JP2006333625A - Operation method of power supply system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the number of inverter devices that are started so as to increase power conversion efficiency based on a power supply output power value P from a DC power source by connecting a plurality of the inverter devices of different capacity in parallel to the DC power source. <P>SOLUTION: In this operation method of a power supply system, a plurality of the inverter devices consist of m sets of large-capacity inverter devices of a rated input power value Pm and n sets of small-capacity inverter devices of a rated input power value Pn. Based on the power supply output power value P, the number of the inverter devices that are started are determined out of only the n sets of the small-capacity inverter devices when P≤Pn*n. When Pn*n<P≤Pm*m, the number of the inverter devices that are started are determined out of only the m sets of the large-capacity inverter devices. When P>Pm*m, the m sets of the large-capacity inverter devices are started and the number of the inverter devices that are started are determined out of the n sets of the small-capacity inverter devices. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽電池、燃料電池等からの直流電力を複数台並列接続されたインバータ装置によって高効率に交流電力に変換するための電源システムの運転方法に関するものである。   The present invention relates to a method for operating a power supply system for converting DC power from solar cells, fuel cells, etc. into AC power with high efficiency by an inverter device connected in parallel.

図５は、従来技術における複数台のインバータ装置が並列接続された電源システムのブロック図である。直流電源ＤＣは、太陽電池、燃料電池等からなり電源出力電力値Ｐ［ｋＷ］の直流電力を出力する。太陽電池では日射強度の変化に伴い、燃料電池では化学反応状態の変化に伴い上記の電源出力電力値Ｐは大きく変動する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiは、同一容量のインバータ装置をｉ台並列接続しており、上記の直流電力を交流電力に変換して電力系統ＡＣ等に供給する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiの定格入力電力をＰｉ［ｋｗ］とする。したがって、電源出力電力値Ｐの定格出力値とインバータ装置の総入力電力値（Ｐｉ・ｉ）とが略等しくなるように構成される。電力検出回路ＰＤは、上記の電源出力電力値Ｐを検出して、電力検出信号Ｐｄ＝Ｐを出力する。運転制御回路ＣＣは、この電力検出信号Ｐｄを入力として、後述する方法によってインバータ装置の起動台数ｙ及び起動インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値Ｐifを決定し、各インバータ装置の累積負担が均一になるように起動インバータ装置を選択し、各インバータ装置を運転制御するための制御信号Ｃｃを出力する。例えば、この制御信号Ｃｃによって、インバータ装置ＩＶ1及びＩＶ3の２台を分担電力Ｐifで起動し、他のインバータ装置は動作を停止させる。   FIG. 5 is a block diagram of a power supply system in which a plurality of inverter devices in the prior art are connected in parallel. The direct current power source DC includes a solar cell, a fuel cell, and the like, and outputs direct current power having a power output power value P [kW]. In the solar cell, the power output power value P fluctuates greatly according to the change in the solar radiation intensity and in the fuel cell as the chemical reaction state changes. The inverter devices IV1 to IVi are connected in parallel to i inverter devices having the same capacity, and convert the DC power into AC power and supply it to the power system AC or the like. Let Pi [kw] be the rated input power of the inverter devices IV1 to IVi. Therefore, the rated output value of the power supply output power value P and the total input power value (Pi · i) of the inverter device are configured to be substantially equal. The power detection circuit PD detects the power output power value P described above and outputs a power detection signal Pd = P. The operation control circuit CC receives this power detection signal Pd as input, determines the number y of inverter devices to be started and the shared input power value Pif per start inverter device by a method described later, and the cumulative burden of each inverter device is determined. The starting inverter device is selected so as to be uniform, and a control signal Cc for controlling the operation of each inverter device is output. For example, by this control signal Cc, two inverter devices IV1 and IV3 are started with the shared power Pif, and the other inverter devices are stopped.

