JPH077857A - インバータの系統連系保護装置 - Google Patents
インバータの系統連系保護装置Info
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- JPH077857A JPH077857A JP5141784A JP14178493A JPH077857A JP H077857 A JPH077857 A JP H077857A JP 5141784 A JP5141784 A JP 5141784A JP 14178493 A JP14178493 A JP 14178493A JP H077857 A JPH077857 A JP H077857A
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- inverter
- frequency
- phase
- output
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】逆充電を信頼性良く防ぐことができるインバー
タの系統連系保護装置を得ることにある。 【構成】直流電力を交流電力に変換するインバータ２と
交流電力系統８とを連系する系統システムにおいて、２
の出力電流と２の出力電圧の位相差を検出する位相差検
出回路２２１と、２２１からの出力をもとに位相差指令
を演算する加算回路２５と、２５からの位相差指令に基
づき、２の出力電流を８の電圧に同期させるＰＬＬ回路
２２と、２の出力電圧の周波数から出力電流の位相シフ
ト量を決定する関数発生回路２４と、２４で決定された
位相シフト量を入力し、２の出力電流が２の出力電圧の
位相に対し、該位相シフト量だけ位相がずれるように制
御することにより、８が切り離されたときに２の出力周
波数を発散させて２を停止させるようにしたインバータ
の系統連系保護装置である。
タの系統連系保護装置を得ることにある。 【構成】直流電力を交流電力に変換するインバータ２と
交流電力系統８とを連系する系統システムにおいて、２
の出力電流と２の出力電圧の位相差を検出する位相差検
出回路２２１と、２２１からの出力をもとに位相差指令
を演算する加算回路２５と、２５からの位相差指令に基
づき、２の出力電流を８の電圧に同期させるＰＬＬ回路
２２と、２の出力電圧の周波数から出力電流の位相シフ
ト量を決定する関数発生回路２４と、２４で決定された
位相シフト量を入力し、２の出力電流が２の出力電圧の
位相に対し、該位相シフト量だけ位相がずれるように制
御することにより、８が切り離されたときに２の出力周
波数を発散させて２を停止させるようにしたインバータ
の系統連系保護装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータにより直流
電力を交流電力に変換して負荷に供給すると共に、交流
電力系統に連系して運転するインバータの系統連系保護
装置に関する。
電力を交流電力に変換して負荷に供給すると共に、交流
電力系統に連系して運転するインバータの系統連系保護
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来装置の代表例を図６に示
し、以下に説明する。太陽電池あるいは燃料電池等から
なる直流電源１の直流電力はインバータブリッジ２によ
り交流電力に変換され、この交流電力はリアクトル３と
コンデンサ４からなるフィルタによりＰＷＭ（パルス幅
変調）制御による高周波分が除去されて負荷９に供給さ
れる。
し、以下に説明する。太陽電池あるいは燃料電池等から
なる直流電源１の直流電力はインバータブリッジ２によ
り交流電力に変換され、この交流電力はリアクトル３と
コンデンサ４からなるフィルタによりＰＷＭ（パルス幅
変調）制御による高周波分が除去されて負荷９に供給さ
れる。
【０００３】一方、交流電力系統８からしゃ断器７と柱
上変圧器６を介して供給される一般家庭用の交流電力が
負荷９に供給されており、インバータブリッジ２の交流
電力は交流電力系統８に連系して運転する。負荷９に供
給される交流電圧は電圧検出器１０によって検出され、
交流電圧と同位相の正弦波を得るため、バンドパスフィ
ルタ１６を介して電流基準回路１２に正弦波の信号ＶS
が入力される。電流基準回路１２は増幅器１１から出力
される制御信号ＶC と上記正弦波の信号ＶS を乗算して
電流基準Ｉ* を出力する。この電流基準Ｉ* と電流検出
器５で検出したインバータブリッジ２の出力電流Ｉが増
幅器１３に入力されＰＷＭ制御部１４、駆動部１５を介
して電流偏差が零になるようにインバータブリッジ２を
ＰＷＭ制御する。
上変圧器６を介して供給される一般家庭用の交流電力が
負荷９に供給されており、インバータブリッジ２の交流
電力は交流電力系統８に連系して運転する。負荷９に供
給される交流電圧は電圧検出器１０によって検出され、
交流電圧と同位相の正弦波を得るため、バンドパスフィ
ルタ１６を介して電流基準回路１２に正弦波の信号ＶS
が入力される。電流基準回路１２は増幅器１１から出力
される制御信号ＶC と上記正弦波の信号ＶS を乗算して
