JP2940793B2

JP2940793B2 - 系統連系システム

Info

Publication number: JP2940793B2
Application number: JP6118466A
Authority: JP
Inventors: 康弘牧野; 健仁井家; 政樹湯郷; 正弘前川
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH07327321A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ回路を備え
た分散電源設備と商用電力系統との並列運転によって負
荷へ電力を供給する系統連系システムに関し、詳しくは
商用電力系統の停電時におけるインバータ回路の単独運
転を防止させる系統連系システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽電池や燃料電池などの直流電
源を用いた数kWの比較的小容量の分散電源設備をインバ
ータ回路を介して商用電力系統に連系し、負荷に電力を
供給する系統連系システムが種々提案されている。

【０００３】この種の系統連系システムでは、商用電力
系統の保全作業の安全を確保するため、商用電力系統の
不測の停電時や作業停電時において、直ちにインバータ
回路の動作を停止させるか、又は開閉器を作動させて商
用電力系統との連系を解除させ、インバータ回路の単独
運転を防止している。

【０００４】そして、この方法としては従来は、インバ
ータ回路の出力電圧変動や出力周波数変動により系統停
電を検出し、インバータ回路を商用電力系統から解列さ
せていた。しかし、これらの従来方法では、インバータ
回路の出力電力と負荷の消費電力とが略等しい負荷平衡
状態時には、商用電力系統が停電した場合にインバータ
回路の出力電圧や出力周波数がほとんど変動せず、系統
停電を検出できないという問題点があった。

【０００５】そこで、周波数変動による系統停電の検出
を確実なものにするため、中心周波数を系統電圧の商用
周波数から若干ずらせた波形抽出手段を用いてインバー
タ回路を動作させ、商用電力系統が停電時にインバータ
回路の出力周波数が商用周波数から波形抽出手段の中心
周波数側へ変化するのを検知して、系統停電状態を検出
する系統連系システムが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の検出方法では、
連系時にはインバータ回路の出力電圧の周波数が商用電
力系統によって商用周波数に規定されることから、イン
バータの出力電流の位相が出力電圧の位相に対してずれ
ることになり、インバータ回路の運転力率が小さくなっ
てしまう。また、負荷によっては不感帯が生じるという
問題もあった。

【０００７】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であって、インバータ回路の運転力率を低下させること
なく、また不感帯を生じさせることなく商用電力系統の
停電状態を確実に検出することができる系統連系システ
ムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源から
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
を商用電力系統に連系して負荷に電力を供給する系統連
系システムにおいて、動作周波数が商用周波数と該商用
周波数の前後の周波数との３ケ所において位相が０度と
なる周波数−位相特性を有し、前記インバータ回路と商
用電力系統との連系点での電圧の基本波周波数成分を抽
出する波形抽出手段と、該波形抽出手段からの出力信号
に同期させた電流を前記インバータ回路から出力させる
インバータ制御部と、前記連系点電圧の周波数変化を検
出して、前記インバータ回路を商用電力系統から解列さ
せる保護回路とを備えていることを特徴とする系統連系
システムである。

【０００９】また、前記波形抽出手段は、並列接続され
た第１および第２波形抽出回路と、該第１および第２波
形抽出回路の出力端に設けられたゲイン特性改善回路と
を有し、前記第１波形抽出回路の抽出成分の中心周波数
は商用周波数より一定量だけ小さな値に設定され、前記
第２波形抽出回路の抽出成分の中心周波数は商用周波数
より一定量だけ大きな値に設定されており、前記ゲイン
特性改善回路は前記波形抽出手段からの出力値を一定値
以下のゲインに抑制する構成にしてもよい。

【００１０】そして、前記インバータ回路の出力電流を
検出するインバータ電流検出手段を備え、前記保護回路
は、前記インバータ電流検出手段による検出値が一定値
以上となり、且つその検出が一定時間以上継続したこと
を検知した場合にのみ前記インバータ回路が故障状態で
あると判断する構成にしてもよい。

