JPS61125626A - Generating set - Google Patents
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- JPS61125626A JPS61125626A JP24735084A JP24735084A JPS61125626A JP S61125626 A JPS61125626 A JP S61125626A JP 24735084 A JP24735084 A JP 24735084A JP 24735084 A JP24735084 A JP 24735084A JP S61125626 A JPS61125626 A JP S61125626A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は燃料電池、太陽電池等の複数の直流電力発生源
で発生した直流電力を、直流゛リアクトル。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention is directed to converting DC power generated from a plurality of DC power generation sources such as fuel cells and solar cells into a DC reactor.
半導体スイッチング素子、ダイオード素子およびコンデ
ンサ素子からなるチョッパーで適宜の直流電力に変換し
、この直流電力を電力変換器で交流電力に変換して負荷
または電力系統に供給する発ｉｉｌ装置の改良に関する
。The present invention relates to an improvement in a power generation device that converts DC power into appropriate DC power using a chopper consisting of a semiconductor switching element, a diode element, and a capacitor element, converts this DC power into AC power using a power converter, and supplies the AC power to a load or a power system.
［発明の技術的背景］
近年、水力、火力および原子力につぐ発電８置として、
灯料、太陽光等の新エネルギーを利用した燃料電池、太
陽電池等の直流電力発生源を備えてなる発電装置が開発
されてきている。これらの直流電力発生源は、いずれも
発生した直流電力を交流電力に変換する電力変換器を備
えて発Ｘ装置を構成している。またこの発電装置は、発
電容量の大容量化から複数の直流電力発生源を用いて構
成することが多くなってきている。[Technical Background of the Invention] In recent years, as the 8th generation of power generation next to hydropower, thermal power and nuclear power,
2. Description of the Related Art Power generation devices equipped with DC power generation sources such as fuel cells and solar cells that utilize new energies such as lighting and sunlight have been developed. Each of these DC power generation sources constitutes an X-generating device including a power converter that converts the generated DC power into AC power. Moreover, this power generation device is increasingly constructed using a plurality of DC power generation sources due to the increase in power generation capacity.
第４図は、この種の発電ＩＡＷの一例を示したものであ
る。図において、ｌａ、１ｂは図示極性の還流防止ダイ
オード素子２ａ、２ｂを介して互いに並列接続された燃
料電池、太陽電池等の２台の直流電力発生ｍ＜以下、燃
料電池として述べる）で、この各直流電力発生源１ａ、
１ｂで発生したＭ流電力をフィルター用コンデンサ３ａ
、３ｂより、直流リアクトル４ａ、４ｂ、ゲートターン
オフサイリスタＣ以下、ＧＴＯ素子と称する）５ａ。FIG. 4 shows an example of this type of power generation IAW. In the figure, la and 1b are two DC power generators such as fuel cells, solar cells, etc. (hereinafter referred to as fuel cells) connected in parallel to each other via reflux prevention diode elements 2a and 2b of the polarity shown. Each DC power generation source 1a,
The M flow power generated in 1b is transferred to the filter capacitor 3a.
, 3b, DC reactors 4a, 4b, gate turn-off thyristor C (hereinafter referred to as GTO element) 5a.
５ｂ、ダイオード素子６ａ、６ｂＩ′３よびコンデンサ
素子７からなる上記各直流電力発生１１ａ、１ｂに夫々
対応して設けられた昇圧式のチョッパーで直流電力に変
換し、さらにこの直流電力を０丁０素子のブリッジ回路
からなる電力変換器としてのインバータ８で交流電力に
変換し、インバータ変圧器９を介して負荷または電力系
統１ｏに供給するように構成している。ここで、還流防
止ダイオード素子２ａ、２ｂは各直Ｒ１力発生源１ａ。5b, diode elements 6a, 6bI'3, and capacitor element 7, step-up type choppers provided corresponding to the DC power generators 11a and 1b, respectively, convert the DC power into DC power. The AC power is converted into AC power by an inverter 8 as a power converter made up of a bridge circuit of elements, and the AC power is supplied to a load or a power system 1o via an inverter transformer 9. Here, the anti-reflux diode elements 2a and 2b are each direct R1 force generation source 1a.
