JP3583885B2

JP3583885B2 - Inverter device

Info

Publication number: JP3583885B2
Application number: JP02874397A
Authority: JP
Inventors: 渉堀尾; 和久太田垣; 康弘牧野; 正弘前川
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JPH10224993A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電力を交流電力に変換するとともに、商用電力系統と連系して負荷へ交流電力を供給するインバータ装置（以下、「系統連系インバータ装置」とも言う。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
太陽電池や燃料電池など数ＫＷ程度の電力を発生させる直流電源に接続され、その出力を交流に変換し、商用電力系統と連系して家電製品などの負荷に交流電力を供給するいわゆる系統連系インバータ装置が従来より考案されている。
【０００３】
そして、この系統連系インバータ装置の出力としての有効電力および電力量は、系統連系インバータ装置の出力電流と出力電圧を測定することにより算出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記系統連系インバータ装置における直流電力から交流電力への変換は、ゲート絶縁型バイポーラトランジスタ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ −ＩＧＢＴ）を含むスイッチング回路によって行なわれるが、このスイッチング回路は基本波とともに高調波のノイズを発生させる。
【０００５】
図４は、負荷へ供給する系統電圧と、系統連系インバータ装置の高出力時と低出力時の出力電流の波形を示す図である。
【０００６】
図４（ｂ）に示されるように、系統連系インバータ装置が高出力のときは、出力電流において基本波成分が大きいため、スイッチング回路で発生された高調波ノイズの影響は相対的に小さく、図４（ａ）に示される系統電圧との位相差もほとんど生じない。
【０００７】
しかし、系統連系インバータ装置が低出力のときは、出力電流において基本波成分が小さいため、上記高調波ノイズの相対的な影響が大きくなる。これより、たとえば、図４（ａ），（ｃ）に示されるように、出力電流の位相が系統電圧の位相に比べて位相Ｆだけ遅れたりなどし、位相検出誤差が大きくなる。
【０００８】
このことから、従来の系統連系インバータ装置においては、特に、低出力時（接続されている太陽電池の出力が天気などの影響で低出力になるときなど）に力率の算出を精度よく行なうことができず、系統連系インバータ装置の出力電力量を正確に測定することができないという問題を生じていた。
【０００９】
このような問題を解消する方法としては、カットオフ周波数ｆｃの低いノイズフィルタを用いることも考えられるが、基本波成分を減少させてしまうという新たな問題を生じる。
【００１０】
また、力率を正確に算出するための回路を別途設けると製造コストが高くなる。
【００１１】
本発明は、以上のような問題を解消するためになされたもので、低コストで、かつ、低出力時においても出力電力量を正確に測定し、表示することができる系統連系インバータ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るインバータ装置は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、商用電力系統と連系して負荷へ前記交流電力を供給するインバータ装置であって、前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換手段と、容量性素子を有し、前記電力変換手段から出力された出力の高周波成分をカットする低周波フィルタと、前記低周波フィルタを通過した電流を検出する電流検出手段と、商用電力系統との連系点電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出される前記電圧に対する前記電流検出手段で検出される前記電流の力率が１となるように、前記電力変換手段を制御する制御手段と、前記電流検出手段で検出される前記電流の大きさに対応する力率の値を予め記憶するとともに、前記電流検出手段で検出された前記電流の大きさに応じて前記電流の大きさと前記対応する力率の値を出力する記憶手段と、前記電圧検出手段で検出された前記電圧の大きさと、前記記憶手段から供給される前記電流の大きさおよび前記対応する力率の値とに基づいて有効電力を算出し、電力量を表示する電力量表示手段とを備えるものである。以上の手段により、常にインバータ装置の出力電力量を正確に計測することができる。
【００１３】
