JP2962967B2 - Method of detecting islanding operation of interconnection inverter - Google Patents

Method of detecting islanding operation of interconnection inverter

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JP2962967B2
JP2962967B2 JP5098016A JP9801693A JP2962967B2 JP 2962967 B2 JP2962967 B2 JP 2962967B2 JP 5098016 A JP5098016 A JP 5098016A JP 9801693 A JP9801693 A JP 9801693A JP 2962967 B2 JP2962967 B2 JP 2962967B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、商用電力系統と連系し
て使用されるインバータの単独運転検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting an isolated operation of an inverter used in connection with a commercial power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における地球環境保護意識の高まり
によって、環境汚染のないクリーンエネルギー、中でも
太陽電池を利用した太陽光発電が注目されている。太陽
光発電では発電電力が太陽の日射量に応じて大きく変動
するので、電力の安定供給及び余剰発電電力の有効利用
を図るために、ビルや一般家庭に設置された太陽光発電
システム(太陽電池とインバータとから構成される)
は、商用電力系統との連系形態が望ましい。つまり、通
常は、インバータと商用電力系統との並列運転により負
荷に対する給電が行われ、自家に必要な電力の一部又は
全部が太陽光発電によって賄われるとともに、太陽電池
の発電電力が余った場合には商用電力系統へのいわゆる
逆潮流が行われる。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to clean energy free from environmental pollution, particularly to solar power generation using solar cells, due to the increasing awareness of global environmental protection. In the case of photovoltaic power generation, the generated power fluctuates greatly according to the amount of solar radiation, so in order to ensure stable power supply and effective use of surplus generated power, a photovoltaic power generation system (such as a photovoltaic And an inverter)
Is preferably connected to a commercial power system. In other words, usually, power is supplied to the load by parallel operation of the inverter and the commercial power system, and part or all of the power required for the house is covered by the photovoltaic power and the power generated by the photovoltaic cells remains. , A so-called reverse power flow to the commercial power system is performed.

【0003】この種の太陽光発電システムにおいては、
出力の電圧及び周波数を監視し、これらの少なくとも一
方が規定範囲外の値になった時点、すなわち給電異常が
発生した時点で、直ちにインバータの動作を停止させる
か又は遮断器を作動させて連系を解除する連系保護装置
が設けられている。
In this type of photovoltaic power generation system,
Monitor the output voltage and frequency, and when at least one of these values is out of the specified range, that is, when power supply abnormality occurs, immediately stop the operation of the inverter or operate the circuit breaker to Is provided.

【0004】さて、商用電力系統の停電時には、インバ
ータが単独運転状態になる可能性があるが、このとき太
陽光発電システムのみによる給電を続けると、商用電力
系統の送電線には柱上トランスなどによって昇圧された
高電圧が加わることから、停電の復旧作業などの安全が
損なわれてしまう。すなわち、商用電力系統の保全作業
の安全を確保する上で、単独運転状態になった時点で直
ちに給電を停止する必要がある。
At the time of a power failure in the commercial power system, the inverter may enter an independent operation state. At this time, if power is supplied solely by the photovoltaic power generation system, the power transmission line of the commercial power system may include a pole transformer or the like. Since the high voltage boosted by the above is applied, safety such as restoration work of a power failure is impaired. That is, in order to ensure the safety of the maintenance work of the commercial power system, it is necessary to stop the power supply immediately after the state of the islanding operation.

【0005】ここで、インバータの出力電力と負荷の消
費電力との間に所定値以上の差があれば、単独運転状態
になった時点で配電線の電位が大きく上昇又は降下する
ので、上述の連系保護装置によって給電が停止される。
ところが、インバータの出力電力と負荷の消費電力とが
ほぼ等しい負荷平衡状態では、単独運転状態になっても
給電異常が発生しないので、連系保護装置による給電の
停止は望めない。
[0005] Here, if there is a difference between the output power of the inverter and the power consumption of the load equal to or more than a predetermined value, the potential of the distribution line greatly increases or decreases at the time of the isolated operation state. The power supply is stopped by the interconnection protection device.
However, in a load equilibrium state in which the output power of the inverter and the power consumption of the load are substantially equal, no power supply abnormality occurs even in the stand-alone operation state, so that the power supply stoppage by the interconnection protection device cannot be expected.

