JP2021145538A

JP2021145538A - Distributed power system

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Publication number: JP2021145538A
Application number: JP2020044676A
Authority: JP
Inventors: 雅夫馬渕; Masao Mabuchi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: JP7505214B2

Abstract

To supply electric power to loads by different electric systems at a system-linkage operation and an independent operation regardless of the types of inverters used in a power conditioner.SOLUTION: A distributed power system (1) supplies electric power to a load at a prescribed output and comprises: electric power supply devices (7a, 7b, 7c) which supply DC power; a plurality of power conditioners (20a, 20b, 20c) which convert the DC power input from the electric power supply devices into AC power; and output terminals (17, 18, 19) connected to loads (2, 3) to which electric power is supplied and a commercial power system (1a). At linkage operation with the commercial power system, the plurality of power conditioners are connected in parallel to supply electric power to the loads (2, 3), and at independent operation, the connection to the loads (2, 3) is to be broken while electric power in an electric system different from that at the linkage operation is supplied to a second load (8).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数のインバータを備える分散型電源システムに関する。 The present invention relates to a distributed power supply system including a plurality of inverters.

従来より、分散型電源システムにおけるパワーコンディショナ（例えば、特許文献１を参照）には、単相インバータを有するものがあるが、この場合には、系統との連系時及び、自立運転時の双方の場合において、単相電圧を出力することとなる。一方、三相インバータを有するパワーコンディショナは、系統との連系時及び、自立運転時の双方の場合において、三相電圧を出力することとなる。このように、パワーコンディショナが有するインバータの種類に応じて、系統との連系時と、自立運転時においては、同じ電気方式の電圧による電力を供給することが通例であった。その結果、パワーコンディショナが電力供給する負荷の種類が制限されていた。 Conventionally, some power conditioners in a distributed power supply system (see, for example, Patent Document 1) have a single-phase inverter, but in this case, during interconnection with a system and during independent operation. In both cases, a single-phase voltage will be output. On the other hand, a power conditioner having a three-phase inverter outputs a three-phase voltage both when it is connected to a system and when it is operated independently. As described above, depending on the type of the inverter possessed by the power conditioner, it is customary to supply electric power by the voltage of the same electric system at the time of interconnection with the system and at the time of independent operation. As a result, the types of loads supplied by the power conditioner were limited.

図６には、従来の分散型電源システム１００の概略構成例を示す。図６の例では、例えば、パワーコンディショナ１２０は、単相電圧を出力する単相インバータ１０を有している。蓄電池や太陽電池等の電源供給装置からの直流電力が入力された単相インバータ１０の出力は、リレー５ａ、５ｂを経由した後、出力端１７、１８、１９において単相の系統１ａ及び単相の需要家負荷２、３に接続されている。同様に、単相インバータ１０の出力は、リレー５ｃ、５ｄを介して単相の自立運転負荷４に接続されている。 FIG. 6 shows a schematic configuration example of the conventional distributed power supply system 100. In the example of FIG. 6, for example, the power conditioner 120 has a single-phase inverter 10 that outputs a single-phase voltage. The output of the single-phase inverter 10 to which DC power from a power supply device such as a storage battery or a solar cell is input passes through the relays 5a and 5b, and then at the output terminals 17, 18 and 19, the single-phase system 1a and the single-phase. It is connected to the consumer load 2 and 3. Similarly, the output of the single-phase inverter 10 is connected to the single-phase self-sustained operating load 4 via relays 5c and 5d.

そして、系統との連系運転時には、リレー５ａ、５ｂを接続してリレー５ｃ、５ｄを遮断することにより、パワーコンディショナ１２０から需要家負荷２、３に単相電圧による電力が供給される。一方、自立運転時には、リレー５ａ、５ｂを遮断してリレー５ｃ、５ｄを接続することにより、パワーコンディショナ１２０から自立運転負荷４に単相電圧による電力が供給される。この場合、例えば三相の自立運転負荷には、電気方式が異なるので電力を供給することはできない。このように、パワーコンディショナ１２０が有するインバータの電気方式によって、電力を供給できる負荷の種類が制限されていた。 Then, during the interconnection operation with the grid, the relays 5a and 5b are connected to cut off the relays 5c and 5d, so that the power conditioner 120 supplies power by the single-phase voltage to the consumer loads 2 and 3. On the other hand, during the self-sustaining operation, the power conditioner 120 supplies power by the single-phase voltage to the self-sustaining operation load 4 by shutting off the relays 5a and 5b and connecting the relays 5c and 5d. In this case, for example, electric power cannot be supplied to the three-phase self-sustaining operating load because the electric system is different. As described above, the types of loads that can supply electric power are limited by the electric system of the inverter included in the power conditioner 120.

特許３６５６５５６号公報Japanese Patent No. 3656556

本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワーコンディショナが、系統との連系時と自立運転時において異なる電気方式で負荷に電力を供給することを可能とし、パワーコンディショナが電力供給する負荷の自由度を高められる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power conditioner to supply electric power to a load by different electric methods when connected to a grid and when operated independently. It is to provide a technology that enables the power conditioner to increase the degree of freedom of the load supplied by the power conditioner.

