JP2001352682A - インバータ装置および電力を商用系統に逆潮流する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 商用系統の電圧が上限値を超えないように商
用系統に電力を逆潮流すること。 【解決手段】 太陽電池２からの出力を交流電力に変換
する昇圧回路１１、直流コンデンサ１３、スイッチング
素子群１２を有し、変換された交流電力を低圧配電線３
に逆潮流するインバータ装置１００は、複数のインバー
タ装置が低圧配電線３に接続される連係点６における電
圧を検出するための検出回路７と、検出回路７により検
出された電圧に応じて、昇圧回路１１の出力を制御する
制御回路１５とを備える。複数のインバータ装置に応じ
て変動する商用系統の電圧を正確に検出することができ
るので、商用系統の電圧が上限値を超えないように商用
系統に電力を逆潮流することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ装置
および電力を商用系統に逆潮流する方法に関し、特に、
太陽電池等の直流電源からの電力を商用系統に逆潮流す
るインバータ装置および電力を商用系統に逆潮流する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池が発生する直流電流を交流電流
に変換して、既存の商用系統の電源に電力を供給するイ
ンバータ装置が用いられている。図６は、従来のインバ
ータ装置を示す図である。図６を参照して、従来のイン
バータ装置４００は、商用系統の電源からの電力を搬送
するための低圧配電線３と柱上トランス４を介して連系
点６で接続される。インバータ装置４００と連系点６と
の間は、引込線５で接続される。１つの柱上トランスに
複数台のインバータ装置が接続されることもある。

【０００３】インバータ装置４００は、その前段で太陽
電池２と接続されている。太陽電池で発電された直流電
流は、昇圧回路４１１で電圧値が３５０Ｖまで昇圧され
る。このとき、制御回路１５から昇圧回路４１１内に設
けられたスイッチング素子に対して、２０ｋＨｚの周波
数のオン／オフ信号が出力される。オン／オフ信号のデ
ューティを変化させることによって、太陽電池２の電圧
値が制御される。

【０００４】昇圧回路１１で昇圧された直流電圧は、直
流コンデンサ１３によって平滑化される。そして、スイ
ッチング素子群１２によって、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ
の正弦波の電流波形に変換されて出力される。

【０００５】インバータ装置４００は、インバータ装置
４００が設置されている屋内の一般負荷２２に電力を供
給する。また、一般負荷２２で要求される電力よりも太
陽電池２で発電されて変換された交流電力の方が大きい
場合には、その余剰電力を低圧配電線に逆潮流する。

【０００６】このとき、インバータ装置４００から商用
系統へ逆潮流する電力（電流）が大きくなればなるほ
ど、低圧配電線３での電圧値が上昇してしまう。このた
め、低圧配電線３の電圧値を所定の値、たとえば、１０
１Ｖ＋６Ｖ以内に制限するために、インバータ装置４０
０は自身の出力端の電圧を電圧検出回路４２４で検出し
て、検出された電圧値が１０７Ｖ〜１１０Ｖ以上になっ
た場合に、インバータ装置４００からの出力電力を絞る
制御を行なう。検出される出力端の電圧にある程度の幅
が許容されるのは、低圧配電線３からインバータ装置４
００までの引込線５のインピーダンス、あるいは、柱上
トランス４のインピーダンスによって、電圧降下にばら
つきが生じるためである。

【０００７】このように、インバータ装置４００は、自
身の出力を絞ることによって出力端の電圧を上記規定電
圧より上昇しないように制御する。これにより、インバ
ータ装置４００からの逆潮流による低圧配電線３の電圧
上昇が抑制されて、低圧配電線３の電圧値が所定の値、
たとえば、１０１Ｖ＋６Ｖ以内に維持される。

【０００８】インバータ装置４００は、通常の動作時に
おいては、太陽電池２の最大電力点における電圧を入力
する最大点追従制御を行なわれ、太陽電池２で発生した
電力を最大限に利用してインバータ装置から出力する。
インバータ装置４００が出力を絞る制御を行なう場合に
は、上述した最大電力追従制御を行なわずに、太陽電池
２の最大電力点からずらした電圧が入力されるようにイ
ンバータ装置４００が制御される。太陽電池２の最大電
力点から動作電圧をずらせばずらすほど、インバータ装
置４００からの出力電力は小さくなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】太陽電池２で発電した
電力をすべて商用系統に逆潮流することがエネルギの有
効利用という観点からは望ましい。しかしながら、イン
バータ装置４００が出力を絞る制御を行なう場合に、太
陽電池２の最大電力点から動作電圧をずらすことにより
減少する電力は、太陽電池２から発電される電力が熱エ
ネルギに変換されて、太陽電池２自身が発熱する。本来
は商用系統へ逆潮流できる電力を無駄に太陽電池２内の
発熱によって放棄していることになる。このように、太
陽電池２が発電する能力を有するにもかかわらず、発電
した電力の一部を破棄しなければならないという問題が
ある。

【００１０】さらに、太陽電池２の温度が上昇すること
で、太陽電池２の出力特性が低下し、太陽電池２の出力
も低下してしまうといった問題がある。

【００１１】また、従来のインバータ装置４００では、
柱上トランス４からインバータ装置４００までの引込線
３のインピーダンスを考慮して、１０７Ｖから１１０Ｖ
という規定値を個別に設定していた。このため、実際
に、低圧配電線３の電圧が１０７Ｖ以下に抑制されてい
るかどうかが疑わしいといった問題がある。

