JPH011480A - 系統連系インバ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、太陽電池等の直流電源の出力を。

商用電力系統等の既存電力系統に連系させるべく交流に
変換するインバータの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種制御装置としては、たとえば直流電源とし
て太陽電池を用いた場合、特開昭５９−７６１２２号公
報（ＨＯ２Ｊ　１１００）に示されるものがある。

これは、インバータ（電力変換装置）に抵抗器を並列に
接続し得る構成とし、太陽電池の出力電圧が起動電圧以
上になったとき、インバータを起動するとともに抵抗器
を開放し、太陽電池の出力電圧が停止電圧以下に、なっ
たとき、太陽電池に抵抗器を接続するとともにインバー
タを停止（開放）する工うにしたものであり、インバー
タの停止時に２いても、太陽電池の出力が開放電圧とな
らず、インバータの起動を安定に行なえるものである。

しかし、この装置の場合、抵抗器ＺＸび該抵抗器の接続
、開放のための開閉器全特に必要とし、しかも、この抵
抗器は温度上昇分も考慮してかなり大容量のものを用意
する必要がある。

−万、特願昭６２−２３３５０号の出願の明細書２よび
図面には、直流電源に並列に電解コンデンサを設け、こ
のコンデンサの電圧値によって直流電源の出力変動を検
出しインバータの運転、停止を制御するシーケンス制御
回路を備えるとともに、直流電源の出力電圧を一定に保
つために、コンデンサのｌ田と直流基準電圧とを比較し
て出力電流を制御させる直Ｒ，電圧一定制御回路を設け
、該制御回路の零電圧を検出することによってインバ〜
りを停止し、電力系統から解列するようにしたものが示
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前述したようなインバータの制御装置に２い
ては、直流電源（太陽電池）の出力がインバータの起動
可能な電力と同等ぐらいであれば。

直流電源の出力変動によってインバータの起動。

停止を頻繁に繰り返してしまう不都合がある。

このため、前記公報にも示されているように、インバー
タの起動電圧と停止電圧とにヒステリシスを付加する方
法が採られる。

ここで、第３図は太陽電池の出力特性図を示して２つ、
前述したヒステリシスを付加する場合、インバータの停
止時の電力はこのシステムが運転可能な最低電力（特性
曲線ａ）に設定されるので、インバータの再起動時の電
力はそれエリ高いレベルの電力（特性曲線ｂ）になる。

ところが、インバータの起動時、第３図に示す斜線部の
電力は、システムが起動可能であるにもかかわらず利用
されず、ロス部分となり、太ｉ号電池等の直流電源の利
用効率が悪くなる欠点がある。

そして、この利用効率は、インバータの起動。

停止のチャタリング回数を減らそうとすればするほど、
前記ヒステリシス幅を大きくせざるを得ないので％Ｌり
一層減少することになる。

この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
インバータの起動、停止のチャタリングを抑制しつつ、
直流電源の利用効率を高め得る手段を提供しＬうとする
ものである。

ｒ問題点を解決する之めの手段〕 つぎに、この発明の構成を、実施例に対応する第１図を
用いて説明する。

この発明は、直流電源ｉｌ＋の出力を交流に変換し。

既存゛電力系統１２１に連系して電力を供給する系統連
系インバータ（３）のｉｎ装置に２いて、前記直流電源
ｉｌ＋に並列に設けらｎ、た電源コンデンサ（５１と、
該コンデンサ（６）の電圧と直流基準電圧との一致を検
出する検出手段＋９１．Ｈと、該検出手段（９１，Ｈの
一致検出信号によりトリガされ設定時間後停止信号全出
力するりトリガ可能なタイマ０ηと、前記コンデンサ１
５１の亀子が起動電圧以上のとき前記インバータ（３１
ヲ運転し、前記タイマαηからの停止信号に工り停止す
る制御回路（７）と金備えたことを特徴とするものであ
る。

〔作用］ そして、直流電′ｍ、ｍの出力電圧が起動電圧以上にな
ると、この電圧値まで充電された電解コンデンサ＋５１
の電圧が制御回路（７）にＬり検知さｎ、該制御回路（
７）によりインバータ（３１が起動に制御される。

また、直流電源＋１１の出力電圧が直流基準電圧以下に
低下すると、これが検出手段（９１，＋＋６１により検
出さｆｌ、、タイマ（ｌηがトリガされる。

このタイマαηの設定時間が経過するまでに直流電源（
１）の出力電圧が回復しないと、タイマ１１７１は設定
時間後に停止信号を出力し、こｔＬを受けた制御回路（
７）によりインバータ（３１は停止され、電力系統との
解列を行なう。