【００１１】更に、前記インバータ回路の出力電流を検
出するインバータ電流検出手段と、前記連系点電圧を検
出する電圧検出手段と、前記インバータ回路と商用電力
系統との間に設けられた系統連系用リレーと、該系統連
系用リレーと商用電力系統との間に設けられたブレーカ
とを備え、前記保護回路は、前記インバータ電流検出手
段による検出値が一定値以上となり、且つその検出が一
定時間以上継続したことを検知した場合には、前記系統
連系用リレーおよびブレーカに解列指令信号を送出する
と共に、前記インバータ電流検出手段による前記検出が
一定時間以上継続しなかったこと、若しくは前記電圧検
出手段により検出された連系点電圧の周波数が商用周波
数から変化したことを検知した場合には、前記系統連系
用リレーに解列指令信号を送出する構成にしてもよい。

【００１２】

【作用】本発明によれば、インバータ回路と商用電力系
統との連系運転時には、波形抽出手段の出力信号が商用
周波数の系統電圧に同期した出力波形となり、負荷で消
費される有効電力のみを供給する系統電圧に同期した商
用周波数のインバータ出力電流が出力される。一方、商
用電力系統の停電時には、インバータ回路からの無効電
力供給により波形抽出手段の動作周波数が商用周波数か
ら変化し、その結果、インバータ出力電流の周波数が商
用周波数から変化することとなり、連系点電圧の周波数
も同様に変化し、保護回路によりインバータ回路を商用
電力系統から解列させる。

【００１３】また、前記波形抽出手段を並列接続された
第１および第２波形抽出回路と、該第１および第２波形
抽出回路の出力端に設けられたゲイン特性改善回路とか
ら構成し、第１波形抽出回路の抽出成分の中心周波数を
商用周波数より一定量だけ小さな値に設定し、第２波形
抽出回路の抽出成分の中心周波数を商用周波数より一定
量だけ大きな値に設定すると共に、ゲイン特性改善回路
を波形抽出手段からの出力値が一定値以下のゲインとな
るように抑制する構成にした場合には、商用電力系統の
系統停電時または系統瞬時停電時に、波形抽出手段の動
作周波数が商用周波数からその前後に変化したとして
も、波形抽出手段からの出力値のゲインが一定値以上を
超えることがなく、ゲイン増加によるインバータ回路か
らの過電流発生を防止する。

【００１４】そして、インバータ回路の出力電流を検出
するインバータ電流検出手段を備え、保護回路によりイ
ンバータ電流検出手段による検出値が一定値以上とな
り、且つその検出が一定時間以上継続したことを検知し
た場合に、インバータ回路の故障状態であると判断する
構成とすることにより、インバータ回路の故障による過
電流発生のみを正確に検出する。

【００１５】更に、インバータ回路の出力電流を検出す
るインバータ電流検出手段と、連系点電圧を検出する電
圧検出手段と、インバータ回路と商用電力系統との間に
設けられた系統連系用リレーと、系統連系用リレーと商
用電力系統との間に設けられたブレーカとを備え、保護
回路によりインバータ電流検出手段による検出値が一定
値以上となり、且つその検出が一定時間以上継続したこ
とを検知した場合には、系統連系用リレーおよびブレー
カに解列指令信号を送出すると共に、インバータ電流検
出手段による前記検出が一定時間以上継続しなかったこ
と、若しくは電圧検出手段により検出された連系点電圧
の周波数が商用周波数から変化したことを検知した場合
には、系統連系用リレーに解列指令信号を送出する構成
とすることにより、インバータ回路の故障状態と待機状
態とを区別し、故障状態時にのみ系統連系用リレーおよ
びブレーカを解列し、商用電力系統に対する２重保護を
図り、確実にインバータ回路を商用電力系統から解列さ
せる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の系統連系システムをその一実
施例を示す図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発
明を適用させた太陽電池を用いた系統連系システムの概
略構成図である。

【００１７】同図において、系統連系システムは、太陽
光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池（本実施
例では、最適動作電圧200Ｖ，最適動作電力３ｋＷ）か
ら構成された直流電源１と、太陽電池１の直流電力を交
流電力に電力変換して所定交流電圧を供給する電力変換
装置であるインバータ回路２を中心に構成されており、
商用電力系統３と連系して配電線に接続された各種家電
製品などの負荷４に対して電力を供給している。

【００１８】インバータ回路２は、ブリッジ接続された
複数のスイッチング素子から構成され、このインバータ
回路２には、後述の各種処理を行うインバータ制御部５
からパルス幅変調されたスイッチング制御信号が与えら
れる。

