JP2001190026A - 系統連系インバータの運転装置および運転方法ならびに系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents

系統連系インバータの運転装置および運転方法ならびに系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体

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  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流電源からの直流電力を交流電力に変換
し、該交流電力を系統に供給する系統連系インバータの
運転装置および運転方法ならびに該インバータの運転を
制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読取
可能な記録媒体を得る。 【解決手段】 系統連系インバータ１０を、一つの直流
電源１から並列に直流電力が供給される複数のインバー
タユニット１１，１２，１３，１４で構成し、これから
供給される交流電力に対応してインバータユニットの運
転台数を制御し、運転されるインバータユニットの一つ
を最大電力で運転し、残余を定電流で運転するようにし
た運転装置および運転方法ならびに運転を制御するため
のプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒
体。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池などの直
流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力
を系統に供給して系統と連系運転する系統連系インバー
タの運転装置および運転方法ならびに系統連系インバー
タを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ
読取可能な記録媒体に関するもので、さらに詳しく言え
ば、系統連系インバータを複数のインバータユニットで
構成し、系統連系インバータから供給する交流電力に応
じて効率的な運転を可能にするためのものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギーを推進する面で、太
陽電池などの直流電源からの直流電力を交流電力に変換
し、該交流電力を系統に供給するようにした系統連系イ
ンバータが急速に普及してきている。
【０００３】このような系統連系インバータは、それか
ら供給される交流電力に対し、負荷の電力消費が、該交
流電力より増大した時には不足分を系統から供給する作
用をし、該交流電力より減少した時には過剰分を系統に
供給する作用をするとともに、直流電源の発電量や系統
の電圧変動に依存して該交流電力が変化することによ
り、全負荷と無負荷の間の多様な運転条件が課せられ
る。
【０００４】このような多様な条件で運転することは、
系統連系インバータの容量が大きい場合には、損失の点
で好ましくないため、系統連系インバータを複数のイン
バータユニットで構成し、系統連系インバータから供給
する交流電力に対応して、運転するインバータユニット
の運転台数を制御するものがある。
【０００５】上記した、複数のインバータユニットから
なる系統連系インバータを運転する運転方法としては、
各インバータユニットの入力側を別々の直流電源に接
続し、これらを独立した分散電源ユニットとして運転す
る方法、各インバータユニットの入力側を共通の直流
電源に接続し、これらを並列接続して運転する方法があ
る。
【０００６】上記したの運転方法によって系統との
連系を実現するには、ではすべてのインバータユニッ
トを運転しなければならないのに対し、では任意のイ
ンバータユニットを運転すればよいため、運転に伴う固
定損失が低減できるかどうかという点ではの運転方法
が好ましいが、インバータユニット相互間の干渉がな
く、安定した運転が行えるかどうかという点ではの運
転方法が好ましいと言える。
【０００７】また、系統連系インバータは、直流電源か
ら最大電力を得ようとするため、上記したのいずれ
の運転方法であっても、直流電源から最大電力を得るた
めには、運転するインバータユニットの各々から最大電
力が得られるように、各インバータユニットを制御しな
ければならず、制御装置が簡素化できるかどうかという
点ではの運転方法が好ましいと言える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した如く、の
いずれの運転方法も一長一短があり、系統連系インバー
タを複数のインバータユニットで構成して効率的に運転
することは困難であるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、直流電源と、この直流電源
からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統
に供給して系統と連系運転する系統連系インバータと、
この系統連系インバータの運転を制御する制御装置とを
有し、前記系統連系インバータは一つの直流電源から並
列に直流電力が供給される複数のインバータユニットか
らなり、前記制御装置に、系統連系インバータから供給
する交流電力の増減に対応してインバータユニットの運
転台数を制御する機能と、運転されるインバータユニッ
トの一つを最大電力で運転し、残余を定電流で運転する
ように制御する機能とを設けたことを特徴とする系統連
系インバータの運転装置であり、これにより、インバー
タユニットの運転に伴う固定損失を低減することができ
るとともに、制御装置からの指令は一つのインバータユ
ニットを最大電力で運転し、（運転台数−１）のインバ
ータユニットを定電流で運転するという運転形態に対す
るものであるから、制御装置を簡素化することができ
る。
【００１０】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の系統連系インバータの運転装置に、インバータユニ
