JP5381897B2 - 系統連系インバータ - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電装置などによって発電された電力を系統電源へ供給する系統連系インバータに関する。

近年、太陽光発電装置等を商用電力系統に接続（連系）させる系統連系発電装置などの系統連系システムが普及しつつある。このような系統連系システムでは、太陽電池によって発電した直流電力をインバータ装置によって交流電力に変換して系統へ回生させるようにしている。

系統連系システムに設けられているインバータ装置である系統連系インバータでは、例えば１周期分の出力電流の目標値が設定されており、この目標値となるデータがＲＯＭテーブルとして記憶されており、このＲＯＭテーブルのデータに基づいてスイッチング素子を駆動する時のオン時間（オンデューティ）を設定することにより、目標値に応じた電流を出力できるようにしている。この目標値は、系統連系システムの出力電力、即ち太陽光発電装置等による発電電力に基づいて設定される。

ところで、系統連系インバータは、定格電力の出力時に最も効率のよい運転が可能となっているが、太陽電池を用いた発電装置では、日射量等によって発電電力が変化するため、インバータでは、入力電力が定格電力に満たない時には、発電電力の変化に応じて出力効率が最も高くなるように最大電力追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行い、発電電力に応じた出力電力が得られるようにしている。

また、系統連系インバータでは、目標値に応じた電流を出力するために、出力電流を測定し、この出力電流が目標値となるようにフィードバック制御を行うようにしている。

このような出力電流の測定には、例えばＣＴ（Current Transformer：計器用変流器）を用い、出力電流に応じてこのＣＴから出力される電圧を読み込むようにしている。

ところで、このような出力電流の測定では、系統連系インバータが定格電力を出力しているときに検出する電流値が最大値となるように設定されている。例えば、２．５ｖの電圧を基準にして±２．５ｖ（０ｖ〜５ｖ）の範囲の電圧を読み込むようにする場合、定格電力でのＣＴの出力電圧が−２．５ｖ〜＋２．５ｖとなるようにしている。

しかしながら、系統連系インバータの出力電力が低いときには、出力電流も低くなり、ＣＴの出力が下がる。このために、出力電流のフィードバック制御を行う時のフィードバックゲインが低くなり、出力電力の力率の低下等が生じてしまうことがある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、出力電流を入力電力に応じた目標値となるようにフィードバック制御を行うときに、出力電力が定格電力より低いときにも、出力電力の力率を低下させることなく、効率の良い運転が可能となる系統連系インバータを提案することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、入力される直流電力を系統電源の電圧及び周波数に応じた交流電力に変換して出力する系統連系インバータであって、所定のスイッチング信号に基づいてスイッチング素子が駆動されることにより前記直流電力を前記交流電力に変換するインバータ回路と、前記直流電力と前記系統電源の電圧ないし周波数に基づいて前記インバータ回路の出力電流の目標電流値を設定し、設定した目標電流値及び系統電源の電圧及び周波数に基づいて前記スイッチング素子を駆動するスイッチング信号を生成する生成手段と、前記スイッチング回路で変換されて出力される出力電流を検出する第１の電流検出手段と、前記第１の電流検出手段より高い変流比で前記出力電流を検出する第２の電流検出手段と、前記第１又は第２の電流検出手段のいずれか一方を選択して、選択した電流検出手段の検出結果を出力電流とする選択手段と、前記選択手段によって選択された出力電流に基づいて前記生成手段がスイッチング信号を生成するときの目標電流値を補正する補正手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、入力される直流電力に応じて目標電流値を設定し、設定した目標電流値と系統電源の系統電圧及び系統周波数に基づいてスイッチング信号を生成することにより、入力電力を系統電源の系統電圧及び系統周波数に一致させた交流電力として出力する。このときに、インバータ回路の出力電流を検出し、この出力電流に基づいて目標電流値ないしスイッチング信号を補正することにより、出力電力の電圧と電流の位相を調整するフィードバック制御をおこなう。

一方、出力電流を検出する電流検出手段として、第１の電流検出手段と、この第１の電流検出手段よりも変流比の高い第２の電流検出手段を設けており、第１及び第２の電流検出手段の何れか一方を選択手段によって選択して、目標電流値ないしスイッチング信号を補正する出力電流を読み込むようにしている。

