JP2007014063A - Control method of photovoltaic power generator - Google Patents

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和明 東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic power generation system which can utilize energy generated from a solar cell effectively by preventing operation of a power converter from being stopped unnecessarily with waveform distortion caused by an extraneous impact. <P>SOLUTION: Period of the AC voltage of a commercial power system is determined by measuring the interval between zero-cross points in the AC voltage of a commercial power system from a photovoltaic power generator connected electrically with the commercial power system and performing interactive operation, and if the period of the AC voltage deviates from a predetermined range, operation of the photovoltaic power generator is stopped. In such a control method of a photovoltaic power generator, when such a case as the period between adjacent zero-cross points is not longer than one eighth of the period of commercial frequency is detected continuously, any one of a plurality of zero-cross points existing in a zero-cross point period detected continuously is regarded as an effective zero-cross point and the period of AC voltage is determined. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池の直流電源から得られる直流電力を交流電力に変換し、前記太陽電池と商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling a solar power generation apparatus that converts DC power obtained from a DC power source of a solar battery into AC power, and is electrically connected to the solar battery, a commercial power system, and a load system to perform interconnection operation. It is about.

従来の太陽光発電装置について、図面を基に説明する。   A conventional solar power generation device will be described with reference to the drawings.

図6は従来の太陽光発電システムにおける太陽光発電装置の概略構成図である。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a solar power generation device in a conventional solar power generation system.

図6に示すように、近年、太陽電池101により光電変換された直流発電電力を電力変換装置102により交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を接続されている家庭用負荷105へ電力供給、あるいは同様に接続された商用電力系統104に変圧器103を介して逆潮流して売電を行う太陽光発電装置100が実用化されている。   As shown in FIG. 6, in recent years, the DC generated power photoelectrically converted by the solar cell 101 is converted into AC power by the power converter 102 and the converted AC power is supplied to the household load 105 connected thereto. Alternatively, a photovoltaic power generation apparatus 100 that puts power into the commercial power system 104 connected in the same manner and reversely flows through the transformer 103 has been put into practical use.

ここで電力変換装置102では、入力された直流電力を交流電力に直交変換し、商用電力系統14に逆潮流あるいは家庭用負荷15へ電力供給を行なっているが、そのために商用電力系統の周波数や電圧位相を検出し、系統の周波数に同期したタイミングにてPWM制御(Pulse Width Modulation =パルス幅変調)技術等を用いて交流変換制御を行っている。   Here, the power conversion device 102 orthogonally converts the input DC power into AC power and supplies power to the commercial power system 14 to the reverse power flow or the household load 15. The voltage phase is detected and AC conversion control is performed using PWM control (Pulse Width Modulation) technology or the like at a timing synchronized with the system frequency.

また太陽光発電装置100においては、上述の通り商用電力系統104に連系接続され、系統に同期した運転を行うことになるが、商用電力系統104に停電等の異常が発生した場合には速やかに系統から解列することが求められており、そのため検出部106により商用電力系統104の電圧や周波数を検出し、各々所定範囲を越えた場合には運転を停止し、系統と解列するように動作する。   Further, in the photovoltaic power generation apparatus 100, as described above, the system is connected to the commercial power system 104 and operates in synchronization with the system. However, when an abnormality such as a power failure occurs in the commercial power system 104, Therefore, if the voltage and frequency of the commercial power system 104 are detected by the detection unit 106 and each exceeds a predetermined range, the operation is stopped and the system is disconnected. To work.

ここで検出部106における周波数検出の概要を例として説明すると、検出部106は図7(a)に示す波形の商用系統電圧を検出し、電圧が0(ゼロ)となるポイント(ゼロクロスポイント)を基準に正電圧および負電圧の領域に区分し、図7(b)に示す矩形波に変換を行い、この矩形波の1周期(T)を測定することにより系統の周波数を検出しているものである。また、この測定された時間が商用周波数1周期分(例えば、1/50秒または1/60秒)に対し、所定(t1)の範囲を越えていれば異常との判定を行うものである。また、同様の原理によって位相の変化を検出することができることは良く知られている。   Here, the outline of the frequency detection in the detection unit 106 will be described as an example. The detection unit 106 detects the commercial system voltage having the waveform shown in FIG. 7A, and determines the point (zero cross point) at which the voltage becomes 0 (zero). Dividing into positive voltage and negative voltage areas as a reference, converting to rectangular waves shown in Fig. 7 (b), and measuring the frequency of the system by measuring one period (T) of this rectangular wave It is. Further, if the measured time exceeds a predetermined (t1) range with respect to one period of the commercial frequency (for example, 1/50 second or 1/60 second), it is determined that there is an abnormality. It is well known that phase changes can be detected by the same principle.

