JP2014072943A - Power generation system and power conditioner for the same - Google Patents

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政治 内倉
Naoki Taoda
直樹 峠田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation system and a power conditioner for the power generation system capable of preventing an electric apparatus from malfunctioning or the like caused by lack of a power generation amount of a power generation unit when autonomous operation is performed.SOLUTION: A power generation system comprises: a photovoltaic power generation device 1; a power conditioner 3 having an autonomous operation function; and a hot water supplier 4 that receives power supply from an autonomous operation-dedicated outlet of the power conditioner 3, where a control unit 8 of the power conditioner is communicably connected to a control unit 13 of the hot water supplier. The control unit 8 of the power conditioner controls the hot water supplier 4 so as to be in a provisional operation state where only a freezing prevention heater 12 is activated, when detecting start up of the hot water supplier 4 after start of the autonomous operation; determines whether or not output voltage of the power conditioner 3 is maintained as planned in this state; and releases the provisional operation state of the hot water supplier 4 to make the hot water supplier 4 be in a state where the hot water supplier 4 is capable of normal act, when the output voltage is maintained without reduction.

Description

この発明は発電システムおよびそのパワーコンディショナに関し、より詳細には、太陽光発電装置を備えた発電システムにおける電力系統の停電時のパワーコンディショナの自立運転機能に関する。   The present invention relates to a power generation system and a power conditioner thereof, and more particularly to a self-sustaining operation function of a power conditioner during a power failure in a power system in a power generation system including a solar power generation device.

従来、太陽光発電装置のパワーコンディショナには、商用電源などの電力系統が停電したときに太陽光発電装置で発電される電力を非常用電源として利用できるようにする自立運転機能を備えたものが提案されている。   Conventionally, a power conditioner of a solar power generation device has a self-sustaining function that enables the power generated by the solar power generation device to be used as an emergency power source when a power system such as a commercial power supply fails. Has been proposed.

このような自立運転機能を備えたパワーコンディショナには、自立運転時に太陽光発電装置で発電された電力を所定の電気機器に供給するための専用の電源コンセント(自立運転専用コンセント)が備えられており、自立運転時にこの電源コンセントに電気機器を接続することにより、当該電源コンセントに接続された電気機器に太陽光発電装置で発電された電力を供給できるように構成されている(たとえば、特許文献1参照)。   A power conditioner having such a self-sustaining operation function is provided with a dedicated power outlet (a self-sustained operation outlet) for supplying power generated by the solar power generation device to a predetermined electric device during the self-sustaining operation. In the self-sustained operation, by connecting an electrical device to this power outlet, the electric device connected to the power outlet can be supplied with the electric power generated by the solar power generator (for example, patent Reference 1).

特許第4524840号公報Japanese Patent No. 4524840

しかしながら、このような従来の構成には以下のような問題があり、その改善が望まれていた。   However, such a conventional configuration has the following problems, and improvements have been desired.

すなわち、太陽光発電装置の発電量は季節や時間帯、天候などによって変化する日射量に応じて変動する(つまり、発電量は一定しない)。その一方で、発電部の発電量が電気機器を動作させるのに必要な発電量であるか否かは、自立運転専用コンセントに電気機器を接続してみなければ分からない。すなわち、電気機器を自立運転専用コンセントに接続していない状態では自立運転専用コンセントには電流は流れないため、自立運転専用コンセントに電気機器を接続する前に発電部での発電量が十分か否かを判断することはできない。そのため、従来の発電システムでは、太陽光発電装置の発電量が低いときに上記自立運転専用コンセントに電気機器が接続されると、当該電気機器の動作に必要な電力が得られずに電気機器の動作が停止したり誤動作したりすることがあり、電気機器の破損や故障を招くおそれがあった。   That is, the power generation amount of the solar power generation device varies according to the amount of solar radiation that changes depending on the season, time zone, weather, and the like (that is, the power generation amount is not constant). On the other hand, whether or not the power generation amount of the power generation unit is the power generation amount necessary for operating the electric device cannot be known unless the electric device is connected to the outlet for exclusive use of independent operation. In other words, if the electrical equipment is not connected to the stand-alone operation outlet, current does not flow to the stand-alone operation outlet, so whether the power generation amount is sufficient before connecting the electrical equipment to the stand-alone operation outlet. I can't judge. Therefore, in the conventional power generation system, when an electric device is connected to the above-mentioned outlet for exclusive use of self-sustained operation when the amount of power generated by the solar power generation device is low, the electric power necessary for the operation of the electric device cannot be obtained and the electric device The operation may stop or malfunction, and there is a risk of causing damage or failure of the electrical equipment.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、自立運転時における発電部の発電量不足によって電気機器が誤動作等するのを未然に防止し得る発電システムとそのパワーコンディショナを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to prevent electrical equipment from malfunctioning due to a shortage of power generation by the power generation unit during autonomous operation. The purpose is to provide a power generation system and its power conditioner.

上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の発電システムは、発電部と、この発電部により発電された電力を電力系統に連系させるとともに、電力系統の停電時には上記発電部で発電された電力を自立運転専用コンセントから外部の電気機器に供給可能にする自立運転機能を備えたパワーコンディショナと、上記パワーコンディショナの自立運転時に上記自立運転専用コンセントから電力供給を受ける電気機器とで構成された発電システムにおいて、上記パワーコンディショナの制御部は、上記電気機器の制御部と通信可能に接続され、自立運転開始後に上記電気機器の起動を検出すると、当該電気機器を所定の電気負荷のみが動作する暫定運転状態に制御するとともに、この状態で上記パワーコンディショナの出力電圧を検出して当該出力電圧が所定電圧以上であれば上記暫定運転状態を解除する制御構成を備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power generation system according to claim 1 of the present invention connects a power generation unit and power generated by the power generation unit to the power system, and at the time of power failure of the power system, A power conditioner that has a self-sustaining operation function that allows the generated power to be supplied to an external electrical device from a dedicated outlet for independent operation, and an electrical device that receives power supply from the exclusive outlet for independent operation during the independent operation of the power conditioner The power conditioner control unit is communicably connected to the control unit of the electric device, and detects the activation of the electric device after the start of independent operation. Control is made to a temporary operating state in which only the electric load operates, and the output voltage of the inverter is detected in this state. Output voltage, characterized in that it comprises a control arrangement for releasing the provisional operation status when a predetermined voltage or more.

この請求項1に係る発電システムでは、パワーコンディショナの自立運転が開始され、それに伴って自立運転専用コンセントに接続された電気機器への電力供給が開始される(つまり、電気機器が起動する)と、パワーコンディショナの制御部は、当該電気機器を暫定運転状態に制御する。この暫定運転状態は当該電気機器のうちの一部の電気負荷のみを動作させる運転態様であり、パワーコンディショナの制御部は、このように電気機器の一部の電気負荷だけを動作させた状態でパワーコンディショナの出力電圧が予定通り維持されているか(換言すれば、自立運転専用コンセントの定格出力電圧を維持しているか)を所定電圧との比較で判断する。つまり、検出された出力電圧が所定電圧以上であれば予定通りの出力電圧が維持されていると判断し、その場合には、発電部の発電量に余裕があるとみなして電気機器の暫定運転状態を解除する。これにより、自立運転専用コンセントに接続された電気機器は通常どおりの動作が可能になる。   In the power generation system according to the first aspect, the autonomous operation of the power conditioner is started, and accordingly, power supply to the electric device connected to the outlet for exclusive use of the independent operation is started (that is, the electric device is activated). And the control part of a power conditioner controls the said electric equipment to a temporary driving | running state. This provisional operation state is an operation mode in which only a part of the electric load in the electric device is operated, and the control unit of the power conditioner is in a state in which only a part of the electric load of the electric device is operated in this way. Then, it is judged by comparing with the predetermined voltage whether the output voltage of the inverter is maintained as planned (in other words, whether the rated output voltage of the outlet for exclusive use of independent operation is maintained). In other words, if the detected output voltage is equal to or higher than the predetermined voltage, it is determined that the expected output voltage is maintained. Release the state. Thereby, the electric device connected to the outlet for exclusive use of independent operation can operate as usual.

ここで、暫定運転状態のとき動作させる「所定の電気負荷」としては、暫定運転の際に発電部の発電量の不足によってその動作が停止しても危険のない電気負荷であって、かつ、動作時の消費電力が大きい電気負荷、つまり、動作によりパワーコンディショナの出力電圧に影響を与えやすい電気負荷(たとえば、電気ヒータなど)が好適に採用される。   Here, the `` predetermined electrical load '' that is operated in the provisional operation state is an electrical load that is not dangerous even if the operation is stopped due to a shortage of the power generation amount of the power generation unit during the provisional operation, and An electric load that consumes a large amount of power during operation, that is, an electric load that easily affects the output voltage of the power conditioner (for example, an electric heater) is preferably employed.

