JP6210952B2 - Power supply system - Google Patents

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本発明は、電力系統から負荷に給電するための電力線に対し、発電装置と、電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とが、電力系統に近い側からこの順に接続された電力供給システムに関する。   According to the present invention, a power generation device and a power conversion device that bidirectionally converts AC power from the power line and DC power from the power storage device to a power line for supplying power to a load from the power system are close to the power system. The present invention relates to a power supply system connected in this order from the side.

従来、電力系統に連系して発電した電力を負荷に供給する太陽光発電装置、燃料電池等の分散型の発電装置と、該発電装置及び/又は電力系統からの電力を一時的に蓄電して負荷に供給する蓄電装置とを組み合わせたシステムが多数提案されている。   Conventionally, a photovoltaic power generation device that supplies power generated by connecting to a power system to a load, a distributed power generation device such as a fuel cell, and temporarily stores power from the power generation device and / or the power system. Many systems have been proposed that combine power storage devices that supply loads.

例えば、特許文献1には、太陽電池が発電した直流電力の電圧を変換するDC/DCコンバータと、蓄電池に対する充放電を行う充放電器とをパワーコンディショナ内の直流系統にて接続し、直流系統側の直流電力と負荷が接続された電力系統側の交流電力とをAC/DCコンバータで双方向に変換する太陽光発電システムが記載されている。   For example, in Patent Document 1, a DC / DC converter that converts a voltage of DC power generated by a solar cell and a charger / discharger that charges and discharges a storage battery are connected by a DC system in a power conditioner. A solar power generation system is described in which DC power on the system side and AC power on the power system side to which a load is connected are bidirectionally converted by an AC / DC converter.

特許文献1に記載のシステムは、発電機からの発電電力が一旦交流に変換されることなく蓄電池の充電に利用されるため、充放電の効率がよい反面、DC/DCコンバータと、AC/DCコンバータ又は充放電器との間で直流の出力電力を足し合わせるという特別な制御が必要となる。また、電力系統の停電時にパワーコンディショナが電力系統から解列されるため、電力系統に接続された負荷に電力が供給されないという制約がある。   The system described in Patent Document 1 is used for charging a storage battery without temporarily converting the generated power from the generator into alternating current, so that charging / discharging efficiency is good, but a DC / DC converter, and AC / DC Special control is required to add DC output power to the converter or charger / discharger. In addition, since the power conditioner is disconnected from the power system at the time of a power failure of the power system, there is a restriction that power is not supplied to a load connected to the power system.

これに対し、特許文献2には、電力系統及び負荷(第1電力消費装置)の間を接続する交流の電力線に、電力系統に近い側から充放電装置及び発電装置をこの順番に接続した分散型電源システムが記載されている。この分散型電源システムでは、電力系統の非停電時に、電力系統へ逆潮流させないという前提で発電装置からの交流電力を負荷及び充放電装置に供給することが可能であり、停電時には、自立運転を行う充放電装置及び発電装置からの交流電力が負荷に供給される。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a dispersion in which a charging / discharging device and a power generation device are connected in this order from the side close to the power system to an AC power line connecting the power system and the load (first power consuming device). Type power system is described. In this distributed power supply system, it is possible to supply AC power from the generator to the load and charge / discharge device on the premise that no reverse power flow is made to the power system when there is no power outage of the power system. The AC power from the charging / discharging device and the power generation device is supplied to the load.

上記の分散型電源システムでは、停電時に充放電装置が自装置及び発電装置間の電力線に負荷側へ電流を流して発電装置に検出されるようにする必要があるため、電力線における各装置の接続順序が上記のようになっている。また、非停電時に発電装置からの交流電力を発電装置よりも電力系統側の充放電装置に供給して蓄電池に充電されるようにするため、充放電装置よりも電力系統側の電力線に流れる電流が発電装置に検出されるように切り替えることにより、電力系統への逆潮流が防止されるようになっている。   In the above distributed power supply system, it is necessary for the charging / discharging device to detect the power generation device by flowing a current to the load line between the self device and the power generation device in the event of a power failure. The order is as above. Further, in order to supply AC power from the power generator to the charge / discharge device on the power system side of the power generator and charge the storage battery during a non-power failure, the current flowing through the power line on the power system side of the charge / discharge device By switching so that is detected by the power generator, reverse power flow to the power system is prevented.

一方、特許文献3には、電力系統及び負荷(電力消費装置)の間を接続する交流の電力線に、電力系統に近い側から発電装置及び充放電装置をこの順番に接続した自立給電システムが記載されている。この自立給電システムでは、特許文献2に記載の分散型電源システムと同様に、電力系統の非停電時に、発電装置からの交流電力を負荷及び充放電装置に供給することが可能であり、停電時(電力系統が電力線に電力供給を行えないとき)には、自立運転を行う充放電装置及び発電装置からの交流電力が負荷に供給される。   On the other hand, Patent Document 3 describes a self-supporting power feeding system in which a power generation device and a charge / discharge device are connected in this order from the side close to the power system to an AC power line connecting between the power system and a load (power consumption device). Has been. In this self-sustained power supply system, similarly to the distributed power supply system described in Patent Document 2, it is possible to supply AC power from the power generator to the load and the charge / discharge device when the power system is not powered down. When the power system cannot supply power to the power line, AC power from the charging / discharging device and the power generation device that perform independent operation is supplied to the load.

上記の自立給電システムでは、発電装置が電流トランスによって電流を検出している電力線に、非停電時のみならず停電時にも負荷側へ電流を流して発電装置に検出されるようにする必要がある。このため、電力系統及び上記電流トランス間の電力線に切り替えスイッチが介装されており、このスイッチにより停電時に電力線が解列され、且つ充放電装置からの電流が解列された電力線から発電装置及び負荷に供給されるようになっている。   In the above self-sustained power supply system, it is necessary to cause the power generator to detect the current by flowing the current to the load side not only at the time of non-power failure but also at the time of power failure to the power line in which the power generator detects the current by the current transformer. . For this reason, a changeover switch is interposed in the power line between the power system and the current transformer, the power line is disconnected at the time of a power failure by this switch, and the power generator from the power line in which the current from the charging / discharging device is disconnected. It is supplied to the load.

特開2013−172514号公報JP 2013-172514 A 特開2014−39385号公報JP 2014-39385 A 特開2013−176180号公報JP 2013-176180 A

しかしながら、特許文献2及び3に開示された技術では、充放電装置が自立運転を行う場合、発電装置は自身が電流を検出する電力線に負荷側とは逆方向に電流が流れないように発電電力を制御するため、発電電力の一部又は全部が充放電装置の蓄電池に充電されないという問題があった。   However, in the technologies disclosed in Patent Documents 2 and 3, when the charging / discharging device performs a self-sustained operation, the power generation device generates power so that current does not flow in the direction opposite to the load side through the power line that detects the current. Therefore, a part or all of the generated power is not charged in the storage battery of the charging / discharging device.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電力変換装置が自立運転を行う場合に発電装置の発電電力の余剰分を蓄電装置に充電することが可能な電力供給システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to charge a power storage device with surplus power generated by a power generation device when the power conversion device performs a self-sustaining operation. It is to provide a power supply system.

本発明に係る電力供給システムは、電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出して検出結果を示す信号を出力する検出部と、該検出部及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御する発電装置と、該発電装置及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とを備える電力供給システムにおいて、前記電力変換装置及び負荷間の前記電力線に流れる電流を検出して検出結果に係る第2の信号を出力する第2の検出部と、前記発電装置が取得する信号の取得先を前記検出部及び第2の検出部の何れかに切り替える切替スイッチとを備え、前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給する自立運転が可能に構成してあり、前記電力変換装置が自立運転を行う場合、前記信号の取得先が前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替わるようにしてあることを特徴とする。   A power supply system according to the present invention includes a detection unit that detects a current flowing in a power line for supplying power to a load from an electric power system and outputs a signal indicating a detection result, and is connected to the power line between the detection unit and the load. Connected to the power line between the power generation device and the load, and the AC power from the power line and the power storage device are connected to the power generation device that controls the generated power based on the signal acquired from the detection unit. A power supply system including a power conversion device that bi-directionally converts DC power into a second, and detects a current flowing in the power line between the power conversion device and a load, and outputs a second signal related to a detection result And a changeover switch that switches a source of a signal acquired by the power generation device to either the detection unit or the second detection unit, and the power conversion device includes the power storage device. When the power conversion device performs a self-sustained operation, the signal acquisition destination is the second switch by the changeover switch. It is characterized in that it is switched to the detection unit.

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記発電装置による交流電圧が前記自立運転にて出力すべき基準電圧を上回る場合、前記発電装置からの交流電力を交直変換した直流電力で前記蓄電装置を充電するようにしてあることを特徴とする。 In the power supply system according to the present invention, when the AC voltage from the power generator exceeds a reference voltage to be output in the self-sustained operation, the power converter is a DC power obtained by AC / DC conversion of the AC power from the power generator. The power storage device is charged .

本発明に係る電力供給システムは、前記電力系統からの解列を検出する解列検出部を備え、前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に自立運転を行うようにしてあることを特徴とする。 The power supply system according to the present invention includes a disconnection detection unit that detects a disconnection from the power system, and the power converter performs a self-sustained operation when the disconnection detection unit detects the disconnection. It is characterized by that.

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替える切替手段を有することを特徴とする。   In the power supply system according to the present invention, the power conversion device includes a switching unit that switches the signal acquisition source to the second detection unit by the changeover switch when the disconnection detection unit detects a disconnection. It is characterized by that.

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記切替手段が第2の検出部に切り替えた場合、前記蓄電装置に含まれる蓄電池のSOCを取得する取得手段と、該取得手段が取得したSOCが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段と、該手段が大きいと判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記検出部に切り替える第2の切替手段とを有することを特徴とする。   In the power supply system according to the present invention, the power conversion device acquires an SOC of the storage battery included in the power storage device when the switching unit is switched to the second detection unit, and the acquisition unit acquires Means for determining whether or not the determined SOC is greater than a predetermined threshold, and second switching means for switching the signal acquisition source to the detection unit by the changeover switch when the means is determined to be large. It is characterized by.

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、前記第2の切替手段が前記検出部に切り替えた場合、前記取得手段が取得したSOCが前記所定の閾値より小さい第2の閾値以下であるか否かを判定する手段と、該手段が以下であると判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替える手段とを備えること
を特徴とする。
In the power supply system according to the present invention, when the second switching unit switches to the detection unit, the power conversion device is configured such that the SOC acquired by the acquiring unit is equal to or less than a second threshold value smaller than the predetermined threshold value. Means for determining whether or not there is, and means for switching the acquisition source of the signal to the second detection unit by the changeover switch when the means is determined to be as follows.

本発明に係る電力供給システムは、前記電力変換装置は、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流ダイオードが並列接続されたHブリッジ回路を有しており、直流電力及び交流電力を双方向に変換するインバータを備えることを特徴とする。   In the power supply system according to the present invention, the power conversion device has an H bridge circuit in which a parasitic diode or a commutation diode is connected in parallel to a switching element included in each arm, and both DC power and AC power are supplied. It is characterized by comprising an inverter that converts the direction.

本発明に係る電力供給システムは、前記検出部及び電力系統間の前記電力線に接続されており、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を備えることを特徴とする。   The electric power supply system which concerns on this invention is connected to the said electric power line between the said detection part and an electric power grid | system, and is provided with the solar power generation device which produces electric power using sunlight.

本発明にあっては、電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出部が検出して検出結果を示す信号を出力し、検出部よりも負荷側の電力線に接続された発電装置が検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御し、発電装置よりも負荷側の電力線に接続された電力変換装置が電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換して蓄電装置を充放電する。また、第2の検出部が電力変換装置及び負荷間の電力線に流れる電流の検出結果に係る第2の信号を出力するようにし、発電装置が発電電力を制御するための信号の取得先を、切替スイッチにより検出部及び第2の検出部の何れかに切り替え可能にしてある。この構成にて電力変換装置が自立運転を行う場合、発電装置8から見た信号の取得先が、切替スイッチによって検出部から第2の検出部に切り替わる。   In the present invention, the detection unit detects the current flowing through the power line for supplying power to the load from the power system, outputs a signal indicating the detection result, and is connected to the load-side power line from the detection unit. Controls the generated power based on the signal acquired from the detection unit, and the power converter connected to the power line on the load side of the power generator converts AC power from the power line and DC power from the power storage device bidirectionally. Then, the power storage device is charged and discharged. In addition, the second detection unit outputs a second signal related to the detection result of the current flowing in the power line between the power conversion device and the load, and the acquisition source of the signal for the power generation device to control the generated power is It is possible to switch to either the detection unit or the second detection unit by a changeover switch. When the power conversion device performs the self-sustained operation with this configuration, the acquisition source of the signal viewed from the power generation device 8 is switched from the detection unit to the second detection unit by the changeover switch.

