JPH08182343A - 太陽光発電システム - Google Patents
太陽光発電システムInfo
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- JPH08182343A JPH08182343A JP6335341A JP33534194A JPH08182343A JP H08182343 A JPH08182343 A JP H08182343A JP 6335341 A JP6335341 A JP 6335341A JP 33534194 A JP33534194 A JP 33534194A JP H08182343 A JPH08182343 A JP H08182343A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータ負荷などの始動電流を要する負荷があ
る場合であっても、増設用直流コンデンサの増設を極力
抑え、自立運転を安定に行える太陽電池システムを得る
ことである。 【構成】 本発明の太陽光発電システムは、交流電力を
電力配電系統に供給するときにインバータ回路の出力電
流を制御する電流制御方式回路と、交流電力を自立運転
負荷に供給するときにインバータ回路の出力電圧の周波
数を制御する可変周波制御方式回路と、電流制御方式回
路と可変周波制御方式回路とを切替える切替えスイッチ
とを備えている。この場合、可変周波制御方式回路は、
インバータ回路の出力電流が一定値を越えないように、
インバータ回路の出力電圧の周波数を零周波数から定格
周波数まで立ち上げ制御する。
る場合であっても、増設用直流コンデンサの増設を極力
抑え、自立運転を安定に行える太陽電池システムを得る
ことである。 【構成】 本発明の太陽光発電システムは、交流電力を
電力配電系統に供給するときにインバータ回路の出力電
流を制御する電流制御方式回路と、交流電力を自立運転
負荷に供給するときにインバータ回路の出力電圧の周波
数を制御する可変周波制御方式回路と、電流制御方式回
路と可変周波制御方式回路とを切替える切替えスイッチ
とを備えている。この場合、可変周波制御方式回路は、
インバータ回路の出力電流が一定値を越えないように、
インバータ回路の出力電圧の周波数を零周波数から定格
周波数まで立ち上げ制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池の直流起電力
を交流電力に変換して使う太陽光発電システムに関す
る。
を交流電力に変換して使う太陽光発電システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽光エネルギーを太陽電池を使
って直流電力に変換し、これを利用する太陽光発電シス
テムの実用化が進められている。太陽光発電システムは
その交流出力を電力配電線系統に接続して使う系統連系
型システムと、電力配電線系統に接続しないで使う独立
型システムに分類される。太陽光発電を含む系統連系型
の電源を多数、電力配電線に接続して運転する形態は分
散型電源システムと呼ばれる。
って直流電力に変換し、これを利用する太陽光発電シス
テムの実用化が進められている。太陽光発電システムは
その交流出力を電力配電線系統に接続して使う系統連系
型システムと、電力配電線系統に接続しないで使う独立
型システムに分類される。太陽光発電を含む系統連系型
の電源を多数、電力配電線に接続して運転する形態は分
散型電源システムと呼ばれる。
【０００３】図６は系統連系型の太陽光発電システムの
構成例である。太陽電池アレイ１から発生する直流電力
は逆流防止ダイオード２及び直流開閉器３を介して直流
コンデンサ４とインバータ回路５に接続される。直流コ
ンデンサ４はインバータ回路５に必要な直流電流を供給
する。インバータ回路５で直流電力を交流電力に変換
し、その波形を交流コンデンサ４と交流リアクトル７で
正弦波状に整えて出力スイッチ８と絶縁トランス９を介
して電力系統１０に供給する。
構成例である。太陽電池アレイ１から発生する直流電力
は逆流防止ダイオード２及び直流開閉器３を介して直流
コンデンサ４とインバータ回路５に接続される。直流コ
ンデンサ４はインバータ回路５に必要な直流電流を供給
する。インバータ回路５で直流電力を交流電力に変換
し、その波形を交流コンデンサ４と交流リアクトル７で
正弦波状に整えて出力スイッチ８と絶縁トランス９を介
して電力系統１０に供給する。
【０００４】ここで、系統連系型システムで発電容量が
数ｋＶＡ以下の小規模である場合は、制御方式として交
流出力の電流波形と大きさを制御する電流制御方式を使
うことが多い。電流制御方式とすることによって、交流
出力の波形歪みを小さくし、小規模の分散型電源から発
生する高調波電流を個別の分散型電源で抑え、配電線の
高調波電圧歪みの発生を小さくする。
数ｋＶＡ以下の小規模である場合は、制御方式として交
流出力の電流波形と大きさを制御する電流制御方式を使
うことが多い。電流制御方式とすることによって、交流
出力の波形歪みを小さくし、小規模の分散型電源から発
生する高調波電流を個別の分散型電源で抑え、配電線の
高調波電圧歪みの発生を小さくする。
【０００５】一方、独立型システムでは、交流電圧を一
定に維持する必要があるので、制御方式として電圧制御
方式とすることが多い。
定に維持する必要があるので、制御方式として電圧制御
