JP2012235588A - System interconnection apparatus - Google Patents

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Takeshi Kamimura
剛 神村
Kiyoma Yamagishi
清磨 山岸
Tomohiro Ogawa
智広 小川
Yoshinori Noritake
良典 則竹
Takeo Ishida
健雄 石田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system interconnection apparatus that reduces a load on switch elements when electrically discharging capacitors connected to an input side of a bridge circuit by means of an ON resistance of the switch elements.SOLUTION: When an output of AC power from an inverter circuit 10 is shut off and an output of DC power from a DC power source 1 is equal to or lower than a predetermined value, the system interconnection apparatus returns AC power output from a bridge circuit 5 to capacitors 3a and 3b via a feedback circuit.

Description

本発明は、太陽電池、燃料電池、或いは蓄電池等の直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して、この交流電力を商用電力系統へ重畳する系統連系装置に関する。   The present invention relates to a grid interconnection device that converts DC power output from a DC power source such as a solar cell, a fuel cell, or a storage battery into AC power and superimposes the AC power on a commercial power system.

従来より、太陽電池、燃料電池、或いは蓄電池等の直流電力を交流電力に変換し、系統連系用リレーを介して商用電力系統へ連系する系統連系装置が提供されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is provided a grid interconnection device that converts DC power of a solar cell, a fuel cell, a storage battery, or the like into AC power and links to a commercial power system via a grid interconnection relay.

系統連系装置は、直流電源の出力する直流電圧を昇圧する昇圧回路、昇圧回路の出力電力を交流電力に変換するインバータ回路、フィルタ回路と商用系統との間に接続された系統連系用リレー、マイクロコンピュータからなり昇圧回路やインバータ回路の各スイッチ素子及び系統連系用リレーに開閉信号を与える制御回路で構成される。   The grid interconnection device includes a booster circuit that boosts a DC voltage output from a DC power supply, an inverter circuit that converts output power of the booster circuit into AC power, and a grid interconnection relay connected between a filter circuit and a commercial system. The control circuit is composed of a microcomputer and provides an open / close signal to each switch element of the booster circuit and the inverter circuit and the relay for system interconnection.

インバータ回路は、第1スイッチ素子と第2スイッチ素子とを直列に接続したアーム回路を2列並列に直流電源間に接続したブリッジ回路と、ブリッジ回路の入力側に接続されかつ直流電源間に接続されるコンデンサと、ブリッジ回路から出力される交流電力が通過するフィルタ回路と、を有している。   The inverter circuit includes a bridge circuit in which an arm circuit in which a first switch element and a second switch element are connected in series is connected in parallel between two DC power sources, and is connected between the input side of the bridge circuit and the DC power source. And a filter circuit through which the AC power output from the bridge circuit passes.

インバータ回路の有するコンデンサには、大容量(3000〜5000μF程度)の電解コンデンサ等が用いられることになるため、系統連系装置が連系動作を行った後に、インバータ回路から交流電力の出力が遮断されると、このコンデンサに多くの電荷が残ることになる。このコンデンサに残った電荷をすべて自然放電するには半日程度かかるため、系統連系装置のメンテナンスを安全に行うためには長時間待つ必要があった。   Since the capacitor of the inverter circuit uses a large capacity (about 3000 to 5000 μF) electrolytic capacitor, etc., the AC power output from the inverter circuit is cut off after the grid interconnection device performs the interconnection operation. This will leave a lot of charge on this capacitor. Since it takes about half a day to spontaneously discharge all the electric charge remaining in this capacitor, it is necessary to wait for a long time in order to perform maintenance of the grid interconnection device safely.

このため、従来より、系統連系装置が連系動作を行った後に、インバータ回路から交流電力の出力が遮断された後に、このコンデンサを放電するための技術が提案されている(特許文献1)。特許文献1に記載の系統連系装置は、ブリッジ回路を構成するスイッチ素子を解列時(系統連系用リレーをOFF後に)に全て閉じることにより、コンデンサの電荷をスイッチ素子のON抵抗により消費している(コンデンサを放電する)。
特開平7−20956
For this reason, conventionally, after the grid interconnection device performs the interconnection operation, a technique for discharging the capacitor after the output of the AC power from the inverter circuit is interrupted has been proposed (Patent Document 1). . The grid interconnection device described in Patent Document 1 consumes the capacitor charge by the ON resistance of the switch element by closing all the switch elements constituting the bridge circuit when disconnected (after turning off the grid interconnection relay). (Discharge the capacitor).
JP-A-7-20956

しかしながら、特許文献1に記載の系統連系装置においては、インバータ回路を構成するスイッチ素子を全て閉じるため、コンデンサの両端がショートし、スイッチ素子に大きな直流電流が流れ続けることになり、スイッチ素子に負担がかかるという問題があった。   However, in the grid interconnection device described in Patent Document 1, since all the switch elements constituting the inverter circuit are closed, both ends of the capacitor are short-circuited, and a large direct current continues to flow through the switch elements. There was a problem that it took a burden.

