JP2000324847A - Current type inverter for photovoltaic power generation - Google Patents

Current type inverter for photovoltaic power generation

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JP2000324847A
JP2000324847A JP11123384A JP12338499A JP2000324847A JP 2000324847 A JP2000324847 A JP 2000324847A JP 11123384 A JP11123384 A JP 11123384A JP 12338499 A JP12338499 A JP 12338499A JP 2000324847 A JP2000324847 A JP 2000324847A
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Japan
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current
power
reactor
power generation
solar cell
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JP11123384A
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Japanese (ja)
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Kimihiko Furukawa
公彦 古川
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small and high performance current type inverter for photovoltaic power generation in which reactor can be reduced by absorbing ripple of input current to a current smoothing reactor through a smoothing capacitor provided in parallel with a solar cell array thereby stabilizing the voltage. SOLUTION: The current type inverter 10 for photovoltaic power generation comprises a bridge type switching circuit 36 comprising four semiconductor switching elements 28-34 connected, respectively, in series with diodes 20-26 receiving DC power from a solar cell array section 12 through a current smoothing reactor, and a current type inverter section 14 having a PWM control circuit 38 outputting a switching control signal to each semiconductor switching element wherein DC power is converted into AC power through the inverter section and linked with a commercial power system. A smoothing capacitor 40 is connected in parallel with the solar cell array section 12 on the input side of a reactor 18.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は太陽光発電用電流形イ
ンバータ装置に関し、特にたとえば太陽電池の直流電力
を交流電力に変換して商用電力系統と連系する太陽光発
電用電流形インバータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current-source inverter device for photovoltaic power generation, and more particularly to a current-source inverter device for photovoltaic power generation, for example, converting DC power of a solar cell into AC power and interconnecting with a commercial power system. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境保護意識の高まりによっ
て、環境汚染のないクリーンエネルギー、中でも太陽電
池を利用した太陽光発電が注目されて実用化が進んでい
る。この太陽光発電では発電電力が日射量に応じて大き
く変動するので、電力の安定供給および余剰発電電力の
有効利用を図るために、ビルや一般家庭に設置される太
陽電池とインバータからなる太陽光発電システムは、商
用電力系統との連系による使用が行われている。すなわ
ち、通常は太陽光発電システムと商用電力系統との並列
運転により負荷、例えばインバータエアコンに対する給
電が行われる。そして、自家に必要な電力の一部または
全部が太陽光発電によって賄われるとともに、太陽電池
の発電電力が余った場合には商用電力系統へ供給する逆
潮流が行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to clean energy free from environmental pollution, especially to solar power generation using a solar cell, due to increasing awareness of global environmental protection, and practical use thereof has been promoted. In this photovoltaic power generation, the generated power fluctuates greatly in accordance with the amount of solar radiation, so in order to ensure a stable supply of power and effective use of surplus generated power, the solar power consisting of solar cells and inverters installed in buildings and ordinary households The power generation system is used in connection with a commercial power system. That is, power is normally supplied to a load, for example, an inverter air conditioner, by parallel operation of the solar power generation system and the commercial power system. Then, part or all of the electric power required for the house is covered by the solar power generation, and when the power generated by the solar cell is excessive, a reverse power flow is supplied to the commercial power system.

【0003】一般に、直流電力の単相交流電力への変換
には、例えば図2に示すように、自己ターンオフ機能を
有したスイッチング素子である4個の半導体デバイス、
例えば高速の半導体スイッチング素子(IGBT)Q1
〜Q4と、これらの各スイッチング素子に対して逆並列
接続された4個の帰還ダイオードD1〜D4とからなる
単相ブリッジの電圧形インバータ主回路が用いられる。
そして、入力側コンデンサCinはこのインバータ主回
路に対する入力電圧を一定に保つために並列に接続して
使用されている。
Generally, for converting DC power into single-phase AC power, for example, as shown in FIG. 2, four semiconductor devices, which are switching elements having a self-turn-off function,
For example, a high-speed semiconductor switching element (IGBT) Q1
To Q4 and a single-phase bridge voltage-source inverter main circuit including four feedback diodes D1 to D4 connected in anti-parallel to these switching elements.
The input side capacitor Cin is used in parallel to keep the input voltage to the inverter main circuit constant.

