JP3406835B2 - 分散型電源システム - Google Patents
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Description
統連系スイッチを介して接続した負荷と並列に接続さ
れ、電力系統と連系運転を行なう電力変換器と、当該電
力変換器の直流側に接続された充放電可能な直流電源と
から構成される分散型電源システムに係り、特に系統連
系スイッチとして、過負荷耐量が大きく、安価で導通時
の損失が少ないサイリスタ等の自己消弧能力を持たない
半導体素子を用いた場合でも、自己消弧能力を持つ半導
体素子を用いた場合に準じた遮断性能を得て、高速に電
力系統を切り離すことができるようにした分散型電源シ
ステムに関するものである。
ステムの構成例を示す回路図である。図13において、
電力系統1に対し、半導体素子で構成した系統連系スイ
ッチ3を介して負荷2が接続されている。
され、さらに電力変換器4の直流側には、充放電可能な
直流電源5が接続されている。電力系統1が正常である
場合、系統連系スイッチ3は導通しており、負荷2に対
して電力の供給を行なう。また、これと同時に、電力変
換器4は、直流電源5の充電・放電動作を行なう。
基準値発生回路7により設定された電流値に保たれるよ
うに、変換器制御回路8は電力変換器4の出力すべき電
圧を決定する。この変換器制御回路8の出力は、ゲート
ドライブ回路9に入力され、発生したPWM信号により
電力変換器4を動作させて、直流電源5を充電または放
電する。この状態を、連系運転モードと称する。
常が発生した場合、系統連系スイッチ3はオフされ、負
荷2には直流電源5から電力変換器4を通じて電力を供
給する。
出器10の出力が電圧基準値発生回路11により設定さ
れた電圧値に保たれるような電圧指令値を、電力変換器
4に与える。この状態を、自立運転モードと称する。
ある際に、電力系統1に異常が発生してから、系統電圧
異常検出器12が電力系統1の異常を検出して、当該検
出信号が連系スイッチ制御回路13に入力されて系統連
系スイッチ3をオフして、自立運転モードに移行するま
での切換えに要する時間は、負荷2に影響を与えない範
囲内に抑える必要がある。
要がない用途では、系統連系スイッチ3には、例えば図
14(a)に構成例を示すような、サイリスタ等の自己
消弧能力を持たないが、安価で過負荷耐量が大きい半導
体素子が用いられる。
途においては、系統連系スイッチ3としては、例えば図
14(b)に構成例を示すような、静電誘導型半導体素
子(以下、IGBTと略称する)等に代表される自己消
弧能力を持つ半導体素子が用いられる。
源システムが連系運転モードにある場合に、電力系統1
の異常を検知し、速やかに電力系統1を切り離して自立
運転モードに移行させる時、系統連系スイッチ3とし
て、サイリスタ等の自己消弧能力を持たない半導体素子
を用いた場合、半導体素子の過負荷耐量が大きいことか
ら、IGBT等の自己消弧能力を持つ半導体素子を使用
する場合と比較して、小容量の半導体素子で済む。ま
た、半導体素子のそのものも安価であり、半導体素子の
導通時の損失も少ないという利点を有する。
電力系統1の異常を検知した後、系統連系スイッチ3を
構成する半導体素子を流れる電流が自然に零にならない
と、電力系統1の切り離しができないことから、電力系
統1の異常を検知してから自立運転モードへ移行する間
には、最大で電源周波数の半周期分の時間がかかるとい
う問題点がある。
T等の自己消弧能力を持つ半導体素子を用いれば、系統
電圧異常検出器12が異常を検出したら、瞬時に電力系
統1を切り離すことができることから、高速に自立運転
モードヘ移行することが可能となる。
を持つ半導体素子は、過負荷耐量が小さく、負荷2に突
入電流等の過電流が流れる場合を考慮した時、サイリス
タ等の自己消弧能力を持たないが、過負荷耐量が大きい
半導体素子を用いる場合と比較して、大容量の半導体素
子を使用しなければならない。また、半導体素子そのも
のも高価であり、半導体素子の導通時の損失が大きいと
いう問題点がある。
て、過負荷耐量が大きく、安価で導通時の損失が少ない
サイリスタ等の自己消弧能力を持たない半導体素子を用
いた場合でも、IGBT等の自己消弧能力を持つ半導体
