JPH089650A - 系統連系インバータ・システム - Google Patents
系統連系インバータ・システムInfo
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- JPH089650A JPH089650A JP6171743A JP17174394A JPH089650A JP H089650 A JPH089650 A JP H089650A JP 6171743 A JP6171743 A JP 6171743A JP 17174394 A JP17174394 A JP 17174394A JP H089650 A JPH089650 A JP H089650A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インバータと連系する商用交流電源の停電を
確実に検出すると共に、太陽光エネルギー等を最大限利
用できるインバータ・システムを構築する。 【構成】 太陽光発電装置等からの直流電源５を入力し
てインバータ１において交流変換し、連系点に設けた遮
断器１１を介して商用交流電源１５と連系運転を行う系
統連系インバータ・システムにおいて、高調波発生源６
からの高調波成分をインバータ１の出力電圧に重畳して
送出しておき、高調波検出回路１７によって連系系統の
停電を検出することによって遮断器を解列すると共にイ
ンバータを停止させる。また、停電・復電検出回路１９
または運転状態判別装置１８によって連系系統の停電と
復電を検出し、遮断器とインバータを制御する。
確実に検出すると共に、太陽光エネルギー等を最大限利
用できるインバータ・システムを構築する。 【構成】 太陽光発電装置等からの直流電源５を入力し
てインバータ１において交流変換し、連系点に設けた遮
断器１１を介して商用交流電源１５と連系運転を行う系
統連系インバータ・システムにおいて、高調波発生源６
からの高調波成分をインバータ１の出力電圧に重畳して
送出しておき、高調波検出回路１７によって連系系統の
停電を検出することによって遮断器を解列すると共にイ
ンバータを停止させる。また、停電・復電検出回路１９
または運転状態判別装置１８によって連系系統の停電と
復電を検出し、遮断器とインバータを制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、太陽光発電装置等に
よる発生電力を商用周波数の交流電力に変換し、商用交
流電源と連系運転を行うインバータ・システムに関す
る。
よる発生電力を商用周波数の交流電力に変換し、商用交
流電源と連系運転を行うインバータ・システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽光発電，風力発電，波力発電等はク
リーンな自然エネルギーを利用する発電方式であり、ま
た、発電立地条件からの地域的制限もあるので、それぞ
れの地点に適合した発電方式を採用して経済性を向上さ
せるように研究・開発が進められている。上述したクリ
ーンエネルギーのうち、太陽光発電は最も広範囲に利用
できる発電方式であるが、太陽光エネルギー密度の低い
こと、太陽電池の光電変換効率が低いこと、発電が昼間
に限定されることなどもあって大規模な発電装置は実現
していないが、シリコン半導体や化合物半導体などの光
電変換効率の向上が計られており、特定の条件下におい
ては実用化されつつある。
リーンな自然エネルギーを利用する発電方式であり、ま
た、発電立地条件からの地域的制限もあるので、それぞ
れの地点に適合した発電方式を採用して経済性を向上さ
せるように研究・開発が進められている。上述したクリ
ーンエネルギーのうち、太陽光発電は最も広範囲に利用
できる発電方式であるが、太陽光エネルギー密度の低い
こと、太陽電池の光電変換効率が低いこと、発電が昼間
に限定されることなどもあって大規模な発電装置は実現
していないが、シリコン半導体や化合物半導体などの光
電変換効率の向上が計られており、特定の条件下におい
ては実用化されつつある。
【０００３】太陽光発電による発生電力は直流であり、
かつ、発電時間が昼間に限定されるので、発生電力の利
便性を高めるためにはインバータによって交流電力に変
換し、さらに、商用交流電源と系統連系して運転するこ
とが望ましい。図５は、上述した要望にも対応しうる従
来方式の系統連系インバータ・システムのブロック図で
ある。図５において、太陽光発電等による直流電源１０
４はインバータ１０１において交流電力に変換され、リ
アクタ１０５とコンデンサ１０６よりなる交流フィルタ
を介して商用交流電源１１２と共に負荷１１１に電力を
供給する。商用交流電源と連系運転を行っている時は、
インバータ１０１の出力回路に設けてある電流変成器１
０７によって出力電流を検出し、この検出信号は電流制
御回路１０３を介してＰＷＭ制御回路１０２に入力し、
インバータ１０１を電流制御する。
かつ、発電時間が昼間に限定されるので、発生電力の利
便性を高めるためにはインバータによって交流電力に変
換し、さらに、商用交流電源と系統連系して運転するこ
