JPH10313539A - 分散型系統連系システムの運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータの単独運転中での負荷停電の発生
を未然に防止し、その単独運転を確実に検出することに
ある。 【解決手段】 電流制御モード及び電圧制御モードを具
備したインバータを有する分散型系統連系システムにお
いて、電流制御モードによる系統連系運転中に、系統停
電の発生により負荷容量Ｐに対して不足電圧ＵＶが生じ
るアンバランス状態となった時、ＰＬＬ回路の自走信号
波により無停電で電圧制御モードによる自立運転へ移行
させるに際して、自立運転への移行期間Ｔにおける電流
制御モードによる単独運転中に、インバータの出力電流
を不足電圧ＵＶが負荷容量Ｐと近似する程度まで加減さ
せて負荷容量Ｐに対する不足電圧ＵＶのアンバランス状
態を緩和する動作と、その不足電圧ＵＶを再現した出力
レベルへ所定の時間間隔ｍごとに短時間ｎだけ戻す動作
とを繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は分散型系統連系シス
テムの運転制御方法に関し、詳しくは、太陽電池バッテ
リ及びインバータからなる分散電源を系統電源と連系さ
せた太陽光発電システム等において、系統停電が発生し
た時、電流制御モードによる系統連系運転中にあるイン
バータを無停電で電圧制御モードによる自立運転へ移行
させる分散型系統連系システムの運転制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、クリーンな新エネルギー源として
太陽光発電システムが利用されつつあり、その利用法と
しても様々な形態がある。

【０００３】例えば、図４に示す太陽光発電システム
は、太陽電池である直流電源１及びその直流電源１から
発生した直流電力を交流変換するインバータ２からなる
分散電源３を系統連系スイッチ４を介して系統電源５と
連系させ、前記直流電源１及び系統電源５から負荷６に
交流電力を供給するようにしている。

【０００４】前記インバータ２には、出力電流が目標電
流値となるようにその出力電流をフィードバック制御す
る電流制御モードと、出力電圧が目標電圧値となるよう
にその出力電圧を制御する電圧制御モードの二つの制御
モードを具備するものがある。尚、このインバータ２
は、電流制御モードによる系統連系運転中に系統停電が
発生した場合、前記電流制御モードによる系統連系運転
を無停電で電圧制御モードによる自立運転へ移行させる
ためのＰＬＬ回路〔図示せず〕を具備する。

【０００５】この太陽光発電システムでは、通常の系統
連系時、前記インバータ２を電流制御モードにより系統
連系運転させ、この電流制御モードによる系統連系運転
中に系統停電が発生した場合、系統連系スイッチ４を開
成してインバータ２を系統から切り離し、前記電流制御
モードを電圧制御モードに切り換えて自立運転を行な
う。この制御モードの切り換えは、前記ＰＬＬ回路の自
走信号波により出力電圧と同期させた上で行なわれるた
め、前記系統連系運転から無停電で自立運転へ移行させ
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記電流制
御モードによる系統連系運転中に系統停電が発生した時
点から電圧制御モードによる自立運転を開始するまでの
移行期間では、インバータ２が電流制御モードによる単
独運転を行なっている。この時、負荷容量に対してイン
バータ２の出力がほぼ一致したバランス状態であれば問
題はないが、前記負荷容量に対して過不足電圧のアンバ
ランス状態となることがある。

【０００７】このように負荷容量に対して過不足電圧の
アンバランス状態が発生して負荷にとっての電圧変動が
大きいと、前記インバータ２の単独運転中に負荷停電が
発生し、また、バランス状態であれば、そのインバータ
２の単独運転を検出することが困難になるという問題が
生じる。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、インバータの
単独運転中での負荷停電の発生を軽減し、また、その単
独運転を確実に検出し得る分散型系統連系システムの運
転制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明方法は、電流制御モードと
電圧制御モードの二つの制御モードを具備したインバー
タを有し、そのインバータを系統連系スイッチを介して
系統電源と連系させた分散型系統連系システムにおい
て、前記電流制御モードによる系統連系運転中に、系統
停電の発生により負荷容量に対して過不足電圧が生じる
アンバランス状態となった時、ＰＬＬ回路の自走信号波
により無停電で電圧制御モードによる自立運転へ移行さ
せるに際して、前記自立運転への移行期間における電流
制御モードによる単独運転中に、インバータの出力電流
を加減させて負荷容量に対する過不足電圧のアンバラン
ス状態を緩和する動作と、その過不足電圧を再現した出
力レベルへ所定の時間間隔ごとに短時間だけ戻す動作と
を繰り返すようにしたことを特徴とする。

