JPH0728507B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH0728507B2 JPH0728507B2 JP62154141A JP15414187A JPH0728507B2 JP H0728507 B2 JPH0728507 B2 JP H0728507B2 JP 62154141 A JP62154141 A JP 62154141A JP 15414187 A JP15414187 A JP 15414187A JP H0728507 B2 JPH0728507 B2 JP H0728507B2
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- power
- power supply
- inverter
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は電源装置に関し、更に詳しくは太陽電池等の直
流電源からの直流を高周波インバータによって交流に変
換して出力する電源システムと、既存の商用電力系統と
の並列運転を行なう電源装置に関するものである。
流電源からの直流を高周波インバータによって交流に変
換して出力する電源システムと、既存の商用電力系統と
の並列運転を行なう電源装置に関するものである。
(ロ)従来の技術 一般の個人住宅等に設置される比較的小容量の太陽電池
発電システムは、太陽電池の日射量、温度などによる大
幅な出力変化があることから、効率のよい利用を考える
と、既存の商用電力系統と電源システムを連系して並列
運転を行ない、出力の変動分を商用電力系統が補ような
方法が望ましい。
発電システムは、太陽電池の日射量、温度などによる大
幅な出力変化があることから、効率のよい利用を考える
と、既存の商用電力系統と電源システムを連系して並列
運転を行ない、出力の変動分を商用電力系統が補ような
方法が望ましい。
このような電源システムでは、太陽電池の最大出力制御
を行なうとともに、負荷の消費する無効電力を補償する
方法が考えられる。
を行なうとともに、負荷の消費する無効電力を補償する
方法が考えられる。
第2図は電源装置の従来例を示している。この電源装置
の制御方法は次のとおりである。
の制御方法は次のとおりである。
太陽電池1の出力は逆流防止ダイオード2を介して高周
波用の電圧形PWM(pulse widthmodulation)インバー
タ(以下、インバータと称呼す)3に加わる。このキャ
リア周波数は20KHzである。そして、このインバータ3
によって太陽電池1の直流出力は交流に変換され、フィ
ルタ用リアクトル4を介して商用電力系統(50または60
Hz)5および負荷6に電力を供給する。
波用の電圧形PWM(pulse widthmodulation)インバー
タ(以下、インバータと称呼す)3に加わる。このキャ
リア周波数は20KHzである。そして、このインバータ3
によって太陽電池1の直流出力は交流に変換され、フィ
ルタ用リアクトル4を介して商用電力系統(50または60
Hz)5および負荷6に電力を供給する。
このような電源装置において、まず、太陽電池1の最大
出力制御は次のように行なわれる。太陽電池1の電圧
V、電流Iをそれぞれ直流電圧検出器7、直流電流検出
器8によって検出する。最大出力制御装置9はこれらの
検出器7および8から得られる値によって直流電力値を
算出し、前回の算出値と比較して、常に直流電力が増加
する方向に太陽電池1の電圧を制御するような、直流電
圧基準値V*を出力する。
出力制御は次のように行なわれる。太陽電池1の電圧
V、電流Iをそれぞれ直流電圧検出器7、直流電流検出
器8によって検出する。最大出力制御装置9はこれらの
検出器7および8から得られる値によって直流電力値を
算出し、前回の算出値と比較して、常に直流電力が増加
する方向に太陽電池1の電圧を制御するような、直流電
圧基準値V*を出力する。
次に、この直流電圧基準値V*と、商用系統電圧検出器
10によって検出された商用電力系統の電圧と同相の電圧
eCの基本波成分をバンドパスフィルタ11によって抽出
した交流電圧基準値▲e* C▼とを乗算したものを有効
電流指令値▲i* P▼とし、この指令値によってインバ
ータ3から出力するインバータ出力電流iIを変化させ
ることで、常に太陽電池の最大出力制御が行なわれる。
