JP2001103768A - Electric power converter for solar power generation - Google Patents
Electric power converter for solar power generationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池の直流電
力を交流電力に変換して出力する太陽光発電用電力変換
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power converter for converting DC power of a solar cell into AC power and outputting the AC power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電力変換装置として、太陽電池で発電し
た直流電力を、商用周波数の交流に変換して商用系統と
連系し、交流電力を系統に送り出す太陽光発電用系統連
系インバータ（以下「ＰＶインバータ」という）があ
る。2. Description of the Related Art As a power conversion device, a grid-connected inverter for photovoltaic power generation (hereinafter, referred to as a photovoltaic power generation system) that converts DC power generated by a solar cell into AC having a commercial frequency to be connected to a commercial system, and sends AC power to the system. "PV inverter").
【０００３】かかるＰＶインバータには、その内部に絶
縁トランスを設けて直流部と交流部とを電気的に絶縁す
る絶縁トランス方式のＰＶインバータと、絶縁トランス
を用いないトランスレス方式のＰＶインバータとがあ
り、トランスレス方式のＰＶインバータは、絶縁トラン
ス方式のＰＶインバータに比べて、低価格化、小型軽量
化、総合効率が高いといった利点がある。Such PV inverters include an insulating transformer type PV inverter in which an insulating transformer is provided to electrically insulate the DC section and the AC section, and a transformerless type PV inverter which does not use an insulating transformer. In addition, a transformerless PV inverter has advantages such as lower cost, smaller size, lighter weight, and higher overall efficiency than an insulation transformer type PV inverter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、国内の電力
需要家が利用している系統電圧の種類には、単相２線式
や単相３線式あるいは三相３線式や三相４線式がある
が、特に多く利用されている三相３線式においては、Ｖ
相が接地される、いわゆる三相３線式Ｖ相接地方式が多
く採用されている。すなわち、Ｖ相が接地され、Ｖ相に
は対地間電位が発生しない。The types of system voltages used by domestic power consumers include single-phase two-wire systems, single-phase three-wire systems, three-phase three-wire systems, and three-phase four-wire systems. Although there is a formula, particularly in a three-phase three-wire system which is widely used, V
A so-called three-phase three-wire V-phase grounding method in which phases are grounded is often used. That is, the V phase is grounded, and the V phase has no potential to ground.
【０００５】この三相３線式Ｖ相接地方式の系統電源３
に、従来より一般的に使用されているフルブリッジのイ
ンバータ回路５0で構成された三相出力のＰＶインバー
タを、絶縁トランス無しで接続連系する、すなわち、上
述のトランスレス方式のＰＶインバータを用いると、図
６に示されるように、ＰＶインバータ入力の直流部の対
地間電位が商用周波数、商用電圧で変動し、直流部の対
地間容量には交流電圧が印加されたのと同じこととな
り、その結果、直流部と対地との間に対地間浮遊容量Ｃ
５，Ｃ６を介して漏れ電流が流れる。特に、太陽電池２
は、対地間容量が大きく、また、太陽電池２は屋外に設
置されるため雨天等では、対地間容量が増大し、漏れ電
流も大きくなるという問題がある。なお、図６におい
て、１２はＬＣフィルタである。[0005] This three-phase three-wire system V-phase grounding system power supply 3
To the PV inverter configured three-phase output inverter circuit 5 0 of the full bridge which is commonly used conventionally, to connect interconnection without isolation transformer, i.e., the PV inverter transformerless manner described above When used, as shown in FIG. 6, the potential between the ground of the DC part of the PV inverter input fluctuates at the commercial frequency and the commercial voltage, and the same as when an AC voltage is applied to the capacity between the ground and the DC part. And, as a result, the stray capacitance C to ground between the DC part and the ground.
Leakage current flows through C5 and C6. In particular, solar cell 2
However, there is a problem that the capacity between the ground is large, and since the solar cell 2 is installed outdoors, the capacity between the ground and the leakage current are increased in rainy weather or the like. In FIG. 6, reference numeral 12 denotes an LC filter.
