JP3796384B2 - 系統連系インバータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源、発電機等の電力供給源から電力を得る系統連系インバータ装置に関わり、特に待機状態での省電力の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電システムは、太陽電池より発生する直流電力を系統連系インバータにより商用周波数の交流電力に変換し、この交流電力を商用系統に接続される家庭内負荷に供給するとともに、余剰電力を商用系統側へ逆潮流するシステムである。
【０００３】
図８は従来技術として特開平６−１９７４５５号公報に開示された系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック図である。この場合、太陽電池１の直流電力は連系用インバータ２′により交流電力に変換され、この交流電力は絶縁変圧器１２および開閉器１３を介して連系保護装置１５や負荷１７に接続され、連系保護装置１５はさらに商用系統７に接続されている。商用系統７から開閉器１４を介して連系保護装置１５へ駆動用の電力供給が行われるようになっている。図示はしていないが、商用系統７からは連系用インバータ２′に対して駆動用の電力供給が行われるようになっている。開閉器１３および開閉器１４は時刻設定手段１６によって設定される所定の時刻において開閉制御される。両開閉器１３，１４および時刻設定手段１６に対しても商用系統７から電力が供給されるようになっている。時刻設定手段１６における開閉時刻の設定を、日の出時刻や日の入り時刻に合わせておき、その時刻で開閉器１３，１４の開閉制御を行えば、日の入り時刻から日の出時刻までの時間帯では、連系用インバータ２′と絶縁変圧器１２と連系保護装置１５に対して電力供給が断たれており、待機電力が節減される。
【０００４】
この図８の構成の系統連系インバータ装置の場合、上記のように待機状態で商用系統７から供給される消費電力が大きい。動作状態では絶縁変圧器１２での電力損失も大きい。このような理由のため、近年の系統連系インバータにおいては、図８の方式はほとんど採用されなくなっており、代わって、トランスレス方式や高周波絶縁方式が主流となっている。
【０００５】
以上は、技術の発展経緯を紹介したものであり、本発明に対する従来技術そのものについてのものではない。以下、本発明に対する従来技術についての記述に進む。図７に示す系統連系インバータ装置は、本発明に対する従来技術である。太陽電池１の直流電力は、系統連系インバータ８により商用周波数の交流電力に変換して商用系統７に接続される。系統連系インバータ８は、太陽電池１の直流電力を商用周波数の交流電力に変換するインバータ主回路２と、インバータ主回路２の交流出力端と商用系統７との接続を開閉する連系リレー６と、インバータ主回路２内のスイッチング素子のゲート制御を行う制御回路３と、太陽電池１から直流電力を受けて制御回路３へ定電圧の電力を供給する制御電源部４と、商用系統７と制御回路３との間に設けたモニタ用絶縁トランス５とからなり、制御回路３とモニタ用絶縁トランス５とで制御部９が構成されている。
【０００６】
制御電源部４は、太陽電池１から直流電力の供給を受けて起動し、制御回路３へ駆動用の電力を供給する。制御部９において、制御回路３は、太陽電池１の電圧を入力して必要な電圧があるか否かを確認するとともに、モニタ用絶縁トランス５を介して商用系統７から系統電圧を入力して系統電圧や系統周波数に異常がないことを確認した後に、連系リレー６を閉じ、インバータ主回路２を起動する。制御回路３は、インバータ主回路２のスイッチング素子のゲートを制御することにより、インバータ主回路２からの出力電流と系統電圧との同期制御を行う。制御回路３は、この制御に加えて、系統連系インバータ８の自動起動・停止や種々の連系保護制御を行う。
【０００７】
このように連系リレー６を閉じる前に系統電圧を検出する必要があるので、モニタ用絶縁トランス５の１次側を商用系統７に対して、連系リレー６よりも系統側において接続してあるのである。
【０００８】
なお、図７の構成では、制御電源部４の入力電力は太陽電池１から供給されているが、商用系統７から供給される方式もある。
【０００９】
図７の構成の系統連系インバータ装置の場合には、インバータ主回路２を駆動制御するための制御回路３への電力を供給するものとしての制御電源部４は太陽電池１から直流電力を受けるようになっているので、昼夜を限らず、これらの部分では商用系統７からの電力を消費することがない。
【００１０】
以上のような事情から、現在においては、系統連系インバータ８が連系保護機能を内蔵している図７の方式の系統連系インバータ装置が主流となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来技術の系統連系インバータ装置においては、上記した理由により、モニタ用絶縁トランス５は商用系統７に対して連系リレー６よりも系統側において接続しておかなければならない。そのため、夜間や曇天時などで太陽電池１から電力が供給されない待機状態では、モニタ用絶縁トランス５の２次側に接続されている図示しない負荷や、モニタ用絶縁トランス５の鉄損により商用系統７側からの電力を消費することになり、これが待機状態における系統連系インバータ装置の商用系統７からの消費電力となる。
【００１２】
本発明は上記した課題の解決を図るべく創作したものであって、待機状態での系統側からの電力消費を極力少なくすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した課題の解決を図ろうとする本発明にかかわる第１の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、前記電力供給源の状態が前記インバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつなどの所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。
本発明にかかわる第２の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明にかかわる第３の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、前記電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系および それに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第４の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力してインバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明にかかわる第５の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第６の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御 電源部と、電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は開閉手段を開いており、残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。また、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第７の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。さらに、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
【００１４】
本発明にかかわる第８の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜第３の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記インバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓよりも高く起動基準電圧Ｖｏ以下に設定される前記開閉手段の閉基準値Ｖ１より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記閉基準値Ｖ１以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、電力供給源の電圧Ｖｐが閉基準値Ｖ１より小さい場合は、インバータ主回路は連系運転を行なえずに停止しているが、このような状況では開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。なお、開閉手段の閉基準値Ｖ１をインバータ主回路の起動基準電圧Ｖｏと等しく設定しておけば、系統連系インバータ装置の立ち上がりが素早いものとなる。
【００１５】
本発明にかかわる第９の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜８の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記インバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓ以下に設定される前記開閉手段の開基準値Ｖ２以下になるとき、またはインバータ主回路が運転状態から停止状態に移行するときに前記開閉手段を開くように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、電力供給源の電圧Ｖｐが開基準値Ｖ２以下であると、インバータ主回路は連系運転を行なえずに停止しているが、また、なんらかの要因によりインバータ主回路が停止状態になることもあるが、このような状況では開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。なお、開閉手段の開基準値Ｖ２をインバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓと等しく設定しておけば、インバータ主回路の停止と同時に開閉手段を開くことになるため、さらなる省エネルギーが図られる。
【００１６】
なお、開閉手段の閉基準値Ｖ１と開基準値Ｖ２との間に落差を設けてあるので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命が向上する。
【００１７】
本発明にかかわる第１０の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜９の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動するように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、インバータ起動条件が整わないために待機状態になっている場合には、開閉手段が開かれており、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。
【００１８】
本発明にかかわる第１１の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜１０の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを確認したことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動し、系統状態がインバータ起動条件を満たさないときは前記開閉手段を開き、所定時間のインターバルをおいた後に、前記の系統状態以外のインバータ起動条件が満たされるかどうかを再確認するように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、開閉手段を一旦は閉じても系統状態がインバータ起動条件を満たさなければ、再び開閉手段を開いてしまうから、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間がさらに長くなり、一層の省エネルギーが図られる。さらに、再確認までにインターバルをおいているので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命が向上する。
【００２０】
本発明にかかわる第７の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜６の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源が電力の発生に燃料を要するものであって、前記電力供給源の燃料の残量Ｍｆを検出する手段を有し、前記燃料の残量Ｍｆが残量下限値Ｍ１より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量Ｍｆが残量下限値Ｍ１以上の場合は前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によれば、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行われない。
【００２４】
