JP2005168213A - Excessive current suppressing device - Google Patents

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Hiroshi Imai
博志 今井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excessive current suppressing device capable of sufficiently suppressing excessive current even if operation delay time changes. <P>SOLUTION: In an excitation start signal generating means 23, an excitation start signal is generated by a zero-cross signal output from a voltage detection means 21 and the operation delay time of the delay time information to temperature operation recorded by a recording means 29 to be output to an electromagnetic switch excitation means 24, wherein an electromagnetic switch 16 starts to be excited. In an operation delay time detection means 30 of the electromagnetic switch, when the current shown by the current signal output from a current detection means 28 is larger than a threshold value, the operation delay time of the delay time information to temperature operation recorded by the recording means 29 is updated to be used for subsequent system linkages. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、直流電源より得られる電力を電力系統に供給する発電システムに関し、特には、電力の連系を開始する際に電力系統から流れる過電流を抑制する過電流抑制装置に関する。   The present invention relates to a power generation system that supplies electric power obtained from a DC power supply to an electric power system, and more particularly to an overcurrent suppressing device that suppresses an overcurrent flowing from the electric power system when starting interconnection of electric power.

従来より、直流電源より得られる電力を電力系統に供給する発電システムとして様々な形態が考えられている。
図５は、従来における発電システムの形態例を示す図である。
図５に示す発電システム５０では、太陽電池や燃料電池などの直流電源５１より生じる直流電力をＤＣ−ＤＣコンバータ５２で昇圧した後、その昇圧した直流電力をインバータ５３により交流電力に変換する。そして、交流電力に変換された電力は、出力正弦化フィルタ５４により高調波が除去され、正弦波の交流電力として、電磁開閉器５５を介して電力系統５６に供給される。 Conventionally, various forms have been considered as a power generation system that supplies power obtained from a DC power source to a power system.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a conventional power generation system.
In the power generation system 50 shown in FIG. 5, DC power generated from a DC power source 51 such as a solar cell or a fuel cell is boosted by a DC-DC converter 52, and then the boosted DC power is converted into AC power by an inverter 53. The power converted into AC power is freed of harmonics by the output sine filter 54 and supplied to the power system 56 via the electromagnetic switch 55 as sine AC power.

上記発電システム５０では、電磁開閉器５５を接点閉路してからインバータ５３の運転を開始し、インバータ５３の出力を電力系統５６に供給する構成であるため、電磁開閉器５５が接点閉路する前の出力正弦化フィルタ５４のコンデンサ５７には電荷が蓄積されていない。そのため、電磁開閉器５５が接点閉路するタイミングにおいて、電力系統５６から電磁開閉器５５を介して出力正弦化フィルタ５４のコンデンサ５７に充電電流が流れる場合がある。   In the power generation system 50, since the operation of the inverter 53 is started after the electromagnetic switch 55 is closed, and the output of the inverter 53 is supplied to the power system 56, the electromagnetic switch 55 before the contact is closed. No charge is accumulated in the capacitor 57 of the output sine filter 54. Therefore, a charging current may flow from the power system 56 to the capacitor 57 of the output sine filter 54 via the electromagnetic switch 55 at the timing when the electromagnetic switch 55 is closed.

そして、電力系統５６の電圧が大きいときに電力開閉器５５を接点閉路してしまうと、大きな電流（以下、過電流という）が発電システム５０に流れ込む場合があり、発電システム５０を構成する部品、例えば、コンデンサ５７などを破損させたり、コンデンサ５７などの寿命を低下させたりするという問題がある。   And if the power switch 55 is closed when the voltage of the power system 56 is large, a large current (hereinafter referred to as overcurrent) may flow into the power generation system 50, and the components constituting the power generation system 50, For example, there is a problem that the capacitor 57 or the like is damaged or the life of the capacitor 57 or the like is reduced.

また、過電流が電力系統５６から流れ込むことにより、一時的に発電システム５０に接続される電路の電圧を低下させるため、その電路に接続される他の発電システムや電気機器に対して悪影響を及ぼす可能性があるという問題がある。
そこで、図５に示すように、発電システム５０において、予め測定しておいた電磁開閉器５５の励磁（電磁開閉器５５のオン、オフのスイッチを構成する励磁コイルの励磁）から実際に電磁開閉器５５が接点閉路するまでの動作遅れ時間を示す動作遅れ時間情報５８、電力系統５６の出力電圧を検出し、電力系統５６の出力電圧がゼロとなるときゼロクロス信号を出力する電圧検出手段５９、ゼロクロス信号と動作遅れ時間情報５８とから電力系統５６の出力電圧がゼロ付近で電磁開閉器５５を接点閉路にさせるタイミングを求め、電磁開閉器５５の励磁を開始させる励磁開始信号を出力する励磁開始信号生成手段６０、及び励磁開始信号により電磁開閉器５５の励磁を開始する電磁開閉器励磁手段６１を備え、電力系統５６の出力電圧がゼロ付近となるタイミングで電磁開閉器５５を接点閉路させることが考えられている。（例えば、特許文献１参照）
このように、電力系統５６の出力電圧がゼロ付近なるときに電磁開閉器５５を接点閉路させることができるので、電磁開閉器５５が接点閉路する際に電力系統５６から流れる過電流を抑制することができる。
特開２００３−１３４６７０号 （第３〜４頁、第１図） Moreover, since an overcurrent flows from the electric power system 56, the voltage of the electric circuit connected to the electric power generation system 50 is temporarily reduced, and thus adversely affects other electric power generation systems and electric devices connected to the electric circuit. There is a problem that there is a possibility.
Therefore, as shown in FIG. 5, in the power generation system 50, the electromagnetic switching is actually performed from the previously measured excitation of the electromagnetic switch 55 (excitation of the excitation coil constituting the on / off switch of the electromagnetic switch 55). Operation delay time information 58 indicating operation delay time until the device 55 is closed, voltage detection means 59 for detecting an output voltage of the power system 56 and outputting a zero cross signal when the output voltage of the power system 56 becomes zero, From the zero-cross signal and the operation delay time information 58, the timing for causing the electromagnetic switch 55 to close the contact when the output voltage of the power system 56 is close to zero is obtained, and the excitation start signal for starting the excitation of the electromagnetic switch 55 is output. A signal generation unit 60 and an electromagnetic switch excitation unit 61 for starting excitation of the electromagnetic switch 55 by an excitation start signal, and the output voltage of the power system 56 is The electromagnetic switch 55 at the timing to be near it has been proposed to be the contacts closed. (For example, see Patent Document 1)
Thus, since the electromagnetic switch 55 can be closed when the output voltage of the electric power system 56 is near zero, the overcurrent flowing from the electric power system 56 can be suppressed when the electromagnetic switch 55 is closed. Can do.
JP2003-134670 (Pages 3-4, Fig. 1)

