JPH0795730A - 電力系統連系用インバ−タ - Google Patents
電力系統連系用インバ−タInfo
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- JPH0795730A JPH0795730A JP5235296A JP23529693A JPH0795730A JP H0795730 A JPH0795730 A JP H0795730A JP 5235296 A JP5235296 A JP 5235296A JP 23529693 A JP23529693 A JP 23529693A JP H0795730 A JPH0795730 A JP H0795730A
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- Fuel Cell (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】連系電源喪失時に発生する過電圧およびサ−ジ
電圧の双方に抑制効果を有する過電圧保護回路を備えた
電力系統連系用インバ−タを得る。 【構成】燃料電池電源１の出力側に設けられ，出力リア
クトル６を介して燃料電池電源の補機５に電力を給電し
つつ，電力系統５０と連系して電力の授受を行うインバ
−タ４と、電力系統との間で授受する有効無効電力をそ
れぞれの設定値に制御する点弧パルス１４Ｓをインバ−
タに供給する有効無効電力制御装置１０とからなる電力
系統連系用インバ−タが、電力系統の喪失によって有効
電力調節器１２Ａ，無効電力調節器１２Ｂが飽和したと
き、インバ−タの出力側に発生する過電圧を補機５の許
容過電圧レベル以下に抑制する過電圧保護回路２１とし
て、例えば電流電圧変換器１３の出力電圧を制限するリ
ミッタ回路を備え、その制限レベルを全導通時の８５％
以下に設定する。
電圧の双方に抑制効果を有する過電圧保護回路を備えた
電力系統連系用インバ−タを得る。 【構成】燃料電池電源１の出力側に設けられ，出力リア
クトル６を介して燃料電池電源の補機５に電力を給電し
つつ，電力系統５０と連系して電力の授受を行うインバ
−タ４と、電力系統との間で授受する有効無効電力をそ
れぞれの設定値に制御する点弧パルス１４Ｓをインバ−
タに供給する有効無効電力制御装置１０とからなる電力
系統連系用インバ−タが、電力系統の喪失によって有効
電力調節器１２Ａ，無効電力調節器１２Ｂが飽和したと
き、インバ−タの出力側に発生する過電圧を補機５の許
容過電圧レベル以下に抑制する過電圧保護回路２１とし
て、例えば電流電圧変換器１３の出力電圧を制限するリ
ミッタ回路を備え、その制限レベルを全導通時の８５％
以下に設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池電源の出力
側に配されて直流電力を交流電力に変換し、燃料電池電
源の補機に電力を供給するとともに、電力系統との間で
電力の授受を行う電力系統連系用インバ−タ、ことに電
力系統喪失時にインバ−タの出力側に発生する過電圧を
抑制する保護回路を備えた電力系統連系用インバ−タに
関する。
側に配されて直流電力を交流電力に変換し、燃料電池電
源の補機に電力を供給するとともに、電力系統との間で
電力の授受を行う電力系統連系用インバ−タ、ことに電
力系統喪失時にインバ−タの出力側に発生する過電圧を
抑制する保護回路を備えた電力系統連系用インバ−タに
関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は燃料電池発電装置を電源とする従
来の電力系統連系用インバ−タおよびその制御回路の構
成図であり、燃料電池電源１は単位セルの積層体からな
る燃料電池２と、この燃料電池２に燃料ガス，酸化剤ガ
ス（空気）などの反応ガスを供給する燃料改質装置，反
応空気供給装置などの反応ガス供給系３と、燃料電池２
の直流出力を交流電力に変換して出力する電圧形自励イ
ンバ−タからなる電力系統連系用インバ−タ（以下イン
バ−タと略称する）４と、燃料改質装置３への原燃料，
改質スチ−ム流量や、燃料電池２への燃料ガス流量，反
応ガス流量、さらには各部の温度，圧力等を制御指令に
基づいて制御するポンプモ−タ，自動調節弁，計装装置
などの補機５を含み、インバ−タ４の出力側に接続され
たリアクトル６および連系スイッチ７を介して電力系統
５０に連結されて電力の授受を行うとともに、リアクト
ル６の出力側に接続された補機５に電力を供給する。
来の電力系統連系用インバ−タおよびその制御回路の構
成図であり、燃料電池電源１は単位セルの積層体からな
る燃料電池２と、この燃料電池２に燃料ガス，酸化剤ガ
ス（空気）などの反応ガスを供給する燃料改質装置，反
応空気供給装置などの反応ガス供給系３と、燃料電池２
の直流出力を交流電力に変換して出力する電圧形自励イ
ンバ−タからなる電力系統連系用インバ−タ（以下イン
バ−タと略称する）４と、燃料改質装置３への原燃料，
改質スチ−ム流量や、燃料電池２への燃料ガス流量，反
応ガス流量、さらには各部の温度，圧力等を制御指令に
基づいて制御するポンプモ−タ，自動調節弁，計装装置
などの補機５を含み、インバ−タ４の出力側に接続され
たリアクトル６および連系スイッチ７を介して電力系統
５０に連結されて電力の授受を行うとともに、リアクト
