JP2003116222A - 分散型電源装置の自立運転制御方法 - Google Patents
分散型電源装置の自立運転制御方法Info
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 太陽光発電装置等の分散型電源装置におい
て、スコット結線変圧器等を用いることなく、単相負荷
への給電によるインバータの３相交流出力の電圧不平衡
を防止する。 【解決手段】 分散型電源装置が系統から切離されて自
立運転で動作し、交流出力を負荷に給電するときに、交
流出力の検出電圧を３相／２相変換により２相電圧に変
換し、２相電圧の相毎の実効値を演算し、交流出力の電
圧指令値と２相電圧の実効値それぞれとの差から２相電
圧それぞれの電圧誤差を求め、２相電圧の電圧誤差それ
ぞれに基づく定電圧制御の２相の制御誤差を求め、電圧
指令値に２相の制御誤差それぞれを加算して２相電圧そ
れぞれの制御指令値を決定し、２相電圧の制御指令値の
２相／３相変換によりインバータの定電圧制御の３相制
御指令値を形成する。
て、スコット結線変圧器等を用いることなく、単相負荷
への給電によるインバータの３相交流出力の電圧不平衡
を防止する。 【解決手段】 分散型電源装置が系統から切離されて自
立運転で動作し、交流出力を負荷に給電するときに、交
流出力の検出電圧を３相／２相変換により２相電圧に変
換し、２相電圧の相毎の実効値を演算し、交流出力の電
圧指令値と２相電圧の実効値それぞれとの差から２相電
圧それぞれの電圧誤差を求め、２相電圧の電圧誤差それ
ぞれに基づく定電圧制御の２相の制御誤差を求め、電圧
指令値に２相の制御誤差それぞれを加算して２相電圧そ
れぞれの制御指令値を決定し、２相電圧の制御指令値の
２相／３相変換によりインバータの定電圧制御の３相制
御指令値を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電装置等
の分散型電源装置の自立運転制御方法に関する。
の分散型電源装置の自立運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、太陽光発電装置等のいわゆる自
家用発電装置が形成する分散型電源装置は、図５のブロ
ック結線図に示すように形成される。
家用発電装置が形成する分散型電源装置は、図５のブロ
ック結線図に示すように形成される。
【０００３】図５は太陽光発電装置の場合の概略構成を
示し、直流電源としての太陽電池１の直流出力がブロッ
キングダイオード２，電解コンデンサからなる入力側の
コンデンサ３を介して３相のＤＣ／ＡＣインバータ４に
供給される。
示し、直流電源としての太陽電池１の直流出力がブロッ
キングダイオード２，電解コンデンサからなる入力側の
コンデンサ３を介して３相のＤＣ／ＡＣインバータ４に
供給される。
【０００４】このインバータ４は、通常は、駆動制御部
５により連系運転制御され、この制御により、ＦＥＴ，
ＩＧＢＴ等の各電力用半導体スイッチ６がスイッチング
し、前記の直流出力を、交流電源７に同期した系統周波
数の３相交流に変換する。
５により連系運転制御され、この制御により、ＦＥＴ，
ＩＧＢＴ等の各電力用半導体スイッチ６がスイッチング
し、前記の直流出力を、交流電源７に同期した系統周波
数の３相交流に変換する。
【０００５】なお、各電力用半導体スイッチ６には、そ
れぞれ放電路用のダイオード８が逆並列接続されてい
る。
れぞれ放電路用のダイオード８が逆並列接続されてい
る。
【０００６】そして、前記の連系運転制御に基づくイン
バータ４の３相交流電力が、３相交流リアクトル９，３
相フィルタコンデンサ１０の交流フィルタ，電磁接触型
の第１，第２の連系開閉器１１，１２を介して系統母線
１３の各負荷（図示せず）に給電される。
バータ４の３相交流電力が、３相交流リアクトル９，３
相フィルタコンデンサ１０の交流フィルタ，電磁接触型
の第１，第２の連系開閉器１１，１２を介して系統母線
１３の各負荷（図示せず）に給電される。
【０００７】つぎに、災害の発生等によって系統が停電
すると、主に系統側での感電防止を目的として、図示省
略された開閉器制御部が開閉器１１，１２を開放し、太
陽光発電装置が系統から切離されるとともに、駆動制御
部５によってインバータ４の運転が一旦停止される。
すると、主に系統側での感電防止を目的として、図示省
略された開閉器制御部が開閉器１１，１２を開放し、太
陽光発電装置が系統から切離されるとともに、駆動制御
部５によってインバータ４の運転が一旦停止される。
【０００８】その後，手動又は自動の運転切換えにより
太陽光発電装置が自立運転に移行し、駆動制御部５がイ
ンバータ４を自立運転制御し、このとき、前記開閉器制
御部により、電磁接触器型の自立給電用開閉器１４が閉
成される。
太陽光発電装置が自立運転に移行し、駆動制御部５がイ
ンバータ４を自立運転制御し、このとき、前記開閉器制
御部により、電磁接触器型の自立給電用開閉器１４が閉
成される。
【０００９】そして、駆動制御部５の自立運転制御によ
り、インバータ４は系統定格電圧に定電圧制御された系
