JP3213444B2 - インバータの単独運転検出方法 - Google Patents
インバータの単独運転検出方法Info
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Description
【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。
て使用されるインバータの単独運転検出方法に関する。
【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
光発電においては、その発電電力が太陽の日射量に応じ
て大きく変動するため、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、しばしば商用電力系統との
連系によって運転される。
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
光発電においては、その発電電力が太陽の日射量に応じ
て大きく変動するため、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、しばしば商用電力系統との
連系によって運転される。
【０００３】上述のような太陽光発電システムでは連系
用のインバータが使用される。そのインバータが商用電
力系統との連系によって運転しているときに、商用電力
系統が停電すると、インバータが単独運転状態となる可
能性がある。単独運転状態が継続すると停電の復旧作業
の安全性が損なわれてしまうので、単独運転状態となっ
たことをできるだけ早く検出し、迅速にインバータの運
転を停止させ又は商用電力系統から切り離す必要があ
る。
用のインバータが使用される。そのインバータが商用電
力系統との連系によって運転しているときに、商用電力
系統が停電すると、インバータが単独運転状態となる可
能性がある。単独運転状態が継続すると停電の復旧作業
の安全性が損なわれてしまうので、単独運転状態となっ
たことをできるだけ早く検出し、迅速にインバータの運
転を停止させ又は商用電力系統から切り離す必要があ
る。
【０００４】従来において、インバータの単独運転状態
を検出する方法として、インバータの出力に１０Ｈｚ程
度の低い周波数で振幅変調されたゆらぎ成分を含ませて
おき、このゆらぎ成分をフィルタなどを用いてアナログ
的に検出する方法が用いられている。
を検出する方法として、インバータの出力に１０Ｈｚ程
度の低い周波数で振幅変調されたゆらぎ成分を含ませて
おき、このゆらぎ成分をフィルタなどを用いてアナログ
的に検出する方法が用いられている。
【０００５】図７は従来の単独運転検出回路８０を示す
ブロック図である。従来の単独運転検出回路８０による
と、適当な変圧器を介して検出されたインバータの出力
電圧Ｖｏから、バンドパスフィルタ８１によってノイズ
成分を除去した後、ＡＭ検波器８２によってＡＭ検波す
る。そして、バンドパスフィルタ８３によって１０Ｈｚ
のゆらぎ成分のみを取り出し、ゆらぎ成分の振幅を基準
値と比較し、ゆらぎ成分が基準値を越えたときに、イン
バータが単独運転状態であることを示す検出信号Ｓ１０
を得ている。
ブロック図である。従来の単独運転検出回路８０による
と、適当な変圧器を介して検出されたインバータの出力
電圧Ｖｏから、バンドパスフィルタ８１によってノイズ
成分を除去した後、ＡＭ検波器８２によってＡＭ検波す
る。そして、バンドパスフィルタ８３によって１０Ｈｚ
のゆらぎ成分のみを取り出し、ゆらぎ成分の振幅を基準
値と比較し、ゆらぎ成分が基準値を越えたときに、イン
バータが単独運転状態であることを示す検出信号Ｓ１０
を得ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の検出方法によると、バンドパスフィルタ８３によって
１０Ｈｚのゆらぎ成分のみを分離して取り出すことが困
難であるため、誤検出を防ぐために基準値をある程度の
大きい値としておく必要があり、また回路の温度ドリフ
トによる影響があるため、検出感度を高めることが容易
ではなかった。そのため、単独運転状態を確実且つ迅速
に検出することが容易ではなかった。
の検出方法によると、バンドパスフィルタ８３によって
１０Ｈｚのゆらぎ成分のみを分離して取り出すことが困
難であるため、誤検出を防ぐために基準値をある程度の
大きい値としておく必要があり、また回路の温度ドリフ
トによる影響があるため、検出感度を高めることが容易
ではなかった。そのため、単独運転状態を確実且つ迅速
に検出することが容易ではなかった。
【０００７】また、ゆらぎ成分の周波数が極めて低いこ
とからバンドパスフィルタ８３が大型化し、さらには、
バンドパスフィルタ８１の通過周波数を５０Ｈｚと６０
Ｈｚとに切り換えるための回路を要するため、インバー
タの小型化及び取扱いの簡便化という点においても問題
があった。
とからバンドパスフィルタ８３が大型化し、さらには、
バンドパスフィルタ８１の通過周波数を５０Ｈｚと６０
Ｈｚとに切り換えるための回路を要するため、インバー
タの小型化及び取扱いの簡便化という点においても問題
があった。
【０００８】本発明は、上述の問題に鑑み、ゆらぎ成分
の検出感度を高めて単独運転状態を確実且つ迅速に検出
するとともに、インバータの小型化を図ることの可能な
インバータの単独運転検出方法を提供することを目的と
する。