【０００６】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、国内で多く利用されている三相３線式Ｖ相接
地方式の系統と連系しても、インバータの直流部の対地
間電位が変動しないトランスレス方式の太陽光発電用電
力変換装置を提供することを目的とする。[0006] The present invention has been made in view of the above-mentioned point, and even if the present invention is connected to a three-phase three-wire V-phase grounding system which is widely used in Japan, the DC of the inverter can be reduced. It is an object of the present invention to provide a transformer-less power converter for photovoltaic power generation in which a potential between parts does not change.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、次のように構成している。In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
【０００８】すなわち、本発明は、太陽電池からの直流
電力を三相出力の交流電力に変換し、一相を接地した三
相の系統と連系して交流電力を該系統に送り出す太陽光
発電用電力変換装置において、スイッチング素子２個の
直列回路の２組を有するインバータ回路を備え、このイ
ンバータ回路の直流入力部間に直流電圧を分圧する複数
のコンデンサを直列接続し、前記三相出力の１つとして
該コンデンサの接続部から１本の出力線を引き出し、前
記三相出力の他の２つとして前記各組のスイッチング素
子の中間点からそれぞれ２本の出力線を引き出してハー
フブリッジインバータ回路の構成とし、該コンデンサの
接続部から引き出された出力線を前記接地した相に接続
したことを特徴としている。That is, the present invention provides a photovoltaic power generation system which converts DC power from a solar cell into three-phase output AC power, and interconnects with a three-phase system in which one phase is grounded to send AC power to the system. The power conversion device for use includes an inverter circuit having two sets of a series circuit of two switching elements, a plurality of capacitors for dividing a DC voltage are connected in series between DC input portions of the inverter circuit, and the three-phase output is connected. A half-bridge inverter circuit, wherein one output line is drawn out from the connection portion of the capacitor, and two output lines are drawn out from the intermediate point of each set of switching elements as the other two of the three-phase outputs. Wherein an output line drawn from a connection portion of the capacitor is connected to the grounded phase.
【０００９】本発明によると、スイッチング素子２個の
直列回路の２組を有するインバータ回路の直流入力部間
に直流電圧を分圧する複数のコンデンサを直列接続し、
三相出力の１つとして該コンデンサの接続部から１本の
出力線を引き出し、前記三相出力の他の２つとして各組
のスイッチング素子の中間点からそれぞれ２本の出力線
を引き出してハーフブリッジインバータ回路の構成と
し、該コンデンサの接続部から引き出された出力線を前
記接地した相に接続しているので、三相３線式Ｖ相接地
方式の系統と連系しても直流部の対地間電位変動を抑制
することができる。According to the present invention, a plurality of capacitors for dividing a DC voltage are connected in series between a DC input portion of an inverter circuit having two sets of a series circuit of two switching elements,
As one of the three-phase outputs, one output line is drawn from the connection portion of the capacitor, and as the other two of the three-phase outputs, two output lines are drawn from an intermediate point of each set of switching elements, respectively, and the half is drawn. Since a bridge inverter circuit is configured and an output line drawn from a connection portion of the capacitor is connected to the grounded phase, the DC portion can be connected to a three-phase three-wire V-phase grounding system. Can be suppressed.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る太陽光発電用電力変換装置としてのＰ
Ｖインバータを備えるシステムの構成図である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a P as a photovoltaic power conversion device according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram of the system provided with a V inverter.
【００１２】同図において、１は太陽電池２と三相３線
式Ｖ相接地方式の系統電源３との間に配置された本発明
に係るＰＶインバータであり、このＰＶインバータ１
は、直流入力用端子台ＴＡ１、交流出力用端子台ＴＡ
２、コンデンサＣ１，Ｃ２、ＩＧＢＴなどのスイッチン
グ素子２個の直列回路の２組Ｑ１，Ｑ２；Ｑ３，Ｑ４、
チョークコイルＬ１，Ｌ２およびコンデンサＣ３，Ｃ４
からなるＬＣフィタを備えている。なお、Ｃ５，Ｃ６
は、太陽電池２の対地間浮遊容量であり、この対地間浮
遊容量Ｃ５，Ｃ６は、上述のように雨天においては大き
な値を示すものである。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a PV inverter according to the present invention disposed between a solar cell 2 and a system power supply 3 of a three-phase three-wire V-phase grounding system.
Are the terminal block for DC input TA1 and the terminal block for AC output TA
2. Two sets of series circuits Q1, Q2; Q3, Q4, two switching elements such as capacitors C1, C2, IGBT, etc.
Choke coils L1, L2 and capacitors C3, C4
And an LC filter consisting of Note that C5, C6
Is the stray capacitance between the solar cell 2 and the ground, and the stray capacitances C5 and C6 between the ground and the ground show a large value in rainy weather as described above.