図６は、上述した運転制御回路ＣＣにおける起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートである。ステップＳＴ１において、予め定めた周期が経過したかを判断し、経過したときはステップＳＴ２に進む。この周期は電源出力電力値Ｐの変動速度に追従することができる値であり、例えば太陽電池のときは数十秒から数分程度に設定される。ステップＳＴ２において、電力検出信号Ｐｄを読み込む。ステップＳＴ３において、図７で後述する起動台数決定サブルーチン処理を行い、起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifを決定する。ステップＳＴ４において、累積負担がｈ略均一になるように起動インバータ装置を選択する。この累積負担を略均一にするための方法として、起動インバータ装置をランダムに選択する方法、累積動作時間の少ない順番に選択する方法、起動／停止回数の少ない順番に選択する方法等がある。ステップＳＴ５において、電源システムの運転を終了するかを判断して、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＳＴ１に戻る。   FIG. 6 is a flowchart showing a method for determining the number y of startups and the shared input power value Pif and a method for selecting a startup inverter device in the operation control circuit CC described above. In step ST1, it is determined whether a predetermined period has elapsed, and when it has elapsed, the process proceeds to step ST2. This period is a value that can follow the fluctuation speed of the power supply output power value P. For example, in the case of a solar cell, it is set to about several tens of seconds to several minutes. In step ST2, the power detection signal Pd is read. In step ST3, the number-of-starts determination subroutine described later in FIG. 7 is performed to determine the number of starts y and the shared input power value Pif. In step ST4, the starting inverter device is selected so that the accumulated burden is substantially uniform. As a method for making the cumulative load substantially uniform, there are a method of selecting startup inverter devices at random, a method of selecting in order of decreasing cumulative operation time, a method of selecting in order of low start / stop frequency, and the like. In step ST5, it is determined whether or not to end the operation of the power supply system. If YES, the process ends. If NO, the process returns to step ST1.

図７は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、上記の電力検出信号Ｐｄ及び最大入力電力値Ｐicを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐic（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は切り上げて整数にする。また、上記の最大入力電力値Ｐic＝Ｋ・Ｐｉとし、係数Ｋは０＜Ｋ≦1.0の範囲であり、Ｐｉはインバータ装置の定格入力電力値である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等に設定する。常にＫ＝1.0としない理由は、周期途中で電源出力電力値Ｐが変動したときにこの変動分に対応する余裕を織り込んで起動台数ｙを決定するためである。ステップＳＢ２において、インバータ装置１台当たりの分担入力電力値Ｐif＝Ｐｄ／ｙを決定する。   FIG. 7 is a flowchart showing a startup number determination subroutine process. In step SB1, using the power detection signal Pd and the maximum input power value Pic as input, the number of starting units y = Pd / Pic (however, y = i when y> i) is determined. Here, the decimal point is rounded up to an integer. Further, the maximum input power value Pic = K · Pi is set, the coefficient K is in the range of 0 <K ≦ 1.0, and Pi is the rated input power value of the inverter device. The coefficient K is set to 0.9, 1.0, etc., for example. The reason why K = 1.0 is not always set is that when the power supply output power value P fluctuates in the middle of the cycle, the number of starting units y is determined taking into account a margin corresponding to this fluctuation. In step SB2, the shared input power value Pif = Pd / y per inverter device is determined.

上述した起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法について、数値例を以下に示す。インバータ装置の並列接続台数ｉ＝１０、定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷとすると、電源システムの総入力電力値は１００ｋＷとなる。係数Ｋ＝0.9にすると最大入力電力値Ｐic＝９ｋＷとなる。現時点で電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは、起動台数ｙ＝３６／９＝４台となり、分担入力電力値Ｐif＝３６／４＝９ｋＷとなる。次周期（例えば１分後）が経過するまでに電源出力電力値Ｐが３８ｋＷに変動したときは、分担入力電力値Ｐif＝３８／４＝９．５ｋＷに修正される。このように定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷに対して余裕分１ｋＷがあるので、変動を吸収することができる。但し、周期途中の変動が無視できる場合には、係数Ｋ＝1.0としても良い。   A numerical example is shown below for the method for determining the number y of startups and the shared input power value Pif described above. If the number of inverter devices connected in parallel i = 10 and the rated input power value Pi = 10 kW, the total input power value of the power supply system is 100 kW. When the coefficient K = 0.9, the maximum input power value Pic = 9 kW. When the power output power value P = 36 kW at the present time, the number of activated units y = 36/9 = 4, and the shared input power value Pif = 36/4 = 9 kW. When the power supply output power value P fluctuates to 38 kW before the next cycle (for example, after 1 minute), the shared input power value Pif = 38/4 = 9.5 kW is corrected. Thus, since there is a margin of 1 kW for the rated input power value Pi = 10 kW, fluctuations can be absorbed. However, if the fluctuation in the middle of the cycle can be ignored, the coefficient K may be set to 1.0.