第２の電流検出手段は変流比が高いので、第１の電流検出手段の検出値よりも第２の電流検出手段の検出値が大きくなる。したがって、出力電流が小さく、第１の電流検出手段の検出値を用いたときに十分なフィードバックゲインが得られないときに、第２の電流検出手段を選択して、第２の電流検出手段の検出値を用いることにより、所望のフィードバックゲインを得ることができる。

これにより、出力電流が少なくとも、インバータ回路による直流電力から交流電力へ変換する時の変換効率が低下するのを防止することができる。

このような本願発明では、変流比が異なる第１及び第２の電流検出手段を少なくとも備えたものであれば良いが、互いに変流比の異なる３以上の電流検出手段を設けても良い。

また、上述の発明において、前記第１及び第２の電流検出手段のそれぞれが同等の計器用変流器を備え、１次巻き線の巻き数を変えることにより変流比が変えられていることを特徴とする。

この発明によれば、第１及び第２の電流検出手段として、同等の計器用変流器を用い、１次巻き線の巻き数を変えることにより変流比が異なるようにしている。これにより、変流比が所望の比率で異なる第１及び第２の電流検出手段を簡単に得ることができる。

また、上述の発明において、前記選択手段が、前記直流電力に基づいて第１及び第２の電流検出手段の何れか一方を選択することを特徴とする。

この発明によれば、インバータ回路に入力される直流電力に基づいて第１及び第２の電流検出手段のいずれか一方を選択している。系統電源の系統電圧は、略一定であるため、出力電流は、入力電力によって変化する。このために、入力電力から第１及び第２の電流検出手段の何れかを選択することにより、出力電流に応じた適切な選択が可能となる。

本発明によれば、変流比の異なる少なくとも第１及び第２の電流検出手段を設けることにより、出力電力が低くても、十分なフィードバックゲインの確保が可能となる。これにより、出力電力が低くても効率的な運転が可能となるという優れた効果が得られる。

本実施の形態に適用した太陽光発電装置の概略構成を示すブロック図である。 スイッチング信号を生成する信号生成部の概略構成を示すブロック図である。 本発明を適用した出力電流検出部を示す概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態に適用下ＣＴの概略図であり、Ａ）は変流比の高いＣＴ７０Ａを示し、（Ｂ）は変流比の低いＣＴ７０Ｂを示している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、ＣＴの出力電流に応じた出力電圧及びマイコンへの入力される出力電圧の概略を示す線図であり、（Ａ）は変流比の高いＣＴ７０Ａを示し、（Ｂ）は変流比の低いＣＴ７０Ｂを示している。 入力電力に基づいたＣＴ７０の先端の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明に係る系統連系インバータの実施の形態を説明する。

図１には、本実施の形態に適用した太陽光発電装置１０の概略構成を示している。太陽光発電装置１０は、それぞれが太陽電池セルを連結して形成されている複数の太陽電池モジュールを接続した太陽電池アレイによって構成されている太陽電池１２と系統連系インバータ（以下「インバータ１４」と言う）とを備えている。なお、図１では、複数のモジュールによって形成されている太陽電池アレイを接続した太陽電池１２を示している。

太陽光発電装置１０は、太陽電池１２の個々の太陽電池セルが太陽光を受光することにより発電した直流電力を、インバータ１４によって商用電力系統（以下「系統電源１６」と言う）に応じた周波数の交流電力に変換する。

太陽光発電装置１０は、例えば図示しない分電盤を介して系統電源１６に接続されることにより、発電電力を系統電源１６へ回生させている。このとき、太陽光発電装置１０は、解列コンダクタ３０、保護継電器５４及び図示しない配線用遮断器を介して系統電源１６のラインに接続され、解列コンダクタ３０ないし保護継電器５４によって系統電源１６からの切り離しが行える。これにより、系統電源１６で発生した異常がインバータ１４に波及しないようにしている。なお、本実施の形態に適用した太陽光発電装置１０は、２００Ｖの交流電力を単相三線１００Ｖ／２００Ｖの系統電源１６のラインへ供給するものとしている。

太陽光発電装置１０のインバータ１４は、インバータ回路２０及びインバータ回路２０等を制御するマイクロコンピュータ（以下「マイコン２２」と言う）を備えている。太陽電池１２によって発電された直流電力は、逆流防止用のダイオード２４、保護用の遮断器（ＮＦＢ）２５及びノイズフィルタ２６を介してインバータ回路２０へ供給される。