このように、請求項1に係る発電システムでは、パワーコンディショナが自立運転を開始したときに、電気機器に暫定運転を行わせ、この状態で発電部の発電量が十分あるかを予測し、十分であると予想されたときに暫定運転を解除するようになっているので、暫定運転が解除されて通常どおり動作可能になった電気機器が電力不足に陥る可能性が少なく、自立運転の開始に伴う電気機器の破損や故障のおそれが少ない発電システムを提供することができる。   As described above, in the power generation system according to claim 1, when the power conditioner starts the autonomous operation, the electric device performs the temporary operation, and predicts whether the power generation amount of the power generation unit is sufficient in this state, Temporary operation is canceled when it is expected to be sufficient, so it is unlikely that electrical equipment that has been provisionally operated and can be operated normally will experience power shortage, and start independent operation It is possible to provide a power generation system that is less likely to cause damage or failure of electrical equipment.

本発明の請求項2に記載の発電システムは、請求項1に記載の発電システムにおいて、上記パワーコンディショナの制御部は、上記パワーコンディショナの発電部側の入力電圧に応じて、上記電気機器の制御部の制御を制限しまたはその制限を解除する制御構成を備えていることを特徴とする。   A power generation system according to a second aspect of the present invention is the power generation system according to the first aspect, wherein the control unit of the power conditioner controls the electric device according to an input voltage on the power generation unit side of the power conditioner. It is characterized by having a control configuration for restricting or releasing the control of the control unit.

この請求項2に係る発電システムでは、パワーコンディショナの制御部は、パワーコンディショナの発電部側の入力電圧(つまり、発電部の出力電圧)から発電部の発電量に余裕があるか否かを判断する。たとえば、パワーコンディショナの入力電圧が低い場合には発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断し、電気機器の制御部に対して電気機器の制御の制限(たとえば、動作中の電気負荷の現状保持や動作中の電気負荷の一部または全部の停止等)を要求して、発電量が不足するのを回避・解消させる。これに対し、パワーコンディショナの入力電圧が高い場合には発電量に「余裕がある」と判断して、電気機器の制御部に対して実施中の制限があればその解除を要求し、電気機器側での消費電力の増加を許容する。   In the power generation system according to claim 2, whether or not the control unit of the power conditioner has a margin in the power generation amount of the power generation unit from the input voltage on the power generation unit side of the power conditioner (that is, the output voltage of the power generation unit). Judging. For example, when the input voltage of the inverter is low, it is determined that the amount of power generation is “no margin” or “low margin”, and the control unit of the electric device is restricted (for example, during operation) The current state of the electric load and the stoppage of a part or all of the operating electric load, etc.) are requested to avoid / eliminate the shortage of power generation. On the other hand, if the input voltage of the inverter is high, the power generation amount is judged to be “surplus”, and if there is a restriction that is being implemented, the controller of the electric device is requested to cancel it. Allow an increase in power consumption on the device side.

このように、請求項2に係る発電システムでは、パワーコンディショナの制御部がパワーコンディショナの入力電圧に応じて電気機器の制御に制限を要求したり、その制限の解除を要求するので、パワーコンディショナの自立運転中に電気機器が電力不足に陥ることが回避・解消される。   In this way, in the power generation system according to claim 2, since the control unit of the power conditioner requests a restriction on the control of the electric device according to the input voltage of the power conditioner or requests the removal of the restriction, It is avoided / eliminated that the electrical equipment falls short of power during the independent operation of the conditioner.

本発明の請求項3に記載の発電システムは、請求項2に記載の発電システムにおいて、上記電気負荷の制御の制限には、上記電気負荷の単位時間当たりの作動量を低下させる制御が含まれることを特徴とする。   In a power generation system according to a third aspect of the present invention, in the power generation system according to the second aspect, the limitation of the control of the electric load includes a control for reducing an operation amount per unit time of the electric load. It is characterized by that.

この請求項3に係る発電システムでは、電気機器の制御部に対する制御の制限に電気負荷の単位時間当たりの作動量を低下させる制御が含まれることから、このような制御がなされると、電気負荷の急激な作動に伴う一時的な消費電力の増加が緩和され、電気機器が電力不足に陥るのを回避することができる。   In the power generation system according to the third aspect, since the control of the control unit of the electric device includes the control to reduce the operation amount per unit time of the electric load, when such control is performed, the electric load The temporary increase in power consumption due to the rapid operation of the power supply is mitigated, and it is possible to prevent the electric device from falling short of power.

本発明の請求項4に記載の発電システムは、請求項1から3のいずれかに記載の発電システムにおいて、上記電気機器が給湯器であることを特徴とする。すなわち、この請求項4に係る発電システムでは、パワーコンディショナの自立運転専用コンセントに給湯器が接続されるので、電力系統の停電時においても給湯器を使用することができる。   A power generation system according to a fourth aspect of the present invention is the power generation system according to any one of the first to third aspects, wherein the electric device is a water heater. That is, in the power generation system according to the fourth aspect, since the water heater is connected to the outlet for exclusive use of the independent operation of the power conditioner, the water heater can be used even when the power system is interrupted.

そして、本発明の請求項5に記載の発電システムは、請求項4に記載の発電システムにおいて、上記暫定運転状態で動作する電気負荷は凍結予防用の電気ヒータであることを特徴とする。つまり、この請求項5に係る発電システムでは、自立運転開始に伴う暫定運転により給湯器に備えられる凍結予防用の電気ヒータのみが動作するが、このときに発電部の発電量不足によって電気ヒータの動作が停止しても給湯器の給湯性能はほとんど損なわれないので、電力系統が復帰したときに給湯器の運転に支障が出ることが回避される。   The power generation system according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in the power generation system according to claim 4, the electric load that operates in the provisional operation state is an electric heater for preventing freezing. That is, in the power generation system according to the fifth aspect, only the electric heater for preventing freezing provided in the water heater is operated by the temporary operation accompanying the start of the self-sustained operation. Even if the operation stops, the hot water supply performance of the water heater is hardly impaired, so that it is avoided that the operation of the water heater is hindered when the power system is restored.

本発明の請求項6に記載のパワーコンディショナは、請求項1から5に記載の発電システムに適用されるパワーコンディショナであって、発電部により発電された電力を電力系統に連系させるとともに、電力系統の停電時には上記発電部で発電された電力を自立運転専用コンセントから外部の電気機器に供給可能にする自立運転機能を備えたパワーコンディショナにおいて、上記パワーコンディショナの制御部は、上記電気機器の制御部と通信可能に構成され、自立運転開始後に上記電気機器の起動を検出すると、当該電気機器を所定の電気負荷のみが動作する暫定運転状態に制御するとともに、この状態で上記パワーコンディショナの出力電圧を検出して当該出力電圧が所定電圧以上であれば上記暫定運転状態を解除する制御構成を備えていることを特徴とする。   A power conditioner according to a sixth aspect of the present invention is a power conditioner applied to the power generation system according to any one of the first to fifth aspects, wherein the electric power generated by the power generation unit is linked to the power system. In a power conditioner having a self-sustaining operation function that enables power generated by the power generation unit to be supplied to an external electrical device from an outlet dedicated for self-sustaining operation when a power failure occurs in the power system, the control unit of the power conditioner It is configured to be communicable with the control unit of the electric device, and when activation of the electric device is detected after the start of independent operation, the electric device is controlled to a temporary operation state in which only a predetermined electric load operates, and in this state, the power A control configuration is provided that detects the output voltage of the conditioner and cancels the provisional operation state if the output voltage is equal to or higher than a predetermined voltage. And wherein the Rukoto.

本発明によれば、パワーコンディショナが自立運転を開始したときには、パワーコンディショナの自立運転専用コンセントに接続されている電気機器の一部の電気負荷のみを動作させる暫定運転を行い、この暫定運転中に発電部の発電量が電気機器の動作に十分か否かを予測するとともに、発電部の発電量が十分な場合にはパワーコンディショナの制御部が電気機器の暫定運転を解除させるので、少なくとも、自立運転の開始当初に自立運転専用コンセントに接続されている電気機器が電力不足に陥ることが回避され、電力不足によって電気機器が誤動作等することが未然に防止される。   According to the present invention, when the power conditioner starts a self-sustained operation, a provisional operation is performed in which only a part of the electric load of the electrical equipment connected to the power conditioner self-sustained operation outlet is operated. In addition to predicting whether the power generation amount of the power generation unit is sufficient for the operation of the electric device, and if the power generation amount of the power generation unit is sufficient, the control unit of the power conditioner cancels the provisional operation of the electric device, At least, it is avoided that the electric device connected to the outlet for exclusive use of the independent operation at the beginning of the autonomous operation falls into a power shortage, and the electric device is prevented from malfunctioning due to the power shortage.