請求項２に係るインバータ装置は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、商用電力系統と連系して負荷へ前記交流電力を供給するインバータ装置であって、前記直流電力を前記交流電力に変換する電力変換手段と、容量性素子を有し、前記電力変換手段から出力された出力の高周波成分をカットする低周波フィルタと、前記低周波フィルタを通過した電流を検出する電流検出手段と、商用電力系統との連系点電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段で検出される前記電圧に対する前記電流検出手段で検出される前記電流の力率が１となるように、前記電力変換手段を制御する制御手段と、前記電流検出手段で検出される前記電流の大きさに対応する力率の値を予め記憶するとともに、前記電流検出手段で検出された前記電流の大きさに応じて前記電流の大きさと前記対応する力率の値を出力する記憶手段と、前記電流検出手段で検出された前記電流の位相と前記電圧検出手段で検出された前記電圧の位相とに基づいて力率の値を算出する力率算出手段と、前記力率算出手段で算出された前記力率の値と、前記記憶手段から出力された前記力率の値とを比較して、それらの値の差が所定値を超えるか否かを判定する異常検出手段と、前記異常検出手段が前記差が前記所定値を超えると判定した場合には、前記電力変換手段の動作を停止させる動作停止手段とを備えるものである。以上の手段により、さらに、インバータ装置の出力電力量を正確に計測することができる。
【００１４】
請求項３に係るインバータ装置は、請求項２に記載のインバータ装置であって、電力変換手段と商用電力系統とを接続し、または切離す開閉手段をさらに備え、動作停止手段は、異常検出手段が上記差が所定値を超えると判定した場合には、電力変換手段と商用電力系統とを切離すよう開閉手段を制御するものである。以上の手段により、さらに、負荷への電力供給における安全性が向上される。
【００１５】
請求項４に係るインバータ装置は、請求項２または３に記載のインバータ装置であって、電圧検出手段で検出された電圧の大きさと、記憶手段から供給される電流の大きさおよび対応する力率の値とに基づいて有効電力を算出し、電力量を表示する電力量表示手段をさらに備えるものである。以上の手段により、さらに、インバータ装置の出力電力量を正確に計測することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置（以下、単に「インバータ装置」ともいう。）の全体構成を示す図である。
【００１８】
図１に示されるように、本実施の形態に係るインバータ装置３は、太陽電池１から供給される数ＫＷの直流電力を交流電力に変換するともに、商用電力系統５と連系して家電製品などの負荷７へ交流電力を供給するものであって、太陽電池１から出力された電圧を検出するアイソレーションアンプ９と、太陽電池１から出力された電流を検出する変流器１１と、複数のＩＧＢＴスイッチング素子を含み太陽電池１から出力された直流電力を交流電力に変換するスイッチング回路１５と、スイッチング回路１５から出力された電流および電圧の高周波成分をカットオフ周波数１〜３ＫＨｚとして取除く低周波フィルタ１７と、低周波フィルタ１７を通過した電流を検出する変流器１９と、スイッチング回路１５と商用電力系統５とを接続し、または、切離す開閉装置２１と、開閉装置２１を通過した電圧を検出する変圧器２３と、開閉装置２１を通過した電流・電圧に対するたとえば負荷７からのノイズなどを取除くためカットオフ周波数を数百ＫＨｚとしたノイズフィルタ２５と、スイッチング回路１５を制御する制御部８と、スイッチング回路１５の動作におけるオン・オフを切換えるゲート回路１３とを備える。
【００１９】
ここで、低周波フィルタ１７は、コイル１７１とコンデンサ１７２とを含む。また、制御部８は、電力指令部８０と乗算器８１と誤差増幅器８２とＰＷＭコンパレータ８３とを含む。
【００２０】
また、本実施の形態に係るインバータ装置は、さらに、変流器１９に接続され、インバータ装置３が負荷７へ５０Ｈｚの電力を供給する際に使用される以下に示す表１と、
【００２１】
【表１】

【００２２】
負荷７へ６０Ｈｚの電力を供給する際に使用される以下に示す表２、
【００２３】
【表２】

【００２４】
とを記憶するメモリ３１を備える。この表１および表２は、変流器１９で検出される電流の大きさと、それに１対１に対応する関係にあるインバータ装置３の出力における力率が表されたものである。
【００２５】
なお、上記２つの表における電流の大きさは、インバータ装置３の外部に精度のよい電力測定器を接続することによって測定された電流の大きさから変流器１９で測定される電流の大きさに換算した値であり、力率は、上記電力測定器による測定で得られた値である。
【００２６】
