JP2002078234A - Ac-feeding system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源からの電
力と他の交流電源からの電力とを混合して負荷に供給す
る交流給電システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC power supply system that mixes power from a commercial power supply with power from another AC power supply and supplies the mixed power to a load.
【0002】[0002]
【従来の技術】負荷に対して、商用電源からの交流電力
と、インバータ(他の交流電源)からの交流電力とを、
混合して供給する交流給電システムでは、系統連系とい
う手段が用いられている。なお、インバータは、例えば
太陽電池,燃料電池,2次電池(蓄電池)等の直流電源
からの直流電力を交流電力に変換するものである。2. Description of the Related Art AC power from a commercial power supply and AC power from an inverter (another AC power supply) are supplied to a load.
In an AC power supply system that supplies a mixture, a means called system interconnection is used. Note that the inverter converts DC power from a DC power supply such as a solar cell, a fuel cell, and a secondary battery (storage battery) into AC power.
【0003】上記系統連系では、負荷に対して商用電源
とインバータが並列に接続されている。インバータは、
商用電源の電圧または電流に基づいて制御され、これに
より周波数,位相,振幅が上記商用電源とほぼ等しい交
流出力を負荷に供給できるようになっている。In the above system interconnection, a commercial power supply and an inverter are connected in parallel to a load. The inverter is
Control is performed based on the voltage or current of the commercial power supply, whereby an AC output having a frequency, a phase, and an amplitude substantially equal to that of the commercial power supply can be supplied to the load.
【0004】上記系統連系において、商用電源の停電を
検出することが求められている。そのため、例えば特開
平7−154920公報に開示されている停電検出装置
が開発されている。この装置では、インバータと商用電
源との連系点における電圧の第3高調成分を検出し、こ
の検出値に基づき商用電源の停電を検出している。In the above-mentioned system interconnection, it is required to detect a power failure of a commercial power supply. For this reason, for example, a power failure detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-154920 has been developed. In this device, the third harmonic component of the voltage at the interconnection point between the inverter and the commercial power supply is detected, and a power failure of the commercial power supply is detected based on the detected value.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報の停
電検出装置は、非常に複雑な回路を必要とし、コストア
ップ,信頼性の低下等の欠点があった。However, the power failure detection device disclosed in the above publication requires a very complicated circuit, and has disadvantages such as an increase in cost and a decrease in reliability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は、
(イ)商用電源と、(ロ)周波数,位相,振幅が上記商
用電源とほぼ等しい交流電力を発生させる他の交流電源
と、を備え、上記商用電源の電力と上記交流電源の電力
とを混合して負荷に供給する交流給電システムにおい
て、(ハ)上記商用電源と上記交流電源を排他的に切り
替えて負荷に交流電力を供給する切替手段と、(ニ)周
波数,位相,振幅が上記商用電源とほぼ等しい交流のリ
ファレンス電圧を出力する発振手段と、(ホ)上記商用
電源の電圧と上記発振手段のリファレンス電圧を比較
し、両者が相違した時に、商用電源の停電であると判断
する比較手段と、を備えたことを特徴とする交流給電シ
ステム。According to a first aspect of the present invention, there is provided:
(B) a commercial power supply; and (b) another AC power supply for generating AC power having substantially the same frequency, phase, and amplitude as the commercial power supply, and mixing the power of the commercial power supply with the power of the AC power supply. (C) switching means for exclusively switching between the commercial power supply and the AC power supply to supply the AC power to the load, and (d) the commercial power supply having a frequency, a phase, and an amplitude. And (e) comparing means for comparing the voltage of the commercial power supply with the reference voltage of the oscillating means, and judging that the commercial power supply has failed if the two are different. And an AC power supply system comprising:
【0007】本発明の第2の態様は、第1態様の交流給
電システムにおいて、上記発振手段は、上記商用電源の
電圧に基づいてリファレンス電圧を発生させ、商業電源
の停電後も限られた時間だけ継続して、このリファレン
ス電圧を出力することを特徴とする。本発明の第3の態
様は、第2態様の交流給電システムにおいて、上記発振
手段が、フェイズロックループを含むことを特徴とす
る。本発明の第4の態様は、第2,第3態様の交流給電