【００１９】インバータ回路２と商用電力系統３との間
には、インバータ回路２の出力側から順に巻線比１：１
の絶縁トランス６と、系統保護のための系統連系用リレ
ー（以下、リレーと略記する）７およびブレーカ８とが
設けられており、リレー７およびブレーカ８は、保護回
路９からの制御信号に応じて、その接点を開閉して商用
電力系統３に連系、或るいは解列する。ここで、リレー
７は保護回路９からの連系指令信号の入力によりその接
点が閉じられ、保護回路９からの解列指令信号の入力に
よりその接点が開かれる構成となっている。また、ブレ
ーカ８は保護回路９からの解列指令信号の入力によりそ
の接点が開かれるが、閉じる場合には保護回路９からの
制御信号にては行えず手動操作によってのみ可能な構成
となっている。

【００２０】以下に、保護回路９およびインバータ制御
部５について説明する。保護回路９は、太陽電池１の出
力電圧を検出するアイソレーションアンプからなる第１
電圧検出手段10と、商用電力系統３との連系点電圧を検
出する変圧器（ＰＴ）からなる第２電圧検出手段11と、
インバータ回路２の出力電流を検出する変流器（ＣＴ）
からなるインバータ電流検出手段12による検出結果が入
力され、その検出結果に基づいて、後述するように、イ
ンバータ制御部５への起動信号または停止信号の送出
と、リレー７への連系指令信号または解列指令信号の送
出と、ブレーカ８への解列指令信号の送出を行ってい
る。

【００２１】具体的には、保護回路９は、第１電圧検出
手段10により太陽電池１の出力電圧を検出し、インバー
タ回路２のインバータ動作停止中に太陽電池１の出力電
圧が商用電力系統３に連系可能となる所定値（本実施例
では190Ｖに設定）以上になった場合には、インバータ
制御部５に起動信号を送出すると共に、リレー７に連系
指令信号を送出する。一方、インバータ回路２のインバ
ータ動作中に太陽電池１の出力電圧が商用電力系統３と
の連系運転ができない所定値（本実施例では170Ｖに設
定）以下になった場合には、太陽電池１の出力低下によ
るインバータ回路２の待機状態であると判断して、イン
バータ制御部５に停止信号を送出すると共に、リレー７
に解列指令信号を送出する。

【００２２】また、保護回路９は、インバータ電流検出
手段12によりインバータ回路２の出力電流を検出し、出
力電流が所定値（本実施例では定格電流の150％となる4
5Ａに設定）以上となり、その状態が一定時間（本実施
例では600μｓに設定）以上継続する場合には、インバ
ータ回路２の故障状態であると判断して、インバータ制
御部５に停止信号を送出すると共に、リレー７およびブ
レーカ８に解列指令信号を送出する。一方、インバータ
回路２の出力電流が上記所定値以上となる状態がインバ
ータ電流検出手段12により瞬時的（本実施例では３μｓ
〜600μｓに設定）に検出された場合には、系統停電時
および系統瞬時停電時などの過渡的条件において後述の
波形抽出手段の特性に起因して発生する過電流によるイ
ンバータ回路２の待機状態であると判断して、インバー
タ制御部５に停止信号を送出すると共に、リレー７に解
列指令信号を送出する。

【００２３】更に、保護回路９は、第２電圧検出手段11
により商用電力系統３との連系点電圧を検出し、連系点
電圧およびその周波数がそれぞれ商用電力系統の運用規
定における適正範囲外となった場合には、商用電力系統
３の停電発生によるインバータ回路２の単独運転状態で
あると判断して、インバータ制御部５に停止信号を送出
すると共に、リレー７に解列指令信号を送出する。尚、
本実施例では連系点電圧の適正範囲を基準電圧（101
Ｖ）の±６Ｖの範囲（95〜107Ｖ）とし、その周波数の
適正範囲を基本波周波数の±１％の範囲（49.5〜50.5Ｈ
ｚ、または59.4〜60.6Ｈｚ）としている。

【００２４】以上のように、保護回路９ではインバータ
回路２の運転条件が整っているかどうかを検出し、イン
バータ回路２の待機状態または単独運転状態であると判
断された場合にはインバータ制御部５に停止信号を送出
すると共に、リレー７に解列指令信号を送出し、一方、
インバータ回路２の故障状態であると判断された場合に
はインバータ制御部５に停止信号を送出すると共に、リ
レー７およびブレーカ８に解列指令信号を送出してい
る。

