JP3815204B2 - 分散型電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電力系統に連系して使用される分散型電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分散型電源装置のブロック図を図８に示す。この分散型電源装置は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池のような複数の直流電源部１ａ，１ｂと、複数の直流電源部１ａ，１ｂの直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統２０と連系して負荷３０に交流電力を供給する複数のインバータ部１１ａ，１１ｂと、各インバータ部１１ａ，１１ｂの出力電流をそれぞれ変動させるための能動変動データを対応するインバータ部１１ａ，１１ｂにそれぞれ出力する複数の能動変動作成部１２ａ，１２ｂと、各インバータ部１１ａ，１１ｂと商用電力系統２０との連系点の電圧をそれぞれ検出する複数の電圧検出部１３ａ，１３ｂと、対応する電圧検出部１３ａ，１３ｂの検出結果から商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転状態になっていると判断する複数の単独運転判断部１４ａ，１４ｂと、商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転状態になっていると単独運転判断部１４ａ，１４ｂが判断した場合に、解列リレー１６ａ，１６ｂを解列してインバータ部１１ａ，１１ｂと商用電力系統２０とを切り離す系統連系保護部１５と、を備えている。
【０００３】
ここに、インバータ部１１ａ，１１ｂと、能動変動作成部１２ａ，１２ｂと、電圧検出部１３ａ，１３ｂと、単独運転判断部１４ａ，１４ｂと、解列リレー１６ａ，１６ｂと、系統連系保護部１５ａ，１５ｂとで、直流電源部１の直流電力を交流電力に変換し商用電力系統２０と連系して負荷に交流電力を供給するパワーコンディショナ１０ａ，１０ｂが構成される。また、直流電源部１ａ，１ｂとパワーコンディショナ１０ａ，１０ｂとで分散型電源装置がそれぞれ構成される。
【０００４】
ところで、事故発生時や保守点検時などに商用電力系統２０を解列し、商用電力系統２０からの電力系統が停止した場合に、分散型電源装置が単独運転を継続していると、分散型電源装置から商用電力系統２０の配電線に対して逆充電することとなり、事故被害の拡大や作業者の感電事故が発生する虞があり、また負荷３０が破損する虞もあった。このため、商用電力系統２０の開放時等に生じる分散型電源装置の単独運転を確実に防止する必要がある。
【０００５】
インバータ部１１ａ，１１ｂの単独運転状態を検出するため、単独運転判断部１４ａ，１４ｂは後述する過電圧検出機能（ＯＶ）、不足電圧検出機能（ＵＶ）、周波数上昇検出機能（ＯＦ）、周波数低下検出機能（ＵＦ）の４機能を有しており、さらに受動方式、能動方式の２方式を併用することによって単独運転状態の検出確率を高めている。ここで、過電圧検出機能（ＯＶ）、不足電圧検出機能（ＵＶ）、周波数上昇検出機能（ＯＦ）、周波数低下検出機能（ＵＦ）とは、インバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転に移行した時に発生する出力の電圧変化や周波数変化を検出するための機能であり、単独運転判断部１４ａ，１４ｂは各機能の検出結果に基づいて単独運転状態とそれぞれ判断する。
【０００６】
しかしながら、インバータ部１１ａ，１１ｂの出力電力と負荷３０の消費電力との電力関係が完全に平衡する条件下（すなわち有効電力及び無効電力が共に平衡するような条件下）においては、商用電力系統２０からの電力供給が停止したとしても、解列箇所の電圧及び周波数の変化量が少なく、上述の機能だけでは単独運転状態を検出できない場合がある。
【０００７】
この為、単独運転判断部１４ａ，１４ｂでは、後述の受動方式と能動方式とを併用してインバータ部１１ａ，１１ｂの単独運転状態を検出している。ここで、受動方式とは、インバータ部１１ａ…が単独運転に移行する際に発生する電圧位相や周波数などの急変を検出する方式であり、一般に高速性に優れるという特徴を有している。
【０００８】
一方、能動方式とは、能動変動作成部１２ａ…からインバータ部１１ａ…へ例えば出力電流を変動させる能動変動データを常時出力して、インバータ部１１ａ…の出力電流に所定の変動分を与え、単独運転移行時に出力電流の変動量が増加するのを検出する方式である。すなわち、商用電力系統２０と連系運転している時にはインバータ部１１ａ…の出力電流が変動したとしても、インバータ部１１ａ…と商用電力系統２０との連系点の電圧は変化しないが、商用電力系統２０が停止してインバータ部１１ａ…が単独運転に移行した時には、出力電流の変動に応じて連系点の電圧が変化するため、単独運転判断部１４ａ…は電圧検出部１３ａ…の検出電圧の変化から単独運転状態を検出している。
【０００９】
なお能動方式には有効電力変動方式、無効電力変動方式、周波数シフト方式などの方式がある。有効電力変動方式では、能動変動作成部１２ａ…がインバータ部１１ａ…へ出力電流の大きさを変化させる能動変動データを一定の時間間隔で出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧が同じ周期で変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。また、無効電力変動方式では、能動変動作成部１２ａ…がインバータ部１１ａ…へ出力電流の位相を変化させる能動変動データを一定の時間間隔で出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧が同じ周期で変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。また更に、周波数シフト方式では、能動変動作成部１２ａ…が、インバータ部１１ａ…の出力電流の周波数を、１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させる能動変動データをインバータ部１１ａ…に１サイクル毎に出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧の周波数が徐々に変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。
【００１０】
ここで、直流電源部１ａ…は太陽電池モジュールにより構成されているが、複数の直流電源部１ａ…で太陽電池モジュールの直列数や受光面の設置方向が異なっていたり、或いは燃料電池や風力発電装置などの異なる直流電源を用いる場合があり、出力特性の異なる複数の直流電源部１ａ…を１台のパワーコンディショナに接続すると、全体の発電効率が低下してしまうという問題がある。そこで、従来の分散型電源装置では、出力特性の異なる小容量の直流電源部１ａ…毎に小容量のパワーコンディショナ１０ａ…を設置しており、このような分散型電源装置をストリングインバータと言う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の分散型電源装置では、各パワーコンディショナ１０ａ…の能動変動作成部１２ａ…からインバータ部１１ａ…に対してそれぞれ異なる能動変動データが出力されているので、インバータ部１１ａ…の出力電流にそれぞれ異なる変動分が与えられる。そのため、商用電力系統２０が停止しているにも関わらず、各インバータ部１１ａ…の出力電流に与えた変動分が相互に干渉して、連系点の電圧があまり変化せず、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を確実に検出できない虞があり、単独運転状態への移行時にインバータ部１１ａ…を停止させたり、解列リレー１６ａ…を解列させるのが遅れるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、複数のインバータ部が単独運転状態で動作しているか否かを確実に検出できるようにした分散型電源装置を提供するにある。
【００１３】
