JP2012016159A - Power conversion device and power supply system - Google Patents

Power conversion device and power supply system Download PDF

Info

Publication number
JP2012016159A
JP2012016159A JP2010149697A JP2010149697A JP2012016159A JP 2012016159 A JP2012016159 A JP 2012016159A JP 2010149697 A JP2010149697 A JP 2010149697A JP 2010149697 A JP2010149697 A JP 2010149697A JP 2012016159 A JP2012016159 A JP 2012016159A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
change
waveform
frequency
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010149697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Wataru Horio
渉 堀尾
Kazuo Ito
和雄 伊藤
Toshiyuki Hirata
俊之 平田
Masahiro Makino
正寛 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2010149697A priority Critical patent/JP2012016159A/en
Publication of JP2012016159A publication Critical patent/JP2012016159A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device which converts a DC power to an AC power of an output frequency that is set at present, outputs the AC power, and can set an amount of change at a shorter interval when the change is imparted to the output frequency.SOLUTION: The power conversion device which converts the DC power to the AC power of the output frequency that is set at present and outputs the AC power, comprises a change imparting part which performs a change imparting operation as an operation of imparting the change to the output frequency. The change imparting part divides a change imparting period in which the change should be imparted into a plurality of sections that are shorter than a cycle of the AC power, and sets the amount of the change for each section.

Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置、およびこれを用いた電力供給システムに関する。   The present invention relates to a power conversion device that converts DC power to AC power, and a power supply system using the same.

従来、交流の電力系統に連系して、分散電源(太陽光発電システムなど)が発生させた電力を電力系統に供給するパワーコンディショナ(以下「パワコン」と略記することがある)が広く利用されている。なおパワコンは、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の一形態と見ることができる。   Conventionally, power conditioners (hereinafter sometimes abbreviated as “power converters”) that supply power generated by a distributed power source (such as a solar power generation system) to an electric power system are widely used. Has been. The power converter can be regarded as one form of a power conversion device that converts DC power into AC power.

パワコンは、分散電源が発生させた直流電力を、予め設定された出力周波数の交流電力に変換し、電力系統に出力する機能を有している。なお電力系統に出力される電力を、電力系統における電力に整合させるべく、この出力周波数は一般的に、電力系統における電力の周波数とほぼ一致するように設定される。   The power converter has a function of converting DC power generated by the distributed power source into AC power having a preset output frequency and outputting the AC power to the power system. In order to match the power output to the power system with the power in the power system, this output frequency is generally set to substantially match the frequency of the power in the power system.

ところでパワコンの使用にあたっては、単独運転状態(単独運転がなされている状態)の発生に留意する必要がある。単独運転は、例えば電力系統が停電しているにも関わらず、分散電源が電力供給を継続することである。安全性の観点などから、単独運転は極力回避されるべきであり、また単独運転状態が発生した場合には、分散電源を電力系統から速やかに切り離すといった措置が必要となる。   By the way, when using a power conditioner, it is necessary to pay attention to the occurrence of a single operation state (a state where a single operation is performed). The isolated operation is, for example, that the distributed power supply continues to supply power even though the power system has a power failure. From the viewpoint of safety, etc., isolated operation should be avoided as much as possible, and when an isolated operation state occurs, measures such as promptly disconnecting the distributed power source from the power system are required.

そのため電力変換装置の多くは、単独運転状態が発生したかを検出する(単独運転を検出する)手段が設けられており、単独運転状態が発生した場合には、分散電源を電力系統から切り離すようになっている。なお各特許文献には、各種手法により、単独運転を検出するものが開示されている。   For this reason, many power converters are provided with means for detecting whether an isolated operation state has occurred (detecting an isolated operation), and when an isolated operation state occurs, the distributed power supply should be disconnected from the power system. It has become. In addition, each patent document discloses one that detects an isolated operation by various methods.

また単独運転を検出する手法の方式としては、受動的方式や能動的方式が挙げられる。能動的方式は、例えば、意図的に正常時の電力系統に整合しないようにした(誤差を与えておいた)電力を電力系統へ出力し、電力系統での電力がこれに追従するかどうかを見ることにより、単独運転を検出する方式である。能動的方式によれば、受動的方式では単独運転が検出されない状態、例えば、分散電源の発電量と電力系統上の負荷電力量が釣り合っている平衡状態であっても、単独運転を検出することが可能となる。   In addition, as a method of detecting an isolated operation, a passive method or an active method can be given. In the active method, for example, power that is intentionally not matched with the normal power system (given an error) is output to the power system, and whether the power in the power system follows this or not is determined. This is a method of detecting islanding by looking. According to the active method, it is possible to detect an isolated operation even in a state where the isolated operation is not detected by the passive method, for example, in an equilibrium state where the power generation amount of the distributed power source and the load power amount on the power system are balanced. Is possible.

能動的方式である手法の一つとして、出力周波数に変化(意図的な誤差)を与えておき、電力系統における電力の周波数がこの変化に追従したことを検出することにより、単独運転を検出する手法(以下、便宜的に「周波数変化付与手法」と称する)が挙げられる。周波数変化付与手法によれば、単独運転状態の発生が疑われる状況となったとき(例えば、一定条件を満たす電気的変動が検出されたとき)に、出力周波数に変化を与えるようにする。   As one of the active methods, a single operation is detected by giving a change (intentional error) to the output frequency and detecting that the frequency of the power in the power system follows this change. A method (hereinafter referred to as a “frequency change applying method” for convenience). According to the frequency change imparting method, the output frequency is changed when the occurrence of a single operation state is suspected (for example, when an electrical fluctuation that satisfies a certain condition is detected).

そして電力系統における電力の周波数がこの変化に追従せず、正常周波数範囲を逸脱しなければ、単独運転状態は発生していないと判別される。逆に電力系統における電力の周波数がこの変化に追従し、正常周波数範囲を逸脱すれば、単独運転状態が発生していると判別される。正常周波数範囲は、例えば50Hzの電力系統の場合、50±2Hzの範囲(電力系統が正常な状態では、逸脱することが無いと想定される範囲)とされる。   If the frequency of the power in the power system does not follow this change and does not deviate from the normal frequency range, it is determined that no single operation state has occurred. Conversely, if the frequency of the power in the power system follows this change and deviates from the normal frequency range, it is determined that the single operation state has occurred. For example, in the case of a power system of 50 Hz, the normal frequency range is a range of 50 ± 2 Hz (a range that is assumed not to deviate when the power system is normal).

単独運転状態が発生していなければ、出力周波数の変化が電力系統に与える影響は微小であるため、電力系統における電力の周波数は正常周波数範囲を逸脱しないが、そうでなければ、電力系統における電力の周波数は当該変化に追従し、正常周波数範囲を逸脱することになる。そのため周波数変化付与手法によれば、単独運転を検出することが可能となっている。   If the islanding condition does not occur, the effect of the change in the output frequency on the power system is minimal, so the power frequency in the power system does not deviate from the normal frequency range. This frequency follows the change and deviates from the normal frequency range. Therefore, according to the frequency change imparting method, it is possible to detect an isolated operation.

なお出力周波数の変化量が小さ過ぎると、単独運転状態が発生していたとしても、電力系統における電力の周波数を、正常周波数範囲から逸脱させる(当該範囲の外側に追い出す)ことができない。そのため周波数変化付与手法においては、単独運転状態が発生しているときには、電力系統における電力の周波数が正常周波数範囲を確実に逸脱するようにするべく、出力周波数の変化量は、ある程度の大きさ(例えば最大時に3.5Hz程度)としておく必要がある。   If the amount of change in the output frequency is too small, the frequency of the power in the power system cannot be deviated from the normal frequency range (purged outside the range) even if an isolated operation state has occurred. Therefore, in the frequency change imparting method, when the single operation state occurs, the amount of change in the output frequency is a certain amount (in order to ensure that the power frequency in the power system deviates from the normal frequency range). For example, it is necessary to set the frequency to about 3.5 Hz at the maximum.

但し、出力周波数を一気に大きく変化させると、変化付与の前後で出力周波数が急に大きく変化する。そのため単独運転状態が発生していない場合、例えば出力電力と電力系統における電力との位相差が非常に大きくなることで、分散電源側に過電流が発生し、電力系統や電力系統に接続された負荷への電力供給に大きな乱れが生じるおそれがある。   However, if the output frequency is changed greatly at a stretch, the output frequency changes abruptly before and after the change is applied. For this reason, when no stand-alone operation has occurred, for example, the phase difference between the output power and the power in the power system becomes very large, causing an overcurrent on the distributed power source side and connecting to the power system or power system. There is a risk that the power supply to the load may be greatly disturbed.

従って、出力周波数に変化を与える際には、最大量の変化を一気に与えるのではなく、変化量を徐々に変えるよう配慮される。これにより、出力周波数の変化を緩やかにし、上述した不具合を極力抑えることが可能となる。   Therefore, when changing the output frequency, consideration is given to gradually changing the amount of change, not the maximum amount of change at once. As a result, it is possible to moderate the change in output frequency and suppress the above-described problems as much as possible.

特許3424443号公報Japanese Patent No. 3424443 特開2003−180036号公報JP 2003-180036 A

ところで単独運転状態の検出速度に着目すると、従来であれば、それほどの迅速な検出は要求されていなかった。より具体的には、受動的方式の場合は約0.5秒以内、能動的方式の場合は約1.0秒以内での検出が要求されているに過ぎなかった。そのため、先述した周波数変化付与手法を適用する場合であっても、出力周波数をそれほど急速に変化させる必要はなく、出力電力の1周期或いはそれ以上の間隔で(例えば出力波形のゼロクロスに合わせて)、変化量を徐々に変えるようにすれば十分であった。   By the way, paying attention to the detection speed of the isolated operation state, conventionally, such a quick detection has not been required. More specifically, detection was required within about 0.5 seconds in the case of the passive method, and within about 1.0 seconds in the case of the active method. Therefore, even when the frequency change applying method described above is applied, it is not necessary to change the output frequency so rapidly, and at intervals of one cycle or more of the output power (for example, according to the zero crossing of the output waveform). It was enough to gradually change the amount of change.

ところが近年、電力系統に連系される分散電源が大幅に増大する傾向にあり、単独運転が安全性等に及ぼす影響は大きくなってきている。このような事情もあり、パワコンにおいて、単独運転をより速やかに検出して適切に対処する機能を設けることが、今後は強く要望されると見込まれる。より具体的には、今後は、約0.1秒(50Hzの波形における5周期程度)以内に単独運転を検出することが、要望されると見込まれる。   However, in recent years, there has been a tendency for the number of distributed power sources connected to the power system to increase significantly, and the influence of isolated operation on safety and the like has been increasing. Under such circumstances, it is expected that it will be strongly demanded in the future to provide a function to detect the single operation more quickly and appropriately cope with it in the power conditioner. More specifically, in the future, it is expected that it is desired to detect an isolated operation within about 0.1 second (about 5 cycles in a 50 Hz waveform).

