JP3633123B2

JP3633123B2 - Distributed power system

Info

Publication number: JP3633123B2
Application number: JP20224296A
Authority: JP
Inventors: 弘忠東浜; 博昭小新; 宏之大野; 裕明湯浅; 久視臼井
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JPH1051959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電源と系統連系する分散電源システムであり特に太陽電池を用いた分散電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の分散電源システムとしての太陽光発電システムは、種々のものが採用されているが、社団法人日本電気協会より発行されている、分散型電源系統連系技術指針（以下、指針と称する）等にその技術的な指針が示されている。なお、この指針は、連系する太陽光発電システム等の分散電源システムが原因で、商用電源による供給電力が、品質、保護協調、保安、信頼性の面で低下することなく、円滑な連系を行なうための技術指針である。そして、良く知られた、分散電源装置としての太陽電池から出力される直流電力を交流に変換し、インバータ回路出力と商用電源との系統連系を制御する解列開閉器を介して、分電盤に設けられた分岐回路に交流電源を出力する、系統連系インバータを用いたものがある。
【０００３】
しかし、上記の系統連系インバータによるものは、商用電源との系統連系を実現するための構成が簡単である反面、商用電源の停電時の分散電源の自立運転において、系統連系インバータに設けられた自立運転用コンセントから電源を得るための接続配線が煩雑になるといった問題があった。そこで、図３に示す、太陽電池２と、太陽電池２から入力される直流電力を交流に変換し出力するインバータ３と、解列開閉器８０を介して入力されるインバータ３の出力と商用電力系統９からの商用電源入力とを系統連系して分岐出力するとともに、この系統連系を制御するための系統連系保護部８によって制御される第２解列開閉器８１が、主幹ブレーカである主幹漏電ブレーカ６の負荷側に所定の分岐回路である非常用分岐回路１１を系統から解列するように分岐ブレーカ７０と並列に配設された分電盤４と、を備える太陽光発電システム１が考案されている。この太陽光発電システム１は、商用電源の停電時には第２解列開閉器８１のみが開路状態となり、インバータ３の自立運転によって非常用分岐回路１１に向けて配電されるもので、本出願人によって案出され、特願平８−０１６１４５として出願されたものである。
【０００４】
上記の太陽光発電システム１は、太陽電池２から直流電力が出力されると、まず、インバータ３にて交流電力に変換され、商用電源系統に接続された状態すなわち連系された状態おいて、分岐ブレーカ７０及び非常用負荷分岐ブレーカ７１を介して分岐回路１０及び非常用分岐回路１１に接続された負荷及び非常用負荷に、商用電力系統からの電力とともに太陽電池２の出力した電力が配電される。そして、系統連系保護部８により、分電盤４の内部の分散電源と商用電力系統との接続点近傍に設置された電圧センサＰＴ及び電流センサＣＴにより検出された検出値によって、異常（電圧上昇、電圧低下、周波数上昇及び周波数低下）か否かが所定の電圧範囲及び所定の電圧周波数範囲を基準に判定される。そして、異常と判定された場合、解列開閉器８０および第２解列開閉器８１が、解列（解列開閉器を開路すること）される。また、商用電力系統９の停電の場合、まず、解列開閉器８０および第２解列開閉器８１が解列される。そして、その後、解列開閉器８０のみが閉路され第２解列開閉器８１のみが解列状態となって、太陽電池２によって発電された電力が、非常用分岐ブレーカ７１を介して非常用分岐回路１１に接続された非常用負荷としての照明器具あるいは電気配線用コンセントに配電される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の太陽光発電システム１は、分岐回路に接続された負荷への電力供給制御を、離れた位置に設置されたインバータ３まで行くことなく、分電盤４の設置場所にて行うことが出来るものであり、さらに商用電力系統９の商用電源の停電時に、インバータ３の自立運転による非常用電源の供給に最適なものである。しかし、前記指針においては、商用電力系統９が停電した場合は、インバータ３の出力を一旦停止させ、分電盤４の第２解列開閉器８１が解列していることを確認した後に、自立運転によって所定の分岐回路に電力を供給することが規定されている。従って、商用電力系統９から電源供給されている系統連系保護部８は、この第２解列開閉器８１の解列確認のためのバックアップ電源を別途必要とするものであった。その結果、系統連系保護部８は、例えばバックアップ電源としての２次電池を収納するためのスペースによって大きなものとなった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、商用電力系統の停電時に、分電盤内に設けられた第２解列開閉器の解列状態の確認をバックアップ電源を設けることなく実施出来て分電盤を小型化できる分散電源システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の分散電源システムは、直流電源と、該直流電源から入力される直流電力を交流に変換し出力するインバータと、解列開閉器を介して入力される前記インバータの出力と商用電力系統からの商用電源入力とを系統連系して分岐出力するとともにこの系統連系を制御するための系統連系保護部によって制御される第２解列開閉器が主幹ブレーカの負荷側に所定の分岐回路を系統から解列するように分岐ブレーカに並列に配設された分電盤と、を備える分散電源システムにおいて、前記系統連系保護部は、前記商用電力系統の停電を検出したときに前記解列開閉器及び第２解列開閉器を開路するとともに前記インバータから電源供給されて前記商用電力系統と該インバータ出力との接続が前記第２解列開閉器によって開路されていることを確認した後に前記所定の分岐回路に該インバータからの交流を出力する出力制御手段を有することとしている。これにより、系統連系保護部が、商用電力系統の停電を検出したときに解列開閉器及び第２解列開閉器を開路するとともにインバータから電源供給されて商用電力系統とインバータ出力との接続が前記第２解列開閉器によって開路されていることを確認した後に所定の分岐回路にインバータからの交流を出力する出力制御手段を有するものとなる。