インバータ１４のインバータ回路２０では、直流電力をＰＷＭ理論に基づいてスイッチングして系統電源１６とほぼ同じ周波数の擬似正弦波を生成する。これにより、太陽電池１２によって発電された直流電力が、系統電源１６の交流電力に変換されて出力される。このインバータ回路２０の出力電力は、フィルタ回路２８及びノイズフィルタ２９を介して系統電源１６のラインへ出力される。すなわち、太陽光発電装置１０は、トランスを用いずにインバータ１４を系統電源１６に接続するトランスレス方式を用いている。

インバータ１４には、太陽電池１２の発電電力の電圧を検出するアイソレーションアンプからなる発電電圧検出部３２、太陽電池の発電電力の直流電流を検出する変流器（ＣＴ）からなる発電電流検出部３４、変圧器（ＰＴ）によって系統電源１６の系統電圧、電圧波形及び周波数を検出する系統電圧検出部４０及びインバータ回路２０から出力される交流電流（出力電流）を検出する出力電流検出部３８が設けられ、これらがマイコン２２に接続されている。

また、インバータ回路２０には、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子４２Ｘa、４２Ｘb、４２Ｙa、４２Ｙb（以下総称するときには、「スイッチング素子４２」と言う）がブリッジ接続されて設けられている。スイッチング素子４２Ｘa、４２Ｘb、４２Ｙa、４２Ｙbのそれぞれに対応してダイオード（フライホイールダイオード）４４が設けられている。

マイコン２２は、発電電圧検出部３２及び発電電流検出部３４によって検出する発電電力と、電圧波形検出部４０によって検出した電圧に基づいて、インバータ回路２０のスイッチング素子４２を駆動するスイッチング信号のデューティ比を制御する。これにより、インバータ回路２０では、スイッチング素子４２のそれぞれがマイコン２２から出力されるスイッチング信号に応じてオン／オフ駆動される。このとき、マイコン２２が、電圧波形検出部４０によって検出した系統電源１６の交流電圧の位相（ゼロクロス）に合わせてスイッチング信号を生成す
る。

このようなスイッチング素子４２のオン／オフによってインバータ回路２０から出力される交流電力の電圧波形はノコギリ波状となっているが、インバータ１４では、フィルタ回路２８によって高調波成分を除去して、所定の波形の交流電力を出力する。なお、インバータ回路２０とノイズフィルタ２６の間に昇圧回路を設け、太陽電池１２の発電電力を昇発回路によって系統電圧に応じた所定の電圧に昇圧した後に、インバータ回路２０に入力するようにしても良い。

図２に示されるように、マイコン２２には、ＰＷＭ理論に基づく正弦波信号を得るためのスイッチング信号を生成する信号生成部５０が形成されている。なお、図２では、マイコン２２に形成している信号生成部５０の機能ブロック図を示している。

信号生成部５０は、予め設定している電流波形を生成するためのデータ（オン／オフ信号のパターン）を記憶するＲＯＭ５２（以下記憶されているデータを「ＲＯＭデータ」とする）と、ＲＯＭ５２からＲＯＭデータを読み出し、このＲＯＭデータに基づいてスイッチング信号を生成するコントロール部５６及び、コントロール部５６から出力されるスイッチング信号に基づいてスイッチング素子４２を駆動する駆動部５８を備えている。なお、本実施の形態に適用したインバータ１４では、１５kHz〜２０kHzのスイッチング信号を生成してスイッチング素子４２を駆動するようにしている。

前記した如く、信号生成部５０のＲＯＭ５２には、例えば正弦波などの予め設定している電流波形を生成するときのスイッチング信号のオン時間（オンデューティ）の目標値がＲＯＭデータとして記憶されている。このＲＯＭデータは、例えば正弦波などのように直流成分を含まない予め規定された電流波形に基づいて設定されている。

コントロール部５６は、ＲＯＭデータと系統電源１６の周波数ｆs（例えば系統電源１６の電源周波数が５０Hzのときにはｆs＝５０Hz）に対する位相及び系統電源１６の電源電圧に合わせたスイッチング信号を出力する。

