JP2014236606A - System interconnection system - Google Patents

System interconnection system Download PDF

Info

Publication number
JP2014236606A
JP2014236606A JP2013117215A JP2013117215A JP2014236606A JP 2014236606 A JP2014236606 A JP 2014236606A JP 2013117215 A JP2013117215 A JP 2013117215A JP 2013117215 A JP2013117215 A JP 2013117215A JP 2014236606 A JP2014236606 A JP 2014236606A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage value
voltage
correction
value
value data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013117215A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
俊行 田渕
Toshiyuki Tabuchi
俊行 田渕
修平 大谷
Shuhei Otani
修平 大谷
正雄 渡邉
Masao Watanabe
正雄 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamond Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Diamond Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2013117215A priority Critical patent/JP2014236606A/en
Publication of JP2014236606A publication Critical patent/JP2014236606A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system interconnection system capable of changing the target value of bus voltage quickly.SOLUTION: Upon reaching a time tx, an AC voltage value goes above a reference waveform Vth(n), and since the percentage modulation MR(n) goes above 0.97, a bus voltage correction determination routine sets the increase command information of a target voltage value Vdc. Consequently, at the next zero-cross timing t4, a new reference percentage modulation MR(n+1) and a target voltage value Vdc(n+1) are set, and a signal generation unit 152a generates a drive signal by using them.

Description

本発明は、系統連系装置に関し、特に、直流リンク部のバス電圧制御に関する。   The present invention relates to a grid interconnection device, and more particularly to bus voltage control of a DC link unit.

系統連系装置は、分散型電源と系統電源との間に介在するよう設置される。当該系統連系装置は、分散型電源による発電電力を直流から交流へ変換するものであり、其の交流電力を系統電源及び系統電源に接続された負荷へ供給させる。   The grid interconnection device is installed so as to be interposed between the distributed power supply and the grid power supply. The grid interconnection device converts power generated by a distributed power source from DC to AC, and supplies the AC power to a system power source and a load connected to the system power source.

系統連系装置では、生成した電流を系統電源へ供給させる為、AC電源電圧(又は、これに相当する値)を監視しながらインバータ回路の出力電流を制御させている。この出力電流は、コンバータ回路の平滑コンデンサに蓄積された電荷によって賄われるところ、当該平滑コンデンサの電圧値(バス電圧値)に大きく影響される。   In the grid interconnection device, the output current of the inverter circuit is controlled while monitoring the AC power supply voltage (or a value corresponding thereto) in order to supply the generated current to the system power supply. This output current is covered by the electric charge accumulated in the smoothing capacitor of the converter circuit, and is greatly influenced by the voltage value (bus voltage value) of the smoothing capacitor.

これを受け、特開平11−122818号公報(特許文献1)では、系統電圧(AC電源電圧)に基づいてコンバータ回路の昇圧電圧を制御させている。かかる技術では、図7に示す如く、系統電圧Vacに対する閾値Vth(n)を設け、この閾値よりも幾分高い目標電圧Vdc(n)を設定している。
同図では、Vdc(n)=Vth(n)+ΔVj,とされる。
Vdc(n):設定されている目標電圧
Vth(n):設定されている閾値
ΔVj :オフセット値(リップル変動を考慮した値)
In response to this, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-122818 (Patent Document 1), the boosted voltage of the converter circuit is controlled based on the system voltage (AC power supply voltage). In this technique, as shown in FIG. 7, a threshold Vth (n) for the system voltage Vac is provided, and a target voltage Vdc (n) somewhat higher than this threshold is set.
In the figure, Vdc (n) = Vth (n) + ΔVj.
Vdc (n): set target voltage Vth (n): set threshold value ΔVj: offset value (a value considering ripple fluctuation)

特許文献1の技術によれば、系統連系装置は、系統電圧Vacが閾値Vthを上回ると(時刻t3〜t4参照)、系統電圧Vthの上昇変動を把握し、目標電圧Vdcを増加させる指令を出す。
同図では、Vdc(n+1)=Vdc(n)+ΔVh,とされる。
Vdc(n+1):設定変更後の目標電圧
ΔVh :目標電圧の補正値
According to the technique of Patent Document 1, when the grid voltage Vac exceeds the threshold value Vth (see times t3 to t4), the grid interconnection device grasps the rising fluctuation of the grid voltage Vth and issues a command to increase the target voltage Vdc. put out.
In the figure, Vdc (n + 1) = Vdc (n) + ΔVh.
Vdc (n + 1): target voltage after setting change ΔVh: correction value of target voltage

図示の如く、変更後の目標電圧Vdc(n+1)は、系統電圧Vacの変動を受けて設定値が随時変更され、コンバータ回路の昇圧電圧と系統電圧Vacとのオフセット量ΔVjを確保させる。特許文献1の記載によれば、このような関係が保たれることで、系統電圧Vacよりも昇圧電圧が常に上回るように制御され、出力電流の電流波形に高調波を重畳させることを回避できると説明されている。   As shown in the figure, the set value of the target voltage Vdc (n + 1) after the change is changed as needed in response to the fluctuation of the system voltage Vac, and an offset amount ΔVj between the boosted voltage of the converter circuit and the system voltage Vac is secured. According to the description in Patent Document 1, by maintaining such a relationship, the boosted voltage is always controlled to be higher than the system voltage Vac, and it is possible to avoid superimposing harmonics on the current waveform of the output current. It is explained.

特開平11−122818号公報JP-A-11-122818

しかしながら、図7に示す如く、目標電圧Vdcに対するオフセット量によって閾値Vthを設定しまうと、系統電圧Vacの監視機能は、其の性質上、系統電圧Vacのピーク値Vp近傍を対象として変動状態を判定せざるを得ない。即ち、かかる技術では、ピーク値Vp(若しくは、其の近傍)を迎えなければ、監視中の系統電圧Vacが大きく変動しているか否かを判定できないとの不具合を招く。   However, as shown in FIG. 7, if the threshold value Vth is set by the offset amount with respect to the target voltage Vdc, the monitoring function of the system voltage Vac determines the fluctuation state for the vicinity of the peak value Vp of the system voltage Vac due to its nature. I have to. That is, in such a technique, unless the peak value Vp (or the vicinity thereof) is reached, there is a problem that it cannot be determined whether or not the system voltage Vac being monitored is fluctuating greatly.

例えば、図8(a)に示す如く、系統電圧Vacが時刻txで変動した場合、系統連系装置では、ピーク値Vp(若しくは、其の近傍)の後に、この変動を検知することになるから、次のピーク値Vp(時刻t4〜t5)を迎えなければ、系統電圧Vacの変動を検知できない。このため、時刻t4〜t5のピーク値手前では目標電圧Vdcが変更されることはなく、時刻t5〜t6を迎えてから変更後の目標電圧Vdcによる制御が行われる。このような場合、時刻t4〜t5のピーク値手前では、目標電圧の変更が実施されない為、バス電圧と系統電圧Vacとの接近を許してしまい、インバータ回路の出力電流Iacに高調波を形成させる惧れがある(図8b、時刻t4〜t5参照)。   For example, as shown in FIG. 8A, when the system voltage Vac fluctuates at time tx, the grid interconnection device detects this fluctuation after the peak value Vp (or its vicinity). Unless the next peak value Vp (time t4 to t5) is reached, fluctuations in the system voltage Vac cannot be detected. For this reason, the target voltage Vdc is not changed before the peak value at time t4 to t5, and the control with the changed target voltage Vdc is performed after the time t5 to t6. In such a case, the target voltage is not changed before the peak value at times t4 to t5, so that the bus voltage and the system voltage Vac are allowed to approach, and a harmonic is formed in the output current Iac of the inverter circuit. (See FIG. 8b, times t4 to t5).

また、図9(a)に示す如く、系統電圧Vacがピーク値Vpの手前で変動した場合(時刻ty参照)、其の波形におけるピーク値Vpを迎えなければ目標電圧Vdcを変更できないので、直後のピーク値Vpの近傍では、バス電圧と系統電圧Vacとの接近を許すこととなる。このため、出力電流Iacは、時刻t3〜t4での系統電圧Vacのピーク時刻に対応して、高調波が形成させる危険がある(図9b参照)。   Further, as shown in FIG. 9A, when the system voltage Vac fluctuates before the peak value Vp (see time ty), the target voltage Vdc cannot be changed unless the peak value Vp in the waveform is reached. In the vicinity of the peak value Vp, the bus voltage and the system voltage Vac are allowed to approach each other. For this reason, there is a danger that the output current Iac is caused to generate a harmonic corresponding to the peak time of the system voltage Vac at times t3 to t4 (see FIG. 9b).

