JP2004201433A - Dc linkage system - Google Patents

Dc linkage system Download PDF

Info

Publication number
JP2004201433A
JP2004201433A JP2002368235A JP2002368235A JP2004201433A JP 2004201433 A JP2004201433 A JP 2004201433A JP 2002368235 A JP2002368235 A JP 2002368235A JP 2002368235 A JP2002368235 A JP 2002368235A JP 2004201433 A JP2004201433 A JP 2004201433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power supply
circuit
voltage
factor correction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002368235A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Fujimoto
洋 藤本
Shingo Yakushiji
新吾 薬師寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2002368235A priority Critical patent/JP2004201433A/en
Publication of JP2004201433A publication Critical patent/JP2004201433A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify a circuit configuration and make it inexpensive, and to concurrently use power from a DC power supply and power from a commercial power supply. <P>SOLUTION: A converter 2 that converts AC power to DC power and outputs it is connected to the commercial power supply 1, a power factor improvement circuit 3 is connected to the converter 2, and a load 5 is connected to the output side of the power factor improvement circuit 3 via an inverter 4. A second boosting circuit 12 that boosts a DC voltage is connected to the DC power supply 11 that outputs the DC power, a second rectifying circuit 13 is connected to the second boosting circuit 12, and the output side of the second rectifying circuit 13 is connected to the inverter 4 so that the output side is in parallel with a first rectifying circuit 7. A second voltage set value V<SB>D</SB>of the DC power from the second boosting circuit 12 is set larger than a first voltage set value V<SB>C</SB>of the DC power from the power factor improvement circuit 3, and power from the DC power supply 11 is fed to the load 5 prior to power from the commercial power supply 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自家発電の交流電源や直流電源からの電力と、商用電源からの電力とを連係し、同時に使用可能に構成した直流連係システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のシステムとしては、直流電力を交流電力に変換するインバータ部の直流側に、交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、交流電力を直流電力に変換するとともに逆流を阻止する逆阻止型コンバータ部とを並列接続し、コンバータ部の交流側に、回転型原動機に連動連結した同期発電機を接続するとともに、逆阻止型コンバータ部の交流側に商用電源を接続し、かつ、コンバータ部の直流側端子電圧が逆阻止型コンバータ部の直流側端子電圧よりも高くなるように制御し、同期発電機による発電電力を優先的に負荷に供給し、不足したときに商用電力を供給するようにしている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−187698号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
通常、同期発電機で得られた交流電力に対して、負荷が必要とする電圧、すなわち、インバータからの交流部の出力電圧に応じた電流を流すようにコンバータをスイッチングするようにしている。
【0005】
しかしながら、負荷が必要とする電圧が商用電源の電圧に近い場合、同期発電機の電源電圧波形のピーク付近でのみのスイッチングによって、コンバータを通じて電流を流すことになるため、出力される電流波形が歪んだものとなり、高調波成分が多くなって電力品質が低下する欠点があった。
【0006】
また、太陽電池などの直流電源を商用電源と同時に使用できるようにする場合、直流電源からの電圧が低いため、インバータで直流電力を交流電力に変換してから商用電源と連係している。ところが、このような場合、逆潮流を防止するなどの系統連系保護装置といった回路が必要で、高価になる欠点があった。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項1に係る発明の直流連係システムは、回路構成簡単で安価にして、直流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できるようにすることを目的とし、請求項2に係る発明の直流連係システムは、電力品質を低下させずに、交流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できるようにすることを目的とし、請求項3に係る発明の直流連係システムは、電力品質を低下させずに、交流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できながら、簡単な構成で、商用電源の瞬時の停電に対処できるようにすることを目的とし、請求項4に係る発明の直流連係システムは、商用電源の長期の停電にも対処できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明の直流連係システムは、上述のような目的を達成するために、
商用電源に、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータを接続し、前記コンバータに力率改善回路を接続し、直流電力を出力する直流電源に、直流電圧を昇圧する昇圧回路を接続し、前記力率改善回路の出力側にインバータを介して負荷を接続し、前記力率改善回路と並列に前記昇圧回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記昇圧回路から出力する直流電力の電圧設定値を前記力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値と異ならせるように構成する。
【0009】
(作用・効果)