統基本波周波数の３相の交流出力を開閉器１４を介して
構内の自立給電母線１５の負荷に給電する。
り、インバータ４は系統定格電圧に定電圧制御された系
統基本波周波数の３相の交流出力を開閉器１４を介して
構内の自立給電母線１５の負荷に給電する。
【００１０】ところで、連系運転時及び自立運転時に発
電装置内，外の電圧，電流を監視検出してインバータ４
の運転を制御するため、図５の一部の詳細な結線を示し
た図６の単線結線図に示すように、駆動制御部５はＡ／
Ｄ変換回路５ａ，マイクロコンピュータからなるデジタ
ル演算回路５ｂ及び駆動パルス出力回路５ｃを有する。
電装置内，外の電圧，電流を監視検出してインバータ４
の運転を制御するため、図５の一部の詳細な結線を示し
た図６の単線結線図に示すように、駆動制御部５はＡ／
Ｄ変換回路５ａ，マイクロコンピュータからなるデジタ
ル演算回路５ｂ及び駆動パルス出力回路５ｃを有する。
【００１１】また、インバータ４の入力側の直流電圧
（電池電圧）が電圧検出器１６により検出され、インバ
ータ４の出力側の各相の交流電流（インバータ電流），
２相又は３相の交流電圧（インバータ電圧）が電流検出
器１７，電圧検出器１８により検出され、母線１３の各
相の系統電圧が電圧検出器１９により検出される。
（電池電圧）が電圧検出器１６により検出され、インバ
ータ４の出力側の各相の交流電流（インバータ電流），
２相又は３相の交流電圧（インバータ電圧）が電流検出
器１７，電圧検出器１８により検出され、母線１３の各
相の系統電圧が電圧検出器１９により検出される。
【００１２】そして、検出器１６，１８，１９の電圧検
出信号及び検出器１７の電流検出信号は、Ａ／Ｄ変換回
路５ａによりそれぞれデジタルデータに変換されて演算
回路５ｂに与えられる。なお、検出器１９の電圧検出信
号は前記の開閉器制御部にも与えられる。
出信号及び検出器１７の電流検出信号は、Ａ／Ｄ変換回
路５ａによりそれぞれデジタルデータに変換されて演算
回路５ｂに与えられる。なお、検出器１９の電圧検出信
号は前記の開閉器制御部にも与えられる。
【００１３】つぎに、演算回路５ｂは入力された検出電
圧，検出電流のデータを参照して設定された運転制御プ
ログラムを実行し、出力回路５ｃに３相の駆動制御信号
を供給する。
圧，検出電流のデータを参照して設定された運転制御プ
ログラムを実行し、出力回路５ｃに３相の駆動制御信号
を供給する。
【００１４】さらに、出力回路５ｃは与えられた駆動制
御信号にしたがって３相の駆動パルスを形成し、これら
のパルスをインバータ４に供給して各相の半導体スイッ
チ６をスイッチングする。
御信号にしたがって３相の駆動パルスを形成し、これら
のパルスをインバータ４に供給して各相の半導体スイッ
チ６をスイッチングする。
【００１５】そして、系統正常時は、演算回路５ｂの連
系運転制御により、出力回路５ｃが系統に同期した３相
の駆動パルスを形成し、これらの駆動パルスにより、イ
ンバータ４が系統に同期して連系運転される。
系運転制御により、出力回路５ｃが系統に同期した３相
の駆動パルスを形成し、これらの駆動パルスにより、イ
ンバータ４が系統に同期して連系運転される。
【００１６】一方、災害等で系統停電が発生すると、開
閉器１１，１２が開放されて太陽光発電装置が系統から
切離され、演算回路５ｂが駆動制御信号の出力を停止し
てインバータ４の運転が停止する。
閉器１１，１２が開放されて太陽光発電装置が系統から
切離され、演算回路５ｂが駆動制御信号の出力を停止し
てインバータ４の運転が停止する。
【００１７】その後、自立運転に移行すると、演算回路
５ｂは、従来、図７の自立運転制御を実行する。
５ｂは、従来、図７の自立運転制御を実行する。
【００１８】そして、インバータ４の交流出力の３相を
３軸Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とすると、図７のステップＡ1に
より、３相の検出電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの和（ベクトル
和）が０になることを条件として、検出器１８の例えば
Ｕ相，Ｗ相の検出電圧Ｖu，Ｖwを、３軸Ｕ，Ｖ，Ｗの３
相電圧を２軸α，βの２相電圧に変換する、つぎの数１
の式の３相／２相変換により、軸α，βの２相電圧
Ｖa，Ｖb（ベクトル値）に変換する。
３軸Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とすると、図７のステップＡ1に
より、３相の検出電圧Ｖu，Ｖv，Ｖwの和（ベクトル
和）が０になることを条件として、検出器１８の例えば
Ｕ相，Ｗ相の検出電圧Ｖu，Ｖwを、３軸Ｕ，Ｖ，Ｗの３
相電圧を２軸α，βの２相電圧に変換する、つぎの数１
の式の３相／２相変換により、軸α，βの２相電圧
Ｖa，Ｖb（ベクトル値）に変換する。
【００１９】
【数１】
【００２０】さらに、ステップＡ2 により、電圧Ｖa，
Ｖbで表わされたインバータ４の交流出力（インバータ
出力電圧）の実効値Ｖab・rmsを、つぎの数２の式の３相
