JP4618222B2 - Grid-connected inverter device - Google Patents
Grid-connected inverter device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4618222B2 JP4618222B2 JP2006251049A JP2006251049A JP4618222B2 JP 4618222 B2 JP4618222 B2 JP 4618222B2 JP 2006251049 A JP2006251049 A JP 2006251049A JP 2006251049 A JP2006251049 A JP 2006251049A JP 4618222 B2 JP4618222 B2 JP 4618222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- fluctuation
- frequency
- unit
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
本発明は、商用電力系統と系統連系インバータ装置の連系において、系統連系インバータ装置のインバータ回路が単独運転することを防止する系統連系インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to a grid-connected inverter device that prevents an inverter circuit of a grid-connected inverter device from operating independently in a grid connection between a commercial power system and a grid-connected inverter device.
従来、この種の系統連系インバータ装置は、事故または工事等の目的で商用電力系統の開閉器が開放された場合(停電状態)、インバータ回路と商用電力系統との連系点の電圧をもとに、系統電圧異常、周波数異常検出機能によりインバータ回路を商用電力系統から切り離す必要がある。 Conventionally, this type of grid-connected inverter device has a voltage at the connection point between the inverter circuit and the commercial power system when the switch of the commercial power system is opened for the purpose of accident or construction (power failure state). In addition, it is necessary to disconnect the inverter circuit from the commercial power system by the system voltage abnormality and frequency abnormality detection function.
ところが、インバータ回路の出力電力と負荷の消費電力との間で有効電力と無効電力とが平衡している場合、商用電力系統の開閉器が開放してもインバータ回路はそのまま運転を維持し、負荷に電力を供給し続けることがある。これを単独運転状態と呼び、商用電力系統の保安・保守に際して感電等の不測の事態を招くおそれがある。 However, if the active power and reactive power are balanced between the output power of the inverter circuit and the power consumption of the load, the inverter circuit will continue to operate even if the commercial power system switch opens, and the load May continue to supply power. This is called an isolated operation state, and there is a risk of an unexpected situation such as an electric shock when the commercial power system is maintained and maintained.
このような単独運転状態の検出方法としては種々あるが、その1つとして例えば図9のようなものがある(例えば、特許文献1参照)。 There are various methods for detecting such an isolated operation state, and one of them is, for example, as shown in FIG. 9 (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、発振器26からの出力を分周器27および増幅器28によって、一定周期の微小変動信号Δφに変換し、この信号を位相変動指令として出力電流位相調節回路20に与える。出力電流位相調節回路20では出力電流基準値iunitと系統電圧Vsとの位相差を、図示されない位相差検出回路にて検出し、この位相差を上記位相変動指令Δφに等しくなるように制御する位相調節器(図示なし)により、周波数変動指令信号Δfを出力する。 That is, the output from the oscillator 26 is converted by the frequency divider 27 and the amplifier 28 into a minute fluctuation signal Δφ having a constant period, and this signal is given to the output current phase adjustment circuit 20 as a phase fluctuation command. The output current phase adjustment circuit 20 detects a phase difference between the output current reference value i unit and the system voltage Vs by a phase difference detection circuit (not shown), and controls the phase difference to be equal to the phase fluctuation command Δφ. A frequency fluctuation command signal Δf is output by a phase adjuster (not shown).
この周波数変動指令信号Δfに商用周波数信号fを加算し、出力電流基準正弦波の周波数指令f*とする。この指令値は電圧/周波数変換器(V/F)21により、周波数指令f*に応じたクロック信号となる。このクロック信号はアップ/ダウンカウンタ(U/D)22、入出力インタフェース(I/O)23、正弦波ROM24およびディジタル/アナログ変換器(D/A)25などにより正弦波のiunitとなるが、これには周波数指令が加算されているため、iunitは連系点電圧に対して位相の変動した正弦波信号となる。このiunitと、直流電圧調節器30から出力される電流振幅指令を、乗算器31により掛け合わせたものがインバータの出力電流指令i*となる。 The commercial frequency signal f is added to the frequency fluctuation command signal Δf to obtain the frequency command f * of the output current reference sine wave. This command value is converted into a clock signal according to the frequency command f * by the voltage / frequency converter (V / F) 21. This clock signal is converted into a sine wave i unit by an up / down counter (U / D) 22, an input / output interface (I / O) 23, a sine wave ROM 24, a digital / analog converter (D / A) 25, and the like. Since a frequency command is added to this, i unit becomes a sine wave signal whose phase varies with respect to the interconnection voltage. The inverter output current command i * is obtained by multiplying the i unit by the current amplitude command output from the DC voltage regulator 30 by the multiplier 31.