本発明の上記した構成要件については次のように解釈し得るものとする。「系統」については、通常は、商用系統のことであるが、商用に限る必要はないため、このような表現としている。「電力供給源の状態」については、電力供給源において生成される電力または電圧または電流その他の電気量もしくはこれらに関連する物理量一般である。「系統の状態」についても同様である。「開閉手段」については、機械的または電気的もしくは電子的なリレー、スイッチ、開閉器など、電気量を伝達する状態と遮断する状態とを切り換えるものであればどのようなものでもよい。記号のＶｐ，Ｖｏ，Ｖｓ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖｃ、Ｍｆ、Ｍ１、Ｐｐ、Ｐｏ、Ｐｓ、Ｐ１、Ｐ２については、後述する実施の形態におけるのと同じものを用いているが、実施の形態で示した具体的数値によってなんら拘束される必要はなく、合理的な範囲で解釈し得るものとする。さらに、請求項の記載における「特徴とする」という字義については、これは説明の便宜上のことであるにすぎず、本発明が対象とする系統連系インバータ装置の実物において、関係する構成が特別に顕著に現れているという意味のみに解釈してはならない。あくまで従来の技術との対比において説明の便宜上用いている文言であることに留意しなければならない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる系統連系インバータ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
〔実施の形態１〕
図１は実施の形態１の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。図１に示すように、系統連系インバータ８は、インバータ主回路２と制御回路３と制御電源部４と連系リレー６とモニタ用絶縁トランス５と、そして新たに追加された系統電圧検出リレー１０とから構成されている。制御回路３とモニタ用絶縁トランス５とで制御部９が構成されている。太陽電池１の出力端子が系統連系インバータ８におけるインバータ主回路２と制御回路３と制御電源部４の各入力端子に接続されている。制御電源部４は、太陽電池１からの直流電力を入力して定電圧を生成し、この定電圧を制御回路３に駆動源として供給するようになっている。モニタ用絶縁トランス５の２次側には図示しない負荷が接続されている。
【００２７】
制御回路３は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などによって制御されるように構成されている。ここでは、マイクロコンピュータによるものとする。制御回路３は、制御電源部４から駆動源として定電圧の供給を受けると、マイクロコンピュータを起動させるようになっている。制御回路３は、太陽電池１の電圧Ｖｐを判定するようになっている。制御回路３は、太陽電池１の電圧Ｖｐが系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１以上であるときは、原則として、系統電圧検出リレー１０を閉じるとともにインバータ主回路２を起動するように構成されている。制御回路３はまた、太陽電池１の電圧Ｖｐがインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下であるときは、原則として、インバータ主回路２を停止するとともに系統電圧検出リレー１０を開くように構成されている。この点については、のちに詳しく説明する。制御回路３はまた、系統連系インバータ８の種々の連系保護制御を行うようになっている。制御回路３は、インバータ主回路２におけるスイッチング素子のゲート制御を行うことにより、このインバータ主回路２を駆動するようになっている。
【００２８】
インバータ主回路２は、太陽電池１からの直流電力を商用周波数の交流電力に変換するものである。インバータ主回路２の出力端子は連系リレー６を介して商用系統７に接続されている。商用系統７と連系リレー６との接続ラインの途中と制御部９におけるモニタ用絶縁トランス５の１次側とが新たに追加した系統電圧検出リレー１０を介して接続されている。モニタ用絶縁トランス５の２次側は制御回路３に入力接続されているとともに図示しない負荷にも接続されている。
【００２９】
連系リレー６は、制御回路３からの制御信号に基づいて開閉の制御が行われるようになっている。系統電圧検出リレー１０は、制御回路３からの制御信号に基づいて開閉の制御が行われるようになっている。
【００３０】
系統電圧検出リレー１０およびモニタ用絶縁トランス５を介して商用系統７の系統電圧が制御回路３に入力され、制御回路３は系統電圧に基づいて、インバータ主回路２の出力電流と系統電圧との同期制御を行ったり、連系保護制御を行ったりするように構成されている。
【００３１】
次に、上記のように構成された実施の形態１の系統連系インバータ装置の動作を説明する。
【００３２】
平常状態にあっては、インバータ主回路２は停止状態となっており、系統電圧検出リレー１０は常開となっている。太陽電池１の出力電圧Ｖｐが所定値に達すると（停止電圧Ｖｃを上回ると）、制御電源部４が起動して、制御回路３に対する定電圧の電力供給を開始する。制御回路３におけるマイクロコンピュータは、制御電源部４から定電圧の電力供給を受けて動作を開始し、太陽電池１に充分な電力があることや系統以外でインバータ主回路２を起動する上での異常がないこと、すなわち系統状態以外のインバータ起動条件が満たされていることを確認し、系統電圧検出リレー１０のリレーコイルに通電することにより、この系統電圧検出リレー１０を閉じる。そして、系統電圧検出リレー１０を閉じることで、商用系統７側から系統電圧を入力して、系統電圧や系統周波数に異常がないこと、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしていることを確認し、インバータ主回路２を起動する。
【００３３】
次に、以上の動作の詳細を図２のフローチャートに従って説明する。その説明の前に、インバータ主回路２の起動基準電圧Ｖｏおよび停止基準電圧Ｖｓと、系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１および開基準値Ｖ２と、制御電源部４の停止電圧Ｖｃとの大小関係について説明しておく。起動基準電圧Ｖｏは停止基準電圧Ｖｓよりも高い。系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１はインバータ主回路２の起動基準電圧Ｖｏ以下であるが、ここではＶ１＝Ｖｏとする。また、系統電圧検出リレー１０の開基準値Ｖ２はインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下でかつ制御電源部４の停止電圧Ｖｃよりも高い。ここでは、Ｖ２＝Ｖｓとする。数値の一例をあげると、Ｖ１＝Ｖｏ＝１６０Ｖ、Ｖ２＝Ｖｓ＝１３０Ｖ、Ｖｃ＝８０Ｖなどがある。もっとも、このような数値は単なる例示にすぎず、仕様に応じて適宜に変更してよいことはいうまでもない。
【００３４】
マイクロコンピュータにおけるＣＰＵ（中央演算処理装置）は、ステップＳ１０１において読み込んだ太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１以上となっているか否かを判断する。Ｖｐ＜Ｖ１のときはステップＳ２０１に進むが、Ｖｐ≧Ｖ１のときはステップＳ１０２に進んで系統状態以外のインバータ起動条件に異常がないか否かを判断する。例えば、系統連系インバータ８において、その内部温度の異常がないかとか、ヒューズ断などの故障がないかなどを判断する。その判断で異常が認められたときはステップＳ２０１に進むが、異常がないときはステップＳ１０３に進んで制御回路３から系統電圧検出リレー１０に対して閉じ制御信号を与えることにより、系統電圧検出リレー１０を閉じる。この結果、商用系統７の系統電圧が系統電圧検出リレー１０およびモニタ用絶縁トランス５を介して制御回路３に取り込まれる状態となる。
【００３５】
次いで、ステップＳ１０４に進んで取り込んだ系統電圧の波形を読み取り、実効電圧や周波数に異常がないか否か、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしているか否かを判断する。異常があればステップＳ２０１に進むが、異常がないときはステップＳ１０５に進んで制御回路３から連系リレー６に対して閉じ制御信号を与えることにより、連系リレー６を閉じる。次いで、ステップＳ１０６に進んでインバータ主回路２を起動する。
【００３６】
ステップＳ１０２の判断やステップＳ１０４の判断が否定的となるときにステップＳ２０１に進む。このステップＳ２０１は、インバータ主回路２を停止させたときにも、その直後に処理されるべきステップである。すなわち、太陽電池１の電圧Ｖｐがインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下になると、インバータ主回路２が停止されるとともに連系リレー６が開かれるが、その直後にステップＳ２０１に進むようになっている。
【００３７】
このステップＳ２０１においては、読み込んだ太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下となっているか否かを判断する。Ｖｐ＞Ｖ２のときはステップＳ１０１に進むが、Ｖｐ≦Ｖ２のときはステップＳ２０２に進んで制御回路３から系統電圧検出リレー１０に対して開き制御信号を与えることにより、系統電圧検出リレー１０を開く。Ｖ２＝Ｖｓに設定してあって、太陽電池１の電圧Ｖｐが停止基準電圧Ｖｓ以下のときは、この電圧Ｖｐは検出リレー開基準値Ｖ２以下でもあり、制御回路３はインバータ主回路２の停止と同時に系統電圧検出リレー１０も開くことになり、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を極力少なくしている。
【００３８】
なお、インバータ主回路２を停止させ連系リレー６を開いたときには、ステップＳ２０１の判断を経ることなく、直ちにステップＳ２０２に進んで必ず系統電圧検出リレー１０を開くようにすることも良い方法である。
【００３９】
上記の構成によると、制御回路３が制御電源部４を介して太陽電池１の直流電力を駆動源として入力している状態においても、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１に達しない限りは、インバータ主回路２は連系運転を行えずに停止しているが、このような状況では系統電圧検出リレー１０を開いて、商用系統７から制御回路３へのモニタ用の電力の供給は行わないので、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、省エネルギーが図られる。
【００４０】
また、上記と同様に、制御回路３が制御電源部４を介して太陽電池１の直流電力を駆動源として入力している状態においても、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下であると、インバータ主回路２は連系運転を行えずに停止しているが、また、なんらかの要因によりインバータ主回路２が停止状態になることもあるが、このような状況では系統電圧検出リレー１０を開いて、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、省エネルギーが図られる。
【００４１】
また、Ｖ１＝Ｖｏに設定しておくと、異常がない限りにおいて、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１以上に達すると、系統電圧検出リレー１０の閉じ動作とインバータ主回路２の起動とを同時に行うことができ、インバータ主回路２の安定状態までの立ち上がりが速やかに行われる。また、Ｖ２＝Ｖｓに設定しておくと、インバータ主回路２の停止と系統電圧検出リレー１０の開き動作とを同時に行うことができ、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を最小限に抑えることができる。
【００４２】
もっとも、本発明はこれに限定する必要はなく、Ｖｏ＞Ｖ１に設定してもよいし、あるいは、Ｖｓ＞Ｖ２に設定してもよい。
【００４３】
さらに、検出リレー閉基準値Ｖ１と検出リレー開基準値Ｖ２との間に落差を設けてあるので、系統電圧検出リレー１０の開閉動作においてチャタリングが発生せず、系統電圧検出リレー１０の寿命が向上する。
【００４４】
また、系統電圧検出リレー１０を手動で開閉を行うことができるように、図１３に示すような構成にすることもできる。これは、図１に示したインバータ装置に対して、系統電圧検出リレー１０の開閉モードを自動開閉または手動開閉に切り替えるための開閉モード切替手段２１を新たに設けたものである。通常は、開閉モード切替手段２１により系統電圧検出リレー１０の開閉モードを自動開閉モードにしておき、制御回路からの指令に従って系統電圧検出リレー１０は開閉制御される。例えば、インバータ装置の保守点検等で商用系統から強制的に切り離す必要がある場合に、開閉モード切替手段２１により系統電圧検出リレー１０の開閉モードを手動開閉モードに切り替えることにより、手動で系統電圧検出リレー１０の開閉を行うことができる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態２の系統連系インバータ装置の構成は実施の形態１の場合の図１と同様とし、制御回路３におけるマイクロコンピュータによるシーケンスを変えたものである。
【００４６】
そのシーケンスを図３のフローチャートに示す。図３のシーケンスが図２のシーケンスと異なっているのは次の点である。すなわち、ステップＳ１０４に進んで取り込んだ系統電圧の波形を読み取り、実効電圧や周波数に異常がないか否かを判断し、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしていることの確認を行い、異常があったときには、ステップＳ１０７に進んで、先のステップＳ１０３で閉じた系統電圧検出リレー１０を再び開くのである。そして、ステップＳ１０８に進んで所定時間にわたる待機（アイドリング）を行った後に、ステップＳ１０１に戻るようにしてある。
【００４７】
図３のシーケンスの意義を説明する。図２のシーケンスの場合であると、ステップＳ１０４において系統電圧や系統周波数に異常があった場合でも、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下にならなければ、系統電圧検出リレー１０を開くことをしない。そのため、異常があったときでも、系統電圧が系統電圧検出リレー１０を介してモニタ用絶縁トランス５に供給され、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を続けてしまうことになる。