【0006】そこで、従来において、負荷平衡状態であ
るか否かに係わらず給電を停止するための各種の単独運
転検出方法が提案されている。単独運転検出方法として
は、受動的な検出方法と能動的な検出方法とがある。
In view of the above, various islanding detection methods for stopping power supply regardless of whether the load is in a balanced state have been proposed. As the islanding detection method, there are a passive detection method and an active detection method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の受動的及び能動
的な単独運転検出方法は、インバータの制御部の構成が
複雑になるという問題があった。
The conventional passive and active islanding detection method has a problem that the configuration of the control unit of the inverter is complicated.

【0008】本発明は、このような問題に鑑み、簡単な
電気回路の付加によって所望の検出を実現できる能動的
な単独運転検出方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an active islanding detection method capable of realizing desired detection by adding a simple electric circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る方
法は、上述の課題を解決するため、商用電力系統に連系
された電圧形電流制御方式のインバータの運転に際し
て、前記インバータの負荷として、スイッチング素子の
導通制御によってコンデンサを断続的に接続することに
より負荷の力率を変動させ、この負荷の力率の変動によ
り生じる前記インバータの出力周波数の変動の有無を検
出するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for driving a voltage-controlled current-controlled inverter connected to a commercial power system, the method comprising the steps of: as, to intermittently connect the capacitor by conduction control of the switching element
The power factor of the load fluctuates more
The present invention detects the presence or absence of a change in the output frequency of the inverter.

【0010】請求項2の発明に係る方法は、前記負荷の
力率の変動と同期した前記出力周波数の変動の有無を検
出するものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the method of
It detects the presence or absence of a change in the output frequency in synchronization with a change in the power factor .

【0011】請求項3の発明に係る方法は、位相シフト
回路を用いて電流指令値信号の位相を周期的に変動させ
ることにより前記インバータからの出力力率を常時変動
させ、この出力力率の変動にともなう前記インバータの
出力周波数の変動の有無を検出するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for phase shifting.
Circuit to periodically fluctuate the phase of the current command value signal.
Output power factor from the inverter
Then, the presence or absence of a change in the output frequency of the inverter due to the change in the output power factor is detected.

【0012】[0012]

【作用】コンデンサを断続的に接続すると、インバータ
及び商用電力系統に対する負荷の力率が変動するが、並
列運転時は商用電力系統から負荷変動を補う無効電力が
供給され、インバータは影響を受けない。
When the capacitor is connected intermittently, the power factor of the load on the inverter and the commercial power system fluctuates. However, during parallel operation, reactive power is supplied from the commercial power system to compensate for the load fluctuation, and the inverter is not affected. .

【0013】商用電力系統による給電が停止すると、イ
ンバータにおいて、出力力率と負荷の力率とを一致させ
るように出力周波数を調整するフィードバック制御が行
われる。これにより、周波数が商用周波数から移動し、
フィードバック制御が周波数異常を積極的に生じさせる
ことになる。
When the power supply from the commercial power system is stopped, feedback control is performed in the inverter to adjust the output frequency so that the output power factor and the load power factor match. This shifts the frequency from the commercial frequency,
The feedback control positively causes the frequency abnormality.

【0014】また、電圧形電流制御方式のインバータに
おいて、電流指令値信号の位相を周期的に変化させた場
合には、出力力率が変動して負荷との間に力率の差異が
生じる。そして、この場合にも、商用電力系統による給
電が停止すると、出力周波数を調整するフィードバック
制御が行われる。
In a voltage-source current control type inverter, when the phase of a current command value signal is periodically changed, the output power factor fluctuates, causing a difference in power factor between the output power factor and the load. Then, also in this case, when power supply by the commercial power system is stopped, feedback control for adjusting the output frequency is performed.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の第1実施例に係る可変負荷回
路3を電力系統に接続した状態を示すブロック図、図2
は図1のインバータ20の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a state in which a variable load circuit 3 according to a first embodiment of the present invention is connected to an electric power system.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the inverter 20 of FIG.

