JPS5932324A - 給電システム - 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、太陽電池で得られた直流電力を所定の電圧
及び周波数の交流電力に変換し、商用交流系統に電力を
供給するシステムで、特に上記電力変換に自動式電圧型
インバータを用いた給電システムに関するものである。

従来この捕のシステムとして、独立電源時（系統へのＪ
Ｐ　ＰＫＮ時）にも運転可能ならしめるべく電力変換器
に自励式電圧型インバータを用いることがあった。第１
図にその実施例を示す。

図に於て（１）は太１ｉ１ｉｓＷ池、（２）は直流を所
定の電１圧及び周波数の交流に変換する電力変換器で、
直流を交流に変換する自励式螺圧型インバータＱ１）及
び同インバータの入力電圧を調整するチョッパに）より
成る。

なお、インバータ９０は１を圧型インバータの特徴とし
てＧＴＯ等の半導体スイッチとダイオードの逆並列接続
有する。

この電力変換器により得られた交流出力は、出力変圧Ｈ
（３）を介して、商用系統（４）に接続される。

又（６）は、電圧制御ユニット、・１（６）は電圧指令
、（７）は電力制御ユニット、（８）は電力指令、（９
）、（１０はそれぞれ電圧及び電流検出手段である。

第１図の実施例では、太陽電池（１）で発生した直流電
力をチョッパに）で所定の電圧レベルに変換する。そし
てこの電圧を自励電圧型インバータ出力によって所定周
波数の交流に変換し、商用系統（４）に電力を供給する
ものである。この様に商用系統に接続する場合、商用系
統の電圧に対し、電力変換器の出力電圧の振巾及び周波
数（位相）を整合させ、系統へ悪影響を与えない様にし
なければならない。今、電力変換器に自励（電圧型）イ
ンバータを用いると他動インバータの場合と異なり、出
力解圧の振巾や周波数は接続される系統によって定まら
ず、自由に変化し得る。そして、等価的に出力変圧器（
３）のもれインピーダンスを介し、２つの電圧源が存在
することになる。この場合、系統（４）に供給される有
効電力は、インバータ出力電圧の商用系統電圧に対する
位相進み角にはゾ比例し、一方、無効電力は、上記解圧
（の振巾）差にはゾ比例することは良く知られている。

この為、電圧制御ユニット（５）により上記チョッパ（
財）の導通比を調整し、インバータ出力電圧を制御して
、系統への供給無効電力を制御すると共に、電力制御ユ
ニット（８）により、インバータ（ハ）の点弧位相を調
整し、系統へ供給する有効電力を制御する処で、太陽電
池の出力は、日射量によって大ｌ］に変動するため、従
来の第１図に示す構成のごとく系統への供給電力を制御
する場合、日射量に応じて指令値を変えるか、直流側に
蓄電池を接続し太陽電池の出力変動を吸収するなどの手
段を講じなければ、電力バランスがくずれ広範囲に安定
に運転することは困難であった。

又、電力変換器（２）としてチョッパ（財）、インバー
タＱＯの２つの変換器を用いる為、効率の低下や、設備
コストが高くなる欠点があった。なお、電力変換器に電
圧及び位相の制御機能を合せ持つＰＷＭインバータを用
いることも出来るが、やはり効率の低下や、設備コスト
の増加がさけ得なかった。

この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので出力電圧副幹手段を有さない自励電圧型インバー
タのみの電力変換装置を用いた、簡単な構成にて、高効
率で広範囲に安定運転を行なうことが出来る、太＋ｍ　
ｔｔ池利用給電システムを提供するものである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図に於て、電力変換器（２）は、電圧調整手段を持たな
い自励電圧型インバータＱ◇のみで構成され、太陽電池
（１）で発電された直流電力をそのまま、交流電圧に変
換し、商用系統（４）に供給する。