【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の発明では、直流電力を発生する複数の直流電源部と、複数の直流電源部が発生する直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統と連系して負荷に交流電力を供給する複数のインバータ部と、複数のインバータ部に対してその出力を変動させるための能動変動データを出力する能動変動作成部と、複数のインバータ部と商用電力系統との連系点の電圧から商用電力系統が停止しインバータ部が単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部と、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させる系統連系保護部とを備え、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では、能動変動作成部から複数のインバータ部に対して一方向の通信を行っており、能動変動作成部は、複数のインバータ部の出力に同一の変動分を与える能動変動データを、複数のインバータ部に対して同時に出力し、各インバータ部は、能動変動データを受信したタイミングで、能動変動データに基づいて出力を変動させることを特徴とし、直流電源部毎に直流電力を交流電力に変換するインバータ部を設けているので、各直流電源部の出力特性に合わせて各インバータ部を動作させることができるから、各直流電源部の出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できる。しかも、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを出力しているので、複数のインバータ部の出力に同じ変動分を持たせることができ、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを防止し、単独運転に移行した際に系統連系保護部が複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させることによって、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できる。
【００１４】
しかも、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では一方向の通信が行われており、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部が同じタイミングで同一の能動変動データを受信することができ、複数のインバータ部の出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができるから、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを確実に防止できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に、系統連系保護部がインバータ部の運転を停止させる運転停止命令を複数のインバータ部に対して同時に出力することを特徴とし、単独運転判断部が複数のインバータ部の単独運転状態を検出すると、系統連系保護部が複数のインバータ部に対して運転停止命令を同時に出力しているので、複数のインバータ部の動作を確実に停止させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを防止することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して能動変動データを一定周期で出力しており、上記一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合はインバータ部が動作を停止することを特徴とし、能動変動データが送信される一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合、インバータ部が動作を停止させているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間を接続する通信線の断線時にはインバータ部を自動的に停止させることができ、通信線の断線時にインバータ部が単独運転状態となった際、インバータ部が系統連系保護部からの運転停止命令を受信できず、単独運転状態を継続してしまうのを防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、複数のインバータ部には個別のアドレスデータが割り当てられており、系統連系保護部から各インバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を送信すると、アドレスデータの一致するインバータ部が現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部に対して返送することを特徴とし、系統連系保護部では、複数のインバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を出力することにより、各インバータ部から現在の動作状態を示す状態データを受け取ることができ、各インバータ部の現在の動作状態を把握することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る分散型電源装置の１実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態の分散型電源装置のブロック図であり、この分散型電源装置は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池のような複数台（本実施形態では例えば３台）の直流電源部１ａ〜１ｃと、複数台の直流電源部１ａ〜１ｃの直流電力をそれぞれ交流電力に変換し、商用電力系統２０と連系して負荷３０に交流電力を供給する複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃと、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力を変動させる能動変動データを通信線を介して各インバータ部１１ａ〜１１ｃに出力する能動変動作成部１２と、各インバータ部１１ａ〜１１ｃと商用電力系統２０との連系点の電圧を検出する電圧検出部１３と、電圧検出部１３の検出した連系点の電圧値から商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部１４と、商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態になっていると単独運転判断部１４が判断した場合に、解列リレー１６を解列してインバータ部１１ａ〜１１ｃと商用電力系統２０とを切り離す系統連系保護部１５と、を備えている。尚、本実施形態では直流電源部１ａ〜１ｃとして太陽電池を用いているが、直流電源部１ａ〜１ｃを太陽電池に限定する趣旨のものではなく、燃料電池や風力発電装置などの直流電源やそれらの組み合わせで直流電源部１ａ〜１ｃを構成しても良い。
【００１９】
系統連系保護部１５では、図２に示すように、能動変動作成部１２がインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して同一の能動変動データを出力している。能動変動作成部１２は例えば周波数シフト方式によりインバータ部１１ａ〜１１ｃの出力を変化させている。すなわち、能動変動作成部１２は、インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流の周波数を、１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させる能動変動データをインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力しており、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは能動変動作成部１２から入力された能動変動データに基づいて周波数を微少量だけ変化させた出力電流をそれぞれ出力する。このように、インバータ部１１ａ〜１１ｃは、能動変動作成部１２から入力された同一の能動変動データに基づいて出力電流を変動させているので、複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃで出力電流の変動分が相互に干渉することはない。
