JP2000014165A

JP2000014165A - インバータ装置

Info

Publication number: JP2000014165A
Application number: JP10182169A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshitake; 晃吉武; Shunji Togawa; 俊次外川; Yoichi Kunimoto; 洋一国本; Hiroaki Koshin; 博昭小新; Chukichi Mukai; 忠吉向井; Hirotada Higashihama; 弘忠東浜; Shinichiro Okamoto; 信一郎岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】現在どのような運転状態にあるかをユーザが
簡易に理解することができるインバータ装置を提供す
る。【解決手段】太陽電池等８の直流電源から出力される
直流電力を交流電力に変換し、商用電源系統１に連系し
て負荷に電力を供給するインバータ装置１０において、
直流電源８や商用電源系統１からの出力の有無を個々に
表示する表示手段Ａ、Ｂ、Ｃを具備した表示部１０ｄを
付加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置で
あり、特に、太陽電池等の直流電源を交流に変換して商
用電源系統と連系して負荷に電力を供給するインバータ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池等の直流電源を交流に変換し、
商用電源系統と連系して負荷に電力を供給するインバー
タ装置は、系統連系型インバータ装置と称され、図４及
び図５に示すものがある。図４は上記の太陽光発電シス
テムの概略構成図であり、図５は太陽光発電システムの
基本構成の説明図である。

【０００３】図４において、１は商用電源の電力系統で
あり、発電所の主電源２と、発電所２からの電力を降圧
して配電する発電所３と、配電線４に設けられた遮断器
５と、供給された電力を降圧して各家庭に供給する柱上
変圧器６とを有している。

【０００４】８は各家庭に設置された太陽電池であり、
太陽電池８から出力される直流電圧を交流電圧に変換す
るインバータ９とを有して分散型電源７が構成されてい
る。

【０００５】１２は系統連系保護回路であり、商用電源
系統１と分散型電源７とにより、同時に住宅内負荷１３
に電力を供給しているとき、開閉器である解列開閉器１
１を操作し、商用電源系統１から分散型電源７を切り離
す。系統連系保護回路１２は、分散型電源７の系統内の
周波数変動や電圧変動、あるいは商用電源の電力系統１
の遮断器５の開成による停電の発生を検知して解列開閉
器１１を解列する機能を備えている。

【０００６】上述した太陽光発電システムにおいては、
太陽電池８から直流電力が出力されると、インバータ９
により所定周波数の交流電力に変換されてその交流電力
が住宅内負荷１３に供給される一方、この分散型電源か
らの交流電力で賄えない電力が、商用電源の電力系統１
から供給される。

【０００７】図５に示した太陽光発電システムの基本構
成において、８は太陽電池であり、１０は系統連系型の
インバータ装置である。この系統連系型インバータ装置
１０は、上述したインバータ９と、解列開閉器１１と、
系統連系保護回路１２とにより構成される。また、イン
バータ装置１０は、ケーブル１４にて接続される表示ユ
ニット１５を有している。

【０００８】表示ユニット１５は、ユーザが分散型電源
の発電状態を容易に把握できるようにするためのもので
ある。そして、分散型電源の太陽電池８の発電による、
発電電力量、積算電力量等を表示するとともに、分散型
電源の発電効率を常時監視して、発電効率が悪くなった
こと等を異常が発生しているとして検知し、ユーザに対
して保守点検時期を知らせるものである。

【０００９】また、表示ユニット１５では、インバータ
装置１０の運転状態がどのような状態にあるかによっ
て、例えば、商用電源系統１と太陽電池８とがともに電
力を供給している状態を「連系発電中」という文字を点
灯することにより表示したり、太陽電池８のみが電力を
供給している状態を「自立発電中」という文字を点灯す
ることにより表示したりしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成のインバータ装置にあっては、インバータ装置１
０の運転状態を、「連系発電中」や「自立発電中」とい
った文字列を点灯表示させることにより表示している
が、直感的にどのような運転状態にあるかが分かりにく
く、特に専門知識を有していないユーザにとっては上述
した文字列を見ても運転状態を理解し難いという問題点
を有していた。

【００１１】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、現在どのような
運転状態にあるかをユーザが簡易に理解することができ
るインバータ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
太陽電池等の直流電源から出力される直流電力を交流電
力に変換し、商用電源系統に連系して負荷に電力を供給
するインバータ装置において、直流電源や商用電源系統
からの出力の有無を個々に表示する表示手段を具備した
表示部を付加したことを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図１乃至図３に基づき詳細に説明する。図１はイン
バータ装置の基本構成の説明図である。図２はインバー
タ装置の回路ブロック図である。図３は表示部の表示画
面を説明する説明図である。なお、従来の実施の形態に
て示したものと同等の箇所には同じ符号を付し、その詳
細な説明は省略する。