１ｂ相互間の発生電圧差により生ずる還流′Ｉｌ流を防
止するためのであり、またフィルター用コンデンサ３ａ
、３ｂは直流側のリップルを除去するために設けている
ものである。ざらに昇圧式のチョッパーは、各直流電力
発生源１ａ、１ｂで発生したＭ流電力をインバータ８の
動作に適合しかつ負荷または電力系統１ｏから要求され
る直流電圧に昇圧するためのものである。This is to prevent the reflux 'Il flow caused by the voltage difference between the filter capacitors 3a and 1b.
, 3b are provided to remove ripples on the DC side. The step-up chopper is for boosting the M current power generated by each DC power generation source 1a, 1b to a DC voltage that is compatible with the operation of the inverter 8 and required by the load or the power system 1o. .
なお、上記でフィルター用コンデンサ３ａ、３ｂ、直流
リアクトル４ａ、４ｂ、ＧＴＯ素子５ａ。Note that the filter capacitors 3a, 3b, DC reactors 4a, 4b, and GTO element 5a are described above.
５ｂ１ダイオード素子８ａ、８ｂは本来夫々１台だけ設
ければよいが、大容量の発Ｉ！装置では実際の回路は各
要素の製作限界等の関係から２台またはそれ以上の台数
だけ設けることが普通であることから、同図では２台設
けた場合を示しているものである。Originally, only one 5b1 diode element 8a, 8b would need to be provided, but it is necessary to provide a large capacity source I! In an actual device, two or more circuits are usually installed due to manufacturing limitations of each element, so this figure shows the case where two circuits are installed.
［背景技術の問題点］
しかしながらかかる従来の発電１ｉｆｔにおいては、複
数の直流電力発生［１・ａ、Ｉｂｅ並列接続する場合に
、上述したように各直流電力発生源１ａ。[Problems with Background Art] However, in such conventional power generation 1ift, when a plurality of DC power generation sources 1.a, Ibe are connected in parallel, each DC power generation source 1a as described above.
１ｂ相互間の発生電圧差により生ずる還流電流を防止す
るために還流防止ダイオード素子２ａ、２ｂを設けてい
ることから、素子数が多くなってその分だけ装置が大型
化すると共にコストの高いものとなってしまう。また、
還流防止ダイオード素子２ａ、２ｂｔ−に２けているこ
とから、当該ダイオード素子２ａ、２ｂによる大きな熱
損失が発生して発電効率が低下する等の問題がある。−
例を挙げると、１０ＭＷ（７）発’ＲＩＡＴ−１を各’
Ｚ２５０ＯＡ程度の直流電流が流れるが、このための熱
損失はダイオード素子２ａ、２ｂの電圧降下を１．５■
と仮定すると、２５００Ａｘ１．５Ｖｘ２台−７５００
Ｗとなり、発電効率１．ｔ７５００Ｗ／１０ＭＷ−０，
７５％だけ低下することになる。Since the anti-reflux diode elements 2a and 2b are provided in order to prevent the return current caused by the voltage difference between the two parts 1b, the number of elements increases, which increases the size of the device and increases the cost. turn into. Also,
Since there are two digits in the anti-reflux diode elements 2a and 2bt-, there is a problem that large heat loss occurs due to the diode elements 2a and 2b, resulting in a decrease in power generation efficiency. −
For example, 10 MW (7) 'RIAT-1'
A direct current of about Z250OA flows, but the heat loss due to this is equivalent to the voltage drop of the diode elements 2a and 2b by 1.5
Assuming that, 2500A x 1.5V x 2 units - 7500
W, and the power generation efficiency is 1. t7500W/10MW-0,
It will be reduced by 75%.
