JPS61135339A - 停電検知装置 - Google Patents
停電検知装置Info
- Publication number
- JPS61135339A JPS61135339A JP59256229A JP25622984A JPS61135339A JP S61135339 A JPS61135339 A JP S61135339A JP 59256229 A JP59256229 A JP 59256229A JP 25622984 A JP25622984 A JP 25622984A JP S61135339 A JPS61135339 A JP S61135339A
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- Japan
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- inverter
- power
- load
- current
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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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、太陽電池等の発電電力をインバータにより交
流に変換し、 − 一 商用 又流電源と連系して負荷に電力を供給するインバータ装
置に関し、商用交流電源の停電時或いは負荷電流急減時
の商用交流電源の逆電圧及び逆潮流を阻止する停電検知
装置に関するものである。
流に変換し、 − 一 商用 又流電源と連系して負荷に電力を供給するインバータ装
置に関し、商用交流電源の停電時或いは負荷電流急減時
の商用交流電源の逆電圧及び逆潮流を阻止する停電検知
装置に関するものである。
■ 従来の技術
既存電力系統と自家用発電設備のインバータとを連系運
転する場合に使用されるインバータ装置は、その主回路
素子にチイリスタ等の自己消弧能力を持たない素子を使
った他動式インバータ装置と、トランジスタやGTO(
ゲート・ターン・オフ)等を使った自動式インバータ装
置とに大別される。他動式インバータ装置(例えば特開
昭55−94584号公報参照)の場合は、既存電力系
統が停電することによってインバータは必然的に動作不
能(転流失敗等が原因)となり機能が停止するが、自動
式インバータ装置の場合は、単独で運転することが可能
なばかりか、既存電力系統が遠方の地絡事故等により遮
断器が作動し、インバータと連系している線路が開放さ
れた場合等においてはインバータの出力電圧によシその
線路を充電する(インバータより電力が線路に併給され
る)ことになり、保守作業上の保安や系統の保護協調の
面で問題を生じることになる。従って発電能力を有する
装置を商用交流電力系統に連系接続して並列運転を行う
場合、商用交流電力系統が停電しても、このことを検知
しなければ、前記装置は自身の電力で動作を続け、結果
として商用交流電力系統に逆電圧が加わりその保安を妨
げることになる。
転する場合に使用されるインバータ装置は、その主回路
素子にチイリスタ等の自己消弧能力を持たない素子を使
った他動式インバータ装置と、トランジスタやGTO(
ゲート・ターン・オフ)等を使った自動式インバータ装
置とに大別される。他動式インバータ装置(例えば特開
昭55−94584号公報参照)の場合は、既存電力系
統が停電することによってインバータは必然的に動作不
能(転流失敗等が原因)となり機能が停止するが、自動
式インバータ装置の場合は、単独で運転することが可能
なばかりか、既存電力系統が遠方の地絡事故等により遮
断器が作動し、インバータと連系している線路が開放さ
れた場合等においてはインバータの出力電圧によシその
線路を充電する(インバータより電力が線路に併給され
る)ことになり、保守作業上の保安や系統の保護協調の
面で問題を生じることになる。従って発電能力を有する
装置を商用交流電力系統に連系接続して並列運転を行う
場合、商用交流電力系統が停電しても、このことを検知
しなければ、前記装置は自身の電力で動作を続け、結果
として商用交流電力系統に逆電圧が加わりその保安を妨
げることになる。
本発明の発明者等の研究によると逆潮流を発生しないよ
うな連系インバータ装置では、商用交流電力系統の停電
時に逆潮流が発生し、この逆潮流例えば烹1図において
インバータ(1)は起電圧el、内部インピーダンスZ
Iの父流電圧源、系統(2)は代表値za =0.4+
j O,14gを有する電圧源である。そしてインバー
タ(1)側で知ることのできる情報は、前記インバータ
(1)と負荷(3)との電流値及び電圧値と系統電流1
Cのみである。前記インバータ(1)はその起電圧IS
Iの位相を調整してインバータ電流IIと負荷電流iL
とを同相に保つ機能をもっている。従って電流分担比に
=iX/il−は実数で、逆潮流を発生しないことから
kく1である。仮想スイッチ(4)を開いて系統(2)
を停電させたときには1.1w i Imとなり、一般
には系統(21が短絡する。また他の負荷(5)が接続
されている場合には前記系統(2)の停電時に11≧1
