JP6110093B2 - Inverter device and control method - Google Patents

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本発明は、インバータ装置、および制御方法に関する。 The present invention, inverter device, and a control method.

従来、太陽電池などによって生成される直流電力を交流電力に変換して、電力系統に供給する系統連系インバータシステムが開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a grid-connected inverter system has been developed that converts DC power generated by a solar cell or the like into AC power and supplies it to an electric power system.

図9は、従来の一般的な系統連系インバータシステムを説明するためのブロック図である。   FIG. 9 is a block diagram for explaining a conventional general grid-connected inverter system.

系統連系インバータシステムA100は、直流電源1が生成した直流電力を交流電力に変換して、電力系統Bに供給するものである。インバータ回路2は、制御回路300から入力されるPWM信号に基づいてスイッチング素子(図示しない)のスイッチングを行うことで、直流電源1から入力される直流電圧を交流電圧に変換する。制御回路300は、インバータ回路2を制御するためのPWM信号を生成して出力する。制御回路300は、直流電源1からインバータ回路2に入力される直流電圧が所定の電圧になるように制御している。すなわち、直流電圧センサ6が検出した直流電圧eを目標値e*に一致させるように、直流電圧制御部31がフィードバック制御を行っている。また、制御回路300は、インバータ回路2から出力される電流が所定の電流になるように制御している。すなわち、電流センサ4が検出した電流iを目標値に一致させるように、電流制御部38がフィードバック制御を行っている。当該目標値には、直流電圧制御部31が出力する補償値が用いられている。 The grid interconnection inverter system A100 converts the DC power generated by the DC power source 1 into AC power and supplies it to the power system B. The inverter circuit 2 converts a DC voltage input from the DC power supply 1 into an AC voltage by switching a switching element (not shown) based on the PWM signal input from the control circuit 300. The control circuit 300 generates and outputs a PWM signal for controlling the inverter circuit 2. The control circuit 300 controls the direct current voltage input from the direct current power source 1 to the inverter circuit 2 to be a predetermined voltage. That is, the DC voltage control unit 31 performs feedback control so that the DC voltage e detected by the DC voltage sensor 6 matches the target value e * . The control circuit 300 controls the current output from the inverter circuit 2 to be a predetermined current. That is, the current control unit 38 performs feedback control so that the current i detected by the current sensor 4 matches the target value. As the target value, a compensation value output from the DC voltage control unit 31 is used.

電力系統Bで瞬時電圧低下(以下では、「瞬低」とする。)が発生した場合、系統電圧とインバータ回路2の出力電圧との電圧差や位相差の拡大により、インバータ回路2の出力電流が急上昇する。出力電流が所定の電流値を超えた場合、保護機構により過電流と判断されて、インバータ回路2の運転が停止される。また、系統連系インバータシステムA100では、直流電源1の電力−電圧特性(図2参照)を利用して、最大電力点追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御が行われている。MPPT制御は、出力電力が最大になるように出力電圧を制御するものである。瞬低により系統電圧が低下しても、MPPT制御が行われるので、インバータ回路2の入力電力は低下せず、インバータ回路2の場合の出力電流が大きくなる。この場合も、出力電流が所定の電流値を超えると過電流と判断されて、インバータ回路2の運転が停止される。   When an instantaneous voltage drop (hereinafter referred to as “instantaneous drop”) occurs in the power system B, the output current of the inverter circuit 2 is increased due to an increase in voltage difference or phase difference between the system voltage and the output voltage of the inverter circuit 2. Soars. When the output current exceeds a predetermined current value, it is determined as an overcurrent by the protection mechanism, and the operation of the inverter circuit 2 is stopped. In the grid-connected inverter system A100, maximum power point tracking (MPPT) control is performed using the power-voltage characteristic of the DC power supply 1 (see FIG. 2). The MPPT control is to control the output voltage so that the output power is maximized. Since MPPT control is performed even if the system voltage is reduced due to the instantaneous drop, the input power of the inverter circuit 2 is not reduced, and the output current in the case of the inverter circuit 2 is increased. Also in this case, when the output current exceeds a predetermined current value, it is determined that the current is an overcurrent, and the operation of the inverter circuit 2 is stopped.

インバータ回路2が停止して系統連系インバータシステムA100が電力系統Bから解列すると、電力系統Bに供給される電力が低下することで、電力系統Bに連系している他の分散形電源の解列も引き起こす場合がある。これを防ぐために、過電流の発生を抑制するための方法が開発されている。例えば、インバータ回路2の出力電流が所定の値を超えた場合にパルスバイパルス過電流制御を行い、系統電圧に応じて直流電源1の出力電流を制限する方法がある(特許文献1参照)。また、電流制御部38の制御ゲインを高くして電流制御を高速化し、出力電流の上昇を抑制する方法もある。   When the inverter circuit 2 is stopped and the grid-connected inverter system A100 is disconnected from the power grid B, the power supplied to the power grid B is reduced, so that another distributed power source linked to the power grid B May also cause discontinuation. In order to prevent this, a method for suppressing the occurrence of overcurrent has been developed. For example, there is a method of performing pulse-by-pulse overcurrent control when the output current of the inverter circuit 2 exceeds a predetermined value, and limiting the output current of the DC power supply 1 according to the system voltage (see Patent Document 1). There is also a method of increasing the control gain of the current control unit 38 to speed up the current control and suppressing the increase in output current.

特開2008−228494号公報JP 2008-228494 A

パルスバイパルス過電流制御や電流制御の高速化で過電流を抑制した場合、インバータ回路2の出力電流が抑制されるので、インバータ回路2の出力電力Poutが小さくなる。そうすると、直流電源1の出力電圧が大きくなって出力電力が小さくなる(図2参照)ので、インバータ回路2の入力電力Pinが減少して、出力電力Poutと釣り合う状態になる。また、系統電圧に応じて直流電源1の出力電流を制限する場合も、入力電力Pinを減少させて、出力電力Poutと釣り合う状態にするものである。   When overcurrent is suppressed by pulse-by-pulse overcurrent control or speeding up of current control, the output current of the inverter circuit 2 is suppressed, so the output power Pout of the inverter circuit 2 is reduced. Then, since the output voltage of the DC power supply 1 increases and the output power decreases (see FIG. 2), the input power Pin of the inverter circuit 2 decreases and becomes balanced with the output power Pout. Also, when the output current of the DC power source 1 is limited according to the system voltage, the input power Pin is reduced to balance the output power Pout.

その後、瞬低から回復して、系統電圧が復帰した場合、出力電力Poutが回復する。しかし、出力電力Poutの回復が遅れると、電力系統Bに供給される電力が回復されず、電力系統Bに連系している他の分散形電源の解列を引き起こす場合がある。これを回避するために、系統連系インバータシステムA100の電圧低下耐量を規定する要件が、FRT(Fault Ride Through)要件として、世界的に規定され始めている。現在、日本でのFRT要件は、暫定の要件であるが、電圧復帰後0.1秒以内に電圧低下前の80%以上に出力を回復させることが規定されている。   Thereafter, when the system voltage recovers from the instantaneous drop, the output power Pout is recovered. However, if the recovery of the output power Pout is delayed, the power supplied to the power system B may not be recovered, and there may be a case where other distributed power sources connected to the power system B are disconnected. In order to avoid this, a requirement for defining the voltage drop tolerance of the grid-connected inverter system A100 is beginning to be defined worldwide as a FRT (Fault Ride Through) requirement. Currently, the FRT requirement in Japan is a provisional requirement, but it is stipulated that the output is recovered to 80% or more before the voltage drop within 0.1 second after the voltage is restored.

瞬低から回復して系統電圧が復帰すると、出力電力Poutの増加に応じて、直流電源1の出力電圧が小さくなって出力電力が大きくなる(図2参照)ので、入力電力Pinが増加して、出力電力Poutと釣り合う状態になる。しかし、瞬低中も直流電圧制御部31が制御を行っており、電流の目標値が変化しているので、インバータ回路2の出力電流は変化している。瞬低から回復したときに当該出力電流が瞬低前の出力電流より小さかった場合、出力電力Poutは瞬低前より小さくなる。この場合、MPPT制御によって入力電力Pinが増加することで、出力電力Poutが増加し、瞬低前のレベルに戻る。しかし、MPPT制御は直流電圧目標値e*を増減させて最大電力点を探索するものなので、入力電力Pinの増加に時間がかかる。したがって、出力電力Poutが瞬低前の80%に達するまでに0.1秒を経過する場合があり、FRT要件を満たせなくなる。 When the system voltage recovers after recovering from the instantaneous drop, the output voltage of the DC power source 1 decreases and the output power increases as the output power Pout increases (see FIG. 2), so the input power Pin increases. The output power Pout is balanced. However, since the DC voltage control unit 31 performs the control even during the momentary drop and the target value of the current changes, the output current of the inverter circuit 2 changes. When the output current is smaller than the output current before the voltage drop when recovering from the voltage drop, the output power Pout becomes smaller than that before the voltage drop. In this case, when the input power Pin is increased by the MPPT control, the output power Pout is increased and returns to the level before the instantaneous drop. However, since the MPPT control searches for the maximum power point by increasing / decreasing the DC voltage target value e * , it takes time to increase the input power Pin. Therefore, 0.1 seconds may elapse until the output power Pout reaches 80% before the instantaneous drop, and the FRT requirement cannot be satisfied.

一方、瞬低から回復したときにインバータ回路2の出力電流が瞬低前の出力電流より大きかった場合、出力電力Poutは瞬低前より大きくなる。しかし、入力電力Pinは瞬低前より大きくならないので、入力電力Pinが不足して、インバータ回路2が停止される場合がある。   On the other hand, when the output current of the inverter circuit 2 is larger than the output current before the voltage drop when recovering from the voltage drop, the output power Pout becomes larger than that before the voltage drop. However, since the input power Pin does not become larger than before the instantaneous drop, the input power Pin may be insufficient and the inverter circuit 2 may be stopped.

本発明は上述した事情のもとで考え出されたものであって、瞬低から回復したときに、出力電力Poutを瞬低前のレベルに高速に復帰させることができる、インバータ回路の制御回路を提供することをその目的としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and is a control circuit for an inverter circuit capable of quickly returning the output power Pout to the level before the voltage drop when recovering from the voltage drop. The purpose is to provide.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供されるインバータ装置は、太陽電池が出力する直流電力を直接入力され、交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御回路とを備えているインバータ装置であって、前記制御回路は、前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する直流電圧制御手段と、前記インバータ回路の出力電流を制御するための電流補償値を生成する電流制御手段と、前記電流制御手段の電流目標値として、前記直流電圧補償値を用いる第1の状態と、固定値を用いる第2の状態とを切り替える切替手段とを備え、前記切替手段は、前記電力系統で瞬時電圧低下が発生した場合に、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替え、前記直流電圧制御手段は、前記第2の状態においては、前記インバータ回路の入力電圧の制御を行わないことを特徴とする。 An inverter device provided by the first aspect of the present invention includes an inverter circuit that is directly input with DC power output from a solar cell, converts the DC power into AC power, and supplies the AC power to a power system, and a control circuit that controls the inverter circuit The control circuit includes a DC voltage control means for generating a DC voltage compensation value for controlling an input voltage of the inverter circuit, and an output current of the inverter circuit. Current control means for generating a current compensation value, and switching means for switching between a first state using the DC voltage compensation value and a second state using a fixed value as a current target value of the current control means. wherein the switching means, when the instantaneous voltage drop in the power system occurs, the switching from the first state to the second state, the DC voltage control means Wherein in the second state, characterized in that it does not perform the control of the input voltage of the inverter circuit.

