MPPT控制器、太阳能电池控制装置、阳光发电系统、MPPT控制程序、以及MPPT控制器的控制方法

摘要

本发明中，即使是未知的工作点，也能进行基于所推定的最大工作点的控制。MPPT控制器（20）具备：计量数据取得部（31），从日照计（14）/温度计（15）取得日照量及/或温度，从电流计（17a）/电压计（17b）取得电流值及/或电压值；搜索控制部（34），通过控制换流器（18）来控制阵列（10）的工作点，由此搜索最大工作点；推定式计算部（32），推算在上述日照量与最大工作电流值之间成立的推定式（A）、及/或在上述温度与最大工作电压值之间成立的推定式（B）；MPP推定部（35），使用推定式（A）或（B），推定某日照量或某温度下的最大工作点。

说明书

技术领域

本发明涉及具备日照计、温度计等计量仪器的阳光发电系统中的MPPT 控制器、太阳能电池控制装置、MPPT控制程序、以及MPPT控制器的控制 方法。

背景技术

为了从阳光发电系统获得最大功率，有效地找出太阳能电池的最大工作 点（MPP：Maximum Power Point）是很重要的。

通常，阳光发电系统中的太阳能电池的输出特性，是随日照量以及温度 等而时时刻刻地变化的。因此，阳光发电系统中需要不断监视太阳能电池的 动向，以控制太阳能电池按照可获得最大输出的工作点来进行工作。此类控 制称为MPPT（Maximum Power Point Tracking：最大功率点跟踪）控制。

为了有效地进行MPPT控制，已提出了一种按照太阳能电池的种类来预 先定好搜索初始值以及搜索范围，由此提高搜索效率的技术（专利文献1）。

尽管如此，MPPT控制有时仍会花费较多的时间来搜索最佳工作点。甚 至有时花数十分钟以上来搜索，且在搜索过程中，太阳能电池的特性往往因 日照量·温度的影响而发生变化，结果是无法发现最佳工作点。

对此，现有技术中提出了以下一种解决手法（专利文献2）：事前对换流 器的工作电压进行控制，以使太阳能电池的输出功率达至最大功率点，并将 达至最大功率点时的各种参数登录进数据库；以后，在通常工作时，根据数 据库中登录的参数来调整工作电压。

[现有技术文献]

专利文献1：日本国专利申请公开公报“特开平11-282553号公报”；1999 年10月15公开。

专利文献2：日本国专利申请公开公报“特开2000-181555号公报”；2000 年6月30日公开。

发明内容

本发明所要解决的问题

然而专利文献2存在以下问题：只能按照过去所实测且登录的温度·日照 量下的工作点来进行控制，而当未能获得预计的输出时，最后还是得搜索最 大工作点。

本发明是鉴于上述的问题而研发的，目的在于提供一种即使未登录有过 去曾计量的最大工作点，也能在阳光发电系统中实行基于了最大工作点的控 制的太阳能电池MPPT控制器等。

用以解决问题的技术方案

为解决上述问题，本发明的MPPT（Maximum Power Point Tracking：最 大功率点跟踪）控制器搜索太阳能电池的最大工作点且控制太阳能电池工作， 该MPPT控制器的特征在于具备：计量数据取得单元，取得环境数据和功率 数据，其中，所述环境数据是所述太阳能电池的周边环境的计量值，所述功 率数据表达与所述太阳能电池输出的功率相关的信息；推算单元，推算在所 述环境数据与搜索出的最大工作点的对应功率数据之间成立的关系式；推定 单元，使用对所述太阳能电池所计量的环境数据，并根据所述推算单元所推 算出的关系式，推定最大工作点。

另外，为解决上述问题，本发明的MPPT控制器的控制方法用来搜索太 阳能电池的最大工作点且控制太阳能电池工作，该MPPT控制器的控制方法 的特征在于包含：计量数据取得步骤，取得环境数据和功率数据，其中，所 述环境数据是所述太阳能电池的周边环境的计量值，所述功率数据表达与所 述太阳能电池输出的功率相关的信息；推算步骤，推算在所述环境数据与搜 索出的最大工作点的对应功率数据之间成立的关系式；推定步骤，使用对所 述太阳能电池所计量的环境数据，并根据经所述推算步骤而推算出的关系式， 推定最大工作点。

在上述方案中，太阳能电池包括以下的任意一者：作为阳光发电元件的 电池片、多个电池片串联连接而成的群集或模块、模块串联连接而成序列、 序列并联连接而成的阵列。

最大工作点的搜索是指：使连接着太阳能电池的负载发生变动，由此来 检测可获得最大输出的工作点。也就是通过最大工作点跟踪控制（MPPT： Maximum Power Point Tracking）来进行搜索。可以采用例如爬山算法、模拟 退火算法、遗传算法以及其他用以解决搜索问题的一般算法来求取最大工作 点。

在“环境数据是太阳能电池的周边环境的计量值”这一语言表现中，环 境数据是指例如太阳能电池周边的温度、日照量等。太阳能电池的周边环境 是指：影响太阳能电池性能的环境要因的发生范围。即，若以温度为例，太 阳能电池的周边环境便是指：某场所中计量到的温度被认为会影响到太阳能 电池性能的、该场所的范围。

因此，可以在离太阳能电池一定距离的地方计量周边环境。进而言之， 随具体计量值的不同，周边的范围也会不同。

另外，环境数据例如包括：天气信息或周围障碍物的位置等、以及表达 它们的时序变化的时间序列数据。

在“功率数据表达与太阳能电池输出的功率相关的信息”这一语言表现 中，功率数据并不一定指功率值其本身，也包括能供计算功率值的数据。例 如，用以表达电流值或电压值的数据，便相当于功率数据。另外，也可根据 太阳能电池的I-V特性，且根据电流值及电压值的其中某一方，来导出另一 方，由此计算功率值。

“在所述环境数据与搜索出的最大工作点的对应功率数据之间成立的关 系式”例如指：在环境数据与最大工作点下的最大工作电流值之间，成立的 关系式；或，在环境数据与最大工作点下的最大工作电压值之间，成立的关 系式。

最大工作电流值是指：在最大工作点时，所计量到的电流值。最大工作 电压值是指：在最大工作点时，所计量到的电压值。

另外，关系式是指在各计量值之间成立的关系式，例如有线性关系式、 回归模型所表达的关系式等。

在上述方案中，举具体例来说，是通过以下（A）及（B）的其中至少一 方的关系式，且按照以下的要领来进行推算的。

（A）日照量-最大工作电流值的关系式

取得作为环境数据的日照量，还取得在该日照量时搜索到的最大工作点 下的、所计量出的最大工作电流值。接着，推算在日照量与最大工作电流值 之间成立的关系式。在此，可以对日照量进行1次以上的计量，并计量该日 照量被计量时的最大工作电流值，由此便能实现上述推算处理。

（B）温度-最大工作电压值的关系式

取得作为环境数据的温度，还取得在该温度时搜索到的最大工作点下的、 所计量出的最大工作电压值。接着，推算在温度与最大工作电压值之间成立 的关系式。在此，可以对温度进行2次以上的计量，并计量各温度被计量时 的最大工作电压值，由此便能实现上述推算处理。

只要决定好电流值及电压值的其中至少一方，便能定出太阳能电池的工 作点，因此只要算出最大工作电流值或最大工作电压值，便能进行最大工作 点的推定。

只要使用推算出的上述（A）及（B）的其中任意一个关系式，便能进行 最大工作点的推定。

由于能根据上述关系式（A）来算出某日照量下的最大工作电流值，因 而能推定某日照量下的最大工作点。

另外，由于能根据上述关系式（B）来算出某温度下的最大工作电压值， 因而能推定某温度下的最大工作点。

即，能够用对上述太阳能电池所计量的环境数据，根据上述关系式来推 定最大工作点。

因此，即使不搜索最大工作点，且即使未登录有过去曾计量的最大工作 点，只要计量环境数据，便能根据关系式来推定最大工作点。

因此本发明的效果在于：即使是未知的工作点，也能进行基于所推定的 最大工作点的控制，从而提高太阳能电池的输出效率。

上述MPPT控制器也可以通过计算机来实现，在该情况时，令计算机执 行用于实现上述各单元动作的MPPT控制程序、以及记录有该MPPT控制程 序的计算机可读取记录介质，也包含在本发明的范畴内。

发明的效果

如上所述，本发明的MPPT控制器具备：计量数据取得单元，取得环境 数据和功率数据，其中，所述环境数据是所述太阳能电池的周边环境的计量 值，所述功率数据表达与所述太阳能电池输出的功率相关的信息；推算单元， 推算在所述环境数据与所搜索出的最大工作点的对应功率数据之间成立的关 系式；推定单元，使用对所述太阳能电池所计量的环境数据，并根据所述推 算单元所推算出的关系式，推定最大工作点。

另外，本发明的MPPT控制器的控制方法包含：计量数据取得步骤，取 得环境数据和功率数据，其中，所述环境数据是所述太阳能电池的周边环境 的计量值，所述功率数据表达与所述太阳能电池输出的功率相关的信息；推 算步骤，推算在所述环境数据与所搜索出的最大工作点的对应功率数据之间 成立的关系式；推定步骤，使用对所述太阳能电池所计量的环境数据，并根 据经所述推算步骤而推算出的关系式，推定最大工作点。