−となってインバータ(1)から系統(2)へ向かう逆
潮流が発生し、この逆潮流を検知して停電と判定し、前
記インバータ(11に介挿されたスイッチ(6)を開い
て該インバータ(1)を系統から解列する。この方法に
よればなるほど系統の停電を確実に検知することはでき
るが、負荷の急減によって逆潮流が生じた場合にも系統
の停電と同様にインバータが系統より解列されるという
問題点がある。
うな連系インバータ装置では、商用交流電力系統の停電
時に逆潮流が発生し、この逆潮流例えば烹1図において
インバータ(1)は起電圧el、内部インピーダンスZ
Iの父流電圧源、系統(2)は代表値za =0.4+
j O,14gを有する電圧源である。そしてインバー
タ(1)側で知ることのできる情報は、前記インバータ
(1)と負荷(3)との電流値及び電圧値と系統電流1
Cのみである。前記インバータ(1)はその起電圧IS
Iの位相を調整してインバータ電流IIと負荷電流iL
とを同相に保つ機能をもっている。従って電流分担比に
=iX/il−は実数で、逆潮流を発生しないことから
kく1である。仮想スイッチ(4)を開いて系統(2)
を停電させたときには1.1w i Imとなり、一般
には系統(21が短絡する。また他の負荷(5)が接続
されている場合には前記系統(2)の停電時に11≧1
−となってインバータ(1)から系統(2)へ向かう逆
潮流が発生し、この逆潮流を検知して停電と判定し、前
記インバータ(11に介挿されたスイッチ(6)を開い
て該インバータ(1)を系統から解列する。この方法に
よればなるほど系統の停電を確実に検知することはでき
るが、負荷の急減によって逆潮流が生じた場合にも系統
の停電と同様にインバータが系統より解列されるという
問題点がある。
更に上記の停電検知方法より以前には負荷電圧の変化に
よって系統の停電を検知するという方法が採られていた
が、これでは確実な停電検知ができない。この理由を以
下に説明する。
よって系統の停電を検知するという方法が採られていた
が、これでは確実な停電検知ができない。この理由を以
下に説明する。
第1図によると
e!−at、==gZ!if ’・
・・・・■e(+−97,+=7.Q ic
−■eT、=ZLiT、−−−−−−■ に=ix/it、 ・・・・・
・■が成立する。但しeLは負荷電圧、Zt、は負荷イ
ンピーダンスである。
・・・・■e(+−97,+=7.Q ic
−■eT、=ZLiT、−−−−−−■ に=ix/it、 ・・・・・
・■が成立する。但しeLは負荷電圧、Zt、は負荷イ
ンピーダンスである。
また仮想スイッチ(4)を開いた後の負荷電圧をe L
/とすると (Zz+Zt、)et、’:Zt、ot
−・−■となる。式■〜■より停電前後での負荷電圧の
比αは (1==@l t’7e TJ−=(Z !+ +kZ
I )/(ZL + Z I ) ”・−■で表わさ
れることになる。
/とすると (Zz+Zt、)et、’:Zt、ot
−・−■となる。式■〜■より停電前後での負荷電圧の
比αは (1==@l t’7e TJ−=(Z !+ +kZ
I )/(ZL + Z I ) ”・−■で表わさ
れることになる。
ところで電流分担比には複素数であるが、系統とインバ
ータとを並列するシステムでは一般に1の偏角は0に近
く、しかも逆潮流を生じていない状態ではlkl<1で
ある。一方、経済性からは電力系統から購入する電力猷
を誠らしたほうが有利であるから、このようなシステム
では1klt−1に近くして運転することが多い。しか
し、kが1+jOに近くかつZLが大きい場合には式■
よりα中1+jO即ち系統の停電時前後で負荷電圧は振
巾及び位相が共に変化せず、停電検知ができない問題点
が生じる。
ータとを並列するシステムでは一般に1の偏角は0に近
く、しかも逆潮流を生じていない状態ではlkl<1で
ある。一方、経済性からは電力系統から購入する電力猷
を誠らしたほうが有利であるから、このようなシステム
では1klt−1に近くして運転することが多い。しか
し、kが1+jOに近くかつZLが大きい場合には式■
よりα中1+jO即ち系統の停電時前後で負荷電圧は振
巾及び位相が共に変化せず、停電検知ができない問題点
が生じる。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明が解決しようとする問題点は系統連系インバータ
システムにおける系統の停電を確実に検知し、且つ負荷
電流の急減には追従できるような制御方式を有する停電
検知装置を開発し、安全かつ安定した発電電力と商用交
流電力との並列運転を行うことである。
システムにおける系統の停電を確実に検知し、且つ負荷
電流の急減には追従できるような制御方式を有する停電
検知装置を開発し、安全かつ安定した発電電力と商用交
流電力との並列運転を行うことである。
に)問題点を解決するための手段
電池の発電電力を直流電源とし、既存電力系統と連系し
て負荷に電力を供給する系統連系インバータ装置におい
て、インバータ電流IXの位相が負荷電流1もの位相に
一致するようにインバータ電圧位相制御部を介して制御
すると共に、前記インバータ電流iIと負荷1b及び負
荷電圧eT、をインバータ電圧振幅制御部或いはインバ
ータ解列制御部を介して検出し、該インバータ電流1!