そのため周波数変化付与手法を適用する場合、出力周波数に対して、ある程度の大きさの変化をごく短時間で与えることが必要となる。その結果、出力電力の1周期或いはそれ以上の間隔で変化量を変えるようにするだけでは、出力周波数の変化を十分緩やかにすることができない。従って、出力周波数の変化をより緩やかにするための方策が、非常に強く望まれる。この方策の一例としては、当該変化の量を、より短い間隔で徐々に増大させることが考えられる。   Therefore, when applying the frequency change applying method, it is necessary to give a change of a certain magnitude to the output frequency in a very short time. As a result, the change in the output frequency cannot be made sufficiently gradual simply by changing the amount of change at intervals of one cycle or more of the output power. Therefore, a measure for making the change in the output frequency more gradual is highly desired. One example of this measure is to gradually increase the amount of change at shorter intervals.

また周波数変化付与手法を用いて、単独運転を極めて速やかに検出させることに重点を置く場合は、出力周波数の変化の量を、極めて短時間のうちにある程度の大きさに設定する必要がある。このような種々の状況を考慮すれば、パワコンにおいて、出力周波数の変化の量が、より短い間隔で設定されるようになっていることが望ましい。   Further, when the frequency change imparting technique is used to place an emphasis on detecting an isolated operation very quickly, it is necessary to set the amount of change in the output frequency to a certain level within a very short time. In consideration of such various situations, it is desirable that the amount of change in the output frequency is set at a shorter interval in the power conditioner.

本発明に係る電力変換装置は、直流電力を、現在設定されている出力周波数の交流電力である、出力電力に変換して出力する電力変換装置であって、前記出力周波数に変化を与える変化付与部を備え、前記変化付与部は、前記変化を与えておくべき変化付与期間を、前記出力電力の周期より短い複数の区間に区切り、前記変化の量を、該区間ごとに設定する構成とする。   The power conversion device according to the present invention is a power conversion device that converts DC power into output power that is AC power of an output frequency that is currently set, and outputs the change. And the change applying unit is configured to divide the change applying period in which the change should be given into a plurality of sections shorter than the period of the output power, and to set the amount of change for each section. .

本構成によれば、出力周波数の変化の量がより短い間隔で設定される。そのため、例えば同じ期間内に出力周波数に所定量の変化を与えるにあたって、交流電力の1周期或いはそれ以上の間隔で徐々に変化の量(変化量)を変える場合に比べ、より少しずつ段階的に変化量を変えることが可能となる。   According to this configuration, the amount of change in the output frequency is set at shorter intervals. Therefore, for example, when a predetermined amount of change is applied to the output frequency within the same period, the amount of change (change amount) is gradually changed step by step in comparison with a case where the amount of change (change amount) is gradually changed at intervals of one cycle or more of AC power. The amount of change can be changed.

また電力系統に連系し、該電力系統における電力の周波数に応じて出力周波数を設定して、前記出力電力を該電力系統に出力する上記構成の電力変換装置であって、単独運転状態の発生の有無を判別する単独運転判別部を備え、前記単独運転判別部は、前記出力周波数に前記変化が与えられた状況下で、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かに基づいて、単独運転状態の発生の有無を判別する構成としてもよい。この場合の前記変化に追従したか否かの判別を、上述の区間ごとに行うことも可能である。   In addition, the power conversion device configured as described above, which is connected to an electric power system, sets an output frequency according to the frequency of electric power in the electric power system, and outputs the output electric power to the electric power system. An isolated operation determining unit that determines whether or not the frequency of the electric power in the power system follows the change in a situation where the change is given to the output frequency. Based on this, it may be configured to determine whether or not an isolated operation state has occurred. In this case, it is also possible to determine whether or not the change has been followed for each section described above.

本構成によれば、先述した周波数変化付与方式を採用して、単独運転状態の発生を検出することが可能となる。例えば、この単独運転状態の発生検出を、出力電力の一周期以内において行うようにすることも可能である。   According to this configuration, it is possible to detect the occurrence of the single operation state by employing the frequency change applying method described above. For example, it is possible to detect the occurrence of the isolated operation state within one cycle of the output power.

また上記構成において、前記変化付与部は、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かが判別されるまで、該変化の量を前記区間ごとに段階的に増大させる構成としてもよい。   Further, in the above configuration, the change applying unit may be configured to increase the amount of the change step by step for each section until it is determined whether or not the frequency of the power in the power system follows the change. Good.

また上記構成において、前記変化付与部は、変化付与期間において、前記変化の量が所定の最大量に達するまでは、該変化の量を前記区間ごとに段階的に増大させ、該変化の量が該最大量に達した後は、該変化の量を該区間ごとに段階的に減少させる構成としてもよい。   Further, in the above configuration, the change providing unit increases the change amount step by step for each section until the change amount reaches a predetermined maximum amount during the change applying period. After reaching the maximum amount, the amount of the change may be decreased step by step for each section.

本構成によれば、出力周波数に所定の最大量の変化を与えるにあたり、出力周波数に与える変化を出来るだけ緩やかにしつつ、これを実現することが可能となる。   According to this configuration, when giving a predetermined maximum amount of change to the output frequency, it is possible to realize this while making the change to the output frequency as gentle as possible.

また上記構成において、前記変化付与部は、単独運転状態の発生が疑われる状況となる度に、前記出力周波数に前記変化を与えるための付与動作を行うものであり、前記単独運転判別部は、前記付与動作が行われる度に、単独運転状態の発生の有無を判別する構成としてもよい。   Further, in the above configuration, the change imparting unit performs an imparting operation for giving the change to the output frequency every time the occurrence of a single operation state is suspected, and the single operation determination unit includes: It is good also as a structure which discriminate | determines the presence or absence of generation | occurrence | production of a single operation state, whenever the said provision operation | movement is performed.

また上記構成において、電圧指令波形を算出し、出力する電圧の波形の目標が該電圧指令波形となるようにインバータ回路を制御することで、前記電力系統における電圧波形と略一致する波形の電圧を出力する、上記構成の電力変換装置であって、前記変化付与部は、前記電圧指令波形における周波数を変えることにより、前記変化を与えるものであり、前記単独運転判別部は、前記電圧指令波形と、検出された前記電力系統における電圧波形との差分に基づいて、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かを判別する構成としてもよい。   In the above configuration, the voltage command waveform is calculated and the inverter circuit is controlled so that the target voltage waveform to be output is the voltage command waveform. The power conversion device configured as described above, wherein the change imparting unit gives the change by changing a frequency in the voltage command waveform, and the single operation determination unit includes the voltage command waveform and the voltage command waveform. Further, it may be configured to determine whether or not the frequency of the power in the power system follows the change based on the detected difference from the voltage waveform in the power system.

また上記構成において、電圧指令波形を算出し、出力する電圧の波形の目標が該電圧指令波形となるようにインバータ回路を制御することで、前記電力系統における電圧波形と略一致する波形の電圧を出力する、上記構成の電力変換装置であって、出力する電流の波形の目標となる電流指令波形を決定するものであり、前記電圧指令波形は、検出された前記電力系統における電圧波形と、前記インバータ回路から該電力系統へ前記電流指令波形の電流が流れるときの電圧降下に対応した波形と、を合わせることで算出されるものであり、前記変化付与部は、前記電流指令波形における周波数を変えることにより、前記変化を与えるものであり、前記単独運転判別部は、前記電流指令波形と、検出された前記電力系統における電圧波形との差分に基づいて、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かを判別する構成としてもよい。   In the above configuration, the voltage command waveform is calculated and the inverter circuit is controlled so that the target voltage waveform to be output is the voltage command waveform. An output power converter having the above-described configuration, which determines a current command waveform that is a target of a waveform of an output current, wherein the voltage command waveform includes the detected voltage waveform in the power system, and It is calculated by combining the waveform corresponding to the voltage drop when the current of the current command waveform flows from the inverter circuit to the power system, and the change applying unit changes the frequency in the current command waveform. The single operation determination unit is configured to provide a difference between the current command waveform and the detected voltage waveform in the power system. Based on, it may be configured to frequency of the power in the power system it is determined whether or not to follow the change.

また上記構成において、前記複数の区間の各々は、前記出力電力における2π未満の一定の位相角ごとに区切られた区間である構成としてもよい。本構成によれば、各区間の幅が一定の位相角とはなっていない場合に比べ、出力電力の波形を滑らかにすることが可能となる。   Further, in the above-described configuration, each of the plurality of sections may be a section divided for each constant phase angle of less than 2π in the output power. According to this configuration, the output power waveform can be made smoother than when the width of each section is not a constant phase angle.

また本発明に係る電力供給システムは、上記構成に係る電力変換装置と、前記直流電力を発生させる直流電源と、を備え、前記直流電力を交流電力に変換して、前記電力系統に供給する構成とする。本構成によれば、上記構成に係る電力変換装置の利点を享受することが可能となる。   A power supply system according to the present invention includes the power conversion device according to the above configuration and a DC power source that generates the DC power, and converts the DC power into AC power and supplies the AC power to the power system. And According to this configuration, it is possible to enjoy the advantages of the power conversion device according to the above configuration.

上述した通り、本発明に係る電力変換装置によれば、出力周波数の変化の量がより短い間隔で設定される。そのため、例えば同じ期間内に出力周波数に所定量の変化を与えるにあたって、交流電力の1周期或いはそれ以上の間隔で徐々に変化量を変える場合に比べ、より少しずつ段階的に変化量を変えることが可能となる。また本発明に係る電力供給システムによれば、本発明に係る電力変換装置の利点を享受することが可能となる。   As described above, according to the power conversion device of the present invention, the amount of change in the output frequency is set at shorter intervals. Therefore, for example, when giving a predetermined amount of change to the output frequency within the same period, the amount of change is changed little by little as compared with the case where the amount of change is gradually changed at intervals of one cycle or more of AC power. Is possible. Moreover, according to the electric power supply system which concerns on this invention, it becomes possible to enjoy the advantage of the power converter device which concerns on this invention.

本発明の実施形態に係るパワコンの構成図(電力系統に連系した状態)である。It is a lineblock diagram (state linked to an electric power system) of a power conditioner concerning an embodiment of the present invention. 連系状態制御動作のフローチャートである。It is a flowchart of a connection state control operation. 単独運転判別動作のフローチャートである。It is a flowchart of an isolated operation discrimination operation. 変化付与パターンの内容を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the content of the change provision pattern. 出力周波数に変化が与えられたときの出力電圧の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the output voltage when a change is given to the output frequency. 出力電圧の波形に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the waveform of an output voltage. 出力周波数の変化の状況に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding the condition of the change of an output frequency. 本実施形態に係るパワコン制御装置の構成図である。It is a block diagram of the power condition control apparatus which concerns on this embodiment. 別形態の単独運転判別動作のフローチャートである。It is a flowchart of the independent operation discrimination | determination operation | movement of another form. 出力周波数への変化の付与に関する説明図である。It is explanatory drawing regarding provision of the change to an output frequency.