しかしながら、電磁開閉器５５の動作遅れ時間は、発電システム５０における様々な使用環境により変化してしまうため、上述のように、予め測定された動作遅れ時間を使用して電磁開閉器５５を接点閉路させるタイミングを求める構成では、過電流の抑制に十分な効果が得られない可能性がある。   However, since the operation delay time of the electromagnetic switch 55 changes depending on various usage environments in the power generation system 50, the electromagnetic switch 55 is closed by using the operation delay time measured in advance as described above. In the configuration for obtaining the timing to perform, there is a possibility that a sufficient effect for suppressing the overcurrent cannot be obtained.

そこで、本発明では、動作遅れ時間が変化しても、十分に過電流を抑制することが可能な過電流抑制装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an overcurrent suppressing device that can sufficiently suppress an overcurrent even when the operation delay time changes.

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の過電流抑制装置は、直流電源より得られる電力を電磁開閉器を介して交流電力を出力し電力系統に供給する発電システムにおいて、電力の連系を開始する際に前記電力系統から流れる過電流を抑制する過電流抑制装置であって、前記電力系統の出力電圧を検出し、該出力電圧がゼロとなるときゼロクロス信号を出力する電圧検出手段と、前記発電システムの使用環境に応じて、前記電磁開閉器の励磁開始から接点閉路までにかかる動作遅れ時間を推定する動作遅れ時間推定手段と、前記電圧検出手段から出力されるゼロクロス信号と前記動作遅れ時間推定手段で推定された動作遅れ時間とに基づいて、前記電磁開閉器の励磁開始タイミングを表す励磁開始信号を出力する励磁開始信号生成手段と、前記励磁開始信号に基づいて、前記電磁開閉器の励磁を開始する電磁開閉器励磁手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the overcurrent suppressing device according to the present invention is a power generation system in which power obtained from a DC power supply outputs AC power via an electromagnetic switch and supplies the power system to the power system. An overcurrent suppressing device for suppressing an overcurrent flowing from the voltage detection means for detecting an output voltage of the power system and outputting a zero cross signal when the output voltage becomes zero; and an environment for using the power generation system. Accordingly, the operation delay time estimating means for estimating the operation delay time from the start of excitation of the electromagnetic switch to the contact closing circuit, the zero cross signal output from the voltage detecting means and the operation delay time estimating means are estimated. Excitation start signal generating means for outputting an excitation start signal representing excitation start timing of the electromagnetic switch based on the operation delay time; and based on the excitation start signal. Te, characterized in that it comprises an electromagnetic switch excitation means for starting excitation of the electromagnetic switch.

このように、発電システムにおける使用環境に応じて動作遅れ時間を推定し、その推定した動作遅れ時間とゼロクロス信号とにより、励磁開始信号を生成しているので、たとえ、使用環境により動作遅れ時間が変化しても、電力系統の出力電圧がゼロとなるときに電磁開閉器を接点閉路させることができる。これにより、動作遅れ時間が変化しても、電流系統から直流電源側に流れる過電流を抑制することができる。   As described above, the operation delay time is estimated according to the use environment in the power generation system, and the excitation start signal is generated based on the estimated operation delay time and the zero-cross signal. Even if it changes, when the output voltage of the power system becomes zero, the electromagnetic switch can be closed. Thereby, even if the operation delay time changes, an overcurrent flowing from the current system to the DC power supply side can be suppressed.

また、上記過電流抑制装置の動作遅れ時間推定手段は、前記発電システム内の温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段で検出される温度に応じて、前記動作遅れ時間を推定するように構成してもよい。
これにより、発電システム内の温度が変化して動作遅れ時間が変化しても、電力系統の出力電圧がゼロとなるときに電磁開閉器を接点閉路することができるので、電力系統から直流電源側に流れる過電流を抑制することができる。 Further, the operation delay time estimation means of the overcurrent suppressing device includes temperature detection means for detecting the temperature in the power generation system, and estimates the operation delay time according to the temperature detected by the temperature detection means. You may comprise as follows.
As a result, even if the temperature in the power generation system changes and the operation delay time changes, the electromagnetic switch can be closed when the output voltage of the power system becomes zero. The overcurrent flowing through can be suppressed.

また、上記過電流抑制装置の動作遅れ時間推定手段は、前記動作遅れ時間を示す動作遅れ時間情報を記録する記録手段と、前記励磁開始信号に従って前記電磁開閉器が接点閉路した際に、前記電力系統から前記発電システムに流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、前記電流検出手段で検出される電流に応じて、前記動作遅れ時間情報における動作遅れ時間を更新するように構成してもよい。   The operation delay time estimating means of the overcurrent suppressing device includes a recording means for recording operation delay time information indicating the operation delay time, and the power when the electromagnetic switch is closed according to the excitation start signal. Current detection means for detecting a current flowing from the system to the power generation system, and configured to update the operation delay time in the operation delay time information according to the current detected by the current detection means. .

