JP2013009478A - Device of controlling power conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly transition to an autonomous operation when an inverter detects a single operation or when a system voltage is reduced.SOLUTION: A bi-directional power conversion circuit 2 and inverter bridges 4u and 4v converting a power from a battery 1 into an AC voltage are provided. The inverter bridges are operated as a converter when the battery 1 is charged from a system power supply 13, and the inverter bridges are operated as an inverter when the battery is discharged. At an interconnected operation, interconnected relays 10u and 10v are turned on and autonomous relays 31u, 31v and 31n are turned off by an inverter output to supply a power to a single-phase three-wire load. System relays 30u and 30v arranged in series to the interconnected relays and operating with the autonomous relays are turned on to supply a power to the system power supply. In the case that the system voltage is lost, the interconnected relays are turned off and the system relays are turned off, and autonomous relays are turned on in conjunction with turning off of the system relays to switch over to an autonomous operation for supplying a power from the battery to the single-phase three-wire load.

Description

本発明の実施形態は、パワーコンディショナの制御装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a control device for a power conditioner.

自然エネルギーを利用する場合に、エネルギーを電池に貯蔵して、必要な時にインバータにより交流に変換して使用する技術が、従来から知られている。その場合、電池を利用した自立運転と、系統からの電力使用との切換を行うためにパワーコンディショナの制御装置が使用される。   2. Description of the Related Art Conventionally, when using natural energy, a technique for storing energy in a battery and converting it into alternating current using an inverter when necessary is known. In that case, a control device for the power conditioner is used to switch between a self-sustained operation using a battery and the use of electric power from the system.

パワーコンディショナの制御装置は、
(1) 系統電源から電池を充電する。
(2) 電池から放電するエネルギーを系統に供給する。
(3) 系統電圧が無くなったとき電池によって自立運転して、単相3線式負荷に電力を供給する。
などの用途に使用される。この制御装置としては、例えば、特許文献1や2に記載のものが知られている。
The control device for the inverter is
(1) Charge the battery from the grid power supply.
(2) Supply energy discharged from the battery to the grid.
(3) When the system voltage is lost, the battery runs on its own and supplies power to the single-phase three-wire load.
Used for such applications. As this control apparatus, the thing of patent documents 1 and 2 is known, for example.

パワーコンディショナの制御装置のひとつとして、電池からの電力を単相3線式交流に変換するにあたり、U相、N相及びV相のハーフブリッジ素子を利用したものが知られている。しかし、この従来技術は、N相を作るためのハーフブリッジ素子が1組必要となり、回路が複雑である。また、一般に電池側からの自立運転時と系統の電力容量の差から、及び電力会社が定めた系統連系ガイドラインにより、従来技術では、自立運転時の負荷と系統連系時の負荷とを別々に設けている。そのため、自立運転時と系統連系時とでは、それに合わせて負荷を切り替える必要がある。   As a control device for a power conditioner, a device using U-phase, N-phase, and V-phase half-bridge elements is known for converting electric power from a battery into a single-phase three-wire AC. However, this prior art requires one set of half-bridge elements for producing the N phase, and the circuit is complicated. In general, according to the difference in power capacity of the grid from the stand-alone operation from the battery side and the grid interconnection guidelines established by the power company, the conventional technology separates the load during stand-alone operation from the grid interconnection load. Provided. For this reason, it is necessary to switch the load in accordance with the independent operation and the grid connection.

特開2003−018859号公報JP 2003-018859 A 特許第3539455号Japanese Patent No. 3539455

本実施形態の目的は、インバータが単独運転を検出した時や系統電圧が低下した時に、速やかに自立運転に移行することが可能で、しかも、運転時において系統電源と自立電源が干渉することがないパワーコンディショナの制御装置を提供することにある。
また、前記のようなパワーコンディショナの制御装置を簡単な回路で構成することも、本実施形態の目的の一つである。
The purpose of this embodiment is to make it possible to quickly shift to independent operation when the inverter detects isolated operation or when the system voltage decreases, and the system power supply and the independent power supply may interfere during operation. It is not to provide a control device for the inverter.
Another object of the present embodiment is to configure the control device for the power conditioner as described above with a simple circuit.

上記の目的を達成するために、実施形態のパワーコンディショナの制御装置は、次の点を特徴とする。   In order to achieve the above object, the power conditioner control apparatus of the embodiment is characterized by the following points.

