JP2013169086A - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータ装置110は電力系統2の系統電圧を検出する電圧検出部9を有し、回転位相解析部10によって電圧検出部9が検出した系統電圧から回転型発電機の回転位相を推定する。そして、基準波形生成部12によって推定した回転位相に基づいて、交流基準波形を生成し、回転型発電機の回転位相に合わせた交流波形を生成するようにした。回転位相の推定方法としては、高周波成分を除いた系統電圧の波形を観察すればよい。また、交流波形の生成においては電圧制御部13による電圧瞬時値制御方式が好適である。
【選択図】図1
Description
(構成)
図1に示すインバータ装置110は、直流電源1に付設されており、直流電源1とともに分散電源の一構成要素となっている。このインバータ装置110は、直流電源1と電力系統2との間に設けられている。直流電源1とインバータ装置110の間には接続スイッチ3が設けられており、直流電源1を電気的に切り離し可能となっている。また、インバータ装置110と電力系統2の間には、解列スイッチ4が設けられており、分散電源用のインバータ装置110を電力系統2から解列可能となっている。
このインバータ装置110による作用を説明する。図2に示すように、電力系統2には、複数の回転型発電機200が設置されているとともに、本実施形態のインバータ装置110が付帯した多数の分散電源100が設置されている。
以上のように、第1の実施形態に係るインバータ装置110では、電力系統2の系統電圧を検出する電圧検出部9を有し、電圧検出部9が検出した系統電圧から回転型発電機の回転位相を推定する。そして、推定した回転位相に基づいて、交流基準波形を生成し、回転型発電機200の回転位相に合わせた交流波形を生成するようにした。回転位相の推定方法としては、高周波成分を除いた系統電圧の波形を観察すればよい。波形の観察態様としては、例えば、高周波成分を除いた系統電圧の交番する波形が周期的にゼロとなる時刻どうしの間隔を周期として検出すればよい。これにより、当該インバータ装置110を搭載した分散電源100は、回転型発電機200と協同して系統電圧の周波数変動を抑制する方向に振る舞い、電力系統2を安定させる方向に寄与する。
(構成)
図4は、第2の実施形態に係るインバータ装置110を示すブロック図である。第1の実施形態との同一構成は同一符号を付して詳細な説明を省略する。このインバータ装置110は、直流電源1として太陽光発電機に付設されている場合を想定している。
このインバータ装置110による動作を図5に基づき説明する。図5は、第2の実施形態に係るインバータ装置110の動作を示すフローチャートである。まず、インバータ装置110は、直流電源1からの出力電力を受信することで日の出を検出し(ステップS01)、その直流電流からの電力によって自動起動する(ステップS02)。
以上のように、第2の実施形態に係るインバータ装置110は、電圧制御部13の他に、インバータ回路5が出力する交流波形の電流瞬時値を制御する電流制御部15を備えるようにし、電圧制御部13による制御と電流制御部15による制御とを切り換えるようにした。切り換え態様としては、日の出を検出すると電流制御部15により制御させ、次いで一定時間経過後に電圧制御部13による制御に切り換える。このように、直流電源1の出力が不安定なときは自動的に電流瞬時値制御方式とするようにしたので、より実用性に富むインバータ装置110を提供することができる。
(構成)
図6は、第3の実施形態に係るインバータ装置110を示すブロック図である。第2の実施形態との同一構成は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
このインバータ装置110による動作を図7に基づき説明する。図7は、第3の実施形態に係るインバータ装置110の動作を示すフローチャートである。ステップS01〜S04を経て電圧制御部13による制御で運転されている間は、インバータ装置110を含む分散電源は、回転型発電機に追従して系統電圧の周波数変動を抑制する方向に動作する。但し、系統電圧の変動が一定程度を超える場合、電力系統2の停電等による単独運転やインバータ装置110の故障のおそれがあるため、確認措置をとる。
以上のように、第3の実施形態に係るインバータ装置110は、電圧制御部13の他に、インバータ回路5が出力する交流波形の電流瞬時値を制御する電流制御部15を備えるようにし、電圧制御部13による制御と電流制御部15による制御とを切り換えるようにした。切り換え態様としては、電圧検出部9が検出した電圧波形の零点間の時間間隔の変動幅が設定値を超えると、電圧制御部13による制御から前記電流制御部15による制御に切り換える。インバータ装置110は単独運転を検出する単独運転検出部を備え、単独運転が検出されなければ、電流制御部15による制御から電圧制御部13による制御に戻せばよい。これにより、解列を必要とする事態が疑われる事象が発生した場合には、より解列しやすい電流瞬時値制御方式に切り換えているため、電圧瞬時値制御方式によるデメリットを削減できる。
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は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していない。具体的には、第1乃至第3の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、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、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、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。
2 電力系統
3 接続スイッチ
4 解列スイッチ
5 インバータ回路
6 高調波フィルタ回路
7 パルス発生器
8 電流検出部
9 電圧検出部
10 回転位相解析部
11 力率制御部
12 基準波形生成部
13 電圧制御部
14 電流値制限部
15 電流制御部
16 切替スイッチ
17 電圧監視部
18 選択部
19 能動式単独運転検出部
20 受動式単独運転検出部
21 解列制御部
100 分散電源
110 インバータ装置
200 回転型発電機
Claims (8)
- 回転型発電機を含む電力系統と直流電源との間に設けられ、前記直流電源が出力する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インバータ装置であって、
前記電力系統の系統電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した系統電圧から前記回転型発電機の回転位相を推定する回転位相解析部と、
前記回転位相解析部が推定した前記回転位相に基づいて、交流基準波形を生成する基準波形生成部と、
前記交流基準波形に基づいて、前記回転型発電機の回転位相に合わせた交流波形を生成するインバータ部と、
を備えること、
を特徴とするインバータ装置。 - 前記回転位相解析部は、高周波成分を除いた前記系統電圧の波形を観察すること、
を特徴とする請求項1記載のインバータ装置。 - 前記インバータ部が出力する交流波形の電圧瞬時値を制御する電圧制御部を備えること、
を特徴とする請求項1又は2記載のインバータ装置。 - 前記インバータ部が出力する電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流の振幅値が設定値を超えると、前記インバータ部による交流波形の生成を一定期間停止させる電流値制限部と、
を備えること、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のインバータ装置。 - 前記インバータ部が出力する交流波形の電流瞬時値を制御する電流制御部と、
前記電圧制御部による制御と前記電流制御部による制御とを切り換える切替部と、
を備えること、
を特徴とする請求項3記載のインバータ装置。 - 前記切替部は、
前記電圧検出部が検出した電圧波形の零点間の時間間隔の変動幅が設定値を超えると、前記電圧制御部による制御から前記電流制御部による制御に切り換えること、
を特徴とする請求項5記載のインバータ装置。 - 単独運転を検出する単独運転検出部を備え、
前記切替部は、前記単独運転が検出されなければ、前記電流制御部による制御から前記電圧制御部による制御に戻すこと、
を特徴とする請求項6記載のインバータ装置。 - 日の出を検出すると前記電流制御部により制御させ、次いで一定時間経過後に前記電圧制御部による制御に切り換えること、
を特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載のインバータ装置。
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