素子を用いた場合に準じた遮断性能を得て、高速に電力
系統を切り離して速やかに連系運転モードから自立運転
モードヘ移行することが可能な分散型電源システムを提
供することにある。
めに、請求項1の発明では、電力系統に対し系統連系ス
イッチを介して接続した負荷と並列に接続され、電力系
統と連系運転を行なう電力変換器と、当該電力変換器の
直流側に接続された充放電可能な直流電源とから構成さ
れる分散型電源システムにおいて、系統連系スイッチ
を、自己消弧能力を持たない半導体素子で構成し、系統
連系スイッチが閉じている間は、電力系統との連系点に
おける電流を所望の値に制御する手段と、系統連系スイ
ッチが開いている間は、負荷の電圧を所望の値に制御す
る手段と、電力系統の異常を検出し、前記系統連系スイ
ッチに開放指令を与える手段と、系統連系スイッチに流
れる電流を検出する手段と、電力系統の異常が検出され
ると、系統連系スイッチに流れる電流値を零とするため
に、系統連系スイッチに流れる電流に基づいて、電力変
換器を制御する電流指令値を増加または減少させる手段
とを備えている。
テムにおいては、系統連系スイッチを遮断して電力系統
を切り離す場合に、系統連系スイッチに流れる電流を引
き取るように電力変換器の電流指令値を変化させて、系
統連系スイッチに流れる電流を零とし、電力系統の切り
離しを行なうことにより、系統連系スイッチをサイリス
タ等の自己消弧能力を持たない半導体素子で構成した場
合でも、IGBT等の自己消弧能力を持つ半導体素子を
用いた場合に準じた遮断性能を得ることが可能となり、
高速に電力系統を切り離すことができる。
し系統連系スイッチを介して接続した負荷と並列に接続
され、電力系統と連系運転を行なう電力変換器と、当該
電力変換器の直流側に接続された充放電可能な直流電源
とから構成される分散型電源システムにおいて、系統連
系スイッチを、自己消弧能力を持たない半導体素子で構
成し、系統連系スイッチが閉じている間は、電力系統と
の連系点における電流を所望の値に制御する手段と、系
統連系スイッチが開いている間は、負荷の電圧を所望の
値に制御する手段と、電力系統の異常を検出し、系統連
系スイッチに開放指令を与える手段と、系統連系スイッ
チに流れる電流を検出する手段と、電力系統の異常が検
出されると、系統連系スイッチに流れる電流値を零とす
るために、系統連系スイッチに流れる電流に基づいて、
電力変換器を制御する電流指令値を正または負の固定値
とする手段とを備えている。
テムにおいては、系統連系スイッチを遮断して電力系統
を切り離す場合に、系統連系スイッチに流れる電流値を
零とするために、系統連系スイッチに流れる電流に基づ
いて、電力変換器を制御する電流指令値を正または負の
固定値とすることにより、系統連系スイッチに流れる電
流を零とし、電力系統の切り離しを行うことにより、系
統連系スイッチをサイリスタ等の自己消弧能力を持たな
い半導体素子で構成した場合でも、IGBT等の自己消
弧能力を持つ半導体素子を用いた場合に準じた遮断性能
を得ることが可能となり、高速に電力系統を切り離すこ
とができる。
対し系統連系スイッチを介して接続した負荷と並列に接
続され、電力系統と連系運転を行なう電力変換器と、当
該電力変換器の直流側に接続された充放電可能な直流電
源とから構成される分散型電源システムにおいて、系統
連系スイッチを、自己消弧能力を持たない半導体素子で
構成し、系統連系スイッチが閉じている間は、電力系統
との連系点における電流を所望の値に制御する手段と、
系統連系スイッチが開いている間は、負荷の電圧を所望
の値に制御する手段と、電力系統の異常を検出し、系統
連系スイッチに開放指令を与える手段と、負荷に流れる
電流を検出する手段と、電力系統の異常が検出される
と、系統連系スイッチに流れる電流値を零とするため
に、負荷に流れる電流に基づいて、電力変換器の電流値
を負荷に流れる電流より大きい値となるように、電力変
換器の電流指令値を一定値に制御する手段とを備えてい
る。
テムにおいては、系統連系スイッチを遮断して電力系統
を切り離す場合に、系統連系スイッチに流れる電流値を
零とするために、負荷に流れる電流に基づいて、電力変
換器の電流値を負荷に流れる電流より大きい値となるよ
うに、電力変換器の電流指令値を一定値に制御すること
により、負荷への電流の供給は全て電力変換器からとな