このように、目標電圧Vdcに対するオフセット量によって閾値Vthが設定されると、目標電圧Vdcの変更タイミングが遅れてしまう。このため、系統電圧Vacの急変時刻tx,tyから目標電圧Vdcが切換るまでに、インバータ回路の出力電流Iacに高調波が重畳されるとの問題が生じる。このような高調波は、系統電源の品質低下を招く因子とされ、各種ガイドラインでこれを取除くよう指導されている。   Thus, when the threshold value Vth is set by the offset amount with respect to the target voltage Vdc, the timing for changing the target voltage Vdc is delayed. For this reason, there arises a problem that harmonics are superimposed on the output current Iac of the inverter circuit before the target voltage Vdc is switched from the sudden change times tx and ty of the system voltage Vac. Such harmonics are considered to be a factor causing deterioration in the quality of the system power supply, and various guidelines are instructed to remove them.

また、コンバータ回路とインバータ回路とを接続する直流リンク部では、平滑コンデンサ(電解コンデンサ)の劣化に応じ、直流リンク部での電圧値Vdc(ins)が大きな周期変動を伴ったものとされてしまう。この場合、従来例に係る系統連系装置では、直流リンク部での電圧値Vdc(ins)が系統電源の電圧値Vacよりも一時的に低くなる状況が形成されてしまい、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質低下を招いてしまう。   In addition, in the DC link section connecting the converter circuit and the inverter circuit, the voltage value Vdc (ins) at the DC link section is accompanied by a large period fluctuation according to the deterioration of the smoothing capacitor (electrolytic capacitor). . In this case, in the grid interconnection device according to the conventional example, a situation is formed in which the voltage value Vdc (ins) at the DC link portion is temporarily lower than the voltage value Vac of the grid power supply. As a result, the quality of the output current caused by the reverse flow of the current will be reduced.

本発明は上記課題に鑑み、バス電圧の目標値変更を速やかに行い得る系統連系装置の提供を目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a grid interconnection device that can quickly change a target value of a bus voltage.

上記課題を解決するため、第1の発明では次のような系統連系装置の構成とする。即ち、分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するAC電圧値データを作成するAC電圧値取得部と、前記AC電圧値データに対応させたAC電圧値パラメータを設定するAC電圧値パラメータ設定部と、前記系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形の電圧値に対応させた基準電圧値パラメータを設定する基準電圧値パラメータ設定部と、前記AC電圧値パラメータ及び前記基準電圧値パラメータの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築されることとする。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention has the following system interconnection device configuration. That is, a converter circuit that boosts supply power supplied from a distributed power source, an inverter circuit that converts DC power output from the converter circuit into AC power, and reversely flows the AC power to a system power source, and the converter circuit The DC signal is relayed from the inverter circuit to the inverter circuit and the bus voltage changes according to the operation of both circuits, and the drive signal input to each of the converter circuit and the active element group provided in the inverter circuit is A control circuit to be generated,
The control circuit includes an AC voltage value acquisition unit that generates AC voltage value data corresponding to the voltage value of the system power supply, and an AC voltage value parameter setting unit that sets an AC voltage value parameter corresponding to the AC voltage value data. A reference voltage value parameter setting unit for setting a reference voltage value parameter corresponding to a voltage value of a substantially similar reference waveform with respect to the AC voltage waveform of the system power supply, and the magnitude of the AC voltage value parameter and the reference voltage value parameter A function of a target bus voltage correction unit that corrects the target value of the bus voltage based on the relationship and a signal generation unit that generates the drive signal using the corrected target value are constructed.

第1の発明について好ましくは、前記AC電圧値パラメータは、前記AC電圧値データと前記バス電圧のDC検出値データとから算出されるAC変調率値情報とされ、
前記基準電圧値パラメータは、前記基準波形の電圧値を現す基準電圧値データと前記バス電圧のDC検出値データとから算出される基準変調率値情報とされることとする。
Preferably, in the first invention, the AC voltage value parameter is AC modulation rate value information calculated from the AC voltage value data and DC detection value data of the bus voltage,
The reference voltage value parameter is reference modulation factor value information calculated from reference voltage value data representing the voltage value of the reference waveform and DC detection value data of the bus voltage.

第1の発明について好ましくは、前記目標バス電圧補正部では、前記AC変調率値情報及び前記基準変調率値情報を比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることとする。   Preferably, in the first invention, the target bus voltage correction unit compares the AC modulation factor value information and the reference modulation factor value information to determine a correction command type, and the correction command. And a bus voltage correction amount setting program for determining a correction amount to be applied to the target value of the bus voltage based on the above.

第1の発明について好ましくは、前記基準変調率値情報は、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報によって構成されることとする。   Preferably, in the first invention, the reference modulation factor value information is constituted by a plurality of reference modulation factor value information provided corresponding to different modulation factors.

第1の発明について好ましくは、前記複数の基準変調率値情報は、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第1の基準変調率値情報と、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第2の基準変調率値情報とを備えていることとする。   Preferably, in the first invention, the plurality of reference modulation factor value information includes first reference modulation factor value information used when setting increase command information as to whether or not to increase the correction amount, and the correction. It is assumed that second reference modulation factor value information used when setting reduction command information for determining whether or not to reduce the amount is provided.

第1の発明について好ましくは、前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第1の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第2の補正待機時間の方が長く設定されていることとする。   Preferably, in the first invention, the bus voltage correction determination program uses a second correction waiting time required to decrease the correction amount, rather than a first correction waiting time required to increase the correction amount. It is assumed that it is set long.

また、第2の発明では次のような系統連系装置の構成とする。即ち、分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するAC電圧値データを作成するAC電圧値取得部と、前記系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、前記AC電圧値データ及び前記基準電圧値データの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築されることとする。
Moreover, in 2nd invention, it is set as the structure of the following grid connection apparatuses. That is, a converter circuit that boosts supply power supplied from a distributed power source, an inverter circuit that converts DC power output from the converter circuit into AC power, and reversely flows the AC power to a system power source, and the converter circuit The DC signal is relayed from the inverter circuit to the inverter circuit and the bus voltage changes according to the operation of both circuits, and the drive signal input to each of the converter circuit and the active element group provided in the inverter circuit is A control circuit to be generated,
The control circuit includes an AC voltage value acquisition unit that generates AC voltage value data corresponding to the voltage value of the system power supply, and reference voltage value data that represents a voltage value of a reference waveform that is substantially similar to the AC voltage waveform of the system power supply. A reference voltage value data setting unit in which is set, a target bus voltage correction unit that corrects the target value of the bus voltage based on the magnitude relationship between the AC voltage value data and the reference voltage value data, and the corrected target value A signal generation unit that generates the drive signal using the function is constructed.

第2の発明について好ましくは、前記目標バス電圧補正部では、前記AC電圧値データ及び前記基準電圧値データを比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムとが起動されることとする。   Preferably, in the second invention, the target bus voltage correction unit compares the AC voltage value data and the reference voltage value data to determine a correction command type, and based on the correction command Then, a bus voltage correction amount setting program for determining a correction amount to be given to the target value of the bus voltage is started.

第2の発明について好ましくは、前記基準電圧値データは、異なる比率に対応して設けられた複数の基準電圧値データによって構成されることとする。   Preferably, in the second invention, the reference voltage value data is constituted by a plurality of reference voltage value data provided corresponding to different ratios.

第2の発明について好ましくは、前記複数の基準電圧値データは、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第1の基準電圧値データと、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第2の基準電圧値データとを備えていることとする。   In a second aspect of the present invention, preferably, the plurality of reference voltage value data includes the first reference voltage value data used when setting increase command information as to whether or not to increase the correction amount, and the correction amount. It is assumed that second reference voltage value data used when setting reduction command information as to whether or not to decrease is provided.

第2の発明について好ましくは、前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第1の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第2の補正待機時間の方が長く設定されていることとする。   Preferably, in the second invention, the bus voltage correction determination program is configured such that the second correction waiting time required to decrease the correction amount is greater than the first correction waiting time required to increase the correction amount. It is assumed that it is set long.

