JP2009142005A - System-interconnected inverter controller and control method - Google Patents

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Inventor
Akira Yamada
山田  晃
Akiyuki Komatsu
明幸 小松
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Panasonic Corp
パナソニック株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently supply a system with power of a system-interconnected inverter controller in photovoltaic power generation. <P>SOLUTION: The inverter controller can synchronize the voltage of a system and the current of a system-interconnected inverter apparatus with each other by taking in the voltage value of a system power source and the current value of the inverter into the A/D converter of a microcomputer, detecting the zero-cross point of the system voltage and the zero-cross point of the inverter current, and changing the phase of a full wave reference sine wave signal so that the two zero-cross points may synchronize with each other, thus it can improve its power factor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力する系統連係型インバータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to a grid-linked inverter control device that converts DC power output from a solar cell into AC power and outputs the AC power.
太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ装置において図4を一例として説明する。   FIG. 4 will be described as an example in an inverter device that converts DC power output from a solar cell into AC power.
図4の系統連係インバータ制御3は入力電圧一定制御がされており、入力電圧コンデンサ14、直流電力を交流電力に変換するインバータブリッジ4とチョークコイル10、11、平滑コンデンサ12および制御回路部5で構成されている。また、制御回路部5分圧抵抗16、電圧誤差増幅15、系統電圧のフィルタ21、乗算器18、電流検出器24、電流誤差増幅器17、PWM変調器22、ドライブ回路23で構成されている。   The system linkage inverter control 3 in FIG. 4 is controlled to have a constant input voltage, and includes an input voltage capacitor 14, an inverter bridge 4 that converts DC power into AC power, choke coils 10 and 11, a smoothing capacitor 12, and a control circuit unit 5. It is configured. Further, the control circuit section 5 is constituted by a voltage dividing resistor 16, a voltage error amplifier 15, a system voltage filter 21, a multiplier 18, a current detector 24, a current error amplifier 17, a PWM modulator 22, and a drive circuit 23.
図4の制御方法について述べる。図4は、太陽電池1はDC−DCコンバータ2に接続されており、DC−DCコンバータ2は系統連係型インバータ3に接続されている。系統連係型インバータ3はDC−DCコンバータ2の出力電力を系統13と同位相の交流電力に変換するものである。   The control method of FIG. 4 will be described. In FIG. 4, the solar cell 1 is connected to a DC-DC converter 2, and the DC-DC converter 2 is connected to a system linkage type inverter 3. The grid-linked inverter 3 converts the output power of the DC-DC converter 2 into AC power having the same phase as that of the grid 13.
系統連係型インバータ3は、電流制御型インバータであり、DC−DCコンバータ2からの出力電力、すなわち系統連係型インバータ3の入力電力を蓄えるコンデンサ14とDC−DCコンバータ2の直流電圧を系統13の交流電圧に変換用のFETブリッジ4、PWMの矩形波を正弦波に変換するコイル10とコイル11、系統13に出力するためのコンデンサ12および制御回路部5で構成されている。   The grid-linked inverter 3 is a current-controlled inverter, and the output power from the DC-DC converter 2, that is, the capacitor 14 that stores the input power of the grid-linked inverter 3 and the DC voltage of the DC-DC converter 2 are supplied to the grid 13. It comprises an FET bridge 4 for conversion to AC voltage, a coil 10 and a coil 11 for converting a PWM rectangular wave into a sine wave, a capacitor 12 for output to the system 13, and a control circuit unit 5.
直流電圧を交流電圧に変換するFETブリッジ4は制御回路部5においてFET6とFET9がONしているときはFET7とFET8がOFFし、FET7とFET8がOFFしているときはFET6とFET9がONするように制御されるような構成となっている。   In the FET bridge 4 for converting a DC voltage into an AC voltage, the FET 7 and the FET 8 are turned off when the FET 6 and the FET 9 are turned on in the control circuit unit 5, and the FET 6 and the FET 9 are turned on when the FET 7 and the FET 8 are turned off. The configuration is controlled as described above.