電流基準Ｉ* を出力する。この電流基準Ｉ* と電流検出
器５で検出したインバータブリッジ２の出力電流Ｉが増
幅器１３に入力されＰＷＭ制御部１４、駆動部１５を介
して電流偏差が零になるようにインバータブリッジ２を
ＰＷＭ制御する。
【０００４】電流基準Ｉ* の位相は、負荷９に供給され
る交流電圧の位相にほぼ一致しており、インバータブリ
ッジ２から高力率の交流電力が供給される。なお、直流
電源１として太陽電池を用いるとき、最大電力を取り出
すように電圧基準Ｖ* が与えられるが、本発明とは直接
関係しないので詳細説明は省略する。
る交流電圧の位相にほぼ一致しており、インバータブリ
ッジ２から高力率の交流電力が供給される。なお、直流
電源１として太陽電池を用いるとき、最大電力を取り出
すように電圧基準Ｖ* が与えられるが、本発明とは直接
関係しないので詳細説明は省略する。
【０００５】このような配電系統において、柱上変圧器
６を含む負荷側の保守点検を行う場合、しゃ断器７を開
放して交流電力系統８から切り離して行われる。この場
合、電圧リレー１７と周波数リレー１８により負荷側の
状態を監視し、交流電力系統８から切り離されたとき異
常検出回路１９によりこれを検出し、駆動部１５の動作
を中止させてインバータブリッジ２を停止させるように
している。
６を含む負荷側の保守点検を行う場合、しゃ断器７を開
放して交流電力系統８から切り離して行われる。この場
合、電圧リレー１７と周波数リレー１８により負荷側の
状態を監視し、交流電力系統８から切り離されたとき異
常検出回路１９によりこれを検出し、駆動部１５の動作
を中止させてインバータブリッジ２を停止させるように
している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、しゃ断
器７を開放して交流電力系統８から切り離したとき、イ
ンバータブリッジ２から供給する電力と、負荷９の電力
がバランスしていると異常検出回路１９では異常検出が
行なわれず、インバータブリッジ２が運転を維持する場
合がある。この状態をアイランディング（ｉｓｌａｎｄ
ｉｎｇ）又は逆充電と呼び保守点検を行うとき危険な状
態となる。
器７を開放して交流電力系統８から切り離したとき、イ
ンバータブリッジ２から供給する電力と、負荷９の電力
がバランスしていると異常検出回路１９では異常検出が
行なわれず、インバータブリッジ２が運転を維持する場
合がある。この状態をアイランディング（ｉｓｌａｎｄ
ｉｎｇ）又は逆充電と呼び保守点検を行うとき危険な状
態となる。
【０００７】特に負荷９に誘導電動機が接続されている
場合には、この電動機の逆起電圧により交流電力系統８
の電圧や周波数が維持される傾向となり、逆充電の検出
が困難となる。
場合には、この電動機の逆起電圧により交流電力系統８
の電圧や周波数が維持される傾向となり、逆充電の検出
が困難となる。
【０００８】この逆充電を防ぐ方法として以下に述べる
周波数変動方式および電力変動方式ならびに高調波電圧
監視方式の提案がなされており、以下これらについて説
明する。
周波数変動方式および電力変動方式ならびに高調波電圧
監視方式の提案がなされており、以下これらについて説
明する。
【０００９】＜周波数変動方式＞図６の電流基準回路１
２へ入力する系統参照電圧の位相にゆらぎ回路２１によ
り一定量の範囲内で位相シフトをかけ、しゃ断器７が開
放されたときインバータ出力周波数の変動から逆充電を
検出する。
２へ入力する系統参照電圧の位相にゆらぎ回路２１によ
り一定量の範囲内で位相シフトをかけ、しゃ断器７が開
放されたときインバータ出力周波数の変動から逆充電を
検出する。
【００１０】しかし、この方式はインバータの電力（有
効電力と無効電力を含む）と負荷８の電力が完全にバラ
ンスすると周波数も電圧も変化せず、検出することがで
きない場合がある。
効電力と無効電力を含む）と負荷８の電力が完全にバラ
ンスすると周波数も電圧も変化せず、検出することがで
きない場合がある。
【００１１】＜電力変動方式＞図６の電流基準回路１２
へ入力する系統参照電圧の位相にゆらぎ回路２１により
出力する電流基準Ｉ* を一定量の範囲内で低周波で変動
させ、しゃ断器７が開放されたときインバータから出力
する電力（有効電力と無効電力）と負荷の電力のバラン
スを崩すことにより、電圧と周波数を変化させ逆充電を
検出する。
へ入力する系統参照電圧の位相にゆらぎ回路２１により
出力する電流基準Ｉ* を一定量の範囲内で低周波で変動
させ、しゃ断器７が開放されたときインバータから出力
する電力（有効電力と無効電力）と負荷の電力のバラン
スを崩すことにより、電圧と周波数を変化させ逆充電を
検出する。
【００１２】しかし、この方式でも多数台のインバータ
が並列に接続されると各インバータの電力変動の位相が
バラバラとなり、全体として電力変動がない状態となっ
て検出できない場合がある。
が並列に接続されると各インバータの電力変動の位相が
バラバラとなり、全体として電力変動がない状態となっ
て検出できない場合がある。
【００１３】＜高調波電圧監視方式＞図６の高調波検出
回路２０により負荷側電圧の高調波を監視し、しゃ断器
