JP5609380B2 - Hybrid power supply - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池などの発電手段と負荷への供給電圧を制御するハイブリッド電源装置に適用するものであり、商用電源の停電情報に基づいて、負荷への供給電圧を制御して負荷への過大電圧、電圧歪み拡大の防止、負荷への供給電圧の制御限界到達時の制御安定性に寄与するハイブリッド電源装置に関する。 The present invention is applied to a power generation unit such as a solar battery and a hybrid power supply device that controls a supply voltage to a load. Based on a power failure information of a commercial power supply, the supply voltage to the load is controlled to The present invention relates to a hybrid power supply apparatus that contributes to the prevention of overvoltage, the expansion of voltage distortion, and the control stability when the control limit of a supply voltage to a load is reached.
従来、この種の電源装置(負荷への供給電圧制御装置)では、交流電圧の過剰な電圧を下げ、消費電力を少なくする機能を有する、家庭用あるいは業務用のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of power supply device (voltage supply control device for load) is known for home use or business use, which has a function of reducing excessive voltage of AC voltage and reducing power consumption (for example, , See Patent Document 1).
特許文献1では、図4に示すように、節電装置101は、交流電源102および負荷103の間に配された直列変圧器104と、出力側が直列変圧器104の2次巻線に接続された回生型インバータ105を備えることにより、負荷103に印加される電圧を制御する。また、この構成により、回生型インバータ105の出力を連続的に制御することにより負荷103に印加される電圧を連続的に制御し、負荷103側へ安定した節電電力を供給することができる。
In
また、系統と連系する系統連系インバータでは、単独運転の検出信号に基づいて、例えば受動的方式ではインバータ部のゲートブロックを行なって、単独運転状態であれば、その後に解列し、能動的方式では単独運転であると識別した際に系統から解列するように制御するのが一般的に知られている。 Moreover, in the grid-connected inverter linked to the grid, based on the detection signal of the single operation, for example, in the passive method, the gate block of the inverter unit is performed. In general, it is generally known that control is performed so that the system is disconnected from the system when it is identified as isolated operation.
しかしながら、特許文献1の例では、インバータを使用することで連続的に負荷の電圧を制御し、負荷へ安定した節電電力を供給することで節電効果を高めることで電力の有効利用をすることはできるが、自然エネルギーを利用することはできない。また、系統連系インバータは、自然エネルギーから取り出された電力を使用可能なエネルギーに変換して系統電源と連系することで利用できるが、負荷の電圧を連続的に制御して負荷への節電電
力を制御し、電力の有効利用をすることはできないという課題があり、環境破壊や地球温暖化の防止の観点から電力の有効利用と自然エネルギーを利用した省エネルギー化が強く求められている。
However, in the example of
また、従来の太陽光発電システムにおける単独運転検出は、単独運転状態となった直後から負荷への供給電圧に直接影響を与えるという課題があり、電源供給に対する安定性が求められている。 Further, the isolated operation detection in the conventional photovoltaic power generation system has a problem that it directly affects the supply voltage to the load immediately after the isolated operation state is reached, and stability for power supply is required.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来通り負荷への安定した電圧で電源供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ、負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and uses electric power generated from natural energy and supplies power with a stable voltage to a load as in the past. It is an object of the present invention to provide a hybrid power supply apparatus that can achieve both of the above and prevent a steep rise or fall in load supply voltage control and stabilize power supply.