【００１２】これらの問題は、１台の柱上トランジスタ
に複数台のインバータ装置が接続された場合により顕著
に発生する。これは、複数台のインバータ装置がそれぞ
れ単独で出力電力を絞る制御を行なうことによるもので
ある。すなわち、それぞれのインバータ装置で、柱上ト
ランジスタからの引込線５の長さ（換言すれば引込線５
のインピーダンス）が異なるため、低圧配電線３の電圧
に対するインバータ装置の出力端の電圧が互いに異な
る。その結果、それぞれのインバータ装置が出力を絞る
程度が異なったり、出力を絞り始めるタイミングがずれ
たりする。そして、極端な場合には、複数のインバータ
装置のうち１台のみが出力を絞る制御を行なって低圧配
電線３の電圧上昇抑制に寄与するが、その他のインバー
タ装置は出力を絞る制御を行なわない場合があった。こ
れでは、インバータ装置の使用者間で不公平となるとい
う問題がある。

【００１３】さらに、低圧配電線３の電圧値は配電網の
場所により、あるいは、時間帯によりばらつきがある。
たとえば１０５Ｖの電圧で電力が供給されている需要家
が、インバータ装置を取付けた場合には、インバータ装
置の出力端の電圧値がもともと高いために、上限の１０
７Ｖになるまでしか電力を逆潮流できない。このため、
インバータ装置から出力することができる電力が小さく
なってしまう。また、工場などが密集した地域の需要家
にとっては、工場の電力消費が一時中断する正午から１
３時の時間帯において低圧配電線３の電圧が上昇するた
め、太陽電池２が最も発電量の多い時間帯において、イ
ンバータ装置の出力を絞る制御を行なわなければならな
いといった問題がある。

【００１４】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたもので、この発明の目的は、商用系統の電圧が
上限値を超えないように商用系統に電力を逆潮流するこ
とが可能なインバータ装置を提供することである。

【００１５】この発明の他の目的は、インバータ装置の
使用者間における不公平をなくすことが可能なインバー
タ装置を提供することである。

【００１６】この発明のさらに他の目的は、直流電源か
らの出力を有効に利用することが可能なインバータ装置
を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めにこの発明のある局面によれば、インバータ装置は、
直流電源からの出力を交流電力に変換する変換手段を有
し、変換手段により変換された電力を商用系統に逆潮流
するインバータ装置において、複数のインバータ装置が
商用系統に接続される分岐点における電圧を検出するた
めの電圧検出手段と、電圧検出手段により検出された電
圧に応じて、変換手段の出力を制御する制御手段とを備
える。

【００１８】この発明に従うと、複数のインバータ装置
が商用系統に接続される分岐点における電圧が検出さ
れ、検出された電圧に応じて、直流電源からの出力を交
流電力に変換する変換手段の出力が制御される。商用系
統の電圧は、複数のインバータ装置の負荷に応じて変動
する。このため、変動する商用系統の電圧を正確に検出
することができるので、商用系統の電圧が上限値を超え
ないように商用系統に電力を逆潮流することが可能なイ
ンバータ装置を提供することができる。

【００１９】また、商用系統に複数のインバータ装置が
連系された場合には、複数のインバータ装置は、１つの
分岐点で検出された電圧に応じて、変換手段の出力を制
御する。このため、複数のインバータ装置で同じ制御が
なされ、インバータ装置の使用者間における不公平をな
くすことが可能なインバータ装置を提供することができ
る。

【００２０】この発明の他の局面によれば、インバータ
装置は、直流電源からの出力を交流電力に変換する変換
手段を有し、変換手段により変換された電力を商用系統
に逆潮流するインバータ装置において、商用系統との連
系点における電圧を検出するための電圧検出手段と、商
用系統に接続された特定負荷を能動化させるための能動
化手段とを備え、能動化手段は、電圧検出手段により検
出された電圧が所定値を超え、かつ、変換手段からの電
力の出力が可能な場合に、特定負荷を能動化させること
を特徴とする。

【００２１】この発明に従えば、変換手段により直流電
源からの出力が交流電力に変換される。商用系統との連
系点における電圧が検出され、検出された電圧が所定値
を超え、かつ、変換手段からの電力の出力が可能な場合
に、特定負荷が能動化される。このため、商用系統の電
圧が上限値を超えないように商用系統に電力を逆潮流す
ることができる。また、変換手段から出力される電力が
特定負荷で消費されるので、直流電源からの出力を有効
に利用することが可能なインバータ装置を提供すること
ができる。

【００２２】好ましくは、インバータ装置は、電圧検出
手段により検出された電圧に応じて、変換手段の出力を
制御する制御手段と、制御手段による制御と能動化手段
による制御とを切換えるための切換手段とをさらに備え
る。

【００２３】この発明に従えば、制御手段による制御と
能動化手段による制御とが切換えられるので、変換手段
から出力される電力を商用系統に逆潮流するか、特定負
荷で消費するかを選択することができる。

【００２４】好ましくは、インバータ装置の能動化手段
は、特定負荷を能動化するときにはオン信号を送信し、
能動化しないときにはオフ信号を送信することを特徴と
する。