10によって検出された商用電力系統の電圧と同相の電圧
eCの基本波成分をバンドパスフィルタ11によって抽出
した交流電圧基準値▲e* C▼とを乗算したものを有効
電流指令値▲i* P▼とし、この指令値によってインバ
ータ3から出力するインバータ出力電流iIを変化させ
ることで、常に太陽電池の最大出力制御が行なわれる。
また、負荷6の消費する無効電力を補償する制御は、次
のとおりである。
のとおりである。
負荷電流検出器12によって検出された負荷電流iLは、
商用系統電圧と同相の正弦波電流分である有効電流成分
と、その他の無効電流成分に分けられる。ここで無効電
流制御装置13は、商用系統電圧検出器10によって検出さ
れた。eCとこのiLによって負荷電流iLに含まれる
無効電流成分を算出し、無効電流指令値▲i* Q▼を出
力する。この無効電流指令値▲i* Q▼は先ほどの有効
電流指令値▲i* P▼に重畳され、これをインバータ3
の電流指令値▲i* I▼とする。この電流指令値▲i*
I▼はインバータ電流検出器14によって検出されたイン
バータ出力電流iIと比較され、その誤差出力によって
パルス幅制御装置15を制御することでインバータ3の出
力電流制御が行なわれる。したがって負荷6の消費する
無効電流はすべてインバータ3により供給するため、商
用電力系統5の力率が改善される効果がある。
商用系統電圧と同相の正弦波電流分である有効電流成分
と、その他の無効電流成分に分けられる。ここで無効電
流制御装置13は、商用系統電圧検出器10によって検出さ
れた。eCとこのiLによって負荷電流iLに含まれる
無効電流成分を算出し、無効電流指令値▲i* Q▼を出
力する。この無効電流指令値▲i* Q▼は先ほどの有効
電流指令値▲i* P▼に重畳され、これをインバータ3
の電流指令値▲i* I▼とする。この電流指令値▲i*
I▼はインバータ電流検出器14によって検出されたイン
バータ出力電流iIと比較され、その誤差出力によって
パルス幅制御装置15を制御することでインバータ3の出
力電流制御が行なわれる。したがって負荷6の消費する
無効電流はすべてインバータ3により供給するため、商
用電力系統5の力率が改善される効果がある。
このように従来の電源装置では、太陽電池1の最大出力
制御を行ない、負荷6に有効電力を供給するとともに、
負荷6の消費する無効電力を補償することで、力率改善
の効果をも有するものである。
制御を行ない、負荷6に有効電力を供給するとともに、
負荷6の消費する無効電力を補償することで、力率改善
の効果をも有するものである。
(ハ)発明が解決しようとする問題点 従って、前述の従来例においては、商用電力系統(以
下、系統と称呼す)5から供給される電力は有効分のみ
であり、その値は、負荷6の消費する有効電力および電
源システム(以下、システムと称呼す)の発生する有効
電力によって変動する。つまり、システムの発生する有
効電力が負荷6の消費する有効電力より大きい場合は系
統5へ電力が回生され、逆の場合はその不足分が系統5
より負荷6へ供給される。
下、系統と称呼す)5から供給される電力は有効分のみ
であり、その値は、負荷6の消費する有効電力および電
源システム(以下、システムと称呼す)の発生する有効
電力によって変動する。つまり、システムの発生する有
効電力が負荷6の消費する有効電力より大きい場合は系
統5へ電力が回生され、逆の場合はその不足分が系統5
より負荷6へ供給される。
ここで、システムの安全対策として、系統5の開放時に
はシステムを系統5および負荷6から切り離して、シス
テムの発生する電力によって系統5および負荷6を逆充
電しないようにする必要がある。
はシステムを系統5および負荷6から切り離して、シス
テムの発生する電力によって系統5および負荷6を逆充
電しないようにする必要がある。
系統5の開放時にシステムの発生電力が負荷電力を上回
っている場合は、システムの出力電圧が上昇することか
ら、これを検知し、システムの発生電力が負荷電力を下
回っている場合は、システムの出力電圧が下降すること
から、これを検知することで、システムを切り離せばよ
い。しかしながらシステムの発生電力が負荷電力と一致
した場合、負荷6の消費する電力は有効、無効分ともに
すべてシステムから供給されることになり、系統5が開
放されても、システムの出力電圧は変化せず、系統5お
よび負荷6を逆充電するため、例えば作業者の感電とい
った安全対策上の問題が生じる。
