【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池または燃料電池などの直流電力を商用周波数の交流電力に変換して系統に電力注入する電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来使用している電力変換装置の構成を示す接続図である。ここで直流電源１は太陽電池や燃料電池といった出力が直流の分散型電源で構成されている。直流電源１はインバータ２を介して系統３と連系して、系統３から見た場合、インバータ２と家庭内負荷が並列に接続された構成となっている。系統電圧は系統電圧検知手段５でまたインバータ２の出力電流はインバータ出力電流検知手段６で検知され、それぞれの信号はインバータ２へ伝達されて出力電力を制御している。なお、インバータ２の出力電力が家庭内負荷４の消費電力を上回った場合、余剰電力は系統３に逆潮流される。
【０００３】
以下に図１２を参照して動作を説明する。家庭内負荷４が誘導性や容量性を有していた場合、負荷電流は系統３の電圧位相に対して、遅れまたは進み位相となる。この時系統３は負荷に対して有効電力と無効電力の両方を供給する。一方、直流電源１の電力はインバータ２で交流電力に変換される際に、系統３の電圧位相に一致して力率１運転されるため、有効電力しか供給しない。したがって家庭内負荷４に流れる無効電流は系統３が供給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、分散型電源の直流電力を交流電力に変換して系統に注入するインバータは常時力率１運転を行うため、仮に家庭内の複数の使用機器の構成によって、多くの無効電力が必要になった場合でも、これらは全て系統から供給されることになる。一般家庭の電気料金は有効電力の使用への対価であり、無効電力の供給が増加すれば電力供給者は消費電力以上の電力容量が必要であり、また家庭においても屋内配線の電流容量の増加を伴い、さらには電流の増加に伴って損失も増加するという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、系統電圧と電流の位相を検知してこれを一致させる制御をインバータがおこなうことで、家庭内負荷に容量性や誘導性の機器が多く使用した場合でも、系統から無効電力供給する必要がなく、したがって電力供給者の電力設備増加や、屋内配線の強化及び損失の増加が発生しない系統連系インバータを提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の電力変換装置は、系統電圧波形を検知する系統電圧検知手段と、系統とインバータ及び家庭内負荷との間に系統電流検知手段を設けて、両方の検知手段の出力のゼロ値を一致させるようにインバータの出力電流を制御することで、系統から家庭内に供給する無効電力をゼロにするようにした系統連系インバータを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、インバータと、系統電圧を検知する系統電圧検知手段と、系統から家庭内に供給される電流を検知する系統電流検知手段とを有し、系統電圧検知手段の出力がゼロの時、系統電流検知手段から得られる値がゼロとなるようにインバータ出力電流の振幅と位相を制御することで、系統からの無効電力供給をゼロにすることができる系統連系インバータ装置としている。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、上記に加え、系統電圧検知手段と、系統電流検知手段から得られる力率変化を検知する力率変化検知手段を有し、系統に流れる無効電力の変化を補償することで、家庭内負荷の消費電力変化に対して、常時、系統からの無効電力をゼロにすることができる系統連系インバータ装置としている。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、上記に加え、系統電流位相検知手段と、系統電圧位相検知手段のそれぞれのゼロ位相の差の変化で力率変化を検知して常時、系統からの無効電力をゼロに制御することができる系統連系インバータ装置としている。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、上記に加え、負荷電流位相検知手段と、系統電圧位相検知手段のそれぞれのゼロ位相の差の変化で力率変化を検知して常時、系統からの無効電力をゼロに制御することができる系統連系インバータ装置としている。
【００１１】
請求項５に記載した発明は、上記に加え、複数の負荷にそれぞれ配置された負荷電流検知手段の出力が家庭内電流検出手段で合成され、得られたゼロ電流位相と系統電圧のゼロ位相との比較で力率変化を検知して常時、系統からの無効電力をゼロに制御することができる系統連系インバータ装置としている。
【００１２】
請求項６に記載した発明は、上記に加え、時刻計測手段を有し、設定された時刻の間のみ無効電流を供給することで、負荷側の無効電力が小さい時はインバータを停止する系統連系インバータ装置としている。
【００１３】
請求項７に記載した発明は、上記に加え、負荷は起動および停止状態を外部に送信する送信手段と、インバータは起動／停止信号を受信する受信手段を有し、負荷の起動および停止信号に応じてインバータの発生する無効電流発生量を変化させて、系統から供給される無効電力を高精度でゼロに維持することができる系統連系インバータ装置としている。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例の系統連系インバータ装置は、太陽電池や燃料電池といった分散型電源である直流電源１１の電力をインバータ１２で交流電力に変換し、系統１３と連系している。
【００１５】
また、家庭内負荷１４は系統１３と接続されると共に、インバータ１２と家庭内負荷１４は屋内で接続されている。系統電流検知手段１６は、系統１３とインバータ１２及び家庭内負荷１４との接続点より上流（以降、系統側を上流、家庭側を下流と称する）に配置されて、系統１３から家庭内へ供給される電流を検知している。
【００１６】