そして、自立運転中は、パワーコンディショナの制御部がパワーコンディショナの入力電圧に応じて電気機器の制御に制限を加えたり、あるいは、その制限を解除したりするので、パワーコンディショナの自立運転中においても電気機器が電力不足に陥ることが回避・解消される。   During the independent operation, the control unit of the power conditioner limits or cancels the control of the electrical equipment according to the input voltage of the power conditioner. Even within, it is avoided / eliminated that electric equipment falls into power shortage.

本発明に係る発電システムの概略構成の一例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows an example of schematic structure of the electric power generation system which concerns on this invention. 同発電システムの自立運転開始時におけるパワーコンディショナの制御部の制御手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control procedure of the control part of the power conditioner at the time of the self-sustained operation start of the power generation system. 太陽光発電装置の出力特性の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the output characteristic of a solar power generation device. 同発電システムの自立運転中におけるパワーコンディショナの制御部の制御手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control procedure of the control part of the power conditioner during the self-sustained operation of the power generation system. 同発電システムの自立運転中における給湯器の制御部の制御手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the control procedure of the control part of the water heater during the self-sustained operation of the power generation system.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態1
図1は本発明に係る発電システムの概略構成を示している。この図1に示す発電システムは、発電部として太陽光発電装置1を備えた発電システムであって、上記太陽光発電装置1と、この太陽光発電装置1により発電された電力を電力系統(たとえば、単相交流100Vまたは単相交流200Vの商用電源)2に連系させるためのパワーコンディショナ3と、電力系統2の停電時に太陽光発電装置1で発電された電力を電源として動作する給湯器(電気機器)4とを主要部として構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power generation system according to the present invention. The power generation system shown in FIG. 1 is a power generation system including a solar power generation device 1 as a power generation unit, and uses the solar power generation device 1 and the power generated by the solar power generation device 1 as a power system (for example, , A power conditioner 3 for connecting to a single-phase AC 100V or a single-phase AC 200V commercial power source 2), and a water heater that operates using the power generated by the photovoltaic power generator 1 when the power system 2 is interrupted as a power source (Electrical equipment) 4 is configured as a main part.

太陽光発電装置1は、周知のとおり、複数枚の太陽電池(セル)を直並列接続して必要な電圧が得られるように構成した太陽光発電パネルを備えており、この太陽光発電パネルを日照条件の良い場所(たとえば、屋根上やベランダなど)に設置することによって構成されている。   As is well known, the solar power generation device 1 includes a solar power generation panel configured to obtain a necessary voltage by connecting a plurality of solar cells (cells) in series and parallel. It is configured by being installed in a place with good sunlight conditions (for example, on a roof or a veranda).

パワーコンディショナ3は、太陽光発電装置1で発電された直流電力を電力系統2に連系可能な交流電力に変換する系統連系インバータ装置であって、太陽光発電装置1で発電された直流電力を昇圧するコンバータ部(DC/DCコンバータ)5と、コンバータ部5で昇圧された直流電力を電力系統2に連系可能な交流電力に変換するインバータ部(DC/ACインバータ)6と、インバータ部6で変換された交流電力を電力系統2に供給するための継電器である系統連系リレー7と、これらコンバータ部5、インバータ部6および系統連系リレー7の動作などパワーコンディショナ3の各部を制御する制御部8とを主要部として備えている。   The power conditioner 3 is a grid-connected inverter device that converts the DC power generated by the photovoltaic power generation device 1 into AC power that can be linked to the power system 2, and the DC power generated by the photovoltaic power generation device 1. A converter unit (DC / DC converter) 5 that boosts power, an inverter unit (DC / AC inverter) 6 that converts DC power boosted by the converter unit 5 into AC power that can be linked to the power system 2, and an inverter Each part of the power conditioner 3 such as a grid connection relay 7 which is a relay for supplying the AC power converted by the section 6 to the power system 2, and the operations of the converter unit 5, the inverter unit 6 and the grid connection relay 7. And a control unit 8 that controls the main part.

そして、本実施形態に示すパワーコンディショナ3は、これら系統連系インバータ装置としての基本構成に加えて、電力系統2の停電時に太陽光発電装置1で発電される電力を外部の電気機器(本実施形態では給湯器4)に供給できるようにするための自立運転専用コンセント9と、パワーコンディショナ3の自立運転時にインバータ部6で変換された交流電力をこの自立運転専用コンセント9に接続するための継電器である自立運転用リレー10とを備えている。   In addition to the basic configuration as the grid-connected inverter device, the power conditioner 3 shown in the present embodiment converts the power generated by the solar power generation device 1 at the time of a power failure of the power system 2 to an external electrical device (this In the embodiment, a stand-alone operation outlet 9 for supplying to the water heater 4) and the AC power converted by the inverter unit 6 during the self-operation of the power conditioner 3 are connected to the stand-alone operation outlet 9. And a relay for independent operation 10 that is a relay of the above.

すなわち、このパワーコンディショナ3は自立運転機能を備えており、制御部8は、電力系統2が正常である(つまり、電力系統2が停電していない)ときには系統連系リレー7の接点を閉じてインバータ部6と電力系統2とを接続し、太陽光発電装置1と電力系統2を連系させる一方で、電力系統2が停電したときには系統連系リレー7の接点を開いてインバータ部6を電力系統2から解列させるとともに、自立運転用リレー10の接点を閉じてインバータ部6と自立運転専用コンセント9とを接続して、太陽光発電装置1で発電された電力が自立運転専用コンセント9に供給される(つまり、自立運転する)ように構成されている。   In other words, the power conditioner 3 has a self-sustaining operation function, and the control unit 8 closes the contact of the grid interconnection relay 7 when the power system 2 is normal (that is, the power system 2 is not out of power). The inverter unit 6 and the power system 2 are connected to connect the photovoltaic power generation apparatus 1 and the power system 2. On the other hand, when the power system 2 fails, the contact of the grid connection relay 7 is opened and the inverter unit 6 is connected. While disconnecting from the power system 2, the contact of the independent operation relay 10 is closed and the inverter unit 6 and the independent operation outlet 9 are connected, so that the electric power generated by the photovoltaic power generator 1 is used as the independent operation outlet 9. (I.e., autonomous operation).

なお、自立運転用リレー10には接点常開の継電器が用いられており、電力系統2が正常な場合にはその接点は開かれている。つまり、自立運転専用コンセント9は、パワーコンディショナ3が自立運転を行う時にのみ使用される電源コンセントとして構成されている。また、図示例では、自立運転専用コンセント9はパワーコンディショナ3に備えられている場合を示したが、この自立運転専用コンセント9はパワーコンディショナ3の外部に備えられるように構成されていてもよい。   Note that a relay with a normally open contact is used for the self-sustained operation relay 10, and the contact is open when the power system 2 is normal. That is, the stand-alone operation outlet 9 is configured as a power outlet used only when the power conditioner 3 performs the stand-alone operation. Further, in the illustrated example, the case where the independent operation dedicated outlet 9 is provided in the power conditioner 3 is shown. However, the independent operation dedicated outlet 9 may be provided outside the power conditioner 3. Good.

そして、このパワーコンディショナ3には、これらの他に図示しない電源部が備えられており、この電源部は、電力系統2が正常なとき(電力系統2が停電していないとき)には太陽光発電装置1または電力系統2から電力供給を受けてパワーコンディショナ3の各部に駆動電力を供給する一方、電力系統2が停電しているときには太陽光発電装置1から電力供給を受けてパワーコンディショナ3の各部に駆動電力を供給するように構成されている。また、この他、パワーコンディショナ3には図示しない表示部なども備えられている。   The power conditioner 3 is provided with a power supply unit (not shown) in addition to these, and this power supply unit is solar when the power system 2 is normal (when the power system 2 is not out of power). While receiving power supply from the photovoltaic power generation device 1 or the power system 2 and supplying driving power to each part of the power conditioner 3, when the power system 2 is out of power, it receives power supply from the solar power generation device 1 and power condition. The driving power is supplied to each part of the na 3. In addition, the power conditioner 3 includes a display unit (not shown).