とが望ましい。図５は、上述した要望にも対応しうる従
来方式の系統連系インバータ・システムのブロック図で
ある。図５において、太陽光発電等による直流電源１０
４はインバータ１０１において交流電力に変換され、リ
アクタ１０５とコンデンサ１０６よりなる交流フィルタ
を介して商用交流電源１１２と共に負荷１１１に電力を
供給する。商用交流電源と連系運転を行っている時は、
インバータ１０１の出力回路に設けてある電流変成器１
０７によって出力電流を検出し、この検出信号は電流制
御回路１０３を介してＰＷＭ制御回路１０２に入力し、
インバータ１０１を電流制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】商用交流電源が急に停
電するとインバータ・システムは単独で負荷に電力を供
給することになるが、太陽光発電等により発生する直流
電力を負荷に対応させて調整することは難しく、また、
遮断器１０８を投入したままでおくと、系統との連系点
を介して商用交流電源側にインバータ１０１の出力電圧
が印加されるので、感電事故発生等の危険がある。従っ
て、商用交流電源が停電した時は、電圧変成器１０９を
介して電圧検出器１１０によって停電を検出し、この電
圧検出器１１０からの出力信号により、連系点に設けた
遮断器１０８を作動させて系統から解列されると共にＰ
ＷＭ制御回路１０２を介してインバータ１０１を停止さ
せていた。
電するとインバータ・システムは単独で負荷に電力を供
給することになるが、太陽光発電等により発生する直流
電力を負荷に対応させて調整することは難しく、また、
遮断器１０８を投入したままでおくと、系統との連系点
を介して商用交流電源側にインバータ１０１の出力電圧
が印加されるので、感電事故発生等の危険がある。従っ
て、商用交流電源が停電した時は、電圧変成器１０９を
介して電圧検出器１１０によって停電を検出し、この電
圧検出器１１０からの出力信号により、連系点に設けた
遮断器１０８を作動させて系統から解列されると共にＰ
ＷＭ制御回路１０２を介してインバータ１０１を停止さ
せていた。
【０００５】しかし乍ら、負荷の有効電力と無効電力と
がインバータから供給する太陽光発電装置等の発生電力
と平衡している場合には、連系点における電圧異常を電
圧検出器１１０によって瞬時に、かつ、正確に検出する
ことは困難であった。また、商用交流電源が復電するま
でインバータ・システムを停止させておくことは、折角
利用できる自然エネルギーの利用を中断することにな
り、甚だ非効率な運用方法である。単独運転となったイ
ンバータの発生電力に対応した負荷が連系点に設けた遮
断器１０８のインバータ側に接続してあると、この特定
負荷に対してインバータの単独運転によって交流電力を
供給することが可能である。
がインバータから供給する太陽光発電装置等の発生電力
と平衡している場合には、連系点における電圧異常を電
圧検出器１１０によって瞬時に、かつ、正確に検出する
ことは困難であった。また、商用交流電源が復電するま
でインバータ・システムを停止させておくことは、折角
利用できる自然エネルギーの利用を中断することにな
り、甚だ非効率な運用方法である。単独運転となったイ
ンバータの発生電力に対応した負荷が連系点に設けた遮
断器１０８のインバータ側に接続してあると、この特定
負荷に対してインバータの単独運転によって交流電力を
供給することが可能である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、商用交流電
源と連系運転を行うインバータ・システムにおいて、Ｐ
ＷＭ制御回路を介してインバータの出力電圧に重畳して
高調波成分を出力する高調波発生源と系統連系点の系統
側に設けた高調波検出回路１７とによって構成し、イン
バータの出力電圧に含まれる高調波成分が高調波検出回
路１７によって検出されたときは商用交流電源が停電し
てインバータが単独運転となったことを示すものである
から、インバータを遮断器によって系統から解列すると
共にインバータを停止させる。
源と連系運転を行うインバータ・システムにおいて、Ｐ
ＷＭ制御回路を介してインバータの出力電圧に重畳して
高調波成分を出力する高調波発生源と系統連系点の系統
側に設けた高調波検出回路１７とによって構成し、イン
バータの出力電圧に含まれる高調波成分が高調波検出回
路１７によって検出されたときは商用交流電源が停電し
てインバータが単独運転となったことを示すものである
から、インバータを遮断器によって系統から解列すると
共にインバータを停止させる。
【０００７】また、系統連系点に設けた遮断器のインバ
ータ側に負荷が接続されている場合には、遮断器の系統
側に設けた停電・復電検出回路１９、もしくは前記遮断
器のインバータ側および系統側にそれぞれ設けた２つの
高調波検出回路１６と１７の検出信号を入力して商用交
流電源とインバータ・システムとの運転状態を判別する
運転状態判別装置１８とによって商用交流電源の停電を
検出し、遮断器によってインバータを系統から解列する
と共に、インバータの制御方式を電圧制御に切り替えて