また、インバータ出力部には、系統電圧検知手段１５が配置され、系統１３の電圧波形を検知している。系統電圧検出手段１５と系統電流検出手段１６の出力はインバータ１２に入力され、インバータ１２は双方の出力波形を基に自身の制御を行う。
【００１７】
以上の様に構成された系統連系インバータ装置について、図２の波形図を参照して動作を説明する。家庭内負荷１４が容量性負荷であった場合、家庭内負荷１４の電流は系統電圧に対して進み位相となる。ここで、通常力率１運転を行っているインバータ１２は、系統電圧と同位相で正弦波電流を出力しており、系統１３から家庭内に流れ込む電流は、インバータ１２の出力電流と家庭内負荷１４の電流の差となるため、有効電力の差と無効電力のベクトル和の電流になる。ここで、系統電圧検知手段１５の出力がゼロの時、系統電流検知手段１６の出力がゼロとなるようにインバータ１２が無効電流を出力することで、系統１３から家庭内に流れ込む無効電流はゼロとなり、系統１３の電流と電圧の位相が一致する。
【００１８】
以上のように本実施例によれば、系統電流検知手段の出力がゼロの時、系統電流検知手段の出力がゼロとなるようにインバータの出力電流を制御することで、系統から家庭に流れ込む電流の無効電流成分をゼロにすることができる系統連系ンバータ装置を実現することができる。
【００１９】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。図３は本実施例の構成を示すブロック図である。図３において図１の回路構成と異なるのは、系統電圧検出手段１５と系統電流検出手段１６の出力から力率変化を得る力率変化検知手段１７を配置した点である。上記以外の構成要素は第１の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００２０】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について動作を説明する。系統１３から家庭に流れ込む電流が有効電力だけで、家庭内負荷１４の無効電流をインバータ１２が供給している状態において、家庭内負荷１４がオンオフしたり、電力可変した場合、無効電流は変化する。
【００２１】
仮に、無効電流が減少した場合、インバータ１２から出力される無効電流は過剰となり、系統１３に流れ込むことになる。そこで、系統電圧検知手段１５で得られた波形と系統電流検知手段１６で得られた波形から、力率の単位時間当たりの変化を力率変化検知手段１７で検知して、インバータ１２の発生する無効電流を増減させることで、系統１３から家庭に無効電流が流れ込まないように制御する。
【００２２】
以上のように本実施例によれば、系統電圧検知手段と系統電流検知手段の出力から得られる力率を基にその変化を検知して、常時系統からの無効電力をゼロにする系統連系インバータを実現することができる。
【００２３】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施例について図４を参照しながら説明する。図４は本実施例の構成を示すブロック図である。図４において図３の回路構成と異なるのは、系統電圧波形を検知する系統電圧検出手段に代わり、系統電圧のゼロ位相を検出する系統電圧位相検知手段２５を配置し、さらに系統電流波形を検知する系統電流検知手段に代わって、系統電流のゼロ位相を検知する系統電流位相検知手段２６を配置した点である。上記以外の構成要素は第２の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００２４】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について図５の波形図を参照して動作を説明する。家庭内負荷１４の電流が系統１３の電圧に対して進み位相で動作している場合、インバータ１２は系統１３の電圧に対して進み位相で動作することで、家庭内負荷１４に無効電力を供給している。系統電圧位相検知手段２５は系統１３の電圧ゼロ位相を検出しており、系統電流位相検出手段２６は系統１３から家庭内に供給される電流ゼロ位相を検出している。
【００２５】
なお、双方の出力信号は同じ波形となっている。ここで、家庭内負荷１４の電力が変化した直後は、インバータ１２の出力電流は変化していないため、系統１３から無効電流が供給されて、系統電流位相検知手段２６の出力は系統１３の電圧ゼロ位相から遅れて出力される。
【００２６】
次に、力率変化検知手段で力率の変化が発生したと判断して、瞬時にインバータ１２は系統電圧と系統電流の位相が一致するように、インバータ１２の出力電流を進める。
【００２７】
以上のように本実施例によれば、系統電圧のゼロ位相と系統電流のゼロ位相の変化を検知することで、家庭内負荷の動作状態が変化した場合でも系統から家庭内に流れ込む無効電力をゼロに維持することが可能な系統連系インバータ装置を提供することができる。
【００２８】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例について図６を参照しながら説明する。図６は本実施例の構成を示すブロック図である。図６において図４の回路構成と異なるのは、家庭内負荷に流れる電流のゼロ位相を検知する負荷電流位相検知手段３６を設けた点である。上記以外の構成要素は第３の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００２９】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について図７の波形図を参照して動作を説明する。家庭内負荷１４の電流が系統１３の電圧に対して進み位相で動作している場合、インバータ１２が系統１３の電圧に対して進み位相で動作することで、家庭内負荷１４に全ての無効電力を供給している。系統電圧位相検知手段２５は系統１３の電圧ゼロ位相を検出して、負荷電流位相検出手段３６は家庭内負荷１４の電流ゼロ位相を検出している。双方の出力は一定の位相差を有している。ここで、家庭内負荷１４の電力が変化した場合、負荷電流位相検知手段２６の出力と系統電圧位相検知手段２５の出力との位相差が変化するため、系統１３から無効電力が供給されたと判断して、瞬時にインバータ１２は当初保持していた系統電圧と負荷電流の位相差を維持するように、インバータ１２の出力電流位相を制御する。
