JP2000023366A - 太陽光発電システム - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Abstract
(57)【要約】
【課題】解列開閉器の閉成前に分散電源で直流地絡が生
じていても商用電源側の主幹ブレーカが遮断されること
のない太陽光発電システムを提供する。 【解決手段】分散電源は、太陽電池１から出力される直
流電圧を交流電圧に電力変換するインバータ回路６を備
える。商用電源３と幹線との間には漏電ブレーカよりな
る主幹ブレーカ２０が挿入される。分散電源と幹線との
間には解列開閉器１０が挿入され、分散電源と商用電源
３との系統連系と系統分離とを行なう。電流センサ１１
および判断回路９によって太陽電池１とインバータ回路
６との間の直流地絡が検出されると解列開閉器１０を解
列しインバータ回路６の動作を停止させる。一方、制御
部８は分散電源の商用電源３への系統連系を開始する際
にインバータ回路６の動作を開始した後に解列開閉器１
０を閉成して系統連系させる。
じていても商用電源側の主幹ブレーカが遮断されること
のない太陽光発電システムを提供する。 【解決手段】分散電源は、太陽電池１から出力される直
流電圧を交流電圧に電力変換するインバータ回路６を備
える。商用電源３と幹線との間には漏電ブレーカよりな
る主幹ブレーカ２０が挿入される。分散電源と幹線との
間には解列開閉器１０が挿入され、分散電源と商用電源
３との系統連系と系統分離とを行なう。電流センサ１１
および判断回路９によって太陽電池１とインバータ回路
６との間の直流地絡が検出されると解列開閉器１０を解
列しインバータ回路６の動作を停止させる。一方、制御
部８は分散電源の商用電源３への系統連系を開始する際
にインバータ回路６の動作を開始した後に解列開閉器１
０を閉成して系統連系させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を用いて
発電する分散電源と商用電源との系統連系を行なうよう
にした太陽光発電システムに関するものである。
発電する分散電源と商用電源との系統連系を行なうよう
にした太陽光発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池からなる直流電源を用い
インバータ回路により交流電力に電力変換する分散電源
を商用電源に系統連系し、負荷に交流電力を供給するよ
うにした太陽光発電システムが各種提案されている。
インバータ回路により交流電力に電力変換する分散電源
を商用電源に系統連系し、負荷に交流電力を供給するよ
うにした太陽光発電システムが各種提案されている。
【０００３】この種の太陽光発電システムは、たとえば
図５に示すように、単相３線の商用電源３に漏電ブレー
カよりなる主幹ブレーカ２０を介して接続した幹線と分
散電源との間に解列開閉器１０を介在させてある。負荷
４には幹線を通して電力が供給され、負荷４に対して商
用電源３と分散電源とのどちらからも電力が供給可能に
なっている。分岐ブレーカなどは図では省略している。
分散電源は、多数の太陽電池セルを配列してパネル状と
した太陽電池１を備え、太陽電池１から出力される直流
電圧を昇圧チョッパ回路よりなる昇圧回路５により昇圧
し、昇圧回路５の出力電圧をインバータ回路６により交
流電圧に電力変換するように構成されている。インバー
タ回路６の出力はフィルタ回路７を通して解列開閉器１
０に接続される。このフィルタ回路７によりインバータ
回路６から出力されるパルス列が正弦波状に波形整形さ
れる。昇圧回路５およびインバータ回路６は、それぞれ
スイッチング素子５２，６１〜６４を備え、これらのス
イッチング素子５２，６１〜６４は制御部８により制御
される。ここに、スイッチング素子５２，６１〜６４に
はＩＧＢＴを用いている。
図５に示すように、単相３線の商用電源３に漏電ブレー
カよりなる主幹ブレーカ２０を介して接続した幹線と分
散電源との間に解列開閉器１０を介在させてある。負荷
４には幹線を通して電力が供給され、負荷４に対して商
用電源３と分散電源とのどちらからも電力が供給可能に
なっている。分岐ブレーカなどは図では省略している。
分散電源は、多数の太陽電池セルを配列してパネル状と
した太陽電池１を備え、太陽電池１から出力される直流
電圧を昇圧チョッパ回路よりなる昇圧回路５により昇圧
し、昇圧回路５の出力電圧をインバータ回路６により交
流電圧に電力変換するように構成されている。インバー
タ回路６の出力はフィルタ回路７を通して解列開閉器１
０に接続される。このフィルタ回路７によりインバータ
