JP3186430B2 - System interconnection device for distributed power supply - Google Patents

System interconnection device for distributed power supply

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JP3186430B2
JP3186430B2 JP13272694A JP13272694A JP3186430B2 JP 3186430 B2 JP3186430 B2 JP 3186430B2 JP 13272694 A JP13272694 A JP 13272694A JP 13272694 A JP13272694 A JP 13272694A JP 3186430 B2 JP3186430 B2 JP 3186430B2
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は分散電源用系統連系装置
に関し、詳しくは、分散電源を系統電源と連系させた太
陽光発電システム等で使用され、系統電源の停電発生
時、インバータを系統電源から切り離して自立運転する
ように切り替え制御する分散電源用系統連系装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system interconnection device for a distributed power source, and more particularly, to a power generation system in which a distributed power source is connected to a system power source. The present invention relates to a system interconnection device for a distributed power supply that performs switching control so as to operate independently from a system power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、太陽光発電システムは、図3に
示すように直流電源1である太陽電池ユニットとその直
流電源1から発生した直流電力を交流変換するインバー
タ2とからなる分散電源3を、系統連系スイッチ4を介
して系統電源5に連系させ、その分散電源3又は系統電
源5から選択的に負荷6に電力を供給するようにしたも
のである。
2. Description of the Related Art For example, as shown in FIG. 3, a photovoltaic power generation system includes a distributed power supply 3 comprising a solar cell unit as a DC power supply 1 and an inverter 2 for converting the DC power generated from the DC power supply 1 into an alternating current. The power supply 5 is connected to a system power supply 5 via a system connection switch 4, and power is selectively supplied to the load 6 from the distributed power supply 3 or the system power supply 5.

【0003】前記分散電源3のインバータ2には、一般
にその出力電流が目標電流値となるように出力電流をフ
ィードバック制御する電流制御モードによるものと、出
力電圧が目標電圧値となるようにその出力電圧をフィー
ドバック制御する電圧制御モードによるものとがある。
従来、電流制御モードか電圧制御モードのいずれか一方
のモードによるインバータ2が使用され、特に、系統電
源5による系統電圧が安定化しているため、安定した電
流波形を得るために電流制御モードによるインバータ2
が賞用されている。
In general, the inverter 2 of the distributed power source 3 operates in a current control mode in which the output current is feedback-controlled so that the output current becomes a target current value, and its output is output so that the output voltage becomes a target voltage value. There is a voltage control mode in which voltage is feedback controlled.
Conventionally, the inverter 2 in either the current control mode or the voltage control mode is used. In particular, since the system voltage by the system power supply 5 is stabilized, the inverter in the current control mode is used to obtain a stable current waveform. 2
Has been awarded.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、何等かの原
因により系統電源5が停電すると、直流電源1を設置し
た自所内の負荷6までも電力供給不能となる。そのた
め、系統電源5に停電が発生した場合、その時点で系統
連系スイッチ4を遮断した上で、インバータ2を太陽電
池ユニットの直流電源1により自立運転して自所内の負
荷6に電力を供給する必要がある。
However, if the system power supply 5 fails for some reason, power cannot be supplied even to the load 6 in the own place where the DC power supply 1 is installed. Therefore, when a power failure occurs in the system power supply 5, the system interconnection switch 4 is shut off at that time, and the inverter 2 is operated independently by the DC power supply 1 of the solar cell unit to supply power to the load 6 in the own place. There is a need to.

【0005】しかしながら、従来では、系統電源5の正
常時での通常運転と異常時での自立運転の両方で、イン
バータ2を電流制御モードか電圧制御モードのいずれか
一方により制御していたため、以下のような問題があっ
た。
However, conventionally, the inverter 2 is controlled in either the current control mode or the voltage control mode in both the normal operation when the system power supply 5 is normal and the independent operation when the system power supply 5 is abnormal. There was such a problem.

【0006】即ち、電流制御モードによるインバータ2
では、系統電源5の正常時に通常運転している場合に
は、安定した電流波形を得ることができるので問題はな
いが、前記系統電源5に停電が発生して単独運転状態と
なった場合、系統電源5による系統電圧がなくなること
により、インバータ2における出力電流指令値が不安定
となり制御不能に陥って最終的にインバータ2が停止し
てしまうという問題があった。
That is, the inverter 2 in the current control mode
In normal operation of the system power supply 5, there is no problem because a stable current waveform can be obtained. However, when a power failure occurs in the system power supply 5, the system power supply 5 enters an isolated operation state. When the system voltage from the system power supply 5 disappears, the output current command value in the inverter 2 becomes unstable, the control becomes impossible, and the inverter 2 finally stops.

