JP2015104234A - Power Conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はパワーコンディショナに関し、より詳細には、パワーコンディショナを制御する制御部が太陽電池発電部または電力系統から電源供給を受けて動作できるように構成されたパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner, and more particularly to a power conditioner configured such that a control unit that controls the power conditioner can operate by receiving power supply from a solar cell power generation unit or a power system.
従来、太陽電池発電部で発電された電力を商用電源などの電力系統に連系させるパワーコンディショナ(系統連系インバータ装置)においては、太陽電池発電部が発電を行わない夜間はパワーコンディショナへの電源供給が不要であり、夜間時にパワーコンディショナで電力が消費されることはなかった。 Conventionally, in a power conditioner (system-connected inverter device) that links the power generated by the solar cell power generation unit to a power system such as a commercial power source, to the power conditioner at night when the solar cell power generation unit does not generate power Power supply was unnecessary, and power was not consumed by the power conditioner at night.
しかし、近年になって、電力系統からの買電電力を演算・表示する機能を備えたパワーコンディショナが提案されるようになり、このようなパワーコンディショナにおいては、夜間時の買電電力の演算・表示も望まれている。 However, in recent years, power conditioners having a function to calculate and display the power purchased from the power system have been proposed. In such power conditioners, the power purchased at night is reduced. Calculation and display are also desired.
そのため、最近では、夜間時の買電電力の演算・表示ができるように、制御部が、太陽電池発電部が発電を行っている日中は太陽電池発電部から電源供給を受ける一方、太陽電池発電部が発電を行っていない夜間は電力系統から電源供給を受けるように構成されたパワーコンディショナが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Therefore, recently, the control unit receives power supply from the solar cell power generation unit during the day when the solar cell power generation unit generates power so that the power purchased at night can be calculated and displayed. A power conditioner configured to receive power supply from an electric power system at night when the power generation unit is not generating power has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このような構成のパワーコンディショナ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, the power conditioner having such a configuration has the following problems, and improvements have been desired.
すなわち、夜間は電力系統から電源供給を受けるように制御部を構成すると、太陽電池発電部が発電を行うことがないにも関わらず、夜間の間ずっと制御部に備えられたすべてのセンサ(ここで、センサには、センサからの信号を制御部に入力するためのセンサ回路を含む。以下、同様である。)に電源供給が行われることとなる。その一方、買電電力の演算に必要なセンサは、電力系統の電圧を検出する系統電圧センサと買電力演算用の購入電流センサだけであるので、その他のセンサへの電源供給は無駄に電力を消費するものとなっていた。 In other words, if the control unit is configured to receive power supply from the power system at night, all sensors (here here) provided in the control unit throughout the night, even though the solar cell power generation unit does not generate power. Thus, the sensor includes a sensor circuit for inputting a signal from the sensor to the control unit. On the other hand, the only sensors required for calculating the purchased power are the system voltage sensor that detects the voltage of the power system and the purchased current sensor for calculating the purchased power. It was to be consumed.
本発明は、このような従来の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、センサへの電源供給に伴う待機電力の増加を抑制しつつ、夜間時においても買電電力の演算・表示が行える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 conventional problems. The object of the present invention is to suppress the increase in standby power accompanying power supply to the sensor and to purchase power even at night. The object is to provide a power conditioner capable of calculating and displaying electric power.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載のパワーコンディショナは、コンバータ部とインバータ部とを備え、太陽電池発電部で発電された電力を電力系統に連系させるパワーコンディショナであって、上記パワーコンディショナを制御する制御部が、上記太陽電池発電部または上記電力系統から電源供給を受けて動作するように構成されたものにおいて、上記制御部は、少なくとも、上記太陽電池発電部からの入力電圧を検出する入力電圧センサと、上記太陽電池発電部からの入力電流を検出する入力電流センサと、上記コンバータ部とインバータ部の間のDCリンク部の電圧を検出するDCリンク電圧センサと、上記インバータ部の出力電流を検出する出力電流センサと、上記電力系統の電圧を検出する系統電圧センサと、上記電力系統からの買電電力演算用の購入電流センサとを備え、上記入力電圧センサで検出される入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧未満になると、上記入力電圧センサ、上記系統電圧センサおよび上記購入電流センサへの電源供給は継続する一方、上記制御部が備えるその他のセンサへの電源供給は停止させる省電力モード制御を実行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 conditioner according to claim 1 of the present invention is a power conditioner that includes a converter unit and an inverter unit, and connects the electric power generated by the solar cell power generation unit to an electric power system. The control unit that controls the power conditioner is configured to operate by receiving power supply from the solar cell power generation unit or the power system. The control unit includes at least the solar cell power generation. An