［発明の目的］
本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は還流防止ダイオード素子を設けること
なくｉ敗の直流電力発生源相互間の発生電圧差により土
する還Ｒ７４Ｎを防止して装置の小型化、コストダウン
ならびに発電効率の向上を図ることが可能な発電装置を
提供することにある。[Purpose of the Invention] The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to reduce the voltage difference between the DC power generation sources without providing a freewheeling prevention diode element. It is an object of the present invention to provide a power generation device capable of preventing the return of R74N, thereby achieving miniaturization of the device, cost reduction, and improvement of power generation efficiency.
［発明の概要］
上記目的を達成するために本発明では、複数の直ＦＩＬ
電力発生源で発生した直８！電力を、ｉｉＩ流リアリア
クトルＴＯ素子等の半導体スイッチング素子。[Summary of the invention] In order to achieve the above object, the present invention uses a plurality of direct FILs.
Straight 8 generated by the power generation source! Semiconductor switching elements such as III flow reactor TO elements.
ダイオード素子およびコンデンサ素子からなる上記各直
流電力発生源に夫々対応して設けられたチョッパーで適
宜の直流電力に変換し、かつこの直流電力を電力変換器
で交流電力に変換して負荷または電力系統に供給するよ
うにした発電装置において、上記各直流電力発生源に夫
々対応するチョッパーの半導体スイッチング素子または
ダイオード素子を、上記各直流電力発生源相互間の電圧
差により生ずる還流電流を防止するように介在させて上
記複数の直流電力発生源を並列接続する構成とすること
により、上記チョッパーを構成する半導体スイッチング
素子またはダイオード素子に還流電流防止機能を兼用さ
せて還流防止ダイオード素子を省略したことを￥Ｆ！徴
とする。A chopper installed corresponding to each of the above DC power generation sources consisting of a diode element and a capacitor element converts the DC power into appropriate DC power, and a power converter converts this DC power into AC power to supply the load or the power system. In the power generation device, the semiconductor switching element or diode element of the chopper corresponding to each of the DC power generation sources is configured to prevent a return current caused by a voltage difference between the DC power generation sources. By arranging a configuration in which the plurality of DC power generation sources are connected in parallel with each other, the semiconductor switching element or diode element constituting the chopper also serves as a return current prevention function, and the return current prevention diode element is omitted. F! be a sign.
［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。[Embodiments of the invention] An embodiment of the present invention shown in the drawings will be described below.
第１図は、本発明による発電装置の回路構成例を示すも
のであり、第４図と同一要素には同一符号を付して示し
ている。FIG. 1 shows an example of the circuit configuration of a power generation device according to the present invention, and the same elements as in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
図において、１ａおよび１ｂは夫々燃料電池よりなる２
台の直流電力発生源で、その両端にはフィルター用コン
デンサ３ａおよび３ｔ）！並列に介して、直流リアクト
ル４ａおよび４ｂとＧＴＯ素子５ａおよび５ｂを直列に
夫々接続している。また、６ａおよび６ｂは上記直流リ
アクトル４ａおよび４ｂとＧＴＯ素子５ａおよび５ｂの
直列接続点に７ノード側が夫々されたダイオード素子で
、これら各ダイオード素子６ａＩ５よび６ｂのカソード
側を互いに接続することにより、結果的に上記各直流電
力発生源１ａ、１ｂを互いに並列接続している。さらに
これら各直流電力発生源１ａ、１ｂの並列回路には、コ
ンデンサ素子７を並列に介してＧＴＯ素子のブリッジ回
路からなる電力変換器としてのインバータ８を接続し、
各ｉｉ直流電力発生１１１ａ、１ｂで発生した直流電力
を交流電力に変換しインバータ変圧器９を介して負荷ま
たは電力系統１ｏに供給するように構成している。この
場合、直流リアクトル４ａおよび４ｂ、ＧＴＯ素子５ａ
および５ｂ、ダイオード素子６ａおよび６ｂ、コンデン
サ素子７により、上記各直流電力発生源１ａおよび１ｂ
に夫々対応する昇圧式のチョッパーを構成している。In the figure, 1a and 1b are 2s each consisting of a fuel cell.