一般に停電時における単独運転が継続されると停電区間の線路が充電状態となるため保守員が感電してしまう危険性があり、そのため負荷バランス状態においても単独運転状態を検出する機能が必要となる。従来においては、電力変換装置にて変換される交流出力の位相や周波数の変化率を検出したり、無効電力や周波数を周期的に変動させ単独運転状態を検出する方式等が提案されている。   In general, if isolated operation is continued during a power failure, the line in the power failure section becomes charged and there is a risk of electric shock from maintenance personnel. Therefore, a function is required to detect the isolated operation even in a load balance state. . Conventionally, a method of detecting a phase change rate or a frequency change rate of an AC output converted by a power converter, a method of detecting a single operation state by periodically changing reactive power or frequency, and the like have been proposed.

また、その中でも系統電圧の周期が定常的に変動した場合においても単独運転を検出する方式等も提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2001−286063号公報
In addition, among them, a method for detecting an isolated operation even when the cycle of the system voltage fluctuates constantly has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-286063 A

しかしながら、上述した従来の太陽光発電装置においては、図6に示すような同一変圧器103に接続される例えば工場等の大型設備負荷107の稼動状態および変圧器103の内部インピーダンス、または変圧器103からの配線によるインピーダンスが高い場合において、図8に示すような系統電圧波形の乱れが生じる場合があり、このような環境下においては周波数検出が正常に行えず、誤判定を招いてしまうという問題がある。すなわち、停電等の異常が無いにもかかわらず、外来の影響によって生じる波形歪によって、周波数や位相が変化したものと判断し、電力変換装置の運転を停止させてしまうという問題があるものである。   However, in the conventional solar power generation apparatus described above, the operating state of the large equipment load 107 and the internal impedance of the transformer 103 connected to the same transformer 103 as shown in FIG. When the impedance due to the wiring from the circuit is high, the system voltage waveform may be disturbed as shown in FIG. 8, and in such an environment, frequency detection cannot be performed normally, leading to erroneous determination. There is. That is, there is a problem that even though there is no abnormality such as a power failure, it is determined that the frequency or phase has changed due to waveform distortion caused by an external influence, and the operation of the power converter is stopped. .

またそのために、太陽光のエネルギーがあるにもかかわらず、その光エネルギーを十分に活用できないという問題がある。   For this reason, there is a problem that the light energy cannot be fully utilized even though there is sunlight energy.

また、前述のように系統電圧波形の乱れがあると正弦波波形の基準となるゼロクロス点が正確に検出できないため、電力変換装置の制御において電圧との位相ズレを発生させたり、電流波形を乱して高調波を発生させたり、運転を停止させてしまうという問題がある。   In addition, if the system voltage waveform is disturbed as described above, the zero-cross point that is the reference for the sine wave waveform cannot be detected accurately, so that a phase shift from the voltage occurs in the control of the power converter, or the current waveform is disturbed. Thus, there is a problem that harmonics are generated or the operation is stopped.

尚、本来であれば系統電圧波形は乱れが無く安定的であるべきものであり、前述の問題が発生するような波形乱れの発生・継続状態にあること自身が問題であるが、一般には電圧波形の乱れの確認には専用の測定機器が必要であり、容易に認識できないという問題がある。 It should be noted that the system voltage waveform should be stable without any disturbance, and it is a problem that the waveform disturbance is in a state of occurrence / continuation that causes the above-mentioned problems. In order to check the waveform disturbance, a dedicated measuring device is required, and there is a problem that it cannot be easily recognized.