の検出感度を高めて単独運転状態を確実且つ迅速に検出
するとともに、インバータの小型化を図ることの可能な
インバータの単独運転検出方法を提供することを目的と
する。
【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
されるインバータの出力に含まれた、商用周波数よりも
低い周波数により振幅変調された成分を検出して前記イ
ンバータの単独運転を検出する方法であって、前記イン
バータの出力電圧を、前記商用電力系統の電圧波形の周
期よりも充分に短い周期でサンプリングしてディジタル
値である電圧データに変換し、前記電圧データの中から
ピーク値を検出し、前記各ピーク値を周波数解析するこ
とによって前記振幅変調成分を検出し、前記振幅変調成
分の振幅が基準値よりも大きいときに、前記インバータ
が単独運転状態であることを検出する単独運転検出方法
である。
法は、上述の課題を解決するため、商用電力系統に連系
されるインバータの出力に含まれた、商用周波数よりも
低い周波数により振幅変調された成分を検出して前記イ
ンバータの単独運転を検出する方法であって、前記イン
バータの出力電圧を、前記商用電力系統の電圧波形の周
期よりも充分に短い周期でサンプリングしてディジタル
値である電圧データに変換し、前記電圧データの中から
ピーク値を検出し、前記各ピーク値を周波数解析するこ
とによって前記振幅変調成分を検出し、前記振幅変調成
分の振幅が基準値よりも大きいときに、前記インバータ
が単独運転状態であることを検出する単独運転検出方法
である。
【００１０】請求項２の発明に係る方法は、前記インバ
ータの出力電圧をサンプリングしてディジタル値の電圧
データであるピーク値を検出し、前記各ピーク値が、前
記振幅変調成分の周波数に対応した一定の回数増大又は
減少した後に該一定の回数減少又は増大したときに、前
記インバータが単独運転状態であることを検出する単独
運転検出方法である。
ータの出力電圧をサンプリングしてディジタル値の電圧
データであるピーク値を検出し、前記各ピーク値が、前
記振幅変調成分の周波数に対応した一定の回数増大又は
減少した後に該一定の回数減少又は増大したときに、前
記インバータが単独運転状態であることを検出する単独
運転検出方法である。
【００１１】請求項３の発明に係る方法は、前記ピーク
値として、商用電力系統の電圧波形の正負のピーク値の
絶対値を用いる単独運転検出方法である。請求項４の発
明に係る方法は、前記振幅変調成分の周波数を前記商用
電力系統の周波数のＮｐ分の１（Ｎｐは整数）とし、前
記ピーク値がＮｐ回増大又は減少した後にＮｐ回減少又
は増大したときに、前記インバータが単独運転状態であ
ることを検出する単独運転検出方法である。
値として、商用電力系統の電圧波形の正負のピーク値の
絶対値を用いる単独運転検出方法である。請求項４の発
明に係る方法は、前記振幅変調成分の周波数を前記商用
電力系統の周波数のＮｐ分の１（Ｎｐは整数）とし、前
記ピーク値がＮｐ回増大又は減少した後にＮｐ回減少又
は増大したときに、前記インバータが単独運転状態であ
ることを検出する単独運転検出方法である。
【００１２】請求項５の発明に係る方法は、前記インバ
ータの出力電圧を、前記商用電力系統の電圧波形の一定
の位相角度位置においてサンプリングしてディジタル値
である電圧データに変換し、前記電圧データが、前記振
幅変調成分の周波数に対応した一定の回数増大又は減少
した後に該一定の回数減少又は増大したときに、前記イ
ンバータが単独運転状態であることを検出する単独運転
検出方法である。
ータの出力電圧を、前記商用電力系統の電圧波形の一定
の位相角度位置においてサンプリングしてディジタル値
である電圧データに変換し、前記電圧データが、前記振
幅変調成分の周波数に対応した一定の回数増大又は減少
した後に該一定の回数減少又は増大したときに、前記イ
ンバータが単独運転状態であることを検出する単独運転
検出方法である。
【００１３】
【作用】インバータの出力電圧は、サンプリングによっ
てディジタル値である電圧データに変換される。電圧デ
ータの中からピーク値が検出され、各ピーク値を周波数
解析することによって変調成分が検出され、振幅変調成
分の振幅が基準値よりも大きいときに単独運転状態であ
ることが検出される。
てディジタル値である電圧データに変換される。電圧デ
ータの中からピーク値が検出され、各ピーク値を周波数
解析することによって変調成分が検出され、振幅変調成
分の振幅が基準値よりも大きいときに単独運転状態であ
ることが検出される。
【００１４】また、請求項２の発明においては、ピーク
値の増大又は減少するパターンが検出され、そのパター
ンの状態によって振幅変調成分信号の有無が検出され
る。
値の増大又は減少するパターンが検出され、そのパター
ンの状態によって振幅変調成分信号の有無が検出され
る。
【００１５】
【実施例】図１は本発明に係るインバータ２０を用いた
太陽光発電システム１の回路を示すブロック図である。
太陽光発電システム１の回路を示すブロック図である。
【００１６】太陽光発電システム１は、太陽電池１０、
及び電圧形電流制御方式のインバータ２０から構成さ
れ、図示しない保護継電器などを介して商用電力系統５
と連系接続されている。配電線６には各種の負荷Ｚが接
続されている。
及び電圧形電流制御方式のインバータ２０から構成さ
れ、図示しない保護継電器などを介して商用電力系統５