請求項1に係る発明の直流連係システムの構成によれば、商用電源からの交流電力を直流電力に変換し、力率改善回路により、歪みの無い状態で設定電圧の直流電流を流し、一方、直流電源からの直流電力を昇圧回路により設定電圧まで高くし、設定電圧の直流電流を流して商用電源からの直流電流と合流させ、インバータで交流電力に変換する。また、力率改善回路からの直流電力の電圧設定値を昇圧回路からの直流電力の電圧設定値と異ならせ、電圧設定値が高い方の直流電力を優先的に出力させることができる。
したがって、商用電源と直流電源とを直流で連係するから、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して商用電源からの交流電力と連係する場合のような位相合わせのために同期させる制御構成や、商用電源による商用電力系統を保護するための系統連系保護装置を不要にでき、回路構成簡単で安価にして、直流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できる。
しかも、直流電源からの直流電力を昇圧回路で高くするから、電源電圧が低い太陽電池などのような直流電源であっても、商用電源に優先して使用するなど、種々の用途に適用でき、極めて有用である。
【0010】
また、請求項2に係る発明の直流連係システムは、上述のような目的を達成するために、
商用電源に、交流電力を直流電力に変換して出力する第1のコンバータを接続し、前記第1のコンバータに第1の力率改善回路を接続し、交流電力を出力する交流電源に、交流電力を直流電力に変換して出力する第2のコンバータを接続し、前記第2のコンバータに、直流電圧を昇圧する第2の力率改善回路を接続し、前記第1の力率改善回路の出力側にインバータを介して負荷を接続し、前記第1の力率改善回路と並列に前記第2の力率改善回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記第1の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値を前記第2の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値と異ならせるように構成する。
【0011】
(作用・効果)
請求項2に係る発明の直流連係システムの構成によれば、商用電源からの交流電力を直流電力に変換し、第1の力率改善回路により、歪みの無い状態で設定電圧の直流電流を流し、一方、交流電源からの交流電力を第2の力率改善回路により、設定電圧まで高くし、歪みの無い状態で設定電圧の直流電流を流して商用電源からの直流電流と合流させ、インバータで交流電力に変換する。第1の力率改善回路からの直流電力の電圧設定値を第2の力率改善回路からの直流電力の電圧設定値と異ならせ、電圧設定値が高い方の直流電力を優先的に出力させることができる。
したがって、商用電源と交流電源とを直流で連係し、回路構成が簡単で安価にできながら、交流電力の電源電圧の広い範囲でスイッチングして電流を流すことができ、高調波成分を減少することができ、電力品質を低下させずに、交流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できる。
しかも、商用電源からの交流電力と交流電源からの交流電力の大きさの違いのいかんにかかわらず、所定の電源からの出力を優先的に使用でき、商用電源に優先して交流電源を使用するとか、商用電源の停電時に交流電源を使用するなど、種々の用途に適用でき、極めて有用である。
【0012】
また、請求項3に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項2に記載の直流連係システムにおいて、
直流電力を出力する直流電源に、直流電圧を昇圧する昇圧回路を接続し、第1および第2の力率改善回路と並列に前記昇圧回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記昇圧回路から出力する直流電力の電圧設定値を、第1および第2の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値よりも低く設定するとともに、前記直流電源の供給可能電力量を、商用電源の停電時に負荷の異常発生を防止するに足る電力量に設定して構成する。
【0013】
(作用・効果)
請求項3に係る発明の直流連係システムの構成によれば、直流電源からの直流電力を昇圧回路により設定電圧まで高くし、かつ、その電圧設定値を、第1および第2の力率改善回路それぞれからの直流電力の電圧設定値よりも小さくし、商用電源の停電時に、交流電源からの電力では不足して負荷の異常を発生をする虞のある電力分を、直流電源からの電力で一時的に賄うことができる。
したがって、直流電源からの直流電力を昇圧回路で高くし、商用電源および交流電源と直流で連係するから、交流連係の場合のような位相合わせのために同期させる制御構成や、商用電源による商用電力系統を保護するための系統連系保護装置を不要にできるとともに、電源電圧が低い太陽電池などのような直流電源であっても、商用電源の停電時に負荷の異常発生を防止するに足る電力量に設定して使用でき、電力品質を低下させずに、交流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できながら、簡単な構成で、商用電源の瞬時の停電に対処できる。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、上述のような目的を達成するために、
請求項3に記載の直流連係システムにおいて、
交流電源と第2のコンバータとの間、または/およびインバータの出力側に負荷を接続し、商用電源の停電時に、直流電源の電力量が供給可能な間に、合計負荷のうちの前記交流電源の定格を越える部分を遮断するように構成する。
【0015】
(作用・効果)
請求項4に係る発明の直流連係システムの構成によれば、商用電源の停電時に、交流電源からの電力を負荷に供給しながら、その合計負荷に対して定格を越える部分を直流電源からの電力で賄い、直流電源からの電力分を消費する間に、定格を越える分の負荷を遮断し、直流電源からの電力を不要にすることができる。したがって、商用電源の停電にかかわらず、交流電源の定格より小さい負荷に対して継続して電力を供給できるから、商用電源の長期の停電にも良好に対処できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図1は、本発明に係る直流連係システムの第1実施例(請求項1に係る発明の実施例)を示す概略構成図であり、商用電源1に、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータ2が接続されるとともに、コンバータ2に力率改善回路3が接続され、その力率改善回路3の出力側にインバータ4を介して負荷5が接続されている。
【0018】
力率改善回路3は、チョッパー回路などの第1の昇圧回路6、第1の整流回路7、第1の整流回路7からの直流出力の電圧を測定する第1の電圧計8、第1の制御回路9および第1のスイッチ回路10から構成されている。
【0019】
第1の制御回路9では、第1の整流回路7からの直流出力の電圧、すなわち、第1の昇圧回路6からの直流出力の電圧の目標値として所定の第1の電圧VCが設定され、第1の電圧計8で測定される電圧値と第1の電圧設定値VCとを比較し、測定電圧値が第1の電圧設定値VCよりも小さいときには第1の昇圧回路6に対してスイッチング回数を増加させ、一方、測定電圧値が第1の電圧設定値VCよりも大きいときには第1の昇圧回路6に対してスイッチング回数を減少させるように第1のスイッチ回路10に指令信号を出力し、測定電圧値が第1の電圧設定値VCになるように制御するようになっている。
【0020】
直流電力を出力する太陽電池や燃料電池などの直流電源11に、直流電圧を昇圧する第2の昇圧回路12が接続されるとともに第2の昇圧回路12に第2の整流回路13が接続され、その第2の整流回路13の出力側が、第1の整流回路7と並列になるようにインバータ4に接続されている。
【0021】
第2の整流回路13の出力部分に、第2の整流回路13からの直流出力の電圧を測定する第2の電圧計14が付設され、その第2の電圧計14に第2の制御回路15が接続されるとともに、その第2の制御回路15に、第2の昇圧回路12に対するスイッチング用の第2のスイッチ回路16が接続されている。
【0022】