【００４８】
これに対して、図３のシーケンスによれば、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたときには一旦は系統電圧検出リレー１０を閉じて商用系統７から制御回路３にモニタ用の電力を取り込んで系統の判定を行うが、その結果として、系統電圧や系統周波数に異常があって系統状態がインバータ起動条件を満たしていないことが判明したときには、一旦は閉じた系統電圧検出リレー１０を再び直ちに開いてしまうから、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間がより長くなり、一層の省エネルギーが図られる。
【００４９】
ステップＳ１０８のアイドリングによってステップＳ１０１の再確認までに所定時間のインターバルをおいているので、系統電圧検出リレー１０の開閉動作においてチャタリングが発生せず、系統電圧検出リレー１０の寿命が向上する。
【００５０】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は系統電圧検出リレー１０の位置を変えたものである。図４は実施の形態３の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態３についての図４においても同一構成要素を指示しており、簡単に説明すると、１は太陽電池、２はインバータ主回路、３は制御回路、４は制御電源部、５はモニタ用絶縁トランス、６は連系リレー、７は商用系統、８は系統連系インバータ、９は制御部であって、それらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態３における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５１】
すなわち、商用系統７と連系リレー６との接続ラインと、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との接続ラインとの共通ライン部分に系統電圧検出リレー１０を介挿してある。
【００５２】
本実施の形態３においては、制御回路３におけるマイクロコンピュータのシーケンスとして、図２のものをそのまま利用することができる。また、図３のシーケンスをそのまま利用してもよい。
【００５３】
本実施の形態３の系統連系インバータ装置の動作については、図２のシーケンスを利用するときは実施の形態１の場合と同様であり、また図３のシーケンスを利用するときは実施の形態２の場合と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００５４】
〔実施の形態４〕
図５は実施の形態４の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態４は、図１の実施の形態１との比較において、系統電圧検出リレー１０を制御する元を、制御回路３に代えて、制御電源部４としたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態４についての図５においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態４における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５５】
すなわち、制御電源部４から系統電圧検出リレー１０に対してそれの開閉のための制御信号を送出するように構成してある。系統電圧検出リレー１０は商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との間に介挿されている。制御電源部４は、太陽電池１が所定の電圧以上になると、制御回路３に定電圧の直流電力を駆動源として供給するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０におけるリレーコイルに対して閉じ制御信号を与え、系統電圧検出リレー１０を閉じるのである。また、太陽電池１の電圧が上記の所定の電圧よりも低くなると、制御回路３に対する直流電力の供給を停止するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０を開くのである。
【００５６】
本実施の形態４によれば、実施の形態１〜３の場合のようなマイクロコンピュータでのシーケンス処理によって、様々の条件のもとで系統電圧検出リレー１０の開閉を制御を行う必要はなく、きわめて単純な動作であるので、構成を単純化することができる。
【００５７】
その他の動作については実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００５８】
〔実施の形態５〕
図６は実施の形態５の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態５は、図１の実施の形態１との比較において、系統電圧検出リレー１０をトランスファ接点方式（２接点方式）に変えたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態５についての図６においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態５における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５９】
すなわち、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との間に介挿される系統電圧検出リレー１０としてトランスファ接点方式（２接点方式）のものを用いている。そのｃ接点（コモン端子）をモニタ用絶縁トランス５の１次側に接続し、ａ接点を商用系統７側に接続し、ｂ接点をリレー試験用端子１１側に接続してある。
【００６０】
リレー試験用端子１１は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。その連系保護機能としては、例えば、系統過電圧、系統電圧不足、系統周波数の上昇または低下などが発生したときに、連系リレー６が開くようにした機能などがある。そのテストに際しては、リレー試験用端子１１に対して制御回路３からモニタ用絶縁トランス５およびトランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０のｂ接点を介して模擬的な電圧の印加が行われる。
【００６１】
系統連系インバータ装置が設置されテストも終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子１１に対して制御回路３から模擬的な電圧が印加されることはない。実稼働状態での系統連系インバータ装置の動作については、制御回路３が系統電圧検出リレー１０に対して閉じ制御信号を与えたときは、系統電圧検出リレー１０はａ接点側に接続されて、商用系統７が系統電圧検出リレー１０を介してモニタ用絶縁トランス５の１次側に接続されることになる。また、制御回路３が系統電圧検出リレー１０に対して開き制御信号を与えたときは、系統電圧検出リレー１０はｂ接点側につながるが、特別な動作は起こらない。
【００６２】
本実施の形態５においては、制御回路３においてマイクロコンピュータのシーケンスとして、図２のものをそのまま利用することができる。また、図３のシーケンスをそのまま利用してもよい。本実施の形態５の系統連系インバータ装置の動作については、図２のシーケンスを利用するときは実施の形態１の場合と同様であり、また図３のシーケンスを利用するときは実施の形態２の場合と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００６３】
さらに、本実施の形態５においては、系統電圧検出リレー１０をトランスファ接点方式に構成することにより、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５との接続切り換えを行うためのスイッチ手段と、リレー試験用端子１１を動作させるときのスイッチ手段とを兼用させてあるので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。
【００６４】
〔実施の形態６〕
図９は実施の形態６の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態６は、図１の実施の形態１との比較において、太陽電池１を燃料電池１８に置き換えて、新たに燃料残量検出手段１９を設けたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態６についての図９においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態６における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００６５】
すなわち、燃料電池１８の直流電力は、系統連系インバータ８により、商用周波数の交流電力に変換して商用系統７に接続される。燃料残量検出手段１９は、燃料電池１８の燃料残量を検出し、検出値を制御回路３に送出する。制御回路３は、燃料電池１８の電圧を入力してインバータが系統連系運転を行うにあたり燃料電池１８に十分な電力があることや、燃料残量検出値が所定値以上であること、および系統以外にインバータを起動する上で異常が無いことを確認し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。
【００６６】
例えば、制御回路３は、図１０のフローチャートに示すシーケンスによって、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御する。制御回路は制御電源４から電力供給を受けてマイクロコンピュータが起動を始める。このとき初期状態では系統電圧検出リレー１０は開かれた状態であり、インバータは停止状態である。マイクロコンピュータは起動すると、先ずステップＳ３０１を実行し、燃料電池の燃料残量値Ｍｆを読み取り、燃料下限値Ｍ１と比較する。そして、Ｍｆ＜Ｍ１ならばステップＳ４０２へ進む。Ｍｆ≧Ｍ１ならば、ステップＳ３０２へ進み、燃料電池電圧Ｖｐを読み取り、系統電圧検出リレー閉基準値Ｖ１と比較する。ここで、この閉基準値Ｖ１の設定については、実施の形態１と同様である。そして、Ｖｐ＜Ｖ１ならばステップＳ４０１へ進む。Ｖｐ≧Ｖ１ならばステップＳ３０３へ進み、系統条件以外のインバータ起動条件を確認する。異常がある場合は、ステップＳ４０１へ進み、異常が無ければステップＳ３０４において、系統電圧検出リレー１０を閉じて、ステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０５では系統電圧検出リレー１０を介して系統電圧波形を読み取り、実効電圧や周波数が正常な範囲内に収まっているかを確認し、異常があれば、ステップＳ４０１へ進み、正常であればステップＳ３０６へ進んで連系リレー６を閉じ、更にステップＳ３０７でインバータを起動する。
【００６７】
次にインバータを停止させた場合は、ステップＳ４０１が実行される。ステップＳ４０１では、燃料電池電圧Ｖｐを読み取り、系統電圧検出リレー開基準値Ｖ２と比較する。ここで、この開基準値Ｖ２の設定については、実施の形態１と同様である。Ｖｐ≦Ｖ２ならば、ステップＳ４０２へ進み、系統電圧検出リレー１０を開くための信号を出力して、ステップＳ４０１へもどる。一方、Ｖｐ＞Ｖ２ならば、ステップＳ３０１へ進む。また、実施の形態１と同様、インバータが運転状態から停止状態へ移行するときは必ず系統電圧検出リレー１０を開くようにするのも良い方法である。
【００６８】
また、実施の形態１の図３のシーケンスと同様、図１０のフローチャートのステップＳ３０５において系統状態に異常が検出された場合、直ちに系統電圧検出リレー１０を開くと共に所定時間待機してステップＳ３０１に戻る、というステップを設けることによって、系統からの電力消費をさらに減らすことができる。
【００６９】
さらに、実施の形態３の図４と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０を連系リレー６と商用系統７の間に設置し、連系リレー６と系統電圧検出リレー１０の間の系統ラインが制御部９内のトランス５に接続される構成とすることも可能である。
【００７０】
また、実施の形態４の図５と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御電源４が行う構成とする。制御電源４は、燃料電池１８が所定の電圧以上のとき制御回路３に電力供給を開始するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０のリレーコイルにも電圧を印可し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。また、燃料電池１８の電圧が所定の電圧以下になると、制御回路３や系統電圧検出リレー１０への電力供給を停止する。
【００７１】
また、実施の形態５の図６と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０が２接点（ａ、ｂ）の切替えスイッチとなっており、接点ａは商用系統７へ、接点ｂはリレー試験用端子１１へ接続される構成とする。実施の形態６における説明において系統電圧検出リレー１０を閉じる場合には、接点ａに接続し、系統電圧検出リレー１０を開く場合は接点ｂに接続することになる。
【００７２】
〔実施の形態７〕