これにより、発電装置が電力変換装置の自立運転に連系する連系運転を行いつつ、電力変換装置よりも負荷側の電力線を流れる電流の検出結果に係る第2の信号に基づいて発電電力を制御する。この場合は、電力変換装置から負荷側へ必然的に電流が流れており、第2の検出部が出力する信号に係る検出結果は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたときの検出結果に対応している。このため、切替スイッチによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を検出部から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置及び負荷に交流電力を供給する。   As a result, the power generation device performs the interconnection operation linked to the independent operation of the power conversion device, and generates the generated power based on the second signal related to the detection result of the current flowing through the power line on the load side of the power conversion device. Control. In this case, current inevitably flows from the power conversion device to the load side, and the detection result related to the signal output from the second detection unit is detected when a current in the opposite direction to the reverse power flow is detected. It corresponds to the result. For this reason, the power generation device that is not concerned with switching the signal acquisition destination by the changeover switch continues to generate power in the same manner as when a signal indicating that a current in the direction opposite to the reverse power flow is detected is acquired from the detection unit. AC power is supplied to the power converter and the load.

本発明にあっては、解列検出部が電力系統からの自システムの解列を検出した場合、電力変換装置が蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する自立運転を行う。
これにより、例えば電力系統の停電が検出されてシステムが電力系統から解列された場合、発電装置の連系先となるべき電力変換装置が自立運転を開始する。
In the present invention, when the disconnection detection unit detects the disconnection of the own system from the power system, the power converter converts the DC power from the power storage device into AC power and supplies the load to the load. Do.
Thereby, for example, when a power failure of the power system is detected and the system is disconnected from the power system, the power conversion device to be connected to the power generator starts independent operation.

本発明にあっては、電力変換装置の自立運転中に負荷で消費される電力に対して発電装置からの交流電力の一部が余剰電力となる場合、電力変換装置の出力端の交流電圧が自立運転における基準電圧を上回ることとなる。この場合、電力変換装置は、発電装置からの交流電力を取り込んで直流電力に変換し、変換した直流電力で蓄電装置を充電する。これにより、発電装置からの余剰電力が蓄電装置に取り込まれるため、電力変換装置の出力端における交流電圧が基準電圧に維持される。   In the present invention, when a part of the AC power from the power generator becomes surplus power with respect to the power consumed by the load during the autonomous operation of the power converter, the AC voltage at the output terminal of the power converter is It will exceed the reference voltage in autonomous operation. In this case, the power conversion device takes in AC power from the power generation device, converts it into DC power, and charges the power storage device with the converted DC power. Thereby, since the surplus electric power from a power generator is taken in into an electrical storage apparatus, the alternating voltage in the output terminal of a power converter device is maintained at a reference voltage.

本発明にあっては、システムが電力系統から解列された場合、電力変換装置が解列検出部の検出結果を取り込んで切替スイッチを制御し、発電装置から見た信号の取得先を検出部から第2の検出部に切り替える。
これにより、例えば解列検出部の検出結果に応じて切替スイッチの切り替えを行う付加回路が不要となり、更に、上記信号の取得先を切替スイッチにより第2の検出部から検出部に切り替える(即ち切り戻す)ための条件が任意に設定され得る。
In the present invention, when the system is disconnected from the power system, the power conversion device captures the detection result of the disconnection detection unit and controls the changeover switch, and detects the acquisition source of the signal viewed from the power generation device. To the second detector.
This eliminates the need for an additional circuit that switches the changeover switch according to the detection result of the disconnection detection unit, for example, and further switches the acquisition source of the signal from the second detection unit to the detection unit by the changeover switch (that is, switching). The condition for returning can be arbitrarily set.

本発明にあっては、電力変換装置が切替スイッチを制御して、発電装置から見た信号の取得先を検出部から第2の検出部に切り替えた後に、蓄電装置に対する充電が継続することにより、蓄電装置に含まれる蓄電池のSOCが所定の閾値より大きくなった場合、電力変換装置は、切替スイッチを制御して上記信号の取得先を第2の検出部から検出部に切り替える。
この場合、検出部では逆潮流とは反対向きの電流が検出されず、逆潮流が発生しないことが保証されないため、発電装置が発電を停止する。
In the present invention, after the power conversion device controls the changeover switch and switches the acquisition source of the signal viewed from the power generation device from the detection unit to the second detection unit, the charging of the power storage device continues. When the SOC of the storage battery included in the power storage device becomes greater than a predetermined threshold, the power conversion device controls the changeover switch to switch the acquisition source of the signal from the second detection unit to the detection unit.
In this case, the detection unit does not detect a current in the opposite direction to the reverse power flow, and it is not guaranteed that no reverse power flow occurs, so the power generation device stops power generation.

本発明にあっては、電力変換装置が切替スイッチを制御して、発電装置から見た信号の取得先を第2の検出部から検出部に切り替えた後に、取得した蓄電池のSOCが上記所定の閾値より小さい第2の閾値以下になった場合、電力変換装置は上記信号の取得先を検出部から第2の検出部に切り替える。
これにより、蓄電装置にて充電が受け入れ可能になるまで放電が進んだときに、逆潮流とは反対向きの電流が検出される第2の検出部の検出結果に基づいて発電が再開される。
In the present invention, after the power conversion device controls the changeover switch and switches the acquisition source of the signal viewed from the power generation device from the second detection unit to the detection unit, the acquired SOC of the storage battery is the predetermined value. When it becomes below the 2nd threshold value smaller than a threshold value, a power converter switches the acquisition place of the said signal from a detection part to a 2nd detection part.
As a result, when discharging progresses until charging can be accepted by the power storage device, power generation is resumed based on the detection result of the second detection unit that detects the current in the direction opposite to the reverse power flow.

本発明にあっては、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流(還流)ダイオードが並列接続されたHブリッジ(フルブリッジ)を用いたインバータにより、直流電力及び交流電力を双方向に変換する。
これにより、直流電力を交流電力に変換しているときにインバータが出力しようとする交流電圧よりも、発電装置から印加される交流電圧の方が高い場合は、発電装置からの交流電力が上記寄生ダイオード又は転流ダイオードで整流されて直流電力に変換され、変換された直流電力で蓄電装置が充電される。
In the present invention, DC power and AC power are bidirectionally transmitted by an inverter using an H bridge (full bridge) in which a parasitic diode or a commutation (reflux) diode is connected in parallel to a switching element included in each arm. Convert.
As a result, when the AC voltage applied from the power generator is higher than the AC voltage that the inverter attempts to output when converting DC power to AC power, the AC power from the power generator is The power is rectified by the diode or the commutation diode and converted into DC power, and the power storage device is charged with the converted DC power.

本発明にあっては、検出部及び電力系統間の電力線に、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を接続する。
これにより、太陽光発電装置の発電電力が電力変換装置及び負荷に供給されるため、負荷で消費されない余剰電力が電力変換装置で直流電力に変換されて一時的に蓄電装置に充電される。
In the present invention, a solar power generation device that generates power using sunlight is connected to the power line between the detection unit and the power system.
Thereby, since the electric power generated by the solar power generation device is supplied to the power conversion device and the load, surplus power that is not consumed by the load is converted into DC power by the power conversion device and is temporarily charged in the power storage device.

本発明によれば、発電装置よりも負荷側の電力線に接続されて自立運転する電力変換装置から負荷側へ流れる電流が第2の検出部で検出され、その検出結果に係る第2の信号が発電装置に取得される。このため、切替スイッチによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を検出部から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置及び負荷に交流電力を供給する。
従って、電力変換装置が自立運転を行う場合に発電装置の発電電力の余剰分を電力変換装置の蓄電池に充電することが可能となる。
According to the present invention, the current flowing from the power converter connected to the load-side power line to the load side from the power generator and flowing to the load side is detected by the second detection unit, and the second signal related to the detection result is Acquired by the generator. For this reason, the power generation device that is not concerned with switching the signal acquisition destination by the changeover switch continues to generate power in the same manner as when a signal indicating that a current in the direction opposite to the reverse power flow is detected is acquired from the detection unit. AC power is supplied to the power converter and the load.
Therefore, when the power conversion device performs a self-sustained operation, it becomes possible to charge the storage battery of the power conversion device with the surplus power generated by the power generation device.

本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power feeding at the time of the non-power failure of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power feeding at the time of the power failure of the electric power supply system which concerns on Embodiment 1 of this invention. インバータ3の構成例を示す回路図である。3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an inverter 3. FIG. 本発明の実施の形態1に係る電力変換装置で連系運転から自立運転への切り替えを制御するCPUの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of CPU which controls switching from a grid operation to a self-sustained operation with the power converter device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る電力変換装置でリレー接点(切替スイッチ)のオン/オフを切り替えるCPUの処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of CPU which switches on / off of a relay contact (switch) in the power converter device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electric power supply system which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power feeding at the time of the non-power failure of the electric power supply system which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the flow of the electric power feeding at the time of the power failure of the electric power supply system which concerns on Embodiment 4 of this invention.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。
図中1は電力変換装置であり、電力変換装置1は、電気自動車(蓄電装置に相当:以下、EV(Electric Vehicle )という)4が有する蓄電池41(後述する図2参照)からの直流電力を単相の交流電力に変換するインバータ3と、該インバータ3による電力の変換を制御するインバータ制御回路20に変換の内容を指示する制御部10とを備える。電力変換装置1及びEV4間のインタフェースは、例えばCHAdeMO協議会が提唱するCHAdeMO方式に準拠している。電力変換装置1が蓄電池を内蔵していてもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes a power conversion device. The power conversion device 1 receives DC power from a storage battery 41 (refer to FIG. 2 described later) of an electric vehicle (corresponding to a power storage device: hereinafter referred to as an EV (Electric Vehicle)) 4. The inverter 3 which converts into single-phase alternating current power, and the control part 10 which instruct | indicates the content of conversion to the inverter control circuit 20 which controls the conversion of the electric power by this inverter 3 are provided. The interface between the power converter 1 and the EV 4 conforms to, for example, the CHAdeMO method proposed by the CHAdeMO Council. The power converter device 1 may incorporate a storage battery.

制御部10はCPU(Central Processing Unit )11を有しており、CPU11は、プログラム等の情報を記憶するROM12、一時的に発生した情報を記憶するRAM13、及び各種の時間を計時するタイマ14と互いにバス接続されている。CPU11には、また、EV4との間でCAN(Controller Area Network )による通信を行うためのCAN通信部15、後述する各種の回路等とインタフェースするためのI/Oポート16、及び操作表示部27とインタフェースするためのパネルI/F部17がバス接続されている。操作表示部27は、ユーザによる操作を受け付けるための釦、タッチパネル及びLCDを含んでなる。   The control unit 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 11. The CPU 11 includes a ROM 12 that stores information such as programs, a RAM 13 that stores temporarily generated information, and a timer 14 that measures various times. They are bus connected to each other. The CPU 11 also has a CAN communication unit 15 for performing communication with the EV 4 via a CAN (Controller Area Network), an I / O port 16 for interfacing with various circuits described later, and an operation display unit 27. A panel I / F unit 17 for interfacing with the bus is connected to the bus. The operation display unit 27 includes a button for accepting an operation by the user, a touch panel, and an LCD.

インバータ3は、交流電力を直流電力に変換することも可能な双方向タイプである。インバータ3で交流電力から変換された直流電力により、EV4の蓄電池41が充電される。インバータ3の交流側は、電路31と、解列リレー32のリレー接点32aと、電路33と、分電盤5に配された分岐ブレーカ53とを直列に介して、分電盤5内の母線50に接続されている。   The inverter 3 is a bidirectional type that can also convert AC power into DC power. The storage battery 41 of the EV 4 is charged by the DC power converted from the AC power by the inverter 3. The AC side of the inverter 3 is connected to the bus in the distribution board 5 through the electric circuit 31, the relay contact 32 a of the disconnecting relay 32, the electric circuit 33, and the branch breaker 53 arranged in the distribution board 5. 50.

電路31は、該電路31の交流電圧を検出する電圧検出回路21に接続されている。リレー接点32aを駆動する駆動コイル32cは、リレー駆動回路22に接続されている。インバータ制御回路20、電圧検出回路21及びリレー駆動回路22は、I/Oポート16に接続されている。電圧検出回路21は、電路33の交流電圧を検出するようにしてもよい。   The electric circuit 31 is connected to a voltage detection circuit 21 that detects an AC voltage of the electric circuit 31. A drive coil 32 c that drives the relay contact 32 a is connected to the relay drive circuit 22. The inverter control circuit 20, the voltage detection circuit 21 and the relay drive circuit 22 are connected to the I / O port 16. The voltage detection circuit 21 may detect the AC voltage of the electric circuit 33.

母線50は、電力系統7から分岐ブレーカ53の接続点を経由して負荷61,62に給電するための電力線である。母線50及び電力系統7の間には、解列リレー55のリレー接点55a及び主幹ブレーカ56が直列に接続されている。負荷61,62夫々は、分岐ブレーカ51,52を介して母線50に接続されている。母線50における分岐ブレーカ53の接続点と分岐ブレーカ51,52の接続点との間の電力線には、電流トランス(第2の検出部に相当)66が結合されている。   The bus 50 is a power line for feeding power from the power system 7 to the loads 61 and 62 via the connection point of the branch breaker 53. Between the bus 50 and the power system 7, a relay contact 55a of the disconnect relay 55 and a main breaker 56 are connected in series. Each of the loads 61 and 62 is connected to the bus 50 via the branch breakers 51 and 52. A current transformer (corresponding to a second detection unit) 66 is coupled to a power line between the connection point of the branch breaker 53 and the connection point of the branch breakers 51 and 52 in the bus 50.