另外，本发明的MPPT控制程序是：使MPPT控制器进行工作，令计算 机执行用于实现上述步骤的程序。

因此本发明的效果在于：即使是未知的工作点，也能进行基于所推定的 最大工作点的控制，从而提高太阳能电池的输出效率。

本发明的其他目的、特征和利点在以下的描述中会变得十分明了。此外， 本发明的优点将在以下结合附图的说明中得到明确。

附图说明

图1是本发明一实施方式的阳光发电系统中的MPPT控制器的概略结构 功能框图。

图2是上述阳光发电系统的概略结构功能框图。

图3是阵列的I-V特性及P-V特性的图表。

图4是上述阳光发电系统中的电流值、电压值、日照量、温度的相互对 应关系的图表。

图5是阵列的基准I-V特性、给定状况下的I-V特性、以及各I-V特性中 的最大工作点的图表。

图6是在上述阳光发电系统中使阵列按照推定最大工作点进行工作的处 理流程图。

图7是推定式的决定系数与搜索次数之间的关系的图表。

图8是本发明另一实施方式的MPPT控制器的概略结构功能框图。

图9是上述MPPT控制器所具备的异常判别部以及异常判断数据库的概 略结构功能框图。

图10是本发明另一实施方式的阳光发电系统的概略结构功能框图。

图11是上述阳光发电系统所具备的DCDC控制装置、以及该DCDC控 制装置所具备的MPPT控制器的概略结构功能框图。

图12是本发明另一实施方式的阳光发电系统的概略结构功能框图。

图13是本发明另一实施方式的MPPT控制器的概略结构功能框图。

图14是上述MPPT控制器所具备的异常判别部以及异常判断数据库的概 略结构功能框图。

图15是MPPT控制器所进行的方法选择处理的流程图。

具体实施方式

〔实施方式1〕

（阳光发电系统）

以下，参照图1～图7来说明本发明的一实施方式。如图2所示，阳光 发电系统1具备太阳能电池阵列（以下简称为“阵列”）10、功率调节器（太 阳能电池控制装置）11、显示器12、输入器13、日照计（计量部）14、温度 计（计量部）15、负载16。

阵列10是由多个太阳能电池序列（以下简称“序列”）并联连接而成的 单元，各序列是由多个太阳能电池模块（以下简称“模块”）M11（M12）串 联连接而成的单元。另外，各模块M11（M12）是由多个阳光发电元件即太 阳电池片（以下简称“电池片”）串联连接而成的单元。此外，模块M11（M12） 也可以包含多个群集。群集是，按旁路二极管来对串联连接的电池片加以分 区而得的单元。群集也可以说成是以每一旁路二极管为一单位的电池片集合。

阵列10中产生的功率被提供至功率调节器11。阵列10并不限于是图2 所示的结构，可以是各种结构。

功率调节器11将阵列10输出的直流功率转换成期望的功率，然后提供 给负载16。功率调节器11具备计量器（计量部）17、换流器18、以及MPPT （Maximum Power Point Tracking：最大功率点跟踪）控制器20。

此外，功率调节器11还具备例如系统控制器、直流调节器、直流输出用 接口、换流器、交流输出用接口、电力系统用接口等这些器件的部分或全部。

以下说明功率调节器11所具备的计量器17、换流器18、以及MPPT控 制器（工作点控制器）20。

计量器17用以计量从阵列10供至功率调节器11的电流值以及电压值， 其具备了电流计17a以及电压计17b（参见图1）。计量器17将计量出的电流 值以及电压值发送给MPPT控制器20。另外，计量器17既可以定期地发送 计量出的物理量，也可以依照MPPT控制器20发出的请求来发送计量出的物 理量。计量器17也可以设置在功率调节器11的外部。

换流器18用以将阵列10发出的直流电转换成交流电。另外，换流器18 具有对直流工作电压也就是阵列10的输出电压进行调整的功能。由此，便能 够对来自阵列10的输出功率的工作点进行调整。在电流值为横轴，以电压值 为纵轴的坐标图中，可以用电流值及电压值的坐标来表达工作点的位置。即， 换流器18作为用以设定阵列10的输出电压值·输出电流值的工作点设定部， 而发挥功能。

MPPT控制器20进行控制，以有效地从阵列10获得最大限度的直流电。 控制的详细内容将在后文中叙述。

显示器12用以显示出各种信息。显示器12包括LCD（液晶显示元件） 显示屏、CRT（阴极射线管）显示屏、等离子显示屏等显示器件。输入器13 用以受理来自用户的指令输入操作、信息输入操作等，其例如由键盘及按键 等键式输入器件、以及鼠标等定位器件所组成。输入器13将受理的信息传送 给功率调节器11。显示器12以及输入器13也可以是既进行显示又受理输入 的触屏式接口。

另外，模块M11与模块M12的差别在于是否设有后述的温度计15。阳 光发电系统1中采用的是具有同一特性的模块11以及模块12。

日照计14用以计量阵列10所受的日照量（也称日照强度；周边环境）。 日照量是指每单位面积在单位时间内所受的太阳辐射量。日照计14将计量出 的日照量发送给功率调节器11。

温度计15用以计量阵列10周边的大气温度（周边环境），其设置在模块 M11周边的不受阳光直射的场所。另外，温度计15将计量出的温度发送给功 率调节器11。

像这样，在阳光发电系统1中，用单个温度计15来对整个阵列10计量 大气温度。另外在阳光发电系统1中，举一个例子来说，可用单个日照计14 来对整个阵列10计量日照量。

另外，与计量器17同样，日照计14以及温度计15可以定期地发送所计 量的物理量，也可以依照功率调节器11发出的请求来发送所计量的物理量。 日照计14以及温度计15也可将计量出的物理量与计量时刻一同发送给功率 调节器11。负载16是功率的提供对象，其例如是收取功率而运转的电气设 备。

阳光发电系统1既可以与商用电力系统19联合供电，也可以不与商用电 力系统19联合，而是独立供电。

（MPPT控制器）

接下来，通过图1来详细说明MPPT控制器20。图1是MPPT控制器 20的概略结构功能框图。如图1所示，MPPT控制器20具备控制部30以及 存储部50。

控制部30统辖控制MPPT控制器20内各结构的动作，存储部50用以存 储信息。

如图1所示，控制部30具备计量数据取得部（计量数据取得单元、日照 量/温度取得单元、电流/电压取得单元）31、推定式计算部（推算单元、推定 精度计算单元）32、目标值设定部（目标值设定单元）33、搜索控制部（最 大工作点搜索单元、搜索开始单元）34、MPP推定部（推定单元）35。

另外，存储部50具备MPP计量数据存储部51、额定值数据库60。

首先，详细说明存储部50的结构。

MPP计量数据存储部51把阵列10按最大工作点（Maximum Power Point） 工作时的各计量设备的计量数据，作为MPP计量数据来存储。MPP计量数 据具体包含了在最大工作点时所计量到的以下计量值：“计量时刻”、“最大 工作电流值”、“最大工作电压值”、“日照量”、“温度”。

计量时刻是表达年月日时分秒的数据。另外，最大工作点电流值以及最 大工作点电压值分别指在最大工作点时所计量到的电流值及电压值。日照量 以及温度分别是日照计14及温度计15所计量到的日照量及温度。在额定值 数据库60中，设有推定式存储部61以及目标值存储部62。

推定式存储部61存储：用以推定最大工作电流值的推定式（关系式）、 以及用以推定最大工作电压值的推定式（关系式）。关于推定式存储部61所 存储的推定式，将在后文中详述。

目标值存储部62对后述推定式计算部32所导出的推定式的推定精度目 标值进行存储。

以下，详细说明控制部30的结构。

计量数据取得部31从各计量仪器取得计量值。具体为，计量数据取得部 31从计量器17的电流计17a及电压计17b、日照计14、温度计15取得计量 数据（功率数据、环境数据），然后将该计量数据发送给搜索控制部34以及 MPP推定部35。在此，该计量数据是时间序列数据，其包含电流值、电压值、 日照量、以及温度。

推定式计算部32使用从MPP计量数据存储部51中读出的MPP计量数 据来导出推定式。正如后文所详述的，使用越多的MPP计量数据来反复计算， 推定式计算部32导出的推定式的推定精度就越高。例如，推定式计算部32 反复导出推定式，直至推定式的推定精度达到目标值存储部62中存储的推定 精度目标值为止。推定式计算部32将导出推定式存储到额定值数据库60的 推定式存储部61中。

目标值设定部33取得用户借助输入器13所输入的推定式的推定精度目 标值，然后将该推定精度目标值存储到额定值数据库60的目标值存储部62 中。

搜索控制部34根据计量数据取得部31发送的计量数据来控制换流器18， 以此搜索阵列10的最大工作点。例如，搜索控制部34通过控制换流器18来 使阵列10的输出电压值发生变动，由此来搜索最大工作点。对于最大工作点 的搜索，可以采用爬山算法、模拟退火算法、遗传算法以及其他用以解决搜 索问题的一般算法。

关于搜索控制部34的详细控制动作，将在后文中叙述。搜索控制部34 将最大工作点下的最大工作电流值和最大工作电压值、日照量、以及温度的 时间序列数据，作为MPP计量数据而存储进MPP计量数据存储部51。