一括実効値演算から求める。
Ｖbで表わされたインバータ４の交流出力（インバータ
出力電圧）の実効値Ｖab・rmsを、つぎの数２の式の３相
一括実効値演算から求める。
【００２１】
【数２】
【００２２】つぎに、ステップＡ3 により、実効値Ｖ
ab・rmsがインバータ４の出力電圧指令値ＶACになるよう
に、実効値Ｖab・rmsに基づくＰ（比例）Ｉ（積分）制御
演算を行う。
ab・rmsがインバータ４の出力電圧指令値ＶACになるよう
に、実効値Ｖab・rmsに基づくＰ（比例）Ｉ（積分）制御
演算を行う。
【００２３】具体的には、まず、つぎの数３の式の演算
から、インバータ４の交流出力の３相一括の電圧誤差Δ
ＶACを求める。
から、インバータ４の交流出力の３相一括の電圧誤差Δ
ＶACを求める。
【００２４】
【数３】
【００２５】そして、つぎの数４の２式の演算から、イ
ンバータ４の交流出力の３相一括ＰＩ制御の比例制御電
圧ＶP，積分制御電圧ＶIを求める。なお、式中のＰG，
ＩGは設定された比例定数，積分定数である。
ンバータ４の交流出力の３相一括ＰＩ制御の比例制御電
圧ＶP，積分制御電圧ＶIを求める。なお、式中のＰG，
ＩGは設定された比例定数，積分定数である。
【００２６】
【数４】
【００２７】さらに、つぎの数５の式の演算により電圧
ＶP，ＶIを加算合成し、インバータ４の３相一括の制御
誤差（電圧制御ゲイン）ＶPIを求める。
ＶP，ＶIを加算合成し、インバータ４の３相一括の制御
誤差（電圧制御ゲイン）ＶPIを求める。
【００２８】
【数５】
【００２９】そして、ステップＡ4 により出力電圧指令
値ＶACに制御誤差ＶPIを加算し、つぎの数６の２式に示
す２相電圧Ｖa，Ｖbの同一の制御指令値（振幅制御値）
Ｖa・ ref，Ｖb・refを求めて決定する。
値ＶACに制御誤差ＶPIを加算し、つぎの数６の２式に示
す２相電圧Ｖa，Ｖbの同一の制御指令値（振幅制御値）
Ｖa・ ref，Ｖb・refを求めて決定する。
【００３０】
【数６】
【００３１】つぎに、系統基本波の位相情報θに基づく
つぎの数７の２式の演算から、制御指令値Ｖa・ref，Ｖ
b・refに位相情報θを加えた制御指令値Ｖa・REF，Ｖ
b・REFを求める。
つぎの数７の２式の演算から、制御指令値Ｖa・ref，Ｖ
b・refに位相情報θを加えた制御指令値Ｖa・REF，Ｖ
b・REFを求める。
【００３２】
【数７】
【００３３】さらに、ステップＡ5 により、指令値Ｖ
a・REF，Ｖb・REFに、つぎの数８の式に示す２相／３相変
換を施し、定電圧制御の３相制御指令値（制御信号）Ｖ
u・REF，Ｖv・REF，Ｖw・REFを得、この３相制御指令値Ｖ
u・REF〜Ｖw・REFの駆動制御信号を出力回路５ｃに供給す
る。
a・REF，Ｖb・REFに、つぎの数８の式に示す２相／３相変
換を施し、定電圧制御の３相制御指令値（制御信号）Ｖ
u・REF，Ｖv・REF，Ｖw・REFを得、この３相制御指令値Ｖ
u・REF〜Ｖw・REFの駆動制御信号を出力回路５ｃに供給す
る。
【００３４】
【数８】
【００３５】そして、出力回路５ｃにより制御指令値Ｖ
u・REF〜Ｖw・REFに応じたパルス幅の３相の駆動パルスを
形成し、これらの駆動パルスにより、インバータ４の各
相の半導体スイッチ６をスイッチングし、インバータ４
の３相交流出力の電圧を指令値ＶACの電圧に定電圧制御
する。
u・REF〜Ｖw・REFに応じたパルス幅の３相の駆動パルスを
形成し、これらの駆動パルスにより、インバータ４の各
相の半導体スイッチ６をスイッチングし、インバータ４
の３相交流出力の電圧を指令値ＶACの電圧に定電圧制御
する。
【００３６】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のこの種の分
散型電源装置においては、自立運転時、インバータ４の
交流出力の電圧を、前記数２の式の３相一括実効値演算
等に基づく３相一括制御により、３相全体として、出力
電圧指令値ＶACの一定電圧（一定振幅）になるように制
御する。
散型電源装置においては、自立運転時、インバータ４の
交流出力の電圧を、前記数２の式の３相一括実効値演算
等に基づく３相一括制御により、３相全体として、出力
電圧指令値ＶACの一定電圧（一定振幅）になるように制
御する。
【００３７】そのため、自立運転時のインバータ４の３
相出力が供給される自立給電母線１５に、３相負荷だけ
でなく単相負荷が直接接続されると、３相全体では一定
電圧に制御されても、単相負荷が接続された相の電圧は
低下し、単相負荷が接続されていない相の電圧は上昇
し、各相の電圧不平衡が生じ、単相負荷の容量や台数に
よっては相間の著しい電圧不平衡を招来する。
相出力が供給される自立給電母線１５に、３相負荷だけ
でなく単相負荷が直接接続されると、３相全体では一定
電圧に制御されても、単相負荷が接続された相の電圧は
低下し、単相負荷が接続されていない相の電圧は上昇
し、各相の電圧不平衡が生じ、単相負荷の容量や台数に
よっては相間の著しい電圧不平衡を招来する。