７が開放されたとき高調波（第３、第５、第７高調波）
が増加することにより逆充電を検出する。
回路２０により負荷側電圧の高調波を監視し、しゃ断器
７が開放されたとき高調波（第３、第５、第７高調波）
が増加することにより逆充電を検出する。
【００１４】しかし、この方式は、インバータエアコ
ン、テレビなどのようなコンデンサインプット形の整流
回路を持つ負荷が多数使用されると定常時に第３、第
５、第７高調波が増加して検出の信頼性が著しく低下す
る。
ン、テレビなどのようなコンデンサインプット形の整流
回路を持つ負荷が多数使用されると定常時に第３、第
５、第７高調波が増加して検出の信頼性が著しく低下す
る。
【００１５】本発明は、これらの問題点を解決するため
なされたもので、その目的とするところは、逆充電をよ
り確実に検出することができるインバータの系統連系保
護装置を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、逆充電をよ
り確実に検出することができるインバータの系統連系保
護装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、直流電力を交流電力に
変換するインバータと交流電力系統とを連系する系統シ
ステムにおいて、前記インバータの出力電流と該インバ
ータの出力電圧の位相差を検出する位相差検出手段と、
この位相差検出手段からの位相差をもとに得られる位相
差指令に基づき、前記インバータの出力電流を前記交流
電力系統の電圧に同期させる同期手段と、前記インバー
タの出力電圧の周波数から出力電流の位相シフト量を決
定する位相シフト量決定手段と、この位相シフト量決定
手段で決定された位相シフト量を入力し、前記インバー
タの出力電流が該インバータの出力電圧の位相に対し、
該位相シフト量だけ位相がずれるように制御する制御手
段と、前記交流電力系統が切り離されたときに前記イン
バータの出力周波数が発散することに基づき前記インバ
ータを停止させる停止手段と、を具備したインバータの
系統連系保護装置である。
め、請求項１に対応する発明は、直流電力を交流電力に
変換するインバータと交流電力系統とを連系する系統シ
ステムにおいて、前記インバータの出力電流と該インバ
ータの出力電圧の位相差を検出する位相差検出手段と、
この位相差検出手段からの位相差をもとに得られる位相
差指令に基づき、前記インバータの出力電流を前記交流
電力系統の電圧に同期させる同期手段と、前記インバー
タの出力電圧の周波数から出力電流の位相シフト量を決
定する位相シフト量決定手段と、この位相シフト量決定
手段で決定された位相シフト量を入力し、前記インバー
タの出力電流が該インバータの出力電圧の位相に対し、
該位相シフト量だけ位相がずれるように制御する制御手
段と、前記交流電力系統が切り離されたときに前記イン
バータの出力周波数が発散することに基づき前記インバ
ータを停止させる停止手段と、を具備したインバータの
系統連系保護装置である。
【００１７】上記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ
と交流電力系統とを連系する系統システムにおいて、前
記インバータの出力電流と該インバータの出力電圧の位
相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段
からの出力をもとに位相差を積分する位相差積分手段
と、この位相差積分手段の出力に比例して出力し、これ
に基づき、前記インバータの出力電流を前記交流電力系
統の電圧に同期させる同期手段と、前記インバータの出
力電圧の周波数から出力電流の位相シフト量を決定する
位相シフト量決定手段と、この位相シフト量決定手段で
決定された位相シフト量を積分する積分手段と、この積
分手段で積分した位相シフト量を、前記位相差積分手段
の出力に加え、前記インバータの出力電流が該インバー
タの出力電圧の位相に対し、該位相シフト量だけ位相が
ずれるように制御する制御手段と、前記交流電力系統が
切り離されたときに前記インバータの出力周波数が発散
することに基づき前記インバータを停止させる停止手段
と、を具備したインバータの系統連系保護装置である。
する発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ
と交流電力系統とを連系する系統システムにおいて、前
記インバータの出力電流と該インバータの出力電圧の位
相差を検出する位相差検出手段と、この位相差検出手段
からの出力をもとに位相差を積分する位相差積分手段
と、この位相差積分手段の出力に比例して出力し、これ
に基づき、前記インバータの出力電流を前記交流電力系
統の電圧に同期させる同期手段と、前記インバータの出
力電圧の周波数から出力電流の位相シフト量を決定する
位相シフト量決定手段と、この位相シフト量決定手段で
決定された位相シフト量を積分する積分手段と、この積
分手段で積分した位相シフト量を、前記位相差積分手段
の出力に加え、前記インバータの出力電流が該インバー
タの出力電圧の位相に対し、該位相シフト量だけ位相が