【0016】図1において、太陽光発電システム1は、
例えば最大出力電圧が200V程度の太陽電池10と電
圧形電流制御方式のインバータ20とから構成され、図
示しない変圧器や開閉器などを介して商用電力系統(周
波数は50/60Hz)5と連系されている。配電線6
には各種の電化製品などの負荷Zが接続されている。
In FIG. 1, a solar power generation system 1 includes:
For example, it is composed of a solar cell 10 having a maximum output voltage of about 200 V and an inverter 20 of a voltage source current control system, and is interconnected with a commercial power system (frequency: 50/60 Hz) 5 via a transformer or a switch (not shown). Have been. Distribution line 6
Is connected to a load Z such as various electric appliances.

【0017】また、太陽光発電システム1と商用電力系
統5との間には、インバータ20の単独運転を能動的に
検出するための可変負荷回路3が設けられている。可変
負荷回路3は、自己ターンオフ機能を有したスイッチン
グ素子31、例えば1000〜2000μF程度の容量
のコンデンサ32、及び発振回路33から構成されてい
る。発振回路33は、0.5〜2秒程度の周期のスイッ
チングパルス信号Sswを生成してスイッチング素子3
1に印加する。なお、スイッチングパルス信号Sswの
印加はインバータ20の制御と非同期である。
Further, between the photovoltaic power generation system 1 and the commercial power system 5, a variable load circuit 3 for actively detecting the isolated operation of the inverter 20 is provided. The variable load circuit 3 includes a switching element 31 having a self-turn-off function, for example, a capacitor 32 having a capacity of about 1000 to 2000 μF, and an oscillation circuit 33. The oscillation circuit 33 generates a switching pulse signal Ssw having a cycle of about 0.5 to 2 seconds and
Apply to 1. The application of the switching pulse signal Ssw is asynchronous with the control of the inverter 20.

【0018】スイッチング素子31は、スイッチングパ
ルス信号Sswに呼応して周期的に導通状態になり、こ
れによって、コンデンサ32がインバータ20にその負
荷として断続的に接続される。
The switching element 31 is periodically turned on in response to the switching pulse signal Ssw, whereby the capacitor 32 is intermittently connected to the inverter 20 as its load.

【0019】図2に示すように、インバータ20は、複
数のスイッチング素子からなるブリッジ形のインバータ
回路21、インバータ回路21のスイッチング制御を行
うPWM制御部22、逆L形の出力フィルタ23、及び
連系保護装置24から構成されている。
As shown in FIG. 2, the inverter 20 includes a bridge-type inverter circuit 21 including a plurality of switching elements, a PWM control unit 22 for performing switching control of the inverter circuit 21, an inverted L-type output filter 23, and a serial inverter. It comprises a system protection device 24.

【0020】PWM制御部22は、差動増幅器220、
乗算器221、演算増幅器(エラーアンプ)222、P
WMパルス生成部223、及び出力の基準周波数成分を
抽出するためのバンドパスフィルタ224などを有した
フィードバック制御系であり、インバータ20の出力状
態が適正になるようにパルス幅を調整した複数組のPW
Mパルスを各スイッチング素子の導通制御信号としてイ
ンバータ回路21へ出力する。
The PWM control unit 22 includes a differential amplifier 220,
Multiplier 221, operational amplifier (error amplifier) 222, P
A feedback control system including a WM pulse generation unit 223 and a band-pass filter 224 for extracting a reference frequency component of the output, and a plurality of sets of which the pulse width is adjusted so that the output state of the inverter 20 is appropriate. PW
The M pulse is output to the inverter circuit 21 as a conduction control signal for each switching element.