方式とすることが多い。
【０００６】また、系統連系型太陽光発電システムで
は、通常は、系統に連系して使うが、例えば何等かの原
因で系統が停電した場合には、日射がある期間だけは発
電を行えるようにすると、設備を有効に使えて便利であ
る。この様な点を考慮し、系統連系型として使うときに
は、電流制御式の制御、独立型として使うときには、電
圧制御式の制御に制御回路を切り替えて運転することが
考えられている。ここで、系統連系型を独立型に切り替
えて使う場合に、独立型での運転を自立運転と称する。
は、通常は、系統に連系して使うが、例えば何等かの原
因で系統が停電した場合には、日射がある期間だけは発
電を行えるようにすると、設備を有効に使えて便利であ
る。この様な点を考慮し、系統連系型として使うときに
は、電流制御式の制御、独立型として使うときには、電
圧制御式の制御に制御回路を切り替えて運転することが
考えられている。ここで、系統連系型を独立型に切り替
えて使う場合に、独立型での運転を自立運転と称する。
【０００７】図７は連系運転と自立運転を切り替える太
陽光発電システムの構成例である。太陽光発電システム
は電力系統１０と太陽光発電システムを接続する連系運
転スイッチ１１と、自立運転を行って住宅内配線端子１
３に電力を供給する自立運転スイッチ１２を持つ。イン
バータ回路５のスイッチングタイミングを与える制御回
路は電流制御方式回路２５と交流定電圧方式回路２７の
２つを持ち、これらの切替えスイッチである連系運転用
制御回路スイッチ１４、自立運転用制御回路スイッチ１
５が、それぞれ連系運転スイッチ１１、自立運転スイッ
チ１２と連動して切り替えて投入される。電流制御方式
回路２５は電力系統１０の交流電圧波形の位相と同期し
て、あるいは、ある一定の位相差で、交流出力電流を作
るように働く。また、交流定電圧方式回路２７はその内
部にインバータの交流出力電圧波形の出力電圧波形の出
力タイミングを与えるタイマーカウンタと出力電圧波形
データを持つ。
陽光発電システムの構成例である。太陽光発電システム
は電力系統１０と太陽光発電システムを接続する連系運
転スイッチ１１と、自立運転を行って住宅内配線端子１
３に電力を供給する自立運転スイッチ１２を持つ。イン
バータ回路５のスイッチングタイミングを与える制御回
路は電流制御方式回路２５と交流定電圧方式回路２７の
２つを持ち、これらの切替えスイッチである連系運転用
制御回路スイッチ１４、自立運転用制御回路スイッチ１
５が、それぞれ連系運転スイッチ１１、自立運転スイッ
チ１２と連動して切り替えて投入される。電流制御方式
回路２５は電力系統１０の交流電圧波形の位相と同期し
て、あるいは、ある一定の位相差で、交流出力電流を作
るように働く。また、交流定電圧方式回路２７はその内
部にインバータの交流出力電圧波形の出力電圧波形の出
力タイミングを与えるタイマーカウンタと出力電圧波形
データを持つ。
【０００８】ここで、自立運転を行うときには、連系運
転スイッチ１１をオフ、自立運転スイッチ１２をオンと
する。同時に連系運転用制御回路スイッチ１４がオフ、
自立運転用制御回路スイッチ１５がオンとなる。このこ
とによって、インバータ回路５は電圧制御によって動作
し自立運転が可能となる。自立運転を行う場合、住宅内
配電端子（コンセント）１３から住宅内負荷に電力を供
給することになる。
転スイッチ１１をオフ、自立運転スイッチ１２をオンと
する。同時に連系運転用制御回路スイッチ１４がオフ、
自立運転用制御回路スイッチ１５がオンとなる。このこ
とによって、インバータ回路５は電圧制御によって動作
し自立運転が可能となる。自立運転を行う場合、住宅内
配電端子（コンセント）１３から住宅内負荷に電力を供
給することになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この住宅内
負荷が、例えば冷蔵庫やポンプなどのモータ負荷に限定
されると、これらのモータが回転を始めるためには、一
般的に、モータの始動電流と呼ばれる短時間で定格電流
の数倍以上の大きさの電流をモータに供給する必要があ
る。この電流が供給できないと、モータが回転を始めら
れず、負荷を運転できない。
負荷が、例えば冷蔵庫やポンプなどのモータ負荷に限定
されると、これらのモータが回転を始めるためには、一
般的に、モータの始動電流と呼ばれる短時間で定格電流
の数倍以上の大きさの電流をモータに供給する必要があ
る。この電流が供給できないと、モータが回転を始めら
れず、負荷を運転できない。
【００１０】図８は電圧制御を行う場合のインバータ回
路５の出力電圧、出力電流の例を示したものである。図
８に示すようにモータ負荷を投入した瞬時は、モータの
回転数がゼロであり、回転のトルクを発生するために起
動ラッシュ電流が流れる。太陽光発電システムにおい
て、発生しうる最大電流はその時の日射強度に依存す
る。最大電流は太陽電池アレイ１の最大電力点（Ｍａｘ
Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）で決まり、それ以上は太陽
電池アレイ１から供給することができない。
路５の出力電圧、出力電流の例を示したものである。図
８に示すようにモータ負荷を投入した瞬時は、モータの
回転数がゼロであり、回転のトルクを発生するために起
動ラッシュ電流が流れる。太陽光発電システムにおい
て、発生しうる最大電流はその時の日射強度に依存す