第2の制御回路15では、第2の整流回路13からの直流出力の電圧、すなわち、第2の昇圧回路12からの直流出力の電圧の目標値として所定の第2の電圧VDが設定され、第2の電圧計14で測定される電圧値と第2の電圧設定値VDとを比較し、測定電圧値が第2の電圧設定値VDよりも小さいときには第2の昇圧回路12に対してスイッチング回数を増加させ、一方、測定電圧値が第2の電圧設定値VDよりも大きいときには第2の昇圧回路12に対してスイッチング回数を減少させるように第2のスイッチ回路16に指令信号を出力し、測定電圧値が第2の電圧設定値VDになるように制御するようになっている。
【0023】
第2の電圧設定値VDが第1の電圧設定値VCよりも大に設定されており、商用電源1からの電力に優先して直流電源11からの電力を負荷5に供給できるように構成されている。
【0024】
上記第1実施例において、第1および第2の制御回路9,15をひとつの制御回路で構成するとともに、第1および第2のスイッチ回路10,16をひとつのスイッチ回路で構成し、第1および第2の電圧計8,14を制御回路に接続するとともに制御回路にスイッチ回路を接続し、ひとつの制御回路において、第1および第2の電圧計8,14による測定電圧値それぞれと第1および第2の電圧設定値VC,VDそれぞれとを比較して所定のスイッチングを行わせるように構成しても良い。
【0025】
図2は、本発明に係る直流連係システムの第2実施例(請求項2に係る発明の実施例)を示す概略構成図であり、第1実施例と異なるところは次の通りである。
【0026】
すなわち、第1実施例の直流電源11に代えて、交流電源としての交流発電機21が用いられ、その交流発電機21に、交流電力を直流電力に変換して出力する第2のコンバータ22が接続されるとともに、第2のコンバータ22に第2の力率改善回路23が接続され、その第2の力率改善回路23の出力側が、第1の力率改善回路3(第1実施例の力率改善回路3)と並列になるようにインバータ4に接続されている。図2では、商用電源1からの交流電力を直流電力に変換するコンバータ2を第1のコンバータ2とする。
【0027】
第2の力率改善回路23は、チョッパー回路などの第3の昇圧回路24、第3の整流回路25、第3の整流回路25からの直流出力の電圧を測定する第3の電圧計26、第3の制御回路27および第3のスイッチ回路28から構成されている。
【0028】
第3の制御回路27では、第3の整流回路25からの直流出力の電圧、すなわち、第3の昇圧回路24からの直流出力の電圧の目標値として所定の第3の電圧VD1が設定され、第3の電圧計26で測定される電圧値と第3の電圧設定値VD1とを比較し、測定電圧値が第3の電圧設定値VD1よりも小さいときには第3の昇圧回路24に対してスイッチング回数を増加させ、一方、測定電圧値が第3の電圧設定値VD1よりも大きいときには第3の昇圧回路24に対してスイッチング回数を減少させるように第3のスイッチ回路28に指令信号を出力し、測定電圧値が第3の電圧設定値VD1になるように制御するようになっている。
【0029】
第3の電圧設定値VD1が第1の電圧設定値VCよりも大に設定されており、商用電源1からの電力に優先して交流発電機21からの発電電力を負荷5に供給できるように構成されている。他の構成は第1実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【0030】
図3は、本発明に係る直流連係システムの第3実施例(請求項3および4に係る発明の実施例)を示す概略構成図であり、第2実施例と異なるところは次の通りである。
【0031】
すなわち、第1実施例の構成に、次のような構成が付加されている。
直流電力を出力する太陽電池などの直流電源31に、直流電圧を昇圧する第4の昇圧回路32が接続されるとともに第4の昇圧回路32に第4の整流回路33が接続され、その第4の整流回路33の出力側が、第1および第3の整流回路7,15と並列になるようにインバータ4に接続されている。
【0032】
第4の整流回路33の出力部分に、第4の整流回路33からの直流出力の電圧を測定する第4の電圧計34が付設され、その第4の電圧計34に第4の制御回路35が接続されるとともに、その第4の制御回路35に、第4の昇圧回路32に対するスイッチング用の第4のスイッチ回路36が接続されている。
【0033】
第4の制御回路35では、第4の整流回路33からの直流出力の電圧、すなわち、第4の昇圧回路32からの直流出力の電圧の目標値として所定の第4の電圧VHが設定され、第4の電圧計34で測定される電圧値と第4の電圧設定値VHとを比較し、測定電圧値が第4の電圧設定値VHよりも小さいときには第4の昇圧回路32に対してスイッチング回数を増加させ、一方、測定電圧値が第4の電圧設定値VHよりも大きいときには第4の昇圧回路32に対してスイッチング回数を減少させるように第3のスイッチ回路36に指令信号を出力し、測定電圧値が第4の電圧設定値VHになるように制御するようになっている。
【0034】
交流発電機21と第2のコンバータ2との間、および、インバータ4の出力側それぞれに、遮断器37を介して負荷38が接続されている。負荷5は、単独では交流発電機21の定格を越えないもので構成され、負荷38,38は、負荷5と合計した状態で交流発電機21の定格を越えるようなもので構成されている。
【0035】
第4の電圧設定値VHが第1および第3の電圧設定値VC,VD1よりも低い値に設定されており、かつ、直流電源31の供給可能電力量が、商用電源1の停電時に、負荷5,38,38のすべてに電力を供給する状態にあっても、交流発電機21の定格を越える部分に、所定時間(後述する遮断器37を切り動作する時間)電力を供給して負荷38,38の異常発生を防止するに足る電力量に設定されている。
【0036】
商用電源1の出力側に、商用電源1の停電を検知して停電信号を出力する停電検知器39が付設され、その停電検知器39が第5の制御回路40に接続されるとともに、第5の制御回路40に遮断器37,37が接続されている。
【0037】
第5の制御回路40では、停電検知器39からの停電信号に応答して遮断器37,37に遮断信号を出力し、直流電源31からの直流電力を負荷38,38に供給しきるまでの間に遮断器37,37を遮断するように構成されている。他の構成は、第2実施例と同じであり、同一図番を付すことによりその説明は省略する。
【0038】
この第3実施例の構成によれば、商用電源1の停電が長期にわたっても、交流発電機21の定格を越えない負荷5に対して交流発電機21から継続して電力を供給できる。
【0039】
上記第2および第3実施例において、第1および第3の制御回路15,27では、図4の設定電圧と合計出力電流との相関のグラフに示すように、負荷5で要求される電力量、すなわち、商用電源1と交流発電機21からの合計出力電流が増大するに伴い、商用電源1の定格値a付近までは交流発電機21からの第3の電圧設定値VD1を少しづつ減少させ、定格値a付近で商用電源1からの第1の電圧設定値VCにほぼ一致させ、定格値aを越えた後は、商用電源1からの第1の電圧設定値VCを少しづつ減少させるようになっている。これにより、交流発電機21を定格の発電電力で運転しながら、電力不足が生じるに伴い、その不足分を補う形で円滑に商用電源1からの電力を供給できる。
【0040】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に係る発明の直流連係システムによれば、商用電源からの交流電力を直流電力に変換し、力率改善回路により、歪みの無い状態で設定電圧の直流電流を流し、一方、直流電源からの直流電力を昇圧回路により設定電圧まで高くし、設定電圧の直流電流を流して商用電源からの直流電流と合流させ、インバータで交流電力に変換し、商用電源と直流電源とを直流で連係するから、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して商用電源からの交流電力と連係する場合のような位相合わせのために同期させる制御構成や、商用電源による商用電力系統を保護するための系統連系保護装置を不要にでき、回路構成簡単で安価にして、直流電源からの電力と商用電源からの電力とを同時に使用できる。
しかも、直流電源からの直流電力を昇圧回路で高くし、力率改善回路からの直流電力の電圧設定値を昇圧回路からの直流電力の電圧設定値と異ならせ、電圧設定値が高い方の直流電力を優先的に出力させることができるようにするから、電源電圧が低い太陽電池などのような直流電源であっても、商用電源に優先して使用するなど、種々の用途に適用でき、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る直流連係システムの第1実施例を示す概略構成図である。