【００１４】分散電源７は、太陽電池８と電力変換装置
であるインバータ装置１０とにより構成される。そし
て、インバータ装置１０は、インバータ本体１０ａと、
表示部である表示ユニット１０ｄとにより構成される。

【００１５】インバータ本体１０ａは、図２に示すよう
に、インバータであるＤＣ／ＡＣインバータ９と、解列
開閉器１１と、系統連系制御回路１２とを具備する。ま
た、表示ユニット１０ｄは、表示制御回路１０ｆと、記
憶部１０ｇと、インバータ本体１０ａのＤＣ／ＡＣイン
バータ９の運転状態の内容や各種設定値を表示する表示
素子２０とを具備する。

【００１６】ＤＣ／ＡＣインバータ９は、直流電源であ
る太陽電池８から入力される直流電力を交流に変換して
出力するインバータ部であり、商用電源系統１と連系し
て、住宅内負荷１３に交流電力を供給する。

【００１７】解列開閉器１１は、連系時に商用電源系統
１から分散型電源７を切り離すための開閉器で、系統連
系制御回路１２にて制御される。

【００１８】系統連系制御回路１２は、ＤＣ／ＡＣイン
バータ９の運転状態の内容を所定のデータ信号に変換す
る信号変換部であり、連系時にて分散型電源７の系統内
の周波数変動や電圧変動、あるいは商用電源系統１の停
電の発生を検知してインバータ本体１０ａを制御するた
めのＣＰＵ回路（図示せず）を有して構成される。

【００１９】この系統連系制御回路１２は、センサ部１
０ｃに設けられた電圧センサ及び電流センサからの信号
を入力し、ＤＣ／ＡＣインバータ９を制御する制御信号
を出力する。また、系統連系制御回路１２は、センサ部
１０ｃからの電圧信号や電流信号により、分散型電源７
の系統内の周波数異常や電圧異常、あるいは商用電源系
統の停電を検知して解列開閉器１１を制御し、商用電源
系統１からの分散型電源７を切り離す。さらに、系統連
系制御回路１２は、表示ユニット１０ｄにて表示するＤ
Ｃ／ＡＣインバータ９の運転状態の内容を表示するため
のデータの演算と、その演算結果を所定のデータ信号に
変換する。

【００２０】表示ユニット１０ｄにおいて表示するイン
バータ装置１０の運転状態の種類としては、商用電源系
統１及び太陽電池８がともに住宅内負荷１３に電力を供
給している状態（連系発電中）、商用電源系統１が停止
し太陽電池８のみが住宅内負荷１３に電力を供給してい
る状態（自立発電中）、太陽電池８の発電が停止し商用
電源系統１のみが住宅内負荷１３に電力を供給している
状態（待機中／系統正常）、商用電源系統１及び太陽電
池８がともに停止している状態（待機中／系統異常）、
太陽電池８のみが住宅内負荷１３に電力を供給した状態
にあって商用電源系統１が停止状態から運転状態に移行
中である状態（連系復帰状態／発電有）、太陽電池８の
発電が停止状態にあって商用電源系統１が停止状態から
運転状態に移行中である状態（連系復帰状態／発電無）
等がある。

【００２１】表示制御回路１０ｆは、系統連系制御回路
１２のＣＰＵ回路の出力データを表示素子２０に出力す
る信号処理回路であり、インバータ装置１０の運転状態
の内容を演算して表示するためのＣＰＵ回路を備え、表
示素子２０の表示内容を変更するための操作スイッチＳ
Ｗ１からのスイッチ操作信号により、表示素子２０の表
示内容を変更し表示する。この表示制御回路１０ｆによ
り、系統連系型インバータ装置１０のＤＣ／ＡＣインバ
ータ９の運転状態の内容として、前述した運転状態に加
え、例えば、発電電力、発電電力量、使用電力、売電
力、年月日、時刻、点検要請メッセージ、運転要請メッ
セージ等が演算処理にて認識され、表示素子２０の表示
データとして、操作スイッチＳＷ１の操作に基づいて出
力される。

【００２２】記憶回路１０ｇは、表示制御回路１０ｆの
ＣＰＵ回路の動作プログラムと、表示制御回路１０ｆに
て信号処理され変換された運転状態の内容を一時的に記
憶する回路であり、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＥＥＰ
ＲＯＭの記憶素子にて構成される記憶回路である。ま
た、送受信回路１０ｂ、１０ｅは、データ信号の送受信
を行う回路である。送受信回路１０ｂ、１０ｅ間は有線
通信又は無線通信によってデータの受け渡しが行われ
る。

