JP2014096899A - 電力変換装置及び系統連系システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流電源1に並列に接続され直流電源1から出力される直流電圧を昇圧して出力することにより交流波形の一部波形を成形する昇圧回路20と、昇圧回路20に並列に接続され昇圧回路20から出力される出力電圧を平滑する平滑コンデンサ3と、平滑コンデンサ3に並列に接続され平滑コンデンサ3によって平滑された電圧を降圧することにより交流波形の一部波形以外の残部波形を成形するインバータ回路40と、インバータ回路40と電力系統6との間に設けられたスイッチ7と、直流電源1と電力系統6との系統連系を行う際にあらかじめ平滑コンデンサ3に印加される電圧を電力系統6の系統電圧の絶対値以上の電圧に昇圧するように昇圧回路20を制御する制御回路8とを備えた電力変換装置60とする。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明の実施の形態1における電力変換装置60及びこれを備えた系統連系システム70の構成を説明する。図1は、本発明の実施の形態1における電力変換装置60を備えた系統連系システム70と電力系統6を示す回路図である。なお、以下においては、直流電源である太陽電池1に実施の形態1にかかる電力変換装置60を用いる場合を説明するが、これに限定されるものではなく、燃料電池等の他の分散型直流電源に用いることとしてもよい。
なお、実施の形態1においては系統連系を行う前にあらかじめ平滑コンデンサ電圧を系統電圧の最大値以上の電圧とすることとしたが、これに限定されるものではなく、系統連系を行う前に系統電圧に同期して一部区間のみで平滑コンデンサ電圧を昇圧することとしてもよい。以下、実施の形態2として、系統連系を行う前にあらかじめ平滑コンデンサ電圧102bを系統電圧101に同期して一部区間のみ昇圧する場合について説明する。
なお、実施の形態2にかかる電力変換装置61では系統連系前の動作を実施の形態1にかかる電力変換装置60と異なる構成としたが、これに限定されるものでなく、他の動作とすることとしてもよい。そこで、実施の形態3として、実施の形態1にかかる電力変換装置60とは系統連系後の動作方法が異なる場合について説明する。
なお、本発明は、実施の形態1ないし3にかかる電力変換装置の回路構成に限定されるものでなく、他の回路構成とすることとしてもよい。そこで、実施の形態4として、実施の形態1ないし3にかかる電力変換装置とは異なる回路構成の場合を説明する。
なお、本発明は、実施の形態1ないし4にかかる電力変換装置においては、系統連系直後から、昇圧回路20(又は21)が交流波形の一部波形を成形し、インバータ回路40が交流波形の残部波形を成形することとしているが、これに限定されるものではなく、他の動作方法とすることとしてもよい。そこで、実施の形態5として、実施の形態1ないし4にかかる電力変換装置とは異なる動作方法の場合を説明する。
2a 昇圧用リアクトル
2b 昇圧用ダイオード
2c、2d 昇圧用スイッチング素子
3 平滑コンデンサ
4a、4b、4c、4d インバータ用スイッチング素子
5a フィルタリアクトル
5b フィルタコンデンサ
6 電力系統
7 系統連系用スイッチ
8 制御回路
9 電源電圧センサ
10 昇圧リアクトル用電流センサ
11 平滑コンデンサ用電圧センサ
13 フィルタリアクトル用電流センサ
15 出力電流センサ
16 系統電圧センサ
17 バイパス用スイッチング素子
20、21 昇圧回路
40 インバータ回路
50 フィルタ回路
60、61、62 電力変換装置
70、71 系統連系システム
S1、S2、S3 制御信号
Ii 昇圧リアクトル電流
If フィルタリアクトル電流
100 太陽電池電圧
101 系統電圧
102a、102b、102c、102d、102e、102f 平滑コンデンサ電圧
103 出力電流
104、105 制御信号
Claims (7)
- 直流電源に並列に接続され、前記直流電源から出力される直流電圧を昇圧して出力することにより交流波形の一部波形を成形する昇圧回路と、
前記昇圧回路に並列に接続され、前記昇圧回路から出力される出力電圧を平滑する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに並列に接続され、前記平滑コンデンサによって平滑された電圧を降圧することにより前記交流波形の前記一部波形以外の残部波形を成形するインバータ回路と、
前記インバータ回路と電力系統との間に設けられたスイッチと、
前記直流電源と前記電力系統との系統連系を行う際に、あらかじめ前記平滑コンデンサに印加される電圧を前記電力系統の系統電圧の絶対値以上の電圧に昇圧するように、前記昇圧回路を制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記系統連系を行う際に、あらかじめ前記平滑コンデンサに印加される電圧を前記系統電圧の絶対値の最大値以上の電圧に昇圧するように、前記昇圧回路を制御する、
ことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記系統連系を行う際に、あらかじめ前記直流電圧と前記系統電圧の絶対値との比較に基づいて所定の期間のみ前記平滑コンデンサに印加される電圧を昇圧するように、前記昇圧回路を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記系統連系を行った直後から一定期間経過までの間は、前記昇圧回路が前記平滑コンデンサに印加される電圧を前記系統電圧の絶対値の最大値よりも高い電圧となるように昇圧するとともに、前記インバータ回路が昇圧された前記平滑コンデンサに印加される電圧に基づいて前記交流波形を成形するように、前記昇圧回路及び前記インバータ回路を制御する、
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記昇圧回路は、
二つのスイッチング素子を備え、
前記制御回路は、
前記系統連系を行った後に最初に前記昇圧回路が前記一部波形の成形を開始するまでの期間又は前記系統連系を行った後に最初に前記平滑コンデンサに印加される電圧と前記直流電圧が等しくなるまでの期間においては、前記二つのスイッチング素子をオフ状態となるように制御する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記直流電源の正極側端子と前記平滑コンデンサの正極側端子との接続及び解離を行うバイパス用スイッチング素子を備え、
前記制御回路は、
前記系統連系を行った後に最初に前記昇圧回路が前記一部波形の成形を開始するまでの期間又は前記系統連系を行った後に最初に前記平滑コンデンサに印加される電圧と前記直流電圧が等しくなるまでの期間においては、前記バイパス用スイッチング素子をオフ状態となるように制御する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 直流電力を出力する直流電源である太陽電池と、
前記太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換し前記電力系統に出力する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の電力変換装置と、
を備えたことを特徴とする系統連系システム。
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