JP6104061B2 - Inverter system - Google Patents
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Description
本発明は、パワーコンディショナシステムに関する。 The present invention relates to a power conditioner system.
従来、パワーコンディショナは、太陽電池や蓄電池の直流電力を、インバータを用いて電力会社から需要家に供給される系統の周波数及び電圧に応じた交流電力に変換し、系統と電気的に接続しながら住宅内負荷に電力を出力する。系統が停電した場合、自動もしくは手動の操作によりパワーコンディショナの運転を自立運転に切り替え、特定の住宅内負荷に電力を供給することで、停電時にも電気製品を使用することを可能にしている。一般的な住宅用のパワーコンディショナには、AC100Vの電圧が出力される自立運転出力専用のコンセントが搭載されている。使用者は、このコンセントに電気機器の電源プラグを差し込んで停電時にも電気機器を使用することができる。 Conventionally, a power conditioner converts DC power of a solar battery or a storage battery into AC power corresponding to the frequency and voltage of a system supplied from an electric power company to a consumer using an inverter, and is electrically connected to the system. While outputting power to the load in the house. In the event of a power failure in the system, the operation of the inverter is switched to independent operation by automatic or manual operation, and power is supplied to a specific residential load, enabling the use of electrical products even during a power failure. . A general residential power conditioner is equipped with a dedicated outlet for a self-sustained operation output that outputs a voltage of 100 VAC. The user can use the electric device even during a power failure by inserting the power plug of the electric device into the outlet.
具体的に、下記特許文献1には、自立運転時において負荷への電力供給方法が開示されている。電力変換装置(パワーコンディショナに相当)では、太陽電池で発電した直流電力を電力変換装置内のインバータで交流電力に変換し、単相3線式の交流200Vの系統と連系する。系統電圧200Vの系統と連系するため、昇圧チョッパでは、インバータの入力に設置される平滑コンデンサの電圧を系統電圧のピーク値以上である概略300V以上の電圧に昇圧する。系統に何らかの障害が発生した場合は電力変換装置と系統との連系接続を遮断し、電力変換装置は自立運転に切り替わる。このとき、インバータは、出力電圧が交流100Vとなるように制御を行い、自立運転用の負荷に電力を供給する。
Specifically, Patent Document 1 below discloses a method for supplying power to a load during a self-sustaining operation. In a power converter (corresponding to a power conditioner), DC power generated by a solar cell is converted into AC power by an inverter in the power converter, and linked to a single-phase three-
また、このような自立運転を行うシステムとして、パワーコンディショナが系統の電力供給状態を監視し、系統が電力供給中の場合は系統と接続して、単巻変圧器との接続を遮断し、系統の電力供給停止を検知した場合は系統との接続を遮断して、単巻変圧器と出力端子とを接続することで系統連系時に使用中の負荷へ継続して電力供給するシステムが考えられる。このようなシステムでは、自立運転時にパワーコンディショナが出力する交流電圧において、単巻変圧器で中性点をつくって接地している。 In addition, as a system that performs such a self-sustained operation, the power conditioner monitors the power supply state of the system, and when the system is supplying power, it is connected to the system, and the connection with the autotransformer is cut off. If a system power supply stoppage is detected, the system can be disconnected from the system and connected to the autotransformer and the output terminal to continuously supply power to the load in use during grid connection. It is done. In such a system, a neutral point is created and grounded with an autotransformer in the AC voltage output by the power conditioner during the autonomous operation.
