JP2018088775A - System interconnection inverter device, power generation system, and method for controlling system interconnection inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直流電源から供給される直流電力を交流電力へ変換して電力系統と連系可能な系統連系インバータ装置、発電システムおよび系統連系インバータ装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a grid-connected inverter device, a power generation system, and a control method for the grid-connected inverter device that can convert DC power supplied from a DC power source into AC power and link it to a power system.
従来、太陽電池、燃料電池および直流発電機に代表される直流電源から供給される直流電力を交流電力へ変換し、変換した交流電力を電力系統へ出力することができる系統連系インバータ装置が知られている。系統連系インバータ装置では、直流電力を交流電力へ変換する際に生じる電力損失による発熱で内部温度が上昇する。内部温度が過度に上昇すると、系統連系インバータ装置の劣化および故障の要因になる。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a grid-connected inverter device capable of converting DC power supplied from a DC power source represented by a solar cell, a fuel cell, and a DC generator into AC power, and outputting the converted AC power to a power system. It has been. In the grid-connected inverter device, the internal temperature rises due to heat generated by power loss that occurs when converting DC power to AC power. If the internal temperature rises excessively, it will cause deterioration and failure of the grid-connected inverter device.
特許文献1および2には、内部温度の上昇を抑えることができる系統連系インバータ装置が開示されている。特許文献1に記載の系統連系インバータ装置は、内部温度が検知レベルに到達した場合に出力を制限し、内部温度の上昇を抑制する。また、特許文献2に記載の系統連系インバータ装置は、冷却ファンを制御して内部温度の上昇を抑制する。
しかしながら、系統連系インバータ装置においては、電力変換量の変動に伴う電力損失の変動によって内部温度が変動すると共に、冷却ファンの稼動状態と停止状態との間で内部温度が急変する。したがって、内部温度に基づき出力を制限する系統連系インバータ装置において、冷却ファンの稼動状態と停止状態との間で、系統連系インバータ装置の出力が繰り返し制限される可能性がある。 However, in the grid-connected inverter device, the internal temperature fluctuates due to fluctuations in power loss due to fluctuations in the amount of power conversion, and the internal temperature suddenly changes between the operating state and the stopped state of the cooling fan. Therefore, in the grid-connected inverter device that limits the output based on the internal temperature, the output of the grid-connected inverter device may be repeatedly limited between the operating state and the stopped state of the cooling fan.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却ファンの状態変化に起因する出力制限を抑制することができる系統連系インバータ装置を得ることを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the grid connection inverter apparatus which can suppress the output restriction | limiting resulting from the state change of a cooling fan.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、系統連系インバータ装置であって、直流電源から供給される直流電力を交流電力へ変換する電力変換部と、前記系統連系インバータ装置内を冷却する冷却ファンと、前記電力変換部および前記冷却ファンを制御する制御部と、前記系統連系インバータ装置の内部温度を検出する温度検出部とを備える。前記制御部は、前記温度検出部によって検出された前記内部温度に基づき、前記内部温度の予測値を演算する予測値演算部と、前記予測値が温度閾値以上である場合に、前記交流電力の電力値を制限する出力制御部と、前記冷却ファンの状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合であっても前記予測値が前記温度閾値未満に維持されるように、前記冷却ファンを制御するファン駆動部とを備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a grid-connected inverter device, which is a power conversion unit that converts DC power supplied from a DC power source into AC power; A cooling fan that cools the inside of the inverter device, a control unit that controls the power conversion unit and the cooling fan, and a temperature detection unit that detects an internal temperature of the grid-connected inverter device. The control unit is configured to calculate a predicted value of the internal temperature based on the internal temperature detected by the temperature detecting unit; and when the predicted value is equal to or higher than a temperature threshold, An output control unit that limits an electric power value, and controls the cooling fan so that the predicted value is maintained below the temperature threshold even when the state of the cooling fan changes from an operating state to a stopped state. A fan driving unit.
本発明によれば、冷却ファンの状態変化に起因する系統連系インバータ装置の出力制限を抑制することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to suppress the output limitation of the grid interconnection inverter device due to the change in the state of the cooling fan.
以下に、本発明の実施の形態にかかる系統連系インバータ装置、発電システムおよび系統連系インバータ装置の制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Below, the control method of the grid connection inverter apparatus, power generation system, and grid connection inverter apparatus concerning embodiment of this invention is demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる発電システムの構成例を示す図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる発電システム1は、直流電源2と、系統連系インバータ装置3とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power generation system according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
直流電源2は太陽電池であり、住宅の屋根、ビルの屋上または地面の上に設置される。太陽電池は、複数の太陽電池モジュールを直列接続した太陽電池ストリングであってもよく、複数の太陽電池ストリングを有する太陽電池アレイであってもよい。なお、直流電源2は、太陽電池に限定されず、燃料電池または直流発電機でもよい。
The
系統連系インバータ装置3は、直流電源2と電力系統4との間に配置され、直流電源2から供給される直流電力を交流電力へ変換する。系統連系インバータ装置3の後述する出力端子43,44は、建物に設置された不図示の分電盤を介して電力系統4に電気的に接続され、かつ、分電盤における不図示の分岐ブレーカを介して建物内に設置された不図示の複数の電気機器に電気的に接続される。以下、説明の便宜上、複数の電気機器をまとめて接続機器と記載する。また、電力系統4は、商用の電力系統であるが、非商用の電力系統であってもよい。
The grid interconnection inverter device 3 is arranged between the
系統連系インバータ装置3から出力される交流電力は、接続機器に供給される。系統連系インバータ装置3から出力される交流電力の大きさは、直流電源2から系統連系インバータ装置3に供給される直流電力の大きさに基づいて変化する。すなわち、直流電源2から供給される直流電力が大きいほど、系統連系インバータ装置3から出力される交流電力は大きい。
The AC power output from the grid interconnection inverter device 3 is supplied to the connected device. The magnitude of the AC power output from the grid interconnection inverter device 3 changes based on the magnitude of the DC power supplied from the
系統連系インバータ装置3から出力される交流電力が接続機器で消費される電力よりも小さい場合、系統連系インバータ装置3から交流電力が分電盤を介して接続機器へ供給されると共に、電力系統4から分電盤を介して交流電力が接続機器へ供給される。 When the AC power output from the grid-connected inverter device 3 is smaller than the power consumed by the connected device, the AC power is supplied from the grid-connected inverter device 3 to the connected device via the distribution board, and the power AC power is supplied from the system 4 to the connected device via the distribution board.
