JPH11341816A - インバータの運転方法及び電源システム - Google Patents
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Abstract
れる直流電力を交流電力に変換するための複数台のイン
バータを、特定のインバータに偏ることなく高効率に運
転することを目的とする。 【構成】 前記直流出力又は交流出力いずれか一方の出
力値に応じて運転するインバータの台数を決定すると共
に、決定された台数のインバータを、複数台のインバー
タからランダムに選択して運転する。
Description
池などの直流電源からの直流出力をインバータで交流出
力に変換して負荷に供給する電源システムに係り、イン
バータを高効率で運転するための技術に属する。
テムはクリーンな電源システムであることから普及が進
んでいる。
光発電システムのシステム概要図であり、家屋の屋根上
に複数の直流電源101が設置され、これら複数の直流
電源101からの直流出力は集積されて接続箱102に
導入される。そして、この接続箱102からの直流出力
はインバータ103により交流出力に変換され、分電盤
104を介して家庭内負荷105に供給される。また、
家庭内負荷105には商用の電力系統106からも電力
が供給されるように構成されており、夜間など直流電源
101から供給される電力が不足した場合には、商用の
電力系統106から電力が供給される。
その効率が極端に低下する、という課題がある。斯かる
課題を解決するために、複数台のインバータを並列運転
すると共に、インバータの全出力電流から運転するイン
バータの台数を決定する方法が検討されている(例え
ば、特開平6−165513号)。
の方法では単に出力電流に応じてインバータの運転台数
を決定しているに過ぎず、運転するインバータの選択に
関しては何ら考慮されていない。このため、低出力時に
は特定のインバータのみが運転され、他のインバータは
出力が増大したときにのみ運転されることとなるため、
上記特定のインバータの運転時間が他のインバータに比
して長時間に及ぶ。このため、斯様に運転時間が長時間
に至る特定のインバータの寿命が他のインバータに比し
て早くつきることとなる、という課題があった。
定のインバータが故障すると、システム全体が動作しな
くなる、という課題があった。
めに、本発明に係るインバータの運転方法は、直流電源
に複数台のインバータが並列接続された電源システムに
おいて、前記直流電源からの直流出力又は前記複数台の
インバータからの交流出力に基づき決定された台数のイ
ンバータを運転するインバータの運転方法であって、前
記決定された台数のインバータを、前記複数台のインバ
ータからランダムに選択して運転することを特徴とす
る。
を、前記複数台のインバータのうち運転時間の少ないも
のから順に選択して運転することを特徴とする。
を、前記複数台のインバータのうち出力電力量の少ない
ものから順に選択して運転することを特徴とする。
と、該直流電源に並列接続された複数台のインバータ
と、を備え、前記複数台のインバータのうち、前記直流
電源からの直流出力又は前記複数台のインバータからの
交流出力に基づき決定された台数のインバータが運転さ
れる電源システムであって、前記決定された台数のイン
バータは、前記複数台のインバータからランダムに選択
されることを特徴とする。
は、前記複数台のインバータのうち運転時間の少ないも
のから順に選択されることを特徴とする。
は、前記複数台のインバータのうち出力電力量の少ない
ものから順に選択されることを特徴とする。
障を判別する故障判別手段を備え、前記決定された台数
のインバータは、前記複数台のインバータから前記故障
判別手段の信号に基づき選択されることを特徴とし、さ
らには前記故障判別手段からの出力を報知する報知部を
備えたことを特徴とする。
1の実施形態に係る電源装置について、図1に示したブ
ロック図を参照して説明する。尚、ここでは2kWの電
源システムについて説明する。
陽電池モジュールからなる直流電源1と、該直流電源1
に並列接続された各々定格出力500W対応の4台のイ
ンバータI1〜I4と、各インバータを制御するための
制御部2とから構成されている。また、各インバータI
1〜I4の各々に対応して切換スイッチS1〜S4が設
けられ、制御部2により選択されたインバータに対応す
る切換スイッチのみがONにされ、インバータが運転さ
れる。そして、インバータから出力される交流出力が負
荷3に供給される。尚、図示しないが商用の電力系統と
系統連系させるようにしても良い。また、4は直流電源
1からの直流出力を測定するための測定手段であり、該
測定手段4の信号は制御部2に送られる。
運転するインバータの台数を決定するための演算部5
と、演算部5で決定された台数のインバータを上記4台
のインバータI1〜I4から選択するための選択部6を