そして、この目的を達成するために、本発明のハイブリッド電源装置は、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームを備え、3つのアームのうち2つのアームにより構成したフルブリッジコンバータと、3つのアームのうち2つのアームにより構成し、1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサを備え、前記フルブリッジコンバータはリアクトルを通して交流電源と接続し、前記フルブリッジインバータの出力は出力リアクトルを通して負荷と接続して構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置と、前記コンデンサに並列接続した発電手段と、前記フルブリッジコンバータを前記発電手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記フルブリッジインバータにより負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御するハイブリッド電源装置であって、前記交流電源と前記フルブリッジコンバータと前記発電装置とを直列に接続し、交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、検出した停電情報に基づいて負荷に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段を備え、前記停電検出手段は、交流電源の擾乱を検出して停電を判定する受動検出手段と、系統連系インバータにより交流電源に擾乱を重畳して停電を判定する能動検出手段を備え、前記指令値変更手段は、前記受動検出手段あるいは前記能動検出手段のどちらで停電を検出したかに応じて、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を変更することを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the hybrid power supply device of the present invention has three arms in which diodes antiparallel to the switching elements are connected in series up and down, and is a full bridge configured by two of the three arms. It is composed of a converter and two of the three arms, and includes a full-bridge inverter in which one arm is shared with the full-bridge converter, and a capacitor connected in parallel to the three arms. The full-bridge converter passes through a reactor. An AC power source is connected, and the output of the full bridge inverter is connected to a load through an output reactor, or a power saving device or a voltage stabilizing device, power generation means connected in parallel to the capacitor, and the full bridge converter. As a grid-connected inverter for power generation means Gyoshi, and said a hybrid power supply device for raising the voltage or the voltage drop controlling the voltage supplied to the load by the full-bridge inverter, and connecting the AC power source and the full bridge converter and the power generation device in series, an AC power source comprising a power failure detection means for detecting a power failure, with a command value changing means for controlling a command value of the temperature voltage or voltage drop control voltage supplied to load based on the detected power failure information, the power failure detection means includes AC Passive detection means for detecting a power failure by detecting a power failure and active detection means for judging a power failure by superimposing a disturbance on an AC power supply by a grid-connected inverter, wherein the command value changing means is the passive detection means or depending on which at it has detected a power outage of the active detection means, characterized in that for changing the command value of the temperature voltage or voltage drop control Ri, thereby is to achieve the intended purpose.
本発明によれば、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームを備え、3つのアームのうち2つのアームにより構成したフルブリッジコンバータと、3つのアームのうち2つのアームにより構成し、1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサを備え、前記フルブリッジコンバータはリアクトルを通して交流電源と接続し、前記フルブリッジインバータの出力は出力リアクトルを通して負荷と接続して構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置と、前記コンデンサに並列接続した発電手段と、前記フルブリッジコンバータを前記発電手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記フルブリッジインバータにより負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御するハイブリッド電源装置であって、前記交流電源と前記フルブリッジコンバータと前記発電装置とを直列に接続し、交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、検出した停電情報に基づいて負荷に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段を備え、前記停電検出手段は、交流電源の擾乱を検出して停電を判定する受動検出手段と、系統連系インバータにより交流電源に擾乱を重畳して停電を判定する能動検出手段を備え、前記指令値変更手段は、前記受動検出手段あるいは前記能動検出手段のどちらで停電を
検出したかに応じて、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を変更する構成にして、節電装置あるいは電圧安定化装置に発電手段を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来通り負荷への安定した電圧で電源供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ商用電源の停電情報に基づいて指令値を変更するため、負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置を提供することができる。
According to the present invention, a full-bridge converter including three arms in which diodes antiparallel to the switching element are connected in series in the vertical direction is configured by two arms out of the three arms, and two arms out of the three arms. And a full-bridge inverter in which one arm is shared with the full-bridge converter, and a capacitor connected in parallel to the three arms. The full-bridge converter is connected to an AC power source through a reactor, and the output of the full-bridge inverter Is a power saving device configured by connecting to a load through an output reactor, or a voltage stabilizing device, power generation means connected in parallel to the capacitor, and controls the full bridge converter as a grid-connected inverter of the power generation means, and Loaded by the full bridge inverter A sheet hybrid power supply device for raising the voltage or the voltage drop controlling the voltage, the AC power source and the full bridge converter and the power generator are connected in series, comprising a power failure detection means for detecting a power failure of the AC power supply, Command value changing means for controlling a command value for voltage increase or decrease voltage control to be supplied to the load based on the detected power failure information is provided , and the power failure detection means detects a disturbance of the AC power supply and determines a power failure. Passive detection means and active detection means for determining a power failure by superimposing disturbance on an AC power supply by a grid interconnection inverter, the command value changing means is a power failure caused by either the passive detection means or the active detection means.