【００１３】直流電圧を分圧する両コンデンサＣ１，Ｃ
２は、直列に接続されて直流入力用端子台ＴＡ１の正負
の直流入力部（＋）（−）間に並列に接続されている。
これらコンデンサＣ１，Ｃ２それぞれの容量は、等しい
ことが理論上は最も好ましいが、容量的に近似したコン
デンサを使用していれば、制御回路４の制御によって漏
れ電流の発生防止の制御が可能となる。また、両直流入
力部（＋）（−）間に並列に接続されるコンデンサの数
は、この実施の形態では、２つであったけれども、２つ
に限定されるものではなく、複数のコンデンサの接続部
と一方の直流入力部（＋）との間の容量と、複数のコン
デンサの接続部（−）と他方の直流入力部との間の容量
とが等しければよい。Both capacitors C1 and C for dividing a DC voltage
2 are connected in series and connected in parallel between the positive and negative DC input sections (+) and (-) of the DC input terminal block TA1.
It is theoretically most preferable that the capacitances of these capacitors C1 and C2 are equal. However, if capacitors having similar capacitances are used, the control of the control circuit 4 makes it possible to control the occurrence of leakage current. . In this embodiment, the number of capacitors connected in parallel between the two DC input sections (+) and (-) is two, but is not limited to two. It is only necessary that the capacity between the connection part of the plurality of capacitors and the one DC input part (+) is equal to the capacity between the connection part (-) of the plurality of capacitors and the other DC input part.
【００１４】また、両コンデンサＣ１，Ｃ２の接続中央
部（中電位点）から出力線ＯＬ２が引き出されて交流出
力用端子台ＴＡ２の交流出力部に接続されている。An output line OL2 is drawn out from the connection center (middle potential point) of the capacitors C1 and C2, and is connected to the AC output section of the AC output terminal block TA2.
【００１５】インバータ回路を構成するスイッチング素
子２個の直列回路の２組Ｑ１，Ｑ２；Ｑ３，Ｑ４の各組
の直列回路の中間点から出力線ＯＬ１，ＯＬ３がそれぞ
れ引き出されて交流出力用端子台ＴＡ２の交流出力部
，にそれぞれ接続されている。Output lines OL1 and OL3 are respectively drawn from intermediate points of the series circuits of two sets Q1 and Q2; Q3 and Q4 of the two switching elements constituting the inverter circuit, and AC output terminal blocks are provided. And an AC output section of TA2.
【００１６】このＰＶインバータ１の交流出力用端子台
ＴＡ２の交流出力部，，には、系統電源３のＵ
相、Ｖ相およびＷ相がそれぞれ接続され、Ｖ相が接地さ
れている。すなわち、三相３線式Ｖ相接地方式の系統電
源３が接続されて連系される。The AC output of the AC output terminal block TA2 of the PV inverter 1 is connected to the U
The phase, the V phase, and the W phase are respectively connected, and the V phase is grounded. That is, the three-phase three-wire V-phase grounding system power supply 3 is connected and interconnected.
【００１７】制御回路４は、インバータ回路の各スイッ
チング素子Ｑ１〜４のオンオフ動作を制御するものであ
り、太陽電池２から最大電力を取り出すように制御す
る。The control circuit 4 controls the on / off operation of each of the switching elements Q1 to Q4 of the inverter circuit, and controls so as to extract the maximum power from the solar cell 2.
【００１８】この制御回路４は、スイッチング素子Ｑ
１，Ｑ２で構成されるアーム、すなわち、交流出力部
からは、Ｕ相電流を出力し、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ
４とから構成されるアーム、すなわち、交流出力部か
らは、Ｗ相電流を出力するように制御する。Ｖ相電流
は、Ｕ相とＷ相との電流の合計が流れる。ここで、Ｖ相
は、接地相であるが、Ｖ相は、スイッチング素子に接続
されているわけではなく、コンデンサＣ１，Ｃ２に接続
されているだけなので、直列に接続されたコンデンサＣ
１，Ｃ２の中間部の電位が、接地電位に安定的に固定さ
れることになる。The control circuit 4 includes a switching element Q
1 and Q2, that is, an AC output unit outputs a U-phase current, and switches Q3 and Q2.
