JP2003153444A - 系統連系電力変換装置 - Google Patents

系統連系電力変換装置

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JP2003153444A
JP2003153444A JP2001348281A JP2001348281A JP2003153444A JP 2003153444 A JP2003153444 A JP 2003153444A JP 2001348281 A JP2001348281 A JP 2001348281A JP 2001348281 A JP2001348281 A JP 2001348281A JP 2003153444 A JP2003153444 A JP 2003153444A
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inverter
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Yoshihisa Okamoto
吉久 岡本
Shiyuuji Sakashita
秀爾 阪下
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Daihen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統連系インバータの更なる有効活用を可能
とする系統連系電力変換装置を実現するものである。 【解決手段】 系統連系インバータ2から配電系統3へ
進相無効成分を含む電流Iinvを出力すると、需要家一
般負荷4への供給電圧VIine=Vinvは、系統電圧Vg
に系統インピーダンスR+j×Lにおける電圧降下分V
difを加えた値となり、図3(b)(c)に示すよう
に、需要家一般負荷4への供給電圧をその定格電圧未満
に制御することができ、需要家一般負荷4の消費電力を
低減可能とした。

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、インバータを介
して直流電源を交流電力系統と接続し、系統連系運転を
可能とする系統連系電力変換装置に係り、特に、系統連
系用のインバータの有効活用を図るものである。
【0002】
【従来の技術】図14は、従来から多用されている系統
連系電力変換装置の概略構成を示す図である。同図
(a)において、1は例えば太陽電池からなる直流電源
で、太陽光の照射で直流電力を発生する。2は直流電源
1と交流電力系統である配電系統3との間に接続された
系統連系インバータ、4は配電系統3に接続された需要
家一般負荷、5は系統連系インバータ2の直流出力端に
挿入された開閉器、6は系統連系インバータ2を制御す
る制御装置、7はオペレータが操作するコントロールパ
ネルである。同図(a)は、太陽光の照射があり直流電
源1が配電系統3に有効電力を供給している場合で、開
閉器5を閉路し、系統連系インバータ2は直流電源1の
直流電力を交流電力に変換し、配電系統3に有効電力を
供給するとともに、需要家一般負荷4にも電力を供給す
る。同図(b)は、夜間等で太陽光の照射が無く直流電
源1が直流電力を発生していない場合、または、太陽光
が弱く直流電源1の発生電圧が電力供給に必要なレベル
に達していない場合で、この状態を検知した制御装置6
またはコントロールパネル7の操作により、開閉器5を
開路して配電系統3と解列するとともに系統連系インバ
ータ2を停止する。この間、需要家一般負荷4には配電
系統3から電力が供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の系統連系電力変
換装置にあっては、以上で説明したように、系統連系イ
ンバータ2は直流電源1の電力を配電系統3へ供給する
時間帯のみ使用し、他の時間帯では停止状態にあり、系
統連系インバータ2としての利用率が低いという問題点
があった。もっとも、直流電源1として蓄電池を使用
し、夜間の余剰電力を使用して上記蓄電池を充電し、昼
間の電力負荷ピーク時に配電系統3に放電する負荷平準
化システムに適用する場合には、系統連系インバータ2
は配電系統3への電力供給時以外に配電系統3から蓄電