【0007】逆に、電圧制御モードによるインバータ2
では、系統電源5に停電が発生して自立運転している場
合には、安定した出力電圧を得ることができるので問題
はないが、系統電源5の正常時に通常運転した場合、高
調波による歪みで安定した電流波形を得ることが困難と
なりインバータ2の最適な制御を実現することがむずか
しいという問題があった。
On the contrary, the inverter 2 in the voltage control mode
Then, when the system power supply 5 is operating independently due to a power failure, there is no problem because a stable output voltage can be obtained. Therefore, it is difficult to obtain a stable current waveform, and it is difficult to realize optimal control of the inverter 2.

【0008】尚、この問題を解消するための手段とし
て、系統電源との連系時には、インバータ2を電流制御
モードで通常運転させ、前記系統電源5に停電が発生し
た場合、その停電発生時点で制御モードを切り替えて前
記インバータ2を電圧制御モードで自立運転させること
が考えられる。
As a means for solving this problem, the inverter 2 is normally operated in a current control mode during interconnection with a system power supply, and when a power failure occurs in the system power supply 5, It is conceivable to switch the control mode so that the inverter 2 operates independently in the voltage control mode.

【0009】しかしながら、系統電源5の停電発生時、
インバータ2が単独運転状態になると、系統電圧がなく
なってインバータ2への出力電流指令値が不安定とな
り、また、前記単独運転時での電圧と次の自立運転時で
の電圧との同期がとれないため、インバータ2を一旦停
止させ、電圧制御モードに切り替えた上で、前記インバ
ータ2を再起動させて自立運転を開始しなければならな
い。その結果、インバータ2を一旦停止させた時に自所
内の負荷6が停電するという問題が生じる。
However, when a power failure occurs in the system power supply 5,
When the inverter 2 enters the islanding operation state, the system voltage is lost, the output current command value to the inverter 2 becomes unstable, and the voltage in the islanding operation is synchronized with the voltage in the next independent operation. Therefore, the inverter 2 must be stopped once, switched to the voltage control mode, and then restarted to start the self-sustaining operation. As a result, when the inverter 2 is stopped once, there is a problem that the load 6 in the own place is out of power.

【0010】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、系統連系時で
の通常運転と系統停電時での自立運転の両方で、インバ
ータの最適な制御を実現すると共に、系統電源の停電発
生時、自所内の負荷が無停電状態でインバータを電流制
御モードから電圧制御モードへ切り替え得る分散電源用
系統連系装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to optimize an inverter in both normal operation during grid connection and independent operation during system blackout. It is another object of the present invention to provide a system interconnection device for a distributed power supply that can switch the inverter from the current control mode to the voltage control mode in a state where the load in the local power supply is not interrupted when a power failure occurs in the system power supply.

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、直流電源及びインバー
タからなる分散電源を系統連系スイッチを介して系統電
源と連系させた分散電源用系統連系装置において、系統
連系時に電流制御モードによりインバータを通常運転す
る電流制御回路と、系統停電発生時に電圧制御モードに
よりインバータを自立運転する電圧制御回路と、前記電
流制御回路又は電圧制御回路から第1の切り替えスイッ
チを介して選択的に入力される指令値に基づいてインバ
ータをスイッチング動作させるゲート制御回路と、系統
停電発生後のインバータの単独運転を検出して前記第1
の切り替えスイッチを切り替える異常検出回路と、系統
連系スイッチの系統電源側に接続された第1の変圧器
と、前記系統連系スイッチのインバータ側に接続され、
前記電圧制御回路に入力接続された第2の変圧器と、前
記電流制御回路及び電圧制御回路の前段に設けられ、前
記第1の変圧器で検出した系統停電発生後の単独運転で
のインバータ出力電圧の周波数変動を補正した出力電流
指令値を自走発振波により生成すると共に、系統停電発
生後の単独運転でのインバータ出力電圧と同期した電圧
波形を生成し、系統復電時に第2の変圧器で検出した系
統電圧と同期した電圧波形を生成する単一のPLL回路
と、PLL回路の前段に設けられて第1及び第2の変圧
器に接続され、前記異常検出回路の検出出力により切り
替えられる第2の切り替えスイッチとを具備したことを
特徴とする。
As a technical means for achieving the above object, the present invention provides a distributed power supply in which a distributed power supply composed of a DC power supply and an inverter is connected to a system power supply via a system interconnection switch. A power control circuit for normally operating an inverter in a current control mode during a power grid connection, a voltage control circuit for autonomously operating an inverter in a voltage control mode when a power failure occurs, and the current control circuit or the voltage control. A gate control circuit for switching the inverter based on a command value selectively input from the circuit via a first changeover switch; and detecting the first operation of the inverter after a system power failure occurs by detecting the first operation of the inverter.
Detection circuit for switching a changeover switch, and a first transformer connected to a system power supply side of a system interconnection switch
And connected to the inverter side of the grid connection switch,
A second transformer input-connected to the voltage control circuit, and an inverter output provided in a preceding stage of the current control circuit and the voltage control circuit and operated in an isolated operation after the occurrence of a system power failure detected by the first transformer. A self-propelled oscillation wave is used to generate an output current command value in which the frequency fluctuation of the voltage is corrected, and a voltage waveform synchronized with the inverter output voltage in the isolated operation after the occurrence of the system power failure is generated. A single PLL circuit that generates a voltage waveform synchronized with the system voltage detected by the transformer, and is connected to the first and second transformers provided before the PLL circuit and switched by a detection output of the abnormality detection circuit. And a second changeover switch.