また、本実施の形態に係るインバータ装置は、変圧器２３およびメモリ３１に接続される出力電力量算出部２７と、出力電力量算出部２７に接続される電力量表示部２９と、変流器１９および変圧器２３に接続されるゼロクロス検出部３５と、ゼロクロス検出部３５に接続される位相差検出部３７および周波数検出部３９と、位相差検出部３７および周波数検出部３９とに接続される力率算出部４１と、メモリ３１に接続される位相正常枠設定部３３と、力率算出部４１および位相正常枠設定部３３とに接続される力率異常検出部４３と、力率異常検出部４３に接続され出力信号をゲート回路１３および開閉装置２１に供給する運転停止部４５とを備える。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るインバータ装置の動作を説明する。
図２は、インバータ装置３が高出力であるときにおける、開閉装置２１を通過した電圧Ｖｘと、低周波フィルタ１７に入力する電流Ｉ_Ａと、コンデンサ１７２へ流込む電流Ｉ_Ｂと、低周波フィルタ１７から出力する電流Ｉ_Ｃとの関係を示した図であり、図３は、インバータ装置３が低出力であるときの電圧Ｖｘ、電流Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃの関係を示す図である。
【００２８】
インバータ装置３は、出力での力率が１となるような制御が行なわれるため、同一ライン上で電流・電圧が検出される。ここで、図２（ａ），（ｄ）に示されるように、高出力時には電圧Ｖｘと電流Ｉ_Ｃの位相差はほとんどなく力率は１に近い値となるが、図３（ａ），（ｄ）に示されるように、低出力時には商用電力系統５からコンデンサ１７２に流入する無効電流分が無視できなくなり、電流Ｉ_Ｃの位相は電圧Ｖｘに対して遅れることとなる。このことから、低出力時には力率が悪くなる。
【００２９】
したがって、低出力時の力率の値は、高出力時に比して位相検出誤差による影響が大きいものとなる。
【００３０】
次に、制御部８の動作を説明する。
電力指令部８０は、アイソレーションアンプ９で検出された電圧値と変流器１１で検出された電流値とを所定のサンプリング周期（たとえば、５０μｓ）で入力し、その入力された値に基づいて太陽電池１の出力電力および電力変化量を算出する。そして、その電力変化量の増減に基づいて太陽電池１の動作電圧の制御目標値を決定し、その動作電圧の制御目標値に基づいてスイッチング回路１５から出力される電流Ｉ_Ａの制御目標値となる電流指令値ＩＢを算出し、乗算器８１に出力する。
【００３１】
乗算器８１は、電力指令部８０から供給された電流指令値ＩＢと変圧器２３で検出された電圧波形との乗算を行ない、電流指令値ＩＢに応じた振幅を有し、変圧器２３で検出された電圧波形に同期した商用周波数の正弦波形の信号を誤差増幅器８２へ出力する。
【００３２】
誤差増幅器８２は、乗算器８１からの出力と変流器１９で検出された電流との差を増幅し、その増幅した誤差信号をＰＷＭコンパレータ８３へ出力する。
【００３３】
ＰＷＭコンパレータ８３は、誤差増幅器８２から入力する誤差信号と予め設定された基準三角波とを比較して誤差増幅器８２から入力される誤差信号が０になるようにゲート回路１３を介してスイッチング回路１５にスイッチング制御信号を供給する。
【００３４】
ここで、スイッチング回路１５は、系統電圧とインバータ装置３の出力電流の位相につき力率が１となるように制御される。
【００３５】
また、メモリ３１は、変流器１９で検出された電流値を入力して、その値と、予め記憶された表１または表２に基づき、入力された電流値に対応して読出される力率とを出力電力量算出部２７へ出力する。
【００３６】
出力電力量算出部２７は、メモリ３１から供給された電流値および力率と、変圧器２３で検出された電圧値に基づいて１０秒ごとの平均有効電力を計算し、１時間当りの積算電力量を算出する。
【００３７】
電力量表示部２９は、出力電力量算出部２７で算出された積算電力量を表示する。
【００３８】
一方、メモリ３１からは、入力された電流値に対応して読出された力率が位相正常枠設定部３３に出力され、位相正常枠設定部３３は、入力された力率に対し誤差範囲（たとえば、位相角±１０°など）を設定する。
【００３９】
ゼロクロス検出部３５は、変流器１９で検出された電流および変圧器２３で検出された電圧を入力し、振幅が０となる時刻で極性が変化する矩形波を出力する。そして、この検出された電流および電圧の振幅が０となる時刻に基づいて周波数検出部３９は電圧の１周期を検出し、位相差検出部３７は検出された電流および電圧の振幅がそれぞれ０となる時刻の差を検出する。
【００４０】
力率算出部４１は、位相差検出部３７で検出された時間差を周波数検出部３９で検出された１周期の時間で除し、３６０°を乗ずることにより位相差角を求め、力率を算出する。
【００４１】
そして、力率異常検出部４３は、力率算出部４１で算出された力率の値が、位相正常枠設定部３３から供給された力率の値と一致するかまたはその誤差範囲に入っているか否かを判定し、力率算出部４１で算出された力率の値が上記誤差範囲を超えるものと判定した場合には、インバータ装置３の動作に異常が認められることを示す異常検出信号を運転停止部４５へ出力する。
【００４２】
運転停止部４５は、力率異常検出部４３から異常検出信号を受けてゲート回路１３を閉じ、スイッチング回路１５の動作を停止させ、さらに、開閉装置２１を開き、インバータ装置３を商用電力系統５と解列させる。