インバータ入力電圧一定制御は分圧16によって定められており、電圧誤差増幅器15でインバータの入力電圧の分圧電圧と基準電圧Vrefとの誤差信号を生成し、この誤差信号を乗算器18の一方の入力とする。また、系統電圧13を検出し、フィルタ21によって基本波成分のみを抽出しその基準正弦波信号を乗算器18の他方の入力とする。乗算器18は入力した誤差信号と基準正弦波信号とを乗算し、インバータ出力電流基準信号を生成する。
特開2004−47585号公報 特許第3205762号公報
The constant control of the inverter input voltage is determined by the voltage divider 16, and the voltage error amplifier 15 generates an error signal between the divided voltage of the input voltage of the inverter and the reference voltage Vref, and this error signal is used as one of the multipliers 18. As input. Further, the system voltage 13 is detected, only the fundamental wave component is extracted by the filter 21, and the reference sine wave signal is used as the other input of the multiplier 18. The multiplier 18 multiplies the input error signal and the reference sine wave signal to generate an inverter output current reference signal.
JP 2004-47585 A Japanese Patent No. 3205762
しかし、上記制御の場合、系統連係型インバータ3は系統13との同期をとるためにハードウェアの位相遅れを考慮し、定数を設定しなければならない。また、系統連係型インバータ3に流れる電流と系統電圧13が同期しなければ無効電力が増えしまうため、力率の効率を向上するための配慮も必要となる。   However, in the case of the above control, the grid-linked inverter 3 must set a constant in consideration of the hardware phase delay in order to synchronize with the grid 13. In addition, reactive power increases unless the current flowing through the grid-connected inverter 3 and the system voltage 13 are synchronized, so that consideration must be given to improving the efficiency of the power factor.
本発明は、系統連係型インバータ制御装置の電力を系統に効率よく供給することを目的とする。   An object of this invention is to supply efficiently the electric power of a grid connection type inverter control apparatus to a system | strain.
本発明の請求項1記載の系統連係型インバータ装置は、スイッチングパターン信号に基づいてスイッチング素子のブリッジをON/OFF制御して直流電源から入力した直流電力を交流電力に変換し、系統電源に連系して供給する手段と、基準全波正弦波信号に基づいたパルス幅変調により前記スイッチングパターン信号を生成する手段とからなる系統連系型インバータ制御装置であって、前記系統電源の電圧のゼロクロスポイントとインバータ電流のゼロクロスポイントを検出する手段と、前記2つのゼロクロスポイントが同期する様に前記基準全波正弦波信号の位相を変化させて出力する手段とを備えたことを特徴とする。   The system linkage type inverter device according to claim 1 of the present invention converts ON / OFF control of the bridge of the switching element based on the switching pattern signal, converts DC power input from the DC power source into AC power, and connects to the system power source. A grid-connected inverter control apparatus comprising: a system supplying means; and a means for generating the switching pattern signal by pulse width modulation based on a reference full-wave sine wave signal. And a means for detecting a zero cross point of the inverter current and a means for changing and outputting the phase of the reference full wave sine wave signal so that the two zero cross points are synchronized.
本発明の請求項2記載の系統連係型インバータ装置は、請求項1において、系統電源の電圧のゼロクロスポイントとインバータ電流のゼロクロスポイントを検出する手段と、前記2つのゼロクロスポイントが同期する様に前記基準全波正弦波信号の位相を変化させて出力する手段はマイコンであることを特徴とする。   The grid-linked inverter device according to claim 2 of the present invention is the grid-connected inverter device according to claim 1, wherein the means for detecting the zero cross point of the voltage of the system power supply and the zero cross point of the inverter current are synchronized with the two zero cross points. The means for changing and outputting the phase of the reference full wave sine wave signal is a microcomputer.