本発明に係る系統連系装置によると、系統電圧に相似な波形データを用いて基準値が設定されるので、目標電圧を変更すべき事象が生じた場合、当該系統電圧のピーク値の到来を待たずして、この変動を検出することが可能となる。   According to the grid interconnection device according to the present invention, since the reference value is set using waveform data similar to the grid voltage, when an event that requires changing the target voltage occurs, the peak value of the grid voltage is reached. This change can be detected without waiting.

実施の形態に係る系統連系装置の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the grid connection apparatus which concerns on embodiment. キャリア周波数毎に起動される処理ルーチンを説明する図。The figure explaining the processing routine started for every carrier frequency. 複数の基準電圧値パラメータとAC電圧値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between several reference voltage value parameter and AC voltage value. ゼロクロスタイミング毎に起動される処理ルーチンを説明する図。The figure explaining the processing routine started for every zero cross timing. 実施の形態に係る電力成分の状態を示す図。The figure which shows the state of the electric power component which concerns on embodiment. 他の実施の形態に係る電力成分の状態を示す図。The figure which shows the state of the electric power component which concerns on other embodiment. 従来例に係る電力成分の状態を示す図(其の1)。The figure which shows the state of the electric power component which concerns on a prior art example (the 1). 従来例に係る電力成分の状態を示す図(其の2)。The figure which shows the state of the electric power component which concerns on a prior art example (the 2). 従来例に係る電力成分の状態を示す図(其の3)。The figure which shows the state of the electric power component which concerns on a prior art example (the 3).

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して具体的に説明する。図1は、系統連系システム10の構成が説明されている。尚、同図には、系統電源に接続される各種配電線が示されている。このうち、電源ラインL1及びL2は、これを介して、インバータ回路と系統電源(商用電源)とを連系させている。また、この電源ラインL1,L2には、リレーRY3が介挿されると供に、図示されない負荷LDが電気的に接続されている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 illustrates the configuration of the grid interconnection system 10. In the figure, various distribution lines connected to the system power supply are shown. Among these, the power supply lines L1 and L2 link the inverter circuit and the system power supply (commercial power supply) through this. In addition, a load LD (not shown) is electrically connected to the power lines L1 and L2 as well as a relay RY3.

本実施の形態に係る系統連系システム10は、分散型電源PVPと、接続箱PVBと、リレーRY2と、系統連系装置100と、図示されない単独運転検出装置と、適宜の信号ライン等によって構成される。本実施の形態では、分散型電源として太陽電池モジュールPVPが用いられているが、この他、燃料電池,風力発電装置等の自然エネルギーを用いた小規模発電装置を用いても良い。   The grid interconnection system 10 according to the present embodiment includes a distributed power source PVP, a junction box PVB, a relay RY2, a grid interconnection device 100, a single operation detection device (not shown), an appropriate signal line, and the like. Is done. In the present embodiment, the solar cell module PVP is used as the distributed power source. However, a small-scale power generation device using natural energy such as a fuel cell or a wind power generation device may be used.

接続箱PVBは、太陽電池モジュールPVPの各モジュールから各々供給された発電電力を結合させ、この直流状態の供給電力を系統連系装置100へ出力させる。かかる接続箱PVBは、系統連系装置100の入力部101へ電気的に接続され、太陽電池モジュールPVPで発電された供給電力を中継する。   The junction box PVB combines the generated power supplied from each module of the solar cell module PVP, and outputs the supplied power in the DC state to the grid interconnection device 100. The junction box PVB is electrically connected to the input unit 101 of the grid interconnection device 100 and relays the supply power generated by the solar cell module PVP.

系統連系装置100は、コンバータ回路110と,インバータ回路120と,フィルタ回路130と、各種センサ(141q,141r,141t)と、制御回路150とから構成される。また、インバータ回路120の出力側には電源ラインL1及びL2が各々接続され、この他、センサ部には信号ラインが適宜に設けられている。   The grid interconnection device 100 includes a converter circuit 110, an inverter circuit 120, a filter circuit 130, various sensors (141q, 141r, 141t), and a control circuit 150. Further, power supply lines L1 and L2 are connected to the output side of the inverter circuit 120, and in addition, signal lines are appropriately provided in the sensor unit.

コンバータ回路110は、リアクトルLc1及びダイオードD1から成る直列回路がバスラインLaに設けられ、ダイオードD1のアノード側とバスラインLbとの間に能動素子T1が設けられる。また、ダイオードD1のカソード側では、能動素子T1に対し並列状態となるよう、双方のバスライン間に平滑コンデンサC1が接続される。かかるコンバータ回路110は、駆動信号s1に応じて能動素子T1が通電/非通電となる動作を繰り返し、リアクトルLc1の作用によって、平滑コンデンサC1へ電荷を供給する。このため、平滑コンデンサC1では、供給電荷量と放電電荷量とを適宜にバランスさせることで、供給電力における電圧成分よりも当該コンデンサでの両端電圧が高く維持される。以下、このような平滑コンデンサC1の両端電圧の状態を、昇圧電圧と呼ぶこととする。   In the converter circuit 110, a series circuit including a reactor Lc1 and a diode D1 is provided on the bus line La, and an active element T1 is provided between the anode side of the diode D1 and the bus line Lb. On the cathode side of the diode D1, a smoothing capacitor C1 is connected between both bus lines so as to be in parallel with the active element T1. The converter circuit 110 repeats the operation in which the active element T1 is energized / de-energized according to the drive signal s1, and supplies electric charges to the smoothing capacitor C1 by the action of the reactor Lc1. For this reason, in the smoothing capacitor C1, the both-ends voltage in the said capacitor is maintained higher than the voltage component in supply electric power by balancing supply charge amount and discharge charge amount suitably. Hereinafter, such a state of the voltage across the smoothing capacitor C1 is referred to as a boosted voltage.

バスラインLaは平滑コンデンサC1の陽極側に設けられ、バスラインLbは同素子の陰極側に設けられる。かかるバスラインLa,Lbは、コンバータ回路110とインバータ回路120との間に介在し、双方の回路を電気的に接続させる。バスラインLa及びLbは、平滑コンデンサC1の電極端子に対応して接続されるので、平滑コンデンサC1から後段の回路(インバータ回路120)へ直流電力を中継することなる。バスラインLa〜Lb間のバス電圧(昇圧電圧の電圧値)は、平滑コンデンサC1での電荷量によって決まるので、コンバータ回路110及びインバータ回路120の双方の回路動作に応じて其の電圧値が定まることとなる。以下、コンバータ回路110及びインバータ回路120の間のバスラインLa,Lbを、総称して直流リンク部と呼ぶことがある。   The bus line La is provided on the anode side of the smoothing capacitor C1, and the bus line Lb is provided on the cathode side of the same element. The bus lines La and Lb are interposed between the converter circuit 110 and the inverter circuit 120 and electrically connect both circuits. Since the bus lines La and Lb are connected corresponding to the electrode terminals of the smoothing capacitor C1, the DC power is relayed from the smoothing capacitor C1 to the subsequent circuit (inverter circuit 120). Since the bus voltage (voltage value of the boosted voltage) between the bus lines La to Lb is determined by the amount of charge in the smoothing capacitor C1, the voltage value is determined according to the circuit operations of both the converter circuit 110 and the inverter circuit 120. It will be. Hereinafter, the bus lines La and Lb between the converter circuit 110 and the inverter circuit 120 may be collectively referred to as a DC link unit.

