JP2000116009A - 分散型電源装置 - Google Patents
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- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連系運転の3相交流電力の給電路を電力変換
装置間の直流給電に利用た経済的な構成で電力系統側の
負荷への直流電圧の印加を防止して連系運転及び自立運
転を行う。 【解決手段】 系統正常時に直流電源(太陽電池16)
を連系運転の3相交流電力に変換し,系統異常が発生し
たときに直流電源から直流電力を取出す第1の電力変換
装置18と、この装置18の系統正常時の3相出力を開
閉器回路部23を介して電力系統側に給電する交流給電
路22と、装置18の直流通電路18P,18N のい
ずれか一方に直接接続された第1の直流給電線31N
と,給電路22の1相の相線22V と装置18内部の
スイッチング素子とを介して通電路18P ,18N
の他方に接続された第2の直流給電線31P との2線
により形成された直流給電路31と、系統異常が発生し
たときに給電路31を介して装置18から供給された直
流電力を自立運転の3相交流電力に変換し,負荷26に
給電する第2の電力変換装置30とを備える。
装置間の直流給電に利用た経済的な構成で電力系統側の
負荷への直流電圧の印加を防止して連系運転及び自立運
転を行う。 【解決手段】 系統正常時に直流電源(太陽電池16)
を連系運転の3相交流電力に変換し,系統異常が発生し
たときに直流電源から直流電力を取出す第1の電力変換
装置18と、この装置18の系統正常時の3相出力を開
閉器回路部23を介して電力系統側に給電する交流給電
路22と、装置18の直流通電路18P,18N のい
ずれか一方に直接接続された第1の直流給電線31N
と,給電路22の1相の相線22V と装置18内部の
スイッチング素子とを介して通電路18P ,18N
の他方に接続された第2の直流給電線31P との2線
により形成された直流給電路31と、系統異常が発生し
たときに給電路31を介して装置18から供給された直
流電力を自立運転の3相交流電力に変換し,負荷26に
給電する第2の電力変換装置30とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の直流
電源を備え、連系運転及び自立運転の機能を有する分散
型電源装置に関する。
電源を備え、連系運転及び自立運転の機能を有する分散
型電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、分散型電源装置には、電力系統の
停電,瞬時電圧低下等の系統異常が発生したときに連系
運転から自立運転に切換え、電力系統から切離された重
要負荷等の所定の負荷への給電を継続するものがある。
停電,瞬時電圧低下等の系統異常が発生したときに連系
運転から自立運転に切換え、電力系統から切離された重
要負荷等の所定の負荷への給電を継続するものがある。
【0003】そして、とくに太陽電池,燃料電池等の直
流発電方式の直流電源を備えた分散型電源装置において
は、系統正常時の連系運転及び系統異常時の自立運転の
いずれにおいても、直流電源装置から最も効率よく直流
電力を取出して交流電力に変換するため、図7に示すよ
うに構成することが提案されている。
流発電方式の直流電源を備えた分散型電源装置において
は、系統正常時の連系運転及び系統異常時の自立運転の
いずれにおいても、直流電源装置から最も効率よく直流
電力を取出して交流電力に変換するため、図7に示すよ
うに構成することが提案されている。
【0004】この図7の分散型電源装置は、直流電源と
しての太陽電池1の直流電力を逆流防止用のダイオード
2を介して電力変換装置3に供給する。
しての太陽電池1の直流電力を逆流防止用のダイオード
2を介して電力変換装置3に供給する。
【0005】この電力変換装置3は出力側が連系・解列
用の開閉器回路部4の機械スイッチ又はサイリスタスイ
ッチ等の半導体スイッチからなる開閉器5,6を介して
電力系統7に接続され、開閉器5,6がオンする系統正
常時、連系運転されてインバータ動作する。
用の開閉器回路部4の機械スイッチ又はサイリスタスイ
ッチ等の半導体スイッチからなる開閉器5,6を介して
電力系統7に接続され、開閉器5,6がオンする系統正
常時、連系運転されてインバータ動作する。
【0006】そして、電力最大点追尾制御(Pmax制
御)により太陽電池1から直流の最大電力を取出し、こ
の最大電力を系統電源8に同期した交流電力に変換し、
この交流電力を重要負荷9及び電力系統7の一般負荷1
0に給電する。
御)により太陽電池1から直流の最大電力を取出し、こ
の最大電力を系統電源8に同期した交流電力に変換し、
この交流電力を重要負荷9及び電力系統7の一般負荷1
0に給電する。
【0007】また、電力系統7に計器用変圧器11を介
して連系保護リレー12が接続され、このリレー12は
系統電源8の停電を監視して検出し、電力系統7の停
電,瞬時電圧低下等の系統異常を検出すると、系統異常
の検出信号を出力する。
して連系保護リレー12が接続され、このリレー12は
系統電源8の停電を監視して検出し、電力系統7の停
電,瞬時電圧低下等の系統異常を検出すると、系統異常
の検出信号を出力する。
【0008】そして、系統異常時は連系保護リレー12
の系統異常の検出信号により開閉器5,6がオフし、開
閉器5のオフにより電力変換装置3が電力系統7,負荷
9から切離され、開閉器6のオフにより負荷9が電力系
統7から切離される。
の系統異常の検出信号により開閉器5,6がオフし、開
閉器5のオフにより電力変換装置3が電力系統7,負荷
9から切離され、開閉器6のオフにより負荷9が電力系
統7から切離される。
【0009】さらに、連系保護リレー12の系統異常の
検出信号により、電力変換装置3はインバータ動作を停
止して直流バイパス路又はコンバータとして動作し、太
陽電池1から直流電力を取出して出力する。
検出信号により、電力変換装置3はインバータ動作を停