(1)電池からの電力を交流電圧に変換する双方向電力変換回路とインバータブリッジを備える。
(2)系統電源から電池を充電する時は前記インバータブリッジをコンバータとして動作させ、電池の放電時は前記インバータブリッジをインバータとして動作させて、電池と系統電源との連系運転を行う。
(3)系統電圧が消滅したときは自立運転に切替えて単相3線式負荷に電池からの電力を供給する。
(4)連系運転時にインバータ出力から連系リレーをオン及び自立リレーをオフにして単相3線式負荷に電力を供給すると共に、連系リレーと直列に配置されかつ前記自立リレーと連動する系統リレーをオンにして系統電源に電力を供給する。
(5)系統電圧が消失したときは、前記連系リレーをオフ及び系統リレーをオフにし、この系統リレーのオフに連動して自立リレーをオンにして、単相3線式負荷に電池からの電力を供給する自立運転に切り替える。
(1) A bidirectional power conversion circuit that converts electric power from the battery into an AC voltage and an inverter bridge are provided.
(2) When the battery is charged from the system power supply, the inverter bridge is operated as a converter, and when the battery is discharged, the inverter bridge is operated as an inverter to perform a linked operation of the battery and the system power supply.
(3) When the system voltage disappears, the operation is switched to the self-sustaining operation and the electric power from the battery is supplied to the single-phase three-wire load.
(4) At the time of interconnection operation, the interconnection relay is turned on and the independent relay is turned off to supply power to the single-phase three-wire load from the inverter output, and is arranged in series with the interconnection relay and interlocked with the autonomous relay. Turn on the grid relay to supply power to the grid power supply.
(5) When the system voltage disappears, the interconnection relay is turned off and the system relay is turned off, the self-supporting relay is turned on in conjunction with the system relay being turned off, and the single-phase three-wire load Switch to independent operation to supply power.

第1の実施形態の回路図。The circuit diagram of a 1st embodiment. 第2の実施形態の回路図。The circuit diagram of a 2nd embodiment.

1.第1の実施形態
[構成]
第1の実施形態を、図1を用いて説明する。
電池1に接続された双方向電力変換回路2の出力に、コンデンサ3uと3vが直列となって接続されている。双方向電力変換回路2の出力には、前記コンデンサ3uと3vと並列に、U相のハーフブリッジ回路4uとV相のハーフブリッジ回路4vが接続されている。
1. First Embodiment [Configuration]
A first embodiment will be described with reference to FIG.
Capacitors 3u and 3v are connected in series to the output of the bidirectional power conversion circuit 2 connected to the battery 1. A U-phase half-bridge circuit 4u and a V-phase half-bridge circuit 4v are connected to the output of the bidirectional power conversion circuit 2 in parallel with the capacitors 3u and 3v.

U相のハーフブリッジ回路4uの出力は、直列に接続されたリアクトル7uと電流検出器8uを介してU相の連系リレー10uに接続されている。U相の連系リレー10uの出力は、系統リレー30u及びサーキットブレーカ12uを通って、交流電源13のU相に接続されている。V相のハーフブリッジ回路4vの出力は、直列に接続されたリアクトル7vと電流検出器8vを介してV相の連系リレー10vに接続されている。V相の連系リレー10vの出力は、系統リレー30v及びサーキットブレーカ12vを通って、交流電源13のV相に接続されている。なお、このサーキットブレーカ12u,12vは、安全スイッチ用で、系統電源13との開閉を手動で行うものである。   The output of the U-phase half-bridge circuit 4u is connected to a U-phase interconnection relay 10u via a reactor 7u and a current detector 8u connected in series. The output of the U-phase interconnection relay 10u is connected to the U-phase of the AC power supply 13 through the system relay 30u and the circuit breaker 12u. The output of the V-phase half-bridge circuit 4v is connected to a V-phase interconnection relay 10v via a reactor 7v and a current detector 8v connected in series. The output of the V-phase interconnection relay 10v is connected to the V-phase of the AC power supply 13 through the system relay 30v and the circuit breaker 12v. The circuit breakers 12u and 12v are for safety switches and manually open / close with the system power supply 13.