池を充電するときにも使用することになる。しかし、こ
の場合も、この放電、充電動作の時間帯以外は、系統連
系インバータ2は使用されず、利用率は高いとは言えな
い。
【0004】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、系統連系インバータの更なる
有効活用を可能とする系統連系電力変換装置を実現する
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る系統連系
電力変換装置は、直流側が直流電源に接続され、交流側
が需要家負荷および系統インピーダンスを介して交流電
力系統に接続されたインバータ、およびこのインバータ
の出力制御を行う制御装置を備えた系統連系電力変換装
置において、上記インバータから上記交流電力系統へ進
相無効成分を含む電流を出力して上記需要家負荷への供
給電圧をその定格電圧未満に制御することにより、当該
需要家負荷の消費電力を低減可能としたものである。
【0006】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷と交流電力系統との接続端とインバータの交
流出力端との間に調整用リアクトルを挿入するととも
に、上記インバータの交流出力端に、運転可能下限電圧
が上記需要家負荷より低い需要家特定負荷を接続したも
のである。
【0007】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷への供給電圧を下げてその消費電力を低減す
る制御を行わないとき調整用リアクトルの両端を短絡す
る短絡スイッチを備えたものである。
【0008】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
直流電源がインバータを介して交流電力系統に有効電力
を供給するとき、上記交流電力系統で許容される力率以
上の範囲で電力を出力するよう上記インバータを制御す
るものである。
【0009】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
直流電源が交流電力系統に有効電力を供給しないとき、
上記交流電力系統で許容される無効電力値以下の範囲で
進相無効電力を出力するようインバータを制御するもの
である。
【0010】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷の消費電力を検出する手段を備え、上記需要
家負荷への供給電圧が運転可能下限電圧以上の範囲で上
記検出消費電力が最小となる電圧値となるようインバー
タを制御するものである。
【0011】この発明に係る系統連系電力変換装置の直
流電源は、太陽光の照射によりインバータを介して交流
電力系統に有効電力を供給可能な太陽電池としたもので
ある。
【0012】この発明に係る系統連系電力変換装置の直
流電源は、インバータを介して交流電力系統により充電
され充電後上記インバータを介して上記交流電力系統に
有効電力を供給可能な蓄電池としたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1における系統連系電力変換装置を示す回路
構成図で、基本的には従来の図14で示す構成と同様で
あるので、個々の説明は省略するが、ここでは、以下の
説明のため、系統インピーダンスを図示している。次
に、本願発明の基本動作モードを、図2の電圧電流波形
図、および図3の電圧電流ベクトル図を参照して説明す
る。なお、各記号は以下の通りである。 Vinv:インバータ出力電圧 Vline:負荷電圧 Vg:系統電圧 Vdif:系統の電圧降下 Iinv:インバータ出力電流 Iz:負荷電流 Iline:系統に流れる電流 R+jXL:系統インピーダンス
【0014】先ず、図2(a)および図3(a)は、太
陽光の照射があり直流電源1が配電系統3に有効電力を
供給している有効電力調整モードで、従来と同様、系統
連系インバータ2は直流電源1からの直流電力を交流電
力に変換し配電系統3および需要家一般負荷4に電力を
供給する。ここでは、インバータ出力電流Iinvはイン
バータ出力電圧Vinv(=負荷電圧Vline)と同一位相
の力率1の運転を行っている。この運転モードでは、図
