JP2017103902A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源の対地静電容量を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流を簡単な構成かつ容易に減少させ、装置全体として変換効率を向上し小型化、低コスト化を図ることができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】直流電源に並列接続されてインバータ回路の入力側で直流側電源ラインの相間を２分割した第１コンデンサ群と、出力側で変換された交流電力の電圧を正弦波状に変換するリアクトルおよび交流側電源ラインの各相からＹ型に結線された第２コンデンサ群を有する出力フィルタと、各コンデンサ群の中性点同士を接続して形成された非接地バイパス部と、直流電源の対地静電容量を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流を減少させるように、直流側電源ラインに設けられ接地交流電圧に基づき逆位相の交流電圧を発生させて当該接地交流電圧を打ち消す逆位相交流電圧発生回路とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池や蓄電池のような分散型の直流電源の直流電力を交流電力に変換して商用電源に接続する電力変換装置に関し、特に直流電源の対地静電容量を介した商用電源の接地による漏洩電流の抑制に関する。

従来から、太陽電池の直流電力をインバータ回路の例えばＰＷＭ制御により交流電力に変換して商用電源（系統電源）に接続する電力変換装置が知られている。この電力変換装置では、太陽電池と大地間で形成された対地静電容量（浮遊容量）を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流が大地から流出する場合がある。この漏洩電流には、インバータ回路で発生する高周波のコモンモード（漏洩）電流も含まれる。この漏洩電流がインバータ回路の交流側の漏電遮断器を不要に動作させることによって発電電力を逆潮流させる機会を損失するおそれがある。また、感電を引き起こす場合もある。蓄電池のような直流電源でもこの浮遊容量が発生する場合があり得る。

この漏洩電流を抑制するものとして、インバータ回路と商用電源との間を絶縁トランスで絶縁する絶縁トランス方式が知られているが、漏洩電流の外部流出は防止できるものの、絶縁トランスの使用により変換効率が低下するとともに、装置重量が大きくなる場合がある。高効率で軽量化のために、絶縁トランスを使用しない従来技術として、図１３は、従来における系統連系インバータ装置の一例を示す（例えば、特許文献１）。

このインバータ装置は、直流電源７２の出力をパルス幅変調するインバータ７３の入力側と出力側にそれぞれ配置されて、中性点を形成するように直列に接続されたコンデンサから成る第１、第２コンデンサ対７５、７７が設けられ、各コンデンサ対の中性点同士を接続することにより高周波のコモンモード（漏洩）電流をバイパスするバイパス路７８が形成されて、各コンデンサ対の間に漏洩電流を抑制するコモンモードチョークコイル８０が設けられ、インバータ７３から出力されるパルス幅変調された電圧を正弦波状に変換する、リアクトル７６とコンデンサ７９からなる出力フィルタが設けられている。交流側の漏電遮断器６２を介して系統トランス６３に接続されている。この場合、特許文献１では、バイパス路７８により交流側の漏洩電流が直流側に戻されて、外部へ流出する漏洩電流が抑制されるが、漏洩電流を遮断するコモンモードチョークコイルのコア飽和防止のために装置が大型化するおそれがある。

図２は各種の場合における漏洩電流を比較した棒グラフを表すもので、このバイパス路７８を三相インバータに適用した例の電流は従来２の棒グラフで示され、バイパス路を設けない場合の電流は従来１の棒グラフで示される。この例の漏洩電流は、バイパス路７８を設けることにより従来１の棒グラフと比べて小さくなっているものの、まだ十分に小さいものとは言えない。

また、電力系統に接続される商用電源では、その接地相がＶ相である三相３線式またはＯ相である三相４線式である場合が多く、直流電源の対地静電容量を介して各相の接地により印加される接地交流電圧により漏洩電流を発生する。この場合、三相３線式または三相４線式のいずれの方式の系統電源にも漏洩電流の発生防止を可能とした電力変換装置も知られている（例えば、特許文献２）。この電力変換装置では、インバータ回路の直流入力部間に２つのコンデンサを直列接続し、この直列接続部とインバータ回路の出力線との間にスイッチを設けて、このスイッチを電力系統に応じて開閉してインバータ回路の制御を切り替え可能としている。