給湯器4は、市水などの水源から供給される水を給湯設定温度の温水に加熱昇温させて給湯栓に供給する給湯装置であって、その基本的な構成は周知であるので詳細な説明は省略するが、この給湯器4には、図1に示すように、少なくとも、バーナを備えた燃焼部11と、水が流れる配管の凍結を防止するための電気ヒータからなる凍結予防ヒータ12と、これら燃焼部11および凍結予防ヒータ12を含む給湯器各部を制御する制御部13と、給湯器各部に駆動電力を供給する電源部14とが備えられている。なお、この給湯器4を構成する各部には、上記凍結予防ヒータ12をはじめとして駆動源として電気を用いる様々な電気負荷が備えられている。   The hot water heater 4 is a hot water supply device that heats and raises water supplied from a water source such as city water to hot water having a hot water supply set temperature and supplies the hot water tap to the hot water tap. Although description is omitted, as shown in FIG. 1, the hot water heater 4 includes a freezing prevention heater 12 including at least a combustion section 11 having a burner and an electric heater for preventing freezing of a pipe through which water flows. And a control unit 13 that controls each part of the water heater including the combustion unit 11 and the freeze prevention heater 12, and a power source unit 14 that supplies driving power to each part of the water heater. In addition, each part which comprises this water heater 4 is equipped with the various electric load which uses electricity as a drive source including the said anti-freezing heater 12.

そして、本実施形態では、このように構成された給湯器4の制御部13とパワーコンディショナ3の制御部8とは通信可能に接続されている。すなわち、パワーコンディショナ3の制御部8と給湯器4の制御部13は通信線15を介して通信接続されており、後述するように、パワーコンディショナ3の制御部8が給湯器4の制御部13に対して様々な制御を行うようになっている。   And in this embodiment, the control part 13 of the water heater 4 and the control part 8 of the power conditioner 3 which are comprised in this way are connected so that communication is possible. That is, the control unit 8 of the power conditioner 3 and the control unit 13 of the water heater 4 are communicatively connected via the communication line 15, and the control unit 8 of the power conditioner 3 controls the water heater 4 as described later. Various controls are performed on the unit 13.

次に、このように構成された発電システムにおける自立運転時の動作について説明する。
図2は、電力系統2が停電してパワーコンディショナ3が自立運転を開始するときの手順を示している。
Next, the operation | movement at the time of the independent operation in the electric power generation system comprised in this way is demonstrated.
FIG. 2 shows a procedure when the power system 2 is interrupted and the power conditioner 3 starts the independent operation.

本実施形態に示すパワーコンディショナ3は、上述したように自立運転機能を備えていることから、電力系統2が停電すると、パワーコンディショナ3の制御部8は電力系統2の停電を検知して、自立運転を開始する(図2ステップS1参照)。この自立運転では、制御部8は、まずインバータ部6を動作させる。これにより、太陽光発電装置1で発電されコンバータ部5で昇圧された直流電力がインバータ部6に供給されるとともに、インバータ部6において自立運転専用コンセント9に供給するための交流電力(たとえば、一般家庭用の交流電源であるAC100V)に変換される。   Since the power conditioner 3 shown in the present embodiment has the self-sustaining operation function as described above, when the power system 2 fails, the control unit 8 of the power conditioner 3 detects the power system 2 power failure. Then, independent operation is started (see step S1 in FIG. 2). In this self-sustained operation, the control unit 8 first operates the inverter unit 6. As a result, the DC power generated by the photovoltaic power generator 1 and boosted by the converter unit 5 is supplied to the inverter unit 6, and the AC power (for example, general It is converted into AC 100V, which is a household AC power source.

インバータ部6が動作すると、次に制御部8は、自立運転用リレー10の接点を閉じて(ONにして)、自立運転専用コンセント9をインバータ部6に接続する(図2ステップS2参照)。これにより、インバータ部6で生成された交流電力が自立運転専用コンセント9に供給される。このとき制御部8は、系統連系リレー7の接点を開いており、インバータ部6は電力系統2から解列されている。   When the inverter unit 6 operates, the control unit 8 next closes the contact of the autonomous driving relay 10 (turns it ON) and connects the independent operation outlet 9 to the inverter unit 6 (see step S2 in FIG. 2). As a result, the AC power generated by the inverter unit 6 is supplied to the independent operation outlet 9. At this time, the control unit 8 opens the contact of the grid interconnection relay 7, and the inverter unit 6 is disconnected from the power system 2.

このようにして、自立運転専用コンセント9に交流電力が供給されると当該コンセント9は使用可能となるので、この状態で自立運転専用コンセント9に給湯器4の電源部14が接続されることによって、給湯器4に太陽光発電装置1で発電された電力が供給されるようになる(図2ステップS2参照)。つまり、給湯器4が自立運転専用コンセント9から電力供給を受けるためには、給湯器4の電源部14に備えられた電源プラグ(図示せず)の接続先を、家庭用の電源コンセント(図示せず)から自立運転専用コンセント9に変更する必要がある。   In this way, when AC power is supplied to the independent operation dedicated outlet 9, the outlet 9 can be used. In this state, the power supply unit 14 of the water heater 4 is connected to the independent operation dedicated outlet 9. Then, the electric power generated by the solar power generator 1 is supplied to the water heater 4 (see step S2 in FIG. 2). That is, in order for the water heater 4 to receive power supply from the outlet 9 dedicated to independent operation, a power plug (not shown) provided in the power supply unit 14 of the water heater 4 is connected to a household power outlet (see FIG. It is necessary to change from the not-shown outlet 9 to the outlet 9 dedicated to independent operation.

給湯器4の電源部14が自立運転専用コンセント9に接続され、給湯器4の電源部14に電力が供給されると、それによって起動した給湯器4の制御部13は、パワーコンディショナ3の制御部8との通信を開始する。パワーコンディショナ3の制御部8は、自立運転中に給湯器4の制御部13との通信が開始されたことにより、これをもって給湯器4が自立運転専用コンセント9から供給される電力によって起動した(換言すれば、自立運転専用コンセント9から給湯器4への電力供給が開始された)ことを検出する。   When the power supply unit 14 of the water heater 4 is connected to the independent power outlet 9 and power is supplied to the power supply unit 14 of the water heater 4, the control unit 13 of the water heater 4 activated by the power supply unit 14 is connected to the power conditioner 3. Communication with the control unit 8 is started. The control unit 8 of the power conditioner 3 is started by communication with the control unit 13 of the water heater 4 during the self-sustaining operation, so that the water heater 4 is activated by the electric power supplied from the outlet 9 dedicated to the self-sustaining operation. (In other words, it is detected that the power supply from the outlet 9 dedicated for independent operation to the water heater 4 has started).

このようにして給湯器4が起動されると、次にパワーコンディショナ3の制御部8は、給湯器4の制御部13に対してパワーコンディショナ3が自立運転中であることを通知して給湯器4を所定の自立運転モードに設定するとともに、給湯器4を所定の電気負荷のみが動作する暫定運転状態に制御する。   When the water heater 4 is activated in this way, the control unit 8 of the power conditioner 3 next notifies the control unit 13 of the water heater 4 that the power conditioner 3 is operating independently. The water heater 4 is set to a predetermined self-sustaining operation mode, and the water heater 4 is controlled to a temporary operation state in which only a predetermined electric load operates.

ここで、給湯器4の暫定運転は、後述するように、太陽光発電装置1の発電量が給湯器4を動作させるのに十分であるか否かを判断するために、給湯器4の一部の電気負荷(たとえば、凍結予防ヒータ)のみを動作させる暫定的な運転態様であって、本実施形態では、この暫定運転状態への制御は、パワーコンディショナ3の制御部8から給湯器4の制御部13に対して、凍結予防ヒータ12のみを動作させる(電気ヒータをONさせる)動作指令を出すことによって行われる(図2ステップS3参照)。   Here, the provisional operation of the water heater 4 is performed in order to determine whether or not the amount of power generated by the solar power generator 1 is sufficient to operate the water heater 4, as will be described later. In this embodiment, the control to the temporary operation state is performed from the control unit 8 of the power conditioner 3 to the hot water heater 4. This is performed by issuing an operation command for operating only the freeze prevention heater 12 (turning on the electric heater) to the control unit 13 (see step S3 in FIG. 2).