【００４３】
以上より、本実施の形態に係るインバータ装置によれば、低出力時においても正確な積算電力量を算出・表示することができ、また、インバータ装置に異常が生じた際に運転を停止させる保護機能の誤動作を防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に係るインバータ装置によれば、出力する電力量を常に正確に算出・表示することができる。
【００４５】
請求項２に係るインバータ装置によれば、インバータ装置に異常が生じた際運転を停止させる保護機能の誤動作を防止することができる。
【００４６】
請求項３に係るインバータ装置によれば、請求項２に係るインバータ装置と同様な効果を奏するとともに、さらに、インバータ装置に異常が生じた際インバータ装置を商用電力系統と切離すため、電力の供給に関して、より安全性を確保することができる。
【００４７】
請求項４に係るインバータ装置によれば、請求項２または３に係るインバータ装置と同様な効果を奏するとともに、さらに、出力電力量を常に正確に算出し、表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る系統連系インバータ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示される系統連系インバータ装置の高出力時の動作を説明するための図である。
【図３】図１に示される系統連系インバータ装置の低出力時の動作を説明するための図である。
【図４】本発明が解決しようとする課題を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１５スイッチング回路
１９変流器
２１開閉装置
２３変圧器
２７出力電力量算出部
２９電力量表示部
３１メモリ
３３位相正常枠設定部
３５ゼロクロス検出部
３７位相差検出部
３９周波数検出部
４１力率算出部
４３力率異常検出部
４５運転停止部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inverter device that converts DC power into AC power and supplies AC power to a load in connection with a commercial power system (hereinafter, also referred to as “system-connected inverter device”).
[0002]
[Prior art]
A so-called grid connection that is connected to a DC power supply, such as a solar cell or fuel cell, that generates about several kilowatts of power, converts its output to AC, and connects it to the commercial power system to supply AC power to loads such as home appliances. A system inverter device has been conventionally devised.
[0003]
The active power and the amount of power as outputs of the grid-connected inverter are calculated by measuring the output current and output voltage of the grid-connected inverter.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conversion from DC power to AC power in the system interconnection inverter device is performed by a switching circuit including a gate-insulated bipolar transistor (IGBT). This switching circuit includes fundamental noise and harmonic noise. Generate.
[0005]
FIG. 4 is a diagram illustrating a system voltage supplied to a load and waveforms of an output current of the system interconnection inverter device at a high output and at a low output.