系統連系インバータ装置3から出力される交流電力が接続機器で消費される電力よりも大きい場合、余剰電力が分電盤を介して電力系統4へ逆潮流される。これにより、系統連系インバータ装置3は、余剰電力を電力系統4へ供給することができるため、電力会社への売電が可能である。 When the AC power output from the grid-connected inverter device 3 is larger than the power consumed by the connected device, surplus power is reversely flowed to the power system 4 through the distribution board. Thereby, since the grid connection inverter apparatus 3 can supply surplus electric power to the electric power grid | system 4, it can sell electric power to an electric power company.
系統連系インバータ装置3は、図1に示すように、電力変換部10と、開閉器11と、電圧検出部12から14と、電流検出部15,16と、温度検出部17と、冷却ファン18と、制御部20とを備える。系統連系インバータ装置3は、直流電源2に接続される入力端子41,42と、配電盤を介して接続機器および電力系統4に接続される出力端子43,44とを有している。
As shown in FIG. 1, the grid interconnection inverter device 3 includes a
図2は、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置3の内部構成を示す模式図である。図2に示すように、系統連系インバータ装置3は、筐体19を有しており、筐体19内に、電力変換部10、制御部20および冷却ファン18が設けられる。電力変換部10は、スイッチング素子Q1からQ5が取り付けされたヒートシンク50を有する。図示していないが、開閉器11、電圧検出部12から14、電流検出部15,16および温度検出部17も筐体19内に設けられ、入力端子41,42および出力端子43,44は、筐体19に取り付けられる。系統連系インバータ装置3の内部構成は図2に示す例に限定されず、種々の変更が可能である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of the grid interconnection inverter device 3 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the grid interconnection inverter device 3 includes a
図1に示すように、電力変換部10は、昇圧コンバータ21と、インバータ部22と、フィルタ回路23とを備え、直流電源2から入力端子41,42を介して入力された直流電力を交流電力へ変換し、変換した交流電力を出力する。電力変換部10から出力された交流電力は、出力端子43,44を介して系統連系インバータ装置3から出力される。
As shown in FIG. 1, the
昇圧コンバータ21は、直流電源2から入力端子41,42を介して入力された直流電力の電圧すなわち直流電圧を電力系統4の電圧振幅よりも高い電圧へ昇圧し、昇圧した直流電力を直流母線24p,24nへ出力する。昇圧コンバータ21は、コンデンサC1,C2、リアクトルL1、スイッチング素子Q1およびダイオードD1を備え、制御部20によるスイッチング素子Q1のオンオフ制御に基づき、直流電源2から供給される直流電圧を昇圧する。図1に示す昇圧コンバータ21は、昇圧チョッパ回路であるが、昇圧コンバータ21は、昇圧チョッパ回路に限定されず、トランス式のDC−DCコンバータであってもよい。
インバータ部22は、フルブリッジ接続されたスイッチング素子Q2からQ5を備え、制御部20によってスイッチング素子Q2からQ5がオンオフ制御されることで、昇圧コンバータ21から直流母線24p,24nへ出力された直流電力が交流電力へ変換される。スイッチング素子Q1からQ5は、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)およびIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)に代表される半導体スイッチング素子である。
The
フィルタ回路23は、リアクトルL2,L3と、コンデンサC3とを備えるLCフィルタであり、インバータ部22から出力される交流電力からスイッチング素子Q2からQ5のスイッチングに起因するスイッチングノイズを除去する。
The
開閉器11は、制御部20によって制御され、電力変換部10と出力端子43,44との間の接続と切断を行う。制御部20は、系統連系インバータ装置3および電力系統4の少なくとも一方に異常が発生した場合に、開閉器11をオフにして電力変換部10と出力端子43,44との間を切断する。制御部20は、系統連系インバータ装置3および電力系統4のいずれも正常である状態で系統連系インバータ装置3を運転状態にする場合、開閉器11をオンにして電力変換部10と出力端子43,44との間を接続する。
The
電圧検出部12は、直流電源2から入力端子41,42を介して電力変換部10へ入力される直流電力の電圧の瞬時値である入力電圧値Viを検出する。電圧検出部13は、直流母線24p,24n間の電圧の瞬時値である母線電圧値Vpnを検出する。電圧検出部14は、出力端子43,44間に印加される交流電力の電圧の瞬時値である出力電圧値Voを検出する。系統連系インバータ装置3に電力系統4が接続されている場合、出力電圧値Voは、電力系統4の交流電力の電圧である。
The
電流検出部15は、直流電源2から入力端子41を介して電力変換部10へ入力される直流電力の電流の瞬時値である入力電流値Iiを検出する。電流検出部16は、電力変換部10から出力端子43へ出力される交流電力の電流の瞬時値である出力電流値Ioを検出する。
The
温度検出部17は、系統連系インバータ装置3の内部温度の瞬時値である内部温度Tdを検出する。内部温度Tdは、電力変換部10を構成する特定の電気部品の温度、電力変換部10を構成する特定の電気部品の温度、特定の電気部品が取り付けられた図2に示すヒートシンク50の温度、および、図2に示す筐体19内の雰囲気温度のうち少なくとも1以上の温度である。上述した「特定の電気部品」は、図1に示す例では、スイッチング素子Q1からQ5であるが、特定の電気部品は、スイッチング素子Q1からQ5のうち一部であってもよく、スイッチング素子Q1からQ5以外の電気部品であってもよい。筐体19内において電力変換部10が筐体19とは別のケースで覆われているような場合、内部温度Tdは、ケース内の温度であってもよい。
The
冷却ファン18は、系統連系インバータ装置3の筐体19に取り付けられ、冷却ファン18の状態は、制御部20によって稼動状態と停止状態との間で制御される。「稼動状態」とは、冷却ファン18が稼動中である状態を意味し、「停止状態」とは、冷却ファン18が停止中である状態を意味する。
The cooling
冷却ファン18は、図2に示すように、吸気口51に隣接して配置され、冷却ファン18の状態が稼動状態である場合、筐体19外から筐体19内へ吸気口51を介して空気を取り込む。冷却ファン18によって筐体19内に取り込まれた空気は、筐体19内を循環し、筐体19に形成された排出口52から排気される。なお、冷却ファン18は、排出口52に隣接して配置されてもよい。排出口52に隣接して配置された冷却ファン18の状態が稼動状態である場合、筐体19に形成された吸気口51から空気が筐体19内に取り込まれる。吸気口51から取り込まれた空気は、筐体19内を循環して、冷却ファン18によって排出口52から筐体19外へ排気される。
As shown in FIG. 2, the cooling
制御部20は、電力変換部10を制御することにより、直流電源2から供給される直流電力を交流電力へ変換させて出力端子43,44から出力させる。直流電源2が太陽電池である場合、直流電源2への日照量Qsによって直流電源2が出力可能な直流電力の大きさが変わる。制御部20は、直流電源2が供給可能な直流電力を検出し、検出した結果に基づいて電力変換部10を制御するMPPT(Maximum Power Point Tracking)制御を実行することができる。電力変換部10は、制御部20のMPPT制御によって、直流電源2が供給可能な最大の直流電力に対応する交流電力を出力することができる。
The