【0021】PWM制御部22では、日射量に応じて変
動する直流入力電圧Viと電圧指令値Vrefとの差を
示す入力誤差信号Saが生成され、この入力誤差信号S
aと出力電圧(すなわち商用交流電圧)の基本周波数成
分に対応した信号Sbとの乗算によって、制御の目標値
を示す電流指令値信号Siが生成される。つまり、入力
誤差信号Saによって出力電流の大きさ(振幅)が設定
され、系統電圧によって出力電流の位相が設定される。
なお、電圧指令値Vrefとしては太陽電池10の最適
動作電圧の近辺の値が設定される。
The PWM control unit 22 generates an input error signal Sa indicating a difference between the DC input voltage Vi that fluctuates according to the amount of solar radiation and the voltage command value Vref.
By multiplying a by a signal Sb corresponding to the fundamental frequency component of the output voltage (that is, the commercial AC voltage), a current command value signal Si indicating a control target value is generated. That is, the magnitude (amplitude) of the output current is set by the input error signal Sa, and the phase of the output current is set by the system voltage.
The voltage command value Vref is set to a value near the optimal operation voltage of the solar cell 10.

【0022】そして、電流指令値信号Siに対して実際
の出力電流の位相を示す信号Scに応じた補正及び適当
な増幅が施され、その後にPWMパルス生成部223内
で、電流指令値信号Siと20kHz程度の変調用三角
波信号との比較及び適当な論理演算によって所定のPW
Mパルスが生成される。
The current command value signal Si is corrected and appropriately amplified in accordance with the signal Sc indicating the phase of the actual output current, and thereafter the current command value signal Si Is compared with a triangular wave signal for modulation of about 20 kHz, and a predetermined PW
M pulses are generated.

【0023】このような制御形式のインバータ20は、
位相の一致した電圧及び電流を出力する。すなわち力率
が1の交流電力のみを出力する能力を有している。した
がって、並列運転中は負荷Z(通常は力率が1より小さ
い)及び可変負荷回路3のコンデンサ32が必要とする
無効電力を商用電力系統5が供給することになる。
The inverter 20 of such a control type is
The phase-matched voltage and current are output. That is, it has the ability to output only AC power with a power factor of one. Therefore, during the parallel operation, the commercial power system 5 supplies the reactive power required by the load Z (normally, the power factor is smaller than 1) and the capacitor 32 of the variable load circuit 3.

【0024】一方、連系保護装置24は、配線用遮断器
(MCCB)241及び異常検出回路242から構成さ
れている。異常検出回路242は、配電線6上の電圧と
周波数とを監視し、これらの少なくとも一方が商用電力
系統5の運用規定の適正範囲から逸脱したときに、直ち
に配線用遮断器241を遮断状態とする。電圧の適正範
囲は基準電圧が101Vの場合には101±6Vの範囲
であり、周波数の適正範囲は基準周波数の±1%の範囲
(基準周波数が60Hzの場合には59.4〜60.6
Hz)である。
On the other hand, the interconnection protection device 24 comprises a circuit breaker (MCCB) 241 and an abnormality detection circuit 242. The abnormality detection circuit 242 monitors the voltage and the frequency on the distribution line 6, and when at least one of them deviates from the proper range of the operation regulation of the commercial power system 5, immediately puts the wiring breaker 241 into a cutoff state. I do. The appropriate voltage range is 101 ± 6 V when the reference voltage is 101 V, and the appropriate frequency range is ± 1% of the reference frequency (59.4 to 60.6 when the reference frequency is 60 Hz).
Hz).

【0025】次に、可変負荷回路3の作用について説明
する。可変負荷回路3を設けることより、負荷状態(力
率)が周期的に変動する。並列運転状態の場合には、商
用電力系統5が無効電力の供給能力を有し且つその電力
容量が十分に大きいことから、負荷変動が商用電力系統
5によって吸収される形となり、給電異常は生じない。
この場合、インバータ20の出力の周波数は商用電力系
統5によって規定されて一定である。
Next, the operation of the variable load circuit 3 will be described. By providing the variable load circuit 3, the load state (power factor) periodically fluctuates. In the case of the parallel operation state, the commercial power system 5 has a reactive power supply capability and its power capacity is sufficiently large, so that the load fluctuation is absorbed by the commercial power system 5 and power supply abnormality occurs. Absent.
In this case, the frequency of the output of inverter 20 is defined by commercial power system 5 and is constant.