単独運転を継続させる。前記停電・復電検出回路１９も
しくは運転状態判別装置１８によって商用交流電源の復
電が検出されたときは、遮断器を投入してインバータを
系統に並入すると共に、インバータの制御方式を電流制
御に切り替えて系統と連系運転を行う。
ータ側に負荷が接続されている場合には、遮断器の系統
側に設けた停電・復電検出回路１９、もしくは前記遮断
器のインバータ側および系統側にそれぞれ設けた２つの
高調波検出回路１６と１７の検出信号を入力して商用交
流電源とインバータ・システムとの運転状態を判別する
運転状態判別装置１８とによって商用交流電源の停電を
検出し、遮断器によってインバータを系統から解列する
と共に、インバータの制御方式を電圧制御に切り替えて
単独運転を継続させる。前記停電・復電検出回路１９も
しくは運転状態判別装置１８によって商用交流電源の復
電が検出されたときは、遮断器を投入してインバータを
系統に並入すると共に、インバータの制御方式を電流制
御に切り替えて系統と連系運転を行う。
【０００８】
【作用】連系点から見た交流フィルタを含むインバータ
側のインピーダンスＺ1 は、連系する商用交流電源側の
インピーダンスＺ2 よりも相当に大きい。従って、イン
バータが商用交流電源と連系運転している場合には連系
点に現れる高調波成分は極めて小さくて検出しにくい。
しかし乍ら、インバータが単独運転となるとインバータ
の出力電圧に重畳させた高調波成分がそのまま連系点に
おいて検出されるようになるので商用交流電源が停電し
たことが判明する。商用交流電源が停電したときは遮断
器を遮断させておくので、インバータ単独運転による逆
充電電圧は系統側には印加されていない。従って、商用
交流電源の復電は遮断器の系統側に設けられる電圧変成
器によって容易に検出できる。
側のインピーダンスＺ1 は、連系する商用交流電源側の
インピーダンスＺ2 よりも相当に大きい。従って、イン
バータが商用交流電源と連系運転している場合には連系
点に現れる高調波成分は極めて小さくて検出しにくい。
しかし乍ら、インバータが単独運転となるとインバータ
の出力電圧に重畳させた高調波成分がそのまま連系点に
おいて検出されるようになるので商用交流電源が停電し
たことが判明する。商用交流電源が停電したときは遮断
器を遮断させておくので、インバータ単独運転による逆
充電電圧は系統側には印加されていない。従って、商用
交流電源の復電は遮断器の系統側に設けられる電圧変成
器によって容易に検出できる。
【０００９】
【実施例】この発明の第１の実施例を図１に基づいて説
明する。図１は商用交流電源１５と連系運転を行うイン
バータ・システムの構成を示すブロック図であって、太
陽光発電装置等からの発生電力は直流電源５としてイン
バータ１に供給される。インバータ１は入力した直流電
源５を交流電力に変換し、リアクタ７とコンデンサ８よ
り成る交流フィルタと遮断器１１を介して商用交流電源
１５と連系し、負荷１２に交流電力を供給する。また、
インバータ１の出力回路には電流変成器１０が取り付け
てあり、この検出信号は電流制御回路３を介してＰＷＭ
制御回路２に入力し、インバータ１を電流制御する。
明する。図１は商用交流電源１５と連系運転を行うイン
バータ・システムの構成を示すブロック図であって、太
陽光発電装置等からの発生電力は直流電源５としてイン
バータ１に供給される。インバータ１は入力した直流電
源５を交流電力に変換し、リアクタ７とコンデンサ８よ
り成る交流フィルタと遮断器１１を介して商用交流電源
１５と連系し、負荷１２に交流電力を供給する。また、
インバータ１の出力回路には電流変成器１０が取り付け
てあり、この検出信号は電流制御回路３を介してＰＷＭ
制御回路２に入力し、インバータ１を電流制御する。
【００１０】高調波発生源６はインバータ１と連系する
商用交流電源１５との連系運転状態を判別するための高
調波成分を発生するものであって、この高調波発生源６
からの高調波成分はＰＷＭ制御回路２を介してインバー
タ１に入力し、インバータ１の出力電圧に重畳して送出
される。また、系統連系点に設けた遮断器１１の系統側
には電圧変成器１４が取り付けてあり、この電圧変成器
１４の２次側には高調波検出回路１７が接続されてい
る。
商用交流電源１５との連系運転状態を判別するための高
調波成分を発生するものであって、この高調波発生源６
からの高調波成分はＰＷＭ制御回路２を介してインバー
タ１に入力し、インバータ１の出力電圧に重畳して送出
される。また、系統連系点に設けた遮断器１１の系統側
には電圧変成器１４が取り付けてあり、この電圧変成器
１４の２次側には高調波検出回路１７が接続されてい
る。
【００１１】図４は交流フィルタを介して商用交流電源
１５と連系運転を行うインバータ１によって構成したイ
ンピーダンス・マップである。インバータの電源電圧を
Ｖ1、商用交流電源電圧をＶ2 、交流フィルタを含んだ
インバータ側のインピーダンスをＺ1 、商用交流電源側
のインピーダンスをＺ2 とすると、連系点における電圧