図3は、実施の形態1にかかる発電システムにおいて、晴れの日における1日の日照量Qsの変化および出力電流の実効値Ioeの変化を示す図である。図3に示す時刻t1は、夜明けの時刻であり、時刻t2は、正午であり、時刻t3は日没の時刻である。図3に示す例では、日照量Qsは、夜明けから増えていき、正午にピークになる。正午を過ぎると、日照量Qsは、夕方にかけて日射量が減っていき、日没によってゼロになる。系統連系インバータ装置3は、日照量Qsが大きい時により大きな電力を出力できるため、図3に示すように、出力電流の実効値Ioeは日照量Qsの変化と同様に変化する。以下、系統連系インバータ装置3の出力電流の実効値Ioeを出力電流実効値Ioeと記載する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a change in the amount of daily sunshine Qs and a change in the effective value Ioe of the output current on a clear day in the power generation system according to the first embodiment. A time t1 shown in FIG. 3 is a dawn time, a time t2 is noon, and a time t3 is a sunset time. In the example shown in FIG. 3, the amount of sunlight Qs increases from dawn and peaks at noon. After noon, the amount of sunshine Qs decreases toward the evening and becomes zero by sunset. Since the grid-connected inverter device 3 can output larger power when the amount of sunshine Qs is large, the effective value Ioe of the output current changes in the same manner as the change in the amount of sunshine Qs, as shown in FIG. Hereinafter, the effective value Ioe of the output current of the grid-connected inverter device 3 is referred to as an effective output current value Ioe.
系統連系インバータ装置3が屋外に設置されて太陽光が直接照射される場合、系統連系インバータ装置3を屋内に設置した場合に比べ、系統連系インバータ装置3の内部温度Tdが上昇する場合がある。また、系統連系インバータ装置3を屋内に設置した場合であっても、屋内が高温環境下にある場合には、屋内が常温環境下にある場合に比べ、内部温度Tdが上昇する場合がある。 When the grid-connected inverter device 3 is installed outdoors and directly irradiated with sunlight, the internal temperature Td of the grid-connected inverter device 3 increases compared to when the grid-connected inverter device 3 is installed indoors. There is. Even when the grid-connected inverter device 3 is installed indoors, the internal temperature Td may increase when the indoors are in a high temperature environment compared to when the indoors are in a normal temperature environment. .
内部温度Tdが上昇して系統連系インバータ装置3を構成する電気部品の温度が保証温度以上になると、系統連系インバータ装置3が劣化したり故障したりする場合がある。そこで、制御部20は、冷却ファン18を制御し、かつ、電力変換部10から出力させる交流電力の電力量を制限することによって、系統連系インバータ装置3を構成する電気部品が劣化したり故障したりすることを抑制する。なお、上述した「保証温度」は、電気部品の動作が正常に動作する温度であり、定格温度または動作保証温度と呼ばれる。また、以下において、「電力変換部10から出力させる交流電力の電力量の制限」を単に「出力制限」と記載する場合がある。
When the internal temperature Td rises and the temperature of the electrical components constituting the grid interconnection inverter device 3 becomes equal to or higher than the guaranteed temperature, the grid interconnection inverter device 3 may deteriorate or break down. Therefore, the
冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合、系統連系インバータ装置3内の冷却が停止されるため、系統連系インバータ装置3を構成する電気部品の温度が上昇し、内部温度Tdが上昇する。内部温度Tdが温度閾値Tth1以上である場合に制御部20が電力変換部10の出力制限を行う場合、冷却ファン18が停止される毎に内部温度Tdが温度閾値Tth1以上になると、電力変換部10の出力制限が繰り返し行われる。
When the state of the cooling
そこで、制御部20は、内部温度Tdに基づいて電力変換部10の出力制限を行いつつも、冷却ファン18の停止に起因して変化する内部温度Tdが温度閾値Tth1未満になるように冷却ファン18を制御する。すなわち、制御部20は、冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態に変化した場合であっても内部温度Tdが温度閾値Tth1未満に維持される場合に、稼働中の冷却ファン18を停止させる。これにより、冷却ファン18の停止に起因する内部温度Tdの上昇によって出力制限が実行されることを抑制することができる。なお、温度閾値Tth1は、系統連系インバータ装置3を構成する電気部品の温度が保証温度以下になる値に設定される。以下、制御部20の構成および機能について具体的に説明する。
Therefore, the
図4は、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置3の制御部20の機能構成例を示す図である。図4に示すように、制御部20は、予測値演算部31と、出力制御部32と、駆動電圧出力部33と、ファン駆動部34とを備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration example of the
予測値演算部31は、制御部20に設定された制御周期Ts毎に、温度検出部17によって検出された内部温度Tdを取得し、取得した内部温度Tdに基づいて、将来の内部温度Tdの予測値である温度予測値Tpを算出する。温度予測値Tpは、温度検出部17による内部温度Tdの検出時または予測値演算部31による内部温度Tdの取得時から一定時間ta後における内部温度Tdの予測値である。
The predicted
系統連系インバータ装置3を構成する電気部品の熱抵抗および熱容量によって系統連系インバータ装置3における温度変化の時定数は異なるため、上述した一定時間taは、系統連系インバータ装置3を構成する電気部品の熱抵抗および熱容量に基づいて設定される。すなわち、一定時間taは、系統連系インバータ装置3における温度変化の時定数による温度変化の遅延時間tdに基づいて設定される。一定時間taは、遅延時間tdと実質的に同一、または、遅延時間tdよりも長い時間に設定される。上述した系統連系インバータ装置3における温度変化の時定数は、内部温度Tdの温度変化の時定数ということもでき、以下、「温度変化の時定数」を「温度時定数」と記載するものとする。 Since the time constant of the temperature change in the grid interconnection inverter device 3 differs depending on the thermal resistance and heat capacity of the electrical components constituting the grid interconnection inverter device 3, the above-mentioned fixed time ta is the electric power constituting the grid interconnection inverter device 3. It is set based on the thermal resistance and heat capacity of the component. That is, the fixed time ta is set based on the temperature change delay time td due to the temperature change time constant in the grid interconnection inverter device 3. The fixed time ta is set to be substantially the same as the delay time td or longer than the delay time td. The time constant of the temperature change in the grid-connected inverter device 3 described above can also be referred to as the temperature change time constant of the internal temperature Td. Hereinafter, the “temperature change time constant” is referred to as the “temperature time constant”. To do.