ここで、タイマ（１７１がトリガされたのち、設定時間
が経過するまでに、直流電源ｉ１１の出力１ｋｒｉＥが
直流基準電圧以上に回復すると、検出手段（９Ｌｔ１６
１からの信号によってタイマ（１７１がリセットされ、
インバータ（３）は停止することなく起動全継続する。

〔実施例］ つぎに、この発明を、そのｌ実施例を示した第１図ｇｚ
び第２因とともに詳細に説明する。

実施例は太陽光発電システムに適用した場合を示して８
つ、同図に方いて、（１）は直流電源となる個人住宅規
模の２　ＫＶＡの出力を発する太陽電池、１２１は交流
１００ＶＩＡの商用電力及び該商用電力によって駆動さ
れる各種家庭用電気製品を含む商用電力系統、（３）は
インバータであり、太陽電池ｉｌｌ　’ｊｉ−電力系統
１２１に連系させるべく、太陽電池ｆｌｌの発生電力（
直流）を交流に変換する。

（４）は転流失敗等によってインバータ（３）から太陽
電池１１）へ流れる逆起電力から該太陽電池ｆｌｌ　ｉ
保護する逆流防止ダイオード、（５）は前記太陽電池ｆ
ｌｌとインバータ（３１との間に該太陽電池（１）に対
して並列に接続された電解コンデンサであり、太陽電池
ｉ１１の起電力に対応する電圧を生じる。

（６］は前記インバータ（４１の出力電流を前記商用電
力系統（２１に位相等全調整して供給するための交流ス
イッチである。

（７）はシーケンス制御回路であり、電解コンデンサ（
５）の電圧を入力とし、インバータ駆動回路（８）の電
源のオン、オフを制御するとともに、交流スイッチ（６
）全制御する。このシーケンス制御回路（７）は太陽電
池ｉｌ＋の電力と商用電力系統１２１とが適正状態に確
立していれば交流スイッチ（６）をオンしてインバータ
駆動回路（８）の電源をオンする工うに動作する。

（９）は太陽電池（１）の出力１１ａＥｔ−一定に保つ
ために電解コンデンサ（５）の電圧と直流基準電圧源α
０の電圧Ｖｏｐとを比較する直流電圧−窓制御回路であ
り、電解コンデンサ（５）の電圧が基準電圧値Ｖｏｐよ
り大きい場合にのみ正の偏差信号を乗算器（Ｉｌｌの一
方の入力端子に入力する。

この乗算器ｉｌｌの他方の入力端子には、前記交流スイ
ッチ（６）の出力側に接続された電圧検出用変圧器［１
２１の検出電圧が入力され、直流電圧−窓制御回路（９
）の出力と電圧検出用変圧器１Ｉ２１の出力とが乗算器
ｔｌｌｌにＬつて演算される。

＋１３１は誤差増幅器であり、前記インバータ（３）の
出力が電流検出用変流器ａ４’ｅ介して入力さｎるとと
もに、前記乗算器＋Ｉｌ＋の出力が入力され１両者を比
較し、その結果をインバータ（３）の電流指令値として
パルス幅制御回路αωへ出力する。

したがって、直流電圧一定制御回路（９）エリ、コンデ
ンサ（５１の電圧と基準電圧Ｖｏｐとの比較に基づく偏
差信号が出力されることにより、乗算器時（口１εＬび
誤差増幅器（Ｉ３ｔ−経てパルス幅制御回路（１５１に
、太陽電池＋１１の出力型ＥＥ１に一定に保つためのイ
ンバータ（３）の電流指令値が出力されることになり、
パルス幅制御回路α均により前記インバータ駆動回路（
８）を介してインバータ（３）が制御され、電流制御さ
れることになる。

Ｏｌｌは直流電圧一定制御回路（９）の出力により電解
コンデンサ（５）の電圧と基準電圧Ｖｏｐとの一致、す
なわち両電圧の差電圧が零になったことを検出する零電
圧検出回路であり、零電圧の検出時に検出信号を出力す
る。

な３、直流電圧−電制ａ　ｔ！ｌ！ｌ’Ｎｔ　＋Ｑ）　
２５　、Ｃび零電圧検出回路用により１．電解コンデン
サ（５）の電圧と直流基準電圧との一致を検出する検出
半没が構成さｊ。

ている。

吻はリトリガ可能なタイマであり、検出回路０６１から
の検出（８号に裏ってトリガさｎるとともに。

そのタイマ時間（設定可能）後に前記シーケンス制御回
路（７）に停止指令信号忙出力する。

このタイマ（１７１はリセットが可能であり、検出回路
（１６１からの検出信号によりトリガしたのち、タイマ
時間が経過するまでに検出信号が回復すると、タイマ（
１ηはリセットされる。