Ｖは（１）式によって表わせる。 Ｖ＝（Ｚ2 Ｖ1 ＋Ｚ1 Ｖ2 ）／（Ｚ1 ＋Ｚ2 ） ……（１） 一般に｜Ｚ1 ｜≫｜Ｚ2 ｜であるから、インバータが商
用交流電源と連系運転している場合にはＶ≒Ｖ2 とな
る。また、商用交流電源が停電となったときはＶ2 ＝
０，Ｚ2 ＝∞とみなされるので、Ｖ≒Ｖ1 となる。上述
したように商用交流電源側のインピーダンスとインバー
タ側のインピーダンスの関係から、インバータ１を商用
交流電源１５と連系運転させている場合には、インバー
タ１の出力電圧に重畳させた高調波成分は連系点におい
ては殆ど検出されないが、インバータが単独運転となる
と高調波成分が顕著に現れるので容易に検出される。
１５と連系運転を行うインバータ１によって構成したイ
ンピーダンス・マップである。インバータの電源電圧を
Ｖ1、商用交流電源電圧をＶ2 、交流フィルタを含んだ
インバータ側のインピーダンスをＺ1 、商用交流電源側
のインピーダンスをＺ2 とすると、連系点における電圧
Ｖは（１）式によって表わせる。 Ｖ＝（Ｚ2 Ｖ1 ＋Ｚ1 Ｖ2 ）／（Ｚ1 ＋Ｚ2 ） ……（１） 一般に｜Ｚ1 ｜≫｜Ｚ2 ｜であるから、インバータが商
用交流電源と連系運転している場合にはＶ≒Ｖ2 とな
る。また、商用交流電源が停電となったときはＶ2 ＝
０，Ｚ2 ＝∞とみなされるので、Ｖ≒Ｖ1 となる。上述
したように商用交流電源側のインピーダンスとインバー
タ側のインピーダンスの関係から、インバータ１を商用
交流電源１５と連系運転させている場合には、インバー
タ１の出力電圧に重畳させた高調波成分は連系点におい
ては殆ど検出されないが、インバータが単独運転となる
と高調波成分が顕著に現れるので容易に検出される。
【００１２】系統連系点の系統側に設けてある高調波検
出回路１７はタイマー（図示せず）を内蔵しており、所
定レベル以上の高調波成分が検出され、かつ所定時間以
上継続して検出されたときは遮断器１１と電流制御回路
３に指令信号を送出し、インバータ１を停止させると共
に遮断器１１を系統から解列させる。
出回路１７はタイマー（図示せず）を内蔵しており、所
定レベル以上の高調波成分が検出され、かつ所定時間以
上継続して検出されたときは遮断器１１と電流制御回路
３に指令信号を送出し、インバータ１を停止させると共
に遮断器１１を系統から解列させる。
【００１３】次に、この発明による第２の実施例と第３
の実施例を図２と図３に基づいて説明する。高調波成分
の検出方法および負荷の接続点が第１の実施例と異なっ
ているので、この相違点についてのみ説明し、その他に
ついての重複説明は避ける。図２と図３から明らかなよ
うに、負荷１２は系統連系点に設けた遮断器１１よりイ
ンバータ側に接続されているので、商用交流電源が停電
となったときには遮断器１１によってインバータ１を系
統から分離し、インバータ１の単独運転を行って負荷１
２に電力供給を継続することが可能である。また、イン
バータ１の運転制御方式は電流制御もしくは電圧制御に
切り替え可能であって、インバータ１が連系運転を行っ
ている場合には、インバータ１の出力回路に設けてある
電流変成器１０によって検出された電流信号を電流制御
回路３に入力させ、ＰＷＭ制御回路２を介してインバー
タの電流制御を行う。また、インバータ１が単独運転と
なったときは、インバータ１の出力回路に設けてある電
圧変成器９によって検出された電圧信号を電圧制御回路
４に入力させ、ＰＷＭ制御回路２を介してインバータ１
を電圧制御する。
の実施例を図２と図３に基づいて説明する。高調波成分
の検出方法および負荷の接続点が第１の実施例と異なっ
ているので、この相違点についてのみ説明し、その他に
ついての重複説明は避ける。図２と図３から明らかなよ
うに、負荷１２は系統連系点に設けた遮断器１１よりイ
ンバータ側に接続されているので、商用交流電源が停電
となったときには遮断器１１によってインバータ１を系
統から分離し、インバータ１の単独運転を行って負荷１
２に電力供給を継続することが可能である。また、イン
バータ１の運転制御方式は電流制御もしくは電圧制御に
切り替え可能であって、インバータ１が連系運転を行っ
ている場合には、インバータ１の出力回路に設けてある
電流変成器１０によって検出された電流信号を電流制御
回路３に入力させ、ＰＷＭ制御回路２を介してインバー
タの電流制御を行う。また、インバータ１が単独運転と
なったときは、インバータ１の出力回路に設けてある電
圧変成器９によって検出された電圧信号を電圧制御回路
４に入力させ、ＰＷＭ制御回路２を介してインバータ１
を電圧制御する。
【００１４】図２において、系統連系点に設けた遮断器
１１の系統側には電圧変成器１４が取り付けてあり、こ
の電圧変成器１４の検出信号は停電・復電検出回路１９
に入力する。停電・復電検出回路１９はインバータの出
力電圧に重畳して出力される高調波成分の有無を検出す
ることができ、第１の実施例において説明した高調波検
出回路１７と同一の機能を備えている。さらに、前記停
電・復電検出回路１９は遮断器１１とインバータ１への
指令信号を送出する機能を備えており、出力電圧に含ま
れる高調波成分を検出したときは遮断器１１へ遮断指令