予測値演算部31は、制御周期Tsにおいて温度検出部17から今回取得された内部温度Tdと前回取得された内部温度Tdとの温度差ΔTdを算出し、算出した温度差ΔTdと温度検出部17から今回取得された内部温度Tdとに基づいて、温度予測値Tpを算出することができる。また、予測値演算部31は、温度差ΔTdの推移と、温度検出部17から今回取得された内部温度Tdとに基づいて、温度予測値Tpを算出することもできる。予測値演算部31は、温度予測値Tpを、温度差ΔTdと内部温度Tdとをパラメータとする演算式または予測モデルによって算出することができる。
The predicted
出力制御部32は、入力電圧値Viおよび入力電流値Iiを電圧検出部12および電流検出部15から取得する毎に、取得した入力電圧値Viおよび入力電流値Iiを乗算して入力電力値Piを求める。出力制御部32は、演算した入力電力値Piが入力電力上限値Pimax以下である場合、入力電力値Piの増減に基づいて、入力電力値Piの増減が小さくなるように入力電圧指令Vi*を生成することで、直流電源2から入力される直流電力を直流電源で出力可能な最大電力の変化に電力変換部10から出力させる交流電力を追従して変化させることができる。
Each time the
演算した入力電力値Piが入力電力上限値Pimaxを超える場合、入力電力上限値Pimaxを入力電流値Iiで除算した値を入力電圧指令Vi*とすることで、直流電源2から入力される直流電力を入力電力上限値Pimax以下に制限する。入力電力上限値Pimaxは、入力電力値Piの上限値であり、以下に説明するように、出力電力上限値Pomaxに基づいて設定される。
When the calculated input power value Pi exceeds the input power upper limit value Pimax, a value obtained by dividing the input power upper limit value Pimax by the input current value Ii is set as the input voltage command Vi * , so that the DC power input from the
出力制御部32は、温度予測値Tpに基づいて出力電力上限値Pomaxを設定し、出力電力上限値Pomaxに変換効率Rceを乗算した値を入力電力上限値Pimaxに設定する。なお、「変換効率Rce」は、系統連系インバータ装置3の電力変換効率であり、Rce=Po÷Piで表すことができる。
The
系統連系インバータ装置3における温度時定数によって内部温度Tdが遅延して変化するが、出力制御部32は、内部温度Tdではなく温度予測値Tpに基づいて上限値Pomax、Pimaxを設定する。これにより、系統連系インバータ装置3の出力制限が遅延することを抑制して内部温度Tdが温度閾値Tth1を超えることを抑制できる。出力制御部32は、出力電力上限値Pomaxの設定を以下のように行う。
Although the internal temperature Td changes with a delay due to the temperature time constant in the grid-connected inverter device 3, the
出力制御部32は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満である場合、定格出力電力値Porを出力電力上限値Pomaxに設定する。したがって、系統連系インバータ装置3は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満である場合、出力電力値Poを定格出力電力値Porまで大きくすることができる。「出力電力値Po」は、系統連系インバータ装置3から出力される交流電力の値であり、「定格出力電力値Por」は、電力変換部10から出力可能な最大の出力電力値Poである。
When the predicted temperature value Tp is less than the temperature threshold value Tth1, the
温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上である場合、出力制御部32は、出力電力上限値Pomaxより低い値であって温度予測値Tpを温度閾値Tth1未満にする出力電力値Poを、出力電力上限値Pomaxに設定する。すなわち、出力制御部32は、出力電力上限値Pomaxと同じ電力値の交流電力を電力変換部10から出力させた場合に温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になるように出力電力上限値Pomaxを設定する。したがって、系統連系インバータ装置3は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上である場合、出力電力値Poを定格出力電力値Por未満に制限することができるため、温度予測値Tpを温度閾値Tth1未満に抑えることができる。
When the predicted temperature value Tp is equal to or higher than the temperature threshold value Tth1, the
出力制御部32は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上である場合、温度予測値Tpが高くなるほど出力電力上限値Pomaxを段階的または連続的に小さくすることができる。
When the predicted temperature value Tp is equal to or higher than the temperature threshold value Tth1, the
出力制御部32は、母線電圧値Vpnを電圧検出部13から取得し、母線電圧値Vpnと母線電圧指令Vpn*との差がゼロまたは低減するように比例積分制御を行って出力電流指令Io*を生成する。出力制御部32は、電流検出部16から出力電流値Ioを取得し、出力電流実効値Ioeと出力電流指令Io*との差がゼロまたは低減するように比例積分制御を行って出力電圧振幅指令Vom*を生成する。出力制御部32は、電圧検出部14から出力電圧値Voを取得し、出力電圧振幅指令Vom*と出力電圧値Voの位相とに基づいて、正弦波状に変化する出力電圧指令Vo*を生成する。
The
駆動電圧出力部33は、入力電圧指令Vi*に基づいて、スイッチング素子Q1を駆動する駆動信号Sg1を生成し、出力電圧指令Vo*に基づいて、スイッチング素子Q2からQ5を駆動する駆動信号Sg2からSg5を生成する。
The drive
ファン駆動部34は、電流検出部16から取得した出力電流値Ioから出力電流実効値Ioeを演算し、出力電流実効値Ioeに基づき、冷却ファン18を制御する。具体的には、ファン駆動部34は、出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith以上である場合に、冷却ファン18へ電力Pdを供給し、冷却ファン18の状態を稼動状態にする。
The
ファン駆動部34は、出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith未満である場合に、冷却ファン18への電力Pdの供給を停止し、冷却ファン18を停止状態にする。これにより、系統連系インバータ装置3の出力電力が小さく冷却ファン18による冷却がなくてもよい状態である場合に、冷却ファン18への電力Pdの供給を停止でき、系統連系インバータ装置3における消費電力を低減することができる。
When the output current effective value Ioe is less than the current threshold value Ith, the
ここで、電流閾値Ithは、冷却ファン18の停止に起因して変化する温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になる値に設定されている。すなわち、Ith=Ioeである状態で冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態に変化した場合であっても温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になるように電流閾値Ithが設定される。電流閾値Ithは、Io=Ithの状態で下記式(1)を満たす値であって固定値に設定される。下記式(1)において、「Tdc」は、Io=Ithの状態において冷却ファン18が停止してから内部温度Tdが収束するまでの内部温度Tdの変化量であり、系統連系インバータ装置3を設計する際の計算または系統連系インバータ装置3を用いた実測により導出される。また、下記式(1)において、「Td」は、Io=Ithの状態かつ冷却ファン18の停止する前における内部温度Tdがとりうる最大値であり、系統連系インバータ装置3を設計する際の計算または系統連系インバータ装置3を用いた実測により導出される。
Tth1−Tdc−Td>0 ・・・(1)