【００１０】なお、前記インバータの出力電流を加減さ
せて負荷容量に対する過不足電圧のアンバランス状態を
緩和する動作は、前記過不足電圧を負荷容量と近似する
程度まで加減させるか、或いは、過不足電圧を検出でき
る程度まで加減させることが望ましい。

【００１１】本発明方法では、電流制御モードによる系
統連系運転中に、系統停電の発生により負荷容量に対し
て過不足電圧が生じるアンバランス状態となった時、自
立運転への移行期間中に、インバータの出力電流を加減
させて過不足電圧が生じる負荷容量に対するアンバラン
ス状態を緩和する動作をさせることにより、アイランデ
ィング状態に近似させて負荷に対する電圧変動を小さく
し、自立運転への移行期間中での負荷停電を軽減する。
また、前記過不足電圧を再現した出力レベルへ所定の時
間間隔ごとに短時間だけ戻す動作をさせることにより、
負荷に対して電圧変動が生じる状態を確実に生成し、単
独運転の検出を確実に行なう。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明方法を図４に示す太陽光発
電システムに適用した実施形態を図１乃至図３に示して
説明する。尚、図４と同一部分には同一参照符号を付
す。

【００１３】本発明方法が適用される太陽光発電システ
ム〔図４参照〕は、従来と同様、太陽電池である直流電
源１及びインバータ２からなる分散電源３を系統連系ス
イッチ４を介して系統電源５と連系させたもので、前記
インバータ２は、直流電源１からの直流電力を交流変換
して前記直流電源１及び系統電源５から交流電力を負荷
６に供給するようにしている。

【００１４】前記インバータ２は、出力電流が目標電流
値となるようにその出力電流をフィードバック制御する
電流制御モードと、出力電圧が目標電圧値となるように
その出力電圧を制御する電圧制御モードの二つの制御モ
ードを具備し、更に、電流制御モードによる系統連系運
転中に系統停電が発生した場合、前記電流制御モードに
よる系統連系運転を無停電で電圧制御モードによる自立
運転へ移行させるためのＰＬＬ回路を具備する。

【００１５】この太陽光発電システムでは、通常の系統
連系時、前記インバータ２を電流制御モードにより系統
連系運転させ、この電流制御モードによる系統連系運転
中に系統停電が発生した場合、系統連系スイッチ４を開
成してインバータ２を系統から切り離し、前記電流制御
モードを電圧制御モードに切り換えて自立運転を行な
う。この制御モードの切り換えは、前記ＰＬＬ回路の自
走信号波により出力電圧と同期させた上で行なわれるた
め、前記系統連系運転から無停電で自立運転へ移行させ
ることができる。

【００１６】尚、前記系統連系スイッチ４としては、半
導体素子と比較して電力損失の少ない機械式のものを使
用する。本発明方法は、前記半導体素子と比較して応答
速度が遅い機械式のものを使用することにより、系統連
系運転から自立運転へ移行するまでの単独運転中にある
移行期間が比較的長くなる場合に適用されることが前提
となる。

【００１７】図１に示す実施例は、負荷容量Ｐに対する
不足電圧ＵＶのアンバランス状態が発生した場合につい
て説明する。本発明方法は、同図に示すように前記電流
制御モードによる系統連系運転中に、系統停電の発生に
より負荷容量Ｐに対して不足電圧ＵＶが生じるアンバラ
ンス状態となった時、ＰＬＬ回路の自走信号波により無
停電で電圧制御モードによる自立運転へ移行させるに際
して、前記自立運転への移行期間Ｔにおける電流制御モ
ードによる単独運転中に、インバータ２の出力電流を増
加させて負荷容量Ｐに対する不足電圧ＵＶのアンバラン
ス状態を緩和する動作と、その不足電圧ＵＶを再現した
出力レベルへ所定の時間間隔ｍごとに短時間ｎだけ戻す
動作とを繰り返す。尚、前記インバータ２の出力電流を
増加させて負荷容量Ｐに対する不足電圧ＵＶのアンバラ
ンス状態を緩和する動作は、例えば、前記不足電圧ＵＶ
を負荷容量Ｐと近似する程度まで増加させる。