ここで、本実施形態において、給湯器4の暫定運転状態で動作させる電気負荷として凍結予防ヒータ12を用いているのは、暫定運転を行わせたときに太陽光発電装置1の発電量不足によって凍結予防ヒータ12の動作が停止しても危険がないこと、および、凍結予防ヒータ12は動作時の消費電力が比較的大きく、後述するパワーコンディショナ3の出力電圧Vpcoutに基づく発電量の確認をより正確に行えることなどの理由に基づいている。したがって、このような条件を満たす電気負荷であれば、凍結予防ヒータ12以外の電気負荷を暫定運転で動作させるように構成することも可能である。   Here, in this embodiment, the freeze prevention heater 12 is used as an electric load to be operated in the provisional operation state of the water heater 4 because of the insufficient power generation amount of the solar power generation device 1 when the provisional operation is performed. There is no danger even if the operation of the freeze prevention heater 12 is stopped, and the freeze prevention heater 12 consumes a relatively large amount of power during operation, and confirms the amount of power generation based on the output voltage Vpcout of the power conditioner 3 described later. This is based on reasons such as what can be done more accurately. Therefore, as long as the electrical load satisfies such conditions, it is possible to configure the electrical load other than the freeze prevention heater 12 to operate in the provisional operation.

また、本実施形態では、給湯器4を暫定運転状態に制御するにあたり、給湯器4の制御部13に対して動作させる電気負荷を指定して動作指令を出すようにした場合を示したが、たとえば、給湯器4の制御部13に暫定運転で動作させる電気負荷をあらかじめ設定しておき、パワーコンディショナ3の制御部8は給湯器4の制御部13に対して暫定運転の開始だけを指令するように構成してもよい。したがって、たとえば、上述した自立運転中であることの通知を暫定運転開始の指令として用い、この通知を受けた給湯器4の制御部13が自動的に暫定運転を開始させるように構成することも可能である。   Further, in the present embodiment, when controlling the water heater 4 to the temporary operation state, the electric load to be operated with respect to the control unit 13 of the water heater 4 is designated and an operation command is issued. For example, an electric load to be operated in the provisional operation is set in the control unit 13 of the water heater 4 in advance, and the control unit 8 of the power conditioner 3 instructs only the start of the provisional operation to the control unit 13 of the water heater 4. You may comprise. Therefore, for example, the notification that the above-described autonomous operation is being performed is used as a temporary operation start command, and the control unit 13 of the water heater 4 that has received the notification may automatically start the temporary operation. Is possible.

そして、給湯器4が暫定運転を開始すると、この状態、つまり給湯器4が暫定運転状態にあるときに、制御部8はパワーコンディショナ3の出力電圧(つまり、インバータ部6の出力電圧)Vpcoutを検出し、この検出した出力電圧Vpcoutが所定電圧(本実施形態では、AC101V)A以上であるか否かを判断する(図2ステップS4参照)。ここで、この判断に用いる所定電圧Aは、自立運転専用コンセント9から出力させる交流電圧(本実施形態ではAC100V)に基づいて設定されている。そして、本実施形態では、この判断はパワーコンディショナ3の出力電圧Vpcoutが上記所定電圧Aを維持することができるか否かの観点から、上記所定電圧A以上の状態が一定時間以上継続できるかによって判断するようにしている。   When the water heater 4 starts the provisional operation, the control unit 8 outputs the output voltage of the power conditioner 3 (that is, the output voltage of the inverter unit 6) Vpcout in this state, that is, when the water heater 4 is in the provisional operation state. Is detected, and it is determined whether or not the detected output voltage Vpcout is equal to or higher than a predetermined voltage (AC101V in this embodiment) A (see step S4 in FIG. 2). Here, the predetermined voltage A used for this determination is set based on an AC voltage (AC 100 V in the present embodiment) output from the independent operation-only outlet 9. In this embodiment, this determination is based on whether the output voltage Vpcout of the power conditioner 3 can maintain the predetermined voltage A or not. Judging by.

そして、この判断の結果、パワーコンディショナ3の出力電圧Vpcoutが上記所定電圧A以上である(上記所定電圧A以上の状態を維持できる)場合には、制御部8は給湯器4の暫定運転状態を解除する制御を行う。具体的には、制御部8から給湯器4の制御部13に対して、凍結予防ヒータ12の動作を停止させる(電気ヒータをOFFさせる)動作指令を出力する(図2ステップS5参照)。   As a result of this determination, when the output voltage Vpcout of the power conditioner 3 is equal to or higher than the predetermined voltage A (a state equal to or higher than the predetermined voltage A can be maintained), the controller 8 determines the temporary operation state of the water heater 4. Control to release Specifically, an operation command for stopping the operation of the freeze prevention heater 12 (turning off the electric heater) is output from the control unit 8 to the control unit 13 of the water heater 4 (see step S5 in FIG. 2).

これにより、給湯器4の制御部4は凍結予防ヒータ12の動作を停止させて暫定運転状態から通常の動作(正常動作)に復帰する(図2ステップS6参照)。つまり、給湯器4は、図示しないリモコン等の操作に応じた動作を行える状態に復帰する。なお、このとき給湯器4の制御部13に自立運転モード中の動作制限が設定されている場合には、給湯器4の制御部13は当該動作制限に従って給湯器4の動作制御を行う。   Thereby, the control part 4 of the water heater 4 stops the operation of the freeze prevention heater 12 and returns to the normal operation (normal operation) from the temporary operation state (see step S6 in FIG. 2). That is, the water heater 4 returns to a state where it can perform an operation according to an operation of a remote controller (not shown). At this time, when the operation restriction in the independent operation mode is set in the control unit 13 of the water heater 4, the control unit 13 of the water heater 4 controls the operation of the water heater 4 according to the operation restriction.

これに対して、図2ステップS4の判断の結果、パワーコンディショナ3の出力電圧Vpcoutが上記所定電圧A未満である(上記所定電圧Aを維持できない)場合には、制御部8は自立運転用リレー10の接点を開くとともに、インバータ部6の動作を停止させて、パワーコンディショナ3に設けられる表示部(図示せず)などに発電電力が不足している旨の表示を行う(図2ステップS7参照)。   On the other hand, when the output voltage Vpcout of the power conditioner 3 is less than the predetermined voltage A (the predetermined voltage A cannot be maintained) as a result of the determination in step S4 in FIG. While opening the contact of the relay 10, the operation of the inverter unit 6 is stopped, and a display indicating that the generated power is insufficient is displayed on a display unit (not shown) provided in the power conditioner 3 (step in FIG. 2). (See S7).

そして、一定時間が経過するのを待って(図2ステップS8参照)、再び図2ステップS1からの処理を開始する。これは、太陽光発電装置1の発電量は、時間帯や天候によって変化する日射量によって増減するためであり、一定時間をおいて発電量が上昇していないか再び判断するようになっている。   Then, after a certain time has passed (see step S8 in FIG. 2), the processing from step S1 in FIG. 2 is started again. This is because the amount of power generated by the solar power generation device 1 increases or decreases depending on the amount of solar radiation that changes depending on the time of day or the weather, and it is determined again whether the amount of power generated has increased after a certain period of time. .

このように、本実施形態の発電システムでは、パワーコンディショナ3が自立運転を開始したときには、自立運転専用コンセント9に接続されている給湯器4に対して、一部の電気負荷(凍結予防ヒータ12)のみを動作させる暫定運転を行わせるとともに、この暫定運転中にパワーコンディショナ3の制御部8が太陽光発電装置1の発電量が給湯器4を動作させるのに十分であるか否かを判断し、発電量が十分であると判断した場合には給湯器4を正常動作に移行させるようにしているので、自立運転開始時において太陽光発電装置1の発電量が不足している状態で給湯器4の動作(正常動作)が行われることが回避される。   As described above, in the power generation system of the present embodiment, when the power conditioner 3 starts the independent operation, a part of the electric load (freezing prevention heater) is applied to the water heater 4 connected to the independent operation dedicated outlet 9. 12) Whether or not the provisional operation for operating only the power supply is performed, and whether or not the control unit 8 of the power conditioner 3 has enough power to operate the water heater 4 during the provisional operation. When the power generation amount is determined to be sufficient, the hot water heater 4 is shifted to a normal operation, so that the power generation amount of the solar power generation device 1 is insufficient at the start of independent operation. Thus, the operation (normal operation) of the water heater 4 is avoided.