input voltage sensor for detecting an input voltage from the unit, an input current sensor for detecting an input current from the solar battery power generation unit, and a DC link voltage for detecting a voltage of a DC link unit between the converter unit and the inverter unit A sensor, an output current sensor that detects an output current of the inverter unit, a system voltage sensor that detects a voltage of the power system, and A purchase current sensor for calculating electric power purchased from the power system, and when the input voltage detected by the input voltage sensor is less than a predetermined power saving mode start threshold voltage, the input voltage sensor, the system voltage sensor, and The power supply to the said purchase current sensor is continued, The control structure which performs the power saving mode control which stops the power supply to the other sensor with which the said control part is provided is characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のパワーコンディショナは、パワーコンディショナを制御する制御部が、太陽電池発電部または電力系統から電源供給を受けて動作するように構成される。すなわち、制御部は、太陽電池発電部が発電を行っている日中は太陽電池発電部側から、太陽電池発電部が発電を行っていない夜間は電力系統側から電源供給を受けるように構成される。 The power conditioner according to claim 1 is configured such that the control unit that controls the power conditioner operates by receiving power supply from the solar cell power generation unit or the power system. That is, the control unit is configured to receive power supply from the solar cell power generation unit side during the day when the solar cell power generation unit generates power, and from the power system side during the night when the solar cell power generation unit is not generating power. The
そして、太陽電池発電部からの入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧未満になると、制御部は、買電電力の演算に必要なセンサ(電力系統の電圧を検出する系統電圧センサと買電電力演算用の購入電流センサ)と、太陽電池発電部の発電状況(発電再開の有無)を把握するためのセンサ(入力電圧センサ)のみに電源供給を行い、その他のセンサへの電源供給は停止する省電力モード制御を実行する。これにより、買電電力の演算と太陽電池発電部の発電状況の監視は行いつつ、電源供給が不要なセンサへの電源供給が停止され、無駄な電力消費が抑制される。 When the input voltage from the solar cell power generation unit becomes less than a predetermined power saving mode start threshold voltage, the control unit detects a sensor necessary for calculating the purchased power (system voltage sensor for detecting the voltage of the power system and power purchase. Power is supplied only to the purchased current sensor for power calculation) and the sensor (input voltage sensor) for grasping the power generation status (whether power generation is resumed) of the solar cell power generation unit, and power supply to other sensors is stopped. Execute power saving mode control. Thus, while calculating the purchased power and monitoring the power generation status of the solar battery power generation unit, power supply to the sensor that does not require power supply is stopped, and wasteful power consumption is suppressed.
ここで、省電力モード開始閾値電圧は、パワーコンディショナの動作停止電圧(電力系統に連系可能な交流電力を出力するのに必要な最低入力電圧)以下となるように適宜設定される。すなわち、省電力モード制御は、入力電圧の低下によりパワーコンディショナが動作を停止した後に行われるように設定される。そして好ましくは、この省電力モード開始閾値電圧は、パワーコンディショナの動作停止電圧よりも低い値に設定される。 Here, the power saving mode start threshold voltage is appropriately set to be equal to or lower than the operation stop voltage of the power conditioner (minimum input voltage necessary to output AC power that can be connected to the power system). That is, the power saving mode control is set so as to be performed after the power conditioner stops its operation due to a decrease in the input voltage. Preferably, the power saving mode start threshold voltage is set to a value lower than the operation stop voltage of the power conditioner.
本発明の請求項2に記載のパワーコンディショナは、請求項1に記載のパワーコンディショナにおいて、上記省電力モード制御における上記入力電圧センサへの電源供給が間欠的に行われることを特徴とする。
The power conditioner according to
請求項2に記載のパワーコンディショナでは、省電力モード制御時に入力電圧センサへの電源供給が間欠的に行われる(たとえば、一定周期で電源オン/オフが繰り返し行われる)ので、省電力モード制御時における入力電圧センサでの消費電力を低減させることができる。
In the power conditioner according to
本発明の請求項3に記載のパワーコンディショナは、請求項1または2に記載のパワーコンディショナにおいて、上記省電力モード制御は、上記入力電圧センサで検出される入力電圧が所定の省電力モード終了閾値電圧以上になると解除されることを特徴とする。
The power conditioner according to
請求項3に記載のパワーコンディショナでは、入力電圧センサで検出される入力電圧が所定の省電力モード終了閾値電圧以上になると省電力モード制御が解除されるので、日の出に伴ってパワーコンディショナへの入力電圧が上昇すると、それに伴って省電力モード制御が解除されるようになる。 In the power conditioner according to the third aspect, the power saving mode control is canceled when the input voltage detected by the input voltage sensor becomes equal to or higher than a predetermined power saving mode end threshold voltage. When the input voltage increases, the power saving mode control is released accordingly.