Depending on whether or not it is detected, the command value for the voltage increase or decrease voltage control is changed , and the power generation means is connected to the power saving device or the voltage stabilization device, and the inverter is effectively controlled, so that the natural energy can be reduced. Using the generated power and supplying power with a stable voltage to the load as before, enabling both effective use of power and energy saving, and changing the command value based on power failure information of commercial power Therefore, it is possible to provide a hybrid power supply apparatus that can prevent a steep rise or fall in load supply voltage control and can stabilize power supply.
本発明の請求項1記載のハイブリッド電源装置は、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームを備え、3つのアームのうち2つのアームにより構成したフルブリッジコンバータと、3つのアームのうち2つのアームにより構成し、1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサを備え、前記フルブリッジコンバータはリアクトルを通して交流電源と接続し、前記フルブリッジインバータの出力は出力リアクトルを通して負荷と接続して構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置と、前記コンデンサに並列接続した発電手段と、前記フルブリッジコンバータを前記発電手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記フルブリッジインバータにより負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御するハイブリッド電源装置であって、前記交流電源と前記フルブリッジコンバータと前記発電装置とを直列に接続し、交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、検出した停電情報に基づいて負荷に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段を備え、前記停電検出手段は、交流電源の擾乱を検出して停電を判定する受動検出手段と、系統連系インバータにより交流電源に擾乱を重畳して停電を判定する能動検出手段を備え、前記指令値変更手段は、前記受動検出手段あるいは前記能動検出手段のどちらで停電を検出したかに応じて、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を変更するものである。これにより、節電装置あるいは電圧安定化装置に発電手段を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来通り負荷への安定した電圧で電源供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ商用電源の停電情報に基づいて指令値を変更するため、負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置を提供する。
The hybrid power supply apparatus according to
また、検出時限と検出後の動作の異なる受動的方式、能動的方式それぞれに適した制御を行なうことで、より効果的に負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置を提供する。 Also, different passive schemes of operation after detecting the detection timing, by performing an active method control suitable for each, to prevent a steeper rise in the effective load supply voltage control, or a reduction, power supply Provided is a hybrid power supply device capable of stabilizing the power.
また、受動検出手段にて停電を検出した場合、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値は昇電圧幅あるいは降電圧幅を低下させるように変更する構成としたものである。これにより、受動的検出による停電検出機能が不要動作した際に、ゲートブロック制御からの復帰処理と同時に速やかに負荷供給電圧制御を安定に再スタートすることができるハイブリッド電源装置を提供する。 Also, when detecting a power failure in passive detection means, the command value of the temperature voltage or voltage drop control is obtained by a configuration to be modified to reduce the temperature voltage width or voltage drop width. Thus, it is possible to provide a hybrid power supply device capable of stably and stably restarting the load supply voltage control at the same time as the return processing from the gate block control when the power failure detection function based on passive detection operates unnecessary.