U相及びV相のリアクトル7u,7vには、それぞれフィルタコンデンサ9u,9vが接続されている。このリアクトル7u,7vとフィルタコンデンサ9u,9vは、前記各相の電力中の高周波成分(出力リプル)を吸収する。このフィルタコンデンサ9u,9vの他端は、前記双方向電力変換回路2と並列に接続されたコンデンサ3u,3vの中間点から伸びるN相の配線に接続されている。   Filter capacitors 9u and 9v are connected to the U-phase and V-phase reactors 7u and 7v, respectively. The reactors 7u and 7v and the filter capacitors 9u and 9v absorb high-frequency components (output ripples) in the power of each phase. The other ends of the filter capacitors 9u and 9v are connected to an N-phase wiring extending from an intermediate point between the capacitors 3u and 3v connected in parallel with the bidirectional power conversion circuit 2.

U相とV相の連系リレー10u,10vには、それぞれ並列に自立リレー31u,31vが接続されている。これら自立リレー31u,31vは、前記サーキットブレーカ12u,12v,12nのb接点(常開接点)12b及び系統リレー30u,30vのb接点(常開接点)30bを介して、制御回路21に接続されている。   Autonomous relays 31u and 31v are connected in parallel to the U-phase and V-phase interconnection relays 10u and 10v, respectively. These self-supporting relays 31u and 31v are connected to the control circuit 21 via the b contact (normally open contact) 12b of the circuit breakers 12u, 12v and 12n and the b contact (normally open contact) 30b of the system relays 30u and 30v. ing.

一方、系統リレー30u,30vは、自立リレー31u,31vのb接点(常開接点)31bを介して、制御回路21に接続されている。これにより、
(1) 自立リレー31u,31vと、
(2) サーキットブレーカ12u〜12n及び系統リレー30u,30vとは、
(1) 又は(2) のいずれか一方のみが投入され、(1) と(2) の両者が同時に投入されることがない。
On the other hand, the system relays 30u and 30v are connected to the control circuit 21 via b-contacts (normally-open contacts) 31b of the self-supporting relays 31u and 31v. This
(1) Independent relays 31u, 31v,
(2) Circuit breakers 12u-12n and system relays 30u, 30v
Only either (1) or (2) is input, and both (1) and (2) are not input simultaneously.

すなわち、自立リレー31u〜31nを動作させる励磁巻線は、
(1) サーキットブレーカ12u〜12nのb接点12bにより、サーキットブレーカ12u〜12nがオフになっている。
(2) 系統リレー30u,30vがオフになっている。
という二つの条件を満足した場合に励磁され、この巻線の励磁により自立リレー31が投入される。
That is, the exciting winding for operating the self-supporting relays 31u to 31n is
(1) The circuit breakers 12u to 12n are turned off by the b contacts 12b of the circuit breakers 12u to 12n.
(2) The system relays 30u and 30v are turned off.
When the above two conditions are satisfied, the self-supporting relay 31 is turned on by exciting the winding.

また、系統リレー30u,30vには、自立リレー31u〜31nのb接点31bが直列に接続されているので、自立リレー31u〜31nが投入されているときは、系統リレー30u,30vは投入されず、系統電源13と電池1による自立電源が混触することはない。   Further, since the b contacts 31b of the self-supporting relays 31u to 31n are connected in series to the system relays 30u and 30v, the system relays 30u and 30v are not turned on when the self-supporting relays 31u to 31n are turned on. The system power supply 13 and the independent power supply by the battery 1 are not mixed.

単相3線負荷15は、U相の連系リレー10uと系統リレー30uの接続点と、V相の連系リレー10vと系統リレー30vの接続点の2箇所から200Vを取り出している。また、単相3線負荷15の100Vは、サーキットブレーカ12nのN相から取り出している。すなわち、電池による自立運転になると、自立リレー31u〜31nが投入され、サーキットブレーカ12nから取り出されたN相は、自立リレー31nを通ってコンデンサ3uと3vの中点に接続され、ハーフブリッジインバータが構成される。   The single-phase three-wire load 15 takes out 200V from two points of a connection point between the U-phase interconnection relay 10u and the system relay 30u and a connection point between the V-phase interconnection relay 10v and the system relay 30v. Moreover, 100V of the single-phase three-wire load 15 is taken out from the N phase of the circuit breaker 12n. In other words, when the battery is operated independently, the independent relays 31u to 31n are turned on, and the N phase taken out from the circuit breaker 12n is connected to the midpoint of the capacitors 3u and 3v through the independent relay 31n, and the half-bridge inverter Composed.