前記シーケンス制御回路（７）は、タイマＱηより停止
指令信号が出力されると、インバータ駆動回路（８）の
電源をオフにし、インバータ（３）全停止する。

つぎに、前記実施例の動作について説明する。

太陽電池（１）の出力電圧が起動に要する規定亀子値以
上あると、電解コンデンサ（５）の電圧によってこれ全
検出したシーケンス制御回路（７）により、インバータ
駆動回路＋８１が動作し、インバータ（３１ヲ起動する
とともに、゛交流スイッチ（６）がオンし、インバータ
（３）が電解コンデンサ（５）に蓄えられた直流電力を
交流電力に変換し、交流スイッチ（６）によって曲用電
力系統１２１に同期されて接続される。

また、太陽電池ｆｌ＋の出力電力が不足して（ると、直
流電圧−窓制御回路（９）の働きで、該回路（９）から
の偏差信号により、インバータ（３）の出力電流が絞ら
れ、偏差信号による出力電流振幅指令が零になり、これ
が零電圧検出回路ＱＩＷによって検出される。

したがって、検出回路（ＩＦ３からの検出信号によりタ
イマＱ７１がトリガされ、タイマ時間の経過後、シーケ
ンス制御回路（７）に停止指令信号が出力され、シーケ
ンス制御回路（７）はインバータ駆動回路（８）ヲ介し
てインバータ（３１ヲ停止するとともに１交流８イツチ
（６）全開放して系統と解列し、再復帰可能になるのを
待機する。

この停止時、インバータ駆動回路（８）の電源がオフさ
れるので、電力の消費が押えられる〇ここで、タイマ０
ηの動作中に、入射光量が回復し、太陽電池ｉｌ＋の出
力が上昇してくると、コンデンサ１Ｉｌｉ＋の電圧が基
準電圧Ｖｏｐ　Ｌり上昇し、直流電圧−電制御回路（９
）からの偏差俳号、すなわち出力電流指令が上昇するた
め、検出回路ＦＩ６１にＬリタイマ０ηがリセットされ
る。この結果、インバータ（３）は動作を継続すること
が可能となる。

第２図はこの様子を示しｔものであり、（Ａｌの日射量
の変化に伴ない、直流電圧−電制御口路（９）からの信
号にＬす、零電圧検出回路−がＣＢ）のような検出信号
を出力する。

そして、１１時に、日射の低下により検出回路αＧ工り
ハイレベルの検出信号が出力されると、タイマαでが検
出信号の立上りでトリガし、タイマ時間号がロウレベル
になると、タイマ＋１７１はリセットさｎ、る。

また、１３時に検出回路（１６１からの検出信号によっ
てタイマ（１７１がトリガされ、検出信号のハイレベル
期間Ｔｂ２がタイマ時間Ｔａ　Ｊ：り長いと、タイマ１
１７１はタイマ時間Ｔａ　１１過後の１４時に、（Ｃ１
に示すロウレベルの停止指令信号を出力し、インバータ
（３１ｔ　１９止させる。

な２、夜間は、太陽電池ｉｌ＋の開放電圧が出ないので
、再起切はかからない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の系統連系インバータの制御装
置にＬると、直流電源に並列に設けられたコンデンサの
電圧低下を検出してリトリガ可能なタイマをトリガし、
タイマの時間経過信号にＬってインバータを停止するよ
うにしたため、インバータの起動、停止のチャタリング
回数を大幅に少なくすることができ、しがち、従来の工
うなヒステリシスを形成する必要がなく、直流電源の電
カケエリ有効に利用することができ、システムの利用効
率を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

ｉｔ図はこの発明の系統連系インバータの制御装置の１
実施例のブロック図、第２図は第１図の動作説明用フロ
ーチャート、第８図は太陽電池の出力特性図である。 ｆｉ＋・・・太陽電池、＋２１・・・曲用電力系統、（
３１・・インバータ、（５）・・・電解コンデンサ、（
７）・・・シーケンス市ＩＪ御１」路、（９）・・・直
流電子一定制御回路、Ｑ６１・・・零電圧検出回路、０
７１・・・タイマ。 代理人　弁理士　藤　１）龍太部 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源の出力を交流に変換し、既存電力系統に
   連系して電力を供給する系統連系インバータの制御装置
   において、 前記直流電源に並列に設けられた電解コンデンサと、該
   コンデンサの電圧と直流基準電圧との一致を検出する検
   出手段と、該検出手段の一致検出信号によりトリガされ
   設定時間後停止信号を出力するりトリガ可能なタイマと
   、前記コンデンサの電圧が起動電圧以上のとき前記イン
   バータを運転し、前記タイマからの停止信号により前記
   インバータを停止する制御回路とを備えたことを特徴と
   する系統連系インバータの制御装置。