る。最大電流は太陽電池アレイ１の最大電力点（Ｍａｘ
Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ）で決まり、それ以上は太陽
電池アレイ１から供給することができない。
【００１１】そこで、図９におけるように、直流コンデ
ンサ増設端子１８を介して増設用直流コンデンサ１９を
接続し、太陽電池アレイ１から供給できない直流電力の
不足分を増設用直流コンデンサ１９から供給し、モータ
を始動することができるようにしている。従来は、この
ようにモータなどの始動電流を要する負荷の自立運転が
行えない場合には、増設用直流コンデンサ１９をインバ
ータ回路５の入力側に増設する必要があり、このような
増設用直流コンデンサ１９の設備が増える点が問題であ
る。
ンサ増設端子１８を介して増設用直流コンデンサ１９を
接続し、太陽電池アレイ１から供給できない直流電力の
不足分を増設用直流コンデンサ１９から供給し、モータ
を始動することができるようにしている。従来は、この
ようにモータなどの始動電流を要する負荷の自立運転が
行えない場合には、増設用直流コンデンサ１９をインバ
ータ回路５の入力側に増設する必要があり、このような
増設用直流コンデンサ１９の設備が増える点が問題であ
る。
【００１２】本発明の目的は、モータ負荷などの始動電
流を要する負荷がある場合であっても、増設用直流コン
デンサの増設を極力抑え、自立運転を安定に行える太陽
電池システムを得ることである。
流を要する負荷がある場合であっても、増設用直流コン
デンサの増設を極力抑え、自立運転を安定に行える太陽
電池システムを得ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の太陽光発電シス
テムは、交流電力を電力配電系統に供給するときにイン
バータ回路の出力電流を制御する電流制御方式回路と、
交流電力を自立運転負荷に供給するときにインバータ回
路の出力電圧の周波数を制御する可変周波制御方式回路
と、電流制御方式回路と可変周波制御方式回路とを切替
える切替えスイッチとを備えている。この場合、可変周
波制御方式回路は、インバータ回路の出力電流が一定値
を越えないように、インバータ回路の出力電圧の周波数
を零周波数から定格周波数まで立ち上げ制御する。
テムは、交流電力を電力配電系統に供給するときにイン
バータ回路の出力電流を制御する電流制御方式回路と、
交流電力を自立運転負荷に供給するときにインバータ回
路の出力電圧の周波数を制御する可変周波制御方式回路
と、電流制御方式回路と可変周波制御方式回路とを切替
える切替えスイッチとを備えている。この場合、可変周
波制御方式回路は、インバータ回路の出力電流が一定値
を越えないように、インバータ回路の出力電圧の周波数
を零周波数から定格周波数まで立ち上げ制御する。
【００１４】また、交流電力を自立運転負荷に供給する
ときにインバータ回路の出力電圧を定格電圧に制御する
交流定電圧方式回路を追加して設け、系統連系運転から
自立運転に切替わったとき、まず、切替えスイッチは交
流定電圧方式回路に切替えて運転し、その運転でインバ
ータ回路の出力電流が一定値を越えるときは、可変周波
制御方式回路に切替える。
ときにインバータ回路の出力電圧を定格電圧に制御する
交流定電圧方式回路を追加して設け、系統連系運転から
自立運転に切替わったとき、まず、切替えスイッチは交
流定電圧方式回路に切替えて運転し、その運転でインバ
ータ回路の出力電流が一定値を越えるときは、可変周波
制御方式回路に切替える。
【００１５】一方、本発明の太陽光発電システムは、太
陽電池アレイで発生した直流電力に不足があるときはそ
の不足分の直流電力を供給するための外部バッテリーを
備えており、その外部バッテリーは、必要に応じて、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータを直列に接続して構成される。
陽電池アレイで発生した直流電力に不足があるときはそ
の不足分の直流電力を供給するための外部バッテリーを
備えており、その外部バッテリーは、必要に応じて、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータを直列に接続して構成される。
【００１６】
【作用】本発明の太陽光発電システムでは、交流電力を
電力配電系統に供給するときには、電流制御方式回路で
インバータ回路の出力電流を制御し、交流電力を自立運
転負荷に供給するときには、可変周波制御方式回路で、
インバータ回路の出力電流が一定値を越えないように、
インバータ回路の出力電圧の周波数を零周波数から定格
周波数まで立ち上げ、インバータ回路の出力電圧の周波
数を制御する。
電力配電系統に供給するときには、電流制御方式回路で
インバータ回路の出力電流を制御し、交流電力を自立運
転負荷に供給するときには、可変周波制御方式回路で、
インバータ回路の出力電流が一定値を越えないように、
インバータ回路の出力電圧の周波数を零周波数から定格
周波数まで立ち上げ、インバータ回路の出力電圧の周波
数を制御する。
【００１７】また、交流定電圧方式回路を追加して設け
た太陽光発電システムでは、系統連系運転から自立運転
に切替わったとき、まず、切替えスイッチは交流定電圧
方式回路に切替えて運転し、その運転でインバータ回路
の出力電流が一定値を越えるときは、可変周波制御方式