インバータ回路120は、能動素子T2a及びT2bを直列接続させた第1の半導体アームと、T2c及びT2dを直列接続させた第2の半導体アームとを備え、これら複数の半導体アームがバスラインLa,Lbを介して並列接続されている。T2aとT2bの接点t1(出力端)は、電源ラインL1がフィルタ用リアクトルを通じて接続され、これを介して系統電源へ電気的に接続されている。同様に、電源ラインL2は、他のフィルタ用リアクトルを通じて、接点t2(T2cとT2dの接点/出力端)と系統電源とが電気的に接続される。インバータ回路120は、駆動信号sa〜sdに応じて各能動素子T2a〜T2dが通電状態を切換え、これにより、出力電流Iacは、パルス幅変調され正弦波に変換される。このように、インバータ回路120は、コンバータ回路110から出力された直中電力を交流電力へ変換させ、当該交流電力を系統電源へ逆潮流させる。   The inverter circuit 120 includes a first semiconductor arm in which active elements T2a and T2b are connected in series, and a second semiconductor arm in which T2c and T2d are connected in series, and the plurality of semiconductor arms are connected to the bus lines La and Lb. Are connected in parallel. The contact t1 (output end) of T2a and T2b is connected to the power supply line L1 through the filter reactor, and is electrically connected to the system power supply through this. Similarly, in the power supply line L2, the contact point t2 (contact point / output end of T2c and T2d) and the system power supply are electrically connected through another filter reactor. In the inverter circuit 120, the active elements T2a to T2d switch the energized state in accordance with the drive signals sa to sd, whereby the output current Iac is pulse-width modulated and converted into a sine wave. As described above, the inverter circuit 120 converts the intermediate power output from the converter circuit 110 into AC power, and reversely flows the AC power to the system power supply.

上述した能動素子とは、通電状態を規制するパワートランジスタを指し、MOSFET又はIGBT等が用いられる。かかる能動素子は、信号端子に駆動信号(例えば、PWM信号)が入力され、通電電流を高い周波数(数kHz〜数十kHz程度)で断続動作させる。尚、特許請求の範囲における能動素子群とは、コンバータ回路側の能動素子T1とインバータ回路側の能動素子T2a〜T2dとの総称である。   The above-mentioned active element refers to a power transistor that regulates the energized state, and a MOSFET or IGBT is used. In such an active element, a drive signal (for example, a PWM signal) is input to a signal terminal, and an energized current is intermittently operated at a high frequency (several kHz to several tens of kHz). The active element group in the claims is a general term for the active element T1 on the converter circuit side and the active elements T2a to T2d on the inverter circuit side.

制御回路150は、図示の如く、系統連系装置100に設けられるものであって、CPU,メモリ回路,AD変換回路,及び,クロック回路等が内部構成として配備される。また、制御回路150に設けられた入力ポートには、供給電力の電流成分を示す入力側電流検出信号sq,系統電源へ供給する電流(即ち、出力電流)の電流値を示す出力側電流検出信号sr,バス電圧の電圧値を示すバス電圧検出信号st,等が入力される。更に、制御回路150では、先に説明した駆動信号s1,sa〜sdを生成し、制御回路150に設けられた出力ポートからは、その駆動信号s1,sa〜sdが出力されることとなる。   As shown in the figure, the control circuit 150 is provided in the grid interconnection device 100, and includes a CPU, a memory circuit, an AD conversion circuit, a clock circuit, and the like as an internal configuration. An input port provided in the control circuit 150 includes an input-side current detection signal sq that indicates a current component of the supplied power, and an output-side current detection signal that indicates the current value of the current (ie, output current) supplied to the system power supply. sr, a bus voltage detection signal st indicating the voltage value of the bus voltage, and the like are input. Further, the control circuit 150 generates the drive signals s1, sa to sd described above, and the drive signals s1, sa to sd are output from the output ports provided in the control circuit 150.

上述した回路構成のうちメモリ回路には、各種プログラムが記録され、このプログラムがCPU内のレジスタへ読み込まれることにより、これらハードウェア資源とソフトウェア資源とが協同して後述する機能部を構築させる。具体的に説明すると、本実施の形態に係る制御回路150では、コンバータ制御部151と、インバータ制御部152と、この他、解列用リレー制御部(図示なし)等が機能構築される。   Of the circuit configuration described above, various programs are recorded in the memory circuit, and when these programs are read into a register in the CPU, these hardware resources and software resources cooperate to construct a later-described functional unit. More specifically, in the control circuit 150 according to the present embodiment, a converter control unit 151, an inverter control unit 152, a disconnection relay control unit (not shown), and the like are constructed.

このうち、解列用リレー制御部では、単独運転検出装置(図示なし)から系統電源が停電状態である旨の情報を受け、これに基づいてリレーRY3を解列させるよう制御させる。また、系統電源が復帰すると、この情報を受けてリレーRY3を系列動作させる。   Among these, the disconnection relay control unit receives information indicating that the system power supply is in a power failure state from an isolated operation detection device (not shown), and controls the relay RY3 to be disconnected based on this information. When the system power supply is restored, the relay RY3 is operated in series in response to this information.

コンバータ制御部151には、入力成分検出部151dと、MPPT制御部151cと、パラメータ算出部151bと、PWM信号生成部151a等が機能構成される。入力成分検出部151dでは、供給電力の電流成分(即ち、リアクトルLcへ流れる電流成分)を信号sqに基づいてデータ作成し、このデータをCPUのレジスタ又はメモリ回路等へ格納させる。   The converter control unit 151 includes an input component detection unit 151d, an MPPT control unit 151c, a parameter calculation unit 151b, a PWM signal generation unit 151a, and the like. The input component detection unit 151d creates data based on the signal sq for the current component of the supplied power (that is, the current component flowing to the reactor Lc), and stores this data in a register or memory circuit of the CPU.

其の後、MPPT制御部151cでは、V−I出力特性に基づいて最大電力点となる電力値を特定する。本実施の形態では、所謂「山登り法」という方法を用いて最大電力点となる目標電流値を特定している。   After that, the MPPT control unit 151c specifies the power value that is the maximum power point based on the VI output characteristics. In the present embodiment, a target current value serving as the maximum power point is specified using a so-called “mountain climbing method”.

其の後、パラメータ算出部151bでは、「先の目標電流値」と「リアクトルLcへ流れる電流」とを比較させ、この差分値を零へ収束させるようにPI制御させることで昇圧電圧の目標値を示すパラメータを算出する。   Thereafter, the parameter calculation unit 151b compares the “previous target current value” with the “current flowing to the reactor Lc”, and performs PI control so that the difference value converges to zero, thereby achieving the target value of the boost voltage. The parameter indicating is calculated.

其の後、PWM信号生成部151aは、このパラメータに基づいて駆動信号(PWM信号)s1を作成し、ドライブ回路(図示なし)等を介して能動素子T1を駆動させる。このように、コンバータ制御部151は、リアクトルLcの通過電流を監視しながら、平滑コンデンサC1へ与える電荷量を制御している。   Thereafter, the PWM signal generation unit 151a generates a drive signal (PWM signal) s1 based on this parameter, and drives the active element T1 via a drive circuit (not shown) or the like. As described above, the converter control unit 151 controls the amount of charge applied to the smoothing capacitor C1 while monitoring the passing current of the reactor Lc.

インバータ制御部152には、電力成分検出部152fと、AC電圧取得部152eと、AC電圧値パラメータ設定部152dと、基準電圧値パラメータ設定部152cと、目標バス電圧補正部152bと、PWM信号生成部152a等が機能構成される。本実施の形態では、電力成分検出部152fと、AC電圧取得部152eと、AC電圧値パラメータ設定部152dとが、図2(a)の変調率算出ルーチンを規定するプログラムに組込まれている。また、目標バス電圧補正部152bは、図2(b)のAC電圧パラメータ算出ルーチンの処理S21、バス電圧補正判定ルーチンを規定するプログラム、バス電圧補正量設定ルーチンを規定するプログラムに相当する。尚、本実施の形態では、変調率算出ルーチン,AC電圧パラメータ算出ルーチン,バス電圧補正判定ルーチンがキャリア周期毎(キャリア周波数を17khzとする)に起動される。   The inverter control unit 152 includes a power component detection unit 152f, an AC voltage acquisition unit 152e, an AC voltage value parameter setting unit 152d, a reference voltage value parameter setting unit 152c, a target bus voltage correction unit 152b, and a PWM signal generation The unit 152a and the like are functionally configured. In the present embodiment, the power component detection unit 152f, the AC voltage acquisition unit 152e, and the AC voltage value parameter setting unit 152d are incorporated in a program that defines the modulation factor calculation routine of FIG. The target bus voltage correction unit 152b corresponds to the AC voltage parameter calculation routine S21 in FIG. 2B, a program that defines a bus voltage correction determination routine, and a program that defines a bus voltage correction amount setting routine. In this embodiment, the modulation factor calculation routine, the AC voltage parameter calculation routine, and the bus voltage correction determination routine are started for each carrier cycle (the carrier frequency is set to 17 kHz).