これにより、発電システムにおける経年変化により動作遅れ時間が変化しても、電力系統の出力電圧がゼロとなるときに電磁開閉器を接点閉路することができるので、電力系統から直流電源側に流れる過電流を抑制することができる。
また、上記過電流抑制装置の動作遅れ時間推定手段は、前記電磁開閉器における励磁開始から接点閉路までにかかる動作遅れ時間の温度依存関係を示す対温度動作遅れ時間情報を記録する記録手段と、前記発電システム内の温度を検出する温度検出手段と、前記励磁開始信号に従って前記電磁開閉器が接点閉路した際に、前記電力系統から前記発電システムに流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、前記対温度動作遅れ時間情報を利用して前記温度検出手段で検出される温度に対応する前記動作遅れ時間を推定すると共に、前記電流検出手段で検出される電流が閾値よりも大きいとき、前記対温度動作遅れ時間情報における動作遅れ時間を更新するように構成してもよい。 As a result, even if the operation delay time changes due to aging in the power generation system, the electromagnetic switch can be closed when the output voltage of the power system becomes zero. Current can be suppressed.
Further, the operation delay time estimating means of the overcurrent suppressing device includes a recording means for recording temperature-related operation delay time information indicating a temperature dependence relationship of the operation delay time from the start of excitation to the contact closing in the electromagnetic switch; Temperature detection means for detecting the temperature in the power generation system, and current detection means for detecting a current flowing from the power system to the power generation system when the electromagnetic switch is closed according to the excitation start signal, Estimating the operation delay time corresponding to the temperature detected by the temperature detection means using the temperature operation delay time information for the temperature, and when the current detected by the current detection means is greater than a threshold value, The operation delay time in the temperature operation delay time information may be updated.

これにより、発電システム内の温度変化や発電システムにおける経年変化により動作遅れ時間が変化しても、電力系統の出力電圧がゼロとなるときに電磁開閉器を接点閉路することができるので、電力系統から直流電源側に流れる過電流を抑制することができる。   As a result, even if the operation delay time changes due to temperature changes in the power generation system or changes over time in the power generation system, the electromagnetic switch can be closed when the output voltage of the power system becomes zero. Overcurrent flowing from the power source to the DC power source side can be suppressed.

本発明によれば、発電システムにおける使用環境に応じて動作遅れ時間が変化しても、電力系統の出力電圧がゼロとなるタイミングで電磁開閉器を接点閉路させることができる。これにより、動作遅れ時間が変化しても、電流系統から流れる過電流を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if an operation delay time changes according to the use environment in an electric power generation system, an electromagnetic switch can be closed at the timing when the output voltage of an electric power system becomes zero. Thereby, even if the operation delay time changes, an overcurrent flowing from the current system can be suppressed.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の過電流抑制装置を示す図である。
図１に示すように、発電システム１０は、太陽電池や燃料電池などの直流電源１１と、直流電源１１で生じる直流電力を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ１２と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２で昇圧された直流電力を交流電力に変換するインバータ１３と、インバータ１３により変換された交流電力に含まれる高調波を除去し正弦波の交流電力として交流電力を出力する電力系統１４に供給する出力正弦化フィルタ１５と、電力系統１４と出力正弦化フィルタ１５との間に設けられる電磁開閉器１６と、過電流抑制装置１７とを備えて構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an overcurrent suppressing device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a power generation system 10 is boosted by a DC power source 11 such as a solar cell or a fuel cell, a DC-DC converter 12 that boosts DC power generated by the DC power source 11, and a DC-DC converter 12. An inverter 13 that converts DC power into AC power, and an output sine filter 15 that supplies harmonics contained in the AC power converted by the inverter 13 to the power system 14 that outputs AC power as sinusoidal AC power. And an electromagnetic switch 16 provided between the power system 14 and the output sine filter 15 and an overcurrent suppressing device 17.

また、上記出力正弦化フィルタ１５は、例えば、コンデンサ１８とリアクタ１９とから構成される積分回路である。
また、上記電磁開閉器１６は、例えば、励磁コイル２０が励磁されることにより接点閉路し、発電システム１０側の電路と電力系統１４側の電路を電気的に接続させる回路である。 Further, the output sine filter 15 is an integration circuit including a capacitor 18 and a reactor 19, for example.
The electromagnetic switch 16 is, for example, a circuit that closes the contact when the exciting coil 20 is excited and electrically connects the electric circuit on the power generation system 10 side and the electric circuit on the power system 14 side.

また、上記過電流抑制装置１７は、電力系統１４の出力電圧を検出し、電力系統１４の出力電圧がゼロになるときゼロクロス信号を出力する電圧検出手段２１と、電磁開閉器１６の励磁開始から実際に電磁開閉器１６が接点閉路までにかかる動作遅れ時間を推定する動作遅れ時間推定手段２２と、電圧検出手段２１から出力されたゼロクロス信号と動作遅れ時間推定手段２２で推定された動作遅れ時間とに基づいて、電磁開閉器１６の励磁を開始させるための励磁開始信号を出力する励磁開始信号生成手段２３と、励磁開始信号生成手段２３から出力される励磁開始信号に基づいて、電磁開閉器１６の励磁を開始する電磁開閉器励磁手段２４とを備えて構成される。   The overcurrent suppressing device 17 detects the output voltage of the power system 14 and outputs a zero cross signal when the output voltage of the power system 14 becomes zero. The operation delay time estimation means 22 that estimates the operation delay time that the electromagnetic switch 16 takes until the contact is closed, and the zero-cross signal output from the voltage detection means 21 and the operation delay time estimated by the operation delay time estimation means 22 On the basis of the excitation start signal generating means 23 for outputting an excitation start signal for starting the excitation of the electromagnetic switch 16, and on the basis of the excitation start signal output from the excitation start signal generating means 23, the electromagnetic switch And an electromagnetic switch excitation means 24 for starting 16 excitations.