このとき、コントロール部５６は、例えばスイッチング素子４２Ｘａを駆動するスイッチング信号Ｘａ、このスイッチング信号Ｘａに対して位相を１８０°ずらしたスイッチング信号Ｙａ（スイッチング素子４２Ｙａ用）を出力する。駆動部５８には、このスイッチング信号Ｘａ、Ｙａと共に、このスイッチング信号Ｘａ、Ｙａがインバータ６０へ入力されることにより生成されるスイッチング信号Ｘｂ、Ｙｂが入力される。駆動部５８は、このスイッチング信号Ｘa、Ｘb、Ｙa、Ｙbによってスイッチング素子４２Ｘa、４２Ｘb、４２Ｙa、４２Ｙbをスイッチング（オン／オフ）する。これにより、インバータ１４では、系統電源１６の周波数及び電圧に応じた電力を出力する。

一方、図１に示されるように、マイコン２２には、解列コンタクタ３０が接続されており、マイコン２２は、この解列コンタクタ３０を操作することにより太陽光発電装置１０と系統電源１６の断続を行う。

例えば、マイコン２２は、太陽電池１２による発電電力が少ないか発電しておらずインバータ１４の作動が停止しているときには、太陽光発電装置１０と系統電源１６とを切り離し、発電電力が所定値を超えてインバータ１４を作動させるときには、インバータ１４が作動を開始する直前に解列コンタクタ３０によって回路を閉じて、太陽光発電装置１０と系統電源１６を接続する。

また、マイコン２２は、系統電源１６の電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下を検出すると、解列コンダクタ３０ないし保護継電器５４によって回路を開いてインバータ１４と系統電源１６を切り離し、系統連系保護を行うようになっている。系統連系保護を行うための電圧上昇、電圧低下、周波数上昇、周波数低下に対しては、予め整定値が設定されており、マイコン２２は、系統電源１６の電圧ないし周波数がこの整定値に達すると、系統連系保護を行う。

なお、太陽光発電装置１０の構成及び制御は、従来公知の構成及び制御方法を適用でき、本実施の形態では詳細な説明を省略する。

ところで、図１乃至図４に示されるように、出力電流検出部３８には、第１及び第２の電流検出手段として複数台のＣＴ（Current Transformer：計器用変流器）７０が設けられている。なお、本実施の形態では、一例として２台のＣＴ７０Ａ、７０Ｂ（総称するときは「ＣＴ７０」と言う）を用いて説明する。

図１に示されるように、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂは、インバータ回路２０とフィルタ回路２８の間に設けられている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、ＣＴ７０は、例えばリング状に形成された鉄心等にコイルが巻き付けられた一般的構成が用いられ、軸心部に挿通された配線７２を通過する電流に応じた入出力電流が発生するようになっている。この配線７２を、インバータ回路２０とフィルタ回路２８の間の配線とすることにより、ＣＴ７０によってインバータ回路２０の出力電流を測定することができる。

一方、図４（Ｂ）に示されるように、ＣＴ７０Ｂには、配線７２がそのまま挿通されているが、図４（Ａ）に示されるように、ＣＴ７０Ａには、配線７２がワンターンされて二度挿通されている。これにより、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂの間で変流比が変えられ、配線７２を通過する電流によってＣＴ７０Ａに生じる電流に応じた電圧Ｖ_aが、ＣＴ７０Ｂに生じる電流に応じた電圧Ｖ_bの約２倍となるようにしている。すなわち、ＣＴ７０Ｂの出力電流に応じた電圧が±１．２５ｖのときには、ＣＴ７０Ａの出力電流に応じた電圧が±２．５ｖとなるようにしている（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。

図３に示されるように、出力電流検出部３８には、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂのそれぞれに対して変換回路７４が設けられ、この変換回路７４を介してＣＴ７０Ａ、７０Ｂの出力がマイコン２２のＡ／Ｄ入力ポートへ入力される。変換回路７４は、例えば抵抗Ｒ１、Ｒ２及びコンデンサＣ等によって構成されており、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂの出力電流に応じた電圧が所定の基準電圧（例えば２．５ｖ）を中心に変化するように電圧をシフトする。

マイコン２２には、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂから出力されて、変換回路７４によって変換された電圧Ｖ_A、Ｖ_Bが入力されると、この電圧Ｖ_Aまたは電圧Ｖ_BをＡ／Ｄ変換することにより、出力電流検出部３８が検出するインバータ回路２０（インバータ１４）の出力電流Ｉ_Oに変換して読み込む。