本発明の実施形態について、交流の電力系統に連系するパワーコンディショナ(パワコン)を挙げて、以下に説明する。   The embodiment of the present invention will be described below with reference to a power conditioner (power conditioner) linked to an AC power system.

図1は、本実施形態のパワコンの構成図(電力系統に連系した状態)を表している。本図に示すように、パワコン1は端子T1およびT2を有しており、端子T1には直流電源2が接続され、端子T2には既存の電力系統が接続されている。なお直流電源2は、例えば太陽光発電システムであり、直流電力を発生させるものである。直流電源2は、電力系統から見れば分散電源の一つに相当する。   FIG. 1 shows a configuration diagram of the power conditioner of the present embodiment (a state connected to a power system). As shown in the figure, the power conditioner 1 has terminals T1 and T2, a DC power supply 2 is connected to the terminal T1, and an existing power system is connected to the terminal T2. The DC power source 2 is, for example, a solar power generation system, and generates DC power. The DC power source 2 corresponds to one of distributed power sources as viewed from the power system.

また電力系統は、電力配線に系統電源3や電力系統の遮断に用いられる系統遮断機4などが接続され形成されている。なお本実施形態での電力系統は、50Hz(正常周波数範囲は50±2Hz)の商用電源を伝送するものとする。電力系統には、電力系統から電力供給を受ける負荷5(各種電気機器など)も接続される。また電力系統については、他の形態(例えば60Hzの商用電源を伝送するもの)であっても同様に考えることができる。   The power system is formed by connecting a system power source 3 and a system circuit breaker 4 used to interrupt the power system to power wiring. Note that the power system in this embodiment transmits a commercial power supply of 50 Hz (normal frequency range is 50 ± 2 Hz). A load 5 (such as various electric devices) that receives power supply from the power system is also connected to the power system. In addition, the power system can be considered similarly even if it is in another form (for example, one that transmits a 60 Hz commercial power source).

[パワコンの構成等について]
次にパワコン1の構成等について説明する。図1に示すようにパワコン1は、ダイオード11、コンデンサ12、インバータ回路14、インダクタ15、コンデンサ16、電流検出回路17、電圧検出回路18、連系リレー19、およびパワコン制御装置20などを備えている。
[About the configuration of the power conditioner]
Next, the configuration of the power conditioner 1 will be described. As shown in FIG. 1, the power conditioner 1 includes a diode 11, a capacitor 12, an inverter circuit 14, an inductor 15, a capacitor 16, a current detection circuit 17, a voltage detection circuit 18, an interconnection relay 19, a power condition control device 20, and the like. Yes.

直流電源2から送出された電力は、各素子(11、12)によって状態が整えられ、インバータ回路14に届けられる。インバータ回路14は、受取った電力を交流に変換し、後段側に送出する。なおインバータ回路14は、パワコン制御装置20から受取ったゲート信号Sgに応じて動作する。   The power sent from the DC power supply 2 is adjusted in state by each element (11, 12) and delivered to the inverter circuit 14. The inverter circuit 14 converts the received power into alternating current and sends it to the subsequent stage side. The inverter circuit 14 operates in accordance with the gate signal Sg received from the power control device 20.

インバータ回路14から送出された電力は、インダクタ15やコンデンサ16によって波形が整えられ、連系リレー19を介して、電力系統に出力される。なお以降、パワコン1から電力系統に出力される電力(或いは電圧、電流)を、便宜的に、「出力電力」(或いは「出力電圧」、「出力電流」)と称する。また出力電力(交流電力)の周波数を、「出力周波数」と称する。   The waveform of the electric power sent from the inverter circuit 14 is adjusted by the inductor 15 and the capacitor 16, and is output to the power system via the interconnection relay 19. Hereinafter, the power (or voltage or current) output from the power conditioner 1 to the power system is referred to as “output power” (or “output voltage” or “output current”) for convenience. The frequency of output power (AC power) is referred to as “output frequency”.

連系リレー19は、パワコン制御装置20から受取ったリレー切替信号Srに応じて、開閉が切替えられる。通常は、連系リレー19は閉じられており、パワコン1および直流電源2が電力系統に連系されるが、連系リレー19が開かれると、当該連系は解除される。   The connection relay 19 is switched between open and closed according to the relay switching signal Sr received from the power condition control device 20. Normally, the interconnection relay 19 is closed, and the power conditioner 1 and the DC power supply 2 are linked to the power system. However, when the linkage relay 19 is opened, the linkage is released.

また電流検出回路17は、端子T2を流れる電流の値を、継続的に検出する回路である。電流検出回路17によって検出された電流値の情報は、電流検出信号Idとして、パワコン制御装置20に伝送される。   The current detection circuit 17 is a circuit that continuously detects the value of the current flowing through the terminal T2. Information on the current value detected by the current detection circuit 17 is transmitted to the power controller 20 as a current detection signal Id.

電圧検出回路18は、端子T2の両極間における電圧の値を、継続的に検出する回路である。電圧検出回路18によって検出された電圧値の情報は、電圧検出信号Vdとして、パワコン制御装置20に伝送される。   The voltage detection circuit 18 is a circuit that continuously detects a voltage value between both poles of the terminal T2. Information on the voltage value detected by the voltage detection circuit 18 is transmitted to the power controller 20 as a voltage detection signal Vd.

なお以降、電力系統における電力(或いは電圧、電流)を、便宜的に、「系統電力」(或いは「系統電圧」、「系統電流」)と称する。また系統電力(交流電力)の周波数を、「系統周波数」と称する。パワコン制御装置20は、電流検出信号Idや電圧検出信号Vdを継続的に受取ることにより、系統電力、系統電圧、および系統電流を継続的に検出することが可能となっている。   Hereinafter, power (or voltage, current) in the power system is referred to as “system power” (or “system voltage”, “system current”) for convenience. The frequency of the system power (AC power) is referred to as “system frequency”. The power conditioner control device 20 can continuously detect the system power, the system voltage, and the system current by continuously receiving the current detection signal Id and the voltage detection signal Vd.

パワコン制御装置20は、受取った電流検出信号Idおよび電圧検出信号Vdに基づいて、各種の演算処理などを実行し、適切な動作がなされるようにパワコン1を制御する装置である。パワコン制御装置20は、ゲート信号Sgを送出してインバータ回路14を制御するとともに、リレー切替信号Srを送出して連系リレー19を制御する。   The power control device 20 is a device that controls the power control 1 so as to execute various kinds of arithmetic processing based on the received current detection signal Id and voltage detection signal Vd and to perform appropriate operations. The power condition control device 20 sends the gate signal Sg to control the inverter circuit 14 and sends the relay switching signal Sr to control the interconnection relay 19.

ここで出力電力などは、所定の連系規定に準拠している必要がある。すなわち、パワコン1の出力に係る高調波電圧の歪率や力率などが規定の範囲内に収まることや、出力電流の波形を正弦波とすること等が必要とされる。また電力系統の電力状態を乱さぬように、出力電力が、この系統電力と整合するように(つまり、交流の周波数、位相、および電圧振幅などが略一致するように)なっていることも必要とされる。   Here, the output power or the like needs to comply with a predetermined interconnection rule. That is, it is necessary that the distortion factor, power factor, and the like of the harmonic voltage related to the output of the power converter 1 fall within a specified range, and that the waveform of the output current be a sine wave. Also, the output power must be matched with the grid power so that the power status of the grid is not disturbed (that is, the AC frequency, phase, voltage amplitude, etc. are substantially matched). It is said.

パワコン制御装置20は、通常時、このような条件が満たされるように、電流検出信号Idおよび電圧検出信号Vdに基づいて電圧指令波形を算出する。そしてパワコン制御装置20は、この電圧指令波形に基づいてゲート信号Sgを生成して送出し、インバータ回路14をPWM[Pulse Width Modulation]方式によって制御する。すなわちパワコン制御装置20は、出力する電圧の波形の目標がこの電圧指令波形となるように、インバータ回路14を制御する。これによりパワコン1は、電力系統における電圧波形と略一致する波形の電圧を、電力系統へ出力するようになっている。このようにしてパワコン1は、系統電力と整合するように調整された出力電力を、電力系統へ出力する。なお、出力電力が系統電力と整合するように、電圧指令波形を算出する手法自体については、既に各種の手法が知られている。   The power condition control device 20 calculates a voltage command waveform based on the current detection signal Id and the voltage detection signal Vd so that such a condition is normally satisfied. Then, the power controller 20 generates and sends a gate signal Sg based on the voltage command waveform, and controls the inverter circuit 14 by a PWM [Pulse Width Modulation] method. That is, the power controller 20 controls the inverter circuit 14 so that the target voltage waveform to be output is the voltage command waveform. Thereby, the power conditioner 1 outputs a voltage having a waveform that substantially matches the voltage waveform in the power system to the power system. In this way, the power conditioner 1 outputs the output power adjusted to match the system power to the power system. Various methods are already known for calculating the voltage command waveform so that the output power matches the system power.

なお交流の周波数に着目すると、パワコン制御装置20は、電流検出信号Idおよび電圧検出信号Vdの少なくとも一方に基づいて、系統周波数を検出する。そしてパワコン制御装置20は、この検出結果や、電流が流れることによる電圧降下などを考慮して電圧指令波形を算出し、この算出結果に応じてインバータ回路14を制御する。その結果、通常時は、この検出される系統周波数と一致するように、出力周波数が間接的に設定されることとなる。   Focusing on the AC frequency, the power controller 20 detects the system frequency based on at least one of the current detection signal Id and the voltage detection signal Vd. Then, the power control device 20 calculates a voltage command waveform in consideration of the detection result and a voltage drop due to current flow, and controls the inverter circuit 14 according to the calculation result. As a result, in normal times, the output frequency is indirectly set so as to coincide with the detected system frequency.

[連系状態制御動作について]
ところで単独運転状態が発生したときは、パワコン1における電力系統への連系を、速やかに解除させる必要がある。そこでパワコン制御装置20は、上述したようなインバータ回路14の制御に並行して、単独運転状態が発生したか否かに応じてパワコン1と電力系統との連系状態を適切に制御するための、連系状態制御動作を実行するようになっている。以下、この連系状態制御動作について、図2に示すフローチャートを参照しながら、より詳細に説明する。
[About connected state control operation]
By the way, when the isolated operation state occurs, it is necessary to quickly release the connection to the power system in the power conditioner 1. Therefore, the power condition control device 20 controls the connection state between the power conditioner 1 and the power system appropriately in accordance with whether or not the single operation state has occurred in parallel with the control of the inverter circuit 14 as described above. Then, the interconnection state control operation is executed. Hereinafter, this interconnection state control operation will be described in more detail with reference to the flowchart shown in FIG.