ル６の出力側に接続された補機５に電力を供給する。
【０００３】また、電力系統連系用インバ−タ４は有効
無効電力制御装置１０としてインバ−タ１の出力電圧を
検出する電圧変成器８，電力系統５０との間で授受する
電流を検出する電流変成器９と、これらの検出電圧，検
出電流から電力系統との間で授受する交流電力をその有
効成分Ｐと無効成分Ｑとに分離して検出する有効無効電
力検出器１１と、検出した有効成分Ｐを有効電力設定器
１２Ｐの設定値に近づけるようインバ−タ出力を制御す
る有効電力調節器１２Ａと、無効成分Ｑを無効電力設定
器１２Ｑの設定値に近づけるようインバ−タ出力を制御
する無効電力調節器１２Ｂと、得られた有効電流量，無
効電流量をインバ−タ４の出力電圧量に変換する電流電
圧変換器１３と、電流電圧変換器１３で得られた電圧量
に対応した点弧パルス１４Ｓをインバ−タ４に供給する
パルス発生増幅器１４とを備え、電力系統５０の電圧の
周波数をインバ−タ４の基準周波数としてインバ−タ４
の点弧角が制御されることにより、インバ−タ１と電力
系統５０との間で定電力制御された有効電力および無効
電力の授受が行われる。また、外部電力変化指令に基づ
いて補機５と有効無効電力制御装置１０が協調制御され
ることにより、燃料改質装置３への原燃料，改質スチ−
ム流量や燃料電池２への反応ガス流量等の流体制御や，
各部の温度，圧力等の計装制御がインバ−タ４の出力電
力に対応して制御され、化学反応系と電気系との連携を
保持した発電運転が行われる。
無効電力制御装置１０としてインバ−タ１の出力電圧を
検出する電圧変成器８，電力系統５０との間で授受する
電流を検出する電流変成器９と、これらの検出電圧，検
出電流から電力系統との間で授受する交流電力をその有
効成分Ｐと無効成分Ｑとに分離して検出する有効無効電
力検出器１１と、検出した有効成分Ｐを有効電力設定器
１２Ｐの設定値に近づけるようインバ−タ出力を制御す
る有効電力調節器１２Ａと、無効成分Ｑを無効電力設定
器１２Ｑの設定値に近づけるようインバ−タ出力を制御
する無効電力調節器１２Ｂと、得られた有効電流量，無
効電流量をインバ−タ４の出力電圧量に変換する電流電
圧変換器１３と、電流電圧変換器１３で得られた電圧量
に対応した点弧パルス１４Ｓをインバ−タ４に供給する
パルス発生増幅器１４とを備え、電力系統５０の電圧の
周波数をインバ−タ４の基準周波数としてインバ−タ４
の点弧角が制御されることにより、インバ−タ１と電力
系統５０との間で定電力制御された有効電力および無効
電力の授受が行われる。また、外部電力変化指令に基づ
いて補機５と有効無効電力制御装置１０が協調制御され
ることにより、燃料改質装置３への原燃料，改質スチ−
ム流量や燃料電池２への反応ガス流量等の流体制御や，
各部の温度，圧力等の計装制御がインバ−タ４の出力電
力に対応して制御され、化学反応系と電気系との連携を
保持した発電運転が行われる。
【０００４】上述のように構成された燃料電池発電装置
を直流電源とする電力系統連系用インバ−タにおいて、
連携運転中に連系スイッチ７または電力系統５０の故障
によって連系スイッチ７が開路する事態（電力系統の喪
失）が発生したと仮定する。このとき、有効無効電力制
御装置１０は有効無効電力検出器１１の出力信号（有効
成分Ｐと無効成分Ｑ）とが零となり、有効電力調節器１
２Ａおよび無効電力設定器１２Ｂへの負帰還量が無くな
るため、比例積分調節器からなる両調節器１２はインバ
−タ４の出力をその設定値に保とうとして飽和状態とな
り、パルス発生増幅器１４が全導通を指令する点弧パル
ス１４Ｓをインバ−タ４に向けて出力することになり、
電力系統５０の喪失によって電力の授受が無くなったイ
ンバ−タ４の出力電圧が異常に上昇し、発生した過電圧
がインバ−タ４を構成するパワ−半導体素子や補機５に
印加され、これが原因でパワ−半導体素子や補機が損傷
するという事態が発生する。
を直流電源とする電力系統連系用インバ−タにおいて、
連携運転中に連系スイッチ７または電力系統５０の故障
によって連系スイッチ７が開路する事態（電力系統の喪
失）が発生したと仮定する。このとき、有効無効電力制
御装置１０は有効無効電力検出器１１の出力信号（有効
成分Ｐと無効成分Ｑ）とが零となり、有効電力調節器１
２Ａおよび無効電力設定器１２Ｂへの負帰還量が無くな
るため、比例積分調節器からなる両調節器１２はインバ
−タ４の出力をその設定値に保とうとして飽和状態とな
り、パルス発生増幅器１４が全導通を指令する点弧パル
ス１４Ｓをインバ−タ４に向けて出力することになり、
電力系統５０の喪失によって電力の授受が無くなったイ
ンバ−タ４の出力電圧が異常に上昇し、発生した過電圧
がインバ−タ４を構成するパワ−半導体素子や補機５に
印加され、これが原因でパワ−半導体素子や補機が損傷
するという事態が発生する。
【０００５】従来の電力系統連系用インバ−タでは、過
電圧からインバ−タ４のパワ−半導体素子を保護するた
めの過電圧保護回路２０または３０を有効無効電力制御
装置１０に付加したものが知られている。過電圧保護回
路２０はリミッタなどの電圧制限回路からなり、電流電
圧変換回路１３の出力側に接続されてその出力電圧の上
限値を抑制し、パルス発生増幅器１４がインバ−タ４に
向けて出力する点弧パルス１４Ｓを全導通より低い一定