回路６から出力されるパルス列が正弦波状に波形整形さ
れる。昇圧回路５およびインバータ回路６は、それぞれ
スイッチング素子５２，６１〜６４を備え、これらのス
イッチング素子５２，６１〜６４は制御部８により制御
される。ここに、スイッチング素子５２，６１〜６４に
はＩＧＢＴを用いている。
【０００４】ところで、制御部８は各種の異常が検出さ
れたときに、スイッチング素子６１〜６４をオフにして
インバータ回路６の動作を停止させるとともに解列開閉
器１０を解列させる機能を有している。つまり、異常時
には分散電源の動作を停止させて商用電源３に影響を与
えないようにする。このような異常の一つには地絡があ
り、商用電源３側の地絡は主幹ブレーカ２０で検出され
るが、分散電源での地絡は主幹ブレーカ２０では検出す
ることができないから、分散電源には、地絡検出用の電
流センサ１１を設けてある。電流センサ１１の出力は判
断回路９に与えられ、判断回路９は電流センサ１１の出
力に基づいて地絡を検出すると、スイッチング素子６
１，６３の動作を停止させかつ解列開閉器１０を解列さ
せるように制御部８を制御する。つまり、電流センサ１
１および判断回路９により地絡検出手段が構成される。
電流センサ１１としてはトロイダル状のコアを備える変
流器を用いている。
れたときに、スイッチング素子６１〜６４をオフにして
インバータ回路６の動作を停止させるとともに解列開閉
器１０を解列させる機能を有している。つまり、異常時
には分散電源の動作を停止させて商用電源３に影響を与
えないようにする。このような異常の一つには地絡があ
り、商用電源３側の地絡は主幹ブレーカ２０で検出され
るが、分散電源での地絡は主幹ブレーカ２０では検出す
ることができないから、分散電源には、地絡検出用の電
流センサ１１を設けてある。電流センサ１１の出力は判
断回路９に与えられ、判断回路９は電流センサ１１の出
力に基づいて地絡を検出すると、スイッチング素子６
１，６３の動作を停止させかつ解列開閉器１０を解列さ
せるように制御部８を制御する。つまり、電流センサ１
１および判断回路９により地絡検出手段が構成される。
電流センサ１１としてはトロイダル状のコアを備える変
流器を用いている。
【０００５】たとえば、太陽電池の負側で地絡が生じて
図５に抵抗Ｒｇで示す経路が形成されると、太陽電池１
−昇圧回路５−インバータ回路６−フィルタ回路７−解
列開閉器１０−主幹ブレーカ２０−商用電源３−抵抗Ｒ
ｇ−太陽電池１という経路を通して地絡電流Ｉｒが流れ
る。このように地絡電流Ｉｒが流れると電流センサ１１
に流れる電流に不平衡が生じるから、電流センサ１１の
出力に基づいて判断回路９が地絡と判断し、制御部８を
通してスイッチング素子６１〜６４をオフにし解列開閉
器１０を解列させるのである。この種の技術は、たとえ
ば特開平９−２８５０１５号公報にも記載されている。
図５に抵抗Ｒｇで示す経路が形成されると、太陽電池１
−昇圧回路５−インバータ回路６−フィルタ回路７−解
列開閉器１０−主幹ブレーカ２０−商用電源３−抵抗Ｒ
ｇ−太陽電池１という経路を通して地絡電流Ｉｒが流れ
る。このように地絡電流Ｉｒが流れると電流センサ１１
に流れる電流に不平衡が生じるから、電流センサ１１の
出力に基づいて判断回路９が地絡と判断し、制御部８を
通してスイッチング素子６１〜６４をオフにし解列開閉
器１０を解列させるのである。この種の技術は、たとえ
ば特開平９−２８５０１５号公報にも記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した太
陽光発電システムでは、夜間や雨天のように太陽電池１
による発電がほとんど行なわれない期間には、解列開閉
器１０を解列し、分散電源を商用電源３から系統分離し
ている。一方、夜が明けたり雨が上がったりして太陽電
池１から所定の出力電流が得られるようになると、解列
開閉器１０を閉成して系統連系状態に移行する。
陽光発電システムでは、夜間や雨天のように太陽電池１
による発電がほとんど行なわれない期間には、解列開閉
器１０を解列し、分散電源を商用電源３から系統分離し
ている。一方、夜が明けたり雨が上がったりして太陽電
池１から所定の出力電流が得られるようになると、解列
開閉器１０を閉成して系統連系状態に移行する。
【０００７】系統分離から系統連系に移行する際には、
図６における時刻ｔａで昇圧回路５による昇圧動作を開
始した後、時刻ｔｂにおいて制御部８が解列開閉器１０
を閉成させる指示を与え、この指示に応答して時刻ｔｃ
において解列開閉器１０を閉成（オン）させる。こうし
て解列開閉器１０がオンになると時刻ｔｄにおいて制御
部８がインバータ回路６の動作開始を指示し、系統連系