パワコン制御装置20は、通常時、電流検出信号Idもしくは電圧検出信号Vdに基づいて、電力系統に基準レベルを超える電気的変動が生じたかを、継続的に監視するようになっている(ステップS1)。なおここでの「電気的変動」は、例えば、電圧低下、周波数変化率の変化、位相跳躍、および高調波電圧の変化のうちの、一つまたは複数が該当する。   The power controller 20 continuously monitors whether or not an electrical fluctuation exceeding a reference level has occurred in the power system based on the current detection signal Id or the voltage detection signal Vd at normal times (step S1). ). The “electrical fluctuation” here corresponds to, for example, one or more of voltage drop, frequency change rate change, phase jump, and harmonic voltage change.

単独運転状態が発生する原因としては、例えば落雷の影響による電力系統の遮断が考えられる。そしてこのような電力系統の遮断が生じたとき、少なくとも一時的に、上述したような電気的変動が生じる。このことから、当該電気的変動がある程度のレベルを超えたときは、単独運転状態の発生が疑われることになる。上述した「基準レベル」は、単独運転状態の発生が疑われる程度のレベルに設定されている。   As a cause of the occurrence of the isolated operation state, for example, the interruption of the electric power system due to the influence of lightning can be considered. And when such a power system interruption occurs, the above-described electrical fluctuation occurs at least temporarily. For this reason, when the electrical fluctuation exceeds a certain level, the occurrence of an isolated operation state is suspected. The above-mentioned “reference level” is set to a level at which the occurrence of an isolated operation state is suspected.

しかしながら、単独運転状態が発生していなくても、何らかの原因により、電気的変動が基準レベルを超える可能性がある。すなわち、基準レベルを超える電気的変動が検出されたときは、単独運転状態の発生が疑われるものの、単独運転状態が発生していないことも考えられる。   However, even if the isolated operation state does not occur, the electrical fluctuation may exceed the reference level for some reason. That is, when an electrical fluctuation exceeding the reference level is detected, it is considered that the isolated operation state is not generated although the occurrence of the isolated operation state is suspected.

そこで、基準レベルを超える電気的変動が検出された場合(ステップS1のY)、パワコン制御装置20は、予め定められた単独運転判別動作を実行し、単独運転状態が発生したか否かを判別することとする(ステップS2)。単独運転判別動作は、単独運転状態の発生の有無を、短時間に精度良く判別するための動作であり、具体的内容については改めて説明する。   Therefore, when an electrical fluctuation exceeding the reference level is detected (Y in step S1), the power controller 20 executes a predetermined isolated operation determination operation to determine whether an isolated operation state has occurred. (Step S2). The isolated operation determination operation is an operation for accurately determining whether or not an isolated operation state has occurred in a short time, and the specific contents will be described again.

単独運転判別動作の実行により、単独運転状態が発生したと判別された場合(ステップS3のY)、パワコン装置20は、連系リレー19を開くためのリレー切替信号Srを、連系リレー19に送出し、連系リレー19を開いた状態に制御する。これにより、パワコン1の電力系統への連系が解除され、単独運転が停止される(ステップS4)。   When it is determined that the isolated operation state has occurred by executing the isolated operation determination operation (Y in step S3), the power conditioner 20 sends a relay switching signal Sr for opening the connected relay 19 to the connected relay 19. The transmission relay 19 is controlled to open. As a result, the interconnection of the power conditioner 1 to the power system is released, and the independent operation is stopped (step S4).

一方、単独運転判別動作の実行により、単独運転状態は発生していないと判別された場合(ステップS3のN)、パワコン1の電力系統への連系を解除させる必要は無い。そのためパワコン装置20は、連系リレー19を開くこととせず、ステップS1の動作に戻る。上述した一連の連系状態制御動作を実行することにより、パワコン装置20は、単独運転状態の発生の有無を短時間に精度良く判別し、この判別の結果に応じた適切な処置を行うようになっている。   On the other hand, when it is determined that the isolated operation state has not occurred by executing the isolated operation determination operation (N in step S3), it is not necessary to release the connection of the power conditioner 1 to the power system. Therefore, the power conditioner 20 does not open the interconnection relay 19 and returns to the operation of step S1. By executing the above-described series of linked state control operations, the power conditioner device 20 accurately determines whether or not an isolated operation state has occurred in a short time, and performs appropriate measures according to the determination result. It has become.

[単独運転判別動作について]
単独運転判別動作(ステップS2)は、既に説明した周波数変化付与手法を用いて、単独運転状態の発生の有無を判別する動作である。この単独運転判別動作の具体的な内容について、図3に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
[Independent operation discrimination operation]
The isolated operation determination operation (step S2) is an operation for determining whether or not an isolated operation state has occurred using the frequency change applying method described above. The specific contents of the isolated operation determination operation will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

単独運転判別動作の開始に伴い、パワコン制御装置20は、変化付与パターンに従った、出力周波数への変化の付与(付与動作)を開始する(ステップS12)。先述した通り出力周波数は、通常時においては、系統周波数と一致するように設定されるが、単独運転判別動作の実行時においては、変化付与パターンに従った変化が、単独運転を検出するための意図的な誤差として与えられる。   Along with the start of the independent operation determination operation, the power control device 20 starts to apply a change (applying operation) to the output frequency according to the change applying pattern (step S12). As described above, the output frequency is set so as to coincide with the system frequency in the normal time, but at the time of executing the isolated operation discriminating operation, the change according to the change imparting pattern is used to detect the isolated operation. It is given as an intentional error.

ここで「変化付与パターン」は、予めパワコン制御装置20に登録されている情報であり、出力周波数にどのように変化を与えるか(変化量を変えていくか)を示すものである。変化付与パターンは、具体的には、図4に示す内容に設定されている。   Here, the “change imparting pattern” is information registered in the power control device 20 in advance, and indicates how to change the output frequency (how to change the amount of change). Specifically, the change imparting pattern is set to the contents shown in FIG.

なお図4において、例えば「第3区間」は、単独運転判別動作の開始時を基準(位相角を0とする)とした場合における、出力電力の位相角が「4π/8〜6π/8」である期間を指している。また図4によれば、「第3区間」における出力周波数の変化量は「1.0(Hz)」であることを示している。   In FIG. 4, for example, in “third section”, the phase angle of the output power is “4π / 8 to 6π / 8” when the start time of the independent operation determination operation is used as a reference (phase angle is 0). Refers to a period. Further, according to FIG. 4, the change amount of the output frequency in the “third section” is “1.0 (Hz)”.

図4に示す通り変化付与パターンによれば、出力電力の2周期分(0〜32π/8)についての変化量が決められている。そして前半の1周期分は、2π/8の位相角(一定の位相角)ごとに区切られている。換言すれば図4に示すように、第1区間から第8区間の各区間に区切られている。そして第1区間から第8区間においては、区間が更新されるごとに、変化量が0.5Hzずつ徐々に増大するように設定されている。   As shown in FIG. 4, according to the change imparting pattern, the amount of change for two periods (0 to 32π / 8) of the output power is determined. The first half of the period is divided every 2π / 8 phase angle (constant phase angle). In other words, as shown in FIG. 4, it is divided into sections from the first section to the eighth section. In the first to eighth sections, the amount of change is set to gradually increase by 0.5 Hz each time the section is updated.

一方、後半の1周期分も、2π/8の位相角ごとに区切られている。換言すれば図4に示すように、第9区間から第16区間の各区間に区切られている。そして第9区間から第16区間においては、区間が更新されるごとに、変化量が0.5Hzずつ徐々に減少するように設定されている。   On the other hand, the latter half of one cycle is also divided for each phase angle of 2π / 8. In other words, as shown in FIG. 4, it is divided into sections from the ninth section to the sixteenth section. From the ninth section to the sixteenth section, the amount of change is set to gradually decrease by 0.5 Hz each time the section is updated.

図5に示すグラフは、変化付与パターンに従って出力周波数に変化を与えた場合における、出力電力の波形(出力電圧や出力電流の波形も同傾向である)の一例を表している。なお当該グラフにおいて、横軸は時間t、縦軸は電力yを示している。また図5に示す波形は、変化の付与の開始時において、位相が0、出力周波数が50Hz、振幅がWoであるとした場合の波形である。   The graph shown in FIG. 5 represents an example of the output power waveform (the output voltage and output current waveforms also have the same tendency) when the output frequency is changed according to the change applying pattern. In the graph, the horizontal axis indicates time t and the vertical axis indicates power y. The waveform shown in FIG. 5 is a waveform when the phase is 0, the output frequency is 50 Hz, and the amplitude is Wo at the start of applying the change.

なお図5に示した波形における第i区間の電力yは、近似的に次の(1)式で表される。
y=Wo×sin{2πfi(t−ti)+φi} ・・・(1)
但し、fiは第i区間における出力周波数を、tiは第i区間の開始時(=第i−1区間の終了時)の時間を、φiは第i区間の開始時(=第i−1区間の終了時)の位相を、それぞれ表している。
The power y in the i-th section in the waveform shown in FIG. 5 is approximately expressed by the following equation (1).
y = Wo × sin {2πfi (t−ti) + φi} (1)
Here, fi is the output frequency in the i-th section, ti is the time at the start of the i-th section (= at the end of the i-1 section), and φi is the start time of the i-th section (= i-1 section). The phase at the end of ().

つまり図5に示した波形は、
y=Wo×sin(2π×50×t)の波形における位相角が0〜2π/8の部分(図6の1段目を参照)、
y=Wo×sin(2π×50.5×t)の波形における位相角が2π/8〜4π/8の部分(図6の2段目を参照)、
y=Wo×sin(2π×51×t)の波形における位相角が4π/8〜6π/8の部分(図6の3段目を参照)、
・・・、
y=Wo×sin(2π×50×t)の波形における位相角が30π/8〜32π/8の部分(図6の4段目を参照)
の各部分を、位相角が整合するように連結して形成された波形と見ることもできる。
That is, the waveform shown in FIG.
A portion where the phase angle is 0 to 2π / 8 in the waveform of y = Wo × sin (2π × 50 × t) (see the first stage in FIG. 6),
a portion where the phase angle in the waveform of y = Wo × sin (2π × 50.5 × t) is 2π / 8 to 4π / 8 (see the second stage in FIG. 6);
a portion where the phase angle in the waveform of y = Wo × sin (2π × 51 × t) is 4π / 8 to 6π / 8 (see the third stage in FIG. 6);
...
The portion where the phase angle in the waveform of y = Wo × sin (2π × 50 × t) is 30π / 8 to 32π / 8 (see the fourth stage in FIG. 6)
These portions can also be viewed as waveforms formed by connecting them so that the phase angles match.

パワコン制御装置20は、単独運転判別動作の開始時において、その時点での出力電力の状態と変化付与パターンに基づいた必要な演算処理を実行し、図5に示すような波形をまず決定しておく。そしてその後、パワコン制御装置20は、出力電力を当該波形に合致させるように、ゲート信号Sgを送出する。これにより、変化付与パターンに従った、出力周波数への変化の付与が実現されることになる。   At the start of the independent operation determination operation, the power controller 20 executes necessary calculation processing based on the state of the output power and the change imparting pattern at that time, and first determines a waveform as shown in FIG. deep. Then, the power controller 20 sends out the gate signal Sg so that the output power matches the waveform. Thereby, the provision of the change to the output frequency according to the change provision pattern is realized.