値，例えば全導通の９０％程度に制限し、有効無効電力
調節器１２Ａ，１２Ｂが飽和状態となった場合にも、イ
ンバ−タ４の出力電圧がその最大定挌値を越えないよう
構成される。また、過電圧保護回路３０は電圧変成器８
を介してインバ−タ４の出力電圧を受け，電力系統５０
の喪失時にインバ−タ４の出力側に発生する過電圧をそ
の平均値によって監視する電圧検出フィルタ−３１と、
この電圧検出フィルタ−３１の検出電圧値が過電圧設定
器３２の設定電圧値を越えたとき，パルス発生増幅器１
４に向けて点弧パルス１４Ｓの停止指令３０Ｓを発する
比較器回路３３とで構成され、過電圧設定器３２の設定
電圧値をインバ−タ４の最大定挌電圧に対応する値に設
定しておくことにより、インバ−タ４内のパワ−半導体
素子が過電圧によって損傷することを防ぐよう構成され
る。
電圧からインバ−タ４のパワ−半導体素子を保護するた
めの過電圧保護回路２０または３０を有効無効電力制御
装置１０に付加したものが知られている。過電圧保護回
路２０はリミッタなどの電圧制限回路からなり、電流電
圧変換回路１３の出力側に接続されてその出力電圧の上
限値を抑制し、パルス発生増幅器１４がインバ−タ４に
向けて出力する点弧パルス１４Ｓを全導通より低い一定
値，例えば全導通の９０％程度に制限し、有効無効電力
調節器１２Ａ，１２Ｂが飽和状態となった場合にも、イ
ンバ−タ４の出力電圧がその最大定挌値を越えないよう
構成される。また、過電圧保護回路３０は電圧変成器８
を介してインバ−タ４の出力電圧を受け，電力系統５０
の喪失時にインバ−タ４の出力側に発生する過電圧をそ
の平均値によって監視する電圧検出フィルタ−３１と、
この電圧検出フィルタ−３１の検出電圧値が過電圧設定
器３２の設定電圧値を越えたとき，パルス発生増幅器１
４に向けて点弧パルス１４Ｓの停止指令３０Ｓを発する
比較器回路３３とで構成され、過電圧設定器３２の設定
電圧値をインバ−タ４の最大定挌電圧に対応する値に設
定しておくことにより、インバ−タ４内のパワ−半導体
素子が過電圧によって損傷することを防ぐよう構成され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように構成され
た電力系統連系用インバ−タが連系運転中に連系スイッ
チ７の故障によって電力系統５０との間で授受する電流
が遮断されて補機電力だけに急減すると、有効無効電力
検出器１１からのフィ−ドバック量が零となって有効無
効電力調節器１２Ａ，１２Ｂが飽和する。このとき、過
電圧保護回路２０を設けることによって点弧パルス１４
Ｓは例えば全導通の９０％程度に抑制され、インバ−タ
４の出力電圧の急上昇が抑制され、例えばパワ−半導体
素子の過電圧による損傷を阻止することができる。また
過電圧保護回路３０を設ければ、インバ−タ４の出力電
圧の急上昇をその平均値として電圧検出フィルタ−３１
が感知し、パルス発生増幅器１４に点弧パルスの停止を
指令する信号３０Ｓを発するので、インバ−タ４はその
出力を停止することになり、過電圧レベルおよびその持
続時間をともに低減し、過電圧による例えばパワ−半導
体素子の損傷を阻止することができる。
た電力系統連系用インバ−タが連系運転中に連系スイッ
チ７の故障によって電力系統５０との間で授受する電流
が遮断されて補機電力だけに急減すると、有効無効電力
検出器１１からのフィ−ドバック量が零となって有効無
効電力調節器１２Ａ，１２Ｂが飽和する。このとき、過
電圧保護回路２０を設けることによって点弧パルス１４
Ｓは例えば全導通の９０％程度に抑制され、インバ−タ
４の出力電圧の急上昇が抑制され、例えばパワ−半導体
素子の過電圧による損傷を阻止することができる。また
過電圧保護回路３０を設ければ、インバ−タ４の出力電
圧の急上昇をその平均値として電圧検出フィルタ−３１
が感知し、パルス発生増幅器１４に点弧パルスの停止を
指令する信号３０Ｓを発するので、インバ−タ４はその
出力を停止することになり、過電圧レベルおよびその持
続時間をともに低減し、過電圧による例えばパワ−半導
体素子の損傷を阻止することができる。
【０００７】ところが、連系スイッチ７の突然の開路に
よってリアクトル６に流れる電流が急減すると、リアク
トル６の蓄積エネルギ−によってサ−ジ過電圧が発生
し、このサ−ジ過電圧がリアクトルの出力側に接続され
た補機５に印加される。ところが、従来設けられている
過電圧保護回路２０または３０は有効，無効電力調節器
１２，１３が飽和することによって生ずる過電圧を抑制
する目的で設けられたものであるためパルス電圧に対す
る応答性が遅く、上述のように急峻な電圧変化を示すサ
−ジ電圧に対しては抑制効果を期待できない。このた
め、通常誘導性負荷が多い補機５にサ−ジ電圧が印加さ
れ、これによって例えば巻線内に電位振動が発生し、局
部的な過電圧によって絶縁が著しい損傷を受けるという
事態が発生する。
よってリアクトル６に流れる電流が急減すると、リアク
トル６の蓄積エネルギ−によってサ−ジ過電圧が発生
し、このサ−ジ過電圧がリアクトルの出力側に接続され
た補機５に印加される。ところが、従来設けられている
過電圧保護回路２０または３０は有効，無効電力調節器
１２，１３が飽和することによって生ずる過電圧を抑制
する目的で設けられたものであるためパルス電圧に対す
る応答性が遅く、上述のように急峻な電圧変化を示すサ