4, that is, an AC output unit, so as to output a W-phase current. As the V-phase current, the sum of the currents of the U-phase and the W-phase flows. Here, the V phase is a ground phase, but the V phase is not connected to the switching element, but is only connected to the capacitors C1 and C2.
The potential of the intermediate portion between 1 and C2 is stably fixed to the ground potential.
【００１９】すると、ＰＶインバータ１の直流入力の電
位は変動しないため、太陽電池２の対地間浮遊容量Ｃ
５，Ｃ６へ流れる漏れ電流が少なくなる。Then, since the potential of the DC input of the PV inverter 1 does not fluctuate, the floating capacitance C
5, leakage current flowing to C6 is reduced.
【００２０】すなわち、このようにスイッチング素子Ｑ
１〜Ｑ４及びコンデンサＣ１，Ｃ２から構成されるハー
フブリッジ回路５においては、Ｖ相は、コンデンサＣ
１，Ｃ２の接続点中央部電位となり、直流入力部（＋）
と直流入力部（−）の直流電圧は、対地との間で変動し
ないから、漏れ電流の発生は防止されることになる。That is, the switching element Q
1 to Q4 and the capacitors C1 and C2, the V-phase
1, the potential at the center of the connection point of C2 becomes the DC input part (+)
Since the DC voltage of the DC input section (−) does not fluctuate between the ground and the ground, the occurrence of leakage current is prevented.
【００２１】このように、連系される系統が、Ｖ相接地
の三相３線式の場合、太陽電池２の対地間浮遊容量Ｃ
５，Ｃ６へ流れる漏れ電流を、絶縁トランスが無くとも
少なくできることになり、これによって、絶縁トランス
方式のＰＶインバータを用いる従来例に比べて、低価格
化、小型軽量化、総合効率の改善を図ることができ、ま
た、回路構成が簡素化されて信頼性も向上する。As described above, when the system to be interconnected is a three-phase three-wire system with V-phase grounding, the floating capacitance C
The leakage current flowing to C5 and C6 can be reduced without the use of an insulating transformer, thereby achieving lower cost, smaller size and lighter weight, and improved overall efficiency as compared with the conventional example using an insulating transformer type PV inverter. In addition, the circuit configuration is simplified, and the reliability is improved.
【００２２】なお、コンデンサＣ１，Ｃ２は、その容量
のバラツキなどによって均等に充電するのが容易でない
ので、破線で示されるように各コンデンサＣ１，Ｃ２に
バランス用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２を並列に接続するのが好
ましい。Since it is not easy to charge the capacitors C1 and C2 evenly due to variations in their capacities, for example, balance resistors R1 and R2 are connected in parallel to the capacitors C1 and C2 as shown by broken lines. It is preferable to connect.
【００２３】（実施の形態２）図２は、本発明の他の実
施の形態のＰＶインバータ１1を備えるシステムの構成
図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符号を
付す。(Embodiment 2) FIG. 2 is a configuration diagram of a system including a PV inverter 11 according to another embodiment of the present invention. Parts corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. .
【００２４】この実施の形態のＰＶインバータ１1は、
図１のハーフブリッジインバータ回路５の前段に、倍電
圧方式のＤＣ／ＤＣコンバータ６を設けたものである。[0024] PV inverter 1 1 of this embodiment,
A DC / DC converter 6 of a voltage doubler type is provided in a stage preceding the half bridge inverter circuit 5 of FIG.
【００２５】このＤＣ／ＤＣコンバータ６は、制御回路
４1によってオンオフが制御される２個のスイッチング
素子Ｑ５，Ｑ６の直列回路と、平滑用のコンデンサＣ７
と、昇圧用のチョークコイルＬ３と、ダイオードＤ１，
Ｄ２と、チョークコイルＬ４とを備えており、スイッチ
ング素子Ｑ５，Ｑ６の中央部（中間点）とコンデンサＣ
１，Ｃ２の中央部とを接続している。[0025] The DC / DC converter 6, two series circuit of the switching elements Q5, Q6 on-off is controlled by the control circuit 4 1, a smoothing capacitor C7
, A boost choke coil L3, and a diode D1,
D2, a choke coil L4, and a central part (middle point) of switching elements Q5 and Q6 and a capacitor C
1 and C2.
【００２６】昇圧用のチョークコイルＬ３は、図示した
極性で＋と−とのラインに接続するように１個設けても
よいが、＋と−とのラインに各々１個ずつ設けてもよい
し、さらには、＋または−の一方のラインに１個設けて
もよい。One choke coil L3 for boosting may be provided so as to be connected to the + and-lines with the polarity shown, but one may be provided for each of the + and-lines. Further, one may be provided for one of the + and-lines.