と連系接続されている。配電線６には各種の負荷Ｚが接
続されている。
【００１７】インバータ２０は、複数のスイッチング素
子などからなるインバータ主回路２１、１チップのマイ
クロコンピュータ２４、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉ
ｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２５、変圧器ＰＴ１に
よって検出された出力電圧Ｖｏをディジタル値Ｓｂに変
換するＡＤ変換器２６、変流器ＣＴ２によって検出され
た出力電流Ｉｏをディジタル値Ｓｃに変換するＡＤ変換
器２７、カウンタ回路２８、ドライバ回路２９などから
構成されている。
子などからなるインバータ主回路２１、１チップのマイ
クロコンピュータ２４、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉ
ｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２５、変圧器ＰＴ１に
よって検出された出力電圧Ｖｏをディジタル値Ｓｂに変
換するＡＤ変換器２６、変流器ＣＴ２によって検出され
た出力電流Ｉｏをディジタル値Ｓｃに変換するＡＤ変換
器２７、カウンタ回路２８、ドライバ回路２９などから
構成されている。
【００１８】マイクロコンピュータ２４は、太陽電池１
０からの入力電圧Ｖｉと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差を示
す入力誤差信号Ｓａを生成してＤＳＰ２５に送る他、イ
ンバータ２０の全体の制御を行う。
０からの入力電圧Ｖｉと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差を示
す入力誤差信号Ｓａを生成してＤＳＰ２５に送る他、イ
ンバータ２０の全体の制御を行う。
【００１９】ＤＳＰ２５は、マイクロコンピュータ２４
から送られた入力誤差信号Ｓａ、及び入力された信号Ｓ
ｂ，Ｓｃに基づいて、所要のパルス幅値Ｐｗｍを高速で
次々と演算して出力する。また、インバータ２０の単独
運転を検出するために、ＡＤ変換器２６を介して入力さ
れる商用交流電圧波形の信号Ｓｂに振幅変調成分として
含まれる１０Ｈｚのゆらぎ成分信号Ｓｅを検出し、マイ
クロコンピュータ２４に送る。
から送られた入力誤差信号Ｓａ、及び入力された信号Ｓ
ｂ，Ｓｃに基づいて、所要のパルス幅値Ｐｗｍを高速で
次々と演算して出力する。また、インバータ２０の単独
運転を検出するために、ＡＤ変換器２６を介して入力さ
れる商用交流電圧波形の信号Ｓｂに振幅変調成分として
含まれる１０Ｈｚのゆらぎ成分信号Ｓｅを検出し、マイ
クロコンピュータ２４に送る。
【００２０】なお、図示は省略したが、インバータ２０
の出力電圧にゆらぎ成分を含ませる公知の適当な回路が
設けられている。次に、マイクロコンピュータ２４及び
ＤＳＰ２５の構成及び動作についてさらに詳しく説明す
る。
の出力電圧にゆらぎ成分を含ませる公知の適当な回路が
設けられている。次に、マイクロコンピュータ２４及び
ＤＳＰ２５の構成及び動作についてさらに詳しく説明す
る。
【００２１】図２はマイクロコンピュータ２４で処理さ
れる内容の一部を機能的に示すブロック図、図３はＤＳ
Ｐ２５で処理される内容の一部を機能的に示すブロック
図である。
れる内容の一部を機能的に示すブロック図、図３はＤＳ
Ｐ２５で処理される内容の一部を機能的に示すブロック
図である。
【００２２】図２において、マイクロコンピュータ２４
には、太陽電池１０からの入力電圧Ｖｉ、及び変流器Ｃ
Ｔ１によって検出されたインバータ主回路２１への入力
電流Ｉｉを、ディジタル値に変換するためのＡＤ変換器
２４１，２４２が設けられている。マイクロコンピュー
タ２４は、ディジタル値に変換された入力電圧Ｖｉ及び
入力電流Ｉｉに基づいて、太陽電池１０の発電電力であ
る入力電力Ｐを演算し、また、入力電力Ｐが最大となる
ように最大電力追尾制御のための演算処理を行って入力
誤差信号Ｓａを出力する。
には、太陽電池１０からの入力電圧Ｖｉ、及び変流器Ｃ
Ｔ１によって検出されたインバータ主回路２１への入力
電流Ｉｉを、ディジタル値に変換するためのＡＤ変換器
２４１，２４２が設けられている。マイクロコンピュー
タ２４は、ディジタル値に変換された入力電圧Ｖｉ及び
入力電流Ｉｉに基づいて、太陽電池１０の発電電力であ
る入力電力Ｐを演算し、また、入力電力Ｐが最大となる
ように最大電力追尾制御のための演算処理を行って入力
誤差信号Ｓａを出力する。
【００２３】なお、最大電力追尾制御処理においては、
入力電圧Ｖｉの変移方向と入力電力Ｐの増減状態とから
パルス幅値Ｐｗｍの増減方向が決定され、これに対応し
て入力誤差信号Ｓａが出力される。最大電力追尾制御が
行われない場合には、例えば入力電圧一定制御が行われ
る。入力電圧一定制御においては、電圧指令値Ｖｒｅｆ
に相当する値が太陽電池１０の最適動作電圧の近辺の値
に固定的に設定され、その電圧指令値Ｖｒｅｆと入力電
圧Ｖｉとの差電圧が入力誤差信号Ｓａとして求められ
る。
入力電圧Ｖｉの変移方向と入力電力Ｐの増減状態とから
パルス幅値Ｐｗｍの増減方向が決定され、これに対応し
て入力誤差信号Ｓａが出力される。最大電力追尾制御が
行われない場合には、例えば入力電圧一定制御が行われ
る。入力電圧一定制御においては、電圧指令値Ｖｒｅｆ