を送出すると共にインバータ１の制御方式を電流制御か
ら電圧制御に切り替える。即ち、インバータ１を駆動制
御するＰＷＭ制御回路２は、インバータ１の出力回路に
設けてある電圧変成器９からの信号を入力する電圧制御
回路４によって制御される。この時、負荷１２が遮断器
１１のインバータ側に接続されており、かつ、負荷１２
がインバータ１の出力に対応したものであるならば、イ
ンバータ・システムは単独運転によって負荷１２への電
力供給を継続できる。商用交流電源１５が停電中は、遮
断器１１の開放によってインバータ側と商用交流電源側
とは分離されているので、商用交流電源１５が復電すれ
ば電圧変成器１４を介して停電・復電検出回路１９に入
力した電圧信号により、容易に復電が検出される。停電
・復電検出回路１９によって復電が検出されると、停電
・復電検出回路１９からの出力信号によって遮断器１１
が投入され、インバータ１は商用交流電源１５と接続さ
れるので、負荷１２はインバータ１と商用交流電源１５
の両方から電力供給を受けることになる。また、この
時、インバータ１の制御方式は電圧制御から電流制御に
切り替わり、ＰＷＭ制御回路２はインバータ１の出力回
路に設けてある電流変成器１０からの信号を入力する電
流制御回路３によって制御される。
１１の系統側には電圧変成器１４が取り付けてあり、こ
の電圧変成器１４の検出信号は停電・復電検出回路１９
に入力する。停電・復電検出回路１９はインバータの出
力電圧に重畳して出力される高調波成分の有無を検出す
ることができ、第１の実施例において説明した高調波検
出回路１７と同一の機能を備えている。さらに、前記停
電・復電検出回路１９は遮断器１１とインバータ１への
指令信号を送出する機能を備えており、出力電圧に含ま
れる高調波成分を検出したときは遮断器１１へ遮断指令
を送出すると共にインバータ１の制御方式を電流制御か
ら電圧制御に切り替える。即ち、インバータ１を駆動制
御するＰＷＭ制御回路２は、インバータ１の出力回路に
設けてある電圧変成器９からの信号を入力する電圧制御
回路４によって制御される。この時、負荷１２が遮断器
１１のインバータ側に接続されており、かつ、負荷１２
がインバータ１の出力に対応したものであるならば、イ
ンバータ・システムは単独運転によって負荷１２への電
力供給を継続できる。商用交流電源１５が停電中は、遮
断器１１の開放によってインバータ側と商用交流電源側
とは分離されているので、商用交流電源１５が復電すれ
ば電圧変成器１４を介して停電・復電検出回路１９に入
力した電圧信号により、容易に復電が検出される。停電
・復電検出回路１９によって復電が検出されると、停電
・復電検出回路１９からの出力信号によって遮断器１１
が投入され、インバータ１は商用交流電源１５と接続さ
れるので、負荷１２はインバータ１と商用交流電源１５
の両方から電力供給を受けることになる。また、この
時、インバータ１の制御方式は電圧制御から電流制御に
切り替わり、ＰＷＭ制御回路２はインバータ１の出力回
路に設けてある電流変成器１０からの信号を入力する電
流制御回路３によって制御される。
【００１５】図３において、系統連系点に設けてある遮
断器１１のインバータ側に取り付けてある電圧変成器１
３の２次側には高調波検出回路１６が接続されており、
また前記遮断器１１の系統側に取り付けてある電圧変成
器１４の２次側には高調波検出回路１７が接続されてい
る。前記２つの高調波検出回路１６と１７の検出信号は
運転状態判別装置１８に入力し、この検出信号の極性と
その組み合わせによって商用交流電源１５とインバータ
１の運転状態および遮断器１１の動作状態を判別でき
る。表１は運転状態判別装置１８の機能を示すものであ
って、高調波検出回路１６と１７の検出信号が共にＬ
（０）であるときはインバータ１は系統と連系運転を行
っていることを示し、共にＨ（１）であるときはインバ
ータ１は単独運転を行っていることを示す。遮断器１１
が投入されたままで系統が停電したときも高調波検出回
路１６と１７の検出信号は共にＨ（１）となるので、遮
断器１１を開放させたうえでインバータ１を単独運転さ
せる。また、インバータ１が系統と連系運転していると
き、遮断器１１を開放するとインバータ１は単独運転と
なり、高調波検出回路１６の検出信号はＨ（１）、高調
波検出回路１７の検出信号はＬ（０）となる。
断器１１のインバータ側に取り付けてある電圧変成器１
３の２次側には高調波検出回路１６が接続されており、
また前記遮断器１１の系統側に取り付けてある電圧変成
器１４の２次側には高調波検出回路１７が接続されてい
る。前記２つの高調波検出回路１６と１７の検出信号は
運転状態判別装置１８に入力し、この検出信号の極性と
その組み合わせによって商用交流電源１５とインバータ
１の運転状態および遮断器１１の動作状態を判別でき
る。表１は運転状態判別装置１８の機能を示すものであ
って、高調波検出回路１６と１７の検出信号が共にＬ
（０）であるときはインバータ１は系統と連系運転を行
っていることを示し、共にＨ（１）であるときはインバ
ータ１は単独運転を行っていることを示す。遮断器１１