備えている。この選択部6は内部に乱数発生部7を有し
ており、決定された台数のインバータを乱数発生部7か
らの出力に基づき複数台のインバータのうちからランダ
ムに選択する。そして、制御部2は選択部6により選択
されたインバータに対応する切換スイッチに制御信号を
送り、この切換スイッチをONにして対応するインバー
タを運転する。
制御方法について図2に示すフローチャートを参照して
説明する。
を、例えば数msec〜数十msecのサンプリング周
波数でサンプリングする(#1)。
求め、この微分係数が増加方向にあるかどうかを判別す
る(#2)。ここで、微分係数を使用することで、雲に
よる一瞬のかげりや突風等瞬間的な天候の変化に伴う瞬
間的な出力電力の変化の影響を抑制できる。
合(#2でYESの場合)、運転するインバータを増加
させる必要があるかどうかを判別する(#3)。この判
別は、具体的には上記微分係数から次のサンプリング時
における直流電力を予測し、この予測値が現在運転して
いるインバータで対応可能な直流電力を越えた場合に、
増加させる必要があると判別される。
しているインバータの台数が2台の場合、上記の微分係
数から予測される次回のサンプリング時の出力電力が1
050Wと予測される場合には、500W対応のインバ
ータ2台では対応できないので1台増加させる必要あり
と判別される。また、次回のサンプリング時の出力電力
が980Wと予測される場合には、2台のインバータで
対応可能であるので増加させる必要なしと判別される。
必要がある場合(#3でYESの場合)、現在運転して
いないインバータのリストから、新たに運転するインバ
ータを乱数により選択する(#4)。
ップ(#1)から同じルーチンが繰り返される。尚、運
転させるインバータを増加させる必要がない場合(#3
でNOの場合)にも#1のステップに戻り、ルーチンが
繰り返される。
係数が増加方向にない場合(#2でNOの場合)、運転
するインバータを減少させる必要があるかどうかを判別
する(#5)。この判別についても前述した#3のステ
ップと同様に、上記微分係数から次のサンプリング時に
おける直流電力を予測し、この予測値が現在よりも少な
い台数のインバータで運転可能である場合に、減少させ
る必要があると判別される。
転しているインバータの台数が3台の場合、上記の微分
係数から予測される次回のサンプリング時の出力電力が
980Wと予測される場合には、500W対応のインバ
ータ2台でも対応可能であるので1台減少させる必要あ
りと判別される。また、次回のサンプリング時の出力電
力が1020Wと予測される場合には3台のインバータ
が必要であるので減少させる必要なしと判別される。
必要がある場合(#5でYESの場合)には、現在運転
しているインバータのリストから、停止させるべきイン
バータを乱数により選択する(#6)。
ップ(#1)から同じルーチンが繰り返される。尚、運
転させるインバータを減少させる必要がない場合(#5
でNOの場合)にも#1のステップに戻り、ルーチンが
繰り返される。
複数台のインバータのうち増加或いは停止するインバー
タを乱数に基づきランダムに選択することにより、演算
部5で決定された台数のインバータを複数台のインバー
タからランダムに選択している。従って、特定のインバ
ータの運転時間が長時間に及ぶことを防止できるので、
電源システムの寿命を延ばすことが可能となる。
の直流出力を測定し、これに基づき運転するインバータ
の台数を決定するようにしたが、上記直流出力の代わり
にインバータI1〜I4からの交流出力を測定し、これ
に基づき運転するインバータの台数を決定するようにし
ても良い。
は数台のインバータが故障した場合に、これを予めシス
テムから解列することが好ましい。このためには、前記
複数のインバータ夫々の故障を判別する故障判別手段を
設け、この故障判別手段からの信号に基づき、故障して
いるインバータを除いて他のインバータからランダム
に、決定された台数のインバータを選択することが望ま
しい。
号を、音或いは表示部への表示等の手段により報知する
手段を設けると、さらに好ましい。 (第2の実施の形態)本発明の第2の実施形態に係る電
源装置について、図3に示したブロック図を参照して説
明する。尚、同図において図1と同様の機能を呈する部
分には同一の符号を付している。
なる点は、制御部2が複数台のインバータI1〜I4夫
々の運転時間を記憶する記憶部8を備えており、選択部
6ではこの記憶部8に記憶された情報に基づき、演算部
5で決定された台数のインバータを運転時間の短いイン
バータから順に選択する点である。
の制御方法について図4に示すフローチャートを参照し
て説明する。
を、例えば数msec〜数十msecのサンプリング周
波数でサンプリングする(#11)。
求め、この微分係数が増加方向にあるかどうかを判別す
る(#12)。斯様に微分係数を使用することで、雲に