【0004】この電圧形インバータ主回路において、半
導体スイッチング素子Q1、Q4の組と半導体スイッチ
ング素子Q2、Q3の組とに分け、各組を交互にスイッ
チング(開閉)することによって、半導体スイッチング
素子Q1、Q2の接続点と半導体スイッチング素子Q
3、Q4の接続点との間に階段波状の電圧が得られる。
そして、スイッチング制御信号に適当なパルス幅変調
(PWM)を施すことによって、出力電圧波形を正弦波
形に近づけることができる。つまり、直流電力を変換し
て単相交流電力を出力する電圧形インバータ主回路は、
スイッチング回路とこの回路の動作を制御するPWM制
御回路から構成される。
In this voltage-source inverter main circuit, a set of semiconductor switching elements Q1 and Q4 and a set of semiconductor switching elements Q2 and Q3 are divided, and each set is alternately switched (open / closed), so that the semiconductor switching elements Q1 and Q4 are switched. Connection point of Q2 and semiconductor switching element Q
3, a staircase-like voltage is obtained between the connection point of Q4.
Then, by applying appropriate pulse width modulation (PWM) to the switching control signal, the output voltage waveform can be made closer to a sine waveform. In other words, the voltage-source inverter main circuit that converts DC power and outputs single-phase AC power
It comprises a switching circuit and a PWM control circuit for controlling the operation of this circuit.

【0005】なお、この電圧形インバータ主回路の入力
直流電圧は、原理的には出力交流電圧の波高値(実効値
の約1.4倍)であればよいが、実際には半導体スイッ
チング素子Q1〜Q4の電圧降下、フィルタ回路の電圧
降下および直流電源(太陽電池)の温度特性などを考慮
して出力交流電圧(実効値)の2倍程度の値に設定され
る。
In principle, the input DC voltage of this voltage source inverter main circuit only needs to be a peak value (about 1.4 times the effective value) of the output AC voltage, but in practice, the semiconductor switching element Q1 The voltage is set to about twice the output AC voltage (effective value) in consideration of the voltage drop of Q4, the voltage drop of the filter circuit, the temperature characteristics of the DC power supply (solar cell), and the like.

【0006】ところで、上述の電圧形インバータ主回路
方式に比較して、特性や変換効率に優れた電流形インバ
ータ主回路方式も研究されている。
Meanwhile, a current-source inverter main circuit system which is superior in characteristics and conversion efficiency as compared with the above-described voltage-type inverter main circuit system has been studied.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、太陽電池と
電流形インバータとからなる従来の太陽光発電システム
1は、図3に示されるように、太陽電池アレイ部2とダ
イオード3a,3b、3cおよび3dをそれぞれ直列接
続した4個の半導体スイッチング素子4a,4b、4c
および4dからなるブリッジ形のスイッチング回路5を
含む電流形インバータ主回路6との間に入力リアクトル
7を直列に設けている。そして、このリアクトル7は電
流形インバータ主回路6に対する入力電流が一定となる
ためのデバイスである。また、このインバータ主回路に
おいては、系統電圧が入力電圧よりも高い状態でも、入
力リアクトルが必要な電圧を発生させるため、系統連系
が可能となる。
That is, a conventional solar power generation system 1 comprising a solar cell and a current source inverter, as shown in FIG. 3, has a solar cell array section 2 and diodes 3a, 3b, 3c and Four semiconductor switching elements 4a, 4b, 4c each having 3d connected in series.
An input reactor 7 is provided in series with a current-source inverter main circuit 6 including a bridge-type switching circuit 5 composed of the inverters 4 and 4d. The reactor 7 is a device for making the input current to the current source inverter main circuit 6 constant. Further, in this inverter main circuit, even when the system voltage is higher than the input voltage, the input reactor generates a necessary voltage, so that the system interconnection is possible.