と負荷電流iLとの比1X/iLがif/iL≧1なる
関係を満たし逆潮流が生じた際に前記インバータ電流1
1fe急減せしめるかもしくは前記インバータを解列す
る。
て負荷に電力を供給する系統連系インバータ装置におい
て、インバータ電流IXの位相が負荷電流1もの位相に
一致するようにインバータ電圧位相制御部を介して制御
すると共に、前記インバータ電流iIと負荷1b及び負
荷電圧eT、をインバータ電圧振幅制御部或いはインバ
ータ解列制御部を介して検出し、該インバータ電流1!
と負荷電流iLとの比1X/iLがif/iL≧1なる
関係を満たし逆潮流が生じた際に前記インバータ電流1
1fe急減せしめるかもしくは前記インバータを解列す
る。
向作 用
インバータ電圧位相制御部は、インバータ電流iIと負
荷電流1Lとの位相差を入力とし、インバータ電圧IS
Iの位相指令値を出力として前記インバータ電流1Xと
負荷電流iLとを同相に保つ。
荷電流1Lとの位相差を入力とし、インバータ電圧IS
Iの位相指令値を出力として前記インバータ電流1Xと
負荷電流iLとを同相に保つ。
インバータ電圧振幅制御部はインバータ電流IIと負荷
電流iLの振幅を入力とし、インバータ電圧elの振幅
指令値を出力として電流分担比に−1I / i L
t−iよシ小さく保つ。インバータ解列制御部は負゛荷
電圧ezを入力とし、該負荷電圧fl&が予め設定され
た臨界値を下回ると直流電源を既存電力系統から解列す
る。このように上記3つの制御部はインバータ装置の既
存電力系統との並列運転中は常時動作を続け、該既存電
力系統の停電時には、停電による逆潮流をインバータ電
圧振幅制御部が検出し、逆潮流解消のためインバータ電
圧eIの振@を小さくする。この時前記式〇によって負
荷電圧eLの振幅も小さくなるため、インバータ解列制
御部が作動して直流電源を既存電力系統から解列する。
電流iLの振幅を入力とし、インバータ電圧elの振幅
指令値を出力として電流分担比に−1I / i L
t−iよシ小さく保つ。インバータ解列制御部は負゛荷
電圧ezを入力とし、該負荷電圧fl&が予め設定され
た臨界値を下回ると直流電源を既存電力系統から解列す
る。このように上記3つの制御部はインバータ装置の既
存電力系統との並列運転中は常時動作を続け、該既存電
力系統の停電時には、停電による逆潮流をインバータ電
圧振幅制御部が検出し、逆潮流解消のためインバータ電
圧eIの振@を小さくする。この時前記式〇によって負
荷電圧eLの振幅も小さくなるため、インバータ解列制
御部が作動して直流電源を既存電力系統から解列する。
一方負荷の急減による逆潮流発生時にはインバータ電圧
振幅制御部が検出してインバータ電圧elの振幅を小さ
くしてインノ(−タ電流を減じ逆潮流を解消する。この
とき負荷電圧eもの変化は無視できるため、インバータ
解列制御部は作動せず、インバータ装置は並列運転を続
ける。
振幅制御部が検出してインバータ電圧elの振幅を小さ
くしてインノ(−タ電流を減じ逆潮流を解消する。この
とき負荷電圧eもの変化は無視できるため、インバータ
解列制御部は作動せず、インバータ装置は並列運転を続
ける。
(ホ)実施例
先の「従来の技術」の項でも説明し九が、ここで改めて
本発明停電検知装置の概要を第1図に基いて説明する。
本発明停電検知装置の概要を第1図に基いて説明する。
(1)は出力インヒーダyZx−Q、5+jt6Ωを持
ち起電圧eI((有するインバータであり、太陽電池を
直流電源とする定格2KVAのものである。
ち起電圧eI((有するインバータであり、太陽電池を
直流電源とする定格2KVAのものである。
(2)は既存電力系統としての100V、60Hzの商
用交流電源であシ、前記インバータ(1)と連系して並