【０００８】
また、請求項１記載の分散電源システムは、前記系統連系保護部が、前記系統連系する電路から電源供給されることとしている。これにより、系統連系保護部が系統連系する電路から電源供給されるものとなる。
【０００９】
また、請求項２記載の分散電源システムは、請求項１記載の出力制御手段が、前記開路確認のときには前記インバータが商用電源より低い所定の電圧を出力するとともに前記の開路確認後には所定の商用電源電圧を出力するよう制御することとしている。これにより、出力制御手段が、開路確認のときにはインバータが商用電源より低い所定の電圧を出力するとともに開路確認後には所定の商用電源電圧を出力するよう制御する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分散電源システムの一実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、太陽光発電システムの構成図である。図２は、図１に示す太陽光発電システムの系統連系保護部の自立運転起動処理のフローチャートである。
【００１２】
この分散電源システムに相当する太陽光発電システム１は、太陽電池２による直流電力を交流に変換し商用電力系統９の商用電源と系統連系して使用されるもので、太陽電池２と、インバータ３と、分電盤４とを備えている。
【００１３】
インバータ３は、直流電源である太陽電池２から出力される直流電力を交流に変換し出力するもので、後述する分電盤４に内蔵されている系統連系保護部８によってその変換した電力の負荷への供給が制御される。
【００１４】
分電盤４は、インバータ３の出力と商用電力系統９からの商用電源とが入力されて系統連系し、分岐回路１０、非常用分岐回路１１に配電するもので、電流制限用ブレーカ５と、主幹漏電ブレーカ６と、分岐ブレーカ７０、７０…及び非常用分岐ブレーカ７１と、系統連系保護部８と、解列開閉器８０と、第２解列開閉器８１と、電流センサ８２と、電圧センサ８３と、を備えている。
【００１５】
電流制限用ブレーカ５は、分岐回路１０、非常用分岐回路１１に接続された負荷及び非常用負荷によって使用される電力を、電力会社との契約電流以下に制限するためのものである。主幹漏電ブレーカ６は、分岐回路に接続された負荷を含む回路全体の漏電を検出してを電路を遮断する。負荷分岐ブレーカ７０及び非常用負荷分岐ブレーカ７１は、負荷に所定の値を越えて電流が流れたのを検知し分岐回路を遮断する。そして、分岐回路１０及び非常用分岐回路１１に接続された各負荷あるいは非常用負荷には、解列開閉器を介して入力される前記インバータの出力と商用電力系統９からの商用電源入力とが系統連系して、負荷分岐ブレーカ７０及び非常用負荷分岐ブレーカ７１を介し、分岐出力されて供給される。
【００１６】
系統連系保護部８は、太陽電池２により発電し出力された直流電力がインバータ３によって交流に変換され、商用電力系統９に接続された状態すなわち連系された状態おいて、異常時及び商用系統の停電時に、解列開閉器８０、第２解列開閉器８１を解列するための操作出力をするものである。そして、商用電力系統９からの商用電源が入力される第１電源回路８４と、インバータ３からの出力が入力される第２電源回路８５と、前記操作出力及びインバータ３の出力を制御するための演算処理を行うマイクロコンピュータ等によって構成される制御回路８６と、を有している。
【００１７】
第１電源回路８４は、前記の連系時に商用電力系統９からの商用電源を整流平滑し、前記の制御回路に電源を供給する。第２電源回路８５は、停電時に前記の制御回路に電源を供給するもので、停電直後にはインバータ３からの商用電源より低い所定の電圧を、自立運転時には所定の商用電源電圧を、それぞれ整流平滑して前記の制御回路に電源を供給する。
【００１８】
制御回路８６は、解列開閉器８０及び第２解列開閉器８１を制御する出力制御手段で、インバータ３による交流出力と商用電力系統９からの交流電源との接続点近傍に配設された、後述する電流センサ８２及び電圧センサ８３からの出力信号が入力される。そして、例えば商用電力系統９の停電を検出したときに、解列開閉器８０及び第２解列開閉器８１を解列するとともに、商用電力系統９とインバータ３の出力との接続が第２解列開閉器８１によって解列されていることを確認した後に所定の分岐回路である非常用分岐回路１１にインバータ３からの交流出力を供給する。
【００１９】
解列開閉装置８０は、系統連系保護装置８により制御されて開閉するスイッチで、主幹漏電ブレーカ６の負荷側に分岐ブレーカ７０、７０…及び非常用分岐ブレーカ７１と並列に配設されて、インバータ３からの出力と商用電源系統９との接続の開閉を行う。
【００２０】
第２解列開閉装置８１は、解列開閉装置８０と同様に系統連系保護装置８により制御されて開閉するスイッチで、前記解列開閉装置８０の電源側に、この第２解列開閉装置８１にて開閉される非常用分岐ブレーカ７１を具備する非常用分岐回路１１を有し、この分岐出力と商用電源系統９との接続の開閉を行う。