図１１は実施の形態７の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態７は、図１の実施の形態１との比較において、太陽電池１とインバータ回路２の間に電力検出手段２０を設けたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態７についての図１１においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態７における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００７３】
すなわち、制御回路３は、前記電力検出手段２０を介して太陽電池１の発電電力を検知し、インバータが系統連系運転を行うにあたり太陽電池１に十分な電力があることや、系統以外にインバータを起動する上で異常がないことを確認し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。例えば、インバータが系統連系運転を行っていない期間の電力検出の方法としては、前記期間のみ太陽電池１に抵抗を接続して、前記抵抗に流れる電流値をカレントセンサにより検出し、太陽電池出力電圧との積をとり太陽電池電力を算出するという方法がある。インバータが系統連系運転を行っている期間については、抵抗による電力検出はインバータ効率の低下につながるので、抵抗を切り離して太陽電池１からインバータ回路２に流れる電流値を検出し、同様に電力を算出する。
【００７４】
例えば、制御回路３は図１２のフローチャートに示すシーケンスによって、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御する。これは、実施の形態１における図２のフローチャートのステップＳ１０１とステップＳ２０１の判定条件のみを変更したものである。初期状態では系統電圧検出リレー１０は開かれており、インバータは停止状態である。制御回路３は、制御電源４から電力供給を受けてマイクロコンピュータが起動するとまずステップＳ５０１を実行し、太陽電池の電力Ｐｐを読み取り、系統電圧検出リレー閉基準値Ｐ１と比較する。この閉基準値Ｐ１はインバータの起動基準電力Ｐｏ以下で停止基準電力Ｐｓより大きな値に設定されるが、ここではＰ１＝Ｐｏとする。そして、比較の結果、太陽電池電力Ｐｐが低ければ、ステップＳ５０２へ進み、このあとの処理は実施の形態１と同じである。インバータを停止させた場合は、ステップＳ５０２が実行される。ステップＳ５０２では、太陽電池電力Ｐｐを、系統電圧検出リレー開基準値Ｐ２と比較する。この開基準値Ｐ２は、インバータ停止基準電力Ｐｓ以下、制御電源４の停止電力Ｐｃより高い値に設定されるが、できる限り系統からの電力消費を低減するために、Ｐ２＝Ｐｓに設定して、インバータ停止と同時に系統電圧検出リレー１０を開くようにする。ステップＳ５０２以降の処理は実施の形態１と同じである。
【００７５】
以上、いくつかの実施の形態について説明してきたが、本発明は次のように構成したものも含み得るものとする。
（１）実施の形態３（図４）の変形の形態として、連系リレー６を省略した回路構成の系統連系インバータ装置に構成してもよい。
（２）実施の形態４（図５）の変形の形態として、系統電圧検出リレー１０の配置位置を実施の形態３（図４）の場合と同様にしてもよい。
（３）実施の形態５（図６）の変形の形態として、系統電圧検出リレー１０の配置位置として、実施の形態３（図４）の場合と同様に、商用系統７と連系リレー６との接続ラインと、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との接続ラインとの共通ライン部分にトランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０を介挿した構成としてもよい。
（４）実施の形態４（図５）の方式を踏襲して、トランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０の介挿位置が上記のいずれであっても、制御電源部４からその系統電圧検出リレー１０を開閉制御するように構成してもよい。
（５）その他本発明の要旨と直接に関係しない任意の事項については、公知の任意のものが適用可能であり、また、公知以外のものであっても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適用可能であることはいうまでもない。
【００７６】
上記の（１）〜（５）は互いに独立した事項であり、これらのうち任意の事項を任意数適当に組み合わせてもよきものとする。
【００７７】
本件にかかわる明細書（特に発明の詳細な説明および特許請求の範囲）または図面においては、記載してある任意の事項（任意の要素または任意の要素の結合関係・組み合わせ関係を含む）について、その省略の可能性を留保する。さらに、特許請求の範囲に記載していないが発明の詳細な説明または図面に記載してある任意の事項について特許請求の範囲への追加の可能性ならびにその追加に伴う説明の変更の可能性を留保する。
【００７８】
【発明の効果】
系統連系インバータ装置についての本発明による第１の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。
本発明による第２の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明による第３の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第４の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明による第５の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第６の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、 制御回路の待機電力の消費は行なわれない。また、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第７の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。さらに、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
【００７９】
本発明による第８の発明によれば、電力供給源の電圧Ｖｐが開閉手段の閉基準値Ｖ１に達しない限りは開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８０】
本発明による第９の発明によれば、電力供給源の電圧Ｖｐが開基準値Ｖ２以下であると、また、なんらかの都合によりインバータ主回路が停止状態になっていると、開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８１】
本発明による第１０の発明によれば、インバータ起動条件が整わないために待機状態になっている場合には、開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８２】
本発明による第１１の発明によれば、開閉手段を一旦は閉じても系統状態がインバータ起動条件を満たさなければ、再び開閉手段を開いてしまうから、モニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間がさらに長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。さらに、再確認までにインターバルをおいているので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図２】 実施の形態１の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図３】 実施の形態２の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図４】 実施の形態３の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図５】 実施の形態４の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図６】 実施の形態５の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図７】 従来の技術の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図８】 旧来の形式の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック図
【図９】 実施の形態６の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図１０】 実施の形態６の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図１１】 実施の形態７の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図１２】 実施の形態７の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図１３】 本発明の実施の形態１の別の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【符号の説明】
１…太陽電池、２…インバータ主回路、３…制御回路、４…制御電源部、５…モニタ用絶縁トランス、６…連系リレー、７…商用系統、８…系統連系インバータ、９…制御部、１０…系統電圧検出リレー、１１…リレー試験用端子、１８…燃料電池、１９…燃料残量検出手段、２０…電力検出手段、２１…開閉モード切替手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電源、発電機等の電力供給源から電力を得る系統連系インバータ装置に関わり、特に待機状態での省電力の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽光発電システムは、太陽電池より発生する直流電力を系統連系インバータにより商用周波数の交流電力に変換し、この交流電力を商用系統に接続される家庭内負荷に供給するとともに、余剰電力を商用系統側へ逆潮流するシステムである。
【０００３】
図８は従来技術として特開平６−１９７４５５号公報に開示された系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック図である。この場合、太陽電池１の直流電力は連系用インバータ２′により交流電力に変換され、この交流電力は絶縁変圧器１２および開閉器１３を介して連系保護装置１５や負荷１７に接続され、連系保護装置１５はさらに商用系統７に接続されている。商用系統７から開閉器１４を介して連系保護装置１５へ駆動用の電力供給が行われるようになっている。図示はしていないが、商用系統７からは連系用インバータ２′に対して駆動用の電力供給が行われるようになっている。開閉器１３および開閉器１４は時刻設定手段１６によって設定される所定の時刻において開閉制御される。両開閉器１３，１４および時刻設定手段１６に対しても商用系統７から電力が供給されるようになっている。時刻設定手段１６における開閉時刻の設定を、日の出時刻や日の入り時刻に合わせておき、その時刻で開閉器１３，１４の開閉制御を行えば、日の入り時刻から日の出時刻までの時間帯では、連系用インバータ２′と絶縁変圧器１２と連系保護装置１５に対して電力供給が断たれており、待機電力が節減される。
【０００４】
この図８の構成の系統連系インバータ装置の場合、上記のように待機状態で商用系統７から供給される消費電力が大きい。動作状態では絶縁変圧器１２での電力損失も大きい。このような理由のため、近年の系統連系インバータにおいては、図８の方式はほとんど採用されなくなっており、代わって、トランスレス方式や高周波絶縁方式が主流となっている。
【０００５】
以上は、技術の発展経緯を紹介したものであり、本発明に対する従来技術そのものについてのものではない。以下、本発明に対する従来技術についての記述に進む。図７に示す系統連系インバータ装置は、本発明に対する従来技術である。太陽電池１の直流電力は、系統連系インバータ８により商用周波数の交流電力に変換して商用系統７に接続される。系統連系インバータ８は、太陽電池１の直流電力を商用周波数の交流電力に変換するインバータ主回路２と、インバータ主回路２の交流出力端と商用系統７との接続を開閉する連系リレー６と、インバータ主回路２内のスイッチング素子のゲート制御を行う制御回路３と、太陽電池１から直流電力を受けて制御回路３へ定電圧の電力を供給する制御電源部４と、商用系統７と制御回路３との間に設けたモニタ用絶縁トランス５とからなり、制御回路３とモニタ用絶縁トランス５とで制御部９が構成されている。
【０００６】
制御電源部４は、太陽電池１から直流電力の供給を受けて起動し、制御回路３へ駆動用の電力を供給する。制御部９において、制御回路３は、太陽電池１の電圧を入力して必要な電圧があるか否かを確認するとともに、モニタ用絶縁トランス５を介して商用系統７から系統電圧を入力して系統電圧や系統周波数に異常がないことを確認した後に、連系リレー６を閉じ、インバータ主回路２を起動する。制御回路３は、インバータ主回路２のスイッチング素子のゲートを制御することにより、インバータ主回路２からの出力電流と系統電圧との同期制御を行う。制御回路３は、この制御に加えて、系統連系インバータ８の自動起動・停止や種々の連系保護制御を行う。
【０００７】
このように連系リレー６を閉じる前に系統電圧を検出する必要があるので、モニタ用絶縁トランス５の１次側を商用系統７に対して、連系リレー６よりも系統側において接続してあるのである。
【０００８】
なお、図７の構成では、制御電源部４の入力電力は太陽電池１から供給されているが、商用系統７から供給される方式もある。
【０００９】