本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置は、太陽電池が出力する直流電圧を昇降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路から出力される直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御回路とを備えているインバータ装置であって、前記制御回路は、前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する直流電圧制御手段と、前記インバータ回路の出力電流を制御するための電流補償値を生成する電流制御手段と、 前記電流制御手段の電流目標値として、前記直流電圧補償値を用いる第1の状態と、固定値を用いる第2の状態とを切り替える切替手段とを備え、前記切替手段は、前記電力系統で瞬時電圧低下が発生した場合に、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替え、前記制御回路は、前記切替手段によって第2の状態に切り替えられている間、前記DC/DCコンバータ回路の昇圧比を固定することを特徴とする。 The inverter device provided by the second aspect of the present invention includes a DC / DC converter circuit that steps up and down a DC voltage output from a solar cell, and converts DC power output from the DC / DC converter circuit into AC power. An inverter circuit for supplying power to the power system and a control circuit for controlling the inverter circuit, the control circuit having a DC voltage compensation value for controlling an input voltage of the inverter circuit. DC voltage control means for generating, current control means for generating a current compensation value for controlling the output current of the inverter circuit, and a first target that uses the DC voltage compensation value as a current target value of the current control means. Switching means for switching between a state and a second state using a fixed value, wherein the switching means causes an instantaneous voltage drop in the power system. The control circuit switches from the first state to the second state, and the control circuit fixes the step-up ratio of the DC / DC converter circuit while being switched to the second state by the switching means. It is characterized by that.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切替手段は、前記直流電圧制御手段から入力される前記直流電圧補償値を前記電流目標値として前記電流制御手段に出力することで前記第1の状態とし、前記固定値を前記電流目標値として前記電流制御手段に出力することで前記第2の状態とする。   In a preferred embodiment of the present invention, the switching means sets the first state by outputting the DC voltage compensation value input from the DC voltage control means as the current target value to the current control means. The fixed state is output to the current control means as the current target value to achieve the second state.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切替手段は、前記インバータ回路の入力電圧とその目標値との偏差を前記直流電圧制御手段に出力することで前記第1の状態とし、ゼロを前記直流電圧制御手段に出力することで前記第2の状態とする。   In a preferred embodiment of the present invention, the switching means sets the first state by outputting a deviation between the input voltage of the inverter circuit and its target value to the DC voltage control means, and sets zero to the DC The second state is obtained by outputting the voltage to the voltage control means.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記固定値は、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替えた時の前記直流電圧補償値である。   In a preferred embodiment of the present invention, the fixed value is the DC voltage compensation value when the first state is switched to the second state.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切替手段は、瞬時電圧低下から回復した後に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える。   In a preferred embodiment of the present invention, the switching means switches from the second state to the first state after recovering from an instantaneous voltage drop.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切替手段は、前記インバータ回路の入力電圧が所定値以下になった場合に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える。   In a preferred embodiment of the present invention, the switching means switches from the second state to the first state when the input voltage of the inverter circuit becomes a predetermined value or less.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記切替手段は、前記瞬時電圧低下から回復したときから所定時間経過後に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える。   In a preferred embodiment of the present invention, the switching means switches from the second state to the first state after a predetermined time has elapsed since the recovery from the instantaneous voltage drop.

本発明の第3の側面によって提供される制御方法は、太陽電池が出力する直流電力を直接入力され、交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路を制御する制御方法であって、前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する第1の工程と、前記電力系統で瞬時電圧低下が発生したことを検出する第2の工程と、前記第2の工程で発生したことが検出されるまでの第1の状態では、前記直流電圧補償値を電流目標値として電流補償値を生成し、前記第2の工程で発生したことが検出された後の第2の状態では、前記直流電圧補償値に代えて固定値を前記電流目標値として前記電流補償値を生成する第3の工程とを備え、前記第2の状態においては、前記インバータ回路の入力電圧の制御を行わないことを特徴とする。 A control method provided by the third aspect of the present invention is a control method for controlling an inverter circuit that is directly inputted with direct-current power output from a solar cell, converted into alternating-current power, and supplied to an electric power system. Generated in the first step of generating a DC voltage compensation value for controlling the input voltage of the inverter circuit, the second step of detecting that an instantaneous voltage drop has occurred in the power system, and the second step In the first state until it is detected that the current has been detected, a current compensation value is generated using the DC voltage compensation value as a current target value, and the second state after the occurrence of the current in the second step is detected . And a third step of generating the current compensation value using a fixed value instead of the DC voltage compensation value as the current target value, and in the second state, the input voltage of the inverter circuit that does not control And butterflies.

本発明によると、第1の状態においては、直流電圧補償値を電流目標値として出力電流が制御されるので、インバータ回路の入力電圧に応じて出力電流が変化する。一方、第2の状態においては、固定値を電流目標値として出力電流が制御されるので、出力電流が一定に保たれる。瞬低からの回復時に第2の状態になっていると、出力電流は変化せず、出力電圧は大きくなるので、出力電力をすぐに大きくすることができる。また、瞬低が発生した時に第1の状態から第2の状態に切り替え、このときの直流電圧補償値を固定値として用いる場合、瞬低から回復したときに、出力電力を瞬低前のレベルに高速に復帰させることができる。   According to the present invention, in the first state, since the output current is controlled using the DC voltage compensation value as the current target value, the output current changes according to the input voltage of the inverter circuit. On the other hand, in the second state, the output current is controlled using the fixed value as the current target value, so that the output current is kept constant. If it is in the second state at the time of recovery from the instantaneous drop, the output current does not change and the output voltage increases, so that the output power can be increased immediately. In addition, when a voltage drop occurs, the first state is switched to the second state, and the DC voltage compensation value at this time is used as a fixed value. Can be restored to high speed.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

第1実施形態に係る制御回路を備えた系統連系インバータシステムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the grid connection inverter system provided with the control circuit which concerns on 1st Embodiment. 太陽電池の電力−電圧特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electric power-voltage characteristic of a solar cell. 第1実施形態に係る制御回路の内部構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the internal structure of the control circuit which concerns on 1st Embodiment. 切替部が行う切替処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the switching process which a switching part performs. 瞬低が発生した時のインバータ回路の入力電力および出力電力の状態を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the state of the input electric power of an inverter circuit when an instantaneous drop generate | occur | produces, and the state of output electric power. 第2実施形態に係る制御回路の内部構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the internal structure of the control circuit which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る系統連系インバータシステムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the grid connection inverter system which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係るDC/DCコンバータ回路の制御回路の内部構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the internal structure of the control circuit of the DC / DC converter circuit which concerns on 3rd Embodiment. 従来の一般的な系統連系インバータシステムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the conventional general grid connection inverter system.

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る制御回路を系統連系インバータシステムに用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking as an example the case where a control circuit according to the present invention is used in a grid-connected inverter system.

図1は、第1実施形態に係る制御回路を備えた系統連系インバータシステムを説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a grid-connected inverter system including a control circuit according to the first embodiment.

系統連系インバータシステムAは、分散形電源であり、直流電源1、インバータ回路2、制御回路3、電流センサ4、電圧センサ5、および直流電圧センサ6を備えている。系統連系インバータシステムAは、三相の電力系統Bに連系している。なお、以下では3つの相をU相、V相およびW相とする。系統連系インバータシステムAは、直流電源1が出力する直流電力をインバータ回路2によって交流電力に変換し、図示しない負荷に供給する。負荷には、電力系統Bからも電力が供給される。また、系統連系インバータシステムAは、逆潮流ありのシステムであり、交流電力を電力系統Bにも供給する。なお、図示しないが、インバータ回路2の出力側には、交流電圧を昇圧(または降圧)するための変圧器が設けられている。インバータ回路2、制御回路3、電流センサ4、電圧センサ5、および直流電圧センサ6をまとめたものがインバータ装置であり、いわゆるパワーコンディショナと呼ばれるものである。   The grid-connected inverter system A is a distributed power source, and includes a DC power source 1, an inverter circuit 2, a control circuit 3, a current sensor 4, a voltage sensor 5, and a DC voltage sensor 6. The grid interconnection inverter system A is linked to the three-phase power grid B. Hereinafter, the three phases are referred to as a U phase, a V phase, and a W phase. The grid interconnection inverter system A converts the DC power output from the DC power source 1 into AC power by the inverter circuit 2 and supplies it to a load (not shown). The load is also supplied with power from the power system B. The grid interconnection inverter system A is a system with a reverse power flow, and supplies AC power to the power system B. Although not shown, a transformer for boosting (or stepping down) the AC voltage is provided on the output side of the inverter circuit 2. A combination of the inverter circuit 2, the control circuit 3, the current sensor 4, the voltage sensor 5, and the DC voltage sensor 6 is an inverter device, which is called a so-called power conditioner.

電力系統Bには瞬低検出装置Cが設けられていて、電力系統Bで瞬低が発生したことを検出し、検出信号を制御回路3に出力する。なお、系統連系インバータシステムAが瞬低検出装置Cを備えるようにしてもよい。   The power system B is provided with a voltage sag detector C, detects that a power sag has occurred in the power system B, and outputs a detection signal to the control circuit 3. Note that the grid interconnection inverter system A may include a voltage sag detector C.

直流電源1は、直流電力を出力するものであり、太陽電池を備えている。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源1は、生成された直流電力を、インバータ回路2に出力する。   The DC power supply 1 outputs DC power and includes a solar battery. A solar cell generates direct-current power by converting solar energy into electrical energy. The DC power source 1 outputs the generated DC power to the inverter circuit 2.

図2は、太陽電池の電力−電圧特性を説明するための図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the power-voltage characteristics of the solar cell.