特開２０１０−１１９１８８号公報 特開２０００−１０２２６５号公報

しかし、特許文献１では、漏洩電流の減少が十分でなく、装置の大型化の問題がある。

また、特許文献２では、従来回路において、Ｖ相とＯ相の接地を切り替える際、Ｖ相接地ではスイッチを閉じてスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を停止させて使用しないようにしており、インバータ回路の動作を切り替える制御が必要になって複雑になるとともに、スイッチにインバータ回路の定格電流を流す必要があるため、定格が大きくなるとスイッチも大型化する問題がある。

本発明は、上記課題を解決して、直流電源の対地静電容量を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流を簡単な構成かつ容易に減少させ、装置全体として変換効率を向上し小型化、低コスト化を図ることができる電力変換装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る電力変換装置は、直流電力を発生する直流電源と、発生した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路とを備えて、商用電源に接続させるものであって、
前記直流電源に並列接続されて前記インバータ回路の入力側に配置され、直流側電源ラインの相間を２分割した第１コンデンサ群と、
前記インバータ回路の出力側に接続されて、変換された交流電力の電圧を正弦波状に変換するリアクトル、および交流側電源ラインの各相からＹ型に結線された第２コンデンサ群を有する出力フィルタと、
前記第１コンデンサ群の中性点と前記第２コンデンサ群の中性点同士を接続して形成された非接地バイパス部と、
前記直流電源の対地静電容量を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流を減少させるように、前記直流側電源ラインに設けられて、前記接地交流電圧に基づきこれと逆位相の交流電圧を発生させて当該接地交流電圧を打ち消す逆位相交流電圧発生回路とを備えている。

この構成によれば、漏洩電流を非接地バイパス部でバイパスさせて漏洩電流を抑制するとともに、漏洩電流の起因となる接地交流電圧そのものを打ち消すように、直流側電源ラインに当該接地交流電圧に基づく逆位相交流電圧、つまり接地交流電圧と逆向きの交流電圧を発生させるので、簡単な構成で容易に漏洩電流を減少させることができる。また、従来の主回路上の絶縁トランスやコモンモードチョークコイルに過度に依存することなく、装置全体として変換効率を向上し小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明では、前記直流電源の直流電力を昇圧する昇圧回路を有し、前記インバータ回路が昇圧された直流電力を交流電力に変換する三相インバータ回路であって、前記商用電源の接地相がＶ相である三相３線式もしくは接地相がＯ相である三相４線式であり、前記各コンデンサ群の各中性点と前記商用電源の中性点が略同電位である場合に、前記逆位相交流電圧発生回路は、前記直流電源の対地静電容量を介した前記商用電源の各接地相の接地による漏洩電流を減少させるように、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させるようにしてもよい。
ここで、商用電源の中性点とは、商用電源の線間電圧からＶ相またはＯ相の接地交流電圧を求めるための演算上の中性点を意味する。

この場合、漏洩電流の起因となるＶ相接地もしくはＯ相接地による商用電源の中性点からみた各相の接地交流電圧を打ち消すように、直流配線側に当該接地交流電圧に基づく逆位相交流電圧を発生させるので、簡単な構成で容易に漏洩電流を減少させることができる。

本発明では、逆位相交流電圧発生回路は、前記直流側電源ラインの正側または負側に挿入されて、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させることが好ましく、また、前記直流側電源ラインの正側と負側の両方に挿入されて、それぞれ前記接地交流電圧と逆位相で大きさが１／２の交流電圧を発生させることも好ましい。直流電源と直流側電源ラインはループを形成しているので、正側または負側に逆位相の交流電圧を発生させても、正側および負側の両方に逆位相で大きさが１／２の交流電圧を発生させても同様に、接地交流電圧を打ち消すことができる。