−ジ電圧に対しては抑制効果を期待できない。このた
め、通常誘導性負荷が多い補機５にサ−ジ電圧が印加さ
れ、これによって例えば巻線内に電位振動が発生し、局
部的な過電圧によって絶縁が著しい損傷を受けるという
事態が発生する。
【０００８】この発明の目的は、連系電源の喪失時にイ
ンバ−タが発する過電圧およびサ−ジ電圧の双方に抑制
効果を有する過電圧保護回路を備えた電力系統連系用イ
ンバ−タを得ることにある。
ンバ−タが発する過電圧およびサ−ジ電圧の双方に抑制
効果を有する過電圧保護回路を備えた電力系統連系用イ
ンバ−タを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、燃料電池電源の出力側に設けら
れ，出力リアクトルを介して燃料電池電源の補機に電力
を給電しつつ，電力系統と連系して電力の授受を行うイ
ンバ−タと、有効無効電力検出器，有効電力調節器，無
効電力調節器，電流電圧変換器，およびパルス発生増幅
器からなり電力系統との間で授受する有効無効電力をそ
れぞれの設定値に制御する点弧パルスを前記インバ−タ
に供給する有効無効電力制御装置とを備えたものにおい
て、電力系統の喪失によって前記有効電力調節器および
無効電力調節器が飽和したとき、前記インバ−タの出力
側に発生する過電圧を前記補機の許容過電圧レベル以下
に抑制する過電圧保護回路を備えてなるものとする。
に、この発明によれば、燃料電池電源の出力側に設けら
れ，出力リアクトルを介して燃料電池電源の補機に電力
を給電しつつ，電力系統と連系して電力の授受を行うイ
ンバ−タと、有効無効電力検出器，有効電力調節器，無
効電力調節器，電流電圧変換器，およびパルス発生増幅
器からなり電力系統との間で授受する有効無効電力をそ
れぞれの設定値に制御する点弧パルスを前記インバ−タ
に供給する有効無効電力制御装置とを備えたものにおい
て、電力系統の喪失によって前記有効電力調節器および
無効電力調節器が飽和したとき、前記インバ−タの出力
側に発生する過電圧を前記補機の許容過電圧レベル以下
に抑制する過電圧保護回路を備えてなるものとする。
【００１０】過電圧保護回路が電流電圧変換器の出力電
圧を制限するリミッタ回路からなり、その制限レベルを
パルス発生増幅器の出力点弧パルスが全導通時の８５％
以下となる一定レベルに設定してなるものとする。過電
圧保護回路が電力系統の喪失時にインバ−タの出力側に
発生する過電圧をその平均値によって監視する電圧検出
フィルタ−と、その検出電圧値が補機の最大定挌電圧に
よってあらかじめ決まる設定値を越えたときパルス発生
増幅器に向けて点弧パルスの停止指令を発する比較器と
からなる第１の過電圧保護回路と、電力系統電圧の喪失
時にリアクトルに発生するサ−ジ過電圧をその瞬時値に
よって監視する電圧検出フィルタ−と、その検出電圧値
が補機の許容過電圧レベルによってあらかじめ決まる設
定値を越えたときパルス発生増幅器に向けて点弧パルス
の停止指令を発する比較器とからなる第２の過電圧保護
回路とを互いに並列に備えてなるものとする。
圧を制限するリミッタ回路からなり、その制限レベルを
パルス発生増幅器の出力点弧パルスが全導通時の８５％
以下となる一定レベルに設定してなるものとする。過電
圧保護回路が電力系統の喪失時にインバ−タの出力側に
発生する過電圧をその平均値によって監視する電圧検出
フィルタ−と、その検出電圧値が補機の最大定挌電圧に
よってあらかじめ決まる設定値を越えたときパルス発生
増幅器に向けて点弧パルスの停止指令を発する比較器と
からなる第１の過電圧保護回路と、電力系統電圧の喪失
時にリアクトルに発生するサ−ジ過電圧をその瞬時値に
よって監視する電圧検出フィルタ−と、その検出電圧値
が補機の許容過電圧レベルによってあらかじめ決まる設
定値を越えたときパルス発生増幅器に向けて点弧パルス
の停止指令を発する比較器とからなる第２の過電圧保護
回路とを互いに並列に備えてなるものとする。
【００１１】
【作用】この発明において、燃料電池電源の出力側に設
けられてその補機に電力を給電しつつ，電力系統と連系
して電力の授受を行う電力系統連系用インバ−タが、電
力系統の喪失によって有効電力調節器および無効電力調
節器が飽和したとき、インバ−タの出力側に発生する過
電圧を補機の許容過電圧レベル以下に抑制する過電圧保
護回路を有効無効電力制御系に備えるよう構成したこと
により、従来インバ−タ回路のパワ−半導体素子の保護
を目的に設けられた過電圧保護回路の機能を補機の保護
に拡張することが可能となり、過電圧運転による補機の
損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の絶縁破壊などを
未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安定化する機能
が得られる。
けられてその補機に電力を給電しつつ，電力系統と連系
して電力の授受を行う電力系統連系用インバ−タが、電
力系統の喪失によって有効電力調節器および無効電力調
節器が飽和したとき、インバ−タの出力側に発生する過
電圧を補機の許容過電圧レベル以下に抑制する過電圧保
護回路を有効無効電力制御系に備えるよう構成したこと
により、従来インバ−タ回路のパワ−半導体素子の保護
を目的に設けられた過電圧保護回路の機能を補機の保護