Here, the current threshold value Ith is set to a value at which the predicted temperature value Tp, which changes due to the cooling
Tth1-Tdc-Td> 0 (1)
Io=Ithの状態で冷却ファン18が停止する前における内部温度Tdが最大で40℃であり、かつ、Tdc=25℃であるとすると、温度閾値Tth1は、65℃を超える固定値、例えば、70℃または75℃に設定される。電流閾値Ithは、固定値に限定されない。ファン駆動部34は、内部温度Tdに基づいて、電流閾値Ithを変化させてもよい。Io=Ithの場合、上記式(1)からわかるように、内部温度Tdが小さいほど、式(1)における左辺の値が小さいことがわかる。ファン駆動部34は、内部温度Td毎または温度予測値Tp毎に電流閾値Ithを記憶しておき、内部温度Tdまたは温度予測値Tpに対応する電流閾値Ithに基づいて、冷却ファン18を制御することができる。
When the internal temperature Td before the cooling
図5は、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置における温度予測値Tpの変化と出力電流実効値Ioeの変化の例を示す図である。図5に示す例では、時刻t10までは、出力電流実効値Ioeは電流閾値Ith以上であるため、ファン駆動部34は、冷却ファン18へ電力Pdを供給し、冷却ファン18の状態を稼動状態にしている。時刻t10において、出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith未満になると、ファン駆動部34は、冷却ファン18への電力Pdの供給を停止し、冷却ファン18の状態を稼動状態から停止状態へ変化させる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in the predicted temperature value Tp and a change in the output current effective value Ioe in the grid-connected inverter device according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 5, the output current effective value Ioe is equal to or greater than the current threshold value Ith until time t10. Therefore, the
冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合、温度予測値Tpが上昇する。図5に示す例では、時刻t11において、温度予測値Tpがピークに達するが、電流閾値Ithは、冷却ファン18の停止に起因して上昇する温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になるように設定されている。換言すれば、冷却ファン18を停止しても温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上にならないように電流閾値Ithが設定されている。したがって、図5に示すように、時刻t10からt12において冷却ファン18が停止した場合であっても、温度予測値Tpは温度閾値Tth1未満に抑えられ、系統連系インバータ装置3の出力電流値Ioが制限されない。時刻t13以降においても同様に、温度予測値Tpは温度閾値Tth1未満に抑えられ、出力電流値Ioが制限されない。
When the state of the cooling
ここで、出力制限のための温度閾値が上述した電流閾値Ithに代えて電流閾値Ith’に設定され、電流閾値Ith’が、冷却ファン18の停止に起因して変化する温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になる値に設定されている場合を考える。図6に示すように、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になり、出力電流値Ioが制限される。図6は、実施の形態1における温度予測値Tpの変化と出力電流実効値Ioeの変化の他の例を示す図である。
Here, the temperature threshold value for output limitation is set to the current threshold value Ith ′ instead of the above-described current threshold value Ith, and the predicted temperature value Tp at which the current threshold value Ith ′ changes due to the stop of the cooling
図6に示す例では、時刻t20までは、出力電流実効値Ioeは電流閾値Ith’以上のため、ファン駆動部34は、冷却ファン18へ電力Pdを供給し、冷却ファン18の状態を稼動状態にしている。時刻t20において、出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith’未満になると、ファン駆動部34は、冷却ファン18への電力Pdの供給を停止し、冷却ファン18の状態を稼動状態から停止状態へ変化させる。
In the example shown in FIG. 6, until the time t20, the output current effective value Ioe is equal to or greater than the current threshold value Ith ′. Therefore, the
温度予測値Tpがピークに達する前に、時刻t21において、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上のため、出力電流値Ioが制限される。時刻t22において、温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になるため、出力電流値Ioの制限が解除され、かつ、出力電流実効値Ioeは電流閾値Ith’よりも高くなるため、冷却ファン18の状態が稼動状態になる。時刻t23において、出力電流実効値Ioeは電流閾値Ith’未満になるため、冷却ファン18が停止され、時刻t24において、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になるため、出力電流値Ioが制限される。
Before the predicted temperature value Tp reaches its peak, the output current value Io is limited because the predicted temperature value Tp is equal to or higher than the temperature threshold value Tth1 at time t21. Since the predicted temperature value Tp becomes less than the temperature threshold value Tth1 at time t22, the restriction on the output current value Io is released, and the effective output current value Ioe becomes higher than the current threshold value Ith ′. Becomes operational. Since the effective output current value Ioe becomes less than the current threshold value Ith ′ at time t23, the cooling
このように、冷却ファン18の停止に起因して温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になる値に電流閾値Ith’が設定されている場合、冷却ファン18の停止によって出力電流値Ioが制限される動作が繰り返される。一方、制御部20においては、冷却ファン18の停止に起因して温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になる値に電流閾値Ithが設定されていることから、系統連系インバータ装置3の内部温度Tdが上昇することによる出力制限を抑制することができる。
As described above, when the current threshold value Ith ′ is set to a value at which the temperature predicted value Tp becomes equal to or higher than the temperature threshold value Tth1 due to the stop of the cooling
