JPS59209029A - １次電池を用いた給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電池出力を交流に変換して、電力系統に給
電する給電装置に関するもので、特に電力変換器として
自励インバータを用いた給電装置に関するものである。

太陽電池や燃料電池の出力を交流に変換する電力変換器
として、自励式インバータと他励式インバータがあるが
、前者は独立電源として運転可能なこと、無効電力の問
題がないなどの利点がある。

処で太陽電池や燃料電池の出力電圧は、出力電流によっ
て大巾に変化する。第１図にその特性例を示すごとく太
陽電池の場合は特に顕著である。

この為、従来の自励式ではよく知られたパルス［ＩＪ変
調（ＰＷＭ）インバータを用い、直流入力電圧と交流出
力電圧の比を調整し、所望の出力電圧値を得ていた。第
２図はＰＷＭインバータの出力波形の１例を示したもの
で、（１）は出力波形、（２）は正弦波の変調波である
。インパークの出力波形（１）は個々のパルス中が正弦
波で変調されたくし状波で、その波高値は直流入力電圧
に相当する、よって、全体のパルス中を変えることによ
り、余り高調波含有率を増加させることなく、入力電圧
と出力電圧の比を任意に調整することが出来る。

しかし、ＰＷＭインバータは、出力の１サイクル中に多
数回のスイッチングが必要で、効率が低下する欠点があ
った。

この発明は、電力系統に給電する場合、インバータ起動
時は’ＰＷＭ制御を行ない、出力電圧を除々例増加させ
、電力系統の電圧に一致させる様に調整するが、系統並
人後は、ＰＷＭ制後を停止し、インバータ出力電圧の系
統電圧に対する位相のみ制御することＫより、上記、従
来の欠点を除去しようとするものである。

他の目的は、インバータの出力にトランスを設ける場合
、インバータの起動時、出力電圧を除々に増加させるこ
とにより、トランスの突入電流を防止するものである。

以下この発明を実施例を用いて説明する。第３図はこの
発明の実施例を示す構成図である。図に於て（１１）は
太陽電池（１次電池）　（１２）は自励インパーク、（
１３）はトランス、（１４）はシャ断器、（１５）は電
力系統、（１６）はインバータ及びシステムの制御装置
を示す。制御装置（１６）は、無効電力基準（２１）、
無効電力検出器（２２）、無効電力制御回路（２３）、
位相差検出器（２４）、位相制御回路（２５）、ＰＷＭ
回路（２６）インバータゲート回路（２７）、ＰＷＭ通
流率指令回路（２８）同期検定回路（２９）よシ成る。

第４図は、第３図の実施例の説明図で、図中、陽 （３１）はＰＷＭ通流率指令パターン、（３２）は、太
蕩電池（１１）の出力（インバータ（１２）の直流入力
）電圧、（３３）はインパーク（１２）の出力電圧１．
３４）は系統電圧、（３５）は系統への供給電力でらる
。以下〈第３図、第４図を用いて動作を説明する。

最初、シャ断器（１４）が開放され、インパーク（１２
）が停止しているとする。この時太陽電池出力電圧は、
無負荷の為、第１図に示す最大値を示している。今、時
刻ｔｏに於てインバータを起動すると、位相差検出回路
（２４）が、インパークの出力電圧と系統電圧の位相差
を検出し、位相制御回路（２５）　ｒ／′ｉ、上記位相
差が零となる様にインバータのゲート駆動位相を制御す
る。一方、ＰＷＭ通流率指令回路（２８）は、第４図（
３１）に示すごとく当初零より除々に通流率を増加させ
る。ＰＷＭ回路（２６）は、この信号を受けて、パルス
中を増加させ、この変調パルスを基にゲート回路（２７
）を介してインバータ（１２）を駆動する。この結果、
第４図に示すごとく、インバータ入力電圧（３２）は一
定であるが、インバータ・出力電圧（３３）け除々に増
加する。この様にして時刻ｔ】に於て電力系統（１５）
とインバータ（１２）の出力の電圧値及び位相が一致す
れば同期検定回路（２９）が作動し、ＰＷＭ通流率指令
の増加を停止、保持せしめると共に、シャ断器（１４）
を投入し、インバータ出力を電系統（１５）に並入する
。