っている場合は、システムの出力電圧が上昇することか
ら、これを検知し、システムの発生電力が負荷電力を下
回っている場合は、システムの出力電圧が下降すること
から、これを検知することで、システムを切り離せばよ
い。しかしながらシステムの発生電力が負荷電力と一致
した場合、負荷6の消費する電力は有効、無効分ともに
すべてシステムから供給されることになり、系統5が開
放されても、システムの出力電圧は変化せず、系統5お
よび負荷6を逆充電するため、例えば作業者の感電とい
った安全対策上の問題が生じる。
本発明はこれらの点を考慮してなされたものであり、シ
ステムの発生電力と負荷電力とが一致した状態で、系統
が開放されても、確実にシステムと系統および負荷とを
切り離すことができる電源装置を提供することを目的の
一つとしている。
ステムの発生電力と負荷電力とが一致した状態で、系統
が開放されても、確実にシステムと系統および負荷とを
切り離すことができる電源装置を提供することを目的の
一つとしている。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は、太陽電池等の直流電源および該直流電源から
の直流を交流出力に変換し負荷に供給するインバータか
らなる電源システムと、この電源システムの上記交流出
力の不足分を上記負荷に供給する商用電力系統とからな
る電源装置であって、上記商用電力系統から負荷に供給
される電流のうち有効電流が零のときに信号を出力する
有効電流零検知手段および無効電流が零のときに信号を
出力する無効電流零検知手段と常時は負荷が消費する無
効電流を上記インバータが負荷に供給するよう上記イン
バータを制御するとともに、有効電流零検知手段が信号
を出力した場合には商用電力系統に無効電流が流れるよ
うに上記インバータを制御する無効電流制御手段と、上
記商用電力系統および負荷と上記電源システムとの接続
を切り離す遮断器と、上記有効電流零検知手段および無
効電流零検知手段の両出力信号が一定時間継続したとき
に上記遮断器を作動させる遮断器作動手段とを備えた電
源装置である。
の直流を交流出力に変換し負荷に供給するインバータか
らなる電源システムと、この電源システムの上記交流出
力の不足分を上記負荷に供給する商用電力系統とからな
る電源装置であって、上記商用電力系統から負荷に供給
される電流のうち有効電流が零のときに信号を出力する
有効電流零検知手段および無効電流が零のときに信号を
出力する無効電流零検知手段と常時は負荷が消費する無
効電流を上記インバータが負荷に供給するよう上記イン
バータを制御するとともに、有効電流零検知手段が信号
を出力した場合には商用電力系統に無効電流が流れるよ
うに上記インバータを制御する無効電流制御手段と、上
記商用電力系統および負荷と上記電源システムとの接続
を切り離す遮断器と、上記有効電流零検知手段および無
効電流零検知手段の両出力信号が一定時間継続したとき
に上記遮断器を作動させる遮断器作動手段とを備えた電
源装置である。
すなわち、本発明は、商用電力系統から流れる有効電流
を検出し、この値が零の場合に、常に、商用電力系統に
有効電流が流れるようにインバータを制御する構成にす
るとともに、商用電力系統に流れる有効および無効電流
が共に零のときに商用電力系統および負荷と電源システ
ムとの接続を切り離す構成としたものである。
を検出し、この値が零の場合に、常に、商用電力系統に
有効電流が流れるようにインバータを制御する構成にす
るとともに、商用電力系統に流れる有効および無効電流
が共に零のときに商用電力系統および負荷と電源システ
ムとの接続を切り離す構成としたものである。
(ホ)作 用 本発明は、商用電力系統から流れる有効電流を検出し、
この値が零の場合に、有効電流指令値を変化させるよう
な制御を行なうことによって商用電力系統に無効電流が
流れるように構成したことから、電源システムの発生す
る有効電力と負荷の消費する有効電力が一致した場合に
は、常に商用電力系統に無効電流が流れることになる。
この状態で商用電力系統が開放されると、商用電力系統
の無効電流が零となることから、これによって商用電力
系統の開放を確実に検知し、電源システムを切り離す操
作を行なうことができ、この結果、商用電力系統が開放
された際、作業者が感電といった安全対策上の問題点を
解消できる。
この値が零の場合に、有効電流指令値を変化させるよう
な制御を行なうことによって商用電力系統に無効電流が