【００２５】一方、インバータ制御部５は、第１電圧検
出手段10により検出される太陽電池１の出力電圧が、太
陽電池１から最大電力が引き出される最適動作点の電圧
値Ｖrefとなり、かつ商用電力系統３との連系点電圧の
基本周波数成分と同期させた電流がインバータ回路２か
ら出力するように、パルス幅変調されたスイッチング制
御信号をインバータ回路２に与えている。従って、イン
バータ回路２と商用電力系統３との連系運転時には、商
用周波数で運転力率が１になり、かつ太陽電池１から最
大電力を引き出すように、インバータ回路２の出力電流
が制御される。

【００２６】すなわち、第１電圧検出手段10により検出
された太陽電池１の出力電圧と、予め設定された最適動
作点電圧Ｖrefとの差は差動増幅器13によって誤差信号
として増幅され、その誤差信号を乗算器14の一方の入力
信号としている。

【００２７】そして、第２電圧検出手段11により検出さ
れた連系点電圧の基本周波数成分を後述の特性を有する
波形抽出手段15によって抽出し、その抽出された連系点
電圧の基本周波数成分が乗算器14の他方の入力信号とし
て入力されている。

【００２８】乗算器14では、差動増幅器13からの誤差信
号と波形抽出手段15からの基本周波数成分信号との乗算
を行って、インバータ電流の電流指令値を生成してい
る。従って、この電流指令値は商用電力系統３との連系
運転時には、系統電圧波形に同期し、太陽電池１の出力
電圧を最適動作点電圧Ｖrefに制御する値となる。

【００２９】そして、乗算器14からの電流指令値と、イ
ンバータ電流検出手段12により検出されたインバータ回
路２のインバ−タ電流との差をエラーアンプ16によって
増幅させ、電流誤差信号としてインバータ制御部５に入
力されている。

【００３０】インバータ制御部５では、エラーアンプ16
からの電流誤差信号と、20kHz程度の基準三角波信号と
を比較して、エラーアンプ16からの電流誤差信号が零に
なるようにインバータ回路２のスイッチング素子にスイ
ッチング信号を供給してインバータ回路２をＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御すると共に、保護回路９からの起動信
号または停止信号の入力に従い、インバータ回路２のイ
ンバータ動作を起動または停止させている。

【００３１】次に、上記波形抽出手段15について説明す
る。この波形抽出手段15の回路図を図２に、周波数応答
特性を示すボード線図を図３に示す。但し、この図は商
用周波数が50Ｈｚ、第１および第２バンドパスフィルタ
151、152の選択度Ｑが22の場合に対応している。

【００３２】図２に示すように、この波形抽出手段15
は、出力バランス調整用の可変抵抗器153と、この可変
抵抗器153を介して並列接続された２つの第１および第
２バンドパスフィルタ151、152と、増幅器154と、出力
端に接続されたダイオードからなるゲイン特性改善回路
155とを有しており、合計３つの演算増幅器と所定の電
子部品とから構成されている。

【００３３】そして、第１および第２バンドパスフィル
タ151、152は、通過帯域（抽出成分）の中心周波数が互
いに異なり、第１バンドパスフィルタ151では、中心周
波数が商用周波数（ここでは50Ｈｚ）より２Ｈｚだけ小
さい48Ｈｚとなるように回路定数が設定されており、第
２バンドパスフィルタ152では、中心周波数が商用周波
数より２Ｈｚだけ大きい52Ｈｚとなるように回路定数が
設定されている。

【００３４】尚、本実施例では第１、及び第２バンドパ
スフィルタ151、152の選択度Ｑを、共に22に設定した
が、Ｑが15〜30の範囲内の値であれば、22の場合と同様
に短時間で、かつ確実に保護回路９にて商用電力系統３
の停電状態を検出することが可能である。ここで、選択
度Ｑの逆数は通過帯域幅を表しており、Ｑが大きいほど
ゲイン特性曲線が急峻になる。