3(a)から判るように、通常、負荷電圧Vlineは系統
電圧Vgより高くなる。次に、図2(b)および図3
(b)は、両図(a)と同様、直流電源1は有効電力を
供給しているが、系統連系インバータ2の制御を変え、
同時に無効電力を配電系統3および需要家一般負荷4に
供給している有効電力無効電力同時運転モードを示す。
この場合、進み無効電力とすることで、図3(b)に示
すように、負荷電圧Vlineが系統電圧Vgより低くな
り、系統インピーダンスR+jXLの定数を加味して有
効電力および無効電力の制御を適切に行うことにより、
需要家一般負荷4に供給する負荷電圧Vlineをその運転
可能下限電圧以上の範囲で定格電圧より低い電圧値に制
御することが出来る。
【0015】このように、負荷電圧を許容範囲の中で下
げることにより、需要家一般負荷4の消費電力を低減す
ることが出来る。なお、負荷電圧を下げてその消費電力
の低減を図るという技術は、例えば、特開2000−5
6842号に開示されているが、そこでは、特別の電圧
調整手段を設けて電圧を調整するのに対し、本願発明で
は、系統連系用に使用されるインバータを、その本来の
要請機能である有効電力制御に新たに無効電力制御を重
畳させることにより、負荷の消費電力の低減を可能とす
るものである。これによって、系統連系インバータの利
用率が向上し、ハードウエア機器を何ら増設することな
く、いわゆる省エネが達成されるわけである。
【0016】太陽電池は日射量の変化によりその発電電
力量が大幅に変動する。従って、日射の状況により、こ
の発明による負荷電圧低減による省エネの効果が相対的
に大きくなる場合がある。以下、具体例で説明する。
今、太陽電池の定格発電電力を10kW、需要家一般負
荷を定格200V、20kWの抵抗負荷とすると、日射
量が低い場合、太陽電池の発電電力が500W程度に低
下する。即ち、インバータの損失を無視してもこの状態
の太陽電池では500Wの電力供給能力しかないことに
なる。一方、この発明により系統連系インバータを同時
に無効電力制御することにより、需要家一般負荷への供
給電圧を定格200Vより5V低下させると、負荷の消
費電力は約19kWになり、約1kWの省エネ効果をも
たらすことになり、この種装置で系統連系インバータの
利用価値が大幅に増大することが判る。
【0017】なお、配電系統によっては、系統連系によ
り系統へ供給する電力の力率に制限が設けられる場合
(例えば、力率0.8または0.85以上等)がある。
このような場合は、これら制限内容を論理回路の形で系
統連系インバータの制御装置の制御ソフトウエアに組み
込むことで、上記制限範囲内での省エネ運転が可能とな
る。
【0018】次に、図2(c)および図3(c)は、夜
間等で太陽電池の直流電源1が電力を出力していない場
合である。この場合、従来は、系統連系インバータ2を
停止させその機能を全く利用していなかったが、この発
明では、系統連系インバータ2は進相無効電力を出力す
る無効電力運転モードで制御される。この制御により、
図3(c)に示すように、負荷電圧Vlineは系統電圧V
gより低くなり、系統インピーダンスR+jXLの定数
を加味して無効電力の制御を適切に行うことにより、需
要家一般負荷4に供給する負荷電圧Vlineをその運転可
能下限電圧以上の範囲で定格電圧より低い電圧値に制御
することが出来、省エネ効果が得られる。
【0019】なお、配電系統によっては、系統へ供給す
る無効電力に制限が設けられる場合がある。勿論、この
ような場合は、その制限内で電圧の制御をすればよく、
この制限の電圧範囲での省エネ効果が得られる。
【0020】以上のように、この発明では、開閉器5を
閉路し、直流電源1による有効電力出力の有無に拘わら
ず系統連系インバータ2を稼働させ需要家一般負荷4へ
の供給電圧を低めに設定することで、系統連系インバー
タ2の稼働率の向上がそのまま省エネ効果に結実すると
いう利点がある。
【0021】次に、系統連系インバータ2の制御装置6
における具体的な制御動作について図4〜6のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、各運転モードの推移
は、制御装置6内に予め設定したロジックにより自動運
転で行う場合と、コントロールパネル7が有るときはそ