DC power generation source, with filter capacitors 3a and 3t at both ends)! DC reactors 4a and 4b and GTO elements 5a and 5b are connected in series through parallel connections. Further, 6a and 6b are diode elements whose 7 node sides are respectively connected to the series connection points of the DC reactors 4a and 4b and the GTO elements 5a and 5b, and by connecting the cathodes of these diode elements 6aI5 and 6b to each other, As a result, the DC power generation sources 1a and 1b are connected in parallel to each other. Furthermore, an inverter 8 as a power converter consisting of a bridge circuit of GTO elements is connected to the parallel circuit of each of these DC power generation sources 1a and 1b through a capacitor element 7 in parallel.
It is configured to convert the DC power generated by each of the DC power generators 111a and 1b into AC power and supply it to the load or the power system 1o via the inverter transformer 9. In this case, DC reactors 4a and 4b, GTO element 5a
and 5b, diode elements 6a and 6b, and capacitor element 7, each of the above DC power generation sources 1a and 1b
It consists of a boost-type chopper corresponding to each.
すなわち本実施例による発電装置は、上記各直流電力発
生源１ａ、１ｂに夫々対応して構成された昇圧式のチョ
ッパーのダイオード素子６ａ、６ｂを、上記各直流電力
発生源１ａ、ｌｂ相互間の電圧差により生ずる還流電流
を防止するように介在させて２台の直流電力発生源１ａ
、Ｉｂｅ並列接続する構成としたものである。That is, the power generation device according to this embodiment uses step-up chopper diode elements 6a and 6b configured to correspond to the DC power generation sources 1a and 1b, respectively, to connect the diode elements 6a and 6b between the DC power generation sources 1a and 1b. Two DC power generation sources 1a are interposed so as to prevent a return current caused by a voltage difference.
, Ibe are connected in parallel.
かかる構成の発電装置においては、２台の直流電力発生
源１ａ、ｌｂの並列回路内に昇圧式のチョッパーを構成
するダイオード素子６ａ、６ｔ）が介在しているので、
このダイオード素子６ａ、６ｂが２台のＭ流電力発生源
１ａ、１ｂ相互間の電圧差によって還ｔｉｉｉが生ずる
ことを防止するように機能することとなる。従って、還
流電流防止のために従来必要であったところの還流防止
ダイオード素子２ａ、 ２ｂを省略することが可能とな
ることから、その分だけ装置全体の小型化、コストダウ
ンを図ることができる。また、３！流防止ダイオード素
子２ａ、２ｂを不要とできることから、それによる前述
したような熱損失をなくして発電効率の向上を大幅に高
めることが可能となる。In the power generation device having such a configuration, diode elements 6a, 6t) constituting a step-up chopper are interposed in the parallel circuit of the two DC power generation sources 1a, lb.
The diode elements 6a, 6b function to prevent the occurrence of a voltage difference between the two M-flow power generation sources 1a, 1b. Therefore, it is possible to omit the anti-reflux diode elements 2a and 2b, which were conventionally necessary to prevent a return current, and the overall size and cost of the device can be reduced accordingly. Also, 3! Since the flow prevention diode elements 2a and 2b can be omitted, the above-mentioned heat loss caused by them can be eliminated, and power generation efficiency can be greatly improved.
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施すること
ができるものである。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications without changing the gist thereof.
（ａ）上記実施例では、昇圧式のチョッパーの場合につ
いて述べたが、回路の接続構成を変えて降圧式のチョッ
パーとしても同様に本発明を適用することができるもの
であり、この場合の実施例を第２図および第３図に夫々
示す。(a) In the above embodiment, the case of a step-up type chopper was described, but the present invention can be similarly applied to a step-down type chopper by changing the circuit connection configuration. Examples are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.