【0008】ところで、太陽光発電用のインバータで
は、電力リプルの問題が必ず発生する。図4において、
交流電流出力および交流電圧はともに正弦波であるか
ら、出力電力はsinの2乗に比例した形となる(図中
の交流電力出力)。これに対してインバータの入力電力
は直流であるため、その入力電力は一定である(図中の
直流電力入力)。したがって、出力電流一周期の間に、
「入力電力<出力電力」と「入力電力>出力電力」のサ
イクルが2回存在する。
[0008] In the inverter for photovoltaic power generation, the problem of power ripple always occurs. In FIG.
Since both the AC current output and the AC voltage are sine waves, the output power has a form proportional to the square of sin (AC power output in the figure). On the other hand, since the input power of the inverter is DC, the input power is constant (DC power input in the figure). Therefore, during one cycle of the output current,
There are two cycles of “input power <output power” and “input power> output power”.

【0009】図4において、直流電力入力が仮にDC3
kWとすると、交流電力がAC3kWを出力するために
は、変換効率を100%と仮定した場合上述のようにピ
ーク(最大)電力が6kWに達する。電力リプルは、必
ずインバータ装置のどこかに電力を蓄積・放出させるデ
バイスが必要であることを示している。電流形インバー
タの場合、電力を蓄積・放出するデバイスは入力リアク
トルである。この入力リアクトルのインダクタンスをL
[H]、流れている電流IL[A]とすると、リアクト
ルが蓄えているエネルギーJL[J;ジュール=W・s
ec]は、数1で表される。
In FIG. 4, if the DC power input is DC3
Assuming that the conversion efficiency is 100 kW, the peak (maximum) power reaches 6 kW as described above, assuming that the conversion efficiency is 100% in order to output AC power of 3 kW. The power ripple indicates that a device for storing and discharging power is required somewhere in the inverter device. In the case of a current source inverter, the device that stores and releases power is the input reactor. Let the inductance of this input reactor be L
[H] and the flowing current I L [A], the energy J L [J stored in the reactor; Joule = W · s
ec] is represented by Equation 1.

【0010】[0010]

【数1】JL=1/2(L・IL 2)[J] 上述の数1より、リアクトルがエネルギーの蓄積・放出
を行った場合、必ずI Lがそれに応じて変動する。
[Equation 1] JL= 1/2 (LIL Two) [J] From Equation 1 above, the reactor stores and releases energy.
If you do LVary accordingly.

【0011】系統連系において出力電流の歪を小さくす
るためには、入力電流は変動の少ないものが望ましい。
数1より、一定のエネルギーの蓄積・放出を行いつつ入
力リアクトルを流れる電流ILの変動を小さくするに
は、入力リアクトルのインダクタンスLの値を十分に大
きくする必要がある。
In order to reduce the distortion of the output current in the system interconnection, it is desirable that the input current has little fluctuation.
From Equation 1, the smaller the variation of the current I L flowing through the input reactor while performing accumulation and release of certain energy, it is necessary to sufficiently increase the value of the inductance L of the input reactor.

【0012】また、同様に太陽光発電システム特有の問
題として、入力電流のリプルをあまり大きくすることは
出来ない。図5に一般的な太陽電池のI−V特性図を示
している。最大電力が得られる点(電圧)をVmax、
電流をImax、また出力短絡時の電流をIscとする
と、仮に最大電力点でインバータが動作している時は、
入力リプル電流はImaxを中心に電流が増減すること
になる。そして、入力電流が増加した場合、発電電力は
電圧の低下に伴い急激に減少することになる。仮に入力
電流がI1まで増加した場合、対応する電力はP2まで発
電量が低下する。逆にI2まで減少した場合、やはり発
電量は低下する。
[0012] Similarly, as another problem peculiar to the photovoltaic power generation system, the ripple of the input current cannot be made too large. FIG. 5 shows an IV characteristic diagram of a general solar cell. The point (voltage) at which the maximum power is obtained is Vmax,
Assuming that the current is Imax and the current at the time of output short circuit is Isc, if the inverter is operating at the maximum power point,
The input ripple current increases / decreases around Imax. When the input current increases, the generated power sharply decreases as the voltage decreases. If when the input current increases to I 1, the corresponding power decreases the power generation amount to P 2. Conversely, when the power decreases to I2, the amount of power generation also decreases.