の操作で進める場合とがあり、フローチャートも両者を
考慮したものとなっている。先ず、図4で、インバータ
が起動すると(S1)、コントロールパネルの有無を判
断し(S2)、無しのとき(S2でNO)は自動運転と
して直接S5に進む。コントロールパネル有りのとき
(S2でYES)はコントロールパネルで運転方式を設
定し(S3)、自動運転と設定したとき(S4でYE
S)は、次に、無効電力による省エネ制御、即ち、系統
電圧を定格値未満に低下させて消費電力の低減を図る、
本願発明による制御をするか否かを判別する(S5)。
本願発明を適用する場合は、当然、YESとなり、以下
図5で説明するが、その動作を解除する場合(S5でN
O)は、従来からの電力調整方式となる(S6)。即
ち、無効電力を含む制御も行うが、あくまでも系統電圧
が適正値から逸脱するのを防止することをその制御目標
とするものである。S4で自動運転と設定しない場合
(NO)は、ユーザ設定運転であるかを確認し(S
7)、YESであれば図6のフローに進む。NOであれ
ば、S3に戻って運転方式の設定入力を促す。
【0022】次に、自動運転省エネ制御有りの場合の動
作を図5により説明する。先ず、無効電力調整制御開始
条件成立(以下、単に制御条件成立と称することにす
る)を判断する(S8)。なお、この制御条件は、例え
ば、下記のようなときに成立するとする。 直流電源1が太陽電池の場合: 1)日射量が少ないため、太陽電池電圧が低く、十分
に、有効電力を配電系統上の負荷に供給出来ないとき。 2)プログラム上で、無効電力調整運転を行うよう指令
しているとき。等である。直流電源1が蓄電池(バッテ
リー)の場合: 1)充電制御でないとき。 2)放電制御でないとき。 3)プログラム上で、無効電力調整運転を行うよう指令
しているとき。等である。
【0023】制御条件が成立する(S8でYES)と、
無効電力調整運転を開始する(S9)が、条件が成立し
ないとき(S8でNO)は、条件が成立するまで従来の
電力調整運転を継続することになる(S10)。無効電
力調整運転を開始した後、負荷電圧が所定の設定電圧、
例えば、需要家一般負荷の定格電圧の5%低減値より低
いか否かを判断し(S11)、NOであれば、更に負荷
電圧を下げるべく無効電力量を増加させる制御を行う
(S12)。S11でYESとなったが、負荷電圧が所
定の最低電圧(負荷の運転可能下限値に余裕をみて設定
した値で、例えば、需要家一般負荷の定格電圧の10%
低減値程度)以下となったとき(S13でNO)は、負
荷電圧を上げるべく無効電力量を減少させる制御を行う
(S14)。負荷電圧が設定電圧と最低電圧との間にあ
るときは当該条件での無効電力調整運転を継続する(S
15)。以上の自動制御動作により、需要家一般負荷の
運転に支障を来すことなく、その消費電力の低減が可能
となる。
【0024】次に、ユーザー設定運転省エネ制御有りの
場合の動作を図6により説明する。設定されている運転
モード(S16でNO)、または運転モードが変更され
た場合(S16でYES)は当該変更入力されたモード
(S17)が、無効電力調整運転モードか否かを判断す
る(S18)。S18でYESなら無効電力調整運転を
開始する(S19)が、NOなら従来の電力調整運転モ
ードを行うかどの運転モードでもない待機モードに一旦
移行し、S16以降のフローに戻る。無効電力調整運転
を開始した後、負荷電圧が上述した所定の設定電圧より
低いか否かを判断し(S21)、NOであれば、更に負
荷電圧を下げるべく無効電力量を増加させる制御を行う
(S22)。S21でYESとなったが、負荷電圧が上
述した所定の最低電圧以下となったとき(S23でN
O)は、負荷電圧を上げるべく無効電力量を減少させる
制御を行う(S24)。負荷電圧が設定電圧と最低電圧
との間にあるときは当該条件での無効電力調整運転を継
続する(S25)。以上のユーザーによる設定制御動作
により、需要家一般負荷の運転に支障を来すことなく、
その消費電力の低減が可能となる。
【0025】実施の形態2.図7、図8はこの発明の実
施の形態2における系統連系電力変換装置で、図7
(a)、(b)は、有効電力制御時のそれぞれ回路構成
および電圧電流ベクトル図を示し、図8(a)、(b)
は、有効電力無効電力同時制御時のそれぞれ回路構成お