また図4から明らかな通り、変化付与パターンは、出力電圧の1周期の間に、出力周波数を最大時で3.5Hz変化させるように設定されている。なおこの3.5Hz(変化の最大量)は、変化が付与される前に50Hz程度となっている出力周波数を、電力系統における正常周波数範囲(50±2Hz)から十分に逸脱させる値として設定されている。   As is clear from FIG. 4, the change imparting pattern is set so as to change the output frequency by 3.5 Hz at the maximum during one cycle of the output voltage. This 3.5 Hz (maximum amount of change) is set as a value that sufficiently deviates the output frequency, which is about 50 Hz before the change is applied, from the normal frequency range (50 ± 2 Hz) in the power system. ing.

そしてパワコン制御装置20は、変化付与パターンに従って出力周波数に変化を与えるようにしつつ、検出される系統周波数が正常周波数範囲から逸脱したか(ステップS13)、および変化の付与を開始してから判別待機時間が経過したか(ステップS14)を監視する。なお判別待機時間は、出力周波数に最大量の変化が与えられるまでの時間より長い時間として、例えば出力電力の1周期(位相角0〜16π/8に相当)に設定されている。   Then, the power controller 20 changes the output frequency in accordance with the change applying pattern, determines whether the detected system frequency has deviated from the normal frequency range (step S13), and waits for determination after starting to apply the change. It is monitored whether time has passed (step S14). The determination standby time is set to, for example, one cycle of output power (corresponding to a phase angle of 0 to 16π / 8) as a time longer than the time until the maximum amount of change is given to the output frequency.

ここで出力周波数を変化させた場合、系統周波数は次の通りとなる。単独運転状態が発生しているとき、系統電力の状態は、出力電力の状態が支配的となる。そのため系統周波数は出力周波数の変化に追従し、出力周波数が電力系統における正常周波数範囲から逸脱したときには、系統周波数もこれに伴って当該正常周波数範囲から逸脱することになる。   When the output frequency is changed here, the system frequency is as follows. When the islanding state is generated, the state of the system power is dominated by the state of the output power. Therefore, the system frequency follows the change of the output frequency, and when the output frequency deviates from the normal frequency range in the power system, the system frequency deviates from the normal frequency range accordingly.

一方、単独運転状態が発生していないとき、系統電力の状態は、系統電源3等の影響が強く、出力電力の状態の影響を殆ど受けない。そのため系統周波数は出力周波数の変化に追従せず、出力周波数が電力系統における正常周波数範囲から逸脱しても、系統周波数が当該正常周波数範囲から逸脱することはない。   On the other hand, when the single operation state does not occur, the state of the system power is strongly influenced by the system power supply 3 and the like, and is hardly affected by the state of the output power. Therefore, the system frequency does not follow the change of the output frequency, and even if the output frequency deviates from the normal frequency range in the power system, the system frequency does not deviate from the normal frequency range.

そこでパワコン制御装置20は、系統周波数が電力系統の正常周波数範囲から逸脱したことを検出した場合には(ステップS13のY)、単独運転状態が発生したと判別し(ステップS15)、今回の単独運転判別動作を終了する。また一方で、系統周波数が当該正常周波数範囲から逸脱することなく、変化の付与を開始してから判別待機時間が経過した場合には(ステップS14のY)、パワコン制御装置20は、単独運転状態は発生していないと判別し(ステップS16)、今回の単独運転判別動作を終了する。   Therefore, when detecting that the system frequency has deviated from the normal frequency range of the power system (Y in Step S13), the power control device 20 determines that an isolated operation state has occurred (Step S15), The operation discrimination operation is terminated. On the other hand, when the determination standby time has elapsed since the start of the application of the change without the system frequency deviating from the normal frequency range (Y in step S14), the power controller 20 is in the single operation state. Is determined not to occur (step S16), and the current isolated operation determination operation is terminated.

上述したように、パワコン制御装置20は、出力電力の1周期分(概ね、20ms)という短い時間に、出力周波数に最大3.5Hzの変化を与えるようになっている。そのためパワコン制御装置20は、この短い時間に、単独運転状態が発生したか否かを判別することが可能となっている。   As described above, the power condition control device 20 changes the output frequency up to 3.5 Hz in a short time of one cycle of output power (generally 20 ms). Therefore, the power condition control device 20 can determine whether or not an isolated operation state has occurred in this short time.

ここで、出力電力の1周期内に、出力周波数に3.5Hzの変化を与えるにあたって、出力周波数がどのように変化するかを表すグラフを、図7に示す。なお当該グラフにおいて、横軸は出力電力の位相角を、縦軸は出力周波数を、それぞれ表している。   Here, a graph showing how the output frequency changes when a change of 3.5 Hz is given to the output frequency within one cycle of the output power is shown in FIG. In the graph, the horizontal axis represents the phase angle of the output power, and the vertical axis represents the output frequency.

出力周波数に与える変化の量を変える間隔が1周期であると仮定すると、図7に点線で示すように、1周期内に3.5Hzの変化を与えるためには、3.5Hz分の大きな変化を一気に与える必要がある。なおこの間隔が1周期より長い場合も同様である。このように、変化付与の前後で出力周波数が急激に変化すると、単独運転状態が発生していない場合、例えば出力電力と系統電力との位相差が非常に大きくなる。その結果、直流電源2側に過電流が発生し、電力系統や負荷5への電力供給に大きな乱れが生じるおそれがある。   Assuming that the interval of changing the amount of change in the output frequency is one period, as shown by the dotted line in FIG. 7, in order to give a change of 3.5 Hz within one period, a large change for 3.5 Hz It is necessary to give at once. The same applies when this interval is longer than one cycle. As described above, when the output frequency changes suddenly before and after the change is applied, for example, the phase difference between the output power and the system power becomes very large when the isolated operation state does not occur. As a result, an overcurrent is generated on the DC power supply 2 side, and there is a risk that a large disturbance will occur in the power supply to the power system and the load 5.

しかし本実施形態のパワコン1によれば、図7に実線で示すように、変化量は0.5Hzずつ徐々に増大あるいは減少させるようになっており、出力周波数の変化は比較的緩やかとなっている。このように本実施形態の場合は、出力電力の1周期より短い間隔で、出力周波数に与える変化の量を段階的に変えるようになっており、出力周波数の変化を緩やかなものとすることが可能となっている。   However, according to the power conditioner 1 of the present embodiment, as shown by a solid line in FIG. 7, the amount of change gradually increases or decreases by 0.5 Hz, and the change in the output frequency becomes relatively gradual. Yes. As described above, in the case of the present embodiment, the amount of change given to the output frequency is changed stepwise at intervals shorter than one cycle of the output power, and the change of the output frequency may be made gradual. It is possible.

また先述した通り、第1から第16までの各区間の幅は、一定の位相角(2π/8)となっている。そのためパワコン1によれば、各区間の幅が一定の位相角とはなっていない場合に比べると、出力電力の波形を滑らかにすることが可能となっている。   Further, as described above, the width of each section from the first to the sixteenth is a constant phase angle (2π / 8). Therefore, according to the power conditioner 1, it is possible to smooth the waveform of the output power as compared with the case where the width of each section is not a constant phase angle.

[パワコン制御装置の具体的構成について]
パワコン制御装置20は、上述した動作を行うように構成されるが、その具体的形態については特に限定されない。例えば、必要な各処理を主にソフトウェア処理によって実現する構成であっても良く、主にハードウェア処理によって実現する構成であっても良い。本実施形態におけるパワコン制御装置20の構成は、一例として図8に示す構成であるとする。当該構成について以下に説明する。
[Specific configuration of power control device]
The power condition control device 20 is configured to perform the above-described operation, but the specific form thereof is not particularly limited. For example, the configuration may be such that each necessary process is realized mainly by software processing, or may be mainly realized by hardware processing. The configuration of the power controller 20 in this embodiment is assumed to be the configuration shown in FIG. 8 as an example. The configuration will be described below.

図8に示すようにパワコン制御装置20は、中央処理回路21、電流振幅設定回路22、乗算器23、減算器24、制御器25、加算器26、三角波生成回路27、PWMコンパレータ28、電圧振幅算出回路29、および乗算器30などを備えている。   As shown in FIG. 8, the power controller 20 includes a central processing circuit 21, a current amplitude setting circuit 22, a multiplier 23, a subtractor 24, a controller 25, an adder 26, a triangular wave generation circuit 27, a PWM comparator 28, a voltage amplitude. A calculation circuit 29 and a multiplier 30 are provided.

中央処理回路21は、電圧検出回路18から電圧検出信号Vdが入力されるようになっており、当該信号に応じた各種の処理を実行する回路である。中央処理回路21は、周波数が調節された周波数信号(振幅は単位量とする)を出力する。また中央処理回路21は、連系リレー19へリレー切替信号Srを出力する機能も有している。   The central processing circuit 21 receives the voltage detection signal Vd from the voltage detection circuit 18, and is a circuit that executes various processes according to the signal. The central processing circuit 21 outputs a frequency signal whose amplitude is adjusted (the amplitude is a unit amount). The central processing circuit 21 also has a function of outputting a relay switching signal Sr to the interconnection relay 19.

電流振幅設定回路22は、出力電流の振幅を設定する回路である。電流振幅設定回路22は、標準的な出力電流の振幅(電力系統に整合するよう決められた値)が記録されており、この振幅に設定された振幅信号を出力する。   The current amplitude setting circuit 22 is a circuit for setting the amplitude of the output current. The current amplitude setting circuit 22 records the amplitude of a standard output current (a value determined to match the power system), and outputs an amplitude signal set to this amplitude.

乗算器23は、中央処理回路21から出力された周波数信号と電流振幅設定回路22から出力された振幅信号を受取り、これらを乗じたもの(出力電流指令)の信号を出力する。なおこの出力電流指令の信号は、通常時、パワコン1が出力する電流の波形の目標となる、電流指令波形を表すことになる。また減算器24は、電流検出回路17から電流検出信号Idが入力されるようになっており、出力電流目標値の信号と電流検出信号Idとの差を出力する。また制御器25は、減算器24の出力を受取り、出力電流相当の電圧を表す信号を出力する。制御器25から出力されるこの信号は、通常時、インバータ回路14から電力系統へ電流指令波形の電流が流れるときの電圧降下に対応した波形を表すことになる。   The multiplier 23 receives the frequency signal output from the central processing circuit 21 and the amplitude signal output from the current amplitude setting circuit 22 and outputs a signal obtained by multiplying them (output current command). Note that the output current command signal represents a current command waveform that is a target of the waveform of the current output from the power conditioner 1 at normal times. The subtractor 24 receives the current detection signal Id from the current detection circuit 17 and outputs the difference between the output current target value signal and the current detection signal Id. The controller 25 receives the output of the subtracter 24 and outputs a signal representing a voltage corresponding to the output current. This signal output from the controller 25 normally represents a waveform corresponding to a voltage drop when a current command waveform current flows from the inverter circuit 14 to the power system.

