JP2008187783A - Method of connecting system-interconnected inverter to wind power generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、系統に連系される系統連系インバータと整流出力される風力発電装置との接続方法に係り、特に、バッテリーを用いることなく、変動する風速に対しても容易に系統連系できる系統連系インバータの風力発電装置接続方法に関するものである。 The present invention relates to a connection method between a grid-connected inverter linked to a grid and a wind power generation apparatus that outputs a rectified output, and in particular, can be easily grid-connected to a fluctuating wind speed without using a battery. The present invention relates to a method for connecting wind power generators of a grid-connected inverter.
系統連系インバータには系統保護機能や単独運転確認機能を備える必要があるために、系統の正常状態を完全に確認した後に連系スイッチを入れて系統出力を開始していた。 Since the grid interconnection inverter needs to have a grid protection function and an independent operation confirmation function, the grid output was started after the grid switch was turned on after the normal state of the grid was completely confirmed.
図3は従来の系統連系インバータの風力発電装置接続方法を説明するための図である。
図3において、11は風車、12は風力発電装置、13は永久磁石型発電機、14は発電装置整流器、15は風車ブレーキ、1は系統連系インバータ、2はコンデンサー、3は連系スイッチ、4は系統である。
風力発電装置12は、永久磁石型発電機13、発電装置整流器14、風車ブレーキ15により構成される。
系統連系インバータ1は、コンデンサー2および連系スイッチ3を内蔵する。
風車11により永久磁石型発電機13が駆動されて、交流出力が直流出力に変換されてコンデンサー2が充電される。系統連系インバータ1は、コンデンサー2の電圧が上昇して、系統4に出力可能になると、系統の正常状態を完全に確認した後に連系スイッチ3をONにして系統4に出力していた。
In FIG. 3, 11 is a windmill, 12 is a wind power generator, 13 is a permanent magnet generator, 14 is a generator rectifier, 15 is a windmill brake, 1 is a grid-connected inverter, 2 is a capacitor, 3 is a grid switch, 4 is a system.
The
The
The
このように構成される系統連系インバータの風力発電装置接続方法においては、連系スイッチ3をONになるためには、コンデンサー2の電圧が上昇した後に、系統の正常状態を完全に確認するための一定時間が必要であった。
この一定時間は、通常60秒以上と長い。従って、この一定時間の間に完全に系統連系して出力を開始しないと、風速が急上昇したときに、風力発電装置からの充電によりコンデンサー2の電圧が急上昇して、系統連系インバータ1が破壊するという問題があった。
またコンデンサー2の代わりに、蓄電池を用いれば電圧の急上昇が抑えられるが、高価であり、保守・交換をしなければならないという問題があった。
In the wind power generation apparatus connecting method of the grid-connected inverter configured as described above, in order to turn on the grid switch 3, in order to completely check the normal state of the grid after the voltage of the
This fixed time is usually as long as 60 seconds or more. Therefore, if the output is not completely connected to the grid during this fixed time, the voltage of the
Further, if a storage battery is used instead of the
従って、前述の課題を解決するために、本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法では、風車システムを起動した後に、まず絶縁トランスを用いて系統連系インバータ1の直流入力に充電し、系統のエネルギーを循環させて連系スイッチ3を強制的にONにした後に、風車ブレーキ15をOFFすることを特徴とするものである。
Therefore, in order to solve the above-described problem, in the wind power generation apparatus connecting method of the grid interconnection inverter of the present invention, after starting the wind turbine system, first, the DC input of the
本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法においては、風車システムを起動した後に、あらかじめ連系スイッチ3を強制的にONにしておくために、風車ブレーキ15をOFFした後に風速が急上昇して、風力発電装置の発電が急上昇してもコンデンサー2の電圧が急上昇することはない。したがって、系統連系インバータ1も破壊することはない。
この系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、容量の小さなトランスおよびスイッチと系統連系インバータを組み合わせて構成できるので、実用上おおいに有用である。
In the method for connecting a wind turbine generator for a grid-connected inverter according to the present invention, after the wind turbine system is activated, the wind speed rapidly increases after the
This wind power generation apparatus connecting method for grid-connected inverters can be configured by combining transformers and switches with small capacities and grid-connected inverters, and is thus extremely useful in practice.
本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、整流出力する風力発電装置に接続される系統連系インバータにおいて、前記系統連系インバータの交流出力に並列に第1のスイッチを接続し、該第1のスイッチに直列に第2のスイッチを接続し、該第2のスイッチに直列に第1の絶縁トランスを接続し、該第1の絶縁トランスに直列に第1の整流器を接続し、前記第1のスイッチに並列に第2の絶縁トランスを接続し、該第2の絶縁トランスに直列に第2の整流器を接続し、前記第1の整流器と前記第2の整流器の出力を前記系統連系インバータの直流入力にすることを特徴とするものである。 In the grid-connected inverter wind power generator connecting method of the present invention, in the grid-connected inverter connected to the wind power generator for rectifying output, the first switch is connected in parallel to the AC output of the grid-connected inverter, A second switch connected in series to the first switch, a first isolation transformer connected in series to the second switch, a first rectifier connected in series to the first isolation transformer; A second insulating transformer is connected in parallel to the first switch, a second rectifier is connected in series to the second insulating transformer, and the outputs of the first rectifier and the second rectifier are connected to the system. It is characterized by using a DC input of the interconnection inverter.
