JP2000236623A - Overvoltage-detecting device - Google Patents

Overvoltage-detecting device

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JP2000236623A
JP2000236623A JP11036360A JP3636099A JP2000236623A JP 2000236623 A JP2000236623 A JP 2000236623A JP 11036360 A JP11036360 A JP 11036360A JP 3636099 A JP3636099 A JP 3636099A JP 2000236623 A JP2000236623 A JP 2000236623A
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Japan
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voltage
overvoltage
power supply
inverter
converter
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Application number
JP11036360A
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Japanese (ja)
Inventor
Keigo Onizuka
圭吾 鬼塚
Yasuhiro Makino
康弘 牧野
Masaki Madenokoji
正樹 萬里小路
Isao Morita
功 森田
Toshio Ueda
俊夫 植田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain with a simple constitution an overvoltage-detecting device which can detect the instantaneous overvoltage of a system power source. SOLUTION: An overvoltage detecting device 60 drops the system voltage of a system power source 52 by means of a potential transformer 62. Consequently, a voltage that can be dropped by means of an A/D converter 76 and changes according to the voltage waveform of the system voltage is inputted to the converter 76. The converter 76 outputs the voltage after A/D conversion with a prescribed sampling timing. Therefore, the instantaneous value of the system voltage at every sampling time is inputted to an arithmetic section 78. the arithmetic section 78 detects the occurrence of an overvoltage which is higher than an effective value by computing the effective value, along with the detection of the instantaneous overvoltage of the system voltage form the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源の過電圧
を検出する過電圧検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an overvoltage detecting device for detecting an overvoltage of an AC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽光発電装置を商用電力系統に
接続(連系)させる系統連系システムが普及しつつあ
る。このような系統連系システムでは、太陽電池によっ
て発電した直流電力をインバータ装置によって交流電力
に変換して系統電力へ回生させるようにしている。
2. Description of the Related Art In recent years, a system interconnection system for connecting (interconnecting) a photovoltaic power generator to a commercial power system has become widespread. In such a system interconnection system, DC power generated by a solar cell is converted into AC power by an inverter device and regenerated to system power.

【0003】このような系統連系システムでは、系統電
源に接続されている負荷の保護及び系統連系システム自
体の保護のために系統電圧の過電圧を検出し、インバー
タ装置を停止させるか、インバータ装置と系統電源を切
り離すようにしている。
In such a system interconnection system, an overvoltage of a system voltage is detected for protection of a load connected to a system power supply and protection of the system interconnection system itself, and the inverter device is stopped or the inverter device is stopped. And system power supply.

【0004】ところで、このような系統電源の電圧検出
には、図5に示される電圧検出回路150が一般的に用
いられている。この電圧検出回路150では、系統電源
52の電圧をPT152によって降圧したのち、複数の
コンパレータを用いた整流回路154によって全波整流
する。この後、実行値変換用のIC156を用いて平滑
化して直流電圧として、マイコン158の入力ポート1
60に入力する。マイコン158では、入力される直流
電圧をA/D変換器162によってA/D変換して、電
圧を読み込むようになっている。
Incidentally, a voltage detection circuit 150 shown in FIG. 5 is generally used for detecting the voltage of such a system power supply. In the voltage detection circuit 150, after the voltage of the system power supply 52 is reduced by the PT 152, full-wave rectification is performed by the rectification circuit 154 using a plurality of comparators. Then, the input value of the input port 1 of the microcomputer 158 is smoothed by using an execution value conversion IC
Enter 60. In the microcomputer 158, the input DC voltage is A / D converted by the A / D converter 162, and the voltage is read.

【0005】マイコン158では、この電圧から系統電
源52に過電圧が発生しているか否かを検出するように
している。
The microcomputer 158 detects from this voltage whether or not an overvoltage has occurred in the system power supply 52.

【0006】近年、交流電源の実効値の過電圧のみなら
ず、瞬間的な過電圧を検出し、より確実にインバータ装
置を保護することが望まれている。
In recent years, it has been desired to protect not only the overvoltage of the effective value of the AC power supply but also the instantaneous overvoltage to more reliably protect the inverter device.

【0007】しかしながら、上記した電圧検出回路で
は、実効値変換用のICにCR回路が接続されており、
このCR回路の時定数によって検知に必要な時間が10
0msecを越えてしまっている。系統電源は、周波数が5
0Hz〜60Hzであり、1サイクルの周期は16.6msec
〜20msecとなる。
However, in the above-described voltage detection circuit, a CR circuit is connected to an IC for converting an effective value.
The time required for detection is 10 due to the time constant of this CR circuit.
It has exceeded 0 msec. The system power supply has a frequency of 5
0Hz-60Hz, 1 cycle period is 16.6msec
2020 msec.