よび電圧電流ベクトル図を示す。この実施の形態2にお
いては、需要家一般負荷4と開閉器5との間に調整用リ
アクトル9を挿入するとともに、この調整用リアクトル
9と開閉器5との間に需要家特定負荷10を接続してい
る。そして更に調整用リアクトル9の両端子を短絡可能
な短絡スイッチ11を設けている。ここで、需要家一般
負荷4は不特定多数の負荷群からなり、その運転電圧許
容範囲が一般的な標準規格に従わざるを得ない機器で構
成されているのに対し、需要家特定負荷10は系統連系
インバータ2またはその制御装置6の管轄に属し、その
運転電圧許容範囲が個別に把握でき、この結果、需要家
一般負荷4よりその運転可能下限電圧を低く設定しうる
機器類で構成されているものである。
【0026】次に、図7および図8により基本的な動作
について説明する。先ず、図7は有効電力制御時、即
ち、この発明の目的である、負荷電圧の低減による省エ
ネ制御を行っていない場合で、短絡スイッチ11を閉路
して調整用リアクトル9を短絡して実質上回路から除去
している。従って、需要家一般負荷4に供給される負荷
電圧Vlineと需要家特定負荷10に供給される電圧Vli
ne2とが共にインバータ出力電圧Vinvと等しくなって
おり、実施の形態1の図3(a)と現象としては同一の
動作となる。図8は短絡スイッチ11を開路して調整用
リアクトル9を回路に挿入し、無効電力成分を含む電流
を配電系統3に供給する場合である。調整用リアクトル
9には、そのインピーダンスR2+jXL2と電流との
積で電圧降下Vdif2が生じ、同図(b)に示すよう
に、需要家特定負荷10への供給電圧Vline2は、需要
家一般負荷4への供給電圧Vlineより更に低くなり、需
要家一般負荷4での省エネ効果に加えて、需要家特定負
荷10ではより一層大きな省エネ効果が期待出来るわけ
である。なお、実施の形態1の図3(c)に対応する、
無効電力制御時の図示およびその説明は省略している
が、上述した図8の場合と同様、短絡スイッチ11を開
路して調整用リアクトル9を回路に挿入し需要家特定負
荷10の電圧降下をより大として大幅な省エネ効果を実
現することが出来る。
【0027】次に、系統連系インバータ2の制御装置6
における具体的な制御動作について図9〜11のフロー
チャートを参照して説明する。先ず、図9で、インバー
タが起動すると(T1)、コントロールパネルの有無を
判断し(T2)、無しのとき(T2でNO)は自動運転
として直接T5に進む。コントロールパネル有りのとき
(T2でYES)はコントロールパネルで運転方式を設
定し(T3)、自動運転と設定したとき(T4でYE
S)は、次に、無効電力による省エネ制御、即ち、系統
電圧を定格値未満に低下させて消費電力の低減を図る、
本願発明による制御をするか否かを判別する(T5)。
本願発明を適用する場合は、当然、YESとなり、以下
図10で説明するが、その動作を解除する場合(T5で
NO)は、短絡スイッチ(MG2)11を閉路して調整
用リアクトル9を回路から除去し(T6)、従来からの
電力調整方式となる(T7)。即ち、無効電力を含む制
御も行うが、あくまでも系統電圧が適正値から逸脱する
のを防止することがその制御目標とするものである。T
4で自動運転と設定しない場合(NO)は、ユーザ設定
運転であるかを確認し(T8)、YESであれば図11
のフローに進む。NOであれば、T3に戻って運転方式
の設定入力を促す。
【0028】次に、自動運転省エネ制御有りの場合の動
作を図10により説明する。先ず、無効電力調整制御開
始条件成立を判断する(T9)。なお、この制御条件成
立の判断要領は、先の実施の形態1の場合と同様であ
る。制御条件が成立する(T9でYES)と、短絡スイ
ッチ11を開路して調整用リアクトル9を回路に挿入し
(T10)、無効電力調整運転を開始する(T11)
が、条件が成立しないとき(T9でNO)は、短絡スイ
ッチ11を閉路して調整用リアクトル9を回路から除去
し(T12)、条件が成立するまで従来の電力調整運転
を継続することになる(T13)。無効電力調整運転を
開始した後、負荷電圧が所定の設定電圧1、例えば、需
要家一般負荷の定格電圧の5%低減値より低いか、また
は、需要家特定負荷の電圧が所定の設定電圧2、例え
ば、需要家特定負荷の定格電圧の10%低減値より低い