【００２５】この発明に従えば、特定負荷を能動化する
ときにはオン信号が送信され、能動化しないときにはオ
フ信号が送信される。このため、特定負荷のオン／オフ
制御が可能になる。

【００２６】好ましくは、インバータ装置の能動化手段
は、特定負荷に検出手段で検出された電圧に比例した電
圧または電流の信号を送信することを特徴とする。

【００２７】この発明に従えば、能動化手段は、検出手
段により検出された電圧に比例した電圧または電流の信
号が特定負荷に送信される。このため、特定負荷の消費
電力を検出された電圧に比例した電圧または電流の信号
に応じて決めることができる。その結果、特定負荷の消
費電力を連続的または段階的に制御することができ、商
用系統へ逆潮流する電力を連続的または段階的に変化さ
せることができる。

【００２８】好ましくは、インバータ装置の切換手段
は、能動化手段により負荷が能動化されてもなお電圧検
出手段により検出された電圧が所定値を超える場合に
は、制御手段による制御を可能とすることを特徴とす
る。

【００２９】この発明に従えば、能動化手段により負荷
が能動化されてもなお電圧検出手段により検出された電
圧が所定値を超える場合には、制御手段による制御が可
能となる。このため、変換手段から出力される電力を有
効に利用することができる。

【００３０】好ましくは、連系点は、複数のインバータ
装置が商用系統に接続される分岐点であることを特徴と
する。

【００３１】この発明に従えば、連系点が、商用系統に
接続される複数のインバータ装置の分岐点なので、複数
のインバータ装置は、１つの分岐点で検出された電圧に
応じて、変換手段の出力を制御する。このため、複数の
インバータ装置で同じ制御がなされ、インバータ装置の
使用者間における不公平をなくすことができる。

【００３２】この発明のさらに他の局面によれば、電力
を商用系統に逆潮流する方法は、直流電源からの出力を
交流電力に変換し、変換された電力を商用系統に逆潮流
する方法であって、商用系統との連系点における電圧を
検出するステップと、電圧検出手段により検出された電
圧が所定値を超え、かつ、変換手段からの電力の出力が
可能な場合に、商用系統に接続された特定負荷を能動化
させるステップとを含む。

【００３３】この発明に従えば、直流電源からの出力が
交流電力に変換され、商用系統との連系点における電圧
が検出され、検出された電圧が所定値を超え、かつ、変
換手段からの電力の出力が可能な場合に、特定負荷が能
動化される。このため、商用系統の電圧が上限値を超え
ないように商用系統に電力を逆潮流することができる。
また、変換手段から出力される電力が特定負荷で消費さ
れるので、直流電源からの出力を無駄に消費することが
ない。

【００３４】好ましくは、電力を商用系統に逆潮流する
方法の能動化ステップは、特定負荷に検出ステップで検
出された電圧に比例した電圧または電流の信号を送信す
るステップを含むことを特徴とする。

【００３５】この発明に従えば、検出手段により検出さ
れた電圧に比例した電圧または電流の信号が特定負荷に
送信されるので、特定負荷の消費電力を検出された電圧
に比例した電圧または電流の信号に応じて決めることが
できる。その結果、特定負荷の消費電力を連続的または
段階的に制御することができ、商用系統へ逆潮流する電
力を連続的または段階的に変化させることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当する部材を示す。

【００３７】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態におけるインバータ装置の低圧配電線と
の接続を説明するための図である。図１を参照して、第
１の実施の形態におけるインバータ装置１００は、直流
電源としての太陽電池２と接続され、太陽電池２から出
力される直流電力を交流電力に変換する。

【００３８】また、インバータ装置１００は、商用電源
からの電力を搬送するための低圧配電線３と柱上トラン
ス４を介して接続される。柱上トランス４とインバータ
装置１００との間は、引込線５で接続されている。柱上
トランス４と引込線５との接続点を連系点６という。

【００３９】インバータ装置１００は、太陽電池２から
出力される直流電力を交流電力に変換し、変換した電力
を低圧配電線３に対して逆潮流する。

【００４０】柱上トランス４からはインバータ装置１０
０以外にも、他のインバータ装置１００Ａ、インバータ
装置１００Ｂ等の複数台のインバータ装置がそれぞれ引
込線５Ａ、引込線５Ｂでそれぞれ連系点６で接続されて
いる。

【００４１】また、連系点６における配電線電圧を検出
する検出回路７が設けられている。検出回路７と各イン
バータ装置１００，１００Ａ，１００Ｂとは、信号ライ
ン８，８Ａ，８Ｂで接続されている。検出回路７は、検
出した配電線電圧が予め設定された規定電圧を超えた場
合に所定の信号を各インバータ装置１００，１００Ａ，
１００Ｂに出力する。また、検出回路７が各インバータ
装置１００，１００Ａ，１００Ｂに出力する信号を、検
出した配電線電圧に比例した電圧または電流の信号とし
てもよい。

【００４２】インバータ装置１００，１００Ａ，１００
Ｂでは、低圧配電線３の電圧（連系点６の電圧）が予め
定められた規定値範囲（たとえば１０１Ｖ±６Ｖ）から
逸脱しないように制御する。すなわち連系点６の電圧が
規定値範囲よりも上昇した場合には、低圧配電線に電力
を逆潮流しているインバータ装置１００，１００Ａ，１
００Ｂの出力電力を低減するように制御する。