上記の課題を解決するための本発明は、直流電力を供給する電力供給装置と、前記電力供給装置から入力された直流電力を交流に変換する複数のパワーコンディショナと、電力供給対象である負荷と商用電力系統とに接続された出力端とを備え、所定の出力電圧によって前記負荷に電力を供給する分散型電源システムであって、
前記商用電力系統との連系運転時には、前記複数のパワーコンディショナが並列接続されて前記負荷に電力が供給され、
自立運転時には、前記負荷との接続を遮断するとともに、前記連系運転時とは異なる電
気方式の電力を前記負荷とは異なる第二負荷にも供給することを特徴とする、分散型電源システムである。 The present invention for solving the above problems includes a power supply device that supplies DC power, a plurality of power conditioners that convert DC power input from the power supply device into AC, and a load that is a power supply target. A distributed power supply system that includes an output terminal connected to a commercial power system and supplies power to the load at a predetermined output voltage.
During the interconnection operation with the commercial power system, the plurality of power conditioners are connected in parallel to supply power to the load.
A distributed power supply system characterized in that, during self-sustaining operation, the connection with the load is cut off, and electric power of an electric method different from that of the interconnection operation is supplied to a second load different from the load. be.

本発明においては、複数台のパワーコンディショナからの出力電圧の利用の態様を変更することで、出力電圧の電気方式を切り替え可能とし、系統との連系時と自立運転時とで、電気方式の異なる負荷に電力を供給することが可能となる。ここで出力電圧の電気方式とは、三相、単相等の出力電圧の相数を意味する。また、本発明においては、自立運転時には、複数のパワーコンディショナから電力供給するようにしてもよい。 In the present invention, the electric system of the output voltage can be switched by changing the mode of using the output voltage from a plurality of power conditioners. It is possible to supply power to different loads. Here, the electric system of the output voltage means the number of phases of the output voltage such as three-phase and single-phase. Further, in the present invention, power may be supplied from a plurality of power conditioners during independent operation.

また、本発明においては、前記複数のパワーコンディショナの各々は、単相のインバータを有し、単相の商用電力系統との連系運転時には、前記複数のパワーコンディショナが並列接続されて同一の単相負荷に電力が供給され、自立運転時には、前記単相負荷との接続を遮断するとともに、前記複数のパワーコンディショナの位相の異なる出力を組み合わせることで、三相負荷に三相電圧による電力を供給することとしてもよい。 Further, in the present invention, each of the plurality of power conditioners has a single-phase inverter, and the plurality of power conditioners are connected in parallel and are the same during interconnection operation with a single-phase commercial power system. Power is supplied to the single-phase load of the above, and during self-sustaining operation, the connection with the single-phase load is cut off, and by combining the outputs of the plurality of power conditioners with different phases, the three-phase load is based on the three-phase voltage. It may supply electric power.

これによれば、単相の商用電力系統との連系運転時には、単相のインバータを有する複数のパワーコンディショナを並列接続することで、単相の電力を付加に供給することが可能である。一方、自立運転時には、複数のパワーコンディショナの位相の異なる出力を組み合わせることで三相電圧を生成することが可能である。このことで、単相のインバータを有する複数のパワーコンディショナを用いて、系統との連系運転時と自立運転時で、単相負荷と三相負荷という異なる電気方式の負荷に電力を供給することが可能である。 According to this, during interconnection operation with a single-phase commercial power system, it is possible to additionally supply single-phase power by connecting a plurality of power conditioners having a single-phase inverter in parallel. .. On the other hand, during self-sustaining operation, it is possible to generate a three-phase voltage by combining outputs having different phases of a plurality of power conditioners. As a result, a plurality of power conditioners having a single-phase inverter are used to supply power to loads of different electric methods, that is, a single-phase load and a three-phase load, during interconnection operation with the grid and during independent operation. It is possible.

また、本発明においては、自立運転時には、前記複数のパワーコンディショナのうち、太陽電池からの直流電力が入力され、且つ非絶縁型であるパワーコンディショナの出力は、三相のうち、ＧＮＤを中心に電圧が変化する相に接続され、ＧＮＤを中心に電圧が変化しない相には、絶縁型であるパワーコンディショナまたは、蓄電池からの直流電力が入力されるパワーコンディショナの出力が接続されるようにしてもよい。 Further, in the present invention, during self-sustaining operation, the DC power from the solar cell is input from the plurality of power conditioners, and the output of the non-isolated power conditioner is the GND of the three phases. The output of an isolated power conditioner or a power conditioner to which DC power from a storage battery is input is connected to the phase in which the voltage changes in the center and the voltage does not change in the center of the GND. You may do so.