運転が開始されるようになっている。つまり、解列開閉
器１０を閉成させて商用電源３と分散電源との系統連系
を開始した後に、インバータ回路６の出力を商用電源３
に徐々に同期させるように制御するのである。
図６における時刻ｔａで昇圧回路５による昇圧動作を開
始した後、時刻ｔｂにおいて制御部８が解列開閉器１０
を閉成させる指示を与え、この指示に応答して時刻ｔｃ
において解列開閉器１０を閉成（オン）させる。こうし
て解列開閉器１０がオンになると時刻ｔｄにおいて制御
部８がインバータ回路６の動作開始を指示し、系統連系
運転が開始されるようになっている。つまり、解列開閉
器１０を閉成させて商用電源３と分散電源との系統連系
を開始した後に、インバータ回路６の出力を商用電源３
に徐々に同期させるように制御するのである。
【０００８】このような動作において、インバータ回路
６の動作の開始までに分散電源において地絡が生じてい
たとすると、解列開閉器１０が閉成された時点で解列開
閉器１０を通る経路で地絡電流Ｉｒが流れる場合があ
る。ここに、インバータ回路６は、いわゆるフルブリッ
ジ形のインバータ回路であって、４個のスイッチング素
子６１〜６４からなるブリッジ回路を備え、また各スイ
ッチング素子６１〜６４にはそれぞれダイオード６５〜
６８が逆並列に接続される。たとえば、図示例でスイッ
チング素子５２，６１〜６４に用いているＩＧＢＴは、
インバータ用として６個を１組とし、かつ各ＩＧＢＴに
それぞれダイオード６５〜６８を逆並列に接続した形で
パッケージに収納した形で提供されているものを用いて
いる。
６の動作の開始までに分散電源において地絡が生じてい
たとすると、解列開閉器１０が閉成された時点で解列開
閉器１０を通る経路で地絡電流Ｉｒが流れる場合があ
る。ここに、インバータ回路６は、いわゆるフルブリッ
ジ形のインバータ回路であって、４個のスイッチング素
子６１〜６４からなるブリッジ回路を備え、また各スイ
ッチング素子６１〜６４にはそれぞれダイオード６５〜
６８が逆並列に接続される。たとえば、図示例でスイッ
チング素子５２，６１〜６４に用いているＩＧＢＴは、
インバータ用として６個を１組とし、かつ各ＩＧＢＴに
それぞれダイオード６５〜６８を逆並列に接続した形で
パッケージに収納した形で提供されているものを用いて
いる。
【０００９】しかして、インバータ回路６は商用電源３
に対して力率を１にするように制御されるのであって、
スイッチング素子６１〜６４がオンオフされている期間
に分散電源で地絡が生じてもスイッチング素子６１〜６
４が商用電源３に同期してオンオフしているから、主幹
ブレーカ２０では分散電源での漏電が検出されることは
ない。しかしながら、インバータ回路６が停止している
期間に解列開閉器１０が閉成すると、地絡電流Ｉｒの流
れる経路として、図５に実線および破線で示すようなダ
イオード６７，６８を通る経路が生じ、この経路におい
て地絡電流Ｉｒは半波整流されて図７のような脈流状に
なる。図７における横軸の１目盛は２０ｍ秒、縦軸の１
目盛は５０ｍＡである。このような脈流状の電流が主幹
ブレーカ２０に流れると、主幹ブレーカ２０に流れる電
流が不平衡になり、主幹ブレーカ２０で漏電が検出され
て主幹ブレーカ２０が遮断されることがある。要する
に、分散電源において地絡が生じているにもかかわら
ず、商用電源３側に設けた主幹ブレーカ１０が遮断され
て、商用電源３側には何の異常もない場合でも負荷４に
電力が供給されなくなるという問題が生じる。たとえ
ば、夜間に分散電源において地絡が生じているとすれ
ば、夜が明けて系統連系運転を開始するために解列開閉
器１０を閉成すると同時に、主幹ブレーカ２０が遮断さ
れることになる。この時点で、分散電源側で直流地絡が
検出されていなければ、主幹ブレーカ２０を再投入して
も再び遮断されることになり、負荷４への電力供給がで
きなくなるという問題が生じる。
に対して力率を１にするように制御されるのであって、
スイッチング素子６１〜６４がオンオフされている期間
に分散電源で地絡が生じてもスイッチング素子６１〜６
４が商用電源３に同期してオンオフしているから、主幹
ブレーカ２０では分散電源での漏電が検出されることは
ない。しかしながら、インバータ回路６が停止している
期間に解列開閉器１０が閉成すると、地絡電流Ｉｒの流
れる経路として、図５に実線および破線で示すようなダ
イオード６７，６８を通る経路が生じ、この経路におい
て地絡電流Ｉｒは半波整流されて図７のような脈流状に
なる。図７における横軸の１目盛は２０ｍ秒、縦軸の１
目盛は５０ｍＡである。このような脈流状の電流が主幹