【００３８】そして、この電圧不平衡を防止するため、
単相負荷を各相に均等に配分して接続し、各相が単相負
荷を均等に分担することが考えられるが、そのような負
荷配分を実現することは、実用上は困難である。
単相負荷を各相に均等に配分して接続し、各相が単相負
荷を均等に分担することが考えられるが、そのような負
荷配分を実現することは、実用上は困難である。
【００３９】そこで、従来は図５に示すように、自立給
電母線１５にスコット結線変圧器２０を設け、この変圧
器２０の２次側に単相負荷２１を接続するようにし、単
相負荷が接続されても、インバータ４側（電源側）から
みて３相平衡負荷になるようにしている。なお、図中の
２２は母線１５の３相負荷を示す。
電母線１５にスコット結線変圧器２０を設け、この変圧
器２０の２次側に単相負荷２１を接続するようにし、単
相負荷が接続されても、インバータ４側（電源側）から
みて３相平衡負荷になるようにしている。なお、図中の
２２は母線１５の３相負荷を示す。
【００４０】したがって、従来はこの種の分散型電源装
置の自立運転制御を行う場合、単相負荷の接続によるイ
ンバータ４の交流出力の電圧の３相不平衡を防止するた
め、複雑かつ高価なスコット結線変圧器２０を要する問
題点がある。
置の自立運転制御を行う場合、単相負荷の接続によるイ
ンバータ４の交流出力の電圧の３相不平衡を防止するた
め、複雑かつ高価なスコット結線変圧器２０を要する問
題点がある。
【００４１】本発明は、この種の分散型電源装置におい
て、スコット結線変圧器２０等を用いることなく、単相
負荷への給電によるインバータの交流出力の３相電圧不
平衡が生じないようにすることを課題とする。
て、スコット結線変圧器２０等を用いることなく、単相
負荷への給電によるインバータの交流出力の３相電圧不
平衡が生じないようにすることを課題とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の自立運転制御方法はおいては、太陽電池
等の直流電源をインバータにより３相交流出力に変換す
る分散型電源装置が系統から切離されて自立運転で動作
し、インバータ３の３相交流出力に定電圧制御して負荷
に給電するときに、交流出力の検出電圧を３相／２相変
換により２相電圧に変換し、２相電圧の相毎の実効値を
演算し、交流出力の電圧指令値と２相電圧の実効値それ
ぞれとの差から２相電圧それぞれの電圧誤差を求め、２
相電圧の電圧誤差それぞれに基づく定電圧制御の２相の
制御誤差を求め、電圧指令値に２相の制御誤差それぞれ
を加算して２相電圧それぞれの制御指令値を決定し、２
相電圧の制御指令値の２相／３相変換によりインバータ
の定電圧制御の３相制御指令値を形成する。
めに、本発明の自立運転制御方法はおいては、太陽電池
等の直流電源をインバータにより３相交流出力に変換す
る分散型電源装置が系統から切離されて自立運転で動作
し、インバータ３の３相交流出力に定電圧制御して負荷
に給電するときに、交流出力の検出電圧を３相／２相変
換により２相電圧に変換し、２相電圧の相毎の実効値を
演算し、交流出力の電圧指令値と２相電圧の実効値それ
ぞれとの差から２相電圧それぞれの電圧誤差を求め、２
相電圧の電圧誤差それぞれに基づく定電圧制御の２相の
制御誤差を求め、電圧指令値に２相の制御誤差それぞれ
を加算して２相電圧それぞれの制御指令値を決定し、２
相電圧の制御指令値の２相／３相変換によりインバータ
の定電圧制御の３相制御指令値を形成する。
【００４３】したがって、自立運転時、インバータの３
相交流出力の３相／２相変換により得られた２相電圧に
基づき、インバータの交流出力の実効値が、前記数２の
式の３相一括の演算でなく、３相／２相変換後の２相電
圧の相毎に演算で求められる。
相交流出力の３相／２相変換により得られた２相電圧に
基づき、インバータの交流出力の実効値が、前記数２の
式の３相一括の演算でなく、３相／２相変換後の２相電
圧の相毎に演算で求められる。
【００４４】さらに、インバータの交流出力の電圧指令
値と前記２相電圧の相毎の実効値それぞれとの差から相
毎の電圧誤差が求められ、これらの電圧誤差に基づき、
前記２相電圧の相毎に個別に、インバータの定電圧制御
の制御誤差が求められて制御指令値が決定される。
値と前記２相電圧の相毎の実効値それぞれとの差から相
毎の電圧誤差が求められ、これらの電圧誤差に基づき、
前記２相電圧の相毎に個別に、インバータの定電圧制御
の制御誤差が求められて制御指令値が決定される。
【００４５】そして、これらの制御指令値の２相／３相
変換により、インバータの交流出力の制御指令値が相毎
に個別に求められ、これらの制御指令値に基づいてイン
バータの自立運転が制御される。
変換により、インバータの交流出力の制御指令値が相毎
に個別に求められ、これらの制御指令値に基づいてイン
バータの自立運転が制御される。
【００４６】そして、定電圧制御の２相電圧の制御誤差
に基づいて、インバータの各相の電圧が、それぞれの変
動に追従して個別に抑制制御され、インバータの交流出
力の各相の電圧が、それぞれ制御指令値の電圧に定電圧