MPP推定部35将计量数据取得部31所取得的计量数据，代入从推定式 存储部61读取出的推定式，由此推定出最大工作点。

在此，阵列10的I-V特性是基于日照量·温度而定的，因此对于给定的 日照量·温度，只要求取最大工作电流值以及最大工作电压值的其中至少一 方，便能够推定最大工作点。

具体而言，MPP推定部35根据用以推定最大工作电流值的推定式来计 算最大工作电流值，或根据用以推定最大工作电压值的推定式来计算最大工 作电压值，由此来推定最大工作点。

然后，MPP推定部35命令换流器18调整阵列10的输出电压值·输出电 流值，直至到达所推定的推定最大工作点。MPP推定部35根据推定式来计 算最大工作电流值·最大工作电压值的方法将在后文中详述。

（搜索控制部的控制）

以下，通过图3来说明搜索控制部34的具体控制例（爬山算法）。

图3所示的I-V曲线C1表达的是阵列10的电流值-电压值关系。在此， 以电流值及电压值为坐标成分的I-V曲线C1上的位置，相当于工作点。搜索 控制部34逐渐改变电压值，以使工作点在工作点P1、P2、以及P3之间变动。 接着，计量且比较各工作点（P1～P3）时的功率值，由此来搜索功率值得以 为最大的工作点。可以用由原点和工作点所界定的矩形（S1～S3）面积来表 达功率值。在图3中，矩形S 1以实线来表达，矩形S2以点划线来表达，而 矩形S3以虚线来表达。该功率-电压的关系以P-V曲线C2来表达。

搜索控制部34对换流器18进行控制，令换流器18以例如工作点P2为 初始值，使工作点在I-V曲线上进行左右变动。此时，越是使工作点朝远离 原点的方向移动，便能获得越高的功率。搜索控制部34使电压值朝远离原点 的方向变动，也就是以给定的时间间隔来使工作点从工作点P2起，经由工作 点P1，变迁至工作点P3。

图3中，在各工作点P1、P2、P3所界定的面积S 1、S2、S3当中，S1 的面积最大。换而言之，在曲线C2上，工作点P1前后的状态从增加状态变 为减少状态。因此该工作点P1便是最大工作点。

若P-V曲线的开口向下，那么从单调增加变成单调减少时的拐点，便是 最大工作点。需要补充说明的是，若因太阳能电池模块等的异常等而导致I-V 曲线出现了向上的开口，那么上述搜索中求得的工作点便是局部解。因此， 上述搜索中求得的工作点有时未必是最大工作点。

对于这种情况，一般不用上述“爬山算法”，而是采用“模拟退火算法”、 “禁忌算法”、“遗传算法（GA）”等方法来搜索最大工作点。

另外，还可以采用每次均搜索全部工作点的方法。虽然搜索全部工作点 的方法比上述方法的效率低，但这能切实避免出现局部解。

（由推定式计算部导出，并由推定式存储部存储的推定式）

以下，通过图4来详细说明由推定式计算部32导出，并由推定式存储部 61存储的推定式。

图4的（a）是，日照量（W/m2）与该日照量下最大工作电流值（A）之 间的关系的图表。图4的（b）是，模块温度（℃）与该模块温度下最大工作 电压值（V）之间的关系的图表。

推定式计算部32根据以下所说明的方法，导出用以推定最大工作电流值 的推定式、以及用以推定最大工作电压值的推定式的其中至少一方。

[用以推定最大工作电流值的推定式]

以下是推定式计算部32导出用以推定最大工作电流值的推定式的导出 方法。

首先，通过图4的（a）来说明一下日照量（W/m2）与最大工作电流值 （A）之间的关系。在以日照量为横轴，以最大工作电流值为纵轴的图表Gr1 中，若设基准日照量为Gstd（W/m2），且设基准最大工作电流值为Istd（A）， 那么日照量（W/m2）与最大工作电流值（A）之间的关系可近似为穿过原点 及工作点X1（Gstd，Istd）的直线L1。

举一例来说，设工作点X1处的Gstd＝1000（W/m2），此时若Istd为已 知值，就能算出直线L1的斜率（以下记作IG）。因此，日照量g下的最大工 作电流推定值Imax能够用以下的推定式（A）来求取。

Imax＝IG×g  …（A）

因此，只要知道基准日照量以及该基准日照量下的最大工作电流值，便 能用推定式（A）来计算期望日照量下的最大工作电流值。即，推定式（A） 表达了日照量与最大工作电流值之间的比例关系。

进而言之，推定式（A）是以最大工作电流值为应变量，以日照量为解 释变量的回归方程式。因此可以多次对日照量以及该日照量下的最大工作电 流值进行计量，然后通过回归分析来求取推定式（A）的系数IG。

也就是说，推定式计算部32能够通过以下的两种方法，来导出用以推定 最大工作电流值的推定式（A）。

在第一种方法中，只要MPP计量数据存储部51中存储有1个MPP计量 数据，也就是只要已对最大工作点进行过1次计量，推定式计算部32便能根 据MPP计量数据中所含的日照量、最大工作电流值来导出推定式（A）。如 此便能迅速地导出推定式（A）。

在第二种方法中，只要通过搜索而多次计量了最大工作点，推定式计算 部32便能通过回归分析来导出推定式（A）。即，推定式计算部32读取MPP 计量数据存储部51中存储的MPP计量数据，然后运用MPP计量数据中所含 的日照量、最大工作电流值来进行回归分析，由此便能导出推定式（A）。这 样，便能以更好的精度来导出推定式（A）。

[用以推定最大工作电压值的推定式]

以下是推定式计算部32导出用以推定最大工作电压值的推定式的导出 方法。

首先，通过图4的（b）来说明一下模块温度（℃）与最大工作电压值（V） 之间的关系。模块温度越低，最大工作电压值就有越高的倾向，反之，模块 温度越高，最大工作电压值就有越低的倾向。

因此，在以温度为横轴且以最大工作电压值为纵轴的图表Gr2中，表达 模块温度与最大工作电压值之间关系的直线L2为向右下倾斜的直线。该直线 L2是以最大工作电压值V为应变量，以温度T为解释变量的线性回归模型， 因此能通过以下的回归方程式（1）来近似性地表达V与T的关系。

V＝VT×T＋C（C为回归方程式的系数）  …（1）

基于该回归方程式（1），可导出用以推定模块温度t下的最大工作电压 推定值Vmax的推定式（B）。

Vmax＝VT×t＋C  …（B）

在此，VT表示直线L2的斜率。通过对模块温度以及该模块温度下的最 大工作电压值进行2次计量，便能近似性地求取VT。

例如，只要计量工作点X2处的温度·最大工作电压值、和工作点X3处 的温度·最大工作电压值，便能根据这些计量值来近似性地求出直线L2。

即，推定式（B）表达了温度与最大工作电压值之间的线性关系。

另外，通过多次对模块温度以及该模块温度下的最大工作电压值进行计 量，且通过回归分析来求取VT、C，便能提高推定式（B）的精度。

进而言之，若将用于回归分析的MPP数据限定成是给定值以上的日照量 （例如300W/m2）时的MPP计量数据，那么回归方程式的准确度就能得到 大幅提高。

也就是说，推定式计算部32能够通过以下的两种方法，来导出用以推定 最大工作电压值的推定式（B）。

在第一种方法中，只要MPP计量数据存储部51中存储有涉及2个不同 工作点的MPP计量数据，推定式计算部32便能根据MPP计量数据中所含的 温度、最大工作电压值来导出推定式（B）。

在第二种方法中，只要经搜索来多次计量出模块温度、和该模块温度下 的最大工作电压值，推定式计算部32便能通过回归分析来导出推定式（B）。 即，推定式计算部32读取MPP计量数据存储部51中存储的MPP计量数据， 然后运用MPP计量数据中所含的温度、最大工作电压值来进行回归分析，由 此便能导出推定式（B）。这样，便能以更好的精度来导出推定式（B）。

（MPP推定部所进行的最大工作点的推定处理）

MPP推定部35根据以下（i）和（ii）的其中任一种方法，来推定最大工 作点。

（i）将日照计14计量的日照量代入推定式（A），以算出最大工作电流 推定值，从而求出推定最大工作点。

（ii）将温度计15计量的温度代入推定式（B），以算出最大工作电压推 定值，从而求出推定最大工作点。

换而言之，MPP推定部35可以根据上述（i）及（ii）的其中任意一方法 来推定最大工作点。即，阳光发电系统1可以不必具备日照计14和温度计 15这两方，只要具备上述推定方法（i）和（ii）中所要用的某一方的计量仪 器即可。

另外，MPP推定部35也可以根据各种计量仪器所计量的计量值、以及 阳光发电系统1中所能计量的其他参数，来决定用上述（i）及（ii）中的哪 一方法来推定最大工作点。

例如，若计量出的日照量小于300W/m2，MPP推定部35便选用上述方 法（i），若是300W/m2以上，MPP推定部35便选用上述方法（ii）。

以下，参照图5所示的I-V曲线，从其他观点来进行说明。

图5的曲线C3所表达的是：在基准日照量（Gstd）以及基准温度（Tstd） 下可获得最大工作点Pmax（Tstd，Gstd）的模块的特性。

在此，对于给定的日照量G1或给定的温度T1，MPP推定部35用推定 式（A）或推定式（B）来求取其工作电流推定值或工作电压推定值。如此， MPP推定部35能推定出最大工作点Pmax（T1或G1）。即，MPP推定部35 不必实际进行搜索，就能直接根据推定式（A）或（B）来求取最大工作点。