上記課題を解決するため、本発明の太陽光発電装置の制御手段は、商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間内に存在する複数個のゼロクロスポイントのどれか1つを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the control means of the photovoltaic power generation apparatus of the present invention is provided between a photovoltaic power generation apparatus that is electrically connected to a commercial power system and performs interconnection operation, and between the zero cross points of the AC voltage of the commercial power system. By measuring the AC voltage cycle of the commercial power system, and when the cycle of the AC voltage is out of a predetermined range, the control of the photovoltaic power generation device is stopped In the method, a plurality of zero crossings existing within the continuously detected zero cross point period when a period between the zero cross points is continuously detected is 1/8 or less of a period of a commercial frequency. One of the points is regarded as an effective zero cross point, and the period of the AC voltage is obtained.

また、本発明の他の太陽光発電装置の制御手段は、商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間の略中間点を有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする。   Moreover, the control means of the other solar power generation apparatus of the present invention measures between the zero cross points of the AC voltage of the commercial power system from the solar power generation apparatus that is electrically connected to the commercial power system and performs the interconnection operation. The control method of the photovoltaic power generation apparatus is such that the operation of the photovoltaic power generation apparatus is stopped when the period of the alternating voltage of the commercial power system is obtained and the period of the alternating voltage is out of a predetermined range. When the period between the zero cross points is continuously detected as 1/8 or less of the period of the commercial frequency, the substantially middle point of the continuously detected zero cross point period is regarded as an effective zero cross point. Thus, the period of the AC voltage is obtained.

また、本発明の他の太陽光発電装置の制御手段は、商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を2n個(nは自然数、n=1、2、3・・・)連続して検出したとき、前記連続して検出された期間内の(n+1)個目のゼロクロスポイントを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする。   Moreover, the control means of the other solar power generation apparatus of the present invention measures between the zero cross points of the AC voltage of the commercial power system from the solar power generation apparatus that is electrically connected to the commercial power system and performs the interconnection operation. The control method of the photovoltaic power generation apparatus is such that the operation of the photovoltaic power generation apparatus is stopped when the period of the alternating voltage of the commercial power system is obtained and the period of the alternating voltage is out of a predetermined range. When the period between the zero cross points is 1/8 or less of the commercial frequency period, 2n (n is a natural number, n = 1, 2, 3,...) The (n + 1) th zero cross point within the detected period is regarded as an effective zero cross point, and the period of the AC voltage is obtained.

また、本発明の他の太陽光発電装置の制御手段は、前記商用電力系統の交流電圧の複数の周期においてそれぞれ求められた交流電圧の周期の平均を前記商用電力系統の交流電圧の周期とするようにしたことを特徴とする。   Moreover, the control means of the other photovoltaic power generation apparatus according to the present invention uses an average of the AC voltage periods obtained in a plurality of periods of the AC voltage of the commercial power system as the AC voltage period of the commercial power system. It is characterized by doing so.

さらに、本発明の他の太陽光発電装置の制御手段は、前記太陽光発電装置は警告を発する警告手段を備えるとともに、隣接する前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合は、複数周期に渡り継続して検出され、または同じ周期内での検出頻度が高いときに、前記太陽光発電装置は警告を発するようにしたことを特徴とする。   Furthermore, the control means of the other photovoltaic power generation apparatus of the present invention is provided with warning means for issuing a warning, and the period between the adjacent zero cross points is 1/8 or less of the period of the commercial frequency. In some cases, the solar power generation device issues a warning when it is continuously detected over a plurality of periods or when the frequency of detection within the same period is high.

本発明の太陽光発電装置の制御方法によれば、商用電力系統の電圧波形に歪み等の乱れが生じた場合においても、系統の異常との誤判定を招くことなく、不要に機器を停止させることを防止することが可能となるものである。また、ひいては太陽エネルギーの有効利用につながるものである。   According to the control method of the photovoltaic power generation apparatus of the present invention, even when a distortion such as distortion occurs in the voltage waveform of the commercial power system, the apparatus is unnecessarily stopped without causing an erroneous determination that the system is abnormal. It is possible to prevent this. In addition, this leads to effective use of solar energy.

以下に、本発明の請求項1に係る太陽光発電装置の実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a photovoltaic power generation apparatus according to claim 1 of the present invention will be described in detail based on the drawings schematically shown.

図1は本発明に係る太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための単一の太陽光発電装置の概略装置構成図、図2は本発明に係る太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single photovoltaic power generation apparatus for schematically explaining an embodiment of the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the photovoltaic power generation apparatus according to the present invention. It is a schematic waveform diagram for explaining schematically.