また、指令値変更手段は、能動検出手段にて停電を検出した場合、昇電圧あるいは降電圧制御を停止する構成としたものである。これにより、能動的検出による停電検出機能が
不要動作すなわち解列する際の電力バランスの不均衡を速やかに解除することができ、コンデンサの電圧を上昇させることなく、安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供する。
Further, command value change means, when detecting a power failure in the active detection unit, in which a configuration for stopping the raising voltage or voltage drop control. As a result, the power failure detection function based on active detection can quickly eliminate an unnecessary operation, that is, an imbalance in power balance when the circuit is disconnected, and a stable control operation can be performed without increasing the capacitor voltage. Provided is a hybrid power supply capable of
また、指令値変更手段は、昇電圧あるいは降電圧制御は、コンデンサの電圧が所定の範囲内となるように指令値を決定する構成としたものである。これにより、受動的検出、能動的検出を問わず、停電検出をした際に、電力バランスに基づいた制御が可能となるため、より安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供する。 Further, command value changing means, raising the voltage or the voltage drop control is obtained by an arrangement for determining a command value such that the voltage of the capacitor is within a predetermined range. As a result, it is possible to control based on the power balance when a power failure is detected regardless of whether it is passive detection or active detection. To do.
また、停電発生から停電検出までの時間の昇電圧あるいは降電圧制御は、所定の昇電圧幅あるいは所定の降電圧幅で制限するように制御する構成としたものである。これにより、停電発生から停電検出までの単独運転状態となった際の昇降圧制御動作の不要な指令電圧の拡大を防止することができ、安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供する。 Further, the temperature voltage or voltage drop control time from power failure occurs until the power failure detection is obtained by the configuration of controlling to limit at a predetermined temperature voltage range or a predetermined voltage drop width. As a result, a hybrid power supply apparatus that can prevent an unnecessary increase in the command voltage for the step-up / step-down control operation when the single operation state from the occurrence of a power failure to the detection of the power failure occurs, and enables a stable control operation. I will provide a.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1について、図1を参照しながらハイブリッド電源装置1の構成について説明する。図1に示すように、ハイブリッド電源装置1は、スイッチング素子2a〜2fと逆並列したダイオード3a〜3fを上下に直列接続した3つのアーム4a〜4cを備え、アーム4a、4bにより構成したフルブリッジコンバータ5、アーム4b、4cにより構成したフルブリッジインバータ6と、3つのアーム4a〜4cに並列に接続したコンデンサ7と、フルブリッジコンバータ5はリアクトル8を通して交流電源9と接続し、フルブリッジインバータ6の出力は出力リアクトル10を通して負荷11と接続し、フルブリッジコンバータ5とフルブリッジインバータ6を制御する主回路制御部12により構成される電圧安定化装置13と、コンデンサ7に並列接続した発電手段としての太陽光発電手段14と、フルブリッジコンバータ5を太陽光発電手段14の系統連系インバータとして制御し、かつフルブリッジインバータ6により負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御し、交流電源9の停電を検出する停電検出手段15を備え、検出した停電情報に基づいて負荷11に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段16を備えている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the configuration of the hybrid
次に、停電検出手段15のフローチャートについて、図2を参照しながら説明する。 Next, the flowchart of the power failure detection means 15 will be described with reference to FIG.
図に示すように、停電検出手段15は、交流電源9の擾乱を検出して停電を判定する受動検出手段15aと、交流電源9に擾乱を重畳して停電を判定する能動検出手段15bを備え、受動検出手段15aあるいは能動検出手段15bのどちらで停電を検出したかに応じて、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を変更する第二指令値変更手段15cを備えている。受動検出手段15aは、交流電源9の電圧検出値を入力する。入力した交流電源9の電圧検出値がゼロを通過した際にゼロフラグをセットし、周期検出カウンタをリセットする。周期検出カウンタは常時カウントアップさせ、ゼロクロス周期のカウント数を逐次記憶、更新を反復する。ゼロクロス周期のカウント数と基本電源周波数f(50Hzあるいは60Hz)の半サイクル分に相当する規定カウント数と逐次比較して、その偏差が所定カウント数を超えた場合、停電と判定し、所定カウント数以下であれば、健全な状態であると判定する。次に、能動検出手段15bは、電源周波数fに対して、周波数外乱分の△fを加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子2aから2dを適宜スイッチングすることにより制御する。この時、ゼロクロス周期のカウント数が△fの加算に応じて変動した場合、更に△fを加算して回生電流制御を行なう。この処理を反復してゼロクロス周期のカウント数が所定のカウント数を下回る、すなわち電源周波数が上昇した場合に停電と判定して、カウント数が所定値を超えた状態を継続、あるいは基本電源周波数fに近づく場合は、健全と判定して、回生電流制御における周波数外乱分を初期
値に戻すように構成している。
As shown in the figure, the power failure detection means 15 includes a passive detection means 15a that detects a power failure by detecting a disturbance of the
次に、受動検出手段15a、あるいは能動検出手段15bにて停電を検出した際の昇電圧あるいは降電圧制御、すなわち指令値変更手段16のフローチャートについて、図3を参照しながら説明する。 Next, the flowchart of the voltage increase / decrease voltage control when the power failure is detected by the passive detection means 15a or the active detection means 15b, that is, the flowchart of the command value changing means 16, will be described with reference to FIG.