【0026】これに対して、商用電力系統5の送電が停
止してインバータ20が単独運転状態になった場合に
は、負荷Zの消費電力とインバータ20の出力電力とが
ほぼ一致した負荷平衡状態(電圧の変動が起こらない状
態)のときにも、配電線6上に負荷変動による影響が現
れる。
On the other hand, when the power transmission of the commercial power system 5 is stopped and the inverter 20 enters the isolated operation state, the load balance state in which the power consumption of the load Z and the output power of the inverter 20 substantially match. Even in a state where the voltage does not fluctuate, the influence of the load fluctuation appears on the distribution line 6.

【0027】つまり、インバータ20においては、例え
ば、式(1)で表されるように負荷の力率cosθが1
でない場合には、この力率cosθが出力電力の力率と
同一の値1に近づくように出力の周波数fを調整する出
力制御が行われる。
That is, in the inverter 20, for example, the power factor cos θ of the load is 1 as expressed by the equation (1).
If not, output control is performed to adjust the output frequency f so that the power factor cos θ approaches the same value 1 as the power factor of the output power.

【0028】 cosθ=R/〔R2 +(1/2πfC)2 1/2 …(1) R:抵抗値 C:容量 したがって、負荷の力率cosθが周期的に変動する
と、これにともなって出力の周波数fも変動し、その変
動が連系保護装置24によって給電異常として検出され
て給電が停止される。このとき、結果的には連系保護装
置24が単独運転の発生を検出したことになる。
Cos θ = R / [R 2 + (1 / 2πfC) 2 ] 1/2 (1) R: resistance value C: capacity Therefore, when the power factor cos θ of the load periodically fluctuates, The output frequency f also fluctuates, and the fluctuation is detected as a power supply abnormality by the interconnection protection device 24, and power supply is stopped. At this time, as a result, the interconnection protection device 24 has detected the occurrence of the islanding operation.

【0029】図3は本発明の第2実施例に係る保護装置
4の構成を示すブロック図である。なお、同図において
は、図1と同一の機能を有した構成要素には同一の符号
を付し、それらの説明を省略又は簡略化する。また以下
の図においても同様である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the protection device 4 according to the second embodiment of the present invention. In the figure, components having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted or simplified. The same applies to the following drawings.

【0030】保護装置4は、例えば500〜1000μ
F程度の容量のコンデンサ32Aを有した可変負荷回路
3A、周波数変動検出回路41、及び配線用遮断器42
から構成されている。
The protection device 4 is, for example, 500 to 1000 μm.
A variable load circuit 3A having a capacitor 32A having a capacity of about F, a frequency fluctuation detection circuit 41, and a circuit breaker 42
It is composed of

【0031】周波数変動検出回路41は、変流器41
1、ハイパスフィルタ412、ローパスフィルタ41
3、OR回路414、AND回路415、及び低周波共
振部416を有し、インバータ20の出力電流がコンデ
ンサ32Aの接続制御のためのスイッチングパルス信号
Sswに同期して変動したときに、配線用遮断器42を
遮断状態とする。
The frequency fluctuation detection circuit 41 includes a current transformer 41
1, high-pass filter 412, low-pass filter 41
3, an OR circuit 414, an AND circuit 415, and a low-frequency resonance unit 416. When the output current of the inverter 20 fluctuates in synchronization with the switching pulse signal Ssw for controlling the connection of the capacitor 32A, disconnection for wiring is performed. The vessel 42 is turned off.