【００３０】
以上のように本実施例によれば、系統電圧のゼロ位相と負荷電流のゼロ位相の変化を検知することで、家庭内負荷の動作状態が変化した場合でも系統から家庭内に流れ込む無効電力を精度良くゼロに維持することが可能な系統連系インバータ装置を実現することができる。
【００３１】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例について図面を参照しながら説明する。図８は本実施例の構成を示すブロック図である。図８において図６の回路構成と異なるのは複数の家庭内負荷１４の入力にそれぞれ負荷電流検知手段４６を配置して、得られた各電流波形を家庭内電流検知手段４８で合成し、電流ゼロ位相を系統電圧位相検出手段で得られたゼロ位相と比較するようにした点である。上記以外の構成要素は第４の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００３２】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について動作を説明する。家庭内にある複数の負荷は通常、それぞれ異なる力率で動作しており、系統１３から供給される有効電力と無効電力は全ての負荷電流の合成で決定される。そこで、合成電流を得るために、全ての家庭内負荷１４の電流波形を検知して和をとることで、インバータ１２が出力する無効電流が明らかになる。例えば複数の家庭内負荷１４の内１つの負荷がオフした場合、合成電流波形の振幅と位相は変化するので、家庭内電流検知手段４８で得られた電流ゼロ位相と系統電圧位相検知手段２５で得られるゼロ位相の間の変化を検知でき、インバータ１２が供給する無効電流を変化させて、系統１３から供給する無効電力をゼロに維持する。
【００３３】
以上のように本実施例によれば、複数存在する家庭内負荷に流れる電流波形の合成波形のゼロ位相を検知して系統電圧のゼロ位相と比較することで、１つの負荷の動作状態変化をインバータ出力電流で補償することで、常時系統から供給される無効電力をゼロに維持することができる系統連系インバータ装置を提供することができる。
【００３４】
（実施例６）
以下、本発明の第６の実施例について図面を参照しながら説明する。図９は本実施例の動作を示す概念図である。構成要素はインバータ内部に時刻を計測する時刻計測手段を設けた点以外において第５の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００３５】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について図９を参照して動作を説明する。通常、家庭内の電力機器の使用は、主に明け方から夜間までに集中しており、夜間から未明においては一部の低電力機器が動作しているのみである。そこで、インバータ１２は内部に有している時刻計測手段を用いて、時刻ｔ１からｔ２までは家庭内負荷が動作するために必要となる無効電力を供給して、系統１３は力率１で電力供給し、ｔ２からｔ１まではインバータ１２が力率１運転するか、または停止する。この時わずかに発生する可能性がある無効電力は系統が供給することになるが、無効電力に伴う電流増加はわずかであり、電力供給者への影響はない。
【００３６】
以上のように本実施例によれば、設定された時間帯のみインバータからの無効電力供給を行うことで、より効率の高い運転が可能な動作が可能な系統連系インバータ装置を提供することができる。
【００３７】
（実施例７）
以下、本発明の第７の実施例について図面を参照しながら説明する。図１０は本実施例の構成を示すブロック図である。図１０において図１の回路構成と異なるのは、家庭内負荷１４に起動／停止の送信手段５１を設けて、インバータ１２内部にこれを受信する受信手段５２を配置して、家庭内負荷の動作状態に応じてインバータ１２を制御するようにした点である。上記以外の構成要素は第１の実施例と同等であり、説明を省略する。
【００３８】
以上のように構成された系統連系インバータ装置について図を参照して動作を説明する。家庭内負荷１４の無効電力をインバータ１２が供給し、系統からは無効電力が供給されていない動作状態において、例えば家庭内負荷が停止した直後は通常インバータ１２の有効電力と無効電力共に系統側へ逆潮流されるが、ここで家庭内負荷１４の停止信号が、送信手段５１によりインバータ１２内部の受信手段５２で受信される。この信号により、家庭内負荷１４の停止と同時にインバータ１２は出力電流の制御を変更して、力率１運転で動作させることで、自身が発生していた無効電力が系統内に流れ込むことを防止する。
【００３９】
以上のように本実施例によれば、負荷の起動および停止信号に応じてインバータの発生する無効電流発生量を変化させて、系統から供給される無効電力を高精度で常時ゼロに維持することが可能な系統連系インバータ装置を提供することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように請求項１〜７項に記載の発明は、系統電流検知手段と系統電流検知手段でインバータの出力電流を制御することで、系統から家庭に流れ込む電流の無効電流成分をゼロにすることができるため、家庭内負荷による無効電力の増大に対して、電力供給者の電源容量や家庭内の電線容量、さらには損失も増加させることのない系統連系インバータ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１の実施例である系統連系インバータ装置の各部動作を示す波形図
【図３】本発明の第２の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第３の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第３の実施例である系統連系インバータ装置の各部動作を示す波形図
【図６】本発明の第４の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第４の実施例である系統連系インバータ装置の各部動作を示す波形図