ブレーカ２０に流れると、主幹ブレーカ２０に流れる電
流が不平衡になり、主幹ブレーカ２０で漏電が検出され
て主幹ブレーカ２０が遮断されることがある。要する
に、分散電源において地絡が生じているにもかかわら
ず、商用電源３側に設けた主幹ブレーカ１０が遮断され
て、商用電源３側には何の異常もない場合でも負荷４に
電力が供給されなくなるという問題が生じる。たとえ
ば、夜間に分散電源において地絡が生じているとすれ
ば、夜が明けて系統連系運転を開始するために解列開閉
器１０を閉成すると同時に、主幹ブレーカ２０が遮断さ
れることになる。この時点で、分散電源側で直流地絡が
検出されていなければ、主幹ブレーカ２０を再投入して
も再び遮断されることになり、負荷４への電力供給がで
きなくなるという問題が生じる。
【００１０】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、分散電源で地絡が生じている状態で
解列開閉器を閉成しても商用電源側の主幹ブレーカが遮
断されることのない太陽光発電システムを提供すること
にある。
あり、その目的は、分散電源で地絡が生じている状態で
解列開閉器を閉成しても商用電源側の主幹ブレーカが遮
断されることのない太陽光発電システムを提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池から
出力される直流電圧を交流電圧に電力変換するインバー
タ回路を備えた分散電源と、商用電源と幹線との間に接
続された漏電ブレーカよりなる主幹ブレーカと、分散電
源と幹線との間に挿入され分散電源と商用電源との系統
連系と系統分離とを行なう解列開閉器と、分散電源にお
ける地絡を検出する地絡検出手段と、分散電源の商用電
源への系統連系を開始する際にインバータ回路の動作を
開始した後に解列開閉器を閉成して系統連系させる制御
部とを備えるものである。
出力される直流電圧を交流電圧に電力変換するインバー
タ回路を備えた分散電源と、商用電源と幹線との間に接
続された漏電ブレーカよりなる主幹ブレーカと、分散電
源と幹線との間に挿入され分散電源と商用電源との系統
連系と系統分離とを行なう解列開閉器と、分散電源にお
ける地絡を検出する地絡検出手段と、分散電源の商用電
源への系統連系を開始する際にインバータ回路の動作を
開始した後に解列開閉器を閉成して系統連系させる制御
部とを備えるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態として
説明する回路構成は、従来構成と同様であるが制御手順
が異なっている。まず回路構成について具体的に説明す
る。図１に示すように、商用電源３は単相３線であって
漏電ブレーカよりなる主幹ブレーカ２０を介して幹線に
接続される。負荷４には幹線を通して電力が供給され、
また、幹線には解列開閉器１０を介して分散電源が接続
される。ここに、分岐ブレーカや連系ブレーカは本発明
の主旨ではないから図示していないが、一般には幹線か
ら負荷４への分岐点には分岐ブレーカを用い、また幹線
と解列開閉器１０との間には連系ブレーカが挿入され
る。
説明する回路構成は、従来構成と同様であるが制御手順
が異なっている。まず回路構成について具体的に説明す
る。図１に示すように、商用電源３は単相３線であって
漏電ブレーカよりなる主幹ブレーカ２０を介して幹線に
接続される。負荷４には幹線を通して電力が供給され、
また、幹線には解列開閉器１０を介して分散電源が接続
される。ここに、分岐ブレーカや連系ブレーカは本発明
の主旨ではないから図示していないが、一般には幹線か
ら負荷４への分岐点には分岐ブレーカを用い、また幹線
と解列開閉器１０との間には連系ブレーカが挿入され
る。
【００１３】分散電源は、太陽電池１を電源とし、昇圧
回路５、インバータ回路６、フィルタ回路７を用いて正
弦波状の交流電圧を出力するように構成されている。太
陽電池１は太陽電池セルを多数配列してパネル状とした
ものであり、太陽電池１の出力電圧は日射量に応じて変
化するが、ここでは出力電圧が０〜３００Ｖの範囲で変
化する太陽電池１を想定している。分散電源は太陽電池
１の出力電圧がたとえば１５０Ｖ以上になる範囲で動作
させる。つまり、夜間や雨天など太陽電池１の出力が低
下している期間には分散電源は停止させる。この制御
は、図示していないが太陽電池１の出力電圧を監視する
ことにより行なっている。
回路５、インバータ回路６、フィルタ回路７を用いて正
弦波状の交流電圧を出力するように構成されている。太
陽電池１は太陽電池セルを多数配列してパネル状とした
ものであり、太陽電池１の出力電圧は日射量に応じて変