この出力電流指令i*と出力電流実際値(検出値)iとの偏差は電流調節器32に与えられ、ここで上記偏差をなくすように所定の調節演算が行なわれることにより、出力電圧指令Viが得られる。この出力電圧指令Viは、コンパレータ33においてキャリア発生器34からのキャリア信号と比較され、その比較結果に応じてゲート信号発生回路35にてパルス幅変調(PWM)信号が生成され、インバータを構成するスイッチングデバイスのオン、オフ制御が行なわれることになる。 The deviation between the output current command i * and the actual output current value (detected value) i is given to the current regulator 32, where a predetermined adjustment calculation is performed so as to eliminate the deviation, whereby the output voltage command Vi. Is obtained. This output voltage command Vi is compared with the carrier signal from the carrier generator 34 in the comparator 33, and a pulse width modulation (PWM) signal is generated in the gate signal generation circuit 35 in accordance with the comparison result to constitute an inverter. The on / off control of the switching device is performed.
ところで、系統連系中はインバータは出力電流変動が生じるが、電力系統への影響はほとんどなく、連系点の電圧周波数は安定している。これに対し、系統遮断後は連系点電圧は自らが発生している電圧となり、また連系点電圧と出力電流との位相差は負荷できまる固定した関係となる。インバータは電流位相変動指令で与えられる電流を出力するため、指令する電流位相が発生できず、インバータはさらに出力電圧の周波数を大きく変化させることになる。このため、周波数/電圧変換器(F/V)36、商用周波除去フィルタ37、バンドパスフィルタ38および判別回路39を含む周波数変動検出回路によって、この周波数変動を検出し、単独運転状態を判別する。
しかしながら、上記のような方式には、下記のような問題がある。図7はそのことを説明するための波形図である。これは、系統遮断後に、インバータが単機で系統連系している場合を示すもので、図7(イ)は出力電流指令の位相変動指令を示し、図7(ロ)は周波数変動量をそれぞれ示す。つまり、出力電流指令を図7(イ)のように適当な周期で変動させることにより、出力電流指令周期と同一の周波数変動が図7(ロ)のように現れるので、鎖線にて示すような設定レベルLVにより、単独運転を検出するものである。 However, the above method has the following problems. FIG. 7 is a waveform diagram for explaining this. This shows the case where the inverter is connected to the system by a single machine after the system is shut down. FIG. 7 (a) shows the phase fluctuation command of the output current command, and FIG. 7 (b) shows the frequency fluctuation amount. Show. That is, by changing the output current command at an appropriate cycle as shown in FIG. 7 (a), the same frequency fluctuation as the output current command cycle appears as shown in FIG. 7 (b). The isolated operation is detected by the set level LV.
図8は系統遮断後に、インバータが複数台(2台)系統連系している場合を示すもので、図8(イ)は或るインバータの出力電流指令の位相変動指令を示し、図8(ロ)は別のインバータの出力電流指令の位相変動指令を示す。つまり、各インバータの出力電流指令の位相変動指令が互いに同期していれば問題ないが、これらは同期していないのが普通なので位相変動は相殺され、周波数変動量が図8(ハ)のように設定レベルLVに達しなくなり、単独運転検出が不能となる場合が生じることになる。 FIG. 8 shows a case where a plurality of (two) inverters are connected after the system is shut off. FIG. 8 (a) shows a phase fluctuation command of an output current command of a certain inverter. (B) indicates the phase fluctuation command of the output current command of another inverter. In other words, there is no problem as long as the phase fluctuation commands of the output current commands of the respective inverters are synchronized with each other, but since these are usually not synchronized, the phase variation is canceled out, and the frequency variation amount is as shown in FIG. Therefore, the set level LV may not be reached and the isolated operation may not be detected.
つまり、前記従来の構成では、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している場合、各々のインバータ回路の出力変動が干渉し合って単独運転を検出できない状態が生じるという課題を有していた。 In other words, in the conventional configuration, when a plurality of grid-connected inverter devices are connected and operated on the same wiring, the output fluctuations of the respective inverter circuits interfere with each other and the single operation cannot be detected. Had the problem of occurring.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる系統連系インバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and cancels fluctuations output from each inverter circuit under the condition that a plurality of grid-connected inverter devices are connected to and operated on the same wiring. An object of the present invention is to provide a grid-connected inverter device that can reliably detect an isolated operation when a commercial power system is disconnected.