母線50における分岐ブレーカ53の接続点とリレー接点55aの接続点との間の電力線には、分岐ブレーカ57を介して発電装置8が接続されている。母線50における分岐ブレーカ53の接続点と分岐ブレーカ57の接続点との間の電力線には、電流トランス63が結合されている。母線50における分岐ブレーカ57の接続点とリレー接点55aの接続点との間の電力線には、電流トランス(検出部に相当)65が結合されている。   The power generation device 8 is connected to the power line between the connection point of the branch breaker 53 and the connection point of the relay contact 55 a in the bus 50 via the branch breaker 57. A current transformer 63 is coupled to the power line between the connection point of the branch breaker 53 and the connection point of the branch breaker 57 in the bus 50. A current transformer (corresponding to a detector) 65 is coupled to a power line between the connection point of the branch breaker 57 and the connection point of the relay contact 55a in the bus 50.

電流トランス66は、例えば半導体リレー又はフォトモスリレーからなるリレー64のc接点型のリレー接点(切替スイッチに相当)64aのNO(Normally Open )端子に接続されている。電流トランス63は、該電流トランス63の一次コイルに流れる電流を検出する電流検出回路23に接続されている。電流トランス65は、リレー接点64aのNC(Normally Close )端子に接続されている。リレー接点64aを駆動する駆動コイル64cは、リレー駆動回路24に接続されている。   The current transformer 66 is connected to a NO (Normally Open) terminal of a c-contact type relay contact (corresponding to a changeover switch) 64a of a relay 64 made of, for example, a semiconductor relay or a photomoss relay. The current transformer 63 is connected to a current detection circuit 23 that detects a current flowing through the primary coil of the current transformer 63. The current transformer 65 is connected to the NC (Normally Close) terminal of the relay contact 64a. A drive coil 64 c that drives the relay contact 64 a is connected to the relay drive circuit 24.

なお、電流トランス65及び66の切り替えには2回路のリレー接点が必要であるが、簡単のため図1では1回路のリレー接点64aのみを図示する。他のリレー接点、ブレーカ等についても同様である。電流トランス65及び66は、過電圧クランプ素子が内蔵されていることが好ましい。リレー接点64aの切り替わり時に開放される電流トランス65又は66が短絡されるようにしてもよい。   Note that switching of the current transformers 65 and 66 requires two circuit relay contacts, but for the sake of simplicity, only one circuit relay contact 64a is shown in FIG. The same applies to other relay contacts, breakers and the like. The current transformers 65 and 66 preferably include an overvoltage clamp element. The current transformer 65 or 66 that is opened when the relay contact 64a is switched may be short-circuited.

リレー接点55aを駆動する駆動コイル55cは、解列リレー55のオン/オフ状態を示す接点信号を出力する補助接点551の両端と共にリレー駆動監視回路(解列検出部に相当)25に接続されている。リレー接点55a及び主幹ブレーカ56間の電路には、停電検出器26が接続されている。電流検出回路23、リレー駆動回路24、リレー駆動監視回路25及び停電検出器26は、I/Oポート16に接続されている。   The drive coil 55c that drives the relay contact 55a is connected to a relay drive monitoring circuit (corresponding to the disconnection detection unit) 25 together with both ends of the auxiliary contact 551 that outputs a contact signal indicating the on / off state of the disconnection relay 55. Yes. A power failure detector 26 is connected to the electrical path between the relay contact 55 a and the main breaker 56. The current detection circuit 23, the relay drive circuit 24, the relay drive monitoring circuit 25, and the power failure detector 26 are connected to the I / O port 16.

発電装置8は、燃料電池からなる発電部81と、該発電部81が発電した直流電力を交流電力に変換するインバータ82と、該インバータ82による電力の変換及び発電部81による発電を制御する制御部83とを備える。インバータ82の交流側は、解列リレー84のリレー接点84aを介して分岐ブレーカ57に接続されている。リレー接点84aを駆動する駆動コイル84cは、制御部83に接続されている。制御部83には、また、リレー接点64aのCOM(Common )端子が接続されている。発電装置8は燃料電池を含む汎用的なものであるが、これには限定されず、燃料電池以外の発電部を含む他の発電装置であってもよい。   The power generation device 8 includes a power generation unit 81 formed of a fuel cell, an inverter 82 that converts DC power generated by the power generation unit 81 into AC power, and a control that controls power conversion by the inverter 82 and power generation by the power generation unit 81. Part 83. The AC side of the inverter 82 is connected to the branch breaker 57 via the relay contact 84 a of the disconnection relay 84. A drive coil 84 c that drives the relay contact 84 a is connected to the control unit 83. The controller 83 is also connected to a COM (Common) terminal of the relay contact 64a. The power generation device 8 is a general-purpose device including a fuel cell, but is not limited to this, and may be another power generation device including a power generation unit other than the fuel cell.

制御部83は、母線50に交流電圧を印加する主体に連系して交流電圧を出力する連系運転を行うようにインバータ82を制御する。この場合、解列リレー84は制御部83によってオンに制御される。連系運転中、制御部83は、電流トランス65による電流の検出結果を示す信号、又は電流トランス66による電流の検出結果を示す信号に基づいて、発電部81による発電を制御する。具体的には、制御部83は、リレー接点64aにより切り替えられた電流トランス65又は66が結合している母線50に流れる電流が、負荷61,62側へ流れる電流、即ち逆潮流とは反対向きの電流である場合に発電部81に発電を継続させ、電力系統7側へ流れる電流である場合に発電部81を停止させる。   The control unit 83 controls the inverter 82 so as to perform an interconnection operation in which an AC voltage is output in conjunction with a main body that applies an AC voltage to the bus 50. In this case, the disconnect relay 84 is controlled to be turned on by the control unit 83. During the interconnection operation, the control unit 83 controls power generation by the power generation unit 81 based on a signal indicating the current detection result by the current transformer 65 or a signal indicating the current detection result by the current transformer 66. Specifically, the control unit 83 determines that the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 65 or 66 switched by the relay contact 64a is coupled is opposite to the current flowing toward the loads 61 and 62, that is, the reverse power flow. When the current is the current, the power generation unit 81 continues the power generation, and when the current flows to the power system 7 side, the power generation unit 81 is stopped.

上述の構成において、分電盤5の主幹ブレーカ56及び分岐ブレーカ51,52,53,57が投入されて閉じており、電力系統7が停電しているか否かが停電検出器26で検出される。検出結果はCPU11に取り込まれる。電力系統7が停電していない場合、CPU11がリレー駆動監視回路25を用いて解列リレー55をオンに制御することにより、電力系統7からの交流電圧が母線50に印加される。そして、発電装置8が電力系統7に連系する連系運転を行って交流電力を負荷61,62に供給する。但しこの場合、リレー接点64aはオフであり、COM端子がNC端子に接続されているため、発電装置8は、電流トランス65が結合している母線50に流れる電流が負荷61,62側への電流となる場合に発電を行う。   In the above-described configuration, the main breaker 56 and the branch breakers 51, 52, 53, 57 of the distribution board 5 are closed and closed, and the power failure detector 26 detects whether or not the power system 7 has a power failure. . The detection result is taken into the CPU 11. When the power system 7 is not out of power, the CPU 11 controls the disconnect relay 55 to be turned on using the relay drive monitoring circuit 25, so that the AC voltage from the power system 7 is applied to the bus 50. Then, the power generation device 8 performs an interconnection operation linked to the power system 7 and supplies AC power to the loads 61 and 62. However, in this case, since the relay contact 64a is off and the COM terminal is connected to the NC terminal, the power generation device 8 causes the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 65 is coupled to the loads 61 and 62 side. When it becomes current, it generates electricity.

一方、電力変換装置1は、操作表示部27からの設定により、EV4の蓄電池41からの直流電力を交流電力に変換する運転を行うか、母線50からの交流電力を直流電力に変換する運転を行うか、又は何れの運転も行わないのかが選択される。何れかの運転を行う場合、CPU11は、リレー駆動回路22を用いて解列リレー32をオンに制御すると共に、運転内容をインバータ制御回路20に指示する。   On the other hand, the power conversion device 1 performs an operation for converting DC power from the storage battery 41 of the EV 4 into AC power or an operation for converting AC power from the bus 50 into DC power according to the setting from the operation display unit 27. It is selected whether to perform or not perform any operation. When performing any of the operations, the CPU 11 controls the disconnect relay 32 to be turned on using the relay drive circuit 22 and instructs the inverter control circuit 20 of the operation details.

電力系統7が停電していないときに電力変換装置1が直流電力を交流電力に変換する運転は、電力系統7に連系する連系運転である。連系運転中の電路31の電圧、及び電流トランス63が結合している母線50に流れる電流の検出結果の夫々は、電圧検出回路21及び電流検出回路23からCPU11に取り込まれる。CPU11は、電流トランス63が結合している母線50に流れる電流が、負荷61,62側へ流れる電流、即ち逆潮流とは反対向きの電流となるように、インバータ制御回路20に指示を与える。   The operation in which the power conversion device 1 converts the DC power into the AC power when the power system 7 is not interrupted is an interconnected operation linked to the power system 7. The voltage of the electric circuit 31 during the interconnection operation and the detection result of the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 63 is coupled are taken into the CPU 11 from the voltage detection circuit 21 and the current detection circuit 23, respectively. The CPU 11 gives an instruction to the inverter control circuit 20 so that the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 63 is coupled becomes a current flowing toward the loads 61 and 62, that is, a current opposite to the reverse power flow.

ここで、電力系統7が停電した場合、又は主幹ブレーカ56が手動で開放された場合、停電の検出結果が停電検出器26からCPU11に取り込まれたときに、CPU11がリレー駆動監視回路25により解列リレー55をオフに制御して電力変換装置1及び発電装置8を電力系統7から切り離す。   Here, when the power system 7 fails, or when the main breaker 56 is manually opened, when the detection result of the power failure is taken into the CPU 11 from the power failure detector 26, the CPU 11 is solved by the relay drive monitoring circuit 25. The power converter 1 and the power generator 8 are disconnected from the power system 7 by controlling the column relay 55 to be off.

CPU11は、更に、リレー駆動監視回路25により補助接点551の接点信号を取り込んで解列リレー55がオフ状態であることを確認した上で、リレー接点64aをオンに駆動すると共に、インバータ3に自立運転を開始させる。これにより、発電装置8が電力変換装置1の自立運転に連系する連系運転を行う。この場合、リレー接点64aのCOM端子がNO端子に接続されているため、発電装置8は、電流トランス66が結合している母線50に流れる電流が負荷61,62側への電流となる場合に発電を継続する。   Further, the CPU 11 takes in the contact signal of the auxiliary contact 551 by the relay drive monitoring circuit 25 and confirms that the disconnecting relay 55 is in an OFF state, and then drives the relay contact 64a to be ON and is independent from the inverter 3. Start driving. Thereby, the electric power generating apparatus 8 performs the interconnection operation linked to the autonomous operation of the power conversion apparatus 1. In this case, since the COM terminal of the relay contact 64a is connected to the NO terminal, the power generation device 8 allows the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 66 is coupled to the load 61, 62 side. Continue power generation.

電力変換装置1が自立運転を行う場合、インバータ制御回路20は、インバータ3が電路31に出力する交流電力の電圧及び周波数夫々が、CPU11から指示された目標電圧及び目標周波数となるように制御する。本実施の形態1では、標準的な目標電圧及び目標周波数夫々を基準電圧(例えば200V)及び基準周波数(例えば50.0Hz又は60.0Hz)とする。   When the power conversion device 1 performs a self-sustained operation, the inverter control circuit 20 performs control so that the voltage and frequency of the AC power output from the inverter 3 to the electric circuit 31 are the target voltage and the target frequency instructed from the CPU 11, respectively. . In the first embodiment, a standard target voltage and a target frequency are set to a reference voltage (for example, 200 V) and a reference frequency (for example, 50.0 Hz or 60.0 Hz).

以下では、電力供給システムにおける電力変換装置1及び発電装置8の振る舞いについて、図を用いて説明する。
図2は、本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図であり、図3は、本発明の実施の形態1に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。図中41は、EV4が有する蓄電池である。特に図2では、リレー接点64aがオンに駆動されておらず、COM端子がNC端子に接続されているのに対し、図3ではリレー接点64aがオンに駆動されてCOM端子がNO端子に接続されている点が異なる。図2及び3では、電力系統7からの交流電力の流れを黒い矢印で示し、発電装置8からの交流電力の流れを白抜き矢印で示し、更に電力変換装置1からの交流電力の流れを括弧付きの黒い矢印で示す。主幹ブレーカ56、分岐ブレーカ51,52,53,57、電路33等については図示を省略する。
Hereinafter, the behavior of the power conversion device 1 and the power generation device 8 in the power supply system will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of power supply during a non-power failure of the power supply system according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is during a power failure of the power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. It is explanatory drawing which shows the flow of electric power feeding. In the figure, reference numeral 41 denotes a storage battery included in the EV 4. In particular, in FIG. 2, the relay contact 64a is not driven on and the COM terminal is connected to the NC terminal, whereas in FIG. 3, the relay contact 64a is driven on and the COM terminal is connected to the NO terminal. Is different. 2 and 3, the flow of AC power from the power system 7 is indicated by black arrows, the flow of AC power from the power generator 8 is indicated by white arrows, and the flow of AC power from the power converter 1 is parenthesized. Shown with a black arrow. The main circuit breaker 56, branch breakers 51, 52, 53, 57, the electric circuit 33, etc. are not shown.