前記電池1の電圧は、その出力端に設けられた電圧検出回路22によって検出される。電圧検出回路22によって検出された電池電圧は、制御回路21に入力される。   The voltage of the battery 1 is detected by a voltage detection circuit 22 provided at its output end. The battery voltage detected by the voltage detection circuit 22 is input to the control circuit 21.

制御回路21は、ハーフブリッジ回路4u,4vのゲート駆動回路18u,18v、連系リレー10u,10v、系統リレー30u,30v及び自立リレー31u〜31nを制御して、次の処理を行う。
(1) 電池の充電時は、ハーフブリッジ回路4u,4vをコンバータとして動作させ、電池の放電時は、ハーフブリッジ回路4u,4vをインバータとして動作させる。
(2) 連系運転時に、ハーフブリッジ回路4u,4vを、系統連系インバータとして動作させる。
(3) 自立運転時に、ハーフブリッジ回路4u,4vを、自立インバータとして動作させる。
The control circuit 21 controls the gate drive circuits 18u and 18v of the half bridge circuits 4u and 4v, the interconnection relays 10u and 10v, the system relays 30u and 30v, and the independent relays 31u to 31n, and performs the following processing.
(1) When the battery is charged, the half bridge circuits 4u and 4v are operated as a converter, and when the battery is discharged, the half bridge circuits 4u and 4v are operated as an inverter.
(2) During the interconnection operation, the half bridge circuits 4u and 4v are operated as a grid interconnection inverter.
(3) During the independent operation, the half bridge circuits 4u and 4v are operated as an independent inverter.

また、制御回路21は、電流検出器8u,8vや負荷15などからの情報、例えば、周波数や電圧、周波数変化率の異常等の情報に基づいて、系統電圧の異常あるいは消失を検出する。この検出結果に従い、制御回路21は、ハーフブリッジ回路4u,4vのゲート駆動回路18u,18vを制御して、単独運転を検出すると、U相及びV相のゲート信号を遮断し、自立運転に切り替えて負荷に電力を供給する。   In addition, the control circuit 21 detects an abnormality or disappearance of the system voltage based on information from the current detectors 8u, 8v, the load 15, and the like, for example, information such as an abnormality in the frequency, voltage, and frequency change rate. According to the detection result, the control circuit 21 controls the gate drive circuits 18u and 18v of the half bridge circuits 4u and 4v to detect the single operation, and shuts off the U-phase and V-phase gate signals and switches to the independent operation. To supply power to the load.

[作用]
前記のような構成を有する本実施形態の作用を説明する。
[Action]
The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.

(1)系統連系運転
サーキットブレーカ12u,12v,12nが投入されると、サーキットブレーカ12u,12v,12nのb接点12bが開放されるため、自立リレー31u〜31nはオフになる。そのため、自立リレー31u〜31nのb接点31bが投入され、このb接点31bに接続された巻線が励磁され、系統リレー30u,30vがオンになり、単相3線負荷15に系統電源13が接続される。
(1) System interconnection operation When the circuit breakers 12u, 12v, and 12n are turned on, the b-contact 12b of the circuit breakers 12u, 12v, and 12n is opened, so that the self-supporting relays 31u to 31n are turned off. Therefore, the b contact 31 b of the self-supporting relays 31 u to 31 n is turned on, the winding connected to the b contact 31 b is excited, the system relays 30 u and 30 v are turned on, and the system power supply 13 is connected to the single-phase three-wire load 15. Connected.

この状態において、制御回路21が連系リレー10u,10vを投入し、ハーフブリッジ回路4uと4vをインバータとして駆動させる。これにより、U相の連系リレー10uと系統リレー30uの接続点と、V相の連系リレー10vと系統リレー30vの接続点の2箇所において、電池1側と系統電源13とがAC200Vで連系する。その結果、電池1からの電力を、系統又は負荷15に供給することができる。   In this state, the control circuit 21 turns on the interconnection relays 10u and 10v to drive the half bridge circuits 4u and 4v as inverters. As a result, the battery 1 side and the system power supply 13 are connected to each other at 200 V AC at the connection point between the U-phase interconnection relay 10 u and the system relay 30 u and the connection point between the V-phase interconnection relay 10 v and the system relay 30 v. To go. As a result, power from the battery 1 can be supplied to the system or the load 15.