前記従来の課題を解決するために、本発明の系統連系インバータ装置は、商用電力系統と連系する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の単独運転を防止する単独運転防止装置とを有し、前記単独運転防止装置は、前記インバータ回路と前記商用電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出する電圧をもとに前記商用電力系統が停止し、前記インバータ回路が単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部と、前記単独運転判定部が単独運転状態と判定した時に前記インバータ回路と前記商用電力系統を切り離す系統連系保護部と、周期Tの変動パターンをもとに前記インバータ回路の出力電流に変動を与える出力変動部とを備え、前記出力変動部の変動パターンは、変動の絶対値が周期0〜T/2と周期T/2〜Tとで異なるものである。
In order to solve the above-described conventional problems, a grid-connected inverter device according to the present invention is a grid-connected inverter device linked to a commercial power system, the inverter circuit converting DC power into AC power, and the inverter An isolated operation preventing device for preventing an isolated operation of the circuit, the isolated operation preventing device detecting a voltage at a connection point between the inverter circuit and the commercial power system, and the voltage detecting unit. The commercial power system is stopped based on the voltage detected by the independent operation determination unit that determines that the inverter circuit is in the single operation state, and the single operation determination unit determines that the single operation state is in the single operation state. A grid connection protection unit that disconnects the inverter circuit and the commercial power system, and an output variation unit that varies the output current of the inverter circuit based on a variation pattern of the period T; Variation pattern of the output fluctuation unit is for an absolute value of the variation differs between
これによって、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 This ensures that the commercial power system can be reliably disconnected when canceling the fluctuations output by each inverter circuit under the condition that a plurality of grid-connected inverter devices are connected and operated on the same wiring. Independent operation can be detected.
本発明の系統連系インバータ装置は、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 The grid-connected inverter device of the present invention is commercially available without canceling out the fluctuations output by each inverter circuit under the condition that a plurality of grid-connected inverter devices are linked and operated on the same wiring. An isolated operation can be reliably detected when the power system is disconnected.
第1の発明は商用電力系統と連系する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の単独運転を防止する単独運転防止装置とを有し、前記単独運転防止装置は、前記インバータ回路と前記商用電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出する電圧をもとに前記商用電力系統が停止し、前記インバータ回路が単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部と、前記単独運転判定部が単独運転状態と判定した時に前記インバータ回路と前記商用電力系統を切り離す系統連系保護部と、周期Tの変動パターンをもとに前記インバータ回路の出力電流に変動を与える出力変動部とを備え、前記出力変動部の変動パターンは、変動の絶対値が周期0〜T/2と周期T/2〜Tとで異なることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
1st invention is the grid connection inverter apparatus linked with a commercial power system, Comprising: It has the inverter circuit which converts direct-current power into alternating current power, and the independent operation prevention apparatus which prevents the independent operation of the said inverter circuit The isolated operation prevention device includes a voltage detection unit that detects a voltage at a connection point between the inverter circuit and the commercial power system, and the commercial power system stops based on a voltage detected by the voltage detection unit. An independent operation determination unit that determines that the inverter circuit is in an isolated operation state, and a grid interconnection protection unit that disconnects the inverter circuit and the commercial power system when the isolated operation determination unit determines that the inverter circuit is in an isolated operation state. And an output fluctuation section that varies the output current of the inverter circuit based on the fluctuation pattern of the cycle T. The fluctuation pattern of the output fluctuation section has an absolute value of fluctuation of the
第2の発明は、特に、第1の発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部の変動パターンは、単調増加または単調減少とすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、運転開始時間が異なることによる各々の出力変動部の出力変動の位相ずれに関わらず、1台分以上の出力変動が得られるため、インバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 According to a second aspect of the invention, in particular, in the grid-connected inverter device of the first invention, the fluctuation pattern of the output fluctuation section is monotonously increased or monotonically decreased, so that a plurality of grid-connected inverter devices on the same wiring Since the output fluctuation of one or more units can be obtained regardless of the phase shift of the output fluctuation of each output fluctuation part due to the difference in the operation start time under the condition that the inverter circuit operates, the inverter circuit It is possible to reliably detect the isolated operation when the commercial power system is disconnected without canceling the fluctuations output.