制御される。
に基づいて、インバータの各相の電圧が、それぞれの変
動に追従して個別に抑制制御され、インバータの交流出
力の各相の電圧が、それぞれ制御指令値の電圧に定電圧
制御される。
【００４７】そのため、自立運転時のインバータの３相
の交流出力は、３相全体が定電圧制御されるとともに、
相毎にも定電圧制御され、単相負荷への給電に基づく相
間の電圧不平衡が、スコット結線変圧器を用いることな
く防止される。
の交流出力は、３相全体が定電圧制御されるとともに、
相毎にも定電圧制御され、単相負荷への給電に基づく相
間の電圧不平衡が、スコット結線変圧器を用いることな
く防止される。
【００４８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１〜図４を参照して説明する。この形態においては、図
２の太陽光発電装置の自立運転制御に適用する。図２に
おいて、図５と同一符号は同一もしくは相当するものを
示し、図２の太陽光発電装置が図５の従来装置と異なる
点は、まず、自立給電母線１５に、従来のスコット結線
変圧器２０を設けることなく、３相負荷２２及び単相負
荷２１が直接接続される点である。
１〜図４を参照して説明する。この形態においては、図
２の太陽光発電装置の自立運転制御に適用する。図２に
おいて、図５と同一符号は同一もしくは相当するものを
示し、図２の太陽光発電装置が図５の従来装置と異なる
点は、まず、自立給電母線１５に、従来のスコット結線
変圧器２０を設けることなく、３相負荷２２及び単相負
荷２１が直接接続される点である。
【００４９】さらに、自立運転時、駆動制御部５の図６
に示したデジタル演算回路５ｂにおいて、図１のステッ
プＢ1〜Ｂ5の自立運転制御を実行する点である。
に示したデジタル演算回路５ｂにおいて、図１のステッ
プＢ1〜Ｂ5の自立運転制御を実行する点である。
【００５０】そして、災害等で系統が停電して自立運転
に移行すると、ステップＢ1 により、図７のステップＡ
1と同様にして前記数１の式の演算から、３相の検出電
圧Ｖu，Ｖwを２相電圧Ｖa，Ｖbに変換する。
に移行すると、ステップＢ1 により、図７のステップＡ
1と同様にして前記数１の式の演算から、３相の検出電
圧Ｖu，Ｖwを２相電圧Ｖa，Ｖbに変換する。
【００５１】つぎに、ステップＢ2により、２軸α，β
の電圧Ｖa，Ｖbの３相一括の実効値Ｖab・rmsを求めるの
ではなく、電圧Ｖa，Ｖbそれぞれの実効値Ｖa・rms，Ｖ
b・rmsを、個別の二乗平均のデジタル演算で求める。
の電圧Ｖa，Ｖbの３相一括の実効値Ｖab・rmsを求めるの
ではなく、電圧Ｖa，Ｖbそれぞれの実効値Ｖa・rms，Ｖ
b・rmsを、個別の二乗平均のデジタル演算で求める。
【００５２】つぎに、ステップＢ3 により、実効値Ｖ
ａ・rms，Ｖｂ・rmsがそれぞれインバータ１１の出力電圧
指令値ＶACになるように、実効値Ｖa・rms，Ｖb・rmsの個
別のＰＩ制御演算を行う。
ａ・rms，Ｖｂ・rmsがそれぞれインバータ１１の出力電圧
指令値ＶACになるように、実効値Ｖa・rms，Ｖb・rmsの個
別のＰＩ制御演算を行う。
【００５３】このとき、まず、つぎの数９の２式の演算
から、指令値ＶACと実効値Ｖa・rms，Ｖb・rmsそれぞれと
の電圧誤差ΔＶa，ΔＶbを求める。
から、指令値ＶACと実効値Ｖa・rms，Ｖb・rmsそれぞれと
の電圧誤差ΔＶa，ΔＶbを求める。
【００５４】
【数９】
【００５５】また、つぎの数１０の２式の演算から、イ
ンバータ４の交流出力の２相電圧Ｖ a，Ｖbそれぞれにつ
いてのＰＩ制御の比例制御電圧Ｖap，Ｖbpを求める。な
お、式中のＰGは設定された比例定数である。
ンバータ４の交流出力の２相電圧Ｖ a，Ｖbそれぞれにつ
いてのＰＩ制御の比例制御電圧Ｖap，Ｖbpを求める。な
お、式中のＰGは設定された比例定数である。
【００５６】
【数１０】
【００５７】さらに、つぎの数１１の２式の演算から、
インバータ４の交流出力の２相電圧Ｖa，Ｖbそれぞれに
ついてのＰＩ制御の積分制御電圧ＶaI，ＶbIを求める。
なお、式中のＩGは設定された積分定数である。
インバータ４の交流出力の２相電圧Ｖa，Ｖbそれぞれに
ついてのＰＩ制御の積分制御電圧ＶaI，ＶbIを求める。
なお、式中のＩGは設定された積分定数である。
【００５８】
【数１１】
【００５９】そして、数１０の２式の制御電圧Ｖap，Ｖ
bpと数１１の２式の制御電圧ＶaI，ＶbIとを相毎に加算
し、２相電圧Ｖa，ＶbのＰＩ制御に基づく、数１２の２
式の相毎の制御誤差（電圧制御ゲイン）ＶapI，ＶbpIを
求める。
bpと数１１の２式の制御電圧ＶaI，ＶbIとを相毎に加算
し、２相電圧Ｖa，ＶbのＰＩ制御に基づく、数１２の２
式の相毎の制御誤差（電圧制御ゲイン）ＶapI，ＶbpIを
求める。
【００６０】
【数１２】
【００６１】つぎに、ステップＢ4 により、出力電圧指
令値ＶACに制御誤差ＶapI，ＶbpIそれぞれを加算し、つ
ぎの数１３の２式に示す２相電圧Ｖa，Ｖbの個別の制御