ットの運転台数の制御を行うランダム運転台数テーブル
を有していることを特徴とするものであり、これによ
り、各インバータユニットの運転時間を均衡させ、保守
管理を容易にすることができる。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、直流電源か
らの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に
供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニッ
トで構成された、系統連系インバータの運転方法であっ
て、前記系統連系インバータを、系統連系インバータか
ら供給する交流電力の増減に対応してインバータユニッ
トの運転台数を制御し、運転されるインバータユニット
の一つを最大電力で運転し、残余を定電流で運転するよ
うに制御することを特徴とするものであり、これによ
り、インバータユニットの運転に伴う固定損失を低減
し、効率的な系統連系インバータの運転を行うことがで
きる。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の系統連系インバータの運転方法を、インバータユニ
ットの運転台数の制御がランダム運転台数テーブルによ
って行うようにしたことを特徴とするものであり、これ
により、各インバータユニットの運転時間を均衡させ、
保守管理を容易にすることができる。
【００１３】また、請求項５記載の発明は、直流電源か
らの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に
供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニッ
トで構成された、系統連系インバータを運転するための
プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
であって、該プログラムは、コンピュータに、最初に運
転するインバータユニットに運転指令を送出させる第１
ステップと、該インバータユニットから供給される交流
電力を検出し、この交流電力と１台のインバータユニッ
トの供給可能電力との差分値を算出させる第２ステップ
と、この差分値に対応して、次に運転する、少なくとも
一つのインバータユニットに運転指令を送出させる第３
ステップと、運転されるインバータユニットの一つを最
大電力で運転し、残余を定電流で運転させる第４ステッ
プとを含むことを特徴とするものであり、これにより、
インバータユニットの運転に伴う固定損失を低減し、効
率的な系統連系インバータの運転を、コンピュータを用
いて実現することができる。
【００１４】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載の系統連系インバータを運転するためのプログラムを
記録したコンピュータ読取可能な記録媒体の、第１ステ
ップと第３ステップの運転指令とがランダム運転台数テ
ーブルからの情報に基づいて送出されることを特徴とす
るものであり、これにより、各インバータユニットの運
転時間を均衡させ、保守管理を容易にすることを、コン
ピュータを用いて実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
【００１６】図１は本発明の実施の形態に係る系統連系
インバータの運転装置を説明するための図である。
【００１７】上記した実施の形態に係る系統連系インバ
ータの運転装置の特徴は、図１に示した如く、太陽電池
のような直流電源１と、この直流電源１からの直流電力
を交流電力に変換し、該交流電力を系統２に供給して系
統２と連系運転する、複数のインバータユニット１１，
１２，１３，１４からなる系統連系インバータ１０と、
前記各インバータユニット１１，１２，１３，１４の運
転を制御する制御装置２１とを有し、この制御装置２１
に、系統連系インバータ１０から供給する交流電力の増
減に対応して、インバータユニット１１，１２，１３，
１４のうち、何台を運転するかを制御する機能と、運転
するインバータユニットが１１，１２，１３，１４であ
れば、そのうちの一つ、たとえばインバータユニット１
１を最大電力で運転し、残余のインバータユニット１
２，１３，１４を定電流で運転するように制御する機能
とを設けたことである。
【００１８】図２は上記した制御装置２１の機能を説明
するための図である。
【００１９】上記した制御装置２１は、最初に１台、た
とえば、インバータユニット１１を選択し、これに、最
大電力が得られる運転指令を発して運転しておき、前記
インバータユニット１１から供給される交流電力を検出
し、この交流電力と１台の供給可能電力とを比較し、そ
の差が一定値以下になると、図２の破線で示したよう
に、次の１台、たとえば、インバータユニット１２を選
択してインバータユニット１１と並列で運転し、インバ
ータユニット１１または１２の一方、たとえば、インバ
ータユニット１１に最大電力が得られる運転指令を発
し、インバータユニット１２に入力電流が一定になる運
転指令を発し、以下、運転されるインバータユニットか
ら供給される交流電力を検出し、この交流電力と運転台
数に対応した供給可能電力とを比較し、その差が一定値
以下になるごとに運転するインバータユニットを、図２
の実線で示した供給可能電力まで増加させるとともに、
インバータユニット１１，１２，１３，１４の一つ、た
とえば、インバータユニット１１に最大電力が得られる
運転指令を発し、残余、たとえば、インバータユニット
１２，１３，１４に入力電流が一定になる運転指令を発
するようにする。
【００２０】上記した制御装置２１によれば、最大電力
が得られる運転指令を受けたインバータユニットは、直
流電源１から供給される直流電力が安定していれば、運
転されるインバータユニットの台数が多くなると、垂下
曲線が緩やかになるので、容易に最大電力での運転に移
行することができる。
【００２１】なお、上記した制御装置２１において、直