一方、系統電源13により電池1を充電する場合は、制御回路21によりハーフブリッジ回路4uと4vをコンバータとして運転することにより、双方向電力変換回路2を介して電池を充電する。   On the other hand, when the battery 1 is charged by the system power supply 13, the battery is charged via the bidirectional power conversion circuit 2 by operating the half bridge circuits 4 u and 4 v as a converter by the control circuit 21.

(2)単独運転検出
系統電圧の異常あるいは消失が発生すると、制御回路21はその異常や消失を検出して、単独運転を検出する。単独運転を検出すると、制御回路21は、U相及びV相のゲート信号を遮断すると同時に、連系リレー10u,10vをオフにする。前記のように、系統電源13の異常の判定は、制御回路21が検出した周波数や電圧、周波数変化率の変化などに基づいて行われる。制御回路21は、異常の判定結果に従い、系統リレー30u,30vをオフとする。
(2) Independent operation detection When an abnormality or disappearance of the system voltage occurs, the control circuit 21 detects the abnormality or disappearance to detect an isolated operation. When the isolated operation is detected, the control circuit 21 cuts off the U-phase and V-phase gate signals and simultaneously turns off the interconnection relays 10u and 10v. As described above, the abnormality of the system power supply 13 is determined based on the frequency and voltage detected by the control circuit 21, changes in the frequency change rate, and the like. The control circuit 21 turns off the system relays 30u and 30v according to the abnormality determination result.

(3)自立運転
次に、自立運転について説明する。負荷15に系統電源13からの電圧が印加されていないので、手動でサーキットブレーカ12u〜12nをオフにすると、制御回路21が自立信号を自立リレー31に出力する。これにより、サーキットブレーカ12u〜12nのb接点12bと系統リレー30u,30vのb接点30bの条件が成立して、自立リレー31u〜31nがオンになる。この場合、自立リレー31u〜31nがオンになると、系統リレー30u,30vのコイルには、自立リレー31u〜31nのb接点31bの条件が入っているので、系統リレー30はオフの状態にロックされる。
(3) Independent operation Next, independent operation will be described. Since the voltage from the system power supply 13 is not applied to the load 15, when the circuit breakers 12 u to 12 n are manually turned off, the control circuit 21 outputs an independent signal to the independent relay 31. Thereby, the conditions of the b contact 12b of the circuit breakers 12u to 12n and the b contact 30b of the system relays 30u and 30v are established, and the self-supporting relays 31u to 31n are turned on. In this case, when the self-supporting relays 31u to 31n are turned on, the coil of the system relays 30u and 30v includes the condition of the b contact 31b of the self-supporting relays 31u to 31n, so that the system relay 30 is locked in the off state. The

この状態で、制御回路21からU相、V相のゲート信号を出力して、ハーブブリッジ回路4u,4vに対してコンデンサ3uと3vの中点との間でハーフブリッジ動作をさせる。すると、ハーブブリッジ回路4u,4vからはAC100Vが2組出力し、コンデンサ3uと3vの中点との間からAC100Vが1組出力する。その結果、自立リレー31u〜31vが投入されているので、負荷15には単相3線式の電圧が印加され、負荷は運転を開始する。   In this state, U-phase and V-phase gate signals are output from the control circuit 21 to cause the herb bridge circuits 4u and 4v to perform a half-bridge operation between the midpoints of the capacitors 3u and 3v. Then, two sets of AC100V are output from the herb bridge circuits 4u and 4v, and one set of AC100V is output from between the middle points of the capacitors 3u and 3v. As a result, since the self-supporting relays 31u to 31v are turned on, a single-phase three-wire voltage is applied to the load 15, and the load starts operation.

[効果]
以上説明したように、第1の実施形態では、系統が停電になったときサーキットブレーカ12u〜12nを手動でオフにすることにより、系統電源13の電力で運転していた負荷15に対する接続を変更することなく、自動的に負荷15に単相3線式の自立電源を供給することができる。その結果、サーキットブレーカ12u〜12nを手動でオフにするという簡単な操作で、負荷15の運転を信頼性良く再開することができる。また、3相の交流を生成するにあたり、N相用のハーフブリッジ回路を必要としないので、回路構成が簡単になる。
[effect]
As described above, in the first embodiment, the circuit breakers 12u to 12n are manually turned off when the system is interrupted, thereby changing the connection to the load 15 that has been operated with the power of the system power supply 13. Without this, it is possible to automatically supply a single-phase three-wire self-supporting power source to the load 15. As a result, the operation of the load 15 can be reliably restarted with a simple operation of manually turning off the circuit breakers 12u to 12n. Further, since the N-phase half-bridge circuit is not required for generating the three-phase alternating current, the circuit configuration is simplified.