【0013】上述の図5において、入力電流がI1〜I2
の幅で変化した場合、その発電量はP1〜P2の幅で変化
することになる。P1は最大発電電力である。これが交
流電流出力1サイクルにおいて2回発生することは明ら
かである。太陽光発電用インバータでは入力電流Iin
=Imaxで常時動作するのが望ましいが、電力リプル
により必ずImax前後で振動するため、必ず太陽電池
の最大電力点を逸脱することになる。
In FIG. 5 described above, the input current is I 1 to I 2
If changes in width, the power generation amount will vary with the width of P 1 to P 2. P1 is the maximum generated power. Obviously, this occurs twice in one cycle of the alternating current output. In the photovoltaic power inverter, the input current Iin
= Imax, it is desirable to always operate. However, since it always vibrates around Imax due to power ripple, it always deviates from the maximum power point of the solar cell.

【0014】従って、入力電流Iinの電流リプルを大
きいままでインバータを設計することは太陽光発電用と
しては困難であり、数1よりJLの変化が一定量必要で
あるなら、入力リアクトルのインダクタンス値(L値)
はある程度大きなものとならざるを得ないことになる。
Therefore, it is difficult to design an inverter with a large current ripple of the input current Iin for photovoltaic power generation. If a certain amount of change in J L is required according to the equation 1, the inductance of the input reactor can be reduced. Value (L value)
Will have to be large to some extent.

【0015】上述のように、太陽光発電用の電流形イン
バータでは、この入力リアクトルを小型化してインダク
タンスを小さくすることは困難であり、また、太陽電池
の特性からも、小型化により生じたリプル電流により、
必要な電力が取り出せないという問題もある。すなわ
ち、太陽電池の特性で短絡電流であるIsc以上の電流
が入力電流として確保できないこと、また電流値が増加
するために太陽電池の出力電圧が低下し、その結果出力
電力が低下するという問題がある。
As described above, in a current source inverter for photovoltaic power generation, it is difficult to reduce the size of the input reactor to reduce the inductance. Depending on the current,
There is also a problem that necessary power cannot be taken out. That is, there is a problem that a current equal to or higher than the short-circuit current Isc cannot be secured as an input current due to the characteristics of the solar cell, and the output voltage of the solar cell decreases due to an increase in the current value, resulting in a decrease in output power. is there.

【0016】それゆえに、この発明の主たる目的は、入
力リアクトルを小型化して取り扱いの容易な、太陽光発
電用電流形インバータ装置を安価に提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a current-source inverter for photovoltaic power generation at a low cost, in which the input reactor is reduced in size and easy to handle.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明は、太陽電池か
らの直流電力をリアクトルを介して受けるかつ4個の半
導体スイッチング素子からなるブリッジ形のスイッチン
グ回路、および各半導体スイッチング素子にスイッチン
グ制御信号を出力するパルス幅変調制御回路を有する電
流形インバータ部を備え、この電流形インバータ部によ
り太陽電池の直流電力を交流電力に変換して商用電力系
統と連系する太陽光発電用電流形インバータ装置におい
て、リアクトルの入力側で太陽電池と並列になるように
平滑用コンデンサを接続したことを特徴とする、太陽光
発電用電流形インバータ装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a bridge-type switching circuit which receives DC power from a solar cell via a reactor and includes four semiconductor switching elements, and supplies a switching control signal to each semiconductor switching element. A current-source inverter unit having a pulse width modulation control circuit for outputting the current-source inverter unit. The current-source inverter unit converts the DC power of the solar cell into AC power and interconnects with a commercial power system. And a current-source inverter for photovoltaic power generation, wherein a smoothing capacitor is connected in parallel with the solar cell on the input side of the reactor.