に拡張することが可能となり、過電圧運転による補機の
損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の絶縁破壊などを
未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安定化する機能
が得られる。
【００１２】また、過電圧保護回路として電流電圧変換
器の出力電圧を制限するリミッタ回路を用い、その制限
レベルをパルス発生増幅器の出力点弧パルスが全導通時
の８５％以下となる一定レベルに設定するよう構成すれ
ば、連系運転中にインバ−タが授受する電力が補機電力
だけに急減することによって有効，無効電力調節器が飽
和したとき、インバ−タの出力側に発生する過電圧が点
弧パルスが指令するインバ−タの導通率に大きく依存す
ることを利用し、リミッタの制限レベルを従来のそれか
ら１０％前後低減することにより、インバ−タの保護は
もとより補機の保護まで可能となり、過電圧運転による
補機の損傷を未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安
定化する機能が得られる。
器の出力電圧を制限するリミッタ回路を用い、その制限
レベルをパルス発生増幅器の出力点弧パルスが全導通時
の８５％以下となる一定レベルに設定するよう構成すれ
ば、連系運転中にインバ−タが授受する電力が補機電力
だけに急減することによって有効，無効電力調節器が飽
和したとき、インバ−タの出力側に発生する過電圧が点
弧パルスが指令するインバ−タの導通率に大きく依存す
ることを利用し、リミッタの制限レベルを従来のそれか
ら１０％前後低減することにより、インバ−タの保護は
もとより補機の保護まで可能となり、過電圧運転による
補機の損傷を未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安
定化する機能が得られる。
【００１３】さらに、過電圧保護回路を電圧応答速度の
遅い電圧検出フィルタ−を有する第１過電圧保護回路
と、応答速度の速い電圧検出フィルタ−を有する第２の
過電圧保護回路とを互いに並列に設け、過電圧を検出し
たとき点弧パルスの出力を停止するよう構成すれば、過
電圧の発生を応答速度の異なる２つの過電圧保護回路で
監視してインバ−タの出力を迅速に絞ることができるの
で、従来過電圧保護回路の応答速度が遅いことによって
生じた過電圧運転による補機の損傷，ことにサ−ジ過電
圧による補機の絶縁破壊などを未然に防ぎ、燃料電池電
源の運転性能を安定化する機能が得られる。
遅い電圧検出フィルタ−を有する第１過電圧保護回路
と、応答速度の速い電圧検出フィルタ−を有する第２の
過電圧保護回路とを互いに並列に設け、過電圧を検出し
たとき点弧パルスの出力を停止するよう構成すれば、過
電圧の発生を応答速度の異なる２つの過電圧保護回路で
監視してインバ−タの出力を迅速に絞ることができるの
で、従来過電圧保護回路の応答速度が遅いことによって
生じた過電圧運転による補機の損傷，ことにサ−ジ過電
圧による補機の絶縁破壊などを未然に防ぎ、燃料電池電
源の運転性能を安定化する機能が得られる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電装置を
電源とする電力系統連系用インバ−タおよびその制御回
路の構成図であり、従来技術と同じ構成部分には同一参
照符号を付すことにより、重複した説明を省略する。図
において、点弧パルス１４Ｓを電力系統連系用インバ−
タ４に供給する有効無効電力制御装置１０には、電流電
圧変換器１３とパルス発生増幅器１４との間に電流電圧
変換器１３の出力電圧を制限するリミッタ回路からなる
過電圧保護回路２１が設けられ、その制限レベルがパル
ス発生増幅器の出力点弧パルス１４Ｓが全導通時の８５
％以下となる一定レベルに設定される。このように構成
された過電圧保護回路２１を備えた電力系統連系用イン
バ−タにおいて、連系運転中にインバ−タ４が授受する
電力が補機電力だけに急減することによって有効，無効
電力調節器が飽和した場合、パルス発生増幅器１４の入
力電圧がリミッタ回路の制限レベルに抑制され、応答速
度が速いパルス発生増幅器１４によって点弧パルス１４
Ｓが全導通時の８５％以下に直ちに制限されるので、従
来電力系統連系用インバ−タ４の最大定挌電圧以下に低
減されていた過電圧を、これより低い補機５の許容過電
圧レベルにまで低減できるので、インバ−タ４の保護は
もとより補機５の保護まで可能となり、過電圧運転によ
る補機の損傷を未然に防ぎ、燃料電池電源１の運転性能
を安定化できる利点が得られる。
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電装置を
電源とする電力系統連系用インバ−タおよびその制御回
路の構成図であり、従来技術と同じ構成部分には同一参
照符号を付すことにより、重複した説明を省略する。図
において、点弧パルス１４Ｓを電力系統連系用インバ−
タ４に供給する有効無効電力制御装置１０には、電流電
圧変換器１３とパルス発生増幅器１４との間に電流電圧
変換器１３の出力電圧を制限するリミッタ回路からなる
過電圧保護回路２１が設けられ、その制限レベルがパル
ス発生増幅器の出力点弧パルス１４Ｓが全導通時の８５