電圧振幅算出回路29は、電圧検出信号Vdが入力されるようになっており、当該信号に基づいて、電力系統における電圧波形の振幅を算出する。そして電圧振幅算出回路29は、この算出された振幅に設定された振幅信号を出力する。乗算器30は、中央処理回路21から出力された周波数信号と電圧振幅算出回路29から出力された振幅信号を受取り、これらを乗じて生成した信号を出力する。乗算器30から出力されるこの信号は、通常時、電力系統における電圧波形を表すことになる。   The voltage amplitude calculation circuit 29 receives the voltage detection signal Vd, and calculates the amplitude of the voltage waveform in the power system based on the signal. Then, the voltage amplitude calculation circuit 29 outputs an amplitude signal set to the calculated amplitude. The multiplier 30 receives the frequency signal output from the central processing circuit 21 and the amplitude signal output from the voltage amplitude calculation circuit 29, and outputs a signal generated by multiplying them. This signal output from the multiplier 30 normally represents a voltage waveform in the power system.

加算器26は、制御器25の出力と乗算器30の出力を受取り、これらを加算したもの(インバータ操作量)の信号を出力する。加算器26の出力信号が表す波形、つまり制御器25と乗算器30の出力を合わせて得られる波形は、先述した電圧指令波形である。   The adder 26 receives the output of the controller 25 and the output of the multiplier 30 and outputs a signal obtained by adding them (inverter operation amount). The waveform represented by the output signal of the adder 26, that is, the waveform obtained by combining the outputs of the controller 25 and the multiplier 30, is the voltage command waveform described above.

PWMコンパレータ28は、非反転入力端子に加算器26の出力が入力され、反転入力端子に三角波生成回路27が生成する基準三角波の信号が入力される。PWMコンパレータ28はこれらの比較結果に応じた信号を、ゲート信号Sgとしてインバータ回路14へ出力する。   In the PWM comparator 28, the output of the adder 26 is input to the non-inverting input terminal, and the reference triangular wave signal generated by the triangular wave generating circuit 27 is input to the inverting input terminal. The PWM comparator 28 outputs a signal corresponding to these comparison results to the inverter circuit 14 as a gate signal Sg.

このような構成のパワコン制御装置20は、以下に示す通りに動作する。中央処理回路21は、電圧検出信号Vdを継続的に受取り、系統周波数を検出する。そして中央処理回路21は、この検出された系統周波数と一致するように周波数信号を生成し、乗算器23へ出力する。   The power control device 20 having such a configuration operates as shown below. The central processing circuit 21 continuously receives the voltage detection signal Vd and detects the system frequency. The central processing circuit 21 generates a frequency signal so as to coincide with the detected system frequency, and outputs the frequency signal to the multiplier 23.

そして乗算器22からPWMコンパレータ28までの一連の回路は、周波数信号、電流検出信号Id、および電圧検出信号Vdを反映させて、インバータ回路14をPWM制御するためのゲート信号Sgを生成する。ゲート信号Sgは、周波数や電圧振幅などにおいて、出力電力が系統電力と整合するように調節される。   A series of circuits from the multiplier 22 to the PWM comparator 28 generates a gate signal Sg for PWM control of the inverter circuit 14 by reflecting the frequency signal, the current detection signal Id, and the voltage detection signal Vd. The gate signal Sg is adjusted such that the output power matches the system power in terms of frequency and voltage amplitude.

また先述した連系状態制御動作(ステップS1〜S4)は、中央処理回路21が中心となって実行される。すなわち中央処理回路21が、電圧検出信号Vdを監視することにより、基準レベルを超える電気的変動が生じたかを監視する(ステップS1)。   Further, the above-described interconnected state control operation (steps S1 to S4) is executed mainly by the central processing circuit 21. That is, the central processing circuit 21 monitors whether the electrical fluctuation exceeding the reference level has occurred by monitoring the voltage detection signal Vd (step S1).

そして基準レベルを超える電気的変動が検出された場合(ステップS1のY)、中央処理回路21が単独運転判別動作(ステップS12〜S16)を実行する。このとき中央処理回路21は、ステップS12の動作として、周波数信号の周波数を変えることにより、電流指令波形および電圧指令波形の周波数を変え、間接的に、出力周波数に変化を与えるようにする。そして更に単独運転状態が発生したと判別したとき(ステップS3のY)、中央処理回路21は、パワコン1の電力系統への連系が解除されるように、リレー切替信号Srを連系リレー19に送出する(ステップS4)。   When an electrical fluctuation exceeding the reference level is detected (Y in step S1), the central processing circuit 21 performs an isolated operation determination operation (steps S12 to S16). At this time, the central processing circuit 21 changes the frequency of the current command waveform and the voltage command waveform and changes the output frequency indirectly by changing the frequency of the frequency signal as the operation of step S12. When it is further determined that an isolated operation state has occurred (Y in step S3), the central processing circuit 21 sends the relay switching signal Sr to the interconnection relay 19 so that the interconnection of the power conditioner 1 to the power system is released. (Step S4).

[変形例等について]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。本発明はその主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えて実施することが可能である。なお本実施形態に対する変形例としては、例えば以下に示すものが挙げられる。
[Modifications]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. In addition, as a modification with respect to this embodiment, the following are mentioned, for example.

本実施形態に係る「変化付与パターン」は、図4に示す通りの内容となっているが、この内容は、パワコン1の仕様や用途などに応じて、種々改変することが可能である。例えば、各区間の幅(本実施形態では交流電における2π/8の位相各分)や、変化量の数値の符号(+−)やその最大値(本実施形態では3.5Hz)などを、他の値としておくことが可能である。   The “change imparting pattern” according to the present embodiment has the contents as shown in FIG. 4, but the contents can be variously modified according to the specifications and usage of the power conditioner 1. For example, the width of each section (in this embodiment, each phase of 2π / 8 in AC power), the sign of the numerical value of change (+ −), its maximum value (3.5 Hz in this embodiment), etc. It can be set as the value of.

また本実施形態では、各区間を、一定の位相角ごとに区切られた区間としているが、他の形態としても構わない。例えば各区間を、一定ではない(全部又は一部が変化する)位相角ごとに区切られた区間としても良く、一定或いは一定ではない時間ごとに区切られた区間としても良い。   Further, in the present embodiment, each section is a section divided for each constant phase angle, but other forms may be used. For example, each section may be a section that is divided for each phase angle that is not constant (all or part of the section changes), or may be a section that is divided for each time that is not constant or constant.

また本実施形態では、単独運転状態の発生を検出するため、系統周波数が電力系統の正常周波数範囲から逸脱したかを直接監視するようにしている(ステップS13を参照)。但し単独運転状態の発生を検出する手法としては、他の手法が採用されるようにしても構わない。例えばパワコン制御装置20が図8に示す構成となっている場合において、先述した電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形(つまり、電圧検出信号Vdが表す波形)との差分に着目する手法も採用され得る。このような手法が採用された単独運転判別動作の流れについて、図9に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。   Further, in the present embodiment, in order to detect the occurrence of the isolated operation state, it is directly monitored whether the system frequency has deviated from the normal frequency range of the power system (see step S13). However, as a method for detecting the occurrence of the isolated operation state, another method may be adopted. For example, when the power controller 20 has the configuration shown in FIG. 8, the voltage command waveform (or current command waveform) described above and the voltage waveform in the detected power system (that is, the waveform represented by the voltage detection signal Vd) and A method that focuses on the difference between the two may also be employed. The flow of the isolated operation determination operation employing such a method will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

中央処理回路21は、変化付与パターンに従った、出力周波数への変化の付与を開始する(ステップS22)。この変化の付与は、周波数信号の周波数を変えることにより、電流指令波形や電圧指令波形の周波数が変わることで、間接的に実現される。なおステップS22の動作の趣旨は、先述したステップS12の動作と同様である。   The central processing circuit 21 starts giving a change to the output frequency according to the change giving pattern (step S22). The application of the change is indirectly realized by changing the frequency of the current signal waveform or the voltage command waveform by changing the frequency of the frequency signal. The purpose of the operation in step S22 is the same as that in step S12 described above.

そして中央処理回路21は、当該変化を与えるようにしつつ、電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形との差分が所定閾値を超えたか(ステップS23)、および変化の付与を開始してから判別待機時間が経過したか(ステップS24)を監視する。なお判別待機時間は、出力周波数に最大量の変化が与えられるまでの時間として、例えば出力電力の1周期以内(例えば、位相角6π/8)に設定されている。   Then, the central processing circuit 21, while giving the change, whether the difference between the voltage command waveform (or current command waveform) and the detected voltage waveform in the power system exceeds a predetermined threshold (step S23), and the change It is monitored whether the determination waiting time has elapsed since the start of the grant (step S24). The determination standby time is set, for example, within one cycle of output power (for example, a phase angle of 6π / 8) as the time until the maximum amount of change is given to the output frequency.

ここで系統周波数が出力周波数の変化に追従しない場合(つまり単独運転状態が発生していない場合)は、電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形のズレ(偏差)が大きくなり、これらの波形の差分も大きくなる。一方で、系統周波数が出力周波数の変化に追従する場合(つまり単独運転状態が発生している場合)は、このような波形のズレは大きくならず、これらの波形の差分も大きくならない。   Here, when the system frequency does not follow the change in the output frequency (that is, when the single operation state does not occur), the voltage command waveform (or current command waveform) and the deviation (deviation) of the detected voltage waveform in the power system. And the difference between these waveforms also increases. On the other hand, when the system frequency follows the change of the output frequency (that is, when an isolated operation state occurs), such a waveform shift does not increase and the difference between these waveforms does not increase.

そこで中央処理回路21は、電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形の差分が所定の閾値を超えたことを検出した場合には(ステップS23のY)、単独運転状態は発生していないと判別し(ステップS25)、今回の単独運転判別動作を終了する。   Therefore, when the central processing circuit 21 detects that the difference between the voltage command waveform (or current command waveform) and the detected voltage waveform in the power system exceeds a predetermined threshold (Y in step S23), the single operation is performed. It is determined that no state has occurred (step S25), and the current isolated operation determination operation is terminated.

また一方で、当該差分が閾値を超えることなく、変化の付与を開始してから判別待機時間が経過した場合には(ステップS24のY)、中央処理回路21は、単独運転状態が発生したと判別し(ステップS26)、今回の単独運転判別動作を終了する。なおここでの閾値は、単独運転状態が発生した場合には、電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形の差分が当該閾値を超えないように、単独運転状態が発生していない場合には当該閾値を超えるように、予め適切に設定された値である。   On the other hand, when the determination waiting time has elapsed since the start of the application of the change without the difference exceeding the threshold value (Y in step S24), the central processing circuit 21 indicates that the single operation state has occurred. It discriminate | determines (step S26) and complete | finishes this single operation discrimination | determination operation | movement. In addition, the threshold value here indicates that when the single operation state occurs, the single operation state is such that the difference between the voltage command waveform (or current command waveform) and the detected voltage waveform in the power system does not exceed the threshold value. When it does not occur, the value is set appropriately in advance so as to exceed the threshold value.