かを判断し(T14)、いずれもNOであれば、更に負
荷電圧および需要家特定負荷の電圧を下げるべく無効電
力量を増加させる制御を行う(T15)。T14でいず
れかがYESとなったときはT16に進み、負荷電圧が
所定の最低電圧1(需要家一般負荷の運転可能下限値に
余裕をみて設定した値で、例えば、需要家一般負荷の定
格電圧の10%低減値程度)より高いか、かつ、需要家
特定負荷の電圧が所定の最低電圧2(需要家特定負荷の
運転可能下限値に余裕をみて設定した値で、例えば、需
要家特定負荷の定格電圧の15%低減値程度)より高い
かを判断し、NOのときは、負荷電圧および需要家特定
負荷の電圧をを上げるべく無効電力量を減少させる制御
を行う(T17)。負荷電圧および需要家特定負荷の電
圧がともにそれぞれ最低電圧1および最低電圧2より高
いとき(T16でYES)は、当該条件での無効電力調
整運転を継続する(T18)。以上の自動制御動作によ
り、需要家一般負荷および需要家特定負荷の運転に支障
を来すことなく、その消費電力の低減が可能となる。
【0029】次に、ユーザー設定運転省エネ制御有りの
場合の動作を図11により説明する。設定されている運
転モード(T19でNO)、または運転モードが変更さ
れた場合(T19でYES)は当該変更入力されたモー
ド(T20)が、無効電力調整運転モードか否かを判断
する(T21)。T21でYESなら短絡スイッチ11
を開路して調整用リアクトル9を回路に挿入し(T2
2)、無効電力調整運転を開始する(T23)が、T2
1でNOのときは、短絡スイッチ11を閉路して調整用
リアクトル9を回路から除去し(T24)、従来の電力
調整運転モードを行うかどの運転モードでもない待機モ
ードに一旦移行し、T19以降のフローに戻る。
【0030】無効電力調整運転を開始した後、負荷電圧
が上述した所定の設定電圧1より低いか、または、需要
家特定負荷の電圧が上述した所定の設定電圧2より低い
かを判断し(T26)、いずれもがNOであれば、更に
負荷電圧および需要家特定負荷の電圧を下げるべく無効
電力量を増加させる制御を行う(T27)。T14でい
ずれかがYESとなったときはT28に進み、負荷電圧
が上述した所定の最低電圧1より高いか、かつ、需要家
特定負荷の電圧が上述した所定の最低電圧2より高いか
を判断し、NOのときは、負荷電圧および需要家特定負
荷の電圧を上げるべく無効電力量を減少させる制御を行
う(T29)。負荷電圧および需要家特定負荷の電圧が
ともにそれぞれ最低電圧1および最低電圧2より高いと
き(T28でYES)は、当該条件での無効電力調整運
転を継続する(T30)。以上のユーザー設定制御動作
により、需要家一般負荷および需要家特定負荷の運転に
支障を来すことなく、その消費電力の低減が可能とな
る。
【0031】実施の形態3.図12はこの発明の実施の
形態3における系統連系電力変換装置を示す構成図であ
る。既述した形態例では、一般的な負荷を対象に考え
て、負荷への供給電圧を下げるとその消費電力が低減す
るとし、運転可能の範囲内で供給電圧を下げるものとし
たが、負荷機器の種別によっては、供給電圧が下がると
消費電力が増える、または電圧が一定以上下がると逆に
消費電力が増える傾向となったりするものも考えられ
る。この実施の形態3では、図12に示すように、CT
12およびPT13を設け、需要家一般負荷4の消費電
力を検出し、制御装置6は消費電力が最小となるよう系
統連系インバータ2の出力電圧を制御するようにしてい
る。これにより、系統連系インバータの稼働率を上げ、
一層効果的な省エネが実現する。
【0032】実施の形態4.図13はこの発明の実施の
形態4における系統連系電力変換装置を示す構成図であ
る。ここでは主として、系統連系インバータ2の構成例
について説明する。即ち、系統連系インバータ2をDC
−DCコンバータ部2Aとインバータ部2Bとで構成
し、インバータ部2Bの出力端と開閉器5との間に絶縁
トランス14を挿入している。直流電源1として太陽電
池を使用する場合、その出力電圧は日射量により大幅に
変動するが、この実施の形態4では、DC−DCコンバ
ータ部2Aが太陽電池からの直流出力電圧を一定の直流
電圧に変換してインバータ部2Bに入力するのでインバ
ータ動作が安定し、結果的に、より低い日射量での発電