【0013】[0013]

【作用】本発明装置は、系統電源との連系時にはインバ
ータを電流制御モードで通常運転し、系統電源の停電発
生時には前記インバータを電流制御モードから電圧制御
モードへ切り替えた上で自立運転を開始するようにした
ものであり、系統連系時と系統停電時の両方で、インバ
ータを最適状態で制御できると共に、本発明では以下の
作用を呈する。
The device of the present invention normally operates the inverter in the current control mode when the power supply is connected to the system power supply, and starts the self-sustained operation after switching the inverter from the current control mode to the voltage control mode when a power failure occurs in the system power supply. The inverter can be controlled in an optimal state both at the time of system interconnection and at the time of system power failure, and the present invention exhibits the following operation.

【0014】 系統停電発生時、PLL回路により、
単独運転でのインバータ出力電圧の周波数変動を補正す
ることにより、インバータが単独運転状態となっても、
前記PLL回路の自走発振波により安定した出力電流指
令値をインバータに付与できる。
When a system power failure occurs, the PLL circuit
By correcting the frequency fluctuation of the output voltage of the inverter in the islanding operation, even if the inverter enters the islanding state,
A stable output current command value can be given to the inverter by the free-running oscillation wave of the PLL circuit.

【0015】 前記PLL回路により、系統停電発生
後の単独運転でのインバータ出力電圧と同期した電圧波
形を生成することができ、過電流が発生することなく、
インバータを自立運転に切り替えることができる。
[0015] The PLL circuit can generate a voltage waveform synchronized with the inverter output voltage in the isolated operation after the occurrence of a system power failure, and without generating an overcurrent.
The inverter can be switched to independent operation.

【0016】 前記から、インバータを電流制御
モードから電圧制御モードへ切り替える際に一旦停止さ
せることなく、自所内の負荷を無停電の状態で制御切り
替えが行なえる。
As described above, the control can be switched in a state where the load in the own place is uninterrupted without temporarily stopping when switching the inverter from the current control mode to the voltage control mode.

【0017】 系統復電時、系統復電後の系統電圧に
基づいて、前記PLL回路により、系統電圧と同期した
電圧波形を生成することができ、系統連系開始時、過電
流が発生することなく、インバータを通常運転に切り替
えることができる。
At the time of system restoration, a voltage waveform synchronized with the system voltage can be generated by the PLL circuit based on the system voltage after the system restoration, and an overcurrent occurs at the start of system interconnection. And the inverter can be switched to normal operation.

【0018】尚、系統連系スイッチのインバータ側に接
続された第2の変圧器により、系統停電発生後のインバ
ータの自立運転中、インバータ出力電圧を検出しながら
インバータをフィードバック制御することが可能とな
る。
It is to be noted that the second transformer connected to the inverter side of the system interconnection switch makes it possible to perform feedback control of the inverter while detecting the inverter output voltage during the self-sustaining operation of the inverter after the occurrence of a system power failure. Become.

【0019】[0019]

【実施例】以下、分散電源用系統連系装置を太陽光発電
システムに適用した実施例について図1及び図2に示し
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a system interconnection device for a distributed power source is applied to a photovoltaic power generation system will be described below with reference to FIGS.

【0020】図1及び図2に示す太陽光発電システム
は、まず概略的に説明すると、直流電源11である太陽
電池ユニットとその直流電源11から発生した直流電力
を交流変換するインバータ12とからなる分散電源13
を、系統連系スイッチ14及びサーキットブレーカ15
を介して系統電源16に連系させ、その分散電源13又
は系統電源16から選択的に自所内負荷17に電力を供
給するようにしたものである。尚、前記系統連系スイッ
チ14はマグネットスイッチであり、前記インバータ1
2及び自所内負荷17を系統から切り離すためのもので
ある。
The photovoltaic power generation system shown in FIGS. 1 and 2 is roughly described first. The photovoltaic power generation system comprises a solar cell unit as a DC power supply 11 and an inverter 12 for converting DC power generated from the DC power supply 11 into AC. Distributed power supply 13
The system interconnection switch 14 and the circuit breaker 15
The power supply is connected to the system power supply 16 via the power supply, and power is selectively supplied from the distributed power supply 13 or the system power supply 16 to the local load 17. The system interconnection switch 14 is a magnet switch, and the inverter 1
2 and the in-house load 17 are separated from the system.