ずれるように制御する制御手段と、前記交流電力系統が
切り離されたときに前記インバータの出力周波数が発散
することに基づき前記インバータを停止させる停止手段
と、を具備したインバータの系統連系保護装置である。
【００１８】上記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、請求項２記載の積分手段が、加算量を制限
し、周波数の変化幅を制限する機能を有しているインバ
ータの系統連系保護装置である。
する発明は、請求項２記載の積分手段が、加算量を制限
し、周波数の変化幅を制限する機能を有しているインバ
ータの系統連系保護装置である。
【００１９】上記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、請求項１または請求項２記載の位相シフト
量決定手段が、インバータの出力電圧の周波数が前記交
流電力系統の定格周波数より大きい場合は、前記インバ
ータの出力電流位相をインバータの出力電圧より進める
方向にシフト量を決定し、インバータの出力電圧の周波
数が前記交流電力系統の定格周波数より小さい場合は、
前記インバータの出力電流位相をインバータの出力電圧
より遅らせる方向にシフト量を決定する機能を有してい
るインバータの系統連系保護装置である。
する発明は、請求項１または請求項２記載の位相シフト
量決定手段が、インバータの出力電圧の周波数が前記交
流電力系統の定格周波数より大きい場合は、前記インバ
ータの出力電流位相をインバータの出力電圧より進める
方向にシフト量を決定し、インバータの出力電圧の周波
数が前記交流電力系統の定格周波数より小さい場合は、
前記インバータの出力電流位相をインバータの出力電圧
より遅らせる方向にシフト量を決定する機能を有してい
るインバータの系統連系保護装置である。
【００２０】上記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、請求項１または請求項２記載の位相シフト
量決定手段として、周波数が定格より設定値以上に上昇
した場合は、インバータ出力電流位相を進める極性と
し、周波数が定格より設定値以上に上昇した場合は、イ
ンバータ出力電流位相を遅らせる極性とし、位相シフト
量に変曲点を設ける機能を有しているインバータの系統
連系保護装置である。
する発明は、請求項１または請求項２記載の位相シフト
量決定手段として、周波数が定格より設定値以上に上昇
した場合は、インバータ出力電流位相を進める極性と
し、周波数が定格より設定値以上に上昇した場合は、イ
ンバータ出力電流位相を遅らせる極性とし、位相シフト
量に変曲点を設ける機能を有しているインバータの系統
連系保護装置である。
【００２１】
【作用】請求項１〜請求項５に対応する発明によれば、
交流電源の定格周波数が上昇すると、インバータの電流
位相を進めて更に周波数が上昇するように作用させ、ま
た定格周波数より低下した場合、インバータの位相を遅
らせることにより更に周波数を下げるように作用させ、
これにより生ずる周波数の異常状態や周波数の変化率の
異常状態などを検出してインバータの運転が停止される
ので、逆充電を信頼性良く防ぐことができる。
交流電源の定格周波数が上昇すると、インバータの電流
位相を進めて更に周波数が上昇するように作用させ、ま
た定格周波数より低下した場合、インバータの位相を遅
らせることにより更に周波数を下げるように作用させ、
これにより生ずる周波数の異常状態や周波数の変化率の
異常状態などを検出してインバータの運転が停止される
ので、逆充電を信頼性良く防ぐことができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図であり、図中１〜１５の構成は図６と同一であるの
で、ここでは同一番号を付してその説明は省略する。
て説明する。図１は本発明の第１の実施例を示すブロッ
ク図であり、図中１〜１５の構成は図６と同一であるの
で、ここでは同一番号を付してその説明は省略する。
【００２３】電圧検出器１０で検出された交流電圧は、
ＰＬＬ（Phase locked loop ：位相同期ループ）回路２
２に入力され、ここで交流電源位相と同期した正弦波電
圧を得、これをＤ／Ａ（ディジタル→アナログ）変換器
２６に入力し、アナログ電圧Ｖs を得る。
ＰＬＬ（Phase locked loop ：位相同期ループ）回路２
２に入力され、ここで交流電源位相と同期した正弦波電
圧を得、これをＤ／Ａ（ディジタル→アナログ）変換器
２６に入力し、アナログ電圧Ｖs を得る。
【００２４】電流基準回路１２は増幅器１１から出力さ
れる制御信号ＶC と上記アナログ電圧Ｖs を乗算するこ
とにより、交流電源に同期した電流基準Ｉ* を出力し、
インバータは、電流基準Ｉ* に一致するような電流を出
力する。
れる制御信号ＶC と上記アナログ電圧Ｖs を乗算するこ
とにより、交流電源に同期した電流基準Ｉ* を出力し、
インバータは、電流基準Ｉ* に一致するような電流を出
力する。
【００２５】ＰＬＬ回路２２は、一般に、位相差検出回
路２２１、積分回路２２２、Ｖ／Ｆ（電圧→周波数）変