よる一瞬のかげりや突風等瞬間的な天候の変化に伴う瞬
間的な出力電力の変化の影響を抑制できる。
合(#12でYESの場合)、運転するインバータを増
加させる必要があるかどうかを判別する(#13)。こ
の判別は、前述の第1実施形態と同様上記微分係数から
次のサンプリング時における直流電力を予測し、この予
測値が現在運転しているインバータで対応可能な直流電
力を越えた場合に、増加させる必要があると判別され
る。
必要がある場合(#13でYESの場合)、現在運転し
ていないインバータの中から運転時間の短い順に、新た
に運転するインバータを選択する(#14)。
ップ(#11)から同じルーチンが繰り返される。尚、
運転させるインバータを増加させる必要がない場合(#
13でNOの場合)にも#11のステップに戻り、ルー
チンが繰り返される。
値の微分係数が増加方向にない場合(#12でNOの場
合)、運転するインバータを減少させる必要があるかど
うかを判別する(#15)。この判別についても第1実
施形態と同様に、上記微分係数から次のサンプリング時
における直流電力を予測し、この予測値が現在よりも少
ない台数のインバータで運転可能である場合に、減少さ
せる必要があると判別される。
必要がある場合(#15でYESの場合)には、現在運
転しているインバータのリストから、運転時間の長いも
のから順に停止させるべきインバータを選択する(#1
6)。
ップ(#11)から同じルーチンが繰り返される。尚、
運転させるインバータを減少させる必要がない場合(#
15でNOの場合)にも#11のステップに戻り、ルーチ
ンが繰り返される。
は、複数台のインバータのうち運転するインバータを運
転時間の短いものから順に選択し、停止するインバータ
を運転時間の長いものから順に選択している。斯かる如
く選択することにより、演算部5にて決定された台数の
インバータは、複数台のインバータのうち運転時間の短
いものから順に選択されることとなる。従って、各イン
バータの運転時間を略同程度とすることができるため、
電源システムの寿命を延ばすことが可能となる。
の直流出力を測定し、これに基づき運転するインバータ
の台数を決定するようにしたが、上記直流出力の代わり
にインバータI1〜I4からの交流出力を測定し、これ
に基づき運転するインバータの台数を決定するようにし
ても良い。
憶された各インバータの運転時間の情報を基にして決定
された台数のインバータを選択するようにしたが、運転
時間の代わりに各インバータの出力電力量を記憶部8に
記憶し、そして出力電力量の少ないものから順に決定さ
れた台数のインバータを選択するようにしても良い。こ
のようにしても、同様の効果を奏することができる。
は数台のインバータが故障した場合に、これを予めシス
テムから解列することが好ましい。このためには、前記
複数のインバータ夫々の故障を判別する故障判別手段を
設け、この故障判別手段からの信号に基づき、故障して
いるインバータを除いて他のインバータからランダムに
運転するインバータを選択することが望ましい。
を、音或いは表示部への表示等の手段により報知する手
段を設けると、さらに好ましい。
いては太陽電池を用いた電源システムについて説明した
が、これに限らず燃料電池等、風力発電等他の直流電源
を用いた電源システムについても本発明を適用すること
ができる。
Wのシステムに限らず、1kW,3kW等他の出力のシ
ステムについても適用できることは言うまでもない。
何なる形態の直交変換器に対しても適用することができ
る。
ータの運転方法によれば、複数のインバータのうち特定
のインバータに偏ることなく全てのインバータを略同程
度の頻度で運転できるので、特定のインバータの寿命が
早期につきることを抑制でき、従ってシステム全体の寿
命を長くすることができる。
ば、複数のインバータの夫々を略同程度の頻度で運転可
能なので、寿命の長い電源システムを提供することが可
能となる。
のブロック図である。
ンを示すフローチャートである。
のブロック図である。
ンを示すフローチャートである。
ある。
定手段、5…演算部、6…選択部、7…乱数発生部、8
…記憶部、I1〜I4…インバータ S1〜S4…切換スイッチ
Claims (8)
- 【請求項1】 直流電源に複数台のインバータが並列接
続された電源システムにおいて、前記直流電源からの直
流出力又は前記複数台のインバータからの交流出力に基
づき決定された台数のインバータを運転するインバータ
の運転方法であって、 前記決定された台数のインバータを、前記複数台のイン
バータからランダムに選択して運転することを特徴とす
るインバータの運転方法。 - 【請求項2】 直流電源に複数台のインバータが並列接
続された電源システムにおいて、前記直流電源からの直
流出力又は前記複数台のインバータからの交流出力に基
づき決定された台数のインバータを運転するインバータ
の運転方法であって、 前記決定された台数のインバータを、前記複数台のイン