に相当する値が太陽電池１０の最適動作電圧の近辺の値
に固定的に設定され、その電圧指令値Ｖｒｅｆと入力電
圧Ｖｉとの差電圧が入力誤差信号Ｓａとして求められ
る。
【００２４】また、ＤＳＰ２５から入力されるゆらぎ成
分信号Ｓｅの大きさをレベル比較部２４５によって基準
レベルと比較し、基準レベルを越えたときに遮断器ＣＢ
をオフにしてインバータ２０を商用電力系統５から切り
離し、これによって商用電力系統５の停電時にインバー
タ２０が単独運転となることを防止している。
分信号Ｓｅの大きさをレベル比較部２４５によって基準
レベルと比較し、基準レベルを越えたときに遮断器ＣＢ
をオフにしてインバータ２０を商用電力系統５から切り
離し、これによって商用電力系統５の停電時にインバー
タ２０が単独運転となることを防止している。
【００２５】図３において、ＤＳＰ２５では、バンドパ
スフィルタ処理部２５１によって商用交流電圧波形から
基本周波数成分に対応した信号Ｓｂを取り出し、乗算処
理部２５２によって、この信号Ｓｂと、マイクロコンピ
ュータ２４から送られてきた入力誤差信号Ｓａとを乗算
して電流指令値信号Ｓｉを生成する。エラーアンプ部２
５３によって、電流指令値信号Ｓｉと出力電流値Ｓｃと
の差Δｉに増幅率Ａを乗じた値である電流誤差値Ｅが求
められる。ＰＷＭ演算処理部２５４では、電流誤差値Ｅ
に基づいて、パルス幅値Ｐｗｍを演算し、カウンタ回路
２８へ出力する。
スフィルタ処理部２５１によって商用交流電圧波形から
基本周波数成分に対応した信号Ｓｂを取り出し、乗算処
理部２５２によって、この信号Ｓｂと、マイクロコンピ
ュータ２４から送られてきた入力誤差信号Ｓａとを乗算
して電流指令値信号Ｓｉを生成する。エラーアンプ部２
５３によって、電流指令値信号Ｓｉと出力電流値Ｓｃと
の差Δｉに増幅率Ａを乗じた値である電流誤差値Ｅが求
められる。ＰＷＭ演算処理部２５４では、電流誤差値Ｅ
に基づいて、パルス幅値Ｐｗｍを演算し、カウンタ回路
２８へ出力する。
【００２６】また、バンドパスフィルタ処理部２５１に
よって商用交流電圧波形からノイズ成分を除去した信号
Ｓｂに基づいて、ピーク検出部２５５によって各サイク
ルのピーク値ＶＰを検出し、周波数解析部２５６によっ
て複数個のピーク値ＶＰを周波数解析することによって
ゆらぎ成分信号Ｓｅを検出し、これをマイクロコンピュ
ータ２４へ出力する。詳細は後述する。
よって商用交流電圧波形からノイズ成分を除去した信号
Ｓｂに基づいて、ピーク検出部２５５によって各サイク
ルのピーク値ＶＰを検出し、周波数解析部２５６によっ
て複数個のピーク値ＶＰを周波数解析することによって
ゆらぎ成分信号Ｓｅを検出し、これをマイクロコンピュ
ータ２４へ出力する。詳細は後述する。
【００２７】カウンタ回路２８では、ＰＷＭパルスの周
期Ｔｐ（例えば５０ｍｓ）毎にカウント値がリセットさ
れるとともに、ＤＳＰ２５から出力されたパルス幅値Ｐ
ｗｍがプリセット値として設定される。そして、カウン
タ回路２８は、リセットされた直後から、周期Ｔｐより
も充分に短い周期のカウンタクロック信号Ｃｃｋをカウ
ントし、カウント値がプリセットされた値に達するまで
「１」を出力する。これによって、カウンタ回路２８か
らは、パルス幅値Ｐｗｍに応じた所定の周波数のＰＷＭ
パルスＳｐｗｍが出力される。
期Ｔｐ（例えば５０ｍｓ）毎にカウント値がリセットさ
れるとともに、ＤＳＰ２５から出力されたパルス幅値Ｐ
ｗｍがプリセット値として設定される。そして、カウン
タ回路２８は、リセットされた直後から、周期Ｔｐより
も充分に短い周期のカウンタクロック信号Ｃｃｋをカウ
ントし、カウント値がプリセットされた値に達するまで
「１」を出力する。これによって、カウンタ回路２８か
らは、パルス幅値Ｐｗｍに応じた所定の周波数のＰＷＭ
パルスＳｐｗｍが出力される。
【００２８】ドライバ回路２９は、ＰＷＭパルスＳｐｗ
ｍに基づいて、インバータ主回路２１の各スイッチング
素子のゲート制御信号として必要な複数のパルス信号Ｐ
ｇを生成し、インバータ主回路２１に出力する。
ｍに基づいて、インバータ主回路２１の各スイッチング
素子のゲート制御信号として必要な複数のパルス信号Ｐ
ｇを生成し、インバータ主回路２１に出力する。
【００２９】図４はＤＳＰ２５におけるゆらぎ成分信号
検出処理を示すフローチャート、図５はゆらぎ成分信号
検出処理におけるゆらぎ成分信号Ｓｅの波形を示す図で
ある。
検出処理を示すフローチャート、図５はゆらぎ成分信号
検出処理におけるゆらぎ成分信号Ｓｅの波形を示す図で
ある。
【００３０】図４に示すルーチンは、例えば割り込み処
理により、又はメインルーチンからのコールによって周
期的に実行され、その実行の周期は商用電力系統の電圧
波形の周期よりも充分に短い。
理により、又はメインルーチンからのコールによって周
期的に実行され、その実行の周期は商用電力系統の電圧
波形の周期よりも充分に短い。
【００３１】まず、サンプリング数ｎが１つ加算された
後（＃１１）、信号Ｓｂに対して１回のサンプリングが
行われ、ディジタル値の電圧データｖが得られる（＃１
２）。
後（＃１１）、信号Ｓｂに対して１回のサンプリングが
行われ、ディジタル値の電圧データｖが得られる（＃１
２）。
【００３２】電圧データｖが変数ＶＰと比較され（＃１
３）、より大きい電圧データｖが変数ＶＰに入れられる
（＃１４）。なお変数ＶＰの初期値は０である。サンプ
リング数ｎが、信号Ｓｂの１サイクルにおけるサンプリ