第3の発明は、特に、第1または2のいずれか1つの発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部は、変動パターンをもとに電圧検出部で検出される電圧に対して出力電流の位相を進相または遅相させ、連系点において無効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 According to a third aspect of the present invention, in particular, in the grid-connected inverter device according to any one of the first and second aspects, the output fluctuation unit outputs an output current with respect to a voltage detected by the voltage detection unit based on the fluctuation pattern. The phase of each phase is advanced or retarded, and reactive power fluctuations are generated at the interconnection point, so that each of the grid connection inverter devices on the same wiring is operated in an interconnected manner. It is possible to reliably detect the isolated operation when the commercial power system is disconnected without canceling the fluctuations output from the inverter circuits.
第4の発明は、特に、第1または2のいずれか1つの発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部は、変動パターンをもとに出力電流の振幅を大きくまたは小さくし、連系点において有効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in the grid-connected inverter device according to any one of the first and second aspects, the output fluctuation unit increases or decreases the amplitude of the output current based on the fluctuation pattern, and By generating active power fluctuations in the system, under the condition that a plurality of grid-connected inverter devices are connected and operated on the same wiring, the fluctuations output by each inverter circuit are not canceled out. An isolated operation can be reliably detected when the power system is disconnected.
第5の発明は、特に、第1または2のいずれか1つの発明の系統連系インバータ装置に電圧検出部で検出される電圧よりインバータ回路と商用電力系統との連系点の周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、変動パターンをもとに前記周波数検出部で検出される周波数に対して出力電流の周波数を上昇または低下させ、連系点において無効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, the frequency of the interconnection point between the inverter circuit and the commercial power system is detected from the voltage detected by the voltage detection unit in the grid interconnection inverter device of any one of the first or second invention. Provided with a frequency detection unit, the output fluctuation unit raises or lowers the frequency of the output current with respect to the frequency detected by the frequency detection unit based on the fluctuation pattern, and generates a reactive power fluctuation at the interconnection point Therefore, under the condition that multiple grid-connected inverter devices are connected and operated on the same wiring, the commercial power system can be reliably connected at the time of disconnection without canceling the fluctuations output by each inverter circuit. Single operation can be detected.
第6の発明は、特に、第1から5のいずれか1つの発明の系統連系インバータ装置に電圧検出部が検出する電圧より周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、前記周波数検出部が検出する周波数をもとに周期0〜T/2もしくは周期T/2〜Tのいずれか一方の変動パターンの変動値を大きくもしくは小さくすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路の出力変動のバイアスを同方向に与えることができるため、商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
In a sixth aspect of the invention, in particular, the grid-connected inverter device according to any one of the first to fifth aspects includes a frequency detection unit that detects a frequency from a voltage detected by the voltage detection unit, and the output fluctuation unit includes the frequency By increasing or decreasing the fluctuation value of one of the fluctuation patterns of
第7の発明は、特に、第1から6のいずれか1つの発明の系統連系インバータ装置にインバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出部を備え、出力変動部は、前記出力電流検出部で検出される出力電流が小さいほど変動パターンの変動値を大きくすることで、前記インバータ回路の出力電流が小さい時に商用電力系統が解列し、単独運転状態が発生した場合でもインバータ回路の出力変動を十分大きくできるため、確実に単独運転を検出することができる。 According to a seventh aspect of the invention, in particular, the grid-connected inverter device according to any one of the first to sixth aspects includes an output current detection unit that detects an output current of the inverter circuit, and the output variation unit includes the output current detection unit. By increasing the fluctuation value of the fluctuation pattern as the output current detected in (2) decreases, the output of the inverter circuit varies even when the commercial power system is disconnected when the output current of the inverter circuit is small and a single operation state occurs Can be made sufficiently large, so that an isolated operation can be reliably detected.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるのもではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における系統連系インバータ装置のブロック図を示す。また、図2は、複数台の連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a grid-connected inverter device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing output fluctuations and frequency fluctuations when a plurality of units are connected.