り、系統連系スイッチに流れる電流を零とし、電力系統
の切り離しを行うことにより、系統連系スイッチをサイ
リスタ等の自己消弧能力を持たない半導体素子で構成し
た場合でも、IGBT等の自己消弧能力を持つ半導体素
子を用いた場合に準じた遮断性能を得ることが可能とな
り、高速に電力系統を切り離すことができる。
て図面を参照して詳細に説明する。 (第1の実施の形態:請求項1に対応)図1は、本実施
の形態による分散型電源システムの構成例を示す回路図
であり、図13と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
テムは、図1に示すように、図13における系統連系ス
イッチ3を、例えばサイリスタ等の自己消弧能力を持た
ない半導体素子で構成し、また電力系統1と系統連系ス
イッチ3との間に、連系スイッチ電流検出器14を設置
した構成としている。
スイッチ3に流れる電流を検出し、その出力を前記変換
器制御回路8へ入力する。さらに、変換器制御回路8
は、前記系統電圧異常検出器12により電力系統1の異
常が検出されると、連系スイッチ電流検出器14の出力
に基づいて、系統連系スイッチ3に流れる電流値を減少
させるように電力変換器4の電流を変化させる機能を備
えている。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図13と同一部分の作用についてはその説明を
省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べ
る。
4では、系統連系スイッチ3に流れる電流を検出し、そ
の出力を変換器制御回路8へ入力する。次に、このよう
な状態で、系統電圧異常検出器12が電力系統1の異常
を検出して、その検出信号が変換器制御回路8へ入力さ
れると、変換器制御回路8は、変換器電流検出器6の出
力を、電流基準値発生回路7からの信号に追従させるの
を止めて、連系スイッチ電流検出器14の出力に応じ
て、電力変換器4の電流を増加または減少させるような
指令値を生成し、ゲートドライブ回路9へ入力する。
に、連系スイッチ3を流れる電流分を上乗せした値とな
るように電力変換器4の電流を制御して、系統連系スイ
ッチ3を流れる電流を全て電力変換器4へ引き取ること
により、系統連系スイッチ3を流れる電流を速やかに零
として、電力系統1の切り離しを行なう。
スタ等の自己消弧能力を持たない半導体素子で構成した
場合でも、IGBT等の自己消弧能力を持つ半導体素子
を用いた場合に準じた遮断性能を得ることが可能とな
り、高速に電力系統1を切り離すことができる。
源システムでは、系統連系スイッチ3を遮断して電力系
統1を切り離す場合に、系統連系スイッチ3に流れる電
流を引き取るように電力変換器4の電流指令値を変化さ
せて、系統連系スイッチ3に流れる電流を零とし、電力
系統1の切り離しを行なうようにしているので、系統連
系スイッチ3をサイリスタ等の自己消弧能力を持たない
半導体素子で構成した場合でも、IGBT等の自己消弧
能力を持つ半導体素子を用いた場合に準じた遮断性能を
得ることができ、高速に電力系統1を切り離すことが可
能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
2は、本実施の形態による分散型電源システムの構成例
を示す回路図であり、図1と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
テムは、図2に示すように、図1における連系スイッチ
電流検出器14の出力を、前記系統電圧異常検出器12
の出力と共に、前記電流基準値発生回路7へ入力する構
成としている。
圧異常検出器12により電力系統1の異常が検出される
と、連系スイッチ電流検出器14の出力に基づいて、系
統連系スイッチ遮断動作時の電流指令値を、系統連系ス
イッチ3に流れ得る電流に応じた正または負の固定値と
する機能を備えている。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図1と同一部分の作用についてはその説明を省
略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