【００４３】図２は、本発明の第１の実施の形態におけ
るインバータ装置１００の詳細な構成を示すブロック図
である。図２を参照して、インバータ装置１００は、太
陽電池２から入力される直流電流を交流電力に変換し、
低圧配電線３に対して電力を逆潮流させる装置である。

【００４４】インバータ装置１００は、インバータ装置
１００の全体を制御するための制御回路１５と、太陽電
池２から入力された直流電流を昇圧する昇圧回路１１
と、昇圧された直流電力を交流電力に変換するスイッチ
ング素子群１２と、昇圧回路１１とスイッチング素子群
１２との間に設けられた直流コンデンサ１３と、インバ
ータ装置１００の出力端に設けられ、低圧配電線３とイ
ンバータ装置とを連系させるための連系用開閉器１４
と、インバータ装置１００の外部からの信号を入力して
制御回路１５へ送信する外部信号入力部１６とを含む。

【００４５】太陽電池２から入力される電力が昇圧回路
１１に入力される。昇圧回路１１では、入力された直流
を所定の電圧値、たとえば３５０Ｖまで昇圧する。この
とき、制御回路１５から昇圧回路内に設けられたスイッ
チング素子に対して、一定の周波数、たとえば２０ｋＨ
ｚのオン／オフ信号が出力される。オン／オフ信号のデ
ューティを変化させることによって、太陽電池２側、換
言すれば昇圧回路１１の入力側の電圧値が制御される。

【００４６】インバータ装置１００の通常運転時におい
ては、制御回路１５は、昇圧回路１１の入力電圧が、太
陽電池２から最大出力電力を得ることができる電圧値に
なるようにオン／オフ信号のデューティ比を制御する。

【００４７】図３は、太陽電池の電圧・電力特性を示す
図である。図３を参照して、Ａ点において太陽電池から
の最大出力電力が最大となる。制御回路１５では、Ａ点
の電圧値である電圧値Ｖａが得られるようにオン／オフ
信号を昇圧回路１１に出力する。

【００４８】図２に戻って、昇圧回路１１で昇圧された
直流電圧は、直流コンデンサ１３によって平滑化され
る。そして、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の電流波
形に変換する波形制御が、制御回路１５からの信号に従
ってスイッチング素子群１２によって行なわれる。

【００４９】インバータ装置１００の出力端に設けられ
た連系用開閉器１４は、制御回路１５からの信号に従っ
て、低圧配電線３との解列・連系を切換える。

【００５０】制御回路１５は、検出回路７から低圧配電
線３の電圧値が上昇したことを示す信号が外部信号入力
部１６に入力されると、入力された信号に応じて昇圧回
路１１のデューティ比を制御する。検出回路７から外部
信号入力部１６に入力される信号は、電圧信号、電流信
号、あるいはオン／オフ信号である。

【００５１】制御回路１５による昇圧回路１１の制御
は、デューティ比を段階的または連続的に変化させるも
のである。図３を参照して、通常はＡ点の入力電圧で動
作していたインバータ装置１００が、デューティ比を変
化させることで、例えばＢ点の入力電圧に移動する。デ
ューティ比を段階的または連続的に変化させることによ
り、インバータ装置１００の入力電圧が段階的または連
続的に変化する。これに伴って、インバータ装置１００
からの出力電力が段階的または連続的に変化する。

【００５２】出力電力の段階的な変化とは、検出回路７
から外部信号入力部１６に入力される信号がオン／オフ
信号の場合に、出力電力を外部信号入力部１６にオフ信
号が入力されると次にオン信号が入力されるまで所定の
時間間隔で所定の電力を低減させ、オン信号が入力され
ると次にオフ信号が入力されるまで所定の時間間隔で所
定の電力を増加させることをいう。

【００５３】出力電力の連続的な変化とは、検出回路７
から外部信号入力部１６に入力される信号を連系点６に
おける電圧の上昇量に応じた電圧信号または電流信号と
した場合に、出力電力を外部信号入力部１６に入力され
る信号に比例して連続的に変化させることをいう。

【００５４】このように、外部信号入力部１６に入力さ
れる信号のレベル、または、回数により、インバータ装
置１００の出力を段階的または連続的に変化させる制御
を行なうことにより、フィードバック制御がかかり、イ
ンバータ装置１００の出力が一義的に決定される。

【００５５】以上説明したように、第１の実施の形態に
おけるインバータ装置１００は、検出回路７から入力さ
れた信号に応じて出力電力または出力電流を段階的また
は連続的に低減するので、低圧配電線３の電圧（連系点
６の電圧）が予め定められた規定値範囲（たとえば１０
１Ｖ±６Ｖ）から逸脱しないようにすることができる。

【００５６】また、連系点６に複数のインバータ装置が
接続された場合であっても、それぞれのインバータ装置
の出力端の電圧でなく、検出回路７で検出された連系点
６の電圧が基準となって複数のインバータ装置で出力電
力が制御されるので、複数のインバータ装置で低減する
電力の量や低減するタイミングがほぼ同じとなる。