図1において、101は直流電力を供給する直流電源装置、102は電力を消費する負荷、103は負荷102へ電力を供給する商用電力系統、104は商用電力系統103の開閉器、105は商用電力系統103と連系し、負荷102へ電力を供給する系統連系インバータ装置105であり、105は直流電源装置101の直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路105aと、インバータ回路105と商用電力系統103の並列および解列を行う解列用リレー105bと、インバータ回路105と商用電力系統103の連系点の電圧を検出する電圧検出部105cと、周期Tの変動パターンをもとにインバータ回路105の出力電流を変動させる出力変動部105dと、電圧検出部105cが検出した連系点の電圧値をもとに連系点における電圧の周波数を検出する周波数検出部105eと、周波数検出部105eが検出する周波数より周波数の変動量を検出する周波数変動検出部105fと、電圧検出部105cが検出する連系点の電圧、または周波数検出部105eが検出する周波数、または周波数変動検出部105fが検出する周波数変動量のいずれかが所定値以上のとき商用電力系統103が停止し、インバータ回路105aが単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部105gと、単独運転判定部105gが単独運転状態になっていると判定した場合に、インバータ回路105aと商用電力系統103とを切り離す系統連系保護部105hを備える。
In FIG. 1, 101 is a DC power supply device that supplies DC power, 102 is a load that consumes power, 103 is a commercial power system that supplies power to the
また、図2において、(イ)は出力変動部105dがインバータ回路105aの出力電流を変動させるための周期Tの変動パターン、(ロ)は(イ)をもとにある出力変動部105dが生成する変動パターン、(ハ)は(イ)をもとに別の出力変動部105dが生成する変動パターン、(ニ)は(ロ)と(ハ)により発生する有効電力または無効電力の変動、(ホ)は(ニ)の有効電力または無効電力の変動に伴う連系点における周波数の変動を示す。
In FIG. 2, (a) shows the fluctuation pattern of the period T for the
以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図1、図2を用いて説明する。 The operation and action of the grid-connected inverter device configured as described above will be described below with reference to FIGS.
図2(イ)に示すように、出力変動部105dは、周期0〜T/2と周期T/2〜Tとで変動の絶対値が異なる変動パターンをもとにインバータ回路105aの出力電流を変動させる。すなわち、変動パターンは、周期0〜T/2とT/2〜Tのそれぞれの期間における出力変動の総和が一致しても、周期0〜T/2と周期T/2〜Tを重ね合わせたときに各時間においてゼロとならないものとする。
As shown in FIG. 2 (a), the
このような変動パターンで出力変動をさせることで、図2(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、2台の系統連系インバータ装置105の出力変動部105dの出力変動の位相がずれても、出力変動により発生する有効電力もしくは無効電力の変動が0とならないため、同一配線上に存在するインバータ回路105aの出力電力と、負荷102の消費電力の間における無効電力または有効電力の平衡状態を防ぐことができる。
By varying the output with such a variation pattern, the phase of the output variation of the
これにより、インバータ回路105aと商用電力系統103が連系中は、出力変動部105dによる出力変動は商用電力系統103に対してほとんど影響なく、連系点の電圧および周波数は安定しているが、商用電力系統103の開閉器104が開放されると、出力変動部105dによる出力変動によりインバータ回路105aの出力電力と負荷102の消費電力の間における無効電力または有効電力が平衡状態でないため、図2(ホ)のような周波数の変動が発生する。この周波数の変動を周波数変動検出部105fで検出し、その検出された周波数の変動量がある所定値を越えたとき単独運転判定部105gが単独運転と判定し、系統連系保護装置6eが解列用リレー105bを開動作させてインバータ回路105aと商用電力系統103とを切り離すとともに、インバータ回路105aの出力を停止させる。
Thereby, while the
ここで、出力変動部105dは、図2(イ)の変動パターンをもとに、電圧検出部105cで検出される電圧に対して、インバータ回路105aが出力する出力電流の位相を進相また遅相させる。このような条件下において、図2(ロ)、(ハ)に示すような出力電流の位相を変動させると、図2(ニ)のような無効電力の変動が発生し、商用電力系統103の開閉器104が開放時に図2(ホ)のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部105gによる単独運転の判定が可能となる。
Here, the
また、出力変動部105dは、図2(イ)の変動パターンをもとに、インバータ回路105aが出力する出力電流の振幅を大小させる。このような条件下において、図2(ロ)、(ハ)に示すような出力電流の振幅を変動させると、図2(ニ)のよう有効電力の変動が発生し、商用電力系統103の開閉器104が開放時に図2(ホ)のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部105gによる単独運転の判定が可能となる。
Further, the
また、出力変動部105dは、図2(イ)の変動パターンをもとに、周波数検出部105eで検出される周波数に対して、インバータ回路105aが出力する出力電流の周波数を上昇また低下させる。このような条件下において、図2(ロ)、(ハ)に示すような出力電流の周波数の変動をさせると、図2(ニ)のような無効電力の変動が発生し、商用電力系統103の開閉器104が開放時に図2(ホ)のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部105gによる単独運転の判定が可能となる。
Further, the
以上のように、本実施の形態において系統連系インバータ装置105の単独運転判定部105gは、出力変動部105dの変動パターンの変動の絶対値が周期0〜T/2と周期T/2〜Tとで異なることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置105が連系して運転している条件下において、インバータ回路105aがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがないため、商用電力系統103が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
As described above, in this embodiment, the independent
また、本実施の形態において系統連系インバータ装置105の出力変動部105dは、変動パターンをもとに電圧検出部105cで検出される電圧に対して出力電流の位相を進相または遅相、もしくは出力電流の振幅を大きくまたは小さく、もしくは周波数検出部105eで検出される周波数に対して出力電流の周波数を上昇または低下させ、連系点において無効電力または有効電力を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置105が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路105aがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
In the present embodiment, the
(実施の形態2)
図3は、本発明の第2の実施の形態における系統連系インバータ装置の出力変動部の変動パターンを単調増加としたときの複数台連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram showing output fluctuations and frequency fluctuations during a multi-unit operation when the fluctuation pattern of the output fluctuation part of the grid-connected inverter device in the second embodiment of the present invention is monotonically increased. .