2.第2の実施形態
[構成]
第1の実施形態ではサーキットブレーカ12u〜12nをオフにすることにより、自立運転を自動的に行ったが、これでも手動の操作が必要である。第2の実施形態は、サーキットブレーカを手動でオフにすることなく、自動で連系運転から自立運転に切替えるものである。第2の実施形態の構成を図2に示す。
2. Second Embodiment [Configuration]
In the first embodiment, the self-sustaining operation is automatically performed by turning off the circuit breakers 12u to 12n. However, manual operation is still necessary. In the second embodiment, the circuit breaker is automatically switched from the grid operation to the independent operation without manually turning off the circuit breaker. The configuration of the second embodiment is shown in FIG.

第2の実施形態では、サーキットブレーカ12u,12vの負荷側に、電圧検出リレー40が接続されている。この電圧検出リレー40のa接点(常閉接点)40aが系統電源13のN相と負荷15の中性点の間に設けられている。同様に、制御回路21にも電圧検出リレー10のa接点40aが設けられ、このa接点40aが開となった場合に、系統リレー30u,30vをオフにするように構成されている。一方、自立リレー31の励磁コイルには、第1実施形態のサーキットブレーカ12u〜12nのb接点12bの代わりに、電圧検出リレー40のb接点40bが接続されている。   In the second embodiment, the voltage detection relay 40 is connected to the load side of the circuit breakers 12u and 12v. A contact (normally closed contact) 40 a of the voltage detection relay 40 is provided between the N phase of the system power supply 13 and the neutral point of the load 15. Similarly, the control circuit 21 is also provided with an a contact 40a of the voltage detection relay 10, and is configured to turn off the system relays 30u and 30v when the a contact 40a is opened. On the other hand, the b contact 40b of the voltage detection relay 40 is connected to the exciting coil of the self-supporting relay 31 instead of the b contact 12b of the circuit breakers 12u to 12n of the first embodiment.

[作用]
このような構成を有する第2の実施形態の作用は、次の通りである。
(1)系統連系運転
系統電源13が正常に供給され、サーキットブレーカ12u,12vがオンの時は、その負荷側に設けられた電圧検出リレー40が検出する電圧値も正常である。そのため、系統電源13のN相と負荷15の中性点の間に設けられた電圧検出リレー40のa接点40aがオンになり、系統電源13からの電力が負荷15に供給される。
[Action]
The operation of the second embodiment having such a configuration is as follows.
(1) System interconnection operation When the system power supply 13 is normally supplied and the circuit breakers 12u and 12v are on, the voltage value detected by the voltage detection relay 40 provided on the load side is also normal. Therefore, the a contact 40a of the voltage detection relay 40 provided between the N phase of the system power supply 13 and the neutral point of the load 15 is turned on, and the power from the system power supply 13 is supplied to the load 15.

同時に、電圧検出リレー40のb接点40bがオフになっているので、自立リレー31u〜31nがオフになる。それに伴い、自立リレー31u〜31nのb接点31bがオンになり、系統リレー30u,30vがオンとなる。その結果、負荷15には、単相3線電源が供給される。   At the same time, since the b contact 40b of the voltage detection relay 40 is turned off, the self-supporting relays 31u to 31n are turned off. Accordingly, the b contact 31b of the self-supporting relays 31u to 31n is turned on, and the system relays 30u and 30v are turned on. As a result, the load 15 is supplied with single-phase three-wire power.

制御装置21からの指令により、連系リレー10u,10vがオンになると、U相及びV相のハーフブリッジ回路4u,4vはインバータ動作し、このインバータ動作により電池1からの電力が負荷や系統電源に供給されて、系統連系動作となる。   When the interconnection relays 10u and 10v are turned on by a command from the control device 21, the U-phase and V-phase half-bridge circuits 4u and 4v operate as inverters. To be connected to the grid.

