JP2014236568A - 系統連系装置 - Google Patents
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Abstract
Description
系統端子16は、系統電源2が接続される外部端子であり、電力会社の電力網(商用系統)を介して、所定の交流電力が系統端子16へ供給される。この系統端子16は、例えば、分電盤や引込線を介して商用系統に接続される。
PVパワーコンディショナ4は、入力端子(図示せず)が太陽電池5に接続され、出力端子(図示せず)が共通ライン6に接続され、太陽電池5から入力される直流電力を交流電力に変換し、共通ライン6へ出力するインバータ装置であり、その出力を系統電源2の波形と同期させる系統連系制御を行っている。また、系統電源2の停電及び復電を判断し、出力を停止又は再開させる系統保護制御を行っている。
蓄電池10は、直流電力を入出力することにより、充電及び放電が行われる二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。蓄電池10に蓄積された電力は、双方向インバータ回路11のDC端子12に供給される。なお、蓄電池10は、系統連系装置1に内蔵されているものに限定されず、外部接続されるものであってもよい。
双方向インバータ回路11は、蓄電池10が接続されるDC端子12と、系統電源2が接続されるAC端子13とを有し、DC端子12及びAC端子13間において双方向の電力変換を行う電力変換装置である。蓄電池10の充電時には、AC端子13に入力された交流電力が、双方向インバータ回路11により直流電力に変換され、DC端子12から出力される。一方、蓄電池10の放電時には、DC端子12に入力された直流電力が、双方向インバータ回路11により交流電力に変換され、AC端子13から出力される。
連系切替SW23は、連系運転と自立運転とを切り替えるための切替スイッチであり、負荷3及びPVパワーコンディショナ4を、系統電源側又はAC端子13側のいずれかに選択的に接続する。具体的には、負荷3及びPVパワーコンディショナ4に接続された共通端子s0を連系運転端子s1又は自立運転端子s2のいずれかに選択的に接続する。連系運転端子s1は、連系運転時に選択される端子であり、系統端子16及び系統SW21に接続されている。一方、自立運転端子s2は、自立運転時に選択される端子であり、自立SW22に接続されている。
電圧計14は、系統電源2の電圧を計測する系統電圧計測手段であり、その計測結果は連系制御部15へ出力される。この電圧計14は、系統SW21と系統端子16との間に配置されているため、SW21〜23の動作状態にかかわらず、系統電源2の電圧波形を正しく計測することができる。
連系制御部15は、電圧計14による系統電圧の計測結果に基づいて、系統電源2の停電及び復電を検知し、双方向インバータ回路11及びSW21〜23を制御することにより、連系運転状態、自立運転状態、自立停止状態及び発電装置連系運転状態を切り替える。
図3は、図1の連系制御部15の構成例を示したブロック図である。この連系制御部15は、系統状態判別部151、SW切替部152及びインバータ制御部153により構成される。系統状態判別部151は、電圧計14によって計測された系統電圧に基づいて、系統電源2の停電及び復電を判別し、その判別結果をSW切替部152及びインバータ制御部153へ出力する。
2 系統電源
3 負荷
4 PVパワーコンディショナ
5 太陽電池
6 共通ライン
10 蓄電池
11 双方向インバータ回路
12 DC端子
13 AC端子
14 電圧計
15 連系制御部
16 系統端子
21 系統SW
22 自立SW
23 連系切替SW
Claims (8)
- 蓄電池が接続されるDC端子及び系統電源が接続されるAC端子を有し、上記DC端子及び上記AC端子間において双方向の電力変換を行う双方向インバータ回路と、
上記AC端子を含む共通ラインに、上記系統電源と並列にそれぞれ接続された負荷及び発電装置と、
上記系統電源の電圧を計測する系統電圧計測手段と、
上記AC端子と上記系統電源とを、導通可能に接続する系統スイッチと、
上記AC端子と上記負荷及び上記発電装置とを、導通可能に接続する自立スイッチと、
上記負荷及び上記発電装置を、上記系統電源側又は上記AC端子側のいずれかに選択的に接続する連系切替スイッチと、
上記系統電圧計測手段の計測結果に基づいて、上記系統電源の停電及び復電を検知し、上記系統スイッチを導通状態にして上記自立スイッチを非導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した連系接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた連系運転状態、並びに、上記系統スイッチを非導通状態にして上記自立スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記AC端子側に接続した自立接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた自立運転状態を切り替える連系制御手段とを備えたことを特徴とする系統連系装置。 - 上記連系制御手段は、上記系統スイッチ及び上記自立スイッチを非導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した発電装置連系接続とし、かつ、上記発電装置を駆動させた発電装置連系運転状態に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の系統連系装置。
- 上記連系制御手段は、上記連系運転状態、上記自立運転状態及び上記発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える場合に、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させた自立停止状態を運転状態の切替の間に設けることを特徴とする請求項2に記載の系統連系装置。
- 上記発電装置は、上記共通ラインに供給される電圧に基づいて停電及び復電を判断し、停電の判断後に出力を停止し、復電の判断後に出力を再開し、
上記連系制御手段は、停電を検知して連系運転状態から自立停止状態に移行した後、自立停止状態から自立運転状態への移行時に、上記自立スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記AC端子側に接続する制御を行うことにより、上記蓄電池から上記共通ラインへの電力供給が開始し、上記発電装置が復電と判断して出力を再開することを特徴とする請求項3に記載の系統連系装置。 - 上記連系制御手段は、復電を検知して自立運転状態から自立停止状態に移行した後、自立停止状態から連系運転状態への移行時に、上記系統スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続する制御を行うことにより、上記共通ラインへの電力供給が再開し、上記発電装置が復電と判断して出力を再開することを特徴とする請求項4に記載の系統連系装置。
- 上記連系制御手段は、停電を検知し上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させて自立停止状態に移行した後、上記系統スイッチ、上記自立スイッチ及び上記連系切替スイッチを上記自立接続にするとともに、上記双方向インバータ回路を起動させて自立運転状態に切り替える制御を行う一方、復電を検知し上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させて自立停止状態に移行した後、上記系統スイッチ、上記自立スイッチ及び上記連系切替スイッチを上記連系接続にするとともに、上記双方向インバータ回路を起動させて連系運転状態に切り替える制御を行うことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の系統連系装置。
- 上記発電装置は、光起電力効果を利用して直流電力を生成する太陽電池と、上記太陽電池の直流電力を交流電力に変換するとともに、上記太陽電池の発電効率を制御するパワーコンディショナとからなることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の系統連系装置。
- 上記蓄電池は、上記双方向インバータ回路によって充電及び放電されることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の系統連系装置。
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