ここで、複数のパワーコンディショナの出力を組み合わせて三相電圧を生成する場合、一つの相はＧＮＤを中心に電圧が変化し、残りの二つの相は、ＧＮＤを挟んで互いに逆極性の範囲で電圧が変化する場合がある。このような場合に、ＧＮＤを中心に電圧が変化しない相に係るパワーコンディショナに太陽電池から電力を供給した場合には、太陽電池の電位がＧＮＤに対して振れ、当該パワーコンディショナが非絶縁式である場合には漏洩電流が発生する虞がある。本発明においては、このような太陽電池における漏洩電流を抑制するために、太陽電池からの直流電力が入力され、且つ非絶縁型であるパワーコンディショナの出力は、三相のうち、ＧＮＤを中心に電圧が変化する相に接続することとした。一方、ＧＮＤを中心に電圧が変化しない相には、絶縁型であるパワーコンディショナまたは、漏洩電流が発生しない蓄電池からの直流電力が入力されるパワーコンディショナの出力が接続されるようにした。これによれば、分散型電源システムの電力供給装置として太陽電池を用いる場合に、ＧＮＤへの漏洩電流が発生することを抑制できる。 Here, when the outputs of a plurality of power conditioners are combined to generate a three-phase voltage, the voltage of one phase changes around GND, and the remaining two phases are in a range of opposite polarities with respect to each other across GND. The voltage may change with. In such a case, when power is supplied from the solar cell to the power conditioner related to the phase in which the voltage does not change centering on GND, the potential of the solar cell fluctuates with respect to GND, and the power conditioner is non-insulated. If it is an equation, leakage current may occur. In the present invention, in order to suppress the leakage current in such a solar cell, the DC power from the solar cell is input, and the output of the non-insulated power conditioner is centered on GND among the three phases. It was decided to connect to the phase where the voltage changes. On the other hand, the output of an insulated power conditioner or a power conditioner to which DC power is input from a storage battery that does not generate leakage current is connected to a phase in which the voltage does not change centering on GND. According to this, when a solar cell is used as a power supply device of a distributed power supply system, it is possible to suppress the occurrence of leakage current to GND.

また、本発明においては、自立運転時には、太陽電池からの直流電力が入力されるパワーコンディショナからの出力と、蓄電池からの直流電力が入力されるパワーコンディショナからの出力は、三相のうち、異なる相に接続され、前記太陽電池から入力される電力を前記蓄電池に充電可能としてもよい。これによれば、単相のインバータを有する複数のパワーコンディショナを用いて、系統との連系運転時と自立運転時で、単相負荷と三相負荷という異なる電気方式の負荷に電力を供給することを可能としつつ、三相のうちいずれかの相に係るパワーコンディショナに太陽電池から供給される直流電力を、他の相に係るパワーコンディショナに接続された蓄電池に充電する処理を行うことができる。 Further, in the present invention, during self-sustaining operation, the output from the power conditioner to which the DC power from the solar cell is input and the output from the power conditioner to which the DC power from the storage battery is input are out of three phases. , The storage battery may be charged with the electric power input from the solar cell connected to different phases. According to this, a plurality of power conditioners having a single-phase inverter are used to supply power to loads of different electric systems, that is, a single-phase load and a three-phase load, during interconnection operation with a grid and during independent operation. The DC power supplied from the solar cell to the power conditioner related to one of the three phases is charged to the storage battery connected to the power conditioner related to the other phase. be able to.

なお、本発明における上記の課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。 The means for solving the above problems in the present invention can be used in combination as much as possible.

本発明によれば、パワーコンディショナが、系統との連系時と自立運転時において異なる電気方式で負荷に電力を供給することを可能とし、パワーコンディショナが電力供給する負荷の自由度を高めることが可能となる。 According to the present invention, it is possible for the power conditioner to supply power to the load by different electric methods when connected to the grid and when operating independently, and the degree of freedom of the load supplied by the power conditioner is increased. It becomes possible.

本発明の実施例における分散型電源システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the distributed power supply system in the Example of this invention. 本発明の実施例における分散電源システムの、自立運転時における出力電圧の状態と、波形を示す図である。It is a figure which shows the state and the waveform of the output voltage at the time of self-sustaining operation of the distributed power supply system in the Example of this invention. 本発明の実施例における分散電源システムの、自立運転時における出力電圧の波形の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of the waveform of the output voltage at the time of self-sustaining operation of the distributed power supply system in the Example of this invention. 本発明の実施例における分散型電源システムの変形例の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the modification of the distributed power supply system in the Example of this invention. 本発明の実施例における分散型電源システムの第二の変形例の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the 2nd modification of the distributed power supply system in the Example of this invention. 従来の分散型電源システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the conventional distributed power supply system.

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。本適用例に係る分散電源システム１は、２台の単相のパワーコンディショナ２０ａ、２０ｂが備えられている。それらの内部に設けられた単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力は、単相の系統１ａと、単相の需要家負荷２、３に接続される。また、三相の自立運転負荷８に接続される。そして、系統１ａとの連系運転時においては、単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相の出力電圧による電力は、需要家負荷２、３に供給される。一方、自立運転時においては、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力電圧による電力は、自立運転負荷８に供給される。本実施例においては、この自立運転時において、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力電圧に、互いに１２０度の位相差を設けることで、三相電圧を生成する。その場合は、図２に示すように、本実施例では、単相インバータ１０ａから一相目の出力電圧Ｖ１を出力し、単相インバータ１０ｂから１２０度遅れた二相目の出力電圧Ｖ２を出力する。三相目の出力は、Ｖ３＝−（Ｖ１＋Ｖ２）の出力電圧を出力することで、Ｖ２からさらに１２０度遅れた出力電圧を生成することができる。 [Application example]
Hereinafter, application examples of the present invention will be described with reference to the drawings. The distributed power supply system 1 according to this application example is provided with two single-phase power conditioners 20a and 20b. The outputs of the single-phase inverters 10a and 10b provided inside them are connected to the single-phase system 1a and the single-phase consumer loads 2 and 3. It is also connected to a three-phase self-sustaining operating load 8. Then, during the interconnection operation with the system 1a, the electric power due to the single-phase output voltage of the single-phase inverters 10a and 10b is supplied to the consumer loads 2 and 3. On the other hand, during the self-sustaining operation, the electric power due to the output voltage of the single-phase inverters 10a and 10b is supplied to the self-sustaining operation load 8. In this embodiment, a three-phase voltage is generated by providing a phase difference of 120 degrees between the output voltages of the single-phase inverters 10a and 10b during this self-sustaining operation. In that case, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the output voltage V1 of the first phase is output from the single-phase inverter 10a, and the output voltage V2 of the second phase delayed by 120 degrees from the single-phase inverter 10b is output. do. By outputting the output voltage of V3 = − (V1 + V2) as the output of the third phase, it is possible to generate an output voltage further delayed by 120 degrees from V2.