バータのうち運転時間の少ないものから順に選択して運
転することを特徴とするインバータの運転方法。 - 【請求項3】 直流電源に複数台のインバータが並列接
続された電源システムにおいて、前記直流電源からの直
流出力又は前記複数台のインバータからの交流出力に基
づき決定された台数のインバータを運転するインバータ
の運転方法であって、 前記決定された台数のインバータを、前記複数台のイン
バータのうち出力電力量の少ないものから順に選択して
運転することを特徴とするインバータの運転方法。 - 【請求項4】 直流電源と、該直流電源に並列接続され
た複数台のインバータと、を備え、前記複数台のインバ
ータのうち、前記直流電源からの直流出力又は前記複数
台のインバータからの交流出力に基づき決定された台数
のインバータが運転される電源システムであって、 前記決定された台数のインバータは、前記複数台のイン
バータからランダムに選択されることを特徴とする電源
システム。 - 【請求項5】 直流電源と、該直流電源に並列接続され
た複数台のインバータと、を備え、前記複数台のインバ
ータのうち、前記直流電源からの直流出力又は前記複数
台のインバータからの交流出力に基づき決定された台数
のインバータが運転される電源システムであって、 前記決定された台数のインバータは、前記複数台のイン
バータのうち運転時間の少ないものから順に選択される
ことを特徴とする電源システム。 - 【請求項6】 直流電源と、該直流電源に並列接続され
た複数台のインバータと、を備え、前記複数台のインバ
ータのうち、前記直流電源からの直流出力又は前記複数
台のインバータからの交流出力に基づき決定された台数
のインバータが運転される電源システムであって、 前記決定された台数のインバータは、前記複数台のイン
バータのうち出力電力量の少ないものから順に選択され
ることを特徴とする電源システム。 - 【請求項7】 前記複数台のインバータ夫々の故障を判
別する故障判別手段を備え、前記決定された台数のイン
バータは、前記複数台のインバータから前記故障判別手
段の信号に基づき選択されることを特徴とする請求項4
乃至6のいずれかに記載の電源システム。 - 【請求項8】 前記故障判別手段からの出力を報知する
報知部を備えたことを特徴とする請求項7記載の電源シ
ステム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14146598A JP3545203B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | インバータの運転方法及び電源システム |
US09/313,969 US6175512B1 (en) | 1998-05-22 | 1999-05-19 | Device for operating inverter and power system |
EP99109949.0A EP0959552B1 (en) | 1998-05-22 | 1999-05-20 | Device for operating inverters and power supply system |
US09/691,136 US6252785B1 (en) | 1998-05-22 | 2000-10-19 | Device for operating inverter and power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14146598A JP3545203B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | インバータの運転方法及び電源システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11341816A true JPH11341816A (ja) | 1999-12-10 |
JP3545203B2 JP3545203B2 (ja) | 2004-07-21 |
Family
ID=15292525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14146598A Expired - Fee Related JP3545203B2 (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | インバータの運転方法及び電源システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6175512B1 (ja) |
EP (1) | EP0959552B1 (ja) |
JP (1) | JP3545203B2 (ja) |
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