【0018】[0018]

【作用】リアクトルを介して接続したスイッチング回路
の入力側で太陽電池と並列に設けた平滑用コンデンサに
より、リアクトルに対する入力電流のリプルを吸収し電
圧を安定化させる。その結果、入力電流リプルの全てを
リアクトルに依存していた従来の電流形インバータに比
べて、リアクトルの値を小さくすることができる。
The smoothing capacitor provided in parallel with the solar cell on the input side of the switching circuit connected via the reactor absorbs the ripple of the input current to the reactor and stabilizes the voltage. As a result, the value of the reactor can be reduced as compared with the conventional current source inverter in which all of the input current ripple depends on the reactor.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明によれば、小型で性能のよい太
陽光発電用電流形インバータ装置を安価に提供すること
が可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a small-sized and high-performance current-source inverter for photovoltaic power generation at low cost.

【0020】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明により一層明らかとなろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.

【0021】[0021]

【実施例】図1に示すこの発明の一実施例である太陽光
発電用電流形インバータ装置10は、太陽電池アレイ部
12からの直流電力を受ける電流形インバータ部14、
および出力フイルタ回路16を含む。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A current source inverter device 10 for photovoltaic power generation according to one embodiment of the present invention shown in FIG.
And an output filter circuit 16.

【0022】太陽電池アレイ部12は図示されない複数
の太陽電池と同じく同数の逆電流阻止用ダイオードとよ
りなるもので、太陽電池と逆電流阻止用ダイオードは出
力容量に応じて必要な数だけ直列あるいは並列に接続さ
れる。
The solar cell array section 12 comprises the same number of reverse current blocking diodes as a plurality of solar cells (not shown). The required number of solar cells and reverse current blocking diodes are connected in series or in a required number according to the output capacity. Connected in parallel.

【0023】また、電流形インバータ部14は太陽電池
アレイ部12で発電された直流出力を交流出力に変換す
るもので、高周波リプルを平滑化する電流平滑用リアク
トル18とダイオード20,22,24、および26を
それぞれ直列接続した4個の半導体スイッチング素子2
8,30,32および34をブリッジ形に接続して構成
するスイッチング回路36およびこのスイッチング回路
36の各半導体スイッチング素子28〜34にスイッチ
ング制御信号を出力するパルス幅変調制御回路(PWM
制御回路)38を含む。このPWM制御回路38は、例
えばスイッチング回路36の出力電流を図示されない電
流検出器により検出してフィードバックするフィードバ
ック制御系で、スイッチング回路36の出力状態が適正
になるようにパルス幅を調整した複数組のPWMパルス
をスイッチング制御信号としてスイッチング回路36を
構成する各半導体スイッチング素子28〜34に供給す
るものである。
The current source inverter section 14 converts a DC output generated by the solar cell array section 12 into an AC output, and includes a current smoothing reactor 18 for smoothing high-frequency ripples and diodes 20, 22, 24,. Semiconductor switching elements 2 each of which is connected in series with
And a pulse width modulation control circuit (PWM) for outputting a switching control signal to each of the semiconductor switching elements 28 to 34 of the switching circuit 36.
(Control circuit) 38. The PWM control circuit 38 is, for example, a feedback control system that detects the output current of the switching circuit 36 by a current detector (not shown) and feeds back the current. The PWM control circuit 38 has a plurality of sets in which the pulse width is adjusted so that the output state of the switching circuit 36 becomes appropriate. Is supplied to each of the semiconductor switching elements 28 to 34 constituting the switching circuit 36 as a switching control signal.