止して直流バイパス路又はコンバータとして動作し、太
陽電池1から直流電力を取出して出力する。
【0010】また、電力変換装置3の出力側と第2の電
力変換装置13の入力側との間に、電磁接触器の接点等
からなる直流入力制御用の開閉器14が設けられ、系統
異常時は連系保護リレー12の系統異常の検出信号によ
り開閉器14がオンし、電力変換装置3の直流出力が開
閉器14を介して電力変換装置13及び補助電源用のバ
ッテリー15に供給される。
力変換装置13の入力側との間に、電磁接触器の接点等
からなる直流入力制御用の開閉器14が設けられ、系統
異常時は連系保護リレー12の系統異常の検出信号によ
り開閉器14がオンし、電力変換装置3の直流出力が開
閉器14を介して電力変換装置13及び補助電源用のバ
ッテリー15に供給される。
【0011】そして、電力変換装置13は前記検出信号
により系統異常時にインバータ動作し、電力変換装置3
から供給された直流電力及びバッテリー15の電力をC
VCF制御で定電圧制御された交流電力に変換し、この
交流電力を電力系統7から切離された負荷9に給電す
る。
により系統異常時にインバータ動作し、電力変換装置3
から供給された直流電力及びバッテリー15の電力をC
VCF制御で定電圧制御された交流電力に変換し、この
交流電力を電力系統7から切離された負荷9に給電す
る。
【0012】したがって、系統正常時及び系統異常時
に、太陽電池1の電力を極力有効に利用して負荷9の給
電が継続される。
に、太陽電池1の電力を極力有効に利用して負荷9の給
電が継続される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】前記図7の分散型電源
装置を現実の系統に適用する場合、電力系統7が3相系
統であれば、電力変換装置3,13は3相回路に形成さ
れる。
装置を現実の系統に適用する場合、電力系統7が3相系
統であれば、電力変換装置3,13は3相回路に形成さ
れる。
【0014】このとき、電力変換装置3の3相出力及び
直流出力を極力経済的に伝送するため、電力変換装置3
と開閉器回路部4との間に3相3線の交流給電路を設
け、系統異常時に前記交流給電路の3相線のうちの2線
を電力変換装置3から電力変換装置13への直流給電に
兼用することが考えられる。
直流出力を極力経済的に伝送するため、電力変換装置3
と開閉器回路部4との間に3相3線の交流給電路を設
け、系統異常時に前記交流給電路の3相線のうちの2線
を電力変換装置3から電力変換装置13への直流給電に
兼用することが考えられる。
【0015】しかし、このようにすると、系統正常に戻
る場合等に、開閉器回路部4のオン,オフと電力変換装
置3,13の運転制御とのタイミングによっては、直流
電力が3相の負荷9,10に供給される事態が生じる。
る場合等に、開閉器回路部4のオン,オフと電力変換装
置3,13の運転制御とのタイミングによっては、直流
電力が3相の負荷9,10に供給される事態が生じる。
【0016】そして、負荷9,10が計器用変圧器(P
T),計器用変換器(CT)等の磁性材料を使用した機
器であれば、直流電圧の印加に基づく偏励磁が発生し、
それらの機器の機能に障害を与えるおそれがあり、場合
によっては過電流通電等の事態を招来し、極めて危険で
ある。
T),計器用変換器(CT)等の磁性材料を使用した機
器であれば、直流電圧の印加に基づく偏励磁が発生し、
それらの機器の機能に障害を与えるおそれがあり、場合
によっては過電流通電等の事態を招来し、極めて危険で
ある。
【0017】本発明は、電力系統側の負荷への直流電圧
の印加を防止して連系運転の3相交流電力の給電路を電
力変換装置間の直流給電に利用し、経済的な構成で安全
に連系運転及び自立運転が行えるようにすることを課題
とする。
の印加を防止して連系運転の3相交流電力の給電路を電
力変換装置間の直流給電に利用し、経済的な構成で安全
に連系運転及び自立運転が行えるようにすることを課題
とする。
【0018】そして、太陽電池等の直流電源を複数備え
た場合の具体的な構成を提供することも課題とする。
た場合の具体的な構成を提供することも課題とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の分散型電源装置は、請求項1の場合、系
統正常時にインバータとして動作し太陽電池等の直流電
源を3相の交流電力に変換し、停電等の系統異常が発生
したときに直流バイパス路又はコンバータとして動作し
直流電源から直流電力を取出す第1の電力変換装置と、
この電力変換装置の系統正常時の各相出力を連系・解列
用の開閉器回路部を介して電力系統側に給電する3相3
線の交流給電路と、第1の電力変換装置の正,負の直流
通電路のいずれか一方に直接接続された第1の直流給電
線と,交流給電路の1相の相線と第1の電力変換装置内
部のスイッチング素子とを介して両直流通電路の他方に
接続された第2の直流給電線との2線により形成された
直流給電路と、系統異常が発生したときにインバータと
して動作し直流給電路を介して給電された第1の電力変
換装置の直流電力を自立運転の交流電力に変換し,開閉
器回路部によって電力系統から切離された負荷に給電す
る第2の電力変換装置とを備える。
めに、本発明の分散型電源装置は、請求項1の場合、系
統正常時にインバータとして動作し太陽電池等の直流電
源を3相の交流電力に変換し、停電等の系統異常が発生
したときに直流バイパス路又はコンバータとして動作し
直流電源から直流電力を取出す第1の電力変換装置と、
この電力変換装置の系統正常時の各相出力を連系・解列
用の開閉器回路部を介して電力系統側に給電する3相3
線の交流給電路と、第1の電力変換装置の正,負の直流
通電路のいずれか一方に直接接続された第1の直流給電
線と,交流給電路の1相の相線と第1の電力変換装置内
部のスイッチング素子とを介して両直流通電路の他方に
接続された第2の直流給電線との2線により形成された
直流給電路と、系統異常が発生したときにインバータと
して動作し直流給電路を介して給電された第1の電力変