図８は、インバータ装置における入力電力比率ε［％］と電力の変換効率η［％］との関係図である。入力電力比率εは、分担入力電力値Ｐif及び定格入力電力値Ｐｉによってε＝100・Ｐif／Ｐｉとして定義される。同図から分かるように、ε≦εａでは変換効率ηは急激に低下する。このεａ・Ｐｉ／100の入力電力値を高効率入力電力値Ｐia［ｋＷ］と定義する。また、ε＝εｂで変換効率ηが最高値となるので、このεｂ・Ｐｉ／100の入力電力値を最高効率入力電力値Ｐibと定義する。例えば、Ｐｉ＝１０ｋＷ、εａ＝２０％及びεｂ＝６０％とすると、Ｐia＝２ｋＷ及びＰib＝６ｋＷとなる。   FIG. 8 is a relationship diagram between the input power ratio ε [%] and the power conversion efficiency η [%] in the inverter device. The input power ratio ε is defined as ε = 100 · Pif / Pi by the shared input power value Pif and the rated input power value Pi. As can be seen from the figure, the conversion efficiency η rapidly decreases when ε ≦ εa. The input power value of εa · Pi / 100 is defined as a high-efficiency input power value Pia [kW]. Further, since the conversion efficiency η becomes the maximum value when ε = εb, the input power value of εb · Pi / 100 is defined as the maximum efficiency input power value Pib. For example, if Pi = 10 kW, εa = 20%, and εb = 60%, then Pia = 2 kW and Pib = 6 kW.

図９は、上述した図７とは別の起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において点線で示すステップＳＢ11のみが図７のときと異なる。ステップＳＢ１１において、電力検出信号Ｐｄ及び最高効率入力電力値Ｐibを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐib（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は四捨五入して整数にする。数値例を挙げれば、Ｐib＝６ｋＷとし、電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは起動台数ｙ＝３６／６＝６台となる。このときの分担入力電力値Ｐif＝３６／６＝６ｋＷとなる。図７のときは同一条件で分担入力電力値Ｐif＝９ｋＷであった。したがって、同図はε＝６０％であり、図７ではε＝９０％である。上述した図８から明らかなように、ε＝６０％のときの変換効率ηの方が高くなる。このように、同図の方法によれば、変換効率を最高変換効率値近傍することができる特長がある。   FIG. 9 is a flowchart showing a startup number determination subroutine process different from FIG. 7 described above. Only the step SB11 indicated by a dotted line in the figure is different from that in FIG. In step SB11, the power detection signal Pd and the maximum efficiency input power value Pib are input, and the number of activated units y = Pd / Pib (where y = i when y> i) is determined. Here, the decimal point is rounded to an integer. For example, when Pib = 6 kW and the power output power value P = 36 kW, the number of activated units y = 36/6 = 6. At this time, the shared input power value Pif = 36/6 = 6 kW. In FIG. 7, the shared input power value Pif = 9 kW under the same conditions. Therefore, in the figure, ε = 60%, and in FIG. 7, ε = 90%. As is clear from FIG. 8 described above, the conversion efficiency η is higher when ε = 60%. As described above, according to the method shown in the figure, the conversion efficiency can be made close to the maximum conversion efficiency value.

特開平８−３３２１１号公報JP-A-8-33211 特開２０００−３０５６３３号公報JP 2000-305633 A

上述した従来技術によれば、同一容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムの運転方法において、電力の変換効率を高くするための起動台数の決定を行うことができる。ところで、最近は電源システムが大容量化する傾向にある。数百ｋＷを超えるような場合もある。このような場合、上述した１０ｋＷ程度の小容量インバータ装置を多数台並列接続するのは、各インバータ装置に対する制御が複雑になり、コストも上昇する。したがって、大容量の電源システムは、大容量インバータ装置数台と小容量インバータ装置数台とを並列接続して構成する方が有利である。例えば、２５０ｋＷの電源システムを構成する場合、１０ｋＷの小容量インバータ装置２５台で構成するよりも、１００ｋｗの大容量インバータ装置２台と１０ｋＷの小容量インバータ装置５台とで構成した方が制御が簡単になりコストも削減できる。しかしながら、電源出力電力値Ｐに応じて容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定するときに、従来技術の方法は適用することができない。これは、従、来技術は同一容量の複数台のインバータ装置が並列接続されていることが前提であるためである。   According to the above-described prior art, in the operation method of the power supply system in which a plurality of inverter devices of the same capacity are connected in parallel, the number of activated units for increasing the power conversion efficiency can be determined. By the way, recently, power supply systems tend to have a large capacity. In some cases, it may exceed several hundred kW. In such a case, connecting a large number of the above-mentioned small capacity inverter devices of about 10 kW in parallel makes the control of each inverter device complicated and increases the cost. Therefore, it is advantageous to configure a large-capacity power supply system by connecting several large-capacity inverter devices and several small-capacity inverter devices in parallel. For example, when configuring a 250 kW power supply system, it is more controllable with two 100 kW high capacity inverter devices and five 10 kW small capacity inverter devices than with 25 10 kW small capacity inverter devices. Simplify and reduce costs. However, the prior art method cannot be applied when determining the startup number from a plurality of inverter devices having different capacities according to the power output power value P. This is because the conventional technology is based on the premise that a plurality of inverter devices having the same capacity are connected in parallel.