換器２２３、１／Ｎカウンタ２２４からなり、１／Ｎカ
ウンタ２２４の出力と交流電圧の位相を位相差検出回路
２２１で比較し、この誤差がゼロになるようなループを
構成している。
路２２１、積分回路２２２、Ｖ／Ｆ（電圧→周波数）変
換器２２３、１／Ｎカウンタ２２４からなり、１／Ｎカ
ウンタ２２４の出力と交流電圧の位相を位相差検出回路
２２１で比較し、この誤差がゼロになるようなループを
構成している。
【００２６】電圧検出器１０で検出された交流電圧は、
周波数検出回路２３に入力され、これを関数回路２４に
入力して出力Ｖ24を得る。この出力Ｖ24と位相差検出回
路２２１の出力Ｖ221 を、積分回路２２２と位相差検出
回路２２１の間に接続されている加算回路２５に入力
し、両者Ｖ24，Ｖ221 を加算し、これを積分回路２２２
に入力される。
周波数検出回路２３に入力され、これを関数回路２４に
入力して出力Ｖ24を得る。この出力Ｖ24と位相差検出回
路２２１の出力Ｖ221 を、積分回路２２２と位相差検出
回路２２１の間に接続されている加算回路２５に入力
し、両者Ｖ24，Ｖ221 を加算し、これを積分回路２２２
に入力される。
【００２７】また、電圧検出器１０で検出された交流電
圧は、電圧リレー１７、周波数リレー１８、周波数変化
率リレー２７により異常を検出して異常検出回路１９に
よりインバータを停止させるように構成されている。
圧は、電圧リレー１７、周波数リレー１８、周波数変化
率リレー２７により異常を検出して異常検出回路１９に
よりインバータを停止させるように構成されている。
【００２８】以上のように構成された第１の実施例の作
用効果について説明する。いま、負荷９とインバータ有
効分出力電流がほぼバランスしている時、しゃ断器７を
開放した場合を考える。
用効果について説明する。いま、負荷９とインバータ有
効分出力電流がほぼバランスしている時、しゃ断器７を
開放した場合を考える。
【００２９】交流電源の周波数が定格の場合、インバー
タの出力電流ＩINV は、図２（ａ）に示すように、電圧
Ｖと電流ＩINV は同相、すなわち力率がほぼ１になるよ
うに制御される。
タの出力電流ＩINV は、図２（ａ）に示すように、電圧
Ｖと電流ＩINV は同相、すなわち力率がほぼ１になるよ
うに制御される。
【００３０】そして、負荷８が図２（ｂ）に示すよう
に、遅れ力率の場合、しゃ断器７を開放すると、負荷電
流とインバータ電流がバランスして運転されるために
は、周波数が上昇してインダクタンスＬの電流を減少さ
せ、力率が１に近づこうとする。この時、図１において
周波数検出回路２３が検出し、関数回路２４により、周
波数が上昇した時、位相が進む極性の出力Ｖ24を加算回
路２５に加える。すると、ＰＬＬ回路２２は、加算回路
２５の出力がゼロになるよう積分回路２２２で制御する
ので、交流電圧より進んだ正弦波電圧Ｖs を出力するこ
とになり、インバータ電流ＩINV は、少し進み電流を供
給する。このため、更にこれとバランスしようとして周
波数は上昇し、この正帰還作用により急速に上昇した周
波数や周波数変化率を周波数リレー１８および周波数変
化率リレー２７ならびに異常検出回路１９が検出してイ
ンバータを停止する。
に、遅れ力率の場合、しゃ断器７を開放すると、負荷電
流とインバータ電流がバランスして運転されるために
は、周波数が上昇してインダクタンスＬの電流を減少さ
せ、力率が１に近づこうとする。この時、図１において
周波数検出回路２３が検出し、関数回路２４により、周
波数が上昇した時、位相が進む極性の出力Ｖ24を加算回
路２５に加える。すると、ＰＬＬ回路２２は、加算回路
２５の出力がゼロになるよう積分回路２２２で制御する
ので、交流電圧より進んだ正弦波電圧Ｖs を出力するこ
とになり、インバータ電流ＩINV は、少し進み電流を供
給する。このため、更にこれとバランスしようとして周
波数は上昇し、この正帰還作用により急速に上昇した周
波数や周波数変化率を周波数リレー１８および周波数変
化率リレー２７ならびに異常検出回路１９が検出してイ
ンバータを停止する。
【００３１】図２（ｃ）の場合は、進み負荷で、この場
合しゃ断器７を開とすると、負荷電流Ｉ2 は、周波数を
下げて力率を１に近付ける方向に作用する。これを検出
し、関数発生回路２４により周波数が低下すると、ＰＬ
Ｌ回路２２の出力の位相を遅らせるように入力するの
で、インバータの出力電流ＩINV は、力率１よりやや遅
れ電流を供給し、これとバランスしようとして周波数が
低下する。以後同様にこれを検出してインバータを停止
させる。
合しゃ断器７を開とすると、負荷電流Ｉ2 は、周波数を
下げて力率を１に近付ける方向に作用する。これを検出
し、関数発生回路２４により周波数が低下すると、ＰＬ
Ｌ回路２２の出力の位相を遅らせるように入力するの
で、インバータの出力電流ＩINV は、力率１よりやや遅
れ電流を供給し、これとバランスしようとして周波数が
低下する。以後同様にこれを検出してインバータを停止
させる。
【００３２】次に、図２（ｄ）に示すような抵抗Ｒ，リ
アクトルＬ，コンデンサＣからなる回路で電源周波数ｆ