流れるように構成したことから、電源システムの発生す
る有効電力と負荷の消費する有効電力が一致した場合に
は、常に商用電力系統に無効電流が流れることになる。
この状態で商用電力系統が開放されると、商用電力系統
の無効電流が零となることから、これによって商用電力
系統の開放を確実に検知し、電源システムを切り離す操
作を行なうことができ、この結果、商用電力系統が開放
された際、作業者が感電といった安全対策上の問題点を
解消できる。
(ヘ)実施例 以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。な
お、本発明はこれによって限定されるものではない。
お、本発明はこれによって限定されるものではない。
第1図は本発明の一実施例の構成図であり、従来と同一
符号は同一又は相当部分を示す。
符号は同一又は相当部分を示す。
電源システムは太陽電池1とこの直流電源からの直流を
交流出力に変換し負荷6に供給する電圧形PWMインバー
タ3とから主としてなる。このインバータは、通常、高
周波用のものが使用され、このキャリア周波数は20KHz
である。
交流出力に変換し負荷6に供給する電圧形PWMインバー
タ3とから主としてなる。このインバータは、通常、高
周波用のものが使用され、このキャリア周波数は20KHz
である。
更に、商用電力系統(以下、系統と称呼す)5と有効電
流制御装置23との間に、系統5から負荷6に供給される
電流iCのうち、有効電流iCPを検出してこれが零(i
CP=0)のときに信号を出力する有効電流検出器16およ
び零電流検出装置18と、無効電流iCQを検出してこれが
零(iCQ=0)のときに信号を出力する無効電流検出器
17および零電流検出装置18′とが介装されている。
流制御装置23との間に、系統5から負荷6に供給される
電流iCのうち、有効電流iCPを検出してこれが零(i
CP=0)のときに信号を出力する有効電流検出器16およ
び零電流検出装置18と、無効電流iCQを検出してこれが
零(iCQ=0)のときに信号を出力する無効電流検出器
17および零電流検出装置18′とが介装されている。
無効電流制御装置23は、負荷電流iLを検出して少なく
ともその無効電流をインバータ3に補給させるととも
に、電源システムの発生する有効電力と負荷6の消費す
る有効電力が一致した場合、零電流検出装置18の出力信
号によりインバータ3から供給される補償無効電流を変
化させるもので、これにより系統5に無効電流が流れ
る。
ともその無効電流をインバータ3に補給させるととも
に、電源システムの発生する有効電力と負荷6の消費す
る有効電力が一致した場合、零電流検出装置18の出力信
号によりインバータ3から供給される補償無効電流を変
化させるもので、これにより系統5に無効電流が流れ
る。
また、21は遮断器で、これは系統5および負荷6と電源
システムとを切り離す。そして、零電流検出装置18およ
び18′の両出力信号が一定時間継続したときに遮断器21
を作動させて電源システムを開放しうるAND論理回路19
および時限装置20が設けられている。
システムとを切り離す。そして、零電流検出装置18およ
び18′の両出力信号が一定時間継続したときに遮断器21
を作動させて電源システムを開放しうるAND論理回路19
および時限装置20が設けられている。
次に制御方法について説明する。
系統5の電流iCの有効成分iCPおよび無効成分iCQは
それぞれ有効電流検出器16および無効電流検出器17によ
り検出される。有効電流検出器16の出力は零電流検出装
置18に加えられる。零電流検出装置18は有効電流iCPが
零の間、無効電流制御装置23に信号を送る。無効電流制
御装置23はこの信号が送られる間、実際の無効電流指令
値▲i* Q▼に一定値Δ▲i* Q▼を加え、▲i* Q▼
+Δ▲i* Q▼を無効電流指令値とする。この制御によ
り、有効電流iCPが零の間、常に系統5にΔ▲i* Q▼
に相当する無効電流が流れることになる。零電流検出装
置18′はこの無効電流が零の間、AND論理回路19に信号
を送る。この制御によれば、電源システムが開放されて
いない場合には、零電流検出装置18および18′が時に信
号を送ることはなく、AND論理回路19は付勢されない。
それぞれ有効電流検出器16および無効電流検出器17によ
り検出される。有効電流検出器16の出力は零電流検出装