同図において、横軸は太陽電池の出力電圧であり、縦軸は太陽電池の出力電力である。同図に示すように、太陽電池の出力電力は、最大出力動作電圧Vpmのときに最大出力Pmaxになる。出力電圧が電圧Vpm以下の場合、出力電圧が上昇するに応じて出力電力も上昇し、出力電圧が低下するに応じて出力電力も低下する。一方、出力電圧が電圧Vpm以上の場合、出力電圧が上昇するに応じて出力電力は低下し、出力電圧が低下するに応じて出力電力は上昇する。開放電圧Vocは出力電力がゼロになる電圧であり、太陽電池の出力電圧は開放電圧Vocより大きくならない。直流電源1の電力−電圧特性も同様の特性になる。   In the figure, the horizontal axis represents the output voltage of the solar cell, and the vertical axis represents the output power of the solar cell. As shown in the figure, the output power of the solar cell becomes the maximum output Pmax at the maximum output operating voltage Vpm. When the output voltage is equal to or lower than the voltage Vpm, the output power increases as the output voltage increases, and the output power decreases as the output voltage decreases. On the other hand, when the output voltage is equal to or higher than the voltage Vpm, the output power decreases as the output voltage increases, and the output power increases as the output voltage decreases. The open circuit voltage Voc is a voltage at which the output power becomes zero, and the output voltage of the solar cell does not become larger than the open circuit voltage Voc. The power-voltage characteristics of the DC power supply 1 are also similar.

図1に戻って、インバータ回路2は、直流電源1から入力される直流電力を交流電力に変換して出力するものである。インバータ回路2は、図示しないPWM制御インバータとフィルタとを備えている。PWM制御インバータは、図示しない3組6個のスイッチング素子を備えた三相インバータであり、制御回路3から入力されるPWM信号に基づいて各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで直流電力を交流電力に変換する。フィルタは、スイッチングによる高周波成分を除去する。インバータ回路2の入力側の正極および負極は、直流電源1の正極および負極にそれぞれ接続されているので、インバータ回路2の入力電圧は直流電源1の出力電圧に一致する。   Returning to FIG. 1, the inverter circuit 2 converts DC power input from the DC power source 1 into AC power and outputs the AC power. The inverter circuit 2 includes a PWM control inverter and a filter (not shown). The PWM control inverter is a three-phase inverter provided with three sets of six switching elements (not shown). Based on the PWM signal input from the control circuit 3, each switching element is switched on and off to generate DC power. Convert to AC power. The filter removes high frequency components due to switching. Since the positive and negative electrodes on the input side of the inverter circuit 2 are respectively connected to the positive and negative electrodes of the DC power supply 1, the input voltage of the inverter circuit 2 matches the output voltage of the DC power supply 1.

電流センサ4は、インバータ回路2の三相の出力電流の瞬時値をそれぞれ検出するものである。電流センサ4は、検出した瞬時値をディジタル変換して、電流信号iu,iv,iw(3つの電流信号をまとめて「電流信号i」と記載する場合がある。)として制御回路3に出力する。電圧センサ5は、インバータ回路2の三相の出力電圧の瞬時値をそれぞれ検出するものである。電圧センサ5は、検出した瞬時値をディジタル変換して、電圧信号vu,vv,vw(3つの電圧信号をまとめて「電圧信号v」と記載する場合がある。)として制御回路3に出力する。 The current sensor 4 detects an instantaneous value of the three-phase output current of the inverter circuit 2. The current sensor 4 converts the detected instantaneous value into a digital signal, and controls the control circuit 3 as current signals i u , i v , i w (the three current signals may be collectively described as “current signal i”). Output to. The voltage sensor 5 detects an instantaneous value of the three-phase output voltage of the inverter circuit 2. The voltage sensor 5 converts the detected instantaneous value into a digital signal and outputs it as a voltage signal v u , v v , v w (the three voltage signals may be collectively described as “voltage signal v”). Output to.

直流電圧センサ6は、インバータ回路2の入力電圧(すなわち、直流電源1の出力電圧)の瞬時値を検出するものである。直流電圧センサ6は、検出した瞬時値をディジタル変換して、直流電圧信号eとして制御回路3に出力する。直流電圧センサ6は、インバータ回路2の入力側の正極と負極との間に設けられた電解コンデンサ(図示しない)の端子間電圧を検出している。直流電圧制御を行っている間は直流電圧が一定の電圧に制御され、電解コンデンサに蓄えられる電力も一定になっているので、インバータ回路2に入力される電力は、直流電源1が出力する電力に一致する。   The DC voltage sensor 6 detects an instantaneous value of the input voltage of the inverter circuit 2 (that is, the output voltage of the DC power supply 1). The DC voltage sensor 6 digitally converts the detected instantaneous value and outputs it to the control circuit 3 as a DC voltage signal e. The DC voltage sensor 6 detects a voltage between terminals of an electrolytic capacitor (not shown) provided between a positive electrode and a negative electrode on the input side of the inverter circuit 2. While the DC voltage control is being performed, the DC voltage is controlled to a constant voltage, and the power stored in the electrolytic capacitor is also constant. Therefore, the power input to the inverter circuit 2 is the power output from the DC power supply 1. Matches.

制御回路3は、インバータ回路2を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路3は、電流センサ4より入力される電流信号i、電圧センサ5より入力される電圧信号v、および、直流電圧センサ6より入力される直流電圧信号eに基づいてPWM信号を生成して、インバータ回路2に出力する。   The control circuit 3 controls the inverter circuit 2 and is realized by, for example, a microcomputer. The control circuit 3 generates a PWM signal based on the current signal i input from the current sensor 4, the voltage signal v input from the voltage sensor 5, and the DC voltage signal e input from the DC voltage sensor 6. To the inverter circuit 2.

図3は、制御回路3の内部構成を説明するための機能ブロック図である。   FIG. 3 is a functional block diagram for explaining the internal configuration of the control circuit 3.

制御回路3は、直流電圧制御部31、切替部32、無効電力算出部34、無効電力制御部35、切替部36、電流制御部38、および、PWM信号生成部39を備えている。なお、図示しないが、制御回路3には、直流電圧センサ6から入力される直流電圧信号eに基づいて過電圧を検出する過電圧検出部、電流センサ4から入力される電流信号iに基づいて過電流を検出する過電流検出部が備えられている。そして、過電圧または過電流が検出された場合に、PWM信号生成部39によるPWM信号の生成が停止され、系統連系インバータシステムAと電力系統Bとの接続が遮断されることで、系統連系インバータシステムAが電力系統Bから解列するようになっている。   The control circuit 3 includes a DC voltage control unit 31, a switching unit 32, a reactive power calculation unit 34, a reactive power control unit 35, a switching unit 36, a current control unit 38, and a PWM signal generation unit 39. Although not shown, the control circuit 3 includes an overvoltage detection unit that detects an overvoltage based on the DC voltage signal e input from the DC voltage sensor 6, and an overcurrent based on the current signal i input from the current sensor 4. Is provided with an overcurrent detection unit. When an overvoltage or overcurrent is detected, the generation of the PWM signal by the PWM signal generation unit 39 is stopped, and the connection between the grid-connected inverter system A and the power grid B is cut off. The inverter system A is disconnected from the power system B.

直流電圧制御部31は、インバータ回路2の入力電圧の制御を行うためのものである。直流電圧制御部31は、直流電圧センサ6より出力される直流電圧信号eと直流電圧目標値e*との偏差Δe(=e*−e)を入力されて、当該偏差をゼロにするための直流電圧補償値を切替部32に出力する。直流電圧制御部31は、例えば、PI制御(比例積分制御)を行っている。 The DC voltage control unit 31 is for controlling the input voltage of the inverter circuit 2. The DC voltage control unit 31 receives a deviation Δe (= e * −e) between the DC voltage signal e output from the DC voltage sensor 6 and the DC voltage target value e *, and makes the deviation zero. The DC voltage compensation value is output to the switching unit 32. The DC voltage control unit 31 performs, for example, PI control (proportional integration control).

系統連系インバータシステムAでは、直流電源1の電力−電圧特性(図2参照)を利用して、MPPT制御が行われている。本実施形態では、直流電圧目標値e*を微小変動させて直流電圧制御を行うことで、直流電源1の出力電圧を変化させ、直流電源1の出力電力がより大きくなるように直流電圧目標値e*を変更する。これにより、直流電圧目標値e*が最大出力動作電圧Vpmになり、直流電源1から出力される電力が最大になるようにしている。 In the grid-connected inverter system A, MPPT control is performed using the power-voltage characteristic of the DC power supply 1 (see FIG. 2). In the present embodiment, the direct current voltage target value e * is slightly changed to perform direct current voltage control, thereby changing the output voltage of the direct current power source 1 so that the output power of the direct current power source 1 becomes larger. Change e * . As a result, the DC voltage target value e * becomes the maximum output operating voltage Vpm, and the power output from the DC power supply 1 is maximized.

切替部32は、電流制御部38が用いるd軸電流目標値を切り替えるものである。後述するように、電流制御部38は、電流信号iu,iv,iwをd軸電流信号idおよびq軸電流信号iqに変換して制御を行う。d軸電流目標値は、d軸電流信号idの目標値として用いられる。切替部32は、直流電圧制御部31から入力される直流電圧補償値と固定値とを切り替えて、d軸電流目標値として電流制御部38に出力する。切替部32が直流電圧補償値をd軸電流目標値として出力する状態を「第1の状態」とする。また、切替部32が固定値をd軸電流目標値として出力する状態を「第2の状態」とする。 The switching unit 32 switches the d-axis current target value used by the current control unit 38. As will be described later, the current control unit 38 performs control by converting the current signals i u , i v , and i w into a d-axis current signal i d and a q-axis current signal i q . d-axis current target value is used as a target value of d-axis current signal i d. The switching unit 32 switches between the DC voltage compensation value and the fixed value input from the DC voltage control unit 31 and outputs them to the current control unit 38 as a d-axis current target value. The state in which the switching unit 32 outputs the DC voltage compensation value as the d-axis current target value is referred to as a “first state”. The state in which the switching unit 32 outputs the fixed value as the d-axis current target value is referred to as a “second state”.

切替部32は、直流電圧制御部31から入力される直流電圧補償値を記録するための記録部33を備えている。第1の状態とする場合、切替部32は、入力される直流電圧補償値を記録部33に上書き記録し、当該上書きされた直流電圧補償値を出力する。これにより、直流電圧制御部31から入力される直流電圧補償値が、d軸電流目標値として電流制御部38に出力される。一方、第2の状態とする場合、切替部32は、入力される直流電圧補償値を記録部33に上書き記録することなく、記録部33に記録されている直流電圧補償値を出力する。これにより、固定値が、d軸電流目標値として電流制御部38に出力される。   The switching unit 32 includes a recording unit 33 for recording the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 31. In the first state, the switching unit 32 overwrites and records the input DC voltage compensation value in the recording unit 33 and outputs the overwritten DC voltage compensation value. As a result, the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 31 is output to the current control unit 38 as the d-axis current target value. On the other hand, in the second state, the switching unit 32 outputs the DC voltage compensation value recorded in the recording unit 33 without overwriting the input DC voltage compensation value in the recording unit 33. As a result, the fixed value is output to the current control unit 38 as the d-axis current target value.