【００２３】表示素子２０は、インバータ本体１０ａの
インバータ回路であるＤＣ／ＡＣインバータ９の運転状
態や設定値の内容を表示する部分であり、例えば、所定
の値の数値データ等を表示するための液晶表示素子を有
して構成される。

【００２４】表示素子２０は、図３に示すように、デー
タ種別表示部２０ａと、数値表示部２０ｂと、日時表示
部２０ｃと、運転状態表示部２０ｄと、種別表示部２０
ｅと、単位表示部２０ｆと、点検要請メッセージ表示部
２０ｇと、運転要請メッセージ表示部２０ｈとから構成
される。なお、図３では、説明の便宜上、全ての表示部
２０ａ〜２０ｈを表示させているが、通常の運転時には
全てが表示されるわけではなく、操作スイッチＳＷ１の
操作に基づいて、発電電力等が順次表示されるようにな
っている。

【００２５】点検要請メッセージ２０ｇは、インバータ
装置１０が有する自己診断機能により異常が検出される
と点灯されるものである。また、運転要請メッセージ表
示部２０ｈは、インバータ装置１０の電源が停止してい
る時にインバータ装置１０ｄを起動してもよい状態にな
れば点灯されるものである。

【００２６】データ種別表示部２０ａは、数値表示部２
０ｂに表示される数値データの種類に応じて点灯される
ものであり、「発電電力」、「発電電力量」、「使用電
力」、「売電力」のいずれかが点灯する。数値表示部２
０ｂは、年月日や時刻を含む各種数値が点灯されるもの
である。年を表示する際には西暦の下２桁が表示される
ようになっている。

【００２７】日時表示部２０ｃは、数値表示部２０ｂに
表示される年月日や時刻の単位が点灯されるものであ
る。種別表示部２０ｅは、データ種別表示部２０ａに
「発電電力量」が点灯されている際、数値表示部２０ｂ
に表示される数値に応じて、「本日分」、「月分」、
「積算」のいずれかが点灯されるものである。また、単
位表示部１０ｆは、数値表示部２０ｂに表示される数値
の単位に応じて、「キロ」、「ワット」、「時」が点灯
されるものである。

【００２８】運転状態表示部２０ｄは、インバータ装置
１０の運転状態を表示するものであり、太陽電池８から
の出力の有無を表示する第１の表示手段Ａと、商用電源
系統１からの出力の有無を示す第２の表示手段Ｂと、太
陽電池８又は商用電源系統１の復帰待機状態を示す第３
の表示手段Ｃとを備えてなる。すなわち、太陽電池８か
らの出力があれば第１の表示手段Ａ（「発電中」という
文字列）が点灯される。また、商用電源系統１からの出
力がなければ第２の表示手段Ｂ（「停電」という文字
列）が点灯される。さらに、太陽電池８からの出力が停
止し出力が再開されるされるまでは第３の表示手段Ｂ
（「待機」という文字列）が点灯される。また、商用電
源系統１からの出力が停止し出力が再開された場合は所
定時間にわたって第３の表示手段Ｂ（「待機」という文
字列）が点滅点灯される。また、インバータ装置１０の
故障時には、「異常」という文字列が点灯するようにな
っている。

【００２９】インバータ装置１０の運転状態は、表示手
段Ａ〜Ｃの点灯／消灯の組み合わせにより表示されるよ
うになっている。例えば、商用電源系統１及び太陽電池
８がともに住宅内負荷１３に電力を供給している状態は
第１の表示手段Ａのみが点灯するようになっており、商
用電源系統１が停止し太陽電池８のみが住宅内負荷１３
に電力を供給している状態は第１の表示手段Ａ及び第２
の表示手段Ｂがともに点灯するようになっている。ま
た、太陽電池８の発電が停止し商用電源系統１のみが住
宅内負荷１３に電力を供給している状態は第３の表示手
段Ｃが点灯するようになっており、商用電源系統１及び
太陽電池８がともに停止している状態は第２の表示手段
Ｂと第３の表示手段Ｃがともに点灯するようになってい
る。さらに、太陽電池８のみが住宅内負荷１３に電力を
供給した状態にあって商用電源系統１が停止状態から運
転状態に移行中である状態は第１の表示手段Ａが点灯す
るとともに第３の表示手段Ｃが点滅点灯するようになっ
ており、太陽電池８の発電が停止状態にあって商用電源
系統１が停止状態から運転状態に移行中である状態は第
３の表示手段Ｃが点滅点灯するようになっている。