換装置の直流電力を自立運転の交流電力に変換し,開閉
器回路部によって電力系統から切離された負荷に給電す
る第2の電力変換装置とを備える。
【0020】したがって、系統正常時は第1の電力変換
装置の連系運転の3相交流電力が3相3線の交流給電
路,連系・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側に
給電される。
装置の連系運転の3相交流電力が3相3線の交流給電
路,連系・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側に
給電される。
【0021】つぎに、系統異常時は第1の電力変換装置
の直流電力が直流給電路を介して第2の電力系統装置に
供給され、この電力変換装置の自立運転の3相交流電力
が電力系統から切離された負荷に給電され、この負荷の
給電が継続される。
の直流電力が直流給電路を介して第2の電力系統装置に
供給され、この電力変換装置の自立運転の3相交流電力
が電力系統から切離された負荷に給電され、この負荷の
給電が継続される。
【0022】このとき、直流給電路の2線の一方を形成
する第1の直流給電線が交流給電路を通ることなく、第
1の電力変換装置の正又は負の一方の直流通電路に直接
接続されるため、直流給電路の第2の直流給電線が交流
給電路の1相の相線を介して第1の電力変換装置の他方
の直流通電路に接続されても、第1の電力変換装置から
出力された直流電力が交流給電路を介して電力系統側の
負荷を流れることがなく、これらの負荷が計器用変圧
器,計器用変換器等の磁性材料を使用した機器であって
も、それらの直流電圧の印加に基づく偏励磁等が発生す
ることがない。
する第1の直流給電線が交流給電路を通ることなく、第
1の電力変換装置の正又は負の一方の直流通電路に直接
接続されるため、直流給電路の第2の直流給電線が交流
給電路の1相の相線を介して第1の電力変換装置の他方
の直流通電路に接続されても、第1の電力変換装置から
出力された直流電力が交流給電路を介して電力系統側の
負荷を流れることがなく、これらの負荷が計器用変圧
器,計器用変換器等の磁性材料を使用した機器であって
も、それらの直流電圧の印加に基づく偏励磁等が発生す
ることがない。
【0023】そのため、電力系統側の負荷に直流電圧を
印加することなく、交流給電路の1相線を直流給電に利
用した経済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転
及び系統異常時の自立運転が行える。
印加することなく、交流給電路の1相線を直流給電に利
用した経済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転
及び系統異常時の自立運転が行える。
【0024】つぎに、請求項2の場合は、太陽電池等の
直流電源毎に設けられ,系統正常時にインバータとして
動作し直流電源を3相の交流電力に変換し、停電等の系
統異常が発生したときにバイパス路又はコンバータとし
て動作し前記直流電源から直流電力を取出す第1の電力
変換装置と、各第1の電力変換装置の系統正常時の各相
出力を連系・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側
に給電する3相3線の共通の交流給電路と、各第1の電
力変換装置の正,負の直流通電路のいずれか一方に直接
接続された第1の直流給電線と,交流給電路の1相の相
線と第1の電力変換装置内部のスイッチング素子とを介
して各第1の電力変換装置の両直流通電路の他方に接続
された第2の直流給電線との2線により形成された共通
の直流給電路と、系統異常が発生したときにインバータ
として動作し直流給電路を介して各第1の電力変換装置
から給電された直流電力を自立運転の3相の交流電力に
変換し,開閉器回路部によって電力系統から切離された
負荷に給電する共通の第2の電力変換装置とを備える。
直流電源毎に設けられ,系統正常時にインバータとして
動作し直流電源を3相の交流電力に変換し、停電等の系
統異常が発生したときにバイパス路又はコンバータとし
て動作し前記直流電源から直流電力を取出す第1の電力
変換装置と、各第1の電力変換装置の系統正常時の各相
出力を連系・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側
に給電する3相3線の共通の交流給電路と、各第1の電
力変換装置の正,負の直流通電路のいずれか一方に直接
接続された第1の直流給電線と,交流給電路の1相の相
線と第1の電力変換装置内部のスイッチング素子とを介
して各第1の電力変換装置の両直流通電路の他方に接続
された第2の直流給電線との2線により形成された共通
の直流給電路と、系統異常が発生したときにインバータ
として動作し直流給電路を介して各第1の電力変換装置
から給電された直流電力を自立運転の3相の交流電力に
変換し,開閉器回路部によって電力系統から切離された
負荷に給電する共通の第2の電力変換装置とを備える。
【0025】したがって、系統正常時は各直流電源がそ
れぞれの第1の電力変換装置のインバータ動作により個
別に連系運転の3相交流電力に変換され、これらの交流
電力が3相3線の共通の交流給電路,連系・解列用の共
通の開閉器回路部を介して系統電力側に給電される。
れぞれの第1の電力変換装置のインバータ動作により個
別に連系運転の3相交流電力に変換され、これらの交流
電力が3相3線の共通の交流給電路,連系・解列用の共
通の開閉器回路部を介して系統電力側に給電される。
【0026】つぎに、系統異常時は各第1の電力変換装
置により各直流電源から直流電力が取出され、これらの
直流電力が共通の直流給電路を介して共通の第2の電力
変換装置に供給され、この電力変換装置の自立運転の3
相交流電力が電力系統から切離された負荷に給電され、
この負荷の給電が継続される。
置により各直流電源から直流電力が取出され、これらの
直流電力が共通の直流給電路を介して共通の第2の電力
変換装置に供給され、この電力変換装置の自立運転の3
相交流電力が電力系統から切離された負荷に給電され、