【図2】本発明に係る直流連係システムの第2実施例を示す概略構成図である。
【図3】本発明に係る直流連係システムの第3実施例を示す概略構成図である。
【図4】設定電圧と合計出力電流との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
1…商用電源
2…コンバータ、第1のコンバータ
3…力率改善回路、第1の力率改善回路
4…インバータ
5…負荷
11…直流電源
12…第1の昇圧回路(昇圧回路)
21…交流発電機(交流電源)
22…第2のコンバータ
23…第2の力率改善回路
31…直流電源
32…第4の昇圧回路(昇圧回路)
38…負荷
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC link system in which electric power from an AC power supply or a DC power supply for in-house power generation and electric power from a commercial power supply are linked to be used at the same time.
[0002]
[Prior art]
This type of system includes a converter section that converts AC power into DC power on the DC side of an inverter section that converts DC power into AC power, and a reverse blocking type that converts AC power into DC power and prevents backflow. The converter unit is connected in parallel, the AC side of the converter unit is connected to the synchronous generator linked to the rotary prime mover, and the commercial power source is connected to the AC side of the reverse blocking converter unit. Control so that the DC side terminal voltage is higher than the DC side terminal voltage of the reverse blocking converter section, and supply the power generated by the synchronous generator preferentially to the load, and supply the commercial power when it runs short. (See Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-187698
[Problems to be solved by the invention]
Normally, the converter is switched so that a current corresponding to the voltage required by the load, that is, the output voltage of the AC section from the inverter flows to the AC power obtained by the synchronous generator.
[0005]
However, when the voltage required by the load is close to the voltage of the commercial power supply, the current flows through the converter by switching only near the peak of the power supply voltage waveform of the synchronous generator, so that the output current waveform is distorted. However, there is a disadvantage that the harmonic components increase and the power quality deteriorates.
[0006]
When a DC power supply such as a solar cell can be used at the same time as the commercial power supply, since the voltage from the DC power supply is low, the DC power is converted into AC power by an inverter before being linked to the commercial power supply. However, in such a case, a circuit such as a system interconnection protection device for preventing reverse power flow is required, and there is a disadvantage that the circuit becomes expensive.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a DC linking system according to the first aspect of the present invention has a simple circuit configuration and a low cost, and can reduce power from a DC power supply and power from a commercial power supply. It is an object of the present invention to provide a DC link system according to the second aspect of the present invention, in which power from an AC power supply and power from a commercial power supply can be used at the same time without lowering power quality. The DC link system according to the third aspect of the present invention is capable of simultaneously using the power from the AC power supply and the power from the commercial power supply without deteriorating the power quality, and has a simple configuration, It is an object of the present invention to cope with an instantaneous power failure of a power supply, and a DC link system according to a fourth aspect of the present invention to cope with a long-term power failure of a commercial power supply.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The DC link system according to the first aspect of the present invention has the following features.