【００５７】さらに、インバータ装置では、出力電力ま
たは出力電流を段階的または連続的に低減するので、複
数のインバータ装置が接続された場合であっても、それ
ぞれのインバータ装置１００，１００Ａ，１００Ｂが出
力する電力の低減を開始するタイミング、低減させる電
力の量は、複数のインバータ装置の間でほぼ統一され
る。このため、各インバータ装置で低減する電力または
電流の量に大きな違いが発生しない。

【００５８】なお、複数台のインバータ装置１００，１
００Ａ，１００Ｂに優先順位を付けておき、インバータ
装置側の設定または、検出回路７からの信号によって、
複数台のインバータ装置１００，１００Ａ，１００Ｂに
おいて優先的に出力を低減するインバータ装置、また
は、優先的に出力制限をしないインバータ装置を選択す
ることも可能である。

【００５９】また、検出回路７からインバータ装置１０
０，１００Ａ，１００Ｂへの信号を信号ライン８で送信
するようにしたが、無線で行なうことも、電力線搬送で
行なうことも可能である。

【００６０】［第２の実施の形態］図４は、第２の実施
の形態におけるインバータ装置２００の概略構成を示す
ブロック図である。図４を参照して、第２の実施の形態
におけるインバータ装置２００は、直流電源としての太
陽電池２と接続され、太陽電池２から出力される直流電
力を交流電力に変換する。また、インバータ装置２００
は、商用電源からの電力を搬送するための低圧配電線３
と柱上トランス４を介して接続される。柱上トランス４
とインバータ装置２００との間は、引込線５で接続され
ている。柱上トランス４と引込線５との接続点は、連系
点６である。

【００６１】インバータ装置２００は、インバータ装置
２００の全体を制御するための制御回路１５と、太陽電
池２から入力された直流電流を昇圧する昇圧回路１１
と、昇圧された直流電力を交流電力に変換するスイッチ
ング素子群１２と、昇圧回路１１とスイッチング素子群
１２との間に設けられた直流コンデンサ１３と、インバ
ータ装置２００の出力端に設けられ、低圧配電線３とイ
ンバータ装置とを連系させるための連系用開閉器１４
と、連系用開閉器１４の出力端側の電圧を検出する電圧
検出回路２４と、インバータ装置２００から出力される
出力電力または出力電流を低減する出力制御部２６と、
制御回路１５からの指示に基づきインバータ装置２００
の外部へ信号を出力するための外部信号出力部２５と、
出力低減モードと負荷能動化モードとのいずれかの制御
モードに切換えるための制御モード切換部２７とを含
む。

【００６２】インバータ装置２００は、電力需要家内の
一般負荷装置２２と、特定負荷装置２３とに対して電力
供給を行なう。

【００６３】また、インバータ装置２００は、オン／オ
フ切換部２８と接続されている。オン／オフ切換部２８
は、外部信号出力部２５から信号が入力され、入力され
た信号に応じて、特定負荷装置２３のオン／オフを切換
える制御を行なう。また、オン／オフ切換部２８は、特
定負荷に供給する電力を制御するための負荷電力制御部
２９を有し、外部信号出力部２５から入力された信号に
応じた電力を特定負荷装置２３に供給することにより、
特定負荷を動作させる。

【００６４】特定負荷装置２３は、たとえば、電気温水
器、蓄電池充電装置、蓄冷熱装置などの電気エネルギを
熱エネルギ等の他のエネルギに変換して蓄えることが可
能な負荷装置、あるいは、空調システム、屋根裏換気な
どの家庭内換気装置など断続的に動作させても所定の効
果を得ることができる装置がよい。

【００６５】制御モード切換部２７は、出力低減モード
と負荷能動化モードとのいずれかの制御モードに切換え
る。いずれかのモードを選択的に切換えてもよいし、２
つのモードで同時に動作させるようにしてもよい。

【００６６】出力低減モードとは、第１の実施の形態に
おけるインバータ装置２００の制御回路１５で行なわれ
る処理と同様の処理を行なうモードである。出力低減モ
ードにおいて制御回路１５は、電圧検出回路２４からイ
ンバータ装置２００の出力端の電圧値が上昇したことを
示す信号が出力制御部２６に入力された場合に、入力さ
れた信号に応じて昇圧回路１１のデューティ比を制御す
る。デューティ比の制御については、すでに説明したの
でここでは説明を繰り返さない。

【００６７】負荷能動化モードとは、外部信号出力部２
５からオン／オフ切換部２８に対して信号を出力するこ
とにより、特定負荷装置２３のオン／オフを切換える制
御を行なうモードである。

【００６８】第２の実施形態におけるインバータ装置２
００は、インバータ装置２００の出力端電圧を電圧検出
回路２４で検出する。そして、検出された電圧値が予め
設定した規定値電圧以上であること、および、インバー
タ装置２００からの出力が可能であることを制御回路１
５で判断し、２つの条件がともに満たされる場合に、負
荷能動化モードまたは／および出力低減モードとする。