置18に加えられる。零電流検出装置18は有効電流iCPが
零の間、無効電流制御装置23に信号を送る。無効電流制
御装置23はこの信号が送られる間、実際の無効電流指令
値▲i* Q▼に一定値Δ▲i* Q▼を加え、▲i* Q▼
+Δ▲i* Q▼を無効電流指令値とする。この制御によ
り、有効電流iCPが零の間、常に系統5にΔ▲i* Q▼
に相当する無効電流が流れることになる。零電流検出装
置18′はこの無効電流が零の間、AND論理回路19に信号
を送る。この制御によれば、電源システムが開放されて
いない場合には、零電流検出装置18および18′が時に信
号を送ることはなく、AND論理回路19は付勢されない。
ここで系統5の有効電流、無効電流とも零となると、零
電流検出装置18および18′が同時に信号を送るためAND
論理回路19が付勢される。
電流検出装置18および18′が同時に信号を送るためAND
論理回路19が付勢される。
時限装置20は、AND論理回路19が一定期間以上付勢され
た場合に、遮断器21を遮断させ、電源システムが開放さ
れる。
た場合に、遮断器21を遮断させ、電源システムが開放さ
れる。
このように本実施例では、電源システムと系統5が接続
されている場合、常に系統5に有効電流あるいは無効電
流が流れるように制御できる構成にしたので、電源シス
テムの開放時には、これらの電流が零となるため、容易
に検知ができ、確実に電源システムと系統5および負荷
6との接続を切り離すことが可能であり、安全性を向上
できる。
されている場合、常に系統5に有効電流あるいは無効電
流が流れるように制御できる構成にしたので、電源シス
テムの開放時には、これらの電流が零となるため、容易
に検知ができ、確実に電源システムと系統5および負荷
6との接続を切り離すことが可能であり、安全性を向上
できる。
また、通常運転時には、電源システムと系統5の連系部
に有効電流しか流れないため、力率改善の効果がある。
更に、インバータ3として、通常時、系統5の50又は60
Hzに比較してきわめて高周波のインバータが使用される
ものであり、しかもインバータの出力電流を直接制御す
るため、高速の応答性が得られ、それによって停電の検
知が早くできるという利点を有するものである。
に有効電流しか流れないため、力率改善の効果がある。
更に、インバータ3として、通常時、系統5の50又は60
Hzに比較してきわめて高周波のインバータが使用される
ものであり、しかもインバータの出力電流を直接制御す
るため、高速の応答性が得られ、それによって停電の検
知が早くできるという利点を有するものである。
(ト)発明の効果 以上のように本発明によれば、商用電力系統から流れる
有効電流を検出し、この値が零の場合に、無効電流指令
値を変化させるような制御を行なうことによって商用電
力系統に無効電流が流れるように構成したことから、電
源システムの発生する有効電力と負荷の消費する有効電
流が一致した場合には、商用電力系統に無効電流が流れ
ることになる。この状態で商用電力系統が開放される
と、この商用電力系統の無効電流が零となることから、
これによって商用電力系統の開放を確実に検知し、電源
システムを切り離す操作を行なうことができ、これによ
り、商用電力系統が開放された際、作業者の感電といっ
た安全対策上の問題点を解消できるとともに、通常運転
時には、電源システムと商用電力系統の連系部に有効電
流しか流れないため、力率改善の効果がある。更に、イ
ンバータとして、通常時、商用電力系統の50または60Hz
に比較してきわめて高周波のインバータが使用されるも
のであり、しかも、インバータの出力電流を直接制御す
るため、高速の応答性が得られ、それによって停電の検
知が早くくできるとい多大の利点を有するものである。
有効電流を検出し、この値が零の場合に、無効電流指令
値を変化させるような制御を行なうことによって商用電
力系統に無効電流が流れるように構成したことから、電
源システムの発生する有効電力と負荷の消費する有効電
流が一致した場合には、商用電力系統に無効電流が流れ
ることになる。この状態で商用電力系統が開放される
と、この商用電力系統の無効電流が零となることから、
これによって商用電力系統の開放を確実に検知し、電源
システムを切り離す操作を行なうことができ、これによ
り、商用電力系統が開放された際、作業者の感電といっ
た安全対策上の問題点を解消できるとともに、通常運転
時には、電源システムと商用電力系統の連系部に有効電