【００３５】ゲイン特性改善回路155は、商用周波数50
Ｈｚと第１バンドパスフィルタ151および第２バンドパ
スフィルタ152の中心周波数48、52Ｈｚとのゲイン差が
極力小さくなるように、50Ｈｚにおけるゲインより大き
なゲイン出力が並列接続された第１および第２バンドパ
スフィルタから出力される場合には、その超えるゲイン
出力分をアースへ流す構成となっている。これは、商用
電力系統の系統停電時または系統瞬時停電時に、波形抽
出手段15の動作周波数が50Ｈｚから48Ｈｚまたは52Ｈｚ
の方向へ変化した場合に、ゲインの増加によるインバー
タ回路２から過電流発生を防止し、過電流が商用電力系
統３および負荷４に流入しないようにするためである。

【００３６】図３に示すように、波形抽出手段15では、
周波数−ゲイン特性において商用周波数50Ｈｚの両側の
領域（45〜49.25Ｈｚ、50.75〜55Ｈｚ）でゲインが最高
値になり、50Ｈｚにおいて約２ｄＢ低い値となってい
る。このため、系統停電時または系統瞬時停電時に波形
抽出手段15の動作周波数の変化することによりそのゲイ
ンが大きくなり、乗算器14からのインバータ電流指令値
が増加し、その結果、瞬時的にインバータ回路２から過
電流が発生することがあり、保護回路９では上述したよ
うにインバータ回路２の故障による過電流発生と区別し
ている。

【００３７】また、周波数−位相特性に着目すると、動
作周波数が48Ｈｚ、50Ｈｚ、および52Ｈｚであるとき
に、入力波形に対する出力波形の位相差がほぼ０度なっ
ており、48〜50Ｈｚ、および50〜52Ｈｚにおいて若干の
位相差により動作周波数が変化する特性となっている。
つまり、インバータ回路２の単独運転状態となり、負荷
４で消費される無効電力をインバータ回路２から供給す
る場合には、若干の無効電力であっても動作周波数が変
化することになる。

【００３８】そして、インバータ回路２が商用電力系統
３と連系運転時には、商用電力系統３の電源容量が太陽
電池１の電源容量に比較して大きく、周波数が安定して
いるため、連系点電圧は常に系統電圧に維持され、その
結果、インバータ出力電流の周波数が系統電圧の周波
数、即ち、商用周波数に維持されることとなり、波形抽
出手段15の動作周波数が商用周波数に維持され、波形抽
出手段15から商用電力系統３の系統電圧と同位相で、且
つ周波数50Hzの電圧波形が出力されることになる。従っ
て、出力周波数50Hz、運転力率１にてインバータ回路２
が動作することになり、インバータ回路２からは負荷４
で消費される有効電力のみが供給され、負荷４で消費さ
れる無効電力は全て商用電力系統３から供給される。

【００３９】一方、商用電力系統３の停電が発生し、イ
ンバータ回路２の単独運転状態となった場合には、負荷
４で消費される有効電力および無効電力の全てをインバ
ータ回路２から供給することになり、無効成分の供給に
より連系点電圧に対してインバータ電流に位相差が発生
する。このため、インバータ回路２からの無効電力供給
により波形抽出手段15の動作周波数が商用電力系統３の
商用周波数から48Ｈｚ側または52Ｈｚ側へ移行しようと
する。

【００４０】そして、無効電力の供給によりインバータ
回路２からのインバータ出力電流の周波数が50Ｈｚから
48Ｈｚまたは52Ｈｚの方向へ変化することとなり、その
結果、負荷電圧の周波数も同様に変化することになる。

【００４１】また、負荷４での消費電力がインバータ回
路２からの出力に対して軽負荷または重負荷の状態であ
る場合には、負荷電圧が上昇または低下することにな
る。従って、保護回路９において、商用電力系統３との
連系点電圧、即ち、負荷電圧の変化およびその周波数変
化を検知して商用電力系統３の停電状態であると判断
し、リレー７を開放させてインバータ回路２を商用電力
系統３から解列し、インバータ制御部５に解列指令信号
を送出している。尚、本実施例では、連系点電圧の周波
数が49.5Hz以下または50.5Hz以上に変化した場合に、商
用電力系統３の停電状態であると判断している。