図に示すように、指令値変更手段16は、受動検出手段15aにより停電を検出した場合、その時の昇電圧あるいは降電圧制御何れかに応じて昇電圧幅を低下あるいは降電圧幅を低下させ、能動検出手段15bにて停電を検出した場合、昇電圧あるいは降電圧制御は停止させる。この時、昇降圧制御は、コンデンサ7の電圧が所定の範囲内(例えば、200Vの商用電源に連系している場合は340〜360V、100Vの商用電源に連系している場合は170〜180V)となるように比例積分制御にて指令値を決定するように構成している。ここで、フルブリッジコンバータ5はゲートブロック乃至停止しているため、負荷11に誘導性負荷が接続された場合に流入する電力は回生できないため、コンデンサ7の電圧が上昇することとなる。この際の上昇速度に応じて比例積分制御することとなる。
As shown in the figure, when the command
また、停電発生から停電検出までの時間では、停電を認識していないため、負荷11に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御を、所定の昇電圧幅(例えば、200Vの商用電源に連系している場合は20V、100Vの商用電源に連系している場合は6V)あるいは所定の降電圧幅(例えば200Vの商用電源に連系している場合は20V、100Vの商用電源に連系している場合は6V)で制限するように制御を構成している。
Further, since the power failure is not recognized in the time from the occurrence of the power failure to the detection of the power failure, the voltage increase or decrease control of the voltage supplied to the
以上のように、電圧安定化装置に発電手段を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来通り負荷への安定した電圧で電源供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ商用電源の停電情報に基づいて指令値を変更するため、負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置が提供できる。 As described above, power generation means is connected to the voltage stabilization device, and the inverter is effectively controlled, so that power generated from natural energy is used and power is supplied to the load with a stable voltage as before. This makes it possible to achieve both effective use of power and energy saving, and to change the command value based on the power failure information of the commercial power supply. A hybrid power supply device that can be stabilized can be provided.
また、停電検出手段による検出時限と検出後の動作の異なる受動的方式、能動的方式それぞれに適した制御を行なうことで、より効果的に負荷供給電圧制御の急峻な上昇、あるいは低下を防止し、電源供給の安定化を図ることができるハイブリッド電源装置が提供できる。 In addition, by carrying out control suitable for each of the passive method and active method in which the detection time limit by the power failure detection means and the operation after detection are different, it is possible to more effectively prevent the sudden increase or decrease in load supply voltage control. Thus, a hybrid power supply device capable of stabilizing the power supply can be provided.
また、受動的検出による停電検出機能が不要動作した際に、ゲートブロック制御からの復帰処理と同時に速やかに負荷供給電圧制御を安定に再スタートすることができ、能動検出手段による停電検出機能が不要動作すなわち解列する際の電力バランスの不均衡を速やかに解除することができ、コンデンサの電圧を上昇させることなく、安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供できる。 In addition, when the power failure detection function based on passive detection operates unnecessary, the load supply voltage control can be restarted quickly and stably simultaneously with the return processing from the gate block control, eliminating the power failure detection function using active detection means. It is possible to provide a hybrid power supply apparatus that can quickly release an imbalance in power balance during operation, that is, disconnection, and can perform a stable control operation without increasing the voltage of the capacitor.