列運転を行うものである。そして前記インノく一タ(1
)には開閉スイッチ(6)が設けられ、また商用ZL、
ZL’を有する負荷であり、前記インバータ(1)と商
用交流電源(2)との間に介挿されている。セしてII
はインバータ(1)の出力電流、1bは9.荷(3)へ
流れる負荷電流、iQは商用交流電源(2)から出力さ
れる系統電流、eLは負荷(3)に印加される負荷電圧
である。
用交流電源であシ、前記インバータ(1)と連系して並
列運転を行うものである。そして前記インノく一タ(1
)には開閉スイッチ(6)が設けられ、また商用ZL、
ZL’を有する負荷であり、前記インバータ(1)と商
用交流電源(2)との間に介挿されている。セしてII
はインバータ(1)の出力電流、1bは9.荷(3)へ
流れる負荷電流、iQは商用交流電源(2)から出力さ
れる系統電流、eLは負荷(3)に印加される負荷電圧
である。
本発明装置においては特に図示はしていないが。
第1図に開示した構成要素の他に前記「問題点を解決す
るための手段」及び「作用」の1で説明したインバータ
電圧位相制御部、インバータ電圧振幅制御部、インバー
タ解列制御部が設けられている。前記インバータ電圧位
相制御部はPLL (フエイズロツグループ)回路によ
って、前記インバータ電圧“振幅制御部は本発明装置に
搭載されるマイクロプロセッサ8085のソフトウェア
によって、またインバータ解列制御部は該ソフトウェア
の他にロジック回路及び不足電圧継電器によって夫々実
現される。
るための手段」及び「作用」の1で説明したインバータ
電圧位相制御部、インバータ電圧振幅制御部、インバー
タ解列制御部が設けられている。前記インバータ電圧位
相制御部はPLL (フエイズロツグループ)回路によ
って、前記インバータ電圧“振幅制御部は本発明装置に
搭載されるマイクロプロセッサ8085のソフトウェア
によって、またインバータ解列制御部は該ソフトウェア
の他にロジック回路及び不足電圧継電器によって夫々実
現される。
本発明においては電流分担比にの上限値をo、875(
田7/8)に抑えており、kがこの値以上の値をとると
き(第2図の領域Aの範囲に入る)、前記インバータ電
圧振幅制御部は逆潮流の発生を認め5本発明インバータ
装置の動作点におけるインバータ電流IX及び負荷電流
iLの値を第2図の領域Bまたは領域Cへと移動するよ
うに両値を制御する。一般にインバータ電圧e1の振幅
制御の速度は1通常の並列運転時において、太陽電池の
出力の変化や負荷電に追従できればよいために0.15
v/周期となっているが、逆潮流時にはこの速度が2.
1V/周期になるように設定されている。ところでイン
バータ(1)の定格電流である20AをOAにするため
には20周期を必要とするだけであるから1発生した逆
潮流はこの20周期に達する迄に解消され得ることにな
る。
田7/8)に抑えており、kがこの値以上の値をとると
き(第2図の領域Aの範囲に入る)、前記インバータ電
圧振幅制御部は逆潮流の発生を認め5本発明インバータ
装置の動作点におけるインバータ電流IX及び負荷電流
iLの値を第2図の領域Bまたは領域Cへと移動するよ
うに両値を制御する。一般にインバータ電圧e1の振幅
制御の速度は1通常の並列運転時において、太陽電池の
出力の変化や負荷電に追従できればよいために0.15
v/周期となっているが、逆潮流時にはこの速度が2.
1V/周期になるように設定されている。ところでイン
バータ(1)の定格電流である20AをOAにするため
には20周期を必要とするだけであるから1発生した逆
潮流はこの20周期に達する迄に解消され得ることにな
る。
商用交流電源(2)の停電時には負荷電圧8Iが停電前
の値の95チにまで降下する(第2図の領域3と0と?