つまり、まず第２図は２台の直流電力発生源１ａ、１ｂ
を並列接続する場合に、その並列回路内に各ＩＩＦＲＴ
ｉ力発生源ｉａ、ｉｂに夫々対応して設けられた降圧式
のチョッパーのＧＴＯ素子５ａ。In other words, first of all, Fig. 2 shows two DC power generation sources 1a and 1b.
When connecting in parallel, each IIFRT is connected in parallel circuit.
i GTO elements 5a of a step-down chopper are provided corresponding to the force generation sources ia and ib, respectively.
５ｂを、前記各直流電力発生１１ａ、１ｂ相互閲の還流
Ｎ流を防止するように介在させて接続する構成としたも
のであり、第１図と同一要素には同一符号を付して示し
ている。また、第３図は上記第２図に６ける！流すアク
トル４ａ、４ｂおよびダイオード素子６ａ、６ｂを各直
流電力発生ｌｉ！！１ａ、ｌｂに対して共通とし、直流
リアクトル４およびダイオード素子６として構成するよ
うにしたものであり、これら第２図および第３図のもの
においても上記実施例と同様の作用効果を得ることがで
きるものである。5b are interposed and connected to each other so as to prevent the reflux N flow between the DC power generators 11a and 1b, and the same elements as in FIG. 1 are indicated with the same reference numerals. There is. Also, Figure 3 is 6 times larger than Figure 2 above! Actors 4a, 4b and diode elements 6a, 6b are used to generate DC power li! ! 1a and lb, and is configured as a DC reactor 4 and a diode element 6, and the same effects as in the above embodiment can be obtained in the structures shown in FIGS. 2 and 3. It is possible.
（ｂ）上記各実施例では、直流電力発生源を２台設けた
場合について述べたが、発電容量の項六に伴って３台、
４台あるいはそれ以上の複数台設ける構成のものについ
ても、各直流電力発生源毎に夫々対応してチョッパーを
設け、各直流電力発生源を並列接続する場合に、その並
列回路内に各直流電力発生源に夫々対応するチョッパー
のＧＴＯ素子またはダイオード素子を、還流電流を防止
するように介在させて接続する構成とすることが可能で
ある。(b) In each of the above embodiments, the case was described in which two DC power generation sources were provided, but according to item 6 of the power generation capacity, three
For configurations with four or more units, a chopper is provided for each DC power generation source, and when the DC power generation sources are connected in parallel, each DC power source is connected in parallel. It is possible to configure a configuration in which GTO elements or diode elements of the chopper corresponding to the generation sources are interposed and connected so as to prevent backflow current.
（Ｃ）上記各実施例では、半導体スイッチング素子とし
てＧＴＯ素子を用い、またインバータ８の構成要素とし
てもＧＴＯ素子を用いたが、これらは通常のサイリスタ
素子を用いて構成することも可能である。(C) In each of the above embodiments, a GTO element was used as a semiconductor switching element, and a GTO element was also used as a component of the inverter 8, but these can also be constructed using a normal thyristor element.
［発明の効果コ
以上説明したように本発明によれば、複数の直流電力発
生源に夫々対応して設けられたチョッパーの半導体スイ
ッチング素子またはダイオード素子を、上記各直流電力
発生源相互間の電圧差により生ずる還流ＩＩ流を防止す
るように介在させて上記？！数の直流電力発生源を並列
接続する構成とすることにより、上記チョッパーを構成
する半導体スイッチング素子またはダイオード素子に還
流電流防止礪能を兼用させて還流防止ダイオード素子を
省略するようにしたので、還流防止ダイオード素子を設
けることなり？！数の直流電力発生源相互間の発生電圧
差により生ずる還流電流を防止して装置の小型化、コス
トダウンならびに発電効率の向上を図ることが可能な極
めて信頼性の高６ｓ発電装置が提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a semiconductor switching element or a diode element of a chopper provided corresponding to a plurality of DC power generation sources is connected to a voltage between each of the DC power generation sources. Intervening to prevent the reflux II flow caused by the difference? ! By connecting several DC power generation sources in parallel, the semiconductor switching element or diode element constituting the chopper also has the function of preventing backflow current, and the backflow prevention diode element is omitted. Should I install a prevention diode element? ! It is possible to provide an extremely reliable 6S power generation device that can prevent backflow current caused by voltage differences between several DC power generation sources, thereby reducing the size of the device, reducing costs, and improving power generation efficiency.