この負荷の給電が継続される。
【0027】そして、共通の直流給電路は請求項1の直
流給電路と同様に第1,第2の直流給電線からなり、系
統異常時に各第1の電力変換装置から出力された直流電
力が電力系統側の負荷を流れず、これらの直流電圧の印
加に基づく偏励磁の発生することがない。
流給電路と同様に第1,第2の直流給電線からなり、系
統異常時に各第1の電力変換装置から出力された直流電
力が電力系統側の負荷を流れず、これらの直流電圧の印
加に基づく偏励磁の発生することがない。
【0028】そのため、分散配置された直流電源を複数
備えた場合に、電力系統側の負荷に直流電圧を印加する
ことなく、共通の交流給電路の1相線を直流給電に利用
した経済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転及
び系統異常時の自立運転が行える具体的な装置を提供す
ることができる。
備えた場合に、電力系統側の負荷に直流電圧を印加する
ことなく、共通の交流給電路の1相線を直流給電に利用
した経済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転及
び系統異常時の自立運転が行える具体的な装置を提供す
ることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき、図1
ないし図6を参照して説明する。 (1形態)まず、請求項1に対応する実施の1形態につ
き、図1ないし図5を参照して説明する。図1に示すよ
うに直流電源としての太陽電池16の直流電力がその
正,負の出力端子P,Nから逆転防止用のダイオード1
7を介して第1の電力変換装置18に供給される。
ないし図6を参照して説明する。 (1形態)まず、請求項1に対応する実施の1形態につ
き、図1ないし図5を参照して説明する。図1に示すよ
うに直流電源としての太陽電池16の直流電力がその
正,負の出力端子P,Nから逆転防止用のダイオード1
7を介して第1の電力変換装置18に供給される。
【0030】この電力変換装置18は図2に示すように
構成され、直流電力が平滑用のコンデンサ19の両端の
正,負の直流通電路18P ,18N を介して6個の
半導体スイッチング素子18a〜18fの3相ブリッジ
回路に供給される。
構成され、直流電力が平滑用のコンデンサ19の両端の
正,負の直流通電路18P ,18N を介して6個の
半導体スイッチング素子18a〜18fの3相ブリッジ
回路に供給される。
【0031】そして、系統正常時は各半導体スイッチン
グ素子18a〜18が図1の3相の電力系統20の系統
電源21の各相のタイミングで2個ずつオンし、連系運
転のインバータ動作により前記直流電力をPmax制御
で3相交流電力に変換する。
グ素子18a〜18が図1の3相の電力系統20の系統
電源21の各相のタイミングで2個ずつオンし、連系運
転のインバータ動作により前記直流電力をPmax制御
で3相交流電力に変換する。
【0032】この3相交流電力は交流給電路22の各相
線22U ,22V ,22W から図7の開閉器回路
部4に対応する3相の連系・解列用の開閉器回路部23
の機械スイッチ又はサイリスタスイッチ等の半導体スイ
ッチからなる開閉器24,25を介して重要負荷26及
び電力系統19の一般負荷27に給電される。
線22U ,22V ,22W から図7の開閉器回路
部4に対応する3相の連系・解列用の開閉器回路部23
の機械スイッチ又はサイリスタスイッチ等の半導体スイ
ッチからなる開閉器24,25を介して重要負荷26及
び電力系統19の一般負荷27に給電される。
【0033】つぎに、電力系統20に停電,電圧低下等
の系統異常が発生すると、各相の計器用変圧器2
8U ,28V ,28W を介して電力系統20に接
続された連系保護リレー29が図1の連系保護リレー1
2と同様に動作し、系統異常の検出信号を出力する。
の系統異常が発生すると、各相の計器用変圧器2
8U ,28V ,28W を介して電力系統20に接
続された連系保護リレー29が図1の連系保護リレー1
2と同様に動作し、系統異常の検出信号を出力する。
【0034】そして、この検出信号により開閉器24,
25がオフし、負荷26は電力系統20から切離され、
電力変換装置18は電力系統20及び負荷26から切離
される。
25がオフし、負荷26は電力系統20から切離され、
電力変換装置18は電力系統20及び負荷26から切離
される。
【0035】さらに、前記検出信号により電力変換装置
18はインバータ動作を停止し、直流バイパス路又はコ
ンバータとして動作する。
18はインバータ動作を停止し、直流バイパス路又はコ
ンバータとして動作する。
【0036】この形態にあっては、電力変換装置18が
直流バイパス路として動作し、図3に示すように例えば
図中の×印を付した半導体スイッチング素子18a,1
8b,18d,18e,18fはオフし、半導体スイッ
チング素子18cのみがオンし、太陽電池16の直流電
力を図中の2点破線矢印に示すように取出して出力す
る。
直流バイパス路として動作し、図3に示すように例えば
図中の×印を付した半導体スイッチング素子18a,1
8b,18d,18e,18fはオフし、半導体スイッ
チング素子18cのみがオンし、太陽電池16の直流電
力を図中の2点破線矢印に示すように取出して出力す
る。
【0037】なお、太陽電池16の電力を極力有効に利
用する場合は、系統異常時に電力変換装置18をコンバ
ータとして動作し、そのPmax制御のコンバータ動作
により、太陽電池16から最大電力の直流電力を取出し
て電力変換装置18から出力する。
用する場合は、系統異常時に電力変換装置18をコンバ
ータとして動作し、そのPmax制御のコンバータ動作
により、太陽電池16から最大電力の直流電力を取出し
て電力変換装置18から出力する。
【0038】つぎに、電力変換装置18の直流電力を、
交流給電路22の例えば相線22V を利用して図1の第
2の電力変換装置30に伝送するため、電力変換装置1
8の直流通電路20N に直流給電路31の第1の直流