図７の構成の系統連系インバータ装置の場合には、インバータ主回路２を駆動制御するための制御回路３への電力を供給するものとしての制御電源部４は太陽電池１から直流電力を受けるようになっているので、昼夜を限らず、これらの部分では商用系統７からの電力を消費することがない。
【００１０】
以上のような事情から、現在においては、系統連系インバータ８が連系保護機能を内蔵している図７の方式の系統連系インバータ装置が主流となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す従来技術の系統連系インバータ装置においては、上記した理由により、モニタ用絶縁トランス５は商用系統７に対して連系リレー６よりも系統側において接続しておかなければならない。そのため、夜間や曇天時などで太陽電池１から電力が供給されない待機状態では、モニタ用絶縁トランス５の２次側に接続されている図示しない負荷や、モニタ用絶縁トランス５の鉄損により商用系統７側からの電力を消費することになり、これが待機状態における系統連系インバータ装置の商用系統７からの消費電力となる。
【００１２】
本発明は上記した課題の解決を図るべく創作したものであって、待機状態での系統側からの電力消費を極力少なくすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した課題の解決を図ろうとする本発明にかかわる第１の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、前記電力供給源の状態が前記インバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつなどの所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。
本発明にかかわる第２の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明にかかわる第３の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、前記電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系および それに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第４の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力してインバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明にかかわる第５の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してある。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第６の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御 電源部と、電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は開閉手段を開いており、残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。また、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
本発明にかかわる第７の発明の系統連系インバータ装置は、次のような構成となっている。すなわち、電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、電力供給源の状態および電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、直流電力を駆動源とし制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、電力系統の状態を制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、系統連系インバータ装置は、さらに、電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するのに適した所要レベル以上の電圧をもつまでに至らないなど所要の条件を満たさないときは開閉手段を開いて、電力系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を待機電力として必要以上に消費することがない。さらに、リレー試験用端子は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。テストが終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子は使われることはない。開閉手段をトランスファ接点方式に構成することにより、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とが兼用され、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。また、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。さらに、開閉モード切替手段により、開閉手段の開閉制御を制御回路の指令から切り離すことができるため、手動で開閉手段を切り替えることができる。
【００１４】
本発明にかかわる第８の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜第３の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記インバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓよりも高く起動基準電圧Ｖｏ以下に設定される前記開閉手段の閉基準値Ｖ１より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記閉基準値Ｖ１以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、電力供給源の電圧Ｖｐが閉基準値Ｖ１より小さい場合は、インバータ主回路は連系運転を行なえずに停止しているが、このような状況では開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。なお、開閉手段の閉基準値Ｖ１をインバータ主回路の起動基準電圧Ｖｏと等しく設定しておけば、系統連系インバータ装置の立ち上がりが素早いものとなる。
【００１５】
本発明にかかわる第９の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜８の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源の電圧Ｖｐが前記インバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓ以下に設定される前記開閉手段の開基準値Ｖ２以下になるとき、またはインバータ主回路が運転状態から停止状態に移行するときに前記開閉手段を開くように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、電力供給源の電圧Ｖｐが開基準値Ｖ２以下であると、インバータ主回路は連系運転を行なえずに停止しているが、また、なんらかの要因によりインバータ主回路が停止状態になることもあるが、このような状況では開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。なお、開閉手段の開基準値Ｖ２をインバータ主回路の停止基準電圧Ｖｓと等しく設定しておけば、インバータ主回路の停止と同時に開閉手段を開くことになるため、さらなる省エネルギーが図られる。
【００１６】
なお、開閉手段の閉基準値Ｖ１と開基準値Ｖ２との間に落差を設けてあるので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命が向上する。
【００１７】
本発明にかかわる第１０の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜９の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動するように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、インバータ起動条件が整わないために待機状態になっている場合には、開閉手段が開かれており、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーが図られる。
【００１８】
本発明にかかわる第１１の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜１０の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを確認したことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動し、系統状態がインバータ起動条件を満たさないときは前記開閉手段を開き、所定時間のインターバルをおいた後に、前記の系統状態以外のインバータ起動条件が満たされるかどうかを再確認するように構成されている。この構成によると、次のような作用がある。すなわち、開閉手段を一旦は閉じても系統状態がインバータ起動条件を満たさなければ、再び開閉手段を開いてしまうから、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間がさらに長くなり、一層の省エネルギーが図られる。さらに、再確認までにインターバルをおいているので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命が向上する。
【００２０】
本発明にかかわる第７の発明の系統連系インバータ装置は、上記本発明にかかわる第１〜６の発明において、次のような構成とされている。すなわち、前記電力供給源が電力の発生に燃料を要するものであって、前記電力供給源の燃料の残量Ｍｆを検出する手段を有し、前記燃料の残量Ｍｆが残量下限値Ｍ１より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量Ｍｆが残量下限値Ｍ１以上の場合は前記開閉手段を閉じるように構成されている。この構成によれば、電力供給源の残量が下限値より小さくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行われない。
【００２４】
本発明の上記した構成要件については次のように解釈し得るものとする。「系統」については、通常は、商用系統のことであるが、商用に限る必要はないため、このような表現としている。「電力供給源の状態」については、電力供給源において生成される電力または電圧または電流その他の電気量もしくはこれらに関連する物理量一般である。「系統の状態」についても同様である。「開閉手段」については、機械的または電気的もしくは電子的なリレー、スイッチ、開閉器など、電気量を伝達する状態と遮断する状態とを切り換えるものであればどのようなものでもよい。記号のＶｐ，Ｖｏ，Ｖｓ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖｃ、Ｍｆ、Ｍ１、Ｐｐ、Ｐｏ、Ｐｓ、Ｐ１、Ｐ２については、後述する実施の形態におけるのと同じものを用いているが、実施の形態で示した具体的数値によってなんら拘束される必要はなく、合理的な範囲で解釈し得るものとする。さらに、請求項の記載における「特徴とする」という字義については、これは説明の便宜上のことであるにすぎず、本発明が対象とする系統連系インバータ装置の実物において、関係する構成が特別に顕著に現れているという意味のみに解釈してはならない。あくまで従来の技術との対比において説明の便宜上用いている文言であることに留意しなければならない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかわる系統連系インバータ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
〔実施の形態１〕
図１は実施の形態１の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。図１に示すように、系統連系インバータ８は、インバータ主回路２と制御回路３と制御電源部４と連系リレー６とモニタ用絶縁トランス５と、そして新たに追加された系統電圧検出リレー１０とから構成されている。制御回路３とモニタ用絶縁トランス５とで制御部９が構成されている。太陽電池１の出力端子が系統連系インバータ８におけるインバータ主回路２と制御回路３と制御電源部４の各入力端子に接続されている。制御電源部４は、太陽電池１からの直流電力を入力して定電圧を生成し、この定電圧を制御回路３に駆動源として供給するようになっている。モニタ用絶縁トランス５の２次側には図示しない負荷が接続されている。
【００２７】
制御回路３は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などによって制御されるように構成されている。ここでは、マイクロコンピュータによるものとする。制御回路３は、制御電源部４から駆動源として定電圧の供給を受けると、マイクロコンピュータを起動させるようになっている。制御回路３は、太陽電池１の電圧Ｖｐを判定するようになっている。制御回路３は、太陽電池１の電圧Ｖｐが系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１以上であるときは、原則として、系統電圧検出リレー１０を閉じるとともにインバータ主回路２を起動するように構成されている。制御回路３はまた、太陽電池１の電圧Ｖｐがインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下であるときは、原則として、インバータ主回路２を停止するとともに系統電圧検出リレー１０を開くように構成されている。この点については、のちに詳しく説明する。制御回路３はまた、系統連系インバータ８の種々の連系保護制御を行うようになっている。制御回路３は、インバータ主回路２におけるスイッチング素子のゲート制御を行うことにより、このインバータ主回路２を駆動するようになっている。