【0008】系統電圧の実効値を検出するためには、検
知時間が100msecあれば、十分過ぎるが、この時間で
は、瞬間的な過電圧の検出が困難となっている。
[0008] In order to detect the effective value of the system voltage, a detection time of 100 msec is sufficient, but it is difficult to detect an instantaneous overvoltage in this time.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたものであり、簡単な回路構成で検知時間の
短縮を図り、瞬間的な過電圧も確実に検出することがで
きる過電圧検出装置を提案することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has an overvoltage detecting apparatus capable of shortening a detection time with a simple circuit configuration and reliably detecting an instantaneous overvoltage. The purpose is to propose.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、系統電源の電圧を降圧して系統電源の電圧
波形に応じて変化する電圧を出力する変圧手段と、前記
変圧手段によって変圧された電圧を所定のサンプリング
タイムでA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D
変換手段の出力に基づいて前記交流電源の電圧が所定値
を越えているか否かを判断する判断手段と、を含むこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a transformer for lowering the voltage of a system power supply and outputting a voltage that changes in accordance with the voltage waveform of the system power supply. A / D conversion means for A / D converting the transformed voltage at a predetermined sampling time;
Determining means for determining whether or not the voltage of the AC power supply exceeds a predetermined value based on the output of the converting means.

【0011】この発明によれば、系統電源の電圧を変圧
手段によってA/D変換手段で処理可能な電圧の範囲に
変圧し、この電圧を所定のサンプリングタイムでA/D
変換する。
According to the present invention, the voltage of the system power supply is transformed by the transformer into a voltage range that can be processed by the A / D converter, and the voltage is converted to the A / D at a predetermined sampling time.
Convert.

【0012】一般に、A/D変換手段によるサンプリン
グ周期は、系統電源の電源の周期より極めて短くするこ
とができるので、A/D変換手段によってサンプリング
タイム毎の系統電圧の瞬時値を読み込むことができる。
In general, the sampling cycle of the A / D converter can be made extremely shorter than the cycle of the power supply of the system power supply, so that the A / D converter can read the instantaneous value of the system voltage for each sampling time. .

【0013】これにより、系統電源の実効値のみならず
瞬時値を検出することができ、実効値のみならず、瞬時
値の過電圧を検出することができる。
Thus, not only the effective value of the system power supply but also the instantaneous value can be detected, and not only the effective value but also the instantaneous value overvoltage can be detected.

【0014】請求項2に係る発明は、前記判断手段が前
記A/D変換手段の出力が、所定回数連続して所定の電
圧を越えたときに前記交流電源に過電圧が発生している
と判断することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the determination means determines that an overvoltage has occurred in the AC power supply when the output of the A / D conversion means exceeds a predetermined voltage continuously for a predetermined number of times. It is characterized by doing.

【0015】この発明によれば、サンプリング周期と回
数から、過電圧を検出する。これにより、高調波などに
よる誤判定を防止して、系統電源の瞬時過電圧を的確に
検出することができる。
According to the present invention, an overvoltage is detected from the sampling period and the number of times. Thereby, erroneous determination due to harmonics or the like can be prevented, and instantaneous overvoltage of the system power supply can be accurately detected.

【0016】また、請求項3に係る発明は、前記A/D
変換手段の出力から前記交流電源の実効値を演算する演
算手段を含み、前記判断手段が前記演算手段の演算結果
に基づいて前記交流電源に過電圧が発生していると判断
することを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 is characterized in that the A / D
A calculating means for calculating an effective value of the AC power supply from an output of the converting means, wherein the determining means determines that an overvoltage has occurred in the AC power supply based on a calculation result of the calculating means. .

【0017】この発明によれば、A/D変換手段によっ
てサンプリングした電圧とサンプリング回数から系統電
圧の実効値を演算し、演算した実効値から過電圧が発生
しているか否かを判断する。
According to the present invention, the effective value of the system voltage is calculated from the voltage sampled by the A / D converter and the number of times of sampling, and it is determined from the calculated effective value whether an overvoltage has occurred.

【0018】サンプリングした電圧から実効値は容易に
演算でき、これにより、瞬間的な過電圧と共に実効値の
過電圧の検出も簡単に行うことができる。
The effective value can be easily calculated from the sampled voltage, so that the instantaneous overvoltage and the effective value overvoltage can be easily detected.

【0019】このように、本願発明では、商用電力であ
る系統電源の周波数に対して、電圧のサンプリング時間
を極めて短くすることができるため、系統電圧の瞬時値
と共に実効値も検出することができる。
As described above, according to the present invention, the sampling time of the voltage can be extremely shortened with respect to the frequency of the system power supply which is the commercial power, so that the effective value as well as the instantaneous value of the system voltage can be detected. .

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】図2には、本実施の形態に適用した太陽光
発電装置10の概略構成を示している。この太陽光発電
装置10には、インバータ50が設けられている。イン
バータ50には、マイクロコンピュータ(以下「マイコ
ン14」と言う)と共に、インバータ回路18が設けら
れている。
FIG. 2 shows a schematic configuration of a photovoltaic power generator 10 applied to the present embodiment. The solar power generation device 10 includes an inverter 50. The inverter 50 is provided with an inverter circuit 18 together with a microcomputer (hereinafter, referred to as the “microcomputer 14”).

【0022】インバータ回路18は、例えばIGBTな
どを用いたスイッチング素子20が設けられ、このスイ
ッチング素子20がブリッジ接続されている。このイン
バータ回路18は、IGBT駆動回路16を介してマイ
コン14に接続されており、マイコン14から出力され
るスイッチング信号に基づいてスイッチング素子20が
オン/オフ駆動される。
The inverter circuit 18 is provided with a switching element 20 using, for example, an IGBT, and the switching element 20 is bridge-connected. The inverter circuit 18 is connected to the microcomputer 14 via the IGBT drive circuit 16, and the switching element 20 is turned on / off based on a switching signal output from the microcomputer 14.