回路に切替える。
た太陽光発電システムでは、系統連系運転から自立運転
に切替わったとき、まず、切替えスイッチは交流定電圧
方式回路に切替えて運転し、その運転でインバータ回路
の出力電流が一定値を越えるときは、可変周波制御方式
回路に切替える。
【００１８】そして、太陽電池アレイで発生した直流電
力に不足があるときは、外部バッテリーからその不足分
の直流電力を供給する。
力に不足があるときは、外部バッテリーからその不足分
の直流電力を供給する。
【００１９】これにより、出力電流を日射に応じた一定
値以下に抑えながら、インバータの出力電圧の電圧及び
周波数を徐々に上げていくことによって、出力電流に制
限がある太陽光発電用インバータでもモータ負荷を起動
することが可能となる。
値以下に抑えながら、インバータの出力電圧の電圧及び
周波数を徐々に上げていくことによって、出力電流に制
限がある太陽光発電用インバータでもモータ負荷を起動
することが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
発明の第１の実施例の構成図である。図６に示した従来
例と同一部分には同一符号を付し説明は省略する。この
第１の実施例による太陽光発電システムでは、インバー
タ回路５の出力電流を制御する電流制御方式回路２５
と、インバータ回路５の出力電圧及びその周波数を制御
する可変周波制御方式回路２６とを有しており、電流制
御方式回路２５と可変周波制御方式回路２６とを切替え
る切替えスイッチは、連系運転用制御回路スイッチ１４
と自立運転用制御回路スイッチ１５とで構成されてい
る。この切替えスイッチである連系運転用制御回路スイ
ッチ１４と自立運転用制御回路スイッチ１５は、連系運
転スイッチ１１と自立運転スイッチ１２とそれぞれ連動
して動作する。
発明の第１の実施例の構成図である。図６に示した従来
例と同一部分には同一符号を付し説明は省略する。この
第１の実施例による太陽光発電システムでは、インバー
タ回路５の出力電流を制御する電流制御方式回路２５
と、インバータ回路５の出力電圧及びその周波数を制御
する可変周波制御方式回路２６とを有しており、電流制
御方式回路２５と可変周波制御方式回路２６とを切替え
る切替えスイッチは、連系運転用制御回路スイッチ１４
と自立運転用制御回路スイッチ１５とで構成されてい
る。この切替えスイッチである連系運転用制御回路スイ
ッチ１４と自立運転用制御回路スイッチ１５は、連系運
転スイッチ１１と自立運転スイッチ１２とそれぞれ連動
して動作する。
【００２１】すなわち、交流電力を電力配電系統に供給
するときには、連系運転スイッチ１１及び連系運転用制
御回路スイッチ１４がオンとなり、連系運転スイッチ１
１にて太陽光発電システムは電力系統１０に接続され、
連系運転用制御回路スイッチ１４にて電流制御方式回路
が選択される。一方、交流電力を自立運転負荷に供給す
るときには、自立運転スイッチ１２及び自立運転用制御
回路スイッチ１５がオンとなり、自立運転スイッチ１２
にて太陽光発電システムは住宅内配電端子１３に接続さ
れ、自立運転用制御回路スイッチ１５にて可変周波制御
方式回路２６が選択される。
するときには、連系運転スイッチ１１及び連系運転用制
御回路スイッチ１４がオンとなり、連系運転スイッチ１
１にて太陽光発電システムは電力系統１０に接続され、
連系運転用制御回路スイッチ１４にて電流制御方式回路
が選択される。一方、交流電力を自立運転負荷に供給す
るときには、自立運転スイッチ１２及び自立運転用制御
回路スイッチ１５がオンとなり、自立運転スイッチ１２
にて太陽光発電システムは住宅内配電端子１３に接続さ
れ、自立運転用制御回路スイッチ１５にて可変周波制御
方式回路２６が選択される。
【００２２】また、必要に応じて、増設用直流コンデン
サ１９が直流コンデンサ増設端子１８に接続されるよう
になっている。
サ１９が直流コンデンサ増設端子１８に接続されるよう
になっている。
【００２３】このような太陽光発電システムを電力系統
１０に接続して運転しているときには、太陽光発電シス
テムのインバータ制御回路として電流制御式である電流
制御方式回路２５が使用される。次に、太陽光発電シス
テムを電力系統１０から切り離して自立運転を行うとき
には、インバータ制御回路を電流制御方式回路２５から
可変周波制御方式回路２６に切り替える。この自立運転
においては、インバータ回路５の出力周波数を運転開始
時に低くし、負荷であるモータの回転数が徐々に上昇す
るにしたがって、モータの定格周波数である５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚまで徐々に上昇させる。この場合、インバー
タ回路５の出力電流は、そのときの日射強度に対応して
太陽光発電システムが供給し得る値よりも小さくなるよ
うに周波数の上昇を制御する。
１０に接続して運転しているときには、太陽光発電シス
テムのインバータ制御回路として電流制御式である電流
制御方式回路２５が使用される。次に、太陽光発電シス
テムを電力系統１０から切り離して自立運転を行うとき
には、インバータ制御回路を電流制御方式回路２５から
可変周波制御方式回路２６に切り替える。この自立運転
においては、インバータ回路５の出力周波数を運転開始
時に低くし、負荷であるモータの回転数が徐々に上昇す
るにしたがって、モータの定格周波数である５０Ｈｚ又