化するが、ここでは出力電圧が０〜３００Ｖの範囲で変
化する太陽電池１を想定している。分散電源は太陽電池
１の出力電圧がたとえば１５０Ｖ以上になる範囲で動作
させる。つまり、夜間や雨天など太陽電池１の出力が低
下している期間には分散電源は停止させる。この制御
は、図示していないが太陽電池１の出力電圧を監視する
ことにより行なっている。
【００１４】昇圧回路５は、商用電源３の交流電圧の実
効値（２００Ｖ）の約１．４倍の出力電圧が得られるよ
うに昇圧するものであって、太陽電池１の出力端間に接
続されたリアクトル５１とスイッチング素子５２との直
列回路を備え、ダイオード５３と平滑コンデンサ５４と
の直列回路がスイッチング素子５２に並列接続された構
成を備える。スイッチング素子５２にはＩＧＢＴを用い
ており、ダイオード５５が逆並列に接続されている。つ
まり、昇圧回路５は昇圧チョッパ回路として知られてい
る周知の構成を有し、スイッチング素子５２を高周波で
オンオフさせ、スイッチング素子５２のオン期間に太陽
電池１からリアクトル５１にエネルギを蓄積し、スイッ
チング素子５２のオフ期間にリアクトル５１に誘起され
た両端電圧を太陽電池１の出力電圧に加算し、ダイオー
ド５３を介して平滑コンデンサ５４を充電するように構
成されている。したがって、スイッチング素子５２のオ
ンオフのデューティ比を制御することによって平滑コン
デンサ５４の出力電圧が調節可能になる。図示していな
いが昇圧回路５の出力電圧（平滑コンデンサ５４の両端
電圧）は制御部８に入力されており、制御部８は昇圧回
路５の出力電圧を一定に保つようにスイッチング素子５
２のオンオフのデューティ比を制御する。
効値（２００Ｖ）の約１．４倍の出力電圧が得られるよ
うに昇圧するものであって、太陽電池１の出力端間に接
続されたリアクトル５１とスイッチング素子５２との直
列回路を備え、ダイオード５３と平滑コンデンサ５４と
の直列回路がスイッチング素子５２に並列接続された構
成を備える。スイッチング素子５２にはＩＧＢＴを用い
ており、ダイオード５５が逆並列に接続されている。つ
まり、昇圧回路５は昇圧チョッパ回路として知られてい
る周知の構成を有し、スイッチング素子５２を高周波で
オンオフさせ、スイッチング素子５２のオン期間に太陽
電池１からリアクトル５１にエネルギを蓄積し、スイッ
チング素子５２のオフ期間にリアクトル５１に誘起され
た両端電圧を太陽電池１の出力電圧に加算し、ダイオー
ド５３を介して平滑コンデンサ５４を充電するように構
成されている。したがって、スイッチング素子５２のオ
ンオフのデューティ比を制御することによって平滑コン
デンサ５４の出力電圧が調節可能になる。図示していな
いが昇圧回路５の出力電圧（平滑コンデンサ５４の両端
電圧）は制御部８に入力されており、制御部８は昇圧回
路５の出力電圧を一定に保つようにスイッチング素子５
２のオンオフのデューティ比を制御する。
【００１５】一方、インバータ回路６は４個のスイッチ
ング素子６１〜６４によるブリッジ回路を構成したもの
であり、各一対のスイッチング素子６１〜６４からなる
直列回路をブリッジ回路の各アームとし、昇圧回路５の
平滑コンデンサ５４に各アームを並列に接続した構成を
有する。また、各スイッチング素子６１〜６４にはそれ
ぞれダイオード６５〜６８が逆並列に接続される。スイ
ッチング素子６１〜６４は、一方のアームのハイサイド
（正極側）のスイッチング素子６１，６２がオンのとき
に、他方のアームのローサイド（負極側）のスイッチン
グ素子６３，６４がオンになるように制御部８により制
御される。また、スイッチング素子６１〜６４のオン期
間はＰＷＭ制御されており、図２ (ｂ） (ｃ）に示すよ
うに時間経過に伴って各スイッチング素子６１〜６４の
オン期間の幅を変化させることにより、時間積分を正弦
波状に変化させている。つまり、制御部８では、図２
(ａ）に示すように、一定周波数の三角波状の基準電圧
Ｖｓを発生させるとともに正弦波状に変化する指令電圧
Ｖｅを発生させ、基準電圧Ｖｓと指令電圧Ｖｅとを比較
することにより、スイッチング素子６１〜６４をオンに
するパルス幅を決定する。
ング素子６１〜６４によるブリッジ回路を構成したもの
であり、各一対のスイッチング素子６１〜６４からなる
直列回路をブリッジ回路の各アームとし、昇圧回路５の
平滑コンデンサ５４に各アームを並列に接続した構成を
有する。また、各スイッチング素子６１〜６４にはそれ
ぞれダイオード６５〜６８が逆並列に接続される。スイ
ッチング素子６１〜６４は、一方のアームのハイサイド
（正極側）のスイッチング素子６１，６２がオンのとき
に、他方のアームのローサイド（負極側）のスイッチン