図3において、(イ)は出力変動部105dがインバータ回路105aの出力電流を変動させるための周期Tの単調増加する変動パターン、(ロ)は(イ)をもとにある出力変動部105dが生成する変動パターン、(ハ)は(イ)をもとに別の出力変動部105dが生成する変動パターン、(ニ)は(ロ)と(ハ)により発生する有効電力または無効電力の変動、(ホ)は(ニ)の無効電力または有効電力の変動に伴う連系点における周波数の変動を示す。
In FIG. 3, (a) shows a monotonically increasing fluctuation pattern of the period T for the
以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図1、図3を用いて説明する。 The operation and action of the grid-connected inverter device configured as described above will be described below with reference to FIGS.
図3(イ)に示すように、出力変動部105dは、周期0〜T/2と周期T/2〜Tとで変動の絶対値が異なる単調増加の変動パターンをもとにインバータ回路105aの出力電流を変動させる。このような条件下では、図3(ロ)、(ハ)、(ニ)に示すように、2台の系統連系インバータ装置105の出力変動部105dの出力変動の位相が180°ずれても、出力変動により発生する有効電力または無効電力の変動が0とならず、1台分以上の出力変動の大きさを確保することができる。そのため、商用電力系統103の開閉器104が開放されても、同一配線上に存在するインバータ回路105aの出力電力と、負荷102の消費電力との間で有効電力または無効電力の平衡状態を防ぐことができるので、図3(ホ)のような周波数の変動が発生する。したがって、単独運転判定部105gは、周波数変動検出部105fで検出される周波数の変動量により単独運転を判定することが可能となる。
As shown in FIG. 3 (a), the
尚、本実施の形態では、出力変動部105dの変動パターンを単調増加としたが、単調減少としてもかまわない。
In the present embodiment, the variation pattern of the
以上のように、本実施の形態においては、系統連系インバータ装置105の出力変動部105dの変動パターンは、単調増加または単調減少とすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置105が連系して運転している条件下において、運転開始時間が異なることによる各々の出力変動部105dの出力変動の位相ずれに関わらず、1台分以上の出力変動が得られるため、各々のインバータ回路105aがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統103が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the fluctuation pattern of the
(実施の形態3)
図4は、本発明の第3の実施の形態における系統連系インバータ装置の周波数検出部で検出される周波数に応じた出力変動特性を示す図である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram showing an output fluctuation characteristic according to the frequency detected by the frequency detection unit of the grid-connected inverter device in the third embodiment of the present invention.
ここで、図4において、基準周波数とは商用電力系統103の基準周波数50/60Hzを示す。
Here, in FIG. 4, the reference frequency indicates the reference frequency 50/60 Hz of the
以上のように構成された系統連系インバータの単独運転装置について、以下その動作、作用を図1、図3、図4を用いて説明する。 The operation and action of the independent operation device for the grid-connected inverter configured as described above will be described below with reference to FIGS. 1, 3, and 4.