図５に示す例は、パワーコンディショナを３台有する例である。この例では、パワーコンディショナ２０ａ、２０ｂに加え、３台目のパワーコンディショナ２０ｃを有する。このパワーコンディショナ２０ｃは、単相インバータ１０ｃを有する。パワーコンディショナ２０ｃは太陽電池用のパワーコンディショナであり、太陽電池７ｃが発電する直流電力が入力される。そして、単相インバータ１０ｃが出力電圧Ｖ３を出力する。 The example shown in FIG. 5 is an example having three power conditioners. In this example, in addition to the power conditioners 20a and 20b, a third power conditioner 20c is provided. The power conditioner 20c has a single-phase inverter 10c. The power conditioner 20c is a power conditioner for a solar cell, and DC power generated by the solar cell 7c is input. Then, the single-phase inverter 10c outputs the output voltage V3.

この例では、単相インバータ１０ｃの出力は、単相の系統１ａと、単相の需要家負荷２、３に接続されている。また、三相の自立運転負荷８にも接続されている。そして、系統１ａとの連系運転時には、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが並列接続され、夫々の単相電圧による電力は、需要家負荷２、３に供給される。また、三相の自立運転負荷８には系統１ｂから三相電圧による電力が供給される。 In this example, the output of the single-phase inverter 10c is connected to the single-phase system 1a and the single-phase consumer loads 2 and 3. It is also connected to a three-phase independent operating load 8. Then, during the interconnection operation with the system 1a, the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are connected in parallel, and the electric power generated by each single-phase voltage is supplied to the consumer loads 2 and 3. Further, the three-phase self-sustaining operating load 8 is supplied with electric power by the three-phase voltage from the system 1b.

そして、自立運転時には、単相インバータ１０ｂからは、単相インバータ１０ａの出力電圧に対して１２０度遅れた出力電圧が出力される。また、単相インバータ１０ｃからは
、単相インバータ１０ａの出力電圧に対して２４０度遅れた出力電圧が出力される。このことで、三相の自立運転負荷８には各単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力の組み合わせによる三相電圧による電力が供給される。一方、需要家負荷２、３には、単相インバータ１０ｃの出力に基づく、ＧＮＤを中心として変動する単相電圧による電力が供給される。 Then, during the self-sustaining operation, the single-phase inverter 10b outputs an output voltage 120 degrees behind the output voltage of the single-phase inverter 10a. Further, the single-phase inverter 10c outputs an output voltage that is 240 degrees behind the output voltage of the single-phase inverter 10a. As a result, the three-phase self-sustaining operating load 8 is supplied with electric power by the three-phase voltage due to the combination of the outputs of the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c. On the other hand, the consumer loads 2 and 3 are supplied with electric power based on the output of the single-phase inverter 10c and having a single-phase voltage that fluctuates around GND.

これによれば、太陽電池７ｃの電位がＧＮＤに対して大きく振れることがないので、太陽電池７ｃに漏洩電流が発生することを抑制できる。また、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各出力が接続されていることから、太陽電池７ｃにおいて発電された直流電力を単相インバータ１０ｃから、単相インバータ１０ａまたは１０ｂを経由して蓄電池７ａまたは７ｂに充電する制御を行うことも可能である。 According to this, since the potential of the solar cell 7c does not fluctuate significantly with respect to GND, it is possible to suppress the generation of leakage current in the solar cell 7c. Further, since the outputs of the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are connected, the DC power generated by the solar cell 7c is transferred from the single-phase inverter 10c to the storage battery 7a or via the single-phase inverter 10a or 10b. It is also possible to control charging to 7b.