0 と共振状態、すなわちＩ3 がほぼ力率１の場合につい
て、図３を参照して説明する。
アクトルＬ，コンデンサＣからなる回路で電源周波数ｆ
0 と共振状態、すなわちＩ3 がほぼ力率１の場合につい
て、図３を参照して説明する。
【００３３】図３に示すＩ3 の周波数ｆと位相特性は定
格の電源周波数ｆ0 では、電圧に対して完全に同相とす
ると、周波数ｆが上昇すると、リアクトルＬの電流が減
少し、コンデンサＣの電流が増加し、やや進み電流とな
るので、右上がり特性となる。
格の電源周波数ｆ0 では、電圧に対して完全に同相とす
ると、周波数ｆが上昇すると、リアクトルＬの電流が減
少し、コンデンサＣの電流が増加し、やや進み電流とな
るので、右上がり特性となる。
【００３４】これに対し関数発生回路２４の周波数ｆと
位相の特性をＩINV のようにＩ3 の特性より急な右上が
りとし、更に周波数がｆが上昇すると、右下がり特性に
変化させる。周波数ｆの低下の場合も図３の特性とす
る。
位相の特性をＩINV のようにＩ3 の特性より急な右上が
りとし、更に周波数がｆが上昇すると、右下がり特性に
変化させる。周波数ｆの低下の場合も図３の特性とす
る。
【００３５】この場合、周波数がｆ0 より僅かに変化す
ると、ＩINV とＩ3 の力率角は一致せず、周波数ｆは上
昇か、下降に向けて移動する。周波数ｆは上昇した場合
は、ｆ1 でバランスすることは明らかである。すなわ
ち、電源周波数ｆ0 は、安定点とはならない。
ると、ＩINV とＩ3 の力率角は一致せず、周波数ｆは上
昇か、下降に向けて移動する。周波数ｆは上昇した場合
は、ｆ1 でバランスすることは明らかである。すなわ
ち、電源周波数ｆ0 は、安定点とはならない。
【００３６】インバータの出力電流ＩINV の位相特性を
途中で反転してある理由は、負荷９に電動機などがある
場合、周波数が上昇し過ぎると、機械的に破損する危険
があるためであり、周波数異常で短時間にインバータを
停止する場合はその必要はない。
途中で反転してある理由は、負荷９に電動機などがある
場合、周波数が上昇し過ぎると、機械的に破損する危険
があるためであり、周波数異常で短時間にインバータを
停止する場合はその必要はない。
【００３７】以上述べた第１の実施例によれば、逆充電
時、周波数変化を助長する方向に、ＰＬＬ回路２２を介
してインバータ電流の位相をシフトすることにより、周
波数を発散させる。このため、従来の方式のように、不
感帯や誤動作を心配する必要もなく、周波数、周波数変
化率および電圧の異常を、周波数リレー１８、周波数変
化率リレー２７、電圧リレー１７ならびに異常検出回路
１９により検出され、インバータ運転が停止され、従っ
て逆充電が防止され、信頼性の高いインバータの系統連
系保護装置が得られる。
時、周波数変化を助長する方向に、ＰＬＬ回路２２を介
してインバータ電流の位相をシフトすることにより、周
波数を発散させる。このため、従来の方式のように、不
感帯や誤動作を心配する必要もなく、周波数、周波数変
化率および電圧の異常を、周波数リレー１８、周波数変
化率リレー２７、電圧リレー１７ならびに異常検出回路
１９により検出され、インバータ運転が停止され、従っ
て逆充電が防止され、信頼性の高いインバータの系統連
系保護装置が得られる。
【００３８】次に、本発明の第２の実施例について、図
４を参照して説明するが、図１と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。すなわち、図１の関数発生器２４の出力側と加算回
路２５の間に、リミット回路２９が並列に接続された積
分回路２８を接続し、また、ＰＬＬ回路２２の積分回路
２２２（図１の加算回路２５とＶ／Ｆ変換器２２３の間
にあったもの）を、位相差検出回路２２１と加算回路２
５の間に接続したものである。
４を参照して説明するが、図１と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明す
る。すなわち、図１の関数発生器２４の出力側と加算回
路２５の間に、リミット回路２９が並列に接続された積
分回路２８を接続し、また、ＰＬＬ回路２２の積分回路
２２２（図１の加算回路２５とＶ／Ｆ変換器２２３の間
にあったもの）を、位相差検出回路２２１と加算回路２
５の間に接続したものである。
【００３９】このように構成された第２の実施例であっ
ても前述の第１の実施例と同様な効果が得られる。図４
のリミット回路２９は、積分回路２８の出力をリミット
するもので、この値が周波数変動幅をリミットすること
になるのは、Ｖ／Ｆ変換器２２３の入力で位相シフトの
周波数分が制限されるからである。このため、関数発生
回路２４で位相特性を途中で反転させなくても周波数の
暴走をリミットさせることができる。
ても前述の第１の実施例と同様な効果が得られる。図４
のリミット回路２９は、積分回路２８の出力をリミット
するもので、この値が周波数変動幅をリミットすること
になるのは、Ｖ／Ｆ変換器２２３の入力で位相シフトの
周波数分が制限されるからである。このため、関数発生
回路２４で位相特性を途中で反転させなくても周波数の