図2において、発電装置8は、電力系統7に系統連系しており、発電部81が発電した直流電力をインバータ82で交流電力に変換して定電流で母線50に供給する。この場合、リレー接点64aのNC端子に接続された電流トランス65が結合している母線50に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となるように制御される。このような制御は、燃料電池を含む汎用的な発電装置で普通に行われている。電力変換装置1が変換を停止している場合、電気機器を含む負荷61,62で消費される交流電力(以下、消費電力という)に対して、発電装置8からの交流電力(以下、発電電力という)だけでは不足するときに、不足分の交流電力が電力系統7から供給される。   In FIG. 2, the power generation device 8 is connected to the power system 7, converts the DC power generated by the power generation unit 81 into AC power by the inverter 82, and supplies the AC power to the bus 50 with a constant current. In this case, the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 65 connected to the NC terminal of the relay contact 64a is coupled is controlled so as to be in the direction opposite to the reverse power flow. Such control is normally performed by a general-purpose power generator including a fuel cell. When the power conversion device 1 stops conversion, the AC power (hereinafter, generated power) from the power generator 8 is compared with the AC power (hereinafter referred to as power consumption) consumed by the loads 61 and 62 including the electrical equipment. When the power supply is insufficient, the shortage of AC power is supplied from the power system 7.

電力変換装置1が、母線50からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池41に充電する場合、白抜き矢印で示される発電電力が電力変換装置1及び負荷61,62に分流して流入する。この状態で、発電電力が消費電力及び電力変換装置1に流入する電力の和より少ない場合は、不足分の交流電力が電力系統7から供給される。   When the power converter 1 converts the AC power from the bus 50 into DC power and charges the storage battery 41, the generated power indicated by the white arrow is diverted and flows into the power converter 1 and the loads 61 and 62. . In this state, when the generated power is less than the sum of the power consumption and the power flowing into the power conversion device 1, the shortage of AC power is supplied from the power system 7.

発電電力が少なくとも消費電力より多い場合は、発電電力から消費電力を差し引いた余剰電力と同じ大きさの電力又は余剰電力より僅かに多い電力が、電力変換装置1で直流電力に変換されて蓄電池41に充電されるように制御することが好ましい。そのためには、例えば、発電電力及び消費電力を逐次検出して余剰電力を算出し、算出した余剰電力より多い交流電力が電力変換装置1で変換されるように制御する必要がある。しかしながら、そのような制御は本願発明の範囲を超えるものであるため、ここではその可能性を述べるにとどめる。   When the generated power is at least greater than the consumed power, the power of the same amount as the surplus power obtained by subtracting the consumed power from the generated power or the power slightly larger than the surplus power is converted into DC power by the power conversion device 1 and the storage battery 41 It is preferable to control so as to be charged. For that purpose, for example, it is necessary to sequentially detect generated power and consumed power to calculate surplus power, and control so that AC power greater than the calculated surplus power is converted by the power conversion device 1. However, since such control is beyond the scope of the present invention, only that possibility is described here.

一方、電力変換装置1が蓄電池41からの直流電力を交流電力に変換して負荷61,62に供給する場合、発電電力が消費電力を超えていないことが大前提となる。更に、消費電力から発電電力を差し引いた電力(以下、不足電力という)と同じ大きさの電力又は不足電力より少ない交流電力が電力変換装置1から供給されるように制御する必要がある。このように制御された場合、負荷61,62には、白抜き矢印で示される発電電力の全てと、黒い矢印で示される電力系統7からの交流電力と、括弧付きの黒い矢印で示される電力変換装置1からの交流電力とが流入する。   On the other hand, when the power conversion device 1 converts the DC power from the storage battery 41 into AC power and supplies it to the loads 61 and 62, it is a major premise that the generated power does not exceed the power consumption. Furthermore, it is necessary to perform control so that power having the same magnitude as power obtained by subtracting generated power from power consumption (hereinafter referred to as insufficient power) or AC power less than the insufficient power is supplied from the power conversion device 1. When controlled in this way, the loads 61 and 62 include all of the generated power indicated by white arrows, AC power from the power system 7 indicated by black arrows, and power indicated by black arrows with parentheses. AC power from the converter 1 flows in.

上記の不足電力より少ない交流電力が電力変換装置1から供給されるようにするには、例えば、発電電力及び消費電力を逐次検出して不足電力を算出し、算出した不足電力より少ない交流電力が電力変換装置1で変換されるように制御する必要がある。しかしながら、そのような制御は本願発明の範囲を超えるものであるため、ここではその可能性を述べるにとどめる。   In order to supply AC power less than the above shortage power from the power converter 1, for example, the generated power and the power consumption are sequentially detected to calculate the shortage power, and the AC power less than the calculated shortage power is calculated. It is necessary to control the power converter 1 so that it is converted. However, since such control is beyond the scope of the present invention, only that possibility is described here.

図3に移って、電力系統7が停電した場合、又は主幹ブレーカ56が手動で開放された場合、電力変換装置1は、上述したように解列リレー55がオフ状態であることを確認し、リレー接点64aをオンに駆動してCOM端子がNO端子に接続されるように切り替えると共に、インバータ3を自立運転に切り替える。即ち、インバータ3が蓄電池41からの直流電力を交流電力に変換して母線50に供給するように、CPU11がインバータ制御回路20に指示を与える。この場合、インバータ3が母線50に印加する交流電圧が、上述の基準電圧及び基準周波数となるように、目標電圧及び目標周波数が設定されてインバータ制御回路20に指示される。   Moving to FIG. 3, when the power system 7 fails or when the main breaker 56 is manually opened, the power conversion device 1 confirms that the disconnect relay 55 is in the off state as described above. The relay contact 64a is driven to be turned on so that the COM terminal is connected to the NO terminal, and the inverter 3 is switched to the independent operation. That is, the CPU 11 gives an instruction to the inverter control circuit 20 so that the inverter 3 converts the DC power from the storage battery 41 into AC power and supplies it to the bus 50. In this case, the target voltage and the target frequency are set and instructed to the inverter control circuit 20 so that the AC voltage applied to the bus 50 by the inverter 3 becomes the above-described reference voltage and reference frequency.

一方の発電装置8は、リレー接点64aのCOM端子の接続先が電流トランス65から電流トランス66に切り替えられたことを関知しておらず、COM端子の接続先の電流トランス66が結合している母線50に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となるように発電電力が制御される。ところで、図3に示す状態では、少なくとも電力変換装置1からの交流電力が必然的に負荷61,62に供給されるため、電流トランス66が結合している母線50には必ず負荷61,62側へ電流が流れることとなる。その結果、発電装置8は、電力変換装置1の自立運転に連系する連系運転を行って運転を継続することができる。   One power generation device 8 does not know that the connection destination of the COM terminal of the relay contact 64a has been switched from the current transformer 65 to the current transformer 66, and the current transformer 66 to which the COM terminal is connected is coupled. The generated power is controlled so that the current flowing through the bus 50 is in a direction opposite to the reverse power flow. By the way, in the state shown in FIG. 3, at least AC power from the power converter 1 is inevitably supplied to the loads 61 and 62, so the bus 50 to which the current transformer 66 is coupled must be connected to the loads 61 and 62 side. Current will flow to As a result, the power generation device 8 can continue the operation by performing the interconnection operation linked to the independent operation of the power conversion device 1.

上述のとおり、リレー接点64aのCOM端子の接続先が電流トランス66である場合、電流トランス66による電流の検出結果を示す信号は、一定の向きの電流を示す信号となる。このため、リレー接点64aのNO端子には、電流トランス66に代えて上記一定の向きの電流を示す信号を模擬するダミー信号を生成する回路を接続してもよい。以下では、電流トランス66による電流の検出結果を示す信号と、上記のダミー信号との何れかの信号を、「電流トランス66による電流の検出結果に係る第2の信号」という。   As described above, when the connection destination of the COM terminal of the relay contact 64a is the current transformer 66, the signal indicating the current detection result by the current transformer 66 is a signal indicating the current in a certain direction. For this reason, a circuit that generates a dummy signal that simulates a signal indicating the current in the certain direction may be connected to the NO terminal of the relay contact 64a in place of the current transformer 66. Hereinafter, the signal indicating the current detection result by the current transformer 66 and any one of the dummy signals are referred to as a “second signal related to the current detection result by the current transformer 66”.

電力変換装置1が自立運転を行う場合、発電装置8が母線50を介して負荷61,62に供給する白抜き矢印で示される交流電力だけでは、負荷61,62で消費される消費電力に不足が生じる間は、不足する電力が電力変換装置1から負荷61,62に供給される。   When the power converter 1 performs a self-sustained operation, the power consumption consumed by the loads 61 and 62 is insufficient with only the AC power indicated by the white arrows that the power generator 8 supplies to the loads 61 and 62 via the bus 50. While this occurs, insufficient power is supplied from the power conversion device 1 to the loads 61 and 62.

これに対し、発電装置8が母線50を介して負荷61,62に供給すべき交流電力が、負荷61,62で消費される電力を上回る場合、その余剰電力が電力変換装置1で直流電力に変換されて蓄電池41の充電に振り向けられる。これにより、母線50の電圧上昇が抑制されるため、母線50の交流電圧は、上記の基準電圧に維持される。電力変換装置1における変換方向の切り替えは、例えばインバータ3により自律的に行われる。即ち、母線50の交流電圧が、インバータ3が目標電圧として出力する基準電圧を上回る状況になった場合、あたかも回生電力が直流側に回生されるように、インバータ3が交流電力を直流電力に変換する。   On the other hand, when the AC power that the power generator 8 should supply to the loads 61 and 62 via the bus 50 exceeds the power consumed by the loads 61 and 62, the surplus power is converted to DC power by the power converter 1. It is converted and used for charging the storage battery 41. Thereby, since the voltage rise of bus 50 is suppressed, the alternating voltage of bus 50 is maintained at the above-mentioned reference voltage. Switching of the conversion direction in the power converter 1 is autonomously performed by the inverter 3, for example. That is, when the AC voltage of the bus 50 exceeds the reference voltage output by the inverter 3 as the target voltage, the inverter 3 converts the AC power into DC power so that the regenerative power is regenerated to the DC side. To do.

次に、上記の機能を有するインバータ3の具体例を挙げてその動作を説明する。
図4は、インバータ3の構成例を示す回路図である。インバータ3は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor )、パワートランジスタ等のスイッチング素子をHブリッジに構成してなる。本実施の形態1では、スイッチング素子としてIGBTからなるスイッチQ1,Q2,Q3,Q4を用いる。スイッチQ1,Q2,Q3,Q4夫々のコレクタ及びエミッタには転流(還流)ダイオード(以下、単にダイオードという)D1,D2,D3,D4のカソード及びアノードが接続されている。
Next, the operation of the inverter 3 having the above function will be described with reference to a specific example.
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the inverter 3. The inverter 3 includes switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors), and power transistors in an H-bridge. In the first embodiment, switches Q1, Q2, Q3, Q4 made of IGBT are used as switching elements. The collectors and emitters of the switches Q1, Q2, Q3, and Q4 are connected to the cathodes and anodes of commutation (reflux) diodes (hereinafter simply referred to as diodes) D1, D2, D3, and D4.

Hブリッジの上アームの夫々に含まれるスイッチQ1及びQ3のコレクタは、平滑コンデンサC1の一端に接続されると共に、EV4と接続するための電路のプラス側にインダクタL1を介して接続されている。Hブリッジの下アームの夫々に含まれるスイッチQ2及びQ4のエミッタは、平滑コンデンサC1の他端に接続されると共に、EV4と接続するための電路のマイナス側に接続されている。   The collectors of the switches Q1 and Q3 included in each of the upper arms of the H bridge are connected to one end of the smoothing capacitor C1 and connected to the plus side of the electric circuit for connecting to the EV4 via the inductor L1. The emitters of the switches Q2 and Q4 included in each of the lower arms of the H bridge are connected to the other end of the smoothing capacitor C1 and to the negative side of the electric circuit for connecting to the EV4.

スイッチQ3のエミッタは、スイッチQ4のコレクタに接続されると共に、インダクタL2を介して平滑コンデンサC2の一端及び一対の電路31(図1では1本の線で示す)の一方に接続されている。スイッチQ1のエミッタは、スイッチQ2のコレクタに接続されると共に、インダクタL3を介して平滑コンデンサC2の他端及び一対の電路31の他方に接続されている。スイッチQ1,Q2,Q3,Q4夫々のゲートは、インバータ制御回路20に接続されている。インバータ制御回路20には、これらのスイッチQ1,Q2,Q3,Q4を駆動する駆動回路が含まれている。   The emitter of the switch Q3 is connected to the collector of the switch Q4, and is connected to one end of the smoothing capacitor C2 and one of the pair of electric paths 31 (shown by one line in FIG. 1) via the inductor L2. The emitter of the switch Q1 is connected to the collector of the switch Q2, and is connected to the other end of the smoothing capacitor C2 and the other of the pair of electric paths 31 via the inductor L3. The gates of the switches Q1, Q2, Q3, and Q4 are connected to the inverter control circuit 20. The inverter control circuit 20 includes a drive circuit that drives these switches Q1, Q2, Q3, and Q4.