【0023】インバータ50には、昇圧回路24が設け
られており、多数の太陽電池モジュールによって構成さ
れた太陽電池アレイ12によって発電された直流電力
が、コンデンサ22を介して昇圧回路24に入力され
る。昇圧回路24は、入力される直流電力を所定電圧に
昇圧する。この昇圧回路24によって所定電圧に昇圧さ
れた直流電力が、コンデンサ26を介してインバータ回
路18に入力される。
The inverter 50 is provided with a booster circuit 24. DC power generated by the solar cell array 12 composed of a number of solar cell modules is input to the booster circuit 24 via the capacitor 22. . The booster circuit 24 boosts the input DC power to a predetermined voltage. The DC power boosted to a predetermined voltage by the booster circuit 24 is input to the inverter circuit 18 via the capacitor 26.

【0024】一方、マイコン14には、U相電圧検出回
路30、V相電圧検出回路32及びゼロクロス検出回路
28が接続されている。U相電圧検出回路30、V相電
圧検出回路32及びゼロクロス検出回路28のそれぞれ
は、商用電源である系統電源52に接続されており、U
相電圧検出回路30は、例えば単相3線100/200
Vとなっている系統電源52のU相と対地間の電圧を検
出し、V相電圧検出回路32は、V相と対地間の電圧を
検出する。また、ゼロクロス検出回路28は、系統電源
52のU相−V相間の電圧(以下「系統電圧」と言う)
が0Vとなるタイミング、すなわち、系統電圧の位相が
切り換わるタイミングを検出する。
On the other hand, the microcomputer 14 is connected to a U-phase voltage detection circuit 30, a V-phase voltage detection circuit 32, and a zero-cross detection circuit 28. Each of the U-phase voltage detection circuit 30, the V-phase voltage detection circuit 32, and the zero-cross detection circuit 28 is connected to a system power supply 52 that is a commercial power supply.
The phase voltage detection circuit 30 is, for example, a single-phase three-wire 100/200.
The voltage between the U phase of the system power supply 52 which is V and the ground is detected, and the V phase voltage detection circuit 32 detects the voltage between the V phase and the ground. Further, the zero-crossing detection circuit 28 is configured to output a voltage between the U-phase and the V-phase of the system power supply 52 (hereinafter referred to as “system voltage”).
Is 0V, that is, the timing at which the phase of the system voltage switches.

【0025】マイコン14は、U相電圧検出回路30、
V相電圧検出回路32及びゼロクロス検出回路28によ
って系統電源52の電圧及び位相(ゼロクロス点)を検
出するようになっている。
The microcomputer 14 includes a U-phase voltage detection circuit 30,
The V-phase voltage detection circuit 32 and the zero-cross detection circuit 28 detect the voltage and phase (zero-cross point) of the system power supply 52.

【0026】マイコン14は、検出した系統電源52の
電圧及び位相に基づいて、スイッチング素子20を駆動
するスイッチング信号を制御する。すなわち、マイコン
14は、系統電源の電圧及び位相に基づいてスイッチン
グ素子20を駆動することにより、昇圧回路24から入
力される直流電力を、系統電源52の電圧及び位相に応
じた交流電力に変換するようになっている。、インバー
タ回路18は、リアクトル34、35及びコンデンサ3
6によって構成されているフィルタ回路38と解列コン
ダクタ40を介して分電盤42に接続されており、この
分電盤42が系統電源52に接続されていることによ
り、インバータ50が系統電源52に接続される。
The microcomputer 14 controls a switching signal for driving the switching element 20 based on the detected voltage and phase of the system power supply 52. That is, the microcomputer 14 drives the switching element 20 based on the voltage and the phase of the system power supply, thereby converting the DC power input from the booster circuit 24 into AC power according to the voltage and the phase of the system power supply 52. It has become. , The inverter circuit 18 includes the reactors 34 and 35 and the capacitor 3
6 is connected to a distribution board 42 via a filter circuit 38 constituted by the circuit board 6 and a parallel-off conductor 40, and since the distribution board 42 is connected to the system power supply 52, the inverter 50 is connected to the system power supply 52. Connected to.

【0027】インバータ回路18から出力される電力
は、ノコギリ波状となっており、フィルタ回路38によ
って高調波成分を除去することにより、系統電源52と
電圧及び位相が一致した交流電力が出力される。
The power output from the inverter circuit 18 has a sawtooth waveform, and the filter circuit 38 removes harmonic components, thereby outputting AC power whose voltage and phase match those of the system power supply 52.

【0028】マイコン14には、発電電圧検出回路44
及び発電電流検出回路46と共に、インバータ回路18
から出力される電流を検出する電流検出回路48が接続
されている。マイコン14は、発電電圧検出回路44に
よって検出する発電電圧と、発電電流検出回路46によ
って検出する発電電流から、太陽電池アレイ12による
発電電力を求め、この発電電力に基づいて例えばMPP
T制御(最大電力追従制御)を行うことにより、太陽電
池アレイ12によって発電した電力を効率的に系統電源
52へ出力するようにしている。
The microcomputer 14 includes a generated voltage detection circuit 44
And the generated current detection circuit 46 together with the inverter circuit 18
Is connected to a current detection circuit 48 for detecting a current output from. The microcomputer 14 determines the power generated by the solar cell array 12 from the power generation voltage detected by the power generation voltage detection circuit 44 and the power generation current detected by the power generation current detection circuit 46.
By performing T control (maximum power tracking control), the power generated by the solar cell array 12 is efficiently output to the system power supply 52.