【図８】本発明の第５の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の第６の実施例である系統連系インバータ装置の動作を示す概念図
【図１０】本発明の第７の実施例である系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来の系統連系インバータ装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来の系統連系インバータ装置の各部動作を示す波形図
【符号の説明】
１１ 直流電源
１２ インバータ
１３ 系統
１４ 家庭内負荷
１５ 系統電圧検知手段
１６ 系統電流検知手段
１７ 力率変化検知手段
２６ 系統電圧位相検知手段
２７ 系統電流位相検知手段
３６ 負荷電流位相検知手段
４６ 負荷電流検知手段
４８ 家庭内電流検知手段
５１ 送信手段
５２ 受信手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power converter for converting DC power from a solar cell or a fuel cell into AC power at a commercial frequency and injecting power into a system.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a connection diagram showing a configuration of a power conversion device conventionally used. Here, the DC power supply 1 is a distributed power supply having a DC output such as a solar cell or a fuel cell. The DC power supply 1 is connected to a system 3 via an inverter 2 and, when viewed from the system 3, has a configuration in which the inverter 2 and a domestic load are connected in parallel. The system voltage is detected by the system voltage detecting means 5 and the output current of the inverter 2 is detected by the inverter output current detecting means 6, and respective signals are transmitted to the inverter 2 to control the output power. When the output power of the inverter 2 exceeds the power consumption of the domestic load 4, the surplus power flows backward to the grid 3.
[0003]
The operation will be described below with reference to FIG. If the domestic load 4 has inductive or capacitive characteristics, the load current will be delayed or advanced with respect to the voltage phase of the system 3. At this time, the system 3 supplies both active power and reactive power to the load. On the other hand, when the power of the DC power supply 1 is converted into AC power by the inverter 2, the power supply 1 is operated in accordance with the voltage phase of the system 3, so that only the active power is supplied. Therefore, the reactive current flowing through the domestic load 4 is supplied by the grid 3.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, since the inverter that converts the DC power of the distributed power supply into the AC power and injects the AC power into the system always performs the power factor 1 operation, a large number of invalid devices may be temporarily generated due to the configuration of a plurality of used devices in the home. All of these will be supplied from the grid, even if power is needed. Electricity charges for ordinary households are a price for the use of active power, and if the supply of reactive power increases, power suppliers will need more power capacity than power consumption, and even at home, the current capacity of indoor wiring will increase. And the loss also increases as the current increases.