周波数検出部105eで検出される周波数が基準周波数以上のとき、出力変動部105dは、周期0〜T/2においては変動パターンをもと出力変動の変動量を決定するが、周期T/2〜Tにおいては変動パターンで決定される変動量と周波数をもとに図4より算出される変動係数との積により出力変動の変動量を決定する(本実施の形態では、変動係数は、図4に示すように検出される周波数が50.1、50.2、50.3Hz・・・と大きくなるにしたがって変動係数を1、2、3%・・・というように増加させる)。
When the frequency detected by the
また、周波数検出部105eで検出される周波数が基準周波数未満のとき、出力変動部105dは、周期T/2〜Tにおいては変動パターンをもとに出力変動の変動量を決定するが、周期0〜T/2においては変動パターンで決定される変動量と周波数をもとに図4より算出される変動係数との積により出力変動の変動量と決定する(本実施の形態では、変動係数は、図4に示すように検出される周波数が49.9、49.8、49.7Hz・・・と小さくなるにしたがって変動係数を1、2、3%・・・というように増加させる)。
When the frequency detected by the
ここで、出力変動部105dは、インバータ回路105aの出力電流の位相を変動させる場合、電圧検出部105cで検出される連系点の電圧に対して、周期0〜T/2は遅相、周期T/2〜Tは進相させるような変動量を決定する。また、インバータ回路105の出力電流の振幅を変動させる場合、周期0〜T/2は振幅を低下、周期T/2〜Tは振幅を増加させるような変動量を決定する。また、インバータ回路105aの出力電流の周波数を変動させる場合は、周期0〜T/2は周波数を低下、周期T/2〜Tは周波数を上昇させるような変動量を決定する。
Here, when the
したがって、商用電力系統103の開閉器104が開放され、インバータ回路105aが単独運転状態になった場合、周波数が上昇している時は周波数が上昇する方向へ、周波数が低下している時は周波数が低下するように出力電流の変動を与えることで連系点における周波数が大きく変動するため、単独運転判定部105g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6fは、解列用リレー105bを開動作させてインバータ回路105aと商用電力系統103とを切り離すとともに、インバータ回路105aの出力を停止させることができる。
Therefore, when the
尚、本実施の形態では、変動係数は周波数に対して線形パターンとしたが、非線形パターンでもかまわない。 In the present embodiment, the variation coefficient is a linear pattern with respect to the frequency, but may be a non-linear pattern.
以上のように、本実施の形態において、出力変動部105dは、周波数検出部105eが検出する周波数をもとに周期0〜T/2もしくは周期T/2〜Tのいずれか一方の変動パターンの変動値を大きくもしくは小さくすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置105が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路105aの出力変動のバイアスを同方向に与えることができるため、商用電力系統103が解列時に確実に単独運転を検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the
(実施の形態4)
図5は、本発明の第4の実施の形態の形態における系統連系インバータ装置のブロック図を示すものである。また、図6は系統連系インバータ装置の出力変動部の出力電流に応じた出力変動特性を示す図である。
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows a block diagram of a grid-connected inverter device in the fourth embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 6 is a figure which shows the output fluctuation characteristic according to the output current of the output fluctuation part of a grid connection inverter apparatus.
ここで、図5において、系統連系インバータ装置105は図1の構成に加えて、インバータ回路105aの出力電流を検出する出力電流検出部105iを備える。
Here, in FIG. 5, the grid
以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図5、図6を用いて説明する。 The operation and action of the grid-connected inverter device configured as described above will be described below with reference to FIGS.
出力変動部105dは、出力電流検出部105iで検出される出力電流をもとに図5に示すような変動係数を算出し、その変動係数と変動パターンで決定される変動量との積より出力電流の変動量を決定する(本実施の形態において、変動係数は、図6に示すように検出される出力電流が定格×90%、定格×80%・・・と小さくなるにしたがって1、2、3%・・・というように増加させる)。
The
したがって、インバータ回路105aの出力電流が小さく且つ負荷102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、周波数変動部105fで検出される周波数の変動量が十分大きくなり、単独運転判定部105gは短時間で確実に単独運転を検出でき、系統連系保護部105hは、解列用リレー105bを開動作させてインバータ回路105aと商用電力系統103とを切り離すとともに、インバータ回路105aの出力を停止させることができる。
Therefore, even when the single operation state occurs when the output current of the
尚、本実施の形態では出力電流検出部105iは、インバータ回路105aが出力する電流を検出したが、直流電源装置101の発電電力からインバータ回路105aの出力電流値を算出してもかまわない。
In the present embodiment, the output
以上のように、本実施の形態において、系統連系インバータ装置105の出力変動部105dは、出力電流検出部105iで検出される出力電流が小さいほど変動パターンの変動値を大きくすることで、インバータ回路105aの出力電流が小さい時に単独運転状態が発生した場合でもインバータ回路105aの出力変動を十分大きくできるため、確実に単独運転を検出することができる。
As described above, in this embodiment, the
本発明の系統連系インバータ装置は、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができるため、燃料電池装置や太陽光発電装置のような分散型電源装置等の用途に適用することができる。 The grid-connected inverter device of the present invention is commercially available without canceling out the fluctuations output by each inverter circuit under the condition that a plurality of grid-connected inverter devices are linked and operated on the same wiring. Since the power system can reliably detect an isolated operation at the time of disconnection, it can be applied to applications such as a distributed power supply device such as a fuel cell device or a solar power generation device.