(2)単独運転検出及び自立運転
系統電源13が消失すると、これを検出した制御装置21は、ハーフブリッジ回路4u,4vに使用されているパワー素子をゲートオフにして、連系リレー10u,10vをオフにする。系統電源13の消失により、電圧検出リレー40がオフとなると、制御回路21に入力している電圧検出リレー40のa接点40aが開となり、系統リレー30u,30vをオフにする。
(2) Independent operation detection and independent operation When the system power supply 13 disappears, the control device 21 detecting this turns off the power elements used in the half-bridge circuits 4u and 4v and turns off the interconnection relays 10u and 10v. Turn off. When the voltage detection relay 40 is turned off due to the disappearance of the system power supply 13, the a contact 40a of the voltage detection relay 40 input to the control circuit 21 is opened, and the system relays 30u and 30v are turned off.

電圧検出リレー40のb接点40bと、系統リレー30u,30vのb接点30bが接続されると、自立リレー31u,31vがオンとなる。その結果、自立リレー31u,31vのb接点31bが接続されている励磁コイルへの給電が断たれ、系統リレー30u,30vはオフになる。   When the b contact 40b of the voltage detection relay 40 and the b contact 30b of the system relays 30u and 30v are connected, the self-supporting relays 31u and 31v are turned on. As a result, the power supply to the exciting coil to which the b-contact 31b of the self-supporting relays 31u and 31v is connected is cut off, and the system relays 30u and 30v are turned off.

このような各リレーの動作時間からあらかじめ定めておいた一定の時間の後に、制御装置21は、ハーフブリッジ回路4u,4vをインバータとして駆動させる。その結果、電池1は自立運転し、単相3線式の電圧を負荷15に供給する。   After a certain time determined in advance from the operation time of each relay, the control device 21 drives the half bridge circuits 4u and 4v as inverters. As a result, the battery 1 operates independently and supplies a single-phase three-wire voltage to the load 15.

[効果]
本実施形態では、サーキットブレーカ12u,12vを手動でオフにしなくても、自動で自立運転に切替わって負荷に電力を供給することができる。
[effect]
In the present embodiment, even if the circuit breakers 12u and 12v are not manually turned off, it is possible to automatically switch to the independent operation and supply power to the load.

3.他の実施形態
以上はリレーシーケンスで系統電源から自立電源に切替える方法を説明したが、これらはディジタルロジックやマイコンによる制御でも達成できることは説明するまでもない。また、図2に示すように、フィルタのコンデンサ9は200V側に挿入しても作用は同じである。また、図2における、電圧検出リレーの代わりに、停電検出回路を使用しても良い。
3. Other Embodiments Although the method for switching from the system power supply to the self-sustained power supply in the relay sequence has been described above, it goes without saying that these can also be achieved by control by digital logic or a microcomputer. Further, as shown in FIG. 2, the effect is the same even if the capacitor 9 of the filter is inserted on the 200V side. Moreover, you may use a power failure detection circuit instead of the voltage detection relay in FIG.

なお、前記の実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   In addition, the said embodiment is shown as an example in this specification, Comprising: It does not intend limiting the range of invention. In other words, the present invention can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof in the same manner as included in the scope and gist of the invention.

1…電池
2…双方向電力変換回路
3u、3v…コンデンサ
4u,4v…ハーフブリッジ回路
7u、7v…リアクトル
8u、8v…電流検出器
9u、9v…フィルタコンデンサ
10u,10v…連系リレー
12u,12v,12n…サーキットブレーカ
13…系統電源
15…負荷
18u,18v…ゲート駆動回路
21…制御回路
22…電圧検出器
30u,30v…系統リレー
31u,31v,31n…自立リレー
40…電圧検出リレー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Bidirectional power converter circuit 3u, 3v ... Capacitor 4u, 4v ... Half bridge circuit 7u, 7v ... Reactor 8u, 8v ... Current detector 9u, 9v ... Filter capacitor 10u, 10v ... Interlinked relay 12u, 12v , 12n ... circuit breaker 13 ... system power supply 15 ... load 18u, 18v ... gate drive circuit 21 ... control circuit 22 ... voltage detectors 30u, 30v ... system relays 31u, 31v, 31n ... self-sustaining relay 40 ... voltage detection relay

Claims (6)