システムにおいて、さらに直流電源を備え、この直流電
源からの直流電力を交流電力に変換するインバータが上
記交流電源として提供され、このインバータは、上記発
振手段からのリファレンス電圧に基づいて、直流電力か
ら交流電力への変換を行うことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the AC power supply system according to the first aspect, the oscillating means generates a reference voltage based on the voltage of the commercial power supply, and keeps the reference voltage for a limited time after the commercial power failure. This reference voltage is output continuously. According to a third aspect of the present invention, in the AC power supply system according to the second aspect, the oscillation means includes a phase lock loop. A fourth aspect of the present invention is the AC power supply system according to the second or third aspect, further comprising a DC power supply, wherein an inverter for converting DC power from the DC power supply to AC power is provided as the AC power supply. The inverter converts DC power to AC power based on the reference voltage from the oscillating means.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係わ
る交流給電システムについて、図を参照しながら説明す
る。図1に示すように、この交流給電システムは、商用
電源1と、直流電源2とを備えている。直流電源2とし
ては、太陽電池,燃料電池,2次電池(蓄電池)等が用
いられる。直流電源2からの直流電力はインバータ3
(他の交流電源)により交流電力に変換される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an AC power supply system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the AC power supply system includes a commercial power supply 1 and a DC power supply 2. As the DC power supply 2, a solar cell, a fuel cell, a secondary battery (storage battery), or the like is used. DC power from DC power supply 2 is supplied to inverter 3
(Other AC power supply) is converted to AC power.
【0009】上記インバータ3から出力される交流電力
(電圧)の周波数,位相,振幅を、上記商用電源1から
の交流電力(電圧)と等しくするために、レファレンス
電圧を出力する発振器4(発振手段)が用いられてい
る。発振器4は、図2に示すように、PLL40(フェ
イズロックループ)と振幅調節器45とを有している。In order to make the frequency, phase and amplitude of the AC power (voltage) output from the inverter 3 equal to the AC power (voltage) from the commercial power supply 1, an oscillator 4 (oscillation means) for outputting a reference voltage ) Is used. The oscillator 4 has a PLL 40 (phase lock loop) and an amplitude adjuster 45, as shown in FIG.
【0010】上記PLL40は、公知のものであり、周
波数・位相比較器41と、電圧制御発振器42(VCO
−voltage control oscillator)と、ループフィルタ4
3とからなる。上記比較器41が、上記VCO42の出
力と被追従信号(本実施形態では、商用電源1からの電
圧信号)との間で周波数・位相比較を行い、この比較信
号をループフィルタ43を通じてVCO42に負帰還を
かけることにより、被追従信号と等しい周波数・位相の
電圧をVCO42から出力することができる。振幅調節
器45は、商用電源1からの電圧信号を受け、上記VC
O42からの電圧を、商用電源1からの電圧と等しい振
幅に調節する。振幅調節された電圧信号は、リファレン
ス電圧として出力される。The PLL 40 is a known PLL, and includes a frequency / phase comparator 41 and a voltage controlled oscillator 42 (VCO).
-Voltage control oscillator) and loop filter 4
3 The comparator 41 compares the frequency and phase between the output of the VCO 42 and the signal to be tracked (the voltage signal from the commercial power supply 1 in the present embodiment), and compares the comparison signal with the VCO 42 through the loop filter 43. By applying feedback, a voltage having the same frequency and phase as the tracked signal can be output from the VCO 42. The amplitude controller 45 receives a voltage signal from the commercial power supply 1 and
The voltage from O42 is adjusted to have the same amplitude as the voltage from commercial power supply 1. The amplitude-adjusted voltage signal is output as a reference voltage.
【0011】上記インバータ3は、上記直流電源2から
の直流電力を、上記発振器4からのリファレンス電圧を
参照しながら(元波形として)、商用電源1からの交流
電力と周波数,位相,振幅が等しい交流電力に変換す
る。The inverter 3 refers to the DC power from the DC power supply 2 with reference to the reference voltage from the oscillator 4 (as an original waveform), and has the same frequency, phase, and amplitude as the AC power from the commercial power supply 1. Convert to AC power.