A commercial power supply is connected to a converter that converts and outputs AC power to DC power, a power factor improving circuit is connected to the converter, and a DC power supply that outputs DC power is connected to a booster circuit that boosts a DC voltage. A load is connected to an output side of the power factor correction circuit via an inverter, an output side of the booster circuit is connected to the inverter in parallel with the power factor correction circuit, and DC power output from the booster circuit is The voltage set value is configured to be different from the voltage set value of the DC power output from the power factor correction circuit.
[0009]
(Action / Effect)
According to the configuration of the DC link system of the invention according to claim 1, the AC power from the commercial power supply is converted into the DC power, and the power factor improvement circuit allows the DC current of the set voltage to flow without distortion, The DC power from the DC power supply is raised to the set voltage by the booster circuit, the DC current of the set voltage flows, and is combined with the DC current from the commercial power supply, and converted into AC power by the inverter. Further, the voltage set value of the DC power from the power factor improving circuit can be made different from the voltage set value of the DC power from the booster circuit, and the DC power having the higher voltage set value can be preferentially output.
Therefore, since the commercial power supply and the DC power supply are linked by DC, a control configuration in which the DC power from the DC power supply is converted into AC power and synchronized for phase matching as in the case of linking with the AC power from the commercial power supply In addition, a system interconnection protection device for protecting a commercial power system using a commercial power supply can be omitted, the circuit configuration is simple and inexpensive, and the power from the DC power supply and the power from the commercial power supply can be used simultaneously.
Moreover, since the DC power from the DC power supply is increased by the booster circuit, even a DC power supply having a low power supply voltage, such as a solar cell, can be applied to various uses, such as being used in preference to a commercial power supply. Extremely useful.
[0010]
Further, the DC link system of the invention according to claim 2 achieves the above object by
A first converter that converts AC power to DC power and outputs the AC power is connected to a commercial power supply, a first power factor correction circuit is connected to the first converter, and an AC power supply that outputs AC power is connected to an AC power supply that outputs AC power. A second converter that converts power into DC power and outputs the DC power, and connects a second power factor correction circuit that boosts a DC voltage to the second converter; A load is connected to an output side via an inverter, an output side of the second power factor correction circuit is connected to an inverter in parallel with the first power factor correction circuit, and the first power factor correction circuit is connected to the output side. The voltage set value of the DC power output from the second power factor correction circuit is configured to be different from the voltage set value of the DC power output from the second power factor correction circuit.
[0011]
(Action / Effect)
According to the configuration of the DC link system according to the second aspect of the present invention, the AC power from the commercial power supply is converted into the DC power, and the DC power of the set voltage is supplied by the first power factor correction circuit without distortion. On the other hand, the AC power from the AC power supply is increased to the set voltage by the second power factor correction circuit, and a DC current of the set voltage is supplied in a state where there is no distortion to be combined with the DC current from the commercial power supply. Convert to AC power. The voltage set value of the DC power from the first power factor correction circuit is made different from the voltage set value of the DC power from the second power factor correction circuit, and the DC power with the higher voltage set value is preferentially output. be able to.
Therefore, the commercial power supply and the AC power supply are linked by DC, and the circuit configuration is simple and inexpensive, but the current can flow by switching over a wide range of the AC power supply voltage, and the harmonic components can be reduced. Therefore, the power from the AC power supply and the power from the commercial power supply can be used simultaneously without deteriorating the power quality.
Moreover, regardless of the difference between the magnitude of the AC power from the commercial power supply and the magnitude of the AC power from the AC power supply, the output from the predetermined power supply can be used preferentially, and the AC power supply is used in preference to the commercial power supply. It can be applied to various uses, such as using an AC power supply when a commercial power supply fails, and is extremely useful.
[0012]
In addition, the invention according to claim 3 achieves the above object by:
The DC link system according to claim 2,
A DC power supply that outputs DC power, a boosting circuit that boosts a DC voltage is connected, an output side of the boosting circuit is connected to an inverter in parallel with first and second power factor correction circuits, and the boosting circuit is Is set lower than the voltage set value of the DC power output from the first and second power factor correction circuits, and the suppliable power amount of the DC power is The power consumption is set so as to prevent the occurrence of a load abnormality at the time of power failure.
[0013]
(Action / Effect)
According to the configuration of the DC link system according to the third aspect of the present invention, the DC power from the DC power supply is increased to the set voltage by the booster circuit, and the voltage set value is increased by the first and second power factor improvement circuits. The DC power from each of them is set to be smaller than the voltage set value.In the event of a commercial power failure, the power from the AC power supply is insufficient and the load from the DC power supply may cause a load abnormality. Can be paid for.
Therefore, the DC power from the DC power supply is increased by the booster circuit, and the DC power is linked to the commercial power supply and the AC power supply. This eliminates the need for a grid protection device to protect the power grid, and the amount of power sufficient to prevent the occurrence of load abnormalities during a commercial power outage, even with a DC power supply such as a solar battery with a low power supply voltage. With a simple configuration, it is possible to cope with an instantaneous power failure of the commercial power supply while simultaneously using the power from the AC power supply and the power from the commercial power supply without deteriorating the power quality.
[0014]
Further, the invention according to claim 4 achieves the above object by:
The DC link system according to claim 3,
A load is connected between the AC power supply and the second converter or / and at the output side of the inverter, and when the electric power of the DC power supply can be supplied when the commercial power supply fails, the AC power supply of the total load is supplied. It is configured to cut off the part exceeding the rating of.