次に、自立運転開始後におけるパワーコンディショナ3の制御部8の制御および給湯器4の制御部13の制御について説明する。ここで、図3は太陽光発電装置1の出力特性を示しており、また、図4は自立運転中におけるパワーコンディショナ3の制御部8の制御手順を、図5は自立運転中における給湯器4の制御部13の制御手順をそれぞれ示している。   Next, the control of the control unit 8 of the power conditioner 3 and the control of the control unit 13 of the water heater 4 after the start of independent operation will be described. Here, FIG. 3 shows the output characteristics of the photovoltaic power generator 1, FIG. 4 shows the control procedure of the control unit 8 of the power conditioner 3 during the independent operation, and FIG. 5 shows the water heater during the independent operation. 4 shows a control procedure of the control unit 13.

図3に示すように、この種の太陽光発電装置1は出力電圧を上げていくと、その出力電力は最大電力点電圧Vpmaxを最大(Pmax)として低下する関係にある。そのため、本実施形態に示す発電システムではこのような太陽光発電装置1の出力特性を利用して、自立運転中はパワーコンディショナ3の制御部8が太陽光発電装置1の出力電圧、つまり、パワーコンディショナ3の太陽光発電装置1側の入力電圧(コンバータ部5の入力電圧)Vpcinを監視し、この入力電圧Vpcinに応じて、発電電力に余裕があるか否かを判断し、この判断結果に基づいて、必要に応じて給湯器4の制御部13の制御に制限を加え、あるいは、その制限を解除するように構成されている。   As shown in FIG. 3, when this type of photovoltaic power generation apparatus 1 increases the output voltage, the output power has a relationship of decreasing with the maximum power point voltage Vpmax being the maximum (Pmax). Therefore, in the power generation system shown in the present embodiment, using such output characteristics of the solar power generation device 1, the control unit 8 of the power conditioner 3 outputs the output voltage of the solar power generation device 1 during self-sustained operation, that is, The input voltage (input voltage of the converter unit 5) Vpcin on the photovoltaic power generator 1 side of the power conditioner 3 is monitored, and it is determined whether there is a margin in the generated power according to this input voltage Vpcin. Based on the result, the control of the control unit 13 of the water heater 4 is restricted as necessary, or the restriction is released.

具体的には、パワーコンディショナ3の制御部8は、パワーコンディショナ3の入力電圧Vpcinが最大電力点電圧Vpmaxよりも一定値α以上に高い場合(Vpmax+α≦Vpcinとなる場合)には発電電力に余裕があると判断し、入力電圧Vpcinが最大電力点電圧Vpmax付近となる場合(Vpmax≦Vpcin<Vpmax+αとなる場合)には発電電力に余裕が少ないと判断し、入力電圧Vpcinが最大電力点電圧Vpmaxより低い場合(Vpcin<Vpmaxとなる場合)には発電電力に余裕がない(発電電力が不足している)と判断するように構成されている。なお、ここで、上記一定値αは発電電力の余裕を判断するために設定される任意の値であり、この値は太陽光発電装置1の出力特性に応じて適宜設定される。   Specifically, the control unit 8 of the power conditioner 3 generates the generated power when the input voltage Vpcin of the power conditioner 3 is higher than the maximum power point voltage Vpmax by a certain value α (when Vpmax + α ≦ Vpcin). When the input voltage Vpcin is near the maximum power point voltage Vpmax (when Vpmax ≦ Vpcin <Vpmax + α), it is determined that the generated power has a small margin and the input voltage Vpcin is at the maximum power point. When the voltage is lower than the voltage Vpmax (when Vpcin <Vpmax), it is determined that the generated power has no margin (the generated power is insufficient). Here, the constant value α is an arbitrary value set to determine the margin of the generated power, and this value is appropriately set according to the output characteristics of the solar power generation device 1.

そして、パワーコンディショナ3の制御部8は自立運転中にこのような判断を行うことを前提に、以下のような手順で給湯器4の制御を制限またはその制限を解除するように構成されている。   And the control part 8 of the power conditioner 3 is comprised so that control of the hot water heater 4 may be restrict | limited or the restriction | limiting may be cancelled | released in the following procedures on the assumption that such a determination is performed during independent operation. Yes.

すなわち、自立運転下で給湯器4が正常動作(図2ステップS6参照)を開始すると、制御部8は、一定の周期でパワーコンディショナ3の入力電圧Vpcinを検出し、太陽光発電装置1の発電量に余裕があるか否かを判断する(図4ステップS1参照)。   That is, when the water heater 4 starts normal operation (see step S6 in FIG. 2) under the self-sustaining operation, the control unit 8 detects the input voltage Vpcin of the power conditioner 3 at a constant period, and the solar power generator 1 It is determined whether there is a margin in the amount of power generation (see step S1 in FIG. 4).

そして、この判断により発電電力に余裕がないと判断した場合(図4ステップS2においてYesの場合)には、パワーコンディショナ3の制御部8は、給湯器4の制御部13に対して、給湯器4の動作量を減らす指示(制御を制限する指示)を出力する(図4ステップS3、図5ステップS1参照)。   If it is determined that there is no margin in the generated power (Yes in step S2 in FIG. 4), the control unit 8 of the power conditioner 3 supplies hot water to the control unit 13 of the water heater 4. An instruction to reduce the operation amount of the device 4 (an instruction to limit control) is output (see step S3 in FIG. 4 and step S1 in FIG. 5).

給湯器4の制御部13は、この動作量を減らす指示を受け付けると、動作中の電気負荷の一部または全部の動作を停止させる制御を行う(図5ステップS2参照)。たとえば、給湯器4が、給湯機能(給湯栓に温水を供給する機能)、ふろ機能(浴槽への湯張り機能や浴槽内の温水の保温機能)および暖房機能(温水暖房装置に温水を供給する機能)を備えている場合には、給湯器4の制御部13は、動作中のこれらの機能の一部または全部を停止させる。   When the control unit 13 of the water heater 4 receives an instruction to reduce the amount of operation, the control unit 13 performs control to stop part or all of the operating electric load (see step S2 in FIG. 5). For example, the water heater 4 has a hot water supply function (a function for supplying hot water to the hot water tap), a bath function (a hot water filling function for a bathtub or a warm water retaining function in the bathtub), and a heating function (for supplying hot water to the hot water heater). If the function is provided, the control unit 13 of the water heater 4 stops some or all of these functions during operation.

ここで、この指示を受け付けたときにどの機能を停止させるかは給湯器4の制御部13において適宜設定されるが、好ましくは、停止させても給湯器4の利用者(ユーザ)に影響の少ない機能から順次動作を減らすように設定される。たとえば、給湯、ふろおよび暖房の各機能がすべて動作中である場合には、給湯とふろ機能を残して(これらの動作は維持して)暖房機能を停止させる。また、給湯とふろ機能が動作中の場合には、給湯機能のみを残してふろ機能を停止させるとともに暖房機能の動作を禁止させる(ここで、禁止とはリモコンなどで動作開始の操作がなされても当該動作を行わせないことを意味する。以下、同じ)。さらに、給湯機能のみが動作中の場合には、給湯機能の動作を停止させるとともにふろと暖房機能の動作を禁止させる、といった方法が採用され得る。なお、このように動作中の機能を停止させる場合には、たとえば、複数の機能(たとえば、ふろと暖房の双方)を同時に停止させるように構成することも勿論可能である。   Here, which function is to be stopped when this instruction is received is appropriately set in the control unit 13 of the water heater 4, but preferably, even if the function is stopped, the user (user) of the water heater 4 is affected. It is set to reduce the operation sequentially from few functions. For example, when all the functions of hot water supply, bath and heating are in operation, the heating function is stopped while leaving the hot water and bath functions (maintaining these operations). In addition, when the hot water supply and bathing functions are in operation, only the hot water supply function is left and the bathing function is stopped and the heating function is prohibited (where the prohibition is the operation start operation with a remote control etc.) Means that the operation is not performed (the same applies hereinafter). Furthermore, when only the hot water supply function is operating, a method of stopping the operation of the hot water supply function and prohibiting the operation of the bathroom and the heating function may be employed. In addition, when stopping the function in operation in this way, of course, it is also possible to comprise so that several functions (for example, both a bathroom and heating) may be stopped simultaneously.

これに対して、発電電力に余裕が少ないと判断された場合(図4ステップS4においてYesの場合)には、制御部8は給湯器4の制御部13に対して、給湯器4の動作量を保持する指示(制御を制限する指示)を出力する(図4ステップS5、図5ステップS3参照)。   On the other hand, when it is determined that the generated power has a small margin (Yes in step S4 in FIG. 4), the control unit 8 controls the operation amount of the water heater 4 with respect to the control unit 13 of the water heater 4. Is output (instruction for restricting control) (see step S5 in FIG. 4, step S3 in FIG. 5).