図1に示すように、系統連系運転を行う太陽光発電装置10は、太陽電池11と、前記太陽電池11の発電した直流電力を交流電力に変換し太陽電池11を商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行うための電力変換装置12が、商用電力系統14や家庭用負荷15に接続され、さらに上記太陽電池11と電力変換装置12のほかに商用電力系統14に接続され、商用電力系統の電圧を検出する検出部16とから構成される。   As shown in FIG. 1, a solar power generation apparatus 10 that performs grid connection operation converts a solar cell 11, DC power generated by the solar cell 11 into AC power, and converts the solar cell 11 into a commercial power system and a load system. Is connected to the commercial power system 14 and the household load 15, and in addition to the solar battery 11 and the power converter 12, the commercial power system 14 And a detection unit 16 that detects the voltage of the commercial power system.

商用電力系統14に接続される電圧を検出する検出部16は、電力変換装置12内に設置されてもよいが、電力変換装置12とは違うところに設置してもかまわない。   The detection unit 16 that detects the voltage connected to the commercial power system 14 may be installed in the power conversion apparatus 12, but may be installed in a place different from the power conversion apparatus 12.

ここで、太陽電池11は太陽電池モジュールもしくは太陽電池モジュールが複数集まった太陽電池アレイであり、太陽電池11で発電された直流電力は電力変換装置12に入力される。太陽電池11としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池などが好適に使用され、複数枚の太陽電池セルを集めた太陽電池モジュールをさらに直並列に並べて太陽電池アレイとしたものが一般的である。   Here, the solar cell 11 is a solar cell module or a solar cell array in which a plurality of solar cell modules are collected, and DC power generated by the solar cell 11 is input to the power conversion device 12. As the solar cell 11, a polycrystalline silicon solar cell, a single crystal silicon solar cell, a thin film solar cell such as amorphous silicon, or the like is preferably used, and a solar cell module in which a plurality of solar cells are collected is further arranged in series and parallel. A solar cell array is generally used.

太陽電池11の出力は電力変換装置12に入力されており、この電力変換装置12では入力された直流電力をPWM制御技術等を用いて交流電力に直交変換し、商用電力系統14に逆潮流あるいは家庭用負荷15へ電力供給を行なっている。   The output of the solar cell 11 is input to the power conversion device 12. The power conversion device 12 orthogonally converts the input DC power into AC power using a PWM control technique or the like, and the commercial power system 14 is subjected to reverse power flow or Electric power is supplied to the household load 15.

一方、検出部16においては商用電力系統14の電圧(すなわち電力変換装置12の出力電圧)を検出し、電圧のゼロクロスポイントを基準に正電圧および負電圧の領域に区分し、矩形波に変換を行い、この矩形波の1周期(連続する2つのゼロクロスポイント間の期間)を測定することにより系統の周波数を検出しているものである。また、この測定された時間が商用周波数1周期分(1/50秒または1/60秒)に対し、所定の範囲(t1)を越えていれば異常との判定を行うものである。すなわち周波数の測定については、前述の図7で示した従来の方法と同じである。   On the other hand, the detection unit 16 detects the voltage of the commercial power system 14 (that is, the output voltage of the power converter 12), classifies the voltage into a positive voltage and a negative voltage based on the zero cross point of the voltage, and converts the voltage into a rectangular wave. The frequency of the system is detected by measuring one period (period between two consecutive zero cross points) of this rectangular wave. Further, if this measured time exceeds a predetermined range (t1) with respect to one period of commercial frequency (1/50 second or 1/60 second), it is determined that there is an abnormality. That is, the frequency measurement is the same as the conventional method shown in FIG.

しかしながら本発明の太陽光発電装置の制御方法においては、隣接する2つのゼロクロスポイントの期間が前記測定時に商用周波数の周期の1/8以下のゼロクロスポイント間の期間を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間内に存在する複数個のゼロクロスポイントのどれか1つを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにし、その周期が前記所定範囲以内であれば正常であると判断し、電力変換装置12は運転を継続し、所定範囲以外であれば異常であると判断し、電力変換装置12の運転を停止させるものである。   However, in the control method of the photovoltaic power generation apparatus of the present invention, when the period between two adjacent zero cross points continuously detects a period between zero cross points that is 1/8 or less of the period of the commercial frequency during the measurement, The period of the AC voltage is determined by regarding any one of a plurality of zero cross points existing within a continuously detected zero cross point period as an effective zero cross point, and the period is within the predetermined range. If it is determined that the power conversion device 12 is normal, the power conversion device 12 continues to operate. If the power conversion device 12 is outside the predetermined range, the power conversion device 12 is determined to be abnormal, and the operation of the power conversion device 12 is stopped.