は６０Ｈｚまで徐々に上昇させる。この場合、インバー
タ回路５の出力電流は、そのときの日射強度に対応して
太陽光発電システムが供給し得る値よりも小さくなるよ
うに周波数の上昇を制御する。
【００２４】図２に、この第１の実施例による可変周波
制御方式回路２６の動作の説明図を示す。可変周波制御
方式回路２６は、切替わったときの太陽日射強度に対応
する最大電力点（ＭＰＰＴ点）に対応する出力電流値を
求め、インバータ回路５の出力電流がこれ以下となるよ
うに、インバータ回路５の出力電圧の周波数を徐々に上
げていく。この場合、出力電圧も自動的に上昇する。こ
のことにより、モータの始動時に直接、５０Ｈｚまたは
６０Ｈｚの定格周波数で電源電力を供給する場合には定
格の数倍以上の始動電流を必要とするモータ負荷でも、
始動電流を定格電流程度に抑えて運転を開始することが
可能である。
制御方式回路２６の動作の説明図を示す。可変周波制御
方式回路２６は、切替わったときの太陽日射強度に対応
する最大電力点（ＭＰＰＴ点）に対応する出力電流値を
求め、インバータ回路５の出力電流がこれ以下となるよ
うに、インバータ回路５の出力電圧の周波数を徐々に上
げていく。この場合、出力電圧も自動的に上昇する。こ
のことにより、モータの始動時に直接、５０Ｈｚまたは
６０Ｈｚの定格周波数で電源電力を供給する場合には定
格の数倍以上の始動電流を必要とするモータ負荷でも、
始動電流を定格電流程度に抑えて運転を開始することが
可能である。
【００２５】すなわち、モータ負荷のように始動時に定
格の数倍以上の電流を供給しないと運転を始められない
ものに対しても、その負荷に供給する周波数を徐々に上
げていくことによって始動電流を小さく抑え、かつ運転
を開始することができる。
格の数倍以上の電流を供給しないと運転を始められない
ものに対しても、その負荷に供給する周波数を徐々に上
げていくことによって始動電流を小さく抑え、かつ運転
を開始することができる。
【００２６】図３に、本発明の第２の実施例の構成図を
示す。この第２の実施例は、交流電力を自立運転すると
きに、インバータ回路５の出力電圧を定格電圧に制御す
る交流定電圧方式回路２７を追加して設け、系統連系運
転から自立運転に切替わったとき、まず、切替えスイッ
チ２４は交流定電圧方式回路２７に切替えて運転し、そ
の運転でインバータ回路５の出力電流が一定値を越える
ときは、可変周波制御方式回路２６に切替えるようにし
たものである。
示す。この第２の実施例は、交流電力を自立運転すると
きに、インバータ回路５の出力電圧を定格電圧に制御す
る交流定電圧方式回路２７を追加して設け、系統連系運
転から自立運転に切替わったとき、まず、切替えスイッ
チ２４は交流定電圧方式回路２７に切替えて運転し、そ
の運転でインバータ回路５の出力電流が一定値を越える
ときは、可変周波制御方式回路２６に切替えるようにし
たものである。
【００２７】すなわち、上述の第１の実施例では、自立
運転を選択すると、自動的にインバータ回路５の制御回
路を可変周波式制御回路２６に切り替える構成としてい
るが、必ずしも住宅内に住宅内器具電源プラグ２２を介
してモータ負荷２３が接続されているとは限らないの
で、自立運転を選択したときに、まず、交流定電圧式回
路２７に切り替え、この状態で負荷の始動電流が供給で
きないと判断した場合にのみ、可変周波式制御回路２６
に切り替える構成とている。
運転を選択すると、自動的にインバータ回路５の制御回
路を可変周波式制御回路２６に切り替える構成としてい
るが、必ずしも住宅内に住宅内器具電源プラグ２２を介
してモータ負荷２３が接続されているとは限らないの
で、自立運転を選択したときに、まず、交流定電圧式回
路２７に切り替え、この状態で負荷の始動電流が供給で
きないと判断した場合にのみ、可変周波式制御回路２６
に切り替える構成とている。
【００２８】図３において、太陽光発電システムを自立
運転にしたときには、切替えスイッチ２４によって、イ
ンバータ回路５の制御回路を交流定電圧方式制御回路２
７に切り替えて運転を行う。この場合に、モータ負荷な
どがあって運転を開始するために負荷定格の数倍以上の
始動電流を必要とし、一方、太陽光発電システムからこ
の負荷電流が供給できないときには、インバータ回路５
の制御回路をそれまでの交流定電圧方式回路２７から可
変周波制御方式回路２６に切り替える。
運転にしたときには、切替えスイッチ２４によって、イ
ンバータ回路５の制御回路を交流定電圧方式制御回路２
７に切り替えて運転を行う。この場合に、モータ負荷な
どがあって運転を開始するために負荷定格の数倍以上の
始動電流を必要とし、一方、太陽光発電システムからこ
の負荷電流が供給できないときには、インバータ回路５
の制御回路をそれまでの交流定電圧方式回路２７から可
変周波制御方式回路２６に切り替える。
【００２９】すなわち、自立運転制御監視回路２１は、
インバータ回路５の出力電流値とその継続時間とから、
負荷定格の数倍以上の始動電流を必要としているか否か
を判定し、負荷定格の数倍以上の始動電流を必要として
いる場合には、インバータ回路５の制御回路を交流定電
圧方式回路２７から可変周波制御方式回路２６に切り替
える。
インバータ回路５の出力電流値とその継続時間とから、
負荷定格の数倍以上の始動電流を必要としているか否か
を判定し、負荷定格の数倍以上の始動電流を必要として
いる場合には、インバータ回路５の制御回路を交流定電