[0006]
As shown in FIG. 4B, when the grid-connected inverter device has a high output, the fundamental current component is large in the output current, so that the influence of the harmonic noise generated in the switching circuit is relatively small. There is almost no phase difference from the system voltage shown in FIG.
[0007]
However, when the grid-connected inverter device has a low output, the relative influence of the harmonic noise increases because the fundamental component is small in the output current. Thus, for example, as shown in FIGS. 4A and 4C, the phase of the output current is delayed by the phase F with respect to the phase of the system voltage, and the phase detection error increases.
[0008]
For this reason, in the conventional grid-connected inverter device, the power factor is calculated with high accuracy, especially when the output is low (when the output of the connected solar cell is low due to the weather or the like). Therefore, there has been a problem that the output electric energy of the grid-connected inverter device cannot be accurately measured.
[0009]
As a method for solving such a problem, a noise filter having a low cutoff frequency fc may be used, but a new problem of reducing the fundamental wave component occurs.
[0010]
Further, if a circuit for accurately calculating the power factor is separately provided, the manufacturing cost increases.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a low cost, and a system interconnection inverter device capable of accurately measuring and displaying output power even at low output. The purpose is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The inverter device according to claim 1, wherein the inverter device converts DC power supplied from a DC power supply into AC power and supplies the AC power to a load in connection with a commercial power system. And a low-frequency filter that has a capacitive element, and that cuts a high-frequency component of an output output from the power conversion means, and detects a current that has passed through the low-frequency filter. A current detecting means, a voltage detecting means for detecting a voltage at an interconnection point with a commercial power system, and a power factor of the current detected by the current detecting means with respect to the voltage detected by the voltage detecting means becomes 1. Control means for controlling the power conversion means, and a power factor value corresponding to the magnitude of the current detected by the current detection means, stored in advance, and the current detection means Storage means for outputting the magnitude of the current and the value of the corresponding power factor according to the magnitude of the detected current; the magnitude of the voltage detected by the voltage detection means; Power amount display means for calculating active power based on the magnitude of the current and the value of the corresponding power factor, and displaying the power amount. By the above means, the output electric energy of the inverter device can always be accurately measured.
[0013]
The inverter device according to claim 2, wherein the inverter device converts DC power supplied from a DC power supply into AC power and supplies the AC power to a load in connection with a commercial power system. And a low-frequency filter that has a capacitive element, and that cuts a high-frequency component of an output output from the power conversion means, and detects a current that has passed through the low-frequency filter. A current detecting means, a voltage detecting means for detecting a voltage at an interconnection point with a commercial power system, and a power factor of the current detected by the current detecting means with respect to the voltage detected by the voltage detecting means becomes 1. Control means for controlling the power conversion means, and a power factor value corresponding to the magnitude of the current detected by the current detection means, stored in advance, and the current detection means Storage means for outputting the magnitude of the current and the value of the corresponding power factor according to the magnitude of the detected current; a phase of the current detected by the current detection means and a phase of the current detected by the voltage detection means. Power factor calculating means for calculating the value of the power factor based on the phase of the voltage, the value of the power factor calculated by the power factor calculating means, and the value of the power factor output from the storage means. And abnormality detecting means for determining whether the difference between the values exceeds a predetermined value, and when the abnormality detecting means determines that the difference exceeds the predetermined value, Operation stopping means for stopping the operation of the means. By the above means, the output electric energy of the inverter device can be further accurately measured.
[0014]
The inverter device according to claim 3 is the inverter device according to claim 2, further comprising an opening / closing unit that connects or disconnects the power conversion unit and the commercial power system, and the operation stop unit includes an abnormality detection unit. If it is determined that the difference exceeds a predetermined value, the opening / closing means is controlled so as to disconnect the power conversion means from the commercial power system. With the above means, the safety in supplying power to the load is further improved.
[0015]
The inverter device according to claim 4 is the inverter device according to claim 2 or 3, wherein the magnitude of the voltage detected by the voltage detection means, the magnitude of the current supplied from the storage means, and the corresponding power factor And a power amount display means for calculating the active power based on the value of the power amount and displaying the power amount. By the above means, the output electric energy of the inverter device can be further accurately measured.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[0017]
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a grid-connected inverter device (hereinafter, also simply referred to as “inverter device”) according to an embodiment of the present invention.