【００２１】
電流センサ８２は、連系時に、系統連系保護部８に向けてインバータ３から分岐回路１０に向けて流れる交流電流の信号を送出するもので、変流器等によって形成される。
【００２２】
電圧センサ８３は、連系時に、系統連系保護部８に向けてインバータ３の出力と商用電源との接続点の電圧信号を送出するもので、変圧器等によって形成される。
【００２３】
なお、上記の異常とは、連系時においての、電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下である。前述の指針においては、異常時若しくは商用電力系統に停電がある場合にこれらを検出し、分散電源システムを商用電力系統から直ちに切り離す旨を規定している。上記の系統連系保護部８は、太陽光発電システム１の設置時に、図示しない入力手段によって正常であると判定する条件値が入力される。そして、電流センサ８２及び電圧センサ８３からの出力信号から、例えば電流及び電圧の大きさの変化を検出し、商用電力系統９の停電の発生を検知する。そして、インバータ３の異常が検知されたときは解列開閉器８０を解列する。また、商用電源の停電が検知されたときは、解列開閉器８０と第２解列開閉器８１とをそれぞれ解列し、その後、自立運転によって太陽電池２により発電された電力のみを、非常用分岐ブレーカ７１を介し非常用分岐回路１１に接続された非常用負荷に向けて配電する。
【００２４】
次に、上記の構成による太陽光発電システム１の動作について説明する。まず、太陽電池２から直流電力が出力されると、インバータ装置３にて交流電力に変換されて出力される。そして、商用電力系統９に接続された状態すなわち連系された状態おいて、系統連系保護部８には、商用電源９からの電源が第１電源回路８４によって供給され、解列開閉器８０、第２解列開閉器８１を駆動してそれらの接点回路を継続して閉路する。そして、分岐回路１０及び非常用分岐回路１１に、負荷分岐ブレーカ７０及び非常用分岐ブレーカ７１を介して商用電力系統９からの電力とともに太陽電池２の出力した電力が系統連係して配電される。
【００２５】
系統連系時には、電流センサ８２及び電圧センサ８３からの出力信号により系統連系保護装置８の制御回路８６によって、所定の電圧範囲及び所定の電圧周波数範囲を基準に異常（電圧上昇、電圧低下、周波数上昇及び周波数低下）か否かが判定される。そして、異常と判定された場合、解列開閉器８０が解列される。また、商用電源の停電の発生が検出された場合、系統連系保護装置８の制御回路８６によって図３に示すフロチャートの手順に基づいてインバータ３の出力が制御され、解列開閉器８０及び第２解列開閉器８１が駆動されて自立運転に移行する。
【００２６】
この自立運転移行時には、系統連系保護部８にはインバータ３からの電源が第２電源回路８５によって供給される。この時のインバータ３の出力電圧は、系統連系保護部８の制御回路８６によって、第２解列開閉器８１の開路確認のために、商用電源より低い所定の電圧として例えば交流２４Ｖを出力するとともに、開路確認後には所定の商用電源電圧として交流１００Ｖを出力するよう制御される。そして、自立運転によって、太陽電池２によって発電された電力のみが非常用分岐ブレーカ７１を介し非常用分岐回路１１に接続された非常用負荷に向けて配電される。
【００２７】
以下、図３に示すフロチャートの手順に基づく前記出力制御手段による制御の内容について説明する。この制御は、商用電力系統９とインバータ３の出力との接続が第２解列開閉器８１によって解列されていることを確認した後に所定の分岐回路である非常用分岐回路１１にインバータ３からの交流を出力する制御で、開路確認のときにはインバータ３が商用電源より低い所定の電圧を出力するとともに、開路確認後には所定の商用電源電圧を出力する。
【００２８】
まず、商用電源の停電が検知される（ステップ１）。すると、直ちに解列開閉器８０を解列するための制御出力が出力される（ステップ２）。次いで、第２解列開閉器８１を解列するための制御出力が出力される（ステップ３）。なお、このステップ３までの操作のための電源エネルギは、前記第１電源回路８４の高容量の電解コンデンサ等に蓄積された停電補償等のための充電エネルギによって供給される。次いで、インバータ３に対して、所定の期間だけ商用電源より低い所定の電圧を出力する、低電圧出力モードによって交流出力するよう運転制御する制御出力が出力される（ステップ４）。そして、解列開閉器８０を閉路するための制御出力が出力される（ステップ５）。次いで、前記所定の期間中にて第２解列開閉器８１が解列すなわち開路しているか否かの確認のため、電圧センサ８３からの出力信号によって第２解列開閉器８１の商用電源側の電圧が確認される（ステップ６）。そして、電圧センサ８３からの電圧信号が零か否かが判定される（ステップ７）。
【００２９】
電圧センサ８３の出力が零でない場合、第２解列開閉器８１を解列するための制御出力が再度出力される（ステップ８）。そして、電圧センサ８３の出力が零の場合、商用電力系統９とインバータ３の出力との接続が第２解列開閉器８１によって解列されていることが確認されて、インバータ３所定の商用電源電圧を出力するよう運転制御する制御出力が出力される（ステップ９）。
【００３０】