圧方式回路２７から可変周波制御方式回路２６に切り替
える。
【００３０】このような構成とすることにより、自立運
転の途中からモータ負荷が入り、そのときの太陽日射強
度に応じた出力でモータの始動電流を供給できないとき
に、可変周波制御方式回路２７に切替えて運転を行うこ
とでモータを始動することができる。
転の途中からモータ負荷が入り、そのときの太陽日射強
度に応じた出力でモータの始動電流を供給できないとき
に、可変周波制御方式回路２７に切替えて運転を行うこ
とでモータを始動することができる。
【００３１】図４は、本発明の第３の実施例を示す構成
図である。この第３の実施例は図１に示した第１の実施
例に対し、増設端子１８に太陽電池アレイ１からの直流
電力の不足分を補うためのバッテリー２９を接続したも
のである。すなわち、インバータ回路５の直流側回路
に、太陽電池以外の外部バッテリー２９を接続する太陽
光発電システムにおいても、同様に適用することができ
る。この場合は、モータ負荷を急速に立ち上げたいとき
や、可変周波制御方式回路２６による制御を行っても、
直流電力が不足する場合に効果を発揮する。また、自立
運転モードでのモータ負荷の始動時に、可変周波制御方
式回路２６により周波数を徐々に上げていく制御によ
り、バッテリー２９の放電電流を抑え、バッテリー２９
の不要な放電を防ぐことができる。
図である。この第３の実施例は図１に示した第１の実施
例に対し、増設端子１８に太陽電池アレイ１からの直流
電力の不足分を補うためのバッテリー２９を接続したも
のである。すなわち、インバータ回路５の直流側回路
に、太陽電池以外の外部バッテリー２９を接続する太陽
光発電システムにおいても、同様に適用することができ
る。この場合は、モータ負荷を急速に立ち上げたいとき
や、可変周波制御方式回路２６による制御を行っても、
直流電力が不足する場合に効果を発揮する。また、自立
運転モードでのモータ負荷の始動時に、可変周波制御方
式回路２６により周波数を徐々に上げていく制御によ
り、バッテリー２９の放電電流を抑え、バッテリー２９
の不要な放電を防ぐことができる。
【００３２】次に、図５に本発明の第４の実施例の構成
図を示す。この第４の実施例は、図４に示した第３の実
施例に対し、外部バッテリー２９に、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータを直列に接続したものである。外部に接続するバッ
テリー２９は、インバータ回路５の直流側に接続して使
うので、バッテリー２９の出力電圧は、インバータ回路
５の直流側入力電圧に近い電圧とする必要があり、ま
た、モータを始動し得る最低限の容量とする必要があ
る。
図を示す。この第４の実施例は、図４に示した第３の実
施例に対し、外部バッテリー２９に、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータを直列に接続したものである。外部に接続するバッ
テリー２９は、インバータ回路５の直流側に接続して使
うので、バッテリー２９の出力電圧は、インバータ回路
５の直流側入力電圧に近い電圧とする必要があり、ま
た、モータを始動し得る最低限の容量とする必要があ
る。
【００３３】インバータ回路５の直流側入力電圧は例え
ば２００Ｖ程度であり、単電池あたりの出力電圧が１２
Ｖ程度のバッテリーを使うと２００÷１２＝１７個を直
列につなぐ必要がある。このような数のバッテリーを揃
えることは経済的に不利なので、この第４の実施例で
は、出力電圧１２Ｖ程度のバッテリーと、直流電圧を上
げるためのＤＣ／ＤＣコンバータ２８とを使用する。
ば２００Ｖ程度であり、単電池あたりの出力電圧が１２
Ｖ程度のバッテリーを使うと２００÷１２＝１７個を直
列につなぐ必要がある。このような数のバッテリーを揃
えることは経済的に不利なので、この第４の実施例で
は、出力電圧１２Ｖ程度のバッテリーと、直流電圧を上
げるためのＤＣ／ＤＣコンバータ２８とを使用する。
【００３４】図５において、バッテリー２９は例えば自
動者用などの低価格な汎用品を使う。これと接続するＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８は、１２ボルト程度のバッテリ
ー電圧を２００Ｖ程度のインバータ入力電圧に変換す
る。この構成によって、出力電圧１２ボルト程度の通常
のバッテリー１台でも、モータ始動に必要な電流をイン
バータ回路５を介してモータ負荷に供給することができ
る。
動者用などの低価格な汎用品を使う。これと接続するＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２８は、１２ボルト程度のバッテリ
ー電圧を２００Ｖ程度のインバータ入力電圧に変換す
る。この構成によって、出力電圧１２ボルト程度の通常
のバッテリー１台でも、モータ始動に必要な電流をイン
バータ回路５を介してモータ負荷に供給することができ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、自
立運転を行う際に、出力電流を一定値以下に抑えなが
ら、出力周波数と出力電圧を徐々に上昇させていくの
で、負荷に定格電流の数倍以上の始動電流を必要とする
モータなどの負荷がある場合であっても、始動電流を抑
制し運転を開始することが可能な太陽光発電システムを