【００２７】平滑用のコンデンサＣ７よりも入力側に設
けられるチョークコイルＬ４は、十分に大きなインダク
タンス値を持ったリアクトルであって、図示した極性で
＋と−とのラインに接続するように１個設けてもよい
が、＋と−とのラインに各々１個ずつ設けてもよい。こ
のチョークコイルＬ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のス
イッチング素子Ｑ５，Ｑ６が、高周波スイッチングされ
ことによって太陽電池２の対地間浮遊容量Ｃ５，Ｃ６を
介して流れる高周波の漏れ電流を阻止するためのもので
ある。The choke coil L4 provided on the input side of the smoothing capacitor C7 is a reactor having a sufficiently large inductance value, and is connected to the + and-lines with the polarity shown in FIG. It may be provided, but one may be provided for each of the + and-lines. The choke coil L4 is for preventing high-frequency leakage current flowing through the floating capacitances C5 and C6 of the solar cell 2 due to high-frequency switching of the switching elements Q5 and Q6 of the DC / DC converter 6. is there.
【００２８】スイッチング素子Ｑ５の正極側がダイオー
ドＤ１を介してコンデンサＣ１の正極側に接続され、コ
ンデンサＣ２の負極側がダイオードＤ２を介してスイッ
チング素子Ｑ６の負極側に接続される。The positive terminal of the switching element Q5 is connected to the positive terminal of the capacitor C1 via the diode D1, and the negative terminal of the capacitor C2 is connected to the negative terminal of the switching element Q6 via the diode D2.
【００２９】このＤＣ／ＤＣコンバータ６は、入力電圧
である太陽電池２の電圧を目標の電圧になるよう制御す
るものであり、太陽電池２の電圧が目標の電圧より高い
場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のスイッチング素子Ｑ
５，Ｑ６のＯＮ時間を増やしてＤＣ／ＤＣコンバータ６
はより大きな電力を出力し、太陽電池２の電圧を下げる
ように動作する。また、太陽電池２の電圧が目標の電圧
よりも低い場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６のスイッチ
ング素子Ｑ５，Ｑ６のＯＮ時間を減らしてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ６はより小さな電力を出力し、太陽電池２の電
圧を上げるように動作する。The DC / DC converter 6 controls the voltage of the solar cell 2 which is the input voltage to be a target voltage. When the voltage of the solar cell 2 is higher than the target voltage, the DC / DC converter 6 Switching element Q of converter 6
5, DC / DC converter 6 by increasing the ON time of Q6
Operates to output higher power and reduce the voltage of the solar cell 2. When the voltage of the solar cell 2 is lower than the target voltage, the ON time of the switching elements Q5 and Q6 of the DC / DC converter 6 is reduced, so that the DC / DC converter 6 outputs smaller power and the solar cell 2 Operate to increase the voltage of
【００３０】このような制御によって、ＤＣ／ＤＣコン
バータ６は、入力電圧である太陽電池２の動作電圧を目
標値に制御し、この目標値を適宜変化させることによっ
て、太陽電池２から最大の電力を得ることのできる太陽
電池電圧を探し、その電圧近辺で動作する。By such control, the DC / DC converter 6 controls the operating voltage of the solar cell 2 which is an input voltage to a target value, and appropriately changes the target value, so that the maximum power from the solar cell 2 can be obtained. It finds the solar cell voltage at which it can be obtained, and operates near that voltage.
【００３１】ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電
圧、すなわち、ハーフブリッジインバータ回路５の入力
電圧は、インバータ回路５の出力を増減して一定の電圧
を維持するように制御される。Here, the output voltage of the DC / DC converter 6, that is, the input voltage of the half-bridge inverter circuit 5, is controlled so that the output of the inverter circuit 5 is increased or decreased to maintain a constant voltage.
【００３２】すなわち、ハーフブリッジインバータ回路
５は、コンデンサＣ１，Ｃ２の合計の電圧を一定にする
ように制御されているが、これだけでは、コンデンサＣ
１とＣ２との電圧が均等にならないので、コンデンサＣ
１とＣ２との電圧を均等に充電するために、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ６の制御回路４1には、均等充電のためのフ
ィードバック回路を付加している。That is, the half-bridge inverter circuit 5 is controlled to keep the total voltage of the capacitors C1 and C2 constant.