ここで、省電力モード終了閾値電圧は、パワーコンディショナの動作開始電圧(電力系統に連系可能な交流電力の出力が可能な最低入力電圧)未満となるように適宜設定される。すなわち、省電力モード制御は、入力電圧の上昇によってパワーコンディショナが動作を開始する前に解除されるように設定される。なお、この省電力モード終了閾値電圧は、省電力モード開始閾値電圧よりも高い値に設定される。 Here, the power saving mode end threshold voltage is appropriately set so as to be lower than the operation start voltage of the power conditioner (the lowest input voltage capable of outputting AC power that can be connected to the power system). That is, the power saving mode control is set so as to be canceled before the power conditioner starts to operate due to an increase in input voltage. The power saving mode end threshold voltage is set to a value higher than the power saving mode start threshold voltage.
本発明に係るパワーコンディショナによれば、太陽電池発電部からの入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧未満になると、制御部が買電電力の演算に必要なセンサと、太陽電池発電部の発電状況を把握するためのセンサのみに電源供給を行い、その他のセンサへの電源供給を停止する省電力モード制御を行うので、買電電力の演算と太陽電池発電部の発電状況の監視を行いながら電源供給が不要なセンサでの無駄な電力消費が抑制され、夜間における待機電力の少ないパワーコンディショナを提供することができる。 According to the power conditioner according to the present invention, when the input voltage from the solar cell power generation unit becomes less than the predetermined power saving mode start threshold voltage, the control unit needs a sensor necessary for calculating the purchased power, and the solar cell power generation unit. Power-saving mode control is performed to supply power only to the sensors for grasping the power generation status of the power supply and to stop the power supply to other sensors, so it is possible to calculate the purchased power and monitor the power generation status of the solar cell power generation unit. It is possible to provide a power conditioner with reduced standby power consumption at night by suppressing unnecessary power consumption at a sensor that does not require power supply while being performed.
また、省電力モード制御時に入力電圧センサへの電源供給を間欠的に行うことにより、省電力モード制御時における入力電圧センサでの消費電力を低減でき、より待機電力の少ないパワーコンディショナを提供することができる。 Also, by intermittently supplying power to the input voltage sensor during power saving mode control, the power consumption of the input voltage sensor during power saving mode control can be reduced, and a power conditioner with less standby power is provided. be able to.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
実施形態1
図1は、本発明に係るパワーコンディショナを用いた太陽光発電システムの概略構成を示している。この図1に示す太陽光発電システムは、太陽電池発電部1と、パワーコンディショナ2と、電力系統3とを主要部として構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of a photovoltaic power generation system using a power conditioner according to the present invention. The solar power generation system shown in FIG. 1 includes a solar cell power generation unit 1, a
太陽電池発電部1は、光エネルギを直流電力に変換する太陽電池(太陽電池セル)を用いた発電装置である。具体的には、この太陽電池発電部1は、太陽電池セルを必要枚配列してパッケージ化した太陽電池モジュールで構成されている。図示例では、太陽電池発電部1として1枚のモジュールを示しているが、複数枚の太陽電池モジュールを直列に接続して太陽電池アレイを構成するようにしてもよい。なお、太陽電池発電部1は、日当たりのよい場所、たとえば、住宅の屋根上などに設置される。 The solar battery power generation unit 1 is a power generator using a solar battery (solar battery cell) that converts light energy into DC power. Specifically, the solar cell power generation unit 1 is configured by a solar cell module in which necessary solar cells are arranged and packaged. In the illustrated example, one module is shown as the solar cell power generation unit 1, but a solar cell array may be configured by connecting a plurality of solar cell modules in series. The solar cell power generation unit 1 is installed on a sunny place, for example, on the roof of a house.