105 系統連系インバータ装置
105c 電圧検出部
105d 出力変動部
105g 単独運転判定部
105h 系統連系保護部
105i 出力電流検出部
105 Grid-connected
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006251049A JP4618222B2 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Grid-connected inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006251049A JP4618222B2 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Grid-connected inverter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008072869A JP2008072869A (en) | 2008-03-27 |
JP4618222B2 true JP4618222B2 (en) | 2011-01-26 |
Family
ID=39293962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006251049A Expired - Fee Related JP4618222B2 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Grid-connected inverter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4618222B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11616363B2 (en) | 2020-09-11 | 2023-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus with detection of an islanding condition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236629A (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Fuji Electric Co Ltd | Single operation detector for distributed power supply |
JP2002135983A (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Distributed power supply system |
JP2005278253A (en) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Matsushita Electric Works Ltd | System interconnection inverter |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08130830A (en) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Nissin Electric Co Ltd | Device for detecting independent operation of distributed power source |
JP3402159B2 (en) * | 1997-10-29 | 2003-04-28 | 松下電工株式会社 | Grid-connected power supply |
-
2006
- 2006-09-15 JP JP2006251049A patent/JP4618222B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000236629A (en) * | 1999-02-15 | 2000-08-29 | Fuji Electric Co Ltd | Single operation detector for distributed power supply |
JP2002135983A (en) * | 2000-10-26 | 2002-05-10 | Matsushita Electric Works Ltd | Distributed power supply system |
JP2005278253A (en) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Matsushita Electric Works Ltd | System interconnection inverter |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11616363B2 (en) | 2020-09-11 | 2023-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus with detection of an islanding condition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008072869A (en) | 2008-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5893057B2 (en) | Isolated operation detection device and isolated operation detection method | |
EP0444666B1 (en) | Interconnection for electric power system | |
JP5985775B1 (en) | Isolated operation detection device and isolated operation detection method | |
JP6065273B2 (en) | Isolated operation detection device and detection method | |
Rani et al. | An active islanding detection technique for current controlled inverter | |
US8203813B2 (en) | Distributed power supply system | |
JP5505145B2 (en) | Isolated operation detection device | |
JP2008118809A (en) | Method and device for protecting isolated operation of power conversion system for power system operation | |
JP5398233B2 (en) | Independent operation detection device for inverter and isolated operation detection method | |
JP2012026836A (en) | Frequency detection method for distributed power source and system interconnection protection apparatus | |
JP6189372B2 (en) | Isolated operation detection device, isolated operation detection method, and grid interconnection system | |
JP2017121149A (en) | Electric power conversion device | |
JP4618222B2 (en) | Grid-connected inverter device | |
JP6623746B2 (en) | Distributed power islanding detection system | |
JP4983471B2 (en) | Grid-connected inverter device | |
JP2023102730A (en) | Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner with islanding operation detection device | |
JP3235768B2 (en) | Method of detecting isolated operation of distributed power supply | |
JP2006166585A (en) | Power conversion device | |
JP6631311B2 (en) | Power generation system | |
JP6161985B2 (en) | Isolated operation detection circuit, isolated operation detection method, inverter device provided with the isolated operation detection circuit, and power system | |
JPH0851724A (en) | Method for detecting single operation of system interconnection inverter | |
JP6421981B2 (en) | Isolated operation detection device and detection method | |
JP2019201503A (en) | Electric power conversion system | |
KR102614594B1 (en) | System for controlling bidirectional converter | |
Maharjan et al. | Positive sequence modeling of ac drive systems with power interruption ride-through capability in digsilent |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090407 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20090513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100928 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101011 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131105 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |