JPS5944935A - 発電装置の出力制御方法 - Google Patents
発電装置の出力制御方法Info
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- JPS5944935A JPS5944935A JP57154211A JP15421182A JPS5944935A JP S5944935 A JPS5944935 A JP S5944935A JP 57154211 A JP57154211 A JP 57154211A JP 15421182 A JP15421182 A JP 15421182A JP S5944935 A JPS5944935 A JP S5944935A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流エネルギ源とこれの直流出力を交流に変換
するインバータからなり、交流系統と連系して負荷に電
力を供給する発電装置の出力を制御するための方法に関
する。
するインバータからなり、交流系統と連系して負荷に電
力を供給する発電装置の出力を制御するための方法に関
する。
この種の発電装置において直流エネルギ源としては、太
陽電池、燃料電池、風力や波力による交流発電機と整流
器との組合せなどが考えられており、現在のところ研究
開発の段階にある。このような発電装置を系統と連系し
て運転する場合、発電装置が生ぜしめる高調波によって
系統や、これに接続されている負荷に障害がもたらされ
ることがないように配慮すべきである。このために、従
来ではインバータの出力電圧波形のパルス幅変調制御も
しくは複数のインバータの多重化により高調波の低減を
図り、さらには正弦化フィルタにより残留高調波を十分
に吸収することが提案されている。このように従来にお
いてはもっぱら発電装置自身が発生する高調波の低減を
図るという方向で障害回避策が検討されている。
陽電池、燃料電池、風力や波力による交流発電機と整流
器との組合せなどが考えられており、現在のところ研究
開発の段階にある。このような発電装置を系統と連系し
て運転する場合、発電装置が生ぜしめる高調波によって
系統や、これに接続されている負荷に障害がもたらされ
ることがないように配慮すべきである。このために、従
来ではインバータの出力電圧波形のパルス幅変調制御も
しくは複数のインバータの多重化により高調波の低減を
図り、さらには正弦化フィルタにより残留高調波を十分
に吸収することが提案されている。このように従来にお
いてはもっぱら発電装置自身が発生する高調波の低減を
図るという方向で障害回避策が検討されている。
本発明は、自家用負荷には高調波発生源無効電力発生源
となるものが種々存在することに着目し、上述の従来の
考え方を越えて、むしろ発電装置に然るべき高調波を積
極的に発生させて、負荷が発生する高調波との相殺を図
って系統の負担を軽減することにある。
となるものが種々存在することに着目し、上述の従来の
考え方を越えて、むしろ発電装置に然るべき高調波を積
極的に発生させて、負荷が発生する高調波との相殺を図
って系統の負担を軽減することにある。
この目的は、本発明によれば、発電装置の瞬時出力電流
を瞬時負荷電流の検出値によって指令制御することによ
って達成される。
を瞬時負荷電流の検出値によって指令制御することによ
って達成される。
これによれば、発電装置の運転中は系統は投入状態にあ
りながら電流を流さないので、何らの障害も受けること
なく待機することができる。
りながら電流を流さないので、何らの障害も受けること
なく待機することができる。
さらに、本発明は発電装置の規模やその都度の直流エネ
ルギ源の情況や負荷の消費電力に応じて、発電装置と系
統との間で電力融通を図る場合に対しても展開すること
ができる。この場合には、系統電圧に同期した正弦波状
の信号を瞬時負荷電流の検出値に加算することによって
発電装置の瞬時出力電流の指令値が形成される。その正
弦波状の信号と系統電圧との位相角により所望の力率の
正弦波状の系統電流を流すことができる。とくに、その
信号を系統電圧と同相として、正負の係数を与えるよう
にすれば、力率１で系統のパワーの流れを切換えること
ができる。
ルギ源の情況や負荷の消費電力に応じて、発電装置と系
統との間で電力融通を図る場合に対しても展開すること
ができる。この場合には、系統電圧に同期した正弦波状
の信号を瞬時負荷電流の検出値に加算することによって
発電装置の瞬時出力電流の指令値が形成される。その正
弦波状の信号と系統電圧との位相角により所望の力率の
正弦波状の系統電流を流すことができる。とくに、その
信号を系統電圧と同相として、正負の係数を与えるよう
にすれば、力率１で系統のパワーの流れを切換えること
ができる。
上記係数が零の場合には系統電流がほとんど零に保たれ
て発電装置が負荷電流を負担する。上記係数が負ならば
、系統は負荷電流のうち基本波有効分の一部のみを負担