パワーコンディショナ2は、太陽電池発電部1で発電された直流電力を商用電力系統などの電力系統3に連系可能な交流電力に変換するための電力変換装置(系統連系インバータ装置)であって、このパワーコンディショナ2には、コンバータ部21、インバータ部22、系統連系スイッチ23、制御部24、操作部25、表示部26および制御電圧回路部27が主要部として備えられている。
The
コンバータ部21は、周知のとおり、太陽電池発電部1で発電された直流電力の電圧を所定の電圧まで昇圧するDC/DCコンバータ回路を備えて構成されている。本実施形態では、このコンバータ部21には公知のコンバータ回路、たとえば昇圧プッシュプル型のコンバータ回路が用いられている。
As is well known, the
インバータ部22は、コンバータ部21で昇圧された直流電力を電力系統3に連系可能な交流電力(たとえば、単相三線式の交流100/200V)に変換するDC/ACインバータ回路を備えて構成されている。本実施形態では、このインバータ部22は公知のブリッジ型インバータ回路で構成されている。
The
そして、コンバータ部21とインバータ部22はDCリンクコンデンサ(DCリンク部)28を介して接続され、インバータ部22の出力側が系統連系スイッチ23を介して電力系統3に接続されている。系統連系スイッチ23は、制御部24によって制御されており、スイッチの接点を閉じることでパワーコンディショナ2を電力系統3に連系可能な状態にする一方、スイッチの接点を開くことでパワーコンディショナ2を電力系統から解列できるようになっている。
The
制御部24は、パワーコンディショナ2の各部を制御する制御装置であって、制御中枢としてマイコン(図示せず)を備えている。この制御部24は、パワーコンディショナ2の各部を制御するためにパワーコンディショナ2の内外に各種センサ類を備えており、これらセンサ類の検出結果に基づいてパワーコンディショナ2の制御を行うように構成されている。
The
具体的には、制御部24は上記センサ類として、図示のように、コンバータ部21への入力電圧(太陽電池発電部1の出力電圧)を検出する入力電圧センサ31、コンバータ部21への入力電流(太陽電池発電部1の出力電流)を検出する入力電流センサ32、DCリンク部28の電圧を検出するDCリンク電圧センサ33、インバータ部22の出力電流を検出する出力電流センサ34、電力系統3の電圧を測定する系統電圧センサ35、太陽電池発電部1とコンバータ部21との間の往復電流を監視する零相変流器(図示せず)などをパワーコンディショナ2の内部に備えるほか、パワーコンディショナ2の外部に電力系統3との間に流れる電流を測定する売買電力(買電電力)演算用の購入電流センサ(図示せず)を備えている。
Specifically, as shown in the figure, the
そして、制御部24は、パワーコンディショナ2の通常の制御として、入力電圧センサ31で検出される入力電圧がパワーコンディショナ2の動作開始電圧Von(たとえば、DC80V)以上になると、パワーコンディショナ2の系統連系動作(具体的には、コンバータ部21およびインバータ部22を動作させ、系統連系スイッチ23を閉じる処理)を行って、太陽電池発電部1で発電された電力を電力系統3に連系させる一方、入力電圧センサ31で検出される入力電圧がパワーコンディショナ2の動作停止電圧Voff(たとえば、DC70V)未満になったときにはパワーコンディショナ2の解列動作(具体的には、コンバータ部21およびインバータ部22の動作を停止させ、系統連系スイッチ23を開く処理)を行って太陽電池発電部1を電力系統3から解列させるように構成されている。なお、パワーコンディショナ2が系統連系動作中は、パワーコンディショナ2の出力電力が電力系統3と連系できるように、制御部24は、コンバータ部21およびインバータ部22の動作を制御するようになっている。
Then, as a normal control of the
また、制御部24は、このようなパワーコンディショナ2の制御に加え、太陽電池発電部1の発電量、電力系統3への売電電力、電力系統3からの買電電力などを演算して、所定のモニタ装置4に表示させる機能を備えている。たとえば、太陽電池発電部1の発電量は、入力電圧センサ31および入力電流センサ32の検出結果に基づいて演算する。また、電力系統3への売電電力および電力系統3からの買電電力は、上記購入電流センサおよび系統電圧センサ35の検出結果に基づいて演算する。なお、これら発電量や売買電力はいずれも制御部24において積算可能であり、制御部24はこれらの積算値も演算してモニタ装置4に表示できるように構成されている。
In addition to the control of the
モニタ装置4は、制御部24で演算される太陽電池発電部1の発電量、電力系統3への売電電力、電力系統3からの買電電力などを表示するための表示装置であって、このモニタ装置4としては、たとえば、文字や図形の表示が可能な液晶表示パネルなどが好適に用いられる。そして、モニタ装置4は、たとえば、居間や台所などユーザが見やすい場所(パワーコンディショナとは離れた場所)に配置されることから、制御部24と有線または無線(図示例では、通信線5)で接続され、制御部24で演算されたこれらの値が通信によってモニタ装置4に送信され、モニタ装置4に表示されるようになっている。なお、モニタ装置4での発電量等の表示に関連して、制御部24にはモニタ装置4と通信するための通信手段(図示せず)が備えられている。
The monitor device 4 is a display device for displaying the amount of power generated by the solar cell power generation unit 1 calculated by the