＜実施例１＞
次に、本発明の実施例について、図を参照しつつ詳細に説明する。本実施例における分散電源システム１では、電力供給装置の例である２つの蓄電池７ａ、７ｂに夫々接続された２台の単相のパワーコンディショナ２０ａ、２０ｂが備えられている。パワーコンディショナ２０ａ、２０ｂは、夫々、単相インバータ１０ａ、１０ｂを有している。この例では、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力は、リレー５ａ、５ｂ及びリレー５ｃ、５ｄを介して単相の系統１ａと、単相の需要家負荷２、３に出力端１７、１８、１９において接続されている。また、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃを介して第二負荷としての三相の自立運転負荷８に接続されている。そして、リレー５ａ、５ｂ及びリレー５ｃ、５ｄが接続されることにより、単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧による電力は、需要家負荷２、３に供給される。また、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが、系統側に接続されることで、三相の系統１ｂからの出力が三相の自立運転負荷８に接続される。一方、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが、パワコン側に接続されることで、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力が三相の自立運転負荷８と接続される。 <Example 1>
Next, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The distributed power supply system 1 in this embodiment includes two single-phase power conditioners 20a and 20b connected to two storage batteries 7a and 7b, which are examples of the power supply device. The power conditioners 20a and 20b have single-phase inverters 10a and 10b, respectively. In this example, the outputs of the single-phase inverters 10a and 10b are output to the single-phase system 1a and the single-phase consumer loads 2 and 3 via the relays 5a and 5b and the relays 5c and 5d, and the output ends 17, 18, and 19. Is connected at. Further, it is connected to a three-phase independent operation load 8 as a second load via relays SW6a, 6b, 6c. Then, by connecting the relays 5a and 5b and the relays 5c and 5d, the electric power generated by the single-phase voltage of the single-phase inverters 10a and 10b is supplied to the consumer loads 2 and 3. Further, by connecting the relays SW6a, 6b, 6c to the system side, the output from the three-phase system 1b is connected to the three-phase independent operating load 8. On the other hand, by connecting the relays SW6a, 6b, 6c to the power conditioner side, the outputs of the single-phase inverters 10a and 10b are connected to the three-phase self-sustaining operating load 8.

そして、系統との連系運転時においては、リレー５ａ、５ｂ及びリレー５ｃ、５ｄが接続されることにより、単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧による電力は、需要家負荷２、３に供給される。一方、自立運転時においては、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが、パワコン側に接続されることで、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力電圧による電力は、自立運転負荷８に供給される。本実施例においては、この自立運転時において、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力電圧に、互いに１２０度の位相差を設けることで、三相電圧を生成する。 Then, during the interconnection operation with the grid, the relays 5a and 5b and the relays 5c and 5d are connected, so that the power generated by the single-phase voltage of the single-phase inverters 10a and 10b is supplied to the consumer loads 2 and 3. Will be done. On the other hand, during the self-sustaining operation, the relays SW6a, 6b, 6c are connected to the power conditioner side, so that the electric power due to the output voltage of the single-phase inverters 10a and 10b is supplied to the self-sustaining operation load 8. In this embodiment, a three-phase voltage is generated by providing a phase difference of 120 degrees between the output voltages of the single-phase inverters 10a and 10b during this self-sustaining operation.

図２には、その場合の単相インバータ１０ａ、１０ｂからの出力信号を示す。図２（ａ）は三相電圧の関係図、図２（ｂ）は出力電圧値と同期信号の時間的推移を示す。図２（ａ）に示すように、本実施例では、単相インバータ１０ａから一相目の出力電圧Ｖ１を出力し、単相インバータ１０ｂから１２０度遅れた二相目の出力電圧Ｖ２を出力する。三相目の出力は、Ｖ３＝−（Ｖ１＋Ｖ２）の出力電圧を出力することで、Ｖ２からさらに１２０度遅れた出力電圧を生成することができる。 FIG. 2 shows the output signals from the single-phase inverters 10a and 10b in that case. FIG. 2A shows a relationship diagram of the three-phase voltage, and FIG. 2B shows the time transition of the output voltage value and the synchronization signal. As shown in FIG. 2A, in this embodiment, the output voltage V1 of the first phase is output from the single-phase inverter 10a, and the output voltage V2 of the second phase delayed by 120 degrees from the single-phase inverter 10b is output. .. By outputting the output voltage of V3 = − (V1 + V2) as the output of the third phase, it is possible to generate an output voltage further delayed by 120 degrees from V2.

図２（ｂ）のグラフ上段には、単相インバータ１０ａ、１０ｂからの出力波形を示す。図２（ｂ）の下段には、単相インバータ１０ａ、１０ｂからの出力波形の位相を制御するための同期信号を示す。この例では単相インバータ１０ａが出力電圧Ｖ１と、同期信号（Ｖ１が０となるタイミングでＯＮするパルス信号）を発信する。単相インバータ１０ｂは、この同期信号を検知し、この同期信号に対して１２０度位相が遅れた出力電圧Ｖ２を出力する。これによれば、２台の単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧を組み合わせ、同期させることで三相電圧を生成し、自立運転時には三相の自立運転負荷８に電力を供給することが可能である。 The upper part of the graph of FIG. 2B shows the output waveforms from the single-phase inverters 10a and 10b. The lower part of FIG. 2B shows a synchronization signal for controlling the phase of the output waveform from the single-phase inverters 10a and 10b. In this example, the single-phase inverter 10a transmits an output voltage V1 and a synchronization signal (a pulse signal that turns ON when V1 becomes 0). The single-phase inverter 10b detects this synchronization signal and outputs an output voltage V2 whose phase is delayed by 120 degrees with respect to this synchronization signal. According to this, it is possible to generate a three-phase voltage by combining and synchronizing the single-phase voltages of two single-phase inverters 10a and 10b, and to supply electric power to the three-phase independent operating load 8 during independent operation. Is.