4では、系統連系スイッチ3に流れる電流を検出し、そ
の出力を系統電圧異常検出器12の出力と共に、電流基
準値発生回路7へ入力する。
出器12が電力系統1の異常を検出して、その検出信号
が変換器制御回路8と同時に電流基準値発生回路7へ入
力されると、電流基準値発生回路7は、連系スイッチ電
流検出器14の出力に応じて、正または負の一定の値を
出力する。この出力の極性は、負荷2に対して系統連系
スイッチ3の電流極性と同極性とし、その絶対値は系統
連系スイッチ3に流れ得る電流の最大値よりも大きくし
ておく。
系統連系スイッチ3を通じて負荷2に供給されている電
流よりも大きな電流を電力変換器4から流すような指令
値を出力し、この指令値に電力変換器4の出力電流が一
致するまでの間に系統連系スイッチ3に流れる電流は零
となるので、電力系統1の切り離しは完了する。
系統連系スイッチ3を流れる電流、電流基準値発生回路
7の出力、電力変換器4の出力電流の波形の一例を示す
図である。
源システムでは、前記第1の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、系統連系スイッチ遮断動作時の電流指
令値を、系統連系スイッチ3に流れ得る電流の絶対値に
応じた正または負の固定値とするようにしているので、
高速に系統連系スイッチ3を流れる電流を零とし、電力
系統1の切り離しを行なうことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
4は、本実施の形態による分散型電源システムの構成例
を示す回路図であり、図1と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
テムは、図4に示すように、図1における連系スイッチ
電流検出器14を省略し、これに代えて、負荷2と系統
連系スイッチ3との間に、負荷電流検出器15を設置し
た構成としている。
流を検出し、その出力を、前記系統電圧異常検出器12
の出力と共に、前記電流基準値発生回路7へ入力する。
さらに、電流基準値発生回路7は、系統電圧異常検出器
12により電力系統1の異常が検出されると、負荷電流
検出器15の出力に基づいて、系統連系スイッチ遮断動
作時の電流指令値を、負荷2に流れ得る電流に応じた正
または負の固定値とする機能を備えている。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図1と同一部分の作用についてはその説明を省
略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
負荷2に流れる電流を検出し、その出力を系統電圧異常
検出器12の出力と共に、電流基準値発生回路7へ入力
する。
出器12が電力系統1の異常を検出して、その検出信号
が変換器制御回路8と同時に電流基準値発生回路7へ入
力されると、電流基準値発生回路7は、負荷電流検出器
15の出力の極性に応じて、正または負の一定の値を出
力する。この出力の極性は、負荷2に流れ込む電流極性
と同極性とし、その絶対値は負荷2に流れ得る電流の最
大値よりも大きくしておく。
系統連系スイッチ3を通じて負荷2に供給されている電
流よりも大きな電流を電力変換器4から流すような指令
値を出し、この指令値に電力変換器4の出力電流が一致
するまでの間に系統連系スイッチ3に流れる電流は零と
なるので、電力系統1の切り離しは完了する。
負荷2に流れる電流、電流基準値発生回路7の出力、電
力変換器4の出力電流、系統連系スイッチ3を流れる電
流の波形の一例を示す図である。
源システムでは、前記第1の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、系統連系スイッチ遮断動作時の電流指
令値を、負荷2に流れ得る電流の絶対値に応じた正また
は負の固定値とするようにしているので、高速に系統連
系スイッチ3を流れる電流を零とし、電力系統1の切り
離しを行なうことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
例を示す回路図であり、図1と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
テムは、図6に示すように、図1に加えて、遮断時電圧