操作部25は、制御部24に対する各種コマンドを入力するための入力手段であって、複数の操作スイッチ(図示せず)を備えて構成されている。たとえば、パワーコンディショナ2の運転/停止の切替え(換言すれば、上述した制御部24によるパワーコンディショナ2の通常の制御が可能な「運転」状態と、上記通常の制御が行われない「停止」状態の切替え)を行う運転スイッチや、後述する表示部26の表示/表示停止を指示するための表示スイッチなどが備えられている。
The
表示部26は、パワーコンディショナ2に備えられた表示装置であって、この表示部26にも液晶表示パネルなどの表示装置が用いられる。なお、この表示部26は、パワーコンディショナ2自体に備えられることから小型の表示装置で構成されており、この表示部26にも上述した制御部24での演算結果などが表示可能とされている。
The
制御電圧回路部27は、パワーコンディショナ2の各部に駆動電力を供給する電源回路であって、周知のDC/DCコンバータで構成されている。この制御電圧回路部27は、太陽電池発電部1が発電を行っているときは太陽電池発電部1側から電源供給(給電)を受ける一方、太陽電池発電部1の発電が停止しているときは電力系統3側から電源供給を受けるように構成されている。
The control
具体的には、この制御電圧回路部27には、該制御電圧回路部27に電源供給を行うための給電路として、太陽電池発電部1が発電を行っているときに太陽電池発電部1側から電源供給を行う第1給電路(昼間用給電路)41と、太陽電池発電部1が発電停止状態にあるときに電力系統3側から電源供給を行う第2給電路(夜間用給電路)42とが備えられている。なお、ここで、太陽電池発電部1の発電停止状態とは、太陽電池発電部1での発電が完全に停止している場合だけでなく、太陽電池発電部1の出力電圧(パワーコンディショナ2への入力電圧)がパワーコンディショナ2の動作停止電圧Voff未満である場合を含む意である(以下、同様)。
Specifically, the control
第1給電路41は、コンバータ部21の出力電圧を制御電圧回路部27に供給するように配線されている。第1給電路41に介装されたダイオード43は、第2給電路42から供給される電流がコンバータ部21に逆流するのを防止するための逆流阻止用のダイオードである。
The first
第2給電路42は、電力系統3からの出力電圧を制御電圧回路部27に供給するように配線されており、この第2給電路42には、電力系統3側から順に、第2給電路42の電路の短絡/開放の切替えを行う電路開放手段44、第2給電路42を介した給電(夜間給電)を行うための夜間給電スイッチ45、電力系統3から供給される交流電力を直流電力に変換する整流回路部46および第1給電路41から供給される電流が電力系統3側(具体的には整流回路46)に逆流するのを防止する逆流阻止用のダイオード47が備えられている。
The second
電路開放手段44は、パワーコンディショナ2を複数台併設する場合に、モニタ装置4が接続されないパワーコンディショナ2(つまり、子機となるパワーコンディショナ2)に対して電力系統3側からの夜間給電を行わないように設定するためのものであって、本実施形態では、第2給電路42に着脱自在に装備されるコネクタ(たとえば、短絡ピンなどのコネクタ装置)で構成され、手動操作によって取り外すことにより第2給電路42を開放状態にできるようになっている。すなわち、この電路開放手段44は、パワーコンディショナ2をモニタ装置4が接続される親機として使用する場合には第2給電路42の電路を短絡させるように装着される。一方、子機として使用する場合には第2給電路42の電路を開放するように取り外すようになっている。
When a plurality of
なお、この電路開放手段44は第2給電路42に備えられていればよく、たとえば、夜間給電スイッチ45の下流側に備えられていてもよい。また、電路開放手段44は、手動操作によって第2給電路42の電路の短絡/開放の切り替えができればよく、着脱自在のコネクタ装置に代えて、手動操作によって電路の短絡/開放の切り替えを行うスイッチ回路で構成することも可能である。
The electric circuit opening means 44 only needs to be provided in the second
夜間給電スイッチ45は、太陽電池発電部1の発電が停止した時に、制御電圧回路部27が電力系統3側から給電を受けられるようにするためのスイッチ回路であって、この夜間給電スイッチ45は、太陽電池発電部1の出力電圧が動作停止電圧Voff未満となったことを制御部24が検出したときに、制御部24による制御によって接点が閉じられるように構成されている。
The nighttime
なお、整流回路部46は、周知のブリッジダイオード回路で構成されている。
Note that the
次に、このように構成されたパワーコンディショナ2における省電力モード制御について、図2に基づいて説明する。図2は、省電力モード制御の処理手順を示している。
Next, the power saving mode control in the
本実施形態に示すパワーコンディショナ2は、上述したように、太陽電池発電部1が発電を行っていない夜間には制御電圧回路部27が電力系統3側から電源供給を受けるように構成されている。
As described above, the
そして、この夜間において電力系統3側から制御電圧回路部27が電源供給を受けているとき、制御部24は、入力電圧センサ31で検出される入力電圧を監視し、この入力電圧を所定の省電力モード開始閾値電圧(省電開始閾値)Vaと比較する(図2ステップS1参照)。
When the control
そして、入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧Va未満になると(図2ステップS1が「Yes」になると)、制御部24は、制御電圧回路部27に対して、買電電力の演算に必要なセンサ(系統電圧センサ35と購入電流センサ)および太陽電池発電部1の発電状況の監視に必要なセンサ(入力電圧センサ31)への電源供給の継続と、その他のセンサ(具体的には、入力電流センサ32、DCリンク電圧センサ33、出力電流センサ34および零相変流器)への電源供給の停止を指示する制御(省電力モード制御)を実行する。これにより、入力電圧センサ31、系統電圧センサ35および購入電流センサを除くその他のセンサへの電源供給が停止される(図2ステップS2参照)。