切替部32は、瞬低検出装置Cより入力される瞬低検出信号と直流電圧センサ6より入力される直流電圧信号eとに基づいて、第1の状態と第2の状態とを切り替える。切替部32は、瞬低が発生するまでは第1の状態を継続しており、瞬低が発生した場合に第1の状態から第2の状態に切り替える。本実施形態では、瞬低検出信号を、電力系統Bで瞬低が発生した時にローレベルからハイレベルに切り替わり、瞬低から回復した時にハイレベルからローレベルに切り替わるパルス信号としている。したがって、切替部32は、瞬低検出信号がローレベルからハイレベルに切り替わった時に、第1の状態から第2の状態に切り替えるようになっている。また、切替部32は、瞬低から回復して、直流電源1の出力電圧が瞬低の発生直前のレベルに戻った時に、第2の状態から第1の状態に切り替える。すなわち、切替部32は、瞬低検出信号がハイレベルからローレベルに切り替わった後、直流電圧信号eの値が閾値以下になった場合に、第2の状態から第1の状態に切り替える。本実施形態では、閾値を、瞬低の発生直前の直流電圧目標値に検出誤差を加えた値にしている。   The switching unit 32 switches between the first state and the second state based on the voltage drop detection signal input from the voltage drop detection device C and the DC voltage signal e input from the DC voltage sensor 6. The switching unit 32 continues the first state until the instantaneous drop occurs, and switches from the first state to the second state when the instantaneous drop occurs. In this embodiment, the voltage sag detection signal is a pulse signal that switches from a low level to a high level when a voltage sag occurs in the power system B and switches from a high level to a low level when the power system B recovers from the voltage sag. Therefore, the switching unit 32 switches from the first state to the second state when the instantaneous drop detection signal is switched from the low level to the high level. Further, the switching unit 32 switches from the second state to the first state when recovering from the instantaneous drop and the output voltage of the DC power supply 1 returns to the level immediately before the occurrence of the instantaneous drop. That is, the switching unit 32 switches from the second state to the first state when the value of the DC voltage signal e becomes equal to or less than the threshold value after the instantaneous drop detection signal is switched from the high level to the low level. In the present embodiment, the threshold value is set to a value obtained by adding a detection error to the DC voltage target value immediately before the occurrence of the instantaneous drop.

図4は、切替部32が行う切替処理を説明するためのフローチャートである。切替処理は、インバータ回路2が電力変換動作を行っている間、すなわち、制御回路3がPWM信号を出力している間、常に実行されている。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the switching process performed by the switching unit 32. The switching process is always executed while the inverter circuit 2 performs the power conversion operation, that is, while the control circuit 3 outputs the PWM signal.

まず、瞬低が発生したか否かが判別される(S1)。具体的には、瞬低検出装置Cより入力される瞬低検出信号がローレベルからハイレベルに切り替わったか否かが判別される。瞬低が発生していない場合(S1:NO)、直流電圧制御部31から直流電圧補償値が入力され(S2)、記録部33に上書き記録される(S3)。そして、上書き記録された直流電圧補償値が電流制御部38に出力されて(S4)、ステップS1に戻る。つまり、瞬低が発生する(S1:YES)まで、直流電圧制御部31から入力される直流電圧補償値の出力(S2〜S4)が継続される(第1の状態)。   First, it is determined whether or not an instantaneous drop has occurred (S1). Specifically, it is determined whether or not the voltage sag detection signal input from the voltage sag detector C is switched from a low level to a high level. When the instantaneous drop does not occur (S1: NO), the DC voltage compensation value is input from the DC voltage control unit 31 (S2), and is overwritten and recorded in the recording unit 33 (S3). Then, the overwritten DC voltage compensation value is output to the current control unit 38 (S4), and the process returns to step S1. That is, the output of the DC voltage compensation value (S2 to S4) input from the DC voltage control unit 31 is continued until the instantaneous drop occurs (S1: YES) (first state).

ステップS1において、瞬低が発生した場合(S1:YES)、すなわち、瞬低検出信号がローレベルからハイレベルに切り替わった場合、瞬低が継続しているか否かが判別される(S5)。具体的には、瞬低検出信号がハイレベルであるか否かが判別される。瞬低が継続している場合(S5:YES)、記録部33に記録されている直流電圧補償値が電流制御部38に出力されて(S6)、ステップS5に戻る。ステップS5において、瞬低から回復した場合(S5:NO)、直流電圧センサ6より入力される直流電圧信号eの値が閾値以下であるか否かが判別される(S7)。閾値以下の場合(S7:YES)、すなわち、瞬低前のレベルに戻った場合、ステップS2に進んで、第1の状態に戻る。一方、閾値より大きい場合(S7:NO)、すなわち、まだ瞬低前のレベルに戻っていない場合、ステップS6に進んで、ステップS5に戻る。すなわち、瞬低から回復して(S5:NO)、直流電圧信号eの値が瞬低前のレベルに戻る(S7:YES)まで、固定値の出力(S6)が継続される(第2の状態)。   In step S1, if a voltage drop occurs (S1: YES), that is, if the voltage drop detection signal is switched from a low level to a high level, it is determined whether the voltage drop continues (S5). Specifically, it is determined whether or not the instantaneous drop detection signal is at a high level. When the voltage drop continues (S5: YES), the DC voltage compensation value recorded in the recording unit 33 is output to the current control unit 38 (S6), and the process returns to step S5. In step S5, when recovering from the instantaneous drop (S5: NO), it is determined whether or not the value of the DC voltage signal e input from the DC voltage sensor 6 is equal to or less than a threshold value (S7). If it is equal to or less than the threshold (S7: YES), that is, if the level returns to the level before the voltage drop, the process proceeds to step S2 and returns to the first state. On the other hand, when it is larger than the threshold (S7: NO), that is, when the level has not yet returned to the level before the instantaneous drop, the process proceeds to step S6 and returns to step S5. That is, recovery from the instantaneous drop (S5: NO) and the output of the fixed value (S6) is continued until the value of the DC voltage signal e returns to the level before the instantaneous drop (S7: YES) (the second value) State).

なお、切替部32が行う切替処理は、上述したものに限定されず、瞬低が発生した時に第1の状態から第2の状態に切り替え、瞬低の回復後、直流電源1の出力電圧が瞬低前のレベルに戻った時に、第2の状態から第1の状態に切り替えるものであればよい。例えば、第1の状態の間は直流電圧制御部31から入力される直流電圧補償値をそのまま出力し、第1の状態から第2の状態に切り替える時に直流電圧補償値を記録部33に記録し、第2の状態の間は記録部33に記録された値を出力するようにしてもよい。   Note that the switching process performed by the switching unit 32 is not limited to the above-described one, and the switching from the first state to the second state is performed when a voltage sag occurs. What is necessary is just to switch from a 2nd state to a 1st state when it returns to the level before a sag. For example, the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 31 is output as it is during the first state, and the DC voltage compensation value is recorded in the recording unit 33 when switching from the first state to the second state. The value recorded in the recording unit 33 may be output during the second state.

無効電力算出部34は、インバータ回路2が出力する無効電力を算出するものである。無効電力算出部34は、電流センサ4より入力される電流信号iと電圧センサ5より入力される電圧信号vとに基づいて、無効電力値Qを算出して出力する。   The reactive power calculator 34 calculates reactive power output from the inverter circuit 2. The reactive power calculator 34 calculates and outputs a reactive power value Q based on the current signal i input from the current sensor 4 and the voltage signal v input from the voltage sensor 5.

無効電力制御部35は、インバータ回路2が出力する無効電力の制御を行うためのものである。無効電力制御部35は、無効電力算出部34より出力される無効電力値Qと無効電力目標値Q*との偏差ΔQ(=Q*−Q)を入力されて、当該偏差をゼロにするための無効電力補償値を切替部36に出力する。無効電力制御部35は、例えば、PI制御を行っている。 The reactive power control unit 35 is for controlling the reactive power output from the inverter circuit 2. The reactive power control unit 35 receives a deviation ΔQ (= Q * −Q) between the reactive power value Q and the reactive power target value Q * output from the reactive power calculation unit 34, and sets the deviation to zero. Are output to the switching unit 36. The reactive power control unit 35 performs, for example, PI control.

切替部36は、電流制御部38が用いるq軸電流目標値を切り替えるものである。q軸電流目標値は、q軸電流信号iqの目標値として電流制御部38で用いられる。切替部36は、無効電力制御部35から入力される無効電力補償値と固定値とを切り替えて、q軸電流目標値として電流制御部38に出力する。切替部36は、切替部32と同様の構成であり、無効電力制御部35から入力される無効電力補償値を記録するための記録部37を備えている。また、切替部36は、切替部32と同様に、図4に示す切替処理を行う。 The switching unit 36 switches the q-axis current target value used by the current control unit 38. The q-axis current target value is used by the current control unit 38 as the target value of the q-axis current signal iq . The switching unit 36 switches between the reactive power compensation value and the fixed value input from the reactive power control unit 35 and outputs them to the current control unit 38 as a q-axis current target value. The switching unit 36 has the same configuration as the switching unit 32, and includes a recording unit 37 for recording the reactive power compensation value input from the reactive power control unit 35. Further, the switching unit 36 performs the switching process shown in FIG.

つまり、切替部36は、瞬低が発生する(S1:YES)までは、第1の状態として、無効電力制御部35から入力される無効電力補償値をq軸電流目標値として電流制御部38に出力する(S2〜S4)。瞬低が発生した場合(S1:YES)は、瞬低から回復して(S5:NO)、直流電圧信号eの値が瞬低前のレベルに戻る(S7:YES)まで、第2の状態として、上書きされずに記録部37に記録されている無効電力補償値をq軸電流目標値として電流制御部38に出力する(S6)。   That is, the switching unit 36 uses the reactive power compensation value input from the reactive power control unit 35 as the q-axis current target value as the first state until the instantaneous drop occurs (S1: YES). (S2 to S4). When a voltage drop occurs (S1: YES), the second state is restored until the voltage drop recovers from the voltage drop (S5: NO) and the value of the DC voltage signal e returns to the level before the voltage drop (S7: YES). The reactive power compensation value recorded in the recording unit 37 without being overwritten is output to the current control unit 38 as the q-axis current target value (S6).

なお、瞬低回復時のq軸電流目標値が瞬低前と異なっていたとしても、インバータ回路2の出力電流の無効成分が変化するだけで、出力電力Poutにあまり影響を与えないので、q軸電流目標値を固定値に切り替えないようにしてもよい。つまり、切替部36を設けないようにしてもよい。   Even if the q-axis current target value at the time of recovery from the voltage sag is different from that before the voltage sag, the ineffective component of the output current of the inverter circuit 2 only changes and does not affect the output power Pout so much. The shaft current target value may not be switched to a fixed value. That is, the switching unit 36 may not be provided.