％以下となる一定レベルに設定される。このように構成
された過電圧保護回路２１を備えた電力系統連系用イン
バ−タにおいて、連系運転中にインバ−タ４が授受する
電力が補機電力だけに急減することによって有効，無効
電力調節器が飽和した場合、パルス発生増幅器１４の入
力電圧がリミッタ回路の制限レベルに抑制され、応答速
度が速いパルス発生増幅器１４によって点弧パルス１４
Ｓが全導通時の８５％以下に直ちに制限されるので、従
来電力系統連系用インバ−タ４の最大定挌電圧以下に低
減されていた過電圧を、これより低い補機５の許容過電
圧レベルにまで低減できるので、インバ−タ４の保護は
もとより補機５の保護まで可能となり、過電圧運転によ
る補機の損傷を未然に防ぎ、燃料電池電源１の運転性能
を安定化できる利点が得られる。
【００１５】また、電力系統５０の喪失時にインバ−タ
４の出力側に発生する過電圧をその平均値によって監視
する電圧検出フィルタ−３１と、この電圧検出フィルタ
−３１の検出電圧値が過電圧設定器３２の設定電圧値を
越えたとき，パルス発生増幅器１４に向けて点弧パルス
１４Ｓの停止指令３０Ｓを発する比較器回路３３とで構
成される過電圧保護回路３０を付加するよう構成すれ
ば、過電圧保護回路２１によって補機５の最大定挌電圧
以下にまで低減された過電圧の持続時間を、過電圧保護
回路３０によって短縮することができるので、過電圧運
転による補機の損傷をより確実に防止し、燃料電池電源
１の運転性能を一層安定化できる利点が得られる。
４の出力側に発生する過電圧をその平均値によって監視
する電圧検出フィルタ−３１と、この電圧検出フィルタ
−３１の検出電圧値が過電圧設定器３２の設定電圧値を
越えたとき，パルス発生増幅器１４に向けて点弧パルス
１４Ｓの停止指令３０Ｓを発する比較器回路３３とで構
成される過電圧保護回路３０を付加するよう構成すれ
ば、過電圧保護回路２１によって補機５の最大定挌電圧
以下にまで低減された過電圧の持続時間を、過電圧保護
回路３０によって短縮することができるので、過電圧運
転による補機の損傷をより確実に防止し、燃料電池電源
１の運転性能を一層安定化できる利点が得られる。
【００１６】図２はこの発明の異なる実施例になる電力
系統連系用インバ−タおよびその制御回路の構成図であ
り、電力系統５０の喪失時にインバ−タ４の出力側に発
生する過電圧をその平均値によって監視する電圧検出フ
ィルタ−３１と、インバ−タ４の最大定挌電圧によって
あらかじめ決まる設定値を設定した過電圧設定器３２
と、電圧検出フィルタ−３１の検出電圧値が設定値を越
えたときパルス発生増幅器１４に向けて点弧パルス１４
Ｓの停止指令を発する比較器３３とからなる第１の過電
圧保護回路３０と、電力系統電圧の喪失時にリアクトル
に発生するサ−ジ過電圧をその瞬時値によって監視する
応答速度の速い電圧検出フィルタ−４１と、補機５の許
容サ−ジ過電圧レベルによってあらかじめ決まる設定値
を設定した過電圧設定器４２と、電圧検出フィルタ−４
１の検出電圧値が設定値を越えたときパルス発生増幅器
１４に向けて点弧パルス１４Ｓの停止指令を発する比較
器４３とからなる第２の過電圧保護回路４０とを互いに
並列に設けるよう構成した点が前述の実施例と異なって
いる。
系統連系用インバ−タおよびその制御回路の構成図であ
り、電力系統５０の喪失時にインバ−タ４の出力側に発
生する過電圧をその平均値によって監視する電圧検出フ
ィルタ−３１と、インバ−タ４の最大定挌電圧によって
あらかじめ決まる設定値を設定した過電圧設定器３２
と、電圧検出フィルタ−３１の検出電圧値が設定値を越
えたときパルス発生増幅器１４に向けて点弧パルス１４
Ｓの停止指令を発する比較器３３とからなる第１の過電
圧保護回路３０と、電力系統電圧の喪失時にリアクトル
に発生するサ−ジ過電圧をその瞬時値によって監視する
応答速度の速い電圧検出フィルタ−４１と、補機５の許
容サ−ジ過電圧レベルによってあらかじめ決まる設定値
を設定した過電圧設定器４２と、電圧検出フィルタ−４
１の検出電圧値が設定値を越えたときパルス発生増幅器
１４に向けて点弧パルス１４Ｓの停止指令を発する比較
器４３とからなる第２の過電圧保護回路４０とを互いに
並列に設けるよう構成した点が前述の実施例と異なって
いる。
【００１７】このように構成された２つの過電圧保護回
路３０および４０を備えた電力系統連系用インバ−タに
おいて、電力系統５０の大幅な負荷の減少によって生ず
る変化の遅い過電圧は過電圧保護回路３０によって検出
され、停止指令３０Ｓによってインバ−タ４の出力が絞
られることによって過電圧保護が行われる。また、連系
スイッチ７の予期しない開路によってリアクトル６に生
ずるサ−ジ過電圧は応答速度の速い過電圧保護回路４０
によって検出され、停止指令４０Ｓによって瞬間的にイ
ンバ−タ４の出力が絞られることによって過電圧保護が
行われる。したがって、過電圧の発生を応答速度の異な
る２つの過電圧保護回路３０，４０で監視し、インバ−
タ４の最大定挌電圧または補機５の許容過電圧レベルを
越える過電圧を早期に検知してインバ−タ４の出力を迅
速に絞ることができるので、従来過電圧保護回路２０ま
たは３０の応答速度が遅いことによって生じた過電圧運
転による補機の損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の