図4において、EV4からの直流電力を交流電力に変換する場合、インバータ3は、例えば降圧型のDC/ACインバータとして動作する。また、電路31からの交流電力を直流電力に変換する場合、インバータ3は、例えば昇圧型のAC/DCコンバータ(即ちスイッチング電源)として動作する。以下、変換動作を具体的に説明する。なお、解列リレー32がオン状態であり、且つ分岐ブレーカ53が閉じている場合、電路31の交流電圧と母線50の交流電圧とは同一である。   In FIG. 4, when the DC power from the EV 4 is converted into AC power, the inverter 3 operates as a step-down DC / AC inverter, for example. Moreover, when converting the alternating current power from the electric circuit 31 into direct current power, the inverter 3 operates as a step-up AC / DC converter (that is, a switching power supply), for example. Hereinafter, the conversion operation will be specifically described. When the disconnection relay 32 is in the on state and the branch breaker 53 is closed, the AC voltage of the electric circuit 31 and the AC voltage of the bus 50 are the same.

EV4からの直流電力を交流電力に変換する場合は、
(a)スイッチQ3及びQ2をインバータ制御回路20からのPWM信号によりオン/オフに駆動することにより、正弦波をなす交流電圧の一方の半波に相当する電圧を生成し、生成した電圧をL2,L3及びC2によるフィルタで平滑する。
(b)スイッチQ1及びQ4をインバータ制御回路20からのPWM信号によりオン/オフに駆動することにより、正弦波をなす交流電圧の他方の半波に相当する電圧を生成し、生成した電圧をL3,L2及びC2によるフィルタで平滑する。
When converting DC power from EV4 to AC power,
(A) By driving the switches Q3 and Q2 on / off by the PWM signal from the inverter control circuit 20, a voltage corresponding to one half wave of the AC voltage forming a sine wave is generated, and the generated voltage is expressed as L2. , L3 and C2 for smoothing.
(B) By driving the switches Q1 and Q4 on / off by the PWM signal from the inverter control circuit 20, a voltage corresponding to the other half wave of the AC voltage forming a sine wave is generated, and the generated voltage is expressed as L3 , L2 and C2 for smoothing.

電路31からの交流電力を直流電力に変換する場合は、
(a)正弦波をなす交流電圧の一方の半波に相当する期間のうち、平滑コンデンサC2の他端に対して一端の電圧が正となる期間に、スイッチQ4をインバータ制御回路20からのPWM信号によりオンに駆動することにより、インダクタL2、スイッチQ4、ダイオードD2及びインダクタL3の経路に電流が流れてインダクタL2,L3にエネルギーが蓄積される。
(b)スイッチQ4がオフになることにより、インダクタL2、ダイオードD3、インダクタL1、EV4、ダイオードD2及びインダクタL3の経路に電流が還流して、インダクタL2,L3のエネルギーが放出される。
(c)正弦波をなす交流電圧の他方の半波に相当する期間のうち、平滑コンデンサC2の他端に対して一端の電圧が負となる期間に、スイッチQ2をインバータ制御回路20からのPWM信号によりオンに駆動することにより、インダクタL3、スイッチQ2、ダイオードD4及びインダクタL2の経路に電流が流れてインダクタL3,L2にエネルギーが蓄積される。
(d)スイッチQ2がオフになることにより、インダクタL3、ダイオードD1、インダクタL1、EV4、ダイオードD4及びインダクタL2の経路に電流が還流して、インダクタL3,L2がエネルギーを放出する。
When converting AC power from the electric circuit 31 to DC power,
(A) During the period corresponding to one half wave of the AC voltage forming the sine wave, the switch Q4 is connected to the PWM from the inverter control circuit 20 during the period when the voltage at one end is positive with respect to the other end of the smoothing capacitor C2. When driven on by a signal, a current flows through the path of the inductor L2, the switch Q4, the diode D2, and the inductor L3, and energy is stored in the inductors L2 and L3.
(B) When the switch Q4 is turned off, current flows back to the path of the inductor L2, the diode D3, the inductors L1, EV4, the diode D2, and the inductor L3, and the energy of the inductors L2 and L3 is released.
(C) During the period corresponding to the other half wave of the AC voltage forming the sine wave, the switch Q2 is connected to the PWM from the inverter control circuit 20 during the period when the voltage at one end is negative with respect to the other end of the smoothing capacitor C2. By driving on by the signal, a current flows through the path of the inductor L3, the switch Q2, the diode D4, and the inductor L2, and energy is stored in the inductors L3 and L2.
(D) When the switch Q2 is turned off, current flows back to the path of the inductor L3, the diode D1, the inductors L1, EV4, the diode D4, and the inductor L2, and the inductors L3 and L2 release energy.

さて、図3に括弧付きの黒い矢印で示すように、電力変換装置1のインバータ3が直流電圧を交流電圧に変換している間に、発電装置8からの交流電力が負荷61,62で消費される電力を上回る状態になった場合、母線50の交流電圧、即ち電路31の交流電圧は、インバータ3が目標電圧として出力する基準電圧を上回ることとなる。このため、電路31の交流電圧のうち、インバータ3が能動的に出力する基準電圧を上回る電圧が、インダクタL2、ダイオードD3、インダクタL1、EV4、ダイオードD2及びインダクタL3の経路、並びにインダクタL3、ダイオードD1、インダクタL1、EV4、ダイオードD4及びインダクタL2の経路で整流される。   Now, as indicated by the black arrows with parentheses in FIG. 3, the AC power from the power generator 8 is consumed by the loads 61 and 62 while the inverter 3 of the power converter 1 is converting the DC voltage into the AC voltage. When the electric power exceeds the generated power, the AC voltage of the bus 50, that is, the AC voltage of the electric circuit 31, exceeds the reference voltage that the inverter 3 outputs as the target voltage. For this reason, the voltage exceeding the reference voltage actively output by the inverter 3 among the AC voltage of the electric circuit 31 is the path of the inductor L2, the diode D3, the inductors L1, EV4, the diode D2 and the inductor L3, and the inductor L3, the diode. Rectification is performed in the path of D1, inductors L1, EV4, diode D4, and inductor L2.

これにより、発電装置8からの交流電力のうち、負荷61,62で消費されない分の交流電力、即ち余剰電力が、母線50から電路33,31を経てインバータ3に取り込まれて直流電力に変換される。従って、電路31,33及び母線50における基準電圧からの電圧上昇が抑制されて、図3に示す状態が安定的に継続する。   As a result, of the AC power from the power generation device 8, AC power that is not consumed by the loads 61 and 62, that is, surplus power, is taken into the inverter 3 from the bus 50 through the electric paths 33 and 31 and converted into DC power. The Therefore, the voltage rise from the reference voltage in the electric paths 31 and 33 and the bus 50 is suppressed, and the state shown in FIG. 3 continues stably.

以下では、上述した電力変換装置1の制御部10の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12に予め格納された制御プログラムに従って、CPU11により実行される。
図5は、本発明の実施の形態1に係る電力変換装置1で連系運転から自立運転への切り替えを制御するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図5の処理は、電力変換装置1の連系運転中に一定の周期(例えば1秒毎)で起動される。停電が検出される前は、「切替フラグ」がオフに設定されている。
Below, operation | movement of the control part 10 of the power converter device 1 mentioned above is demonstrated using the flowchart which shows it. The processing shown below is executed by the CPU 11 in accordance with a control program stored in advance in the ROM 12.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of the CPU 11 that controls switching from the grid operation to the independent operation in the power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention. The processing of FIG. 5 is started at a constant cycle (for example, every second) during the interconnected operation of the power conversion device 1. Before a power failure is detected, the “switch flag” is set to off.

図5の処理が起動された場合、CPU11は、停電検出器26により、電力系統7の停電を検出したか否かを判定する(S11)。ここでの停電には、主幹ブレーカ56が手動で開放された場合が含まれている。停電を検出しない場合(S11:NO)、CPU11は、特段の処理を実行せずに図5の処理を終了する。   When the process of FIG. 5 is started, the CPU 11 determines whether or not a power failure of the power system 7 is detected by the power failure detector 26 (S11). The power failure here includes a case where the main breaker 56 is manually opened. When no power failure is detected (S11: NO), the CPU 11 ends the process of FIG. 5 without executing any special process.

ステップS11で停電を検出した場合(S11:YES)、CPU11は、リレー駆動監視回路25により分電盤5内の解列リレー55をオフに制御し(S12)、例えば50msだけ待機する(S13)。この50msは、駆動コイル55cを駆動してから補助接点551が出力する接点信号のオン/オフ状態が安定するまでの時間を見越したものであり、50msに限定されない。その後、CPU11は、補助接点551及びリレー駆動監視回路25により、電力系統7からの解列を検出したか否かを判定し(S14)、解列を検出しない場合(S14:NO)、それ以上の処理を実行せずに図5の処理を終了する。   When a power failure is detected in step S11 (S11: YES), the CPU 11 controls the disconnect relay 55 in the distribution board 5 to be turned off by the relay drive monitoring circuit 25 (S12), and waits for, for example, 50 ms (S13). . This 50 ms allows for the time from when the drive coil 55c is driven until the ON / OFF state of the contact signal output from the auxiliary contact 551 is stabilized, and is not limited to 50 ms. Thereafter, the CPU 11 determines whether or not the disconnection from the power system 7 is detected by the auxiliary contact 551 and the relay drive monitoring circuit 25 (S14), and when the disconnection is not detected (S14: NO), more The process of FIG. 5 is terminated without executing the process of FIG.

ステップS14で解列を検出した場合(S14:YES)、CPU11は、リレー駆動回路24によりリレー接点(切替スイッチ)64aをオンに駆動してCOM端子がNO端子に接続されるように切り替える(S15:切替手段に相当)と共に、リレー接点64aをオンに駆動していることを記憶するために切替フラグをオンに設定する(S16)。次いで、CPU11は、インバータ制御回路20に対してインバータ3の自立運転を指示し(S17)、自装置の解列リレー32をオンに制御して(S18)図5の処理を終了する。   When disconnection is detected in step S14 (S14: YES), the CPU 11 drives the relay contact (switch) 64a to be turned on by the relay drive circuit 24 so that the COM terminal is connected to the NO terminal (S15). : Equivalent to the switching means) and a switching flag is set to ON to memorize that the relay contact 64a is driven ON (S16). Next, the CPU 11 instructs the inverter control circuit 20 to perform the independent operation of the inverter 3 (S17), controls the disconnect relay 32 of the own device to be on (S18), and ends the process of FIG.

本システムが電力系統7から解列されたことが検出されて電力変換装置1が自立運転に切り替わった後に、電力系統7の停電が復電した場合、又は主幹ブレーカ56が手動で閉じられた場合、解列リレー55をオンに制御し、リレー接点64aをオフにし、更に電力変換装置1を連系運転に切り替えてシステムの運転を継続することが可能であるが、本実施の形態1では特に説明を行わない。   When it is detected that the present system has been disconnected from the power system 7 and the power conversion device 1 is switched to the self-sustained operation, the power failure of the power system 7 is restored, or the main breaker 56 is manually closed The disconnection relay 55 can be controlled to be turned on, the relay contact 64a can be turned off, and the power conversion apparatus 1 can be switched to the interconnected operation to continue the operation of the system. Do not explain.

以上のように本実施の形態1によれば、電力系統7から負荷61,62に給電するための母線(電力線)50に流れる電流を電流トランス65が検出して検出結果を示す信号を出力し、電流トランス(検出部)65よりも負荷61,62側の電力線に分岐ブレーカ57を介して接続された発電装置8がリレー接点64aを介して電流トランス65から取得した信号に基づいて発電電力を制御し、発電装置8よりも負荷61,62側の電力線に接続された電力変換装置1が電力線からの交流電力及びEV4からの直流電力を双方向に交直変換してEV4を充放電する。また、電流トランス(第2の検出部)66又はダミー信号を生成する回路が、電力変換装置1及び負荷61,62間の電力線に流れる電流の検出結果に係る第2の信号を出力するようにし、発電装置8が発電電力を制御するための信号の取得先を、リレー接点(切替スイッチ)64aにより電流トランス65及び電流トランス66の何れかに切り替え可能にしてある。この構成にて電力変換装置1が自立運転を行う場合、発電装置8から見た信号の取得先が、リレー接点(切替スイッチ)64aによって電流トランス65から電流トランス66に切り替わる。   As described above, according to the first embodiment, the current transformer 65 detects the current flowing through the bus (power line) 50 for supplying power to the loads 61 and 62 from the power system 7 and outputs a signal indicating the detection result. The power generation device 8 connected to the power lines closer to the loads 61 and 62 than the current transformer (detection unit) 65 via the branch breaker 57 generates the generated power based on the signal acquired from the current transformer 65 via the relay contact 64a. The power converter 1 connected to the power lines closer to the loads 61 and 62 than the power generator 8 bi-directionally converts the AC power from the power line and the DC power from the EV 4 bidirectionally to charge and discharge the EV 4. Further, the current transformer (second detection unit) 66 or a circuit that generates a dummy signal outputs a second signal related to the detection result of the current flowing through the power line between the power converter 1 and the loads 61 and 62. The signal acquisition source for the power generation device 8 to control the generated power can be switched to either the current transformer 65 or the current transformer 66 by a relay contact (switch) 64a. When the power conversion device 1 performs the self-sustained operation with this configuration, the acquisition source of the signal viewed from the power generation device 8 is switched from the current transformer 65 to the current transformer 66 by the relay contact (switch) 64a.