（使阵列按照推定最大工作点来工作的处理）

以下，通过图6来说明一下在阳光发电系统1中使阵列10按照推定最大 工作点来工作的处理。

首先，计量数据取得部31从日照计14及温度计15取得日照量及温度 （S11）。

接着，MPP推定部35从推定式存储部61中读出推定式（A）或（B）， 并将取得的日照量或温度代入推定式（A）或（B）来计算最大工作电流推定 值或最大工作电压推定值，由此推定最大工作点（S12）。

然后，换流器18使阵列10按照MPP推定部35所指示的推定最大工作 点来进行工作（S13）。

（作用·效果）

如上所述，本发明的MPPT控制器20具备：计量数据取得部31，从日 照计14及/或温度计15取得日照量及/或温度，且从电流计17a及或/电压计 17b取得电流值及/或电压值；搜索控制部34，通过控制换流器18来控制阵 列10的工作点，从而搜索最大工作点；推定式计算部32，推算在上述日照 量与上述最大工作电流值之间成立的推定式（A）、及/或在上述温度与上述最 大工作电压值之间成立的推定式（B）；MPP推定部35，运用推定式（A）来 推定某个日照量下的最大工作点，或运用推定式（B）来推定某个温度下的最 大工作点。

因此，即使不进行最大工作点的搜索，且即使未登录有过去曾计量的最 大工作点，也能运用推定式（A）～（C）来推定最大工作点。即，即使是未 知的工作点，也能进行基于所推定的最大工作点的控制，从而能提高阵列10 的输出效率。

（变形例）

以下说明阳光发电系统1的优选变形例。

[通过多元回归分析来导出推定式]

在以上的说明中，推定式计算部32是运用以模块温度为解释变量的线性 回归分析，来导出用以推定最大工作电压的推定式（B）的。但本发明并不限 定于此，推定式计算部32也可以运用多元回归分析，来导出用以推定最大工 作电压的推定式。

此时，不仅是模块温度，还将日照量也作为解释变量。在此，若设模块 温度为T，设日照量为G，设偏回归变量为VT和GV，那么它们间的关系可 以用以下的多元回归方程式（2）来表达。

V＝VT×T＋GV×G＋C（C为系数）  …（2）

通过推算出VT、GV、C，便可根据该回归方程式而导出以下的推定式 （C）。该推定式（C）表达了模块温度t及日照量g下的最大工作电压Vmax。

Vmax＝VT×t＋GV×g＋C  …（C）

[计量和推算的时机]

可以在装设阳光发电系统1时，令各计量仪器进行1次或多次的计量， 从而导出推定式（A）～（C）。也可以在装设好阳光发电系统1后，每当搜 索了最大工作点时，导出推定式（A）～（C）。另外，用户可以通过输入器 13来手动操作上述搜索，也可以例如自动地定期进行搜索。尤其是在MPPT 控制器20中，对于最大工作电流值-日照量的关系，令各计量仪器进行1次 计量，而对于最大工作电压值-温度的关系，令各计量仪器进行2次计量即可。 因此能提高装设阳光发电系统时的系统设定操作的效率。

[从推定的最大工作点起的搜索]

MPPT控制器20也可按照以下的方式，从所推定的最大工作点起，搜索 实际最大工作点。即，MPPT推定部35先推定出最大工作点，然后搜索控制 部34以推定出的该最大工作点为基点，搜索实际最大工作点。之后，换流器 18使阵列10按照搜索出的最大工作点来进行工作。

推定出的最大工作点有可能偏离实际的最大工作点。但只要关系式的精 度高，那么推定出的最大工作点理应与实际的最大工作点无大差别。因此， 只要以推定出的最大工作点为基点来搜索最大工作点，便能迅速发现实际的 最大工作点。

在上述方案中，搜索控制部34将MPPT推定部35所推定的最大工作点 作为基点来搜索最大工作点，因此能够迅速使阵列10按照最大工作点来进行 工作。

另外，MPPT控制器20也可以按照以下的循环方式来进行计量和推算。 即，在阳光发电系统1进行发电的白天，如上述那样以MPPT推定部35所推 定的最大工作点为基点来搜索最大工作点，且使阵列10按照该最大工作点进 行工作。此时，搜索控制部将计量数据存进MPPT计量数据存储部51。

而在阳光发电系统1不进行发电的夜晚，推定式计算部32根据MPPT计 量数据存储部51在白天所存储的计量数据，导出推定式，并将导出的推定式 存储进推定式存储部61。

然后在第二天，MPPT推定部35根据新导出的推定式来推定最大工作点， 并以该最大工作点为基点来搜索最大工作点，然后使阵列10按照搜索出的最 大工作点来进行工作。

像这样，只要依照每天的循环来更新推定式存储部61中的推定式，便能 高度维持推定式的精度，从而阳光发电系统1能更有效地进行发电。

[目标值的设定]

以下通过图7，说明一下在导出推定式（A）～（C）时，设定目标值的 方法。

通过增加搜索次数，便能提高推定式（A）～（C）相对于MPP计量数 据的匹配度，因此未知的日照量或模块温度下的最大工作点的推定精度可得 到提高。然而即便增加搜索次数，推定精度的提高也是有限度的。

对于回归方程式的匹配度的好坏，可根据在回归方程式导出过程中所计 算的“决定系数R2（0≤R2≤1）”，来作定量评价。因此，可根据该决定系数 R2，来决定搜索次数、或推定精度的目标值。

以下通过图7来作具体说明。图7的图表表达了搜索次数与决定系数之 间的关系。如图7所示，搜索次数越增多，决定系数就越接近1。然而在第3 次搜索以后，决定系数几乎无增大。

对此，MPPT控制器20中也可采用以下方案：设定目标值Th，当得到 了目标值Th以上的决定系数时，MPPT控制器20便自动结束搜索。该方案 具体如下。

首先，通过输入器13受理用户输入的目标值Th，目标值设定部33介由 输入器13而获取该目标值Th，并将目标值Th存储进目标值存储部62。

接着，搜索控制部34控制换流器18反复进行搜索，由此来检测最大工 作点，并将该最大工作点时的MPP计量数据存储进MPP计量数据存储部51。 推定式计算部32读取出MPP计量数据存储部51中的MPP计量数据，并导 出推定式，然后将导出的推定式存储进推定式存储部61。

推定式计算部32在导出推定式时，还能计算上述决定系数R2，并对算 出的决定系数R2和目标值存储部62中存储的目标值Th进行比较。

若决定系数R2为目标值Th以上，便结束搜索。反之，若决定系数R2 小于目标值Th，便再次执行搜索。

另外，图7所示的图表也可以显示在显示器12上，以供用户容易地了解 推定式的推定精度。例如，可以在每当基于搜索控制部34的搜索来导出推定 式时，由推定式计算部32令显示器12显示出图7所示的图表。

此外，也可以通过手动，也就是使用户能通过输入器13来操作执行上述 搜索，并能一边确认图7所示的图表，一边判断是否要进一步进行搜索。

通过采用上述方案，用户便能够从视觉上得知反复搜索所带来的学习效 果（推定式的推定精度得到提高），从而在决定搜索次数时，能将之作为参考。 例如，若因模块的设置环境较差而导致决定系数R2的上升速度过慢，用户能 考虑是否要降低目标值Th。像这样，能够视模块的设置场所来设定恰当的目 标值。

〔实施方式2〕

以下，参照图8以及图9来说明本发明的其他实施方式。本实施方式中 所说明的方案相当于：使图1所示阳光发电系统1的功率调节器11所具备的 MPPT控制器20对阵列10的进行异常判断。以下对该方案进行说明。

首先，通过图8来说明本实施方式的MPPT控制器（工作点控制器）21。 为方便起见，对与已说明过的附图部件具有同样功能的部件，赋予同样的标 记，并省略它们的说明。

MPPT控制器21是，在图1所示MPPT控制器20的基础上增加了异常 判别部（异常状态判断单元）41、方法选择部（搜索方法选择单元）42、异 常判断数据库70后的结构。

异常判别部41使用来自各计量仪器的计量数据、以及存储在异常判断数 据库70中的信息，判断阵列10的输出是正常还是异常。异常判别部41例如 通过监视阵列10的最大工作点的举动，来进行异常判断。另外，异常判别部 41还判断异常状态是因天气、阴影所致的一时性异常，还是因模块等的故障 所致的永久性异常。

判断这些异常的具体例如下：若电压值及电流值所示的坐标位置上的输 出工作点从基准特性上偏离，则能将阵列10的输出判断成是异常，在此，基 准特性是指阵列10的输出为正常时的、被作为基准的输出特性；若上述输出 工作点恢复到上述基准特性上，则意味着阵列10的输出恢复了正常，因此能 判断成是一时性异常；若上述输出工作点不恢复到上述基准特性上，则意味 着阵列10的输出无法恢复正常，因此能判断成是永久性异常。

方法选择部42根据异常判别部41的异常判断结果，选择适于使阵列10 按照最大工作点来工作的方法。

具体为，异常判别部41的异常判断结果若是“异常”或“一时性异常” 或“永久性异常”，方法选择部42便选择以下方法来作为使阵列10工作的方 法：搜索最大工作点，使阵列10按照搜索到的最大工作点进行工作。即，方 法选择部42选择由搜索控制部34对换流器18进行控制的这一方法。