ング数ｎｍａｘに達するまでつまりステップ＃１５でイ
エスとなるまで、ステップ＃１１〜１４の処理が繰り返
される。
３）、より大きい電圧データｖが変数ＶＰに入れられる
（＃１４）。なお変数ＶＰの初期値は０である。サンプ
リング数ｎが、信号Ｓｂの１サイクルにおけるサンプリ
ング数ｎｍａｘに達するまでつまりステップ＃１５でイ
エスとなるまで、ステップ＃１１〜１４の処理が繰り返
される。
【００３３】サンプリング数ｎがサンプリング数ｎｍａ
ｘに達すると（＃１５でイエス）、今回得られたピーク
値ＶＰ、及びこれまでに得られたピーク値ＶＰ（１）〜
（５）の合計６個のピーク値について、周波数解析が行
われ（＃１６）、ゆらぎ成分信号Ｓｅをマイクロコンピ
ュータ２４に出力する（＃１７）。
ｘに達すると（＃１５でイエス）、今回得られたピーク
値ＶＰ、及びこれまでに得られたピーク値ＶＰ（１）〜
（５）の合計６個のピーク値について、周波数解析が行
われ（＃１６）、ゆらぎ成分信号Ｓｅをマイクロコンピ
ュータ２４に出力する（＃１７）。
【００３４】マイクロコンピュータ２４では、レベル比
較部２４５において、ゆらぎ成分信号Ｓｅの振幅を基準
レベルと比較し、基準レベルを越えたときにインバータ
２０が単独運転状態であることを検出し、その検出信号
Ｓｆによって遮断器ＣＢをオフする。
較部２４５において、ゆらぎ成分信号Ｓｅの振幅を基準
レベルと比較し、基準レベルを越えたときにインバータ
２０が単独運転状態であることを検出し、その検出信号
Ｓｆによって遮断器ＣＢをオフする。
【００３５】そして、ピーク値ＶＰ、ＶＰ（１）〜
（５）の間において、それぞれの値を１つづつシフトし
た後（＃１８）、ピーク値ＶＰ及びサンプリング数ｎを
「０」に初期化する（＃１９）。
（５）の間において、それぞれの値を１つづつシフトし
た後（＃１８）、ピーク値ＶＰ及びサンプリング数ｎを
「０」に初期化する（＃１９）。
【００３６】つまり、このフローチャートによる処理で
は、合計６個のピーク値ＶＰによってゆらぎ成分信号Ｓ
ｅの検出が行われている。例えば、商用電力系統の周波
数ｆｃが６０Ｈｚ、ゆらぎ成分信号Ｓｅの周波数ｆｑが
１０Ｈｚとした場合に、６個のピーク値ＶＰによって１
サイクルのゆらぎ成分信号Ｓｅが得られることとなり、
これからその振幅の大きさを正確に検出することが可能
である。
は、合計６個のピーク値ＶＰによってゆらぎ成分信号Ｓ
ｅの検出が行われている。例えば、商用電力系統の周波
数ｆｃが６０Ｈｚ、ゆらぎ成分信号Ｓｅの周波数ｆｑが
１０Ｈｚとした場合に、６個のピーク値ＶＰによって１
サイクルのゆらぎ成分信号Ｓｅが得られることとなり、
これからその振幅の大きさを正確に検出することが可能
である。
【００３７】この実施例によると、ゆらぎ成分信号Ｓｅ
をソフトウエアによる周波数解析によって容易に正確に
検出することができ、検出感度を高めて単独運転状態を
確実且つ迅速に検出することができる。しかも、従来の
ように大型のバンドパスフィルタが不要であるため、イ
ンバータ２０の小型化を図ることができる。
をソフトウエアによる周波数解析によって容易に正確に
検出することができ、検出感度を高めて単独運転状態を
確実且つ迅速に検出することができる。しかも、従来の
ように大型のバンドパスフィルタが不要であるため、イ
ンバータ２０の小型化を図ることができる。
【００３８】次に、本発明に係る第２実施例について説
明する。第２実施例では、インバータ２０のＰＷＭ制御
の方法については先の実施例（第１実施例）と同じであ
るが、ゆらぎ成分信号Ｓｅの検出方法つまり単独運転状
態の検出方法が相違する。したがって、図１に示す回路
は第２実施例についても当てはまるが、図２及び図３に
示すマイクロコンピュータ２４及びＤＳＰ２５のゆらぎ
成分信号検出処理に関連する部分は相違する。
明する。第２実施例では、インバータ２０のＰＷＭ制御
の方法については先の実施例（第１実施例）と同じであ
るが、ゆらぎ成分信号Ｓｅの検出方法つまり単独運転状
態の検出方法が相違する。したがって、図１に示す回路
は第２実施例についても当てはまるが、図２及び図３に
示すマイクロコンピュータ２４及びＤＳＰ２５のゆらぎ
成分信号検出処理に関連する部分は相違する。
【００３９】図６は第２実施例におけるゆらぎ成分信号
検出処理を示すフローチャートである。第２実施例にお
いては、ピーク値ＶＰとして、信号Ｓｂから検出された
正負のピーク値Ｖｐの絶対値が用いられる。したがっ
て、商用電力系統の周波数ｆｃが６０Ｈｚ、ゆらぎ成分
信号Ｓｅの周波数ｆｑが１０Ｈｚとした場合に、１サイ
クルで１２個のピーク値ＶＰが得られることとなり、こ
れは第１実施例の２倍の個数である。
検出処理を示すフローチャートである。第２実施例にお
いては、ピーク値ＶＰとして、信号Ｓｂから検出された
正負のピーク値Ｖｐの絶対値が用いられる。したがっ
て、商用電力系統の周波数ｆｃが６０Ｈｚ、ゆらぎ成分
信号Ｓｅの周波数ｆｑが１０Ｈｚとした場合に、１サイ
クルで１２個のピーク値ＶＰが得られることとなり、こ
れは第１実施例の２倍の個数である。
【００４０】第２実施例においては、ピーク値ＶＰがＮ
ｐ回減少した後にＮｐ回増大したとき、又はＮｐ回増大
した後にＮｐ回減少したときに、ゆらぎ成分信号Ｓｅが
検出されたとみなし、検出信号Ｓｆを出す。なお、Ｎｐ
の値は、商用電力系統の周波数ｆｃ、ゆらぎ成分信号Ｓ
ｅの周波数ｆｑから、Ｎｐ＝ｆｃ／ｆｑとして求められ
る。