絶縁破壊などを未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を
安定化することができる。
路３０および４０を備えた電力系統連系用インバ−タに
おいて、電力系統５０の大幅な負荷の減少によって生ず
る変化の遅い過電圧は過電圧保護回路３０によって検出
され、停止指令３０Ｓによってインバ−タ４の出力が絞
られることによって過電圧保護が行われる。また、連系
スイッチ７の予期しない開路によってリアクトル６に生
ずるサ−ジ過電圧は応答速度の速い過電圧保護回路４０
によって検出され、停止指令４０Ｓによって瞬間的にイ
ンバ−タ４の出力が絞られることによって過電圧保護が
行われる。したがって、過電圧の発生を応答速度の異な
る２つの過電圧保護回路３０，４０で監視し、インバ−
タ４の最大定挌電圧または補機５の許容過電圧レベルを
越える過電圧を早期に検知してインバ−タ４の出力を迅
速に絞ることができるので、従来過電圧保護回路２０ま
たは３０の応答速度が遅いことによって生じた過電圧運
転による補機の損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の
絶縁破壊などを未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を
安定化することができる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は前述のように、燃料電池電源
の出力側に設けられてその補機に電力を給電しつつ，電
力系統と連系して電力の授受を行う電力系統連系用イン
バ−タが、電力系統の喪失によって有効電力調節器およ
び無効電力調節器が飽和したとき、インバ−タの出力側
に発生する過電圧を補機の許容過電圧レベル以下に抑制
する過電圧保護回路を有効無効電力制御系のマイナ−ル
−プとして備えるよう構成した。その結果、従来インバ
−タ回路の例えばパワ−半導体素子の保護を目的に設け
られた過電圧保護回路の機能を、これより過電圧の影響
を受けやすい補機の過電圧保護に拡張することが可能と
なり、従来の過電圧回路で問題になった過電圧運転によ
る補機の損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の絶縁破
壊などを未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安定化
できる過電圧保護回路を備えた電力系統連系用インバ−
タを提供することができる。
の出力側に設けられてその補機に電力を給電しつつ，電
力系統と連系して電力の授受を行う電力系統連系用イン
バ−タが、電力系統の喪失によって有効電力調節器およ
び無効電力調節器が飽和したとき、インバ−タの出力側
に発生する過電圧を補機の許容過電圧レベル以下に抑制
する過電圧保護回路を有効無効電力制御系のマイナ−ル
−プとして備えるよう構成した。その結果、従来インバ
−タ回路の例えばパワ−半導体素子の保護を目的に設け
られた過電圧保護回路の機能を、これより過電圧の影響
を受けやすい補機の過電圧保護に拡張することが可能と
なり、従来の過電圧回路で問題になった過電圧運転によ
る補機の損傷，およびサ−ジ過電圧による補機の絶縁破
壊などを未然に防ぎ、燃料電池電源の運転性能を安定化
できる過電圧保護回路を備えた電力系統連系用インバ−
タを提供することができる。
【図１】この発明の実施例になる燃料電池発電装置を電
源とする電力系統連系用インバ−タおよびその制御回路
の構成図
源とする電力系統連系用インバ−タおよびその制御回路
の構成図
【図２】この発明の異なる実施例になる電力系統連系用
インバ−タおよびその制御回路の構成図
インバ−タおよびその制御回路の構成図
【図３】燃料電池発電装置を電源とする従来の電力系統
連系用インバ−タおよびその制御回路の構成図
連系用インバ−タおよびその制御回路の構成図
１ 燃料電池電源 ２ 燃料電池 ３ 反応ガス供給系 ４ 電力系統連系用インバ−タ（インバ−タ） ５ 補機 ６ 出力リアクトル ７ 連系スイッチ ８ 電圧変成器 ９ 電流変成器 １０ 有効無効電力制御装置 １１ 有効無効電力検出器 １２Ａ 有効電力調節器 １２Ｐ 有効電力設定器 １２Ｂ 無効電力調節器 １２Ｑ 無効電力設定器 １３ 電流電圧変換器 １４ パルス発生増幅器 １４Ｓ 点弧パルス ３０ 過電圧保護回路（第１の過電圧保護回路） ３０Ｓ 停止指令 ３１ 電圧検出フィルタ（平均値動作型） ３２ 過電圧設定器（インバ−タの最大定挌電圧を設
定） ３３ 比較器回路 ４０ 第２の過電圧保護回路 ４０Ｓ 停止指令 ４１ 電圧検出フィルタ（瞬時値動作型） ４２ 過電圧設定器（補器の許容サ−ジ過電圧を設
定） ４３ 比較器回路 ５０ 電力系統
定） ３３ 比較器回路 ４０ 第２の過電圧保護回路 ４０Ｓ 停止指令 ４１ 電圧検出フィルタ（瞬時値動作型） ４２ 過電圧設定器（補器の許容サ−ジ過電圧を設
定） ４３ 比較器回路 ５０ 電力系統
Claims (3)
- 【請求項１】燃料電池電源の出力側に設けられ，出力リ
アクトルを介して燃料電池電源の補機に電力を給電しつ
つ，電力系統と連系して電力の授受を行うインバ−タ
と、有効無効電力検出器，有効電力調節器，無効電力調
節器，電流電圧変換器，およびパルス発生増幅器を含み