Since the voltages of C1 and C2 are not equal, the capacitor C
DC / DC to charge evenly the voltages of C1 and C2
The control circuit 4 first converter 6, are added to the feedback circuit for equalizing charge.
【００３３】図３は、このフィードバック回路の構成図
である。先ず、入力電圧制御は、ＤＣ／ＤＣコンバータ
６に入力される入力電圧と、制御回路４1内部の指令に
基づく入力電圧の目標値との偏差を、増幅回路７で増幅
してコンパレータ８を介してスイッチング素子Ｑ５の駆
動信号を生成するものであり、一方、出力電圧のバラン
ス制御は、コンデンサＣ１，Ｃ２の出力電圧の偏差を、
増幅器９で増幅して加算器１０で増幅器７の出力と加算
してコンパレータ１１を介してスイッチング素子Ｑ６の
駆動信号を生成するものであり、両駆動信号は、位相が
１８０度ずれている。FIG. 3 is a configuration diagram of this feedback circuit. First, the input voltage control has an input voltage input to the DC / DC converter 6, the deviation between the target value of the control circuit 4 first internal input voltage based on the command, amplifies through the comparator 8 in the amplifier circuit 7 To generate a drive signal for the switching element Q5. On the other hand, the balance control of the output voltage is performed by calculating the deviation between the output voltages of the capacitors C1 and C2.
The drive signal is amplified by the amplifier 9 and added to the output of the amplifier 7 by the adder 10 to generate a drive signal for the switching element Q6 via the comparator 11. The two drive signals are 180 degrees out of phase.
【００３４】ＤＣ／ＤＣコンバータ６のスイッチング素
子Ｑ５，Ｑ６は、これら駆動信号により動作し、スイッ
チング素子Ｑ５，Ｑ６のＯＮ時間は、出力電力を大きく
したいときには次第に長くなり、最終的には、かなりの
部分のＯＮ時間が重なることとなる。The switching elements Q5 and Q6 of the DC / DC converter 6 are operated by these drive signals, and the ON time of the switching elements Q5 and Q6 gradually becomes longer when it is desired to increase the output power. The ON times of the parts overlap.
【００３５】なお、フィードバック回路によってコンデ
ンサＣ１，Ｃ２の均等充電を行うので、上述の実施の形
態１のように、バランス用の抵抗器Ｒ１，Ｒ２を設ける
必要がない。Since the capacitors C1 and C2 are equally charged by the feedback circuit, there is no need to provide the resistors R1 and R2 for balancing as in the first embodiment.
【００３６】このＤＣ／ＤＣコンバータ６によって太陽
電池２の出力電圧を昇圧するので、太陽電池２の動作電
圧をより広く取ることができる利点がある。また、ハー
フブリッジインバータ回路は、フルブリッジインバータ
回路に比べて高い直流入力電圧を必要とするが、このＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ６は、倍電圧方式であるので、低い
入力電圧から高い電圧に昇圧する際でも、効率良く昇圧
できる利点がある。さらにまた、直列に接続されたコン
デンサＣ１，Ｃ２の各々の電圧を均等に充電することが
できる。Since the output voltage of the solar cell 2 is boosted by the DC / DC converter 6, there is an advantage that the operating voltage of the solar cell 2 can be wider. The half-bridge inverter circuit requires a higher DC input voltage than the full-bridge inverter circuit.
Since the C / DC converter 6 is a double voltage system, there is an advantage that the voltage can be efficiently boosted even when the voltage is boosted from a low input voltage to a high voltage. Furthermore, the voltages of the capacitors C1 and C2 connected in series can be charged uniformly.
【００３７】このように高い直流電圧が必要とされ、コ
ンデンサを複数個直列に接続する必要があるハーフブリ
ッジインバータ回路に最適な回路方式のＤＣ／ＤＣコン
バータ６である。The DC / DC converter 6 having such a high DC voltage and having a circuit system most suitable for a half-bridge inverter circuit which requires a plurality of capacitors to be connected in series.
【００３８】その他の構成および効果は、上述の実施の
形態１と同様である。Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
【００３９】（実施の形態３）なお、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータは、倍電圧方式に代えて、図４に示されるように、
平滑用のコンデンサＣ７、昇圧用チョークコイルＬ３、
スイッチング素子Ｑ５およびダイオードＤ１からなる昇
圧チョッパ方式のＤＣ／ＤＣコンバータ６1としてもよ
い。(Embodiment 3) Note that the DC / DC converter is replaced with a voltage doubler system as shown in FIG.