【００２０】
ここで、商用電力系統２０が連系しているときには、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流が変動したとしても連系点の電圧は殆ど変化しない。一方、商用電力系統２０が停止している場合には、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流が変動すると連系点の電圧が変化するため、電圧検出部１３の検出結果から単独運転判断部１４は商用電力系統２０が停止し単独運転状態に移行したと判断し、系統連系保護部１５がインバータ部１１ａ〜１１ｃを停止させると共に、解列リレー１６を解列させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できる。
【００２１】
また、本実施形態では複数の直流電源部１ａ〜１ｃに対して、直流電力を交流電力に変換するインバータ部１１ａ〜１１ｃをそれぞれ設けており、直流電源部１ａ〜１ｃの出力特性に合わせてインバータ部１１ａ〜１１ｃを動作させることができるから、各直流電源部１ａ〜１ｃの出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できる。
【００２２】
ところで、能動変動作成部１２と複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間では、能動変動作成部１２からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して片方向の通信が行われているが、図２に示すように同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部１２とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部１１ａ〜１１ｃで同一の能動変動データを同時に受信することができる。各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは、能動変動作成部１２から同時に入力された同一の能動変動データに基づいて出力電流を変動させているので、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができ、したがって各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流に与えた変動分が相互に干渉することはなく、単独運転状態を確実に検出することができる。
【００２３】
また、商用電力系統２０が停止し複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態に移行していると単独運転判断部１４が判断すると、系統連系保護部１５は解列リレー１６を解列してインバータ部１１ａ〜１１と商用電力系統２０とを切り離すと共に、インバータ部１１ａ〜１１ｃにそれぞれ運転停止命令を出力して、インバータ部１１ａ〜１１ｃの運転状態を停止させるのであるが、図３に示すように、系統連系保護部１５から各インバータ部１１ａ〜１１ｃに対して運転停止命令が同時に出力されるので、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの運転を同時に停止させることができる。
【００２４】
尚、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して運転停止命令を出力する際に、図４に示すように運転停止命令を複数回出力するようにしても良く、インバータ部１１ａ〜１１ｃ側で運転停止命令の受信に失敗するなどして、インバータ部１１ａ〜１１ｃが運転状態を継続するのを防止でき、インバータ部１１ａ〜１１ｃを確実に停止させることができる。
【００２５】
また、系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する通信線が断線する等の理由で、単独運転移行時に系統連系保護部１５から出力された運転停止命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃ側で受信できず、インバータ部１１ａ〜１１ｃが運転状態を継続した場合、インバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転を継続し続けることになり、従来例で説明したような問題が発生する虞がある。
【００２６】
ここで、インバータ部１１ｃと系統連系保護部１５との間の通信線が断線している場合、インバータ部１１ｃでは、能動変動作成部１２から一定周期で出力される能動変動データ（例えば周波数シフト方式の場合は、インバータ部１１ｃの出力電流の周波数を１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させるデータ）を受信することができないので、上記一定周期よりも長い一定時間（例えば約０．５秒）能動変動データを受信できない場合は自動的に運転を停止させる機能をインバータ部１１ａ〜１１ｃに持たせることによって、運転停止命令を受信できずにインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態を継続するのを防止することができる。
【００２７】
また上述の実施形態では、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して片方向のみの通信を行っているが、系統連系保護部１５の送信端子（図示せず）を各インバータ部１１ａ〜１１ｃの受信端子（図示せず）に通信線を介して接続すると共に、系統連系保護部１５の受信端子（図示せず）を各インバータ部１１ａ〜１１ｃの送信端子（図示せず）に別の通信線を介して接続し、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して双方向の通信を行うようにしても良い。すなわち、インバータ部１１ａ〜１１ｃに個別のアドレスデータをそれぞれ割り当てておき、図６に示すように系統連系保護部１５からインバータ部１１ａのアドレスデータを含む状態要求命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力すると、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは受信した状態要求命令に含まれるアドレスデータと自己のアドレスデータとを比較し、両者が一致すれば系統連系保護部１５に対して現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部１５に対して返送する。同様に、系統連系保護部１５からインバータ部１１ｂ，１１ｃのアドレスデータを含む状態要求命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力すると、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは受信した状態要求命令に含まれるアドレスデータと自己のアドレスデータとを比較し、両者が一致すれば系統連系保護部１５に対して現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部１５に対して返送する。このように、系統連系保護部１５と各インバータ部１１ａ〜１１ｃとの間で双方向の通信を行い、各インバータ部１１ａ〜１１ｃから系統連系保護部１５に対して動作状態を示す状態データを返送させるようにしているので、系統連系保護部１５では現在のインバータ部１１ａ〜１１ｃの動作状態を容易に把握することができる。
【００２８】