指令生成回路16と、切換器17とを備えた構成として
いる。
スイッチ電流検出器14の出力を入力とし、系統連系ス
イッチ3に流れる電流を減衰させるように、すなわち系
統連系スイッチ3に流れる電流の遮断を促進させるよう
に、電力変換器4の電圧指令を発生する。
と、遮断時電圧指令生成回路16の出力と、系統電圧異
常検出器12の出力とを入力とし、通常時は変換器制御
回路8の出力を、また系統電圧異常検出器12により電
力系統1の異常が検出された時(系統連系スイッチ3の
遮断時)は遮断時電圧指令生成回路16の出力を、ゲー
トドライブ回路9へそれぞれ切換え入力する。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図1と同一部分の作用についてはその説明を省
略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
4では、系統連系スイッチ3に流れる電流を検出し、そ
の出力を遮断時電圧指令生成回路16へ入力する。遮断
時電圧指令生成回路16では、連系スイッチ電流検出器
14の出力を基に、系統連系スイッチ3に流れる電流を
減衰させるように、電力変換器4の電圧指令を発生す
る。
出器12が電力系統1の異常を検出して、その検出信号
が変換器制御回路8と同時に切換器17へ入力される
と、切換器17が動作して、遮断時電圧指令生成回路1
6により演算された系統連系スイッチ3に流れる電流を
減衰させるような電圧指令を、変換器制御回路8の出力
に代えてゲートドライブ回路9へ入力する。
ッチ3の電流の遮断が促進されるような電圧を出力し
て、系統連系スイッチ3に流れる電流は減衰して零とな
り、電力系統1の切り離しは完了する。
変換器制御回路8の出力がゲートドライブ回路9へ入力
されるようにする。上述したように、本実施の形態の分
散型電源システムでは、系統連系スイッチ3を遮断して
電力系統1を切り離す場合に、系統連系スイッチ3に流
れる電流を減衰させるような電圧を電力変換器4に出力
させることによって、系統連系スイッチ3に流れる電流
を零とし、電力系統1の切り離しを行なうようにしてい
るので、系統連系スイッチ3をサイリスタ等の自己消弧
能力を持たない半導体素子で構成した場合でも、IGB
T等の自己消弧能力を持つ半導体素子を用いた場合に準
じた遮断性能を得ることができ、高速に電力系統1を切
り離すことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
テムは、図7に示すように、図6に加えて、過電流検出
回路19を備えた構成としている。過電流検出回路19
は、前記電力変換器電流検出器6の出力に基づいて、電
力変換器4の電流が過電流となったことを検出し、その
出力を、前記電流基準値発生回路7へ入力すると共に、
前記切換器17へ入力する。
19により電力変換器4の過電流が検出されると、当該
電力変換器4の電流を正または負の一定値に保つ機能を
備えている。
と、遮断時電圧指令生成回路16の出力と、系統電圧異
常検出器12の出力と、過電流検出回路19の出力とを
入力とし、通常時、および過電流検出回路19により電
力変換器4の過電流が検出された時は変換器制御回路8
の出力を、また系統電圧異常検出器12により電力系統
1の異常が検出された時(系統連系スイッチ3の遮断
時)は遮断時電圧指令生成回路16の出力を、ゲートド
ライブ回路9へそれぞれ切換え入力する。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図6と同一部分の作用についてはその説明を省
略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
電力変換器4の電流を検出し、その出力を過電流検出回
路19へ入力する。過電流検出回路19では、電力変換
器電流検出器6の出力を基に、電力変換器4の電流が過
電流となったことを検出し、その出力を、電流基準値発
生回路7、および切換器17へ入力する。
は、電流基準値発生回路7の出力は、電力変換器4に流
すことができる正または負の最大電流値で固定する。同
時に、過電流検出回路19の出力により、切換器17を
動作させて、一時的に変換器制御回路8の出力をゲート
ドライブ回路9へ入力する。