【0024】さらに、電流平滑用リアクトル18の入力
側で太陽電池アレイ部12と並列にこの太陽電池アレイ
部12に生じる電圧変動を平滑にする平滑用コンデンサ
40を接続している。その結果、太陽電池アレイ部12
で発生した電圧は平滑用コンデンサ40により安定化
し、電流平滑用リアクトル18に必要な電流が流れ、こ
のリアクトルにより高周波リプルが平滑化された電流は
スイッチング回路36に流れる。すなわち、電流平滑用
リアクトル18と平滑用コンデンサ40とでローパスフ
ィルタを構成することになり、太陽電池アレイ部12か
ら平坦な発電電力を供給することが可能となるものであ
る。
Further, on the input side of the current smoothing reactor 18, a smoothing capacitor 40 is connected in parallel with the solar cell array section 12 to smooth voltage fluctuations occurring in the solar cell array section 12. As a result, the solar cell array unit 12
Is stabilized by the smoothing capacitor 40, a current necessary for the current smoothing reactor 18 flows, and a current whose high-frequency ripple is smoothed by the reactor flows to the switching circuit 36. That is, a low-pass filter is formed by the current smoothing reactor 18 and the smoothing capacitor 40, so that flat generated power can be supplied from the solar cell array unit 12.

【0025】そしてコンデンサ40の容量は、出力周波
数の2倍に対して、電流平滑用リアクトル18と平滑用
コンデンサ40によるローパスフィルタが十分に変動を
吸収できるように設定する必要がある。その目安となる
計算式は数2で示される。
The capacity of the capacitor 40 must be set so that the low-pass filter formed by the current smoothing reactor 18 and the smoothing capacitor 40 can sufficiently absorb fluctuations with respect to twice the output frequency. The calculation formula used as a guide is shown in Expression 2.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】例えば、系統周波数が50Hzでは上述の
ように2倍の100Hzのリプルが発生するので、L=
30mHとしてカットオフ周波数fcを1/10の10
Hzとすると、数2より容量は約8,400μFのコン
デンサとなる。
For example, when the system frequency is 50 Hz, the ripple of 100 Hz occurs twice as described above.
The cutoff frequency fc is 1/10 of 10 as 30 mH.
Assuming that the frequency is Hz, the capacitance is about 8,400 μF from Equation 2.

【0028】また、出力フイルタ回路16はスイッチン
グ回路36の出力端に接続されるコンデンサ42および
リアクトル44、44を含み、高周波成分の少ない出力
を得るため逆L字形となっている。この出力フイルタ回
路16には図示されない負荷および商用電力系統が連系
接続される。
The output filter circuit 16 includes a capacitor 42 and reactors 44, 44 connected to the output terminal of the switching circuit 36, and has an inverted L-shape in order to obtain an output with less high frequency components. A load and a commercial power system (not shown) are interconnected to the output filter circuit 16.

【0029】次に、上述の構成における太陽光発電用電
流形インバータ装置10の動作概要について説明する。
Next, an outline of the operation of the current-source inverter device 10 for photovoltaic power generation having the above-described configuration will be described.

【0030】先ず、太陽電池アレイ部12で発生した起
電力は、平滑用コンデンサ40により電圧を安定化さ
せ、さらに、電流平滑用リアクトル18で高周波リプル
を平滑化してスイッチング回路36に入力される。この
スイッチング回路36では出力状態が適正になるように
PWM制御回路38よりパルス幅を調整した複数組のP
WMパルスをスイッチング制御信号としてスイッチング
回路36を構成する各半導体スイッチング素子28〜3
4に供給する。その結果、スイッチング回路36からは
歪の少ない交流電流が出力されて出力フイルタ回路16
で更に高周波成分を除去されて、負荷若しくは商用電力
系統に連系供給される。
First, the electromotive force generated in the solar cell array section 12 is stabilized in voltage by a smoothing capacitor 40, smoothed in a high-frequency ripple by a current smoothing reactor 18, and input to a switching circuit 36. In this switching circuit 36, a plurality of sets of Ps whose pulse widths are adjusted by a PWM control circuit 38 so that the output state becomes appropriate.
Each of the semiconductor switching elements 28 to 3 constituting the switching circuit 36 using the WM pulse as a switching control signal
4 As a result, an AC current with less distortion is output from the switching circuit 36, and the output filter circuit 16
Then, the high-frequency component is further removed, and the high-frequency component is connected to a load or a commercial power system.