そこで、本発明では、大小２種類の容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムにおいて、電源出力電力値Ｐに応じて変換効率を高くするための起動台数決定方法を提供する。   Therefore, the present invention provides a startup number determination method for increasing the conversion efficiency in accordance with the power supply output power value P in a power supply system in which a plurality of large and small inverter devices of two types are connected in parallel.

上述した課題を解決するために、第１の発明は、直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法である。 In order to solve the above-described problem, the first invention is that a plurality of inverter devices having the same capacity are connected in parallel to a DC power source, and the number of inverter devices started up based on a power output power value P from the DC power source. In the operation method of the power supply system that determines and operates,
The plurality of inverter devices consist of m large capacity inverter devices with a rated input power value Pm and n small capacity inverter devices with a rated input power value Pn (where Pn · n <Pm),
Based on the power supply output power value P, when P ≦ Pn · n, the number of starting units is determined only from the n small capacity inverter devices, and when Pn · n <P ≦ Pm · m, The number of startups is determined only from the large-capacity inverter device, and when P> Pm · m, m of the large-capacity inverter devices are started and the number of startups is determined from the n small-capacity inverter devices. This is a method for operating the power supply system.

また、第２の発明は、Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする第１の発明記載の電源システムの運転方法である。   In the second invention, when P> Pn · n, n small-capacity inverter devices are activated based on the power supply output power value P, and the number of activated inverters is determined from the m large-capacity inverter devices. A method for operating a power supply system according to the first aspect of the present invention.

また、第３の発明は、前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする第２の発明記載の電源システムの運転方法である。   According to a third aspect of the present invention, a high-efficiency input power value Pna (where Pna <Pn) is set such that the power conversion efficiency in the small-capacity inverter device is a predetermined high-efficiency value, and Pn · n <P ≦ Pna When n + Pm, n small-capacity inverter devices are activated at the high-efficiency input power value Pna and one large-capacity inverter device is activated based on the power supply output power value P. The operation method of the power supply system according to the second aspect of the invention.

上記第１の発明によれば、電源出力電力値Ｐによって（１）Ｐ≦Ｐｎ・ｎ、（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍ及び（３）Ｐ＞Ｐｍ・ｍの３つの範囲に分割することで、同一容量のインバータ装置から変換効率が高くなるように起動台数を決定する問題に転換することができる。このために、従来から種々提案されている起動台数の決定方法を使用することができ、容量の異なる複数台のインバータ装置から変換効率が高くなる起動台数の決定が可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the power supply output power value P falls within three ranges of (1) P ≦ Pn · n, (2) Pn · n <P ≦ Pm · m, and (3) P> Pm · m. By dividing, an inverter device having the same capacity can be converted into a problem of determining the number of activated units so that the conversion efficiency is increased. For this reason, various conventionally proposed methods for determining the number of startups can be used, and the number of startups with high conversion efficiency can be determined from a plurality of inverter devices having different capacities.

上記第２の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置を全数常に起動状態にするので、小容量インバータ装置の起動／停止の繰り返し回数を減少させることができ、インバータ装置の耐用寿命及び信頼性を向上させることができる。   According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, all the small capacity inverter devices are always activated in the range of P> Pn · n. Thus, the useful life and reliability of the inverter device can be improved.

上記第３の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に高効率入力電力値未満で起動されることがないので、電源システムの電力の変換効率をさらに向上させることができる。   According to the third aspect of the invention, in addition to the above effect, both the large-capacity inverter device and the small-capacity inverter device are not activated below the high-efficiency input power value in the range of P> Pn · n. The power conversion efficiency of the system can be further improved.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。同図において上述した図５と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図５とは異なる点線で示すブロックについて説明する。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, the same blocks as those in FIG. Hereinafter, blocks indicated by dotted lines different from those in FIG. 5 will be described.