電流制御部38は、インバータ回路2の出力電流の制御を行うためのものである。電流制御部38は、電流センサ4より入力される三相の電流信号iu,iv,iwをd軸電流信号idおよびq軸電流信号iqに変換して制御を行い、補償信号xdおよびxqを三相の補償信号xu,xv,xwに変換して、PWM信号生成部39に出力する。 The current control unit 38 is for controlling the output current of the inverter circuit 2. The current control unit 38 performs control by converting the three-phase current signals i u , i v and i w input from the current sensor 4 into a d-axis current signal i d and a q-axis current signal i q , and performs compensation. x d and x q are converted into three-phase compensation signals x u , x v , x w and output to the PWM signal generator 39.

電流制御部38は、まず、三相の電流信号iu,iv,iwを下記(1)式に示す三相二相変換(αβ変換)によって、α軸電流信号iαおよびβ軸電流信号iβに変換し、さらに、下記(2)式に示す回転座標変換(dq変換)によって、d軸電流信号idおよびq軸電流信号iqに変換する。 First, the current control unit 38 converts the three-phase current signals i u , i v , and i w into the α-axis current signal iα and the β-axis current signal by three-phase two-phase conversion (αβ conversion) shown in the following equation (1). It is converted into iβ, and further converted into a d-axis current signal i d and a q-axis current signal i q by rotational coordinate conversion (dq conversion) shown in the following equation (2).

次に、電流制御部38は、d軸電流信号idと切替部32より入力されるd軸電流目標値との偏差に基づいてPI制御を行って補償信号xdを生成し、q軸電流信号iqと切替部36より入力されるq軸電流目標値との偏差に基づいてPI制御を行って補償信号xqを生成する。 Next, the current control unit 38 performs PI control based on the deviation between the d-axis current signal i d and the d-axis current target value input from the switching unit 32 to generate the compensation signal x d , and the q-axis current PI control is performed based on the deviation between the signal i q and the q-axis current target value input from the switching unit 36 to generate the compensation signal x q .

そして、電流制御部38は、補償信号xd, xqを下記(3)式に示す静止座標変換(逆dq変換)によって、補償信号xα, xβに変換し、さらに、下記(4)式に示す二相三相変換(逆αβ変換)によって、三相の補償信号xu,xv,xwに変換する。 Then, the current control unit 38 converts the compensation signals x d and x q into the compensation signals x α and x β by stationary coordinate transformation (inverse dq transformation) shown in the following equation (3), and further into the following equation (4). By the two-phase three-phase conversion (inverse αβ conversion) shown, the three-phase compensation signals x u , x v and x w are converted.

PWM信号生成部39は、PWM信号を生成するものである。PWM信号生成部39は、電流制御部38より入力される三相の補償信号xu,xv,xwに基づいて、インバータ回路2の各相の出力電圧の波形を指令するための指令信号を生成し、指令信号とキャリア信号とに基づいて、三角波比較法によりPWM信号を生成する。例えば、指令信号がキャリア信号より大きい場合にハイレベルとなり、指令信号がキャリア信号以下の場合にローレベルとなるパルス信号が、PWM信号として生成される。生成されたPWM信号は、インバータ回路2に出力される。なお、PWM信号生成部39は、三角波比較法によりPWM信号を生成する場合に限定されず、例えば、ヒステリシス方式でPWM信号を生成するようにしてもよい。 The PWM signal generation unit 39 generates a PWM signal. The PWM signal generation unit 39 is a command signal for commanding the waveform of the output voltage of each phase of the inverter circuit 2 based on the three-phase compensation signals x u , x v , x w input from the current control unit 38. And a PWM signal is generated by a triangular wave comparison method based on the command signal and the carrier signal. For example, a pulse signal that is high when the command signal is larger than the carrier signal and low when the command signal is equal to or less than the carrier signal is generated as a PWM signal. The generated PWM signal is output to the inverter circuit 2. Note that the PWM signal generation unit 39 is not limited to the case where the PWM signal is generated by the triangular wave comparison method, and the PWM signal may be generated by a hysteresis method, for example.

なお、制御回路3の構成は上記に限られず、直流電圧補償値をd軸電流目標値にする場合と、固定値をd軸電流目標値にする場合とを切り替えられるものであればよい。   The configuration of the control circuit 3 is not limited to the above, and any configuration is possible as long as the DC voltage compensation value can be switched to the d-axis current target value and the fixed value can be switched to the d-axis current target value.

本実施形態では、系統連系インバータシステムAが三相のシステムである場合について説明したが、単相のシステムであってもよい。この場合、電流制御部38が、電流センサ4から入力される単相の電流信号の目標値として、切替部32から出力されるd軸電流目標値を用いるようにすればよい。また、ヒルベルト変換などで単相の電流信号を直交する2つの電流信号に変換して、α軸電流信号iαおよびβ軸電流信号iβとして用いるようにしてもよい。   In this embodiment, although the case where the grid connection inverter system A was a three-phase system was demonstrated, a single phase system may be sufficient. In this case, the current control unit 38 may use the d-axis current target value output from the switching unit 32 as the target value of the single-phase current signal input from the current sensor 4. Alternatively, the single-phase current signal may be converted into two orthogonal current signals by Hilbert transform or the like and used as the α-axis current signal iα and the β-axis current signal iβ.

本実施形態では、制御回路3をディジタル回路として実現した場合について説明したが、アナログ回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを制御回路3として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the control circuit 3 is realized as a digital circuit has been described, but it may be realized as an analog circuit. Further, the processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the control circuit 3 by executing the program. The program may be recorded on a recording medium and read by a computer.

次に、本発明の作用と効果を、図2および図5を用いて説明する。   Next, the operation and effect of the present invention will be described with reference to FIGS.

図5は、瞬低が発生した時のインバータ回路2の入力電力および出力電力の状態を説明するためのタイムチャートである。   FIG. 5 is a time chart for explaining the state of the input power and the output power of the inverter circuit 2 when the instantaneous drop occurs.

同図(a)は、瞬低検出装置Cが出力する瞬低検出信号を示しており、時刻t=t1の時に瞬低が発生して、ローレベルからハイレベルに切り替わっている。同図(b)は、切替部32,36の切り替え状態を示しており、ローレベルが第1の状態、ハイレベルが第2の状態を示している。時刻t=t1の時に瞬低の発生によって第1の状態から第2の状態に切り替わっている。同図(c)は、インバータ回路2の入力電圧Vdc、すなわち、直流電源1の出力電圧を示している。同図(d)は、インバータ回路2の入力電力Pinを示しており、同図(e)はインバータ回路2の出力電力Poutを示している。   FIG. 4A shows a voltage sag detection signal output from the voltage sag detector C, where a voltage sag occurs at time t = t1, and the level is switched from a low level to a high level. FIG. 4B shows the switching state of the switching units 32 and 36, where the low level indicates the first state and the high level indicates the second state. At time t = t1, the first state is switched to the second state due to the occurrence of a sag. FIG. 3C shows the input voltage Vdc of the inverter circuit 2, that is, the output voltage of the DC power supply 1. FIG. 4D shows the input power Pin of the inverter circuit 2, and FIG. 4E shows the output power Pout of the inverter circuit 2.

時刻t=t1より前は、直流電圧制御が行われているので(第1の状態)、入力電圧Vdcは、一定の電圧(最大出力動作電圧Vpm:図2参照)に制御されている。このとき、入力電力Pinと出力電力Poutとが釣り合った状態になっている。   Since DC voltage control is performed before the time t = t1 (first state), the input voltage Vdc is controlled to a constant voltage (maximum output operating voltage Vpm: see FIG. 2). At this time, the input power Pin and the output power Pout are in a balanced state.

時刻t=t1において瞬低が発生したことにより、出力電力Poutが急減して、Pin>Poutになる。この時、第1の状態から第2の状態に切り替えられるので(図5(b)参照)、d軸電流目標値およびq軸電流目標値が固定され、直流電圧制御部31が出力する直流電圧補償値に関係なく、インバータ回路2の出力電流が一定となるように制御される。したがって、直流電圧制御が機能しないので、MPPT制御も機能しない。よって、直流電源1の出力電圧は、電力−電圧特性(図2参照)に応じて、自由に変化する。直流電源1の出力電圧が上昇すると、動作点が最適動作点より右側に移動して、直流電源1の出力電力は低下する。したがって、入力電圧Vdcの上昇に応じて、入力電力Pinが低下する(図5(c)および(d)参照)。   Due to the occurrence of an instantaneous drop at time t = t1, the output power Pout decreases rapidly, and Pin> Pout. At this time, since the first state is switched to the second state (see FIG. 5B), the d-axis current target value and the q-axis current target value are fixed, and the direct-current voltage output from the direct-current voltage control unit 31 Regardless of the compensation value, the output current of the inverter circuit 2 is controlled to be constant. Therefore, since DC voltage control does not function, MPPT control also does not function. Therefore, the output voltage of the DC power supply 1 is freely changed according to the power-voltage characteristics (see FIG. 2). When the output voltage of the DC power supply 1 increases, the operating point moves to the right from the optimal operating point, and the output power of the DC power supply 1 decreases. Therefore, the input power Pin decreases as the input voltage Vdc increases (see FIGS. 5C and 5D).

時刻t=t2において、入力電力Pinと出力電力Poutとが一致して、入力電力Pinの低下が止まり、入力電圧Vdcの上昇も止まる。その後は、瞬低時の低出力のまま、入力電力Pinと出力電力Poutとが釣り合って、入力電圧Vdcも一定になる。入力電圧Vdcは、直流電源1の開放電圧Voc以上にならないので、過電圧の判定のための閾値が開放電圧Voc以上であれば、過電圧と判定されることはない。   At time t = t2, the input power Pin and the output power Pout match, the input power Pin stops decreasing, and the input voltage Vdc also stops increasing. Thereafter, the input power Pin and the output power Pout are balanced while the output is low at the time of the instantaneous drop, and the input voltage Vdc becomes constant. Since the input voltage Vdc does not become equal to or higher than the open circuit voltage Voc of the DC power supply 1, if the threshold for determining the overvoltage is equal to or higher than the open circuit voltage Voc, it is not determined as an overvoltage.