しかしながら、上記従来の技術によれば、単巻変圧器の中性点を接地し、また、パワーコンディショナの筐体も接地する必要がある。外部からの接地線を筐体に接続し、筐体を単巻変圧器の中性点に接続する構成では、接地工事の不備等で外部からの接地線が接地されていなかった場合、パワーコンディショナの筐体の電位が自立運転時に出力する電圧の中性点の電位になり、電圧を持つパワーコンディショナの筐体に使用者が触れてしまうおそれがある、という問題があった。 However, according to the above conventional technique, it is necessary to ground the neutral point of the autotransformer and also ground the casing of the power conditioner. In a configuration in which an external ground wire is connected to the housing and the housing is connected to the neutral point of the autotransformer, if the ground wire from the outside is not grounded due to inadequate grounding work, etc. There is a problem that the potential of the housing of the inverter becomes a neutral potential at the voltage output during the independent operation, and the user may touch the casing of the power conditioner having the voltage.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自立運転時にパワーコンディショナの筐体に電圧がかかることを防止可能なパワーコンディショナシステムを得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the power conditioner system which can prevent that a voltage is applied to the housing | casing of a power conditioner at the time of independent operation.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、系統と連系して負荷に電力を供給するパワーコンディショナシステムであって、直流電力を交流電力に変換し、前記系統が電力供給中の系統連系時および前記系統が電力供給停止中の自立運転時において、出力端子から前記交流電力を出力するパワーコンディショナと、前記負荷に対して前記パワーコンディショナと並列に接続可能であって、一次側電圧の入力を前記交流電力の電圧とし、二次側電圧として前記交流電力の電圧を分圧して出力し、一次側と二次側を絶縁せず、前記自立運転時に二次側の中性点を接地する単巻変圧器と、を備え、前記単巻変圧器の二次側の中性点、および前記単巻変圧器を収納する筐体を、それぞれ個別に外部からの接地線と接続することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a power conditioner system that supplies power to a load in conjunction with a system, which converts DC power into AC power, A power conditioner that outputs the AC power from an output terminal and a power conditioner that can be connected in parallel to the load during grid connection during power supply and during independent operation when the power supply is stopped a is, the voltage of the AC power input of the primary-side voltage, and outputs pressure the AC power voltage as the secondary side voltage min, without insulating the primary side and the secondary side, the secondary during the autonomous operation A self-winding transformer that grounds a neutral point on the secondary side, and a neutral point on the secondary side of the self-winding transformer and a housing that houses the single-winding transformer, respectively, from the outside individually. It is characterized by connecting with the grounding wire That.
本発明によれば、自立運転時にパワーコンディショナの筐体に電圧がかかることを防止できる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to prevent a voltage from being applied to the casing of the power conditioner during the independent operation.
以下に、本発明にかかるパワーコンディショナシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a power conditioner system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
まず、従来のパワーコンディショナシステムの構成について簡単に説明する。図1は、従来のパワーコンディショナシステムの構成例を示す図である。単線結線図で示す。太陽電池1で発電した直流電力をパワーコンディショナ2´内のインバータ5で交流電力に変換し、単相3線式の交流200Vの系統7と開閉器6を閉じて連系する。系統電圧200Vの系統と連系するため、昇圧チョッパ3が、インバータ5の入力に設置される平滑コンデンサ4の電圧を系統電圧のピーク値以上である概略300V以上に昇圧する。系統7に何らかの障害が発生した場合、開閉器6が開となってパワーコンディショナ2´と系統7との連系接続を遮断し、パワーコンディショナ2´は自立運転に切り替わる。このとき、インバータ5は出力電圧が交流100Vとなる制御を行い、開閉器8を閉じて自立運転用電力を負荷9に供給する。このように、自立運転時は交流100Vのみを出力する。
Embodiment 1 FIG.
First, the configuration of a conventional power conditioner system will be briefly described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional power conditioner system. Shown in single-line diagram. The DC power generated by the solar cell 1 is converted into AC power by the
つづいて、本実施の形態に係るパワーコンディショナシステムについて説明する。図2は、本実施の形態のパワーコンディショナシステムの構成例を示す図である。単線結線図で示す。なお、図1と同一のものについては同一符号とする。以降も同様とする。まず、回路構成およびその動作について説明し、パワーコンディショナの筐体、接地方法等の機構的な構成については後述する。 Next, the power conditioner system according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the power conditioner system according to the present embodiment. Shown in single-line diagram. The same components as those in FIG. The same applies thereafter. First, a circuit configuration and its operation will be described, and a mechanical configuration such as a casing of the power conditioner and a grounding method will be described later.