另一方面，若异常判别部41的异常判断结果是“正常”，方法选择部42 便选则以下方法来作为使阵列10工作的方法：使阵列10按照推定最大工作 点来工作。即，方法选择部42选则以下方法：由MPP推定部35用推定式（A） 或（B）来求取推定最大工作点，由换流器18使阵列10按照推定最大工作点 来工作。

方法选择部42也可以缓和异常判断的基准。即，若是“正常”或“一时 性异常”，便选择使阵列10按照推定最大工作点来工作的这一方法。

异常判断数据库70用以存储异常判别部41在进行异常判断时所要用的 信息。

（异常判别部、异常判断数据库的详细内容）

接下来，通过图9来详细说明异常判别部41以及异常判断数据库70。

具体而言，异常判别部41具备标准化函数作成部43、故障判断部（异 常状态判断单元）44、标准化部45、举动类型特定部46、举动类型检查部 47。另外，异常判断数据库70具备标准化函数存储部71、标准化后MPP履 历存储部72、举动检查对应信息存储部73、故障履历存储部74。

首先，说明一下异常判断数据库70的详细内容。

标准化函数存储部71用以存储标准化函数，该标准化函数用以对依存于 第2计量值的第1计量值进行标准化，以将该第1计量值换算成：第2计量 值为给定值时的第1计量值。具体为，标准化函数存储部71中存储有电流用 标准化函数以及电压用标准化函数，该电流用标准化函数用以对依存于日照 量的电流值进行标准化，以将当前的电流值换算成给定日照量下的电流值， 而该电压用标准化函数用以对依存于温度的电压值进行标准化，以将当前的 电压值换算成给定温度下的电压值。

标准化后MPP履历存储部72用以存储最大输出工作点的时间序列数据， 阵列10的输出到达最大时的、经标准化后的电流值及电压值的坐标所代表的 就是该最大输出工作点。

举动检查对应信息存储部73用以存储举动对应信息。该举动对应信息中 含有彼此呈对应的以下内容：标准化后的最大工作点（以下称“标准化后 MPP”）的随时间变迁的举动；阵列10的输出功率的检查信息。

关于举动信息的种类，例如可采用如下的方案：标准化后MPP的无变动 状态若持续，则举动信息为“静止”；若标准化后MPP为变动状态，则举动 信息为“移动”；若标准化后MPP先有变动，之后又恢复原位，则举动信息 为“移动后恢复原样”；若标准化后MPP变动之后停在变动位置上，则举动 信息为“移动后静止”。

关于检查信息的种类，例如可采用如下的方案：若标准化后MPP的举动 为正常，则检查信息为“正常”；若标准化后MPP的举动为异常，则检查信 息为“异常”；若能将标准化后MPP的举动判断成是阴影等所致的一时性异 常，则检查信息为“一时性异常”；若能将标准化后MPP的举动判断成是故 障等所致的永久性异常，则检查信息为“永久性异常”。

举一例来说，在举动检查对应信息存储部73中，“静止”与“正常”彼 此对应。另外，“移动”与“异常”彼此对应，“移动后恢复原样”与“一时 性异常”彼此对应，“移动后静止”与“永久性异常”彼此对应。

故障履历存储部74用以存储故障标识（异常状态信息），该故障标识用 以表达：阳光发电系统1中发生了诸如无法获得预计最大输出的这类永久性 异常。

以下对异常判别部41的详细内容进行说明。

标准化函数作成部43利用从MPP计量数据存储部51读出的计量数据， 作成上述标准化函数。标准化函数作成部43令标准化函数存储部71存储所 作成的标准化函数。

在此，再次使用图4，对标准化函数作成部43作成上述标准化函数的方 法进行说明。

如图4的（a）所示，标准化函数作成部43对从MPP计量数据存储部51 读出的最大工作电流值的时间序列数据、以及日照量的时间序列数据进行回 归分析，并导出上述式（A）所示的回归方程式（推定式）。在图4的（a）例 中，推定式（A）为：Imax＝0.0097×g。根据该回归方程式，作成用以 把依存于日照量的电流值，换算成基准日照量（经标准化后的日照量）下的 最大工作电流值（经标准化后的电流值）的电流用标准化函数。例如，作成 用以将电流值换算成日照量1000W/m2时的电流值的电流用标准化函数。此 时，该电流用标准化函数为：经标准化后的电流值＝电流值×1000/日 照量。

另外，如图4的（b）所示，标准化函数作成部43对从MPP计量数据存 储部51中读出的电压值（最大工作电压值）的时间序列数据、以及温度（模 块温度）的时间序列数据进行回归分析，并导出上述回归方程式（1）。需要 补充说明的是，若日照量过少，便无法进行准确的回归分析，因此利用了日 照量大于给定值（图4的示例的给定日照量为300W/m2）时的上述时间序列 数据。在图4的（b）例中，回归方程式（1）为：电压值＝-0.8977×t＋ 199.87。根据该回归方程式（1），作成用以把依存于温度的电压值，换算成 温度25℃下的电压值的电压用标准化函数。即，电压用标准化函数为：经标 准化后的电压值＝-0.8977×（25－温度）＋电压值。

关于标准化函数存储部71中存储的标准化函数，其回归方程式的系数可 用推定式存储部53中存储的推定式的系数来代替。

故障判断部44参照故障履历存储部74，并确认故障标识的有无，由此 判断阳光发电系统1中是否发生了永久性异常。若故障履历存储部74中存储 有故障标识，故障判断部44便判断阳光发电系统1中发生了异常。

标准化部45利用存储在标准化函数存储部71中的电流用标准化函数以 及电压用标准化函数，对存储在MPP计量数据存储部51中的计量数据内的 最大工作电流值以及最大工作电压值进行标准化。标准化部45令标准化后 MPP履历存储部72存储经标准化后的电流值及电压值的时间序列数据。

一旦按照日照量来对电流值进行了标准化，标准化后的输出工作点的变 迁便不再与日照量相关，因此阵列10的输出为正常时的输出工作点便相对日 照量而恒定。因此，若MPP朝与电压值增减方向不同的方向变迁，便能将上 述输出判断成是异常。另外，由于上述基准特性变为不再依存于日照量的特 性，因此能更容易地检查且能提高检查精度。

另外，一旦按照温度来对电压值进行了标准化，标准化后的输出工作点 的变迁便不再与日照量以及温度相关，因此阵列10的输出为正常时的输出工 作点便恒定。因此，若MPP发生了变迁，便能将上述输出判断成是异常。另 外，由于上述基准特性变为不再依存于日照量及温度的特性，因此能够更容 易地检查且能提高检查精度。

另外，也可以进行与上述的标准化处理相反的处理，即，按照计量数据 取得部31所取得的日照量以及温度来对上述基准特性进行换算。另外，也可 按照各种日照量及温度来预先对上述基准特性进行换算，并将换算后的基准 特性与该日照量及温度，以彼此对应的方式存储进存储部50，这以后，由计 量数据取得部31从存储部50中读出与当前取得的日照量及温度相对应的基 准特性即可。

举动类型特定部46用以对MPP的举动类型进行特定。在此，MPP的坐 标成分为：经标准化部45施以了标准化后的最大工作电流值、及最大工作电 压值。具体为，举动类型特定部判断上述MPP的举动类型相当于举动检查对 应系信息存储部73中存储的哪个举动信息，然后将判断出的举动信息发送给 举动类型检查部47。

举动类型检查部47用以检查阵列10的最大工作点是正常还是异常。具 体为，举动类型检查部47参照举动检查对应信息存储部73，取出与举动类 型特定部46发送过来的举动信息相对应的检查信息，然后将取出的检查信息 作为阵列10的异常判断结果。

举动类型检查部47将异常判断结果发送给方法选择部42。此外，若异 常判断结果是“异常”或“一时性异常”或“永久性异常”，举动类型检查部 47便在故障履历存储部74中存储故障标识。

另外，若异常判断结果虽为“正常”，但故障履历存储部74中仍存储有 故障标识，那么举动类型检查部47也可以将存储在故障履历存储部74中的 该故障标识删除。之所以进行删除，是因为异常状态已经解除的缘故。

举动类型检查部47定期地进行异常判断，故障判断部44也定期地确认 故障标识。例如，举动类型检查部47以及故障判断部44中各自可以采用定 时器，每1小时执行一次异常判断处理以及故障标识确认处理。

但并不限定于此，若阵列10是“一时性异常”状态，那么也可由故障判 断部44来改变异常判断的执行间隔。异常判断的执行间隔既可以增长，也可 以缩短。

例如，若“一时性异常”状态是日阴所造成的，那么太阳位置移动后， 日阴造成的影响便可能解除。因此，可以预计日阴影响得以解除的恰当时间， 然后将该恰当时间作为上述执行间隔。由此，能在所预计的日阴影响解除时 间经过之后立即确认阵列10的最大工作点是否为“正常”。

另外，故障判断部44也可以在阵列10为“一时性异常”状态时，暂时 不确认故障标识，而是等待。即，故障判断部44也可以等待一时性异常状态 自行恢复后，再进行故障判断。

例如，举动类型检查部47可以在阵列10为“一时性异常”状态时，在 故障履历存储部74中存入“等待标识”。故障判断部44可以在存储有“等待 标识”时，将故障判断的处理延后给定的时间。