この動作量の保持が指示されると、給湯器4の制御部13は、動作中の電気負荷が増えないように給湯器4を制御する(図5ステップS4参照)。たとえば、この指示を受け付けている状態では、ユーザが給湯器4のリモコンなどで動作中の機能を増やす操作を行っても制御部13はその操作は受け付けず、動作中の機能を減らす操作は受け付けて動作する機能を減少させる制御を行う。たとえば、給湯機能のみが動作している状態でふろ機能(たとえば、ふろの湯張り機能)の動作が要求されても、給湯器4の制御部13は当該風呂機能の動作を行わないように構成される。   When the holding of the operation amount is instructed, the control unit 13 of the water heater 4 controls the water heater 4 so that the electric load during operation does not increase (see step S4 in FIG. 5). For example, in a state in which this instruction is received, even if the user performs an operation to increase the function being operated with the remote controller of the water heater 4 or the like, the control unit 13 does not accept the operation and accepts an operation to reduce the function being operated. Control to reduce the function that operates. For example, the control unit 13 of the water heater 4 is configured not to perform the operation of the bath function even when the operation of the bath function (for example, the bath water filling function) is requested while only the hot water function is operating. Is done.

なお、この動作量の保持が指示されているときの給湯器4の制御には、動作中の機能よりもユーザに与える影響が大きい機能の動作が要求された場合には、動作中の機能を一時的に停止させて要求された機能を動作させるといった制御が含まれていてもよい。たとえば、ふろ機能の動作中(たとえば、ふろの湯張り中)に給湯機能の動作が要求されたような場合には、ふろ機能を一時的に停止させて、給湯機能を動作させるように構成することもできる。   Note that the control of the water heater 4 when the holding of the operation amount is instructed requires the function in operation when an operation of a function having a larger influence on the user than the function in operation is requested. Control of temporarily stopping and operating the requested function may be included. For example, when an operation of the hot water supply function is requested during the operation of the bath function (for example, during filling of the bath bath), the bath function is temporarily stopped and the hot water supply function is operated. You can also.

また、これに対して、発電電力に余裕があると判断された場合(図4ステップS4においてNoの場合)には、パワーコンディショナ3の制御部8は、給湯器4の制御部13に対して、給湯器4の動作量を緩める(制限を解除する)指示を出力する(図4ステップS6、図5ステップS5参照)。   On the other hand, when it is determined that the generated power has a margin (No in step S4 in FIG. 4), the control unit 8 of the power conditioner 3 controls the control unit 13 of the water heater 4. Then, an instruction to loosen (release the restriction) the operation amount of the water heater 4 is output (see step S6 in FIG. 4 and step S5 in FIG. 5).

この動作量を緩める指示がされると、給湯器4の制御部13は給湯器4の動作量が増えるのを許可する。これにより、たとえば、給湯機能とふろ機能とが動作中に暖房機能の動作要求があれば、給湯、ふろの各機能に加えて暖房機能も動作するようになる。   When an instruction to loosen the operation amount is given, the control unit 13 of the water heater 4 permits the operation amount of the water heater 4 to increase. Thus, for example, if there is an operation request for the heating function while the hot water supply function and the bath function are operating, the heating function is also operated in addition to the hot water supply and bath functions.

また、パワーコンディショナ3の制御部8は、このような自立運転中においては常時または定期的に電力系統2の停電が復旧したか否かを監視しており、停電復旧を検出した場合には、パワーコンディショナ3またはリモコンのいずれかが備える報知手段(たとえば、表示部)により、その旨を報知するとともに、ユーザに対して、所定の自立運転停止操作(たとえば、パワーコンディショナに備えられる図示しない操作部に対する所定操作)を促す。そして、ユーザによる自立運転停止操作がなされると、自立運転が停止させる。すなわち、自立運転の停止により、自立運転用リレー10の接点が開かれて自立運転専用コンセント9がインバータ部6から切り離されるとともに、系統連系リレー7の接点が閉じられてインバータ部6が電力系統2に連系させる。   In addition, the control unit 8 of the power conditioner 3 monitors whether or not the power failure of the power system 2 has been restored at all times or periodically during such independent operation, and when the power failure recovery is detected. The notification means (for example, a display unit) provided in either the power conditioner 3 or the remote controller notifies the user of the fact and also performs a predetermined autonomous operation stop operation (for example, the illustration provided in the power conditioner) to the user. (Predetermined operation on the operation unit not to be performed). Then, when the user performs a self-sustained operation stop operation, the self-sustained operation is stopped. That is, when the self-sustained operation is stopped, the contact of the self-sustained operation relay 10 is opened and the self-sustained operation outlet 9 is disconnected from the inverter unit 6, and the contact of the grid interconnection relay 7 is closed so that the inverter unit 6 is connected to the power system. Connect to 2.

そして、自立運転が停止すると(図4ステップS7でYesになると)、自立運転専用コンセント9を介した給湯器4への電力供給が断たれるので、給湯器4の制御部13は停止し、これとともに給湯器4の制御の制限(自立運転モードに伴う制御の制限を含む)はすべて解除される(図4ステップS8参照)。   And when independent operation stops (when it becomes Yes in FIG.4 step S7), since the electric power supply to the hot water heater 4 via the independent electrical operation outlet 9 is cut off, the control part 13 of the hot water heater 4 stops, At the same time, all control restrictions (including control restrictions associated with the self-sustaining operation mode) of the water heater 4 are released (see step S8 in FIG. 4).

このように、本実施形態に示す発電システムでは、自立運転中にパワーコンディショナ3の制御部8がパワーコンディショナ3の入力電圧Vpcinに応じて給湯器4の制御に制限を加えたり、あるいは、その制限を解除したりするので、自立運転中に給湯器4が電力不足に陥ることが回避・解消される。   Thus, in the power generation system shown in the present embodiment, the control unit 8 of the power conditioner 3 limits the control of the water heater 4 according to the input voltage Vpcin of the power conditioner 3 during the self-sustaining operation, or Since the restriction is removed, it is avoided / eliminated that the water heater 4 falls short of electric power during the independent operation.

実施形態2
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態に示す発電システムは、上述した実施形態1における給湯器4の制御部13の制御の内容を改変している。具体的には、自立運転中にパワーコンディショナ3の制御部8が、太陽光発電装置1の発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断したとき(図4ステップS2,S4参照)における給湯器4の制御の制限の内容を改変している。
Embodiment 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the power generation system shown in the second embodiment, the control content of the control unit 13 of the water heater 4 in the first embodiment is modified. Specifically, when the control unit 8 of the power conditioner 3 determines that “there is no margin” or “the margin is small” in the power generation amount of the photovoltaic power generation apparatus 1 during the independent operation (steps S2 and S4 in FIG. 4). The content of the restriction of the control of the water heater 4 in the reference) is modified.

すなわち、この実施形態に示す発電システムでは、自立運転中にパワーコンディショナの制御部8が太陽光発電装置1の発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断したときに行われる給湯器4の制御の制限に(図5ステップS2、S4参照)、給湯器4の電気負荷の単位時間当たりの作動量を低下させる制御が含まれている。   That is, in the power generation system shown in this embodiment, it is performed when the control unit 8 of the power conditioner determines that “there is no margin” or “the margin is small” in the power generation amount of the photovoltaic power generation apparatus 1 during the independent operation. The limitation of the control of the water heater 4 (see steps S2 and S4 in FIG. 5) includes control for reducing the operation amount per unit time of the electric load of the water heater 4.

すなわち、給湯器4は給湯器としての機能を実現するにあたり、給湯器4の各部に電気で駆動する様々な電気負荷(たとえば、バーナへの燃料供給量を制御する比例弁、給湯器4への入水量や給湯器からの出湯量を制御する流量制御弁、燃焼部11に燃焼用の空気を送り込む送風ファン、配管内の湯水を循環させるポンプなど)が備えられており、これら電気で駆動する電気負荷の多くは、出湯特性などとの関係で、その作動時における単位時間当たりの作動量が設定されている。   That is, when the water heater 4 realizes the function as the water heater, various electric loads (for example, proportional valves for controlling the amount of fuel supplied to the burner, water heater 4 to each part of the water heater 4 are electrically driven). A flow rate control valve that controls the amount of incoming water and the amount of hot water discharged from the water heater, a blower fan that sends combustion air to the combustion section 11, a pump that circulates hot water in the pipe, and the like. Most of the electrical loads have an operation amount per unit time at the time of operation in relation to the hot water characteristics.