【0012】図1に示すように、本実施形態の交流給電
システムは、さらに切替器5(切替手段)を備えてい
る。この切替器5は、負荷100に対して上記商用電源
1とインバータ2とを排他的に切り替えて、負荷100
に時分割で混合した交流電力を供給するものである。切
替器5としては、メカニカルリレー,ソリッドステート
リレー,サイリスタ,トライアック,トランジスタ、I
GBT等、いずれであってもよい。特に、サイリスタ,
トライアックの場合には、安価である。As shown in FIG. 1, the AC power supply system of the present embodiment further includes a switch 5 (switching means). The switch 5 exclusively switches the commercial power supply 1 and the inverter 2 with respect to the load 100, and
To supply AC power mixed in a time-division manner. The switching device 5 includes a mechanical relay, a solid state relay, a thyristor, a triac, a transistor, an I
Any one such as GBT may be used. In particular, thyristors,
In the case of a triac, it is cheap.
【0013】上記切替器5の排他的な時分割切替制御
は、切替制御手段6によって行われる。この切替制御手
段6は、ノイズ発生器61と、電圧発生器62と比較器
63とを有している。上記ノイズ発生器61は、0〜1
Vのノイズ電圧を発生させる。電圧発生器62は、0〜
1Vの直流電圧を発生させる。比較器63では、例え
ば、ノイズ発生器の電圧が電圧発生器62の電圧より高
い時に、切替器5を商用電源1側に接続し、逆の場合に
はインバータ3側に切り替える。電圧発生器62は、直
流電源2からの電力ないしはインバータ3からの電力の
検出信号を受けて直流電圧のレベルを制御する。例え
ば、この直流電圧のレベルが0.05Vの時には、イン
バータ3からの交流出力が5%,商用電源1側の交流出
力が95%の割合で、時分割方式で混合されて負荷10
0に供給され、直流電圧のレベルが0.85Vの時に
は、インバータ3からの交流出力が85%,商用電源1
側の交流出力が15%の割合で負荷100に供給され
る。The exclusive time-division switching control of the switching unit 5 is performed by a switching control unit 6. This switching control means 6 has a noise generator 61, a voltage generator 62 and a comparator 63. The noise generator 61 includes 0 to 1
A noise voltage of V is generated. The voltage generator 62
Generates a DC voltage of 1V. In the comparator 63, for example, when the voltage of the noise generator is higher than the voltage of the voltage generator 62, the switch 5 is connected to the commercial power supply 1, and in the opposite case, the switch is switched to the inverter 3. The voltage generator 62 receives the detection signal of the power from the DC power supply 2 or the power from the inverter 3 and controls the level of the DC voltage. For example, when the DC voltage level is 0.05 V, the AC output from the inverter 3 is 5% and the AC output from the commercial power source 1 is mixed in a time-division manner at a rate of 95%, and the load 10 is mixed.
0, and when the DC voltage level is 0.85 V, the AC output from the inverter 3 is 85% and the commercial power 1
Side AC output is supplied to the load 100 at a rate of 15%.
【0014】さらに、交流給電システムは、比較器7を
備えている。この比較器7は、商用電源1からの電圧
と、発振器4からのレファレンス電圧を比較し、商用電
源1の停電を検出する。詳述すると、商用電源1が停電
した時には、図3(b)に示すように、商用電源1から
の電圧信号は、ゼロ電位となる。これに対して、発振器
4からのリファレンス電圧は、商用電源1からの電圧に
対応するものであるが、図3(a)に示すように、商用
電源1の停電後、限定された時間だけ出力され続ける。
すなわち、上記PLL40内部のループフィルタ43の
反応時間は、周波数偏差が1Hzの場合に1秒弱程度で
あり、そのため、商用電源1が停電してもリファレンス
電圧は、約1秒(限られた時間)だけ、出力し続ける。Further, the AC power supply system includes a comparator 7. The comparator 7 compares a voltage from the commercial power supply 1 with a reference voltage from the oscillator 4 and detects a power failure of the commercial power supply 1. More specifically, when the commercial power supply 1 fails, as shown in FIG. 3B, the voltage signal from the commercial power supply 1 becomes zero potential. On the other hand, the reference voltage from the oscillator 4 corresponds to the voltage from the commercial power supply 1, but as shown in FIG. Continue to be.