これにより、発電装置8が電力変換装置1の自立運転に連系する連系運転を行いつつ、電力変換装置1よりも負荷61,62側の電力線を流れる電流の検出結果に係る第2の信号に基づいて発電電力を制御する。この場合は、電力変換装置1から負荷61,62側へ必然的に電流が流れており、電流トランス66が出力する信号に係る検出結果は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたときの検出結果に対応している。このため、リレー接点64aによる信号の取得先の切り替えを関知しない発電装置8は、逆潮流とは反対向きの電流が検出されたことを示す信号を電流トランス65から取得した場合と同様に発電を継続して電力変換装置1及び負荷61,62に交流電力を供給する。
従って、電力変換装置1が自立運転を行う場合に発電装置8の発電電力の余剰分をEV4に充電することが可能となる。また、発電装置8の余剰電力をEV4に充電しない場合と比較して、電力変換装置1の自立運転をより長く継続することが可能となる。
Thus, the second signal related to the detection result of the current flowing through the power lines closer to the loads 61 and 62 than the power conversion device 1 while the power generation device 8 performs the interconnection operation linked to the independent operation of the power conversion device 1. The generated power is controlled based on the above. In this case, a current inevitably flows from the power conversion device 1 to the loads 61 and 62, and the detection result related to the signal output from the current transformer 66 indicates that a current in the direction opposite to the reverse power flow is detected. Corresponds to the detection result. For this reason, the power generation apparatus 8 that is not concerned with switching of the signal acquisition destination by the relay contact 64a generates power in the same manner as when the signal indicating that the current in the direction opposite to the reverse power flow is detected is acquired from the current transformer 65. The AC power is continuously supplied to the power conversion device 1 and the loads 61 and 62.
Therefore, when the power conversion device 1 performs a self-sustained operation, it is possible to charge the EV 4 with the surplus power generated by the power generation device 8. Moreover, it becomes possible to continue the self-sustained operation of the power converter 1 for a longer time than in the case where the surplus power of the power generator 8 is not charged to the EV 4.

更に、実施の形態1によれば、解列リレー55の補助接点551及びリレー駆動監視回路25(解列検出部)により電力系統7からの自システムの解列が検出された場合、電力変換装置1がEV4からの直流電力を交流電力に変換して負荷61,62に供給する自立運転行う。
従って、例えば電力系統7の停電が検出されてシステムが電力系統7から解列された場合、発電装置8の連系先となるべき電力変換装置1に自立運転を開始させることが可能となる。
Furthermore, according to the first embodiment, when the disconnection of the own system from the power system 7 is detected by the auxiliary contact 551 of the disconnection relay 55 and the relay drive monitoring circuit 25 (disconnection detection unit), the power conversion device 1 performs a self-sustaining operation in which DC power from the EV 4 is converted into AC power and supplied to the loads 61 and 62.
Therefore, for example, when a power failure of the power system 7 is detected and the system is disconnected from the power system 7, the power conversion device 1 that should be a connection destination of the power generation device 8 can start a self-sustaining operation.

また、実施の形態1によれば、電力変換装置1の自立運転中に負荷61,62で消費される電力に対して発電装置8からの交流電力の一部が余剰電力となる場合、電力変換装置1の出力端の交流電圧が自立運転における基準電圧を上回ることとなる。この場合、電力変換装置1は、発電装置8からの交流電力を取り込んで直流電力に変換し、変換した直流電力でEV4の蓄電池41を充電する。
つまり、発電装置8からの余剰電力がEV4に取り込まれるため、電力変換装置1の出力端における交流電圧を基準電圧に維持することが可能となる。
Further, according to the first embodiment, when a part of the AC power from the power generation device 8 becomes surplus power with respect to the power consumed by the loads 61 and 62 during the autonomous operation of the power conversion device 1, the power conversion The AC voltage at the output end of the device 1 will exceed the reference voltage in the independent operation. In this case, the power conversion device 1 takes in AC power from the power generation device 8 and converts it into DC power, and charges the storage battery 41 of the EV 4 with the converted DC power.
That is, since surplus power from the power generation device 8 is taken into the EV 4, the AC voltage at the output end of the power conversion device 1 can be maintained at the reference voltage.

更にまた、実施の形態1によれば、システムが電力系統7から解列された場合、電力変換装置1が補助接点551及びリレー駆動監視回路25(解列検出部)による検出結果を取り込んでリレー接点(切替スイッチ)64aをオンに駆動し、発電装置8から見た信号の取得先を電流トランス65から電流トランス66に切り替える。
従って、例えば解列検出部の検出結果に応じてリレー接点64aの切り替えを行う付加回路が不要となり、更に、上記信号の取得先をリレー接点64aにより電流トランス66から電流トランス65に切り替える(即ち切り戻す)ための条件を任意に設定することが可能となる。
Furthermore, according to the first embodiment, when the system is disconnected from the power system 7, the power conversion device 1 takes in the detection result by the auxiliary contact 551 and the relay drive monitoring circuit 25 (disconnection detection unit) and relays it. The contact (switch) 64 a is driven to turn on, and the signal acquisition source viewed from the power generation device 8 is switched from the current transformer 65 to the current transformer 66.
Therefore, for example, an additional circuit for switching the relay contact 64a according to the detection result of the disconnection detection unit is not required, and the acquisition destination of the signal is switched from the current transformer 66 to the current transformer 65 by the relay contact 64a (that is, switching is performed). It is possible to arbitrarily set a condition for returning.

更にまた、実施の形態1によれば、各アームに含まれるスイッチ(スイッチング素子)Q1,Q2,Q3,Q4夫々にダイオード(転流ダイオード)D1,D2,D3,D4が並列接続されたHブリッジ(フルブリッジ)を用いたインバータ3により、直流電力及び交流電力を双方向に変換する。
従って、直流電力を交流電力に変換しているときにインバータ3が出力しようとする交流電圧よりも、発電装置8から印加される交流電圧の方が高い場合は、発電装置8からの交流電力をダイオードD1,D2,D3,D4で整流して直流電力に変換し、変換した直流電力でEV(蓄電装置)4を充電することが可能となる。
Furthermore, according to the first embodiment, an H bridge in which diodes (commutation diodes) D1, D2, D3, and D4 are connected in parallel to switches (switching elements) Q1, Q2, Q3, and Q4 included in each arm. The inverter 3 using (full bridge) converts the DC power and the AC power bidirectionally.
Therefore, when the AC voltage applied from the power generation device 8 is higher than the AC voltage that the inverter 3 intends to output when converting DC power to AC power, the AC power from the power generation device 8 is used. The diodes D1, D2, D3, and D4 can be rectified and converted to DC power, and the EV (power storage device) 4 can be charged with the converted DC power.

(実施の形態2)
実施の形態1が、発電装置8からの交流電力の一部が余剰電力となる場合に、余剰電力によって蓄電池41が制限なく充電される形態であるのに対し、実施の形態2は、蓄電池41に充電電力を受け入れる余裕がない場合に、発電装置8からの交流電力を遮断させる形態である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, when a part of the AC power from the power generation device 8 becomes surplus power, the storage battery 41 is charged without limitation by the surplus power, while the second embodiment is different from the storage battery 41. This is a mode in which AC power from the power generation device 8 is cut off when there is no room to accept charging power.

実施の形態2における電力供給システムの構成、非停電時及び停電時における給電の流れ、インバータ3の構成、並びに電力変換装置1で連系運転から自立運転への切り替えを制御するCPU11の処理手順の夫々は、図1から5に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。   The configuration of the power supply system in the second embodiment, the flow of power supply at the time of non-power failure and at the time of power failure, the configuration of the inverter 3, and the processing procedure of the CPU 11 that controls the switching from the grid operation to the independent operation in the power conversion device 1 Since each of them is the same as that shown in FIGS. 1 to 5, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the first embodiment, and the description and explanation of these drawings are omitted.

以下では、電力変換装置1の自立運転中に発電装置8からの交流電力を遮断させる手順について、フローチャートを用いて説明する。
図6は、本発明の実施の形態2に係る電力変換装置1でリレー接点(切替スイッチ)64aのオン/オフを切り替えるCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図6の処理は、電力変換装置1の自立運転中に一定の周期(例えば1秒毎)で起動される。
Below, the procedure which interrupts | blocks the alternating current power from the electric power generating apparatus 8 during the independent operation of the power converter device 1 is demonstrated using a flowchart.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the CPU 11 for switching on / off of the relay contact (changeover switch) 64a in the power conversion device 1 according to the second embodiment of the present invention. The process of FIG. 6 is started at a constant cycle (for example, every second) during the autonomous operation of the power conversion device 1.

図6の処理が起動された場合、CPU11は、CAN通信部15を用いてEV4の蓄電池41のSOCを取得した(S22:取得手段に相当)後、図5の処理のステップS16で設定される切替フラグがオンであるか否かを判定する(S23)。切替フラグがオンである場合(S23:YES)、即ち、リレー接点64aのCOM端子がNO端子に接続されている場合、CPU11は、ステップS22で取得したSOCが、例えば99%より大きいか否かを判定し(S24:SOCが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段に相当)、大きくない場合(S24:NO)、特段の処理を実行せずに図6の処理を終了する。   When the process of FIG. 6 is activated, the CPU 11 acquires the SOC of the storage battery 41 of the EV 4 using the CAN communication unit 15 (S22: equivalent to an acquisition unit), and is set in step S16 of the process of FIG. It is determined whether or not the switching flag is on (S23). When the switching flag is on (S23: YES), that is, when the COM terminal of the relay contact 64a is connected to the NO terminal, the CPU 11 determines whether or not the SOC acquired in step S22 is greater than 99%, for example. (S24: equivalent to means for determining whether or not the SOC is greater than a predetermined threshold). If not (S24: NO), the process of FIG. 6 is terminated without executing any special process.

取得したSOCが99%より大きい場合(S24:YES)、即ち、蓄電池41に充電電力を受け入れる余裕がない場合、CPU11は、リレー駆動回路24によりリレー接点(切替スイッチ)64aをオフにしてCOM端子がNC端子に接続されるように切り替える(S25:第2の切替手段に相当)と共に、切替フラグをオフに設定して(S26)図6の処理を終了する。   When the obtained SOC is larger than 99% (S24: YES), that is, when the storage battery 41 has no room for accepting the charging power, the CPU 11 turns off the relay contact (changeover switch) 64a by the relay drive circuit 24 and sets the COM terminal. Is connected to the NC terminal (S25: corresponding to the second switching means), the switching flag is set to OFF (S26), and the processing of FIG.

ステップS25でCOM端子がNC端子に接続されるように切り替えることにより、発電装置8の制御部83は、電流トランス65による電流の検出結果を示す信号に基づいて、発電部81による発電を制御する。但し、この場合は解列リレー55がオフ状態であり、電流トランス65が結合している母線50に流れる電流が、逆潮流とは反対向きの電流となることがないため、制御部83が発電部81を停止させる。この後、電力変換装置1がEV4の蓄電池41からの直流電力を交流電力に変換して負荷61,62に供給するため、時間の経過と共に蓄電池41が放電してSOCが低下する。   By switching so that the COM terminal is connected to the NC terminal in step S25, the control unit 83 of the power generation device 8 controls the power generation by the power generation unit 81 based on the signal indicating the current detection result by the current transformer 65. . However, in this case, the disconnection relay 55 is in an off state, and the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 65 is coupled does not become a current opposite to the reverse power flow. The part 81 is stopped. Thereafter, since the power conversion device 1 converts the DC power from the EV4 storage battery 41 into AC power and supplies it to the loads 61 and 62, the storage battery 41 is discharged over time and the SOC decreases.

ステップS23で切替フラグがオンではない場合(S23:NO)、即ち、リレー接点64aのCOM端子がNO端子に接続されておらず、発電装置8が既に停止している場合、CPU11は、ステップS22で取得したSOCが90%以下に低下しているか否か、即ち蓄電池41が充電電力を受け入れる余裕が生じるまで放電が進んだか否かを判定する(S27:第2の閾値以下であるか否かを判定する手段に相当)。SOCが90%以下ではない場合(S27:NO)、CPU11は、リレー接点64aをオフにしたまま図6の処理を終了する。   When the switching flag is not on in step S23 (S23: NO), that is, when the COM terminal of the relay contact 64a is not connected to the NO terminal and the power generation device 8 has already stopped, the CPU 11 performs step S22. It is determined whether or not the SOC acquired in step S1 has decreased to 90% or less, that is, whether or not the discharge has progressed until there is room for the storage battery 41 to accept the charging power (S27: whether or not it is equal to or less than a second threshold value). Equivalent to means for determining). When the SOC is not 90% or less (S27: NO), the CPU 11 ends the process of FIG. 6 with the relay contact 64a turned off.