時刻t=t3において、瞬低から回復したので(図5(a)参照)、インバータ回路2の出力電圧は上昇する。また、インバータ回路2の出力電流は、一定に制御されている。したがって、出力電力Poutは上昇して(図5(e)参照)、Pin<Poutになる。これにより、入力電圧Vdcが低下する(図5(c)参照)。直流電源1の電力−電圧特性(図2参照)により、直流電源1の出力電圧が低下すると、動作点が左側に移動して、直流電源1の出力電力は上昇する。したがって、入力電圧Vdcの低下に応じて、入力電力Pinが上昇する(図5(d)参照)。   At time t = t3, the output voltage of the inverter circuit 2 rises because it recovered from the instantaneous drop (see FIG. 5A). The output current of the inverter circuit 2 is controlled to be constant. Therefore, the output power Pout increases (see FIG. 5E), and Pin <Pout. As a result, the input voltage Vdc decreases (see FIG. 5C). Due to the power-voltage characteristic of the DC power supply 1 (see FIG. 2), when the output voltage of the DC power supply 1 decreases, the operating point moves to the left and the output power of the DC power supply 1 increases. Therefore, the input power Pin increases as the input voltage Vdc decreases (see FIG. 5D).

時刻t=t4において、入力電圧Vdcが瞬低の発生直前のレベルになったので、第2の状態から第1の状態に切り替わっている(図5(b)参照)。瞬低は1秒以内の瞬間的な現象であり、瞬低の発生直前と瞬低からの回復直後とで、気温や日射強度は変わらないので、このときの入力電力Pinも瞬低の発生直前のレベルになっている。したがって、瞬低の発生直前と同様の状態で、直流電流制御を再開することができる。   At time t = t4, the input voltage Vdc has reached a level immediately before the occurrence of the instantaneous drop, so the state is switched from the second state to the first state (see FIG. 5B). The voltage drop is an instantaneous phenomenon within 1 second, and the temperature and solar radiation intensity do not change immediately before the occurrence of the voltage drop and immediately after recovery from the voltage drop, so the input power Pin at this time is also just before the voltage drop occurs. It is the level of. Therefore, the direct current control can be resumed in the same state as immediately before the occurrence of the instantaneous drop.

なお、第2の状態から第1の状態に切り替えるタイミングは、入力電圧Vdcが瞬低の発生直前のレベルに戻った時に限定されない。例えば、入力電力Pinが瞬低の発生直前のレベルに戻った時としてもよい。また、瞬低の回復後であれば、入力電圧Vdcや入力電力Pinに関係なく、所定の時間(例えば、0.1秒)の経過後に切り替えるようにしてもよい。しかし、瞬低からの回復後すぐに第1の状態に切り替えた場合、直流電源1の出力電圧が大きい状態でMPPT制御が開始されるので、最大電力を出力するようになるまでに時間がかかる。したがって、瞬低からの回復後の早い時間にインバータ回路2の出力電力を回復させることが難しい。また、瞬低からの回復後いつまでも第2の状態を継続すると、MPPT制御が機能しないので、気温や日射強度が変化して最大電力点が変化しても追従できない。したがって、入力電圧Vdcが瞬低の発生直前のレベルに戻った時に切り替えるのが望ましい。   Note that the timing of switching from the second state to the first state is not limited to when the input voltage Vdc returns to the level immediately before the occurrence of the instantaneous drop. For example, the input power Pin may be returned to a level just before the occurrence of the instantaneous drop. Further, after the recovery from the sag, the switching may be performed after a predetermined time (for example, 0.1 seconds) regardless of the input voltage Vdc or the input power Pin. However, when switching to the first state immediately after recovery from the instantaneous drop, MPPT control is started in a state where the output voltage of the DC power supply 1 is large, so it takes time until the maximum power is output. . Therefore, it is difficult to recover the output power of the inverter circuit 2 at an early time after recovery from the instantaneous drop. Further, if the second state is continued indefinitely after recovery from the instantaneous drop, MPPT control does not function, and therefore it cannot follow even if the maximum power point changes due to changes in temperature or solar radiation intensity. Therefore, it is desirable to switch when the input voltage Vdc returns to the level just before the occurrence of the instantaneous drop.

本実施形態によると、第2の状態の間のd軸電流目標値およびq軸電流目標値は固定されているので、瞬低からの回復時のインバータ回路2の出力電流は瞬低前と同じである。したがって、出力電力Poutを、瞬低前のレベルに高速に復帰させることができる。また、出力電力Poutが瞬低前より大きくなって、入力電力Pinが不足することもない。   According to the present embodiment, since the d-axis current target value and the q-axis current target value during the second state are fixed, the output current of the inverter circuit 2 at the time of recovery from the voltage sag is the same as before the voltage sag. It is. Therefore, the output power Pout can be quickly restored to the level before the instantaneous drop. Further, the output power Pout does not become larger than before the instantaneous drop and the input power Pin does not become insufficient.

なお、直流電圧補償値(無効電力補償値)を固定値に切り替える方法は、上述した方法に限定されない。例えば、直流電圧制御部31(無効電力制御部35)に偏差Δe(偏差ΔQ)に代えてゼロを入力することにより、直流電圧補償値(無効電力補償値)を固定させるようにしてもよい。この場合を第2実施形態として、以下に説明する。   The method for switching the DC voltage compensation value (reactive power compensation value) to a fixed value is not limited to the method described above. For example, the DC voltage compensation value (reactive power compensation value) may be fixed by inputting zero instead of the deviation Δe (deviation ΔQ) to the DC voltage control unit 31 (reactive power control unit 35). This case will be described below as a second embodiment.

図6は、第2実施形態に係る制御回路の内部構成を説明するための機能ブロック図である。同図において、第1実施形態に係る制御回路3(図3参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 6 is a functional block diagram for explaining the internal configuration of the control circuit according to the second embodiment. In the figure, the same or similar elements as those of the control circuit 3 (see FIG. 3) according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

図6に示す制御回路3’は、切替部32’が直流電圧制御部31の前段に配置され、切替部36’が無効電力制御部35の前段に配置されている点で、第1実施形態に係る制御回路3と異なる。   The control circuit 3 ′ shown in FIG. 6 is the first embodiment in that the switching unit 32 ′ is arranged before the DC voltage control unit 31 and the switching unit 36 ′ is arranged before the reactive power control unit 35. This is different from the control circuit 3 according to FIG.

切替部32’は、直流電圧センサ6より出力される直流電圧信号eと直流電圧目標値e*との偏差Δe(=e*−e)を入力されて、当該Δeをそのまま出力することで第1の状態とし、Δeに代えてゼロを出力することで第2の状態とする。直流電圧制御部31は、偏差Δeを入力された場合、当該偏差をゼロにするための直流電圧補償値をd軸電流目標値として電流制御部38に出力する。一方、ゼロを入力された場合、ゼロが入力される直前の直流電圧補償値をd軸電流目標値として電流制御部38に出力する。つまり、ゼロが入力されている間、d軸電流目標値として固定値が電流制御部38に入力される。 The switching unit 32 ′ receives a deviation Δe (= e * −e) between the DC voltage signal e output from the DC voltage sensor 6 and the DC voltage target value e *, and outputs the Δe as it is. The state is set to 1 and the second state is set by outputting zero instead of Δe. When the deviation Δe is input, the DC voltage control unit 31 outputs a DC voltage compensation value for making the deviation zero to the current control unit 38 as a d-axis current target value. On the other hand, when zero is input, the DC voltage compensation value immediately before the zero is input is output to the current control unit 38 as the d-axis current target value. That is, while zero is input, a fixed value is input to the current control unit 38 as the d-axis current target value.

切替部36’も、切替部32’と同様であり、偏差ΔQ(=Q*−Q)を入力されて、当該ΔQをそのまま出力することで第1の状態とし、ΔQに代えてゼロを出力することで第2の状態とする。無効電力制御部35は、偏差ΔQを入力された場合、当該偏差をゼロにするための無効電力補償値をq軸電流目標値として電流制御部38に出力する。一方、ゼロを入力された場合、ゼロが入力される直前の無効電力補償値をq軸電流目標値として電流制御部38に出力する。つまり、ゼロが入力されている間、q軸電流目標値として固定値が電流制御部38に入力される。 The switching unit 36 ′ is also the same as the switching unit 32 ′. When the deviation ΔQ (= Q * −Q) is input and the ΔQ is output as it is, the first state is set, and zero is output instead of ΔQ. By doing so, the second state is obtained. When the deviation ΔQ is input, the reactive power control unit 35 outputs a reactive power compensation value for making the deviation zero to the current control unit 38 as a q-axis current target value. On the other hand, when zero is input, the reactive power compensation value immediately before the zero is input is output to the current control unit 38 as the q-axis current target value. That is, while zero is being input, a fixed value is input to the current control unit 38 as the q-axis current target value.

第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、第1の状態と第2の状態とを切り替えることができる。したがって、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   Also in the second embodiment, the first state and the second state can be switched as in the first embodiment. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

本発明は、直流電源1とインバータ回路2との間にDC/DCコンバータ回路が設けられている場合にも適用することができる。DC/DCコンバータ回路が設けられている場合を第3実施形態として、以下に説明する。   The present invention can also be applied when a DC / DC converter circuit is provided between the DC power source 1 and the inverter circuit 2. A case where a DC / DC converter circuit is provided will be described below as a third embodiment.

図7は、第3実施形態に係る系統連系インバータシステムを説明するための図である。同図において、第1実施形態に係る系統連系インバータシステムA(図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。なお、図7においては、電流センサ4および電圧センサ5の記載を省略している。   FIG. 7 is a diagram for explaining the grid interconnection inverter system according to the third embodiment. In the same figure, the same code | symbol is attached | subjected to the element same or similar to the grid connection inverter system A (refer FIG. 1) which concerns on 1st Embodiment. In FIG. 7, illustration of the current sensor 4 and the voltage sensor 5 is omitted.

図7に示す系統連系インバータシステムA’は、直流電圧センサ6の前段にDC/DCコンバータ回路7および直流電圧センサ9が設けられており、DC/DCコンバータ回路7を制御するための制御回路8が設けられている点で、第1実施形態に係る系統連系インバータシステムAと異なる。   A grid-connected inverter system A ′ shown in FIG. 7 is provided with a DC / DC converter circuit 7 and a DC voltage sensor 9 before the DC voltage sensor 6, and a control circuit for controlling the DC / DC converter circuit 7. 8 is different from the grid interconnection inverter system A according to the first embodiment in that 8 is provided.

DC/DCコンバータ回路7は、直流電源1の出力電圧を昇圧または降圧して、インバータ回路2に出力するものである。DC/DCコンバータ回路7は、制御回路8から入力されるPWM信号に基づいて、図示しないスイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、入力電圧を昇圧または降圧して出力する。DC/DCコンバータ回路7の入力側の正極および負極は、直流電源1の正極および負極にそれぞれ接続されているのでDC/DCコンバータ回路7の入力電圧は直流電源1の出力電圧に一致する。   The DC / DC converter circuit 7 boosts or steps down the output voltage of the DC power supply 1 and outputs it to the inverter circuit 2. The DC / DC converter circuit 7 boosts or steps down the input voltage by switching on and off a switching element (not shown) based on the PWM signal input from the control circuit 8 and outputs it. Since the positive and negative electrodes on the input side of the DC / DC converter circuit 7 are respectively connected to the positive and negative electrodes of the DC power supply 1, the input voltage of the DC / DC converter circuit 7 matches the output voltage of the DC power supply 1.