界線を参照)・従って本発明インバ−タ装置が@2図の
領域Oで動作中に前記商用交流@#(2+が停電した場
合には、臨界値を95Vに設定したインバータ解列制御
部の動作のみでインバータ(1)の解列が可能である。
の値の95チにまで降下する(第2図の領域3と0と?
界線を参照)・従って本発明インバ−タ装置が@2図の
領域Oで動作中に前記商用交流@#(2+が停電した場
合には、臨界値を95Vに設定したインバータ解列制御
部の動作のみでインバータ(1)の解列が可能である。
一方案2図の領域B(まれには領域A)でインバータ装
置が動作中に商用交流電源(2)が停電した場合には、
インバータ電圧振幅制御部の動作で負荷電圧81−が低
下してからインバータ解列制御部が作動する。本発明イ
ンバータ装置が勇2図の領域Bで動作している場合の商
用交流電源(2)の停電からインバータ(1)の解列ま
での所要時間は高々10周期以下であることが実験によ
って確認されている。
置が動作中に商用交流電源(2)が停電した場合には、
インバータ電圧振幅制御部の動作で負荷電圧81−が低
下してからインバータ解列制御部が作動する。本発明イ
ンバータ装置が勇2図の領域Bで動作している場合の商
用交流電源(2)の停電からインバータ(1)の解列ま
での所要時間は高々10周期以下であることが実験によ
って確認されている。
(ト) 発明の効果
本発明は以上の説明の如<、i池の発電電力を直流電源
とし、既存電力系統と連系して負荷に電力を供給する系
統連系インバータ装置において。
とし、既存電力系統と連系して負荷に電力を供給する系
統連系インバータ装置において。
インバータ電流1にの位相が負荷電流1L及び負荷電圧
eLを検出し、該インバータ電流1Lと負荷電流1bと
の比it/it、がi r / i L≧1なる関係を
満たし逆潮流が生じた際に前記インバータ電流1Kを急
減せしめるかもしくは前記直流電源を解列するものであ
るから。既存電力系統が停電の場合には10周期以内で
インバータを既存電力系統から解列することができ、且
負荷急減で生じた逆潮流は20周期以内にこれを解消す
ることができる。このことにより負荷変動、太陽電池出
力変化、既存電力系統の停電に対応して安全且安定した
複数電源の並列運転を行うことが可能となる効果がある
。
eLを検出し、該インバータ電流1Lと負荷電流1bと
の比it/it、がi r / i L≧1なる関係を
満たし逆潮流が生じた際に前記インバータ電流1Kを急
減せしめるかもしくは前記直流電源を解列するものであ
るから。既存電力系統が停電の場合には10周期以内で
インバータを既存電力系統から解列することができ、且
負荷急減で生じた逆潮流は20周期以内にこれを解消す
ることができる。このことにより負荷変動、太陽電池出
力変化、既存電力系統の停電に対応して安全且安定した
複数電源の並列運転を行うことが可能となる効果がある
。
第1図は本発明停電検知装置を採用したインバータ装置
の交流等価回路図、82図はインバータ装置の動作領域
図である。 (21・・・既存電力系統、(1)・・・インバータ、
(3)・・・負荷。
の交流等価回路図、82図はインバータ装置の動作領域
図である。 (21・・・既存電力系統、(1)・・・インバータ、
(3)・・・負荷。
Claims (1)
- (1)電池の発電電力を直流電源とし、既存電力系統と
連系して負荷に電力を供給する系統連系インバータ装置
において、インバータ電流i_Iの位相が負荷電流i_
Lの位相に一致するように制御すると共に、前記インバ
ータ電流i_Iと負荷電流i_L及び負荷電圧e_Lを
検出し、該インバータ電流i_Iと負荷電流i_Lとの
比i_I/i_Lがi_I/i_L≧1なる関係を満た
し逆潮流が生じた際に前記インバータ電流i_Iを急減
せしめるかもしくは前記インバータを解列することを特
徴とする停電検知装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59256229A JPS61135339A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 停電検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59256229A JPS61135339A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 停電検知装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61135339A true JPS61135339A (ja) | 1986-06-23 |
Family
ID=17289723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59256229A Pending JPS61135339A (ja) | 1984-12-04 | 1984-12-04 | 停電検知装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61135339A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57132737A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Sanyo Electric Co | Power source system by parallel operation |
-
1984
- 1984-12-04 JP JP59256229A patent/JPS61135339A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57132737A (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-17 | Sanyo Electric Co | Power source system by parallel operation |
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