パワーコンディショナシステムは、太陽電池1と、接続箱10と、パワーコンディショナ2と、分電盤14と、電力量計19と、系統7と、負荷9と、電磁接触器20と、単巻変圧器21と、を備える。パワーコンディショナ2は、インバータ5と、連系用開閉器11と、制御部12と、出力端子13と、を備える。分電盤14は、発電設備専用ブレーカ15と、分岐用ブレーカ16と、電磁接触器17と、契約ブレーカ18と、を備える。
The power conditioner system includes a solar cell 1, a
図2において、パワーコンディショナ2には、直流電力を発電する太陽電池1から、太陽電池1の複数の並列回路を1つの回路に集電する接続箱10を通じて直流電力が入力される。パワーコンディショナ2は、入力された直流電力をインバータ5で交流電力に変換し、変換後の交流電力を、連系用開閉器11(電磁接触器やリレーが用いられる)、出力端子13を介して、分電盤14内の発電設備専用ブレーカ15へ出力する。分電盤14の契約ブレーカ18(電力会社によっては設置しない場合もある)には、電力量計19を介して、50Hz或いは60Hzの系統7が接続されている。また、分電盤14は、住宅内にある電気機器等の負荷9に電力を供給するため、各コンセントに配線するための分岐用ブレーカ16を設置している。発電設備専用ブレーカ15と契約ブレーカ18との間には、系統7との電気的接続を開閉できる電磁接触器17が設けられている。
In FIG. 2, DC power is input to the
分電盤14の契約ブレーカ18、発電設備専用ブレーカ15、分岐用ブレーカ16は通常オン状態となっており、系統7が正常な場合は、パワーコンディショナ2の制御部12が系統7の受電部(図2では契約ブレーカ18の二次側)の電圧Vcを検出して、系統7と接続する電磁接触器17をオンさせる。日射量が十分あり、パワーコンディショナ2が運転できる条件が整えば通常の系統連系運転を行い、パワーコンディショナ2は、単相2線式200Vの電気方式で出力する。パワーコンディショナ2からの出力は柱上変圧器の二次側から単相3線式で引き込まれる受電点に接続されるため、住宅内の200V、100Vの両方の負荷に電力が供給可能である。
The
負荷9には、太陽電池1からの電力が供給され、負荷9の消費電力に対し、太陽電池1の発電量が不足する場合は、系統7から電力が補われ、負荷9の消費電力が少なく、太陽電池1の発電電力が余る場合は、余剰電力を系統7へ逆潮流する。系統7からの買電電力、系統7への売電電力は、それぞれ電力量計19(図2では1個しか記載していない)が計測する。なお、パワーコンディショナ2への入力電力が蓄電池や電気自動車に搭載される電池の場合は、系統7への売電はできないため、図示はしないが、通常は受電部に系統7への逆電力を検出する逆電力継電器により、系統7へ余剰電力が流出することを防止している。
When the power from the solar cell 1 is supplied to the
ここで、系統7で停電が発生した場合、受電点(図2では契約ブレーカ18の二次側)の電圧Vcが無くなったことをパワーコンディショナ2の制御部12が検出し、自動または手動の操作により自立運転に移行する。自立運転時は、パワーコンディショナ2の出力電圧が系統7に印加されないよう、電気的に解列することが系統連系規程JEAC 9701−2010で定められているため、分電盤14に設置された電磁接触器17を開放することで系統7とは完全に電気的接続を絶っている。なお、系統連系規程にしたがい、解列用の電磁接触器17は2個設置している。
Here, when a power failure occurs in the system 7, the
自立運転に移行する場合、パワーコンディショナ2は、系統連系により電力を供給していたときは電力供給を停止し、自立運転による電力を出力(供給)する前に、電磁接触器20を介して出力端子13と単巻変圧器21とを接続する。図3は、単巻変圧器の構成例を示す図である。図3に示すように、単巻変圧器21は、一次側電圧が200Vであり、二次側電圧として100Vを2組出力でき、一次側と二次側を絶縁しない構成である。パワーコンディショナ2は、系統連系時と同じ電気方式である単相2線式200Vで出力し、住宅内の配線を通して、系統連系時と同様に負荷9に電力を供給する。
When shifting to the independent operation, the
図4は、本実施の形態によるパワーコンディショナの自立運転時の住宅内の負荷への電力の供給を示す図である。複線結線図であり、説明に必要な構成のみを図示している。一般の住宅は、通常、200V機器、100V機器の両方が使用できるよう電力会社からは柱状変圧器の二次側から単相3線式の電気方式で受電している。3線の内、1線は接地されている中性線22であり、パワーコンディショナ2の出力端子13には、中性線22を含めた3線が接続されている。系統連系時、パワーコンディショナ2の内部では、中性線22を基準とした2つの100V電圧に対し、系統7の過電圧、不足電圧に対し保護を行っている。