好ましくは、前記逆位相交流電圧発生回路は、前記商用電源の接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させる逆位相発生トランスを有する。この場合、簡単な構成で逆位相交流電圧発生回路を実現できる。

好ましくは、前記逆位相交流電圧発生回路は、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を生成する逆位相電力変換部と、これを制御する逆位相電圧制御部とを有する。この場合、スイッチング動作を行なう逆位相電力変換部では、トランスのみを使用するよりも、装置を小型化でき、直流側電源ラインにおける抵抗損失を小さく変換効率を向上させることができる。

好ましくは、前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成するチョッパ回路を有する。簡単な構成で直流側電源ラインにおける抵抗損失を小さく変換効率を向上させることができる。また、前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成する、電圧可逆チョッパおよびコンデンサを有するようにしてもよい。

好ましくは、前記三相インバータが２レベルインバータまたは３レベルインバータである。３レベルインバータは２レベルインバータよりもより正弦波に近い交流波形を得られる。

本発明の他の構成にかかる電力変換装置は、前記直流電源は蓄電池を含み、前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成するインバータ回路を有する。この構成によれば、直流電源が蓄電池の場合にも漏洩電流を減少させることができる。

本発明のまた他の構成に係る電力変換装置は、前記直流電源が太陽電池、蓄電池および燃料電池のいずれか１つであるか、または太陽電池、蓄電池および燃料電池の少なくとも２つを含む組み合わせである。太陽電池や燃料電池だけでなく、蓄電池でも浮遊容量が発生し得るので、漏洩電流を抑制しながら、高い電力変換効率を有する電力変換装置が得られる。

本発明では、漏洩電流を非接地バイパス部でバイパスさせて漏洩電流を抑制するとともに、漏洩電流の起因となる接地交流電圧そのものを打ち消すように、直流配線側に当該接地交流電圧に基づく逆位相交流電圧を発生させるので、簡単な構成で容易に漏洩電流を減少させることができる。また、従来の主回路上の絶縁トランスやコモンモードチョークコイルに過度に依存することなく、装置全体として変換効率を向上し小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る電力変換装置を示す構成図である。 各種の電力変換装置の動作を示す特性図である。 第２実施形態の電力変換装置の第１例を示す構成図である。 第２実施形態の電力変換装置の第２例を示す構成図である。 第２実施形態の電力変換装置の第３例を示す構成図である。 第２実施形態の電力変換装置の第４例を示す構成図である。 第２実施形態の電力変換装置の第５例を示す構成図である。 図７のインバータ回路の変形例を示す構成図である。 逆位相変換部の具体例１を含む電力変換装置を示す構成図である。 逆位相変換部の具体例２を含む電力変換装置を示す構成図である。 逆位相変換部の具体例３を含む電力変換装置を示す構成図である。 第３実施形態の電力変換装置の第１例を示す構成図である。 従来の電力変換装置を示す構成図である。

図１は本発明の第１実施形態に係る電力変換装置を示す構成図である。この電力変換装置は、太陽電池のような直流電源２を複数並列に接続したものであり、絶縁トランスなしで、図示しない全体制御部によって制御されてそれぞれパワーコンディショナ１により直流電源２の直流電力を交流電力に変換して、商用電源（系統電源）８に接続させるものである。この第１実施形態は、商用電源８がΔ結線で接地相がＶ相であるＶ相接地１８の三相３線式である。なお、商用電源８がΔ結線で接地相がＯ相（Ｕ−Ｖ中点）である三相４線式の場合にも同様に適用される。

この電力変換装置のパワーコンディショナ１は、直流電源２の直流電力を昇圧して例えば最大電力点に追従するＭＰＰＴ制御を行なう昇圧チョッパのような昇圧回路３と、昇圧した直流電力をＰＷＭ制御によって交流電力に変換する三相インバータ回路４とを備えている。昇圧チョッパ３は例えばスイッチＱｃ、ダイオードＤｃ、リアクトルＬｃおよびコンデンサＣｃにより構成される。この例では、三相インバータ回路４は２レベルインバータを適用している。直流電源ラインの電圧値をＥｄとすると、２レベルインバータとはインバータ出力部の電圧波形が零点を中心として±ＥｄのＰＷＭパルスとなるものをいう。

