JP2001136664A - 分散形発電システム - Google Patents

分散形発電システム

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JP2001136664A
JP2001136664A JP31503799A JP31503799A JP2001136664A JP 2001136664 A JP2001136664 A JP 2001136664A JP 31503799 A JP31503799 A JP 31503799A JP 31503799 A JP31503799 A JP 31503799A JP 2001136664 A JP2001136664 A JP 2001136664A
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Kiichi Tokunaga
紀一 徳永
Kunihiko Fuji
邦彦 富士
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】太陽光などの系統連系の分散形電源装置におい
て、系統擾乱時の高信頼化、安定性向上を図ること。 【解決手段】ACR系に加算する基準電圧を、系統電圧
の振幅、歪み、不平衡な値に応じて制御すると共に、イ
ンバータの出力電圧を監視し、電圧があるレベルを逸脱
しないように、ACR部の動作を抑制制御する手段を設
ける。基準電圧値には系統電圧をd−q変換した電圧V
q、Vdを用い、インバータの出力電圧Vqがあるレベ
ルを逸脱しないように、ACR部の動作を抑制制御する
判定制御部を設け、電圧Vqが所定レベルを逸脱する
と、判定制御部は出力電圧の抑制制御を開始し、ACR
部の出力量を抑制すると共に電流指令を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を交流電
力に変換するインバータを商用電源に連系して運転し、
太陽電池などの直流発電電力を商用電源へ出力する分散
形発電システム、特に商用電源の擾乱時にも安定に系統
と連系運転することが可能な分散形発電システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は、太陽電池を直流電源とする分散
形発電システムの一例を示す構成図である。太陽光発電
システム120を構成する太陽電池101から得られる
直流電力は、インバータ102によってパルス幅変調制
御(以下PWM制御という)される。直流を交流へ変換
するインバータ102の出力に含まれる高周波成分は、
フィルタ103によって除去され、商用周波数の交流電
力に変換される。
【0003】変換された交流電力は、配電系統110へ
流出しようとする直流成分電流を阻止するための絶縁ト
ランス104と開閉器108を介して配電系統110に
連系される。商用電源である配電系統110には、負荷
109が接続される。
【0004】インバータ102をPWM制御するための
駆動信号を発生する制御部106は、後述するように連
系点の交流電圧を監視する計測用の変圧器(以下PTと
いう)107と交流電流を監視する計測用の電流検出器
(以下CTという)105の検出信号、太陽電池101
の出力電圧に応じて、出力電流がほぼ力率1となるよう
にインバータ(102)を制御する。さらに、制御部1
06は、開閉器108を開閉制御する開閉信号を開閉器
108に供給する。
【0005】制御部106の内部構成は、図4に詳細に
示すように、動作指令部4、電池電圧1に応じてインバ
ータ102の出力電流の大きさを制御するための指令値
Iq*を形成する電流指令部5、CT105により取り
込んだインバータ102の出力の交流電流2を直交する
2つの軸dおよびqの成分に変換する(d−q変換)d
−q変換部6、PT107により取り込みんだ交流電圧
3をd−q変換するd−q変換部7、d−q変換した電
圧成分Vdを用いてインバータ102を配電系統(11
0)に同期運転する位相同期部11、第1のリミッタ
(1)8、第7のリミッタ(7)16、電流指令値に基
づいてインバータ102を定電流制御(ACR)する自
動電流制御部(以下ACR部という)9、基準電圧1
0、ソフトスタート14、およびインバータ駆動用のP
WM信号を作成するPWM制御部15などから構成され
る。
【0006】ACR部9は、インバータ102の出力電
流のq軸成分Iqが入力される電流演算器91a、d軸
成分Idが入力される電流演算器91b、q軸成分Iq
に基づいて動作する電圧演算器93a、d軸成分Idに
基づいて動作する電圧演算器93b、並びに電流演算器
91aと電流演算器93bの出力値を基準電圧10と加
算してq軸の電圧指令値を形成する加算器94a、電流
演算器91bと電流演算器93aの出力値を加算してd
軸の電圧指令値を形成する加算器94bより構成され
る。q軸は、電力変換装置であるインバータ102の出
力電圧の位相、例えば、U相の位相と同相であり、d軸
は、それに直交する。
【0007】また、電流演算器91a、91bは、比較
器91、比例積分等の演算を行う演算器92、リミッタ
96で構成される。ACR部9により、d−q変換され
た電流Iqが指令値Iq*になるように制御され、電流