A smoothing capacitor C7, a boost choke coil L3,
It may be a DC / DC converter 61 of the step-up chopper type consisting of a switching element Q5 and the diode D1.
【００４０】（その他の実施の形態）図２に示した平滑
用コンデンサＣ７は、図５に示されるようにＤＣ／ＤＣ
コンバータ６の直流入力部間に直接接続するようにして
もよい。(Other Embodiments) As shown in FIG. 5, the smoothing capacitor C7 shown in FIG.
A direct connection may be made between the DC input sections of the converter 6.
【００４１】なお、制御回路は、系統との連系運転を行
わない自立運転出力（一定交流電圧出力）を行う場合に
は、運転モードを指定することにより、三相３線式、単
相２線式あるいは単相３線式に対応した制御を行うの
で、必要に応じて、三相３線式、単相２線式あるいは単
相３線式の自立運転出力を選択することができる。When performing a self-sustained operation output (constant AC voltage output) that does not perform the interconnection operation with the system, the control circuit specifies a three-phase three-wire system and a single-phase two-phase system by specifying an operation mode. Since control corresponding to the wire system or the single-phase three-wire system is performed, the self-sustained operation output of the three-phase three-wire system, the single-phase two-wire system, or the single-phase three-wire system can be selected as necessary.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スイッチ
ング素子２個の直列回路の２組を有するインバータ回路
の直流入力部間に直流電圧を分圧する複数のコンデンサ
を直列接続し、三相出力の１つとして該コンデンサの接
続部から１本の出力線を引き出し、前記三相出力の他の
２つとして前記各組のスイッチング素子の中間点からそ
れぞれ２本の出力線を引き出してハーフブリッジインバ
ータ回路の構成とし、該コンデンサの接続部から引き出
された出力線を前記接地した相に接続するので、三相３
線式Ｖ相接地方式の系統と連系しても直流部の対地間電
位変動を抑制することができ、トランスが無くても対地
間浮遊容量を介して流れる漏れ電流を少なくできること
になり、これによって、絶縁トランスを備えた電力変換
装置に比べて、低価格化、小型軽量化および総合効率の
改善を図ることができる。As described above, according to the present invention, a plurality of capacitors for dividing a DC voltage are connected in series between the DC input portions of an inverter circuit having two sets of a series circuit of two switching elements to form a three-phase circuit. One output line is drawn out from the connection portion of the capacitor as one of the outputs, and two output lines are drawn out from the intermediate point of each set of switching elements as the other two of the three-phase outputs, thereby forming a half bridge. Since the output line drawn from the connection of the capacitor is connected to the grounded phase, a three-phase
Even if it is connected to a system of the wire type V-phase grounding system, it is possible to suppress the fluctuation of the potential between the DC part and the ground, and to reduce the leakage current flowing through the floating capacitance between the ground without the transformer. This makes it possible to reduce the cost, reduce the size and weight, and improve the overall efficiency, as compared with a power conversion device having an insulating transformer.
【００４３】また、倍電圧方式のＤＣ／ＤＣコンバータ
を組み合わせることにより、太陽電池の動作電圧範囲を
広くすることができ、低い入力電圧からでも効率よく昇
圧できる。Further, by combining the DC / DC converter of the double voltage system, the operating voltage range of the solar cell can be widened, and the voltage can be efficiently boosted even from a low input voltage.
【図１】本発明の一つの実施の形態に係るＰＶインバー
タを備えるシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a PV inverter according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施の形態のシステムの構成図で
ある。FIG. 2 is a configuration diagram of a system according to another embodiment of the present invention.
【図３】フィードバック回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a feedback circuit.
【図４】本発明のさらに他の実施の形態のシステムの構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a system according to still another embodiment of the present invention.
【図５】本発明のさらに他の実施の形態のシステムの構
成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a system according to still another embodiment of the present invention.
【図６】従来例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional example.