また、上記動作遅れ時間推定手段２２は、電磁開閉器１６付近などに設けられるサーミスタ２５の電圧に基づいて電磁開閉器１６付近の温度を検出する温度検出手段２６と、出力正弦化フィルタ１５と電磁開閉器１６との間に設けられるシャント抵抗２７の電圧に基づいて電磁開閉器１６が接点閉路した際に電力系統１４から発電システム１０側に流れる電流（電力系統１４から出力正弦化フィルタ１５のリアクタ１９に流れる充電電流（逆電流））を検出し、その検出した電流を示す電流信号を出力する電流検出手段２８と、予め測定しておいた動作遅れ時間の温度依存関係を示す対温度動作遅れ時間情報を記録する記録手段２９と、電流検出手段２８より出力された電流信号が示す電流と閾値とを比較し、その電流が閾値よりも大きいとき、記録手段２９に記録される対温度動作遅れ時間情報における動作遅れ時間を更新する電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０とを備えて構成される。なお、温度検出手段２６が温度検出する場所は、電磁開閉器１６付近に限定されない。また、電流検出手段２８は、出力正弦化フィルタ１５と電磁開閉器１６との間に設けられるＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）の出力に基づいて電力系統１４から発電システム１０に流れる電流を検出するように構成してもよい。   The operation delay time estimation means 22 includes a temperature detection means 26 for detecting the temperature in the vicinity of the electromagnetic switch 16 based on the voltage of the thermistor 25 provided in the vicinity of the electromagnetic switch 16, the output sine filter 15 and the electromagnetic switch. The current flowing from the power system 14 to the power generation system 10 side when the electromagnetic switch 16 is closed based on the voltage of the shunt resistor 27 provided between the switch 16 and the reactor of the output sine filter 15 from the power system 14. Current detecting means 28 for detecting a charging current (reverse current) flowing through the output current 19 and outputting a current signal indicating the detected current, and a temperature operation delay with respect to temperature indicating the temperature dependence of the operation delay time measured in advance. The recording means 29 for recording time information and the current indicated by the current signal output from the current detection means 28 are compared with a threshold value, and the current is larger than the threshold value. , And an electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 for updating the operation delay time at versus temperature operation delay time information recorded in the recording unit 29. The place where the temperature detection means 26 detects the temperature is not limited to the vicinity of the electromagnetic switch 16. The current detection means 28 is configured to detect a current flowing from the power system 14 to the power generation system 10 based on an output of a CT (Current Transformer) provided between the output sine filter 15 and the electromagnetic switch 16. May be.

次に、過電流抑制装置１７の動作について説明する。
過電流抑制装置１７の励磁開始信号生成手段２３は、外部から系統連系開始指令が入力されると、電圧検出手段２１から出力されるゼロクロス信号と記録手段２９で記録される対温度動作遅れ時間情報の動作遅れ時間とに基づいて、励磁開始信号を生成し電磁開閉器励磁手段２４に出力する。そして、電磁開閉器励磁手段２４は、電磁開閉器１６の励磁を開始する。 Next, the operation of the overcurrent suppressing device 17 will be described.
The excitation start signal generation means 23 of the overcurrent suppressing device 17 receives the zero-cross signal output from the voltage detection means 21 and the temperature operation delay time recorded by the recording means 29 when a grid connection start command is input from the outside. Based on the information operation delay time, an excitation start signal is generated and output to the electromagnetic switch excitation means 24. Then, the electromagnetic switch excitation means 24 starts exciting the electromagnetic switch 16.

また、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、電流検出手段２８から出力される電流信号が示す電流が閾値よりも大きいとき、記録手段２９に記録される対温度動作遅れ時間情報のおける動作遅れ時間を更新する。そして、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０により更新された対温度動作遅れ時間情報は、次回以降の系統連系時に使用される。   Further, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 is an operation delay in the temperature operation delay time information recorded in the recording means 29 when the current indicated by the current signal output from the current detection means 28 is larger than the threshold value. Update time. Then, the temperature operation delay time information updated by the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 is used at the time of grid connection after the next time.

図２は、動作遅れ時間の温度依存関係を示す図である。なお、図２に示すグラフの縦軸は、動作遅れ時間を、横軸は温度をそれぞれ示している。
励磁開始信号生成手段２３は、例えば、温度検出手段２６で検出された温度が−２５℃であるとき、その検出された温度−２５℃に対応する１５ｍｓの動作遅れ時間を使用して、励磁開始信号を生成する。また、温度検出手段２６で検出された温度が５５℃であるとき、その検出された温度５５℃に対応する１７ｍｓの動作遅れ時間を使用して励磁開始信号を生成する。 FIG. 2 is a diagram illustrating the temperature dependency of the operation delay time. Note that the vertical axis of the graph shown in FIG. 2 indicates the operation delay time, and the horizontal axis indicates the temperature.
For example, when the temperature detected by the temperature detecting means 26 is −25 ° C., the excitation start signal generating means 23 uses the 15 ms operation delay time corresponding to the detected temperature −25 ° C. to start the excitation. Generate a signal. Further, when the temperature detected by the temperature detecting means 26 is 55 ° C., an excitation start signal is generated using an operation delay time of 17 ms corresponding to the detected temperature 55 ° C.