電力の利用が可能となる。また、交流側に絶縁トランス
14を挿入したので、インバータ部2Bの絶縁レベル
を、配電系統3の電圧と関係なく、使用する半導体素子
に応じた低いレベルに設定でき、系統連系インバータ2
の設計が容易安価に出来る利点がある。
【0033】
【発明の効果】この発明に係る系統連系電力変換装置
は、直流側が直流電源に接続され、交流側が需要家負荷
および系統インピーダンスを介して交流電力系統に接続
されたインバータ、およびこのインバータの出力制御を
行う制御装置を備えた系統連系電力変換装置において、
上記インバータから上記交流電力系統へ進相無効成分を
含む電流を出力して上記需要家負荷への供給電圧をその
定格電圧未満に制御することにより、当該需要家負荷の
消費電力を低減可能としたので、系統連系用のインバー
タに省エネ機能を担わせその利用率が向上する。
【0034】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷と交流電力系統との接続端とインバータの交
流出力端との間に調整用リアクトルを挿入するととも
に、上記インバータの交流出力端に、運転可能下限電圧
が上記需要家負荷より低い需要家特定負荷を接続したの
で、省エネ効果が更に増大する。
【0035】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷への供給電圧を下げてその消費電力を低減す
る制御を行わないとき調整用リアクトルの両端を短絡す
る短絡スイッチを備えたので、交流電力系統への有効電
力の供給が支障無くなされる。
【0036】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
直流電源がインバータを介して交流電力系統に有効電力
を供給するとき、上記交流電力系統で許容される力率以
上の範囲で電力を出力するよう上記インバータを制御す
るので、交流電力系統との連系運転に支障を来すことな
く省エネ効果が得られる。
【0037】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
直流電源が交流電力系統に有効電力を供給しないとき、
上記交流電力系統で許容される無効電力値以下の範囲で
進相無効電力を出力するようインバータを制御するの
で、交流電力系統の運用に支障を来すことなく省エネ効
果が得られる。
【0038】この発明に係る系統連系電力変換装置は、
需要家負荷の消費電力を検出する手段を備え、上記需要
家負荷への供給電圧が運転可能下限電圧以上の範囲で上
記検出消費電力が最小となる電圧値となるようインバー
タを制御するので、一層の省エネ効果が期待できる。
【0039】この発明に係る系統連系電力変換装置の直
流電源は、太陽光の照射によりインバータを介して交流
電力系統に有効電力を供給可能な太陽電池であるので、
太陽電池の出力特性に伴うインバータの利用率低下が改
善され省エネ効果が得られる。
【0040】この発明に係る系統連系電力変換装置の直
流電源は、インバータを介して交流電力系統により充電
され充電後上記インバータを介して上記交流電力系統に
有効電力を供給可能な蓄電池であるので、蓄電池の出力
特性に伴うインバータの利用率低下が改善され省エネ効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における系統連系電
力変換装置を示す構成図である。
【図2】 図1の系統連系電力変換装置の動作を説明す
るための電圧電流の波形図である。
【図3】 図1の系統連系電力変換装置の動作を説明す
るための電圧電流のベクトル図である。
【図4】 実施の形態1における系統連系電力変換装置
の動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】 図4に続く動作を説明するフローチャートで
ある。
【図6】 図4に続く動作を説明するフローチャートで
ある。
【図7】 この発明の実施の形態2における系統連系電
力変換装置を示す構成図および電圧電流ベクトル図であ
る。
【図8】 この発明の実施の形態2における系統連系電
力変換装置を示す構成図および電圧電流ベクトル図で、
図7とは異なる動作モードにおけるものである。