【００６９】インバータ装置２００の出力端の電圧値
は、インバータ装置２００から低圧配電線３へ逆潮流す
る電力（電流）が大きくなればなるほど上昇する。この
ため、インバータ装置２００が設置された需要家の特定
負荷装置２３を動作させることで、インバータ装置２０
０からの出力が低圧配電線３に逆潮流するよりも優先し
て特定負荷装置２３に供給される。これにより、低圧配
電線３への逆潮流電力を低減することができる。その結
果、インバータ装置２００の出力端の電圧、ひいては低
圧配電線３の電圧の上昇を抑制することができる。

【００７０】外部信号出力部２５から出力する信号出力
は、電圧検出回路２４により検出された出力端の電圧値
が予め設定された規定電圧値以上であり、かつ、インバ
ータ装置２００からの出力が可能である場合にはオン信
号であり、規定電圧値に達しない場合、または、インバ
ータ装置からの出力がない場合にはオフ信号である。

【００７１】オン／オフ切換部２８は、外部信号出力部
２５からオン／オフ信号を受信して、特定負荷装置２３
（たとえばエアコンディション）の起動、停止を制御す
る。制御方法が簡単なので、オン／オフ切換部２８を既
存の特定負荷装置２３と接続することにより、簡単に構
成することができる。

【００７２】オン／オフ切換部２８で特定負荷装置２３
を動作させた場合、特定負荷装置２３ではインバータ装
置２００の出力電力が消費される。このため、特定負荷
装置２３を動作させることにより、インバータ装置２０
０から低圧配電線３への逆潮流電力を低減させることが
できる。その結果、インバータ装置２００の出力端電
圧、ひいては低圧配電線３の電圧の上昇を抑制すること
ができる。

【００７３】ただし、特定負荷装置２３の消費電力によ
っては、特定負荷を動作させると同時にインバータ装置
２００の出力端の電圧が規定の電圧よりも低下する場合
がある。これに応じてインバータ装置からのオン／オフ
切換部２８への信号がオフ信号となり、特定負荷装置２
３の起動、停止がチャタリング（起動と停止とを繰返す
現象）する場合がある。これに対応するために、オン／
オフ切換部２８では、特定負荷装置２３を起動させた後
一定時間はオン状態を継続するタイム機能などを付加し
て、特定負荷装置２３のオン／オフのチャタリングを防
止するのがよい。

【００７４】また、外部信号出力部２５から出力される
信号を、インバータ装置２００の出力端の電圧を検出し
て、その電圧値が予め設定された規定の電圧値以上であ
り、かつ、インバータ装置２００からの出力が可能であ
る場合に、インバータ装置２００の出力端の電圧に比例
した電圧信号または電流信号、あるいは規定電圧値から
の電圧上昇分に比例した電圧信号または電流信号とする
ことができる。

【００７５】この場合には、オン／オフ切換部２８は、
外部信号出力部２５から電圧信号または電流信号を受信
する。そして、負荷電力制御部２９は、受信した電圧信
号または電流信号に応じた消費電力を特定負荷装置２３
に供給する。これにより、インバータ装置２００の出力
端の電圧値が高いほど、あるいは規定電圧値からの上昇
分が大きいほど特定負荷装置２３の消費電力が大きくな
り、逆にインバータ装置２００の出力端の電圧値が低い
ほど、あるいは規定電圧値からの上昇分が小さいほど特
定負荷装置２３の消費電力が小さくなる。この結果、イ
ンバータ装置２００から低圧配電線３への逆潮流電力を
低減することができ、インバータ装置２００の出力端の
電圧、ひいては低圧配電線３の電圧の上昇を抑制するこ
とができる。

【００７６】一方、インバータ装置２００の出力端の電
圧値の上昇が抑制されることにより、エアコンの冷房能
力が低下する。特定負荷装置２３の消費電力を、電圧値
の上昇に合せて連続的または段階的に制御することで、
フィードバック制御系が完成し、自動的に特定負荷装置
２３の消費電力が一義的に決定される。そして、インバ
ータ装置２００の出力端での電圧値は、規定の電圧値以
下に制御される。このように、特定負荷装置２３の消費
電力の段階的または連続的な制御は、負荷電力制御部２
９を用いて実現することができる。

【００７７】また、インバータ装置２００では、インバ
ータ装置２００の出力端の電圧値を検出して、その電圧
が規定値以上に上昇した場合、かつ、インバータ装置２
００からの出力が可能な場合には、そのことを示す出力
信号をオン／オフ切換部２８に出力することで、特定負
荷装置２３を動作させても、インバータ装置の出力端電
圧が規定値以上に上昇する場合がある。このように、負
荷能動化モードにおいてもインバータ装置２００から出
力される電力が十分に大きいために低圧配電線３への逆
潮流する電力を低減することができず、インバータ装置
の出力端電圧の電圧上昇を抑えることができない場合
は、制御モード切換部２７において負荷能動化モードに
併せて出力低減モードとする。これにより、低圧配電線
３への逆潮流電力を低減して電圧上昇を抑えることがで
きる。

【００７８】このように、制御モード切換部でモードを
切換えることにより、インバータ装置２００の出力電力
が絞られる。これにより、インバータ装置２００の出力
を低減する量をできるだけ低く抑えることが可能とな
る。