[0015]
(Action / Effect)
According to the configuration of the DC link system according to the fourth aspect of the present invention, when a commercial power supply fails, while the power from the AC power supply is supplied to the load, a portion exceeding the rating for the total load is supplied from the DC power supply. While consuming the power from the DC power supply, the load exceeding the rating can be cut off, and the power from the DC power supply can be made unnecessary. Therefore, power can be continuously supplied to a load smaller than the rating of the AC power supply irrespective of the power failure of the commercial power supply, so that a long-term power failure of the commercial power supply can be satisfactorily dealt with.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment (an embodiment of the invention according to claim 1) of a DC link system according to the present invention. The commercial power supply 1 converts AC power into DC power and outputs the converted DC power. The power factor improving circuit 3 is connected to the converter 2, and the output 5 of the power factor improving circuit 3 is connected to the load 5 via the inverter 4.
[0018]
The power factor improvement circuit 3 includes a first booster circuit 6 such as a chopper circuit, a first rectifier circuit 7, a first voltmeter 8 that measures a DC output voltage from the first rectifier circuit 7, It comprises a control circuit 9 and a first switch circuit 10.
[0019]
In the first control circuit 9, the voltage of the DC output from the first rectifier circuit 7, i.e., the first voltage V C given as the target value of the voltage of the DC output from the first boosting circuit 6 is set Comparing the voltage value measured by the first voltmeter 8 with the first voltage set value V C , and when the measured voltage value is smaller than the first voltage set value V C , the first booster circuit 6 On the other hand, when the measured voltage value is larger than the first voltage set value V C , the first booster circuit 6 is instructed to decrease the number of switching times. outputs a signal, measured voltage value is so controlled to be the first voltage setting value V C.
[0020]
A DC power supply 11 such as a solar cell or a fuel cell that outputs DC power is connected to a second booster circuit 12 that boosts a DC voltage, and a second rectifier circuit 13 is connected to the second booster circuit 12. The output side of the second rectifier circuit 13 is connected to the inverter 4 so as to be in parallel with the first rectifier circuit 7.
[0021]
A second voltmeter 14 for measuring the voltage of the DC output from the second rectifier circuit 13 is attached to an output portion of the second rectifier circuit 13, and the second voltmeter 14 has a second control circuit 15. And a second switch circuit 16 for switching the second booster circuit 12 is connected to the second control circuit 15.
[0022]
In the second control circuit 15, the voltage of the DC output from the second rectifier circuit 13, i.e., a predetermined second voltage V D as a target value of the voltage of the DC output from the second boosting circuit 12 is set The voltage value measured by the second voltmeter 14 is compared with the second voltage set value V D. When the measured voltage value is smaller than the second voltage set value V D , the second booster circuit 12 increasing the switching times for the other hand, when the measured voltage value is greater than the second voltage setting value V D is instruction to the second switch circuit 16 so as to reduce the number of switching to the second step-up circuit 12 outputs a signal, measured voltage value is so controlled to be a second voltage setting value V D.
[0023]
The second voltage set value V D is set larger than the first voltage set value V C so that the power from the DC power supply 11 can be supplied to the load 5 in preference to the power from the commercial power supply 1. It is configured.
[0024]
In the first embodiment, the first and second control circuits 9 and 15 are constituted by one control circuit, and the first and second switch circuits 10 and 16 are constituted by one switch circuit. And the second voltmeters 8 and 14 are connected to a control circuit, and a switch circuit is connected to the control circuit. In one control circuit, the voltage measured by the first and second voltmeters 8 and 14 and the first Alternatively, a configuration may be adopted in which predetermined switching is performed by comparing each of the values with the second voltage set values V C and V D.
[0025]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment (an embodiment of the invention according to claim 2) of the DC link system according to the present invention. The difference from the first embodiment is as follows.
[0026]
That is, instead of the DC power supply 11 of the first embodiment, an AC generator 21 as an AC power supply is used, and the AC converter 21 has a second converter 22 that converts AC power into DC power and outputs the DC power. At the same time, the second power factor correction circuit 23 is connected to the second converter 22, and the output side of the second power factor correction circuit 23 is connected to the first power factor correction circuit 3 (of the first embodiment). The power factor improving circuit 3) is connected to the inverter 4 in parallel. In FIG. 2, the converter 2 that converts AC power from the commercial power supply 1 to DC power is referred to as a first converter 2.
[0027]
The second power factor correction circuit 23 includes a third booster circuit 24 such as a chopper circuit, a third rectifier circuit 25, a third voltmeter 26 for measuring a DC output voltage from the third rectifier circuit 25, It comprises a third control circuit 27 and a third switch circuit 28.
[0028]
In the third control circuit 27, a predetermined third voltage V D1 is set as a target value of the DC output voltage from the third rectifier circuit 25, that is, the DC output voltage from the third booster circuit 24. The voltage value measured by the third voltmeter 26 is compared with the third voltage set value V D1 , and when the measured voltage value is smaller than the third voltage set value V D1 , On the other hand, when the measured voltage value is larger than the third voltage set value V D1 , the third switch circuit 28 is instructed to decrease the number of switching times. A signal is output, and control is performed so that the measured voltage value becomes the third voltage set value V D1 .
[0029]
Third voltage set value V D1 is set to be larger than first voltage set value V C , and power generated from AC generator 21 can be supplied to load 5 prior to power from commercial power supply 1. It is configured as follows. The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.
[0030]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment (an embodiment of the invention according to claims 3 and 4) of the DC link system according to the present invention. The difference from the second embodiment is as follows. .
[0031]
That is, the following configuration is added to the configuration of the first embodiment.
A fourth booster circuit 32 for boosting a DC voltage is connected to a DC power supply 31 such as a solar cell that outputs DC power, and a fourth rectifier circuit 33 is connected to the fourth booster circuit 32. Of the rectifier circuit 33 is connected to the inverter 4 in parallel with the first and third rectifier circuits 7 and 15.