同図においては、インバータ装置は、ｎ台の小容量インバータ装置ＩＶＮ1〜ＩＶＮn及びｍ台の大容量インバータ装置ＩＶＭ1〜ＩＶＭmからなる。小容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｎ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐnc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐna［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐnb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐnc＝Ｋ・Ｐｎ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐnaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｎ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐnbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｎ・εｂ／100で算出される。   In the figure, the inverter device includes n small capacity inverter devices IVN1 to IVNn and m large capacity inverter devices IVM1 to IVMm. The small capacity inverter devices have the same capacity, and are rated input power value Pn [kW], maximum input power value Pnc [kW], high efficiency input power value Pna [kW], and maximum efficiency input power value Pnb [kW]. As described above, the maximum input power value Pnc = K · Pn (where 0 <K ≦ 1.0). The coefficient K is, for example, 0.9 or 1.0. Further, as described above with reference to FIG. 8, the high-efficiency input power value Pna is calculated as Pn · εa / 100 by obtaining the input power ratio εa that gives a predetermined high-efficiency value ηa in which the conversion efficiency η does not drop rapidly. Similarly, the maximum efficiency input power value Pnb is calculated as Pn · εb / 100 by obtaining the input power ratio εb at which the conversion efficiency η becomes the maximum efficiency value ηb.

上記の大容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｍ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐmc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐma［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐmb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐmc＝Ｋ・Ｐｍ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐmaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｍ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐmbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｍ・εｂ／100で算出される。起動している小容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰbf［ｋＷ］であり、大容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰmf［ｋＷ］である。
The large-capacity inverter devices have the same capacity and are rated input power value Pm [kW], maximum input power value Pmc [kW], high-efficiency input power value Pma [kW], and maximum-efficiency input power value Pmb [kW]. is there. As described above, the maximum input power value Pmc = K · Pm (where 0 <K ≦ 1.0). The coefficient K is, for example, 0.9 or 1.0. Further, as described above with reference to FIG. 8, the high-efficiency input power value Pma is calculated as Pm · εa / 100 by obtaining an input power ratio εa that is a predetermined high-efficiency value ηa in which the conversion efficiency η does not rapidly decrease. Similarly, the maximum efficiency input power value Pmb is calculated as Pm · εb / 100 by obtaining the input power ratio εb at which the conversion efficiency η becomes the maximum efficiency value ηb. The shared input power value per unit of the activated small capacity inverter device is Pbf [kW], and the shared input power value per unit of the large capacity inverter device is Pmf [kW].

実施の形態１におけるインバータ装置の起動台数及び分担入力電力値の決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートは、上述した図６と同一である。但し、ステップＳＴ３に示す起動台数決定サブルーチンの処理内容は、図２で後述する内容となる。   The flowchart showing the number of starting inverter devices and the method for determining the shared input power value and the method for selecting the starting inverter device in the first embodiment is the same as that shown in FIG. However, the processing content of the startup number determination subroutine shown in step ST3 is the content described later in FIG.

（１）Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ
図２は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｎ・ｎであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ２に進み、ＮＯならばステップＳＢ４に進む。ステップＳＢ２において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐnb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。Ｐnbは、上述したように小容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは、電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ３において、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｄ／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。 (1) Pd ≦ Pn · n
FIG. 2 is a flowchart showing a startup number determination subroutine process. In step SB1, it is determined whether the value of the power detection signal Pd is Pd ≦ Pn · n. If YES, the process proceeds to step SB2, and if NO, the process proceeds to step SB4. In step SB2, the number of activated units y = Pd / Pnb (provided that the decimal point is rounded off and y = n when y> n) is determined from the n small capacity inverter devices. Pnb is the maximum efficiency input power value of the small-capacity inverter device as described above. The maximum input power value Pnc may be used instead of the maximum efficiency input power value Pnb. In this step, since the number of activated small capacity inverter devices having the same capacity is determined based on the value of the power detection signal Pd, the prior art method can be applied to this determination method. In step SB3, the shared input power value Pnf = Pd / y of y small-capacity inverter devices is determined, and the subroutine processing is terminated.