【００４２】次に、上記の様に構成された系統連系シス
テムにおける商用電力系統３へのインバータ回路２の連
系および解列処理について説明する。夜間などのように
太陽電池１の出力電圧が、連系運転中に継続運転可能な
必要最低電圧値170Ｖより低くなったときには、インバ
ータ回路２の待機状態であると判断し、保護回路９はリ
レー７に解列指令信号の入力し、リレー７の接点を開く
と共に、インバータ制御部５に停止信号を入力する。イ
ンバータ制御部５は、この停止信号の入力に従いインバ
ータ回路２のインバータ動作を停止する。

【００４３】そして、保護回路９では、太陽電池１の出
力電圧が連系運転可能な必要最低電圧値190Ｖ以上に達
したかどうかを監視し、達した場合にはリレー７に連系
指令信号の入力し、リレー７の接点を閉じると共に、イ
ンバータ制御部５に起動信号を送出する。インバータ制
御部５は、この起動信号の入力に従いインバータ回路２
のインバータ動作を開始させ、システムを連系運転状態
に移行させる。

【００４４】連系運転時においては、上述したように、
出力周波数50Ｈｚ、運転力率１にてインバータ回路２が
動作することになり、インバータ回路２からは負荷４に
対して有効電力のみが供給され、負荷４が必要とする無
効電力は全て商用電力系統３から供給される。

【００４５】そして、連系運転中に、インバータ回路２
からの過電流発生が保護回路９において検出され上述し
たようにインバータ回路２の故障状態であると判断され
た場合には、保護回路９はリレー７およびブレーカ８に
解列指令信号の入力し、リレー７およびブレーカ８の接
点を開くと共に、インバータ制御部５に停止信号を入力
する。インバータ制御部５は、この停止信号の入力に従
いインバータ回路２のインバータ動作を停止する。従っ
て、インバータ回路２の故障により過電流が発生した場
合には、即座にインバータ回路２を商用電力系統３から
解列すると共に、インバータ回路２によるインバータ動
作を停止させ、故障原因が解消され手動操作によりブレ
ーカ８の接点が閉じられるまで、自動的にインバータ回
路２を再起動することがない。

【００４６】一方、保護回路９において、上記過電流発
生が過渡的なものであり、インバータ回路２の故障によ
るものでない場合には、インバータ回路２の待機状態で
あると判断し、保護回路９はリレー７に解列指令信号の
入力してリレー７の接点を開くと共に、インバータ制御
部５に停止信号を入力する。そして、上述したようにイ
ンバータ回路２の運転条件が整った場合には、保護回路
９およびインバータ制御部５により、自動的にリレー７
の接点を閉じてインバータ回路２を再起動させる。

【００４７】また、連系運転中に商用電力系統３の停電
が発生した場合には、インバータ回路２の単独運転状態
となるため、負荷４で消費される無効電力供給のために
波形抽出手段15の動作周波数が50Ｈｚから48Ｈｚ、また
は52Ｈｚの方向へ変化することとなり、その結果、連系
点電圧、即ち負荷電圧の周波数も同様に変化することに
なる。

【００４８】そして、負荷４での消費電力がインバータ
回路２の出力電力に対して軽負荷または重負荷状態とな
っている場合には、系統停電時に負荷電圧が変化するこ
とになる。

【００４９】従って、保護回路９はこの電圧変化または
周波数変化を検出することにより、インバータ回路２の
単独運転状態であると判断し、保護回路９はリレー７に
解列指令信号の入力してリレー７の接点を開くと共に、
インバータ制御部５に停止信号を入力する。そして、上
記インバータ回路２の待機状態時と同様に、運転条件が
整った場合には保護回路９およびインバータ制御部５に
より、自動的にリレー７の接点を閉じてインバータ回路
２を再起動させる。

【００５０】尚、上記実施例では、波形抽出手段15の周
波数−ゲイン特性において、第１および第２バンドパス
フィルタ151、152の中心周波数のゲインに対して商用周
波数ゲインが約１ｄＢ低い値となっている場合について
説明したが、ゲイン特性改善回路155により同じゲイン
となるようにしてもよい。但し、この場合にはゲイン特
性改善回路155の回路構成が複雑となる恐れがある。

【００５１】また、波形抽出手段15として、第１および
第２バンドパスフィルタ151、152の２個のバンドパスフ
ィルタを並列接続して構成する場合について説明した
が、上記したように商用周波数の両側の動作周波数にお
いて入力波形に対する出力波形の位相差が０度となる周
波数−位相特性を有するものであれば構わない。