バス電圧検出処理S11では、信号stに基づいて平滑コンデンサC1の両端電圧を検出し、この両端電圧を示すデータ(DC検出値データ)をデータレジスタ等へデータ作成する。また、出力電流検出処理S12では、信号srに基づいてインバータ回路の出力電流Iacを検出し、出力電流Iacを上述同様に電子部品にデータ作成させる。   In the bus voltage detection process S11, the voltage across the smoothing capacitor C1 is detected based on the signal st, and data (DC detection value data) indicating the voltage across the smoothing capacitor is created in a data register or the like. Further, in the output current detection process S12, the output current Iac of the inverter circuit is detected based on the signal sr, and the electronic component is made to create data as in the above.

電流指令値設定処理S13では、出力電流の振幅と正弦波の位相に相当する値とを乗算させ、これを電流指令値として設定する。尚、これに限らず、適宜の補正値を加えても良い。そして、電流差分値算出処理S14では、この電流指令値と出力電流との差分値ΔIを算出する。   In the current command value setting process S13, the amplitude of the output current is multiplied by a value corresponding to the phase of the sine wave, and this is set as the current command value. Note that the present invention is not limited to this, and an appropriate correction value may be added. In the current difference value calculation process S14, a difference value ΔI between the current command value and the output current is calculated.

差分値ΔIが算出されると、AC電圧成分算出処理S15では、この差分値ΔIが零へ収束するようAC電圧値データを作成する。このAC電圧値データは、PI制御によって決定されるものであって、差分値ΔIが零へ収束するよう制御が進行すると、事後的に、系統電源の電圧値にサーチュレートされるものである。即ち、本実施の形態におけるAC電圧値データは、系統電圧の電圧値を直接監視しなくとも、間接的にこれに相当する電圧値を監視したデータであることを意味する。   When the difference value ΔI is calculated, in the AC voltage component calculation process S15, AC voltage value data is created so that the difference value ΔI converges to zero. This AC voltage value data is determined by PI control, and when the control proceeds so that the difference value ΔI converges to zero, it is subsequently saturated to the voltage value of the system power supply. That is, the AC voltage value data in the present embodiment means that the voltage value corresponding to this is indirectly monitored without directly monitoring the voltage value of the system voltage.

変調率算出処理S16では、AC電圧値データに対応して算出された変調率値情報を算出する。この変調率情報は、キャリア周期(約0.059msec)毎に更新される情報である。具体的に説明すると、変調率値情報は、キャリア周期が到来すると、AC電圧値データVacとDC検出値データVdc(ins)とを用いて「MR=Vac/Vdc(ins)」を算出する。このパラメータMRは、変調率と呼ばれるものであって、値の変動状態を示すパラメータである。本実施の形態に係る変調率は、太陽電池モジュールPVPの出力変動を示し(分母)、且つ、系統電源の電圧成分の変動をも表現する(分子)。   In the modulation factor calculation process S16, modulation factor value information calculated corresponding to the AC voltage value data is calculated. This modulation rate information is information updated every carrier cycle (about 0.059 msec). More specifically, the modulation factor value information calculates “MR = Vac / Vdc (ins)” using the AC voltage value data Vac and the DC detection value data Vdc (ins) when the carrier period arrives. This parameter MR is called a modulation rate, and is a parameter indicating a value fluctuation state. The modulation factor according to the present embodiment indicates the output fluctuation of the solar cell module PVP (denominator) and also expresses the fluctuation of the voltage component of the system power supply (numerator).

変調率算出ルーチンが終了すると、AC電圧パラメータ算出ルーチンが起動される。目標バス電圧値補正処理S21では、バス電圧の目標値Vdcに変更がなければ、現在の目標電圧値Vdc(n)を設定値として据え置く。また、バス電圧の目標値に変更が必要となれば、変更後の目標電圧値をVdc(n+1)として設定する。   When the modulation factor calculation routine ends, the AC voltage parameter calculation routine is started. In the target bus voltage value correction processing S21, if the bus voltage target value Vdc is not changed, the current target voltage value Vdc (n) is deferred as a set value. If the target value of the bus voltage needs to be changed, the changed target voltage value is set as Vdc (n + 1).

其の後、AC電圧成分パラメータ算出処理S22では、目標電圧値Vdcを用いてAC電圧成分パラメータの算出を行う。このAC電圧パラメータとは、出力電流値及び電流指令値の差分値ΔIに基づいて算出されたPI制御後のパラメータであり、当該パラメータに目標電圧値Vdcが含まれたものである。即ち、このAC電圧パラメータは、目標電圧値Vdcの変動が反映されるパラメータであり、言換えると、太陽電池モジュールの変動及び系統電源の電圧変動を受けて変化されるパラメータである。   Thereafter, in the AC voltage component parameter calculation process S22, the AC voltage component parameter is calculated using the target voltage value Vdc. The AC voltage parameter is a parameter after PI control calculated based on the difference value ΔI between the output current value and the current command value, and the target voltage value Vdc is included in the parameter. In other words, the AC voltage parameter is a parameter that reflects the fluctuation of the target voltage value Vdc, in other words, a parameter that is changed in response to the fluctuation of the solar cell module and the voltage fluctuation of the system power supply.

AC電圧パラメータが算出されると、当該パラメータがPWM信号生成部152aへ投入され、其処で駆動信号(PWM信号)が生成される。そして、其のPWM信号sa〜sdは、能動素子T2a〜T2dへ出力され、インバータ回路120の出力電流Iacを制御させる。   When the AC voltage parameter is calculated, the parameter is input to the PWM signal generation unit 152a, and a drive signal (PWM signal) is generated there. The PWM signals sa to sd are output to the active elements T2a to T2d to control the output current Iac of the inverter circuit 120.

バス電圧補正判定ルーチンでは(図2c参照)、基準電圧値パラメータが予め設定されている。当該基準電圧値パラメータは、系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形を示す電圧値パラメータである。本実施の形態の場合、基準電圧値パラメータは、基準波形Vth(図4参照)の電圧値を現す基準電圧値データと、DC検出値データとから算定される。以下、これを基準変調率情報MRthと呼ぶ。   In the bus voltage correction determination routine (see FIG. 2c), a reference voltage value parameter is set in advance. The reference voltage value parameter is a voltage value parameter indicating a reference waveform substantially similar to the AC voltage waveform of the system power supply. In the present embodiment, the reference voltage value parameter is calculated from reference voltage value data representing the voltage value of the reference waveform Vth (see FIG. 4) and DC detection value data. Hereinafter, this is referred to as reference modulation rate information MRth.

本実施の形態に係るバス電圧補正判定ルーチンでは、この基準値が基準変調率情報MRtha及び基準変調率情報MRthbとして2種類設けられ、其れらが各々、「MRtha=0.97,MRthb=0.95」とされている。これにより、バス電圧補正判定ルーチンでは、処理S31→処理32の第1処理経路と、処理S31→処理33→処理35の第2処理経路と、処理S31→処理33→処理34の第3処理経路とが形成される。   In the bus voltage correction determination routine according to the present embodiment, two types of reference values are provided as reference modulation rate information MRtha and reference modulation rate information MRthb, which are respectively “MRtha = 0.97, MRthb = 0. .95 ". Thus, in the bus voltage correction determination routine, the first processing path of the process S31 → the process 32, the second processing path of the process S31 → the process 33 → the process 35, and the third processing path of the process S31 → the process 33 → the process 34. And are formed.

そして、キャリア周期毎に算出されるAC変調率値情報MRが「MR>0.97」の場合、第1の指令情報記録処理S32に導かれ、目標電圧値Vdcを上昇させる旨の「第1の指令情報」をメモリ回路へ記録させる。この場合、変調率が非常に高く、現在のバス電圧と系統電源の電圧値とが接近している危険がある(図3a参照)。従って、この「第1の指令値」は、変調率が高くなった時点(第1処理経路の時点)で直ちに設定される。バス電圧と系統電源の電圧値との接近を逸早く回避させる為である。   When the AC modulation factor value information MR calculated for each carrier cycle is “MR> 0.97”, the first command information recording process S32 is conducted to increase the target voltage value Vdc. Command information ”is recorded in the memory circuit. In this case, the modulation rate is very high, and there is a danger that the current bus voltage is close to the voltage value of the system power supply (see FIG. 3a). Therefore, the “first command value” is set immediately when the modulation rate becomes high (at the time of the first processing path). This is to quickly avoid the approach between the bus voltage and the voltage value of the system power supply.