本発明の請求項3記載の系統連係型インバータ装置は、請求項1または請求項2において、スイッチングパターン信号に基づいてスイッチング素子のブリッジをON/OFF制御して直流電源から入力した直流電力を交流電力に変換し、系統電源に連系して供給する手段と、基準全波正弦波信号に基づいたパルス幅変調により前記スイッチングパターン信号を生成する手段とを備えた系統連系型インバータの制御方法において、系統電圧値とインバータ電流値をマイコンのA/Dコンバータに取り込むステップと、前記系統電圧値と前記インバータ電流値からそれぞれ可変定数を引き算するステップと、前記ステップのそれぞれの計算値に対してフィルタ計算処理と基準正弦波信号値を計算するステップと、前記ステップの計算値から前記系統電圧と前記インバータ電流のゼロクロスを求めるステップと、前記ステップの結果が正ならば上位バッファーに、結果が負であれば下位バッファーに格納するステップと、前記系統電圧と前記インバータ電流のゼロクロスを比較するステップと、前記ステップの結果が一致していれば、D/Aコンバータの出力タイミングを維持するステップと、前記ステップの結果が一致していなければ、D/Aコンバータの出力タイミングを変更するステップと、基準全波正弦波信号を出力するステップとからなることを特徴とする。   According to claim 3 of the present invention, the grid-linked inverter device according to claim 1 or 2 is characterized in that the DC power input from the DC power source is controlled as AC by controlling ON / OFF of the bridge of the switching element based on the switching pattern signal. A system-connected inverter control method comprising: means for converting to electric power and supplying the power connected to a system power supply; and means for generating the switching pattern signal by pulse width modulation based on a reference full-wave sine wave signal The step of taking the system voltage value and the inverter current value into the A / D converter of the microcomputer, the step of subtracting a variable constant from the system voltage value and the inverter current value, respectively, and the calculated value of the step A step of calculating a filter calculation process and a reference sine wave signal value; A step of obtaining a zero crossing of the voltage and the inverter current, a step of storing in the upper buffer if the result of the step is positive, and a step of storing in the lower buffer if the result is negative, and comparing the zero crossing of the system voltage and the inverter current If the step and the result of the step match, maintaining the output timing of the D / A converter; if the result of the step does not match, changing the output timing of the D / A converter; And a step of outputting a reference full wave sine wave signal.
本発明によると、マイコンからの全波基準正弦波信号の位相を変化させることにより、系統電圧と系統連係型インバータ装置の電流との同期をとることができ、力率を改善することができる。   According to the present invention, by changing the phase of the full-wave reference sine wave signal from the microcomputer, the system voltage can be synchronized with the current of the system-linked inverter device, and the power factor can be improved.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、系統連係型インバータ制御装置及び制御方法のブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a grid-linked inverter control device and control method.
本システムにおいて、太陽電池1はDC−DCコンバータ2に接続されており、DC−DCコンバータ2は系統連係型インバータ3に接続されている。系統連係型インバータ3はDC−DCコンバータ2の出力電力を系統13と同位相の交流電力に変換するものである。   In this system, the solar cell 1 is connected to a DC-DC converter 2, and the DC-DC converter 2 is connected to a system linkage inverter 3. The grid-linked inverter 3 converts the output power of the DC-DC converter 2 into AC power having the same phase as that of the grid 13.
系統連係型インバータ3は、電流制御型インバータであり、DC−DCコンバータ2からの出力電力、すなわち系統連係型インバータ3の入力電力を蓄えるコンデンサ14とDC−DCコンバータ2の直流電圧を系統13の交流電圧に変換用のFETブリッジ4、PWMの矩形波を正弦波に変換するコイル10とコイル11、系統13に出力するためのコンデンサ12および制御回路部5で構成されている。   The grid-linked inverter 3 is a current-controlled inverter, and the output power from the DC-DC converter 2, that is, the capacitor 14 that stores the input power of the grid-linked inverter 3 and the DC voltage of the DC-DC converter 2 are supplied to the grid 13. It comprises an FET bridge 4 for conversion to AC voltage, a coil 10 and a coil 11 for converting a PWM rectangular wave into a sine wave, a capacitor 12 for output to a system 13, and a control circuit unit 5.