図7は、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置3の制御部20のハードウェア構成の一例を示す図である。図7に示すように、制御部20は、処理回路であり、プロセッサ201と、メモリ202と、入出力インタフェース203とを備える。プロセッサ201、メモリ202および入出力インタフェース203は、バス204によって互いにデータの送受信が可能である。プロセッサ201は、メモリ202に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、予測値演算部31、出力制御部32、駆動電圧出力部33およびファン駆動部34の機能を実行する。なお、予測値演算部31、出力制御部32、駆動電圧出力部33およびファン駆動部34の一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)に代表されるハードウェアで構成することもできる。すなわち、予測値演算部31、出力制御部32、駆動電圧出力部33およびファン駆動部34の一部または全部を実現する処理回路は、専用のハードウェアであってもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
プロセッサ201は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processer)、および、システムLSI(Large Scale Integration)のうち一つ以上を含む。メモリ202は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Enable Program Read Only Memory)をはじめとした不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、および、コンパクトディスク、DVD(Digital Versatile Disc)のうち一つ以上を含む。入出力インタフェース203は、入力ポート、出力ポート、および、AD(Analog Digital)変換部のうち一つ以上を含む。なお、出力ポートは、ドライバ回路を含み、増幅した駆動信号S1gからS5gをスイッチング素子Q1からQ5へ出力することができ、冷却ファン18へ電力Pdを供給することができる。また、AD変換部は、入力電圧値Vi、母線電圧値Vpn、出力電圧値Vo、入力電流値Ii、出力電流値Ioおよび内部温度Tdをアナログデータからデジタルデータへ変換することができる。
The
次に、制御部20による制御処理の手順の一例について説明する。図8は、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置の制御部20による制御処理の一例を示すフローチャートである。
Next, an example of the procedure of control processing by the
図8に示すように、制御部20のファン駆動部34は、電流検出部16から出力電流値Ioを取得し(ステップS10)、出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith以上であるか否かを判定する(ステップS11)。出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith以上であると判定した場合(ステップS11;Yes)、ファン駆動部34は、冷却ファン18に電力Pdを供給して冷却ファン18の状態を稼動状態にする(ステップS12)。
As shown in FIG. 8, the
出力電流実効値Ioeが電流閾値Ith未満であると判定した場合(ステップS11;No)、ファン駆動部34は、冷却ファン18に電力Pdの供給を行わず冷却ファン18を停止状態にする(ステップS13)。ステップS12およびステップS13の処理が終了した場合、制御部20は、後述する電力変換制御処理を実行する(ステップS14)。制御部20は、図8に示す処理を繰り返し実行する。
When it is determined that the output current effective value Ioe is less than the current threshold Ith (step S11; No), the
図9は、図8に示すステップS14における電力変換制御処理を示す図である。図9に示すように、制御部20の予測値演算部31は、温度検出部17から内部温度Tdを取得する(ステップS20)。予測値演算部31は、ステップS20で今回取得された内部温度Tdと前回取得された内部温度Tdとの温度差ΔTdを求め、温度差ΔTdと今回取得された内部温度Tdとに基づいて温度予測値Tpを演算する(ステップS21)。
FIG. 9 is a diagram showing the power conversion control process in step S14 shown in FIG. As shown in FIG. 9, the predicted
次に、制御部20の出力制御部32は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上であるか否かを判定する(ステップS22)。温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上であると判定した場合(ステップS22;Yes)、出力制御部32は、温度予測値Tpを温度閾値Tth1未満にする出力電力値Poを出力電力上限値Pomaxに設定する(ステップS23)。温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満であると判定した場合(ステップS22;No)、出力制御部32は、定格出力電力値Porを出力電力上限値Pomaxに設定する(ステップS24)。
Next, the
ステップS23およびステップS24の処理が終了した場合、出力制御部32は、出力電力上限値Pomaxに基づいて、出力電圧指令Vo*を生成する(ステップS25)。ステップS25の処理において、出力制御部32は、出力電力上限値Pomaxに基づいて、入力電力上限値Pimaxを算出する。出力制御部32は、入力電圧値Viおよび入力電流値Iiに基づき、入力電力値Piが入力電力上限値Pimax以下になるように入力電圧指令Vi*を生成し、さらに、母線電圧値Vpnに基づいて出力電圧指令Vo*を生成する。
When the processes of step S23 and step S24 are completed, the
次に、制御部20の駆動電圧出力部33は、ステップS25で生成した入力電圧指令Vi*および出力電圧指令Vo*に基づいて、駆動信号Sg1からSg5を生成し、生成した駆動信号Sg1からSg5を電力変換部10へ出力する(ステップS26)。
Next, the drive
上述した例では、制御部20がスイッチング素子Q1からQ5を制御することによって、電力変換部10の出力を制限する例を説明したが、制御部20は、開閉器11を制御して電力変換部10の出力を制限することができる。具体的には、制御部20は、開閉器11を開状態にして電力変換部10と出力端子43,44との間を切断し、電力変換部10の出力をゼロに制限することができる。また、制御部20は、スイッチング素子Q1からQ5をすべてオフにすることで、電力変換部10の出力をゼロに制限することもできる。
In the example described above, the example in which the
上述した例では、ファン駆動部34は、出力電流実効値Ioeに基づいて冷却ファン18を制御するが、ファン駆動部34は、内部温度Tdまたは温度予測値Tpに基づいて冷却ファン18を制御することもできる。具体的には、ファン駆動部34は、内部温度Tdまたは温度予測値Tpが温度閾値Tth3以上である場合に冷却ファン18を稼動させ、内部温度Tdまたは温度予測値Tpが温度閾値Tth3未満である場合に冷却ファン18を停止させることもできる。温度閾値Tth3は、温度閾値Tth1よりも小さい値であって、冷却ファン18の停止によって上昇する温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満になる値に設定される。これにより、出力制限が行われる前に冷却ファン18の状態を稼動状態にすることができる。
In the example described above, the
また、ファン駆動部34は、出力電流の振幅値、出力電流指令Io*の実効値または出力電流指令Io*の振幅値に基づいて冷却ファン18を制御することもできる。具体的には、ファン駆動部34は、出力電流の振幅値が電流閾値以上である場合に、冷却ファン18の状態を稼動状態にすることができ、出力電流指令Io*の実効値または出力電流指令Io*の振幅値が電流閾値以上である場合に、冷却ファン18の状態を稼動状態にすることができる。
The