また、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、例えば、電流検出手段２８から出力される電流信号の示す電流が閾値を超えると、その電流が超えたときに計測された電磁開閉器１６の励磁開始から電磁開閉器１６が接点閉路するまでにかかる動作遅れ時間１６ｍｓを、その電流が超えたときに温度検出手段２６が検出した温度−２５℃に対応する動作遅れ時間とする。すなわち、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、電流信号の示す電流が閾値を超えると、温度検出手段２６で検出された温度−２５℃に対応する動作遅れ時間１５ｍｓを、電流が閾値を超えたときにカウンタがカウントした動作遅れ時間１６ｍｓに更新する。   The electromagnetic switch operation delay time detection means 30 is, for example, the excitation of the electromagnetic switch 16 measured when the current indicated by the current signal output from the current detection means 28 exceeds a threshold value. The operation delay time 16 ms required from the start until the electromagnetic switch 16 closes the contact is set as the operation delay time corresponding to the temperature −25 ° C. detected by the temperature detection means 26 when the current is exceeded. That is, when the current indicated by the current signal exceeds the threshold value, the electromagnetic switch operation delay time detection unit 30 exceeds the threshold value of the operation delay time 15 ms corresponding to the temperature −25 ° C. detected by the temperature detection unit 26. The counter is updated to the operation delay time 16 ms counted by the counter.

なお、温度検出手段２６により検出される温度が対温度動作遅れ時間情報にない場合は、その検出される温度の前後の既知の対温度動作遅れ時間情報を用いて直線補間などにより、その検出される温度に対応する動作遅れ時間を推定するようにしてもよい。
図３は、動作遅れ時間の更新を説明するための図であり、図３（ａ）は、電力系統１４の出力電圧と動作遅れ時間ｘとの関係を、図３（ｂ）は、電流検出手段２８で検出される電流と閾値との関係を、図３（ｃ）は、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０におけるカウンタに対するタイミング信号を、図３（ｄ）は、動作遅れ時間が適切と判断されたときの電力系統１４の出力電圧と動作遅れ時間との関係をそれぞれ示している。 If the temperature detected by the temperature detecting means 26 is not in the temperature operation delay time information, it is detected by linear interpolation or the like using the known temperature operation delay time information before and after the detected temperature. An operation delay time corresponding to a certain temperature may be estimated.
FIG. 3 is a diagram for explaining the update of the operation delay time. FIG. 3A shows the relationship between the output voltage of the power system 14 and the operation delay time x, and FIG. 3B shows the current detection. FIG. 3C shows the relationship between the current detected by the means 28 and the threshold, FIG. 3C shows the timing signal for the counter in the electromagnetic switch operation delay time detection means 30, and FIG. 3D shows that the operation delay time is appropriate. The relationship between the output voltage of the electric power system 14 and the operation delay time when judged is shown.

例えば、電力系統１４の出力電力の周波数を５０Ｈｚ、温度検出手段２６で検出された温度が−２５℃、検出された温度−２５℃に対応する動作遅れ時間が１５ｍｓである場合を考える。このような場合、図３（ａ）に示すように、電力系統１４の出力電圧の１周期は、２０ｍｓとなる。また、励磁開始信号生成手段２３は、対温度動作遅れ時間情報に基づいて、検出された温度−２５℃から動作遅れ時間１５ｍｓを求め、電力系統１４の出力電圧の１周期２０ｍｓと動作遅れ時間１５ｍｓとの差分５ｍｓを算出し、電力系統１４の出力電圧がゼロとなるタイミング（ゼロクロス点）から５ｍｓ後に励磁開始信号を出力する。   For example, consider a case where the frequency of the output power of the power system 14 is 50 Hz, the temperature detected by the temperature detection means 26 is −25 ° C., and the operation delay time corresponding to the detected temperature −25 ° C. is 15 ms. In such a case, as shown in FIG. 3A, one cycle of the output voltage of the power system 14 is 20 ms. Further, the excitation start signal generating means 23 obtains an operation delay time of 15 ms from the detected temperature of −25 ° C. based on the temperature operation delay time information, and the output voltage of the power system 14 is 20 ms per cycle and the operation delay time is 15 ms. And 5 ms after the timing when the output voltage of the power system 14 becomes zero (zero cross point), the excitation start signal is output.

しかしながら、図３（ｂ）に示すように、電磁開閉器１６が接点閉路し電流検出手段２８で検出される電流が閾値を超えるとき、すなわち、温度−２５℃に対応する動作遅れ時間１５ｍｓが不適切であると判断されたとき、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、励磁開始信号生成手段２３の励磁開始信号出力から電流検出手段２８の電流検出までにかかった時間１６ｍｓ（図３（ｃ）に示すカウンタの出力信号のターンオフ時のフリーランタイマの値２６ｍｓからカウンタの出力信号のターンオン時のフリーランタイマの値１０ｍｓを引いたときの差１６ｍｓ）を温度−２５℃に対応する動作遅れ時間とする。   However, as shown in FIG. 3B, when the electromagnetic switch 16 is closed and the current detected by the current detecting means 28 exceeds the threshold value, that is, the operation delay time 15 ms corresponding to the temperature of −25 ° C. is not sufficient. When it is determined to be appropriate, the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 takes 16 ms (FIG. 3 (c)) from the excitation start signal output of the excitation start signal generating means 23 to the current detection of the current detecting means 28. ) The delay in operation corresponding to a temperature of −25 ° C. is obtained by subtracting the free-run timer value of 10 ms at the turn-on time of the counter output signal from the free-run timer value of 26 ms at the turn-off time of the counter output signal shown in FIG. Time.