尚、上述の実施形態では系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する通信線を設け、この通信線を用いて能動変動データや運転停止命令や状態データの送受信を行っているが、図７に示すように、系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する電力線１７に信号線を重畳させる電力線搬送方式により信号伝送を行うようにしても良く、電力線１７とは別に通信線を配線する必要がないから、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、直流電力を発生する複数の直流電源部と、複数の直流電源部が発生する直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統と連系して負荷に交流電力を供給する複数のインバータ部と、複数のインバータ部に対してその出力を変動させるための能動変動データを出力する能動変動作成部と、複数のインバータ部と商用電力系統との連系点の電圧から商用電力系統が停止しインバータ部が単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部と、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させる系統連系保護部とを備え、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では、能動変動作成部から複数のインバータ部に対して一方向の通信を行っており、能動変動作成部は、複数のインバータ部の出力に同一の変動分を与える能動変動データを、複数のインバータ部に対して同時に出力し、各インバータ部は、能動変動データを受信したタイミングで、能動変動データに基づいて出力を変動させることを特徴とし、直流電源部毎に直流電力を交流電力に変換するインバータ部を設けているので、各直流電源部の出力特性に合わせて各インバータ部を動作させることができるから、各直流電源部の出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できるという効果がある。しかも、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを出力しているので、複数のインバータ部の出力に同じ変動分を持たせることができ、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを防止し、単独運転に移行した際に系統連系保護部が複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させることによって、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できるという効果がある。
【００３０】
しかも、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では一方向の通信が行われており、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部が同じタイミングで同一の能動変動データを受信することができ、複数のインバータ部の出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができるから、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを確実に防止できるという効果がある。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に、系統連系保護部がインバータ部の運転を停止させる運転停止命令を複数のインバータ部に対して同時に出力することを特徴とし、単独運転判断部が複数のインバータ部の単独運転状態を検出すると、系統連系保護部が複数のインバータ部に対して運転停止命令を同時に出力しているので、複数のインバータ部の動作を確実に停止させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できるという効果がある。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して能動変動データを一定周期で出力しており、上記一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合はインバータ部が動作を停止することを特徴とし、能動変動データが送信される一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合、インバータ部が動作を停止させているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間を接続する通信線の断線時にはインバータ部を自動的に停止させることができ、通信線の断線時にインバータ部が単独運転状態となった際、インバータ部が系統連系保護部からの運転停止命令を受信できず、単独運転状態を継続してしまうのを防止できるという効果がある。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの発明において、複数のインバータ部には個別のアドレスデータが割り当てられており、系統連系保護部から各インバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を送信すると、アドレスデータの一致するインバータ部が現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部に対して返送することを特徴とし、系統連系保護部では、複数のインバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を出力することにより、各インバータ部から現在の動作状態を示す状態データを受け取ることができ、各インバータ部の現在の動作状態を把握できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の分散型電源装置のブロック図である。
【図２】同上の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】同上の別の動作を説明するタイムチャートである。
【図４】同上のまた別の動作を説明するタイムチャートである。
【図５】同上の更に別の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】同上のまた更に別の動作を説明するタイムチャートである。
【図７】同上の別の分散型電源装置のブロック図である。
【図８】従来の分散型電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ 直流電源部
１１ａ〜１１ｃ インバータ部
１２ 能動変動作成部
１４ 単独運転判断部
１５ 系統連系保護部
２０ 商用電力系統
３０ 負荷
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用電力系統に連系して使用される分散型電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の分散型電源装置のブロック図を図８に示す。この分散型電源装置は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池のような複数の直流電源部１ａ，１ｂと、複数の直流電源部１ａ，１ｂの直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統２０と連系して負荷３０に交流電力を供給する複数のインバータ部１１ａ，１１ｂと、各インバータ部１１ａ，１１ｂの出力電流をそれぞれ変動させるための能動変動データを対応するインバータ部１１ａ，１１ｂにそれぞれ出力する複数の能動変動作成部１２ａ，１２ｂと、各インバータ部１１ａ，１１ｂと商用電力系統２０との連系点の電圧をそれぞれ検出する複数の電圧検出部１３ａ，１３ｂと、対応する電圧検出部１３ａ，１３ｂの検出結果から商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転状態になっていると判断する複数の単独運転判断部１４ａ，１４ｂと、商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転状態になっていると単独運転判断部１４ａ，１４ｂが判断した場合に、解列リレー１６ａ，１６ｂを解列してインバータ部１１ａ，１１ｂと商用電力系統２０とを切り離す系統連系保護部１５と、を備えている。