【0021】図1に示す本発明の基本をなす実施例は、
後述する電流制御回路18、電圧制御回路19、ゲート
制御回路20、異常検出回路21及び本発明の特徴であ
るPLL回路22で主要部が構成される。
The embodiment which forms the basis of the invention shown in FIG.
A main part is configured by a current control circuit 18, a voltage control circuit 19, a gate control circuit 20, an abnormality detection circuit 21, and a PLL circuit 22, which is a feature of the present invention, which will be described later.

【0022】尚、図中、23は電流制御回路18及び電
圧制御回路19の出力とゲート制御回路20の入力間に
挿入接続された切り替えスイッチで、異常検出回路21
の出力により電流制御モード又は電圧制御モードを選択
して切り替える。24は系統母線25に設けられて電流
制御回路18及び異常検出回路21に接続された変流
器、26は系統母線25の系統連系スイッチ14の系統
電源側に接続された変圧器で、異常検出回路21及びP
LL回路22に接続される。
In the figure, reference numeral 23 denotes a change-over switch inserted between the outputs of the current control circuit 18 and the voltage control circuit 19 and the input of the gate control circuit 20.
And the current control mode or the voltage control mode is selected and switched. 24 is a current transformer provided on the system bus 25 and connected to the current control circuit 18 and the abnormality detection circuit 21; 26 is a transformer connected to the system power supply side of the system interconnection switch 14 of the system bus 25; Detection circuit 21 and P
Connected to LL circuit 22.

【0023】電流制御回路18は、系統電源16との連
系時、変流器24で検出されたインバータ出力電流の振
幅及び位相に基づく電流制御モードでインバータ12を
通常運転させるもので、以下の出力電流指令値演算回路
部27を含む。この出力電流指令値演算回路部27は、
例えば、BPF〔バンドパスフィルタ〕回路やオペアン
プ回路などで構成され、系統連系時、インバータ出力電
圧の変動が生じた場合、その変動を抑制するため、イン
バータ出力電圧に対する電流位相を制御して演算により
出力電流指令値を生成する。この出力電流指令値演算回
路部27から出力される出力電流指令値に基づきインバ
ータ12から無効電力分を出力させるようにインバータ
12を無効電力制御する。尚、前記インバータ12を力
率1で運転する場合には、前記出力電流指令値演算回路
部27は必要としない。
The current control circuit 18 normally operates the inverter 12 in a current control mode based on the amplitude and phase of the inverter output current detected by the current transformer 24 when connected to the system power supply 16. An output current command value calculation circuit unit 27 is included. This output current command value calculation circuit unit 27
For example, it is composed of a BPF (bandpass filter) circuit, an operational amplifier circuit, etc., and when the inverter output voltage fluctuates during grid connection, the current phase with respect to the inverter output voltage is controlled and calculated in order to suppress the fluctuation. To generate an output current command value. Based on the output current command value output from the output current command value calculation circuit unit 27, the inverter 12 controls the reactive power so that the inverter 12 outputs the reactive power. When the inverter 12 is operated at a power factor of 1, the output current command value calculation circuit 27 is not required.

【0024】また、電圧制御回路19は、系統電源16
の停電発生時、変圧器26から検出されたインバータ出
力電圧に基づいて自走信号による出力電圧指令値を設定
し、この出力電圧指令値に基づく電圧制御モードにより
インバータ12を自立運転させる。ゲート制御回路20
は、切り替えスイッチ23を介して電流制御回路18又
は電圧制御回路19から選択的に入力される指令値に基
づいてインバータ12をスイッチング動作させる。異常
検出回路21は、系統停電発生時、インバータ12の単
独運転による系統電圧の上昇・降下又は歪みに基づく電
圧変動を変圧器26により検出する。
The voltage control circuit 19 is connected to the system power supply 16.
When a power failure occurs, an output voltage command value based on a free-running signal is set based on the inverter output voltage detected from the transformer 26, and the inverter 12 is operated independently in a voltage control mode based on the output voltage command value. Gate control circuit 20
Causes the inverter 12 to perform a switching operation based on a command value selectively input from the current control circuit 18 or the voltage control circuit 19 via the changeover switch 23. When a system power failure occurs, the abnormality detection circuit 21 uses the transformer 26 to detect a voltage fluctuation based on a rise / fall or distortion of the system voltage due to the independent operation of the inverter 12.