し、残りの成分はすべて発電装置が負担する。逆に上記
係数が正ならば、発電装置は負荷電流のすべてを負担し
、余剰のエネルギを系統に送り込み、この場合の系統電
流は正弦波状の力率１に相当する電流となる。
て発電装置が負荷電流を負担する。上記係数が負ならば
、系統は負荷電流のうち基本波有効分の一部のみを負担
し、残りの成分はすべて発電装置が負担する。逆に上記
係数が正ならば、発電装置は負荷電流のすべてを負担し
、余剰のエネルギを系統に送り込み、この場合の系統電
流は正弦波状の力率１に相当する電流となる。
系統への電力送り込みを行なわない場合には、上記係数
は零を含む負の領域でのみ変化させるようにすればよい
。
は零を含む負の領域でのみ変化させるようにすればよい
。
係数の大きさは、系統が分担する電力、もしくは系統へ
逆送される電力の大きさを決定する。
逆送される電力の大きさを決定する。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は直流エネルギ源として太陽電池と蓄電池とを組
み合せたものを使用した場合の実施例を原理的に示して
いる。
み合せたものを使用した場合の実施例を原理的に示して
いる。
保護ダイオードを直列に接続されている太陽電池１に蓄
電池２が並列接続されて直流エネルギ源が構成されてい
る。この直流エネルギ源に自励インバータ３が接続され
ている。この自励インバータ３はダイオードを逆並列に
接続されているトランジスタのブリッジ結線にて構成さ
れており、直流入力端子間に電圧平滑コンデンサを備え
ている。
電池２が並列接続されて直流エネルギ源が構成されてい
る。この直流エネルギ源に自励インバータ３が接続され
ている。この自励インバータ３はダイオードを逆並列に
接続されているトランジスタのブリッジ結線にて構成さ
れており、直流入力端子間に電圧平滑コンデンサを備え
ている。
自励インバータ３は付属の交流リアクトル４として示さ
れている交流フィルタを介して、自家用負荷５のための
系統６の受電点に接続される。なお、必要に応じて挿入
される変圧器、開閉器は図示を省略してある。
れている交流フィルタを介して、自家用負荷５のための
系統６の受電点に接続される。なお、必要に応じて挿入
される変圧器、開閉器は図示を省略してある。
インバータ３に付属するスイッチング制御回路１１は、
ここではインバータ出力電流の各極性に属するトランジ
スタ対を入力部のコンパレータ要素１２の出力状態に応
じて切換制御する要素として略示されている。コンパレ
ータ要素１２は発電装置の瞬時出力電流の指令値ｉ＿Ｇ
＾＊と検出値ｉ＿Ｇとの偏差に対して所定のヒステリシ
ス幅を持って２位置動作出力を発するコンパレータとし
て示されている。
ここではインバータ出力電流の各極性に属するトランジ
スタ対を入力部のコンパレータ要素１２の出力状態に応
じて切換制御する要素として略示されている。コンパレ
ータ要素１２は発電装置の瞬時出力電流の指令値ｉ＿Ｇ
＾＊と検出値ｉ＿Ｇとの偏差に対して所定のヒステリシ
ス幅を持って２位置動作出力を発するコンパレータとし
て示されている。
発電装置の瞬時出力電流の検出値ｉ＿Ｇは電流変成器７
よりもたらされる。また、指令値ｉ＿Ｇはこの変成器７
よりもたらされる瞬時負荷電流の検出値ｉ＿Ｌによって
与えられる（ｉ＿Ｇ＝ｉ＿Ｌ）。
よりもたらされる。また、指令値ｉ＿Ｇはこの変成器７
よりもたらされる瞬時負荷電流の検出値ｉ＿Ｌによって
与えられる（ｉ＿Ｇ＝ｉ＿Ｌ）。
したがって、コンパレータ要素１２のヒステリシス幅を
Δとすれば、結局 なる制御が行なわれる。したがって、系統には小さな振
幅Δのリップル分相当の電流が流れるだけであり、系統
が受ける影響は無視し得る。
Δとすれば、結局 なる制御が行なわれる。したがって、系統には小さな振
幅Δのリップル分相当の電流が流れるだけであり、系統
が受ける影響は無視し得る。
例えば第４図（ａ）に示すような負荷電流が流れている
ときに、従来のように同図（ｂ）に示す如き正弦波形の
インバータ電流を流せば、系統には同図（ｃ）に示す如
き波形の電流が流れる。これに対して、第１図の実施例
のように負荷電流に等しい（ｄ）に示す如きインバータ
電流を流せば、（ｅ）に示すように系統電流は零となる
。
ときに、従来のように同図（ｂ）に示す如き正弦波形の
インバータ電流を流せば、系統には同図（ｃ）に示す如
き波形の電流が流れる。これに対して、第１図の実施例
のように負荷電流に等しい（ｄ）に示す如きインバータ
電流を流せば、（ｅ）に示すように系統電流は零となる
。
第２図は本発明の発展形態にしたがった実施例を示し、
第１図の実施例と相違する点は瞬時負荷電流検出値ｉ＿
Ｌに系統電圧に同期した正弦波形の信号ｋ・ｅが重畳さ
れて発電装置の瞬時出力電流の指令値ｉ＿Ｇとして与え
られている点である。つまり、ｉ＿Ｇ＝ｉ＿Ｌ＋ｋ・ｅ
が与えられ、実際の出力電流ｉ＿Ｇはなる関係に調節さ
れる。したがって、系統電流ｉ＿Ｓは ｉ＿Ｓ＝ｉ＿Ｇ−ｉ＿Ｌ≒ｋ・ｅ となって、高調波を含まない正弦波電流となる。
第１図の実施例と相違する点は瞬時負荷電流検出値ｉ＿
Ｌに系統電圧に同期した正弦波形の信号ｋ・ｅが重畳さ
れて発電装置の瞬時出力電流の指令値ｉ＿Ｇとして与え
られている点である。つまり、ｉ＿Ｇ＝ｉ＿Ｌ＋ｋ・ｅ
が与えられ、実際の出力電流ｉ＿Ｇはなる関係に調節さ
れる。したがって、系統電流ｉ＿Ｓは ｉ＿Ｓ＝ｉ＿Ｇ−ｉ＿Ｌ≒ｋ・ｅ となって、高調波を含まない正弦波電流となる。
この場合基準正弦波信号ｅを図示の如く電圧変成器９か
ら系統電圧と同相の電圧信号として取り出して、掛算器
１３にて係数ｋを掛け合わせれば、系統電流は基本波有
効分のみとなる。
ら系統電圧と同相の電圧信号として取り出して、掛算器
１３にて係数ｋを掛け合わせれば、系統電流は基本波有
効分のみとなる。
さらに、係数ｋの極性によって系統のパワーの流れを切
換えることができる。例えば第４図（ａ）に示す如き負
荷電流が流れているとき係数ｋを正にとって例えば同図
（ｆ）の如き電流をインバータから供給すれば、同図（
ｇ）の如き系統電流が流れて系統への基本波有効電力の
送り込みが行なわれる。これに対して、係数ｋを負にと
って第４図（ｈ）の如き電流インバータから供給すれば
、同図（ｉ）の如き系統電流が流れて系統は負荷電流の
基本波有効分の一部または全部を負担し、さらには直流
回路（すなわち蓄電池の）充電も可能である。係数ｋを
零に保てば第１図の実施例と同等の動作となる。
換えることができる。例えば第４図（ａ）に示す如き負
荷電流が流れているとき係数ｋを正にとって例えば同図
（ｆ）の如き電流をインバータから供給すれば、同図（
ｇ）の如き系統電流が流れて系統への基本波有効電力の
送り込みが行なわれる。これに対して、係数ｋを負にと
って第４図（ｈ）の如き電流インバータから供給すれば
、同図（ｉ）の如き系統電流が流れて系統は負荷電流の
基本波有効分の一部または全部を負担し、さらには直流
回路（すなわち蓄電池の）充電も可能である。係数ｋを
零に保てば第１図の実施例と同等の動作となる。
係数ｋは運転指令装置１４によって指令される。
運転指令装置１４は予め設定された情報やその都度外部
から入力される情報によって係数ｋを指令する。この例
では直流回路電圧、系統電圧、負荷電流の各検出値が外
部入力情報として代表的に示されているが、これは発電
装置の設置目的に応じて種々の可能性がある。次に、い
くつかの例を第３図を参照しながら具体的に説明する。
から入力される情報によって係数ｋを指令する。この例
では直流回路電圧、系統電圧、負荷電流の各検出値が外
部入力情報として代表的に示されているが、これは発電
装置の設置目的に応じて種々の可能性がある。次に、い
くつかの例を第３図を参照しながら具体的に説明する。
第３図によれば、係数ｋの指令に関して４種類の運転モ
ードのうちから任意の１つが選択可能であるようにした
運転指令装置１４が例示されている。
ードのうちから任意の１つが選択可能であるようにした
運転指令装置１４が例示されている。
これによれば、切換スイッチ１４１が設けられ、係数ｋ
に相当する出力信号を取り出せる出力端子がａ〜ｄの４
つの位置に切換えできるようになっている。
に相当する出力信号を取り出せる出力端子がａ〜ｄの４
つの位置に切換えできるようになっている。
系統電力の変動を避けてそれを一定に保ちたい場合には
、スイッチング位置ａまたはｂが選択される。スイッチ
ング位置ａの場合にはｋ＝０となって第１図にて説明し
た実施例と同一運転モードとなり、スイッチング位置ｂ
の場合には係数ｋは設定器１４２で設定された正または
負の一定値となり、系統が供給する電力もしくは系統へ
供給される電力は一定に保持される。
、スイッチング位置ａまたはｂが選択される。スイッチ
ング位置ａの場合にはｋ＝０となって第１図にて説明し
た実施例と同一運転モードとなり、スイッチング位置ｂ
の場合には係数ｋは設定器１４２で設定された正または
負の一定値となり、系統が供給する電力もしくは系統へ
供給される電力は一定に保持される。
スイッチング位置Ｃでは、直流回路電圧検出値Ｅ＿Ｄ＿
Ｃを設定器１４３で設定された目標値と比較し、偏差が
零になるよう調節動作をする調節器１４４によって係数
ｋは可変制御される。この場合には発電装置と系統との
間で電力調整されて蓄電池２の過充電もしくは過放電が
抑制される。また、直流エネルギ源が蓄電池２をもたな
い太陽電池１で構成されていて、太陽電池１を常に最大
出力点で動作させる目的で使用することができる。最大
出力点を与える電圧値に太陽電池端子電圧Ｅ＿Ｄ＿Ｃを
設定して制御すればよい。この場合に簡易な方式として
は最大出力点を与える電圧値はほぼ一定していることが
知られているので、これに相当する値を設定器１４３に
て設定すればよい。
Ｃを設定器１４３で設定された目標値と比較し、偏差が
零になるよう調節動作をする調節器１４４によって係数
ｋは可変制御される。この場合には発電装置と系統との
間で電力調整されて蓄電池２の過充電もしくは過放電が
抑制される。また、直流エネルギ源が蓄電池２をもたな
い太陽電池１で構成されていて、太陽電池１を常に最大
出力点で動作させる目的で使用することができる。最大
出力点を与える電圧値に太陽電池端子電圧Ｅ＿Ｄ＿Ｃを
設定して制御すればよい。この場合に簡易な方式として
は最大出力点を与える電圧値はほぼ一定していることが
知られているので、これに相当する値を設定器１４３に
て設定すればよい。
スイッチング位置ｄでは、発電装置出力を一定に保つ運
転モードが得られる。これはインバータ容量で決まる最
大出力を発電装置に出させようとする目的、もしくはと
くに燃料電池を直流エネルギ源として使用する場合に要
求されるように直流出力の急変を避けたいという目的で
使用される。
転モードが得られる。これはインバータ容量で決まる最
大出力を発電装置に出させようとする目的、もしくはと
くに燃料電池を直流エネルギ源として使用する場合に要
求されるように直流出力の急変を避けたいという目的で
使用される。
この場合、目標出力は設定器１４５で設定され、この目
標出力と負荷の消費電力との差が加算点１４６で形成さ
れ、この差が係数ｋを与える。つまり、目標出力と負荷
の消費電力との差は発電装置の余剰電力（差が負なら不
足電力）を意味し、これの差によって係数ｋを与えるこ
とによって、その余剰電力分が系統へ送り込まれる（ま
たは不足電力を系統が供給する）。このようにして発電
装置の出力一定制御が行なわれる。
標出力と負荷の消費電力との差が加算点１４６で形成さ
れ、この差が係数ｋを与える。つまり、目標出力と負荷
の消費電力との差は発電装置の余剰電力（差が負なら不
足電力）を意味し、これの差によって係数ｋを与えるこ
とによって、その余剰電力分が系統へ送り込まれる（ま
たは不足電力を系統が供給する）。このようにして発電
装置の出力一定制御が行なわれる。
以上のように、本発明によれば、系統と連係する発電装
置自身が系統へもたらす高調波障害を防止することはも
ちろん、負荷の発生する高調波を補償して系統の負担を
軽減することができ、系統連系システムとして効率的な
運用を図ることができる。
置自身が系統へもたらす高調波障害を防止することはも
ちろん、負荷の発生する高調波を補償して系統の負担を
軽減することができ、系統連系システムとして効率的な
運用を図ることができる。
第１図および第２図は本発明の互いに異なる実施例を示
すブロック図、第３図は第２図の実施例における運転指
令装置の構成例を示すブロック図、第４図（ａ）〜（ｉ
）は本発明の作用を説明するための電流波形図。 １・・・太陽電池、２・・・蓄電池、３・・・インバー
タ、４・・・交流リアクトル、５・・・自家用負荷、６
・・・交流系統、７、８・・・電流変成器、１１・・・
スイッチング制御回路、１２・・・コンパレータ要素、
１３・・・運転指令装置。
すブロック図、第３図は第２図の実施例における運転指
令装置の構成例を示すブロック図、第４図（ａ）〜（ｉ
）は本発明の作用を説明するための電流波形図。 １・・・太陽電池、２・・・蓄電池、３・・・インバー
タ、４・・・交流リアクトル、５・・・自家用負荷、６
・・・交流系統、７、８・・・電流変成器、１１・・・
スイッチング制御回路、１２・・・コンパレータ要素、
１３・・・運転指令装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）直流エネルギ源とこれの直流出力を交流に変換する
インバータとからなり、交流系統と連系して負荷に電力
を供給する発電装置において、系統電流がほぼ零もしく
は正弦波状電流となるように、発電装置の瞬時出力電流
をインバータの制御を介して調節することを特徴とする
発電装置の出力制御方法。 ２）発電装置の瞬時出力電流の指令値を瞬時負荷電流の
検出値によって与えることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の発電装置の出力制御方法。 ３）系統電圧と同期した正弦波状成分を瞬時負荷電流の
検出値に重畳することにより発電装置の瞬時出力電流の
指令値を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の発電装置の出力制御方法。 ４）前記正弦波状成分は系統電圧と同期した正弦波状基
準信号と調整可能な係数との積によって与えられること
を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の発電装置の出
力制御方法。 ５）前記正弦波状基準信号は系統電圧と同軸であること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の発電装置の出
力制御方法。 ６）前記係数は発電装置の供給電力目標値と負荷電力検
出値との差に応じて調整することを特徴とする特許請求
の範囲第４項または第５項記載の発電装置の出力電流制
御方法。 ７）前記係数は直流エネルギ源とインバータとの間の直