（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐｄ≦Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ４において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｍ・ｍであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ７に進む。ステップＳＢ５において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝Ｐｄ／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍはｘ＝ｍとする）を決定する。Ｐmbは、上述したように大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の大容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ６において、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ／ｘを決定し、サブルーチン処理を終了する。 (2) Pn · n <Pd ≦ Pm · m
In step SB4, it is determined whether the value of the power detection signal Pd is Pd ≦ Pm · m. If YES, the process proceeds to step SB5, and if NO, the process proceeds to step SB7. In step SB5, the number of activated units x = Pd / Pmb (however, the decimal point is rounded off and x> m is set to x = m) is determined from the m large capacity inverter devices. Pmb is the maximum efficiency input power value of the large capacity inverter device as described above. The maximum input power value Pmc may be used instead of the maximum efficiency input power value Pmb. In this step, since the number of starting large capacity inverter devices having the same capacity is determined based on the value of the power detection signal Pd, the conventional method can be applied to this determination method. In step SB6, the shared input power value Pmf = Pd / x of x large-capacity inverter devices is determined, and the subroutine process is terminated.

（３）Ｐｄ＞Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ８において、ｍ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｍを決定し、かつ、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。 (3) Pd> Pm · m
In step SB7, the number of starting units y = (Pd−Pm · m) / Pmb (provided that the decimal point is rounded off and y = n when y> n) is determined from the n small capacity inverter devices. The maximum input power value Pnc may be used instead of the maximum efficiency input power value Pnb. In this step, since the number of the small capacity inverter devices having the same capacity is determined based on the value of the power detection signal Pd, the prior art method can be applied to this determination method. In step SB8, the shared input power value Pmf = Pm for the m large capacity inverter devices is determined, and the shared input power value Pnf = (Pd−Pm · m) / y for the y small capacity inverter devices is determined. Then, the subroutine processing ends.

上述したように、実施の形態１では、電源出力電力値Ｐの値に応じて上記（１）〜（３）の範囲に分割することによって、容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定する問題を、同一容量の複数台のインバータ装置から起動台数を決定する従来技術で解決できる問題に転換していることになる。   As described above, in the first embodiment, the number of starting units is determined from a plurality of inverter devices having different capacities by dividing the range into the above ranges (1) to (3) according to the value of the power supply output power value P. This translates into a problem that can be solved by the prior art that determines the number of units to start from a plurality of inverter devices of the same capacity.

［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップＳＢ４〜５について説明する。 [Embodiment 2]
FIG. 3 is a flowchart showing a startup number determination subroutine process in the second embodiment of the present invention. In the figure, the same steps as those in FIG. Hereinafter, steps SB4 to SB5 indicated by dotted lines different from FIG. 2 will be described.

ステップＳＢ４はＰ＞Ｐｎ・ｎのときであり、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このとき小容量インバータ装置は、全数のｎ台が分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎで起動している。したがって、ｎ台の小容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰnf・ｎ＝Ｐｎ・ｎとなる。このために、ｘ台の大容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰｄ−Ｐｎ・ｎとなる。結果的にこのステップは、上記の総分担入力電力値Ｐｄ−Ｐｎ・ｎに基づいてｍ台の大容量インバータ装置の起動台数を決定する問題に転換される。   Step SB4 is when P> Pn · n, and the number of starting units x = (Pd−Pn · n) / Pmb from the large number of large capacity inverter devices (the decimal point is rounded off, and when x> m, x = m Determine). Pmb is the maximum efficiency input power value of the large capacity inverter device. The maximum input power value Pmc may be used instead of the maximum efficiency input power value Pmb. At this time, a total of n small-capacity inverter devices are activated with the shared input power value Pnf = Pn. Therefore, the total shared input power value of the n small capacity inverter devices is Pnf · n = Pn · n. For this reason, the total shared input power value of x large-capacity inverter devices is Pd−Pn · n. As a result, this step is converted into the problem of determining the number of m large capacity inverter devices to be started based on the total shared input power value Pd−Pn · n.

ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／ｘを決定する。   In step SB5, the shared input power value Pnf = Pn of n small capacity inverter devices is set, and the shared input power value Pmf = (Pd−Pn · n) / x of x large capacity inverter devices is determined.

上述した実施の形態２では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置は全数のｎ台が常に起動しているので、小容量インバータ装置が起動／停止を繰り返すことがなく、装置の耐用寿命及び信頼性が向上するという長所がある。   In the second embodiment described above, in the range of P> Pn · n, all the n small-capacity inverter devices are always activated, so the small-capacity inverter devices do not repeatedly start / stop. It has the advantage of improved service life and reliability.