【００３０】上述のような構成により、インバータ装置
１０の運転状態を表示するようにすれば、商用電源系統
１及び太陽電池８の運転状態を各々視覚的に確認するこ
とができるため、専門用語を知らないユーザであっても
簡易にインバータ装置１０の運転状態を認識することが
可能になる。

【００３１】次に、上記の構成による系統連系型のイン
バータ装置１０の動作について説明する。この系統連系
型のインバータ装置１０のインバータ本体１０ａは、例
えば、住宅内の台所の勝手口等の分電盤の近傍に設置さ
れ、表示ユニット１０ｄは、同じく台所等の所定の壁面
の目の高さの位置に設置される。従って、表示ユニット
１０ｄをユーザが使用しやすい位置に取り付けるように
すれば、インバータ装置１０の運転状態の確認が容易に
行えるようになる。

【００３２】太陽電池８から直流電力が出力されると、
ＤＣ／ＡＣインバータ９にて交流電力に変換される。そ
して、解列開閉器１１により商用電源系統１に接続され
た状態、すなわち連係された状態において、分電盤の分
岐ブレーカを介して住宅内負荷１３に商用電源系統１か
らの電力とともに太陽電池８から出力された電力が供給
される。

【００３３】この電力の供給と同時に、センサ部１０ｃ
からの電圧信号及び電流信号により、分散型電源７の系
統内の周波数異常や電圧異常、あるいは商用電源系統１
の停電が系統連系制御回路１２にて検知される。そし
て、所定の電圧範囲及び所定の周波数範囲を基準として
異常（電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下
等）か否かが判定されるのである。

【００３４】正常と判定された場合、太陽電池８の直流
電力は、そのまま継続して系統連系型のインバータ装置
１０を介し、交流に変換されて住宅内負荷１３に供給さ
れるのである。そして、運転状態の内容であるＤＣ／Ａ
Ｃインバータ９の出力電流と出力電圧の値に対応するデ
ータ信号が送信されるのである。

【００３５】系統連系制御回路１２から送信されたデー
タ信号は、表示制御回路１０ｆを介し、表示素子２０に
より太陽電池８の出力電力として表示される。また、表
示制御回路１０ｆにより出力電流と出力電圧の時間的推
移から出力電力の積算量が逐次計算され、記憶回路１０
ｇに記憶される。この出力電力の積算量は、表示部であ
る表示ユニット１０ｄの操作スイッチＳＷ１が操作され
て表示素子２０に表示されるのである。

【００３６】また、異常と判定された場合、あるいは停
止電圧が検出された場合は、系統連系制御回路１２にて
直ちに解列開閉器１１が開路される。そして、異常ある
いは停電発生に対応するデータ信号が送信される。この
データ信号をは、表示ユニット１０ｄにて受信され、表
示制御回路１０ｆにて変換され、表示素子２０によりそ
の旨が表示される。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明にあ
っては、太陽電池等の直流電源から出力される直流電力
を交流電力に変換し、商用電源系統に連系して負荷に電
力を供給するインバータ装置において、直流電源や商用
電源系統からの出力の有無を個々に表示する表示手段を
具備した表示部を付加したので、それぞれの表示手段の
点灯／消灯に基づいて直流電源及び商用電源系統の動作
状況をそれぞれ表示することが可能になるため、専門用
語を知らないユーザにとっても運転状況を直感的に認識
することが可能になり、現在どのような運転状態にある
かをユーザが簡易に理解することができるインバータ装
置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】インバータ装置の基本構成の説明図である。

【図２】インバータ装置の回路ブロック図である。

【図３】表示部の表示内容を説明する説明図である。

【図４】太陽光発電システムの概略構成図である。

【図５】太陽光発電システムの基本構成の説明図であ
る。

【符号の説明】

１商用電源系統７分散型電源８太陽電池９ＤＣ／ＡＣインバータ（インバータ部）１０インバータ装置１０ａインバータ本体１０ｂ送受信回路１０ｄ表示ユニット（表示部）１０ｅ送受信回路１０ｇ記憶部１１解列開閉器１２系統連系制御回路２０表示素子Ａ第１の表示手段Ｂ第２の表示手段Ｃ第３の表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者国本洋一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者小新博昭大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者向井忠吉大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者東浜弘忠大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者岡本信一郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5G066 HA13 HB05 5H007 AA12 AA17 BB07 DB12 DC04 DC05 FA01 FA02 GA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池等の直流電源から出力される直
流電力を交流電力に変換し、商用電源系統に連系して負
荷に電力を供給するインバータ装置において、直流電源
や商用電源系統からの出力の有無を個々に表示する表示
手段を具備した表示部を付加したことを特徴とするイン
バータ装置。