給電線31N が接続され、相線22V に第2の直流
給電線31P が接続される。
交流給電路22の例えば相線22V を利用して図1の第
2の電力変換装置30に伝送するため、電力変換装置1
8の直流通電路20N に直流給電路31の第1の直流
給電線31N が接続され、相線22V に第2の直流
給電線31P が接続される。
【0039】そして、系統異常時は図7の開閉器14に
相当する開閉器32が前記検出信号によってオンし、電
力変換装置18から出力された直流電力が直流給電路3
1を介して電力変換装置30及び補助電源としてのバッ
テリー33に供給される。
相当する開閉器32が前記検出信号によってオンし、電
力変換装置18から出力された直流電力が直流給電路3
1を介して電力変換装置30及び補助電源としてのバッ
テリー33に供給される。
【0040】このとき、電力変換装置30は前記検出信
号によってインバータ動作し、CVCF制御で直流電力
を定電圧制御された自立運転の3相交流電力に変換し、
この3相交流電力を電力系統20から切離された負荷2
6に供給する。
号によってインバータ動作し、CVCF制御で直流電力
を定電圧制御された自立運転の3相交流電力に変換し、
この3相交流電力を電力系統20から切離された負荷2
6に供給する。
【0041】ところで、連系保護リレー29の検出信号
に基づく系統異常時の各部の動作は、具体的には、例え
ば図4の停電発生時の動作シーケンスに示すようにな
る。
に基づく系統異常時の各部の動作は、具体的には、例え
ば図4の停電発生時の動作シーケンスに示すようにな
る。
【0042】そして、電力系統19の停電が発生する
と、図4のステップA1 に示すように連系保護リレー
29が停電を検出して系統異常の検出信号を出力し、こ
の検出信号に基づき、ステップA2 ,A3 に示すよ
うに電力変換装置18はインバータ動作を停止し、開閉
器24,25がオフする。
と、図4のステップA1 に示すように連系保護リレー
29が停電を検出して系統異常の検出信号を出力し、こ
の検出信号に基づき、ステップA2 ,A3 に示すよ
うに電力変換装置18はインバータ動作を停止し、開閉
器24,25がオフする。
【0043】同時に、ステップA4 ,A5 に示すよ
うに電力変換装置30がインバータ動作の自立運転を開
始し、開閉器32がオンする。
うに電力変換装置30がインバータ動作の自立運転を開
始し、開閉器32がオンする。
【0044】さらに、ステップA6 に示すように電力
変換装置18が直流バイパス路として動作し、ステップ
A7 に示すように電力変換装置30による自立運転の
3相交流電力の給電が行われる。
変換装置18が直流バイパス路として動作し、ステップ
A7 に示すように電力変換装置30による自立運転の
3相交流電力の給電が行われる。
【0045】そして、系統異常時に電力変換装置18の
直流電力が、交流給電路22の1本の相線22V を利
用し、この相線22V を介して直流通電路18P に
接続された直流給電線31P と,交流給電路22と別
個独立の直流給電線31Nとが形成する直流給電路31
を通って、電力変換装置30に供給されるため、開閉器
24,25がオンしていても、電力変換装置18の直流
電力に基づく直流電圧が負荷26,27に印加されるこ
とがなく、負荷26,27の直流電圧の印加に基づく偏
励磁等が発生せず、それらの機能障害や過電流通電等が
生じることもない。
直流電力が、交流給電路22の1本の相線22V を利
用し、この相線22V を介して直流通電路18P に
接続された直流給電線31P と,交流給電路22と別
個独立の直流給電線31Nとが形成する直流給電路31
を通って、電力変換装置30に供給されるため、開閉器
24,25がオンしていても、電力変換装置18の直流
電力に基づく直流電圧が負荷26,27に印加されるこ
とがなく、負荷26,27の直流電圧の印加に基づく偏
励磁等が発生せず、それらの機能障害や過電流通電等が
生じることもない。
【0046】つぎに、例えば電力系統20が停電から復
帰すると、図5の動作シーケンスのステップB1 に示
すように、まず、連系保護リレー29が停電復帰を検出
して検出信号をオフする。
帰すると、図5の動作シーケンスのステップB1 に示
すように、まず、連系保護リレー29が停電復帰を検出
して検出信号をオフする。
【0047】この検出信号のオフによりステップ
B2 ,B3 に示すように、電力変換装置18,30
の運転が停止し、同時にステップB4 ,開閉器24,
25がオンして負荷26が電力系統19に接続され、ス
テップB5 に示すように開閉器32がオフして直流給
電路31が切断開放される。
B2 ,B3 に示すように、電力変換装置18,30
の運転が停止し、同時にステップB4 ,開閉器24,
25がオンして負荷26が電力系統19に接続され、ス
テップB5 に示すように開閉器32がオフして直流給
電路31が切断開放される。
【0048】そして、ステップB6 に示すように電力
変換装置18がインバータとして動作し、太陽電池16
の直流電力を連系運転の3相交流電力に変換し、交流給
電路22,開閉器24,25を介して負荷26,27に
給電する。
変換装置18がインバータとして動作し、太陽電池16
の直流電力を連系運転の3相交流電力に変換し、交流給
電路22,開閉器24,25を介して負荷26,27に
給電する。
【0049】したがって、連系運転時の交流給電路22
を自立運転時の電力変換装置18から電力変換装置30
への直流給電に利用した経済的な構成で、系統異常時
に、電力系統側の3相の負荷26,27に直流電圧を印
加することなく、安全に、電力変換装置30から負荷2
6に自立運転の3相交流電力を給電することができる。
を自立運転時の電力変換装置18から電力変換装置30
への直流給電に利用した経済的な構成で、系統異常時
に、電力系統側の3相の負荷26,27に直流電圧を印
加することなく、安全に、電力変換装置30から負荷2
6に自立運転の3相交流電力を給電することができる。
【0050】ところで、開閉器24,25をサイリスタ