流回路電圧が所定の目標値に保持されるように調整する
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記
載の発電装置の出力制御方法。 ８）前記直流エネルギ源は太陽電池であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の発電装置の出力電流制
御方法。 ９）前記直流エネルギ源は太陽電池とこれに並列接続さ
れた蓄電池とからなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の発電装置の出力電流制御方法。 １０）前記インバータは系統との接続線に挿入されてい
る交流リアクトルを備えた自励インバータであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項、第８項、第９項のい
ずれかに記載の発電装置の出力電流制御方法。 １１）前記自励インバータは直流入力端子間に平滑コン
デンサを備えていることを特徴とする第１項記載の発電
装置の出力電流制御方法。 １２）前記自励インバータはトランジスタとダイオード
との逆並列回路をブリッジ結線してなるトランジスタイ
ンバータであることを特徴とする特許請求の範囲第１０
項または第１１項記載の発電装置の出力電流制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154211A JPS5944935A (ja) | 1982-09-04 | 1982-09-04 | 発電装置の出力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154211A JPS5944935A (ja) | 1982-09-04 | 1982-09-04 | 発電装置の出力制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5944935A true JPS5944935A (ja) | 1984-03-13 |
Family
ID=15579269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57154211A Pending JPS5944935A (ja) | 1982-09-04 | 1982-09-04 | 発電装置の出力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944935A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051470A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Yamaha Motor Co Ltd | インバ−タ装置 |
| JPH04127844A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ制御回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444733A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-09 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Removing device of harmonics in power supply system |
-
1982
- 1982-09-04 JP JP57154211A patent/JPS5944935A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444733A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-09 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Removing device of harmonics in power supply system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051470A (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-22 | Yamaha Motor Co Ltd | インバ−タ装置 |
| JPH0582155B2 (ja) * | 1983-08-30 | 1993-11-17 | Yamaha Motor Co Ltd | |
| JPH04127844A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ制御回路 |
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