１ ＰＶインバータ ２ 太陽電池 ３ 系統電源 ５ ハーフブリッジインバータ回路 ６ ＤＣ／ＤＣコンバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PV inverter 2 Solar cell 3 System power supply 5 Half bridge inverter circuit 6 DC / DC converter
Claims (4)
流電力に変換し、一相を接地した三相の系統と連系して
交流電力を該系統に送り出す太陽光発電用電力変換装置
において、 スイッチング素子２個の直列回路の２組を有するインバ
ータ回路を備え、このインバータ回路の直流入力部間に
直流電圧を分圧する複数のコンデンサを直列接続し、前
記三相出力の１つとして該コンデンサの接続部から１本
の出力線を引き出し、前記三相出力の他の２つとして前
記各組のスイッチング素子の中間点からそれぞれ２本の
出力線を引き出してハーフブリッジインバータ回路の構
成とし、該コンデンサの接続部から引き出された出力線
を前記接地した相に接続したことを特徴とする太陽光発
電用電力変換装置。1. A photovoltaic power conversion device that converts DC power from a solar cell into AC power of three-phase output, and interconnects with a three-phase system in which one phase is grounded to send AC power to the system. In the above, an inverter circuit having two sets of two switching elements in series is provided, and a plurality of capacitors for dividing a DC voltage are connected in series between the DC input portions of the inverter circuit, and as one of the three-phase outputs, One output line is drawn out from the connection part of the capacitor, and two output lines are drawn out from the intermediate point of each set of the switching elements as the other two of the three-phase outputs to form a half-bridge inverter circuit, A power converter for photovoltaic power generation, wherein an output line drawn from a connection portion of the capacitor is connected to the grounded phase.
前記接地した相以外の２つの相にそれぞれ電流が出力さ
れるように制御する請求項１記載の太陽光発電用電力変
換装置。2. The power converter for photovoltaic power generation according to claim 1, wherein control is performed such that current is output from the half-bridge inverter circuit to each of two phases other than the grounded phase.
段にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、該ＤＣ／ＤＣコンバータ
の直流入力部間に接続された平滑用コンデンサと、この
平滑用コンデンサに昇圧用チョークコイルを介して並列
に接続されたスイッチング素子２個の直列回路と、この
直列回路と前記ハーフブリッジインバータ回路の直列接
続された前記複数のコンデンサとの間に接続されたダイ
オードと、前記平滑用コンデンサよりも入力側に接続さ
れたチョークコイルとを備え、 該ＤＣ／ＤＣコンバータの前記直列回路の中間点を、前
記ハーフブリッジインバータ回路の前記複数のコンデン
サの前記接続部に接続する請求項１または２記載の太陽
光発電用電力変換装置。3. A DC / DC converter is provided at a stage preceding the half-bridge inverter circuit, wherein the DC / DC converter includes a smoothing capacitor connected between DC input portions of the DC / DC converter, and the smoothing capacitor. A series circuit of two switching elements connected in parallel via a boost choke coil, and a diode connected between the series circuit and the plurality of capacitors connected in series to the half-bridge inverter circuit; A choke coil connected to an input side of the smoothing capacitor, wherein an intermediate point of the series circuit of the DC / DC converter is connected to the connection portion of the plurality of capacitors of the half-bridge inverter circuit. Item 3. The power converter for photovoltaic power generation according to item 1 or 2.
段にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、該ＤＣ／ＤＣコンバータ
の直流入力部間に直接接続された平滑用コンデンサと、
この平滑用コンデンサにチョークコイルと昇圧用チョー
クコイルとを介して並列に接続されたスイッチング素子
２個の直列回路と、この直列回路と前記ハーフブリッジ
インバータ回路の直列接続された前記複数のコンデンサ
との間に接続されたダイオードとを備え、 該ＤＣ／ＤＣコンバータの前記直列回路の中間点を、前
記ハーフブリッジインバータ回路の前記複数のコンデン
サの前記接続部に接続する請求項１または２記載の太陽
光発電用電力変換装置。4. A DC / DC converter is provided before the half-bridge inverter circuit, wherein the DC / DC converter includes a smoothing capacitor directly connected between DC input sections of the DC / DC converter;
A series circuit of two switching elements connected in parallel to the smoothing capacitor via a choke coil and a boost choke coil; and a series circuit of the series circuit and the plurality of capacitors connected in series to the half-bridge inverter circuit. 3. The sunlight according to claim 1, further comprising: a diode connected therebetween; and connecting an intermediate point of the series circuit of the DC / DC converter to the connection portion of the plurality of capacitors of the half-bridge inverter circuit. 4. Power converter for power generation.
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