When the input voltage becomes less than the predetermined power saving mode start threshold voltage Va (when step S1 in FIG. 2 becomes “Yes”), the
このように、買電電力の演算に必要なセンサと太陽電池発電部1の発電状況の監視に必要なセンサを残して他のセンサへの電源供給を停止させることにより、夜間においても買電電力の演算・表示機能を維持しつつ、電源供給が不要なセンサ(センサ回路を含む)での電力消費を削減し、待機電力を抑制することができる。 In this way, the electric power purchased even at night can be obtained by stopping the power supply to other sensors while leaving the sensors necessary for calculating the electric power purchased and the sensors necessary for monitoring the power generation status of the solar cell power generation unit 1. While maintaining the above calculation / display function, it is possible to reduce power consumption in sensors (including sensor circuits) that do not require power supply and suppress standby power.
ここで、上記省電力モード開始閾値電圧Vaは、パワーコンディショナ2の動作停止電圧Voff以下となるように設定される。これにより、入力電圧の低下によってパワーコンディショナ2が動作を停止した後に省電力モード制御が実行されるようになる。なお、この省電力モード開始閾値電圧Vaは、パワーコンディショナ2の動作停止電圧Voffよりも低い値としておくのが好ましく、本実施形態では、たとえば、DC68Vに設定される。
Here, the power saving mode start threshold voltage Va is set to be equal to or lower than the operation stop voltage Voff of the
そして、日の出によって入力電圧が上昇し、入力電圧が所定の省電力モード終了閾値電圧(省電終了閾値)Vb以上になると(図2ステップS3が「Yes」になると)、制御部24は、省電力モード制御を解除して通常の制御に復帰する。これにより、電源供給が停止されていたセンサ(具体的には、入力電流センサ32、DCリンク電圧センサ33、出力電流センサ34および零相変流器)への電源供給が再開される(図2ステップS4参照)。
When the input voltage increases due to sunrise and the input voltage becomes equal to or higher than a predetermined power saving mode end threshold voltage (power saving end threshold) Vb (step S3 in FIG. 2 becomes “Yes”), the
ここで、上記省電力モード終了閾値電圧Vbは、パワーコンディショナ2の動作開始電圧Von未満となるように設定される。これにより、入力電圧の上昇によってパワーコンディショナ2が動作を開始する前に省電力モード制御が解除されるようになる。なお、この省電力モード終了閾値電圧Vbは、省電力モード開始閾値電圧Vaよりも高い値(たとえば、DC70V)に設定される。
Here, the power saving mode end threshold voltage Vb is set to be lower than the operation start voltage Von of the
このように、本実施形態に示すパワーコンディショナによれば、太陽電池発電部1からの入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧Va未満になると、制御部24が買電電力の演算に必要なセンサと、太陽電池発電部1の発電状況を把握するためのセンサのみに電源供給を行い、その他のセンサへの電源供給を停止する省電力モード制御を行うので、買電電力の演算と太陽電池発電部1の発電状況の監視を行いながら電源供給が不要なセンサでの無駄な電力消費が抑制される。したがって、夜間における待機電力の少ないパワーコンディショナを提供することができる。
Thus, according to the power conditioner shown in the present embodiment, when the input voltage from the solar cell power generation unit 1 becomes less than the predetermined power saving mode start threshold voltage Va, the
実施形態2
次に、本発明の第2の実施形態について、図3に基づいて説明する。図3は、省電力モード制御の他の実施形態の処理手順を示している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a processing procedure of another embodiment of the power saving mode control.