が投入されたままで系統が停電したときも高調波検出回
路１６と１７の検出信号は共にＨ（１）となるので、遮
断器１１を開放させたうえでインバータ１を単独運転さ
せる。また、インバータ１が系統と連系運転していると
き、遮断器１１を開放するとインバータ１は単独運転と
なり、高調波検出回路１６の検出信号はＨ（１）、高調
波検出回路１７の検出信号はＬ（０）となる。
【００１６】
【表１】
【００１７】以上の説明から明らかなように、高調波検
出回路１６と１７の検出信号による表示は系統とインバ
ータの運転状態および遮断器の動作状態を示すものであ
り、系統とインバータの運転状態に対応して遮断器を制
御するばかりでなく、遮断器の操作に対応してインバー
タの運転制御方式を変更させる。即ち、運転状態判別装
置１８によって連系する系統とインバータ・システムの
運転状態を常時監視でき、運転状態に変化が生じた場合
にはその変化に対応して遮断器の制御とインバータ・シ
ステムの運転制御を行うことができる。なお、前記運転
状態判別装置１８は簡単なロジックによって、ＩＣ化さ
れたメモリやＣＰＵ等により容易に構成できるものであ
るので、詳細な説明は省略した。
出回路１６と１７の検出信号による表示は系統とインバ
ータの運転状態および遮断器の動作状態を示すものであ
り、系統とインバータの運転状態に対応して遮断器を制
御するばかりでなく、遮断器の操作に対応してインバー
タの運転制御方式を変更させる。即ち、運転状態判別装
置１８によって連系する系統とインバータ・システムの
運転状態を常時監視でき、運転状態に変化が生じた場合
にはその変化に対応して遮断器の制御とインバータ・シ
ステムの運転制御を行うことができる。なお、前記運転
状態判別装置１８は簡単なロジックによって、ＩＣ化さ
れたメモリやＣＰＵ等により容易に構成できるものであ
るので、詳細な説明は省略した。
【００１８】一般に、半導体スイッチング素子より成る
電力変換装置から出力される高調波成分は奇数高調波成
分であり、商用電力系統には電力変換装置が数多く使用
されるようになっているので、電力系統に含まれている
高調波成分の大半は奇数波成分であって偶数波成分は非
常に少ない。従って、高調波発生源６からＰＷＭ回路３
に供給する高調波源としては検出し易い商用周波数ｆ0
の（１０＋２ｎ）倍の偶数高調波成分とし、かつ、交流
フィルタのカットオフ周波数（例えば２ＫＨｚ）よりも
低いものとする。
電力変換装置から出力される高調波成分は奇数高調波成
分であり、商用電力系統には電力変換装置が数多く使用
されるようになっているので、電力系統に含まれている
高調波成分の大半は奇数波成分であって偶数波成分は非
常に少ない。従って、高調波発生源６からＰＷＭ回路３
に供給する高調波源としては検出し易い商用周波数ｆ0
の（１０＋２ｎ）倍の偶数高調波成分とし、かつ、交流
フィルタのカットオフ周波数（例えば２ＫＨｚ）よりも
低いものとする。
【００１９】また、周波数の異なる複数の高調波成分を
高調波発生源６から出力させてインバータ１からの出力
電圧に重畳させて送出すると、インバータ単独運転とな
ったときに検出できる高調波成分も複数となるので、よ
り正確に商用交流電源の停電を検出可能となる。なお、
高調波成分を複数とすること、および偶数高調波成分と
することに伴って、第１〜第３の実施例における高調波
検出回路および停電・復電検出回路も上述した高調波成
分に対応できる機能を備えたものとする。
高調波発生源６から出力させてインバータ１からの出力
電圧に重畳させて送出すると、インバータ単独運転とな
ったときに検出できる高調波成分も複数となるので、よ
り正確に商用交流電源の停電を検出可能となる。なお、
高調波成分を複数とすること、および偶数高調波成分と
することに伴って、第１〜第３の実施例における高調波
検出回路および停電・復電検出回路も上述した高調波成
分に対応できる機能を備えたものとする。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による系
統連系インバータ・システムは、いずれも連系する商用
交流電源の停電を正確に検出する機能を備えたものであ
って、インバータの出力電圧に重畳する高調波成分を発
生する高調波発生源と、前記高調波成分を検出できる高
調波検出回路とを設けておき、前記高調波成分が検出さ
れたときは系統連系点に設けた遮断器を開放してインバ
ータを系統から解列すると共に停止させる。また、イン
バータが交流電力を供給する負荷が系統連系点に設けた
遮断器よりインバータ側に接続されている場合には、遮
断器の系統側に設けた停電・復電検出回路、もしくは前
記遮断器のインバータ側および系統側にそれぞれ設けた
２つの高調波検出回路の検出信号を入力して系統とイン
バータとの運転状況を判別できる運転状態判別装置を設
けておき、系統の停電と復電およびインバータの運転状
態を検出して、遮断器のオン・オフ制御およびインバー
タの制御方式の切り替え制御を行うようにした。従っ
て、連系する商用交流電源における停電を正確に検出で
きるばかりでなく、商用交流電源が停電中もインバータ