スイッチ等の瞬時に動作する半導体スイッチにより形成
した場合は、系統正常時の連系運転の負荷給電から系統
異常時の自立運転の負荷給電,その逆の給電路の切換え
が瞬時に行えるため、電力系統20の瞬時電圧低下に対
する補償も可能になる。
スイッチ等の瞬時に動作する半導体スイッチにより形成
した場合は、系統正常時の連系運転の負荷給電から系統
異常時の自立運転の負荷給電,その逆の給電路の切換え
が瞬時に行えるため、電力系統20の瞬時電圧低下に対
する補償も可能になる。
【0051】(他の形態)つぎに、請求項2に対応する
本発明の実施の他の形態につき、図6を参照して説明す
る。図6において、図1と異なる点は、分散配置された
複数の太陽電池16a,16b,…,16nを備え、太
陽電池16a〜16n毎に第1の電力変換装置18を設
け、各電力変換装置18の系統正常時のインバータ動作
の並列運転の3相交流電力を3相3線34U ,34
V ,34W の共通の交流給電路34を介して開閉器
回路部23から負荷26,27に給電するようにした点
である。
本発明の実施の他の形態につき、図6を参照して説明す
る。図6において、図1と異なる点は、分散配置された
複数の太陽電池16a,16b,…,16nを備え、太
陽電池16a〜16n毎に第1の電力変換装置18を設
け、各電力変換装置18の系統正常時のインバータ動作
の並列運転の3相交流電力を3相3線34U ,34
V ,34W の共通の交流給電路34を介して開閉器
回路部23から負荷26,27に給電するようにした点
である。
【0052】また、各電力変換装置18と電力変換装置
30との間に共通の直流給電路35を設け、この給電路
35の第1の直流給電線35N を各電力変換装置18
の正,負の直流通電路18P ,18N のいずれか一
方,例えば直流通電路18N に接続し、第2の直流給電
線35P を、交流給電路34の例えば相線34V に接
続し、交流給電路34を各電力変換装置18から電力変
換装置30への直流電力の供給に利用するようにした点
である。
30との間に共通の直流給電路35を設け、この給電路
35の第1の直流給電線35N を各電力変換装置18
の正,負の直流通電路18P ,18N のいずれか一
方,例えば直流通電路18N に接続し、第2の直流給電
線35P を、交流給電路34の例えば相線34V に接
続し、交流給電路34を各電力変換装置18から電力変
換装置30への直流電力の供給に利用するようにした点
である。
【0053】そして、系統正常時は各太陽電池16a〜
16nの直流電力がそれぞれの電力変換装置18により
連系運転の3相交流電力に変換され、これらの3相交流
電力が交流給電路34,開閉器24,25を介して負荷
26,27に給電される。
16nの直流電力がそれぞれの電力変換装置18により
連系運転の3相交流電力に変換され、これらの3相交流
電力が交流給電路34,開閉器24,25を介して負荷
26,27に給電される。
【0054】つぎに、系統異常時は開閉器24,25が
オフして開閉器32がオンし、各電力変換装置18の直
流バイパス路動作又はコンバータ動作により太陽電池1
6a〜16nから取出された直流電力が直流給電路35
を介して電力変換装置30に供給され、この電力変換装
置30の自立運転の3相交流電力が電力系統20から切
離された負荷26に給電される。
オフして開閉器32がオンし、各電力変換装置18の直
流バイパス路動作又はコンバータ動作により太陽電池1
6a〜16nから取出された直流電力が直流給電路35
を介して電力変換装置30に供給され、この電力変換装
置30の自立運転の3相交流電力が電力系統20から切
離された負荷26に給電される。
【0055】なお、例えば電力系統19が停電したとき
の動作シーケンスは図4と同様であり、電力系統19が
停電から復帰したときの動作シーケンスは図5と同様で
ある。
の動作シーケンスは図4と同様であり、電力系統19が
停電から復帰したときの動作シーケンスは図5と同様で
ある。
【0056】したがって、この形態の場合は共通の交流
給電路34を利用して極めて経済的に各電力変換装置1
8から電力変換装置30に直流電力を供給し、系統異常
時に負荷26の給電を継続することができ、その際、直
流給電路35の直流給電線35N が交流給電路34と
別個であるため、前記実施の1形態の場合と同様、負荷
26,27に直流電圧が印加されることがない。
給電路34を利用して極めて経済的に各電力変換装置1
8から電力変換装置30に直流電力を供給し、系統異常
時に負荷26の給電を継続することができ、その際、直
流給電路35の直流給電線35N が交流給電路34と
別個であるため、前記実施の1形態の場合と同様、負荷
26,27に直流電圧が印加されることがない。
【0057】しかも、系統異常時に各電力変換装置18
から1台の電力変換装置30に直流電力を供給して自立
運転の交流電力に変換する構成であるため、太陽電池1
6a〜16nの分散設置台数が多くなるときにも、簡素
かつ安価に形成することができ、メンテナンス等も容易
である。
から1台の電力変換装置30に直流電力を供給して自立
運転の交流電力に変換する構成であるため、太陽電池1
6a〜16nの分散設置台数が多くなるときにも、簡素
かつ安価に形成することができ、メンテナンス等も容易
である。
【0058】ところで、前記両実施の形態において、直
流給電路31,35は、第1の直流給電線が電力変換装
置18の直流通電路18P に接続されていてもよく、
この場合は第1,第2の直流給電線の極性が逆になる。
流給電路31,35は、第1の直流給電線が電力変換装
置18の直流通電路18P に接続されていてもよく、
この場合は第1,第2の直流給電線の極性が逆になる。
【0059】また、直流給電路31,35の第2の直流
給電線は、交流給電路22,34の相線22U ,22
V ,22W ,34U ,34V ,34W のいず
れかに接続されていればよい。
給電線は、交流給電路22,34の相線22U ,22
V ,22W ,34U ,34V ,34W のいず
れかに接続されていればよい。
【0060】そして、燃料電池等の太陽電池以外の直流