【００７９】［第３の実施の形態］図５は、第３の実施
の形態におけるインバータ装置３００の概略構成を示す
ブロック図である。図５を参照して、第３の実施の形態
におけるインバータ装置３００は、直流電源としての太
陽電池２と接続され、太陽電池２から出力される直流電
力を交流電力に変換する。また、インバータ装置３００
は、商用電源からの電力を搬送するための低圧配電線３
と柱上トランス４を介して接続される。柱上トランス４
とインバータ装置３００との間は、引込線５で接続され
ている。柱上トランス４と引込線５との接続点は、連系
点６である。

【００８０】また、連系点６における配電線電圧を検出
する検出回路７が設けられている。検出回路７とインバ
ータ装置３００とは、信号ライン８で接続されている。
検出回路７は、検出した配電線電圧が予め設定された規
定電圧を超えた場合に所定の信号を各インバータ装置３
００に出力する。また、検出回路７がインバータ装置３
００に出力する信号を、検出した配電線電圧に比例した
電圧または電力の信号としてもよい。

【００８１】インバータ装置３００は、インバータ装置
３００の全体を制御するための制御回路１５と、太陽電
池２から入力された直流電流を昇圧する昇圧回路１１
と、昇圧された直流電力を交流電力に変換するスイッチ
ング素子群１２と、昇圧回路１１とスイッチング素子群
１２との間に設けられた直流コンデンサ１３と、インバ
ータ装置１の出力端に設けられ、低圧配電線３とインバ
ータ装置とを連系させるための連系用開閉器１４と、検
出回路７からの信号を入力して制御回路１５に送信する
ための外部信号入力部１６と、制御回路１５からの指示
に基づきインバータ装置３００の外部へ信号を出力する
ための外部信号出力部２５と、出力低減モードと負荷能
動化モードとを切換えるための制御モード切換部２７と
を含む。

【００８２】インバータ装置３００は、電力需要家内の
一般負荷装置２２と、特定負荷装置２３とに対して電力
供給を行なう。

【００８３】また、インバータ装置３００は、オン／オ
フ切換部２８と接続されている。オン／オフ切換部２８
は、外部信号出力部２５から信号が入力され、入力され
た信号に応じて、特定負荷装置２３のオン／オフを切換
える制御を行なう。また、オン／オフ切換部２８は、特
定負荷に供給する電力を制御するための負荷電力制御部
２９を有し、外部信号出力部２５から入力された信号に
応じた電力を特定負荷装置２３に供給することにより、
特定負荷を動作させる。

【００８４】制御モード切換部２７は、出力低減モード
と負荷能動化モードとの切換えを行なう。いずれかのモ
ードを選択的に切換えてもよいし、２つのモードで同時
に動作させるようにしてもよい。

【００８５】第３の実施形態におけるインバータ装置３
００は、検出回路７で検出された連系点６における配電
線の電圧値が予め設定した規定値電圧以上であること、
および、インバータ装置３００からの出力が可能である
ことを制御回路１５で判断し、２つの条件がともに満た
される場合に、負荷能動化モードまたは／および出力低
減モードとする。

【００８６】このように、インバータ装置３００は、太
陽電池２から入力される直流電力を交流電力に変換して
一般負荷装置２２とに対して電力供給を行なう。また、
インバータ装置３００は、一般負荷装置２２で消費でき
ない電力を低圧配電線３に対して電力を逆潮流する。

【００８７】連系点６の電圧値は、インバータ装置３０
０から低圧配電線３へ逆潮流する電力（電流）が大きく
なればなるほど上昇する。このため、インバータ装置３
００が設置された需要家の特定負荷装置２３を動作させ
ることで、インバータ装置３００からの出力が低圧配電
線３に逆潮流するよりも優先して特定負荷装置２３に供
給される。これにより、低圧配電線３への逆潮流電力を
低減することができる。その結果、インバータ装置３０
０の出力端の電圧、ひいては低圧配電線３の電圧の上昇
を抑制することができる。

【００８８】外部信号出力部２５から出力する信号出力
は、検出回路７により検出された電圧値が予め設定され
た規定電圧値以上であり、かつ、インバータ装置３００
からの出力が可能である場合にはオン信号であり、規定
電圧値に達しない場合、または、インバータ装置からの
出力がない場合にはオフ信号である。

【００８９】また、外部信号出力部２５から出力される
信号を、インバータ装置３００の出力端の電圧を検出し
て、その電圧値が予め設定された規定の電圧値以上であ
り、かつ、インバータ装置３００からの出力が可能であ
る場合に、インバータ装置３００の出力端の電圧に比例
した電圧信号または電流信号、あるいは規定電圧値から
の電圧上昇分に比例した電圧信号または電流信号とする
ことができる。

【００９０】外部信号出力部２５から出力する信号出力
がオン／オフ信号、または、電流もしくは電圧信号であ
る場合におけるオン／オフ切換部２８については、第２
の実施の形態において説明したオン／オフ切換部２８と
同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。

【００９１】一方、連系点６の電圧値の上昇が抑制され
ることにより、エアコンの冷房能力が低下する。特定負
荷装置２３の消費電力を、電圧値の上昇に合せて連続的
または段階的に制御することで、フィードバック制御系
が完成し、自動的に特定負荷装置２３の消費電力が一義
的に決定される。そして、インバータ装置３００の出力
端での電圧値は、規定の電圧値以下に制御される。この
ように、特定負荷装置２３の消費電力の段階的または連
続的な制御は、負荷電力制御部２９を用いて実現するこ
とができる。