一方、キャリア周期毎に算出されるAC変調率値情報MRが「MR≦0.95」の場合、第2の指令情報記録処理S35に導かれ、所定時間が経過していることを条件として、目標電圧値Vdcを低下させる旨の「第2の指令情報」をメモリ回路へ記録させる。目標電圧値Vdcを低下させるのは、コンバータ回路110での発熱を回避させる為である(図3b参照)。また、本実施の形態では、「第2の指令情報」を設定するにあたり、第2処理経路に切換ってから500msecの継続期間を待つこととしている。即ち、増加補正量「+ΔVg」を与えるに要する時間(第1の補正待機時間)よりも、減少補正量「−ΔVg」を与えるに要する時間(第2の補正待機時間)の方が長く設定されている。何故なら、目標電圧値Vdcを低下させることは、系統電圧との接近を誘発する恐れがある為、この動作については慎重を期すべきだからである。   On the other hand, when the AC modulation factor value information MR calculated for each carrier cycle is “MR ≦ 0.95”, the instruction is guided to the second command information recording process S35, on the condition that a predetermined time has passed. The “second command information” for decreasing the target voltage value Vdc is recorded in the memory circuit. The reason why the target voltage value Vdc is lowered is to avoid heat generation in the converter circuit 110 (see FIG. 3b). Further, in the present embodiment, in setting “second command information”, a continuation period of 500 msec is waited after switching to the second processing path. That is, the time required to give the decrease correction amount “−ΔVg” (second correction standby time) is set longer than the time required to give the increase correction amount “+ ΔVg” (first correction standby time). ing. This is because reducing the target voltage value Vdc may induce an approach to the system voltage, so this operation should be considered carefully.

尚、第3処理経路で処理が実行される場合、図3(c)に示す如く、AC変調率値情報MRが「0.97>MR>0.95」となり、AC変調率値情報MRの大きな変動がみられない。このような範囲の変動であれば、目標電圧値Vdcの変更を行わずに、現在設定中の目標電圧値Vdcで制御が続行されることとなる。また、タイムカウントクリア処理S34は、500msec以内に第2処理経路から第3処理経路へ処理経路が移った場合、再度、第3処理経路へ処理経路が移ったときにカウント値を零スタートさせる為である。   When the process is executed in the third processing path, the AC modulation rate value information MR becomes “0.97> MR> 0.95” as shown in FIG. There are no major fluctuations. If the fluctuation is in such a range, the control is continued at the currently set target voltage value Vdc without changing the target voltage value Vdc. In addition, the time count clear process S34 is for starting the count value to zero when the processing path is transferred from the second processing path to the third processing path within 500 msec and again when the processing path is transferred to the third processing path. It is.

このように、バス電圧補正判定ルーチンでは、変調率の大小関係に基づき、目標電圧値Vdcを増加させるか、減少させるか、そのまま維持させるかといった補正指令の種別を決定する。このような制御を実現させるため、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報MRtha,MRthbが設けられている。   As described above, in the bus voltage correction determination routine, the type of the correction command, such as whether to increase, decrease, or maintain the target voltage value Vdc, is determined based on the magnitude relationship of the modulation rate. In order to realize such control, a plurality of reference modulation factor value information MRtha and MRthb provided corresponding to different modulation factors are provided.

本実施の形態では、バス電圧補正量設定ルーチン(図4参照)が系統電圧のゼロクロスタイミング毎(17msec毎,又は,20msec毎)に起動される。ここで、第1の指令情報(増加指令情報)を検出したならば(処理S41)、増加補正値設定処理S42が実行され「補正量:+ΔVg」を決定する。また、第2の指令情報(減少指令情報)を検出したならば(S44)、減少補正値設定処理S45が実行され「補正量:−ΔVg」を決定する。この補正量が決定されると、これらの補正指令は、次回の処理に誤って反映されないよう初期化される(S43,S46)。この補正量は、増加させる場合と減少させる場合とで、其の絶対値を変えても良い。   In the present embodiment, a bus voltage correction amount setting routine (see FIG. 4) is started every zero cross timing (every 17 msec or every 20 msec) of the system voltage. If the first command information (increase command information) is detected (step S41), an increase correction value setting process S42 is executed to determine “correction amount: + ΔVg”. If the second command information (decrease command information) is detected (S44), a decrease correction value setting process S45 is executed to determine “correction amount: −ΔVg”. When this correction amount is determined, these correction commands are initialized so that they are not erroneously reflected in the next processing (S43, S46). The absolute value of this correction amount may be changed depending on whether it is increased or decreased.

本実施の形態では、変調率値情報に基づいて、Vac(n)のピーク値Vp(n)よりも大きな目標電圧値Vdcが設定される。この変調率値情報は、図5(a)に示す如く、AC電圧値データVac(n)の相似形な基準波形Vth(n)を示すもので、時刻t3までは、AC電圧値Vac(n)と目標電圧値Vth(n)とが良好な関係を保っているので、目標電圧Vdv(n)に変化は生じない。   In the present embodiment, a target voltage value Vdc larger than the peak value Vp (n) of Vac (n) is set based on the modulation factor value information. As shown in FIG. 5A, the modulation factor value information indicates a similar reference waveform Vth (n) of the AC voltage value data Vac (n), and until the time t3, the AC voltage value Vac (n ) And the target voltage value Vth (n) maintain a good relationship, so that the target voltage Vdv (n) does not change.

其の後、時刻txに達すると、基準波形Vth(n)をAC電圧値が上回り、このとき、変調率MR(n)が0.97を上回り、バス電圧補正判定ルーチンによって目標電圧値Vdcの増加指令情報が設定される。このため、次のゼロクロスタイミングt4では、新たな基準変調率MR(n+1)と目標電圧値Vdc(n+1)とが設定され、信号生成部152aでは、これらを用いて駆動信号を生成させる。   Thereafter, when the time tx is reached, the AC voltage value exceeds the reference waveform Vth (n). At this time, the modulation factor MR (n) exceeds 0.97, and the target voltage value Vdc is determined by the bus voltage correction determination routine. Increase command information is set. Therefore, at the next zero cross timing t4, a new reference modulation factor MR (n + 1) and a target voltage value Vdc (n + 1) are set, and the signal generation unit 152a generates a drive signal using these.

本実施の形態に係る系統連系装置100によると、系統電圧に相似な波形データを用いて基準値(基準変調率)が設定されるので、目標電圧を変更すべき事象が生じた場合、当該系統電圧のピーク値の到来を待たずして、この変動を検出することが可能となる。   According to grid interconnection device 100 according to the present embodiment, since the reference value (reference modulation rate) is set using waveform data similar to the grid voltage, when an event for changing the target voltage occurs, This variation can be detected without waiting for the peak value of the system voltage to arrive.

本実施の形態によれば、ゼロクロスタイミング毎に目標電圧値Vdcが変更されるので、時刻t4が到来すると、目標電圧値Vdcに対する補正量「+ΔVg」が速やかに与えられることとなる。このため、修正された目標電圧値Vdc(n+1)に基づいてAC電圧成分パラメータが算出され、このAC電圧成分パラメータに基づいてPWM信号を生成出力する。このように、出力電流Iacが制御されることで、AC電圧値Vacに接近することのないバス電圧の制御が実現される。   According to the present embodiment, since the target voltage value Vdc is changed at each zero cross timing, when the time t4 arrives, the correction amount “+ ΔVg” for the target voltage value Vdc is quickly given. Therefore, an AC voltage component parameter is calculated based on the corrected target voltage value Vdc (n + 1), and a PWM signal is generated and output based on the AC voltage component parameter. Thus, by controlling the output current Iac, the bus voltage can be controlled without approaching the AC voltage value Vac.

また、バス電圧補正量設定ルーチンをキャリア周期毎に起動できる場合、図6に示す如く、変調率の変化が現れるに応じて(時刻ty)、速やかに目標電圧値Vdcの変更が可能となる。この場合、次のゼロクロスタイミングを待つことなく目標電圧値Vdcの変更が実現され、出力電流Iacの高調波抑制に更なる貢献が期待できる。   Further, when the bus voltage correction amount setting routine can be started for each carrier cycle, the target voltage value Vdc can be quickly changed as the modulation rate changes (time ty) as shown in FIG. In this case, the target voltage value Vdc can be changed without waiting for the next zero-cross timing, and further contribution can be expected to suppress harmonics of the output current Iac.