Idが指令値0に制御されるので、インバータ102の
出力電流Iqは、配電系統110の電圧に対して力率が
1に制御され、連系運転が行われる。
【0008】さらに、ソフトスタート14の操作によ
り、リミッタ(1)8の出力Iq´をゼロから指令値I
q*まで徐々に増加すると、インバータ102の出力電
流を増加できる。さらに、電圧Vqが所定値を超えた
時、リミッタ(7)16からの信号をPWM制御部15、
動作指令部4に作用させ、システムを停止する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】配電系統では、系統側
の事故等により、停電や電圧低下等の電源擾乱が生ず
る。図3のシステムにおいては、系統連系運転中に電源
擾乱が生ずると、系統電圧値や連系点の接続負荷によ
り、インバータの出力電流や出力電圧が変動する。
【0010】例えば、系統側の接続負荷が大きい時に停
電事故が発生したり、系統電圧の低下が生じると、イン
バータ102の負荷が重くなり出力電流が増大する。反
対に、系統側の接続負荷が小さい時に停電事故が発生す
ると、インバータの負荷が軽くなり出力電圧が増大す
る。
【0011】本発明の目的は、系統連系運転時の配電系
統の停電時にインバータの出力電圧の跳ね上がりを抑制
する制御系を提供するとともに、配電系統への電力供給
時の過電流発生を抑制する制御系を提供することであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記の目的は、内部の固
定の基準電圧を、系統電圧の振幅、歪み、不平衡な値に
応じて制御すると共に、インバータの出力電圧を監視
し、電圧があるレベルを逸脱しないように、ACR部の動
作を抑制制御する手段を設けることにより達成される。
【0013】電圧指令値を形成する加算器94a、94
bには、所定値以下に制限するリミッタを介した系統電
圧にd−q変換した電圧Vq、Vdを加算する。また、
インバータの出力電圧Vqがあるレベルを逸脱しないよ
うに、ACR部の動作を抑制制御する判定制御部を設け
る。
【0014】インバータの出力電圧は、Vq、Vdによ
り定常的には、系統電圧に応じた値に制御され、指令で
与えた電流を出力しながら連系運転されるので、系統電
圧が所定値内では安定に連系運転される。
【0015】系統側が遮断すると、インバータは指令で
与えた電流を出力すべく制御されるので、系統側の接続
負荷が小さい場合には、インバータの負荷が軽くなりイ
ンバータの出力電圧Vqが増加する。電圧Vqがレベル
1を逸脱すると、判定制御部は出力電圧の抑制制御を開
始し、ACR部に加算するVq値をレベル1に抑制する。
【0016】Vqがレベル2に達すると、ACR部に加算
するVq値をレベル1に抑制し、且つACR部の出力量を
抑制すると共に電流指令を抑制する。なお、Vqが許容
出力電圧値相当のレベル3に達すると、動作指令部に信
号を与えインバータを停止する。判定制御部の抑制制御
は、ACR系に直接作用して出力電圧の抑制制御を行う
ので、応答が速く、出力電圧、出力電流を所定値に抑制
制御することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】第1の実施の形態例を図1により
説明する。図1は、図4に示した制御部106内に新た
に系統電圧の振幅、歪み、不平衡な値に応じて基準電圧
を制御する手段を設けると共に、インバータの出力電圧
があるレベルを逸脱しないように、ACR部の動作を抑制
制御する手段を設けたものである。
【0018】図4の制御部106と相違する点は、リミ
ッタ(4)10、リミッタ(5)12を設け、第1の所
定値以下に制限した電圧Vd、Vqの値を加算器94
a、94bに加算するようにした点と、リミッタ(6)
13を設け、電圧Vdが第2の所定値を超えた時にAC
R部のリミッタ(2)95及びACR部の入力側のリミ
ッタ(1)8に作用させACR部の出力を抑制制御させ
た点と、ソフトスタート14の出力をリミッタ(5)1
2に作用させて出力電圧を制御するようにした点であ
る。基本構成は図3と同じである。
【0019】図1の実施形態例の動作を図2を用いて説
明する。t1時点で起動条件が満足すると、動作指令部
4からソフトスタート14に起動指令が与えられる。こ
の時、リミッタ(5)12にはd−q変換部7からの系
統電圧値で定まる電圧Vqが与えられ、リミッタ(1)
8には電池電圧1で定まる電流指令値Iq*が電流指令
部5から印加されている。
【0020】ソフトスタート14は、インバータ102
の電圧が立ち上がるまで電流指令値Iq´をゼロの状態
に保持するようにリミッタ(1)8を制御し、且つ、時
間経過t1〜t3と共に電圧リミッタ値を制御してリミ
ッタ(5)12の出力値を0〜Vqに立ち上げる。
【0021】したがって、インバータ102の出力電圧
は、系統に同期した状態で立ち上げられ、t2時点で系
統電圧値Vqに達する。制御部106は、閉信号を発生
し、t3時点で、開閉器108を閉じて系統と連系す
る。
【0022】次に、t3時点より電流リミッタ値を制御
してリミッタ1(8)の出力値を0〜Iq*に立ち上げ
る。t4時点でインバータ102の出力電流は、指令電
流値Iq*に達する。
【0023】ACR部9により、d−q変換された電流