【０００３】
ここに、インバータ部１１ａ，１１ｂと、能動変動作成部１２ａ，１２ｂと、電圧検出部１３ａ，１３ｂと、単独運転判断部１４ａ，１４ｂと、解列リレー１６ａ，１６ｂと、系統連系保護部１５ａ，１５ｂとで、直流電源部１の直流電力を交流電力に変換し商用電力系統２０と連系して負荷に交流電力を供給するパワーコンディショナ１０ａ，１０ｂが構成される。また、直流電源部１ａ，１ｂとパワーコンディショナ１０ａ，１０ｂとで分散型電源装置がそれぞれ構成される。
【０００４】
ところで、事故発生時や保守点検時などに商用電力系統２０を解列し、商用電力系統２０からの電力系統が停止した場合に、分散型電源装置が単独運転を継続していると、分散型電源装置から商用電力系統２０の配電線に対して逆充電することとなり、事故被害の拡大や作業者の感電事故が発生する虞があり、また負荷３０が破損する虞もあった。このため、商用電力系統２０の開放時等に生じる分散型電源装置の単独運転を確実に防止する必要がある。
【０００５】
インバータ部１１ａ，１１ｂの単独運転状態を検出するため、単独運転判断部１４ａ，１４ｂは後述する過電圧検出機能（ＯＶ）、不足電圧検出機能（ＵＶ）、周波数上昇検出機能（ＯＦ）、周波数低下検出機能（ＵＦ）の４機能を有しており、さらに受動方式、能動方式の２方式を併用することによって単独運転状態の検出確率を高めている。ここで、過電圧検出機能（ＯＶ）、不足電圧検出機能（ＵＶ）、周波数上昇検出機能（ＯＦ）、周波数低下検出機能（ＵＦ）とは、インバータ部１１ａ，１１ｂが単独運転に移行した時に発生する出力の電圧変化や周波数変化を検出するための機能であり、単独運転判断部１４ａ，１４ｂは各機能の検出結果に基づいて単独運転状態とそれぞれ判断する。
【０００６】
しかしながら、インバータ部１１ａ，１１ｂの出力電力と負荷３０の消費電力との電力関係が完全に平衡する条件下（すなわち有効電力及び無効電力が共に平衡するような条件下）においては、商用電力系統２０からの電力供給が停止したとしても、解列箇所の電圧及び周波数の変化量が少なく、上述の機能だけでは単独運転状態を検出できない場合がある。
【０００７】
この為、単独運転判断部１４ａ，１４ｂでは、後述の受動方式と能動方式とを併用してインバータ部１１ａ，１１ｂの単独運転状態を検出している。ここで、受動方式とは、インバータ部１１ａ…が単独運転に移行する際に発生する電圧位相や周波数などの急変を検出する方式であり、一般に高速性に優れるという特徴を有している。
【０００８】
一方、能動方式とは、能動変動作成部１２ａ…からインバータ部１１ａ…へ例えば出力電流を変動させる能動変動データを常時出力して、インバータ部１１ａ…の出力電流に所定の変動分を与え、単独運転移行時に出力電流の変動量が増加するのを検出する方式である。すなわち、商用電力系統２０と連系運転している時にはインバータ部１１ａ…の出力電流が変動したとしても、インバータ部１１ａ…と商用電力系統２０との連系点の電圧は変化しないが、商用電力系統２０が停止してインバータ部１１ａ…が単独運転に移行した時には、出力電流の変動に応じて連系点の電圧が変化するため、単独運転判断部１４ａ…は電圧検出部１３ａ…の検出電圧の変化から単独運転状態を検出している。
【０００９】
なお能動方式には有効電力変動方式、無効電力変動方式、周波数シフト方式などの方式がある。有効電力変動方式では、能動変動作成部１２ａ…がインバータ部１１ａ…へ出力電流の大きさを変化させる能動変動データを一定の時間間隔で出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧が同じ周期で変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。また、無効電力変動方式では、能動変動作成部１２ａ…がインバータ部１１ａ…へ出力電流の位相を変化させる能動変動データを一定の時間間隔で出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧が同じ周期で変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。また更に、周波数シフト方式では、能動変動作成部１２ａ…が、インバータ部１１ａ…の出力電流の周波数を、１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させる能動変動データをインバータ部１１ａ…に１サイクル毎に出力し、単独運転判断部１４ａ…では、電圧検出部１３ａ…の検出した連系点の電圧の周波数が徐々に変化することから、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を検出する。
【００１０】
ここで、直流電源部１ａ…は太陽電池モジュールにより構成されているが、複数の直流電源部１ａ…で太陽電池モジュールの直列数や受光面の設置方向が異なっていたり、或いは燃料電池や風力発電装置などの異なる直流電源を用いる場合があり、出力特性の異なる複数の直流電源部１ａ…を１台のパワーコンディショナに接続すると、全体の発電効率が低下してしまうという問題がある。そこで、従来の分散型電源装置では、出力特性の異なる小容量の直流電源部１ａ…毎に小容量のパワーコンディショナ１０ａ…を設置しており、このような分散型電源装置をストリングインバータと言う。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の分散型電源装置では、各パワーコンディショナ１０ａ…の能動変動作成部１２ａ…からインバータ部１１ａ…に対してそれぞれ異なる能動変動データが出力されているので、インバータ部１１ａ…の出力電流にそれぞれ異なる変動分が与えられる。そのため、商用電力系統２０が停止しているにも関わらず、各インバータ部１１ａ…の出力電流に与えた変動分が相互に干渉して、連系点の電圧があまり変化せず、インバータ部１１ａ…の単独運転状態を確実に検出できない虞があり、単独運転状態への移行時にインバータ部１１ａ…を停止させたり、解列リレー１６ａ…を解列させるのが遅れるという問題があった。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、複数のインバータ部が単独運転状態で動作しているか否かを確実に検出できるようにした分散型電源装置を提供するにある。
【００１３】
【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の発明では、直流電力を発生する複数の直流電源部と、複数の直流電源部が発生する直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統と連系して負荷に交流電力を供給する複数のインバータ部と、複数のインバータ部に対してその出力を変動させるための能動変動データを出力する能動変動作成部と、複数のインバータ部と商用電力系統との連系点の電圧から商用電力系統が停止しインバータ部が単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部と、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させる系統連系保護部とを備え、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では、能動変動作成部から複数のインバータ部に対して一方向の通信を行っており、能動変動作成部は、複数のインバータ部の出力に同一の変動分を与える能動変動データを、複数のインバータ部に対して同時に出力し、各インバータ部は、能動変動データを受信したタイミングで、能動変動データに基づいて出力を変動させることを特徴とし、直流電源部毎に直流電力を交流電力に変換するインバータ部を設けているので、各直流電源部の出力特性に合わせて各インバータ部を動作させることができるから、各直流電源部の出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できる。しかも、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを出力しているので、複数のインバータ部の出力に同じ変動分を持たせることができ、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを防止し、単独運転に移行した際に系統連系保護部が複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させることによって、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できる。