【００２８】
インバータ主回路２は、太陽電池１からの直流電力を商用周波数の交流電力に変換するものである。インバータ主回路２の出力端子は連系リレー６を介して商用系統７に接続されている。商用系統７と連系リレー６との接続ラインの途中と制御部９におけるモニタ用絶縁トランス５の１次側とが新たに追加した系統電圧検出リレー１０を介して接続されている。モニタ用絶縁トランス５の２次側は制御回路３に入力接続されているとともに図示しない負荷にも接続されている。
【００２９】
連系リレー６は、制御回路３からの制御信号に基づいて開閉の制御が行われるようになっている。系統電圧検出リレー１０は、制御回路３からの制御信号に基づいて開閉の制御が行われるようになっている。
【００３０】
系統電圧検出リレー１０およびモニタ用絶縁トランス５を介して商用系統７の系統電圧が制御回路３に入力され、制御回路３は系統電圧に基づいて、インバータ主回路２の出力電流と系統電圧との同期制御を行ったり、連系保護制御を行ったりするように構成されている。
【００３１】
次に、上記のように構成された実施の形態１の系統連系インバータ装置の動作を説明する。
【００３２】
平常状態にあっては、インバータ主回路２は停止状態となっており、系統電圧検出リレー１０は常開となっている。太陽電池１の出力電圧Ｖｐが所定値に達すると（停止電圧Ｖｃを上回ると）、制御電源部４が起動して、制御回路３に対する定電圧の電力供給を開始する。制御回路３におけるマイクロコンピュータは、制御電源部４から定電圧の電力供給を受けて動作を開始し、太陽電池１に充分な電力があることや系統以外でインバータ主回路２を起動する上での異常がないこと、すなわち系統状態以外のインバータ起動条件が満たされていることを確認し、系統電圧検出リレー１０のリレーコイルに通電することにより、この系統電圧検出リレー１０を閉じる。そして、系統電圧検出リレー１０を閉じることで、商用系統７側から系統電圧を入力して、系統電圧や系統周波数に異常がないこと、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしていることを確認し、インバータ主回路２を起動する。
【００３３】
次に、以上の動作の詳細を図２のフローチャートに従って説明する。その説明の前に、インバータ主回路２の起動基準電圧Ｖｏおよび停止基準電圧Ｖｓと、系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１および開基準値Ｖ２と、制御電源部４の停止電圧Ｖｃとの大小関係について説明しておく。起動基準電圧Ｖｏは停止基準電圧Ｖｓよりも高い。系統電圧検出リレー１０の閉基準値Ｖ１はインバータ主回路２の起動基準電圧Ｖｏ以下であるが、ここではＶ１＝Ｖｏとする。また、系統電圧検出リレー１０の開基準値Ｖ２はインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下でかつ制御電源部４の停止電圧Ｖｃよりも高い。ここでは、Ｖ２＝Ｖｓとする。数値の一例をあげると、Ｖ１＝Ｖｏ＝１６０Ｖ、Ｖ２＝Ｖｓ＝１３０Ｖ、Ｖｃ＝８０Ｖなどがある。もっとも、このような数値は単なる例示にすぎず、仕様に応じて適宜に変更してよいことはいうまでもない。
【００３４】
マイクロコンピュータにおけるＣＰＵ（中央演算処理装置）は、ステップＳ１０１において読み込んだ太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１以上となっているか否かを判断する。Ｖｐ＜Ｖ１のときはステップＳ２０１に進むが、Ｖｐ≧Ｖ１のときはステップＳ１０２に進んで系統状態以外のインバータ起動条件に異常がないか否かを判断する。例えば、系統連系インバータ８において、その内部温度の異常がないかとか、ヒューズ断などの故障がないかなどを判断する。その判断で異常が認められたときはステップＳ２０１に進むが、異常がないときはステップＳ１０３に進んで制御回路３から系統電圧検出リレー１０に対して閉じ制御信号を与えることにより、系統電圧検出リレー１０を閉じる。この結果、商用系統７の系統電圧が系統電圧検出リレー１０およびモニタ用絶縁トランス５を介して制御回路３に取り込まれる状態となる。
【００３５】
次いで、ステップＳ１０４に進んで取り込んだ系統電圧の波形を読み取り、実効電圧や周波数に異常がないか否か、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしているか否かを判断する。異常があればステップＳ２０１に進むが、異常がないときはステップＳ１０５に進んで制御回路３から連系リレー６に対して閉じ制御信号を与えることにより、連系リレー６を閉じる。次いで、ステップＳ１０６に進んでインバータ主回路２を起動する。
【００３６】
ステップＳ１０２の判断やステップＳ１０４の判断が否定的となるときにステップＳ２０１に進む。このステップＳ２０１は、インバータ主回路２を停止させたときにも、その直後に処理されるべきステップである。すなわち、太陽電池１の電圧Ｖｐがインバータ主回路２の停止基準電圧Ｖｓ以下になると、インバータ主回路２が停止されるとともに連系リレー６が開かれるが、その直後にステップＳ２０１に進むようになっている。
【００３７】
このステップＳ２０１においては、読み込んだ太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下となっているか否かを判断する。Ｖｐ＞Ｖ２のときはステップＳ１０１に進むが、Ｖｐ≦Ｖ２のときはステップＳ２０２に進んで制御回路３から系統電圧検出リレー１０に対して開き制御信号を与えることにより、系統電圧検出リレー１０を開く。Ｖ２＝Ｖｓに設定してあって、太陽電池１の電圧Ｖｐが停止基準電圧Ｖｓ以下のときは、この電圧Ｖｐは検出リレー開基準値Ｖ２以下でもあり、制御回路３はインバータ主回路２の停止と同時に系統電圧検出リレー１０も開くことになり、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を極力少なくしている。
【００３８】
なお、インバータ主回路２を停止させ連系リレー６を開いたときには、ステップＳ２０１の判断を経ることなく、直ちにステップＳ２０２に進んで必ず系統電圧検出リレー１０を開くようにすることも良い方法である。
【００３９】
上記の構成によると、制御回路３が制御電源部４を介して太陽電池１の直流電力を駆動源として入力している状態においても、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１に達しない限りは、インバータ主回路２は連系運転を行えずに停止しているが、このような状況では系統電圧検出リレー１０を開いて、商用系統７から制御回路３へのモニタ用の電力の供給は行わないので、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、省エネルギーが図られる。
【００４０】
また、上記と同様に、制御回路３が制御電源部４を介して太陽電池１の直流電力を駆動源として入力している状態においても、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下であると、インバータ主回路２は連系運転を行えずに停止しているが、また、なんらかの要因によりインバータ主回路２が停止状態になることもあるが、このような状況では系統電圧検出リレー１０を開いて、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、省エネルギーが図られる。
【００４１】
また、Ｖ１＝Ｖｏに設定しておくと、異常がない限りにおいて、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー閉基準値Ｖ１以上に達すると、系統電圧検出リレー１０の閉じ動作とインバータ主回路２の起動とを同時に行うことができ、インバータ主回路２の安定状態までの立ち上がりが速やかに行われる。また、Ｖ２＝Ｖｓに設定しておくと、インバータ主回路２の停止と系統電圧検出リレー１０の開き動作とを同時に行うことができ、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を最小限に抑えることができる。
【００４２】
もっとも、本発明はこれに限定する必要はなく、Ｖｏ＞Ｖ１に設定してもよいし、あるいは、Ｖｓ＞Ｖ２に設定してもよい。
【００４３】
さらに、検出リレー閉基準値Ｖ１と検出リレー開基準値Ｖ２との間に落差を設けてあるので、系統電圧検出リレー１０の開閉動作においてチャタリングが発生せず、系統電圧検出リレー１０の寿命が向上する。
【００４４】
また、系統電圧検出リレー１０を手動で開閉を行うことができるように、図１３に示すような構成にすることもできる。これは、図１に示したインバータ装置に対して、系統電圧検出リレー１０の開閉モードを自動開閉または手動開閉に切り替えるための開閉モード切替手段２１を新たに設けたものである。通常は、開閉モード切替手段２１により系統電圧検出リレー１０の開閉モードを自動開閉モードにしておき、制御回路からの指令に従って系統電圧検出リレー１０は開閉制御される。例えば、インバータ装置の保守点検等で商用系統から強制的に切り離す必要がある場合に、開閉モード切替手段２１により系統電圧検出リレー１０の開閉モードを手動開閉モードに切り替えることにより、手動で系統電圧検出リレー１０の開閉を行うことができる。
【００４５】
〔実施の形態２〕
実施の形態２の系統連系インバータ装置の構成は実施の形態１の場合の図１と同様とし、制御回路３におけるマイクロコンピュータによるシーケンスを変えたものである。
【００４６】
そのシーケンスを図３のフローチャートに示す。図３のシーケンスが図２のシーケンスと異なっているのは次の点である。すなわち、ステップＳ１０４に進んで取り込んだ系統電圧の波形を読み取り、実効電圧や周波数に異常がないか否かを判断し、すなわち系統状態がインバータ起動条件を満たしていることの確認を行い、異常があったときには、ステップＳ１０７に進んで、先のステップＳ１０３で閉じた系統電圧検出リレー１０を再び開くのである。そして、ステップＳ１０８に進んで所定時間にわたる待機（アイドリング）を行った後に、ステップＳ１０１に戻るようにしてある。
【００４７】
図３のシーケンスの意義を説明する。図２のシーケンスの場合であると、ステップＳ１０４において系統電圧や系統周波数に異常があった場合でも、太陽電池１の電圧Ｖｐが検出リレー開基準値Ｖ２以下にならなければ、系統電圧検出リレー１０を開くことをしない。そのため、異常があったときでも、系統電圧が系統電圧検出リレー１０を介してモニタ用絶縁トランス５に供給され、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷での系統電力の消費を続けてしまうことになる。
【００４８】
これに対して、図３のシーケンスによれば、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたときには一旦は系統電圧検出リレー１０を閉じて商用系統７から制御回路３にモニタ用の電力を取り込んで系統の判定を行うが、その結果として、系統電圧や系統周波数に異常があって系統状態がインバータ起動条件を満たしていないことが判明したときには、一旦は閉じた系統電圧検出リレー１０を再び直ちに開いてしまうから、モニタ用絶縁トランス５およびそれの２次側に接続の負荷において系統電力を待機電力として消費しない時間がより長くなり、一層の省エネルギーが図られる。
【００４９】
ステップＳ１０８のアイドリングによってステップＳ１０１の再確認までに所定時間のインターバルをおいているので、系統電圧検出リレー１０の開閉動作においてチャタリングが発生せず、系統電圧検出リレー１０の寿命が向上する。
【００５０】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は系統電圧検出リレー１０の位置を変えたものである。図４は実施の形態３の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態３についての図４においても同一構成要素を指示しており、簡単に説明すると、１は太陽電池、２はインバータ主回路、３は制御回路、４は制御電源部、５はモニタ用絶縁トランス、６は連系リレー、７は商用系統、８は系統連系インバータ、９は制御部であって、それらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態３における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５１】
すなわち、商用系統７と連系リレー６との接続ラインと、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との接続ラインとの共通ライン部分に系統電圧検出リレー１０を介挿してある。
【００５２】
本実施の形態３においては、制御回路３におけるマイクロコンピュータのシーケンスとして、図２のものをそのまま利用することができる。また、図３のシーケンスをそのまま利用してもよい。
【００５３】
本実施の形態３の系統連系インバータ装置の動作については、図２のシーケンスを利用するときは実施の形態１の場合と同様であり、また図３のシーケンスを利用するときは実施の形態２の場合と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００５４】