[0032]
A fourth voltmeter 34 for measuring the voltage of the DC output from the fourth rectifier circuit 33 is attached to an output portion of the fourth rectifier circuit 33, and the fourth voltmeter 34 has a fourth control circuit 35. Is connected, and a fourth switch circuit 36 for switching the fourth booster circuit 32 is connected to the fourth control circuit 35.
[0033]
In the fourth control circuit 35, a predetermined fourth voltage V H is set as a target value of the DC output voltage from the fourth rectifier circuit 33, that is, the DC output voltage from the fourth booster circuit 32. The voltage value measured by the fourth voltmeter 34 is compared with the fourth voltage set value V H. When the measured voltage value is smaller than the fourth voltage set value V H , the fourth booster circuit 32 On the other hand, when the measured voltage value is larger than the fourth voltage set value V H , the third switch circuit 36 is instructed to decrease the number of times of switching. outputs a signal, measured voltage value is so controlled to be the fourth voltage setting value V H.
[0034]
A load 38 is connected between the AC generator 21 and the second converter 2 and on the output side of the inverter 4 via a circuit breaker 37. The load 5 is configured by itself so as not to exceed the rating of the alternator 21, and the loads 38, 38 are configured to exceed the rating of the alternator 21 in a state where the loads 5 are combined with the load 5.
[0035]
The fourth voltage set value V H is set to a value lower than the first and third voltage set values V C and V D1 , and the amount of power that can be supplied by the DC power supply 31 is a power failure of the commercial power supply 1. Sometimes, even when power is supplied to all of the loads 5, 38, and 38, power is supplied to a portion exceeding the rating of the AC generator 21 for a predetermined time (time for turning off the breaker 37 described later). Therefore, the power amount is set to an amount of power sufficient to prevent the occurrence of abnormalities in the loads 38, 38.
[0036]
A power failure detector 39 for detecting a power failure of the commercial power source 1 and outputting a power failure signal is attached to the output side of the commercial power source 1. The power failure detector 39 is connected to the fifth control circuit 40 and the The circuit breakers 37, 37 are connected to the control circuit 40 of FIG.
[0037]
The fifth control circuit 40 outputs a shutoff signal to the circuit breakers 37, 37 in response to the power failure signal from the power failure detector 39, and supplies the DC power from the DC power supply 31 to the loads 38, 38 until the load is completely supplied. The circuit breakers 37, 37 are configured to be shut off. The other configuration is the same as that of the second embodiment, and the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.
[0038]
According to the configuration of the third embodiment, it is possible to continuously supply power from the AC generator 21 to the load 5 that does not exceed the rating of the AC generator 21 even when the commercial power supply 1 experiences a power failure for a long time.
[0039]
In the second and third embodiments, the first and third control circuits 15 and 27 use the electric energy required by the load 5 as shown in the graph of the correlation between the set voltage and the total output current in FIG. That is, as the total output current from the commercial power supply 1 and the AC generator 21 increases, the third voltage set value V D1 from the AC generator 21 decreases little by little until near the rated value a of the commercial power supply 1 In the vicinity of the rated value a, the first voltage set value V C from the commercial power supply 1 is almost equal to the first voltage set value V C from the commercial power supply 1. After exceeding the rated value a, the first voltage set value V C from the commercial power supply 1 is gradually increased. It is designed to decrease. Thus, while the AC generator 21 is operated with the rated generated power, the power from the commercial power supply 1 can be smoothly supplied in a manner that compensates for the power shortage as the power shortage occurs.
[0040]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the DC link system of the first aspect of the present invention, the AC power from the commercial power supply is converted into the DC power, and the power factor improving circuit adjusts the set voltage without distortion. A DC current is passed, while the DC power from the DC power supply is raised to the set voltage by the booster circuit, the DC current of the set voltage is passed, the DC current from the commercial power supply is combined, and the inverter is converted to AC power by the inverter. Since the power supply and the DC power supply are linked by DC, a control configuration that converts DC power from the DC power supply into AC power and synchronizes them for phase matching as in the case of linking with AC power from the commercial power supply, or a commercial configuration This eliminates the need for a system interconnection protection device for protecting the commercial power system using the power supply, and allows the circuit configuration to be simple and inexpensive, and the power from the DC power supply and the power from the commercial power supply to be used simultaneously.
