JP4155214B2 - 系統連系インバータ装置 - Google Patents
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Description
本実施形態の系統連系インバータ装置の構成は図1に示すように、図16に示す従来の系統連系インバータ装置にインバータ部2aの出力電流を検出して電流検出信号を出力する電流検出部2fを備え、能動変動作成部20は、電圧検出部2cが出力する連系点の電圧検出信号だけでなく、電流検出部2fが出力する電流検出信号も取り込む。なお、電流検出部2fは、従来、電流フィードバック用に備えているものを兼用させれば、新たに設ける必要はない。また電流検出信号は、直流電源1の発電電力からインバータ部2aの出力電流値を算出して生成してもよい。そして図2に示すように、インバータ部2aの出力電流が小さい場合には、商用電力系統3が停止してインバータ部2aが単独運転している時に電圧検出部2cが検出する連系点の電圧に生じる変動が大きく現れるように、能動変動作成部20は、インバータ部2aの出力に与える変動量(以下、能動変動量と称す)を、インバータ部2aの出力電流が小さくなるにしたがって線形に大きくなるように決定する。したがって、インバータ部2aの出力電流が小さく且つ負荷4に回転機負荷が接続された状態で単独運転状態が発生した場合でも、電圧検出信号の変動量が十分大きくなり、単独運転判断部21は短時間で確実に単独運転を検出でき、系統連系保護装置2eは、解列用リレー2bを開動作させてインバータ部2aと商用電力系統3とを切り離すとともに、インバータ部2aの出力を停止させることができる。
本実施形態の系統連系インバータ装置の構成は実施形態1と同様に図1に示される。そして図4に示すように、インバータ部2aの出力電流が小さい場合には、商用電力系統3が停止してインバータ部2aが単独運転している時に電圧検出部2cが検出する連系点の電圧に生じる変動が大きく現れるように、能動変動作成部20は、インバータ部2aの出力に与える能動変動量を、インバータ部2aの出力電流が小さくなるにしたがって大幅に大きくなるように、インバータ部2aの出力電流の大きさを変数とする反比例関数を用いて決定する。したがって、インバータ部2aの出力電流が小さく且つ負荷4に回転機負荷が接続された状態で単独運転状態が発生した場合でも、電圧検出信号の変動量が十分大きくなり、単独運転判断部21は短時間で確実に単独運転を検出でき、系統連系保護装置2eは、解列用リレー2bを開動作させてインバータ部2aと商用電力系統3とを切り離すとともに、インバータ部2aの出力を停止させることができる。また、インバータ部2aの出力電流が大きくて、単独運転時に回転機負荷による影響が小さい場合は、連系運転時のインバータ部2aの出力電流波形を、商用電力系統3に同期した正弦波に可能な限り近づけて高調波成分を減少させることができ、装置全体の効率、力率が向上する。
図1に示される系統連系インバータ装置では、インバータ部2aの出力電流が一定値以上であれば、負荷4にどのような回転機負荷が接続されようとも、単独運転検出装置2dが有する能動方式によって単独運転状態を1秒以内に確実に検出できる領域がある。そこで本実施形態では、実施形態1の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図2参照)を、図6に示すようにインバータ部2aの出力電流が一定値以上で、負荷4の回転機負荷による影響がない領域A1では、能動変動量を最小となる一定値に固定し、実施形態2の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図4参照)を、図7に示すようにインバータ部2aの出力電流が一定値以上で、負荷4の回転機負荷による影響がない領域A2では、能動変動作成部20で決定される能動変動量を最小となる一定値に固定する。したがって、インバータ部2aの出力電流が一定値以上で、単独運転時に回転機負荷による影響を受けない領域では、連系運転時のインバータ部2aの出力電流波形を、商用電力系統3に同期した正弦波に最も近づけて高調波成分を減少させることができ、装置全体の効率、力率が向上する。
本実施形態の系統連系インバータ装置の構成は実施形態1と同様に図1に示される。そして本実施形態では、実施形態1の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図2参照)に、図9に示すようにインバータ部2aの出力電流の大きさに対応して一定の幅W1を持たせて、幅W1の変動量からランダムに選択して能動変動量を決定し、また、実施形態3の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図7参照)に、図10に示すようにインバータ部2aの出力電流の大きさに対応して幅W2を持たせて、幅W2の変動量からランダムに選択して能動変動量を決定する。ここで、インバータ部2aの出力電流が大きいほど幅W2は大きく設定され、インバータ部2aの出力電流が一定値以上で、負荷4の回転機負荷による影響がない領域A1では、幅W2は一定となる。したがって本実施形態では、複数のパワーコンディショナ2が同一配線上に接続された状態で単独運転状態が発生した場合でも、他のパワーコンディショナ2の出力に与えられる能動変動の干渉によって単独運転が検出できなくなってしまう事態を回避することができる。