さらに、これ棟で凍結していた無効電力制御回路（２３
）を解除する。この結果、無効電力検出回路（２２）で
検出された並入点の無効電力が、無効電力指令回路（２
１）により与えられた値に等しくなる様に制御される。

今、同指令として零を与えていれば、シャ断器（１４）
投入による系統並入当初無効電力は電力は零である為、
何ら変化は起らない。所定時間後、時刻ｔ１に放て再び
ＰＷＭ通流率指令を増加させると、インノく一タ出力電
圧は増加しようとするが、これに伴ない無効電力も増加
しようとし、無効電力制御回路（２３）の働きにより、
イン／＜−夕の位相制御回路に進み指令を与えることと
なり、インノく一タ（１２）からの系統への供給電力は
増加する。この結果、太陽電池（１１）の電流が増加し
電圧は第４図（３２）に示すごとく低下する。そしてＰ
ＷＭの通流率の増加にかかわらず、イン／＜−り出力電
圧はほぼ一定（無効電力＝Ｏ’）に保たれる。

この様にして系統並入後、ＰＷＭの通流率指令を増大さ
せ、最終的には最大導通率に達した時刻ｔ２に於て、Ｐ
ＷＭを停止させる。なおＰＷＭ回路（２６）として三角
波と正弦波や方形波を比較する方式に於ては通流率指令
を限界値以上、に増加させれば、結果的にＰＷＭを停止
する。ＰＷＭ停止後はインバータの入力電圧と出力電圧
の比は一定になり、インバータの出力電圧（太陽電池出
力直流電圧）は、太陽電池の特性に基づき系統に対する
インバータの出力位相により、系統への供給電力を調整
することによって制御される。

なお、第３図の実施例に於ては無効電カ一定制御を行な
っているが、無効電力の代りに、出力電圧（入力直流電
圧）一定制御でも、同様に行なうことが出来る。

以上の様に、この発明では、インバータ起動時にはＰＷ
Ｍ制御を行ない、系統並人後はＰＷＭ制御を停止し、又
上記説明は１次電池として太陽電池を用いた実施例につ
いてであるが、燃料電池の場合、多少特性上の差異はあ
っても同様に本発明が適用出来る。

インバータの位相のみＫより出力を制御するため、ＰＷ
Ｍ制御に伴なうスイッチング損失の増加を防ぎ、効率の
向上を図ることが出来る。

又、インパーク起動時にはＰＷＭ制御により、除々に出
力電圧を増加させるため、出カドランスの突入電流を防
止し、その分だけインパークの瞬時過電流態量を抑制す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、太陽電池の特性例を示す説明図、第２図はＰ
ＷＭインバータの波形例を示す説明図、第３図はこの発
ｌ＝！Ｉ］の一実施例を示す構成図、第４図は、第３図
の動作の説明図である。 図に於て（１１）は太陽電池（１次電池）、（１２）は
自励インパーク、（１３）はトランス、（１４）はシャ
断器、（１５）は電力系統、（１６）は制御装置、（２
４）　１ｌ−１：位相差検出回路、（２５）は位相制御
回路、（２６）はｐｗＭ回路、（２８）はＰＷＭ通流率
指令回路、（２９ンは同期検定回路、（３１）はＰＷＭ
通流率指令パターンである。 代　理　人　　大　　岩　　　増　　雄第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池又は燃料電池の出力をインバータを介し
   て他の電力系統に給電するものに於て、上記インパーク
   は、直流入力電圧と交流出力電圧の比を変える手段を備
   え、インバータ起動時、上記手段により出力電圧を制御
   すると共に、電力系統並人後は、上記手段を殺すことを
   特徴とする１次電池を用いた給電装置。
2. （２）電圧比を変える手段さしてパルス中変調を用い上
   記パルス中変調の通流比指令を零からランプ状に増加さ
   せると共に、出力電圧と系統電圧の一致を検出し、上記
   指令パターンの増加を停止させ、系統並人後は、再び指
   令パターンを増加させ、最終的にはパルス［１〕変調を
   停止させることを特徴とする特、￥′ｆ請求の範囲第１
   項記載の１次電池を用いた給電装置。