直流電圧を交流電圧に変換するFETブリッジ4は制御回路部5においてFET6とFET9がONしているときはFET7とFET8がOFFし、FET7とFET8がOFFしているときはFET6とFET9がONするように制御されるような構成となっている。   In the FET bridge 4 for converting a DC voltage into an AC voltage, the FET 7 and the FET 8 are turned off when the FET 6 and the FET 9 are turned on in the control circuit unit 5, and the FET 6 and the FET 9 are turned on when the FET 7 and the FET 8 are turned off. The configuration is controlled as described above.
制御回路部5は以下の要素から構成されている。出力電流制御、系統連係型インバータ3の入力電圧一定制御、FETブリッジ4の駆動制御のためのゲートドライブ回路23、直流電圧を交流電圧に変換するためのPWM変調器22、PWM変調パターンを構成するためのマイコン19からの全波正弦波信号、系統13と系統連係型インバータ3との同期をとるための電流検出器24で構成されている。   The control circuit unit 5 includes the following elements. The output current control, the input voltage constant control of the system linkage inverter 3, the gate drive circuit 23 for the drive control of the FET bridge 4, the PWM modulator 22 for converting the DC voltage into the AC voltage, and the PWM modulation pattern are configured. For this purpose, a full wave sine wave signal from the microcomputer 19 and a current detector 24 for synchronizing the system 13 and the system linkage inverter 3 are configured.
マイコン19はA/Dコンバータ、高速の演算処理能力およびD/Aコンバータを有している。マイコン19のA/Dコンバータには系統13からフィルタ21を通して基準となるための正弦波信号と系統連係型インバータ3の電流検出器24の信号がフィルタ20を通して入力される。マイコン19内部の高速演算処理はA/Dコンバータの値に対してデジタルフィルタ処理をするためのものである。マイコン19から乗算器18に対してデータを送るD/AコンバータはPWM変調パターンを出力するためのものである。   The microcomputer 19 has an A / D converter, a high-speed arithmetic processing capability, and a D / A converter. The A / D converter of the microcomputer 19 is supplied with a sine wave signal for reference from the system 13 through the filter 21 and the signal of the current detector 24 of the system linkage inverter 3 through the filter 20. The high-speed arithmetic processing in the microcomputer 19 is for performing digital filter processing on the value of the A / D converter. The D / A converter that sends data from the microcomputer 19 to the multiplier 18 is for outputting a PWM modulation pattern.
以上のように構成されたシステムの動作を説明する。   The operation of the system configured as described above will be described.
系統連係型インバータ3はPWM変調器22によって出力されたパターンをドライブ回 路23によってドライブされ、ドライブ回路23からFETブリッジ4の各FET6、FET7、FET8、FET9のゲートパルスを制御することで直流電圧を交流電圧に変換し、系統13に返す。   The system linkage type inverter 3 is driven by the drive circuit 23 with the pattern output by the PWM modulator 22, and controls the gate pulse of each of the FET 6, FET 7, FET 8 and FET 9 of the FET bridge 4 from the drive circuit 23. Is converted to an AC voltage and returned to the system 13.
制御回路部5はDC−DCコンバータ2の出力、すなわち系統連係型インバータ3の入力電圧の平滑コンデンサ14の出力電圧を電圧誤差増幅回路15の分圧比16によって電圧を一定に制御される。PWMパルスパターンは電流誤差増幅器17で電流検出器24において検出された電流と乗算器18の出力との増幅信号がのこぎり波と比較されることによりPWMパルスパターンを生成している。乗算器18はマイコン19のD/Aコンバータから出力された基準全波正弦波信号と電圧誤差増幅器15の出力とを乗算するためのものである。   The control circuit unit 5 controls the voltage of the output of the DC-DC converter 2, that is, the output voltage of the smoothing capacitor 14 of the input voltage of the system linkage inverter 3 to be constant by the voltage dividing ratio 16 of the voltage error amplifier circuit 15. The PWM pulse pattern is generated by comparing the amplified signal of the current detected by the current detector 24 by the current error amplifier 17 and the output of the multiplier 18 with a sawtooth wave. The multiplier 18 multiplies the reference full wave sine wave signal output from the D / A converter of the microcomputer 19 and the output of the voltage error amplifier 15.