［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップについて説明する。 [Embodiment 3]
FIG. 4 is a flowchart showing a startup number determination subroutine process in the third embodiment of the present invention. In the figure, the same steps as those in FIG. Hereinafter, steps indicated by dotted lines different from those in FIG. 2 will be described.

ステップＳＢ４において、Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ６に進む。Ｐnaは小容量インバータ装置の高効率入力電力値であり、Ｐｍは大容量インバータ装置の定格入力電力値である。   In step SB4, it is determined whether Pd ≦ Pna · n + Pm. If YES, the process proceeds to step SB5, and if NO, the process proceeds to step SB6. Pna is a high-efficiency input power value of the small-capacity inverter device, and Pm is a rated input power value of the large-capacity inverter device.

ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、起動する１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ−Ｐna・ｎを決定し、サブルーチン処理を終了する。   In step SB5, the shared input power value Pnf = Pna of n small-capacity inverter devices is set, the shared input power value Pmf = Pd−Pna · n of one large-capacity inverter device to be started is determined, and the subroutine processing is terminated. To do.

ステップＳＢ６において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐnfは小容量インバータ装置の分担入力電力値である。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。   In step SB6, the number of starting units x = (Pd−Pnf · n) / Pmb (rounded off to the nearest decimal point and x = m when x> m) is determined from the m large capacity inverter devices. Pnf is a shared input power value of the small capacity inverter device. Pmb is the maximum efficiency input power value of the large capacity inverter device. The maximum input power value Pmc may be used instead of the maximum efficiency input power value Pmb.

ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値をＰnfとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／ｘを決定する。ここで、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ）／ｎとし、Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとする。また、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｎとしても良い。   In step SB7, the shared input power value of the n small capacity inverter devices is set to Pnf, and the shared input power value Pmf = (Pd−Pnf · n) / x of the x large capacity inverter devices is determined. Here, in the range of Pna · n + Pm <Pd ≦ Pn · n + Pm, the shared input power value Pnf = (Pd−Pm) / n of n small capacity inverter devices is set, and in the range of Pn · n + Pm <Pd, the small capacity inverter device n is set. The shared input power value Pnf = Pn of the stand. In addition, in the range of Pna · n + Pm <Pd ≦ Pna · n + Pm · m, the shared input power value Pnf = Pna of n small capacity inverter devices, and in the range of Pna · n + Pm · m <Pd, the share of n small capacity inverter devices. It is good also as input electric power value Pnf = (Pd-Pm * m) / n.

上述した実施の形態２では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐの範囲において小容量インバータ装置を定格入力電力値Ｐｎで起動する。このために、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐmaの範囲において起動される１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf≦Ｐmaとなる。図８で上述したように、インバータ装置が高効率入力電力値Ｐma以下で運転されると電力の変換効率が低下する。これに対して、実施の形態３では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍの範囲においてｎ台の小容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐnaで起動し、１台の大容量インバータ装置は最小でもＰｎ・ｎ−Ｐna・ｎで起動する。ここで、Ｐma＜（Ｐｎ・ｎ−Ｐna・ｎ）に通常設定されるので、大容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐma以上で起動することになる。このように、実施の形態３では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に電力の変換効率が低下する状態で起動されることがなくなる。   In the second embodiment described above, the small capacity inverter device is started at the rated input power value Pn in the range of Pn · n <P. Therefore, the shared input power value Pmf ≦ Pma of one large-capacity inverter device activated in the range of Pn · n <P ≦ Pn · n + Pma. As described above with reference to FIG. 8, when the inverter device is operated at a high efficiency input power value Pma or less, the power conversion efficiency is lowered. On the other hand, in the third embodiment, n small-capacity inverter devices are started at the high-efficiency input power value Pna in the range of Pn · n <P ≦ Pna · n + Pm, and one large-capacity inverter device is the minimum. But it starts with Pn · n-Pna · n. Here, since it is normally set to Pma <(Pn · n−Pna · n), the large-capacity inverter device starts up at a high efficiency input power value Pma or more. As described above, in the third embodiment, in the range of P> Pn · n, both the large-capacity inverter device and the small-capacity inverter device are not activated in a state where the power conversion efficiency is lowered.