〔実施の形態４〕
図５は実施の形態４の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態４は、図１の実施の形態１との比較において、系統電圧検出リレー１０を制御する元を、制御回路３に代えて、制御電源部４としたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態４についての図５においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態４における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５５】
すなわち、制御電源部４から系統電圧検出リレー１０に対してそれの開閉のための制御信号を送出するように構成してある。系統電圧検出リレー１０は商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との間に介挿されている。制御電源部４は、太陽電池１が所定の電圧以上になると、制御回路３に定電圧の直流電力を駆動源として供給するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０におけるリレーコイルに対して閉じ制御信号を与え、系統電圧検出リレー１０を閉じるのである。また、太陽電池１の電圧が上記の所定の電圧よりも低くなると、制御回路３に対する直流電力の供給を停止するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０を開くのである。
【００５６】
本実施の形態４によれば、実施の形態１〜３の場合のようなマイクロコンピュータでのシーケンス処理によって、様々の条件のもとで系統電圧検出リレー１０の開閉を制御を行う必要はなく、きわめて単純な動作であるので、構成を単純化することができる。
【００５７】
その他の動作については実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００５８】
〔実施の形態５〕
図６は実施の形態５の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態５は、図１の実施の形態１との比較において、系統電圧検出リレー１０をトランスファ接点方式（２接点方式）に変えたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態５についての図６においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態５における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００５９】
すなわち、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との間に介挿される系統電圧検出リレー１０としてトランスファ接点方式（２接点方式）のものを用いている。そのｃ接点（コモン端子）をモニタ用絶縁トランス５の１次側に接続し、ａ接点を商用系統７側に接続し、ｂ接点をリレー試験用端子１１側に接続してある。
【００６０】
リレー試験用端子１１は、系統連系インバータ装置を設置するときに、インバータの連系保護機能が正常に働いているか否かをテストするための端子である。その連系保護機能としては、例えば、系統過電圧、系統電圧不足、系統周波数の上昇または低下などが発生したときに、連系リレー６が開くようにした機能などがある。そのテストに際しては、リレー試験用端子１１に対して制御回路３からモニタ用絶縁トランス５およびトランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０のｂ接点を介して模擬的な電圧の印加が行われる。
【００６１】
系統連系インバータ装置が設置されテストも終わった後の実稼働状態では、リレー試験用端子１１に対して制御回路３から模擬的な電圧が印加されることはない。実稼働状態での系統連系インバータ装置の動作については、制御回路３が系統電圧検出リレー１０に対して閉じ制御信号を与えたときは、系統電圧検出リレー１０はａ接点側に接続されて、商用系統７が系統電圧検出リレー１０を介してモニタ用絶縁トランス５の１次側に接続されることになる。また、制御回路３が系統電圧検出リレー１０に対して開き制御信号を与えたときは、系統電圧検出リレー１０はｂ接点側につながるが、特別な動作は起こらない。
【００６２】
本実施の形態５においては、制御回路３においてマイクロコンピュータのシーケンスとして、図２のものをそのまま利用することができる。また、図３のシーケンスをそのまま利用してもよい。本実施の形態５の系統連系インバータ装置の動作については、図２のシーケンスを利用するときは実施の形態１の場合と同様であり、また図３のシーケンスを利用するときは実施の形態２の場合と同様であるので、説明を省略する。得られる作用・効果も同様になる。
【００６３】
さらに、本実施の形態５においては、系統電圧検出リレー１０をトランスファ接点方式に構成することにより、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５との接続切り換えを行うためのスイッチ手段と、リレー試験用端子１１を動作させるときのスイッチ手段とを兼用させてあるので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースが図られる。
【００６４】
〔実施の形態６〕
図９は実施の形態６の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態６は、図１の実施の形態１との比較において、太陽電池１を燃料電池１８に置き換えて、新たに燃料残量検出手段１９を設けたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態６についての図９においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態６における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００６５】
すなわち、燃料電池１８の直流電力は、系統連系インバータ８により、商用周波数の交流電力に変換して商用系統７に接続される。燃料残量検出手段１９は、燃料電池１８の燃料残量を検出し、検出値を制御回路３に送出する。制御回路３は、燃料電池１８の電圧を入力してインバータが系統連系運転を行うにあたり燃料電池１８に十分な電力があることや、燃料残量検出値が所定値以上であること、および系統以外にインバータを起動する上で異常が無いことを確認し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。
【００６６】
例えば、制御回路３は、図１０のフローチャートに示すシーケンスによって、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御する。制御回路は制御電源４から電力供給を受けてマイクロコンピュータが起動を始める。このとき初期状態では系統電圧検出リレー１０は開かれた状態であり、インバータは停止状態である。マイクロコンピュータは起動すると、先ずステップＳ３０１を実行し、燃料電池の燃料残量値Ｍｆを読み取り、燃料下限値Ｍ１と比較する。そして、Ｍｆ＜Ｍ１ならばステップＳ４０２へ進む。Ｍｆ≧Ｍ１ならば、ステップＳ３０２へ進み、燃料電池電圧Ｖｐを読み取り、系統電圧検出リレー閉基準値Ｖ１と比較する。ここで、この閉基準値Ｖ１の設定については、実施の形態１と同様である。そして、Ｖｐ＜Ｖ１ならばステップＳ４０１へ進む。Ｖｐ≧Ｖ１ならばステップＳ３０３へ進み、系統条件以外のインバータ起動条件を確認する。異常がある場合は、ステップＳ４０１へ進み、異常が無ければステップＳ３０４において、系統電圧検出リレー１０を閉じて、ステップＳ３０５へ進む。ステップＳ３０５では系統電圧検出リレー１０を介して系統電圧波形を読み取り、実効電圧や周波数が正常な範囲内に収まっているかを確認し、異常があれば、ステップＳ４０１へ進み、正常であればステップＳ３０６へ進んで連系リレー６を閉じ、更にステップＳ３０７でインバータを起動する。
【００６７】
次にインバータを停止させた場合は、ステップＳ４０１が実行される。ステップＳ４０１では、燃料電池電圧Ｖｐを読み取り、系統電圧検出リレー開基準値Ｖ２と比較する。ここで、この開基準値Ｖ２の設定については、実施の形態１と同様である。Ｖｐ≦Ｖ２ならば、ステップＳ４０２へ進み、系統電圧検出リレー１０を開くための信号を出力して、ステップＳ４０１へもどる。一方、Ｖｐ＞Ｖ２ならば、ステップＳ３０１へ進む。また、実施の形態１と同様、インバータが運転状態から停止状態へ移行するときは必ず系統電圧検出リレー１０を開くようにするのも良い方法である。
【００６８】
また、実施の形態１の図３のシーケンスと同様、図１０のフローチャートのステップＳ３０５において系統状態に異常が検出された場合、直ちに系統電圧検出リレー１０を開くと共に所定時間待機してステップＳ３０１に戻る、というステップを設けることによって、系統からの電力消費をさらに減らすことができる。
【００６９】
さらに、実施の形態３の図４と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０を連系リレー６と商用系統７の間に設置し、連系リレー６と系統電圧検出リレー１０の間の系統ラインが制御部９内のトランス５に接続される構成とすることも可能である。
【００７０】
また、実施の形態４の図５と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御電源４が行う構成とする。制御電源４は、燃料電池１８が所定の電圧以上のとき制御回路３に電力供給を開始するが、このとき同時に系統電圧検出リレー１０のリレーコイルにも電圧を印可し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。また、燃料電池１８の電圧が所定の電圧以下になると、制御回路３や系統電圧検出リレー１０への電力供給を停止する。
【００７１】
また、実施の形態５の図６と同様に、実施の形態６の図９の構成に対して以下のような変更を加えることもできる。すなわち、系統電圧検出リレー１０が２接点（ａ、ｂ）の切替えスイッチとなっており、接点ａは商用系統７へ、接点ｂはリレー試験用端子１１へ接続される構成とする。実施の形態６における説明において系統電圧検出リレー１０を閉じる場合には、接点ａに接続し、系統電圧検出リレー１０を開く場合は接点ｂに接続することになる。
【００７２】
〔実施の形態７〕
図１１は実施の形態７の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図である。実施の形態７は、図１の実施の形態１との比較において、太陽電池１とインバータ回路２の間に電力検出手段２０を設けたものである。実施の形態１についての図１におけるのと同じ符号は本実施の形態７についての図１１においても同一構成要素を指示しており、またそれらの結合関係も特にことわらない限りにおいて既述のとおりであるので、ここでは詳しい説明は省略する。また、実施の形態１において説明した事項であって本実施の形態において改めて説明しない事項についてはそのまま本実施の形態にも該当するものとし、詳しい説明は省略する。本実施の形態７における構成が実施の形態１と相違する点は以下のとおりである。
【００７３】
すなわち、制御回路３は、前記電力検出手段２０を介して太陽電池１の発電電力を検知し、インバータが系統連系運転を行うにあたり太陽電池１に十分な電力があることや、系統以外にインバータを起動する上で異常がないことを確認し、系統電圧検出リレー１０を閉じる。例えば、インバータが系統連系運転を行っていない期間の電力検出の方法としては、前記期間のみ太陽電池１に抵抗を接続して、前記抵抗に流れる電流値をカレントセンサにより検出し、太陽電池出力電圧との積をとり太陽電池電力を算出するという方法がある。インバータが系統連系運転を行っている期間については、抵抗による電力検出はインバータ効率の低下につながるので、抵抗を切り離して太陽電池１からインバータ回路２に流れる電流値を検出し、同様に電力を算出する。
【００７４】
例えば、制御回路３は図１２のフローチャートに示すシーケンスによって、系統電圧検出リレー１０の開閉を制御する。これは、実施の形態１における図２のフローチャートのステップＳ１０１とステップＳ２０１の判定条件のみを変更したものである。初期状態では系統電圧検出リレー１０は開かれており、インバータは停止状態である。制御回路３は、制御電源４から電力供給を受けてマイクロコンピュータが起動するとまずステップＳ５０１を実行し、太陽電池の電力Ｐｐを読み取り、系統電圧検出リレー閉基準値Ｐ１と比較する。この閉基準値Ｐ１はインバータの起動基準電力Ｐｏ以下で停止基準電力Ｐｓより大きな値に設定されるが、ここではＰ１＝Ｐｏとする。そして、比較の結果、太陽電池電力Ｐｐが低ければ、ステップＳ５０２へ進み、このあとの処理は実施の形態１と同じである。インバータを停止させた場合は、ステップＳ５０２が実行される。ステップＳ５０２では、太陽電池電力Ｐｐを、系統電圧検出リレー開基準値Ｐ２と比較する。この開基準値Ｐ２は、インバータ停止基準電力Ｐｓ以下、制御電源４の停止電力Ｐｃより高い値に設定されるが、できる限り系統からの電力消費を低減するために、Ｐ２＝Ｐｓに設定して、インバータ停止と同時に系統電圧検出リレー１０を開くようにする。ステップＳ５０２以降の処理は実施の形態１と同じである。
【００７５】
以上、いくつかの実施の形態について説明してきたが、本発明は次のように構成したものも含み得るものとする。
（１）実施の形態３（図４）の変形の形態として、連系リレー６を省略した回路構成の系統連系インバータ装置に構成してもよい。
（２）実施の形態４（図５）の変形の形態として、系統電圧検出リレー１０の配置位置を実施の形態３（図４）の場合と同様にしてもよい。