【0032】つまり、保護装置4は、インバータ20の
負荷の力率を意図的に常に変動させておき、インバータ
20の出力周波数の変動の有無によって単独運転を連系
保護装置24(図2参照)と別個に検出し、単独運転を
検出した時点で直ちにインバータ電力系統1と商用電力
系統5との連系を解除する機能を有している。
That is, the protection device 4 intentionally constantly varies the power factor of the load of the inverter 20, and performs the isolated operation depending on whether the output frequency of the inverter 20 varies or not. And the function of immediately canceling the connection between the inverter power system 1 and the commercial power system 5 when the islanding is detected.

【0033】そして、この保護装置4においては、負荷
の力率の変動と同期した出力周波数の変動の有無によっ
て単独運転が検出され、これによって並列運転時の外乱
による周波数変動と単独運転時の周波数変動とが区別さ
れるので、誤検出が起こらない。また、コンデンサ32
Aの容量を低減して出力周波数の変動幅を小さくした場
合にも確実に単独運転を検出することができる。
In the protection device 4, the isolated operation is detected based on the presence or absence of the fluctuation of the output frequency in synchronization with the fluctuation of the power factor of the load, whereby the frequency fluctuation due to the disturbance in the parallel operation and the frequency in the single operation are detected. Since it is distinguished from fluctuation, no erroneous detection occurs. The capacitor 32
Even when the capacity of A is reduced to reduce the fluctuation width of the output frequency, the isolated operation can be reliably detected.

【0034】図4は本発明の第3実施例に係る太陽光発
電システム1Bを商用電力系統5に接続した状態を示す
ブロック図、図5は図4のインバータ20Bの構成を示
すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a state in which a photovoltaic power generation system 1B according to a third embodiment of the present invention is connected to a commercial power system 5, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an inverter 20B in FIG. .

【0035】図4において、太陽光発電システム1B
は、太陽電池10と電圧形電流制御方式のインバータ2
0Bとから構成され、常時は商用電力系統5と連系され
ている。また、配電線6には負荷Zが接続されている。
In FIG. 4, the solar power generation system 1B
Is a solar cell 10 and a voltage-source current control type inverter 2
0B, and is always connected to the commercial power system 5. The load Z is connected to the distribution line 6.

【0036】図5に示すように、インバータ20Bの基
本的な構成は、図2のインバータ20と同一である。た
だし、インバータ20Bでは、PWM制御部22Bのバ
ンドパスフィルタ224と乗算器221との間に、位相
シフト回路225が設けられている。
As shown in FIG. 5, the basic configuration of the inverter 20B is the same as that of the inverter 20 of FIG. However, in the inverter 20B, a phase shift circuit 225 is provided between the bandpass filter 224 and the multiplier 221 of the PWM control unit 22B.

【0037】位相シフト回路225は、バンドパスフィ
ルタ224から出力される信号Sbの位相を、例えば0
〜5°の範囲で周期的に変動させる。これにより、電流
指令値信号Siの位相が変動するので、インバータ20
Bの出力電力は、電圧に対して電流の位相が周期的にず
れた交流電力となる。すなわち、出力力率は常に1では
なく周期的に変動する。
The phase shift circuit 225 changes the phase of the signal Sb output from the bandpass filter 224 to, for example, 0
Periodically fluctuates in the range of 55 °. As a result, the phase of the current command value signal Si fluctuates.
The output power of B is AC power in which the phase of the current is periodically shifted with respect to the voltage. That is, the output power factor is not always 1, but fluctuates periodically.

【0038】並列運転状態の場合には、出力力率と負荷
Zの力率の差を補償するように、商用電力系統5による
給電が行われるので、インバータ20Bの出力電圧及び
出力電流の周波数は商用電力系統5の基準周波数とな
る。
In the parallel operation state, power is supplied from the commercial power system 5 so as to compensate for the difference between the output power factor and the power factor of the load Z. Therefore, the frequency of the output voltage and output current of the inverter 20B is The reference frequency of the commercial power system 5 is used.