電池からの電力を交流電圧に変換する双方向電力変換回路とインバータブリッジを備え、
系統電源から電池を充電する時は前記インバータブリッジをコンバータとして動作させ、電池の放電時は前記インバータブリッジをインバータとして動作させて、電池と系統電源との連系運転を行い、
系統電圧が消滅したときは自立運転に切替えて単相3線式負荷に電池からの電力を供給するパワーコンディショナの制御装置において、
連系運転時にインバータ出力から連系リレーをオン及び自立リレーをオフにして単相3線式負荷に電力を供給すると共に、連系リレーと直列に配置されかつ前記自立リレーと連動する系統リレーをオンにして系統電源に電力を供給し、
系統電圧が消失したときは、前記連系リレーをオフ及び系統リレーをオフにし、この系統リレーのオフに連動して自立リレーをオンにして、単相3線式負荷に電池からの電力を供給する自立運転に切り替えることを特徴とするパワーコンディショナの制御装置。
It has a bidirectional power conversion circuit that converts power from the battery into AC voltage and an inverter bridge,
When charging the battery from the system power supply, the inverter bridge is operated as a converter, and when the battery is discharged, the inverter bridge is operated as an inverter, and the battery and the system power supply are connected.
In the control device of the power conditioner that supplies power from the battery to the single-phase three-wire load by switching to the independent operation when the system voltage disappears,
A power relay is connected to the single-phase three-wire load by turning on the relay and turning off the independent relay from the inverter output during the grid operation, and is connected in series with the grid relay and interlocking with the autonomous relay. Turn it on to supply power to the grid power supply,
When the system voltage disappears, turn off the grid relay and the system relay, turn on the self-sustaining relay in conjunction with the system relay off, and supply power from the battery to the single-phase three-wire load A control device for a power conditioner, characterized in that it switches to a self-sustaining operation.
前記自立リレーと系統リレーは、互いに相手のb接点によりインターロックを取り、同時に投入することがないことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナの制御装置。   2. The power conditioner control device according to claim 1, wherein the self-supporting relay and the system relay are interlocked with each other by a b-contact of the other party and are not simultaneously turned on. 前記系統電源と単相3線式負荷との間にサーキットブレーカを設け、このサーキットブレーカをオフにしたことで前記自立リレーがオンになり、自立運転することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパワーコンディショナの制御装置。   The circuit breaker is provided between the system power supply and the single-phase three-wire load, and when the circuit breaker is turned off, the self-sustained relay is turned on to perform self-sustaining operation. The control apparatus of the power conditioner of 2. インバータブリッジが、直列に接続された2つのコンデンサが前記双方向変換回路と並列に接続されると共に、U相とV相の2つのハーフブリッジ回路が前記双方向変換回路と並列に接続された構成を備え、
自立リレーがオンになったとき、直流側を前記2つのコンデンサの中間点が、前記単相3線式負荷のN相に接続され、
前記インバータブリッジがハーフブリッジ動作へと移行することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパワーコンディショナの制御装置。
An inverter bridge has a configuration in which two capacitors connected in series are connected in parallel with the bidirectional conversion circuit, and two half-bridge circuits of U phase and V phase are connected in parallel with the bidirectional conversion circuit. With
When the self-supporting relay is turned on, the midpoint of the two capacitors on the DC side is connected to the N phase of the single-phase three-wire load,
The inverter control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the inverter bridge shifts to a half-bridge operation.
系統リレーの系統電源側に交流電源電圧検出リレーが設けられ、この電圧検出リレーのb接点が前記自立リレーに直列に接続され、
この電圧検出リレーにより、系統電圧が低下又は消滅を検出したした場合に、自立リレーがオンとなり、自立運転を開始することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパワーコンディショナの制御装置。
An AC power supply voltage detection relay is provided on the system power supply side of the system relay, and the b contact of this voltage detection relay is connected in series to the self-supporting relay,
The control of the power conditioner according to claim 1 or 2, wherein when the system voltage is detected to drop or disappear by the voltage detection relay, the self-sustained relay is turned on and the self-sustaining operation is started. apparatus.
インバータの出力リプルを吸収するフィルタコンデンサが、U相とV相の2つのハーフブリッジ回路の出力側に接続されていることを特徴とする請求項4に記載のパワーコンディショナの制御装置。
5. The control apparatus for a power conditioner according to claim 4, wherein a filter capacitor that absorbs output ripple of the inverter is connected to output sides of two half-bridge circuits of U phase and V phase.
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