図1は、本発明の1実施例であり、図3に示す系統連系インバータ1に、スイッチ、トランスおよび整流器を追加するものである。
同図において、5は第1のスイッチ、6は第2のスイッチ、10は第1の絶縁トランス、8は第1の整流器、9は第2の絶縁トランス、7は第2の整流器である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a switch, a transformer, and a rectifier are added to the
In the figure, 5 is a first switch, 6 is a second switch, 10 is a first isolation transformer, 8 is a first rectifier, 9 is a second isolation transformer, and 7 is a second rectifier.
図2は、系統連系インバータと風力発電装置接続方法のシーケンスを説明するための図である。
以下、図1について図2を参照しつつ説明する。
FIG. 2 is a diagram for explaining a sequence of the grid interconnection inverter and the wind turbine generator connection method.
Hereinafter, FIG. 1 will be described with reference to FIG.
第1のスイッチ5は、系統連系インバータ1の交流出力に並列に接続される。第1のスイッチ5に直列に第2のスイッチ6が接続され、さらに直列に接続された第1の絶縁トランス10を経て第1の整流器8が接続される。第2のスイッチ6に並列に第2の絶縁トランス9が接続され、さらに直列に第2の整流器7が接続される。
第1の整流器8および第2の整流器7の直流側は、各々、系統連系インバータ1の直流入力に接続される。
The
The direct current sides of the
第1のスイッチ5は、風車システムの起動信号に同期してON・OFFされる。第2のスイッチ6は、第1のスイッチ5に同期してONになり、第2のスイッチ6、第1の絶縁トランス10および第1の整流器8を経て、系統連系インバータ1のコンデンサー2に充電する。
第1の絶縁トランス10の反系統側電圧は、第2の絶縁トランス9の反系統側電圧と比べて高くなるように各絶縁トランスの巻数比が設計されるので、第2のスイッチ6がONの間は、第2の絶縁トランス9および第2の整流器7を経て充電電流が流れない。
The
Since the turn ratio of each insulation transformer is designed so that the non-system side voltage of the
系統連系インバータ1のコンデンサー2の電圧が充電されて、系統4に出力可能な直流電圧になると、系統連系インバータ1は前記した60秒以上の一定時間をかけて、系統の正常状態を完全に確認した後に、図2の時間T2に連系スイッチ3をONにして系統4に出力する。
このとき、系統連系インバータ1が系統4に出力する電力は、第1の絶縁トランス10を経て循環している電力である。
When the voltage of the
At this time, the power output from the
図2の時間T2に連系スイッチ3がONになり、系統4への出力を確認すると、図2の時間T3に第2のスイッチ6をOFFにする。第2のスイッチ6がOFFになると、第2の絶縁トランス9および第2の整流器7を経て、系統連系インバータ1のコンデンサー2への充電回路が形成される。
図2の時間T2と時間T3の間の時間は、系統連系インバータ1が系統4への出力を確実に確認できる時間であればよく、必要以上に長くする必要はない。
第2の絶縁トランス9の反系統側電圧は、系統連系インバータ1が系統4への出力可能な電圧ではないが、系統連系インバータ1の連系スイッチ3はONにできる電圧に設定される。
When the interconnection switch 3 is turned on at time T2 in FIG. 2 and the output to the
The time between the time T2 and the time T3 in FIG. 2 may be a time during which the grid-connected
The anti-system side voltage of the second isolation transformer 9 is not a voltage that the
第2のスイッチ6がOFFになると同時に、図2の時間T3に示すように風車ブレーキ15もOFFにして風車11が加速され、風力発電出力が系統4に出力される。
風車ブレーキ15がOFFになり風車11が回り始めても、系統4に出力できるだけの風速が無い場合には、第2の絶縁トランス9より連系スイッチ3をONに維持できる微小な電力が供給される。
風車システムの起動信号がOFFになると、図2の時間T4に示すように第1のスイッチ5をOFFにし、風車ブレーキ15をONにする。
At the same time as the second switch 6 is turned off, the
Even if the
When the start signal of the windmill system is turned off, the
以上、本発明の実施例では、風車システムを起動した後に、あらかじめ連系スイッチ3を強制的にONにしておくために、風車ブレーキ15をOFFした後に風速が急上昇してもコンデンサー2の電圧が急上昇することはない。したがって、系統連系インバータ1も破壊することはない。
この系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、保守・交換が必要なバッテリーを用いることなく、容量の小さなトランスおよびスイッチと系統連系インバータを組み合わせて構成できるので、実用上おおいに有用である。
As described above, in the embodiment of the present invention, after the wind turbine system is started, the interconnection switch 3 is forcibly turned on in advance. Therefore, even if the wind speed suddenly rises after the
This wind power generation apparatus connecting method for grid-connected inverters is very useful in practice because it can be configured by combining transformers and switches with small capacity and grid-connected inverters without using a battery that requires maintenance and replacement.
1 系統連系インバータ
2 コンデンサー
3 連系スイッチ
4 系統
5 第1のスイッチ
6 第2のスイッチ
7 第2の整流器
8 第1の整流器
9 第2の絶縁トランス
10 第1の絶縁トランス
11 風車
12 風力発電装置
13 永久磁石型発電機
14 発電装置整流器
15 風車ブレーキ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The wind power generation apparatus connecting method for a grid-connected inverter, wherein the anti-system side voltage of the first insulating transformer according to claim 1 is set higher than the anti-system side voltage of the second insulating transformer.
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