指令値（振幅制御値）Ｖa・ref’，Ｖb・ref’を求めて決
定する。
令値ＶACに制御誤差ＶapI，ＶbpIそれぞれを加算し、つ
ぎの数１３の２式に示す２相電圧Ｖa，Ｖbの個別の制御
指令値（振幅制御値）Ｖa・ref’，Ｖb・ref’を求めて決
定する。
【００６２】
【数１３】
【００６３】そして、位相情報θに基づく数７の２式と
同様のつぎの数１４の２式の演算から、制御指令値Ｖ
a・ref’，Ｖb・ref’それぞれに位相情報θを加えた制御
指令値Ｖa・REF’，Ｖb・REF’を求める。
同様のつぎの数１４の２式の演算から、制御指令値Ｖ
a・ref’，Ｖb・ref’それぞれに位相情報θを加えた制御
指令値Ｖa・REF’，Ｖb・REF’を求める。
【００６４】
【数１４】
【００６５】さらに、制御指令値Ｖa・REF’，Ｖb・REF’
に、数８の式と同様のつぎの数１５の式の２相／３相の
変換を施し、従来の指令値Ｖu・REF〜Ｖw・REFに相当する
定電圧制御の３相制御指令値Ｖu・REF’，Ｖv・REF’，Ｖ
w・REF’ を得、この３相制御指令値Ｖu・REF’〜
Ｖw・REF’を出力回路５ｃに供給する。
に、数８の式と同様のつぎの数１５の式の２相／３相の
変換を施し、従来の指令値Ｖu・REF〜Ｖw・REFに相当する
定電圧制御の３相制御指令値Ｖu・REF’，Ｖv・REF’，Ｖ
w・REF’ を得、この３相制御指令値Ｖu・REF’〜
Ｖw・REF’を出力回路５ｃに供給する。
【００６６】
【数１５】
【００６７】そして、出力回路５ｃにより指令値Ｖ
u・REF’〜Ｖw・REF’に応じたパルス幅の３相の駆動パル
スを形成してインバータ４の各相の半導体スイッチ６を
スイッチングする。
u・REF’〜Ｖw・REF’に応じたパルス幅の３相の駆動パル
スを形成してインバータ４の各相の半導体スイッチ６を
スイッチングする。
【００６８】このとき、インバータ４の交流出力の電圧
は３相全体が指令値ＶＡＣの電圧に定電圧制御されるだ
けでなく、数６の式と数１３の式との比較からも明らか
なように、従来の３相一括制御では２相電圧Ｖa，Ｖbの
制御指令値Ｖa・ref，Ｖb・refが同一であるのに対して、
本形態では２相電圧Ｖa，Ｖbの制御指令値Ｖa・ref’，
Ｖb・ref’が３相の相毎の電圧誤差に起因した２相電圧
Ｖa，Ｖbの制御誤差Ｖa pI，ＶbpI によって異なること
から、各相の電圧も平衡するように定電圧制御される。
は３相全体が指令値ＶＡＣの電圧に定電圧制御されるだ
けでなく、数６の式と数１３の式との比較からも明らか
なように、従来の３相一括制御では２相電圧Ｖa，Ｖbの
制御指令値Ｖa・ref，Ｖb・refが同一であるのに対して、
本形態では２相電圧Ｖa，Ｖbの制御指令値Ｖa・ref’，
Ｖb・ref’が３相の相毎の電圧誤差に起因した２相電圧
Ｖa，Ｖbの制御誤差Ｖa pI，ＶbpI によって異なること
から、各相の電圧も平衡するように定電圧制御される。
【００６９】そのため、自立給電母線１５に単相負荷２
１を直接接続しても、負荷不平衡に基づくインバータ４
の交流出力の３相不平衡が自動的に防止され、従来のス
コット結線変圧器２０を省いて自立運転時の安定した負
荷給電が行える。
１を直接接続しても、負荷不平衡に基づくインバータ４
の交流出力の３相不平衡が自動的に防止され、従来のス
コット結線変圧器２０を省いて自立運転時の安定した負
荷給電が行える。
【００７０】なお、インバータ４の交流出力が３相２０
０Ｖの場合に、自立給電母線１５に２００Ｖの３相負荷
と１００Ｖの単相負荷とを接続するときは、図３に示す
ように、母線１５の例えばＶ，Ｗの２相を単相給電に利
用し、この２相に単巻の２００Ｖ／１００Ｖ変換用の単
相変圧器２３の１次側を接続し、その２次側出力を単相
負荷２１’に給電すればよい。
０Ｖの場合に、自立給電母線１５に２００Ｖの３相負荷
と１００Ｖの単相負荷とを接続するときは、図３に示す
ように、母線１５の例えばＶ，Ｗの２相を単相給電に利
用し、この２相に単巻の２００Ｖ／１００Ｖ変換用の単
相変圧器２３の１次側を接続し、その２次側出力を単相
負荷２１’に給電すればよい。
【００７１】また、インバータ４の交流出力が３相２０
０Ｖで、自立給電母線１５に接続する負荷が全て１００
Ｖの単相負荷のときは、図４に示すように、自立給電母
線１５の例えばＶ，Ｗの２相を各単相負荷２１’を直接
接続すればよい。
０Ｖで、自立給電母線１５に接続する負荷が全て１００
Ｖの単相負荷のときは、図４に示すように、自立給電母
線１５の例えばＶ，Ｗの２相を各単相負荷２１’を直接
接続すればよい。
【００７２】そして、本発明は、直流電源が蓄電池や燃
料電池等の他の電源の場合にも同様に適用することがで
きる。
料電池等の他の電源の場合にも同様に適用することがで
きる。
【００７３】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。災害等で系統が停電する自立運転時、インバータ４
の３相交流出力の３相／２相変換により得た２相電圧に
基づき、インバータの交流出力の実効値を、３相一括の