次に、基準全波正弦波信号について説明する。基準全波正弦波信号はPWMパルスパターンを決定するためのもので、系統連係型インバータ3の電流検出器24からPWMパルスバターンに応じた電流波形が得られる。基準全波正弦波信号はマイコン19のA/Dコンバータに入力される系統13の電圧波形にフィルタ21を通したものが基本となっている。この系統13からの電圧波形を基準全波正弦波になるように、A/Dコンバータ値とゼロクロスを検出するための可変式定数との引き算を行う。そのとき、A/Dコンバータと可変定数との引き算をした値の正の時間と、負の時間を格納しておく。この正の時間と負の時間が同じでなければ可変定数の値を変更し、正の時間と負の時間が同じになるように可変定数を補正する。すなわち、正の時間と負の時間のデューティーが50%50%となるように補正をかける。この方法は、他にもA/Dコンバータの値と可変定数との値の正負をマイコンから正の場合はHIGHパルス、負の場合はLOWパルスとして出力したものをパルス幅変調が可能なポートに入力してデューティーが50%50%になるように可変定数を補正することも可能である。この動作と同時に、毎回読み込まれるA/Dコンバータの値に対してデジタルフィルタ演算処理を行い、フィルタをかけることで、D/Aコンバータからの基準正弦波信号が出力されている。また、この基準正弦波信号はA/Dコンバータ値と可変定数との引き算値により絶対値の値をD/Aコンバータから出力することにより基準全波正弦波信号を作り出している。   Next, the reference full wave sine wave signal will be described. The reference full wave sine wave signal is used to determine a PWM pulse pattern, and a current waveform corresponding to the PWM pulse pattern is obtained from the current detector 24 of the system linkage inverter 3. The reference full wave sine wave signal is basically obtained by passing the voltage waveform of the system 13 input to the A / D converter of the microcomputer 19 through the filter 21. The A / D converter value and the variable constant for detecting the zero cross are subtracted so that the voltage waveform from the system 13 becomes a reference full wave sine wave. At that time, a positive time and a negative time of a value obtained by subtracting the A / D converter and the variable constant are stored. If the positive time and the negative time are not the same, the value of the variable constant is changed, and the variable constant is corrected so that the positive time and the negative time are the same. That is, correction is performed so that the duty of the positive time and the negative time is 50% and 50%. In this method, the output of the A / D converter value and variable constant value as a HIGH pulse when the value is positive from the microcomputer, or as a LOW pulse when the value is negative is used as a port capable of pulse width modulation. It is also possible to correct the variable constant so that the duty is 50% and 50% by inputting. Simultaneously with this operation, a digital filter calculation process is performed on the value of the A / D converter read each time, and a filter is applied to output a reference sine wave signal from the D / A converter. Further, this reference sine wave signal generates a reference full wave sine wave signal by outputting an absolute value from the D / A converter by subtracting the A / D converter value and the variable constant.
以上のような制御を行うことにより、DC−DCコンバータ2の出力電圧をFETブリッジ4で直流電圧を交流電圧に変換することができる。   By performing the control as described above, the output voltage of the DC-DC converter 2 can be converted into a DC voltage by the FET bridge 4.
図2は、マイコン19の内部の処理動作を説明する。   FIG. 2 illustrates an internal processing operation of the microcomputer 19.