（作用·效果）

通过上述方案，举动类型检查部47能够判断阵列10是否为“一时性异 常”状态。因此上述方案的效果在于：能够根据阵列10是“一时性异常”还 是“永久性异常”，恰当地使阵列10工作。

另外，由于能根据“故障标识”来判断“异常状态”，因此用不着每次都 进行异常状态判断。

〔实施方式3〕

以下参照图10以及图11来说明本发明的另一实施方式。首先，通过图 10来说明本实施方式的阳光发电系统2。阳光发电系统2相比于阳光发电系 统1的区别如下。

首先，在阳光发电系统2中，各模块具备用以控制DCDCD（直流-直流） 转换的DCDC控制装置（太阳能电池控制装置）80。

另外，对于模块M21，设有能计量该模块M21的表面温度的温度计15， 该温度计15与模块M21的DCDC控制装置80相连。

各个DCDC控制装置80均连接至日照计14，因此能取得日照计14所计 量的日照量的计量数据。另外，模块M22的DCDC控制装置80与对模块21 所设的温度计15相连，因此能取得模块21的表面温度的计量数据。

其他结构均与阳光发电系统1相同。尤其是阳光发电系统2与阳光发电 系统1同样，也是对整个阵列10设置单个温度计15，对整个阵列10设置单 个日照计14。

上述的方案仅是一个例子，例如也能够任意决定要设置温度计15的模 块。

（DCDC控制装置的结构）

以下作为一例，通过图11来详细说明模块M21的DCDC控制装置80 的结构。如图11所示，DCDC控制装置80具备计量器17、电压设定部180、 MPPT控制器（工作点控制器）22。

电压设定部180对具备该DCDC控制装置80的模块M21的工作电压值 进行设定，由此来调整工作点。电压设定部180具备端子A1和端子A2，端 子A1与模块M21中串联连接的电池片的端部相连，而端子A2与其他模块 相连。

MPPT控制器22具备控制部301和存储部50。

MPPT控制器22与结合图1所说明的MPPT控制器20的区别如下。首 先，控制部301是，控制部30中的目标值设定部33被去除后的结构。另外， 在MPPT控制器22中，搜索控制部34以及MPPT推定部35用来控制·指示 DCDC控制装置80所要设定的工作电压值。

（作用·效果）

上述方案的益处在于以下两点。首先，本领域技术人员都知道这么一个 问题，即，模块串联连接而成的序列的一部分若被阴影遮住（例如模块上落 有树叶等），则序列整体的发电量会减低到原本发电量的数分之一。相比之下， 在阳光发电系统2中，是由DCDC控制装置80以每一模块为一单位来控制 DCDC（直流-直流）转换的，因此能将阴影的影响范围限定在仅该阴影所遮 住的模块。

此外，就功率调节器80而言，与其相连的阵列10中可能存在因故障·维 修而被部分交换了的模块，因此阵列10所含的各模块的特性也可能互不一 致。此类情况时，推定式的推定精度就可能会随模块状况而下降。与此相比， 上述的技术方案是以每一模块为一单位来存储推定式的，因此能通过与该模 块的特性相配的推定式来推定最大工作点。

另外，由于阳光发电系统1中的功率调节器80无法得知是与哪个阵列相 连，因此若连接的是完全未知的阵列，就得重新导出要存进推定式存储部61 的推定式。与此相比，在上述的技术方案中，MPPT控制器22是与给定的模 块相组合的，因此能够预先备好与该模块相对应的推定式。即，能够事先对 组合有MPPT控制器22的模块进行反复探索来导出推定式，并令推定式存储 部61存储该推定式。因此，能够省去计算推定式的工夫。

另外，也能够从MPPT控制器22的外部来变更目标值存储部62中存储 的目标值。

〔实施方式4〕

以下参照图12～图15来说明本发明的另一实施方式。首先，通过图12 来说明本实施方式的阳光发电系统3。阳光发电系统3相比于阳光发电系统1 的区别如下。

首先，在阳光发电系统3中，对每一模块均设置了日照计14以及DCDC 控制装置81。DCDC控制装置81能向功率调节器（太阳能电池控制装置） 111发送模块M31（M32）的空载电压、电流值、以及电压值的数据。

另外，对模块M31设有温度计15，该温度计15连接至对模块M31设置 的DCDC控制装置81。

模块M32的DCDC控制装置81均与对模块M31设置的温度计15相连。

另外，在功率调节器111中，设置有取代MPPT控制器20的MPPT控制 器（工作点控制器）23。

（MPPT控制器的详细内容）

接下来，通过图13来详细说明MPPT控制器23。如图13所示，MPPT 控制器23中设有：取代了MPPT控制器20中计量数据取得部31的计量数据 取得部（日照量/温度取得单元、电流/电压取得单元、空载电压值取得单元） 310、以及取代了异常判别部41的异常判别部（异常状态判断单元）410。另 外，MPPT控制器23中还设有取代了异常判断数据库70的异常判断数据库 700。

计量数据取得部310从温度计15、计量器17的电流计17a及电压计17b 取得阵列10的温度、电流值、以及电压值。计量数据取得部310还从各模块 所具备的DCDC控制装置81取得各模块的空载电压值、电流值、以及电压 值。另外，计量数据取得部310还从对各模块设置的日照计取得日照量。计 量数据取得部310向异常判别部410发送计量数据，该计量数据包含：阵列 10的电流值、电压值、以及温度；各模块的空载电压、电流值、电压值、以 及日照量。

（异常判别部的详细内容）

接下来，通过图14来说明异常判别部410的详细内容。如图14所示， 异常判别部410是，在异常判别部41的基础上增设了模块检查部48（异常 状态判断单元、空载电压值判断单元）后的结构。另外，异常判断数据库700 是，在异常判断数据库70的基础上增设了空载电压存储部75和发电电流·电 压存储部76后的结构。

模块检查部48根据从各模块取得的计量数据，判断该模块是正常还是异 常。模块检查部48可通过以下例示的2种方法来对模块进行异常检查。

第1种方法是：模块检查部48从空载电压存储部75中读取出空载电压 值的正常范围，并判断模块的空载电压值是否落在该范围内，由此来对模块 进行异常检查，若模块的空载电压值未落在该范围内，模块检查部48便判断 是异常。

以含有群集的模块为例来说，若该模块的空载电压值为异常，那么该模 块就可能发生了所谓的“群集断线”故障。模块检查部48能够检查出诸如“群 集断线”的这类故障。

第2种方法是：模块检查部48从发电电流·电压存储部76中读取出发电 电流值·电压值的正常范围，并判断模块的发电电流值·电压值是否落在该范围 内，由此来对模块进行异常检查，若模块的发电电流值·电压值未落在该范围 内，模块检查部48便判断是异常。

相对来说，空载电压值、发电电流值·电压值是能迅速且容易地计量的。 因此能迅速且容易地检测出太阳能电池模块的异常，且详细地特定出异常部 位。

若检查结果是“异常”，模块检查部48便在故障履历存储部74中存储故 障标识。此时，模块检查部48可以针对整个阵列10来存储故障标识，也可 以针对被查出异常的模块来存储故障标识。模块检查部48将检查结果作为异 常判断结果，发送给方法选择部42。

空载电压存储部75将模块以及该模块的空载电压值的正常范围，以相互 对应的方式来存储。

发电电流·电压存储部76将模块以及该模块的发电电流值·电压值的正常 范围，以相互对应的方式来存储。

（方法选择处理的流程）

以下，通过图15来说明方法选择处理的流程。

首先，功率调节器111的电源一接通，便开始处理。即，故障判断部44 确认故障履历存储部74中的故障标识（S21）。

在此，若故障履历存储部74中有故障标识（在S21为“有故障标识”）， 方法选择部42便选择以下方法：搜索最大工作点，使阵列10按搜索出的最 大工作点来进行工作（S22）。然后，在等待了给定的时间后（S27），返回S21。

另一方面，若故障履历存储部74中无故障标识（在S21为“无故障标识”）， 模块检查部48便判断模块的空载电压值是否落在正常范围内，还判断模块的 发电电流值·电压值是否落在正常范围内（S23）。

判断结果中，只要模块的空载电压值、发电电流值、发电电压值的其中 某一方表现为异常值，模块检查部48就判断模块是异常状态（在S24为“是”）。 此时，方法选择部42便选择以下方法：搜索最大工作点，使阵列10按搜索 出的最大工作点来进行工作（S22）。

反之，判断结果中，只要模块的空载电压值、发电电流值、发电电压值 均表现为正常值，模块检查部48就判断模块是正常状态（在S24为“否”）。 此时，方法选择部42便选择以下方法：使阵列10按推定最大工作点来进行 工作，也就是图6所示的方法（S25）。然后，在经过了给定的时间之后（S26）， 返回S23。

（作用·效果）

由于各模块具备了DCDC控制装置81，因此能计量每个模块的直流电流 值以及直流电压值。所以能够对每一模块，判断其空载电压值、发电电流值、 以及发电电压值是异常还是正常。由此，能以每一模块为一个单位来进行详 细的异常判断。

（变形例）

以下，对阳光发电系统3的优选变形例进行说明。

[在DCDC控制装置中的运用]

阳光发电系统2的DCDC控制装置80中也能运用上述异常判定处理。 即，MPPT控制器22也能够具备异常判别部410以及异常判断数据库700。

[相对性日照量的计量]