[0018]
As shown in FIG. 1, inverter device 3 according to the present embodiment converts DC power of several kW supplied from solar cell 1 into AC power, and also connects with commercial power system 5 to home electric appliances. And the like, which supplies AC power to a load 7 such as an isolation amplifier 9 for detecting a voltage output from the solar cell 1, a current transformer 11 for detecting a current output from the solar cell 1, A switching circuit 15 including an IGBT switching element for converting DC power output from the solar cell 1 into AC power, and a low-frequency component for removing high-frequency components of current and voltage output from the switching circuit 15 as cutoff frequencies 1 to 3 KHz. The high frequency filter 17, the current transformer 19 for detecting the current passing through the low frequency filter 17, the switching circuit 15, and the commercial power system 5 are connected. Is a switchgear 21 for disconnecting, a transformer 23 for detecting a voltage passed through the switchgear 21, and a cutoff frequency for removing a noise, for example, from the load 7 with respect to the current and voltage passing through the switchgear 21. It includes a noise filter 25 having a frequency of 100 KHz, a control unit 8 for controlling the switching circuit 15, and a gate circuit 13 for switching ON / OFF in the operation of the switching circuit 15.
[0019]
Here, the low frequency filter 17 includes a coil 171 and a capacitor 172. Further, the control unit 8 includes a power command unit 80, a multiplier 81, an error amplifier 82, and a PWM comparator 83.
[0020]
In addition, the inverter device according to the present embodiment is further connected to the current transformer 19 and used when the inverter device 3 supplies power of 50 Hz to the load 7 as shown in Table 1 below.
[0021]
[Table 1]

[0022]
Table 2 below, which is used when supplying 60 Hz power to the load 7,
[0023]
[Table 2]

[0024]
Is provided. Tables 1 and 2 show the magnitude of the current detected by the current transformer 19 and the power factor at the output of the inverter device 3 in a one-to-one correspondence.
[0025]
In addition, the magnitude of the current in the above two tables is calculated from the magnitude of the current measured by connecting a high-precision power measuring device outside the inverter device 3 to the magnitude of the current measured by the current transformer 19. , And the power factor is a value obtained by the measurement by the power measuring device.
[0026]
Also, the inverter device according to the present embodiment includes an output power amount calculation unit 27 connected to the transformer 23 and the memory 31, a power amount display unit 29 connected to the output power

amount calculation unit

27, 19 and the transformer 23, a zero-cross detector 35, a phase difference detector 37 and a frequency detector 39 connected to the zero-cross detector 35, and a phase difference detector 37 and a frequency detector 39. A power factor calculation unit 41, a normal phase frame setting unit 33 connected to the memory 31, a power factor calculation unit 41, a power factor abnormality detection unit 43 connected to the normal phase frame setting unit 33, and a power factor abnormality detection An operation stop unit 45 connected to the unit 43 and supplying an output signal to the gate circuit 13 and the switchgear 21 is provided.
[0027]
Next, the operation of the inverter device according to the present embodiment will be described.
Figure 2 is a definitive when inverter 3 is high output, the voltage Vx that has passed through the opening and closing device 21, and a current I _A to be input to the low-frequency filter 17, a current I _B Komu flow to the capacitor 172, the low-frequency filter is a diagram showing the relation between the current I _C to be output from the 17, 3 is a diagram showing voltage Vx when the inverter device 3 is low output current I _a, I _B, the relationship between I _C .
[0028]
Inverter device 3 is controlled so that the power factor at the output is 1, so that current and voltage are detected on the same line. Here, FIG. 2 (a), the as shown (d), the little power factor phase difference at the time of high output voltage Vx and the current I _C is a value close to 1, FIG. 3 (a), as shown (d), the ineffective current component during the low output flows from the commercial power system 5 to the capacitor 172 can not be ignored, the phase of the current I _C becomes the delayed with respect to voltage Vx. For this reason, the power factor becomes worse at low output.