電力変換器4の電流を電力変換器4に流すことができる
最大電流で固定して、電力変換器4が過電流に陥ること
を回避しつつ、系統連系スイッチ3の遮断動作を継続さ
せることができる。
の出力、系統連系スイッチ3を流れる電流、遮断時電圧
指令生成回路16の出力、電力変換器4の出力電流、過
電流検出回路19の出力、電流基準値発生回路7の出力
の波形の一例を示す図である。
源システムでは、前記第4の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、電力系統1の切り離し動作時の系統側
・負荷側の回路条件によっては、電力変換器4に過大な
出力電流が流れる場合があるが、電力変換器4の電流が
過電流になった場合には、電力変換器4の出力し得る最
大の電流値で電流制御を行なうようにしているので、過
電流による電力変換器4の破損を防止しつつ、高速に系
統連系スイッチ3を流れる電流を零とし、電力系統1の
切り離しを行なうことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
テムは、図9に示すように、図6に加えて、過電流検出
回路19を備えた構成としている。過電流検出回路19
は、前記電力変換器電流検出器6の出力に基づいて、電
力変換器4の電流が過電流となったことを検出し、その
出力を、前記遮断時電圧指令生成回路16へ入力する。
出回路19により電力変換器4の過電流が検出される
と、当該遮断時電圧指令生成回路16の出力の極性を反
転させる。
の分散型電源システムの作用について説明する。なお、
前述した図6と同一部分の作用についてはその説明を省
略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
電力変換器4の電流を検出し、その出力を過電流検出回
路19へ入力する。過電流検出回路19では、電力変換
器電流検出器6の出力を基に、電力変換器4の電流が過
電流となったことを検出し、その出力を、遮断時電圧指
令生成回路16へ入力する。
は、遮断時電圧指令生成回路16の出力の極性を反転さ
せ、電力変換器4の出力電流を積極的に減衰させて過電
流状態を解消する。
電圧指令生成回路16の出力を元に戻す。その結果、電
力変換器4の過電流時には、電力変換器4の電流を電力
変換器4が出力し得る最大電流付近に固定させるように
動作させ、電力変換器4の過電流状態を回避しつつ、系
統連系スイッチ3の遮断動作を継続させることができ
る。
ベルと過電流解消レベルとの間に差をつけてヒステリシ
ス特性を持たせることにより、遮断時電圧指令生成回路
16の出力が頻繁に変化することを防止することができ
る。
力、系統連系スイッチ3を流れる電流、遮断時電圧指令
生成回路16の出力、電力変換器4の出力電流、過電流
検出回路19の出力の波形の一例を示す図である。
源システムでは、前記第4の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、電力系統1の切り離し動作時の系統側
・負荷側の回路条件によっては、電力変換器4に過大な
出力電流が流れる場合があるが、電力変換器4の電流が
過電流になった場合には、一時的に電力変換器4の出力
電圧の極性を反転させて電力変換器4の電流を減衰させ
るようにしているので、過電流による電力変換器4の破
損を防止しつつ、高速に系統連系スイッチ3を流れる電
流を零とし、電力系統1の切り離しを行なうことが可能
となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
テムは、図9に示すように、図6に加えて、過電流検出
回路19を備えた構成としている。過電流検出回路19
は、前記電力変換器電流検出器6の出力に基づいて、電
力変換器4の電流が過電流となったことを検出し、その
出力を、前記遮断時電圧指令生成回路16へ入力する。
出回路19により電力変換器4の過電流が検出される
と、当該遮断時電圧指令生成回路16の出力を零とす
る。次に、以上のように構成した本実施の形態の分散型
電源システムの作用について説明する。
いてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用に
ついてのみ述べる。図9において、変換器電流検出器6