以上説明した太陽光発電システム１によると、系統連系保護部８が、商用電力系統の停電を検出したときに解列開閉器８０及び第２解列開閉器８１を開路するとともにインバータ３から電源供給されて商用電力系統９とインバータ３の出力との接続が第２解列開閉器８１によって開路されていることを確認した後に所定の分岐回路である非常用分岐回路１１にインバータ３からの交流を出力する制御回路８６を有するものとなるので、分電盤４の内部に設けられた第２解列開閉器８１の解列状態の確認をバックアップ電源を設けることなく実施出来て、分電盤を小型化できる。また、系統連系保護部８が系統連系する電路から電源供給されるものとなるので、インバータ３から分電盤４に向けての系統連系保護部８のための電源配線が不要となる。また、制御回路８６が、開路確認のときにはインバータ３が商用電源より低い所定の電圧を出力するとともに開路確認後には所定の商用電源電圧を出力するよう制御するものとなるので、開路確認のときに仮に第２解列開閉器８１が解列状態でない場合でも分岐回路１０に接続された負荷機器が一時的な電源供給によって不用意に作動することなく、安全に開路確認ができる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態の説明において、解列開閉器が分電盤に設けられたものとして説明したが、本発明はそのものに限定するものでなく、解列開閉器はインバータに内蔵されるものであっても良い。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１記載の分散電源システムは、系統連系保護部が、商用電力系統の停電を検出したときに解列開閉器及び第２解列開閉器を開路するとともにインバータから電源供給されて商用電力系統とインバータ出力との接続が前記第２解列開閉器によって開路されていることを確認した後に所定の分岐回路にインバータからの交流を出力する出力制御手段を有するものとなるので、分電盤内に設けられた第２解列開閉器の解列状態の確認をバックアップ電源を設けることなく実施出来て、分電盤を小型化できる。
【００３３】
また、請求項１記載の分散電源システムは、前記の効果に加え、系統連系保護部が系統連系する電路から電源供給されるものとなるので、インバータから分電盤に向けての系統連系保護部のための電源配線が不要となる。
【００３４】
また、請求項２記載の分散電源システムは、請求項１記載のものの効果に加え、出力制御手段が、開路確認のときにはインバータが商用電源より低い所定の電圧を出力するとともに開路確認後には所定の商用電源電圧を出力するよう制御するものとなるので、開路確認のときに仮に第２解列開閉器が解列状態でない場合でも分岐回路に接続された負荷機器が一時的な電源供給によって不用意に作動することなく、安全に開路確認ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す太陽光発電システムの構成図である。
【図２】図１に示す分散電源システムの系統連系保護部の自立運転起動処理のフローチャートである。
【図３】従来例の太陽光発電システムの構成図である。
【符号の説明】
１太陽光発電システム（分散電源システム）
２太陽電池（直流電源）
３インバータ
４分電盤
６主幹漏電ブレーカ（主幹ブレーカ）
７０分岐ブレーカ
８系統連系保護部
８０解列開閉器
８１第２解列開閉器
８６制御回路（出力制御手段）
９商用電力系統[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a distributed power supply system that is interconnected with a commercial power supply, and more particularly to a distributed power supply system that uses solar cells.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various types of photovoltaic power generation systems as this type of distributed power system have been adopted, but the distributed power system interconnection technical guidelines (hereinafter referred to as guidelines and guidelines) issued by the Japan Electric Association. The technical guideline is shown. This guideline is based on a distributed power system such as a connected photovoltaic power generation system, so that the power supplied by the commercial power supply does not deteriorate in terms of quality, protection coordination, security, and reliability. It is a technical guideline for performing. Then, the well-known DC power output from the solar cell as the distributed power supply device is converted into AC, and the power distribution is performed via a disconnecting switch that controls the grid connection between the inverter circuit output and the commercial power supply. Some use a grid interconnection inverter that outputs an AC power supply to a branch circuit provided on the panel.