また、本発明の他の太陽光発電装置の制御方法においては、隣接する2つの前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間の略中間点(例えば、それら期間の合計を2つで割った値のポイント)を有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにし、その周期が前記所定範囲以内であれば正常であると判断し、電力変換装置12は運転を継続し、所定範囲以外であれば異常であると判断し、電力変換装置12の運転を停止させるものである。   Moreover, in the control method of the other solar power generation device of the present invention, when continuously detecting the case where the period between two adjacent zero cross points is 1/8 or less of the cycle of the commercial frequency, The period of the AC voltage is calculated by regarding the substantially intermediate point of the detected zero cross point period (for example, a point obtained by dividing the total of the periods by two) as an effective zero cross point, and the period is If it is within the predetermined range, it is determined that it is normal, and the power conversion device 12 continues to operate, and if it is outside the predetermined range, it is determined that it is abnormal, and the operation of the power conversion device 12 is stopped.

さらに、本発明の他の太陽光発電装置の制御方法においては、前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を2n個(nは自然数、n=1、2、3・・・)連続して検出したとき、前記連続して検出された期間内の(n+1)個目のゼロクロスポイントを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにし、その周期が前記所定範囲以内であれば正常であると判断し、電力変換装置12は運転を継続し、所定範囲以外であれば異常であると判断し、電力変換装置12の運転を停止させるものである。   Furthermore, in another method for controlling a photovoltaic power generator of the present invention, 2n cases where the period between the zero cross points is 1/8 or less of the period of the commercial frequency (n is a natural number, n = 1, 2, 3)) When continuously detected, the period of the AC voltage is determined by regarding the (n + 1) th zero-cross point within the continuously detected period as an effective zero-cross point, and the period Is determined to be normal if it is within the predetermined range, the power conversion device 12 continues to operate, and if it is outside the predetermined range, it is determined to be abnormal, and the operation of the power conversion device 12 is stopped. .

図2に示す電圧波形を1例として詳細に説明すると、検出部16では、図2(a)に示す商用電力系統14の電圧波形を検出して、波形のゼロクロスポイントから図2(b)の矩形波に変換を行う。検出部16においては矩形波の1周期を測定し、矩形波の周期T1、T2、T3を各々検出していく。   The voltage waveform shown in FIG. 2 will be described in detail as an example. The detection unit 16 detects the voltage waveform of the commercial power system 14 shown in FIG. 2A and detects the voltage waveform from the zero cross point of FIG. 2B. Convert to square wave. The detection unit 16 measures one period of the rectangular wave and detects each of the rectangular wave periods T1, T2, and T3.

ここで検出部16においては測定(1)からスタートし、測定(2)、測定(3)と、順次測定を行うが、測定(2)、測定(3)の様に商用周波数の周期の1/8以下の期間が連続してある場合はその中間のゼロクロスポイントのみを有効とする。同様に測定(4)、測定(5)、測定(6)とゼロクロスポイント間の測定を行い、上記同様、1/8以下の期間がある場合にはゼロクロスポイントの無効化処理を行う。   Here, the detection unit 16 starts from measurement (1), and performs measurement (2), measurement (3), and measurement in sequence. However, the measurement frequency is 1 in the period of the commercial frequency as in measurement (2) and measurement (3). If there are consecutive periods of / 8 or less, only the middle zero cross point is valid. Similarly, measurement between measurement (4), measurement (5), measurement (6) and zero cross point is performed, and if there is a period of 1/8 or less, zero cross point invalidation processing is performed.

これにより、図2(b)の波形は、図3に示すような波形に変換される。   Thereby, the waveform of FIG. 2B is converted into a waveform as shown in FIG.