そして、次回以降の系統連系において、図３（ｄ）に示すように、励磁開始信号生成手段２３は、検出される温度が−２５℃のとき、更新された動作遅れ時間１６ｍｓを使用して電力系統１４の出力電圧のゼロクロス点から４ｍｓ後に励磁開始信号を出力する。これにより、電力系統１４の出力電圧がゼロのときに電磁開閉器１６を接点閉路させることができる。   Then, in the grid connection after the next time, as shown in FIG. 3D, when the detected temperature is −25 ° C., the excitation start signal generator 23 uses the updated operation delay time 16 ms. An excitation start signal is output 4 ms after the zero cross point of the output voltage of the power system 14. Thereby, when the output voltage of the electric power system 14 is zero, the electromagnetic switch 16 can be closed.

次に、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０の動作について説明する。
図４は、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０の動作を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、フラグ（Ｆｌｕｇ）が１または０のどちらかを確認する。なお、フラグが１であれば、動作遅れ時間が監視中であることを示し、フラグが０であれば、動作遅れ時間は監視中でないことを示している。 Next, the operation of the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the electromagnetic switch operation delay time detection means 30.
First, in step S1, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 confirms whether the flag is 1 or 0. When the flag is 1, it indicates that the operation delay time is being monitored, and when the flag is 0, it indicates that the operation delay time is not being monitored.

次に、ステップＳ１において、フラグが０であると確認される場合（ステップＳ１がＮ（Ｎｏ））、ステップＳ２において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、電磁開閉器１６の励磁開始指令がＯＮ状変であるか否かを確認する。すなわち、例えば、ステップＳ２において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、励磁開始信号生成手段２３から励磁開始信号が出力されたか否かを確認する。   Next, when it is confirmed in step S1 that the flag is 0 (step S1 is N (No)), in step S2, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 instructs the electromagnetic switch 16 to start excitation. It is confirmed whether or not is an ON state change. That is, for example, in step S <b> 2, the electromagnetic switch operation delay time detection unit 30 confirms whether or not the excitation start signal is output from the excitation start signal generation unit 23.

次に、ステップＳ２において、ＯＮ状変でないと確認される場合（ステップＳ２がＮ）、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、動作遅れ時間の更新処理を抜ける。
また、ステップＳ２において、ＯＮ状変であると確認される場合（ステップＳ２がＹ（Ｙｅｓ））、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ３において、フラグを１にセットすると共に、ステップＳ４において、過電流抑制装置１７を構成するＣＰＵなどの内部に備えられるフリーランタイマの値（Ｔｉｓ）をストアする。例えば、図３（ｃ）におけるフリーランタイマ値１０ｍｓをストアする。なお、一連の動作遅れ時間検出動作が終了されるまで、次回以降の更新処理において、ステップＳ４においてストアされたフリーランタイマ値の更新を行わないようにする。 Next, when it is confirmed in step S2 that the change is not ON (step S2 is N), the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 exits the operation delay time update process.
Further, when it is confirmed in step S2 that the change is ON (step S2 is Y (Yes)), the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 sets the flag to 1 in step S3, and step In S4, the value (Tis) of a free-run timer provided in the CPU or the like constituting the overcurrent suppressing device 17 is stored. For example, the free-run timer value 10 ms in FIG. It should be noted that the free-run timer value stored in step S4 is not updated in the subsequent update processing until a series of operation delay time detection operations are completed.

次に、対温度動作遅れ時間情報に基づいて電磁開閉器１６が閉路されて、ステップＳ５において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、電流検出手段２８から出力される電流信号を受け取ると、ステップＳ４と同様に、フリーランタイマの値をストアする。例えば、図３（ｃ）におけるフリーランタイマ値２６ｍｓをストアする。   Next, the electromagnetic switch 16 is closed based on the temperature operation delay time information, and when the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 receives the current signal output from the current detection means 28 in step S5, Similar to step S4, the value of the free-run timer is stored. For example, the free run timer value 26 ms in FIG. 3C is stored.

そして、ステップＳ６において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、電流信号の示す電流の絶対値（｜Ｉａｃ｜）が規定値の絶対値（閾値）（｜Ｉｊ｜）よりも大きいか否かを確認する。
そして、ステップＳ６において、電流信号の示す電流の絶対値が規定値の絶対値よりも大きいと確認される場合（ステップＳ６がＹ）、ステップＳ７において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ５でストアしたフリーランタイマ値からステップＳ４でストアしたフリーランタイマ値を引き、その差分の値（Ｔｉｄ）を新しい動作遅れ時間として算出する。例えば、図３（ｃ）におけるフリーランタイマ値２６ｍｓからフリーランタイマ値１０ｍｓを引き、その差分の値１６ｍｓを新しい動作遅れ時間とする。 In step S6, the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 determines whether or not the absolute value (| Iac |) of the current indicated by the current signal is larger than the absolute value (threshold value) (| Ij |) of the specified value. Confirm.
In step S6, when it is confirmed that the absolute value of the current indicated by the current signal is larger than the absolute value of the specified value (step S6 is Y), in step S7, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 The free run timer value stored in step S4 is subtracted from the free run timer value stored in step S5, and the difference value (Tid) is calculated as a new operation delay time. For example, the free run timer value 10 ms is subtracted from the free run timer value 26 ms in FIG. 3C, and the difference value 16 ms is set as a new operation delay time.

次に、ステップＳ８において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、温度検出手段２６で検出された温度（Ｔｅｍｐ）をストアする。
そして、ステップＳ９において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ８でストアした温度に対応する対温度動作遅れ時間情報の動作遅れ時間をステップＳ７で算出した動作遅れ時間に更新する。 Next, in step S8, the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 stores the temperature (Temp) detected by the temperature detecting means 26.
In step S9, the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 updates the operation delay time of the temperature-operation delay time information corresponding to the temperature stored in step S8 to the operation delay time calculated in step S7.