[0003]
However, the above-mentioned grid-connected inverter has a simple configuration for realizing grid connection with the commercial power supply, but it is provided in the grid-connected inverter in the independent operation of the distributed power supply at the time of power failure of the commercial power supply. There is a problem that the connection wiring for obtaining power from the outlet for self-sustained operation becomes complicated. Therefore, as shown in FIG. 3, the solar cell 2, the inverter 3 that converts the DC power input from the solar cell 2 to AC and outputs the output, the output of the inverter 3 that is input via the disconnect switch 80, and the commercial power A second power disconnection switch 81 controlled by the grid interconnection protection unit 8 for controlling the grid interconnection is connected to the commercial power supply input from the grid 9 by a grid breaker. A photovoltaic power generation system comprising a distribution board 4 arranged in parallel with a branch breaker 70 so as to disconnect an emergency branch circuit 11 as a predetermined branch circuit from the system on the load side of a certain main earth leakage breaker 6 1 has been devised. In this photovoltaic power generation system 1, only the second disconnecting switch 81 is opened when a commercial power supply is interrupted, and power is distributed toward the emergency branch circuit 11 by the independent operation of the inverter 3. It was invented and filed as Japanese Patent Application No. 8-016145.
[0004]
In the above photovoltaic power generation system 1, when DC power is output from the solar battery 2, first, it is converted into AC power by the inverter 3 and connected to the commercial power system, that is, in an interconnected state. The power output from the solar cell 2 together with the power from the commercial power system is distributed to the load and the emergency load connected to the branch circuit 10 and the emergency branch circuit 11 via the branch breaker 70 and the emergency load branch breaker 71. The Then, the grid connection protection unit 8 detects an abnormality (voltage) by the detected value detected by the voltage sensor PT and the current sensor CT installed in the vicinity of the connection point between the distributed power supply inside the distribution board 4 and the commercial power system. Whether it is an increase, a voltage decrease, a frequency increase and a frequency decrease) is determined based on the predetermined voltage range and the predetermined voltage frequency range. When it is determined that there is an abnormality, the disconnection switch 80 and the second disconnection switch 81 are disconnected (opening the disconnection switch). In the case of a power failure in the commercial power system 9, first, the disconnect switch 80 and the second disconnect switch 81 are disconnected. After that, only the disconnection switch 80 is closed and only the second disconnection switch 81 is disconnected, and the power generated by the solar cell 2 is supplied to the emergency branch via the emergency branch breaker 71. Power is distributed to a lighting fixture or an electrical wiring outlet as an emergency load connected to the circuit 11.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, said solar power generation system 1 performs the power supply control to the load connected to the branch circuit at the installation location of the distribution board 4 without going to the inverter 3 installed at a remote position. Further, it is optimal for emergency power supply by the independent operation of the inverter 3 during a power failure of the commercial power supply of the commercial power system 9. However, in the above guidelines, when the commercial power system 9 fails, after the output of the inverter 3 is temporarily stopped and the second disconnecting switch 81 of the distribution board 4 is confirmed to be disconnected, It is specified that power is supplied to a predetermined branch circuit by self-sustaining operation. Therefore, the grid connection protection unit 8 supplied with power from the commercial power system 9 requires a separate backup power source for confirming the disconnection of the second disconnection switch 81. As a result, the grid connection protection unit 8 becomes large due to, for example, a space for storing a secondary battery as a backup power source.
[0006]
The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to back up confirmation of the disconnection state of the second disconnection switch provided in the distribution board in the event of a power failure in the commercial power system. An object of the present invention is to provide a distributed power supply system that can be implemented without providing a power supply and that can reduce the size of the distribution board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a distributed power supply system according to claim 1 is input via a DC power source, an inverter that converts DC power input from the DC power source into AC and outputs, and a disconnect switch. A second disconnecting switch controlled by a grid interconnection protection unit for branching and outputting the output of the inverter and the commercial power supply input from the commercial power grid, and controlling the grid interconnection; A distributed power supply system including a distribution board arranged in parallel with the branch breaker so as to disconnect a predetermined branch circuit from the system on the load side of the main breaker, the grid interconnection protection unit includes the commercial power When a power failure of the system is detected, the disconnection switch and the second disconnection switch are opened, and power is supplied from the inverter so that the connection between the commercial power system and the inverter output is the second disconnection opening. It is set to have an output control means for outputting the alternating current from the inverter to the predetermined branch circuit after confirming that it is opened by the vessel. As a result, when the grid connection protection unit detects a power failure in the commercial power system, the disconnection switch and the second disconnection switch are opened and the power is supplied from the inverter to connect the commercial power system and the inverter output. After confirming that the circuit is opened by the second disconnection switch, it has output control means for outputting the alternating current from the inverter to a predetermined branch circuit.