すなわち図2においてはT1、T2、T3期間各々に商用周波数の周期の1/8以下の期間(図2(b)内の(2)、(3)、(5)、(6))が含まれているため、(2)−(3)間及び(5)−(6)間各々の中間のゼロクロスポイントを有効とし、(1)〜(5)の期間をTaと見なし測定値の判定を行うものである。   That is, in FIG. 2, each of the periods T1, T2, and T3 includes a period that is 1/8 or less of the period of the commercial frequency ((2), (3), (5), (6) in FIG. 2B). Therefore, the intermediate zero crossing point between (2)-(3) and (5)-(6) is made valid, and the period of (1)-(5) is regarded as Ta, and the measurement value is judged. Is what you do.

図3の場合においては、加算された交流電圧の周期Taがt1の範囲内であるため正常範囲にあると判定し、電力変換装置12は運転を継続するものであり、上述の通り本発明により商用電力系統の電圧波形に歪み等の乱れが生じた場合においても、系統の異常との誤判定を招くことなく、不要に機器を停止させることを防止することが可能となるものである。   In the case of FIG. 3, since the cycle Ta of the added AC voltage is within the range of t1, it is determined that it is in the normal range, and the power converter 12 continues to operate. Even when distortion such as distortion occurs in the voltage waveform of the commercial power system, it is possible to prevent the apparatus from being stopped unnecessarily without causing erroneous determination that the system is abnormal.

ここでゼロクロスポイント期間は商用周波数の周期の1/8以下の場合に無効化処理を行うとしているが、これは系統のインピーダンス(通常200V系では0.38Ω+0.45mH)に対して配電線や柱上トランスの条件から想定できる範囲のものであり、この範囲を超えたものについては電力変換装置自身に起因した異常である等、系統連系を継続するには好ましくない。   Here, the nullification process is performed when the period of the zero cross point is 1/8 or less of the period of the commercial frequency, but this is a distribution line or a column with respect to the impedance of the system (usually 0.38Ω + 0.45mH in the 200V system). It is within the range that can be assumed from the conditions of the upper transformer, and anything beyond this range is not preferable for continuing grid interconnection, such as an abnormality caused by the power converter itself.

なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、検出期間の測定方法等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned form, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention, such as the measuring method of a detection period.

また、本発明においては商用周波数の周期の1/8以下の期間のゼロクロスポイント期間を対象としているため、前述の従来技術である単独運転の検出に何ら影響を与えるものではなく、系統の位相が急変した場合等においては従来の単独運転検出機能により商用電力系統と確実に解列されるものである。   Further, in the present invention, since the zero cross point period of a period of 1/8 or less of the period of the commercial frequency is targeted, it does not affect the above-described prior art single operation detection, and the phase of the system is In the case of a sudden change or the like, it is surely disconnected from the commercial power system by the conventional isolated operation detection function.

次に、本発明の請求項2に係る太陽光発電装置の実施形態について、図4に基づき説明する。   Next, an embodiment of the photovoltaic power generation apparatus according to claim 2 of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明における装置構成及び動作の実施形態は上記と同様であるが、検出した周波数の周期の測定値において商用周波数の周期の1/8以下の期間が含まれている場合においては、判定を行う周波数の周期の複数期間についての平均をとり、PWM制御にて交流変換を行う基準ポイントとするものである。図4における例ではTa、Tb、Tcの3期間の平均をとりT’を得ることで次のPWM変換の基準ポイントとする。これにより通常の状態である周波数変動が小さい場合の周波数および電圧位相を推定することが可能となり、生成電流波形との位相差を極力なくし、不要な運転の停止を防止することが可能となるものである。   Embodiments of the apparatus configuration and operation in the present invention are the same as those described above. However, when the measured value of the detected frequency period includes a period of 1/8 or less of the commercial frequency period, the determination is performed. An average of a plurality of frequency cycles is taken and used as a reference point for AC conversion by PWM control. In the example in FIG. 4, the average of the three periods of Ta, Tb, and Tc is taken to obtain T ′, which is used as the reference point for the next PWM conversion. This makes it possible to estimate the frequency and voltage phase when the frequency fluctuation in the normal state is small, to eliminate the phase difference from the generated current waveform as much as possible, and to prevent unnecessary operation stop It is.

尚、本発明においては波形の3周期の平均化を例に説明をしているが、期間が長すぎると処理時間がかかり、その間に誤動作に陥ってしまい効果を損なう恐れがあるため、2〜5周期分程度の期間にて実施することが望ましい。   In the present invention, the averaging of the three cycles of the waveform has been described as an example. However, if the period is too long, it takes a processing time, and during that time, malfunction may occur and the effect may be impaired. It is desirable to carry out in a period of about five cycles.