【図9】 実施の形態2における系統連系電力変換装置
の動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】 図9に続く動作を説明するフローチャート
である。
【図11】 図9に続く動作を説明するフローチャート
である。
【図12】 この発明の実施の形態3における系統連系
電力変換装置を示す構成図である。
【図13】 この発明の実施の形態4における系統連系
電力変換装置を示す構成図である。
【図14】 従来の系統連系電力変換装置を示す構成図
である。
【符号の説明】
1 直流電源、2 系統連系インバータ、3 配電系
統、4 需要家一般負荷、5 開閉器、6 制御装置、
8 系統インピーダンス、9 調整用リアクトル、10
需要家特定負荷、11 短絡スイッチ、12 CT、
13 PT。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G066 DA04 DA08 HA19 HB05 5H007 AA02 BB07 CB02 DA03 DA05 DB01 DC03 DC04

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流側が直流電源に接続され、交流側が
    需要家負荷および系統インピーダンスを介して交流電力
    系統に接続されたインバータ、およびこのインバータの
    出力制御を行う制御装置を備えた系統連系電力変換装置
    において、 上記インバータから上記交流電力系統へ進相無効成分を
    含む電流を出力して上記需要家負荷への供給電圧をその
    定格電圧未満に制御することにより、当該需要家負荷の
    消費電力を低減可能としたことを特徴とする系統連系電
    力変換装置。
  2. 【請求項2】 需要家負荷と交流電力系統との接続端と
    インバータの交流出力端との間に調整用リアクトルを挿
    入するとともに、上記インバータの交流出力端に、運転
    可能下限電圧が上記需要家負荷より低い需要家特定負荷
    を接続したことを特徴とする請求項1記載の系統連系電
    力変換装置。
  3. 【請求項3】 需要家負荷への供給電圧を下げてその消
    費電力を低減する制御を行わないとき調整用リアクトル
    の両端を短絡する短絡スイッチを備えたことを特徴とす
    る請求項2記載の系統連系電力変換装置。
  4. 【請求項4】 直流電源がインバータを介して交流電力
    系統に有効電力を供給するとき、上記交流電力系統で許
    容される力率以上の範囲で電力を出力するよう上記イン
    バータを制御することを特徴とする請求項1ないし3の
    いずれかに記載の系統連系電力変換装置。
  5. 【請求項5】 直流電源が交流電力系統に有効電力を供
    給しないとき、上記交流電力系統で許容される無効電力
    値以下の範囲で進相無効電力を出力するようインバータ
    を制御することを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
    かに記載の系統連系電力変換装置。
  6. 【請求項6】 需要家負荷の消費電力を検出する手段を
    備え、上記需要家負荷への供給電圧が運転可能下限電圧
    以上の範囲で上記検出消費電力が最小となる電圧値とな
    るようインバータを制御することを特徴とする請求項5
    記載の系統連系電力変換装置。
  7. 【請求項7】 直流電源は、太陽光の照射によりインバ
    ータを介して交流電力系統に有効電力を供給可能な太陽
    電池であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれ
    かに記載の系統連系電力変換装置。
  8. 【請求項8】 直流電源は、インバータを介して交流電
    力系統により充電され充電後上記インバータを介して上
    記交流電力系統に有効電力を供給可能な蓄電池であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の系
    統連系電力変換装置。
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