なお、本実施例において、単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧の組み合わせによる三相電圧の振幅を変更する際には、単相インバータ１０ａから発信される同期信号に、振幅情報を載せるようにしてもよい。図３には、その場合の出力電圧と同期信号の例を示す。図３の上段には、単相インバータ１０ａ、１０ｂからの出力電圧を示す。図３の下段には、単相インバータ１０ａから出力される同期信号を示す。この例では単相インバータ１０ａから出力される同期信号（Ｖ１が０となるタイミングでＯＮするパルス信号）において、各パルスのＯＮタイミングはＶ１が０となるタイミングを示す。そして、各パルスの幅は、そのタイミングにおける波形の振幅を示す。単相インバータ１０ｂは、図２に示した例と同様、この同期信号に応じて１２０度位相が遅れた出力電圧Ｖ２を、直近の同期信号における振幅情報に基づいた振幅で出力する。これによれば、簡単な構成で、２台の単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧を組み合わせ、同期させることで三相電圧を生成し、振幅を自在に変化させることが可能である。 In this embodiment, when changing the amplitude of the three-phase voltage by combining the single-phase voltages of the single-phase inverters 10a and 10b, the amplitude information is included in the synchronization signal transmitted from the single-phase inverter 10a. You may. FIG. 3 shows an example of the output voltage and the synchronization signal in that case. The upper part of FIG. 3 shows the output voltage from the single-phase inverters 10a and 10b. The lower part of FIG. 3 shows a synchronization signal output from the single-phase inverter 10a. In this example, in the synchronization signal (pulse signal that turns ON at the timing when V1 becomes 0) output from the single-phase inverter 10a, the ON timing of each pulse indicates the timing when V1 becomes 0. The width of each pulse indicates the amplitude of the waveform at that timing. Similar to the example shown in FIG. 2, the single-phase inverter 10b outputs an output voltage V2 whose phase is delayed by 120 degrees in response to this synchronization signal with an amplitude based on the amplitude information of the latest synchronization signal. According to this, it is possible to generate a three-phase voltage and freely change the amplitude by combining and synchronizing the single-phase voltages of the two single-phase inverters 10a and 10b with a simple configuration.

＜変形例１＞
図４には、本実施例における変形例について示す。図１に示した実施例では、単相インバータ１０ａから単相インバータ１０ｂに、二相目の出力電圧を生成するための同期信号を送信することとした。それに対し、変形例１においては、単相インバータ１０ａからの出力電圧を単相インバータ１０ｂに入力し、その値を計測する。単相インバータ１０ｂにおいては、計測値に基づいて、単相インバータ１０ａからの出力電圧Ｖ１に対して位相が１２０度遅れた出力電圧Ｖ２を生成し出力する。このような構成によっても、２台の単相インバータ１０ａ、１０ｂの単相電圧を組み合わせ、同期させることで三相電圧を生成し、自立運転時には三相の自立運転負荷８に電力を供給することが可能である。 <Modification example 1>
FIG. 4 shows a modified example in this embodiment. In the embodiment shown in FIG. 1, the synchronization signal for generating the output voltage of the second phase is transmitted from the single-phase inverter 10a to the single-phase inverter 10b. On the other hand, in the modification 1, the output voltage from the single-phase inverter 10a is input to the single-phase inverter 10b, and the value is measured. In the single-phase inverter 10b, an output voltage V2 whose phase is 120 degrees behind the output voltage V1 from the single-phase inverter 10a is generated and output based on the measured value. Even with such a configuration, a three-phase voltage is generated by combining and synchronizing the single-phase voltages of the two single-phase inverters 10a and 10b, and power is supplied to the three-phase independent operating load 8 during the independent operation. Is possible.

＜変形例２＞
図５には、本実施例における変形例２について示す。本変形例においては、パワーコンディショナを３台有する例について説明する。本実施例では、パワーコンディショナ２０ａ、２０ｂに加え、３台目のパワーコンディショナ２０ｃを有する。このパワーコンディショナ２０ｃは、単相インバータ１０ｃを有している。また、パワーコンディショナ２０ｃは太陽電池用のパワーコンディショナであり、太陽電池７ｃが発電する直流電力が入力される。そして、単相インバータ１０ｃが出力電圧Ｖ３を出力する。すなわち、本変形例では３つのパワーコンディショナ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが有する単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから夫々Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の出力電圧を出力する。Ｖ３＝−（Ｖ２＋Ｖ３）なる演算によってＶ３を生成するのではない。 <Modification 2>
FIG. 5 shows a modification 2 in this embodiment. In this modification, an example having three power conditioners will be described. In this embodiment, in addition to the power conditioners 20a and 20b, a third power conditioner 20c is provided. The power conditioner 20c has a single-phase inverter 10c. Further, the power conditioner 20c is a power conditioner for a solar cell, and the DC power generated by the solar cell 7c is input. Then, the single-phase inverter 10c outputs the output voltage V3. That is, in this modification, the output voltages of V1, V2, and V3 are output from the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c of the three power conditioners 20a, 20b, and 20c, respectively. V3 is not generated by the operation of V3 =-(V2 + V3).