以上、実施の形態及び実施例に基づき本発明を具体的に説明してきたが、特許請求の範囲に記載の発明は、かかる事項によって限定されるものでなく、当該発明の技術的思想に基づいて適宜変更が可能である。例えば、上記実施の形態によれば、増加時の目標電圧値Vdcは、「Vdc(n+1)=Vdc(n)+ΔVg」によって決定される。しかし、この式に限らず、Vdc(n)に比例値を与え、次回の目標値Vdc(n+1)を算出するようにしても良い。   Although the present invention has been specifically described above based on the embodiments and examples, the invention described in the claims is not limited by such matters, and is based on the technical idea of the invention. Changes can be made as appropriate. For example, according to the above embodiment, the target voltage value Vdc at the time of increase is determined by “Vdc (n + 1) = Vdc (n) + ΔVg”. However, the present invention is not limited to this equation, and a proportional value may be given to Vdc (n) to calculate the next target value Vdc (n + 1).

また、上記実施の形態によれば、バス電圧の実質的制御をインバータ制御部152が行っている。しかし、特許請求の範囲に係る発明は、これに限るものでなく、コンバータ制御部152によってバス電圧を制御させるようにしても良い。   Further, according to the embodiment, the inverter control unit 152 performs the substantial control of the bus voltage. However, the invention according to the claims is not limited to this, and the converter controller 152 may control the bus voltage.

また、本実施の形態によれば、電流指令値と出力電流とに基づくPI制御の結果値が「AC電圧値データ」とされている。しかし、特許請求の範囲に記載の「AC電圧値データ」は、これに限らず、AC電圧の検出センサから受信した電圧信号に基づきデータ作成されたものであっても良い。   Further, according to the present embodiment, the result value of the PI control based on the current command value and the output current is “AC voltage value data”. However, the “AC voltage value data” described in the claims is not limited to this, and may be data created based on a voltage signal received from an AC voltage detection sensor.

更に、上記実施の形態によれば、AC電圧値パラメータとして変調率を設定し、この変調率と基準変調率(正弦波上の閾値)とを比較することで、バス電圧の変化(太陽光の変化又は系統電圧の変化)を判別している。しかし、特許請求の範囲に記される技術的思想は、これに限定されるものではなく、系統電圧波形に相似形となる種々のパラメータを適用することが可能である。   Furthermore, according to the above embodiment, the modulation rate is set as the AC voltage value parameter, and the change of the bus voltage (sunlight level) is compared by comparing this modulation rate with the reference modulation rate (threshold on the sine wave). Change or system voltage change). However, the technical idea described in the scope of claims is not limited to this, and various parameters that are similar to the system voltage waveform can be applied.

その一例として、特許請求の範囲における請求項7乃至請求項11の何れか一項に記載の発明では、パラメータとしてAC電圧値をそのまま利用し、これに対して正弦波状の閾値を与えることを提案している。   As an example, in the invention described in any one of claims 7 to 11 in the claims, it is proposed to use an AC voltage value as a parameter as it is and to give a sinusoidal threshold value thereto. doing.

即ち、かかるインバータ制御部152では、系統電源の電圧値に相当するAC電圧値データを作成するAC電圧値取得部と、系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、AC電圧値データ及び基準電圧値データの大小関係に基づきバス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された目標値を用いて駆動信号を生成させる信号生成部とが機能構築される。   That is, in the inverter control unit 152, an AC voltage value acquisition unit that creates AC voltage value data corresponding to the voltage value of the system power supply, and a reference voltage that represents a voltage value of a reference waveform that is substantially similar to the AC voltage waveform of the system power supply A reference voltage value data setting unit in which value data is set, a target bus voltage correction unit that corrects the target value of the bus voltage based on the magnitude relationship between the AC voltage value data and the reference voltage value data, and the corrected target value Thus, the function is constructed with the signal generation unit that generates the drive signal.

尚、「発明が解決しようとする課題」で指摘したように、系統連系装置では、平滑コンデンサ(電解コンデンサ)の劣化に応じ、直流リンク部での電圧値Vdc(ins)が大きな周期変動を伴ったものとされてしまう。この場合、従来例に係る系統連系装置では、直流リンク部での電圧値Vdc(ins)が系統電源の電圧値Vacよりも一時的に低くなる状況が形成されてしまい、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質低下を招いてしまう。   As pointed out in “Problems to be Solved by the Invention”, in the grid interconnection device, the voltage value Vdc (ins) at the DC link portion shows a large periodic fluctuation in accordance with the deterioration of the smoothing capacitor (electrolytic capacitor). It will be accompanied. In this case, in the grid interconnection device according to the conventional example, a situation is formed in which the voltage value Vdc (ins) at the DC link portion is temporarily lower than the voltage value Vac of the grid power supply. As a result, the quality of the output current caused by the reverse flow of the current will be reduced.

これに対し、本発明では、変調率を監視しつつ直流リンク部の目標電圧値Vdcが速やかに修正されるので、直流リンク部での電圧値Vdc(ins)が系統電源の電圧値Vacを下回る前に上昇するよう制御され、当該系統連系装置から逆潮流させた出力電流の品質が保たれる。   On the other hand, in the present invention, the target voltage value Vdc of the DC link unit is quickly corrected while monitoring the modulation rate, so that the voltage value Vdc (ins) at the DC link unit is lower than the voltage value Vac of the system power supply. It is controlled so as to rise before, and the quality of the output current reversely flowed from the grid interconnection device is maintained.

10 系統連系システム, 100 系統連系装置, PVP 太陽電池モジュール, PVB 接続箱, RY2〜RY3 リレー, 110 コンバータ回路, 120 インバータ回路, 130 フィルタ回路, 150 制御回路, 151 コンバータ制御部, 152 インバータ制御部, 152e AC電圧値取得部, 152d AC電圧パラメータ設定部, 152c 基準電圧パラメータ設定部, 152b 目標バス電圧補正部, 152a PWM信号生成部, MR 変調率値情報, Vdc DC検出値データ, Vth 基準波形データ。   10 grid interconnection system, 100 grid interconnection device, PVP solar cell module, PVB junction box, RY2 to RY3 relay, 110 converter circuit, 120 inverter circuit, 130 filter circuit, 150 control circuit, 151 converter control unit, 152 inverter control Unit, 152e AC voltage value acquisition unit, 152d AC voltage parameter setting unit, 152c reference voltage parameter setting unit, 152b target bus voltage correction unit, 152a PWM signal generation unit, MR modulation rate value information, Vdc DC detection value data, Vth reference Waveform data.

Claims (11)