流電源１の容量が系統連系インバータ１０の容量に対し
て過大である場合や系統２の電圧が低い場合であって
も、各インバータユニット１１，１２，１３，１４に最
大電流制限機能を設けておくことにより、過渡的に外乱
が加わるものの、前述した機能によって安定した運転に
移行させることができる。
【００２２】また、上記した制御装置２１には、インバ
ータユニットの運転台数の制御を行うランダム運転台数
テーブルを設けることができる。
【００２３】すなわち、前記ランダム運転台数テーブル
は、インバータユニット１１，１２，１３，１４に対
し、全部の運転パターンまたはその中の特定の運転パタ
ーンをテーブル化してメモリーしておき、運転する日や
運転するサイクルの変化に伴ってテーブル化した運転パ
ターンをテーブル数の周期で反復させるものであり、こ
れによって特定のインバータユニットの運転時間が長く
なったり、ほとんど運転されないインバータユニットが
あるといったことを防止することができる。
【００２４】次に、本発明の系統連系インバータの運転
方法について説明する。
【００２５】上記した系統連系インバータの運転方法の
特徴は、複数のインバータユニットで構成された系統連
系インバータを、系統連系インバータから供給する交流
電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を
制御し、運転されるインバータユニットの一つを最大電
力で運転し、残余を定電流で運転するように制御するこ
とである。
【００２６】すなわち、上記した系統連系インバータの
運転方法は、最初に運転するインバータユニットを選択
し、これに、最大電力が得られる運転指令を発して運転
しておき、このインバータユニットから供給される交流
電力と１台の供給可能電力とを比較し、その差が一定値
以下になると、任意に次の１台のインバータユニットを
選択して２台並列で運転し、いずれか一方のインバータ
ユニットに最大電力が得られる運転指令を発し、他方の
インバータユニットに入力電流が一定になる運転指令を
発し、以下、運転されるインバータユニットから供給さ
れる交流電力と運転台数に対応した供給可能電力とを比
較し、その差が一定値以下になるごとに運転するインバ
ータユニットを増加させて並列で運転し、一つに最大電
力が得られる運転指令を発し、残余に入力電流が一定に
なる運転指令を発するような制御方法を含むものであ
る。
【００２７】また、上記した運転方法にも、前述した制
御装置２１と同様に、インバータユニットの運転台数の
制御を、ランダム運転台数テーブルによって行い、特定
のインバータユニットの運転時間が長くなったり、ほと
んど運転されないインバータユニットがあるといったこ
とを防止することができる。
【００２８】次に、本発明の系統連系インバータの運転
するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能
な記録媒体について説明する。
【００２９】上記した系統連系インバータを運転するた
めのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録
媒体の特徴は、系統連系インバータが複数のインバータ
ユニットで構成されたものに適用でき、コンピュータ
に、最初に運転するインバータユニットに運転指令を送
出させる第１ステップと、該インバータユニットから供
給される交流電力を検出し、この交流電力と１台のイン
バータユニットの供給可能電力との差分値を算出させる
第２ステップと、この差分値が一定値以下の場合に次に
運転する、少なくとも一つのインバータユニットに運転
指令を送出させる第３ステップと、運転されるインバー
タユニットの一つを最大電力で運転し、残余を定電流で
運転させる第４ステップとを含むことである。
【００３０】すなわち、上記した系統連系インバータを
運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取
可能な記録媒体は、第１ステップで、最初に運転するイ
ンバータユニットを任意に１台選択し、これに運転指令
を送出して運転を開始させるとともに、これを最大電力
で運転させ、第２ステップで、このインバータユニット
から供給される交流電力と１台のインバータユニットの
供給可能電力とを比較して差分値を算出させ、第３ステ
ップで、前記差分値に対応して次に運転するインバータ
ユニットを任意に１台または複数台選択し、これに運転
指令を送出させ、第４ステップで、運転されるインバー
タユニットの一つを最大電力で運転させ、残余のインバ
ータユニットを定電流で運転させるように、コンピュー
タを制御するものである。
【００３１】なお、第３ステップの、差分値に対応して
次に運転するインバータユニットを任意に１台または複
数台選択するのは、最初に運転されるインバータユニッ
トから供給される交流電力と１台の供給可能電力とを比
較して差分値を算出させ、この差分値が一定値以下にな
ると、任意に次の１台のインバータユニットを選択して
２台並列で運転し、いずれか一方のインバータユニット
に最大電力が得られる運転指令を発し、他方のインバー
タユニットに入力電流が一定になる運転指令を発し、以
下、運転されるインバータユニットから供給される交流
電力と運転台数に対応した供給可能電力とを比較し、そ
の差が一定値以下になるごとに運転するインバータユニ
ットを増加させて並列で運転し、一つに最大電力が得ら
れる運転指令を発し、残余に入力電流が一定になる運転
指令を発するような制御と、前記差分値に応じて１台ま
たは複数台のインバータユニットを選択するような制御
とがある。
【００３２】また、上記した系統連系インバータを運転
するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能
な記録媒体にも、第１ステップと第３ステップの運転指
令とがランダム運転台数テーブルからの情報に基づいて
送出されるようにすれば、前述した制御装置２１と同様
に、特定のインバータユニットの運転時間が長くなった
り、ほとんど運転されないインバータユニットがあると