マイコン19のA/Dコンバータは系統27の電圧波形がフィルタ29を経由して入力される。このとき系統の電圧波形27はフィルタ29を通過する際にフィルタ後の系統電圧波形33のように位相遅れが生じる。マイコン30はフィルタ後の系統電圧波形33を基にA/Dコンバータの値と可変定数との引き算、フィルタ処理により基準全波正弦波信号34をD/Aコンバータより出力する。この基準正弦波信号を基にPWMパルスパターンでドライブ31がインバータ25のFETを動作させる。このときインバータ25の電流検出器26よりインバータ電流波形35が表れる。インバータ電流波形35はフィルタ28を経由する際、フィルタ後のインバータ電流波形36のように位相遅れが生じる。このフィルタ後のインバータ電流波形36はマイコン37のA/Dコンバータに入力される。マイコン37はフィルタ系統電圧波形29のA/D値を処理した時と同様にフィルタ後のインバータ電流波形36のA/D値を可変定数で引き算しゼロクロスポイントを検出する。またデューティ50%50%に可変定数を補正する。系統27からのフィルタ後の系統電圧のA/D値とインバータ電流検出器のフィルタ後のA/D値から検出した各々のゼロクロスポイントを同期させるために基準全波正弦波信号の位相を変化させてマイコン30のD/Aコンバータから出力する。その後、系統27のフィルタ後の波形のゼロクロスとインバータ電流検出器26のフィルタ後の波形のゼロクロスとの位相が同期した時点で基準全波正弦波信号の位相を決定する。   The voltage waveform of the system 27 is input to the A / D converter of the microcomputer 19 via the filter 29. At this time, when the voltage waveform 27 of the system passes through the filter 29, a phase delay occurs like the system voltage waveform 33 after the filter. The microcomputer 30 outputs a reference full-wave sine wave signal 34 from the D / A converter by subtracting the value of the A / D converter and the variable constant based on the filtered system voltage waveform 33 and filtering. The drive 31 operates the FET of the inverter 25 with a PWM pulse pattern based on this reference sine wave signal. At this time, an inverter current waveform 35 appears from the current detector 26 of the inverter 25. When the inverter current waveform 35 passes through the filter 28, a phase delay occurs like the inverter current waveform 36 after the filter. The filtered inverter current waveform 36 is input to the A / D converter of the microcomputer 37. The microcomputer 37 subtracts the A / D value of the filtered inverter current waveform 36 by a variable constant in the same manner as when the A / D value of the filter system voltage waveform 29 is processed, and detects the zero cross point. Also, the variable constant is corrected to 50% duty 50%. In order to synchronize each zero cross point detected from the A / D value of the filtered system voltage from the system 27 and the filtered A / D value of the inverter current detector, the phase of the reference full wave sine wave signal is changed. Output from the D / A converter of the microcomputer 30. Thereafter, the phase of the reference full-wave sine wave signal is determined when the phase of the filtered zero cross of the system 27 and the phase of the filtered zero cross of the inverter current detector 26 are synchronized.
以上のような制御を行うことにより、系統27とインバータ25が同期したシステムが構成できる。また同期させることにより力率改善を行うことができる。
(実施の形態2)
図3に、マイコン19の内部処理のフローを示し、説明を行う。
By performing the control as described above, a system in which the system 27 and the inverter 25 are synchronized can be configured. Moreover, power factor improvement can be performed by synchronizing.
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a flow of internal processing of the microcomputer 19 and will be described.
まず、Step1で、系統電圧とインバータ電流をマイコンのA/Dコンバータで取り込む。取り込んだ2つのA/D値は、Step2でデューティ補正計算を行う。すなわち、A/Dコンバータ値と可変定数との引き算を行う。その引き算された値に対してstep3で系統電圧、インバータ電流とのデジタルフィルタ計算処理が行われる。デジタルフィルタ計算より、基準正弦波信号の値が計算される。Step4で、Step3で計算された値から、系統電圧、インバータ電流のゼロクロスを検出し、Step5で正の値を上位バッファーに格納、負の値を下位バッファーに格納する。その後、Step6で系統電圧のゼロクロスとインバータ電流のゼロクロスが一致しているかを確認する。一致していなければ力率の改善が必要となるので一致していないなら、Step8でD/Aコンバータの出力タイミングを変更し、Step9において基準全波正弦波信号を出力する。ゼロクロスが一致している場合、Step7でD/Aコンバータの出力タイミングを維持してStep9で基準全波正弦波信号を出力する。   First, at Step 1, the system voltage and the inverter current are captured by the microcomputer A / D converter. The two A / D values taken in are subjected to duty correction calculation at Step2. That is, the A / D converter value and the variable constant are subtracted. A digital filter calculation process of the system voltage and the inverter current is performed on the subtracted value at step 3. The value of the reference sine wave signal is calculated from the digital filter calculation. At Step 4, the zero crossing of the system voltage and the inverter current is detected from the values calculated at Step 3, and at Step 5, a positive value is stored in the upper buffer and a negative value is stored in the lower buffer. Thereafter, in Step 6, it is confirmed whether the zero cross of the system voltage matches the zero cross of the inverter current. If they do not match, it is necessary to improve the power factor. If they do not match, the output timing of the D / A converter is changed in Step 8, and the reference full-wave sine wave signal is output in Step 9. If the zero crosses match, the output timing of the D / A converter is maintained at Step 7 and the reference full wave sine wave signal is output at Step 9.