以上のように、実施の形態1の発電システム1は、直流電源2と、系統連系インバータ装置3とを備える。系統連系インバータ装置3は、直流電源2から供給される直流電力を交流電力へ変換する電力変換部10と、系統連系インバータ装置3の内部温度Tdを検出する温度検出部17と、系統連系インバータ装置3内を冷却する冷却ファン18と、電力変換部10および冷却ファン18を制御する制御部20とを備える。制御部20は、内部温度Tdに基づき、温度予測値Tpを演算する予測値演算部31と、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になった場合に、電力変換部10から出力される交流電力の電力値を制限する出力制御部32と、冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合であっても温度予測値Tpが温度閾値Tth1未満に維持されるように、稼働中の冷却ファン18を制御するファン駆動部34とを備える。したがって、冷却ファン18の状態変化に起因する系統連系インバータ装置3の出力制限を抑制することができる。
As described above, the
また、ファン駆動部34は、出力電流値Ioが電流閾値Ith以上の場合に、冷却ファン18を稼動させ、出力電流値Ioが電流閾値Ithよりも小さい場合に冷却ファン18を停止させる。したがって、ファン駆動部34は、系統連系インバータ装置3の内部が冷却ファン18による冷却がなくてもよい状態の場合に、冷却ファン18への電力Pdの供給を停止でき、系統連系インバータ装置3における消費電力を低減することができる。また、ファン駆動部34は、出力電流値Ioに基づいて冷却ファン18を制御するため、出力電流値Ioの増加による内部温度Tdの上昇が完了する前に冷却ファン18の状態を稼動状態にすることができることから、内部温度Tdの上昇を効果的に低減することができる。
The
実施の形態2.
次に、実施の形態2にかかる発電システム1について説明する。実施の形態2にかかる発電システム1の構成は、実施の形態1の構成と同様であり、実施の形態2にかかる系統連系インバータ装置3の機能構成およびハードウェア構成も実施の形態1と同様である。実施の形態2にかかる系統連系インバータ装置3は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上であっても、温度予測値Tpの変化量Tcが変化量閾値Ttha以上である場合には、出力電力値Poが定格出力電力値Por未満に制限しない点で、実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置3とは異なる。
Next, the
上述したように、系統連系インバータ装置3は、温度時定数を有する。一方、冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合、温度予測値Tpは急激に上昇する。すなわち、冷却ファン18の状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合、温度予測値Tpの変化量Tcは、系統連系インバータ装置3の温度時定数と異なる変化量になる。
As described above, the grid interconnection inverter device 3 has a temperature time constant. On the other hand, when the state of the cooling
そこで、温度予測値Tpの変化量Tcが、系統連系インバータ装置3の温度時定数による変化量よりも大きい場合、制御部20は、温度予測値Tpが一時的な外乱によって急増していると判定し、出力制限を行わない。したがって、温度予測値Tpが一時的な外乱によって急増している場合には、出力制限が行われず、不要な出力制限を回避することができる。温度予測値Tpの一時的な急増は、温度検出部17への外乱ノイズによって発生する。
Therefore, when the change amount Tc of the temperature predicted value Tp is larger than the change amount due to the temperature time constant of the grid-connected inverter device 3, the
変化量Tcが、系統連系インバータ装置3の温度時定数による変化量以下の場合、制御部20は、出力制限を行う。これにより、冷却ファン18の状態変化に起因する系統連系インバータ装置3の出力制限を抑制することができる。
When the change amount Tc is equal to or less than the change amount due to the temperature time constant of the grid interconnection inverter device 3, the
図10は、実施の形態2にかかる電力変換制御処理の一例を示すフローチャートである。実施の形態2にかかる系統連系インバータ装置3の制御部20による処理は、ステップS27、S28の処理が追加されること以外は実施の形態1にかかる系統連系インバータ装置3の制御部20と同様の処理である。
FIG. 10 is a flowchart of an example of the power conversion control process according to the second embodiment. The processing by the
図10のステップS21からS26は、図9に示すステップS21からS26と同様である。制御部20は、ステップS27において、ステップS21において演算される時系列の複数の温度予測値Tpから温度予測値Tpの変化量Tcを演算する。変化量Tcは、温度予測値Tpの単位時間当たりの変化量である。
Steps S21 to S26 in FIG. 10 are the same as steps S21 to S26 shown in FIG. In step S27, the
制御部20の出力制御部32は、ステップS22において温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上であると判定した場合(ステップS22;Yes)、変化量Tcが変化量閾値Ttha以上であるか否かを判定する(ステップS28)。なお、変化量閾値Tthaは、系統連系インバータ装置3の温度時定数による変化量よりも大きい値に設定される。
If the
出力制御部32は、変化量Tcが変化量閾値Ttha以上であると判定した場合(ステップS28;Yes)、処理をステップS24に移行する。出力制御部32は、変化量Tcが変化量閾値Ttha未満であると判定した場合(ステップS28;No)、処理をステップS23に移行する。
If the
以上のように、系統連系インバータ装置3の出力制御部32は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になった場合であっても、温度予測値Tpの変化量Tcが変化量閾値Ttha以上である場合には、電力変換部10の出力を制限しない。したがって、出力制御部32は、温度予測値Tpが一時的な外乱によって急増している場合、不要な出力制限を回避することができる。
As described above, the
なお、出力制御部32は、温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になった場合において、変化量Tcが規定範囲Ac内であれば電力変換部10の出力を制限し、変化量Tcが規定範囲Ac外であれば電力変換部10の出力を制限することもできる。規定範囲Acは、Tcth1以上Tcth2未満の範囲であり、Tcth1>0、Tcth2=Tthaである。
The
温度検出部17は、2箇所以上の内部温度Tdを検出することができる。予測値演算部31は、温度検出部17から2箇所以上の内部温度Tdを取得し、各内部温度Tdについて温度予測値Tpを算出することができる。出力制御部32は、各温度予測値Tpに対して温度閾値Tth1を有しており、各温度予測値Tpが温度閾値Tth1以上になるかどうかを判定する。出力制御部32は、2箇所以上の温度予測値Tpのうち1つでも温度閾値Tth1以上になる場合に、上述の場合と同様に、出力電力値Poを定格出力電力値Por未満に制限する。予測値演算部31は、2箇所以上の温度予測値Tpに対して異なる温度閾値Tth1を有することができ、これにより、系統連系インバータ装置3を構成する電気部品毎に適切な温度閾値Tth1を設定することが可能となる。ファン駆動部34において、冷却ファン18の停止によって上昇する各温度予測値Tpは、各温度予測値Tpに対応する温度閾値Tth1未満になる値に設定される。また、温度検出部17は、2箇所以上の温度予測値Tpの平均値が温度閾値Tth1以上になる場合に、出力電力値Poを定格出力電力値Por未満に制限することもできる。
The
予測値演算部31は、2種類以上の温度予測値Tpを演算することができる。2種類以上の温度予測値Tpは、一定時間ta後における内部温度Tdの予測値である温度予測値Tp1と、一定時間taよりも長い一定時間tb後における内部温度Tdの予測値である温度予測値Tp2とを含む。ファン駆動部34は、温度予測値Tp1と温度予測値Tp2のいずれかが温度閾値Tth1以上になる場合に冷却ファン18を動作させることができる。これにより、温度予測値Tpが1つである場合に比べ、冷却ファン18の状態の停止状態から稼動状態への移行を早めることができ、内部温度Tdが上昇することによる出力制限をより効果的に抑制することができる。