【００１４】
しかも、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では一方向の通信が行われており、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部が同じタイミングで同一の能動変動データを受信することができ、複数のインバータ部の出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができるから、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを確実に防止できる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に、系統連系保護部がインバータ部の運転を停止させる運転停止命令を複数のインバータ部に対して同時に出力することを特徴とし、単独運転判断部が複数のインバータ部の単独運転状態を検出すると、系統連系保護部が複数のインバータ部に対して運転停止命令を同時に出力しているので、複数のインバータ部の動作を確実に停止させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを防止することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して能動変動データを一定周期で出力しており、上記一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合はインバータ部が動作を停止することを特徴とし、能動変動データが送信される一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合、インバータ部が動作を停止させているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間を接続する通信線の断線時にはインバータ部を自動的に停止させることができ、通信線の断線時にインバータ部が単独運転状態となった際、インバータ部が系統連系保護部からの運転停止命令を受信できず、単独運転状態を継続してしまうのを防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れかの発明において、複数のインバータ部には個別のアドレスデータが割り当てられており、系統連系保護部から各インバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を送信すると、アドレスデータの一致するインバータ部が現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部に対して返送することを特徴とし、系統連系保護部では、複数のインバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を出力することにより、各インバータ部から現在の動作状態を示す状態データを受け取ることができ、各インバータ部の現在の動作状態を把握することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る分散型電源装置の１実施形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態の分散型電源装置のブロック図であり、この分散型電源装置は、太陽光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池のような複数台（本実施形態では例えば３台）の直流電源部１ａ〜１ｃと、複数台の直流電源部１ａ〜１ｃの直流電力をそれぞれ交流電力に変換し、商用電力系統２０と連系して負荷３０に交流電力を供給する複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃと、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力を変動させる能動変動データを通信線を介して各インバータ部１１ａ〜１１ｃに出力する能動変動作成部１２と、各インバータ部１１ａ〜１１ｃと商用電力系統２０との連系点の電圧を検出する電圧検出部１３と、電圧検出部１３の検出した連系点の電圧値から商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部１４と、商用電力系統２０が停止しインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態になっていると単独運転判断部１４が判断した場合に、解列リレー１６を解列してインバータ部１１ａ〜１１ｃと商用電力系統２０とを切り離す系統連系保護部１５と、を備えている。尚、本実施形態では直流電源部１ａ〜１ｃとして太陽電池を用いているが、直流電源部１ａ〜１ｃを太陽電池に限定する趣旨のものではなく、燃料電池や風力発電装置などの直流電源やそれらの組み合わせで直流電源部１ａ〜１ｃを構成しても良い。
【００１９】
系統連系保護部１５では、図２に示すように、能動変動作成部１２がインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して同一の能動変動データを出力している。能動変動作成部１２は例えば周波数シフト方式によりインバータ部１１ａ〜１１ｃの出力を変化させている。すなわち、能動変動作成部１２は、インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流の周波数を、１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させる能動変動データをインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力しており、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは能動変動作成部１２から入力された能動変動データに基づいて周波数を微少量だけ変化させた出力電流をそれぞれ出力する。このように、インバータ部１１ａ〜１１ｃは、能動変動作成部１２から入力された同一の能動変動データに基づいて出力電流を変動させているので、複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃで出力電流の変動分が相互に干渉することはない。
【００２０】
ここで、商用電力系統２０が連系しているときには、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流が変動したとしても連系点の電圧は殆ど変化しない。一方、商用電力系統２０が停止している場合には、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流が変動すると連系点の電圧が変化するため、電圧検出部１３の検出結果から単独運転判断部１４は商用電力系統２０が停止し単独運転状態に移行したと判断し、系統連系保護部１５がインバータ部１１ａ〜１１ｃを停止させると共に、解列リレー１６を解列させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できる。