FIG. 4 is a diagram illustrating the supply of electric power to the load in the house during the autonomous operation of the power conditioner according to the present embodiment. It is a double-line connection diagram, and only the configuration necessary for explanation is shown. Ordinary houses usually receive power from the secondary side of the columnar transformer from the secondary side of the column transformer so that both 200V equipment and 100V equipment can be used. Of the three wires, one wire is a grounded
自立運転時、パワーコンディショナ2の制御部12は、分電盤14内の電磁接触器17を開放するため、系統7とは電気的接続が絶たれる。パワーコンディショナシステムでは、図4に示す連系用開閉器11、発電設備専用ブレーカ15、分岐用ブレーカ16、電磁接触器20を全て閉じた状態として自立運転時の電力配線網を形成する。自立運転時、パワーコンディショナシステムでは、パワーコンディショナ2が系統連系時と同じ電気方式である単相2線式200Vの電圧が出力し、単巻変圧器21において2つの100V電圧を生成し、100V負荷9a、200V負荷9bの両方に電力を供給することができる。
During the self-sustaining operation, the
このように、上記回路構成を備えたパワーコンディショナ2は、系統7が正常である系統連系運転時、系統7が停電した場合の自立運転時、いずれのときも同じ電気方式である単相2線式200Vで出力しており、自立運転時は、一次側電圧200V、二次側電圧100Vを2組出力でき、一次側と二次側を絶縁しない単巻変圧器21と接続する。単巻変圧器21は、パワーコンディショナ2が出力するAC200Vの出力を2組のAC100Vの電圧に変換する。これにより、分電盤14を介して、200V負荷9bおよび100V負荷9aへの電力供給が可能となり、パワーコンディショナ2から、系統連系時と同様に各負荷に電力を供給することができる。
As described above, the
また、自立運転時も住宅内の配線に接続されている電気製品(負荷)に、電力を供給することができるため、従来のように家電機器をパワーコンディショナの自立運転出力専用コンセントに接続する必要がなく、テレビ、冷蔵庫、洗濯機など通常固定した場所に設置して使用する機器に、そのまま電力を供給することができる。 In addition, since electric power can be supplied to the electrical product (load) connected to the wiring in the house even during independent operation, the home appliance is connected to the outlet for exclusive use of the independent operation output of the power conditioner as before. There is no need, and power can be supplied as it is to a device that is installed and used in a normally fixed place such as a television, a refrigerator, or a washing machine.
なお、本実施の形態では、単巻変圧器21の二次側中性点を接地する構成とする。これにより、自立運転時にパワーコンディショナ2から出力されるAC200Vの電圧が対地に対して位相が180度異なる2組の100Vの電圧を生成し、屋内配線の対地電圧が電気設備の技術基準で規定される150V以下とすることができ、万一の感電事故時の人体への影響を軽減することができる。
In the present embodiment, the secondary neutral point of the
また、家庭向けのシステムについて説明したが、これに限定するものではない。パワーコンディショナ側が200V以外の交流電力を出力し、単巻変圧器での分圧により100V以外の出力を得ることも可能である。 Moreover, although the system for households was demonstrated, it is not limited to this. It is also possible for the power conditioner side to output AC power other than 200V, and to obtain an output other than 100V by voltage division with the autotransformer.