パワーコンディショナ１は、また昇圧回路３の出力側であり、三相インバータ回路４の入力である部分に配置され、直流電源ラインＤＬの相間を２分割した第１コンデンサ群５（Ｃｄ１、Ｃｄ２）と、三相インバータ回路４の出力側に接続されて、変換された交流電力の電圧を正弦波状に変換するリアクトル（Ｌｉ）６と、リアクトル６の出力側に配置され、交流電源ラインＡＬの各相からＹ型に結線された第２コンデンサ群（Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３）７と、第１コンデンサ群Ｃｄ１、Ｃｄ２の中性点１５と第２コンデンサ群Ｃｉ１、Ｃｉ２、Ｃｉ３の中性点１６とを接続して形成される高周波の漏洩電流をバイパスする非接地バイパス部９とを備えている。電力変換装置は、上記した商用電源８のほかに漏電遮断器１１と、系統インピーダンス１２とを有している。

第１コンデンサ群５は直流電力を平滑化、安定化するために配置される平滑コンデンサであり、リアクトル６とコンデンサＣｉｄは、三相インバータ部３で変換された交流電力を正弦波交流に変換する出力フィルタを構成する。太陽電池２と大地（アース）間の浮遊容量は接地コンデンサ（Ｃｐ１、Ｃｐ２）１７で示される。

ここで、各コンデンサ群５、７の各中性点１５、１６と商用電源８の中性点Ｎが略同電位である場合に、Ｖ相接地交流電圧の電位と、直流側電源ラインＤＬの負側の電位との交流的な電位差により、直流電源２の対地静電容量を介して漏洩電流が流れる。

このように、本発明にかかる電力変換装置のパワーコンディショナ１は、逆位相交流発生回路１０が直流側電源ラインＤＬの負側に設けられて、第１コンデンサ群Ｃｄ２の負側の直流電圧にＶ相接地交流電圧と同一で逆位相の交流電圧を重畳させて発生させＶ相接地交流電圧を打ち消す、つまり浮遊容量にかかる電圧を第１コンデンサ群Ｃｄ２の負側の直流電圧だけにして、漏洩電流が発生する要因となる接地交流電圧を直ちにキャンセルして、Ｖ相接地交流電圧による漏洩電流を減少させることができる。

図１（ａ）のように、この逆位相交流発生回路１０は、直流側電源ラインと交流側電源ラインとの間に接続されたトランスＴ（Ｔ１、Ｔ２）により構成されている。この場合、交流側電源ラインＡＬの方が１次側、直流側電源ラインＤＬの方が２次側となり、例えばトランスＴ１、Ｔ２のうちトランスＴ２の１次側と２次側の極性が逆極性に設定されている。（ｂ）に示す商用電源８のΔ結線の各相間の電圧、例えばＶｖｎの向きがａであるのに対して、トランスＴの２次側に生成させるＶｖｎは逆向きのｂとなり、直流側電源ラインＤＬの負側に発生する交流電圧は、Ｖ相接地交流電圧と逆向きの電圧となる。

図２の漏洩電流を比較した棒グラフのように、本発明における漏洩電流は、バイパス路のみを設けた従来２の棒グラフと比べて十分に小さくなっている。

こうして、漏洩電流の起因となるＶ相接地による商用電源８の中性点からみたＶ相の接地交流電圧、もしくはＯ相接地による商用電源８の中性点からみたＯ相の接地交流電圧を打ち消すように、直流側電源ラインＤＬに当該接地交流電圧に基づく逆位相交流電圧を発生させるので、簡単な構成で容易に漏洩電流を減少させることができる。また、非接地バイパス部９により、漏洩電流を交流側電源ラインＡＬから直流側電源ラインＤＬへバイパスさせて漏洩電流を抑制するので、逆位相交流発生回路１０と相俟って漏洩電流を減少させることができる。