The predicted
出力制御部32は、入力電力値Piが入力電力上限値Pimax以下になるように、入力電圧指令Vi*および出力電圧指令Vo*を生成する構成であればよく、上述した例に限定されるものではない。
The
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 発電システム、2 直流電源、3 系統連系インバータ装置、4 電力系統、10 電力変換部、17 温度検出部、18 冷却ファン、20 制御部、31 予測値演算部、32 出力制御部、34 ファン駆動部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
直流電源から供給される直流電力を交流電力へ変換する電力変換部と、
前記系統連系インバータ装置内を冷却する冷却ファンと、
前記電力変換部および前記冷却ファンを制御する制御部と、
前記系統連系インバータ装置の内部温度を検出する温度検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記温度検出部によって検出された前記内部温度に基づき、前記内部温度の予測値を演算する予測値演算部と、
前記予測値が温度閾値以上である場合に、前記交流電力の電力値を制限する出力制御部と、
前記冷却ファンの状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合であっても前記予測値が前記温度閾値未満に維持されるように、前記冷却ファンを制御するファン駆動部と、
を備えることを特徴とする系統連系インバータ装置。 A grid interconnection inverter device,
A power converter that converts DC power supplied from a DC power source into AC power;
A cooling fan for cooling the inside of the grid interconnection inverter device;
A control unit for controlling the power conversion unit and the cooling fan;
A temperature detection unit for detecting an internal temperature of the grid interconnection inverter device,
The controller is
A predicted value calculation unit that calculates a predicted value of the internal temperature based on the internal temperature detected by the temperature detection unit;
An output control unit that limits the power value of the AC power when the predicted value is equal to or higher than a temperature threshold;
A fan driving unit that controls the cooling fan so that the predicted value is maintained below the temperature threshold even when the state of the cooling fan changes from an operating state to a stopped state;
A grid interconnection inverter device comprising:
前記予測値が前記温度閾値以上になった場合において、前記予測値の変化量が変化量閾値以上である場合には、前記電力変換部の出力を制限しない
ことを特徴とする請求項1に記載の系統連系インバータ装置。 The output control unit
2. The output of the power conversion unit is not limited when the predicted value is equal to or higher than the temperature threshold, and the amount of change in the predicted value is equal to or higher than the threshold value for change. Grid-connected inverter device.
前記電力変換部の出力電流が電流閾値以上である場合に、前記冷却ファンを稼動させ、前記電力変換部の出力電流が前記電流閾値未満である場合に前記冷却ファンを停止させ、
前記冷却ファンの状態が停止状態であり、かつ、前記電力変換部の出力電流が前記電流閾値未満である場合に前記予測値が前記温度閾値未満になるように前記電流閾値が設定されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の系統連系インバータ装置。 The fan drive unit is
When the output current of the power converter is equal to or greater than a current threshold, the cooling fan is operated, and when the output current of the power converter is less than the current threshold, the cooling fan is stopped,
The current threshold is set such that the predicted value is less than the temperature threshold when the state of the cooling fan is stopped and the output current of the power converter is less than the current threshold. The grid interconnection inverter apparatus according to claim 1 or 2.
前記直流電源と、を備える
ことを特徴とする発電システム。 The grid interconnection inverter device according to any one of claims 1 to 3,
A power generation system comprising: the DC power supply.
前記系統連系インバータ装置の内部温度に基づいて、前記内部温度の予測値を演算するステップと、
前記予測値が温度閾値以上である場合に、前記系統連系インバータ装置から出力される交流電力の電力値を制限するステップと、
前記系統連系インバータ装置内を冷却する冷却ファンの状態が稼動状態から停止状態へ変化した場合であっても前記予測値が前記温度閾値未満に維持されるように、前記冷却ファンを制御するステップと、を含む
ことを特徴とする系統連系インバータ装置の制御方法。 In the control method of the grid interconnection inverter device,
Calculating a predicted value of the internal temperature based on the internal temperature of the grid-connected inverter device;
Limiting the power value of AC power output from the grid-connected inverter device when the predicted value is equal to or higher than a temperature threshold;
Controlling the cooling fan so that the predicted value is maintained below the temperature threshold even when the state of the cooling fan that cools the inside of the grid-connected inverter device changes from an operating state to a stopped state. And a control method for a grid-connected inverter device.
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