[0029]
Therefore, the value of the power factor at the time of low output is more affected by the phase detection error than at the time of high output.
[0030]
Next, the operation of the control unit 8 will be described.
Power command unit 80 inputs a voltage value detected by isolation amplifier 9 and a current value detected by current transformer 11 at a predetermined sampling cycle (for example, 50 μs), and based on the input values. The output power and the amount of power change of the solar cell 1 are calculated. Then, to determine the control target value of the operating voltage of the solar cell 1 based on the increase or decrease of the power variation, the control target value of the current I _A outputted from the switching circuit 15 based on the control target value of the operating voltage The calculated current command value IB is output to the multiplier 81.
[0031]
The multiplier 81 multiplies the current command value IB supplied from the power command unit 80 by the voltage waveform detected by the transformer 23, has an amplitude corresponding to the current command value IB, and A signal having a sine waveform of a commercial frequency synchronized with the input voltage waveform is output to the error amplifier 82.
[0032]
The error amplifier 82 amplifies the difference between the output from the multiplier 81 and the current detected by the current transformer 19 and outputs the amplified error signal to the PWM comparator 83.
[0033]
The PWM comparator 83 compares the error signal input from the error amplifier 82 with a preset reference triangular wave, and supplies the switching signal to the switching circuit 15 via the gate circuit 13 so that the error signal input from the error amplifier 82 becomes zero. Provides a switching control signal.
[0034]
Here, the switching circuit 15 is controlled such that the power factor becomes 1 with respect to the phase of the system voltage and the phase of the output current of the inverter device 3.
[0035]
Further, the memory 31 inputs a current value detected by the current transformer 19, and based on the value and a table 1 or 2 stored in advance, a force read out corresponding to the input current value. The output rate is output to the output power amount calculation unit 27.
[0036]
The output power amount calculator 27 calculates the average active power every 10 seconds based on the current value and the power factor supplied from the memory 31 and the voltage value detected by the transformer 23, and calculates the integrated power per hour. Calculate the amount.
[0037]
The power amount display unit 29 displays the integrated power amount calculated by the output power amount calculation unit 27.
[0038]
On the other hand, the power factor read out from the memory 31 corresponding to the input current value is output to the normal phase frame setting unit 33, and the normal phase frame setting unit 33 outputs an error range ( For example, a phase angle of ± 10 °) is set.
[0039]
The zero-cross detection unit 35 receives the current detected by the current transformer 19 and the voltage detected by the transformer 23, and outputs a rectangular wave whose polarity changes at a time when the amplitude becomes zero. Then, based on the time when the detected amplitudes of the current and the voltage become 0, the frequency detecting unit 39 detects one cycle of the voltage, and the phase difference detecting unit 37 sets the detected current and the amplitude of the voltage to 0. Detect a time difference.
[0040]
The power factor calculating unit 41 calculates the power factor by dividing the time difference detected by the phase difference detecting unit 37 by the time of one cycle detected by the frequency detecting unit 39 and multiplying by 360 ° to calculate the power factor. I do.
[0041]
Then, the power factor abnormality detecting unit 43 determines whether the value of the power factor calculated by the power factor calculating unit 41 matches the value of the power factor supplied from the normal phase frame setting unit 33 or falls within an error range thereof. It is determined whether or not the power factor value calculated by the power factor calculation unit 41 exceeds the error range, and an abnormality detection signal indicating that the operation of the inverter device 3 is abnormal. Is output to the operation stop unit 45.
[0042]
The operation stopping unit 45 receives the abnormality detection signal from the power factor abnormality detecting unit 43, closes the gate circuit 13, stops the operation of the switching circuit 15, further opens the switching device 21, and connects the inverter device 3 to the commercial power system 5 To be disconnected.
[0043]
As described above, according to the inverter device according to the present embodiment, it is possible to calculate and display an accurate integrated power amount even at the time of low output, and to provide protection for stopping operation when an abnormality occurs in the inverter device. Malfunction of the function can be prevented.