また、図１のようにＶ相接地であっても、Ｏ相接地であっても、インバータ回路４の構成は同一であるので、従来のように、インバータ回路を変更することなく、接地相がＶ相である三相３線式または接地相がＯ相である三相４線式に対応することができる。

図３〜図８は、第２実施形態の複数例を示す構成図である。第２実施形態の逆位相交流電圧発生回路１０は、接地交流電圧と逆位相の交流電圧を生成する逆位相電力変換部２１と、これを制御する逆位相電圧制御部２２とを有する。逆位相電力変換部２１は例えばスイッチング動作を行なってＶ相電圧と大きさが同じで逆位相（逆向き）の電圧を発生させるもので、この例では負側に形成される。図３の第１例は、図１と同様に、商用電源の接地相がＶ相である三相３線式である。商用電源８の線間電圧を検出する図示しない線間電圧検出器も設けられている。

逆位相電圧制御部２２は、相電圧演算部２３および制御器２４を有する。相電圧演算部２３は、検出された線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗに基づき、以下の演算式で、中性点ＮからみたＶ相の接地交流電圧であるＶ相電圧Ｖｖｎを演算する。
Ｖｖｎ＝（Ｖｖｗ−Ｖｕｖ）／３

制御器２４は、演算されたＶ相電圧Ｖｖｎに基づいて、制御信号Ｖｃｏｍｐをスイッチング動作を行なう逆位相電力変換部２１へ出力し、この逆位相電力変換部２１から出力される補償電圧を検出してフィードバック制御を行ない、Ｖ相電圧Ｖｖｎと大きさが同じで逆位相（逆向き）の電圧を発生させる。この例では、逆位相電力変換部２１がスイッチング動作を行なうので、直流側電源ラインＤＬに無効電流を流さないことから、第１実施形態のトランスＴ１、Ｔ２を使用するのと比べて直流側電源ラインＡＬにおける抵抗損失が小さくまた変換効率もよい。

図４の第２例は、逆位相電力変換部２１が直流側電源ラインの正側に形成されている。図５の第３例は、逆位相電力変換部２１が正側および負側の両方に形成されて、それぞれ制御信号１／２Ｖｃｏｍｐが出力されて、接地交流電圧と逆位相で大きさが１／２の交流電圧を発生させている。直流電源２と直流側電源ラインＤＬはループを形成しているので、正側または負側に逆位相の交流電圧を発生させても、正側および負側の両方に逆位相で大きさが１／２の交流電圧を発生させても同様に、接地交流電圧を打ち消すことができる。

図６は、商用電源８の接地相がＯ相であるＯ相接地１９の三相４線式の第４例を示す。この第３例では、逆位相交流電圧発生回路１０の逆位相電力変換器２１、２１を直流電源２と昇圧回路３の間にそれぞれ設けている。なお、上記したように逆位相電力変換器２１を昇圧回路３とインバータ回路４の間に設けるようにしてもよい。

Ｏ相電圧は、検出された線間電圧Ｖｖｗ、Ｖｗｕに基づき、以下の演算式で、中性点ＮからみたＯ相の接地交流電圧であるＯ相電圧Ｖｏｎが演算される。
Ｖｗｎ＝（Ｖｗｕ−Ｖｖｗ）／３
Ｖｏｎ＝−１／２Ｖｗｎ
その他の構成は三相３線式と同様である。この場合もＯ相の接地交流電圧Ｖｏｎを打ち消して、簡単な構成で容易に漏洩電流を減少させることができる。

図７は、電力変換装置の第５例を示すインバータ回路４Ａが３レベルインバータである。３レベルインバータとはインバータ出力部の電圧波形が零点を中心として±Ｅｄ／２と±ＥｄのＰＷＭパルスとなるものをいう。３レベルインバータの方が２レベルインバータよりもより正弦波に近い交流波形を得られる。