グ素子６３，６４がオンになるように制御部８により制
御される。また、スイッチング素子６１〜６４のオン期
間はＰＷＭ制御されており、図２ (ｂ） (ｃ）に示すよ
うに時間経過に伴って各スイッチング素子６１〜６４の
オン期間の幅を変化させることにより、時間積分を正弦
波状に変化させている。つまり、制御部８では、図２
(ａ）に示すように、一定周波数の三角波状の基準電圧
Ｖｓを発生させるとともに正弦波状に変化する指令電圧
Ｖｅを発生させ、基準電圧Ｖｓと指令電圧Ｖｅとを比較
することにより、スイッチング素子６１〜６４をオンに
するパルス幅を決定する。
【００１６】インバータ回路６から出力されるパルス電
圧はリアクトルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２より
なるフィルタ回路７に入力され、滑らかな正弦波状の電
圧波形が得られるようにしてある。ここに、フィルタ回
路７の出力電圧波形を商用電源３の電圧位相に一致させ
るように、制御部８はスイッチング素子６１〜６４のオ
ンオフのタイミングを調節する。つまり、インバータ回
路６は商用電源３に対して力率が１に保たれるように制
御される。
圧はリアクトルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２より
なるフィルタ回路７に入力され、滑らかな正弦波状の電
圧波形が得られるようにしてある。ここに、フィルタ回
路７の出力電圧波形を商用電源３の電圧位相に一致させ
るように、制御部８はスイッチング素子６１〜６４のオ
ンオフのタイミングを調節する。つまり、インバータ回
路６は商用電源３に対して力率が１に保たれるように制
御される。
【００１７】地絡の検出についても従来構成と同様であ
って、太陽電池１と昇圧回路５との間などの適宜位置に
電流センサ１１を配置し、電流センサ１１の出力を判断
回路９に入力することにより地絡が生じているか否かが
判断される。つまり、電流センサ１１の出力に基づいて
判断回路９が地絡の発生を検出すると、制御部８から解
列開閉器１０に対して解列の指示が与えられ、解列開閉
器１０が解列するとインバータ回路６の動作を停止させ
る。解列開閉器１０は電磁接触器よりなり幹線に接続さ
れる主接点のほかに補助接点を備えているから、補助接
点の開閉状態を監視すれば解列開閉器１０が解列したか
否かを判断することができる。
って、太陽電池１と昇圧回路５との間などの適宜位置に
電流センサ１１を配置し、電流センサ１１の出力を判断
回路９に入力することにより地絡が生じているか否かが
判断される。つまり、電流センサ１１の出力に基づいて
判断回路９が地絡の発生を検出すると、制御部８から解
列開閉器１０に対して解列の指示が与えられ、解列開閉
器１０が解列するとインバータ回路６の動作を停止させ
る。解列開閉器１０は電磁接触器よりなり幹線に接続さ
れる主接点のほかに補助接点を備えているから、補助接
点の開閉状態を監視すれば解列開閉器１０が解列したか
否かを判断することができる。
【００１８】一方、夜間等で系統分離している状態から
系統連系に移行する際には、図３に示すように、制御部
８は時刻ｔａにおいて昇圧回路５による昇圧動作を開始
させた後、時刻ｔｂにおいてインバータ回路６のスイッ
チング素子６１〜６４のオンオフ動作を開始させる。そ
の後、時刻ｔｃにおいて解列開閉器１０を閉成させる指
示を与えると、時刻ｔｄにおいて解列開閉器１０がオン
になるのである。ここで、インバータ回路６は解列開閉
器１０の閉成前から動作するから、解列開閉器１０に対
して商用電源３側において商用電源３の状態を監視し、
インバータ回路６の出力を商用電源３に同期させた状態
で解列開閉器１０を閉成させることが必要である。
系統連系に移行する際には、図３に示すように、制御部
８は時刻ｔａにおいて昇圧回路５による昇圧動作を開始
させた後、時刻ｔｂにおいてインバータ回路６のスイッ
チング素子６１〜６４のオンオフ動作を開始させる。そ
の後、時刻ｔｃにおいて解列開閉器１０を閉成させる指
示を与えると、時刻ｔｄにおいて解列開閉器１０がオン
になるのである。ここで、インバータ回路６は解列開閉
器１０の閉成前から動作するから、解列開閉器１０に対
して商用電源３側において商用電源３の状態を監視し、
インバータ回路６の出力を商用電源３に同期させた状態
で解列開閉器１０を閉成させることが必要である。
【００１９】上述のように、系統分離状態から系統連系
状態への移行の際に、インバータ回路６の動作を開始し
た後に解列開閉器１０を閉成させるから、解列開閉器１
０の閉成前に分散電源において直流地絡が生じていたと