電源を1又は複数備えた場合にも適用できるのは勿論で
ある。
電源を1又は複数備えた場合にも適用できるのは勿論で
ある。
【0061】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項1の場合は、電力系統20に停電等が
発生する系統異常時に第1の電力変換装置18の直流電
力が直流給電路31を介して第2の電力系統装置30に
供給され、この電力変換装置30の自立運転の3相交流
電力が電力系統20から切離された負荷26に給電さ
れ、この負荷26の給電が継続される。
る。まず、請求項1の場合は、電力系統20に停電等が
発生する系統異常時に第1の電力変換装置18の直流電
力が直流給電路31を介して第2の電力系統装置30に
供給され、この電力変換装置30の自立運転の3相交流
電力が電力系統20から切離された負荷26に給電さ
れ、この負荷26の給電が継続される。
【0062】このとき、直流給電路31の2線の一方を
形成する第1の直流給電線31Nを、交流給電路22を
通ることなく、第1の電力変換装置18の正又は負の一
方の直流通電路18N に直接接続したため、直流給電
路31の第2の直流給電線31P が交流給電路22の
1相の相線22V ,第1の電力変換装置18内部のス
イッチング素子を介して第1の電力変換装置18の他方
の直流通電路18P に接続されても、第1の電力変換装
置18から出力された直流電力が交流給電路22を介し
て電力系統側の負荷26,27を流れることがなく、こ
れらの負荷26,27が計器用変圧器,計器用変換器等
の磁性材料を使用した機器であっても、それらの直流電
圧の印加を防止して偏励磁等が発生しないようにするこ
とができる。
形成する第1の直流給電線31Nを、交流給電路22を
通ることなく、第1の電力変換装置18の正又は負の一
方の直流通電路18N に直接接続したため、直流給電
路31の第2の直流給電線31P が交流給電路22の
1相の相線22V ,第1の電力変換装置18内部のス
イッチング素子を介して第1の電力変換装置18の他方
の直流通電路18P に接続されても、第1の電力変換装
置18から出力された直流電力が交流給電路22を介し
て電力系統側の負荷26,27を流れることがなく、こ
れらの負荷26,27が計器用変圧器,計器用変換器等
の磁性材料を使用した機器であっても、それらの直流電
圧の印加を防止して偏励磁等が発生しないようにするこ
とができる。
【0063】そのため、電力系統側の負荷26,27に
直流電圧を印加することなく、交流給電路22の1相線
を直流給電に利用した経済的な構成で、安全に、系統正
常時の連系運転の3相負荷給電及び系統異常時の自立運
転の3相負荷給電が行える実用的な分散型電源装置を提
供することができる。
直流電圧を印加することなく、交流給電路22の1相線
を直流給電に利用した経済的な構成で、安全に、系統正
常時の連系運転の3相負荷給電及び系統異常時の自立運
転の3相負荷給電が行える実用的な分散型電源装置を提
供することができる。
【0064】また、請求項2の場合は、系統異常時に各
第1の電力変換装置18により各直流電源(太陽電池1
6a〜16n)から直流電力が取出され、これらの直流
電力が共通の直流給電路35を介して共通の第2の電力
変換装置30に供給され、この電力変換装置30の自立
運転の3相交流電力が電力系統20から切離された負荷
26に給電され、この負荷26の給電が継続される。
第1の電力変換装置18により各直流電源(太陽電池1
6a〜16n)から直流電力が取出され、これらの直流
電力が共通の直流給電路35を介して共通の第2の電力
変換装置30に供給され、この電力変換装置30の自立
運転の3相交流電力が電力系統20から切離された負荷
26に給電され、この負荷26の給電が継続される。
【0065】そして、共通の直流給電路35が請求項1
の場合と同様に第1,第2の直流共通給電線35N ,
35P からなり、系統異常時に各第1の電力変換装置
18から出力された直流電力が電力系統側の負荷26,
27を流れず、これらの直流電圧の印加を防止して偏励
磁の発生を防止することがない。
の場合と同様に第1,第2の直流共通給電線35N ,
35P からなり、系統異常時に各第1の電力変換装置
18から出力された直流電力が電力系統側の負荷26,
27を流れず、これらの直流電圧の印加を防止して偏励
磁の発生を防止することがない。
【0066】そのため、分散配置された直流電源を複数
備えた場合に、電力系統側の負荷26,27に直流電圧
を印加することなく、共通の交流給電路34の1相線を
各変換装置18,30間の直流給電に利用した極めて経
済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転の3相負
荷給電及び系統異常時の3相負荷給電が行える具体的な
構成の分散電源装置を提供することができる。
備えた場合に、電力系統側の負荷26,27に直流電圧
を印加することなく、共通の交流給電路34の1相線を
各変換装置18,30間の直流給電に利用した極めて経
済的な構成で、安全に、系統正常時の連系運転の3相負
荷給電及び系統異常時の3相負荷給電が行える具体的な
構成の分散電源装置を提供することができる。
【図1】本発明の実施の1形態の結線図である。
【図2】図1の第1の電力変換装置の詳細な結線図であ
る。
る。
【図3】図2の系統異常時の動作説明用の結線図であ
る。
る。
【図4】図1の電力系統が停電したときの動作説明用の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図5】図1の電力系統が停電から復帰したときの動作
説明用のタイミングチャートである。
説明用のタイミングチャートである。
【図6】本発明の実施の他の形態の結線図である。
【図7】従来装置の結線図である。
16,16a〜16n 太陽電池 18 第1の電力変換装置 18a〜18f 半導体スイッチング素子 18P,18N 直流通電路 20 電力系統 22,34 交流給電路 22U,22V,22W,34U,34V,34W 相