では、電力変換器4の電流を検出し、その出力を過電流
検出回路19へ入力する。
検出器6の出力を基に、電力変換器4の電流が過電流と
なったことを検出し、その出力を、遮断時電圧指令生成
回路16へ入力する。
は、遮断時電圧指令生成回路16の出力を零とすること
で、電力変換器4の出力電圧を零とし、電力変換器4の
出力電流を自然減衰させて過電流状態を解消する。実際
には、電力変換器4の出力線間電圧が零となればよいの
で、電力変換器4の出力電圧を3相とも同一極性とする
ことで実現することができる。
電圧指令生成回路16の出力を元に戻す。その結果、電
力変換器4の過電流時には、電力変換器4の電流を電力
変換器4が出力し得る最大電流付近に固定させるように
動作させ、電力変換器4の過電流状態を回避しつつ、系
統連系スイッチ3の遮断動作を継続させることができ
る。
ベルと過電流解消レベルとの間に差をつけてヒステリシ
ス特性を持たせることにより、遮断時電圧指令生成回路
16の出力が頻繁に変化することを防止することができ
る。
力、系統連系スイッチ3を流れる電流、遮断時電圧指令
生成回路16の出力、電力変換器4の出力電流、過電流
検出回路19の出力の波形の一例を示す図である。
源システムでは、前記第4の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、電力系統1の切り離し動作時の系統側
・負荷側の回路条件によっては、電力変換器4に過大な
出力電流が流れる場合があるが、電力変換器4の電流が
過電流になった場合には、一時的に電力変換器4の出力
電圧を零として電力変換器4の電流を減衰させるように
しているので、過電流による電力変換器4の破損を防止
しつつ、高速に系統連系スイッチ3を流れる電流を零と
し、電力系統1の切り離しを行なうことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
成例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。
テムは、図12に示すように、図6における遮断時電圧
指令生成回路16を省略し、これに代えて新たに、連系
スイッチ電流空間ベクトル判定回路20と、遮断時スイ
ッチングパターン生成回路21とを備えた構成としてい
る。
0は、前記連系スイッチ電流検出器14の出力に基づい
て、系統連系スイッチ3に流れる電流の空間ベクトルを
演算する。
は、連系スイッチ電流空間ベクトル判定回路20の出力
に基づいて、電力変換器4の電圧指令を演算する。次
に、以上のように構成した本実施の形態の分散型電源シ
ステムの作用について説明する。
いてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用に
ついてのみ述べる。図12において、連系スイッチ電流
検出器14では、系統連系スイッチ3に流れる電流を検
出し、その出力を連系スイッチ電流空間ベクトル判定回
路20へ入力する。
0では、現時点での系統連系スイッチ3に流れる電流の
空間ベクトルの方向を求め、その出力を遮断時スイッチ
ングパターン生成回路21へ入力する。
では、連系スイッチ電流空間ベクトル判定回路20の出
力を基に、連系スイッチ電流の空間ベクトルを零に近づ
けるように、電力変換器4の出力電圧べクトルの方向
(=スイッチングの状態)を定める。
て、遮断時スイッチングパターン生成回路21により演
算された電力変換器4の電圧指令を、変換器制御回路8
の出力に代えてゲートドライブ回路9へ入力する。
次計算され、それに応じて電力変換器4のスイッチング
状態も更新して、系統連系スイッチ3を流れる電流を速
やかに零として、電力系統1を切り離すことができる。
源システムでは、前記第4の実施の形態の分散型電源シ
ステムにおいて、系統連系スイッチ3を遮断して電力系
統1を切り離す場合に、系統連系スイッチ3に流れる電
流の空間ベクトルに応じて電力変換器4の出力電圧の空
間べクトルを決定するようにしているので、高速に系統
連系スイッチ3を流れる電流を零とし、電力系統1の切
り離しを行なうことが可能となる。
力系統1を切り離さなければならない用途においても、
分散型電源システムの系統連系スイッチ3として、安価
で過負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持