暴走をリミットさせることができる。
【００４０】なお、本発明は、以上述べた実施例に限定
されず、例えば次のように変形しても実施できる。図
１、図４の関数発生回路２４の特性を、図５に示すａ，
ｂ，ｃの特性にしても同様であり、ｆ0 近くの変化を急
にする方が、周波数変化を早く、しかも負荷特性に左右
されない特性が得られる。また、図１、図４の周波数検
出回路２３としては、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換器
やマイクロコンピュータで構成してもよい。
されず、例えば次のように変形しても実施できる。図
１、図４の関数発生回路２４の特性を、図５に示すａ，
ｂ，ｃの特性にしても同様であり、ｆ0 近くの変化を急
にする方が、周波数変化を早く、しかも負荷特性に左右
されない特性が得られる。また、図１、図４の周波数検
出回路２３としては、Ｆ（周波数）／Ｖ（電圧）変換器
やマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、交流電源
の定格周波数が上昇すると、インバータの電流位相を進
めて更に周波数が上昇するように作用させ、また定格周
波数より低下した場合、インバータの位相を遅らせるこ
とにより更に周波数を下げるように作用させ、これによ
り生ずる周波数の異常状態や周波数の変化率の異常状態
などを検出してインバータの運転を停止させるようにし
たので、逆充電を信頼性良く防ぐことができるインバー
タの系統連系保護装置を提供できる。
の定格周波数が上昇すると、インバータの電流位相を進
めて更に周波数が上昇するように作用させ、また定格周
波数より低下した場合、インバータの位相を遅らせるこ
とにより更に周波数を下げるように作用させ、これによ
り生ずる周波数の異常状態や周波数の変化率の異常状態
などを検出してインバータの運転を停止させるようにし
たので、逆充電を信頼性良く防ぐことができるインバー
タの系統連系保護装置を提供できる。
【図１】本発明のインバータの系統連系保護装置の第１
の実施例を説明するためのブロック図。
の実施例を説明するためのブロック図。
【図２】図１の作用効果を説明するための図。
【図３】図１の作用効果を説明するための図。
【図４】本発明のインバータの系統連系保護装置の第２
の実施例を説明するためのブロック図。
の実施例を説明するためのブロック図。
【図５】本発明の変形例を説明するため図。
【図６】従来のインバータの系統連系保護装置の一例を
説明するためのブロック図。
説明するためのブロック図。
１…直流電源、２…インバータブリッジ、３…リアクト
ル、４…コンデンサ、５…電流検出器、６…変圧器、７
…しゃ断器、８…交流電力系統、９…負荷、１０…電圧
検出器、１１，１３…増幅器、１２…電流基準回路、１
４…ＰＷＭ制御回路、１５…駆動部、１６…バンドパス
フィルタ、１７…電圧リレー、１８…周波数リレー、１
９…異常検出回路、２０…高調波検出回路、２１…ゆら
ぎ回路、２２…ＰＬＬ回路、２２１…位相差検出回路、
２２２…積分回路、２２３…Ｖ／Ｆ変換回路、２２４…
１／Ｎカウンタ、２３…周波数検出回路、２４…関数発
生回路、２５…加算回路、２６…Ｄ／Ａ変換回路、２７
…周波数変化率リレー、２８…積分回路、２９…リミッ
ト回路。
ル、４…コンデンサ、５…電流検出器、６…変圧器、７
…しゃ断器、８…交流電力系統、９…負荷、１０…電圧
検出器、１１，１３…増幅器、１２…電流基準回路、１
４…ＰＷＭ制御回路、１５…駆動部、１６…バンドパス
フィルタ、１７…電圧リレー、１８…周波数リレー、１
９…異常検出回路、２０…高調波検出回路、２１…ゆら
ぎ回路、２２…ＰＬＬ回路、２２１…位相差検出回路、
２２２…積分回路、２２３…Ｖ／Ｆ変換回路、２２４…
１／Ｎカウンタ、２３…周波数検出回路、２４…関数発
生回路、２５…加算回路、２６…Ｄ／Ａ変換回路、２７
…周波数変化率リレー、２８…積分回路、２９…リミッ
ト回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木本 兼一 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電力を交流電力に変換するインバー
タと交流電力系統とを連系する系統システムにおいて、 前記インバータの出力電流と該インバータの出力電圧の
位相差を検出する位相差検出手段と、 この位相差検出手段からの位相差をもとに得られる位相
差指令に基づき、前記インバータの出力電流を前記交流
電力系統の電圧に同期させる同期手段と、 前記インバータの出力電圧の周波数から出力電流の位相
シフト量を決定する位相シフト量決定手段と、 この位相シフト量決定手段で決定された位相シフト量を
入力し、前記インバータの出力電流が該インバータの出
力電圧の位相に対し、該位相シフト量だけ位相がずれる
ように制御する制御手段と、 前記交流電力系統が切り離されたときに前記インバータ
の出力周波数が発散することに基づき前記インバータを
停止させる停止手段と、 を具備したインバータの系統連系保護装置。 - 【請求項２】 直流電力を交流電力に変換するインバー