【0029】また、マイコン14は、系統電源52が停
電したか否かを常に監視し、系統電源52が停電する
と、解列コンダクタ40を操作して接点を開放すること
により、系統電源52とインバータ50を切り離して、
所謂インバータ50の単独運転を防止するようにしてい
る。
The microcomputer 14 constantly monitors whether or not the system power supply 52 has failed. When the system power supply 52 fails, the microcomputer 14 operates the parallel-off conductor 40 to open the contacts, thereby connecting the system power supply 52 and the inverter. Cut off 50,
The so-called independent operation of the inverter 50 is prevented.

【0030】なお、マイコン14には、図示しないEE
PROMなどのメモリが設けられており、このメモリに
系統連系保護のための各種整定値が記憶されており、マ
イコン14は、この整定値に基づいてインバータ50の
系統連系保護を行っている。
The microcomputer 14 has an EE (not shown).
A memory such as a PROM is provided, and various set values for system interconnection protection are stored in the memory, and the microcomputer 14 performs system interconnection protection for the inverter 50 based on the set values. .

【0031】また、マイコン14によるインバータ50
の動作制御は、従来公知の構成を用いることができ、本
実施の形態では詳細な説明を省略する。
The inverter 50 by the microcomputer 14
For the operation control of, a conventionally known configuration can be used, and a detailed description is omitted in the present embodiment.

【0032】ところで、インバータ50には、過電圧検
出装置60が形成されており、マイコン14は、過電圧
検出装置60によって系統電圧の過電圧を検出すると、
インバータ50の動作停止、解列コンダクタ40の開放
操作等の系統連系保護を行うようになっている。
Incidentally, an overvoltage detecting device 60 is formed in the inverter 50. When the microcomputer 14 detects an overvoltage of the system voltage by the overvoltage detecting device 60,
The system interconnection protection such as the operation stop of the inverter 50 and the opening operation of the parallel-off conductor 40 is performed.

【0033】この過電圧検出装置60は、それぞれが系
統電源52に接続された2台の計器用変圧器(以下「P
T62」と言う)を備えており、図1に示されるよう
に、このPT62は、それぞれ分圧回路64などを介し
てマイコン14の入力ポート66に接続されている。
The overvoltage detection device 60 includes two instrument transformers (hereinafter referred to as “P”) each connected to the system power supply 52.
T62 ”), and as shown in FIG. 1, each of the PTs 62 is connected to an input port 66 of the microcomputer 14 via a voltage dividing circuit 64 or the like.

【0034】図2に示されるように、PT62の一次側
は、系統電源52のU相と接地相(中性点)又はV相と
接地相に接続されており、これにより、単相100Vの
交流電圧(100Vの系統電圧)が印加される。PT6
2のそれぞれは、この100Vの系統電圧を所定の電圧
に降圧する。なお、過電圧検出装置60でのU相又はV
相の系統電圧検出は同一の構成となっており、図1で
は、一方のみを示しており、以下では、この一方のみに
ついて説明し、他方の説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the primary side of the PT 62 is connected to the U-phase and the ground phase (neutral point) or the V-phase and the ground phase of the system power supply 52. An AC voltage (100 V system voltage) is applied. PT6
2 steps down the 100 V system voltage to a predetermined voltage. It should be noted that the U-phase or V
The phase system voltage detection has the same configuration, and FIG. 1 shows only one of them. Hereinafter, only one of them will be described, and the other description will be omitted.

【0035】図1に示されるように、PT62の二次側
には、分圧抵抗68A、68Bが接続され、また、二次
側の 端には、抵抗70A、70Bが接続されている。
抵抗70A、70Bの間には、定電圧(例えば5v)が
印加されており、これにより、分圧抵抗68A、68B
から系統電源52の系統電圧に応じた電圧vが得られ
る。
As shown in FIG. 1, the voltage dividing resistors 68A and 68B are connected to the secondary side of the PT 62, and the resistors 70A and 70B are connected to the secondary side ends.
A constant voltage (for example, 5 V) is applied between the resistors 70A and 70B.
Thus, a voltage v corresponding to the system voltage of the system power supply 52 is obtained.

【0036】すなわち、図3に示されるように、抵抗7
0A、70Bによる分圧比及び分圧抵抗68A、68B
の分圧比応じた電圧を基準電圧voとして、系統電源5
2の電圧波形に応じて変化する電圧vが得られる。
That is, as shown in FIG.
Voltage division ratio and voltage division resistance 68A, 68B by 0A, 70B
The system power supply 5
Thus, a voltage v that changes according to the voltage waveform 2 is obtained.

【0037】この電圧vは、ノイズ除去用のコンデンサ
72及びマイコン14の保護用のダイオード74を介し
て、マイコン14の入力ポート66に供給される。
This voltage v is supplied to an input port 66 of the microcomputer 14 via a capacitor 72 for removing noise and a diode 74 for protecting the microcomputer 14.