たない半導体素子を用いることができ、システム全体の
コストを低減することができる。
発明の分散型電源システムによれば、系統連系スイッチ
をサイリスタ等の自己消弧能力を持たない半導体素子で
構成された場合でもIGBT等の自己消弧能力を持つ半
導体素子を用いた場合に準じた遮断性能を得ることがで
き、高速に電力系統を切り離すことが可能となる。
力系統を切り離さなければならない用途においても、分
散型電源システムの系統連系スイッチとして、安価で過
負荷耐量の大きいサイリスタ等の自己消弧能力を持たな
い半導体素子を用いることができ、システム全体のコス
トを低減することができる。
の形態を示す回路図。
の形態を示す回路図。
ける作用を説明するための波形図。
の形態を示す回路図。
ける作用を説明するための波形図。
の形態を示す回路図。
の形態を示す回路図。
ける作用を説明するための波形図。
第7の実施の形態をそれぞれ示す回路図。
おける作用を説明するための波形図。
おける作用を説明するための波形図。
施の形態を示す回路図。
路図。
Claims (3)
- 【請求項1】 電力系統に対し系統連系スイッチを介し
て接続した負荷と並列に接続され、前記電力系統と連系
運転を行なう電力変換器と、当該電力変換器の直流側に
接続された充放電可能な直流電源とから構成される分散
型電源システムにおいて、 前記系統連系スイッチを、自己消弧能力を持たない半導
体素子で構成し、 前記系統連系スイッチが閉じている間は、前記電力系統
との連系点における電流を所望の値に制御する手段と、 前記系統連系スイッチが開いている間は、前記負荷の電
圧を所望の値に制御する手段と、 前記電力系統の異常を検出し、前記系統連系スイッチに
開放指令を与える手段と、前記系統連系スイッチに流れる電流を検出する手段と、 前記電力系統の異常が検出されると、前記系統連系スイ
ッチに流れる電流値を零とするために、前記系統連系ス
イッチに流れる電流に基づいて、前記電力変換器を制御
する電流指令値を増加または減少させる手段と、 を備えて成ることを特徴とする分散型電源システム。 - 【請求項2】 電力系統に対し系統連系スイッチを介し
て接続した負荷と並列に接続され、前記電力系統と連系
運転を行なう電力変換器と、当該電力変換器の直流側に
接続された充放電可能な直流電源とから構成される分散
型電源システムにおいて、 前記系統連系スイッチを、自己消弧能力を持たない半導
体素子で構成し、 前記系統連系スイッチが閉じている間は、前記電力系統
との連系点における電流を所望の値に制御する手段と、 前記系統連系スイッチが開いている間は、前記負荷の電
圧を所望の値に制御する手段と、 前記電力系統の異常を検出し、前記系統連系スイッチに
開放指令を与える手段と、 前記系統連系スイッチに流れる電流を検出する手段と、 前記電力系統の異常が検出されると、前記系統連系スイ
ッチに流れる電流値を零とするために、前記系統連系ス
イッチに流れる電流に基づいて、前記電力変換器を制御
する電流指令値を正または負の固定値とする手段と、 を備えて成ることを特徴とする分散型電源システム。 - 【請求項3】 電力系統に対し系統連系スイッチを介し
て接続した負荷と並列に接続され、前記電力系統と連系
運転を行なう電力変換器と、当該電力変換器の直流側に
接続された充放電可能な直流電源とから構成される分散
型電源システムにおいて、 前記系統連系スイッチを、自己消弧能力を持たない半導
体素子で構成し、 前記系統連系スイッチが閉じている間は、前記電力系統
との連系点における電流を所望の値に制御する手段と、 前記系統連系スイッチが開いている間は、前記負荷の電
圧を所望の値に制御する手段と、 前記電力系統の異常を検出し、前記系統連系スイッチに
開放指令を与える手段と、 前記負荷に流れる電流を検出する手段と、 前記電力系統の異常が検出されると、前記系統連系スイ
ッチに流れる電流値を零とするために、前記負荷に流れ
る電流に基づいて、前記電力変換器の電流値を前記負荷
に流れる電流より大きい値となるように、前記電力変換
器の電流指令値を一定値に制御する手段と、 を備えて成ることを特徴とする分散型電源システム。
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