【００２１】
また、本実施形態では複数の直流電源部１ａ〜１ｃに対して、直流電力を交流電力に変換するインバータ部１１ａ〜１１ｃをそれぞれ設けており、直流電源部１ａ〜１ｃの出力特性に合わせてインバータ部１１ａ〜１１ｃを動作させることができるから、各直流電源部１ａ〜１ｃの出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できる。
【００２２】
ところで、能動変動作成部１２と複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間では、能動変動作成部１２からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して片方向の通信が行われているが、図２に示すように同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部１２とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部１１ａ〜１１ｃで同一の能動変動データを同時に受信することができる。各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは、能動変動作成部１２から同時に入力された同一の能動変動データに基づいて出力電流を変動させているので、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができ、したがって各インバータ部１１ａ〜１１ｃの出力電流に与えた変動分が相互に干渉することはなく、単独運転状態を確実に検出することができる。
【００２３】
また、商用電力系統２０が停止し複数台のインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態に移行していると単独運転判断部１４が判断すると、系統連系保護部１５は解列リレー１６を解列してインバータ部１１ａ〜１１と商用電力系統２０とを切り離すと共に、インバータ部１１ａ〜１１ｃにそれぞれ運転停止命令を出力して、インバータ部１１ａ〜１１ｃの運転状態を停止させるのであるが、図３に示すように、系統連系保護部１５から各インバータ部１１ａ〜１１ｃに対して運転停止命令が同時に出力されるので、各インバータ部１１ａ〜１１ｃの運転を同時に停止させることができる。
【００２４】
尚、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して運転停止命令を出力する際に、図４に示すように運転停止命令を複数回出力するようにしても良く、インバータ部１１ａ〜１１ｃ側で運転停止命令の受信に失敗するなどして、インバータ部１１ａ〜１１ｃが運転状態を継続するのを防止でき、インバータ部１１ａ〜１１ｃを確実に停止させることができる。
【００２５】
また、系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する通信線が断線する等の理由で、単独運転移行時に系統連系保護部１５から出力された運転停止命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃ側で受信できず、インバータ部１１ａ〜１１ｃが運転状態を継続した場合、インバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転を継続し続けることになり、従来例で説明したような問題が発生する虞がある。
【００２６】
ここで、インバータ部１１ｃと系統連系保護部１５との間の通信線が断線している場合、インバータ部１１ｃでは、能動変動作成部１２から一定周期で出力される能動変動データ（例えば周波数シフト方式の場合は、インバータ部１１ｃの出力電流の周波数を１サイクル前の連系点の電圧の周波数から微少量だけ変化させるデータ）を受信することができないので、上記一定周期よりも長い一定時間（例えば約０．５秒）能動変動データを受信できない場合は自動的に運転を停止させる機能をインバータ部１１ａ〜１１ｃに持たせることによって、運転停止命令を受信できずにインバータ部１１ａ〜１１ｃが単独運転状態を継続するのを防止することができる。
【００２７】
また上述の実施形態では、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して片方向のみの通信を行っているが、系統連系保護部１５の送信端子（図示せず）を各インバータ部１１ａ〜１１ｃの受信端子（図示せず）に通信線を介して接続すると共に、系統連系保護部１５の受信端子（図示せず）を各インバータ部１１ａ〜１１ｃの送信端子（図示せず）に別の通信線を介して接続し、系統連系保護部１５からインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して双方向の通信を行うようにしても良い。すなわち、インバータ部１１ａ〜１１ｃに個別のアドレスデータをそれぞれ割り当てておき、図６に示すように系統連系保護部１５からインバータ部１１ａのアドレスデータを含む状態要求命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力すると、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは受信した状態要求命令に含まれるアドレスデータと自己のアドレスデータとを比較し、両者が一致すれば系統連系保護部１５に対して現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部１５に対して返送する。同様に、系統連系保護部１５からインバータ部１１ｂ，１１ｃのアドレスデータを含む状態要求命令をインバータ部１１ａ〜１１ｃに対して出力すると、各インバータ部１１ａ〜１１ｃでは受信した状態要求命令に含まれるアドレスデータと自己のアドレスデータとを比較し、両者が一致すれば系統連系保護部１５に対して現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部１５に対して返送する。このように、系統連系保護部１５と各インバータ部１１ａ〜１１ｃとの間で双方向の通信を行い、各インバータ部１１ａ〜１１ｃから系統連系保護部１５に対して動作状態を示す状態データを返送させるようにしているので、系統連系保護部１５では現在のインバータ部１１ａ〜１１ｃの動作状態を容易に把握することができる。
【００２８】
尚、上述の実施形態では系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する通信線を設け、この通信線を用いて能動変動データや運転停止命令や状態データの送受信を行っているが、図７に示すように、系統連系保護部１５とインバータ部１１ａ〜１１ｃとの間を接続する電力線１７に信号線を重畳させる電力線搬送方式により信号伝送を行うようにしても良く、電力線１７とは別に通信線を配線する必要がないから、コストダウンを図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、直流電力を発生する複数の直流電源部と、複数の直流電源部が発生する直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統と連系して負荷に交流電力を供給する複数のインバータ部と、複数のインバータ部に対してその出力を変動させるための能動変動データを出力する能動変動作成部と、複数のインバータ部と商用電力系統との連系点の電圧から商用電力系統が停止しインバータ部が単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部と、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させる系統連系保護部とを備え、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では、能動変動作成部から複数のインバータ部に対して一方向の通信を行っており、能動変動作成部は、複数のインバータ部の出力に同一の変動分を与える能動変動データを、複数のインバータ部に対して同時に出力し、各インバータ部は、能動変動データを受信したタイミングで、能動変動データに基づいて出力を変動させることを特徴とし、直流電源部毎に直流電力を交流電力に変換するインバータ部を設けているので、各直流電源部の出力特性に合わせて各インバータ部を動作させることができるから、各直流電源部の出力特性が異なる場合でも全体の発電効率が低下するのを防止できるという効果がある。しかも、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを出力しているので、複数のインバータ部の出力に同じ変動分を持たせることができ、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを防止し、単独運転に移行した際に系統連系保護部が複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させることによって、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できるという効果がある。