[0008]
Moreover, distributed power system of claim 1, wherein, the system interconnection protection portion has a be power supplied from the electrical path to the system interconnection. As a result, the grid interconnection protection unit is supplied with power from the electric circuit that is grid-connected.
[0009]
Further, in the distributed power supply system according to claim 2, the output control means according to claim 1 outputs a predetermined voltage lower than the commercial power supply when the open circuit is confirmed, and after the open circuit is confirmed, the inverter outputs a predetermined commercial power. Control is performed to output the power supply voltage. As a result, the output control means controls the inverter to output a predetermined voltage lower than the commercial power supply when the open circuit is confirmed and to output a predetermined commercial power supply voltage after the open circuit is confirmed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the distributed power supply system of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system. FIG. 2 is a flowchart of a self-sustained operation start-up process of the grid interconnection protection unit of the photovoltaic power generation system shown in FIG.
[0012]
A photovoltaic power generation system 1 corresponding to this distributed power supply system is used by converting DC power from a solar battery 2 to AC and interconnecting with a commercial power supply of a commercial power system 9. 3 and a distribution board 4.
[0013]
The inverter 3 converts the DC power output from the solar battery 2 that is a DC power source into AC and outputs the AC power. The inverter 3 incorporates the distribution board 4 to be described later. Supply to the load is controlled.
[0014]
The distribution board 4 receives the output of the inverter 3 and the commercial power supply from the commercial power system 9 and is connected to the grid, and distributes power to the branch circuit 10 and the emergency branch circuit 11. , Main circuit breaker 6, branch breakers 70, 70... And emergency branch breaker 71, system interconnection protection unit 8, disconnection switch 80, second disconnection switch 81, current sensor 82, Voltage sensor 83.
[0015]
The current limiting breaker 5 is for limiting the power used by the branch circuit 10, the load connected to the emergency branch circuit 11 and the emergency load to be equal to or less than the contract current with the power company. The main earth leakage breaker 6 detects the electric leakage of the entire circuit including the load connected to the branch circuit and interrupts the electric circuit. The load branch breaker 70 and the emergency load branch breaker 71 detect that a current has passed through the load exceeding a predetermined value and shut off the branch circuit. Each load or emergency load connected to the branch circuit 10 and the emergency branch circuit 11 has an output of the inverter input via a disconnect switch and a commercial power input from the commercial power system 9. After being connected to the grid, the output is branched and supplied via a load branch breaker 70 and an emergency load branch breaker 71.
[0016]
The grid connection protection unit 8 converts the DC power generated and output by the solar cell 2 into AC by the inverter 3 and is connected to the commercial power system 9, that is, in a linked state, in the event of an abnormality and commercial An operation output for disconnecting the disconnection switch 80 and the second disconnection switch 81 is provided at the time of a power failure of the system. And the 1st power circuit 84 to which the commercial power supply from the commercial power system 9 is input, the second power circuit 85 to which the output from the inverter 3 is input, and the operation output and the output of the inverter 3 are controlled. And a control circuit 86 configured by a microcomputer or the like that performs arithmetic processing.
[0017]
The first power circuit 84 rectifies and smoothes the commercial power from the commercial power system 9 during the interconnection and supplies power to the control circuit. The second power supply circuit 85 supplies power to the control circuit at the time of a power failure, and rectifies a predetermined voltage lower than the commercial power supply from the inverter 3 immediately after the power failure, and a predetermined commercial power supply voltage during independent operation. Smooth and supply power to the control circuit.
[0018]
The control circuit 86 is an output control means for controlling the disconnection switch 80 and the second disconnection switch 81, and is disposed in the vicinity of the connection point between the AC output from the inverter 3 and the AC power supply from the commercial power system 9. Output signals from a current sensor 82 and a voltage sensor 83 described later are input. For example, when a power failure of the commercial power system 9 is detected, the disconnect switch 80 and the second disconnect switch 81 are disconnected, and the connection between the commercial power system 9 and the output of the inverter 3 is the second solution. After confirming the disconnection by the column switch 81, the AC output from the inverter 3 is supplied to the emergency branch circuit 11 which is a predetermined branch circuit.
[0019]
The disconnection switching device 80 is a switch that is controlled by the grid connection protection device 8 to open and close, and is arranged in parallel with the branch breakers 70, 70... And the emergency branch breaker 71 on the load side of the main earth leakage breaker 6. The connection between the output from the inverter 3 and the commercial power supply system 9 is opened and closed.