次に、本発明の請求項3に係る太陽光発電装置の実施形態について、図5に基づき説明する。   Next, an embodiment of the photovoltaic power generation apparatus according to claim 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明における装置構成は図5のとおり警告発生部17を有するものであり、動作の実施形態は上記と同様であるが、検出した周波数の周期の測定値において商用周波数の周期の1/8以下の期間が含まれている場合、複数周期に渡り継続して検出され、または同じ周期内での検出頻度が高いと判断されたときには前記警告発生部17にて警報または警告表示等を発するものである。   The apparatus configuration in the present invention has a warning generator 17 as shown in FIG. 5 and the embodiment of the operation is the same as that described above, but in the measured value of the period of the detected frequency, 1/8 or less of the period of the commercial frequency. If the period is included, it is detected continuously over a plurality of periods, or when it is determined that the frequency of detection within the same period is high, the warning generating unit 17 issues an alarm or warning display, etc. is there.

前述の通り系統電圧波形の乱れは望ましくなく、本来は乱れが無く安定的であるべきものである。したがって、これにより系統電圧波形に乱れが生じていることを認識でき、系統インピーダンスの改善や外乱要因の撤去等の処置が図れるものである。   As described above, the disturbance of the system voltage waveform is not desirable, and should be stable without any disturbance. Therefore, it is possible to recognize that a disturbance has occurred in the system voltage waveform, and measures such as improvement of the system impedance and removal of disturbance factors can be achieved.

尚、本発明における商用周波数の周期の1/8以下の期間が含まれている継続期間においては数分〜数十分程度、頻度については全体の1/2以上程度であることが望ましいが、上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更等が可能である。   It should be noted that in the continuous period including a period of 1/8 or less of the period of the commercial frequency in the present invention, it is desirable that it is about several minutes to several tens of minutes, and the frequency is about 1/2 or more of the whole, The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明に係る太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略装置構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic apparatus block diagram for demonstrating typically the embodiment of the solar power generation device which concerns on this invention. (a)、(b)は、本発明に係る太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図であり、(a)は商用電力系統の波形、(b)は検出後の波形である。(A), (b) is a schematic wave form diagram for demonstrating embodiment of the solar power generation device which concerns on this invention, (a) is a waveform of a commercial power grid, (b) is after detection It is a waveform. 本発明に係る太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図である。It is a schematic waveform diagram for demonstrating typically the embodiment of the solar power generation device concerning the present invention. 本発明に係る他の太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図である。It is a schematic waveform diagram for demonstrating typically the embodiment of the other solar power generation device which concerns on this invention. 本発明に係る他の太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略装置構成図である。It is a schematic apparatus block diagram for demonstrating typically the embodiment of the other solar power generation device which concerns on this invention. 従来の太陽光発電装置における概略構成図である。It is a schematic block diagram in the conventional solar power generation device. (a)、(b)は、従来の太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図であり、(a)は商用電力系統の波形、(b)は検出後の波形である。(A), (b) is a schematic waveform diagram for demonstrating typically the embodiment of the conventional solar power generation device, (a) is a waveform of a commercial power grid, (b) is a waveform after detection. It is. 従来の太陽光発電装置の実施形態を模式的に説明するための概略波形図である。It is a schematic wave form diagram for demonstrating typically the embodiment of the conventional solar power generation device.

符号の説明Explanation of symbols

10:太陽光発電装置
11:太陽電池
12:電力変換装置
13:変圧器
14:商用電力系統
15:家庭用負荷
16:検出部
17:警告発生部
100:太陽光発電装置
101:太陽電池
102:電力変換装置
103:変圧器
104:商用電力系統
105:家庭用負荷
106:検出部
107:設備負荷
10: Solar power generation device 11: Solar cell 12: Power conversion device 13: Transformer 14: Commercial power system 15: Home load 16: Detection unit 17: Warning generation unit 100: Solar power generation device 101: Solar cell 102: Power converter 103: Transformer 104: Commercial power system 105: Household load 106: Detection unit 107: Equipment load

Claims (5)