ｐ回減少した後にＮｐ回増大したとき、又はＮｐ回増大
した後にＮｐ回減少したときに、ゆらぎ成分信号Ｓｅが
検出されたとみなし、検出信号Ｓｆを出す。なお、Ｎｐ
の値は、商用電力系統の周波数ｆｃ、ゆらぎ成分信号Ｓ
ｅの周波数ｆｑから、Ｎｐ＝ｆｃ／ｆｑとして求められ
る。
【００４１】図６に示すルーチンは、ピーク値ＶＰが検
出される度毎に、割り込み処理により、又はメインルー
チンからのコールによって実行される。なお、このフロ
ーチャートは、商用電力系統の周波数ｆｃを５０Ｈｚ、
ゆらぎ成分信号Ｓｅの周波数ｆｑを１０Ｈｚとした場合
についてのものである。したがって、１サイクルで１０
個のピーク値ＶＰが得られることとなり、ピーク値ＶＰ
の減少及び増大が各５回連続した場合に検出信号Ｓｆが
出力される。
出される度毎に、割り込み処理により、又はメインルー
チンからのコールによって実行される。なお、このフロ
ーチャートは、商用電力系統の周波数ｆｃを５０Ｈｚ、
ゆらぎ成分信号Ｓｅの周波数ｆｑを１０Ｈｚとした場合
についてのものである。したがって、１サイクルで１０
個のピーク値ＶＰが得られることとなり、ピーク値ＶＰ
の減少及び増大が各５回連続した場合に検出信号Ｓｆが
出力される。
【００４２】図６において、まず、今回のピーク値ＶＰ
ｎと前回のピーク値ＶＰｎ−１との差を求めてこれらを
比較する（＃３１）。今回のピーク値ＶＰｎの方が大き
い場合には、現在の増減状態を示す増減フラグＦＴｎを
「１」にセットし（＃３２）、前回のピーク値ＶＰｎ−
１の方が大きい場合には、増減フラグＦＴｎを「０」に
リセットする（＃３３）。
ｎと前回のピーク値ＶＰｎ−１との差を求めてこれらを
比較する（＃３１）。今回のピーク値ＶＰｎの方が大き
い場合には、現在の増減状態を示す増減フラグＦＴｎを
「１」にセットし（＃３２）、前回のピーク値ＶＰｎ−
１の方が大きい場合には、増減フラグＦＴｎを「０」に
リセットする（＃３３）。
【００４３】次に、現在の増減フラグＦＴｎの状態と前
回の増減フラグＦＴｎ−１の状態とが互いに等しいか否
か、つまり同じ増減傾向が続いているか否かを判断する
（＃３４）。同じ増減傾向が続いている場合には（＃３
４でイエス）、連続回数をカウントするカウンタのカウ
ント値ＣＣを１つインクリメントし（＃３８）、そのカ
ウント値ＣＣが「４」以上である場合には（＃３９でイ
エス）、今回で５回の減少又は増大が連続したことを示
す連続フラグＦＣｎを「１」にセットし（＃４０）、前
回のピーク値ＶＰｎ−１に今回のピーク値ＶＰｎを代入
する（＃４１）。
回の増減フラグＦＴｎ−１の状態とが互いに等しいか否
か、つまり同じ増減傾向が続いているか否かを判断する
（＃３４）。同じ増減傾向が続いている場合には（＃３
４でイエス）、連続回数をカウントするカウンタのカウ
ント値ＣＣを１つインクリメントし（＃３８）、そのカ
ウント値ＣＣが「４」以上である場合には（＃３９でイ
エス）、今回で５回の減少又は増大が連続したことを示
す連続フラグＦＣｎを「１」にセットし（＃４０）、前
回のピーク値ＶＰｎ−１に今回のピーク値ＶＰｎを代入
する（＃４１）。
【００４４】ステップ＃３１で、今回のピーク値ＶＰｎ
と前回のピーク値ＶＰｎ−１とが等しい場合には、同じ
増減傾向が続いているとみなし、ステップ＃３２〜３４
の処理を行うことなくステップ＃３８の処理を開始す
る。
と前回のピーク値ＶＰｎ−１とが等しい場合には、同じ
増減傾向が続いているとみなし、ステップ＃３２〜３４
の処理を行うことなくステップ＃３８の処理を開始す
る。
【００４５】ステップ＃３４でノーの場合、つまり増減
傾向が変わった場合には、前回の連続状態を示す連続フ
ラグＦＣｎ−１が「１」であるか否かを判断し（＃３
５）、イエスであればカウント値ＣＣが「４」に等しい
か否かを判断し（＃３６）、さらにイエスであればゆら
ぎ成分信号Ｓｅが検出されたとして検出信号Ｓｆを出力
し（＃４３）、インバータ２０を停止させる（＃４
４）。
傾向が変わった場合には、前回の連続状態を示す連続フ
ラグＦＣｎ−１が「１」であるか否かを判断し（＃３
５）、イエスであればカウント値ＣＣが「４」に等しい
か否かを判断し（＃３６）、さらにイエスであればゆら
ぎ成分信号Ｓｅが検出されたとして検出信号Ｓｆを出力
し（＃４３）、インバータ２０を停止させる（＃４
４）。
【００４６】ステップ＃３５又は３６でノーであれば、
検出処理を最初からやり直すため、前回の連続フラグＦ
Ｃｎ−１に今回の連続フラグＦＣｎを代入し、連続フラ
グＦＣｎ及びカウント値ＣＣを「０」に初期化し、前回
の増減フラグＦＴｎ−１に今回の増減フラグＦＴｎを代
入する（＃４２）。
検出処理を最初からやり直すため、前回の連続フラグＦ
Ｃｎ−１に今回の連続フラグＦＣｎを代入し、連続フラ
グＦＣｎ及びカウント値ＣＣを「０」に初期化し、前回
の増減フラグＦＴｎ−１に今回の増減フラグＦＴｎを代
入する（＃４２）。
【００４７】なお、ステップ＃３９で、カウント値ＣＣ
が「４」回以上である場合としているのは、ステップ＃
３４で最初にイエスとなるのは同じ増減傾向が２回続い
た場合であるからであり、１回分のカウントが抜けるか
らである。また、ステップ＃３６でカウント値ＣＣが
「４に等しい」か否かを判断しているのは、「５」以上
であっても不可であるからである。
が「４」回以上である場合としているのは、ステップ＃
３４で最初にイエスとなるのは同じ増減傾向が２回続い
た場合であるからであり、１回分のカウントが抜けるか