演算でなく、３相／２相変換後の２相電圧の相毎に演算
で求めることができる。
る。災害等で系統が停電する自立運転時、インバータ４
の３相交流出力の３相／２相変換により得た２相電圧に
基づき、インバータの交流出力の実効値を、３相一括の
演算でなく、３相／２相変換後の２相電圧の相毎に演算
で求めることができる。
【００７４】さらに、インバータ４の交流出力の電圧指
令値と、前記２相電圧の相毎の実効値それぞれとの差の
２相の電圧誤差に基づき、前記２相電圧の相毎に個別
に、インバータ４の定電圧制御の制御誤差を求めること
ができ、両制御誤差は、インバータ４の交流出力の各相
電圧の電圧指令値からのずれに応じて種々に変化する。
令値と、前記２相電圧の相毎の実効値それぞれとの差の
２相の電圧誤差に基づき、前記２相電圧の相毎に個別
に、インバータ４の定電圧制御の制御誤差を求めること
ができ、両制御誤差は、インバータ４の交流出力の各相
電圧の電圧指令値からのずれに応じて種々に変化する。
【００７５】そして、両制御誤差に基づき、前記２相電
圧の相毎の制御指令値が決定され、この制御指令値の２
相／３相変換により、インバータ４の交流出力の制御指
令値が相毎に個別に求められ、これらの制御指令値に基
づいてインバータ４の自立運転が制御される。
圧の相毎の制御指令値が決定され、この制御指令値の２
相／３相変換により、インバータ４の交流出力の制御指
令値が相毎に個別に求められ、これらの制御指令値に基
づいてインバータ４の自立運転が制御される。
【００７６】そして、前記２相電圧の相毎の制御誤差に
基づき、インバータ４の交流出力の各相の電圧がそれぞ
れの変動に追従して個別に定電圧制御され、その結果、
インバータ４の交流出力が制御指令値の電圧に定電圧制
御されるため、インバータ４の交流出力が、３相全体と
して定電圧制御されるだけでなく、相毎にも定電圧制御
される。
基づき、インバータ４の交流出力の各相の電圧がそれぞ
れの変動に追従して個別に定電圧制御され、その結果、
インバータ４の交流出力が制御指令値の電圧に定電圧制
御されるため、インバータ４の交流出力が、３相全体と
して定電圧制御されるだけでなく、相毎にも定電圧制御
される。
【００７７】したがって、自立運転時、スコット結線変
圧器等を用いることなく、簡単かつ安価に、インバータ
４の３相交流出力の単相負荷への給電に基づく電圧不平
衡を防止することができる。
圧器等を用いることなく、簡単かつ安価に、インバータ
４の３相交流出力の単相負荷への給電に基づく電圧不平
衡を防止することができる。
【図１】本発明の実施の１形態の自立運転制御のフロー
チャートである。
チャートである。
【図２】図１の自立運転制御を行う太陽光発電装置のブ
ロック結線図である。
ロック結線図である。
【図３】図２の自立給電母線に２００Ｖの３相負荷と１
００Ｖの単相負荷とを接続するときの結線図である。
００Ｖの単相負荷とを接続するときの結線図である。
【図４】図２の自立給電母線に１００Ｖの単相負荷のみ
を接続するときの結線図である。
を接続するときの結線図である。
【図５】従来例の太陽光発電装置のブロック結線図であ
る。
る。
【図６】図５の一部の詳細な構成を示した単線結線図で
ある。
ある。
【図７】図６の自立運転制御のフローチャートである。
１ 太陽電池
４ インバータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5G066 GA01 GB02
5H007 AA07 AA17 BB07 CA01 CB04
CB05 CC03 CC23 DA03 DA06
DB02 DB07 DB12 DC04 DC05
5H420 BB12 CC03 DD04 EA11 EA45
EB25 EB39 FF03 FF11 FF22
FF23 FF25
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池等の直流電源をインバータによ
り３相交流出力に変換する分散型電源装置が系統から切
離されて自立運転で動作し、前記交流出力を定電圧制御
して負荷に給電するときに、 前記交流出力の検出電圧を３相／２相変換により２相電
圧に変換し、 前記２相電圧の相毎の実効値を演算し、 前記交流出力の電圧指令値と前記２相電圧の実効値それ
ぞれとの差から前記２相電圧それぞれの電圧誤差を求
め、 前記２相電圧の電圧誤差それぞれに基づく前記定電圧制
御の２相の制御誤差を求め、 前記電圧指令値に前記２相の制御誤差それぞれを加算し
て前記２相電圧それぞれの制御指令値を決定し、 前記２相電圧の制御指令値の２相／３相変換により前記
インバータの前記定電圧制御の３相制御指令値を形成す