また、昇電圧あるいは降電圧制御は、コンデンサの電圧が所定の範囲内となるように指令値を決定する構成としたため、受動的検出、能動的検出を問わず、停電検出をした際に、電力バランスに基づいた制御が可能となるため、より安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供できる。 In addition, since the command value is determined so that the voltage of the capacitor is within a predetermined range, the voltage increase or decrease voltage control is performed when a power failure is detected regardless of whether it is passive detection or active detection. Since control based on balance is possible, a hybrid power supply apparatus that can enable more stable control operation can be provided.
また、停電発生から停電検出までの時間の昇電圧あるいは降電圧制御は、所定の昇電圧幅あるいは所定の降電圧幅で制限するように制御する構成としたため、停電発生から停電検出までの単独運転状態となった際の昇降圧制御動作の不要な指令電圧の拡大を防止することができ、安定した制御動作を可能とすることができるハイブリッド電源装置を提供で
きる。
In addition, the voltage increase or decrease control for the time from the occurrence of a power outage to the detection of the power outage is controlled so as to be limited by a predetermined voltage step-up or a predetermined voltage step-down, so that the stand-alone operation from the time of the power outage to the detection of the power outage is configured. It is possible to provide a hybrid power supply apparatus that can prevent an increase in command voltage that is unnecessary for the step-up / step-down control operation when the state is reached, and that enables a stable control operation.
なお、受動検出手段は、電圧位相跳躍検出方式を示したが、その他の検出方式(例えば、周波数変化率検出方式等)としてもよく、能動検出手段についても、周波数シフト方式を示したが、その他の検出方式(例えば、無効電力変動方式等)としてもよい。 In addition, although the passive detection means showed the voltage phase jump detection system, it is good also as other detection systems (for example, frequency change rate detection system etc.), and although the active detection means also showed the frequency shift system, others The detection method (for example, reactive power fluctuation method or the like) may be used.
また、コンデンサの所定の範囲の一例を示したが、コンデンサの耐圧、商用電源電圧を考慮したその他の範囲としてもよい。 In addition, although an example of the predetermined range of the capacitor is shown, other ranges may be used in consideration of the withstand voltage of the capacitor and the commercial power supply voltage.
さらに、負荷に供給する電圧の昇降圧の所定値も同様に一例を示したが、商用電源電圧と昇降圧幅を加算した目標電圧が、200V系の場合は180〜220Vの範囲内、100V系の場合は95〜107Vの範囲内であれば、その他の電圧としてもよい。 Further, the predetermined value of the voltage boost / buck voltage supplied to the load is also shown as an example, but the target voltage obtained by adding the commercial power supply voltage and the voltage boost / buck width is within the range of 180 to 220V in the case of the 200V system, the 100V system In this case, other voltage may be used as long as it is within the range of 95 to 107V.
本発明にかかるハイブリッド電源装置は、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサを備え、前記フルブリッジコンバータはリアクトルを通して交流電源と接続し、前記フルブリッジインバータの出力は出力リアクトルを通して負荷と接続して構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置と、前記コンデンサに並列接続した発電手段と、前記フルブリッジコンバータを前記発電手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記フルブリッジインバータにより負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御するハイブリッド電源装置であって、交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、検出した停電情報に基づいて負荷に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段を備えたので、太陽光発電のみならず、燃料電池などその他の発電手段への適用も可能なハイブリッド電源装置を提供することもでき有用である。 A hybrid power supply apparatus according to the present invention includes a full bridge converter configured by three arms in which diodes antiparallel to switching elements are connected in series up and down, a full bridge inverter sharing one arm with a full bridge converter, and the 3 A capacitor connected in parallel to one arm, the full bridge converter is connected to an AC power source through a reactor, and the output of the full bridge inverter is connected to a load through an output reactor, or a voltage stabilizing device And a power generation means connected in parallel to the capacitor, and a hybrid power source that controls the full-bridge converter as a grid-connected inverter of the power generation means, and that controls the voltage supplied to the load by the full-bridge inverter. A power failure detection means for detecting a power failure of the AC power supply, and a command value changing means for controlling a command value for voltage increase or decrease voltage control supplied to the load based on the detected power failure information Therefore, it is possible to provide a hybrid power supply apparatus that can be applied not only to solar power generation but also to other power generation means such as a fuel cell, which is useful.