そして、ステップＳ１０において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、フラグを０にセットして、更新処理を終了する。
また、ステップＳ１において、フラグが１であると確認される場合（ステップＳ１がＹ）、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ５から更新処理を行う。 In step S10, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 sets the flag to 0 and ends the update process.
In Step S1, when it is confirmed that the flag is 1 (Y in Step S1), the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 performs the update process from Step S5.

また、ステップＳ６において、電流信号の示す電流の絶対値が規定値の絶対値よりも大きくないと確認される場合（ステップＳ６がＮ）、ステップＳ１１において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ５でストアしたフリーランタイマ値からステップＳ４でストアしたフリーランタイマ値を引き、その差分の値（Ｔｏｐ）を経過時間として算出する。   In step S6, when it is confirmed that the absolute value of the current indicated by the current signal is not larger than the absolute value of the specified value (step S6 is N), in step S11, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 Then, the free-run timer value stored in step S4 is subtracted from the free-run timer value stored in step S5, and the difference value (Top) is calculated as the elapsed time.

そして、ステップＳ１２において、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ１１で算出した経過時間が動作保証時間（Ｔｃ：製品としてそれ以上動作は遅れないという時間）よりも大きいか否かを確認する。
そして、ステップＳ１２において、経過時間が動作保証時間よりも大きいと確認される場合（ステップＳ１２がＹ）、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、ステップＳ１０から更新処理を行う。 In step S12, the electromagnetic switch operation delay time detecting means 30 confirms whether or not the elapsed time calculated in step S11 is longer than the operation guarantee time (Tc: time that the operation is not delayed as a product). To do.
In step S12, when it is confirmed that the elapsed time is longer than the operation guarantee time (step S12 is Y), the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 performs the update process from step S10.

また、ステップＳ１２において、経過時間が動作保証時間よりも大きくないと確認される場合（ステップＳ１２がＮ）、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、更新処理を終了する。
なお、上記実施形態では、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０は、対温度動作遅れ時間情報の動作遅れ時間を更新する構成であるが、電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０が温度に依存していない動作遅れ時間を更新し、励磁開始信号生成手段２３がこの温度に依存していない動作遅れ時間とゼロクロス信号とから励磁開始信号を生成するように構成してもよい。 In Step S12, when it is confirmed that the elapsed time is not longer than the operation guarantee time (N in Step S12), the electromagnetic switch operation delay time detection unit 30 ends the update process.
In the above embodiment, the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 is configured to update the operation delay time in the temperature operation delay time information, but the electromagnetic switch operation delay time detection means 30 depends on the temperature. It is also possible to update the non-operation delay time and generate the excitation start signal from the operation delay time not dependent on the temperature and the zero cross signal.

また、上記実施形態では電流信号の示す電流の絶対値（｜Ｉａｃ｜）が規定値の絶対値（閾値）（｜Ｉｊ｜）より大きい場合に動作遅れ時間を更新したが、電流の大きさにかかわらず常に更新しても良い。
また、上記実施形態では電流検出手段２８をもちいて電流信号を電磁開閉器動作遅れ時間検出手段３０へ出力しているが、この構成に限らない。たとえば、電流そのものを検出しなくても電磁開閉器１６が閉路した正確な時間がわかればよい。この場合、ステップＳ６を飛ばしてステップＳ５からステップＳ７へ進めばよい。 In the above embodiment, the operation delay time is updated when the absolute value (| Iac |) of the current indicated by the current signal is larger than the absolute value (threshold value) (| Ij |) of the specified value. Regardless, you may always update.
In the above embodiment, the current detection means 28 is used to output a current signal to the electromagnetic switch operation delay time detection means 30, but the present invention is not limited to this configuration. For example, it is only necessary to know the exact time when the electromagnetic switch 16 is closed without detecting the current itself. In this case, step S6 may be skipped and the process proceeds from step S5 to step S7.

このように、過電流抑制装置１７は、電磁開閉器１６の接点閉路時において、記録される動作遅れ時間が適切であるか否かを常に監視し、動作遅れ時間が適切でないときは適切な動作遅れ時間に更新しているので、遅れ時間を毎回推定し、発電システム１０内の温度変化や発電システム１０における経年変化などの使用環境により動作遅れ時間が変化しても、電力系統１４の出力電圧がゼロとなるときに、電磁開閉器１６を接点閉路させることができる。これにより、動作遅れ時間が変化しても、電流系統１４から発電システム１０に流れる過電流を抑制することができる。   As described above, the overcurrent suppressing device 17 always monitors whether or not the recorded operation delay time is appropriate when the contact of the electromagnetic switch 16 is closed. Since the delay time is updated, the delay time is estimated every time, and the output voltage of the power system 14 is changed even if the operation delay time changes due to the use environment such as the temperature change in the power generation system 10 or the secular change in the power generation system 10. When is zero, the electromagnetic switch 16 can be closed. Thereby, even if the operation delay time changes, the overcurrent flowing from the current system 14 to the power generation system 10 can be suppressed.

また、過電流抑制装置１７は、直流電源１１の種類によらず、電磁開閉器１６によって電力系統１４と接続される発電システムすべてに適用することができる。
また、過電流抑制装置１７は、電磁開閉器１６付近の温度変化が大きい発電システムにおいて電力系統１４から流れる過電流を抑制することができる。 The overcurrent suppressing device 17 can be applied to all power generation systems connected to the power system 14 by the electromagnetic switch 16 regardless of the type of the DC power supply 11.
Further, the overcurrent suppressing device 17 can suppress the overcurrent flowing from the power system 14 in the power generation system having a large temperature change near the electromagnetic switch 16.