ることを特徴とする分散型電源装置の自立運転制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308548A JP2003116222A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 分散型電源装置の自立運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001308548A JP2003116222A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 分散型電源装置の自立運転制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003116222A true JP2003116222A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19127842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001308548A Pending JP2003116222A (ja) | 2001-10-04 | 2001-10-04 | 分散型電源装置の自立運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003116222A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101834450A (zh) * | 2009-03-09 | 2010-09-15 | Sma太阳能技术股份公司 | 发电系统和用于将电力馈送到三相电网的逆变器 |
| CN102841612A (zh) * | 2012-09-11 | 2012-12-26 | 福建船政交通职业学院 | 自供电太阳光跟踪传感器装置 |
| WO2013080877A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | 三洋電機株式会社 | 系統連系装置 |
| JP2014239624A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 三菱電機株式会社 | パワーコンディショナシステム |
| CN109599891A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-09 | 中国科学院电工研究所 | 光伏发电与电网三相平衡的控制方法 |
-
2001
- 2001-10-04 JP JP2001308548A patent/JP2003116222A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101834450A (zh) * | 2009-03-09 | 2010-09-15 | Sma太阳能技术股份公司 | 发电系统和用于将电力馈送到三相电网的逆变器 |
| EP2228895A1 (de) * | 2009-03-09 | 2010-09-15 | SMA Solar Technology AG | Wechselrichterschaltung mit Trennstelle |
| JP2010213565A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Sma Solar Technology Ag | 三相グリッドへ電力を供給するための電力発生システム及びインバータ |
| US8779630B2 (en) | 2009-03-09 | 2014-07-15 | Sma Solar Technology Ag | Power generation system and inverter for feeding power into a three-phase grid |
| KR101751775B1 (ko) * | 2009-03-09 | 2017-06-28 | 에스엠에이 솔라 테크놀로지 아게 | 3-상 그리드 내로 전력을 공급하는 발전 시스템 및 인버터 |
| WO2013080877A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | 三洋電機株式会社 | 系統連系装置 |
| CN102841612A (zh) * | 2012-09-11 | 2012-12-26 | 福建船政交通职业学院 | 自供电太阳光跟踪传感器装置 |
| JP2014239624A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | 三菱電機株式会社 | パワーコンディショナシステム |
| CN109599891A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-09 | 中国科学院电工研究所 | 光伏发电与电网三相平衡的控制方法 |
| CN109599891B (zh) * | 2018-11-15 | 2022-04-19 | 中国科学院电工研究所 | 光伏发电与电网三相平衡的控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
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