本実施形態に示す発電システムは、このような電気で駆動する電気負荷の作動制御にあたり、パワーコンディショナ3の制御部8において太陽光発電装置1の発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断されたとき(換言すれば、給湯器4の制御に制限が加えられたとき)には、給湯器4の制御部13は、これらの電気負荷を作動させるときの単位時間当たりの作動量を通常時よりも低下させる(つまり、電気負荷の応答速度を遅らせる)制御を行うように構成されている。   In the power generation system shown in the present embodiment, in the operation control of such an electric load driven by electricity, the power generation amount of the photovoltaic power generation apparatus 1 is “no margin” or “no margin” in the control unit 8 of the power conditioner 3. When it is determined that the amount is “low” (in other words, when the control of the water heater 4 is restricted), the control unit 13 of the water heater 4 per unit time when operating these electric loads. It is configured to perform control to reduce the operation amount from the normal time (that is, to delay the response speed of the electric load).

したがって、この制御が実行されると、たとえば、リモコンなどで給湯設定温度を上げる操作が行われても、給湯器4からの出湯温度は通常時よりもゆっくりと上昇することになる。   Therefore, when this control is executed, for example, even if an operation for raising the hot water supply set temperature is performed with a remote controller or the like, the hot water temperature from the water heater 4 rises more slowly than usual.

このように、本実施形態に示す発電システムでは、自立運転中に太陽光発電装置1の発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断されているときには、電気で駆動する電気負荷は通常時より緩やかに(ゆっくりと)作動することになるので、作動時における電気負荷での消費電力が抑制され、急激な付加変動によって給湯器4が電力不足に陥ることが回避される。   As described above, in the power generation system shown in the present embodiment, when it is determined that the power generation amount of the photovoltaic power generation apparatus 1 is “no allowance” or “no allowance” during the independent operation, the electric load driven by electricity Is operated more slowly (slowly) than usual, so that power consumption at the electric load during operation is suppressed, and it is avoided that the water heater 4 falls short of power due to sudden additional fluctuations.

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。   The above-described embodiments show preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these, and various design changes can be made within the scope of the invention.

たとえば、上述した実施形態では、パワーコンディショナ3の自立運転専用コンセント9から電力供給を受ける電気機器として給湯器4を用いた場合を示したが、自立運転専用コンセント9に接続する機器としては給湯器4以外の電気機器が用いられていてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the case where the hot water heater 4 is used as an electric device that receives power supply from the outlet 9 dedicated to the independent operation of the power conditioner 3 is illustrated. An electrical device other than the container 4 may be used.

また、上述した実施形態では、発電部として太陽光発電装置1を用いた場合を示したが、発電部は自家発電可能であれば燃料電池発電装置など他の態様の発電装置を用いることも可能である。   Moreover, although the case where the solar power generation device 1 was used as the power generation unit was shown in the above-described embodiment, the power generation unit may use a power generation device of another aspect such as a fuel cell power generation device as long as the power generation unit can generate power in-house. It is.

また、上述した実施形態では、自立運転中に太陽光発電装置1の発電量に「余裕がない」または「余裕が少ない」と判断されときに給湯器4の動作量を減らしたり保持したりするなどの構成を示したが、たとえば、これらの制御と共に、給湯器4のリモコンの表示部などを通じて「自立運転発電電力不足」や「給湯器の制御制限中」といった状況を報知させるように構成しておくことも可能である。また、「自立運転中」や「暫定運転状態」である旨も報知するように構成されていてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the operation amount of the water heater 4 is reduced or held when it is determined that the power generation amount of the solar power generation device 1 is “no margin” or “less margin” during the independent operation. For example, it is configured to notify the situation such as “insufficiently generated power generated by self-sustained operation” or “restricting control of the water heater” through the display of the remote controller of the water heater 4 along with these controls. It is also possible to keep it. Moreover, it may be configured to notify that it is “in a self-sustaining operation” or “a provisional operation state”.

1 太陽光発電装置
2 電力系統
3 パワーコンディショナ
4 給湯器
5 コンバータ部
6 インバータ部
7 系統連系リレー
8 制御部(パワーコンディショナの制御部)
9 自立運転専用コンセント
10 自立運転用リレー
11 燃焼部
12 凍結予防ヒータ(電気負荷)
13 制御部(電気機器の制御部)
14 電源部
15 通信線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar power generation device 2 Electric power system 3 Power conditioner 4 Water heater 5 Converter part 6 Inverter part 7 Grid connection relay 8 Control part (control part of a power conditioner)
9 Stand-alone outlet 10 Stand-alone operation relay 11 Combustion section 12 Freezing prevention heater (electric load)
13 Control unit (control unit for electrical equipment)
14 Power supply 15 Communication line

Claims (6)

発電部と、この発電部により発電された電力を電力系統に連系させるとともに、電力系統の停電時には前記発電部で発電された電力を自立運転専用コンセントから外部の電気機器に供給可能にする自立運転機能を備えたパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの自立運転時に前記自立運転専用コンセントから電力供給を受ける電気機器とで構成された発電システムにおいて、
前記パワーコンディショナの制御部は、前記電気機器の制御部と通信可能に接続され、自立運転開始後に前記電気機器の起動を検出すると、当該電気機器を所定の電気負荷のみが動作する暫定運転状態に制御するとともに、この状態で前記パワーコンディショナの出力電圧を検出して当該出力電圧が所定電圧以上であれば前記暫定運転状態を解除する制御構成を備えていることを特徴とする発電システム。
A self-supporting power generator that connects the power generated by the power generating unit to an electric power system and that can supply the electric power generated by the power generating unit to an external electrical device from a stand-alone outlet for independent operation when a power failure occurs. In a power generation system composed of a power conditioner having an operation function and an electric device that receives power supply from the outlet for exclusive use of the independent operation during the independent operation of the power conditioner,
The control unit of the power conditioner is connected to the control unit of the electric device so as to be communicable, and when the activation of the electric device is detected after the start of independent operation, the electric device operates only in a predetermined electric load. And a control structure for detecting the output voltage of the power conditioner in this state and canceling the provisional operation state if the output voltage is equal to or higher than a predetermined voltage.
前記パワーコンディショナの制御部は、前記パワーコンディショナの発電部側の入力電圧に応じて、前記電気機器の制御部の制御を制限しまたはその制限を解除する制御構成を備えていることを特徴とする請求項1に記載の発電システム。   The control unit of the power conditioner includes a control configuration that restricts or removes the control of the control unit of the electric device according to the input voltage on the power generation unit side of the power conditioner. The power generation system according to claim 1. 前記電気機器の制御部の制御の制限には、前記電気負荷の単位時間当たりの作動量を低下させる制御が含まれることを特徴とする請求項2に記載の発電システム。   The power generation system according to claim 2, wherein the control restriction of the control unit of the electric device includes control for reducing an operation amount per unit time of the electric load. 前記電気機器が給湯器であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の発電システム。   The power generation system according to claim 1, wherein the electric device is a water heater. 前記暫定運転状態で動作する電気負荷が凍結予防用の電気ヒータであることを特徴とする請求項4に記載の発電システム。   The power generation system according to claim 4, wherein the electric load that operates in the temporary operation state is an electric heater for preventing freezing. 発電部により発電された電力を電力系統に連系させるとともに、電力系統の停電時には前記発電部で発電された電力を自立運転専用コンセントから外部の電気機器に供給可能にする自立運転機能を備えたパワーコンディショナにおいて、
前記パワーコンディショナの制御部は、前記電気機器の制御部と通信可能に構成され、自立運転開始後に前記電気機器の起動を検出すると、当該電気機器を所定の電気負荷のみが動作する暫定運転状態に制御するとともに、この状態で前記パワーコンディショナの出力電圧を検出して当該出力電圧が所定電圧以上であれば前記暫定運転状態を解除する制御構成を備えていることを特徴とするパワーコンディショナ。
In addition to linking the power generated by the power generation unit to the power system, the power generation unit has a self-sustaining operation function that enables power generated by the power generation unit to be supplied to an external electrical device from a power outlet dedicated to self-sustained operation. In the inverter
The control unit of the power conditioner is configured to be communicable with the control unit of the electric device, and when the activation of the electric device is detected after the start of independent operation, the electric device operates only in a predetermined electric load. And a control configuration for detecting the output voltage of the power conditioner in this state and canceling the provisional operation state if the output voltage is equal to or higher than a predetermined voltage. .
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