つづいて、単巻変圧器21の二次側中性点の接地方法について説明する。本実施の形態では、パワーコンディショナシステムの構成として、パワーコンディショナ2の筐体内部に単巻変圧器21を収納する場合について説明する。
Next, a method for grounding the secondary neutral point of the
図5は、パワーコンディショナの筐体を経由して単巻変圧器の二次側中性点を接地する構成例を示す図である。パワーコンディショナ2の筐体の接地点29に外部からの接地線30を接続し、接地点29から単巻変圧器21の中性点に接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30が接地されていなかった場合、自立運転時にパワーコンディショナ2の筐体が屋内配線の200Vの中性点の電位となり、かつ、屋内配線の対地電圧が150V以下ではなくなる。この場合、電位を持つパワーコンディショナ2の筐体に使用者が触れる可能性がある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example in which the secondary neutral point of the autotransformer is grounded through the casing of the power conditioner. An
図6は、パワーコンディショナの筐体および単巻変圧器の二次側中性点を個別に接地する構成例を示す図である。パワーコンディショナ2の筐体の接地点29に外部からの接地線30aを接続し、また、単巻変圧器21の中性点に外部からの接地線30bを接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30aが接地されていなかった場合、パワーコンディショナ2の筐体がフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。また、誤って接地線30bが接地されていなかった場合、屋内配線の200Vの中性点がフローティングになるが、パワーコンディショナ2の筐体が接地される。さらに、誤って接地線30aと接地線30bがともに接地されていなかった場合、パワーコンディショナ2の筐体とAC200Vの中性点がともにフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。このように、自立運転時に、電位を持つパワーコンディショナ2の筐体に使用者が触れる事態を回避することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example in which the casing of the power conditioner and the secondary neutral point of the autotransformer are individually grounded. An
図6に示す構成とすることで、接地工事の不備など何らかの原因で単巻変圧器21の二次側中性点の接地線、または単巻変圧器21を収納するパワーコンディショナ2の筐体の接地線が外れた場合でも、電位を持つパワーコンディショナ2の筐体に使用者が触れる事態を回避することができる。
With the configuration shown in FIG. 6, the ground of the secondary neutral point of the
なお、パワーコンディショナ2の筐体がフローティング状態になった場合、漏洩電流が規定値以内の場合であれば問題ないが、漏洩電流が規定値を超える場合は望まれる状態ではない。そのため、パワーコンディショナ2では、単巻変圧器21の中性点と単巻変圧器21を収納するパワーコンディショナ2の筐体とが接続していないことを検出した場合、自立運転時の出力を禁止することで、より適切な接地状態を確保することができる。
When the casing of the
すなわち、図6に示す構成において、パワーコンディショナ2では、制御部12が、パワーコンディショナ2の筐体の接地点29と単巻変圧器21の中性点との間の電位差を検出し、所定値(規定された値)以上の電位差がある場合は、自立運転時の出力を禁止するように制御する。上記(単巻変圧器21の中性点、パワーコンディショナ2の筐体)の両方またはどちらか一方がフローティングのまま動作することも回避でき、利便性を向上することができる。
That is, in the configuration shown in FIG. 6, in the
以上説明したように、本実施の形態によれば、パワーコンディショナシステムでは、パワーコンディショナ2の筐体内部に単巻変圧器21を収容し、単巻変圧器21の中性点、およびパワーコンディショナ2の筐体を、それぞれ個別に外部からの接地線と接続する構成とする。これにより、単巻変圧器21の中性点をパワーコンディショナ2の筐体経由で接地する場合に、誤ってパワーコンディショナ2の筐体の接地線30aが接地されていないまたは外れた際に、電位を持つパワーコンディショナ2の筐体に使用者が触れる事態を回避することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the power conditioner system, the
また、パワーコンディショナ2の制御部12は、パワーコンディショナ2の筐体の接地点29と単巻変圧器21の中性点との間の電位差が所定値以上の電位差の場合、自立運転時の出力を禁止することとした。これにより、さらに利便性を向上することができる。
In addition, the
実施の形態2.