の単独運転によって無停電で負荷に供給することがで
き、経済性に優れた発電方式を実現できる。なお、別に
設けてある予備電源系統とインバータとを連系運転でき
るように構成しておくと、特定の重要負荷に対して安定
した電力供給が可能となり、かつ、太陽光エネルギー等
の自然エネルギーを最大限に利用できるシステムを構築
できる。
統連系インバータ・システムは、いずれも連系する商用
交流電源の停電を正確に検出する機能を備えたものであ
って、インバータの出力電圧に重畳する高調波成分を発
生する高調波発生源と、前記高調波成分を検出できる高
調波検出回路とを設けておき、前記高調波成分が検出さ
れたときは系統連系点に設けた遮断器を開放してインバ
ータを系統から解列すると共に停止させる。また、イン
バータが交流電力を供給する負荷が系統連系点に設けた
遮断器よりインバータ側に接続されている場合には、遮
断器の系統側に設けた停電・復電検出回路、もしくは前
記遮断器のインバータ側および系統側にそれぞれ設けた
２つの高調波検出回路の検出信号を入力して系統とイン
バータとの運転状況を判別できる運転状態判別装置を設
けておき、系統の停電と復電およびインバータの運転状
態を検出して、遮断器のオン・オフ制御およびインバー
タの制御方式の切り替え制御を行うようにした。従っ
て、連系する商用交流電源における停電を正確に検出で
きるばかりでなく、商用交流電源が停電中もインバータ
の単独運転によって無停電で負荷に供給することがで
き、経済性に優れた発電方式を実現できる。なお、別に
設けてある予備電源系統とインバータとを連系運転でき
るように構成しておくと、特定の重要負荷に対して安定
した電力供給が可能となり、かつ、太陽光エネルギー等
の自然エネルギーを最大限に利用できるシステムを構築
できる。
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】この発明の第２の実施例を示すブロック図。
【図３】この発明の第３の実施例を示すブロック図。
【図４】商用電源とインバータとのインピーダンス・マ
ップ。
ップ。
【図５】従来の系統連系インバータ・システムのブロッ
ク図。
ク図。
１ インバータ ２ ＰＷＭ制御回路 ３ 電流制御回路 ４ 電圧制御回路 ５ 直流電源 ６ 高調波発生源 ９，１３，１４ 電圧変成器 １０ 電流変成器 １１ 遮断器 １２ 負荷 １５ 商用交流電源 １６，１７ 高調波検出回路 １８ 運転状態判別装置 １９ 停電・復電検出回路
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源を入力して交流電力に変換し、
交流フィルタと系統連系点に設けた遮断器を介して商用
交流電源と連系し、負荷に交流電力を供給する系統連系
インバータ・システムにおいて、 インバータの出力電圧に重畳する高調波成分をＰＷＭ制
御回路を介して前記インバータから送出する高調波発生
源と、前記系統連系点の系統側の電圧を検出できるよう
に取り付けた電圧変成器を介して前記インバータの出力
電圧に重畳する高調波成分を検出する高調波検出回路
（１７）とによって構成し、 前記高調波検出回路（１７）によって所定レベル以上の
高調波成分が所定時間以上継続して検出されたときは、
系統連系点に設けた遮断器によってインバータ・システ
ムを系統から解列すると共に、インバータを停止させる
ことを特徴とする系統連系インバータ・システム。 - 【請求項２】 インバータの出力電圧に重畳する高調波
成分をＰＷＭ制御回路を介して前記インバータから送出
する高調波発生源と、前記系統連系点の系統側に取り付
けた電圧変成器を介して前記インバータの出力電圧に重
畳する高調波成分を検出する停電・復電検出回路（１
９）とによって構成し、 前記停電・復電検出回路（１９）によって商用交流電源
の停電が検されたときは、系統連系点に設けた遮断器に
よって系統からインバータ・システムを解列すると共に
前記インバータの制御方式を電圧制御に切り替え、前記
インバータ・システムを単独運転とすることによって前
記遮断器のインバータ側に接続された負荷への交流電力
の供給を継続させ、 前記停電・復電検出回路（１９）によって商用交流電源
の復電が検出されたときは、前記遮断器によってインバ
ータ・システムを系統に並入させると共に前記インバー
タの制御方式を電流制御に切り替え、インバータ・シス
テムを商用交流電源と連系運転を行うようにしたことを
特徴とする系統連系インバータ・システム。 - 【請求項３】 遮断器のインバータ側に取り付けた電圧
変成器を介して前記インバータの出力電圧に重畳する高
調波成分を検出する高調波検出回路（１６）と、前記遮
断器の系統側に取り付けた電圧変成器を介して前記高調
波成分を検出する高調波検出回路（１７）と、前記２つ
の高調波検出回路（１６）と（１７）の検出信号を入力
して系統とインバータ・システムとの運転状態を判別す
る運転状態判別装置（１８）とによって構成し、 前記運転状態判別装置（１８）によって商用交流電源と
インバータ・システムとの連系運転状態を常時監視して
おき、この連系運転状態の変化に対応して前記遮断器を