本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power supply system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting number determination subroutine process which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting number determination subroutine process which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting number determination subroutine process which concerns on Embodiment 3 of this invention. 従来技術における電源システムのブロック図である。It is a block diagram of the power supply system in a prior art. 従来技術における電源システムの運転方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operating method of the power supply system in a prior art. 従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting number determination subroutine process in a prior art. インバータ装置の入力電力比率εと変換効率ηとの関係図である。It is a relationship figure of input power ratio (epsilon) and conversion efficiency (eta) of an inverter apparatus. 別の従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the starting number determination subroutine process in another prior art.

符号の説明Explanation of symbols

ＡＣ 電力系統
ＣＣ 運転制御回路
Ｃｃ 制御信号
ＤＣ 直流電源
ｉ インバータ装置の並列台数
ＩＶ インバータ装置
ＩＶＭ 大容量インバータ装置
ＩＶＮ 小容量インバータ装置
Ｋ 係数
ｍ 大容量インバータ装置の並列台数
ｎ 小容量インバータ装置の並列台数
Ｐ 電源出力電力値
ＰＤ 電力検出回路
Ｐｄ 電力検出信号
Ｐｉ インバータ装置の定格入力電力値
Ｐia インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐib インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐic インバータ装置の最大入力電力値
Ｐif インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｍ 大容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐma 大容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐmb 大容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐmc 大容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐmf 大容量インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｎ 小容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐna 小容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐnb 小容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐnc 小容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐnf 小容量インバータ装置の分担入力電力値
ＳＢ サブルーチンのステップ
ＳＴ ステップ
ｘ 大容量インバータ装置の起動台数
ｙ インバータ装置／小容量インバータ装置の起動台数
ε 入力電力比率
εａ 高効率入力電力比率
εａ 最高効率入力電力比率
η 電力の変換効率
ηａ 高変換効率値
ηｂ 最高変換効率値

AC power system CC operation control circuit Cc control signal DC DC power supply i parallel number of inverter devices IV inverter device IVM large capacity inverter device IVN small capacity inverter device K coefficient m parallel number of large capacity inverter devices n parallel number of small capacity inverter devices P Power output power value PD Power detection circuit Pd Power detection signal Pi Rated input power value Pia of inverter device High efficiency input power value Pib of inverter device Maximum efficiency input power value Pic of inverter device Maximum input power value Pif of inverter device Inverter device Shared input power value Pm Rated input power value Pma of large capacity inverter device High efficiency input power value Pmb of large capacity inverter device Maximum efficiency input power value Pmc of large capacity inverter device Maximum input power value Pmf of large capacity inverter device Large capacity Shared input power value of inverter device Pn Small Rated input power value of quantity inverter device Pna High efficiency input power value of small capacity inverter device Pnb Maximum efficiency input power value of small capacity inverter device Pnc Maximum input power value of small capacity inverter device Pnf Shared input power value of small capacity inverter device Step ST of the SB subroutine Step x Number of starting large capacity inverter devices y Number of starting inverter devices / small capacity inverter devices ε Input power ratio εa High efficiency input power ratio εa Maximum efficiency input power ratio η Power conversion efficiency ηa High conversion efficiency Value ηb Maximum conversion efficiency value

Claims (3)

直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法。 In the operation method of the power supply system in which a plurality of inverter devices of the same capacity are connected in parallel to the DC power supply, and the number of the inverter devices to be activated is determined based on the power supply output power value P from the DC power supply.
The plurality of inverter devices consist of m large capacity inverter devices with a rated input power value Pm and n small capacity inverter devices with a rated input power value Pn (where Pn · n <Pm),
Based on the power supply output power value P, when P ≦ Pn · n, the number of starting units is determined only from the n small capacity inverter devices, and when Pn · n <P ≦ Pm · m, The number of startups is determined only from the large-capacity inverter device, and when P> Pm · m, m of the large-capacity inverter devices are started and the number of startups is determined from the n small-capacity inverter devices. To operate the power supply system. Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の電源システムの運転方法。   2. When P> Pn · n, n small-capacity inverter devices are activated based on the power output power value P, and the number of activated inverters is determined from the m large-capacity inverter devices. The operation method of the power supply system according to 1. 前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする請求項２記載の電源システムの運転方法。

A high-efficiency input power value Pna (where Pna <Pn) is set so that the power conversion efficiency in the small-capacity inverter device is a predetermined high-efficiency value, and when Pn · n <P ≦ Pna · n + Pm, the power output 3. The operation of the power supply system according to claim 2, wherein n small-capacity inverter devices are activated at the high-efficiency input power value Pna and one large-capacity inverter device is activated based on the power value P. Method.

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