【００９２】また、インバータ装置３００では、検出回
路７で検出された連系点６の電圧が規定値以上に上昇し
た場合、かつ、インバータ装置３００からの出力が可能
な場合には、そのことを示す出力信号をオン／オフ切換
部２８に出力することで、特定負荷装置２３を動作させ
ても、連系点６の電圧が規定値以上に上昇する場合があ
る。このように、負荷能動化モードにおいてもインバー
タ装置３００から出力される電力が十分に大きいために
低圧配電線３への逆潮流する電力を低減することができ
ず、インバータ装置の出力端電圧の電圧上昇を抑えるこ
とができない場合は、制御モード切換部２７において不
可能動化モードに併せて出力低減モードとする。これに
より、低圧配電線３への逆潮流電力を低減して電圧上昇
を抑えることができる。

【００９３】このように、制御モード切換部でモードを
切換えることにより、インバータ装置３００の出力電力
が絞られる。これにより、インバータ装置３００の出力
を低減する量をできるだけ低く抑えることが可能とな
る。

【００９４】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態におけるインバー
タ装置の低圧配電線との接続を説明するための図であ
る。

【図２】 本発明の第１の実施の形態におけるインバー
タ装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】 太陽電池の電圧・電力特性を示す図である。

【図４】 本発明の第２の実施の形態におけるインバー
タ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図５】 本発明の第３の実施の形態におけるインバー
タ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図６】 従来のインバータ装置の概略構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１００ インバータ装置、２ 太陽電池、３ 低圧配電
線、４ 柱上トランス、５ 引込線、６ 連系点、１１
昇圧回路、１２ スイッチング素子群、１４連系用開
閉器、１５ 制御回路、１６ 外部信号入力部、２２
一般負荷装置、２３ 特定負荷装置、２４ 電圧検出回
路、２５ 外部信号出力部、２６ 出力制御部、２８
オン／オフ切換部、２９ 負荷電力制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G066 HA08 HB03 HB05 5H007 BB07 CA01 CB04 CB05 CC05 CC12 DA06 DB01 DC05 EA02 FA01 5H420 BB02 BB03 BB12 CC03 CC09 DD03 EA11 EA37 EA45 EB09 EB16 EB39 FF03 FF24 FF26 LL02 LL10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源からの出力を交流電力に変換す
   る変換手段を有し、前記変換手段により変換された電力
   を商用系統に逆潮流するインバータ装置において、 複数のインバータ装置が前記商用系統に接続される分岐
   点における電圧を検出するための電圧検出手段と、 前記電圧検出手段により検出された電圧に応じて、前記
   変換手段の出力を制御する制御手段とを備えた、インバ
   ータ装置。
2. 【請求項２】 直流電源からの出力を交流電力に変換す
   る変換手段を有し、前記変換手段により変換された電力
   を商用系統に逆潮流するインバータ装置において、 前記商用系統との連系点における電圧を検出するための
   電圧検出手段と、 前記商用系統に接続された特定負荷を能動化させるため
   の能動化手段とを備え、 前記能動化手段は、前記電圧検出手段により検出された
   電圧が所定値を超え、かつ、前記変換手段からの電力の
   出力が可能な場合に、前記特定負荷を能動化させること
   を特徴とする、インバータ装置。
3. 【請求項３】 前記電圧検出手段により検出された電圧
   に応じて、前記変換手段の出力を制御する制御手段と、 前記制御手段による制御と前記能動化手段による制御と
   を切換えるための切換手段とをさらに備えた、請求項２
   に記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】 前記能動化手段は、前記特定負荷を能動
   化するときにはオン信号を送信し、能動化しないときに
   はオフ信号を送信することを特徴とする、請求項２また
   は３に記載のインバータ装置。
5. 【請求項５】 前記能動化手段は、前記特定負荷に前記
   検出手段で検出された電圧に比例した電圧または電流の
   信号を送信することを特徴とする、請求項２または３に
   記載の記載のインバータ装置。
6. 【請求項６】 前記切換手段は、前記能動化手段により
   前記特定負荷が能動化されてもなお前記電圧検出手段に
   より検出された電圧が前記所定値を超える場合には、前
   記制御手段による制御を可能とすることを特徴とする、
   請求項３〜５のいずれかに記載のインバータ装置。
7. 【請求項７】 前記連系点は、複数のインバータ装置が
   前記商用系統に接続される分岐点であることを特徴とす
   る、請求項２〜６のいずれかに記載のインバータ装置。
8. 【請求項８】 直流電源からの出力を交流電力に変換
   し、変換された電力を商用系統に逆潮流する方法であっ
   て、 前記商用系統との連系点における電圧を検出するステッ
   プと、 前記電圧検出手段により検出された電圧が所定値を超
   え、かつ、前記変換手段からの電力の出力が可能な場合
   に、前記商用系統に接続された特定負荷を能動化させる
   ステップとを含む、電力を商用系統に逆潮流する方法。
9. 【請求項９】 前記能動化ステップは、前記特定負荷に
   前記検出ステップで検出された電圧に比例した電圧また
   は電流の信号を送信するステップを含むことを特徴とす
   る、請求項８に記載の電力を商用系統に逆潮流する方
   法。