【0031】上述の様に、この発明によれば、インバー
タ主回路動作は電流形のままで、入力電流のリプルを吸
収し電圧を安定化させる平滑用コンデンサを太陽電池ア
レイ部に並列に追加することにより、リプル電流が許容
できるので全てをリアクトルに依存していた図3に示さ
れる従来の電流形インバータ装置と比較して、リアクト
ルの値が小さくて済む。因みに、従来の電流形インバー
タ装置では、入力電流を平滑化するために、例えば10
0mHといった非常に大きなリアクトルを必要としてい
たが、この発明によれば、インバータ入力部分のリプル
電流が許容可能な限りでリプル電流を大きく設定するこ
とが可能となり、その分リアクトルの小型化が図れるも
のである。
As described above, according to the present invention, the smoothing capacitor for absorbing the ripple of the input current and stabilizing the voltage is added in parallel to the solar cell array unit while the operation of the inverter main circuit remains the current type. As a result, the value of the reactor can be smaller than that of the conventional current-source inverter device shown in FIG. Incidentally, in the conventional current source inverter device, for example, 10
Although a very large reactor such as 0 mH was required, according to the present invention, it is possible to set the ripple current as large as possible as long as the ripple current at the inverter input portion can be tolerated. It is.

【0032】また、このリアクトルが小型で良いという
ことは、電力損失も小さくできることを意味する。すな
わち、通常リアクトルのインダクタンスを大きく設定す
るには相当な巻線を巻く必要があり、これにより線長が
長くなって直流抵抗分が大きくなり、電流が流れること
により損失(銅損)が大きいという傾向があった。しか
し、電力リプルを平滑用コンデンサで肩代わりすること
によりリアクトルの巻線が少なくて済み、その結果低損
失な回路となる。
The fact that the reactor can be small in size means that the power loss can be reduced. That is, in order to set the inductance of the reactor to be large, it is necessary to wind a considerable winding, thereby increasing the wire length, increasing the DC resistance, and causing a large loss (copper loss) due to the flow of current. There was a tendency. However, by replacing the power ripple with a smoothing capacitor, the number of reactor windings can be reduced, resulting in a low-loss circuit.

【0033】従って、この発明によれば、太陽光発電用
電流形インバータ装置が小型化でき、そのためコストも
低減されると共にこのインバータ装置の設置面積も小さ
くなり実用化に貢献するものである。
Therefore, according to the present invention, the current source inverter for photovoltaic power generation can be reduced in size, thereby reducing the cost and the installation area of the inverter, which contributes to practical use.

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

【図1】この発明の一実施例である太陽光発電用電流形
インバータ装置の概略構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a current source inverter device for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention.

【図2】直流電力を単相交流電力に変換する従来の一般
的な電圧形インバータ装置の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional general voltage-source inverter device that converts DC power into single-phase AC power.

【図3】図1に相当する従来例の電流形インバータ装置
の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional current source inverter device corresponding to FIG.

【図4】直流を交流に変換するインバータの入力出力電
力関係を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between input and output power of an inverter that converts DC to AC.