Iqが指令値Iq*に一致するように制御されるととも
に、d軸成分電流Idが指令値0に制御されるので、イ
ンバータ102の出力電流の位相は、出力電圧と同相に
なるように制御され、その結果、配電系統110の電圧
に対して力率が1に制御され、定常運転が行われる。
【0024】系統側の開放事故時には、系統電圧はイン
バータの出力電流と系統の接続負荷で決まり、接続負荷
が重ければインバータ出力電圧は低下する。系統電圧の
変動に応じて電圧Vqが変わり、PWM制御部15に印
加する電圧もそれに応じて変わるので、インバータの出
力電流が過大化することは抑制できる。
【0025】系統の接続負荷が軽ければ、インバータ出
力電圧は過大になろうとする。接続負荷が軽い状態で系
統の開放事故がt5時点で生じたとすると、接続負荷が
軽いためインバータ出力電流は低下するが、指令値Iq
*で定まる値を維持しようとして、インバータ出力電圧
を増大する。t6時点でリミッタ(5)2で定めた電圧
値を超えると、加算器94aに加算する電圧値はリミッ
タ(5)12)で定めた値に制限する。
【0026】t7時点でリミッタ6(13)で定めた電
圧制限1のレベルに達すると、電流演算器(91a)、
(91b)に作用して、(91a)、(91b)の出力
を抑制する。更に、リミッタ1(8)に作用して、リミ
ッタ1(8)出力値を出力電流Iq相当値に抑制制御す
る。本抑制制御により、PWM制御部に印加する電圧指令
値を高速に抑制制御することができるため、高応答での
出力電圧抑制ができる。
【0027】なお、リミッタ(7)16に定めた電圧制
限2のレベルに達した場合は、停止し保護することは、
図4に示した従来例と同様である。
【0028】図5、図6は、本発明を採用したシステム
のデータを示すもので、図5(a),図5(b)は電圧
が100%から60%へ低下した場合、図6(a),図
6((b)は、電源を開放した場合である。いずれの場
合も、本発明の効果により電圧の上昇が抑制されてい
る。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、系統電圧に即応してイ
ンバータ電圧を制御できるので系統擾乱時の安定性が向
上でき、出力電圧上昇時に電流制御部を直接制御するの
でインバータ出力電圧を高応答に抑制することが可能
な、高信頼の電源装置を実現できる。なお、これまで太
陽電池を直流電源としたシステムを例に説明してきた
が、二次電池やNas電池などの直流電源を利用した分
散形発電システムにおいても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を表す制御ブロック図である。
【図2】本発明の実施例の動作説明図である。
【図3】太陽光発電システムの構成を表す図である。
【図4】従来のシステムを表す制御ブロック図である。
【図5】本発明の効果を示すグラフで、電源電圧が低下
した場合である。
【図6】本発明の効果を示すグラフで、電源が開放され
た場合である。
【符号の説明】
101…絶縁トランス、102…インバータ、103…
フィルタ、104…絶縁トランス、106…制御部、1
08…開閉器、109…負荷、110…配電系統、4…
動作指令部、5…電流指令部、6…d−q変換部、7…d
−q変換部、8…リミッタ(1)、19…ACR部、10…
リミッタ、411…位相同期部、12…リミッタ
(5)、13…リミッタ(6)、14…ソフトスター
ト、15…PWM制御部、16…リミッタ(7)、91a
…電流演算器、91b…電流演算器、94a…加算器、
94b…加算器、95…リミッタ(2)。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を交流電力に変換する電力変換
    装置を有し、電力系統と連系運転する分散形発電システ
    ムにおいて、出力指令値が調整可能である電流制御系
    と、前記電流制御系の出力指令値に加算する電圧値を系
    統電圧に応じて調整する電圧制御部と、前記電力変換装
    置の出力電圧が所定値を超えた時に前記電流制御系の出
    力指令値を調整する制御部を備え、前記電力変換装置
    は、前記電流制御系の出力指令値に追従するように制御
    されることを特徴とする分散形発電システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の分散形発電システムにお
    いて、前記電流制御系と電圧制御部は、電力変換装置の
    出力電圧と同相であるq軸及びq軸と直交するd軸の2
    軸で構成され、前記電流制御系の出力指令値を調整する
    制御部は、前記電力変換装置の出力電圧のq軸の電圧成
    分が所定値を超えた時に前記電流制御系のd軸、q軸の
    2軸の出力値を抑制する分散形発電システム。
  3. 【請求項3】 特許請求1記載の分散形発電システムに
    おいて、前記電流制御系と電圧制御部は、電力変換装置
    の出力電圧と同相であるq軸及びq軸と直交するd軸の
    2軸で構成され、前記電流制御系の出力値を調整する制
    御部は、前起電力変換装置のq軸の電圧成分が所定値を
    超えた時にd軸、q軸の2軸の電流制御系の出力値を抑