インバータ回路2は、DC/DCコンバータ回路7から入力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ回路2の入力側の正極および負極は、DC/DCコンバータ回路7の出力側の正極および負極にそれぞれ接続されているので、インバータ回路2の入力電圧はDC/DCコンバータ回路7の出力電圧に一致する。   The inverter circuit 2 converts the DC power input from the DC / DC converter circuit 7 into AC power. Since the positive and negative electrodes on the input side of the inverter circuit 2 are respectively connected to the positive and negative electrodes on the output side of the DC / DC converter circuit 7, the input voltage of the inverter circuit 2 becomes the output voltage of the DC / DC converter circuit 7. Match.

直流電圧センサ9は、DC/DCコンバータ回路7の入力電圧(すなわち、直流電源1の出力電圧)の瞬時値を検出するものである。直流電圧センサ9は、検出した瞬時値をディジタル変換して、直流電圧信号e’として制御回路8に出力する。直流電圧センサ9は、DC/DCコンバータ回路7の入力側の正極と負極との間に設けられた電解コンデンサ(図示しない)の端子間電圧を検出している。直流電圧制御を行っている間は直流電圧が一定の電圧に制御され、電解コンデンサに蓄えられる電力も一定になっているので、DC/DCコンバータ回路7に入力される電力は、直流電源1が出力する電力に一致する。   The DC voltage sensor 9 detects an instantaneous value of the input voltage of the DC / DC converter circuit 7 (that is, the output voltage of the DC power supply 1). The DC voltage sensor 9 digitally converts the detected instantaneous value and outputs it to the control circuit 8 as a DC voltage signal e '. The DC voltage sensor 9 detects a voltage between terminals of an electrolytic capacitor (not shown) provided between the positive electrode and the negative electrode on the input side of the DC / DC converter circuit 7. While the DC voltage control is being performed, the DC voltage is controlled to a constant voltage, and the electric power stored in the electrolytic capacitor is also constant. Therefore, the electric power input to the DC / DC converter circuit 7 It matches the output power.

制御回路8は、DC/DCコンバータ回路7を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路8は、直流電圧センサ9より入力される直流電圧信号e’に基づいてPWM信号を生成して、DC/DCコンバータ回路7に出力する。   The control circuit 8 controls the DC / DC converter circuit 7, and is realized by, for example, a microcomputer. The control circuit 8 generates a PWM signal based on the DC voltage signal e ′ input from the DC voltage sensor 9 and outputs the PWM signal to the DC / DC converter circuit 7.

図8は、制御回路8の内部構成を説明するための機能ブロック図である。制御回路8は、直流電圧制御部81、切替部82、および、PWM信号生成部84を備えている。   FIG. 8 is a functional block diagram for explaining the internal configuration of the control circuit 8. The control circuit 8 includes a DC voltage control unit 81, a switching unit 82, and a PWM signal generation unit 84.

直流電圧制御部81は、DC/DCコンバータ回路7の入力電圧の制御を行うためのものである。直流電圧制御部81は、直流電圧センサ9より出力される直流電圧信号e'と直流電圧目標値e'*との偏差Δe'(=e'*−e')を入力されて、当該偏差をゼロにするための直流電圧補償値を切替部82に出力する。直流電圧制御部81は、例えば、PI制御(比例積分制御)を行っている。系統連系インバータシステムA’においては、DC/DCコンバータ回路7がMPPT制御を行っている。本実施形態では、直流電圧目標値e'*を微小変動させて直流電圧制御を行うことで、直流電源1の出力電圧を変化させ、直流電源1の出力電力がより大きくなるように直流電圧目標値e'*を変更する。これにより、直流電圧目標値e'*が最大出力動作電圧Vpmになり、直流電源1から出力される電力が最大になるようにしている。 The DC voltage control unit 81 is for controlling the input voltage of the DC / DC converter circuit 7. The DC voltage controller 81 receives a deviation Δe ′ (= e ′ * − e ′) between the DC voltage signal e ′ output from the DC voltage sensor 9 and the DC voltage target value e ′ *, and calculates the deviation. A DC voltage compensation value for making it zero is output to the switching unit 82. The DC voltage control unit 81 performs, for example, PI control (proportional integration control). In the grid-connected inverter system A ′, the DC / DC converter circuit 7 performs MPPT control. In the present embodiment, the direct current voltage target value e ′ * is slightly changed to perform direct current voltage control, thereby changing the output voltage of the direct current power supply 1 so that the output power of the direct current power supply 1 becomes larger. Change the value e ' * . Thus, the DC voltage target value e ′ * becomes the maximum output operating voltage Vpm, and the power output from the DC power supply 1 is maximized.

切替部82は、PWM信号生成部84に入力する信号を切り替えるものである。切替部82は、第1の状態のときには、直流電圧制御部81から入力される直流電圧補償値を出力し、第2の状態のときには、固定値を出力する。切替部82は、切替部32と同様の構成であり、直流電圧制御部81から入力される直流電圧補償値を記録するための記録部83を備えている。また、切替部82は、切替部32と同様に、図4に示す切替処理を行う。   The switching unit 82 switches a signal input to the PWM signal generation unit 84. The switching unit 82 outputs the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 81 in the first state, and outputs a fixed value in the second state. The switching unit 82 has the same configuration as the switching unit 32 and includes a recording unit 83 for recording the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 81. Further, the switching unit 82 performs the switching process shown in FIG.

つまり、切替部82は、瞬低が発生する(S1:YES)までは、第1の状態として、直流電圧制御部81から入力される直流電圧補償値をPWM信号生成部84に出力する(S2〜S4)。瞬低が発生した場合(S1:YES)は、瞬低から回復して(S5:NO)、直流電圧信号e'の値が瞬低前のレベルに戻る(S7:YES)まで、第2の状態として、上書きされずに記録部83に記録されている直流電圧補償値をPWM信号生成部84に出力する(S6)。   That is, the switching unit 82 outputs the DC voltage compensation value input from the DC voltage control unit 81 to the PWM signal generation unit 84 as the first state until the instantaneous drop occurs (S1: YES) (S2). ~ S4). When the voltage drop occurs (S1: YES), the second voltage is restored until the voltage drop is restored (S5: NO) and the value of the DC voltage signal e ′ returns to the level before the voltage drop (S7: YES). As a state, the DC voltage compensation value recorded in the recording unit 83 without being overwritten is output to the PWM signal generating unit 84 (S6).

PWM信号生成部84は、DC/DCコンバータ回路7に出力するPWM信号を生成するものである。PWM信号生成部84は、切替部82より入力される信号とキャリア信号とに基づいて、三角波比較法によりPWM信号を生成する。生成されたPWM信号は、DC/DCコンバータ回路7に出力される。なお、PWM信号生成部84は、三角波比較法によりPWM信号を生成する場合に限定されず、例えば、ヒステリシス方式でPWM信号を生成するようにしてもよい。   The PWM signal generation unit 84 generates a PWM signal output to the DC / DC converter circuit 7. The PWM signal generation unit 84 generates a PWM signal by a triangular wave comparison method based on the signal input from the switching unit 82 and the carrier signal. The generated PWM signal is output to the DC / DC converter circuit 7. The PWM signal generation unit 84 is not limited to the case where the PWM signal is generated by the triangular wave comparison method. For example, the PWM signal generation unit 84 may generate the PWM signal by a hysteresis method.

なお、制御回路8の構成は上記に限られない。例えば、第2実施形態の場合と同様に、切替部82を直流電圧制御部81の前段に配置する構成としてもよい。また、本実施形態では、制御回路8をディジタル回路として実現した場合について説明したが、アナログ回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを制御回路8として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。   The configuration of the control circuit 8 is not limited to the above. For example, as in the case of the second embodiment, the switching unit 82 may be arranged upstream of the DC voltage control unit 81. In the present embodiment, the control circuit 8 is realized as a digital circuit, but may be realized as an analog circuit. Further, the processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the control circuit 8 by executing the program. The program may be recorded on a recording medium and read by a computer.

第1の状態のとき、DC/DCコンバータ回路7は、直流電圧制御部81から出力される直流電圧補償値に基づいて生成されたPWM信号を入力されるので、入力電圧(すなわち、直流電源1の出力電圧)を直流電圧目標値に制御する。この時、インバータ回路2は、インバータ回路2の入力電圧(すなわち、DC/DCコンバータ回路7の出力電圧)を一定にする制御を行う。一方、第2の状態のとき、DC/DCコンバータ回路7は、第1の状態から第2の状態に切り替えた時の直流電圧補償値(固定値)に基づいて生成されたPWM信号を入力されるので、DC/DCコンバータ回路7の昇圧比は、第1の状態から第2の状態に切り替えた時の昇圧比に固定される。したがって、DC/DCコンバータ回路7は、固定された昇圧比で、入力電圧を昇圧または降圧して、インバータ回路2に出力する。これにより、インバータ回路2の入力電圧の変化に応じて、DC/DCコンバータ回路7の入力電圧(すなわち、直流電源1の出力電圧)も同様に変化する。したがって、本実施形態においても、瞬低が発生した時のインバータ回路2の入力電力および出力電力の状態は、第1実施形態の場合のタイムチャート(図5参照)と同様になり、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the first state, the DC / DC converter circuit 7 is input with the PWM signal generated based on the DC voltage compensation value output from the DC voltage control unit 81, so the input voltage (that is, the DC power supply 1). Output voltage) to a DC voltage target value. At this time, the inverter circuit 2 performs control to make the input voltage of the inverter circuit 2 (that is, the output voltage of the DC / DC converter circuit 7) constant. On the other hand, in the second state, the DC / DC converter circuit 7 receives the PWM signal generated based on the DC voltage compensation value (fixed value) when the first state is switched to the second state. Therefore, the boost ratio of the DC / DC converter circuit 7 is fixed to the boost ratio when the first state is switched to the second state. Therefore, the DC / DC converter circuit 7 boosts or steps down the input voltage at a fixed boost ratio and outputs the boosted voltage to the inverter circuit 2. Thereby, according to the change of the input voltage of the inverter circuit 2, the input voltage of the DC / DC converter circuit 7 (that is, the output voltage of the DC power supply 1) changes similarly. Therefore, also in this embodiment, the state of the input power and the output power of the inverter circuit 2 when the instantaneous drop occurs is the same as the time chart (see FIG. 5) in the case of the first embodiment. The same effect as the form can be achieved.