[0044]
【The invention's effect】
According to the inverter device of the first aspect, the amount of power to be output can always be calculated and displayed accurately.
[0045]
According to the inverter device of the second aspect, it is possible to prevent a malfunction of the protection function for stopping operation when an abnormality occurs in the inverter device.
[0046]
According to the inverter device according to the third aspect, the same effect as that of the inverter device according to the second aspect is obtained, and furthermore, when an abnormality occurs in the inverter device, the inverter device is separated from the commercial power system, so that power is supplied. , It is possible to secure more safety.
[0047]
According to the inverter device according to the fourth aspect, the same effect as that of the inverter device according to the second or third aspect can be obtained, and further, the output power amount can always be accurately calculated and displayed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a grid-connected inverter device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the system interconnection inverter device shown in FIG. 1 at the time of high output.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the system interconnection inverter device shown in FIG. 1 at the time of low output.
FIG. 4 is a waveform chart for explaining a problem to be solved by the present invention.
[Explanation of symbols]
15 Switching circuit 19 Current transformer 21 Switching device 23 Transformer 27 Output power amount calculation unit 29 Power amount display unit 31 Memory 33 Normal phase frame setting unit 35 Zero cross detection unit 37 Phase difference detection unit 39 Frequency detection unit 41 Power factor calculation unit 43 Power factor abnormality detection unit 45 Operation stop unit

Claims

An inverter device that converts DC power supplied from a DC power supply into AC power and supplies the AC power to a load in connection with a commercial power system,
Power conversion means for converting the DC power to the AC power,
A low-frequency filter that has a capacitive element and cuts a high-frequency component of the output output from the power conversion unit;
Current detection means for detecting a current passed through the low frequency filter ,
Voltage detection means for detecting a connection point voltage with the commercial power system ,
Control means for controlling the power conversion means so that a power factor of the current detected by the current detection means with respect to the voltage detected by the voltage detection means is 1;
A power factor value corresponding to the magnitude of the current detected by the current detection means is stored in advance, and the magnitude of the current corresponds to the magnitude of the current according to the magnitude of the current detected by the current detection means. Storage means for outputting a power factor value;
A power for calculating an active power based on the magnitude of the voltage detected by the voltage detecting means, the magnitude of the current supplied from the storage means and the value of the corresponding power factor, and displaying a power amount; An inverter device comprising a quantity display means.

An inverter device that converts DC power supplied from a DC power supply into AC power and supplies the AC power to a load in connection with a commercial power system,
Power conversion means for converting the DC power to the AC power,
A low-frequency filter that has a capacitive element and cuts a high-frequency component of the output output from the power conversion unit;
Current detection means for detecting a current passed through the low frequency filter ,
Voltage detection means for detecting a connection point voltage with the commercial power system ,
Control means for controlling the power conversion means so that a power factor of the current detected by the current detection means with respect to the voltage detected by the voltage detection means is 1;
A power factor value corresponding to the magnitude of the current detected by the current detection means is stored in advance, and the magnitude of the current corresponds to the magnitude of the current according to the magnitude of the current detected by the current detection means. Storage means for outputting a power factor value;
Power factor calculation means for calculating a power factor value based on the phase of the current detected by the current detection means and the phase of the voltage detected by the voltage detection means,
The value of the power factor calculated by the power factor calculation means is compared with the value of the power factor output from the storage means to determine whether a difference between the values exceeds a predetermined value. Abnormality detection means;
An inverter device comprising: an operation stop unit that stops the operation of the power conversion unit when the abnormality detection unit determines that the difference exceeds the predetermined value.

The power conversion means and the commercial power system connected, or, further comprising an opening and closing means to disconnect,
3. The operation stop unit controls the open / close unit to disconnect the power conversion unit and the commercial power system when the abnormality detection unit determines that the difference exceeds the predetermined value. 3. The inverter device according to claim 1.

The power for calculating the active power based on the magnitude of the voltage detected by the voltage detection means, the magnitude of the current supplied from the storage means and the value of the corresponding power factor, and displaying the power amount 4. The inverter device according to claim 2, further comprising a quantity display unit.