（５）は電圧制御、ユニット、（６）は電圧指令、（９
）は電圧検出手段である。

第８図は第２図の動作を説明するための太陽電池のＶ−
Ｉ特性図である。以下、第２図、第８図を用いて、この
発明の詳細な説明する。

第２図の実施例では、電力変換器に電圧調整手段がない
為、太陽電池の動作電圧（直流電圧）とインバータ出力
電圧の関係はｌ義的に定まることになる。今、直流電圧
（太陽電池電圧）を■１とすれば、インバータ出力ＰＩ
と点弧位相進み角δの関係はＰｌ−ｋＶＤＳｉｎδ（但
しｋは定数）で与えられる。ここで、インバータの損失
を無視すれば、インバータの入力電流１．は、 Ｉ　１　”’　Ｐ　Ｌ／’ＶＤ　＝　ｋ　Ｓｊｎδで与
えられる。

太陽電池の出力電流は、インバータ入力電流と等しい点
で作動する（実際には電圧型インバータは通常、入力イ
ンピーダンスを下げ、電圧を確立させる目的で、直流コ
ンデンサが設けられている為、その分だけ応答遅れが生
じる）為、δを調整すれば、インバータ出力電圧を変え
ることが出来る。

即ち、第２図の実施例では、直流電圧（インバータ出力
電圧に等価）を電圧検出手段（９）で検出し、電圧制御
ユニット（５）に於て基準電圧と比較、偏差を増１１シ
、自励インバータＩＩ）の点弧位相制御信号とするもの
で、自動インバータに於ては、上記制御償弓により商用
系統（４）に対する位相進み角δを制御することにより
、電圧指令（６）に応じた出力電圧を得る′ことが出来
る。この結果、受光量により太１ｉ［池出力が大１７Ｊ
に変動しても、インバータ出力は自動的にこれに追従し
、常に安定した一定のインバータ出力電圧が得られる。

この結果、系統（４）への供給無効電力の変動も少なく
、系統への影響も比較的少ない。

通常太陽電池システムの容量は系統容竜に比べ小さい為
、有効電力変動の影響は少ないが、無効電力変動の影響
は、システム設置点近傍に於て比較的大である。

なお、第２図の実施例で直流電圧を検出する代りにイン
バータ出力電圧（変圧器（３）のインバータ側）を検出
しても良いことは明白である。又、変圧器（３）の代り
にリアクトルを設けてもよい。

第４図は、この発明の他の実施例を示す構成図で、第２
図の実施例における電圧指令（６）の代りに、商用系統
（４）の電圧を用いたもので、この場合、系統電圧が変
動し°Ｃもインバータ出力電圧はこれに追従するため、
インバータが供給する無効電力は殆んど変化せず、イン
バータの無効電力供給能力が少なくてすむ。

第６図は、さらに他の実施例で、電圧制御ユニット（５
）の代りに無効電力制御ユニットαυを用い、系統へ供
給する無効電力を一定（例えば富）に制御するものであ
る。

以上の様に、この発明によれば、チョッパー・インバー
タやＰＷＭ−ｒンバータ等のごとく電圧調整手段を持っ
たｆｆ（力変換器を用いることなく、単純な通常の自助
式電圧型・インバータを用い、同インバータの点弧位相
を制御して系統への供給無効電力を常には７１→ｒに保
つことにより、簡単な構成にて、効率も高く、安定な運
転を可能ならしめると共に系統への影警も比較的少なく
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給電システムを示す構成図、第２図はこ
の発明の一実施例による構成図、第８図は、動作説明図
、第４図及び第６図はそれぞれこの発明の他の実力１１
例を示す構成図である。 図に（１）は太１ｉ［池、シ０は自動式電圧型インバー
タ、（３）は変圧器、（４）は商用交流系統、（５）は
電圧制御ユニット、（ｏ）　１．ｔ　ＩＦＦ圧ＪＨ令、
（１１）は電圧検出手段、（１１は電流検出手段、０◇
は無効電力制御ユニットである。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す３代理
人　葛野償− 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 作→炬昇←”

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）太＠Ｉｔ池の出力を自動インバータ及びインピー
   ダンスを介して交流系統に接続するものに於て、上記イ
   ンバの出力電圧の振巾が指令値に等しくなる様に、出力
   電圧の位相を制御する事を特徴とする給電システム。
2. （２）指令値として、交流系統電圧の振巾値を用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の給電システ
   ム。
3. （３）太１１１＆［池の出力を自励式インバータ及びイ
   ンピーダンスを介して交流系統に接続するものに於て、
   上記系統への供給無効電力が一定になる様、上記インバ
   ータの出力電圧位相を制御する事を特徴とする給電シス
   テム。