1 ハイブリッド電源装置
2a〜2f スイッチング素子
3a〜3f ダイオード
4a〜4c アーム
5 フルブリッジコンバータ
6 フルブリッジインバータ
7 コンデンサ
8 リアクトル
9 交流電源
10 出力リアクトル
11 負荷
12 主回路制御部
13 電圧安定化装置
14 太陽光発電手段
15 停電検出手段
15a 受動検出手段
15b 能動検出手段
15c 第二指令値変更手段
16 指令値変更手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
3つのアームのうち2つのアームにより構成したフルブリッジコンバータと、
3つのアームのうち2つのアームにより構成し、1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、
前記3つのアームに並列に接続したコンデンサを備え、
前記フルブリッジコンバータはリアクトルを通して交流電源と接続し、
前記フルブリッジインバータの出力は出力リアクトルを通して負荷と接続して構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置と、
前記コンデンサに並列接続した発電手段と、
前記フルブリッジコンバータを前記発電手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記フルブリッジインバータにより負荷に供給する電圧を昇電圧あるいは降電圧制御するハイブリッド電源装置であって、
前記交流電源と前記フルブリッジコンバータと前記発電装置とを直列に接続し、
交流電源の停電を検出する停電検出手段を備え、
検出した停電情報に基づいて負荷に供給する電圧の昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を制御する指令値変更手段を備え、
前記停電検出手段は、交流電源の擾乱を検出して停電を判定する受動検出手段と、系統連系インバータにより交流電源に擾乱を重畳して停電を判定する能動検出手段を備え、
前記指令値変更手段は、前記受動検出手段あるいは前記能動検出手段のどちらで停電を検出したかに応じて、昇電圧あるいは降電圧制御の指令値を変更することを特徴とするハイブリッド電源装置。 It has three arms that are connected in series with a diode in antiparallel with the switching element,
A full-bridge converter composed of two of the three arms;
A full bridge inverter composed of two of the three arms, one arm shared with the full bridge converter,
A capacitor connected in parallel to the three arms;
The full bridge converter is connected to an AC power source through a reactor,
The output of the full bridge inverter is a power saving device configured by connecting to a load through an output reactor, or a voltage stabilizing device,
Power generation means connected in parallel to the capacitor;
A hybrid power supply apparatus that controls the full-bridge converter as a grid-connected inverter of the power generation means, and controls a voltage supplied to a load by the full-bridge inverter to increase or decrease voltage,
The AC power supply, the full bridge converter and the power generator are connected in series,
Equipped with power failure detection means to detect AC power failure
Command value changing means for controlling the command value of the voltage increase or decrease voltage control to be supplied to the load based on the detected power failure information ,
The power failure detection means includes a passive detection means for detecting a power outage by detecting a disturbance of the AC power supply, and an active detection means for determining a power failure by superimposing the disturbance on the AC power supply by a grid-connected inverter,
The hybrid power supply apparatus, wherein the command value changing means changes a command value for increasing voltage or decreasing voltage control depending on whether the power failure is detected by the passive detecting means or the active detecting means .
2. The hybrid power supply apparatus according to claim 1, wherein the rising voltage or falling voltage control for the time from the occurrence of a power failure to detection of the power failure is controlled so as to be limited by a predetermined rising voltage width or a predetermined lower voltage width.
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