この例では、単相インバータ１０ｃの出力は、リレー５ｅ、５fを介して単相の系統１
ａと、単相の需要家負荷２、３に接続されている。また、リレーＳＷ６ａ、６ｃを介して三相の自立運転負荷８に接続されている。そして、系統１ａとの連系運転時には、リレー５ａ、５ｂ、リレー５ｃ、５ｄ、リレー５ｅ、５ｆが接続され、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが、系統側に接続される。また、リレーＳＷ９ａ、９ｂ、９ｃが、リレー５ａ、５ｂ、リレー５ｃ、５ｄ、リレー５ｅ、５ｆを通過した後の各単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力側に接続される。このことで、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが並列接続され、夫々の単相電圧による電力は、需要家負荷２、３に供給される。また、三相の自立運転負荷８には系統１ｂから三相電圧による電力が供給される。なお、三相負荷・単相負荷は、直接パワーコンディショナに接続する以外にも、トランスを介して接続することが可能であることは、言うまでもない。また、自立運転時の配線は、各パワーコンディショナの接続箇所が、各相に１台ずつの構成で配線を示しているが、多数台のパワーコンディショナが存在する場合は、各相にさらに並列で接続されて、結合された構成とすることも可能である。 In this example, the output of the single-phase inverter 10c is the single-phase system 1 via relays 5e and 5f.
It is connected to a and single-phase consumer loads 2 and 3. Further, it is connected to the three-phase independent operating load 8 via the relays SW6a and 6c. Then, during the interconnection operation with the system 1a, the relays 5a and 5b, the relays 5c and 5d, the relays 5e and 5f are connected, and the relays SW6a, 6b and 6c are connected to the system side. Further, the relays SW9a, 9b, 9c are connected to the output side of each single-phase inverter 10a, 10b, 10c after passing through the relays 5a, 5b, relays 5c, 5d, relays 5e, and 5f. As a result, the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are connected in parallel, and the electric power generated by each single-phase voltage is supplied to the consumer loads 2 and 3. Further, the three-phase self-sustaining operating load 8 is supplied with electric power by the three-phase voltage from the system 1b. Needless to say, the three-phase load and the single-phase load can be connected via a transformer in addition to being directly connected to the power conditioner. In addition, the wiring during independent operation shows the wiring with one connection point for each power conditioner in each phase, but if there are many power conditioners, it is further connected to each phase. It is also possible to connect them in parallel to form a combined configuration.

そして、自立運転時には、リレー５ａ、５ｂ、リレー５ｃ、５ｄ、リレー５ｅ、５ｆが遮断され、リレーＳＷ６ａ、６ｂ、６ｃが、パワコン側に接続される。また、リレーＳＷ９ａ、９ｃが、リレー５ａ、リレー５ｃ、リレー５ｅ、５ｆを通過する前の各単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの出力に接続される。また、リレーＳＷ９ｂは、ＧＮＤに接続される。そして、単相インバータ１０ａから同期信号が単相インバータ１０ｂ、１０ｃに送信される。そして、単相インバータ１０ｂからは、単相インバータ１０ａの出力電圧に対して１２０度遅れた単相電圧が出力される。また、単相インバータ１０ｃからは、単相インバータ１０ａの出力電圧に対して２４０度遅れた単相電圧が出力される。このことで、三相の自立運転負荷８には各単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの単相電圧の組み合わせによる三相電圧による電力が供給される。一方、単相インバータ１０ｃの出力に基づく、ＧＮＤを中心として変動する単相電圧による電力が需要家負荷２、３に供給される。 Then, during the self-sustaining operation, the relays 5a and 5b, the relays 5c and 5d, the relays 5e and 5f are cut off, and the relays SW6a, 6b and 6c are connected to the power conditioner side. Further, the relays SW9a and 9c are connected to the outputs of the single-phase inverters 10a, 10b and 10c before passing through the relays 5a, 5c, relays 5e and 5f. Further, the relay SW9b is connected to the GND. Then, a synchronization signal is transmitted from the single-phase inverter 10a to the single-phase inverters 10b and 10c. Then, the single-phase inverter 10b outputs a single-phase voltage 120 degrees behind the output voltage of the single-phase inverter 10a. Further, the single-phase inverter 10c outputs a single-phase voltage 240 degrees behind the output voltage of the single-phase inverter 10a. As a result, the three-phase self-sustaining operating load 8 is supplied with electric power based on the three-phase voltage obtained by combining the single-phase voltages of the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c. On the other hand, electric power based on the output of the single-phase inverter 10c and due to the single-phase voltage fluctuating around GND is supplied to the consumer loads 2 and 3.

ここで、本変形例では前述のように、単相インバータ１０ｃには太陽電池７ｃからの直流電力が入力される。そして、単相インバータ１０ｃの出力はＧＮＤを中心として変動するように構成されている。これによれば、太陽電池７ｃの電位がＧＮＤに対して大きく振れることがないので、太陽電池７ｃに漏洩電流が発生することを抑制できる。また、本変形例では、単相インバータ１０ａ、１０ｂの出力は、ＧＮＤを中心に変動するように構成されていない。しかしながら、単相インバータ１０ａ、１０ｂには蓄電池７ａ、７ｂからの直流電力が入力されている。よって、漏洩電流の問題は生じない。 Here, in this modification, as described above, the DC power from the solar cell 7c is input to the single-phase inverter 10c. The output of the single-phase inverter 10c is configured to fluctuate around GND. According to this, since the potential of the solar cell 7c does not fluctuate significantly with respect to GND, it is possible to suppress the generation of leakage current in the solar cell 7c. Further, in this modification, the outputs of the single-phase inverters 10a and 10b are not configured to fluctuate around GND. However, DC power from the storage batteries 7a and 7b is input to the single-phase inverters 10a and 10b. Therefore, the problem of leakage current does not occur.