[0020]
The second disconnection opening / closing device 81 is a switch that is controlled by the grid interconnection protection device 8 to open / close similarly to the disconnection opening / closing device 80, and is connected to the power source side of the disconnection opening / closing device 80. An emergency branch circuit 11 having an emergency branch breaker 71 opened and closed at 81 is provided, and the connection between the branch output and the commercial power supply system 9 is opened and closed.
[0021]
The current sensor 82 sends out an alternating current signal flowing from the inverter 3 toward the branch circuit 10 toward the grid interconnection protection unit 8 during interconnection, and is formed by a current transformer or the like.
[0022]
The voltage sensor 83 sends a voltage signal at the connection point between the output of the inverter 3 and the commercial power source to the grid connection protection unit 8 during connection, and is formed by a transformer or the like.
[0023]
In addition, said abnormality is a voltage rise, a voltage fall, a frequency rise, and a frequency fall at the time of interconnection. The above-mentioned guidelines stipulate that a distributed power supply system is immediately disconnected from a commercial power system by detecting these in the event of an abnormality or when there is a power failure in the commercial power system. When the solar power generation system 1 is installed, the grid connection protection unit 8 receives a condition value that is determined to be normal by an input unit (not shown). And the change of the magnitude | size of an electric current and voltage is detected from the output signal from the current sensor 82 and the voltage sensor 83, for example, and generation | occurrence | production of the power failure of the commercial power grid | system 9 is detected. When the abnormality of the inverter 3 is detected, the disconnect switch 80 is disconnected. Further, when a power failure of the commercial power source is detected, the disconnection switch 80 and the second disconnection switch 81 are disconnected, and then only the power generated by the solar cell 2 by the independent operation is The power is distributed toward the emergency load connected to the emergency branch circuit 11 via the branch breaker 71.
[0024]
Next, the operation of the photovoltaic power generation system 1 having the above configuration will be described. First, when DC power is output from the solar cell 2, it is converted into AC power by the inverter device 3 and output. Then, in a state connected to the commercial power system 9, that is, in a connected state, the grid connection protection unit 8 is supplied with power from the commercial power supply 9 by the first power supply circuit 84, and the disconnect switch 80 Then, the second disconnecting switch 81 is driven to continuously close those contact circuits. Then, the power output from the solar cell 2 is distributed to the branch circuit 10 and the emergency branch circuit 11 together with the power from the commercial power system 9 via the load branch breaker 70 and the emergency branch breaker 71.
[0025]
At the time of grid connection, the control circuit 86 of the grid connection protection device 8 uses the output signals from the current sensor 82 and the voltage sensor 83 to cause an abnormality (voltage rise, voltage drop, Whether the frequency is increased or decreased). If it is determined that there is an abnormality, the disconnect switch 80 is disconnected. When the occurrence of a power failure of the commercial power source is detected, the control circuit 86 of the grid connection protection device 8 controls the output of the inverter 3 based on the flow chart shown in FIG. The 2nd disconnection switch 81 is driven and it shifts to independent operation.
[0026]
At the time of transition to the independent operation, the power supply from the inverter 3 is supplied to the grid connection protection unit 8 by the second power supply circuit 85. The output voltage of the inverter 3 at this time is, for example, 24 V AC output as a predetermined voltage lower than that of the commercial power source for the open circuit of the second disconnecting switch 81 by the control circuit 86 of the grid connection protection unit 8. At the same time, after the opening is confirmed, control is performed so as to output AC 100V as a predetermined commercial power supply voltage. And only the electric power generated by the solar cell 2 is distributed toward the emergency load connected to the emergency branch circuit 11 via the emergency branch breaker 71 by the self-sustained operation.
[0027]
The contents of the control by the output control means based on the flow chart procedure shown in FIG. 3 will be described below. In this control, after confirming that the connection between the commercial power system 9 and the output of the inverter 3 is disconnected by the second disconnecting switch 81, the emergency branch circuit 11 which is a predetermined branch circuit is connected to the emergency branch circuit 11 from the inverter 3. In the control for outputting the alternating current, the inverter 3 outputs a predetermined voltage lower than the commercial power supply when the open circuit is confirmed, and outputs a predetermined commercial power supply voltage after the open circuit is confirmed.
[0028]
First, a power failure of the commercial power supply is detected (step 1). Then, a control output for immediately disconnecting the disconnection switch 80 is output (step 2). Next, a control output for disconnecting the second disconnection switch 81 is output (step 3). The power source energy for the operation up to step 3 is supplied by the charging energy for power failure compensation and the like stored in the high-capacity electrolytic capacitor of the first power source circuit 84. Next, a control output is output to the inverter 3 for controlling the operation so as to output an alternating current in a low voltage output mode that outputs a predetermined voltage lower than that of the commercial power source for a predetermined period (step 4). Then, a control output for closing the disconnect switch 80 is output (step 5). Next, in order to confirm whether or not the second disconnection switch 81 is disconnected or opened during the predetermined period, a commercial power source side of the second disconnection switch 81 is output by an output signal from the voltage sensor 83. Is confirmed (step 6). Then, it is determined whether or not the voltage signal from the voltage sensor 83 is zero (step 7).