In other words, the response time of the loop filter 43 inside the PLL 40 is about 1 second when the frequency deviation is 1 Hz. Therefore, even if the commercial power supply 1 is cut off, the reference voltage remains at about 1 second (limited time). ), Just keep outputting.
【0015】上記比較器7は、図3(c)に示すよう
に、上記商用電源1からの電圧とリファレンス電圧の間
の電圧差を得る。商用電源1の停電前は、商用電源1の
電圧とリファレンス電圧は、周期,位相,振幅とも等し
いので、電圧差は実質的にゼロである。これに対して、
商用電源1が停電すると、電圧差信号がリファレンス電
圧またはその反転された電圧を含むので、停電であると
検出するのである。具体的には、リファレンス電圧の振
幅より小さい直流の閾電圧と上記電圧差とを比較して、
停電検出を行う。The comparator 7 obtains a voltage difference between the voltage from the commercial power supply 1 and the reference voltage, as shown in FIG. Before the power failure of the commercial power supply 1, the voltage of the commercial power supply 1 and the reference voltage have the same cycle, phase, and amplitude, so that the voltage difference is substantially zero. On the contrary,
When the commercial power source 1 fails, the power difference is detected because the voltage difference signal includes the reference voltage or its inverted voltage. Specifically, a DC threshold voltage smaller than the amplitude of the reference voltage is compared with the voltage difference,
Perform power failure detection.
【0016】上記切替器5での排他的切替により、商用
電源1の電線とインバータ3の電線が常に非接続状態で
あるため、商用電源1の電線に接続された比較器7の一
方の入力端子には、商用電源1の電圧信号しか入力せ
ず、インバータ3からの電圧信号が入力しない。そのた
め、比較器7の一方の入力端子に入力した商用電源1の
電圧と、他方の入力端子に入力したリファレンス電圧と
の比較によって、停電検出が可能になる。また、上記リ
ファレンス電圧は、インバータ5で直流電力を交流電力
に変換する際の元波形となるものを利用するので、回路
構成を簡略化することができる。Since the electric wire of the commercial power supply 1 and the electric wire of the inverter 3 are always disconnected from each other by the exclusive switching by the switch 5, the one input terminal of the comparator 7 connected to the electric wire of the commercial power supply 1 , Only the voltage signal of the commercial power supply 1 is input, and the voltage signal from the inverter 3 is not input. Therefore, the power failure can be detected by comparing the voltage of the commercial power supply 1 input to one input terminal of the comparator 7 with the reference voltage input to the other input terminal. Further, since the reference voltage is used as a reference waveform when the inverter 5 converts DC power into AC power, the circuit configuration can be simplified.
【0017】本発明は上記実施形態に制約されず、種々
の態様が可能である。例えば、商用電源とインバータと
の切替は、ノイズを用いず、ゼロクロスのタイミングで
行ってもよいし、半波毎,全波毎に行ってもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modes are possible. For example, switching between the commercial power supply and the inverter may be performed at zero-cross timing without using noise, or may be performed every half-wave or every full-wave.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の態
様によれば、商用電源の電圧とレファレンス電圧とを比
較することにより、簡単な構成で信頼性の高い停電検出
を行うことができる。本発明の第2の態様によれば、レ
ファレンス電圧は、商用電源の電圧に基づいて作られる
ものの、商用電源の停電後も限られた時間出力すること
により、より一層確実な停電検出を行える。本発明の第
3の態様によれば、フェイズロックループを含む構成と
したので、停電検出をより一層安価な構成で行うことが
できる。本発明の第4の態様によれば、リファレンス電
圧が、インバータで直流電力を交流電力に変換する際の
元波形となるものを利用するので、給電システム全体の
回路構成を簡略化することができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a highly reliable power failure detection can be performed with a simple configuration by comparing the voltage of the commercial power supply with the reference voltage. it can. According to the second aspect of the present invention, although the reference voltage is generated based on the voltage of the commercial power supply, the power failure can be detected more reliably by outputting the reference voltage for a limited time after the power failure of the commercial power supply. According to the third aspect of the present invention, since the configuration including the phase lock loop is employed, the power failure detection can be performed with a more inexpensive configuration. According to the fourth aspect of the present invention, since the reference voltage is used as the original waveform when converting DC power into AC power by the inverter, the circuit configuration of the entire power supply system can be simplified. .