【００１８】本発明方法では、電流制御モードによる系
統連系運転中に、系統停電の発生により負荷容量Ｐに対
して不足電圧ＵＶが生じるアンバランス状態となった
時、自立運転への移行期間Ｔ中に、インバータ２の出力
電流を増加させて負荷容量Ｐに対する不足電圧ＵＶのア
ンバランス状態を緩和する動作により、アイランディン
グ状態に近似させて負荷６に対する電圧変動を小さく
し、自立運転への移行期間Ｔ中での負荷停電を軽減す
る。また、前記不足電圧ＵＶを再現した出力レベルへ所
定時間間隔ｍごとに短時間ｎだけ戻す動作により、負荷
６に対して電圧変動が生じる状態を確実に生成し、単独
運転の検出を確実に行なう。

【００１９】尚、上記実施例では、前記インバータ２の
出力電流を増加させて負荷容量Ｐに対する不足電圧ＵＶ
のアンバランス状態を緩和する動作として、前記不足電
圧ＵＶを負荷容量Ｐと近似する程度まで増加させるよう
にした場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れることなく、図２に示すように不足電圧ＵＶを検出で
きる程度〔例えば、負荷容量Ｐと近似する程度（図中破
線）の８割程度〕まで増加させるようにすることも可能
である。

【００２０】また、上述では、負荷容量Ｐに対する不足
電圧ＵＶのアンバランス状態を緩和する場合について説
明したが、図３に示すように負荷容量Ｐに対する過電圧
ＯＶのアンバランス状態を緩和する場合についても同様
で、過電圧ＯＶを負荷容量Ｐと近似する程度〔図中実
線〕まで減少させるか、或いは、過電圧ＯＶを検出でき
る程度〔図中破線〕まで減少させるようにすればよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る分散型系統連系システムの
運転制御方法によれば、電流制御モードによる系統連系
運転中に、系統停電の発生により負荷容量に対して過不
足電圧が生じるアンバランス状態となった時でも、自立
運転への移行期間中での負荷停電を軽減することがで
き、また、インバータの単独運転を確実に検出できるの
で、分散型系統連系システムの信頼性が大幅に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一実施例を説明するためのもの
で、負荷容量に対する不足電圧のアンバランス状態での
インバータの出力波形図

【図２】本発明方法の他の実施例を説明するためのもの
で、負荷容量に対する不足電圧のアンバランス状態での
インバータの出力波形図

【図３】負荷容量に対する過電圧のアンバランス状態で
のインバータの出力波形図

【図４】太陽光発電システムの概略構成を示すブロック
図

【符号の説明】

２ インバータ ４ 系統連系スイッチ ５ 系統電源 Ｐ 負荷容量 ＵＶ 不足電圧 ＯＶ 過電圧 Ｔ 移行期間 ｍ 所定の時間間隔 ｎ 短時間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電流制御モードと電圧制御モードの二つ
   の制御モードを具備したインバータを有し、そのインバ
   ータを系統連系スイッチを介して系統電源と連系させた
   分散型系統連系システムにおいて、前記電流制御モード
   による系統連系運転中に、系統停電の発生により負荷容
   量に対して過不足電圧が生じるアンバランス状態となっ
   た時、ＰＬＬ回路の自走信号波により無停電で電圧制御
   モードによる自立運転へ移行させるに際して、 前記自立運転への移行期間における電流制御モードによ
   る単独運転中に、インバータの出力電流を加減させて負
   荷容量に対する過不足電圧のアンバランス状態を緩和す
   る動作と、その過不足電圧を再現した出力レベルへ所定
   の時間間隔ごとに短時間だけ戻す動作とを繰り返すよう
   にしたことを特徴とする分散型系統連系システムの運転
   制御方法。
2. 【請求項２】 前記インバータの出力電流を加減させて
   負荷容量に対する過不足電圧のアンバランス状態を緩和
   する動作は、前記過不足電圧を負荷容量と近似する程度
   まで加減させるか、或いは、過不足電圧を検出できる程
   度まで加減させるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の分散型系統連系システムの運転制御方法。