一方、図２に示されるように、信号生成部５０には、補正部６２、電流差演算部６４及び選択部６６が設けられている。選択部６６は、出力電流検出部３８の検出結果を出力電流Ｉ_Oとして、電流差演算部６４へ出力する。このときに、選択部６６では、インバータ回路２０に入力される太陽電池１２の発電電力に基づいて、ＣＴ７０Ａ、７０Ｂの何れか一方の検出結果を選択する。

本実施の形態では、マイコン２２が、Ａ／Ｄ入力ポートに入力される０ｖ〜５ｖの範囲の電圧をＡ／Ｄ変換するようにしている。また、本実施の形態に適用した太陽光発電装置１０は、太陽電池１２の定格発電電力を４Ｋｗとしており、これにより、インバータ１４（インバータ回路２０）の定格出力が４Ｋｗとなっている。

ＣＴ７０Ｂは、インバータ１４が定格電力Ｐ_Aを出力するときに、図５（Ｂ）に実線で示されるように、出力電圧Ｖ_bが０ｖを中心に±２．５ｖの範囲で変化する。これにより、インバータ１４が定格電力Ｐ_Aを出力するときには、マイコン２２に２．５ｖを基準にして０ｖ〜５ｖの範囲の出力電圧Ｖ_Bが入力されるようにしている。また、ＣＴ７０Ｂは、インバータ１４が定格電力Ｐ_Aの約１／２の電力（Ｐ_A／２）を出力しているときに、図５（Ｂ）に二点鎖線で示されるように、出力電圧Ｖｂが０ｖを中心に±１．２５ｖの範囲で変化し、マイコン２２への出力電圧ＶＢが１．２５ｖ〜３．７５ｖとなる。

これに対して、ＣＴ７０Ａは、インバータ１４が定格電力の約１／２の電力を出力しているときに、出力電圧Ｖ_aが０ｖを中心に±２．５ｖの範囲で変化し、マイコン２２への出力電圧Ｖ_Aが２．５ｖを中心にして０ｖ〜５ｖとなる。

選択部６６は、インバータ１４の出力電力が定格電力Ｐ_Aの１／２以下の時には、ＣＴ７０Ａの出力を選択し、インバータ１４の出力電力が定格電力Ｐ_Aの１／２以上となったときに、ＣＴ７０Ｂの出力を選択する。なお、マイコン２２は、このＡ／D入力ポートに印加される電圧（電流値）を所定の周期（例えば１／２２０sec）でスキャンし、瞬時値として取り込む。このときのA／D入力ポートのデジタル側は１０bitもあれば良い。

電流差演算部６４は、選択部６６から出力される出力電流Ｉ_Oと、入力電力に基づいて設定した出力電流の目標値（目標電流値）ないし補正した出力電流の目標値とを比較し、補正部６２へ出力する。補正部６２では、電流演算部６４から入力される演算結果（比較結果）に基づいてＲＯＭデータを補正する。信号生成部５０では、このようにして出力電流Ｉ_Oをフィードバックして、スイッチング信号を生成することにより、出力電流Ｉ_Oが入力電力に応じた目標値となるよう
にしている。

なお、出力電流Ｉ_Oを積算するなどして、インバータ１４の出力に直流成分が含まれているか否かを検出し、出力電流に直流成分が含まれているときには、この直流成分を除去するようにＲＯＭデータの補正を合わせて行うようにしてもよ
い。

以下に、本実施の形態の作用を説明する。なお、信号生成部５０に設けているＲＯＭ５２には、スイッチング信号の１周期分のＲＯＭデータとして例えば７２０個のデータを記憶しており、また、補正部６２では、スイッチング信号の周期に合わせた間隔でＲＯＭデータを読み込む。これにより、例えば、スイッチング信号の周期を１１kHz、系統電源１６の電源周波数５０Hz（ｆｓ＝５０Hz）では、１周期について２２０（１１kHz/５０Hz）個のデータを読み出してスイッチン
グ信号を生成する。

インバータ１４では、太陽電池１２の発電電力が所定値を越えると、作動を開始し、太陽電池１２によって発電した直流電力を、系統電源１６の系統電圧及び系統周波数に応じた交流電力に変換して出力し、系統電源１６へ供給する。