一方、SOCが90%以下である場合(S27:YES)CPU11は、リレー駆動回路24によりリレー接点(切替スイッチ)64aをオンに駆動してCOM端子がNO端子に接続されるように切り替える(S28:第2の検出部に切り替える手段に相当)と共に、切替フラグをオンに設定して(S29)図6の処理を終了する。これにより、発電装置8は、図3を用いて説明したとおり、電力変換装置1の自立運転に連系する連系運転が行える状態に復帰する。   On the other hand, when the SOC is 90% or less (S27: YES), the CPU 11 drives the relay contact (switch) 64a to be turned on by the relay drive circuit 24 so that the COM terminal is connected to the NO terminal (S28). : Equivalent to the means for switching to the second detection unit) and the switching flag is set to ON (S29), and the processing of FIG. Thereby, the electric power generating apparatus 8 returns to the state which can perform the interconnection | linkage operation | movement linked to the self-sustained operation of the power converter device 1, as demonstrated using FIG.

以上のように本実施の形態2によれば、電力変換装置1がリレー接点(切替スイッチ)64aをオンに駆動して、発電装置8から見た信号の取得先を電流トランス65から電流トランス66に切り替えた後に、EV4に対する充電が継続することにより、EV4に含まれる蓄電池41のSOCが所定の閾値より大きくなった場合、電力変換装置1は、リレー接点64aをオフにして上記信号の取得先を電流トランス66から電流トランス65に切り替える。
この場合、電流トランス65では逆潮流とは反対向きの電流が検出されず、逆潮流が発生しないことが保証されないため、発電装置8が発電を停止する。従って、EV4に対する過剰な充電を停止させることが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the power conversion device 1 drives the relay contact (changeover switch) 64a to turn on, and the acquisition source of the signal viewed from the power generation device 8 is changed from the current transformer 65 to the current transformer 66. When the SOC of the storage battery 41 included in the EV 4 becomes larger than a predetermined threshold due to the continued charging of the EV 4 after switching to the power conversion device 1, the power conversion device 1 turns off the relay contact 64 a and acquires the above signal Is switched from the current transformer 66 to the current transformer 65.
In this case, the current transformer 65 does not detect a current in the opposite direction to the reverse power flow, and it is not guaranteed that no reverse power flow will occur, so the power generation device 8 stops power generation. Therefore, it is possible to stop excessive charging of the EV4.

また、実施の形態2によれば、電力変換装置1がリレー接点(切替スイッチ)64aをオフにして、発電装置8から見た信号の取得先を電流トランス66から電流トランス65に切り替えた後に、取得した蓄電池41のSOCが上記所定の閾値より小さい第2の閾値以下になった場合、電力変換装置1は上記信号の取得先を電流トランス65から電流トランス66に切り替える。
従って、EV4にて充電が受け入れ可能になるまで放電が進んだときに、逆潮流とは反対向きの電流が検出される電流トランス66の検出結果に基づいて、発電装置8に発電を再開させることが可能となる。
Further, according to the second embodiment, after the power conversion device 1 turns off the relay contact (switch) 64a and switches the acquisition source of the signal viewed from the power generation device 8 from the current transformer 66 to the current transformer 65, When the obtained SOC of the storage battery 41 becomes equal to or smaller than the second threshold value smaller than the predetermined threshold value, the power conversion device 1 switches the acquisition source of the signal from the current transformer 65 to the current transformer 66.
Therefore, when the discharge progresses until EV 4 can accept the charge, the power generation device 8 restarts the power generation based on the detection result of the current transformer 66 in which the current in the direction opposite to the reverse flow is detected. Is possible.

なお、実施の形態2にあっては、発電装置8からの交流電力を遮断させるために、リレー接点64aをオンからオフに切り替えたが、電力変換装置1が自立運転にて出力する交流電力の目標電圧又は目標周波数を変更するようにしてもよい。具体的には、電力変換装置1が出力する交流電力の電圧又は周波数が、発電装置8にて系統連系保護機能が発揮される電圧又は周波数となるように目標電圧又は目標周波数を変更する。   In the second embodiment, the relay contact 64a is switched from on to off in order to cut off the AC power from the power generation device 8, but the AC power output by the power conversion device 1 in the self-sustaining operation is switched. The target voltage or the target frequency may be changed. Specifically, the target voltage or the target frequency is changed so that the voltage or frequency of the AC power output from the power conversion device 1 becomes a voltage or a frequency at which the grid connection protection function is exhibited in the power generation device 8.

(実施の形態3)
実施の形態1が、システムが電力系統7から解列された場合に、電力変換装置1がリレー接点(切替スイッチ)64aを切り替える形態であるのに対し、実施の形態3は、電力系統7が停電した場合に、電力変換装置1に含まれない付加回路がシステムを解列してリレー接点64aを切り替える形態である。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, when the system is disconnected from the power system 7, the power converter 1 switches the relay contact (switch) 64a, whereas in the third embodiment, the power system 7 In the case of a power failure, an additional circuit not included in the power conversion device 1 disconnects the system and switches the relay contact 64a.

実施の形態3における非停電時及び停電時における給電の流れ、及びインバータ3の構成は、図2から4に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る電力供給システムの構成例を示すブロック図である。
Since the flow of power supply at the time of non-power failure and power failure in the third embodiment and the configuration of the inverter 3 are the same as those shown in FIGS. 2 to 4, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the first embodiment. The description and explanation of these figures will be omitted.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the power supply system according to Embodiment 3 of the present invention.

主幹ブレーカ56は、該主幹ブレーカ56の開閉状態を示す接点信号を出力する補助接点561を有する。補助接点561は、一端が主幹ブレーカ56及びリレー接点55a間の電路に接続されており、他端が解列リレー55の駆動コイル55cに接続されている。   The main breaker 56 has an auxiliary contact 561 that outputs a contact signal indicating the open / closed state of the main breaker 56. One end of the auxiliary contact 561 is connected to the electric circuit between the main breaker 56 and the relay contact 55 a, and the other end is connected to the drive coil 55 c of the disconnecting relay 55.

解列リレー55は、リレー接点55aと共にオン/オフとなる第2の補助接点552を有する。第2の補助接点552は、一端が主幹ブレーカ56及びリレー接点55a間の電路に接続されており、他端がリレー64の駆動コイル64cに接続されている。補助接点551の両端は、解列リレー55のオン/オフ状態を監視するリレー監視回路28に接続されている。   The disconnection relay 55 has a second auxiliary contact 552 that is turned on / off together with the relay contact 55a. One end of the second auxiliary contact 552 is connected to the electric circuit between the main breaker 56 and the relay contact 55 a, and the other end is connected to the drive coil 64 c of the relay 64. Both ends of the auxiliary contact 551 are connected to a relay monitoring circuit 28 that monitors the on / off state of the disconnecting relay 55.

電流トランス66は、リレー64のc接点型のリレー接点(切替スイッチに相当)64aのNC端子に接続されている。電流トランス65は、リレー接点64aのNO端子に接続されている。つまり、本実施の形態3の構成では、実施の形態1の図1に示す構成と比較して、リレー接点64aのNC端子及びNO端子の接続先が逆転していることに注意が必要である。   The current transformer 66 is connected to an NC terminal of a relay contact 64 (corresponding to a changeover switch) 64a of the relay 64. The current transformer 65 is connected to the NO terminal of the relay contact 64a. That is, in the configuration of the third embodiment, it should be noted that the connection destination of the NC terminal and the NO terminal of the relay contact 64a is reversed as compared with the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment. .

リレー監視回路28は、I/Oポート16に接続されている。
その他、実施の形態1の図1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
The relay monitoring circuit 28 is connected to the I / O port 16.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location corresponding to FIG. 1 of Embodiment 1, and the description is abbreviate | omitted.

上述の構成において、分電盤5の主幹ブレーカ56が投入され、且つ電力系統7が停電していない場合、補助接点561がオンとなることにより、主幹ブレーカ56及び補助接点561を介して電力系統7の交流電圧が駆動コイル55cに印加されて解列リレー55がオン状態になる。更に、第2の補助接点552がオンとなることにより、主幹ブレーカ56及び第2の補助接点552を介して電力系統7の交流電圧が駆動コイル64cに印加されてリレー接点64aがオンに駆動される。   In the above configuration, when the main circuit breaker 56 of the distribution board 5 is turned on and the power system 7 is not out of power, the auxiliary contact 561 is turned on, whereby the power system is connected via the main circuit breaker 56 and the auxiliary contact 561. 7 is applied to the drive coil 55c, and the disconnect relay 55 is turned on. Further, when the second auxiliary contact 552 is turned on, the AC voltage of the power system 7 is applied to the drive coil 64c via the main breaker 56 and the second auxiliary contact 552, and the relay contact 64a is driven on. The

この場合、COM端子がNO端子に接続されるため、発電装置8は、電流トランス65が結合している母線50に流れる電流が負荷61,62側への電流となる場合に発電を行う。この状態は、実施の形態1の図2に示す状態と実質的に同一であり、電力変換装置1の動作についても実施の形態1の場合と同様である。   In this case, since the COM terminal is connected to the NO terminal, the power generation device 8 generates power when the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 65 is coupled becomes the current toward the loads 61 and 62. This state is substantially the same as the state shown in FIG. 2 of the first embodiment, and the operation of power conversion device 1 is the same as that of the first embodiment.

次に、電力系統7が停電した場合、又は主幹ブレーカ56が手動で開放された場合、補助接点561を介して駆動コイル55cに交流電圧が印加されなくなり、解列リレー55がオフ状態となる。更に、第2の補助接点552がオフとなることにより、主幹ブレーカ56及び第2の補助接点552を介して駆動コイル64cに交流電圧が印加されなくなり、リレー接点64aがオフとなる。この場合、COM端子がNC端子に接続されるため、発電装置8は、電流トランス66が結合している母線50に流れる電流が負荷61,62側への電流となる場合に発電を継続する。   Next, when the power system 7 fails, or when the main breaker 56 is manually opened, the AC voltage is not applied to the drive coil 55c via the auxiliary contact 561, and the disconnecting relay 55 is turned off. Further, when the second auxiliary contact 552 is turned off, the AC voltage is not applied to the drive coil 64c via the main breaker 56 and the second auxiliary contact 552, and the relay contact 64a is turned off. In this case, since the COM terminal is connected to the NC terminal, the power generation device 8 continues power generation when the current flowing through the bus 50 to which the current transformer 66 is coupled becomes the current toward the loads 61 and 62.

一方の電力変換装置1は、電力系統7が停電する前、又は主幹ブレーカ56が手動で開放される前から、電力系統7からの解列を検出したか否かを一定の時間間隔で判定し続けており、解列を検出した場合に、自立運転を開始する。この場合のCPU11の処理手順は、実施の形態1の図5に示すステップS14,S17,S18を実行するものとなる(図示は省略する)。電力変換装置1が自立運転を開始した状態は、実施の形態1の図3に示す状態と実質的に同一である。   One power conversion device 1 determines whether or not a disconnection from the power system 7 has been detected before the power system 7 fails or before the main breaker 56 is manually opened. If the disconnection is detected, the autonomous operation is started. In this case, the CPU 11 executes steps S14, S17, and S18 shown in FIG. 5 of the first embodiment (not shown). The state where the power conversion device 1 starts the self-sustained operation is substantially the same as the state shown in FIG. 3 of the first embodiment.

以上のように本実施の形態3によれば、電力変換装置1が電力系統7の停電(主幹ブレーカ56の開放を含む)及び復電を検出して解列リレー55をオフ及びオンに制御したりリレー接点64aを切り替えたりすることがない点を除けば、システムの動作が実施の形態1と同様であるため、実施の形態1と同様の効果を奏する。   As described above, according to the third embodiment, the power conversion device 1 detects a power failure (including the opening of the main breaker 56) and power recovery of the power system 7, and controls the disconnection relay 55 to be turned off and on. Except that the relay contact 64a is not switched, the operation of the system is the same as that of the first embodiment, so that the same effect as that of the first embodiment is obtained.

(実施の形態4)
実施の形態1が、一の発電装置8を備える形態であるのに対し、実施の形態4は、発電装置8に加えて太陽光発電装置9を備える形態である。
実施の形態4における太陽光発電装置9を除く電力供給システムの構成、インバータ3の構成、及び電力変換装置1で連系運転から自立運転への切り替えを制御するCPU11の処理手順の夫々は、図1,4,5に示すものと同様であるため、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してこれらの図の記載及び説明を省略する。
(Embodiment 4)
The first embodiment is a mode including one power generation device 8, whereas the fourth embodiment is a mode including a solar power generation device 9 in addition to the power generation device 8.
The configuration of the power supply system excluding the solar power generation device 9 according to the fourth embodiment, the configuration of the inverter 3, and the processing procedure of the CPU 11 that controls the switching from the interconnection operation to the independent operation by the power conversion device 1 are illustrated in FIG. Since it is the same as that shown in 1, 4 and 5, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the first embodiment, and the description and explanation of these figures are omitted.