（３）実施の形態５（図６）の変形の形態として、系統電圧検出リレー１０の配置位置として、実施の形態３（図４）の場合と同様に、商用系統７と連系リレー６との接続ラインと、商用系統７とモニタ用絶縁トランス５の１次側との接続ラインとの共通ライン部分にトランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０を介挿した構成としてもよい。
（４）実施の形態４（図５）の方式を踏襲して、トランスファ接点方式の系統電圧検出リレー１０の介挿位置が上記のいずれであっても、制御電源部４からその系統電圧検出リレー１０を開閉制御するように構成してもよい。
（５）その他本発明の要旨と直接に関係しない任意の事項については、公知の任意のものが適用可能であり、また、公知以外のものであっても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適用可能であることはいうまでもない。
【００７６】
上記の（１）〜（５）は互いに独立した事項であり、これらのうち任意の事項を任意数適当に組み合わせてもよきものとする。
【００７７】
本件にかかわる明細書（特に発明の詳細な説明および特許請求の範囲）または図面においては、記載してある任意の事項（任意の要素または任意の要素の結合関係・組み合わせ関係を含む）について、その省略の可能性を留保する。さらに、特許請求の範囲に記載していないが発明の詳細な説明または図面に記載してある任意の事項について特許請求の範囲への追加の可能性ならびにその追加に伴う説明の変更の可能性を留保する。
【００７８】
【発明の効果】
系統連系インバータ装置についての本発明による第１の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。
本発明による第２の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明による第３の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第４の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。
本発明による第５の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、夜間であるとか曇天であるとかの事情のために電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第６の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、 制御回路の待機電力の消費は行なわれない。また、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
本発明による第７の発明によれば、系統の状態を制御回路にモニタ入力する経路に開閉手段を介挿し、電力供給源の状態が所要の条件を満たさないときは開閉手段を開くように構成してあるので、電力供給源の状態がインバータ主回路を駆動するには不充分であって、待機状態となっているときには、モニタ系およびそれに接続の負荷では系統電力を必要以上に消費することがなく、省エネルギーを図ることができる。さらに、開閉手段をトランスファ接点方式に構成し、モニタ系の接点とリレー試験用端子の接点とを兼用するので、部品点数の削減によるコストダウンおよび省スペースを図ることができる。また、電力供給源の残量が下限値より少なくなると開閉手段が開かれ商用系統と制御回路が切り離されるため、制御回路の待機電力の消費は行なわれない。さらに、開閉手段を手動で開閉できるので、例えば装置の保守点検等を行なう場合に、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷を商用系統から完全に切り離した状態で安全に点検することができる。
【００７９】
本発明による第８の発明によれば、電力供給源の電圧Ｖｐが開閉手段の閉基準値Ｖ１に達しない限りは開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８０】
本発明による第９の発明によれば、電力供給源の電圧Ｖｐが開基準値Ｖ２以下であると、また、なんらかの都合によりインバータ主回路が停止状態になっていると、開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ用絶縁トランスなどのモニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８１】
本発明による第１０の発明によれば、インバータ起動条件が整わないために待機状態になっている場合には、開閉手段を開いて、系統から制御回路へのモニタ用の電力の供給は行なわないので、制御回路が電力供給源の直流電力を駆動源として入力している状態においても、モニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間が長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。
【００８２】
本発明による第１１の発明によれば、開閉手段を一旦は閉じても系統状態がインバータ起動条件を満たさなければ、再び開閉手段を開いてしまうから、モニタ系およびそれに接続の負荷で系統電力を待機電力として消費しない時間がさらに長くなり、一層の省エネルギーを図ることができる。さらに、再確認までにインターバルをおいているので、開閉手段の開閉動作においてチャタリングが発生せず、開閉手段の寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図２】 実施の形態１の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図３】 実施の形態２の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図４】 実施の形態３の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図５】 実施の形態４の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図６】 実施の形態５の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図７】 従来の技術の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図８】 旧来の形式の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック図
【図９】 実施の形態６の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図１０】 実施の形態６の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図１１】 実施の形態７の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【図１２】 実施の形態７の系統連系インバータ装置の動作を説明するフローチャート
【図１３】 本発明の実施の形態１の別の系統連系インバータ装置の電気的構成を示すブロック回路図
【符号の説明】
１…太陽電池、２…インバータ主回路、３…制御回路、４…制御電源部、５…モニタ用絶縁トランス、６…連系リレー、７…商用系統、８…系統連系インバータ、９…制御部、１０…系統電圧検出リレー、１１…リレー試験用端子、１８…燃料電池、１９…燃料残量検出手段、２０…電力検出手段、２１…開閉モード切替手段
Claims (11)
- 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、
前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、
前記電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してあることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、
前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、
系統連系インバータ装置は、さらに、
前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、
前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されていることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、
前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、
前記電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してあることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段とを備え、
前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、
前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、
系統連系インバータ装置は、さらに、
前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、
前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手 段を閉じるように構成されていることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、
前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、
前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、
前記電力供給源の状態が所要の条件を満たすとき前記開閉手段を閉じ、満たさないとき前記開閉手段を開くように構成してあることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、
前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、
前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、
系統連系インバータ装置は、さらに、
前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、
前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されていることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 電力供給源からの直流電力を交流電力に変換して電力系統に接続するインバータ主回路と、
前記電力供給源の状態および前記電力系統の状態を入力して前記インバータ主回路を制御する制御回路と、
前記直流電力を駆動源とし前記制御回路に対し駆動電力を供給する制御電源部と、
前記電力系統の状態を前記制御回路に入力する経路に介挿された開閉手段と、
前記開閉手段の開閉モードを手動開閉または自動開閉に切り替える開閉モード切替手段とを備え、
前記開閉手段がトランスファ接点方式に構成され、一方の接点が前記系統に接続され、他方の接点がリレー試験用端子に接続され、
前記電力供給源は、電力の発生に燃料を要するものであり、
系統連系インバータ装置は、さらに、
前記電力供給源の燃料の残量（Ｍｆ）を検出する手段を有し、
前記燃料の残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記残量（Ｍｆ）が残量下限値（Ｍ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されていることを特徴とする系統連系インバータ装置。 - 前記電力供給源の電圧（Ｖｐ）が前記インバータ主回路の停止基準電圧（Ｖｓ）よりも高く起動基準電圧（Ｖｏ）以下に設定される前記開閉手段の閉基準値（Ｖ１）より小さい場合は前記開閉手段を開いており、前記電力供給源の電圧（Ｖｐ）が前記閉基準値（Ｖ１）以上であることを条件として前記開閉手段を閉じるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の系統連系インバータ装置。
- 前記電力供給源の電圧（Ｖｐ）が前記インバータ主回路の停止基準電圧（Ｖｓ）以下に設定される前記開閉手段の開基準値（Ｖ２）以下になるとき、またはインバータ主回路が運転状態から停止状態に移行するときに前記開閉手段を開くように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の系統連系インバータ装置。
- 前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の系統連系インバータ装置。
- 前記制御回路は、系統状態以外のインバータ起動条件が満たされたことを確認したことを条件として前記開閉手段を閉じ、さらに系統状態がインバータ起動条件を満たすときに前記インバータ主回路を起動し、系統状態がインバータ起動条件を満たさないときは前記開閉手段を開き、所定時間のインターバルをおいた後に、前記の系統状態以外のインバータ起動条件が満たされるかどうかを再確認するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の系統連系インバータ装置。
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