オン・オフ制御すると共にインバータの制御方式の切り
替えを行うことを特徴とする請求項２に記載の系統連系
インバータ・システム。 - 【請求項４】 高調波発生源から周波数の異なる複数の
高調波成分をインバータの出力電圧に重畳させて供給し
ておき、系統連系点の系統側もしくはインバータ側にお
いて検出される高調波成分がインバータ側から供給した
複数の高調波成分であり、かつ、これら成分が所定レベ
ル以上であると共に所定時間以上継続して検出されたと
きは、遮断器のオン・オフ制御とインバータの制御方式
を切り替えることを特徴とする請求項１，２および３に
記載の系統連系インバータ・システム。 - 【請求項５】 高調波発生源から送出する高調波成分が
偶数高調波であることを特徴とする請求項４に記載の系
統連系インバータ・システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6171743A JPH089650A (ja) | 1994-04-22 | 1994-06-30 | 系統連系インバータ・システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10758594 | 1994-04-22 | ||
| JP6-107585 | 1994-04-22 | ||
| JP6171743A JPH089650A (ja) | 1994-04-22 | 1994-06-30 | 系統連系インバータ・システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089650A true JPH089650A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=26447607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6171743A Pending JPH089650A (ja) | 1994-04-22 | 1994-06-30 | 系統連系インバータ・システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089650A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005531707A (ja) * | 2002-01-10 | 2005-10-20 | スウェディッシュ シーベイスト エナジー アクチボラグ | 波力装置、発電のための波力装置の使用、発電方法、ならびに波力装置用のリニア発電機を製造するための一式の構成要素 |
| JP2012044815A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Toshiba Corp | 単独運転検出装置および単独運転検出方法 |
| JP2014523520A (ja) * | 2011-06-01 | 2014-09-11 | エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド | 送電網インピーダンス検出のための方法及び装置 |
| CN110829482A (zh) * | 2018-08-07 | 2020-02-21 | 阳光电源股份有限公司 | 一种集成中压光伏并网系统及其互锁控制装置 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6171743A patent/JPH089650A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005531707A (ja) * | 2002-01-10 | 2005-10-20 | スウェディッシュ シーベイスト エナジー アクチボラグ | 波力装置、発電のための波力装置の使用、発電方法、ならびに波力装置用のリニア発電機を製造するための一式の構成要素 |
| JP2012044815A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Toshiba Corp | 単独運転検出装置および単独運転検出方法 |
| JP2014523520A (ja) * | 2011-06-01 | 2014-09-11 | エンフェイズ エナジー インコーポレイテッド | 送電網インピーダンス検出のための方法及び装置 |
| US9952263B2 (en) | 2011-06-01 | 2018-04-24 | Enphase Energy, Inc. | Method and apparatus for grid impedance detection |
| CN110829482A (zh) * | 2018-08-07 | 2020-02-21 | 阳光电源股份有限公司 | 一种集成中压光伏并网系统及其互锁控制装置 |
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