なお電力系統における電圧波形と比較する波形としては、上述したように、電圧指令波形や電流指令波形が挙げられるが、波形のズレ(偏差)がより明瞭になる(そのため、単独運転状態の検出がより容易となる)点で、電流指令波形を採用する方がより好ましい。またここで説明した単独運転判別動作(ステップS22〜S26)では、電圧指令波形(或いは電流指令波形)と、検出した電力系統における電圧波形の差分に基づいて、系統周波数が出力周波数の変化に追従したことを検出するようになっている。   In addition, as mentioned above, the voltage command waveform and the current command waveform can be cited as the waveform to be compared with the voltage waveform in the electric power system, but the deviation (deviation) of the waveform becomes clearer (so that the detection of the isolated operation state can be performed). It is more preferable to adopt the current command waveform in terms of easier). In the isolated operation determination operation (steps S22 to S26) described here, the system frequency follows the change in the output frequency based on the difference between the voltage command waveform (or current command waveform) and the detected voltage waveform in the power system. It has come to detect that.

このように当該単独運転判別動作(ステップS22〜S26)も、単独運転状態が発生したときには、系統周波数が出力周波数の変化に追従し、単独運転状態が発生していないときには追従しないことを利用して、単独運転を検出するようになっている。この点は、先に説明した単独運転判別動作(ステップS12〜S16)と同様である。   As described above, the isolated operation determination operation (steps S22 to S26) also utilizes the fact that the system frequency follows the change in the output frequency when the isolated operation state occurs and does not follow when the isolated operation state does not occur. Thus, the isolated operation is detected. This point is the same as the isolated operation determination operation (steps S12 to S16) described above.

また本実施形態に係る「変化付与パターン」では、変化量の増減が規則的となるように(つまり、前半は徐々に増大するように、かつ、後半は徐々に減少するように)設定されているが、この増減が不規則となるように設定することも考えられる。   In addition, in the “change imparting pattern” according to the present embodiment, the change amount is set to increase and decrease regularly (that is, the first half gradually increases and the second half gradually decreases). However, it may be set so that this increase / decrease is irregular.

このようにすれば、単独運転状態が発生していない場合、出力電力と系統電力の差分を示す波形は、負側あるいは正側に大きく偏った形状となる。また単独運転状態が発生した場合には、当該波形はこのように偏った形状とはならない。この違いを利用して、単独運転状態の発生の有無を判別することが可能である。   In this way, when the isolated operation state has not occurred, the waveform indicating the difference between the output power and the system power has a shape that is largely biased to the negative side or the positive side. In addition, when a single operation state occurs, the waveform does not have such a biased shape. Using this difference, it is possible to determine whether or not an isolated operation state has occurred.

また周波数の変化量については、系統周波数が出力周波数に付与された変化に追従したか否かが判別されるまで、当該変化量を区間ごとに段階的に増大させるようにしても良い。この場合、追従したと判別された後、当該変化量を増加或いは減少させるようにしても良く、そのままの量に維持させるようにしても良い。なお当該変化量を増加或いは減少させるにあたっては、当該変化量を増加或いは減少させる速さ(緩急)が変えられるようになっていても良い。   As for the amount of change in frequency, the amount of change may be increased stepwise for each section until it is determined whether or not the system frequency follows the change given to the output frequency. In this case, after it is determined that it has followed, the amount of change may be increased or decreased, or may be maintained as it is. In increasing or decreasing the amount of change, the speed (increase / decrease) of increasing or decreasing the amount of change may be changed.

例えば当該変化量を区間ごとに0.6Hzずつ増大させる場合であって、かつ、第4区間において追従したと判別される場合を想定する。この場合、図10に示す「増加パターン」(第5区間以降も変化量が増大する)、「継続パターン」(第5区間以降は変化量がそのまま維持される)、および「減少パターン」(第5区間以降は変化量が減少する)の何れが実現されるようにしても構わない。   For example, a case is assumed in which the amount of change is increased by 0.6 Hz for each section and it is determined that the change has been followed in the fourth section. In this case, the “increase pattern” shown in FIG. 10 (the amount of change increases after the fifth section), the “continuation pattern” (the amount of change is maintained as it is after the fifth section), and the “decrease pattern” (the first pattern). Any of the following may be realized: the amount of change decreases after the fifth section).

また本実施形態では、検出される系統周波数が電力系統の正常周波数範囲から逸脱したときに、直ちに単独運転状態が発生したと判別するようにしているが(ステップS13、S15を参照)、その代わりに、逸脱した状態が一定期間(例えば、1〜数周期程度)連続した場合に、単独運転状態が発生したと判別するようにしても構わない。このようにすれば、当該判別に要する時間はやや長くなるが、当該判別の精度をより向上させる(より慎重に判別されるようにする)ことが可能となる。   Further, in this embodiment, when the detected system frequency deviates from the normal frequency range of the power system, it is immediately determined that an isolated operation state has occurred (see steps S13 and S15). Moreover, you may make it discriminate | determine that the isolated operation state generate | occur | produced when the state which deviated continued for a fixed period (for example, about 1 to several cycles). In this way, the time required for the determination is slightly longer, but the accuracy of the determination can be further improved (more carefully determined).

また本実施形態では、単独運転状態が発生したと判別されたときに、直ちに電力系統への連系を解除させる(連系リレー19を開く)ようにしているが(ステップS3、S4を参照)、その代わりに、単独運転状態が発生したと判別されてから一定時間(例えば、0.1秒程度)経過した後に、電力系統への連系を解除させるようにしても構わない。   In the present embodiment, when it is determined that the single operation state has occurred, the connection to the power system is immediately released (the connection relay 19 is opened) (see steps S3 and S4). Instead of this, after a certain time (for example, about 0.1 second) has elapsed since it was determined that the single operation state has occurred, the connection to the power system may be released.

また、単独運転状態が発生したと判別された場合、電力系統への連系を解除させるとともに、単独運転状態の発生を知らせるための報知信号が出力されるようにしても構わない。また更に、単独運転状態が発生したと判別された場合、パワコン1から電力系統に出力される電流の振幅を減衰させること等により、電力系統に出力される電力が小さくなるようにしても構わない。   In addition, when it is determined that the isolated operation state has occurred, the connection to the power system may be released, and a notification signal for notifying the occurrence of the isolated operation state may be output. Furthermore, when it is determined that an isolated operation state has occurred, the power output to the power system may be reduced by, for example, attenuating the amplitude of the current output from the power conditioner 1 to the power system. .

[その他]
以上までに説明した通り、本実施形態に係るパワコン1(電力変換装置)は、直流電源2が発生させた直流電力を、出力電力(現在設定されている出力周波数の交流電力)に変換して出力するものとなっており、更に、この出力周波数に変化を与える機能部(変化付与部)を備えている。
[Others]
As described above, the power conditioner 1 (power conversion device) according to the present embodiment converts the DC power generated by the DC power source 2 into output power (AC power of the currently set output frequency). In addition, a function unit (change imparting unit) that changes the output frequency is provided.

この変化付与部は、前記変化を与えておくべき変化付与期間(出力電力の2周期分)を、前記出力電力の周期より短い複数の区間(幅が2π/8の位相角である区間)に区切り、前記変化の量を、該区間ごとに変える(設定する)ようになっている。より具体的には、前記変化の量が最大量(3.5Hz)に達するまでは、該変化の量を前記区間ごとに段階的に(0.5Hzずつ)増大させ、該変化の量が最大量に達した後は、該変化の量を該区間ごとに段階的に(0.5Hzずつ)減少させるようになっている。   The change imparting unit divides the change imparting period (two output power cycles) in which the change should be given into a plurality of sections (sections having a width of 2π / 8 phase angle) shorter than the output power period. The amount of change is changed (set) for each section. More specifically, until the amount of change reaches the maximum amount (3.5 Hz), the amount of change is increased step by step (in increments of 0.5 Hz), and the amount of change is maximized. After reaching a large amount, the amount of change is decreased stepwise (by 0.5 Hz) for each section.

そのためパワコン1によれば、出力周波数に最大量の変化を与えるにあたり、出力周波数に与える変化を出来るだけ緩やかにしつつ、これを実現することが可能となっている。すなわち、出力電力の1周期或いはそれ以上の間隔で徐々に変化量を変える場合に比べ、より少しずつ段階的に変化量を変えることにより、出力周波数に与える変化をより緩やかにすることが可能となっている。また交流電力の1周期未満の時間で速やかに変化を捉えることが容易となり、その変化に応じて速やかに変化量を変える事が可能となっている。   Therefore, according to the power conditioner 1, when the maximum amount of change is given to the output frequency, this can be realized while making the change given to the output frequency as gentle as possible. That is, it is possible to make the change given to the output frequency more gradual by changing the change amount little by little in comparison with the case where the change amount is gradually changed at intervals of one cycle or more of the output power. It has become. In addition, it is easy to quickly detect a change in less than one cycle of AC power, and the amount of change can be quickly changed according to the change.

なおこのような変化付与部を備えるようにした電力変換装置は、これまでに説明したようにパワコンとするだけでなく、例えば、交流電力によって回転駆動するモータ(交流電力の周波数(出力周波数)によって回転数が決まる)に利用することも可能である。このようにすれば、出力周波数の変化を緩やかなものとして、回転のムラや振動によるエネルギー損失を、極力抑えることが可能となる。   Note that the power conversion device provided with such a change imparting unit is not only a power converter as described above, but also, for example, a motor that is driven to rotate by AC power (frequency (output frequency) of AC power). It is also possible to use this for determining the rotation speed. In this way, it is possible to suppress the energy loss due to uneven rotation and vibration as much as possible by making the change in the output frequency moderate.

またパワコン1は、より具体的には、電力系統に連系し、この電力系統における電力の周波数と略一致するように出力周波数を設定して、出力電力をこの電力系統に出力するようになっており、更に、単独運転状態の発生の有無を判別する機能部(単独運転判別部)をも備えている。   More specifically, the power conditioner 1 is connected to the power system, sets the output frequency so as to substantially match the frequency of the power in the power system, and outputs the output power to the power system. In addition, a function unit (single operation determination unit) that determines whether or not an isolated operation state has occurred is also provided.

そして変化付与部は、出力周波数に、意図的な誤差としての変化を与えるものであり、単独運転判別部は、出力周波数に変化が与えられた状況下で、電力系統における電力の周波数がこの変化に追従したことを検出することにより、単独運転状態の発生の有無を判別するようになっている。   The change imparting unit gives a change as an intentional error to the output frequency, and the isolated operation determination unit changes the frequency of the power in the power system under a situation where the change is given to the output frequency. It is determined whether or not an isolated operation state has occurred by detecting that the vehicle has been followed.