しても、主幹ブレーカ１０に流れる地絡電流はほぼ直流
であって、地絡電流を半波整流した電流は主幹ブレーカ
１０に流れないから、分散電源で生じた地絡によって主
幹ブレーカ１０が遮断されるという誤動作を回避するこ
とができる。つまり、図４に示すように、地絡電流はわ
ずかに変動する程度のほぼ一定値になり、この電流は直
流的であって主幹ブレーカ１０に内蔵した変流器の出力
には現れないから、漏電ブレーカである主幹ブレーカ１
０で、この地絡電流が検出されることはなく、分散電源
で生じた地絡によって主幹ブレーカ１０が遮断されるの
を防止することができるのである。図４における横軸の
１目盛は２０ｍ秒、縦軸の１目盛は５０ｍＡである。ま
た、図中のＧは接地電位を示す。
状態への移行の際に、インバータ回路６の動作を開始し
た後に解列開閉器１０を閉成させるから、解列開閉器１
０の閉成前に分散電源において直流地絡が生じていたと
しても、主幹ブレーカ１０に流れる地絡電流はほぼ直流
であって、地絡電流を半波整流した電流は主幹ブレーカ
１０に流れないから、分散電源で生じた地絡によって主
幹ブレーカ１０が遮断されるという誤動作を回避するこ
とができる。つまり、図４に示すように、地絡電流はわ
ずかに変動する程度のほぼ一定値になり、この電流は直
流的であって主幹ブレーカ１０に内蔵した変流器の出力
には現れないから、漏電ブレーカである主幹ブレーカ１
０で、この地絡電流が検出されることはなく、分散電源
で生じた地絡によって主幹ブレーカ１０が遮断されるの
を防止することができるのである。図４における横軸の
１目盛は２０ｍ秒、縦軸の１目盛は５０ｍＡである。ま
た、図中のＧは接地電位を示す。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、太陽電池から出力される直流
電圧を交流電圧に電力変換するインバータ回路を備えた
分散電源と、商用電源と幹線との間に接続された漏電ブ
レーカよりなる主幹ブレーカと、分散電源と幹線との間
に挿入され分散電源と商用電源との系統連系と系統分離
とを行なう解列開閉器と、太陽電池とインバータ回路と
の間の直流地絡を検出する地絡検出手段と、分散電源の
商用電源への系統連系を開始する際にインバータ回路の
動作を開始した後に解列開閉器を閉成して系統連系させ
る制御部とを備えるものであり、インバータ回路を動作
させた状態で解列開閉器を閉成するから、インバータ回
路の停止している状態で商用電源に接続されることがな
く、解列開閉器の閉成前に分散電源で直流地絡が生じて
いたとしても、解列開閉器の閉成時に主幹ブレーカには
直流に近い電流が流れるだけであって、主幹ブレーカが
誤動作するのを防止することができる。要するに分散電
源において生じた地絡で主幹ブレーカが動作することが
なく、商用電源が正常であるにもかかわらず主幹ブレー
カが遮断されるという誤動作を防止することができるの
である。
電圧を交流電圧に電力変換するインバータ回路を備えた
分散電源と、商用電源と幹線との間に接続された漏電ブ
レーカよりなる主幹ブレーカと、分散電源と幹線との間
に挿入され分散電源と商用電源との系統連系と系統分離
とを行なう解列開閉器と、太陽電池とインバータ回路と
の間の直流地絡を検出する地絡検出手段と、分散電源の
商用電源への系統連系を開始する際にインバータ回路の
動作を開始した後に解列開閉器を閉成して系統連系させ
る制御部とを備えるものであり、インバータ回路を動作
させた状態で解列開閉器を閉成するから、インバータ回
路の停止している状態で商用電源に接続されることがな
く、解列開閉器の閉成前に分散電源で直流地絡が生じて
いたとしても、解列開閉器の閉成時に主幹ブレーカには
直流に近い電流が流れるだけであって、主幹ブレーカが
誤動作するのを防止することができる。要するに分散電
源において生じた地絡で主幹ブレーカが動作することが
なく、商用電源が正常であるにもかかわらず主幹ブレー
カが遮断されるという誤動作を防止することができるの
である。
【図１】本発明の実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上の動作説明図である。
【図３】同上の動作説明図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】従来例の問題点を示す動作説明図である。
【図６】同上の動作説明図である。
【図７】同上の動作説明図である。
１ 太陽電池 ３ 商用電源 ６ インバータ回路 ８ 制御部 ９ 判断回路 １０ 解列開閉器 １１ 電流センサ ２０ 主幹ブレーカ