    制すると共に、電流制御系の指令値を出力電流値に切り
    換える分散形発電システム。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の分散形発電システムにお
    いて、前記制御部は、前記電流制御系の出力指令値を調
    整後、出力電圧が所定値以上になった場合はインバータ
    を停止する分散形発電システム。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008015899A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Ebara Densan Ltd 系統連系パワーコンディショナ
KR101127672B1 (ko) * 2010-09-29 2012-03-22 한국전력공사 분산전원 제어 장치 및 방법
WO2012114469A1 (ja) * 2011-02-23 2012-08-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電システム
WO2014208933A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 포스코에너지 주식회사 계통 저전압 발생에 따른 계통 연계 인버터의 보호장치 및 방법
WO2014208932A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 포스코에너지 주식회사 계통 전압 이상에 따른 계통 연계 인버터의 과전류 억제장치 및 방법
JP2016111810A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 株式会社ダイヘン インバータ回路を制御する制御回路、および、当該制御回路を備えたインバータ装置
JP2020526178A (ja) * 2017-07-06 2020-08-27 南京南瑞▲継▼保▲電気▼有限公司Nr Electric Co., Ltd チェーンマルチポートグリッド接続インターフェース装置及び制御方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008015899A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Ebara Densan Ltd 系統連系パワーコンディショナ
KR101127672B1 (ko) * 2010-09-29 2012-03-22 한국전력공사 분산전원 제어 장치 및 방법
WO2012114469A1 (ja) * 2011-02-23 2012-08-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 太陽光発電システム
US9300226B2 (en) 2011-02-23 2016-03-29 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrials Systems Corporation Solar power generation system
WO2014208933A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 포스코에너지 주식회사 계통 저전압 발생에 따른 계통 연계 인버터의 보호장치 및 방법
WO2014208932A1 (ko) * 2013-06-26 2014-12-31 포스코에너지 주식회사 계통 전압 이상에 따른 계통 연계 인버터의 과전류 억제장치 및 방법
KR101493511B1 (ko) * 2013-06-26 2015-02-16 포스코에너지 주식회사 계통 전압 이상에 따른 계통 연계 인버터의 과전류 억제장치 및 방법
US9712043B2 (en) 2013-06-26 2017-07-18 Posco Energy Co., Ltd. Apparatus and method for controlling overcurrent of grid-connected inverter due to abnormal grid voltage
US9793789B2 (en) 2013-06-26 2017-10-17 Posco Energy., Ltd. Apparatus and method for protecting grid-connected inverter from occurrence of low grid voltage
JP2016111810A (ja) * 2014-12-05 2016-06-20 株式会社ダイヘン インバータ回路を制御する制御回路、および、当該制御回路を備えたインバータ装置
JP2020526178A (ja) * 2017-07-06 2020-08-27 南京南瑞▲継▼保▲電気▼有限公司Nr Electric Co., Ltd チェーンマルチポートグリッド接続インターフェース装置及び制御方法

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