【0025】前記電流制御回路18及び電圧制御回路1
9の前段に設けられた単一のPLL回路22は、異常検
出回路21から出力される検出信号に基づいて、系統停
電発生後の単独運転でのインバータ出力電圧の上昇・降
下又は歪みに伴う周波数変動を補正して自走発振波によ
り安定した出力電流指令値を生成し、これを単独運転で
の出力電流指令値として切り替えスイッチ23を介して
ゲート制御回路20に送出すると共に、系統停電発生後
の単独運転でのインバータ出力電圧と同期した電圧波形
を生成し、これを自立運転での出力電圧指令値として切
り替えスイッチ23を介してゲート制御回路20に送出
する。
The current control circuit 18 and the voltage control circuit 1
9, a single PLL circuit 22 provided on the basis of a detection signal output from the abnormality detection circuit 21 operates based on a detection signal output from the abnormality detection circuit 21. A fluctuation is corrected to generate a stable output current command value by the free-running oscillating wave, and this is sent to the gate control circuit 20 via the switch 23 as the output current command value in the isolated operation. A voltage waveform synchronized with the inverter output voltage in the stand-alone operation is generated and sent to the gate control circuit 20 via the switch 23 as the output voltage command value in the stand-alone operation.

【0026】本発明装置の動作を以下に詳述する。The operation of the device of the present invention will be described in detail below.

【0027】まず、系統電源16との連系時、その系統
電源16が正常状態であれば、インバータ12を電流制
御モードで通常運転させる。この時、系統連系スイッチ
14及びサーキットブレーカ15はONした状態にあ
る。また、切り替えスイッチ14は電流制御回路側に接
続された状態にある。この状態で、系統母線25の変流
器24で検出されるインバータ出力電流に基づいて電流
制御回路18では出力電流指令値を生成し、この電流制
御回路18から出力される出力電流指令値に基づいて切
り替えスイッチ23を介してゲート制御回路20により
インバータ12を電流制御モードで通常運転させる。
First, at the time of interconnection with the system power supply 16, if the system power supply 16 is in a normal state, the inverter 12 is normally operated in the current control mode. At this time, the system interconnection switch 14 and the circuit breaker 15 are in an ON state. Further, the changeover switch 14 is in a state of being connected to the current control circuit side. In this state, the current control circuit 18 generates an output current command value based on the inverter output current detected by the current transformer 24 of the system bus 25, and based on the output current command value output from the current control circuit 18. The inverter 12 is normally operated in the current control mode by the gate control circuit 20 via the changeover switch 23.

【0028】ここで、前記系統電源16に停電が発生す
ると、系統電圧がなくなることになりインバータ12が
電流制御モードで単独運転状態となる。この系統電源1
6の停電発生後の単独運転状態でのインバータ出力電圧
の上昇・降下又は歪みを変圧器26を介して異常検出回
路21により検出する。
Here, when a power failure occurs in the system power supply 16, the system voltage is lost, and the inverter 12 enters the isolated operation state in the current control mode. This system power supply 1
In step 6, the abnormality detection circuit 21 detects a rise, fall, or distortion of the inverter output voltage in the isolated operation state after the occurrence of the power failure through the transformer 26.

【0029】一方、系統電源16での停電発生によりイ
ンバータ12が単独運転状態となってインバータ出力電
圧の上昇・降下又は歪みに伴う周波数の変動が発生して
も、その周波数変動を電流制御回路18の前段に設けた
ディジタル処理のPLL回路22により補正し、このP
LL回路22の自走発振波により電流制御回路18から
安定した出力電流指令値を出力する。これにより、イン
バータ12の単独運転時に安定した出力電流指令値を確
保することができ、前記インバータ12が制御不能に陥
って最終的に停止することを回避することができる。
On the other hand, even if the inverter 12 enters the isolated operation state due to the occurrence of a power failure in the system power supply 16 and a frequency fluctuation occurs due to a rise / fall or distortion of the inverter output voltage, the frequency fluctuation is detected by the current control circuit 18. Is corrected by a digital processing PLL circuit 22 provided at the preceding stage of
The current control circuit 18 outputs a stable output current command value by the free-running oscillation wave of the LL circuit 22. As a result, a stable output current command value can be secured during the independent operation of the inverter 12, and it is possible to prevent the inverter 12 from becoming uncontrollable and eventually stopping.

【0030】他方、このインバータ12の単独運転時、
前記変圧器26により検出されるインバータ出力電圧と
同じ電圧波形を前記PLL回路22により生成して電圧
制御回路19に入力する。これにより、電圧制御回路1
9では、PLL回路22により単独運転での前記インバ
ータ出力電圧と同期した電圧波形を持つ出力電圧指令値
を生成することができる。
On the other hand, when the inverter 12 operates alone,
The same voltage waveform as the inverter output voltage detected by the transformer 26 is generated by the PLL circuit 22 and input to the voltage control circuit 19. Thereby, the voltage control circuit 1
In No. 9, the output voltage command value having a voltage waveform synchronized with the inverter output voltage in the isolated operation can be generated by the PLL circuit 22.