フロントページの続き (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 湯浅 裕明 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 HA04 HA06 HA13 HB06
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池から出力される直流電圧を交流
電圧に電力変換するインバータ回路を備えた分散電源
と、商用電源と幹線との間に接続された漏電ブレーカよ
りなる主幹ブレーカと、分散電源と幹線との間に挿入さ
れ分散電源と商用電源との系統連系と系統分離とを行な
う解列開閉器と、分散電源における地絡を検出する地絡
検出手段と、分散電源の商用電源への系統連系を開始す
る際にインバータ回路の動作を開始した後に解列開閉器
を閉成して系統連系させる制御部とを備えることを特徴
とする太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18510798A JP3563967B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18510798A JP3563967B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000023366A true JP2000023366A (ja) | 2000-01-21 |
| JP3563967B2 JP3563967B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=16164987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18510798A Expired - Fee Related JP3563967B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3563967B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1770843A2 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | Omron Corporation | Independent operation detecting apparatus and control method of the same |
| JP2012205328A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 系統連系装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5200175B1 (ja) | 2012-02-29 | 2013-05-15 | パナソニック株式会社 | 車載用充電装置 |
| JP5931183B2 (ja) * | 2012-04-18 | 2016-06-08 | 三菱電機株式会社 | 系統連系インバータ装置 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP18510798A patent/JP3563967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1770843A2 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-04 | Omron Corporation | Independent operation detecting apparatus and control method of the same |
| EP1770843A3 (en) * | 2005-09-30 | 2013-04-03 | Omron Corporation | Independent operation detecting apparatus and control method of the same |
| JP2012205328A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 系統連系装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3563967B2 (ja) | 2004-09-08 |
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