第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図お
よび第３図は本発明の他の実施例を示す回路構成図、第
４図は従来の発電装置を示す回路構成図である。
１ａ、１ｂ・・・直流電力発生源、２ａ、２ｂ・・・ダ
イオード素子、３ａ、３ｋ）フイ・・・ルター用コンデ
ンサ、４，４ａ、４ｂ・・・直流リアクトル、５ａ。
５ｂ・・・ＧＴＯ素子、６．６ａ、６ｂ・・・ダイオー
ド素子、７・・・コンデンサ素子、８・・・インバータ
、９・・・インバータ変圧器、１０・・・負荷または電
力系統。
第２図
第３図
第４図Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Figs. 2 and 3 are circuit diagrams showing other embodiments of the invention, and Fig. 4 is a circuit diagram showing a conventional power generation device. It is. 1a, 1b... DC power generation source, 2a, 2b... Diode element, 3a, 3k) Filter... Capacitor for filter, 4, 4a, 4b... DC reactor, 5a. 5b... GTO element, 6.6a, 6b... Diode element, 7... Capacitor element, 8... Inverter, 9... Inverter transformer, 10... Load or power system. Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (4)
流リアクトル、半導体スイッチング素子、ダイオード素
子およびコンデンサ素子からなる前記各直流電力発生源
に夫々対応して設けられたチョッパーで適宜の直流電力
に変換し、かつこの直流電力を電力変換器で交流電力に
変換して負荷または電力系統に供給するようにした発電
装置において、前記各直流電力発生源に夫々対応するチ
ョッパーの半導体スイッチング素子またはダイオード素
子を、前記各直流電力発生源相互間の電圧差により生ず
る還流電流を防止するように介在させて前記複数の直流
電力発生源を並列接続する構成としたことを特徴とする
発電装置。(1) DC power generated by a plurality of DC power generation sources is converted into appropriate DC power by a chopper provided corresponding to each of the DC power generation sources, which consists of a DC reactor, a semiconductor switching element, a diode element, and a capacitor element. In a power generation device that converts the DC power into AC power using a power converter and supplies the AC power to a load or power system, semiconductor switching elements or diodes of the chopper respectively correspond to the DC power generation sources. A power generation device characterized in that the plurality of DC power generation sources are connected in parallel with an element interposed therebetween so as to prevent a return current generated due to a voltage difference between the DC power generation sources.
列回路内にダイオード素子を介在させるようにしたこと
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の発電装置
。(2) The power generating device according to claim (1), characterized in that a step-up chopper is used as the chopper, and a diode element is interposed in the parallel circuit.
列回路内にスイッチング素子を介在させるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の発電装
置。(3) The power generation device according to claim (1), wherein a step-down chopper is used as the chopper, and a switching element is interposed in the parallel circuit.
スタを用いるようにようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項または第（３）項記載の発電装置。(4) The power generating device according to claim (1) or (3), characterized in that a gate turn-off thyristor is used as the switching element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24735084A JPS61125626A (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Generating set |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP24735084A JPS61125626A (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Generating set |
Publications (1)
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|---|---|
| JPS61125626A true JPS61125626A (en) | 1986-06-13 |
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ID=17162101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24735084A Pending JPS61125626A (en) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | Generating set |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JPS61125626A (en) |
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| JP2023009710A (en) * | 2021-07-08 | 2023-01-20 | 株式会社村田製作所 | Power conversion device, and power conversion system |
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