線 23 開閉器回路部 26,27 負荷 30 第2の電力変換装置 31,35 直流給電路 31P,31N,35P,35N 直流給電線
線 23 開閉器回路部 26,27 負荷 30 第2の電力変換装置 31,35 直流給電路 31P,31N,35P,35N 直流給電線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栄 紀雄 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 Fターム(参考) 5G015 GA05 JA05 JA22 JA32 JA47 JA52 JA64 5G066 HA06 HA11 HB06 HB09
Claims (2)
- 【請求項1】 系統正常時にインバータとして動作し太
陽電池等の直流電源を連系運転の3相交流電力に変換
し,停電等の系統異常が発生したときに直流バイパス路
又はコンバータとして動作し前記直流電源から直流電力
を取出す第1の電力変換装置と、 前記第1の電力変換装置の系統正常時の3相出力を連系
・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側に給電する
3相3線の交流給電路と、 前記第1の電力変換装置の正,負の直流通電路のいずれ
か一方に直接接続された第1の直流給電線と,前記交流
給電路の1相の相線と前記第1の電力変換装置内部のス
イッチング素子とを介して前記両直流通電路の他方に接
続された第2の直流給電線との2線により形成された直
流給電路と、 前記系統異常が発生したときにインバータとして動作し
前記直流給電路を介して前記第1の電力変換装置から供
給された直流電力を自立運転の3相交流電力に変換し,
前記開閉器回路部によって電力系統から切離された負荷
に給電する第2の電力変換装置とを備えたことを特徴と
する分散型電源装置。 - 【請求項2】 太陽電池等の直流電源毎に設けられ,系
統正常時にインバータとして動作し直流電源を連系運転
の3相交流電力に変換し,停電等の系統異常が発生した
ときに直流バイパス路又はコンバータとして動作し直流
電源から直流電力を取出す第1の電力変換装置と、 前記各第1の電力変換装置の系統正常時の各3相出力を
連系・解列用の開閉器回路部を介して電力系統側に給電
する3相3線の共通の交流給電路と、 前記各第1の電力変換装置の正,負の直流通電路のいず
れか一方に直接接続された第1の直流給電線と,前記交
流給電路の1相の相線と前記第1の電力変換装置内部の
スイッチング素子とを介して前記各第1の電力変換装置
の前記両直流通電路の他方に接続された第2の直流給電
線との2線により形成された共通の直流給電路と、 前記系統異常が発生したときにインバータとして動作し
前記直流給電路を介して前記各第1の電力変換装置から
供給された直流電力を自立運転の3相交流電力に変換
し,前記開閉器回路部によって電力系統から切離された
負荷に給電する共通の第2の電力変換装置とを備えたこ
とを特徴とする分散型電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277324A JP2000116009A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分散型電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10277324A JP2000116009A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分散型電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000116009A true JP2000116009A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17581952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10277324A Pending JP2000116009A (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 分散型電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000116009A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011223853A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-11-04 | Tempearl Ind Co Ltd | 分散型電源の系統連系解列システム |
WO2012096745A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | The Boeing Company | Smart microgrid reconfigurable ac interface |
JP2013051833A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Nichicon Corp | マルチパワーコンディショナシステム |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP10277324A patent/JP2000116009A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012096745A1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-19 | The Boeing Company | Smart microgrid reconfigurable ac interface |
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