本実施形態に示すパワーコンディショナ2は、上述した実施形態1に示すパワーコンディショナ2における省電力モード制御の改変例を示している。具体的には、省電力モード制御において、入力電圧センサ31への電源供給の態様を変更している。その他の構成は上述した実施形態1と共通するので、構成が共通する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
The
本実施形態に示すパワーコンディショナ2においても、上述したように、太陽電池発電部1が発電を行っていない夜間には制御電圧回路部27が電力系統3側から電源供給を受けるようになっている。
Also in the
そして、この夜間において電力系統3側から制御電圧回路部27が電源供給を受けているとき、制御部24は、入力電圧センサ31で検出される入力電圧を監視し、この入力電圧を所定の省電力モード開始閾値電圧(省電開始閾値)Vaと比較する(図3ステップS1参照)。
When the control
そして、入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧Va未満になると(図3ステップS1が「Yes」になると)、制御部24は、制御電圧回路部27に対して、買電電力の演算に必要なセンサ(系統電圧センサ35と購入電流センサ)および太陽電池発電部1の発電状況の監視に必要なセンサ(入力電圧センサ31)への電源供給の継続と、その他のセンサ(具体的には、入力電流センサ32、DCリンク電圧センサ33、出力電流センサ34および零相変流器)への電源供給の停止を指示する制御(省電力モード制御)を実行する。これにより、入力電圧センサ31、系統電圧センサ35および購入電流センサを除くその他のセンサへの電源供給が停止される(図3ステップS2参照)。
When the input voltage becomes lower than the predetermined power saving mode start threshold voltage Va (when step S1 in FIG. 3 becomes “Yes”), the
ここで、本実施形態では、入力電圧センサ31に電源供給を行うにあたり、入力電圧センサ31への電源供給を間欠的に行うように構成している。具体的には、入力電圧センサ31に対する電源供給を一定周期で電源オン/オフを繰り返すように行い、電源オンの期間に入力電圧センサ31で入力電圧の検出を行うように構成する。たとえば、500m秒間電源オンを継続した後に4.5秒間電源オフを継続するといったパターンを繰り返すように構成する。
Here, in the present embodiment, when power is supplied to the
図3ステップS3は、この間の電源オフの期間を示しており、このオフ期間が一定期間継続すると(図3ステップS4が「Yes」になると)、入力電圧センサ31に対する電源をオンとする(図3ステップS5参照)。
Step S3 in FIG. 3 shows a power-off period during this period. When this off period continues for a certain period (when step S4 in FIG. 3 becomes “Yes”), the power supply to the
そして、この電源オン期間中の入力電圧の検出にあたっては、電源がオンされた当初の一定期間(たとえば、300m秒程度の期間)は入力電圧の検出を行わず、残りの200m秒の間に入力電圧の検出を行うように構成する。ここで、当初の一定期間は入力電圧の検出を行わないのは、センサの動作が安定するのを待つためである。 When detecting the input voltage during the power-on period, the input voltage is not detected during the initial fixed period when the power is turned on (for example, a period of about 300 milliseconds), and input is performed for the remaining 200 milliseconds. It is configured to perform voltage detection. Here, the reason why the input voltage is not detected during the initial fixed period is to wait for the sensor operation to stabilize.
そして、日の出によって入力電圧が上昇し、入力電圧が所定の省電力モード終了閾値電圧Vb以上になると(図3ステップS6が「Yes」になると)、制御部24は、省電力モード制御を解除して通常の制御に復帰する。これにより、電源供給が停止されていたセンサ(具体的には、入力電流センサ32、DCリンク電圧センサ33、出力電流センサ34および零相変流器)への電源供給が再開される(図2ステップS7参照)。
When the input voltage rises due to sunrise and the input voltage becomes equal to or higher than the predetermined power saving mode end threshold voltage Vb (step S6 in FIG. 3 becomes “Yes”), the
このように、本実施形態に示すパワーコンディショナによれば、太陽電池発電部1からの入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧Va未満になると、制御部24が買電電力の演算に必要なセンサと、太陽電池発電部1の発電状況を把握するためのセンサのみに電源供給を行い、その他のセンサへの電源供給を停止する省電力モード制御を行うので、買電電力の演算と太陽電池発電部1の発電状況の監視を行いながら電源供給が不要なセンサでの無駄な電力消費が抑制される。しかも、その際に、入力電圧センサへの電源供給が間欠的に行われるので、省電力モード制御時における入力電圧センサでの消費電力が低減され、さらに待機電力の少ないパワーコンディショナを提供することができる。
Thus, according to the power conditioner shown in the present embodiment, when the input voltage from the solar cell power generation unit 1 becomes less than the predetermined power saving mode start threshold voltage Va, the
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 embodiment shows a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this, and various design changes can be made within the scope of the invention.