流しか流れないため、力率改善の効果がある。更に、イ
ンバータとして、通常時、商用電力系統の50または60Hz
に比較してきわめて高周波のインバータが使用されるも
のであり、しかも、インバータの出力電流を直接制御す
るため、高速の応答性が得られ、それによって停電の検
知が早くくできるとい多大の利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例を示す構成回路図、 第2図は従来例を示す構成回路図である。 1……太陽電池、3……PWMインバータ、 5……商用電力系統、 16……有効電流検出器、 17……無効電流検出器、 18,18′……零電流検出装置、 19……AND論理回路、20……時限装置、 21……遮断器、23……無効電流制御装置。
Claims (1)
- 【請求項1】太陽電池等の直流電源および該直流電源か
らの直流を交流出力に変換し負荷に供給するインバータ
からなる電源システムと、この電源システムの上記交流
出力の不足分を上記負荷に供給する商用電力系統とから
なる電源装置であって、 上記商用電力系統から負荷に供給される電流のうち有効
電流が零のときに信号を出力する有効電流零検知手段お
よび無効電流が零のときに信号を出力する無効電流零検
知手段と、常時は負荷が消費する無効電流を上記インバ
ータが負荷に供給するように上記インバータを制御する
とともに、有効電流零検知手段が信号を出力した場合に
は商用電力系統に無効電流が流れるように上記インバー
タを制御する無効電流制御手段と、上記商用電力系統お
よび負荷と上記電源システムとの接続を切り離す遮断器
と、上記有効電流零検知手段および無効電流零検知手段
の両出力信号が一定時間継続したときに上記遮断器を作
動させる遮断器作動手段とを備えた電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62154141A JPH0728507B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62154141A JPH0728507B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 電源装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS641431A JPS641431A (en) | 1989-01-05 |
JPH011431A JPH011431A (ja) | 1989-01-05 |
JPH0728507B2 true JPH0728507B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15577778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62154141A Expired - Fee Related JPH0728507B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0728507B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0810512D0 (en) * | 2008-06-10 | 2008-07-09 | Rolls Royce Plc | An electrical generator network and a local electrical system |
JP6475002B2 (ja) * | 2014-11-21 | 2019-02-27 | 田淵電機株式会社 | 蓄電池付き分散型電源システム |
KR101707728B1 (ko) * | 2015-02-25 | 2017-02-17 | 순천대학교 산학협력단 | 인쇄 공정을 이용한 dc/ac 인버터 및 그 제조 방법 |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62154141A patent/JPH0728507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS641431A (en) | 1989-01-05 |
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