【0031】その結果、系統電源16の停電発生時、イ
ンバータ12の単独運転状態を検出した後、前記異常検
出回路21から出力される検出信号に基づいて、切り替
えスイッチ23を電圧制御回路側に切り替えて電流制御
モードから電圧制御モードへ移行する際でも、前述した
ように電圧制御回路19から単独運転状態でのインバー
タ出力電圧と完全に同期した電圧波形が出力されている
ため、前記インバータ12を停止させることなく、か
つ、過電流が発生することなく、電流制御モードから電
圧制御モードへの切り替えがスムーズに行なえる。
As a result, when a power failure occurs in the system power supply 16, after detecting the independent operation state of the inverter 12, the changeover switch 23 is switched to the voltage control circuit side based on the detection signal output from the abnormality detection circuit 21. As described above, even when shifting from the current control mode to the voltage control mode, the voltage control circuit 19 outputs the voltage waveform completely synchronized with the inverter output voltage in the isolated operation state. The switching from the current control mode to the voltage control mode can be performed smoothly without causing any overcurrent.

【0032】このようにして、切り替えスイッチ23を
介してゲート制御回路20によりインバータ12の電圧
制御モードによる自立運転を開始する。これと同時に、
系統連系スイッチ14をOFFすることにより、インバ
ータ12及び自所内の負荷17を系統電源16から切り
離すことになる。インバータ12の自立運転は、PLL
回路22の自走発振波により電圧制御回路19による電
圧制御モードで行なわれる。
In this way, the gate control circuit 20 starts the self-sustaining operation of the inverter 12 in the voltage control mode via the changeover switch 23. At the same time,
Turning off the system interconnection switch 14 disconnects the inverter 12 and the load 17 in the own location from the system power supply 16. Independent operation of the inverter 12 is performed by a PLL
The operation is performed in the voltage control mode by the voltage control circuit 19 by the free-running oscillation wave of the circuit 22.

【0033】前記系統電源16が復電した場合、系統連
系スイッチ14は上述したようにOFFした状態にあ
る。この時、系統復電による系統電圧を変圧器26で検
出してPLL回路22により前記系統電圧と同期した電
圧波形を生成して電圧制御回路19及び電流制御回路1
8に入力する。これにより、電圧制御モードにより自立
運転しているインバータ12の出力電圧と系統電圧とを
完全に同期させることができ、この状態で、系統連系ス
イッチ14をONしても過電流が流れることなく、イン
バータ12を系統電源16と連系させることができ、そ
の後、切り替えスイッチ23を電流制御回路側へ切り替
えて電圧制御モードから電流制御モードへ移行させ、電
流制御モードによる通常運転を開始する。
When the power of the system power supply 16 is restored, the system interconnection switch 14 is in the OFF state as described above. At this time, the system voltage detected by the system restoration is detected by the transformer 26, and a voltage waveform synchronized with the system voltage is generated by the PLL circuit 22 to generate the voltage control circuit 19 and the current control circuit 1.
Enter 8 As a result, the output voltage of the inverter 12 and the system voltage that are operating independently in the voltage control mode can be completely synchronized with each other. In this state, even when the system interconnection switch 14 is turned on, no overcurrent flows. Then, the inverter 12 can be connected to the system power supply 16, and then the changeover switch 23 is switched to the current control circuit side to shift from the voltage control mode to the current control mode, thereby starting the normal operation in the current control mode.

【0034】尚、図1の実施例では、負荷17に歪みが
ないために電圧フィードバック系を持たないインバータ
12に適用した場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されることなく、上記実施例の応用例として、負
荷17に歪みがあるために電圧フィードバック系を持つ
インバータ12に適用することが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the case where the present invention is applied to the inverter 12 having no voltage feedback system because the load 17 has no distortion has been described. However, the present invention is not limited to this. As an application example of the example, since the load 17 has distortion, it can be applied to the inverter 12 having a voltage feedback system.