実施の形態1では、単巻変圧器21をパワーコンディショナ2の筐体内部に収納する構成について説明した。本実施の形態では、単巻変圧器21を分電盤14の筐体内部に収納する構成について説明する。
In the first embodiment, the configuration in which the
図7は、分電盤の筐体を経由して単巻変圧器の二次側中性点を接地する構成例を示す図である。分電盤14の筐体の接地点29に外部からの接地線30を接続し、接地点29から単巻変圧器21の中性点に接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30が接地されていなかった場合、自立運転時に分電盤14の筐体が屋内配線の200Vの中性点の電位となり、かつ、屋内配線の対地電圧が150V以下ではなくなる。この場合、電位を持つ分電盤14の筐体に使用者が触れる可能性がある。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example in which the secondary neutral point of the autotransformer is grounded via the housing of the distribution board. An
図8は、分電盤の筐体および単巻変圧器の二次側中性点を個別に接地する構成例を示す図である。分電盤14の筐体の接地点29に外部からの接地線30aを接続し、また、単巻変圧器21の中性点に外部からの接地線30bを接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30aが接地されていなかった場合、分電盤14の筐体がフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。また、誤って接地線30bが接地されていなかった場合、屋内配線の200Vの中性点がフローティングになるが、分電盤14の筐体が接地される。さらに、誤って接地線30aと接地線30bがともに接地されていなかった場合、分電盤14の筐体とAC200Vの中性点がともにフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。このように、自立運転時に、電位を持つ分電盤14の筐体に使用者が触れる事態を回避することができる。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example in which the casing of the distribution board and the secondary neutral point of the autotransformer are individually grounded. An
以上説明したように、本実施の形態によれば、パワーコンディショナシステムでは、分電盤14の筐体内部に単巻変圧器21を収容し、単巻変圧器21の中性点、および分電盤14の筐体を、それぞれ個別に外部からの接地線と接続する構成とする。この場合においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the power conditioner system, the
実施の形態3.
実施の形態1,2では、自立運転時の電力供給源を太陽電池としているが、これに限定するものではない。電力供給源を蓄電池や将来普及が見込まれる電気自動車の電池に置き換えても同様な効果を奏でることは言うまでもない。さらに、太陽電池だけでは日射量に左右されて電力供給が不安定となるため、電力供給源として、太陽電池以外に、据え置き型の蓄電池、また電気自動車用の電池を併用したシステムで構成した方が、自立運転時の家庭内電気製品への電力供給の安定度が増すことも想定される。
In the first and second embodiments, the power supply source during the self-sustaining operation is a solar cell, but this is not a limitation. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the power supply source is replaced with a storage battery or a battery of an electric vehicle that is expected to be spread in the future. Furthermore, since the power supply becomes unstable depending on the amount of solar radiation with solar cells alone, the system is configured with a system that uses both a stationary storage battery and a battery for an electric vehicle as a power supply source. However, it is also assumed that the stability of power supply to home appliances during independent operation will increase.