【図5】一般的な太陽電池のI−V特性図で、P−V特
性図を含んでいる。
FIG. 5 is an IV characteristic diagram of a general solar cell, including a PV characteristic diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 …太陽光発電用電流形インバータ装置 12 …太陽電池アレイ部 14 …電流形インバータ部 16 …出力フィルタ回路 18 …電流平滑用リアクトル(入力リアクトル) 20〜26 …ダイオード(短絡防止用ダイオード) 28〜34 …半導体スイッチング素子 36 …スイッチング回路 38 …パルス幅変調制御回路(PWM制御回路) 40 …平滑用コンデンサ(入力コンデンサ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Current-source inverter apparatus for photovoltaic power generation 12 ... Solar cell array part 14 ... Current-source inverter part 16 ... Output filter circuit 18 ... Current smoothing reactor (input reactor) 20-26 ... Diode (diode for short-circuit prevention) 28- 34 semiconductor switching element 36 switching circuit 38 pulse width modulation control circuit (PWM control circuit) 40 smoothing capacitor (input capacitor)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】太陽電池からの直流電力をリアクトルを介
して受けるかつ4個の半導体スイッチング素子からなる
ブリッジ形のスイッチング回路、および前記各半導体ス
イッチング素子にスイッチング制御信号を出力するパル
ス幅変調制御回路を有する電流形インバータ部を備え、
前記電流形インバータ部により前記直流電力を交流電力
に変換して商用電力系統と連系する太陽光発電用インバ
ータ装置において、 前記リアクトルの入力側で前記太陽電池と並列になるよ
うに平滑用コンデンサを接続したことを特徴とする、太
陽光発電用電流形インバータ装置。
1. A bridge-type switching circuit that receives DC power from a solar cell via a reactor and includes four semiconductor switching elements, and a pulse width modulation control circuit that outputs a switching control signal to each of the semiconductor switching elements. A current source inverter section having
In the photovoltaic power generation inverter device, which converts the DC power into AC power by the current source inverter unit and interconnects with a commercial power system, a smoothing capacitor is arranged in parallel with the solar cell on the input side of the reactor. A current source inverter device for photovoltaic power generation, wherein the inverter is connected.
【請求項2】前記平滑用コンデンサの容量を前記リアク
トルとともに交流出力周波数の2倍の周波数を低減する
ような値に設定する、請求項1記載の太陽光発電用電流
形インバータ装置。
2. The current source inverter for photovoltaic power generation according to claim 1, wherein the capacity of said smoothing capacitor is set to a value that reduces the frequency of twice the AC output frequency together with said reactor.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102088192A (en) * 2011-03-02 2011-06-08 中南大学 Single-phase single-stage current type photovoltaic grid inverter and control method thereof
CN102157955A (en) * 2011-02-28 2011-08-17 特变电工新疆新能源股份有限公司 Single-phase non-isolation type photovoltaic grid-connected inverter and control method
CN102570878A (en) * 2011-12-29 2012-07-11 阳光电源股份有限公司 Single-phase inverter
CN103051169A (en) * 2012-12-24 2013-04-17 江苏兆伏新能源有限公司 Reactive power control method of inverter topology circuit
CN115065098A (en) * 2022-08-05 2022-09-16 国网甘肃省电力公司临夏供电公司 Current conversion system and conversion method of photovoltaic inverter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102157955A (en) * 2011-02-28 2011-08-17 特变电工新疆新能源股份有限公司 Single-phase non-isolation type photovoltaic grid-connected inverter and control method
CN102088192A (en) * 2011-03-02 2011-06-08 中南大学 Single-phase single-stage current type photovoltaic grid inverter and control method thereof
CN102570878A (en) * 2011-12-29 2012-07-11 阳光电源股份有限公司 Single-phase inverter
CN103051169A (en) * 2012-12-24 2013-04-17 江苏兆伏新能源有限公司 Reactive power control method of inverter topology circuit
CN115065098A (en) * 2022-08-05 2022-09-16 国网甘肃省电力公司临夏供电公司 Current conversion system and conversion method of photovoltaic inverter
CN115065098B (en) * 2022-08-05 2022-11-11 国网甘肃省电力公司临夏供电公司 Current conversion system and conversion method of photovoltaic inverter

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