らである。また、ステップ＃３６でカウント値ＣＣが
「４に等しい」か否かを判断しているのは、「５」以上
であっても不可であるからである。
【００４８】この第２実施例によると、第１実施例にお
ける効果に加えて、周波数解析処理のような公知ではあ
るが複雑な処理を行う必要がないので、ゆらぎ成分信号
検出処理のためのソフトウエアの負担が軽くなり、それ
だけ処理速度も向上するという効果がある。
ける効果に加えて、周波数解析処理のような公知ではあ
るが複雑な処理を行う必要がないので、ゆらぎ成分信号
検出処理のためのソフトウエアの負担が軽くなり、それ
だけ処理速度も向上するという効果がある。
【００４９】第２実施例においては、信号Ｓｂから検出
された正負のピーク値Ｖｐの絶対値がピーク値ＶＰとし
て用いられたが、正のピーク値Ｖｐのみをピーク値ＶＰ
として用いてもよい。その場合には、Ｎｐ＝ｆｃ／（２
・ｆｑ）となる。また、ピーク値Ｖｐの検出方法とし
て、電圧波形の９０度の位相角における電圧データを検
出してもよい。さらに、任意の一定の位相角における電
圧データを用いてゆらぎ成分信号Ｓｅを検出してもよ
い。ただしその場合にはピーク値と比べて感度が低下す
る。
された正負のピーク値Ｖｐの絶対値がピーク値ＶＰとし
て用いられたが、正のピーク値Ｖｐのみをピーク値ＶＰ
として用いてもよい。その場合には、Ｎｐ＝ｆｃ／（２
・ｆｑ）となる。また、ピーク値Ｖｐの検出方法とし
て、電圧波形の９０度の位相角における電圧データを検
出してもよい。さらに、任意の一定の位相角における電
圧データを用いてゆらぎ成分信号Ｓｅを検出してもよ
い。ただしその場合にはピーク値と比べて感度が低下す
る。
【００５０】また、ゆらぎ周波数ｆｑを、１０Ｈｚ、５
Ｈｚ、２Ｈｚなどのように５０Ｈｚと６０Ｈｚとの両方
に同期する周波数としておけば、ゆらぎ成分信号Ｓｅを
発生させるための変調回路を共通化することができる。
Ｈｚ、２Ｈｚなどのように５０Ｈｚと６０Ｈｚとの両方
に同期する周波数としておけば、ゆらぎ成分信号Ｓｅを
発生させるための変調回路を共通化することができる。
【００５１】上述の実施例において、ゆらぎ成分信号検
出処理を行うに当たって、マイクロコンピュータ２４及
びＤＳＰ２５の処理分担、処理内容、処理順序などを種
々変更することができる。第１実施例においても、第２
実施例と同様に、正負のピーク値の絶対値を用いてもよ
い。その他、インバータ２０又は電源システム１の全体
又は各部の構成、処理動作、処理順序、動作のタイミン
グなどは、本発明の主旨に沿って種々変更することが可
能である。
出処理を行うに当たって、マイクロコンピュータ２４及
びＤＳＰ２５の処理分担、処理内容、処理順序などを種
々変更することができる。第１実施例においても、第２
実施例と同様に、正負のピーク値の絶対値を用いてもよ
い。その他、インバータ２０又は電源システム１の全体
又は各部の構成、処理動作、処理順序、動作のタイミン
グなどは、本発明の主旨に沿って種々変更することが可
能である。
【００５２】
【発明の効果】本発明によると、ゆらぎ成分の検出感度
を高めて単独運転状態を確実且つ迅速に検出するととも
に、インバータの小型化を図ることができる。
を高めて単独運転状態を確実且つ迅速に検出するととも
に、インバータの小型化を図ることができる。
【００５３】請求項２乃至請求項５の発明によると、ゆ
らぎ成分信号検出処理のためのソフトウエアの負担が軽
くなり、それだけ処理速度も向上する。
らぎ成分信号検出処理のためのソフトウエアの負担が軽
くなり、それだけ処理速度も向上する。
【図１】本発明に係るインバータを用いた太陽光発電シ
ステムの回路を示すブロック図である。
ステムの回路を示すブロック図である。
【図２】マイクロコンピュータで処理される内容の一部
を機能的に示すブロック図である。
を機能的に示すブロック図である。
【図３】ＤＳＰで処理される内容の一部を機能的に示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】ＤＳＰにおけるゆらぎ成分信号検出処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】ゆらぎ成分信号検出処理におけるゆらぎ成分信
号の波形を示す図である。
号の波形を示す図である。
【図６】第２実施例におけるゆらぎ成分信号検出処理を
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
【図７】従来の単独運転検出回路を示すブロック図であ
る。
る。
２０ インバータ Ｖｏ 出力電圧 ＶＰ ピーク値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲野藤 正明 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 (72)発明者 平田 俊之 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 (72)発明者 田中 邦穂 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４−79728（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−311654（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02H 7/122