電力系統との間で授受する有効無効電力をそれぞれの設
定値に制御する点弧パルスを前記インバ−タに供給する
有効無効電力制御装置とを備えたものにおいて、電力系
統の喪失によって前記有効電力調節器および無効電力調
節器が飽和したとき、前記インバ−タの出力側に発生す
る過電圧を前記補機の許容過電圧レベル以下に抑制する
過電圧保護回路を備えてなることを特徴とする電力系統
連系用インバ−タ。 - 【請求項２】過電圧保護回路が電流電圧変換器の出力電
圧を制限するリミッタ回路からなり、その制限レベルを
パルス発生増幅器の出力点弧パルスが全導通時の８５％
以下となる一定レベルに設定してなることを特徴とする
請求項１記載の電力系統連系用インバ−タ。 - 【請求項３】過電圧保護回路が電力系統の喪失時にイン
バ−タの出力側に発生する過電圧をその平均値によって
監視する電圧検出フィルタ−と、その検出電圧値が前記
インバ−タの最大定挌電圧によってあらかじめ決まる設
定値を越えたときパルス発生増幅器に向けて点弧パルス
の停止指令を発する比較器とからなる第１の過電圧保護
回路と、電力系統電圧の喪失時にリアクトルに発生する
サ−ジ過電圧をその瞬時値によって監視する電圧検出フ
ィルタ−と、その検出電圧値が補機の許容過電圧レベル
によってあらかじめ決まる設定値を越えたときパルス発
生増幅器に向けて点弧パルスの停止指令を発する比較器
とからなる第２の過電圧保護回路とを互いに並列に備え
てなることを特徴とする請求項１記載の電力系統連系用
インバ−タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235296A JPH0795730A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 電力系統連系用インバ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5235296A JPH0795730A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 電力系統連系用インバ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0795730A true JPH0795730A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=16984017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5235296A Pending JPH0795730A (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | 電力系統連系用インバ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0795730A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010246228A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| CN109066819A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-21 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种基于案件推理的配电网的无功优化方法 |
| JP2021166121A (ja) * | 2020-04-06 | 2021-10-14 | 三菱パワー株式会社 | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電システムの運転方法 |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP5235296A patent/JPH0795730A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010246228A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
| CN109066819A (zh) * | 2018-09-25 | 2018-12-21 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种基于案件推理的配电网的无功优化方法 |
| CN109066819B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-08-20 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | 一种基于案件推理的配电网的无功优化方法 |
| JP2021166121A (ja) * | 2020-04-06 | 2021-10-14 | 三菱パワー株式会社 | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電システムの運転方法 |
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