本変形例では、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは非絶縁型であることを前提としているが、仮に、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃが絶縁型のインバータである場合には、そもそも太陽電池７ｃに漏洩電流の問題は生じないので、必ずしも、単相インバータ１０ｃの出力電圧がＧＮＤを中心として変動するように構成する必要はない。 In this modification, it is assumed that the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are non-insulated, but if the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are insulated inverters, the solar cell is used in the first place. Since the problem of leakage current does not occur in 7c, it is not always necessary to configure the output voltage of the single-phase inverter 10c to fluctuate around GND.

なお、本変形例においては、単相インバータ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各出力が接続されていることから、太陽電池７ｃにおいて発電された直流電力を単相インバータ１０ｃから、単相インバータ１０ａまたは１０ｂを経由して蓄電池７ａまたは７ｂに充電する制御を行ってもよい。これによれば、太陽電池７ｃによる発電電力をより有効活用することが可能である。 In this modification, since the outputs of the single-phase inverters 10a, 10b, and 10c are connected, the DC power generated by the solar cell 7c is transferred from the single-phase inverter 10c to the single-phase inverter 10a or 10b. Control may be performed to charge the storage battery 7a or 7b via the method. According to this, it is possible to more effectively utilize the power generated by the solar cell 7c.

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
直流電力を供給する電力供給装置（７ａ、７ｂ、７ｃ）と、前記電力供給装置から入力された直流電力を交流に変換する複数のパワーコンディショナ（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）と、電力供給対象である負荷（２、３）と商用電力系統（１ａ）とに接続された出力端（１７、１８、１９）とを備え、所定の出力によって前記負荷に電力を供給する分散型電源システム（１）であって、
前記商用電力系統との連系運転時には、前記複数のパワーコンディショナが並列接続されて前記負荷に電力が供給され、
自立運転時には、前記負荷との接続を遮断するとともに、前記連系運転時とは異なる電気方式の電力を前記負荷とは異なる第二負荷（８）に供給することを特徴とする、分散型電源システム。 In addition, in order to make it possible to compare the constituent requirements of the present invention with the configurations of the examples, the constituent requirements of the present invention are described below with reference numerals in the drawings.
<Invention 1>
A power supply device (7a, 7b, 7c) that supplies DC power, a plurality of power conditioners (20a, 20b, 20c) that convert DC power input from the power supply device into AC, and a power supply target. A distributed power system (1) having output terminals (17, 18, 19) connected to a load (2, 3) and a commercial power system (1a), and supplying power to the load by a predetermined output. And
During the interconnection operation with the commercial power system, the plurality of power conditioners are connected in parallel to supply power to the load.
A distributed power source characterized by cutting off the connection with the load during self-sustaining operation and supplying electric power of an electric system different from that during interconnection operation to a second load (8) different from the load. system.

１・・・分散型電源システム
１ａ・・・単相商用電力系統
１ｂ・・・三相商用電力系統
２、３・・・単相需要家負荷
７ａ、７ｂ・・・電力供給装置（蓄電池）
７ｃ・・・電力供給装置（太陽電池）
８・・・三相の自立運転負荷
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・単相インバータ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・パワーコンディショナ 1 ... Distributed power supply system 1a ... Single-phase commercial power system 1b ... Three-phase commercial power system 2, 3 ... Single-phase consumer load 7a, 7b ... Power supply device (storage battery)
7c ・・・ Power supply device (solar cell)
8 ... Three-phase self-sustaining operating load 10a, 10b, 10c ... Single-phase inverters 20a, 20b, 20c ... Power conditioner

Claims

A power supply device that supplies DC power, a plurality of power conditioners that convert DC power input from the power supply device into AC, and an output terminal connected to a load to be supplied and a commercial power system. A distributed power supply system that supplies power to the load with a predetermined output voltage.
During the interconnection operation with the commercial power system, the plurality of power conditioners are connected in parallel to supply power to the load.
A distributed power supply system characterized in that, during self-sustaining operation, the connection with the load is cut off, and electric power of an electric system different from that of the interconnected operation is supplied to a second load different from the load.

The distributed power supply system according to claim 1, wherein power is supplied from the plurality of power conditioners during self-sustaining operation.

Each of the plurality of power conditioners has a single-phase inverter.
During interconnection operation with a single-phase commercial power system, the plurality of power conditioners are connected in parallel to supply power to the same single-phase load.
During self-sustaining operation, the connection with the single-phase load is cut off, and power is supplied to the three-phase load by a three-phase voltage by combining outputs having different phases of the plurality of power conditioners. The distributed power supply system according to claim 2.

During self-sustaining operation, the DC power from the solar cell is input from the plurality of power conditioners, and the output of the non-insulated power conditioner is the phase in which the voltage changes around GND among the three phases. Connected to
The third aspect of claim 3, wherein the output of an isolated power conditioner or a power conditioner to which DC power from a storage battery is input is connected to a phase in which the voltage does not change centering on GND. Distributed power system.

During self-sustaining operation, the output from the power conditioner to which the DC power from the solar cell is input and the output from the power conditioner to which the DC power from the storage battery is input are connected to different phases out of the three phases.
The distributed power supply system according to claim 3, wherein the storage battery can be charged with electric power input from the solar cell.