[0029]
If the output of the voltage sensor 83 is not zero, a control output for disconnecting the second disconnecting switch 81 is output again (step 8). When the output of the voltage sensor 83 is zero, it is confirmed that the connection between the commercial power system 9 and the output of the inverter 3 is disconnected by the second disconnection switch 81, and the inverter 3 has a predetermined commercial power supply. A control output for controlling the operation to output a voltage is output (step 9).
[0030]
According to the solar power generation system 1 described above, the grid interconnection protection unit 8 opens the disconnection switch 80 and the second disconnection switch 81 and detects power from the inverter 3 when detecting a power failure in the commercial power system. After confirming that the connection between the commercial power system 9 and the output of the inverter 3 is opened by the second disconnecting switch 81, the emergency branch circuit 11 which is a predetermined branch circuit is connected to the AC from the inverter 3. Therefore, the disconnection state of the second disconnection switch 81 provided in the distribution board 4 can be confirmed without providing a backup power source. Can be miniaturized. In addition, since the grid connection protection unit 8 is supplied with power from the grids that connect to the grid, power supply wiring for the grid connection protection unit 8 from the inverter 3 to the distribution board 4 becomes unnecessary. . Further, the control circuit 86 controls the inverter 3 to output a predetermined voltage lower than the commercial power supply when confirming the open circuit and to output a predetermined commercial power supply voltage after confirming the open circuit. Even if the second disconnection switch 81 is not in the disconnection state, the load device connected to the branch circuit 10 can be safely confirmed without being inadvertently operated by temporary power supply.
[0031]
In the above description of the embodiment, the disconnect switch has been described as being provided on the distribution board. However, the present invention is not limited to this, and the disconnect switch is built in the inverter. It may be a thing.
[0032]
【The invention's effect】
The distributed power supply system according to claim 1, wherein the grid interconnection protection unit opens the disconnection switch and the second disconnection switch when the power failure of the commercial power system is detected, and is supplied with power from the inverter. Since it has output control means for outputting alternating current from the inverter to a predetermined branch circuit after confirming that the connection between the system and the inverter output is opened by the second disconnecting switch, the distribution board The disconnection state of the second disconnection switch provided inside can be confirmed without providing a backup power source, and the distribution board can be reduced in size.
[0033]
Moreover, distributed power system of claim 1, wherein, in addition to the effect, since as the system interconnection protection unit is powered from path to system interconnection, grid interconnection of the direction from the inverter to the power distribution board Power supply wiring for the system protection unit is not necessary.
[0034]
Moreover, distributed power system of Claim 2, wherein, in addition to the effects of those of claim 1, wherein the output control means, when the open-circuit check inverter is given after open check outputs a predetermined voltage lower than the commercial power source Since the power supply voltage is controlled to be output, the load device connected to the branch circuit is inadvertently provided by temporary power supply even when the second disconnecting switch is not disconnected when the open circuit is confirmed. Open circuit can be confirmed safely without operating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a photovoltaic power generation system showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a self-sustained operation starting process of a system interconnection protection unit of the distributed power supply system shown in FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional photovoltaic power generation system.
[Explanation of symbols]
1 Solar power generation system (distributed power supply system)
2 Solar cell (DC power supply)
3 Inverter 4 Distribution board 6 Main earth leakage breaker (main circuit breaker)
70 branch breaker 8 system interconnection protection unit 80 disconnection switch 81 second disconnection switch 86 control circuit (output control means)
9 Commercial power system

Claims

A DC power source, an inverter that converts DC power input from the DC power source into AC and outputs, and an output of the inverter input via a disconnect switch and a commercial power input from a commercial power system The second disconnection switch controlled by the system interconnection protection unit for controlling the system interconnection is configured to disconnect the predetermined branch circuit from the system to the load side of the main breaker. In a distributed power supply system including a distribution board arranged in parallel with the branch breaker, the grid interconnection protection unit detects the disconnection switch and the second disconnection when a power failure of the commercial power system is detected. After opening the switch and confirming that the power is supplied from the inverter and the connection between the commercial power system and the inverter output is opened by the second disconnecting switch, the predetermined branch circuit The has an output control means for outputting the alternating current from the inverter, the system interconnection protection unit, distributed power system that is characterized in that power is supplied from the path to the system interconnection on.

The output control means, according to claim 1 when the open circuit check, characterized in that the control so that the inverter outputs a predetermined utility voltage above after open confirmation outputs a predetermined voltage lower than the commercial power source The distributed power system described.