また変化付与部は、基準レベルを超える電気的変動が検出されることによって、単独運転状態の発生が疑われる状況となる度に、出力周波数に変化を与えるための付与動作を行うようになっており(ステップS1を参照)、単独運転判別部は、この付与動作が行われる度に、単独運転状態の発生の有無を判別するようになっている。なおこの電気的変動が系統周波数の変動である場合、パワコン1は当該付与動作を行うことにより、この周波数の変化を早期に捉えて、当該変化を速やかに増進させることが可能であると言える。   In addition, the change imparting unit performs an imparting operation for changing the output frequency every time the occurrence of the isolated operation state is suspected by detecting the electrical fluctuation exceeding the reference level. (See step S1), the isolated operation determination unit determines whether or not an isolated operation state has occurred each time this giving operation is performed. When this electrical fluctuation is a system frequency fluctuation, it can be said that the power conditioner 1 can quickly recognize the change in the frequency and rapidly increase the change by performing the applying operation.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また上記説明では、電気的な量を表す指標として主に「電力」を用いたが、矛盾のない限り、「電圧」や「電流」と読み替えることも可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention. In the above description, “power” is mainly used as an index representing the electrical quantity, but it can be read as “voltage” or “current” as long as there is no contradiction.

本発明は、電力系統に連系するパワーコンディショナ等に利用することができる。   The present invention can be used for a power conditioner connected to an electric power system.

1 パワーコンディショナ(電力変換装置)
2 直流電源(分散電源)
3 系統電源
4 系統遮断機
5 負荷
11 ダイオード
12 コンデンサ
14 インバータ回路
15 インダクタ
16 コンデンサ
17 電流検出回路
18 電圧検出回路
19 連系リレー
20 パワコン制御装置
21 中央処理回路
22 電流振幅設定回路
23 乗算器
24 減算器
25 制御器
26 加算器
27 三角波生成回路
28 PWMコンパレータ
29 電圧振幅算出回路
30 乗算器
1 Power conditioner (power converter)
2 DC power supply (distributed power supply)
3 system power supply 4 system circuit breaker 5 load 11 diode 12 capacitor 14 inverter circuit 15 inductor 16 capacitor 17 current detection circuit 18 voltage detection circuit 19 interconnection relay 20 power condition control device 21 central processing circuit 22 current amplitude setting circuit 23 multiplier 24 subtraction Unit 25 Controller 26 Adder 27 Triangle wave generation circuit 28 PWM comparator 29 Voltage amplitude calculation circuit 30 Multiplier

Claims (9)

直流電力を、現在設定されている出力周波数の交流電力である、出力電力に変換して出力する電力変換装置であって、
前記出力周波数に変化を与える変化付与部を備え、
前記変化付与部は、
前記変化を与えておくべき変化付与期間を、前記出力電力の周期より短い複数の区間に区切り、
前記変化の量を、該区間ごとに設定することを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device that converts DC power into output power that is AC power at the currently set output frequency, and outputs the output power,
A change providing unit for changing the output frequency;
The change imparting unit
The change giving period to which the change should be given is divided into a plurality of sections shorter than the cycle of the output power,
An amount of the change is set for each section.
電力系統に連系し、該電力系統における電力の周波数に応じて前記出力周波数を設定して、前記出力電力を該電力系統に出力する請求項1に記載の電力変換装置であって、
単独運転状態の発生の有無を判別する単独運転判別部を備え、
前記単独運転判別部は、
前記出力周波数に前記変化が与えられた状況下で、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かに基づいて、単独運転状態の発生の有無を判別することを特徴とする電力変換装置。
The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is connected to an electric power system, sets the output frequency according to a frequency of electric power in the electric power system, and outputs the output electric power to the electric power system.
An independent operation determination unit that determines whether or not an isolated operation state has occurred,
The islanding determination unit
Under the circumstances where the change is given to the output frequency, it is determined whether or not a single operation state has occurred based on whether or not the frequency of the power in the power system follows the change. Conversion device.
前記変化付与部は、
前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かが判別されるまで、該変化の量を前記区間ごとに段階的に増大させることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
The change imparting unit
The power converter according to claim 2, wherein the amount of the change is increased stepwise for each section until it is determined whether or not the frequency of power in the power system follows the change. .
前記変化付与部は、
変化付与期間において、前記変化の量が所定の最大量に達するまでは、該変化の量を前記区間ごとに段階的に増大させ、
該変化の量が該最大量に達した後は、該変化の量を該区間ごとに段階的に減少させることを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
The change imparting unit
In the change granting period, until the amount of change reaches a predetermined maximum amount, the amount of change is increased step by step for each section,
3. The power conversion device according to claim 2, wherein after the amount of the change reaches the maximum amount, the amount of the change is decreased step by step for each of the sections.
前記変化付与部は、
単独運転状態の発生が疑われる状況となる度に、前記出力周波数に前記変化を与えるための付与動作を行うものであり、
前記単独運転判別部は、
前記付与動作が行われる度に、単独運転状態の発生の有無を判別することを特徴とする請求項2から請求項4の何れかに記載の電力変換装置。
The change imparting unit
Every time the occurrence of a single operation state is suspected, a giving operation for giving the change to the output frequency is performed,
The islanding determination unit
The power converter according to any one of claims 2 to 4, wherein the presence / absence of a single operation state is determined each time the application operation is performed.
電圧指令波形を算出し、出力する電圧の波形の目標が該電圧指令波形となるようにインバータ回路を制御することで、前記電力系統における電圧波形と略一致する波形の電圧を出力する請求項2から請求項5の何れかに記載の電力変換装置であって、
前記変化付与部は、
前記電圧指令波形における周波数を変えることにより、前記変化を与えるものであり、
前記単独運転判別部は、
前記電圧指令波形と、検出された前記電力系統における電圧波形との差分に基づいて、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かを判別することを特徴とする電力変換装置。
The voltage command waveform is calculated, and the inverter circuit is controlled so that the target voltage waveform to be output is the voltage command waveform, thereby outputting a voltage having a waveform that substantially matches the voltage waveform in the power system. The power conversion device according to claim 5,
The change imparting unit
By giving the change by changing the frequency in the voltage command waveform,
The islanding determination unit
A power conversion device that determines whether or not the frequency of power in the power system follows the change based on a difference between the voltage command waveform and the detected voltage waveform in the power system.
電圧指令波形を算出し、出力する電圧の波形の目標が該電圧指令波形となるようにインバータ回路を制御することで、前記電力系統における電圧波形と略一致する波形の電圧を出力する請求項2から請求項5の何れかに記載の電力変換装置であって、
出力する電流の波形の目標となる電流指令波形を決定するものであり、
前記電圧指令波形は、
検出された前記電力系統における電圧波形と、前記インバータ回路から該電力系統へ前記電流指令波形の電流が流れるときの電圧降下に対応した波形と、を合わせることで算出されるものであり、
前記変化付与部は、
前記電流指令波形における周波数を変えることにより、前記変化を与えるものであり、
前記単独運転判別部は、
前記電流指令波形と、検出された前記電力系統における電圧波形との差分に基づいて、前記電力系統における電力の周波数が前記変化に追従したか否かを判別することを特徴とする電力変換装置。
The voltage command waveform is calculated, and the inverter circuit is controlled so that the target voltage waveform to be output is the voltage command waveform, thereby outputting a voltage having a waveform that substantially matches the voltage waveform in the power system. The power conversion device according to claim 5,
Determines the current command waveform that is the target of the current waveform to be output.
The voltage command waveform is
The detected voltage waveform in the power system and the waveform corresponding to the voltage drop when the current command waveform current flows from the inverter circuit to the power system are calculated together,
The change imparting unit
By giving the change by changing the frequency in the current command waveform,
The islanding determination unit
A power conversion device that determines whether or not the frequency of power in the power system follows the change based on a difference between the current command waveform and the detected voltage waveform in the power system.
前記複数の区間の各々は、
前記出力電力における2π未満の一定の位相角ごとに区切られた区間であることを特徴とする請求項2から請求項7の何れかに記載の電力変換装置。
Each of the plurality of sections is
The power conversion device according to any one of claims 2 to 7, wherein the power conversion device is a section that is divided for each constant phase angle of less than 2π in the output power.
請求項2から請求項8の何れかに記載の電力変換装置と、
前記直流電力を発生させる直流電源と、を備え、
前記直流電力を交流電力に変換して、前記電力系統に供給することを特徴とする電力供給システム。
A power conversion device according to any one of claims 2 to 8,
A DC power source for generating the DC power,
The power supply system, wherein the DC power is converted into AC power and supplied to the power system.
JP2010149697A 2010-06-30 2010-06-30 Power conversion device and power supply system Pending JP2012016159A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010149697A JP2012016159A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Power conversion device and power supply system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010149697A JP2012016159A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Power conversion device and power supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012016159A true JP2012016159A (en) 2012-01-19

Family

ID=45601940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010149697A Pending JP2012016159A (en) 2010-06-30 2010-06-30 Power conversion device and power supply system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012016159A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200003631A (en) * 2018-07-02 2020-01-10 한전케이디엔주식회사 Protection device and method for distributed energy resources in electric distribution system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200003631A (en) * 2018-07-02 2020-01-10 한전케이디엔주식회사 Protection device and method for distributed energy resources in electric distribution system
KR102141527B1 (en) * 2018-07-02 2020-08-05 한전케이디엔주식회사 Protection device and method for distributed energy resources in electric distribution system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5267589B2 (en) Power converter
JP5893057B2 (en) Isolated operation detection device and isolated operation detection method
US10615636B2 (en) Uninterruptible power supply
JP5985775B1 (en) Isolated operation detection device and isolated operation detection method
JP2011024294A (en) Control circuit of power conversion circuit and power conversion equipment including the control circuit
WO2012114467A1 (en) Power conversion device
JP2011015493A (en) Distributed power supply device
JP2009136096A (en) Islanding detecting method, controller, islanding detecting apparatus and distribution type power supply system
US10892623B2 (en) Method for detecting islanding condition for a DC/AC converter apparatus and a DC/AC converter apparatus thereof
JP2012026836A (en) Frequency detection method for distributed power source and system interconnection protection apparatus
JP6030468B2 (en) Power converter
JP2017121149A (en) Electric power conversion device
JP5891365B2 (en) Power conversion device and power supply system
JP6075901B2 (en) Thyristor starter and control method thereof
JP2012016159A (en) Power conversion device and power supply system
JP6825243B2 (en) Grid interconnection controller
JP6340913B2 (en) Control apparatus and control method
JP2012016160A (en) Power conversion device and power supply system
JP2019097288A (en) Power conversion device
JP2013078207A (en) Electric power conversion system
JP5793349B2 (en) Isolated operation detection method, power conditioner, and distributed power supply system
JP2019201503A (en) Electric power conversion system
JP6398057B2 (en) AC power supply apparatus and instantaneous voltage fluctuation detection method thereof
JP2017229198A (en) System interconnection control device
JP2015223037A (en) Power conversion device and photovoltaic power generation system using the same