なお、図７の第５例に示すインバータ回路４Ａにおける３レベルインバータは、ＩタイプまたはＮＰＣ１と呼ばれる方式であるが、図８に１相分を示すＴタイプまたはＮＰＣ２と呼ばれる方式であってもよい。

図９は、逆位相電力変換部の実施例１を含む電力変換装置を示す構成図である。この実施例１では、逆位相電力変換部２１Ａはチョッパ回路を有する。この逆位相電圧用チョッパ回路２１Ａは、スイッチＱ３、ダイオードＤ３、リアクトルＬ３およびコンデンサＣ３により構成される。逆位相電圧制御部２２の構成は上記と同様であり、リアクトルＬ３を流れる電流が検出され、コンデンサＣ３により補償電圧が検出され、Ｖ相の電圧Ｖｖｎ、第１コンデンサ群５間のインバータ入力（バス）電圧を検出して、フィードバック制御により、制御信号Ｖｃｏｍｐを生成して、逆位相電力変換部２１に入力する。こうして、Ｖ相接地交流電圧Ｖｖｎと逆位相の電圧を生成して、同電圧Ｖｖｎが打ち消される。

図１０は、逆位相電力変換部の実施例２を含む電力変換装置を示す構成図である。この実施例２では、逆位相電力変換部２１Ｂは電圧可逆チョッパ回路を有する。この電圧可逆チョッパは、電圧の極性が変わっても対応できるもので、２個のスイッチＱ４、２個のダイオードＤ４、リアクトルＬ４およびコンデンサＣ４により構成される。コンデンサＣ１４は直流側電源ラインＤＬからダイオードＤ４を通じて充電され、電圧補償に必要な所定電圧になったらスイッチＱ４の制御を開始する。逆位相電圧制御部２２は実施例１と同様に動作して、Ｖ相接地交流電圧Ｖｖｎと同じ波形で逆位相の電圧を生成して、同電圧Ｖｖｎが打ち消される。

図１１は、逆位相電力変換部の実施例３を含む電力変換装置を示す構成図である。逆位相電力変換部２１Ｃは２個のスイッチＱ５と２個のダイオードＤ５により構成される電圧可逆チョッパを有する。逆位相電力変換部２１Ｃは、電圧補償に必要な所定電圧を交流側から得るための、トランスＴ５、整流回路ＲＣ５を有し、その他に、リアクトルＬ５およびコンデンサＣ５を有する。逆位相電圧制御部２２は実施例１と同様に動作して、Ｖ相接地交流電圧Ｖｖｎが打ち消される。

図１２は、第３実施形態に係る電力変換装置を示す構成図である。直流電源として蓄電池２Ａが使用され、蓄電池２Ａの放電と充電を行うための２個のＱｃとリアクトルＬｃ、コンデンサＣｃを有する双方向チョッパ３Ａおよび双方向インバータ４Ａを有する。逆位相電力変換部２１Ｄは、インバータＩＮＶ６、リアクトルＬ６およびコンデンサＣ６を有する。コンデンサＣ１６はインバータＩＮＶ６の還流ダイオードを通じて充電され、電圧補償に必要な所定電圧になったら、ＩＮＶ６のトランジスタの制御を開始する。逆位相電圧制御部２２は実施例１と同様に動作して、Ｖ相接地交流電圧Ｖｖｎが打ち消される。

なお、太陽電池と蓄電池を併用して、例えば、消費電力のピークが上限値を超えそうなときに蓄電池に蓄電した電力で補填してピークカットする場合等のように、太陽電池２の発電電力の有効利用を図ることができる。

なお、前記各実施形態では、三相３線式または三相４線式に適用しているが、例えば単相３線でＯ相（Ｕ−Ｖ中点）接地のような単相３線式に適用してもよい。この場合も、非接地バイパス部により漏洩電流が抑制され、かつ商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流が減少される。