【００３０】
しかも、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では一方向の通信が行われており、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して同一の能動変動データを同時に出力しているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間の通信時間のずれを無くして、全てのインバータ部が同じタイミングで同一の能動変動データを受信することができ、複数のインバータ部の出力に同じタイミングで同一の変動分を与えることができるから、複数のインバータ部の出力に与えた変動分が相互に干渉することによって、商用電力系統が停止したにも関わらず電圧検出部の検出結果が変化せず、単独運転判断部がインバータ部の単独運転状態を検出できなくなるのを確実に防止できるという効果がある。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に、系統連系保護部がインバータ部の運転を停止させる運転停止命令を複数のインバータ部に対して同時に出力することを特徴とし、単独運転判断部が複数のインバータ部の単独運転状態を検出すると、系統連系保護部が複数のインバータ部に対して運転停止命令を同時に出力しているので、複数のインバータ部の動作を確実に停止させることができ、事故の拡大や作業者の感電事故などを確実に防止できるという効果がある。
【００３２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、能動変動作成部は複数のインバータ部に対して能動変動データを一定周期で出力しており、上記一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合はインバータ部が動作を停止することを特徴とし、能動変動データが送信される一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合、インバータ部が動作を停止させているので、能動変動作成部と複数のインバータ部との間を接続する通信線の断線時にはインバータ部を自動的に停止させることができ、通信線の断線時にインバータ部が単独運転状態となった際、インバータ部が系統連系保護部からの運転停止命令を受信できず、単独運転状態を継続してしまうのを防止できるという効果がある。
【００３３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの発明において、複数のインバータ部には個別のアドレスデータが割り当てられており、系統連系保護部から各インバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を送信すると、アドレスデータの一致するインバータ部が現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部に対して返送することを特徴とし、系統連系保護部では、複数のインバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を出力することにより、各インバータ部から現在の動作状態を示す状態データを受け取ることができ、各インバータ部の現在の動作状態を把握できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の分散型電源装置のブロック図である。
【図２】同上の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】同上の別の動作を説明するタイムチャートである。
【図４】同上のまた別の動作を説明するタイムチャートである。
【図５】同上の更に別の動作を説明するタイムチャートである。
【図６】同上のまた更に別の動作を説明するタイムチャートである。
【図７】同上の別の分散型電源装置のブロック図である。
【図８】従来の分散型電源装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｃ 直流電源部
１１ａ〜１１ｃ インバータ部
１２ 能動変動作成部
１４ 単独運転判断部
１５ 系統連系保護部
２０ 商用電力系統
３０ 負荷
Claims (4)
- 直流電力を発生する複数の直流電源部と、複数の直流電源部が発生する直流電力を交流電力にそれぞれ変換し、商用電力系統と連系して負荷に交流電力を供給する複数のインバータ部と、複数のインバータ部に対してその出力を変動させるための能動変動データを出力する能動変動作成部と、複数のインバータ部と商用電力系統との連系点の電圧から商用電力系統が停止しインバータ部が単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部と、商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に複数のインバータ部と商用電力系統とを切り離すと共に、複数のインバータ部を停止させる系統連系保護部とを備え、能動変動作成部と複数のインバータ部との間では、能動変動作成部から複数のインバータ部に対して一方向の通信を行っており、能動変動作成部は、複数のインバータ部の出力に同一の変動分を与える能動変動データを、複数のインバータ部に対して同時に出力し、各インバータ部は、能動変動データを受信したタイミングで、能動変動データに基づいて出力を変動させることを特徴とする分散型電源装置。
- 商用電力系統が停止し複数のインバータ部が単独運転状態になっていると単独運転判断部が判断した場合に、系統連系保護部がインバータ部の運転を停止させる運転停止命令を複数のインバータ部に対して同時に出力することを特徴とする請求項１記載の分散型電源装置。
- 能動変動作成部は複数のインバータ部に対して能動変動データを一定周期で出力しており、上記一定周期よりも長い一定時間能動変動データを受信できない場合はインバータ部が動作を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の分散型電源装置。
- 複数のインバータ部には個別のアドレスデータが割り当てられており、系統連系保護部から各インバータ部に対してアドレスデータを含む状態要求命令を送信すると、アドレスデータの一致するインバータ部が現在の動作状態を示す状態データを系統連系保護部に対して返送することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の分散型電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000326268A JP3815204B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 分散型電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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