また、系統連系インバータシステムA’において、第2の状態への切り替えを行わない場合、瞬低発生時にインバータ回路2の出力電力Poutが小さくなって、インバータ回路2の入力電圧が大きくなる。この入力電圧が所定の電圧値を超えると過電圧と判断されて、インバータ回路2の運転が停止される。しかし、瞬低発生時に第2の状態に切り替えることにより、DC/DCコンバータ回路7の昇圧比が固定されるので、インバータ回路2の入力電圧は抑制される。すなわち、DC/DCコンバータ回路7の入力電圧は直流電源1の開放電圧Voc以上にならないので、DC/DCコンバータ回路7の出力電圧(インバータ回路2の入力電圧)は、開放電圧Vocに固定された昇圧比を乗算した電圧以上にならない。したがって、第3実施形態の場合、インバータ回路2の入力電圧の過電圧を抑制するという効果も奏することができる。   Further, in the grid-connected inverter system A ′, when the switching to the second state is not performed, the output power Pout of the inverter circuit 2 becomes small and the input voltage of the inverter circuit 2 becomes large when the instantaneous drop occurs. When this input voltage exceeds a predetermined voltage value, it is determined as an overvoltage, and the operation of the inverter circuit 2 is stopped. However, since the step-up ratio of the DC / DC converter circuit 7 is fixed by switching to the second state when an instantaneous drop occurs, the input voltage of the inverter circuit 2 is suppressed. That is, since the input voltage of the DC / DC converter circuit 7 does not exceed the open circuit voltage Voc of the DC power supply 1, the output voltage of the DC / DC converter circuit 7 (the input voltage of the inverter circuit 2) is fixed to the open circuit voltage Voc. The voltage does not exceed the voltage multiplied by the boost ratio. Therefore, in the case of the third embodiment, an effect of suppressing the overvoltage of the input voltage of the inverter circuit 2 can also be achieved.

なお、本実施形態では、制御回路8が直流電圧補償値を固定することでDC/DCコンバータ回路7の昇圧比を固定する場合について説明したが、これに限られない。第2の状態のときにDC/DCコンバータ回路7の昇圧比を固定することができればよいので、例えば、PWM信号生成部84がPWM信号のパルス幅を固定するようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the control circuit 8 fixes the step-up ratio of the DC / DC converter circuit 7 by fixing the DC voltage compensation value has been described, but the present invention is not limited to this. Since it is only necessary to fix the step-up ratio of the DC / DC converter circuit 7 in the second state, the PWM signal generator 84 may fix the pulse width of the PWM signal, for example.

また、本実施形態では、直流電圧センサ6が出力する直流電圧信号e(図7参照)に基づいて第2の状態から第1の状態に切り替えているが、直流電圧センサ9が出力する直流電圧信号e’に基づいて切り替えるようにしてもよい。また、DC/DCコンバータ回路7の入力電力に基づいて切り替えるようにしてもよいし、瞬低の回復後、所定の時間(例えば、0.1秒)の経過後に切り替えるようにしてもよい。   In this embodiment, the second state is switched to the first state based on the DC voltage signal e (see FIG. 7) output from the DC voltage sensor 6, but the DC voltage output from the DC voltage sensor 9 is used. Switching may be performed based on the signal e ′. Further, the switching may be performed based on the input power of the DC / DC converter circuit 7, or may be switched after a predetermined time (for example, 0.1 seconds) has elapsed after the recovery from the sag.

本発明に係るインバータ装置、および制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るインバータ装置、および制御方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 Engaging Louis inverter device according to the present invention, and control method is not limited to the embodiments described above. The specific structure of each part of the engagement Louis inverter apparatus, and control method of the present invention may be varied in design in many ways.

A 系統連系インバータシステム
1 直流電源
2 インバータ回路
3,3’ 制御回路
31 直流電圧制御部
32,32’ 切替部
33 記録部
34 無効電力算出部
35 無効電力制御部
36,36’ 切替部
37 記録部
38 電流制御部
39 PWM信号生成部
4 電流センサ
5 電圧センサ
6 直流電圧センサ
7 DC/DCコンバータ回路
8 制御回路
81 直流電圧制御部
82 切替部
83 記録部
84 PWM信号生成部
9 直流電圧センサ
B 電力系統
C 瞬低検出装置
A System interconnection inverter system 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3, 3 'control circuit 31 DC voltage control unit 32, 32' switching unit 33 recording unit 34 reactive power calculation unit 35 reactive power control unit 36, 36 'switching unit 37 recording Unit 38 Current control unit 39 PWM signal generation unit 4 Current sensor 5 Voltage sensor 6 DC voltage sensor 7 DC / DC converter circuit 8 Control circuit 81 DC voltage control unit 82 Switching unit 83 Recording unit 84 PWM signal generation unit 9 DC voltage sensor B Power system C Instantaneous voltage drop detection device

Claims (9)

太陽電池が出力する直流電力を直接入力され、交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御回路とを備えているインバータ装置であって、
前記制御回路は、
前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する直流電圧制御手段と、
前記インバータ回路の出力電流を制御するための電流補償値を生成する電流制御手段と、
前記電流制御手段の電流目標値として、前記直流電圧補償値を用いる第1の状態と、固定値を用いる第2の状態とを切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、前記電力系統で瞬時電圧低下が発生した場合に、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替え
前記直流電圧制御手段は、前記第2の状態においては、前記インバータ回路の入力電圧の制御を行わない、
ことを特徴とするインバータ装置。
An inverter device that includes an inverter circuit that is directly inputted with DC power output from a solar cell, converts the AC power into AC power, and supplies the AC power to a power system, and a control circuit that controls the inverter circuit,
The control circuit includes:
DC voltage control means for generating a DC voltage compensation value for controlling the input voltage of the inverter circuit;
Current control means for generating a current compensation value for controlling the output current of the inverter circuit;
Switching means for switching between a first state using the DC voltage compensation value and a second state using a fixed value as a current target value of the current control means;
With
The switching means switches from the first state to the second state when an instantaneous voltage drop occurs in the power system ,
The DC voltage control means does not control the input voltage of the inverter circuit in the second state.
An inverter device characterized by that.
太陽電池が出力する直流電圧を昇降圧するDC/DCコンバータ回路と、前記DC/DCコンバータ回路から出力される直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御回路とを備えているインバータ装置であって、
前記制御回路は、
前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する直流電圧制御手段と、
前記インバータ回路の出力電流を制御するための電流補償値を生成する電流制御手段と、
前記電流制御手段の電流目標値として、前記直流電圧補償値を用いる第1の状態と、固定値を用いる第2の状態とを切り替える切替手段と、
を備え、
前記切替手段は、前記電力系統で瞬時電圧低下が発生した場合に、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替え、
前記制御回路は、前記切替手段によって第2の状態に切り替えられている間、前記DC/DCコンバータ回路の昇圧比を固定する、
ことを特徴とするインバータ装置
A DC / DC converter circuit that steps up and down a DC voltage output from a solar cell, an inverter circuit that converts DC power output from the DC / DC converter circuit into AC power, and supplies the AC power, and controls the inverter circuit An inverter device comprising a control circuit for
The control circuit includes:
DC voltage control means for generating a DC voltage compensation value for controlling the input voltage of the inverter circuit;
Current control means for generating a current compensation value for controlling the output current of the inverter circuit;
Switching means for switching between a first state using the DC voltage compensation value and a second state using a fixed value as a current target value of the current control means;
With
The switching means switches from the first state to the second state when an instantaneous voltage drop occurs in the power system,
The control circuit fixes the step-up ratio of the DC / DC converter circuit while being switched to the second state by the switching means.
An inverter device characterized by that.
前記切替手段は、
前記直流電圧制御手段から入力される前記直流電圧補償値を前記電流目標値として前記電流制御手段に出力することで前記第1の状態とし、
前記固定値を前記電流目標値として前記電流制御手段に出力することで前記第2の状態とする、
請求項1または2に記載のインバータ装置。
The switching means is
The DC voltage compensation value input from the DC voltage control means is output to the current control means as the current target value to the first state,
By outputting the fixed value as the current target value to the current control means, the second state is set.
The inverter device according to claim 1 or 2.
前記切替手段は、
前記インバータ回路の入力電圧とその目標値との偏差を前記直流電圧制御手段に出力することで前記第1の状態とし、
ゼロを前記直流電圧制御手段に出力することで前記第2の状態とする、
請求項1または2に記載のインバータ装置。
The switching means is
The deviation between the input voltage of the inverter circuit and its target value is output to the DC voltage control means to the first state,
By outputting zero to the DC voltage control means, the second state is established.
The inverter device according to claim 1 or 2.
前記固定値は、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替えた時の前記直流電圧補償値である、
請求項1ないし4のいずれかに記載のインバータ装置。
The fixed value is the DC voltage compensation value when switching from the first state to the second state.
The inverter apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4.
前記切替手段は、瞬時電圧低下から回復した後に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える、
請求項ないし5のいずれかに記載のインバータ装置。
The switching means switches from the second state to the first state after recovering from an instantaneous voltage drop,
The inverter apparatus in any one of Claim 1 thru | or 5.
前記切替手段は、前記インバータ回路の入力電圧が所定値以下になった場合に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える、
請求項6に記載のインバータ装置。
The switching means switches from the second state to the first state when the input voltage of the inverter circuit becomes a predetermined value or less.
The inverter device according to claim 6.
前記切替手段は、前記瞬時電圧低下から回復したときから所定時間経過後に、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替える、
請求項6に記載のインバータ装置。
The switching means switches from the second state to the first state after a predetermined time has elapsed since the recovery from the instantaneous voltage drop.
The inverter device according to claim 6.
太陽電池が出力する直流電力を直接入力され、交流電力に変換して電力系統に供給するインバータ回路を制御する制御方法であって、
前記インバータ回路の入力電圧を制御するための直流電圧補償値を生成する第1の工程と、
前記電力系統で瞬時電圧低下が発生したことを検出する第2の工程と、
前記第2の工程で発生したことが検出されるまでの第1の状態では、前記直流電圧補償値を電流目標値として電流補償値を生成し、前記第2の工程で発生したことが検出された後の第2の状態では、前記直流電圧補償値に代えて固定値を前記電流目標値として前記電流補償値を生成する第3の工程と、
を備え、
前記第2の状態においては、前記インバータ回路の入力電圧の制御を行わない、
ことを特徴とする制御方法。
A control method for controlling an inverter circuit that is directly inputted with direct-current power output from a solar cell, converted into alternating-current power, and supplied to an electric power system,
A first step of generating a DC voltage compensation value for controlling an input voltage of the inverter circuit;
A second step of detecting that an instantaneous voltage drop has occurred in the power system;
In the first state until the occurrence of occurrence in the second step is detected, a current compensation value is generated using the DC voltage compensation value as a current target value, and the occurrence of occurrence in the second step is detected. In a second state after being performed, a third step of generating the current compensation value using a fixed value as the current target value instead of the DC voltage compensation value;
With
In the second state, the input voltage of the inverter circuit is not controlled.
A control method characterized by that.
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