商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、隣接する前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間内に存在する複数個のゼロクロスポイントのどれか1つを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする太陽光発電装置の制御方法。 A cycle of the AC voltage of the commercial power system is obtained by measuring a zero-cross point of the AC voltage of the commercial power system from a photovoltaic power generation apparatus that is electrically connected to the commercial power system and performs interconnection operation. When the voltage cycle deviates from a predetermined range, the photovoltaic power generation device control method is configured to stop the operation of the photovoltaic power generation device, wherein a period between adjacent zero cross points is a commercial frequency cycle. When continuously detecting a case of 1/8 or less, the AC voltage is regarded as one of a plurality of zero cross points existing within the continuously detected zero cross point period as a valid zero cross point. A method for controlling a photovoltaic power generation apparatus, characterized in that the period of the solar power generation is obtained. 商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、隣接する前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を連続して検出したとき、前記連続して検出されたゼロクロスポイント期間の略中間点を有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする太陽光発電装置の制御方法。 A cycle of the AC voltage of the commercial power system is obtained by measuring a zero-cross point of the AC voltage of the commercial power system from a photovoltaic power generation apparatus that is electrically connected to the commercial power system and performs interconnection operation. When the voltage cycle deviates from a predetermined range, the photovoltaic power generation device control method is configured to stop the operation of the photovoltaic power generation device, wherein a period between adjacent zero cross points is a commercial frequency cycle. When continuously detecting a case of 1/8 or less, the period of the AC voltage is obtained by regarding a substantially middle point of the continuously detected zero cross point period as an effective zero cross point. The control method of the solar power generation device. 商用電力系統に電気的に接続して連系運転を行う太陽光発電装置から前記商用電力系統の交流電圧のゼロクロスポイント間を測定することによって前記商用電力系統の交流電圧の周期を求め、前記交流電圧の周期が所定の範囲から外れた場合に、前記太陽光発電装置の運転を止めるようにした太陽光発電装置の制御方法であって、隣接する前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合を2n個(nは自然数、n=1、2、3・・・)連続して検出したとき、前記連続して検出された期間内の(n+1)個目のゼロクロスポイントを有効なゼロクロスポイントと見なして前記交流電圧の周期を求めるようにしたことを特徴とする太陽光発電装置の制御方法。 A cycle of the AC voltage of the commercial power system is obtained by measuring a zero-cross point of the AC voltage of the commercial power system from a photovoltaic power generation apparatus that is electrically connected to the commercial power system and performs interconnection operation. When the voltage cycle deviates from a predetermined range, the photovoltaic power generation device control method is configured to stop the operation of the photovoltaic power generation device, wherein a period between adjacent zero cross points is a commercial frequency cycle. When 2n cases (n is a natural number, n = 1, 2, 3,...) Are continuously detected when the number is 1/8 or less, the (n + 1) -th zero cross in the continuously detected period. A method for controlling a photovoltaic power generation apparatus, wherein a point is regarded as an effective zero cross point and the period of the AC voltage is obtained. 前記商用電力系統の交流電圧の複数の周期においてそれぞれ求められた交流電圧の周期の平均を前記商用電力系統の交流電圧の周期とするようにしたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の太陽光発電装置の制御方法。 4. The AC voltage cycle of the commercial power system is defined as an average of the AC voltage cycles respectively obtained in a plurality of cycles of the AC voltage of the commercial power system. 5. The control method of the solar power generation device of description. 前記太陽光発電装置は警告を発する警告手段を備えるとともに、隣接する前記ゼロクロスポイント間の期間が商用周波数の周期の1/8以下である場合は、複数周期に渡り継続して検出され、または同じ周期内での検出頻度が高いときに、前記太陽光発電装置は警告を発するようにしたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の太陽光発電装置の制御方法。 The solar power generation device includes warning means for issuing a warning, and when the period between the adjacent zero cross points is 1/8 or less of the cycle of the commercial frequency, it is continuously detected over a plurality of cycles, or the same The method for controlling a solar power generation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the solar power generation device issues a warning when a detection frequency within a cycle is high.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011115007A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Mitsubishi Electric Corp Ac-dc conversion apparatus, motor drive device having the same, and air conditioner, refrigerator, heat pump water heater, washing machine, and vacuum cleaner that are equipped with the motor drive device
JP2013104777A (en) * 2011-11-14 2013-05-30 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Device and method for detecting frequency of ac voltage or current

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