【0039】これに対して、インバータ電力系統1Bが
単独運転状態になった場合には、インバータ20Bにお
いて、負荷Zの力率を出力力率に近づけるように周波数
を調整する出力制御が行われる。このため、出力力率の
周期的な変動にともなって出力の周波数も同様に変動
し、その周波数変動が連系保護装置24によって給電異
常として検出されて給電が停止される。このとき、結果
的には連系保護装置24が単独運転の発生を検出したこ
とになる。
On the other hand, when the inverter power system 1B is in the isolated operation state, the inverter 20B performs output control for adjusting the frequency so that the power factor of the load Z approaches the output power factor. For this reason, the frequency of the output also fluctuates with the periodic fluctuation of the output power factor, and the frequency fluctuation is detected by the interconnection protection device 24 as a power supply abnormality, and the power supply is stopped. At this time, as a result, the interconnection protection device 24 has detected the occurrence of the islanding operation.

【0040】上述の図1及び図3の実施例によれば、イ
ンバータ20の外付け部品として可変負荷回路3又は保
護装置4を設けるだけで、インバータ20の制御内容を
何ら変更することなく、能動的な単独運転検出を実現す
ることができる。特に図3の実施例によれば、出力周波
数の変動幅を小さくした場合にも確実に単独運転を検出
することができるので、インバータ20の負荷として接
続するコンデンサ32Aの小容量化を図ることができ。
また、図3の実施例によれば、インバータ20に内蔵さ
れた連系保護装置24及び外付けされた保護装置4によ
って2重の監視が行われることになり、安全性を高める
ことができる。
According to the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the variable load circuit 3 or the protection device 4 is provided as an external component of the inverter 20 and the active content of the inverter 20 is not changed at all. A simple islanding detection can be realized. In particular, according to the embodiment of FIG. 3, even when the fluctuation range of the output frequency is reduced, the isolated operation can be reliably detected, so that the capacity of the capacitor 32A connected as the load of the inverter 20 can be reduced. Can.
Further, according to the embodiment shown in FIG. 3, double monitoring is performed by the interconnection protection device 24 built in the inverter 20 and the external protection device 4, so that safety can be improved.

【0041】図5の実施例によれば、インバータ20B
に位相シフト回路225を設けるだけで容易に無効電力
を出力させ、単独運転状態で周波数異常を生じさせるこ
とができる。この回路を応用すれば、例えばシフトする
位相をマイクロプロセッサユニットなどで制御し、負荷
が軽減して配電線6の電圧が適正範囲の上限値に近づい
たときに、連系保護装置24の遮断器241が作動しな
いように電圧上昇を抑える方法として、従来の有効電力
を絞り込む方法に代えて皮相電力を維持した状態で無効
電力を増大させる方法を用いることができ、これによっ
て太陽電池10の動作点を最大電力点から低出力側に移
動させる必要がなくなることから、太陽電池10の発電
電力の有効利用を図ることができる。
According to the embodiment of FIG. 5, the inverter 20B
By simply providing the phase shift circuit 225, the reactive power can be easily output, and a frequency abnormality can be caused in the isolated operation state. If this circuit is applied, for example, the phase to be shifted is controlled by a microprocessor unit or the like, and when the load is reduced and the voltage of the distribution line 6 approaches the upper limit value of the appropriate range, the circuit breaker of the interconnection protection device 24 As a method of suppressing the voltage rise so that the H.241 does not operate, a method of increasing the reactive power while maintaining the apparent power can be used instead of the conventional method of narrowing the active power. Does not need to be moved from the maximum power point to the low output side, so that the power generated by the solar cell 10 can be effectively used.