关于每一模块所具备的日照计14，可以仅由一个日照计14来计量绝对 日照量，由其他日照计14来检测相对该绝对日照量的相对差分。由此，例如 能将一部分模块代用成上述其他日照计14。

[异常值的存储]

若发电电流值以及发电电压值的其中至少一方落在异常范围内，从而模 块检查部48判断模块是异常状态，且搜索控制部34针对该判断结果而实施 完了最大工作点搜索处理，那么可以将异常值也就是该发电电流值及/或发电 电压值、与所搜索到的最大工作点上的电流值·电压值，以彼此对应的方式存 储进存储部50。

以后，当再次计量出与上述同样的异常发电电流值及/或发电电压值时， 可以将上述对应地存储的最大工作点作为初始值，来执行最大工作点搜索处 理。

该方案的效果在于能够缩短最大工作点的搜索时间。

[使用异常值来进行的学习]

若采用将异常值也就是该发电电流值及/或发电电压值、与所搜索到的最 大工作点上的电流值·电压值，以彼此对应的方式存储进存储部50的这一方 案，那么还可以把这些数据的组合作为学习数据，运用到例如监督学习手法 中。即，将该学习数据模型化成：贝叶斯网络的网络构造、以及条件概率表 的集合。

通过该方案，能对未知的异常范围内的电流值或电压值，决定其恰当的 初始值或其范围。

其结果是能缩短搜索时间，并降低陷入局部解的可能性。

在上述模型化中，除上述学习数据，还可导入例如天气信息或周围障碍 物的位置等这类环境计量数据、以及该环境计量数据在时间轴上的变化，以 作为模型内的参数。由此便能够构建精度更好的学习模型。

关于将上述环境计量数据在时间轴上的变化，作为时间序列信息来导入 贝叶斯网络的方法，例如有广为人知的DBN（Dynamic Belief Network：动态 信任网络）。其他例如还能采用：（1）电流值、电压值的微分值、积分值；（2） 分布的强度、畸变度、锐度；（3）时间序列数据中的频率成分。

[空载电压值的判断]

每一模块的空载电压值大致是固有值。因此，空载电压存储部75中也可 能事先存储有例如模块制造商所公开的规格空载电压值。另外，模块检查部 48可以在计量出的空载电压值为模块规格空载电压值以下、例如50％以下 时，判断为该模块发生了异常。

[异常范围的决定]

也可以按照如下方法，来决定空载电压存储部75所要存储的模块空载电 压值的正常范围、以及发电电流·电压存储部76所要存储的模块发电电流值· 电压值的正常范围。

首先，在模块的正常状态下，计量一定期间内的空载电压值、发电电流 值、以及发电电压值，然后将计量出的值存储进存储部50。

当令IQR＝（空载电压值、发电电流值、以及发电电压值的）第3四分 位点-第1四分位点时，能将下式中N的定义范围作为正常范围，而将其以 外的范围作为异常范围。

最小值－（1.5×IQR）≤N≤最大值＋（1.5×IQR）

[工作点的调整]

换流器18也可以依照来自搜索控制部34、MPP推定部35的控制·指示， 以每一模块为单位来设定该模块的工作电流值·工作电压值，由此调整该模块 的工作点。例如，换流器18可以向DCDC控制装置81发出指示，由DCDC 控制装置81使模块按照推定工作点进行工作。如此便能通过最佳的方法来使 各模块工作。另外，换流器18也可以以每一序列为单位来控制工作点。如此 便能以每一序列为一单位，切换最大工作点的调整方法。

另外，推定式计算部32也可以以每一模块或每一序列为一单位，导出推 定式。该方案的优点如下。

也就是说，为了使阳光发电系统3长期地工作，可能要对系统中现存的 部分部件或全部部件进行交换或再利用。这样，同一系统内的模块·序列相互 间的发电特性会不均一，从而导致发电效率下降。而在上述的方案中，能以 每一模块·序列为一单位，通过最佳的方法来进行基于推定最大工作点的工作 控制。所以即使对系统中现存的部分部件或全部部件进行交换或再利用，也 能防止发电效率的下降，且维持较高的发电效率。

（补充事项）

本发明并不限于上述各实施方式，可以根据权利要求所示的范围进行各 种变更，适当地组合不同实施方式中揭示的技术方案而得到的实施方式也包 含在本发明的技术范围内。

另外，MPPT控制器20～24的各功能块、尤其是控制部30，能以硬件逻 辑来构成，也可以如下述那样利用CPU，以软件来实现。

即，MPPT控制器20～24可以具备：对实现各功能的控制程序的命令予 以执行的CPU（central processing unit：中央处理器）；存储上述程序的ROM （read only memory：只读存储器）；展开上述程序的RAM（random access  memory：随机存取存储器）；存储上述程序及各种数据的存储器等存储装置 （记录介质）。另外，通过以下的方案也能够实现本发明的目的。即：向MPPT 控制器20～24提供记录介质，其中该记录介质以计算机能够读取的方式记录 有MPPT控制器20～24的控制程序的程序代码（可执行程序、中间代码程序、 源程序），所述控制程序是用于实现以上所述功能的软件，然后由MPPT控制 器20～24的计算机（或CPU、MPU）来读出并执行该记录介质中记录的程 序代码。

关于上述记录介质，例如可以是磁带、盒式带等带类；也可以是包括软 盘（注册商标）、硬盘等磁盘以及CD-ROM、MO、MD、DVD、CD-R等光 盘在内的盘类，也可以是IC卡（包括存储卡）、光卡等卡类或掩模型ROM、 EPROM、EEPROM、闪存ROM等半导体存储器类。

另外，MPPT控制器20～24也能够连接通信网络，上述程序代码也能够 借助于通信网络来提供。该通信网络并没有特别的限制，例如可以利用互联 网（internet）、内联网（intranet）、外联网（extranet）、LAN、ISDN、VAN、 CATV通信网、虚拟专用网络（virtual private network）、电话回线网络、移动 通信网络、卫星通信网络等。另外，用来构成通信网络的传输介质并没有特 别的限制，例如可以利用IEEE1394、USB、电力线、电缆电视回线、电话线、 ADSL回线等有线通信技术，也可以利用诸如IrDA或遥控器等的红外线、 Bluetooth（注册商标）、802.11无线通信、HDR、便携式电话网络、卫星回线、 地面数字广播网络（terrestrial digital net）等无线通信技术。即使上述程序代 码的形态是经电信传输而体现的载置于载波中的计算机数据信号，本发明也 能实现。

最后，本发明还能作如下表述。即，本发明的工作点控制器用以控制太 阳能电池的工作点，其具备：日照量/温度取得单元，取得日照量及/或温度； 电流/电压取得单元，取得电流值及/或电压值；最大工作点搜索单元，搜索最 大工作点；推算单元，推算在上述日照量与上述最大工作点时的最大工作电 流值之间成立的关系式、及/或在上述温度与上述最大工作点时的最大工作电 压值之间成立的关系式；推定单元，用上述推算单元所推算出的关系式，推 定某日照量或某温度下的最大工作点。

另外，本发明的工作点控制器的控制方法用以控制太阳能电池的工作点， 该控制方法包含：日照量/温度取得步骤，取得日照量及/或温度；电流/电压 取得步骤，取得电流值及/或电压值；最大工作点搜索步骤，搜索最大工作点； 推算步骤，推算在上述日照量与上述最大工作点时的最大工作电流值之间成 立的关系式、及/或在上述温度与上述最大工作点时的最大工作电压值之间成 立的关系式；推定步骤，用经上述推算步骤而推算出的关系式，推定某日照 量或某温度下的最大工作点。

另外，在本发明的工作点控制器中，作为优选，上述推算单元使用由日 照量和最大工作电流值组成的1个组合，根据日照量与最大工作电流值的比 例关系来推算上述关系式；且/或，上述推算单元使用由温度和最大工作电压 组成的2个组合，根据温度与最大工作电压值的线性关系来推算上述关系式。

根据上述方案，日照量的计量以及最大工作点的搜索仅需进行1次，便 可推算在日照量与最大工作电流值之间成立的关系式。或，温度的计量以及 最大工作点的搜索仅需进行2次，便可推算在温度与最大工作电压值之间成 立的关系式。在此，上述2个组合中的温度是互异的。供推算的两个温度优 选在一定程度上互异。

例如可以采用：在早晨和中午所计量的温度；或，连续两天在同一时刻 所计量的温度；或，在夏冬等季节不同的两天的同一时刻所计量的温度。

其他还可以采用模块耐性温度的上限附近的温度、以及下限附近的温度。

因此，上述方案的效果在于能迅速推算日照量-最大工作电流值的关系 式、及/或温度-最大工作电压值的关系式。

上述方案的优点尤其在于：即使因阳光发电系统中的部分或全部的太阳 能电池被交换或修理，而导致太阳能电池的特性发生下降，也能迅速地应付。

在本发明的工作点控制器中，作为优选，上述推算单元基于以最大工作 电流值为应变量且以日照量为解释变量的线性回归模型，使用日照量与最大 工作电流值的多个组合，推算在上述日照量与最大工作电流值之间成立的上 述关系式；及/或，上述推算单元基于以最大工作电压值为应变量且以温度为 解释变量的线性回归模型，使用温度与最大工作电压值的多个组合，推算在 上述温度与最大工作电压值之间成立的上述关系式。