【0035】図2に示す応用例は、上述した実施例の系
統連系スイッチ14の系統電源側に設けた変圧器26
〔第1の変圧器と称す〕とは別に、系統連系スイッチ1
4のインバータ側にもう一つの変圧器28〔第2の変圧
器と称す〕を接続すると共に、前記実施例の切り替えス
イッチ23〔第1の切り替えスイッチと称す〕とは別
に、PLL回路22の前段に切り替えスイッチ29〔第
2の切り替えスイッチと称す〕を設ける。前記第2の変
圧器28の出力は、異常検出回路21及び電圧制御回路
19と前記第2の切り替えスイッチ29の一方の端子に
入力接続される。一方、第1の変圧器26の出力は、第
2の切り替えスイッチ29の他方の端子に入力接続され
る。
An application example shown in FIG. 2 is a transformer 26 provided on the system power supply side of the system interconnection switch 14 of the above-described embodiment.
Apart from [referred to as the first transformer], the system interconnection switch 1
4 and another transformer 28 [referred to as a second transformer] is connected to the inverter side of the PLL circuit 22 in addition to the switch 23 [referred to as the first switch] of the embodiment. Is provided with a changeover switch 29 (referred to as a second changeover switch). The output of the second transformer 28 is connected to the abnormality detection circuit 21 and the voltage control circuit 19 and to one terminal of the second switch 29. On the other hand, the output of the first transformer 26 is connected to the other terminal of the second switch 29.

【0036】この応用例のように系統連系スイッチ14
のインバータ側に接続した第2の変圧器28を電圧制御
回路19に入力接続したことにより、系統停電中、イン
バータ12の電圧制御モードによる自立運転において、
インバータ出力電圧を第2の変圧器28で検出し、その
検出信号に基づいて電圧制御回路19でフィードバック
制御することが可能であり、電圧歪みや制御遅れを補正
することができる。また、系統停電発生後のインバータ
12の単独運転を異常検出回路21で検出することによ
り、第1の切り替えスイッチ23を電圧制御回路側に切
り替えて自立運転へ移行するが、この時、第2の切り替
えスイッチ29も電圧制御回路側へ切り替えておく。こ
のようにすれば、系統復電時、系統電圧を第1の変圧器
26及び第2の切り替えスイッチ29を介して検出する
ことができ、自立運転中のインバータ12の出力電圧と
系統電圧とを同期させることが可能である。
As shown in this application example, the system interconnection switch 14
Is connected to the voltage control circuit 19 by the input of the second transformer 28 connected to the inverter side.
The inverter output voltage can be detected by the second transformer 28, and the voltage control circuit 19 can perform feedback control based on the detection signal, so that voltage distortion and control delay can be corrected. In addition, by detecting the isolated operation of the inverter 12 after the occurrence of the system power failure by the abnormality detection circuit 21, the first changeover switch 23 is switched to the voltage control circuit side to shift to the independent operation. The changeover switch 29 is also switched to the voltage control circuit side. In this way, when the power is restored, the system voltage can be detected via the first transformer 26 and the second changeover switch 29, and the output voltage of the inverter 12 and the system voltage during the self-sustaining operation can be detected. It is possible to synchronize.

【0037】上記実施例では、太陽光発電システムにつ
いて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、
太陽電池ユニット以外の他の直流電源を有するシステム
にも適用可能である。
In the above embodiment, the photovoltaic power generation system has been described, but the present invention is not limited to this.
The present invention is also applicable to a system having a DC power source other than the solar cell unit.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、電圧制御回路及び電流
制御回路の前段に単一のPLL回路を設けたことによ
り、系統停電発生後にインバータが単独運転状態となっ
ても、安定した出力電流指令値をインバータに付与で
き、系統停電発生後の単独運転から自立運転への制御切
り替え時、及び系統復電時の自立運転から通常運転への
制御切り替え時に、インバータ出力電圧と同期した電圧
波形でもって制御切り替えを行なうことができるので過
電流が発生することはない。これにより、インバータを
制御モード切り替え時に一旦停止させることなく、自所
内の負荷を無停電の状態で制御切り替えが行なえる。ま
た、単一のPLL回路を設けるだけでよいので、装置の
コスト低減及び小型化も実現容易となる。
According to the present invention, since a single PLL circuit is provided before the voltage control circuit and the current control circuit, a stable output current can be obtained even if the inverter enters an isolated operation state after a system power failure occurs. A command value can be given to the inverter, and a voltage waveform synchronized with the inverter output voltage is used when switching control from standalone operation to independent operation after a system power failure occurs, and when switching control from independent operation to normal operation when the system is restored. Since the control can be switched in this manner, no overcurrent occurs. Thus, control switching can be performed without interrupting the load in the own location without temporarily stopping the inverter when switching the control mode. Further, since only a single PLL circuit needs to be provided, it is easy to reduce the cost and size of the device.

【0039】尚、系統連系スイッチのインバータ側にも
変圧器を接続し、その出力を電圧制御回路に入力接続す
るようにすれば、自立運転中にあるインバータをフィー
ドバック制御できるので、電圧歪みや制御遅れを補正す
ることが可能となり、負荷に歪みがある場合でも最適制
御が実現できる。
If a transformer is also connected to the inverter side of the system interconnection switch and its output is connected to the voltage control circuit, feedback control of the inverter during self-sustained operation can be performed. Control delay can be corrected, and optimal control can be realized even when the load has distortion.