【0038】一方、マイコン14には、A/D変換器7
6が設けられており、このA/D変換器76に系統電圧
に応じた電圧vが入力される。A/D変換器76は、所
定のサンプリングタイムで入力される電圧vを読み込ん
でCPUなどによって形成されている演算部78へ出力
する。すなわち、演算部78には、サンプリングタイム
毎の瞬時値となる電圧vが入力される。
On the other hand, the microcomputer 14 has an A / D converter 7
6, a voltage v corresponding to the system voltage is input to the A / D converter 76. The A / D converter 76 reads the voltage v input at a predetermined sampling time and outputs the voltage v to an arithmetic unit 78 formed by a CPU or the like. That is, the voltage v which is an instantaneous value for each sampling time is input to the arithmetic unit 78.

【0039】このA/D変換器76のサンプリングタイ
ムtは、例えば70μsec〜140μsec(周波数では、
約14kHz〜約7kHz程度)の一般的なマイコンに設け
られているA/D変換器のサンプリングタイムを用いて
いるいる。
The sampling time t of the A / D converter 76 is, for example, 70 μsec to 140 μsec (in terms of frequency,
The sampling time of an A / D converter provided in a general microcomputer (about 14 kHz to about 7 kHz) is used.

【0040】これにより、例えば、交流電源52の周波
数を60Hz、サンプリングタイムtを70μsecとす
ることにより、系統電圧Vの一周期あたり、約240
回、電圧vが演算部78へ出力される。
Thus, for example, by setting the frequency of the AC power supply 52 to 60 Hz and the sampling time t to 70 μsec, approximately 240
Each time, the voltage v is output to the calculation unit 78.

【0041】演算部78では、A/D変換器76を介し
て入力される電圧vが所定の電圧を越えているか否かを
判断する。すなわち、A/D変換器76を介して入力さ
れる電圧vから、系統電圧のサンプリングタイム毎の瞬
時値が所定の電圧を越えているか否かを判定し、連続し
て所定回数以上、系統電圧が所定の電圧を越えていると
判定した時には、系統電源52に過電圧が発生したと判
定する。
The arithmetic unit 78 determines whether the voltage v input via the A / D converter 76 exceeds a predetermined voltage. That is, from the voltage v input through the A / D converter 76, it is determined whether or not the instantaneous value of the system voltage at each sampling time exceeds a predetermined voltage. Is determined to exceed the predetermined voltage, it is determined that an overvoltage has occurred in the system power supply 52.

【0042】一方、演算部78では、A/D変換器76
の出力から系統電圧の実効値Vを演算し、この演算結果
から系統電圧の実効値Vが所定の電圧を越えたか否かを
判定し、系統電圧の実効値Vが所定の電圧を越えたと判
定した時には、系統電源52に過電圧が発生したと判断
する。
On the other hand, in the arithmetic section 78, the A / D converter 76
The effective value V of the system voltage is calculated from the output of the above, and it is determined whether or not the effective value V of the system voltage has exceeded a predetermined voltage from the calculation result, and it is determined that the effective value V of the system voltage has exceeded the predetermined voltage. Then, it is determined that an overvoltage has occurred in the system power supply 52.

【0043】インバータ50のマイコン14は、このよ
うにして系統電圧の過電圧を検出すると、インバータ回
路18を停止させたり、解列コンダクタ40を操作し
て、インバータ50を系統電源52の過電圧から保護す
るようになっている。
When the microcomputer 14 of the inverter 50 detects the overvoltage of the system voltage in this way, it stops the inverter circuit 18 or operates the parallel-off conductor 40 to protect the inverter 50 from the overvoltage of the system power supply 52. It has become.

【0044】以下に本実施の形態の作用を説明する。The operation of this embodiment will be described below.

【0045】太陽光発電装置10は、太陽電池アレイ1
2を形成している太陽電池モジュール内の太陽電池セル
が太陽光を受光すると、受光量に応じて直流電力を発生
する。この直流電力は、太陽電池アレイ12からインバ
ータ50へ出力される。
The photovoltaic power generation device 10 includes the solar cell array 1
When the solar cell in the solar cell module forming the second receives solar light, it generates DC power according to the amount of received light. This DC power is output from solar cell array 12 to inverter 50.

【0046】インバータ50では、太陽電池アレイ12
から供給される直流電力が所定の電圧ないし所定の電力
に達すると、マイコン14によって制御される昇圧回路
24によってこの電力を昇圧してインバータ回路18へ
供給する。
In the inverter 50, the solar cell array 12
When the DC power supplied from the power supply reaches a predetermined voltage or a predetermined power, the boosting circuit 24 controlled by the microcomputer 14 boosts the power and supplies the boosted power to the inverter circuit 18.

【0047】これと共に、マイコン14は、系統電源5
2の電圧及び位相、太陽電池アレイ12の発電電力など
に基づいて制御したスイッチング信号をIGBT駆動回
路16へ出力する。インバータ回路18のスイッチング
素子20は、IGBT駆動回路16によってスイッチン
グ信号に基づいてオン/オフ駆動される。
At the same time, the microcomputer 14
The switching signal is controlled to the IGBT drive circuit 16 based on the voltage and the phase of the power supply 2, the power generated by the solar cell array 12, and the like. The switching element 20 of the inverter circuit 18 is turned on / off by the IGBT drive circuit 16 based on the switching signal.