以上のステップにより、系統電圧とインバータ電流の同期をとっている。   Through the above steps, the system voltage and the inverter current are synchronized.
本発明によれば、系統電圧とインバータ電流の同期をとることのできる、高精度、高力率のインバータ制御装置およびインバータ制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inverter control device and an inverter control method with high accuracy and high power factor that can synchronize the system voltage and the inverter current.
本発明の一実施例の系統連系型インバータ制御装置の構成図The block diagram of the grid connection type inverter control apparatus of one Example of this invention 本発明の一実施例の系統連系型インバータ制御装置の動作波形を示した図The figure which showed the operation | movement waveform of the grid connection type inverter control apparatus of one Example of this invention 本発明の一実施例の系統連系型インバータ制御装置のマイコンのフローチャートThe flowchart of the microcomputer of the grid connection type inverter control apparatus of one Example of this invention 従来の一実施例の系統連系型インバータ制御装置の構成図Configuration diagram of grid-connected inverter control device of conventional example
符号の説明Explanation of symbols
1 太陽電池
2 DC−DCコンバータ
3 系統連係型インバータ
4 FETブリッジ
5 制御部
6 FET(FETブリッジ)
7 FET(FETブリッジ)
8 FET(FETブリッジ)
9 FET(FETブリッジ)
10 チョークコイル
11 チョークコイル
12 平滑コンデンサ
13 系統
14 インバータ入力コンデンサ
15 電圧誤差増幅器
16 分圧抵抗
17 電流誤差増幅器
18 乗算器
19 マイコン
20 フィルタ(インバータ電流)
21 フィルタ(系統電圧)
22 PWM変調器
23 ドライブ回路
24 電流検出器
25 インバータ部
26 電流検出器
27 系統
28 フィルタ(インバータ電流)
29 フィルタ(系統電圧)
30 マイコン
31 ドライブ回路
32 系統電圧波形
33 フィルタ後の系統電圧波形
34 全波正弦波波形
35 インバータ電流波形
36 フィルタ後のインバータ電流波形
37 位相変化の全波正弦波波形
38 系統電圧とインバータ電流の位相波形
39 DC−DCコンバータ
40 系統連係型インバータ
41 FETブリッジ
42 制御部
43 FET(FETブリッジ)
44 FET(FETブリッジ)
45 FET(FETブリッジ)
46 FET(FETブリッジ)
47 チョークコイル
48 チョークコイル
49 平滑コンデンサ
50 系統
51 インバータ入力コンデンサ
52 電圧誤差増幅器
53 分圧抵抗
54 電流誤差増幅器
55 乗算器
56 フィルタ(系統電圧)
57 PWM変調器
58 ドライブ回路
59 電流検出器
60 太陽電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 DC-DC converter 3 System linkage type inverter 4 FET bridge 5 Control part 6 FET (FET bridge)
7 FET (FET bridge)
8 FET (FET bridge)
9 FET (FET bridge)
10 choke coil 11 choke coil 12 smoothing capacitor 13 system 14 inverter input capacitor 15 voltage error amplifier 16 voltage dividing resistor 17 current error amplifier 18 multiplier 19 microcomputer 20 filter (inverter current)
21 Filter (system voltage)
22 PWM modulator 23 drive circuit 24 current detector 25 inverter unit 26 current detector 27 system 28 filter (inverter current)
29 Filter (system voltage)
30 Microcomputer 31 Drive circuit 32 System voltage waveform 33 System voltage waveform after filter 34 Full wave sine wave waveform 35 Inverter current waveform 36 Inverter current waveform after filter 37 Full wave sine waveform 38 of phase change 38 Phase of system voltage and inverter current Waveform 39 DC-DC converter 40 System linkage type inverter 41 FET bridge 42 Control unit 43 FET (FET bridge)
44 FET (FET Bridge)
45 FET (FET bridge)
46 FET (FET Bridge)
47 choke coil 48 choke coil 49 smoothing capacitor 50 system 51 inverter input capacitor 52 voltage error amplifier 53 voltage dividing resistor 54 current error amplifier 55 multiplier 56 filter (system voltage)