得ることができる。
立運転を行う際に、出力電流を一定値以下に抑えなが
ら、出力周波数と出力電圧を徐々に上昇させていくの
で、負荷に定格電流の数倍以上の始動電流を必要とする
モータなどの負荷がある場合であっても、始動電流を抑
制し運転を開始することが可能な太陽光発電システムを
得ることができる。
【００３６】また、自立運転の際には、モータ負荷が接
続されているとは限らないので、自立運転を選択したと
きに、まず、交流定電圧式回路に切り替え、この状態で
負荷の始動電流が供給できないと判断した場合にのみ、
可変周波式制御回路に切り替えるようにしているので、
モータ負荷が接続されていない場合は、自立運転への移
行が速やかにできる。また、外部バッテリーを接続した
ものにあってはその容量を節約できる。
続されているとは限らないので、自立運転を選択したと
きに、まず、交流定電圧式回路に切り替え、この状態で
負荷の始動電流が供給できないと判断した場合にのみ、
可変周波式制御回路に切り替えるようにしているので、
モータ負荷が接続されていない場合は、自立運転への移
行が速やかにできる。また、外部バッテリーを接続した
ものにあってはその容量を節約できる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成図
【図２】本発明の第１の実施例における自立運転開始時
の特性図
の特性図
【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図
【図４】本発明の第３の実施例を示す構成図
【図５】本発明の第４の実施例を示す構成図
【図６】従来例を示す構成図
【図７】自立運転を行う場合の従来例の構成図
【図８】従来例における自立運転開始時の特性図
【図９】自立運転を行う場合の他の従来例の構成図
１ 太陽電池アレイ ２ 逆流防止ダイオード ３ 直流開閉器 ４ 直流コンデンサ ５ インバータ回路 ６ 交流コンデンサ ７ 交流リアクトル ８ 出力スイッチ ９ 絶縁トランス １０ 電力系統 １１ 連系運転スイッチ １２ 自立運転スチッチ １３ 住宅内配電端子 １４ 連系運転用制御回路スイッチ １５ 自立運転用制御回路スイッチ １８ 直流コンデンサ増設端子 １９ 増設用コンデンサ ２２ 住宅内器具電源プラグ ２３ モータ負荷 ２４ 切替えスイッチ ２５ 電流制御方式回路 ２６ 可変周波数制御方式回路 ２７ 交流定電圧方式回路 ２８ ＤＣ／ＤＣコンバータ ２９ バッテリー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２ Ｄ
Claims (6)
- 【請求項１】 太陽電池アレイで発生した直流電力をイ
ンバータ回路で交流電力に変換し、系統連系運転のとき
は電力配電系統に前記交流電力を供給し、自立運転のと
きは自立運転負荷に前記交流電力を供給するようにした
太陽光発電システムにおいて、前記交流電力を前記電力
配電系統に供給するときに前記インバータ回路の出力電
流を制御する電流制御方式回路と、前記交流電力を自立
運転負荷に供給するときに前記インバータ回路の出力電
圧の周波数を制御する可変周波制御方式回路と、前記電
流制御方式回路と前記可変周波制御方式回路とを切替え
る切替えスイッチとを備えたことを特徴する太陽光発電
システム。 - 【請求項２】 太陽電池アレイで発生した直流電力をイ
ンバータ回路で交流電力に変換し、系統連系運転のとき
は電力配電系統に前記交流電力を供給し、自立運転のと
きは自立運転負荷に前記交流電力を供給するようにした
太陽光発電システムにおいて、前記交流電力を前記電力
配電系統に供給するときに前記インバータ回路の出力電
流を制御する電流制御方式回路と、前記交流電力を自立
運転負荷に供給するときに前記インバータ回路の出力電
圧を定格電圧に制御する交流定電圧方式回路と、前記交
流電力を自立運転負荷に供給するときに前記インバータ
回路の出力電圧の周波数を制御する可変周波制御方式回
路と、前記電流制御方式回路と前記交流電圧制御方式回
路及び前記可変周波制御方式回路を切替える切替えスイ
ッチとを備えたことを特徴する太陽光発電システム。 - 【請求項３】 前記系統連系運転から自立運転に切替わ
ったとき、前記切替えスイッチは前記交流定電圧方式回
路に切替え、前記インバータ回路の出力電流が一定値を
越えるときは、前記切替えスイッチは前記可変周波制御
方式回路に切替えるようにしたことを特徴とする請求項
２に記載の太陽電池発電システム。 - 【請求項４】 前記切替えスイッチにより前記可変周波
制御方式回路に切替わったとき、前記可変周波制御方式
回路は、前記インバータ回路の出力電流が一定値を越え
ないように、前記インバータ回路の出力電圧の周波数を
零周波数から定格周波数まで立ち上げ制御するようにし
たことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の太陽
電池発電システム。 - 【請求項５】 前記太陽電池アレイと並列に接続され、
前記太陽電池アレイで発生した直流電力に不足があると
きはその不足分の直流電力を供給するための外部バッテ
リーを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４に
記載の太陽電池発電システム。 - 【請求項６】 前記外部バッテリーは、ＤＣ／ＤＣコン
バータを直列に接続してなることを特徴とする請求項５