【0048】このスイッチング素子20のオン/オフ駆
動によってインバータ回路18から出力される電力は、
フィルタ回路を通過することにより、系統電源52と電
圧及び位相が一致された交流電力となって系統電源52
のラインへ出力される。
The power output from the inverter circuit 18 by the on / off driving of the switching element 20 is:
By passing through the filter circuit, AC power whose voltage and phase match that of the system power supply 52 becomes AC power.
Is output to the line.

【0049】一方、マイコン14では、停電などによっ
て系統電源52の電圧が低下すると、インバータ50を
停止させたり、解列コンダクタ40の開放操作を行って
インバータ50と系統電源52を切り離して、インバー
タ50の単独運転を防止するようにしている。
On the other hand, when the voltage of the system power supply 52 decreases due to a power failure or the like, the microcomputer 14 stops the inverter 50 or performs an opening operation of the parallel-off conductor 40 to disconnect the inverter 50 from the system power supply 52 and To prevent the islanding operation.

【0050】ところで、インバータ50には、系統電源
52の過電圧を検出する過電圧検出装置60が設けられ
ており、マイコン14は、この過電圧検出装置60によ
って系統電源52の系統電圧が異常に高くなると、系統
連系保護のためにインバータ50の停止ないし解列コン
ダクタ40の開放操作を行うようになっている。
By the way, the inverter 50 is provided with an overvoltage detecting device 60 for detecting an overvoltage of the system power supply 52. When the system voltage of the system power supply 52 becomes abnormally high due to the overvoltage detecting device 60, In order to protect the system interconnection, the inverter 50 is stopped or the parallel-off conductor 40 is opened.

【0051】この過電圧保護装置60では、PT62に
よって降圧した系統電圧に応じた電圧vを出力する。こ
の電圧vは、系統電圧の電圧波形に応じて変化する電圧
となっており、マイコン14に設けられたA/D変換器
76に、この電圧vが入力される。
The overvoltage protection device 60 outputs a voltage v corresponding to the system voltage stepped down by the PT 62. This voltage v is a voltage that changes in accordance with the voltage waveform of the system voltage, and this voltage v is input to an A / D converter 76 provided in the microcomputer 14.

【0052】A/D変換器76は、所定のサンプリング
タイムtで、この電圧vをA/D変換して、演算部78
へ出力する。これにより、演算部78には、サンプリン
グタイムt毎の系統電圧に応じた電圧vの瞬時値が入力
される。
The A / D converter 76 A / D converts this voltage v at a predetermined sampling time t, and
Output to As a result, the instantaneous value of the voltage v corresponding to the system voltage at each sampling time t is input to the arithmetic unit 78.

【0053】演算部78では、A/D変換された電圧v
に基づいて系統電源52に過電圧が発生しているか否か
を判断する。
In the arithmetic unit 78, the A / D converted voltage v
It is determined whether or not an overvoltage has occurred in the system power supply 52 based on.

【0054】図4のフローチャートでは、演算部78で
実行される過電圧検出の一例を示している。このフロー
チャートは、例えば、太陽電池アレイ12によって発電
が開始されてマイコン14が作動を開始して、A/D変
換器76によってA/D変換を開始することにより実行
され、発電が終了してマイコン14が作動を停止するこ
とによりA/D変換器76のA/D変換と共に終了する。
The flowchart of FIG. 4 shows an example of the overvoltage detection executed by the arithmetic section 78. This flowchart is executed by, for example, starting the power generation by the solar cell array 12 and starting the operation of the microcomputer 14 and starting the A / D conversion by the A / D converter 76. When the operation of the A / D converter 76 is stopped, the operation ends.

【0055】このフローチャートは、A/D変換器76
によるA/D変換に合わせて実行され、最初のステップ
100では、A/D変換器76から出力される電圧vを
読み込む。次のステップ102では、この電圧vが予め
設定されている所定値vsを越えているか否かを判断す
る。なお、所定値vsとしては、例えば100vに換算
したときに、180v以上の電圧など、通常、発生する
ことがなく、瞬間的にでも所定時間以上発生することに
より、系統電源52に接続されているインバータ回路1
8のスイッチング素子20等を損傷させる恐れが生じる
電圧を設定できる。
This flowchart shows the operation of the A / D converter 76.
In the first step 100, the voltage v output from the A / D converter 76 is read. In the next step 102, it is determined whether or not the voltage v exceeds a predetermined value vs. The predetermined value vs is, for example, a voltage of 180 V or more when converted to 100 V, and is not normally generated, but is generated for a predetermined time or more even momentarily, and is thus connected to the system power supply 52. Inverter circuit 1
8 can be set to a voltage that may cause damage to the switching element 20 and the like.

【0056】系統電圧が通常の電圧範囲であるときに
は、電圧vが所定値vsを越えることがないので、ステ
ップ102で否定判定されて、ステップ104へ移行す
る。このステップ104では、電圧vが連続して所定値
を越えた回数のカウント値Cをリセット(C=0)す
る。なお、このカウント値Cは、マイコン14が作動を
開始するときにリセットされている。
When the system voltage is in the normal voltage range, since the voltage v does not exceed the predetermined value vs, a negative determination is made in step 102 and the process proceeds to step 104. In step 104, the count value C of the number of times that the voltage v continuously exceeds the predetermined value is reset (C = 0). The count value C is reset when the microcomputer 14 starts operating.