通过上述方案，能利用线性回归模型来推算（A）日照量-最大工作电流 值之间的关系式、及/或（B）温度-最大工作电压值之间的关系式。因此，上 述方案的效果在于：越多次地进行计量，就能进行精度越高的推算。

为解决上述的问题，本发明的工作点控制器用以控制太阳能电池的工作 点，其特征在于具备：日照量/温度取得单元，取得日照量及温度；电流/电压 取得单元，取得电流值及电压值；最大工作点搜索单元，搜索最大工作点； 推算单元，推算在上述日照量及上述温度、与上述最大工作点时的最大工作 电压值之间成立的关系式；推定单元，使用上述推算单元所推算出的关系式， 推定某日照量且某温度下的最大工作点。

在前述中，已说到基于（A）日照量-最大工作电流值的关系式、或（B） 温度-最大工作电压值的关系式来推定最大工作点的方案。而本方案还能基于 （C）日照量·温度-最大工作电压值的关系式来推定最大工作点。

即，在本方案中，不仅取得日照量以及温度，还取得在该日照量及温度 时所搜索出的最大工作点上的、所计量出的最大工作电压值。并且，推算在 最大工作电压值与日照量及温度之间成立的关系式。

由此，能够根据上述（C）的关系式来计算某日照量且某温度下的最大工 作电压值，因此能推定某日照量且某温度下的最大工作点。

需要补充说明的是，与基于上述（B）温度-最大工作电压值的关系式来 推定最大工作点的方案相比，基于上述（C）日照量·温度-最大工作电压值的 关系式来推定最大工作点的方案能够计算：将日照量对最大工作点上的电压 值所起的影响，包含在内的最大工作电压值。

在本发明的工作点控制器中，优选具备：推定精度计算单元，对用上述 推算单元推算的关系式所进行的推定处理的精度，进行计算。

通过上述方案，能够计算所推算的关系式的精度。

例如，在线性回归模型中，推定精度亦即回归方程式的匹配度，可以通 过决定系数来表达。另外，在多元回归模型中，推定精度可以通过已被调整 了自由度的决定系数来表达。

推定精度的提示方法并无限定。例如，可以将显示屏等显示单元连接至 工作点控制器，然后在给定时刻向该显示单元输出所算出的推定精度，以提 示给用户看。另外，也可以在每当推算关系式时，计算推定精度并加以存储， 然后以每一时间序列为一单位，提示给用户看。

上述方案的效果在于：只要算出决定系数等这些推定精度，便能了解关 系式的准确程度，且还能以该推定精度为指标，来决定还需反复进行多少次 推算。

在本发明的工作点控制器中，作为优选，具备目标值设定单元，该目标 值设定单元对用上述推算单元推算的关系式所进行的推定处理的精度，设定 目标值；上述推算单元进行推算，直至上述推定处理的精度达至上述推定的 目标值为止。

在上述方法中，能计算所推算的关系式的推定精度，且能不断进行推算， 直至推定精度达至所设定的目标值为止。

正如上述的，在回归模型中，推定精度例如能用决定系数等来进行表达。 因此，可预先定好该决定系数的目标值，当推定精度超过了该目标值时，便 结束推算。

其结果，能通过合理次数的温度·日照量的测量，获得期望的推定精度。

如上所述，本发明的MPPT（Maximum Power Point Tracking）控制器搜 索太阳能电池的最大工作点且控制太阳能电池工作，其具备：计量数据取得 单元，取得环境数据和功率数据，其中，所述环境数据是所述太阳能电池的 周边环境的计量值，所述功率数据表达与所述太阳能电池输出的功率相关的 信息；推算单元，推算在所述环境数据与所搜索出的最大工作点的对应功率 数据之间成立的关系式；推定单元，使用对所述太阳能电池所计量的环境数 据，并根据所述推算单元所推算出的关系式，推定最大工作点。另外，本发 明还包含以下技术方案。

即，在本发明的MPPT控制器中，优选以下方案：具备存储部，所述存 储部存储所述推算单元所推算的所述关系式；所述推算单元运用新取得的所 述环境数据以及新取得的所述功率数据，更新所述存储部中存储的所述关系 式。

在上述方案中，能通过重新取得环境数据以及功率数据，来更新过去所 推算的关系式。

该更新处理，既可以仅基于新取得的环境数据以及新取得的功率数据来 进行，也可以基于由这些新取得的数据与过去取得的环境数据及功率数据所 组成的组合来进行。

基于越多的数据来更新关系式，便越能以越好的精度来进行推算。

在本发明的MPPT控制器中，优选以下方案：具备搜索开始单元；所述 搜索开始单元把由所述推定单元根据所被推算出的关系式而推定出的最大工 作点作为基点，开始搜索最大工作点。

通过上述方案，即使所推定的最大工作点偏离实际最大工作点，也能迅 速将太阳能电池的工作点调整变为实际最大工作点。

在本发明的MPPT控制器中，优选具备：异常状态判断单元，判断太阳 能电池是否为异常状态；搜索方法选择单元，根据所述异常状态判断单元的 判断结果，选择用以设定最大工作点的方法。

异常状态下的太阳能电池的输出特性不同于正常状态下的太阳能电池的 输出特性。因此在异常状态时，所推算的关系式不匹配的这类情况也是能预 想到的。

在上述方案中，是根据太阳能电池是异常状态还是正常状态，来选择用 以设定最大工作点的方法的。

因此，例如在为异常状态时，也就是当认为所推算的关系式不匹配时， 能搜索且设定最大工作点。而在为正常状态时，也就是当认为所推算的关系 式匹配时，能用推算的关系式来推定且设定最大工作点。

其结果，能选择出最大工作点的恰当设定方法。

在本发明的MPPT控制器中，优选以下方案：具备空载电压值取得单元 和空载电压值判断单元，所述空载电压值取得单元取得所述太阳能电池的空 载电压值，所述空载电压值判断单元判断所述空载电压值是否在正常范围内； 若所述空载电压值判断单元判断所述空载电压值不在正常范围内，所述异常 状态判断单元便判断为所述太阳能电池是异常状态。

在上述方案中，能够根据太阳能电池的空载电压值，来判断太阳能电池 是否为异常状态。另外，能以相对较短的时间来计量太阳能电池的空载电压 值。

尤其是对于含有群集的太阳能电池模块而言，其空载电压值若为异常， 则可能发生了所谓的“群集断线”故障。而上述方案是能检测出该故障状态 的。

上述方案的效果在于能迅速检测出太阳能电池的异常。另外，只要检测 出了“群集断线”，便能详细特定出异常部位。

本发明的太阳能电池控制装置具备所述工作点控制器以及电压设定部， 所述电压设定部针对从太阳能电池输出的电流来设定电压，且以设定的该电 压来向外部进行输出；所述工作点控制器控制所述电压设定部。

具体而言，本发明能较好地实现一种太阳能电池控制装置，在该太阳能 电池控制装置中，上述工作点控制器对电压设定装置进行控制。该方案的效 果在于：能以例如每一太阳能电池模块为单位，控制所推定的最大工作点， 因此即使是未知的工作点，也能令各个太阳能电池模块按照最大工作点来高 效率地进行工作，进而能提高阳光发电系统的输出效率。

另外，在上述方案中，能以例如每一太阳能电池阵列为单位，来提高连 接着功率调节器的太阳能电池阵列的输出效率。由此，能高效地将功率提供 给与功率调节器相连的负载。

另外，本发明也可以是太阳能电池控制装置，其具备计量部，所述计量 部计量所述太阳能电池的周边环境的计量值、以及从所述太阳能电池输出的 功率。另外，本发明也可以是阳光发电系统，其具备所述太阳能电池控制装 置、以及与该太阳能电池控制装置相连接的太阳能电池。这些方案也具有与 上述同样的效果。

上述具体实施方式栏目中说明的具体实施方案或实施例仅仅是揭示本发 明技术内容的示例，本发明并不限于上述具体示例，不应对本发明进行狭义 的解释，上述具体实施方式或实施例可在本发明的精神和权利要求的范围内 进行各种变更来实施。

工业上的利用可能性

本发明能广泛地且良好地用于规模大小不同的各种阳光发电系统。

标号说明

1～3         阳光发电系统

11、111      功率调节器（太阳能电池控制装置）

14           日照计（计量部）

15           温度计（计量部）

17           计量器（计量部）

17a          电流计

17b          电压计

18           换流器

20～23       MPPT控制器（工作点控制器）

30、301      控制部

31、310      计量数据取得部（计量数据取得单元、日照量/温度 取得单元、电流/电压取得单元、空载电压值取得单元）

32           推定式计算部（推算单元、推定精度计算单元）

33           目标值设定部（目标值设定单元）

34           搜索控制部（最大工作点搜索单元、搜索开始单元）

35           MPP推定部（推定单元）

41、410      异常判别部（异常状态判断单元）

42           方法选择部（搜索方法选择单元）

43           标准化函数作成部

44           故障判断部（异常状态判断单元）

45           标准化部

48           模块检查部（异常状态判断单元、空载电压值判断单 元）

50           存储部

51           MPP计量数据存储部

53           推定式存储部

60           额定值数据库

61           推定式存储部

62           目标值存储部

70、700      异常判断数据库

71           标准化函数存储部

75           空载电压存储部

80           DCDC控制装置（太阳能电池控制装置）

180          电压设定部