【００５２】

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、インバ
ータ回路と商用電力系統との連系運転時には、波形抽出
手段の出力信号が商用周波数の系統電圧に同期した出力
波形となり、系統電圧に同期した商用周波数のインバー
タ出力電流が出力され、インバータ回路から負荷へ有効
電力のみを供給するので、インバータ回路の運転力率を
低下させること無く、直流電源の発生電力を有効に利用
することができる。

【００５３】また、商用電力系統の停電時には、インバ
ータ回路からの無効電力供給により波形抽出手段の動作
周波数が商用周波数から変化し、その結果、インバータ
出力電流の周波数が商用周波数から変化することとな
り、連系点電圧の周波数も同様に変化するので、インバ
ータ回路の出力電力と負荷の消費電力とが略等しい負荷
平衡状態においても、不感帯を生じさせること無く保護
回路により系統停電が確実に検出され、即座にインバー
タ回路を商用電力系統から解列させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用させた太陽電池を用いた系統連系
システムの概略構成図である。

【図２】波形抽出手段15の回路図である。

【図３】波形抽出手段15の周波数応答特性を示すボード
線図である。

【符号の説明】

１太陽電池（直流電源）２インバータ回路３商用電力系統４負荷５インバータ制御部６絶縁トランス７系統連系用リレー８ブレーカ９保護回路 10 第１電圧検出手段（アイソレーションアンプ） 11 第２電圧検出手段 12 インバータ電流検出手段 13 差動増幅器 14 乗算器 15 波形抽出手段 16 エラーアンプ 151 第１バンドパスフィルタ（第１波形抽出回路） 152 第２バンドパスフィルタ（第２波形抽出回路） 153 可変抵抗器 154 増幅器 155 ゲイン特性改善回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前川正弘大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (56)参考文献特開平７−131937（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 H02H 3/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源から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を商用電力系統に連系して負
荷に電力を供給する系統連系システムにおいて、動作周波数が商用周波数と該商用周波数の前後の周波数
との３ケ所において位相が０度となる周波数−位相特性
を有し、前記インバータ回路と商用電力系統との連系点
での電圧の基本波周波数成分を抽出する波形抽出手段
と、該波形抽出手段からの出力信号に同期させた電流を前記
インバータ回路から出力させるインバータ制御部と、前記連系点電圧の周波数変化を検出して、前記インバー
タ回路を商用電力系統から解列させる保護回路とを備え
ていることを特徴とする系統連系システム。
【請求項２】前記波形抽出手段は、並列接続された第１
および第２波形抽出回路と、該第１および第２波形抽出
回路の出力端に設けられたゲイン特性改善回路とを有
し、前記第１波形抽出回路の抽出成分の中心周波数は商用周
波数より一定量だけ小さな値に設定され、前記第２波形
抽出回路の抽出成分の中心周波数は商用周波数より一定
量だけ大きな値に設定されており、前記ゲイン特性改善回路は前記波形抽出手段からの出力
値を一定値以下のゲインに抑制することを特徴とする請
求項１記載の系統連系システム。
【請求項３】前記インバータ回路の出力電流を検出する
インバータ電流検出手段を備え、前記保護回路は、前記インバータ電流検出手段による検
出値が一定値以上となり、且つその検出が一定時間以上
継続したことを検知した場合にのみ前記インバータ回路
が故障状態であると判断することを特徴とする請求項１
または２記載の系統連系システム。
【請求項４】前記インバータ回路の出力電流を検出する
インバータ電流検出手段と、前記連系点電圧を検出する
電圧検出手段と、前記インバータ回路と商用電力系統と
の間に設けられた系統連系用リレーと、該系統連系用リ
レーと商用電力系統との間に設けられたブレーカとを備
え、前記保護回路は、前記インバータ電流検出手段による検
出値が一定値以上となり、且つその検出が一定時間以上
継続したことを検知した場合には、前記系統連系用リレ
ーおよびブレーカに解列指令信号を送出すると共に、前
記インバータ電流検出手段による前記検出が一定時間以
上継続しなかったこと、若しくは前記電圧検出手段によ
り検出された連系点電圧の周波数が商用周波数から変化
したことを検知した場合には、前記系統連系用リレーに
解列指令信号を送出することを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の系統連系システム。