【図1】本発明の一実施形態をなす交流給電システムの
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an AC power supply system according to an embodiment of the present invention.
【図2】同システムで用いられる発振器を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing an oscillator used in the system.
【図3】同実施形態における停電検出方法を説明する図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating a power failure detection method according to the embodiment.
1 商用電源 2 直流電源 3 インバータ(交流電源) 4 発振器(発振手段) 40 フェイズロックループ(PLL) 5 切替器(切替手段) 7 比較器(比較手段) 100 負荷 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 DC power supply 3 Inverter (AC power supply) 4 Oscillator (oscillation means) 40 Phase lock loop (PLL) 5 Switcher (switching means) 7 Comparator (comparing means) 100 Load
Claims (4)
振幅が上記商用電源とほぼ等しい交流電力を発生させる
他の交流電源と、 を備え、上記商用電源の電力と上記交流電源の電力とを
混合して負荷に供給する交流給電システムにおいて、
(ハ)上記商用電源と上記交流電源を排他的に切り替え
て負荷に交流電力を供給する切替手段と、(ニ)周波
数,位相,振幅が上記商用電源とほぼ等しい交流のリフ
ァレンス電圧を出力する発振手段と、(ホ)上記商用電
源の電圧と上記発振手段のリファレンス電圧を比較し、
両者が相違した時に、商用電源の停電であると判断する
比較手段と、 を備えたことを特徴とする交流給電システム。(1) A commercial power supply, (B) frequency, phase,
Another AC power supply that generates AC power having an amplitude substantially equal to the commercial power supply, comprising:
(C) switching means for exclusively switching between the commercial power supply and the AC power supply to supply AC power to the load; and (d) oscillation for outputting an AC reference voltage having substantially the same frequency, phase and amplitude as the commercial power supply. Means (e) comparing the voltage of the commercial power supply with the reference voltage of the oscillation means,
An AC power supply system comprising: a comparison unit that determines that a commercial power failure has occurred when the two are different.
づいてリファレンス電圧を発生させ、商業電源の停電後
も限られた時間だけ継続して、このリファレンス電圧を
出力することを特徴とする請求項1に記載の交流給電シ
ステム。2. The method according to claim 1, wherein the oscillating means generates a reference voltage based on the voltage of the commercial power supply, and outputs the reference voltage for a limited time after the commercial power failure. The AC power supply system according to claim 1.
含むことを特徴とする請求項2に記載の交流給電システ
ム。3. The AC power supply system according to claim 2, wherein said oscillating means includes a phase lock loop.
の直流電力を交流電力に変換するインバータが上記交流
電源として提供され、このインバータは、上記発振手段
からのリファレンス電圧に基づいて、直流電力から交流
電力への変換を行うことを特徴とする請求項2または3
に記載の交流給電システム。4. An inverter further comprising a DC power supply for converting DC power from the DC power supply to AC power is provided as the AC power supply. The inverter is configured to supply DC power based on a reference voltage from the oscillating means. 4. The method according to claim 2, wherein the conversion is performed to AC power.
The AC power supply system according to 1.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100870206B1 (en) | 2007-02-26 | 2008-12-02 | (주)미광-케이아이 | Constant Automatic Transfer Switches |
CN105096502A (en) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 成都科创城科技有限公司 | Intelligent household based malicious intrusion prevention early warning monitoring device |
CN110133398A (en) * | 2019-05-06 | 2019-08-16 | 哈密豫新能源产业研究院有限责任公司 | A kind of non-standard power supply structure automatic testing method of mine high voltage supply system |
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- 2000-08-23 JP JP2000252307A patent/JP2002078234A/en active Pending
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