分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するAC電圧値データを作成するAC電圧値取得部と、前記AC電圧値データに対応させたAC電圧値パラメータを設定するAC電圧値パラメータ設定部と、前記系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形の電圧値に対応させた基準電圧値パラメータを設定する基準電圧値パラメータ設定部と、前記AC電圧値パラメータ及び前記基準電圧値パラメータの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部と、が機能構築されることを特徴とする系統連系装置。
A converter circuit that boosts the power supplied from a distributed power source; an inverter circuit that converts DC power output from the converter circuit into AC power and reversely flows the AC power to a system power source; and The DC power is relayed to the inverter circuit and the bus voltage changes according to the operation of both circuits, and the drive signal to be input to each of the converter circuit and the active element group provided in the inverter circuit is generated. A control circuit,
The control circuit includes an AC voltage value acquisition unit that generates AC voltage value data corresponding to the voltage value of the system power supply, and an AC voltage value parameter setting unit that sets an AC voltage value parameter corresponding to the AC voltage value data. A reference voltage value parameter setting unit for setting a reference voltage value parameter corresponding to a voltage value of a substantially similar reference waveform with respect to the AC voltage waveform of the system power supply, and the magnitude of the AC voltage value parameter and the reference voltage value parameter A system in which a target bus voltage correction unit that corrects a target value of the bus voltage based on a relationship and a signal generation unit that generates the drive signal using the corrected target value are constructed. Interconnection device.
前記AC電圧値パラメータは、前記AC電圧値データと前記バス電圧のDC検出値データとから算出されるAC変調率値情報とされ、
前記基準電圧値パラメータは、前記基準波形の電圧値を現す基準電圧値データと前記バス電圧のDC検出値データとから算出される基準変調率値情報とされることを特徴とする請求項1に記載の系統連系装置。
The AC voltage value parameter is AC modulation rate value information calculated from the AC voltage value data and the DC detection value data of the bus voltage,
The reference voltage value parameter is reference modulation factor value information calculated from reference voltage value data representing the voltage value of the reference waveform and DC detection value data of the bus voltage. The grid interconnection device described.
前記目標バス電圧補正部では、前記AC変調率値情報及び前記基準変調率値情報を比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることを特徴とする請求項2に記載の系統連系装置。   The target bus voltage correction unit compares the AC modulation factor value information and the reference modulation factor value information to determine a correction command type and a bus voltage correction determination program based on the correction command. The grid interconnection apparatus according to claim 2, wherein a bus voltage correction amount setting program for determining a correction amount to be given to the value is started. 前記基準変調率値情報は、異なる変調率に対応して設けられた複数の基準変調率値情報によって構成されることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の系統連系装置。   The grid interconnection apparatus according to claim 2 or 3, wherein the reference modulation factor value information includes a plurality of reference modulation factor value information provided corresponding to different modulation factors. 前記複数の基準変調率値情報は、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第1の基準変調率値情報と、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第2の基準変調率値情報と、を備えていることを特徴とする請求項4に記載の系統連系装置。   The plurality of reference modulation factor value information includes first reference modulation factor value information used when setting increase command information indicating whether or not to increase the correction amount, and whether or not to decrease the correction amount. 5. The grid interconnection device according to claim 4, further comprising second reference modulation factor value information used when setting the reduction command information. 前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第1の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第2の補正待機時間の方が長く設定されていることを特徴とする請求項5に記載の系統連系装置。   In the bus voltage correction determination program, the second correction standby time required to decrease the correction amount is set longer than the first correction standby time required to increase the correction amount. The grid interconnection device according to claim 5. 分散型電源から与えられた供給電力を昇圧させるコンバータ回路と、前記コンバータ回路から出力された直流電力を交流電力へ変換し当該交流電力を系統電源へ逆潮流させるインバータ回路と、前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ前記直流電力を中継し双方回路の動作に応じてバス電圧が変化する直流リンク部と、前記コンバータ回路及び前記インバータ回路に設けられた能動素子群の各々へ入力する駆動信号が生成される制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記系統電源の電圧値に相当するAC電圧値データを作成するAC電圧値取得部と、前記系統電源のAC電圧波形について略相似な基準波形の電圧値を現す基準電圧値データが設定される基準電圧値データ設定部と、前記AC電圧値データ及び前記基準電圧値データの大小関係に基づき前記バス電圧の目標値を補正させる目標バス電圧補正部と、補正された前記目標値を用いて前記駆動信号を生成させる信号生成部と、が機能構築されることを特徴とする系統連系装置。
A converter circuit that boosts the power supplied from a distributed power source; an inverter circuit that converts DC power output from the converter circuit into AC power and reversely flows the AC power to a system power source; and The DC power is relayed to the inverter circuit and the bus voltage changes according to the operation of both circuits, and the drive signal to be input to each of the converter circuit and the active element group provided in the inverter circuit is generated. A control circuit,
The control circuit includes an AC voltage value acquisition unit that generates AC voltage value data corresponding to the voltage value of the system power supply, and reference voltage value data that represents a voltage value of a reference waveform that is substantially similar to the AC voltage waveform of the system power supply. A reference voltage value data setting unit in which is set, a target bus voltage correction unit that corrects the target value of the bus voltage based on the magnitude relationship between the AC voltage value data and the reference voltage value data, and the corrected target value And a signal generating unit that generates the drive signal using a power system.
前記目標バス電圧補正部では、前記AC電圧値データ及び前記基準電圧値データを比較して補正指令の種別を決定するバス電圧補正判定プログラムと、前記補正指令に基づいて前記バス電圧の目標値へ与える補正量を決定するバス電圧補正量設定プログラムと、が起動されることを特徴とする請求項7に記載の系統連系装置。   The target bus voltage correction unit compares the AC voltage value data and the reference voltage value data to determine a correction command type, and sets the bus voltage target value based on the correction command. The system interconnection apparatus according to claim 7, wherein a bus voltage correction amount setting program for determining a correction amount to be applied is started. 前記基準電圧値データは、異なる比率に対応して設けられた複数の基準電圧値データによって構成されることを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の系統連系装置。   The grid interconnection device according to claim 7 or 8, wherein the reference voltage value data is constituted by a plurality of reference voltage value data provided corresponding to different ratios. 前記複数の基準電圧値データは、前記補正量を増加させるか否かの増加指令情報を設定する際に用いられる第1の基準電圧値データと、前記補正量を減少させるか否かの減少指令情報を設定する際に用いられる第2の基準電圧値データと、を備えていることを特徴とする請求項9に記載の系統連系装置。   The plurality of reference voltage value data includes first reference voltage value data used for setting increase command information for determining whether to increase the correction amount, and a decrease command for determining whether to decrease the correction amount. The grid interconnection device according to claim 9, further comprising: second reference voltage value data used when setting information. 前記バス電圧補正判定プログラムは、前記補正量を増加させるに要する第1の補正待機時間よりも、前記補正量を減少させるに要する第2の補正待機時間の方が長く設定されていることを特徴とする請求項10に記載の系統連系装置。   In the bus voltage correction determination program, the second correction standby time required to decrease the correction amount is set longer than the first correction standby time required to increase the correction amount. The grid interconnection apparatus according to claim 10.
JP2013117215A 2013-06-03 2013-06-03 System interconnection system Pending JP2014236606A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013117215A JP2014236606A (en) 2013-06-03 2013-06-03 System interconnection system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013117215A JP2014236606A (en) 2013-06-03 2013-06-03 System interconnection system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014236606A true JP2014236606A (en) 2014-12-15

Family

ID=52138943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013117215A Pending JP2014236606A (en) 2013-06-03 2013-06-03 System interconnection system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014236606A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018170938A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrical apparatus, power conversion system, and terminal block
JP2018207608A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 シャープ株式会社 Power conversion device, control method for power conversion device, and power generation system
JP2019057996A (en) * 2017-09-20 2019-04-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power conversion system
JP2019187229A (en) * 2018-04-03 2019-10-24 サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド Medium and high voltage energy conversion system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018170938A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrical apparatus, power conversion system, and terminal block
JP2018207608A (en) * 2017-05-31 2018-12-27 シャープ株式会社 Power conversion device, control method for power conversion device, and power generation system
JP2019057996A (en) * 2017-09-20 2019-04-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Power conversion system
JP2019187229A (en) * 2018-04-03 2019-10-24 サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド Medium and high voltage energy conversion system
JP7012036B2 (en) 2018-04-03 2022-01-27 サングロー パワー サプライ カンパニー リミテッド Medium and high voltage energy conversion system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100763135B1 (en) Photovoltaic power generation system and control method thereof
JP5267589B2 (en) Power converter
JP6414546B2 (en) Inverter device
JP6031609B2 (en) Control device for inverter for photovoltaic power generation
JP5112111B2 (en) DC power supply and grid-connected inverter system using this DC power supply
WO2014199796A1 (en) Inverter device
JP6097864B1 (en) Power interconnection device for grid interconnection having self-sustaining operation function and start control method thereof
US10917022B2 (en) Power conversion device and control method for power conversion device
JP5608809B2 (en) Power converter
US10348190B2 (en) Conversion device for converting voltage in a non-insulated manner and method for controlling the same
JP2014236606A (en) System interconnection system
JP6183190B2 (en) Power converter
JP5987786B2 (en) Power converter
JP5331399B2 (en) Power supply
JP2018148673A (en) Power conversion apparatus for system interconnection with autonomous operation function
JP6456195B2 (en) Power fluctuation suppression device
JP2013046431A (en) Chopper device
JP5190683B2 (en) AC power supply
JP2011142705A (en) Uninterruptible power supply apparatus
JP6197700B2 (en) Power converter
JP2014187742A (en) Inverter device
JP5380138B2 (en) Grid interconnection inverter
JP5359249B2 (en) Uninterruptible power system
JP6689636B2 (en) Power converter
JP2024034325A (en) Power conversion device, solar power generation system, and power conversion method