前記各実施形態において、逆位相交流電圧発生回路を昇圧回路とインバータ回路の間に設けている場合、これに代えて直流電源と昇圧回路の間に設けるようにしてもよい。

なお、前記各実施形態では、直流電源の直流電力を昇圧する昇圧回路を設けているが、これを省略してもよい。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１：パワーコンディショナ
２：太陽電池（直流電源）
３：昇圧回路
４：三相インバータ回路
５：第１コンデンサ群
６：リアクトル
７：第２コンデンサ群
８：商用電源
９：非接地バイパス部
１０：逆位相交流電圧発生回路
１１：漏電遮断器
１２：系統インピーダンス
２１：逆位相電力変換部
２２：逆位相電圧制御部
２３：相電圧演算部
２４：制御器
ＤＬ：直流側電源ライン
ＡＬ：交流側電源ライン

Claims (12)

1. 直流電力を発生する直流電源と、発生した直流電力を交流電力に変換するインバータ回路とを備えて、商用電源に接続させる電力変換装置であって、
   前記直流電源に並列接続されて前記インバータ回路の入力側に配置され、直流側電源ラインの相間を２分割した第１コンデンサ群と、
   前記インバータ回路の出力側に接続されて、変換された交流電力の電圧を正弦波状に変換するリアクトル、および交流側電源ラインの各相からＹ型に結線された第２コンデンサ群を有する出力フィルタと、
   前記第１コンデンサ群の中性点と前記第２コンデンサ群の中性点同士を接続して形成された非接地バイパス部と、
   前記直流電源の対地静電容量を介して商用電源の接地により印加される接地交流電圧による漏洩電流を減少させるように、前記直流側電源ラインに設けられて、前記接地交流電圧に基づきこれと逆位相の交流電圧を発生させて当該接地交流電圧を打ち消す逆位相交流電圧発生回路とを備えた、電力変換装置。
2. 請求項１において、
   前記直流電源の直流電力を昇圧する昇圧回路を有し、前記インバータ回路が昇圧された直流電力を交流電力に変換する三相インバータ回路であって、前記商用電源の接地相がＶ相である三相３線式もしくは接地相がＯ相である三相４線式であり、
   前記各コンデンサ群の各中性点と前記商用電源の中性点が略同電位である場合に、前記逆位相交流電圧発生回路は、前記直流電源の対地静電容量を介した前記商用電源の各接地相の接地による漏洩電流を減少させるように、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させる、電力変換装置。
3. 請求項１または２において、
   前記逆位相交流電圧発生回路は、前記直流側電源ラインの正側または負側に挿入されて、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させる、電力変換装置。
4. 請求項１または２において、
   前記逆位相交流電圧発生回路は、
   前記直流側電源ラインの正側と負側の両方に挿入されて、それぞれ前記接地交流電圧と逆位相で大きさが１／２の交流電圧を発生させる、電力変換装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項において、
   前記逆位相交流電圧発生回路は、前記商用電源の接地交流電圧と逆位相の交流電圧を発生させる逆位相発生トランスを有する、電力変換装置。
6. 請求項１から４のいずれか１項において、
   前記逆位相交流電圧発生回路は、前記接地交流電圧と逆位相の交流電圧を生成する逆位相電力変換部と、これを制御する逆位相電圧制御部とを有する、電力変換装置。
7. 請求項６において、
   前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成するチョッパ回路を有する、電力変換装置。
8. 請求項６において、前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成する電圧可逆チョッパおよびコンデンサを有する、電力変換装置。
9. 請求項６において、
   前記直流電源は蓄電池を含み、
   前記逆位相電力変換部は、前記逆位相交流電圧を生成するインバータ回路を有する、電力変換装置。
10. 請求項２において、
    前記三相インバータ回路が２レベルインバータである、電力変換装置。
11. 請求項２において、
    前記三相インバータ回路が３レベルインバータである、電力変換装置。
12. 請求項１から１１のいずれか一項において、
    前記直流電源が太陽電池、蓄電池および燃料電池のいずれか１つであるか、または太陽電池、蓄電池および燃料電池の少なくとも２つを含む組み合わせである、電力変換装置。

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