いったことを防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】上記した如く、本発明に係る系統連系イ
ンバータの運転装置および運転方法は、系統連系インバ
ータを複数のインバータユニットで構成し、系統連系イ
ンバータから供給する交流電力の増減に対応してインバ
ータユニットの運転台数を制御しているから、不必要な
インバータユニットを運転することに伴う固定損失を低
減することができるとともに、運転されるインバータユ
ニットの一つを最大電力で運転し、（運転台数−１）の
インバータユニットを定電流で運転するという運転形態
を制御しているから、簡素な制御装置にすることができ
る。
【００３４】また、本発明に係る系統連系インバータを
運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取
可能な記録媒体は、前述した運転装置および運転方法を
コンピュータを用いて実現することができるから、この
ような系統連系インバータの運転装置および運転方法の
実現に寄与するところが大である。
【００３５】さらに、前述した運転装置、運転方法およ
び運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読
取可能な記録媒体において、ランダム運転台数テーブル
により、特定のインバータユニットの運転時間が長くな
ったり、ほとんど運転されないインバータユニットがあ
るといったことも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の系統連系インバータの運転装置を説明
するための図である。
【図２】本発明の系統連系インバータの運転装置の制御
装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 直流電源 ２ 系統 １０ 系統連系インバータ １１，１２，１３，１４ インバータユニット ２１ 制御装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電源と、この直流電源からの直流電
    力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に供給して系
    統と連系運転する系統連系インバータと、この系統連系
    インバータの運転を制御する制御装置とを有し、前記系
    統連系インバータは一つの直流電源から並列に直流電力
    が供給される複数のインバータユニットからなり、前記
    制御装置に、系統連系インバータから供給する交流電力
    の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御
    する機能と、運転されるインバータユニットの一つを最
    大電力で運転し、残余を定電流で運転するように制御す
    る機能とを設けたことを特徴とする系統連系インバータ
    の運転装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の系統連系インバータの運
    転装置は、インバータユニットの運転台数の制御を行う
    ランダム運転台数テーブルを有していることを特徴とす
    る系統連系インバータの運転装置。
  3. 【請求項３】 直流電源からの直流電力を交流電力に変
    換し、該交流電力を系統に供給して系統と連系運転す
    る、複数のインバータユニットで構成された、系統連系
    インバータの運転方法であって、前記系統連系インバー
    タを、系統連系インバータから供給する交流電力の増減
    に対応してインバータユニットの運転台数を制御し、運
    転されるインバータユニットの一つを最大電力で運転
    し、残余を定電流で運転するように制御することを特徴
    とする系統連系インバータの運転方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の系統連系インバータの運
    転方法は、インバータユニットの運転台数の制御がラン
    ダム運転台数テーブルによって行われることを特徴とす
    る系統連系インバータの運転方法。
  5. 【請求項５】 直流電源からの直流電力を交流電力に変
    換し、該交流電力を系統に供給して系統と連系運転す
    る、複数のインバータユニットで構成された、系統連系
    インバータを運転するためのプログラムを記録したコン
    ピュータ読取可能な記録媒体であって、該プログラム
    は、コンピュータに、最初に運転するインバータユニッ
    トに運転指令を送出させる第１ステップと、該インバー
    タユニットから供給される交流電力を検出し、この交流
    電力と１台のインバータユニットの供給可能電力との差
    分値を算出させる第２ステップと、この差分値に対応し
    て、次に運転する、少なくとも一つのインバータユニッ
    トに運転指令を送出させる第３ステップと、運転される
    インバータユニットの一つを最大電力で運転し、残余を
    定電流で運転させる第４ステップとを含むことを特徴と
    する系統連系インバータを運転するためのプログラムを
    記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の系統連系インバータを運
    転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可
    能な記録媒体は、第１ステップと第３ステップの運転指
    令とがランダム運転台数テーブルからの情報に基づいて
    送出されることを特徴とする系統連系インバータを運転
    するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能
    な記録媒体。
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