JP2016220414A - 計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】分散電源の出力が弱い起動時にも、分散電源から出力される電気量を正確に計測することができる計測装置を提供する。【解決手段】本発明は、分散電源から供給される電気量を計測する計測装置に関するもので、分散電源から電力を入力する電力入力部２０と、分散電源から入力された電力を所定電圧に変換する変換器２１と、計測センサ１６から入力された計測信号を処理する演算部２２と、変換器２１から出力された電力を外部機器１７に駆動電力として供給する接続部２６と、接続部２６に供給される電流を一定値以下に制限する電流制限器２８とを備える。電流制限器２８は、変換器２１から出力された電力が一定値以下の状態でのみ機能する。【選択図】図４
Description
本発明は、太陽電池などの分散電源から供給される電気量を計測する計測装置に関するものである。
太陽電池などの分散電源から供給される電気量（電流・電圧・電力）は、日照や気温の状況などによって大きく変動する。このため特許文献１に示すように、各太陽電池ストリングから出力される電気量を計測装置により計測し、外部機器を介して後段のパワーコンディショナや上位計測システム等に通信することが行われている。
図１に従来の計測装置の代表例を示す。この計測装置は太陽電池で発電された直流電流を一定電圧に変換する変換器１（Ｄ／Ｄコンバータ）と演算部２とを備え、この変換器１の出力を演算部２の内部素子の電源として供給するとともに、接続部３に接続された通信装置等の外部機器４にも電源として供給している。この外部機器４は電源からのノイズを吸収するためのコンデンサ５を備えているのが普通である。
変換器１は出力電圧が常に一定に保たれるようにフィードバック制御されているが、夜明けなどの太陽電池の出力が弱い段階では、十分な供給電流を確保することができない。特に計測装置の起動時に外部機器４が接続されていると、まず外部機器４のコンデンサ５に電荷が充填されるため、外部機器４への出力電流が大きくなる。これに連れて変換器１の出力電圧が低下するため、演算部２の内部素子に必要な電源を供給することができなくなり、演算部２が停止する。すると外部機器４への出力も停止するため変換器１の電圧低下がなくなり、変換器１から演算部２への出力電圧が高まるので、再び起動する。
起動するとまた外部機器４への電力供給が開始され、上記したと同じサイクルを繰り返すハンチング現象が生じる。従って太陽電池の出力が弱い起動時には、各太陽電池ストリングから出力される電気量を正確に計測することができないという問題が生じていた。
従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、太陽電池などの分散電源の出力が弱い起動時にも、分散電源から出力される電気量を正確に計測することができる計測装置を提供することである。
上記の課題を解決するためになされた本発明は、分散電源から供給される電気量を計測する計測装置であって、分散電源から電力を入力する電力入力部と、分散電源から入力された電力を所定電圧に変換する変換器と、計測センサから入力された計測信号を処理する演算部と、変換器から出力された電力を外部機器に駆動電力として供給する接続部と、接続部に供給される電流を一定値以下に制限する電流制限器とを備えたことを特徴とするものである。
なお請求項２のように、電流制限器は、変換器から出力された電力が一定値以下の状態でのみ機能するものであることが好ましい。
本発明の計測装置は、接続部に供給される電流を一定値以下に制限する電流制限器を備えているので、外部機器が接続された状態で起動しても、外部機器への出力電流の増加を抑制することができる。このため変換器の出力電圧の低下も抑制され、演算部への電源供給が停止することがない。従って従来のようなハンチング現象が生ずることもなくなり、分散電源の出力が弱い起動時にも、出力される電気量を正確に計測することができる。
なお請求項２のように、電流制限器を変換器から出力された電力が一定値以下の状態でのみ機能するものとしておけば、起動後における電力ロスをなくすることができる。
以下に本発明の実施形態を説明する。
先ず図２と図３に、本発明の計測装置の設置位置を示した。図２において、１０は多数の太陽光発電素子を直並列に接続した太陽電池ストリングであり、１１は複数の太陽電池ストリング１０が接続される接続箱、１２は複数の接続箱１１からの電力を集電する集電箱、１３は出力調整用のパワーコンディショナ、１４は商用電源と太陽電池装置とを接続するキュービクルである。接続箱１１の内部に本発明の計測装置が収納されており、その出力は集電箱１２の判定部１５に通信される。
先ず図２と図３に、本発明の計測装置の設置位置を示した。図２において、１０は多数の太陽光発電素子を直並列に接続した太陽電池ストリングであり、１１は複数の太陽電池ストリング１０が接続される接続箱、１２は複数の接続箱１１からの電力を集電する集電箱、１３は出力調整用のパワーコンディショナ、１４は商用電源と太陽電池装置とを接続するキュービクルである。接続箱１１の内部に本発明の計測装置が収納されており、その出力は集電箱１２の判定部１５に通信される。
図３に示すように、各太陽電池ストリング１０の出力（電圧・電流）は接続箱１１に収納された計測センサ１６によって計測され、計測信号（電流値データ、電圧値データ）として計測装置に出力される。計測装置は複数の太陽電池ストリング１０の出力を集約し、次に説明する外部機器１７である通信装置により集電箱１２の判定部１５に通信する。計測センサ１６は太陽電池ストリング１０の出力を電源として駆動されるものであり、太陽光発電の起動直後から安定した計測が可能であることが望まれる。
図４は計測装置の内部構成の説明図である。図示のように計測装置は、分散電源からの電力を入力する電力入力部２０と、分散電源から入力された電力を所定電圧に変換する変換器２１と、演算部２２を備えている。変換器２１は前述したように太陽電池で発電された直流電流を一定電圧に変換するＤ／Ｄコンバータであり、その出力電圧が例えば２４Ｖに維持されるようにフィードバック制御が行われている。
演算部２２は各太陽電池ストリング１０の計測センサ１６から出力される計測信号（電流値データ、電圧値データ）を受け取り、ストリング毎の発電電力を算出する。その演算データは外部機器１７である通信装置に送られ、図示しない監視サーバ等に送られる。変換器２１から出力された電力は、電路２３を通じて演算部２２に駆動電力として供給される。また変換器２１から出力された電力は、電路２４、降圧器２５、接続部２６を介して外部機器１７にも駆動電力として供給される。この実施形態では降圧器２５は電圧を２４Ｖから５Ｖに変圧するものであるが、外部機器１７の種類によっては降圧器２５は省略されることもある。