[0005]
According to the present invention, the inverter detects the phase of the system voltage and the current and performs control to match them, so that reactive power is supplied from the system even when a large amount of capacitive or inductive equipment is used for a domestic load. An object of the present invention is to provide a grid-connected inverter that does not need to be provided, and thus does not cause an increase in power equipment of a power supplier, reinforcement of indoor wiring, and an increase in loss.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power converter according to the present invention is provided with a system voltage detection unit for detecting a system voltage waveform, and a system current detection unit between the system, an inverter, and a domestic load. The present invention provides a grid-connected inverter in which the output current of the inverter is controlled so as to match the zero value of the output of the system to make the reactive power supplied from the system to the home zero.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention described in claim 1 includes an inverter, a system voltage detecting unit for detecting a system voltage, and a system current detecting unit for detecting a current supplied from the system to the home, and an output of the system voltage detecting unit. Is zero, the reactive power supply from the grid can be reduced to zero by controlling the amplitude and phase of the inverter output current so that the value obtained from the grid current detection means becomes zero. And
[0008]
In addition to the above, the invention described in claim 2 has a system voltage detection unit and a power factor change detection unit that detects a power factor change obtained from the system current detection unit, and compensates for a change in reactive power flowing through the system. By doing so, the system interconnection inverter device is capable of always reducing the reactive power from the system to zero in response to a change in power consumption of a domestic load.
[0009]
In addition to the above, the invention described in claim 3 detects a power factor change based on a change in the difference between the zero phase of each of the system current phase detection unit and the system voltage phase detection unit, and constantly outputs reactive power from the system. It is a grid-connected inverter device that can be controlled to zero.