In addition, the DC power from the DC power supply is increased by the booster circuit, and the voltage set value of the DC power from the power factor correction circuit is made different from the voltage set value of the DC power from the booster circuit. Since the power can be output preferentially, even a DC power supply such as a solar cell having a low power supply voltage can be applied to various uses, such as being used preferentially over a commercial power supply. Useful.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a DC link system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the DC link system according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the DC link system according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a correlation between a set voltage and a total output current.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Commercial power supply 2 ... Converter, 1st converter 3 ... Power factor improvement circuit, 1st power factor improvement circuit 4 ... Inverter 5 ... Load 11 ... DC power supply 12 ... First booster circuit (boost circuit)
21. AC generator (AC power supply)
22 second converter 23 second power factor improving circuit 31 DC power supply 32 fourth booster circuit (boost circuit)
38… Load

Claims (4)

商用電源に、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータを接続し、前記コンバータに力率改善回路を接続し、直流電力を出力する直流電源に、直流電圧を昇圧する昇圧回路を接続し、前記力率改善回路の出力側にインバータを介して負荷を接続し、前記力率改善回路と並列に前記昇圧回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記昇圧回路から出力する直流電力の電圧設定値を前記力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値と異ならせてあることを特徴とする直流連係システム。A commercial power supply is connected to a converter that converts and outputs AC power to DC power, a power factor improving circuit is connected to the converter, and a DC power supply that outputs DC power is connected to a booster circuit that boosts a DC voltage. A load is connected to an output side of the power factor correction circuit via an inverter, an output side of the booster circuit is connected to the inverter in parallel with the power factor correction circuit, and DC power output from the booster circuit is A DC link system, wherein a voltage set value is made different from a voltage set value of DC power output from the power factor correction circuit. 商用電源に、交流電力を直流電力に変換して出力する第1のコンバータを接続し、前記第1のコンバータに第1の力率改善回路を接続し、交流電力を出力する交流電源に、交流電力を直流電力に変換して出力する第2のコンバータを接続し、前記第2のコンバータに、直流電圧を昇圧する第2の力率改善回路を接続し、前記第1の力率改善回路の出力側にインバータを介して負荷を接続し、前記第1の力率改善回路と並列に前記第2の力率改善回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記第1の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値を前記第2の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値と異ならせてあることを特徴とする直流連係システム。A first converter that converts AC power to DC power and outputs the AC power is connected to a commercial power supply, a first power factor correction circuit is connected to the first converter, and an AC power supply that outputs AC power is connected to an AC power supply that outputs AC power. A second converter that converts power into DC power and outputs the DC power, and connects a second power factor correction circuit that boosts a DC voltage to the second converter; A load is connected to an output side via an inverter, an output side of the second power factor correction circuit is connected to an inverter in parallel with the first power factor correction circuit, and the first power factor correction circuit is connected to the output side. A DC set voltage of the DC power output from the second power factor correction circuit is different from a voltage set value of the DC power output from the second power factor correction circuit. 請求項2に記載の直流連係システムにおいて、
直流電力を出力する直流電源に、直流電圧を昇圧する昇圧回路を接続し、第1および第2の力率改善回路と並列に前記昇圧回路の出力側をインバータに接続し、かつ、前記昇圧回路から出力する直流電力の電圧設定値を、第1および第2の力率改善回路から出力する直流電力の電圧設定値よりも低く設定するとともに、前記直流電源の供給可能電力量を、商用電源の停電時に負荷の異常発生を防止するに足る電力量に設定してある直流連係システム。
The DC link system according to claim 2,
A DC power supply that outputs DC power, a boosting circuit that boosts a DC voltage is connected, an output side of the boosting circuit is connected to an inverter in parallel with first and second power factor correction circuits, and the boosting circuit is Is set lower than the voltage set value of the DC power output from the first and second power factor correction circuits, and the suppliable power amount of the DC power is A DC link system set to an amount of power sufficient to prevent abnormalities in the load during a power outage.
請求項3に記載の直流連係システムにおいて、
交流電源と第2のコンバータとの間、または/およびインバータの出力側に負荷を接続し、商用電源の停電時に、直流電源の電力量が供給可能な間に、合計負荷のうちの前記交流電源の定格を越える部分を遮断するものである直流連係システム。
The DC link system according to claim 3,
A load is connected between the AC power supply and the second converter or / and at the output side of the inverter, and when the electric power of the DC power supply can be supplied when the commercial power supply fails, the AC power supply of the total load is supplied. DC link system that cuts off parts that exceed the rating.
JP2002368235A 2002-12-19 2002-12-19 Dc linkage system Pending JP2004201433A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002368235A JP2004201433A (en) 2002-12-19 2002-12-19 Dc linkage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002368235A JP2004201433A (en) 2002-12-19 2002-12-19 Dc linkage system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004201433A true JP2004201433A (en) 2004-07-15

Family

ID=32764865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002368235A Pending JP2004201433A (en) 2002-12-19 2002-12-19 Dc linkage system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004201433A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186967A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Mitsubishi Electric Plant Engineering Corp Power supply device
CN112737160A (en) * 2020-12-29 2021-04-30 东南大学 Method for improving power factor of concentrated winding outer rotor vernier motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012186967A (en) * 2011-03-08 2012-09-27 Mitsubishi Electric Plant Engineering Corp Power supply device
CN112737160A (en) * 2020-12-29 2021-04-30 东南大学 Method for improving power factor of concentrated winding outer rotor vernier motor
CN112737160B (en) * 2020-12-29 2022-04-19 东南大学 Method for improving power factor of concentrated winding outer rotor vernier motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10084315B2 (en) Power conversion device with an autonomous operation function
US8587251B2 (en) Switching circuit, control apparatus, and power generation system
US9350265B2 (en) AC tied inverter, system and method
TWI389417B (en) System interconnection inverter
US20070210651A1 (en) Power converter for doubly-fed power generator system
KR20100055334A (en) Power converter start-up circuit
US8988906B2 (en) Power conversion apparatus
WO2017169665A1 (en) Power conditioner, power supply system, and current control method
JP2003289626A (en) Power conditioner for solar power generation system
JP2006067760A (en) Distributed power supply unit
US20090127933A1 (en) Uninterruptible Power Supply With Additional Feeding
EP4064537B1 (en) Power supply system of engine control module and vehicle having the same
JPH07336894A (en) Uniterruptible power supply
JP2005269843A (en) Parallel operation device
JP3936092B2 (en) AC uninterruptible power supply system
JP2006254659A (en) Distributed power unit
JP5331399B2 (en) Power supply
JP3820757B2 (en) Distributed power equipment
JP2004201433A (en) Dc linkage system
US10116234B2 (en) DC/AC converter comprising control means for inrush current protection
JP3928798B2 (en) Power supply system
JP3591297B2 (en) Solar power system
JP3584613B2 (en) Distributed power system
US10637279B2 (en) Method of mitigating effects of AC input voltage surge in a transformer-less rectifier uninterruptible power supply system
JP4470422B2 (en) Power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061212

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070410