従来と同様、外部機器１７には駆動電力のノイズを吸収するためのコンデンサ２７が設けられており、起動時のハンチングの原因となるおそれがある。しかし本発明ではその防止のために、接続部２６に供給される電流を一定値以下に制限する電流制限器２８が電路２４に設けられている。
図５にこの電流制限器２８の回路構成を示す。この回路は、変換器２１からの入力線３０と接続部２６への出力線３１との間に、抵抗Ｒ１とこれに並列なトランジスタＴＲ１を配置し、またこのトランジスタＴＲ１のベースにトランジスタＴＲ２のエミッタを接続したものである。入力線３０とトランジスタＴＲ１のベースとの間には、抵抗Ｒ３が接続されている。また入力線３０は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１の直列回路を介して接地されている。
この電流制限器２８は、変換器２１から出力された電力が一定値以下の状態でのみ機能するものである。まず起動直後の状態ではトランジスタＴＲ１はオフの状態にあるため、入力線３０に供給される電流は抵抗Ｒ１を介して出力線３１に流れ、外部機器１７のコンデンサ２７が充電される。この状態の電流ｉ１は抵抗Ｒ１により制限されているので、従来のように変換器２１からの出力電圧が大きく低下することはない。
時間の経過とともにコンデンサＣ１が充電され、トランジスタＴＲ２のベース電圧が上昇し、トランジスタＴＲ２がオンとなる。すると抵抗Ｒ３を通じて電流ｉ２が流れ、トランジスタＴＲ１がオンとなる。この結果、入力線３０からトランジスタＴＲ１を通じて電流ｉ３が出力線３１に流れるようになる。その後は電流制限がなされることなく、抵抗Ｒ１による電力ロスも無視できるレベルにまで低下し、計測装置も外部機器も正常に作動することとなる。
上記したように、電流制限器２８は変換器２１から出力された電力が一定値以下の状態において接続部２６に接続された外部機器１７への電流を制限する機能を有する。このため従来のように変換器２１からの出力電圧が大きく低下することはなくなり、演算部２２の駆動電力が不足する事態が避けられるので、起動時のハンチング減少を防止することができる。
なお電流制限器２８の回路は図５の回路に限定されるものではなく、分散電源の起動直後の電流制限が可能なものであればよい。
以上に説明したように、本発明によれば、太陽電池などの分散電源の出力が弱い起動時にも、分散電源から出力される電気量を正確に計測することができる。なお分散電源は必ずしも太陽電池に限定されるものではなく、起動直後の出力が微弱な様々な分散電源、例えば風力発電機、ガス発電機、蓄電池などであってもよい。
１ 変換器
２ 演算部
３ 接続部
４ 外部機器
５ コンデンサ
１０ 太陽電池ストリング
１１ 接続箱
１２ 集電箱
１３ パワーコンディショナ
１４ キュービクル
１５ 判定部
１６ 計測センサ
１７ 外部機器
２０ 電力入力部
２１ 変換器
２２ 演算部
２３ 電路
２４ 電路
２５ 降圧器
２６ 接続部
２７ コンデンサ
２８ 電流制限器
３０ 入力線
３１ 出力線
２ 演算部
３ 接続部
４ 外部機器
５ コンデンサ
１０ 太陽電池ストリング
１１ 接続箱
１２ 集電箱
１３ パワーコンディショナ
１４ キュービクル
１５ 判定部
１６ 計測センサ
１７ 外部機器
２０ 電力入力部
２１ 変換器
２２ 演算部
２３ 電路
２４ 電路
２５ 降圧器
２６ 接続部
２７ コンデンサ
２８ 電流制限器
３０ 入力線
３１ 出力線
Claims (2)
- 分散電源から供給される電気量を計測する計測装置であって、
分散電源から電力を入力する電力入力部と、
分散電源から入力された電力を所定電圧に変換する変換器と、
計測センサから入力された計測信号を処理する演算部と、
変換器から出力された電力を外部機器に駆動電力として供給する接続部と、
接続部に供給される電流を一定値以下に制限する電流制限器と
を備えたことを特徴とする計測装置。 - 電流制限器は、変換器から出力された電力が一定値以下の状態でのみ機能するもの
であることを特徴とする請求項１記載の計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015103401A JP6587420B2 (ja) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | 計測装置 |
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| JP2015103401A JP6587420B2 (ja) | 2015-05-21 | 2015-05-21 | 計測装置 |
Publications (2)
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| JP2016220414A true JP2016220414A (ja) | 2016-12-22 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05328599A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Fujitsu Ltd | 突入電流防止回路 |
| JP2004336911A (ja) * | 2003-05-08 | 2004-11-25 | Fukuda Denshi Co Ltd | 電源供給制御回路及びそれを用いた生体情報記録装置 |
| JP2013078183A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Noritz Corp | 発電システム |
| JP2015091181A (ja) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 日東工業株式会社 | 太陽光発電用計測ユニット |
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2015
- 2015-05-21 JP JP2015103401A patent/JP6587420B2/ja active Active
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| JPH05328599A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Fujitsu Ltd | 突入電流防止回路 |
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