たとえば、上述した実施形態において、省電力モード制御時に電源供給を停止させるセンサとして、入力電流センサ32、DCリンク電圧センサ33、出力電流センサ34および零相変流器を示したが、制御部24がこれら以外のセンサを備えている場合には、当該センサに対する電源供給も停止するように構成することができる。また、省電力モード制御時の制御としては、センサへの電源供給のみを停止させる構成を採用してもよいし、センサとともにセンサ回路への電源供給を停止させる構成を採用してもよい。要は、買電電力の演算に必要なセンサと太陽電池発電部1の発電状況の監視に必要なセンサにだけ電源を供給することで、センサによる電力消費が低減されるようになっていればよい。
For example, in the above-described embodiment, the input
また、上述した実施形態では、省電力モード制御時に買電電力の演算に必要なセンサと太陽電池発電部1の発電状況の監視に必要なセンサ以外のセンサに対する電源供給を停止する場合を示したが、このときに電源供給を停止するものとしてセンサ以外の電気負荷(たとえば、パワーコンディショナ2の親機が子機と通信を行うための通信回路など)に対する電源供給の停止を含めることも勿論可能である。
Moreover, in embodiment mentioned above, the case where the power supply with respect to sensors other than a sensor required for the calculation of purchased electric power at the time of power saving mode control and a sensor required for the monitoring of the electric power generation condition of the solar cell power generation part 1 was stopped was shown. However, as a matter of course, stopping the power supply at this time includes stopping the power supply to an electrical load other than the sensor (for example, a communication circuit for the master unit of the
1 太陽電池発電部
2 パワーコンディショナ
3 電力系統
4 モニタ装置
21 コンバータ部
22 インバータ部
23 系統連系スイッチ
24 制御部
25 操作部
26 表示部
27 制御電圧回路部
28 DCリンク部
41 第1給電路(昼間用給電路)
42 第2給電路(夜間用給電路)
44 電路開放手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell
42 Second feeding path (night feeding path)
44 Electric circuit opening means
Claims (3)
前記パワーコンディショナを制御する制御部が、前記太陽電池発電部または前記電力系統から電源供給を受けて動作するように構成されたものにおいて、
前記制御部は、少なくとも、前記太陽電池発電部からの入力電圧を検出する入力電圧センサと、前記太陽電池発電部からの入力電流を検出する入力電流センサと、前記コンバータ部とインバータ部の間のDCリンク部の電圧を検出するDCリンク電圧センサと、前記インバータ部の出力電流を検出する出力電流センサと、前記電力系統の電圧を検出する系統電圧センサと、前記電力系統からの買電電力演算用の購入電流センサとを備え、
前記入力電圧センサで検出される入力電圧が所定の省電力モード開始閾値電圧未満になると、前記入力電圧センサ、前記系統電圧センサおよび前記購入電流センサへの電源供給は継続する一方、前記制御部が備えるその他のセンサへの電源供給は停止させる省電力モード制御を実行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。 A power conditioner comprising a converter unit and an inverter unit, and connecting the power generated by the solar cell power generation unit to the power system,
The control unit for controlling the power conditioner is configured to operate by receiving power supply from the solar cell power generation unit or the power system.
The control unit includes at least an input voltage sensor that detects an input voltage from the solar cell power generation unit, an input current sensor that detects an input current from the solar cell power generation unit, and between the converter unit and the inverter unit. DC link voltage sensor for detecting the voltage of the DC link unit, output current sensor for detecting the output current of the inverter unit, a system voltage sensor for detecting the voltage of the power system, and power purchase power calculation from the power system With a purchase current sensor for
When the input voltage detected by the input voltage sensor becomes less than a predetermined power saving mode start threshold voltage, power supply to the input voltage sensor, the system voltage sensor, and the purchased current sensor is continued, while the control unit A power conditioner comprising a control configuration for executing power saving mode control in which power supply to other sensors is stopped.
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- 2013-11-26 JP JP2013243563A patent/JP2015104234A/en active Pending
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