本発明の実施形態の過電流抑制装置を示す図である。It is a figure which shows the overcurrent suppression apparatus of embodiment of this invention. 動作遅れ時間の温度依存関係を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence relationship of an operation delay time. 動作遅れ時間の更新を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the update of operation | movement delay time. 電磁開閉器動作遅れ時間検出手段の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of an electromagnetic switch operation delay time detection means. 従来の発電システムを示す図である。It is a figure which shows the conventional electric power generation system.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 発電システム
１１ 直流電源
１２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３ インバータ
１４ 電力系統
１５ 出力正弦化フィルタ
１６ 電磁開閉器
１７ 過電流抑制装置
１８ コンデンサ
１９ リアクタ
２０ 励磁コイル
２１ 電圧検出手段
２２ 動作遅れ時間推定手段
２３ 励磁開始信号生成手段
２４ 電磁開閉器励磁手段
２５ サーミスタ
２６ 温度検出手段
２７ シャント抵抗
２８ 電流検出手段
２９ 記録手段
３０ 電磁開閉器動作遅れ時間検出手段


DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power generation system 11 DC power supply 12 DC-DC converter 13 Inverter 14 Power system 15 Output sine filter 16 Electromagnetic switch 17 Overcurrent control device 18 Capacitor 19 Reactor 20 Excitation coil 21 Voltage detection means 22 Operation delay time estimation means 23 Excitation start Signal generation means 24 Electromagnetic switch excitation means 25 Thermistor 26 Temperature detection means 27 Shunt resistance 28 Current detection means 29 Recording means 30 Electromagnetic switch operation delay time detection means


Claims (4)

直流電源より得られる電力を電磁開閉器を介して交流電力を出力し電力系統に供給する発電システムにおいて、電力の連系を開始する際に前記電力系統から流れる過電流を抑制する過電流抑制装置であって、
前記電力系統の出力電圧を検出し、該出力電圧がゼロとなるときゼロクロス信号を出力する電圧検出手段と、
前記発電システムの使用環境に応じて、前記電磁開閉器の励磁開始から接点閉路までにかかる動作遅れ時間を推定する動作遅れ時間推定手段と、
前記電圧検出手段から出力されるゼロクロス信号と前記動作遅れ時間推定手段で推定された動作遅れ時間とに基づいて、前記電磁開閉器の励磁開始タイミングを表す励磁開始信号を出力する励磁開始信号生成手段と、
前記励磁開始信号に基づいて、前記電磁開閉器の励磁を開始する電磁開閉器励磁手段と、
を備えることを特徴とする過電流抑制装置。 In a power generation system that outputs AC power obtained from a DC power supply via an electromagnetic switch and supplies the power to an electric power system, an overcurrent suppressing device that suppresses an overcurrent flowing from the electric power system when starting power interconnection Because
Voltage detection means for detecting an output voltage of the power system and outputting a zero cross signal when the output voltage becomes zero;
Depending on the usage environment of the power generation system, an operation delay time estimation means for estimating an operation delay time required from the start of excitation of the electromagnetic switch to contact closing;
Excitation start signal generating means for outputting an excitation start signal representing the excitation start timing of the electromagnetic switch based on the zero cross signal output from the voltage detection means and the operation delay time estimated by the operation delay time estimation means. When,
Electromagnetic switch excitation means for starting excitation of the electromagnetic switch based on the excitation start signal;
An overcurrent suppressing device comprising: 請求項１に記載の過電流抑制装置であって、
前記動作遅れ時間推定手段は、前記発電システム内の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記温度検出手段で検出される温度に応じて、前記動作遅れ時間を推定することを特徴とする過電流抑制装置。 The overcurrent suppressing device according to claim 1,
The operation delay time estimation means includes a temperature detection means for detecting a temperature in the power generation system,
The overcurrent suppressing device, wherein the operation delay time is estimated according to a temperature detected by the temperature detecting means. 請求項１に記載の過電流抑制装置であって、
前記動作遅れ時間推定手段は、前記動作遅れ時間を示す動作遅れ時間情報を記録する記録手段と、
前記励磁開始信号に従って前記電磁開閉器が接点閉路した際に、前記電力系統から前記発電システムに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記電流検出手段で検出される電流に応じて、前記動作遅れ時間情報における動作遅れ時間を更新することを特徴とする過電流抑制装置。 The overcurrent suppressing device according to claim 1,
The operation delay time estimation means includes recording means for recording operation delay time information indicating the operation delay time,
Current detection means for detecting a current flowing from the power system to the power generation system when the electromagnetic switch is closed according to the excitation start signal;
With
An overcurrent suppressing device that updates an operation delay time in the operation delay time information according to a current detected by the current detection means. 請求項１に記載の過電流抑制装置であって、
前記動作遅れ時間推定手段は、前記電磁開閉器における励磁開始から接点閉路までにかかる動作遅れ時間の温度依存関係を示す対温度動作遅れ時間情報を記録する記録手段と、
前記発電システム内の温度を検出する温度検出手段と、
前記励磁開始信号に従って前記電磁開閉器が接点閉路した際に、前記電力系統から前記発電システムに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記対温度動作遅れ時間情報を利用して前記温度検出手段で検出される温度に対応する前記動作遅れ時間を推定すると共に、前記電流検出手段で検出される電流が閾値よりも大きいとき、前記対温度動作遅れ時間情報における動作遅れ時間を更新することを特徴とする過電流抑制装置。


The overcurrent suppressing device according to claim 1,
The operation delay time estimation means is a recording means for recording temperature-related operation delay time information indicating a temperature dependency relationship of the operation delay time from the start of excitation to the contact closing in the electromagnetic switch;
Temperature detecting means for detecting the temperature in the power generation system;
Current detection means for detecting a current flowing from the power system to the power generation system when the electromagnetic switch is closed according to the excitation start signal;
With
Estimating the operation delay time corresponding to the temperature detected by the temperature detection means using the temperature operation delay time information for the temperature, and when the current detected by the current detection means is greater than a threshold value, An overcurrent suppressing device that updates an operation delay time in temperature operation delay time information.


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