[0010]
According to the invention described in claim 4, in addition to the above, the power factor change is detected by the change in the difference between the zero phase of each of the load current phase detecting means and the system voltage phase detecting means, and the reactive power from the system is constantly detected. It is a grid-connected inverter device that can be controlled to zero.
[0011]
In addition to the above, in addition to the above, the outputs of the load current detection means respectively arranged in the plurality of loads are combined by the domestic current detection means, and the obtained zero current phase and the zero phase of the system voltage are obtained. The system interconnection inverter device which can control the reactive power from the system to zero at any time by detecting a change in the power factor by comparing the power factor.
[0012]
The invention according to claim 6 further comprises a time measuring means for supplying a reactive current only during a set time, thereby stopping the inverter when the reactive power on the load side is small. System inverter device.
[0013]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the above, the load has transmitting means for transmitting a start / stop state to the outside, and the inverter has receiving means for receiving a start / stop signal. The amount of reactive current generated by the inverter is changed in response to this, so that the reactive power supplied from the grid can be maintained at zero with high accuracy.
[0014]
【Example】
(Example 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. In the system interconnection inverter device of the present embodiment, the power of a DC power supply 11 which is a distributed power supply such as a solar cell or a fuel cell is converted into AC power by an inverter 12 and is connected to a system 13.
[0015]
The home load 14 is connected to the grid 13 and the inverter 12 and the home load 14 are connected indoors. The system current detecting means 16 is disposed upstream of a connection point between the system 13 and the inverter 12 and the domestic load 14 (hereinafter, the system side is referred to as upstream and the home side is referred to as downstream), and supplied from the system 13 to the home. The detected current is detected.
[0016]
Further, a system voltage detecting means 15 is arranged at the inverter output unit, and detects a voltage waveform of the system 13. The outputs of the system voltage detecting means 15 and the system current detecting means 16 are input to the inverter 12, and the inverter 12 controls itself based on both output waveforms.
[0017]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. When the domestic load 14 is a capacitive load, the current of the domestic load 14 has a leading phase with respect to the system voltage. Here, the inverter 12 performing the normal power factor 1 operation outputs a sinusoidal current in the same phase as the system voltage, and the current flowing from the system 13 into the home depends on the output current of the inverter 12 and the home load. Since the difference between the currents is equal to 14, the current is the vector sum of the active power difference and the reactive power. Here, when the output of the system voltage detection means 15 is zero, the inverter 12 outputs a reactive current so that the output of the system current detection means 16 becomes zero, so that the reactive current flowing into the home from the system 13 is zero. And the phases of the current and the voltage in the system 13 match.
[0018]
As described above, according to the present embodiment, by controlling the output current of the inverter so that the output of the system current detection unit becomes zero when the output of the system current detection unit is zero, the current flowing from the system to the home is controlled. Can be realized.
[0019]
(Example 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. 3 differs from the circuit configuration of FIG. 1 in that a power factor change detecting unit 17 that obtains a power factor change from outputs of the system voltage detecting unit 15 and the system current detecting unit 16 is arranged. The other components are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
[0020]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described. If the current flowing from the grid 13 to the home is only the active power and the inverter 12 is supplying the reactive current of the home load 14 and the home load 14 is turned on and off or the power is varied, the reactive current changes. .
[0021]
If the reactive current decreases, the reactive current output from the inverter 12 becomes excessive and flows into the system 13. Therefore, a change in the power factor per unit time is detected by the power factor change detection unit 17 from the waveform obtained by the system voltage detection unit 15 and the waveform obtained by the system current detection unit 16, and the inverter 12 generates the power factor. By increasing or decreasing the reactive current, control is performed so that the reactive current does not flow from the grid 13 into the home.
[0022]
As described above, according to the present embodiment, the change in the system voltage is detected based on the power factor obtained from the outputs of the system voltage detection unit and the system current detection unit, and the system interconnection that constantly reduces the reactive power from the system to zero. An inverter can be realized.