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

【図1】本発明に係る分散電源用インバータ装置の実施
例を示す回路ブロック図
FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of an inverter device for a distributed power supply according to the present invention.

【図2】本発明の応用例を示す回路ブロック図FIG. 2 is a circuit block diagram showing an application example of the present invention.

【図3】分散電源用インバータ装置を系統電源と連系さ
せた状態を示す概略構成図
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a state in which the distributed power supply inverter device is connected to a system power supply.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 インバータ 13 分散電源 14 系統連系スイッチ 16 系統電源 18 電流制御回路 19 電圧制御回路 20 ゲート制御回路 21 異常検出回路 22 PLL回路 23 切り替えスイッチ〔第1の切り替えスイッチ〕 26 変圧器〔第1の変圧器〕 28 変圧器〔第2の変圧器〕 29 切り替えスイッチ〔第2の切り替えスイッチ〕 REFERENCE SIGNS LIST 12 inverter 13 distributed power supply 14 system interconnection switch 16 system power supply 18 current control circuit 19 voltage control circuit 20 gate control circuit 21 abnormality detection circuit 22 PLL circuit 23 changeover switch [first changeover switch] 26 transformer [first transformer Unit] 28 Transformer [second transformer] 29 Changeover switch [second changeover switch]

フロントページの続き (72)発明者 志方 俊彦 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−7832(JP,A) 特開 昭62−155732(JP,A) 特開 平4−190634(JP,A) 特開 平3−196207(JP,A) 特開 昭60−216727(JP,A) 特開 昭59−153426(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/06 - 3/46 H02J 7/35 H02M 7/48 Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiko Shikata 47, Umezu Takaune-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Nissin Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-2-7832 (JP, A) JP-A-62-155732 ( JP, A) JP-A-4-190634 (JP, A) JP-A-3-196207 (JP, A) JP-A-60-216727 (JP, A) JP-A-59-153426 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 3/06-3/46 H02J 7/35 H02M 7/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】インバータを含む分散電源を系統連系スイ
ッチを介して系統電源と連系させたものにおいて、系統
連系時に電流制御モードによりインバータを通常運転す
る電流制御回路と、系統停電発生時に電圧制御モードに
よりインバータを自立運転する電圧制御回路と、前記電
流制御回路又は電圧制御回路から第1の切り替えスイッ
チを介して選択的に入力される指令値に基づいてインバ
ータをスイッチング動作させるゲート制御回路と、系統
停電発生後のインバータの単独運転を検出して前記第1
の切り替えスイッチを切り替える異常検出回路と、系統
連系スイッチの系統電源側に接続された第1の変圧器
と、前記系統連系スイッチのインバータ側に接続され、
前記電圧制御回路に入力接続された第2の変圧器と、前
記電流制御回路及び電圧制御回路の前段に設けられ、前
記第1の変圧器で検出した系統停電発生後の単独運転で
のインバータ出力電圧の周波数変動を補正した出力電流
指令値を自走発振波により生成すると共に、系統停電発
生後の単独運転でのインバータ出力電圧と同期した電圧
波形を生成し、系統復電時に第2の変圧器で検出した系
統電圧と同期した電圧波形を生成する単一のPLL回路
と、PLL回路の前段に設けられて第1及び第2の変圧
器に接続され、前記異常検出回路の検出出力により切り
替えられる第2の切り替えスイッチとを具備したことを
特徴とする分散電源用系統連系装置。
1. A system in which a distributed power supply including an inverter is interconnected to a system power supply via a system interconnection switch, wherein a current control circuit for normally operating the inverter in a current control mode at the time of system interconnection, and A voltage control circuit for independently operating the inverter in a voltage control mode, and a gate control circuit for switching the inverter based on a command value selectively input from the current control circuit or the voltage control circuit via a first switch. Detecting the isolated operation of the inverter after the occurrence of the system power failure, and
Detection circuit for switching a changeover switch, and a first transformer connected to a system power supply side of a system interconnection switch
And connected to the inverter side of the grid connection switch,
A second transformer input-connected to the voltage control circuit, and an inverter output provided in a preceding stage of the current control circuit and the voltage control circuit and operated in an isolated operation after the occurrence of a system power failure detected by the first transformer. A self-propelled oscillation wave is used to generate an output current command value in which the frequency fluctuation of the voltage is corrected, and a voltage waveform synchronized with the inverter output voltage in the isolated operation after the occurrence of the system power failure is generated. A single PLL circuit that generates a voltage waveform synchronized with the system voltage detected by the transformer, and is connected to the first and second transformers provided before the PLL circuit and switched by a detection output of the abnormality detection circuit. And a second changeover switch.
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