項に記載の太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6335341A JPH08182343A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6335341A JPH08182343A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182343A true JPH08182343A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18287440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6335341A Pending JPH08182343A (ja) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08182343A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001238465A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Sharp Corp | インバータ装置 |
| JP2009131056A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Aisin Seiki Co Ltd | 自立運転機能付き系統連系電源装置 |
| JP2009131128A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-11 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
| WO2013001746A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | 三洋電機株式会社 | インバータおよびそれを搭載した電力変換装置 |
| CN103280825A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-09-04 | 东南大学 | 一种光伏电站多台逆变器协调控制装置及控制方法 |
| CN103795337A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-14 | 苏州爱能普电气有限公司 | 一种用于独立或并网双模式逆变器的控制方法及其系统 |
| CN104158218A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏逆变器启动控制方法、系统及光伏发电系统 |
| JP2021123919A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 株式会社Ｉｈｉインフラシステム | 水門用予備電源装置 |
| JP2022019158A (ja) * | 2020-07-17 | 2022-01-27 | 株式会社村田製作所 | パワーコンディショナ |
-
1994
- 1994-12-22 JP JP6335341A patent/JPH08182343A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001238465A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Sharp Corp | インバータ装置 |
| JP2009131056A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Aisin Seiki Co Ltd | 自立運転機能付き系統連系電源装置 |
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| CN103795337A (zh) * | 2014-01-14 | 2014-05-14 | 苏州爱能普电气有限公司 | 一种用于独立或并网双模式逆变器的控制方法及其系统 |
| CN104158218A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-19 | 阳光电源股份有限公司 | 一种光伏逆变器启动控制方法、系统及光伏发电系统 |
| US9553503B2 (en) | 2014-08-27 | 2017-01-24 | Sungrow Power Supply Co., Ltd. | Method for startup control of photovoltaic inverter, system thereof, and photovoltaic power generation system |
| JP2021123919A (ja) * | 2020-02-04 | 2021-08-30 | 株式会社Ｉｈｉインフラシステム | 水門用予備電源装置 |
| JP2022019158A (ja) * | 2020-07-17 | 2022-01-27 | 株式会社村田製作所 | パワーコンディショナ |
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