[0023]
(Example 3)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. 4 is different from the circuit configuration of FIG. 3 in that a system voltage phase detecting means 25 for detecting a zero phase of the system voltage is arranged instead of the system voltage detecting means for detecting a system voltage waveform, and further, a system current waveform is detected. This is the point that the system current phase detecting means 26 for detecting the zero phase of the system current is disposed instead of the system current detecting means. The other components are the same as those of the second embodiment, and the description is omitted.
[0024]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. When the current of the home load 14 is operating in a leading phase with respect to the voltage of the grid 13, the inverter 12 operates in the leading phase with respect to the voltage of the grid 13, thereby supplying reactive power to the home load 14. are doing. The system voltage phase detecting means 25 detects the zero voltage phase of the system 13, and the system current phase detecting means 26 detects the zero current phase supplied from the system 13 to the home.
[0025]
Note that both output signals have the same waveform. Here, immediately after the power of the domestic load 14 changes, the output current of the inverter 12 does not change, so that the reactive current is supplied from the system 13, and the output of the system current phase detecting unit 26 is the voltage of the system 13. Output with a delay from zero phase.
[0026]
Next, the power factor change detection means determines that a change in the power factor has occurred, and the inverter 12 instantaneously advances the output current of the inverter 12 so that the phases of the system voltage and the system current match.
[0027]
As described above, according to the present embodiment, by detecting changes in the zero phase of the system voltage and the zero phase of the system current, the reactive power flowing from the system into the home even when the operating state of the home load changes. A grid-connected inverter device that can be maintained at zero can be provided.
[0028]
(Example 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. 6 is different from the circuit configuration of FIG. 4 in that a load current phase detecting unit 36 for detecting a zero phase of a current flowing in a domestic load is provided. The components other than those described above are the same as in the third embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0029]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described with reference to the waveform diagram of FIG. When the current of the home load 14 is operating in a leading phase with respect to the voltage of the grid 13, the inverter 12 operates in the leading phase with respect to the voltage of the grid 13, so that all the reactive power is supplied to the home load 14. Has been supplied. The system voltage phase detecting means 25 detects the zero voltage phase of the system 13, and the load current phase detecting means 36 detects the zero current phase of the domestic load 14. Both outputs have a constant phase difference. Here, when the power of the domestic load 14 changes, the phase difference between the output of the load current phase detecting means 26 and the output of the system voltage phase detecting means 25 changes, so it is determined that the reactive power has been supplied from the grid 13. Then, the inverter 12 instantaneously controls the output current phase of the inverter 12 so as to maintain the phase difference between the system voltage and the load current which is initially held.
[0030]
As described above, according to the present embodiment, by detecting the change in the zero phase of the system voltage and the zero phase of the load current, the reactive power flowing from the system into the home even when the operating state of the home load changes. It is possible to realize a system interconnection inverter device that can accurately maintain zero.
[0031]
(Example 5)
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. 8 is different from the circuit configuration of FIG. 6 in that load current detecting means 46 is arranged at each of the inputs of a plurality of domestic loads 14, and the obtained current waveforms are combined by a domestic current detecting means 48, The point is that the zero phase is compared with the zero phase obtained by the system voltage phase detecting means. Components other than those described above are the same as those in the fourth embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0032]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described. A plurality of loads in a home usually operate at different power factors, and the active power and the reactive power supplied from the grid 13 are determined by combining all load currents. Then, in order to obtain the combined current, the current waveforms of all the domestic loads 14 are detected and summed, whereby the reactive current output from the inverter 12 becomes clear. For example, when one of a plurality of domestic loads 14 is turned off, the amplitude and phase of the combined current waveform change, so that the zero current phase obtained by the domestic current detecting means 48 and the system voltage phase detecting means 25 The change during the obtained zero phase can be detected, and the reactive current supplied from the inverter 12 is changed to maintain the reactive power supplied from the system 13 at zero.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, the change in the operating state of one load is detected by detecting the zero phase of the composite waveform of the current waveforms flowing through the plurality of domestic loads and comparing it with the zero phase of the system voltage. By compensating with the inverter output current, it is possible to provide a grid-connected inverter device that can constantly maintain the reactive power supplied from the grid at zero.