57 PWM modulator 58 drive circuit 59 current detector 60 solar cell

Claims (3)

  1. 系統連系型インバータ制御装置であって、前記系統電源の電圧のゼロクロスポイントとインバータ電流のゼロクロスポイントを検出する手段と、前記2つのゼロクロスポイントが同期する様に前記基準全波正弦波信号の位相を変化させて出力する手段とを備えたことを特徴とする系統連系型インバータ制御装置。 A grid-connected inverter control device comprising: means for detecting a zero cross point of the voltage of the system power supply and a zero cross point of the inverter current; and a phase of the reference full-wave sine wave signal so that the two zero cross points are synchronized. A grid-connected inverter control device comprising: means for changing the output.
  2. 前記系統電源の電圧のゼロクロスポイントとインバータ電流のゼロクロスポイントを検出する手段と、前記2つのゼロクロスポイントが同期する様に前記基準全波正弦波信号の位相を変化させて出力する手段はマイコンであることを特徴とする請求項1記載の系統連系型インバータ制御装置。 The means for detecting the zero cross point of the voltage of the system power supply and the zero cross point of the inverter current and the means for changing and outputting the phase of the reference full wave sine wave signal so that the two zero cross points are synchronized are a microcomputer. The grid-connected inverter control device according to claim 1.
  3. 系統連系型インバータの制御方法において、系統電圧値とインバータ電流値をマイコンのA/Dコンバータに取り込むステップと、前記系統電圧値と前記インバータ電流値からそれぞれ可変定数を引き算するステップと、前記ステップのそれぞれの計算値に対してフィルタ計算処理と基準正弦波信号値を計算するステップと、前記ステップの計算値から前記系統電圧と前記インバータ電流のゼロクロスを求めるステップと、前記ステップの結果が正ならば上位バッファーに、結果が負であれば下位バッファーに格納するステップと、前記系統電圧と前記インバータ電流のゼロクロスを比較するステップと、前記ステップの結果が一致していれば、D/Aコンバータの出力タイミングを維持するステップと、前記ステップの結果が一致していなければ、D/Aコンバータの出力タイミングを変更するステップと、基準全波正弦波信号を出力するステップとからなることを特徴とするインバータの制御方法。
    In the control method for a grid-connected inverter, a step of taking a system voltage value and an inverter current value into an A / D converter of a microcomputer, a step of subtracting a variable constant from each of the system voltage value and the inverter current value, and Calculating a filter calculation process and a reference sine wave signal value for each calculated value, obtaining a zero cross of the system voltage and the inverter current from the calculated value of the step, and if the result of the step is positive If the result is negative, the step of storing in the lower buffer if the result is negative, the step of comparing the grid voltage with the zero cross of the inverter current, and the result of the step match, the D / A converter The step of maintaining the output timing does not match the result of the step. Lever, the control method of the inverter, characterized the step of changing the output timing of the D / A converter, in that it consists of a step of outputting a reference full wave sine wave signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6142051B1 (en) * 2016-06-24 2017-06-07 株式会社電研 Synchronous tester and automatic synchronizer
KR101769663B1 (en) * 2015-02-26 2017-08-18 엘에스산전 주식회사 Energy Storage System

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