図8は、本発明の実施の形態4に係る電力供給システムの非停電時における給電の流れを示す説明図であり、図9は、本発明の実施の形態4に係る電力供給システムの停電時における給電の流れを示す説明図である。図8及び9では、電力系統7からの交流電力の流れを黒い矢印で示し、発電装置8及び太陽光発電装置9夫々からの交流電力の流れを白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示し、更に電力変換装置1からの交流電力の流れを括弧付きの黒い矢印で示す。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing the flow of power supply during a non-power failure of the power supply system according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 9 is during a power failure of the power supply system according to Embodiment 4 of the present invention. It is explanatory drawing which shows the flow of electric power feeding. 8 and 9, the flow of AC power from the power system 7 is indicated by black arrows, and the flow of AC power from the power generation device 8 and the solar power generation device 9 is indicated by white arrows and white arrows with parentheses. Furthermore, the flow of AC power from the power converter 1 is indicated by a black arrow with parentheses.

図8において、太陽光発電装置9は、電力系統7に連系する連系運転を行う。電力変換装置1が変換を停止している場合、電気機器を含む負荷61,62で消費される交流電力(消費電力)に対して、発電装置8及び太陽光発電装置9からの交流電力(以下、発電電力の和という)だけでは不足するときに、不足分の交流電力が電力系統7から供給される。   In FIG. 8, the solar power generation device 9 performs an interconnection operation linked to the electric power system 7. When the power conversion device 1 stops conversion, AC power from the power generation device 8 and the solar power generation device 9 (hereinafter referred to as AC power consumed by the loads 61 and 62 including the electric devices) When only the sum of the generated power is insufficient, the shortage of AC power is supplied from the power system 7.

電力変換装置1が、母線50からの交流電力を直流電力に変換して蓄電池41に充電する場合、発電電力の和が消費電力及び電力変換装置1に流入する電力の和より少ないときは、白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される発電電力の和が電力変換装置1及び負荷61,62に分流して流入し、且つ不足分の交流電力が電力系統7から供給される。   When the power converter 1 converts AC power from the bus 50 into DC power and charges the storage battery 41, when the sum of generated power is less than the sum of power consumption and power flowing into the power converter 1, white The sum of the generated power indicated by the open arrows and the white arrows with parentheses is diverted into the power converter 1 and the loads 61 and 62, and insufficient AC power is supplied from the power system 7.

発電電力の和が、少なくとも消費電力より多いときは、発電電力の和から消費電力を差し引いた余剰電力より僅かに多い電力が、電力変換装置1で直流電力に変換されて蓄電池41に充電されるように制御することが好ましい。   When the sum of the generated power is greater than at least the power consumption, a little more power than the surplus power obtained by subtracting the power consumption from the sum of the generated power is converted into DC power by the power conversion device 1 and charged to the storage battery 41. It is preferable to control as described above.

一方、電力変換装置1が蓄電池41からの直流電力を交流電力に変換して負荷61,62に供給する場合、発電電力の和が消費電力を超えていないことが大前提となる。更に、消費電力から発電電力の和を差し引いた電力より少ない交流電力が電力変換装置1から供給されるように制御する必要がある。このように制御された場合、負荷61,62には、白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される発電電力の和と、黒い矢印で示される電力系統7からの交流電力と、括弧付きの黒い矢印で示される電力変換装置1からの交流電力とが流入する。   On the other hand, when the power conversion device 1 converts the DC power from the storage battery 41 into AC power and supplies it to the loads 61 and 62, it is a major premise that the sum of the generated power does not exceed the power consumption. Furthermore, it is necessary to perform control so that less AC power than power obtained by subtracting the sum of generated power from power consumption is supplied from the power converter 1. When controlled in this way, the loads 61 and 62 have a sum of generated power indicated by a white arrow and a white arrow with parentheses, AC power from the power system 7 indicated by a black arrow, and parentheses. AC power from the power converter 1 indicated by the black arrow flows.

図9に移って、電力系統7が停電した場合、又は主幹ブレーカ56が手動で開放された場合、電力変換装置1は、インバータ3を自立運転に切り替える。発電装置8及び太陽光発電装置9は、電力変換装置1の自立運転に連系する連系運転を行って運転を継続する。この場合、発電装置8及び太陽光発電装置9夫々が母線50を介して負荷61,62に供給する白抜き矢印及び括弧付きの白抜き矢印で示される交流電力だけでは、負荷61,62で消費される消費電力に不足が生じる間は、不足する電力が電力変換装置1から負荷61,62に供給される。   Moving to FIG. 9, when the power system 7 fails or when the main breaker 56 is manually opened, the power conversion device 1 switches the inverter 3 to the independent operation. The power generator 8 and the solar power generator 9 continue the operation by performing the interconnection operation linked to the independent operation of the power conversion device 1. In this case, only the AC power indicated by the white arrow and the white arrow with parentheses supplied to the loads 61 and 62 by the power generator 8 and the solar power generator 9 via the bus 50 is consumed by the loads 61 and 62. While the power consumption is insufficient, the insufficient power is supplied from the power converter 1 to the loads 61 and 62.

これに対し、発電装置8及び太陽光発電装置9が母線50を介して負荷61,62に供給すべき交流電力の和が、負荷61,62で消費される電力を上回る場合、その余剰電力が電力変換装置1で直流電力に変換されて蓄電池41の充電に振り向けられる。これにより、母線50の電圧上昇が抑制されるため、母線50の交流電圧は、上記の基準電圧に維持される。   On the other hand, when the sum of the AC power that the power generator 8 and the solar power generator 9 should supply to the loads 61 and 62 via the bus 50 exceeds the power consumed by the loads 61 and 62, the surplus power is It is converted into direct current power by the power conversion device 1 and directed to charging the storage battery 41. Thereby, since the voltage rise of bus 50 is suppressed, the alternating voltage of bus 50 is maintained at the above-mentioned reference voltage.

以上のように本実施の形態4によれば、電流トランス65及び解列リレー55のリレー接点55a間の電力線に、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置9を接続する。
これにより、太陽光発電装置9の発電電力が電力変換装置1及び負荷61,62に供給されるため、負荷61,62で消費されない余剰電力が電力変換装置1で直流電力に変換されて一時的にEV4に充電される。従って、太陽光発電装置9がない場合と比較して自立運転を更に長く継続することが可能となる。
As described above, according to the fourth embodiment, the solar power generation device 9 that generates power using sunlight is connected to the power line between the current transformer 65 and the relay contact 55a of the disconnection relay 55.
Thereby, since the generated power of the solar power generation device 9 is supplied to the power conversion device 1 and the loads 61 and 62, surplus power that is not consumed by the loads 61 and 62 is temporarily converted into DC power by the power conversion device 1. EV4 is charged. Therefore, it is possible to continue the independent operation for a longer time than in the case where the solar power generation device 9 is not provided.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。   The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. In addition, the technical features described in each embodiment can be combined with each other.

1 電力変換装置
10 制御部
11 CPU
12 ROM
13 RAM
15 CAN通信部
25 リレー駆動監視回路
28 リレー監視回路
3 インバータ
D1,D2,D3,D4 転流ダイオード
Q1,Q2,Q3,Q4 スイッチ
4 EV
41 蓄電池
5 分電盤
50 母線
55 解列リレー
55a リレー接点
551 補助接点
552 第2の補助接点
56 主幹ブレーカ
561 補助接点
61、62 負荷
64a リレー接点
65、66 電流トランス
7 電力系統
8 発電装置
81 発電部
9 太陽光発電装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 10 Control part 11 CPU
12 ROM
13 RAM
15 CAN communication unit 25 Relay drive monitoring circuit 28 Relay monitoring circuit 3 Inverter D1, D2, D3, D4 Commutation diode Q1, Q2, Q3, Q4 Switch 4 EV
41 storage battery 5 distribution board 50 bus 55 disconnection relay 55a relay contact 551 auxiliary contact 552 second auxiliary contact 56 main breaker 561 auxiliary contact 61, 62 load 64a relay contact 65, 66 current transformer 7 power system 8 power generator 81 power generation Part 9 Solar power generator

Claims (8)

電力系統から負荷に給電するための電力線に流れる電流を検出して検出結果を示す信号を出力する検出部と、該検出部及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記検出部から取得した信号に基づいて発電電力を制御する発電装置と、該発電装置及び前記負荷間の前記電力線に接続されており、前記電力線からの交流電力及び蓄電装置からの直流電力を双方向に交直変換する電力変換装置とを備える電力供給システムにおいて、
前記電力変換装置及び負荷間の前記電力線に流れる電流を検出して検出結果に係る第2の信号を出力する第2の検出部と、
前記発電装置が取得する信号の取得先を前記検出部及び第2の検出部の何れかに切り替える切替スイッチとを備え、
前記電力変換装置は、前記蓄電装置からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給する自立運転が可能に構成してあり、
前記電力変換装置が自立運転を行う場合、前記信号の取得先が前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替わるようにしてあること
を特徴とする電力供給システム。
A detection unit that detects a current flowing in a power line for supplying power to the load from the power system and outputs a signal indicating a detection result, and is connected to the power line between the detection unit and the load, and is acquired from the detection unit A generator that controls the generated power based on the generated signal and the power line between the power generator and the load, and bidirectionally AC / DC converts AC power from the power line and DC power from the power storage device. In a power supply system comprising a power conversion device,
A second detector that detects a current flowing through the power line between the power converter and a load and outputs a second signal according to a detection result;
A changeover switch that switches the acquisition source of the signal acquired by the power generation device to either the detection unit or the second detection unit;
The power conversion device is configured to be capable of independent operation in which direct current power from the power storage device is converted into alternating current power and supplied to the load.
When the power conversion device performs a self-sustained operation, the signal acquisition destination is switched to the second detection unit by the changeover switch.
前記電力変換装置は、前記発電装置による交流電圧が前記自立運転にて出力すべき基準電圧を上回る場合、前記発電装置からの交流電力を交直変換した直流電力で前記蓄電装置を充電するようにしてあることを特徴とする請求項1に記載の電力供給システム。 The power conversion device charges the power storage device with DC power obtained by AC / DC conversion of AC power from the power generation device when the AC voltage from the power generation device exceeds a reference voltage to be output in the independent operation. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is provided. 前記電力系統からの解列を検出する解列検出部を備え、
前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に自立運転を行うようにしてあること
を特徴とする請求項1又は2に記載の電力供給システム。
A disconnection detector for detecting disconnection from the power system;
Power supply system according to claim 1 or 2, characterized in that said power converter, said disconnection detecting unit are to perform the autonomous operation if it detects a disconnection.
前記電力変換装置は、前記解列検出部が解列を検出した場合に前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替える切替手段を有することを特徴とする請求項3に記載の電力供給システム。 4. The power converter according to claim 3, further comprising: a switching unit configured to switch the acquisition source of the signal to the second detection unit by the changeover switch when the disconnection detection unit detects a disconnection. 5. The power supply system described. 前記電力変換装置は、
前記切替手段が第2の検出部に切り替えた場合、前記蓄電装置に含まれる蓄電池のSOCを取得する取得手段と、
該取得手段が取得したSOCが所定の閾値より大きいか否かを判定する手段と、
該手段が大きいと判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記検出部に切り替える第2の切替手段とを有すること
を特徴とする請求項4に記載の電力供給システム。
The power converter is
An acquisition means for acquiring the SOC of the storage battery included in the power storage device when the switching means is switched to the second detection unit;
Means for determining whether or not the SOC acquired by the acquisition means is greater than a predetermined threshold;
5. The power supply system according to claim 4, further comprising: a second switching unit configured to switch the acquisition source of the signal to the detection unit by the switch when the unit is determined to be large.
前記電力変換装置は、
前記第2の切替手段が前記検出部に切り替えた場合、前記取得手段が取得したSOCが前記所定の閾値より小さい第2の閾値以下であるか否かを判定する手段と、
該手段が以下であると判定した場合、前記信号の取得先を前記切替スイッチにより前記第2の検出部に切り替える手段とを備えること
を特徴とする請求項5に記載の電力供給システム。
The power converter is
Means for determining whether or not the SOC acquired by the acquisition means is equal to or smaller than a second threshold value smaller than the predetermined threshold when the second switching means is switched to the detection unit;
The power supply system according to claim 5, further comprising: a unit that switches the acquisition source of the signal to the second detection unit by the switch when the unit determines that the following is the following.
前記電力変換装置は、各アームに含まれるスイッチング素子に寄生ダイオード又は転流ダイオードが並列接続されたHブリッジ回路を有しており、直流電力及び交流電力を双方向に変換するインバータを備えることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電力供給システム。   The power conversion device includes an H bridge circuit in which a parasitic diode or a commutation diode is connected in parallel to a switching element included in each arm, and includes an inverter that bidirectionally converts DC power and AC power. The power supply system according to claim 1, wherein the power supply system is a power supply system. 前記検出部及び電力系統間の前記電力線に接続されており、太陽光を利用して発電する太陽光発電装置を備えることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の電力供給システム。   The power supply according to any one of claims 1 to 7, further comprising a solar power generation device that is connected to the power line between the detection unit and a power system and generates power using sunlight. system.
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