Claims (5)
- 【請求項１】商用電力系統に連系されるインバータの出
力に含まれた、商用周波数よりも低い周波数により振幅
変調された成分を検出して前記インバータの単独運転を
検出する方法であって、 前記インバータの出力電圧を、前記商用電力系統の電圧
波形の周期よりも充分に短い周期でサンプリングしてデ
ィジタル値である電圧データに変換し、 前記電圧データの中からピーク値を検出し、 前記各ピーク値を周波数解析することによって前記振幅
変調成分を検出し、 前記振幅変調成分の振幅が基準値よりも大きいときに、
前記インバータが単独運転状態であることを検出するこ
とを特徴とするインバータの単独運転検出方法。 - 【請求項２】商用電力系統に連系されるインバータの出
力に含まれた、商用周波数よりも低い周波数により振幅
変調された成分を検出して前記インバータの単独運転を
検出する方法であって、 前記インバータの出力電圧をサンプリングしてディジタ
ル値の電圧データであるピーク値を検出し、 前記各ピーク値が、前記振幅変調成分の周波数に対応し
た一定の回数増大又は減少した後に該一定の回数減少又
は増大したときに、前記インバータが単独運転状態であ
ることを検出することを特徴とするインバータの単独運
転検出方法。 - 【請求項３】請求項２記載のインバータの単独運転検出
方法において、 前記ピーク値として、商用電力系統の電圧波形の正負の
ピーク値の絶対値を用いることを特徴とするインバータ
の単独運転検出方法。 - 【請求項４】請求項３記載のインバータの単独運転検出
方法において、 前記振幅変調成分の周波数を前記商用電力系統の周波数
のＮｐ分の１（Ｎｐは整数）とし、前記ピーク値がＮｐ
回増大又は減少した後にＮｐ回減少又は増大したとき
に、前記インバータが単独運転状態であることを検出す
ることを特徴とするインバータの単独運転検出方法。 - 【請求項５】商用電力系統に連系されるインバータの出
力に含まれた、商用周波数よりも低い周波数により振幅
変調された成分を検出して前記インバータの単独運転を
検出する方法であって、前記インバータの出力電圧を、
前記商用電力系統の電圧波形の一定の位相角度位置にお
いてサンプリングしてディジタル値である電圧データに
変換し、前記電圧データが、前記振幅変調成分の周波数
に対応した一定の回数増大又は減少した後に該一定の回
数減少又は増大したときに、前記インバータが単独運転
状態であることを検出することを特徴とするインバータ
の単独運転検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15692093A JP3213444B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | インバータの単独運転検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15692093A JP3213444B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | インバータの単独運転検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0715968A JPH0715968A (ja) | 1995-01-17 |
| JP3213444B2 true JP3213444B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=15638269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15692093A Expired - Fee Related JP3213444B2 (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | インバータの単独運転検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3213444B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5896879B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2016-03-30 | 三菱電機株式会社 | 電源装置及び同期投入装置 |
| CN103105796B (zh) * | 2012-12-17 | 2015-10-28 | 滁州安瑞电力自动化有限公司 | 智能式pt自动并列解列切换装置 |
| KR101434172B1 (ko) * | 2013-03-07 | 2014-08-27 | 공주대학교 산학협력단 | 상용 주파수의 대칭성을 이용한 단독운전 검출 모듈 및 이를 이용한 단독운전 검출 방법 |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP15692093A patent/JP3213444B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0715968A (ja) | 1995-01-17 |
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