本実施形態の系統連系インバータ装置の構成は実施形態1と同様に図1に示される。そして本実施形態では、実施形態1の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図2参照)を、図12に示すように、インバータ部2aの出力電流に対する特性Y1と、能動変動量が特性Y1より大きい特性Y2との2つの特性に設定しておき、常時は能動変動量が小さい特性Y1からインバータ部2aの出力電流に対応して能動変動量を決定する。そして、能動変動作成部20は所定範囲内の数値からランダムに数値を選択し、その選択した数値に応じた時間間隔で、インバータ部2aの出力に与える変動量を、能動変動量が大きい特性Y2からインバータ部2aの出力電流に対応して決定する。すなわち、ランダムに選択した時間間隔で、特性Y1から特性Y2に切り換えるのである。したがって、複数のパワーコンディショナ2が同一配線上に接続された状態で単独運転状態が発生した場合でも、他のパワーコンディショナ2の出力に与えられる能動変動の干渉によって単独運転が検出できなくなってしまう事態を回避することができるとともに、常時は能動変動量が小さい特性Y1を用いることで、連系運転時のインバータ部2aの出力電流波形を、商用電力系統3に同期した正弦波に近づけて高調波成分を減少させることができ、装置全体の効率、力率が向上する。
本実施形態の系統連系インバータ装置の構成は実施形態1と同様に図1に示される。そして本実施形態では、実施形態5の能動変動作成部20で決定される能動変動量(図12参照)を、図14に示すように、特性Y2の能動変動量にのみ一定の幅W3を持たせて、特性Y2においては幅W3の変動量からランダムに選択して能動変動量を決定している。
2 パワーコンディショナ
3 商用電力系統
4 負荷
2a インバータ部
2b 解列用リレー
2c 電圧検出部
2d 単独運転検出装置
2e 系統連系保護装置
2f 電流検出部
20 能動変動作成部
21 単独運転判断部
Claims (5)
- 直流電源と、直流電源が出力する直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータ部と、インバータ部と連系して負荷へ電力を供給する商用電力系統と、インバータ部の出力を変動させる能動変動作成手段と、インバータ部と商用電力系統との連系点における電気的状態を検出して検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号の変動量に基づいて、商用電力系統が停止してインバータ部が単独運転状態になっているか否かを判断する能動方式を用いた単独運転判断手段と、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手段が判断した場合に、インバータ部と商用電力系統とを切り離す系統連系保護手段とを備え、能動変動作成手段は、インバータ部の出力電流が小さいほど、インバータ部の出力に与える変動量を大きくして、インバータ部の出力を変動させ、前記連系点における電気的状態を変動させることを特徴とする系統連系インバータ装置。
- 前記能動変動作成手段は、前記インバータ部の出力電流の大きさが一定以上となった場合に、インバータ部の出力に与える変動量を最小となる一定値に固定することを特徴とする請求項1記載の系統連系インバータ装置。
- 前記能動変動作成手段は、前記インバータ部の出力電流の大きさに対応してインバータ部の出力に与える変動量に所定の幅を持たせ、該所定幅の変動量からランダムに選択してインバータ部の出力に与える変動量を決定することを特徴とする請求項1または2記載の系統連系インバータ装置。
- 前記能動変動作成手段は、前記インバータ部の出力に与える第1の変動量、及び第1の変動量より大きい第2の変動量をインバータ部の出力電流の大きさに応じて各々決定し、所定範囲内の数値からランダムに選択した数値に応じた時間間隔で、インバータ部の出力に与える変動量を、第1の変動量から第2の変動量に切り換えることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の系統連系インバータ装置。
- 前記能動変動作成手段は、前記インバータ部の出力に与える第1の変動量、及び第1の変動量より大きく且つ前記インバータ部の出力電流の大きさに対応して所定の幅を持つ第2の変動量をインバータ部の出力電流の大きさに応じて各々決定し、所定範囲内の数値からランダムに選択した数値に応じた時間間隔で、インバータ部の出力に与える変動量を、第1の変動量から第2の変動量に切り換え、第2の変動量は、前記所定幅の変動量からランダムに選択して決定されることを特徴とする請求項1または2記載の系統連系インバータ装置。
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