[0034]
(Example 6)
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a conceptual diagram showing the operation of this embodiment. The components are the same as those of the fifth embodiment except that a time measuring means for measuring the time is provided inside the inverter, and the description is omitted.
[0035]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described with reference to FIG. Normally, the use of home electric appliances is mainly concentrated from dawn to night, and only a part of low-power appliances is operating from night to dawn. Therefore, the inverter 12 supplies the reactive power necessary for the operation of the domestic load from time t1 to time t2 by using the time measuring means provided therein, and the system 13 has the power factor of 1 at the power factor. The inverter 12 performs the power factor 1 operation or stops from t2 to t1. At this time, the reactive power that may be slightly generated is supplied by the grid, but the current increase due to the reactive power is small and does not affect the power supplier.
[0036]
As described above, according to the present embodiment, by supplying the reactive power from the inverter only during the set time zone, it is possible to provide a grid-connected inverter device capable of performing an operation capable of more efficient operation. it can.
[0037]
(Example 7)
Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. 10 is different from the circuit configuration of FIG. 1 in that the start / stop transmission means 51 is provided in the domestic load 14 and the receiving means 52 for receiving the start / stop is disposed inside the inverter 12 to operate the domestic load. The point is that the inverter 12 is controlled according to the state. The other components are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
[0038]
The operation of the system interconnection inverter device configured as described above will be described with reference to the drawings. In an operation state in which the inverter 12 supplies the reactive power of the domestic load 14 and the reactive power is not supplied from the grid, for example, immediately after the home load is stopped, both the active power and the reactive power of the normal inverter 12 are supplied to the grid side. Although a reverse power flow occurs, a stop signal of the domestic load 14 is received by the transmitting unit 51 by the receiving unit 52 inside the inverter 12. By this signal, the inverter 12 changes the control of the output current at the same time as the stop of the domestic load 14 and operates at the power factor 1 operation, thereby preventing the reactive power generated by the inverter 12 from flowing into the system. I do.
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the amount of reactive current generated by the inverter is changed according to the start and stop signals of the load, and the reactive power supplied from the system is constantly maintained at zero with high accuracy. Can be provided.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to seventh aspects of the present invention, the reactive current component of the current flowing from the grid to the home is reduced to zero by controlling the output current of the inverter with the grid current detecting means and the grid current detecting means. Therefore, it is possible to provide a grid-connected inverter device that does not increase the power supply capacity of the power supplier, the electric wire capacity in the home, and the loss with respect to the increase in the reactive power due to the home load. Things.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a grid-connected inverter device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a waveform illustrating operations of respective units of the grid-connected inverter device according to the first embodiment of the present invention; FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a grid-connected inverter device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a grid-connected inverter device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of each part of a grid-connected inverter device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 shows the configuration of a grid-connected inverter device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a waveform diagram showing the operation of each part of a grid-connected inverter device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a grid-connected inverter device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a system interconnection according to a sixth embodiment of the present invention; FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating the operation of an inverter device. FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a system interconnection inverter device according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional system interconnection inverter device. FIG. 12 is a waveform diagram showing the operation of each part of a conventional grid-connected inverter device.
Reference Signs List 11 DC power supply 12 Inverter 13 System 14 Household load 15 System voltage detecting means 16 System current detecting means 17 Power factor change detecting means 26 System voltage phase detecting means 27 System current phase detecting means 36 Load current phase detecting means 46 Load current detecting means 48 home current detecting means 51 transmitting means 52 receiving means