タと交流電力系統とを連系する系統システムにおいて、 前記インバータの出力電流と該インバータの出力電圧の
位相差を検出する位相差検出手段と、 この位相差検出手段からの出力をもとに位相差を積分す
る位相差積分手段と、 この位相差積分手段の出力に比例して出力し、これに基
づき、前記インバータの出力電流を前記交流電力系統の
電圧に同期させる同期手段と、 前記インバータの出力電圧の周波数から出力電流の位相
シフト量を決定する位相シフト量決定手段と、 この位相シフト量決定手段で決定された位相シフト量を
積分する積分手段と、 この積分手段で積分した位相シフト量を、前記位相差積
分手段の出力に加え、前記インバータの出力電流が該イ
ンバータの出力電圧の位相に対し、該位相シフト量だけ
位相がずれるように制御する制御手段と、 前記交流電力系統が切り離されたときに前記インバータ
の出力周波数が発散することに基づき前記インバータを
停止させる停止手段と、 を具備したインバータの系統連系保護装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の積分手段は、加算量を制
限し、周波数の変化幅を制限するものであるインバータ
の系統連系保護装置。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２記載の位相シフ
ト量決定手段は、インバータの出力電圧の周波数が前記
交流電力系統の定格周波数より大きい場合は、前記イン
バータの出力電流位相をインバータの出力電圧より進め
る方向にシフト量を決定し、インバータの出力電圧の周
波数が前記交流電力系統の定格周波数より小さい場合
は、前記インバータの出力電流位相をインバータの出力
電圧より遅らせる方向にシフト量を決定するものである
インバータの系統連系保護装置。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２記載の位相シフ
ト量決定手段は、周波数が定格より設定値以上に上昇し
た場合は、インバータ出力電流位相を進める極性とし、
周波数が定格より設定値以上に上昇した場合は、インバ
ータ出力電流位相を遅らせる極性とし、位相シフト量に
変曲点を設けるものであるインバータの系統連系保護装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141784A JPH077857A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | インバータの系統連系保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5141784A JPH077857A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | インバータの系統連系保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077857A true JPH077857A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15300087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5141784A Pending JPH077857A (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | インバータの系統連系保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077857A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318928A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Sanken Electric Co Ltd | インバータ装置 |
| JP2012005205A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Aisin Seiki Co Ltd | 発電システム |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP5141784A patent/JPH077857A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007318928A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Sanken Electric Co Ltd | インバータ装置 |
| JP2012005205A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-01-05 | Aisin Seiki Co Ltd | 発電システム |
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