図9は、本実施の形態に係る太陽電池と電気自動車に搭載される電池を併用したシステムの構成例を示す図である。単線結線図で示す。図9では、電力供給源に太陽電池1と蓄電池25を設置し、それぞれの直流電力を交流電力に変化するパワーコンディショナ2a,2bを介し、その出力が分電盤14a内で、発電設備専用ブレーカ15a,15bを介して電気的に接続される。分電盤14aは、発電設備専用ブレーカを2つ備え、変流器27を備える点が分電盤14と異なる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a system in which a solar battery according to the present embodiment and a battery mounted on an electric vehicle are used in combination. Shown in single-line diagram. In FIG. 9, the solar battery 1 and the
系統連系時は、系統7の周波数に同期した電圧をそれぞれのパワーコンディショナ2a,2bが出力し、負荷9に電力を供給する。なお、蓄電池25の電力は系統7に流す(逆潮流)ことができないため、分電盤14a内に設けている変流器27により、パワーコンディショナ2bは逆潮流電流の系統7への流出を防止している。
At the time of grid connection, each
自立運転時、パワーコンディショナ2bの制御部12bが停電を検出し、分電盤14a内の電磁接触器17を開放する。次に、パワーコンディショナ2bの制御部12bは、電磁接触器20を制御して単巻変圧器21と接続し、AC200Vの電圧を出力する。また、パワーコンディショナ2bの制御部12bは、太陽電池1を電力供給源とし停電を検出して停止状態にあるパワーコンディショナ2aの制御部12aに対して、通信線26を介して自立運転への指令を与え、パワーコンディショナ2aを自立運転させる。自立運転時、両パワーコンディショナ2a,2bが出力する電圧が悪影響を及ばさないよう位相を同期させるなどの制御を必要とするが、詳細な制御の内容については割愛する。
During the autonomous operation, the
なお、ここでは、蓄電池25を電力供給源とするパワーコンディショナ2bの制御部12bが、自立運転へ移行するシステムを担っていたが、これに限定するものではない。例えば、システム全体を制御する制御部を別に設置し、2つのパワーコンディショナ2a,2bを制御する形態をとってもよい。
In addition, although the
また、図9では、パワーコンディショナ2a,2b、電磁接触器20、単巻変圧器21を個別機器としてシステムを構築しているが、これらの機器を1つの筐体28に収納した構成にすることも可能である。特に単巻変圧器21を使用することで、筐体28の小型化、軽量化を実現することができる。各機器を屋外設置に対応した筐体28に納めれば、施工工事が容易になるなどの利点も発生する。
In FIG. 9, the
つづいて、単巻変圧器21の二次側中性点の接地方法について説明する。本実施の形態では、パワーコンディショナシステムの構成として、2つのパワーコンディショナ2a,2bを含む筐体28の内部に単巻変圧器21を収納する場合について説明する。
Next, a method for grounding the secondary neutral point of the
図10は、2つのパワーコンディショナを含む筐体を経由して単巻変圧器の二次側中性点を接地する構成例を示す図である。2つのパワーコンディショナ2a,2bを含む筐体28の接地点29に外部からの接地線30を接続し、接地点29から単巻変圧器21の中性点に接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30が接地されていなかった場合、自立運転時に筐体28が屋内配線の200Vの中性点の電位となり、かつ、屋内配線の対地電圧が150V以下ではなくなる。この場合、電位を持つ筐体28に使用者が触れる可能性がある。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example in which the secondary neutral point of the autotransformer is grounded via a casing including two power conditioners. An
図11は、2つのパワーコンディショナを含む筐体および単巻変圧器の二次側中性点を個別に接地する構成例を示す図である。筐体28の接地点29に外部からの接地線30aを接続し、また、単巻変圧器21の中性点に外部からの接地線30bを接続する構成としている。このような構成では、誤って接地線30aが接地されていなかった場合、筐体28がフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。また、誤って接地線30bが接地されていなかった場合、屋内配線の200Vの中性点がフローティングになるが、筐体28が接地される。さらに、誤って接地線30aと接地線30bがともに接地されていなかった場合、筐体28とAC200Vの中性点がともにフローティングになるが、漏洩電流が規定値以内であれば問題ない。このように、自立運転時に、電位を持つ筐体28に使用者が触れる事態を回避することができる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example in which the secondary neutral point of the casing including the two power conditioners and the secondary transformer is individually grounded. An
以上説明したように、本実施の形態によれば、パワーコンディショナシステムでは、複数のパワーコンディショナを含む筐体28の内部に単巻変圧器21を収容し、単巻変圧器21の中性点、および筐体28を、それぞれ個別に外部からの接地線と接続する構成とする。この場合においても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the power conditioner system, the
なお、各実施の形態において個別に特徴的な動作を説明したが、各実施の形態を自由に組み合わせ、また、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In addition, although the characteristic operation | movement was demonstrated separately in each embodiment, each embodiment can be combined freely and it can change and abbreviate | omit each embodiment suitably.