インバータ１４に設けている信号生成部５０では、太陽電池１２によって発電されてインバータ１４に入力される発電電力に基づいて出力電流の目標値を設定し、設定した目標電流値と出力電流検出部３８によって検出して読み込んだ出力電流Ｉ_Oの差を演算する。次に、信号生成部５０では、目標電流値及び目標電流値と出力電流Ｉ_Oの差に基づいてＲＯＭデータを補正し、この補正したＲＯＭデータに基づいてスイッチング信号Ｘａ、Ｘｂ、Ｙａ、Ｙｂを生成する。

インバータ１４は、このようにして生成したスイッチング信号Ｘａ、Ｘｂ、Ｙａ、Ｙｂによってスイッチング素子４２Ｘａ、４２Ｘｂ、４２Ｙａ、４２Ｙｂが駆動されることにより、太陽電池１２によって発電された直流電力を、系統電源１６の系統電圧及び系統周波数に応じた交流電力として出力する。このとき、インバータ１４では、出力電流検出部３８で検出する出力電流Ｉ_Oに基づいてスイッチング信号Ｘａ、Ｘｂ、Ｙａ、Ｙｂを生成するフィードバック制御を行うことにより、出力電圧と出力電流Ｉ_Oの位相差が生じて力率が低下するのを防止している。すなわち、無効電力が生じるのを抑えることにより効率良く電力変換をおこなう。

ところで、インバータ１４には、出力電流検出部３８に２台のＣＴ７０Ａ、７０Ｂが設けられ、信号生成部５０に選択部６６が設けられている。信号生成部５０では、選択部６６が、例えば太陽電池１２の発電電力に基づいてＣＴ７０Ａ又はＣＴ７０Ｂの何れか一方の出力を出力電力Ｉ_Oとして選択すると、この選択結果に基づいてスイッチング信号を補正するフィードバック制御を行う。

図６のフローチャートに示されるように、マイコン２２では、例えば、ステップ１００で、発電電圧検出部３２と発電電流検出部３４の検出結果を読み込み、発電電力Ｐ_aを演算し（ステップ１０２）する。なお、このフローチャートは予め設定されている所定のタイミングで繰り返し実行される。

ステップ１０４では、この発電電力Ｐ_aが所定値Ｑを越えて、インバータ１４の運転が可能となると（ステップ１０４で肯定判定）、ステップ１０６へ移行し、インバータ１４の作動を開始する。

これにより、インバータ１４が運転を停止しているときには、運転が開始され、インバータ１４が運転中であれば、運転が継続される。なお、発電電力Ｐａが小さく、インバータ１４が運転可能な状態でないときには、ステップ１０４で否定判定され、ステップ１０８へ移行する。これにより、インバータ１４が運転を停止しているときには、運転停止状態が継続され、また、インバータ１４が運転中であれば、運転を停止する・
これと共に、ステップ１１０では、発電電力Ｐ_aが、定格電力Ｐ_Aの１／２（Ｐ_A／２）を越えたか否かを確認する。

ここで、太陽電池１２が定格電力Ｐ_Aに近い発電電力Ｐ_aを出力しているときには、ステップ１１０で肯定判定されてステップ１１２へ移行し、ＣＴ７０Ｂの出力を出力電流Ｉ_Oとして選択する。

これに対して、太陽電池１２の発電電力Ｐ_aが少なく、定格電力Ｐ_Aの１／２に達していないときには、ステップ１１０で否定判定され、ステップ１１４へ移行する。このステップ１１４では、ＣＴ７０Ａの出力を出力電流Ｉ_Oとして選択するように設定する。

選択部６６では、このようにして出力電流Ｉ_Oとして読み込むＣＴ７０が設定されると、該当するＣＴ７０の出力を出力電流Ｉ_Oとして読み込んで、電流差演算部６４へ出力する。

これにより、信号生成部５０では、インバータ１４の出力電力が低く、出力電流のフィードバック制御を行うときに、十分なゲインが得られない場合に、変流比の高いＣＴ７０Ａを用いることにより、特に、出力電力が低く出力電流Ｉ_Oが低い場合でも、十分なフィードバックゲインが得られる。したがって、インバータ回路２０からの出力電流が小さくとも、フィードバック制御を行うためのゲインを十分に確保でき、インバータ１４の出力電圧と出力電流の間に位相差が生じることによる変換効率が低下してしまうのを確実に防止することができる。すなわち、インバータ１４では、出力電流が低くとも、フィードバック制御を行う時の所望のゲインを確保することができる。したがって、出力電流が低いために、フィードバック制御を行うときのゲインが十分に確保できずに、出力電圧と出力電流の間に位相差が生じるなどして、力率が低下してしまうのを防止でき、効率の良い運転が可能となる。