【0057】次のステップ106では、電圧vから系統
電圧の実効値Vを演算する。すなわち、電圧vは、サン
プリングタイプt毎の系統電圧に応じた瞬時値であり、
この電圧vを例えばサンプリング回数に応じて順次積分
することにより系統電圧の実効値を求めることができ
る。なお、この実効値の演算は、従来公知の方法を用い
ることができ、本実施の形態では詳細な説明を省略す
る。
In the next step 106, the effective value V of the system voltage is calculated from the voltage v. That is, the voltage v is an instantaneous value corresponding to the system voltage for each sampling type t,
The effective value of the system voltage can be obtained by sequentially integrating the voltage v in accordance with, for example, the number of times of sampling. The calculation of the effective value can use a conventionally known method, and a detailed description thereof will be omitted in the present embodiment.

【0058】次のステップ108では、演算した実効値
Vが所定値Vsを越えているか否かを確認する。
In the next step 108, it is confirmed whether or not the calculated effective value V exceeds a predetermined value Vs.

【0059】一方、図3の二点鎖線で示されるように、
A/D変換器76から入力される電圧vが、所定値vsを
越えていると(v≧vs)、ステップ102で肯定判定
されて、ステップ110へ移行する。
On the other hand, as shown by the two-dot chain line in FIG.
If the voltage v input from the A / D converter 76 exceeds the predetermined value vs (v ≧ vs), an affirmative determination is made in step 102 and the process proceeds to step 110.

【0060】このステップ110では、カウント値Cを
カウントアップし(C=C+1)、ステップ112で
は、カウント値Cが所定回数Cs(例えばCs=10)に
達した(C≧Cs)か否かを確認する。
In step 110, the count value C is counted up (C = C + 1). In step 112, it is determined whether or not the count value C has reached a predetermined number of times Cs (for example, Cs = 10) (C ≧ Cs). Confirm.

【0061】ここで、カウント値Cが所定回数Csに達
すると、系統電圧の瞬時値が上昇する系統電源16の過
電圧が発生し、瞬時値が所定時間以上、高電圧となった
と判断(ステップ112で肯定判定)して、ステップ1
14へ移行する。このステップ114では、インバータ
50の作動(インバータ回路18のスイッチング素子2
0の駆動)を停止すると共に、解列コンダクタ40を開
放して、インバータ50と系統電源52を切り離す過電
圧に対する処理を行う。
Here, when the count value C reaches the predetermined number Cs, an overvoltage of the system power supply 16 in which the instantaneous value of the system voltage rises occurs, and it is determined that the instantaneous value has become a high voltage for a predetermined time or more (step 112). Step 1)
Move to 14. In this step 114, the operation of the inverter 50 (the switching element 2 of the inverter circuit 18)
0 is stopped, the parallel-off conductor 40 is opened, and a process for an overvoltage that disconnects the inverter 50 and the system power supply 52 is performed.

【0062】これにより、系統電源52の瞬間的な過電
圧によってインバータ50を構成するスイッチング素子
20などが損傷してしまうのを防止する。
This prevents the switching element 20 and the like constituting the inverter 50 from being damaged by the instantaneous overvoltage of the system power supply 52.

【0063】一方、図3に一点鎖線で示されるように、
系統電源52の瞬間的な電圧は異常に高くなっていない
が、系統電圧が全体に上昇すると、実効値Vも上昇す
る。これにより、実効値Vが所定値Vs(例えば140
v)を越えると、ステップ108で肯定判定されて、ス
テップ114へ移行する。なお、実効値Vに対する所定
値Vsは整定値に基づいて設定されるものであってもよ
い。
On the other hand, as shown by a dashed line in FIG.
Although the instantaneous voltage of the system power supply 52 is not abnormally high, when the system voltage increases as a whole, the effective value V also increases. As a result, the effective value V becomes a predetermined value Vs (for example, 140
If v) is exceeded, an affirmative determination is made in step 108 and the routine proceeds to step 114. The predetermined value Vs for the effective value V may be set based on the set value.

【0064】これにより、インバータ50と系統電源5
2とが切り離されて、インバータ50が、系統電源52
の過電圧から保護される。
Thus, the inverter 50 and the system power supply 5
2 and the inverter 50 is connected to the system power supply 52
Overvoltage protection.

【0065】このように、インバータ50に設けられて
いる過電圧検出装置60は、系統電圧に応じた電圧vを
マイコン14のA/D変換器76に入力して、このA/
D変換器76でサンプリングする簡単な構成で、系統電
圧の実効値Vの過電圧は勿論、瞬間的な過電圧も検出で
き、系統電源52の過電圧からインバータ50を確実に
保護することができる。
As described above, the overvoltage detection device 60 provided in the inverter 50 inputs the voltage v corresponding to the system voltage to the A / D converter 76 of the microcomputer 14 and
With a simple configuration in which sampling is performed by the D converter 76, not only an overvoltage of the effective value V of the system voltage but also an instantaneous overvoltage can be detected, and the inverter 50 can be reliably protected from the overvoltage of the system power supply 52.