【0042】上述の実施例において、太陽電池PVに代
えて、又は太陽電池PVとともに、例えば燃料電池など
の他の発電装置を用いてもよい。上述の実施例におい
て、コンデンサ32,32Aの容量は、インバータ20
の定格出力容量に応じて適宜選定すればよい。また、電
流指令値信号Siの生成及びその補正をマイクロプロセ
ッサユニットによって行ってもよい。その他、PWM制
御部22,22B、連系保護装置24、可変負荷回路
3,3A、及び保護装置4の構成などは本発明の主旨に
沿う範囲内で適宜変更することができる。
In the above-described embodiment, another power generation device such as a fuel cell may be used instead of or together with the solar cell PV. In the above embodiment, the capacity of the capacitors 32 and 32A is
May be appropriately selected according to the rated output capacity of the power supply. The generation and correction of the current command value signal Si may be performed by a microprocessor unit. In addition, the configurations of the PWM control units 22 and 22B, the interconnection protection device 24, the variable load circuits 3 and 3A, and the protection device 4 can be appropriately changed within the scope of the present invention.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、複雑な制御回路を用い
ることなく、確実に単独運転を検出することができる。
According to the present invention, islanding operation can be reliably detected without using a complicated control circuit.

【0044】請求項2の発明によれば、外乱による誤検
出を防止することができるとともに、検出のための電気
回路の小型軽量化を図ることができる。請求項3の発明
によれば、直流電源として太陽電池を用いた場合に、並
列運転時に発電電力の有効利用を図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, erroneous detection due to disturbance can be prevented, and the size and weight of an electric circuit for detection can be reduced. According to the invention of claim 3, when a solar cell is used as the DC power supply, it is possible to effectively use the generated power during the parallel operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る可変負荷回路を電力
系統に接続した状態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a state where a variable load circuit according to a first embodiment of the present invention is connected to a power system.

【図2】図1のインバータの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the inverter of FIG.

【図3】本発明の第2実施例に係る保護装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a protection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例に係るインバータを商用電
力系統に接続した状態を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a state where an inverter according to a third embodiment of the present invention is connected to a commercial power system.

【図5】図4のインバータの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the inverter of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 商用電力系統 20,20B インバータ 31 スイッチング素子 32,32A コンデンサ Ssw スイッチングパルス信号(導通制御信号) Si 電流指令値信号 5 Commercial power system 20, 20B Inverter 31 Switching element 32, 32A Capacitor Ssw Switching pulse signal (conduction control signal) Si current command value signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 康弘 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−71428(JP,A) 特開 平4−229024(JP,A) 実開 昭61−162259(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 3/00 - 5/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yasuhiro Makino 2-18-18 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-62-71428 (JP, A) 4-229024 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 61-162259 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02J 3/00-5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 商用電力系統に連系された電圧形電流制
御方式のインバータの単独運転検出方法であって、 前記インバータの負荷として、スイッチング素子の導通
制御によってコンデンサを断続的に接続することにより
負荷の力率を変動させ、この負荷の力率の変動により生
じる前記インバータの出力周波数の変動の有無を検出す
ることを特徴とする連系用インバータの単独運転検出方
法。
1. A method for detecting an isolated operation of an inverter of a voltage type current control system linked to a commercial power system, comprising: intermittently connecting a capacitor as a load of the inverter by controlling conduction of a switching element.
Fluctuates the power factor of the load, and
Isolated operation detecting method of interconnection inverter, characterized by detecting the presence or absence of variation in the output frequency of Jill said inverter.
【請求項2】 請求項1記載の単独運転検出方法であっ
て、 前記負荷の力率の変動と同期した前記出力周波数の変動
の有無を検出することを特徴とする連系用インバータの
単独運転検出方法。
2. The islanding operation detection method according to claim 1, wherein the presence / absence of the fluctuation of the output frequency in synchronization with the fluctuation of the power factor of the load is detected. Detection method.
【請求項3】 商用電力系統に連系された電圧形電流制
御方式のインバータの単独運転検出方法であって、位相シフト回路を用いて 電流指令値信号の位相を周期的
変動させることにより前記インバータからの出力力率
を常時変動させ、 この出力力率の変動にともなう 前記インバータの出力周
波数の変動の有無を検出することを特徴とする連系用イ
ンバータの単独運転検出方法。
3. A inverter islanding detection method of the commercial power interconnection voltage type current control scheme to the system, the by varying the phase of the current command value signal periodically using a phase shift circuit Output power factor from inverter
Characterized by constantly changing the output power factor and detecting the presence or absence of a change in the output frequency of the inverter due to the change in the output power factor .
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