なお、本実施の形態では、電流検出手段として変流比の異なる２台のＣＴ７０（ＣＴ７０Ａ、７０Ｂ）を用いたが、これに限らず、変流比の異なる３台以上のＣＴ７０を用い、発電電力によって選択したＣＴ７０の出力を読み込んで出力電流Ｉ_Oに変換するようにしても良い。これにより、出力電流Ｉ_Oが極めて低くなっても、十分なフィードバックゲインを得ることが可能となる。

また、本実施の形態では、発電電力に基づいてＣＴ７０Ａ、７０Ｂの一方を選択するように説明したが、これに限らず、何れか一方のＣＴ７０（例えばＣＴ７０Ｂ）の出力が所定値を越えたか否かに基づいて選択するようにしても良い。

なお、以上説明した本実施の形態では、太陽電池１２によって発電した直流電力を系統電源１６に応じた交流電力に変換するインバータ１４を備えた太陽電池発電装置１０を用いて説明したが、本発明では、直流電力を交流電力に変換する種々の構成の系統連系インバータに適用することができる。

１０ 太陽光発電装置
１２ 太陽電池
１４ インバータ（系統連系インバータ）
１６ 系統電源
２０ インバータ回路
３８ 出力電流検出部（第１及び第２の電流検出手段）
４２ スイッチング素子
５０ 信号生成部
５２ ＲＯＭ
６２ 補正部（補正手段）
６６ 選択部（選択手段）
７０ ＣＴ（第１及び第２の電流検出手段）
７０Ａ ＣＴ（第２の電流検出手段）
７０Ｂ ＣＴ（第１の電流検出手段）
７４ 変換回路（第１及び第２の電流検出手段）

Claims (6)

1. 太陽電池により発電された直流電力をインバータ回路で系統電源の電圧及び周波数に応
   じた交流電力に変換して出力する系統連系インバータであって、
   前記インバータ回路から前記系統電源へ出力される出力電流を検出する第１の電流検出
   手段及び当該第１の電流検出手段より高い変流値で前記系統電源へ出力される出力電流を
   検出する第２の電流検出手段とを構成すると共に、
   前記太陽電池により発電された直流電力を検出する発電電力検出手段を設け、当該発電
   電力検出手段の検出する直流電力が前記インバータ回路の定格出力の１／２相当を超える
   か否かに基づいて前記第１の電流検出手段の出力電流もしくは第２の電流検出手段の検出
   する出力電流のいずれか一方を選択し、当該選択した出力電流の値に応じて前記インバー
   タ回路から出力される出力電流の目標値を補正する補正手段を備えることを特徴とする系
   統連系インバータ。
2. 前記インバータ回路と前記系統電源との間には系統電源側のノイズフィルターを有し、
   第１の電流検出手段及び第２の電流検出手段は前記インバータ回路から前記系統電源側の
   ノイズフィルターへ出力される電流を検出することを特徴とする請求項１に記載の系統連
   系インバータ。
3. 第１の電流検出手段及び第２の電流検出手段はＣＴであることを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載の系統連系インバータ。
4. 前記太陽電池は複数の太陽電池から構成され夫々の太陽電池で発電された直流電力を逆
   流防止用のダイオード、共通のノイズフィルターを順に介して前記インバータ回路へ供給
   するように構成し、
   前記発電電力検出手段は、前記ダイオードと前記ノイズフィルターとの間に設けられ前
   記ノイズフィルターに入る直流電力を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項３の
   何れかに記載の系統連系インバータ。
5. 前記インバータ回路の定格出力は前記複数の太陽電池の総定格発電電力に相当し、
   前記発電電力検出手段により検出される前記直流電力が前記総定格発電電力の１／２相
   当を超えるか否かに基づいて前記第１又は第２の電流検出手段のいずれか一方を選択する
   選択手段を有することを特徴とする請求項４に記載の系統連系インバータ。
6. 前記ノイズフィルターと前記インバータ回路との間に前記発電電力を所定の電圧に昇圧
   する昇圧回路を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の系統連系インバー
   タ。