【0066】なお、本実施の形態では、過電圧検出装置
60を系統連系発電装置である太陽光発電装置10のイ
ンバータ50に用いて説明したが、本発明の過電圧検出
装置は、太陽光発電装置10のインバータ50に限ら
ず、発電した電力を商用電源である系統電源52に整合
させて出力する任意の構成の系統連系発電装置に適用す
ることができる。
In the present embodiment, the overvoltage detection device 60 has been described as being used as the inverter 50 of the photovoltaic power generation device 10 which is a system interconnection power generation device. The present invention is not limited to the ten inverters 50, and can be applied to a system interconnection power generation device of any configuration that matches generated power to a system power supply 52 that is a commercial power supply and outputs the power.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、系
統電圧を降圧してA/D変換する簡単な構成で、系統電
圧の実効値と共に系統電圧の瞬時値も検出することがで
きる。これにより、インバータを系統電圧の実効値の過
電圧は勿論、瞬時値の過電圧化からも確実に保護するこ
とができると言う優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect the instantaneous value of the system voltage as well as the effective value of the system voltage with a simple configuration for stepping down the system voltage and performing A / D conversion. This provides an excellent effect that the inverter can be reliably protected not only from an overvoltage of the effective value of the system voltage but also from an overvoltage of the instantaneous value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した過電圧検出装置の概略構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an overvoltage detection device to which the present invention has been applied.

【図2】本実施の形態に系統連系発電装置として適用し
た太陽光発電装置の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a photovoltaic power generator applied to the present embodiment as a grid-connected power generator.

【図3】マイコンに設けているA/D変換器に入力され
る電圧の変化の概略を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a change in a voltage input to an A / D converter provided in the microcomputer.

【図4】過電圧検出の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of overvoltage detection.

【図5】従来の過電圧検出回路の一例を示す概略ブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating an example of a conventional overvoltage detection circuit.

【符号の説明】 10 太陽光発電装置 14 マイコン(A/D変換手段、演算手段、制御手
段) 18 インバータ回路 20 スイッチング素子 40 解列コンダクタ 50 インバータ 52 系統電源 60 過電圧検出装置 62 PT(変圧手段) 64 分圧回路(変圧手段) 76 A/D変換器(A/D変換手段) 78 演算部(演算手段、制御手段)
[Description of Signs] 10 Photovoltaic power generator 14 Microcomputer (A / D conversion means, calculation means, control means) 18 Inverter circuit 20 Switching element 40 Off-conductor 50 Inverter 52 System power supply 60 Overvoltage detection device 62 PT (Transformation means) 64 voltage dividing circuit (transformation means) 76 A / D converter (A / D conversion means) 78 calculation unit (calculation means, control means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萬里小路 正樹 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 森田 功 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 植田 俊夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 2G035 AA13 AA16 AB08 AC01 AC03 AC15 AD06 AD11 AD14 AD19 AD28 AD65 5G004 AA01 AB02 BA08 DC01 DC14 5G066 HA13 HB06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaki Banri 2-5-2-5, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Isao Morita 2-chome Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5-5 Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Ueda 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka F-term in Sanyo Electric Co., Ltd. 2G035 AA13 AA16 AB08 AC01 AC03 AC15 AD06 AD11 AD14 AD19 AD28 AD65 5G004 AA01 AB02 BA08 DC01 DC14 5G066 HA13 HB06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 系統電源の電圧を降圧して系統電源の電
圧波形に応じて変化する電圧を出力する変圧手段と、 前記変圧手段によって変圧された電圧を所定のサンプリ
ングタイムでA/D変換するA/D変換手段と、 前記A/D変換手段の出力に基づいて前記交流電源の電
圧が所定値を越えているか否かを判断する判断手段と、 を含むことを特徴とする過電圧検出装置。
1. A voltage converting means for lowering a voltage of a system power supply to output a voltage that changes in accordance with a voltage waveform of the system power supply, and A / D converting the voltage transformed by the voltage converting means at a predetermined sampling time. An overvoltage detection device comprising: A / D conversion means; and determination means for determining whether or not the voltage of the AC power supply exceeds a predetermined value based on an output of the A / D conversion means.
【請求項2】 前記判断手段が前記A/D変換手段の出
力が、所定回数連続して所定の電圧を越えたときに前記
交流電源に過電圧が発生していると判断することを特徴
とする請求項1に記載の過電圧検出装置。
2. The method according to claim 1, wherein said determining means determines that an overvoltage has occurred in said AC power supply when an output of said A / D converting means exceeds a predetermined voltage continuously for a predetermined number of times. The overvoltage detection device according to claim 1.
【請求項3】 前記A/D変換手段の出力から前記交流
電源の実効値を演算する演算手段を含み、 前記判断手段が前記演算手段の演算結果に基づいて前記
交流電源に過電圧が発生していると判断することを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の過電圧検出装
置。
3. An arithmetic unit for calculating an effective value of the AC power supply from an output of the A / D conversion unit, wherein the determining unit generates an overvoltage in the AC power supply based on a calculation result of the arithmetic unit. The overvoltage detection device according to claim 1, wherein the overvoltage detection device determines that the overvoltage is present.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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