以上のように、本発明にかかるパワーコンディショナシステムは、系統と連系したシステムに有用であり、特に、系統が停電した場合に適している。 As described above, the power conditioner system according to the present invention is useful for a system interconnected with a system, and is particularly suitable when the system has a power failure.
1 太陽電池、2,2´,2a,2b パワーコンディショナ、3 昇圧チョッパ、4 平滑コンデンサ、5 インバータ、6 開閉器、7 系統、8 開閉器、9 負荷、9a 100V負荷、9b 200V負荷、10 接続箱、11 連系用開閉器、12 制御部、13 出力端子、14,14a 分電盤、15,15a,15b 発電設備専用ブレーカ、16 分岐用ブレーカ、17 電磁接触器、18 契約ブレーカ、19 電力量計、20 電磁接触器、21 単巻変圧器、22 中性線、25 蓄電池、26 通信線、27 変流器、28 筐体、29 接地点、30,30a,30b 接地線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell, 2, 2 ', 2a, 2b Power conditioner, 3 Boost chopper, 4 Smoothing capacitor, 5 Inverter, 6 Switch, 7 System, 8 Switch, 9 Load,
Claims (5)
直流電力を交流電力に変換し、前記系統が電力供給中の系統連系時および前記系統が電力供給停止中の自立運転時において、出力端子から前記交流電力を出力するパワーコンディショナと、
前記負荷に対して前記パワーコンディショナと並列に接続可能であって、一次側電圧の入力を前記交流電力の電圧とし、二次側電圧として前記交流電力の電圧を分圧して出力し、一次側と二次側を絶縁せず、前記自立運転時に二次側の中性点を接地する単巻変圧器と、
を備え、
前記単巻変圧器の二次側の中性点、および前記単巻変圧器を収納する筐体を、それぞれ個別に外部からの接地線と接続することを特徴とするパワーコンディショナシステム。 A power conditioner system that supplies power to a load in conjunction with a grid,
A power conditioner that converts direct current power into alternating current power and outputs the alternating current power from an output terminal at the time of grid connection when the grid is supplying power and when the grid is in a self-sustaining operation when power supply is stopped.
The load can be connected in parallel with the power conditioner, and the primary voltage input is the voltage of the AC power, the voltage of the AC power is divided and output as the secondary voltage, and the primary side And a secondary transformer that does not insulate the secondary side and grounds the neutral point of the secondary side during the self-sustaining operation ,
With
A power conditioner system, wherein a neutral point on the secondary side of the autotransformer and a housing for housing the autotransformer are individually connected to an external ground line.
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナシステム。 The power conditioner performs control for prohibiting output during a self-sustained operation when a potential difference between a neutral point potential of the autotransformer and a potential of a casing housing the autotransformer is equal to or greater than a specified value. ,
The power conditioner system according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナシステム。 The housing houses the power conditioner together with the autotransformer.
The power conditioner system according to claim 1 or 2 characterized by things.
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナシステム。 The housing houses a distribution board that switches the connection between the power conditioner and the system together with the autotransformer.
The power conditioner system according to claim 1 or 2 characterized by things.
前記筐体は、前記単巻変圧器とともに、前記直流電力源と同数のパワーコンディショナを収納する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナシステム。 When there are a plurality of DC power sources, the same number of the power conditioners as the DC power sources are provided,
The casing houses the same number of power conditioners as the DC power source together with the autotransformer.
The power conditioner system according to claim 1 or 2 characterized by things.
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