本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、スイッチ素子のON抵抗を利用してブリッジ回路の入力側に接続されるコンデンサを放電する際に、スイッチ素子にかかる負担を軽減することができる系統連系装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and reduces the burden on the switch element when discharging the capacitor connected to the input side of the bridge circuit using the ON resistance of the switch element. It aims at providing the grid connection apparatus which can do.

上記目的を達成するために、第1スイッチ素子と第2スイッチ素子とを直列に接続したアーム回路を少なくとも2列並列に直流電源間に接続したブリッジ回路の夫々のスイッチング素子を周期的に開閉して直前記流電源から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路において、前記インバータ回路は前記ブリッジ回路の入力側に接続されかつ前記直流電源間に接続されるコンデンサと、前記ブリッジ回路から出力される交流電力が通過するフィルタ回路と、当該フィルタ回路から前記交流電力の一部を前記コンデンサへ帰還可能に構成する帰還回路とを備え、前記インバータ回路から前記交流電力の出力が遮断されかつ前記直流電源から出力される直流電圧が所定値以下の際に前記ブリッジ回路から出力される交流電力を前記帰還回路を介して前記コンデンサに戻すことを特徴とする。   In order to achieve the above object, each switching element of a bridge circuit in which an arm circuit in which a first switch element and a second switch element are connected in series is connected in parallel between at least two rows between DC power supplies is periodically opened and closed. In the inverter circuit for converting direct current power output from the direct current power source into alternating current power, the inverter circuit is connected to the input side of the bridge circuit and connected between the direct current power sources, and from the bridge circuit A filter circuit through which the output AC power passes, and a feedback circuit configured to be able to feed back a part of the AC power from the filter circuit to the capacitor, wherein the output of the AC power is cut off from the inverter circuit; The AC power output from the bridge circuit when the DC voltage output from the DC power source is a predetermined value or less Changed through the circuit and returning to the capacitor.

本発明によれば、インバータ回路から交流電力の出力が遮断されかつ直流電源から出力される直流電力が所定値以下の際にブリッジ回路から出力される交流電力を、帰還回路を介してコンデンサに戻している。これにより、コンデンサの電荷が帰還回路を介してコンデンサに戻る際に、ブリッジ回路、フィルタ回路を通して消費される。このため、スイッチ素子だけの閉ループの場合に比べて、フィルタ回路の分インピーダンスが増えるため、スイッチ素子に流れる電流が減り、スイッチ素子にかかる負担を軽減することができる。また、各アームのスイッチ素子の内一方を導通態に、他方を遮断状態に周期的に開閉することにより、スイッチ素子に流れる電流は交流電流になる。このため、大きな電流が流れ続けることがなくなり、スイッチ素子にかかる負担を軽減することができる。   According to the present invention, the AC power output from the bridge circuit is returned to the capacitor via the feedback circuit when the output of AC power from the inverter circuit is interrupted and the DC power output from the DC power source is equal to or lower than a predetermined value. ing. Thereby, when the charge of the capacitor returns to the capacitor through the feedback circuit, it is consumed through the bridge circuit and the filter circuit. For this reason, since the impedance is increased by the amount of the filter circuit as compared with the case of the closed loop with only the switch element, the current flowing through the switch element is reduced, and the burden on the switch element can be reduced. Further, by periodically opening and closing one of the switch elements of each arm so as to be in a conductive state and the other to be in a cut-off state, the current flowing through the switch element becomes an alternating current. For this reason, a large current does not continue to flow, and the load on the switch element can be reduced.

また、上述の発明において、前記コンデンサの電圧を検出する第1電圧センサを備え、前記第1電圧センサにより検出される電圧が所定値よりも小さくなった場合、前記夫々のスイッチング素子をすべて遮断状態にすることを特徴とする。   In the above-mentioned invention, the first voltage sensor for detecting the voltage of the capacitor is provided, and when the voltage detected by the first voltage sensor becomes smaller than a predetermined value, all the switching elements are cut off. It is characterized by.

また、上述の発明において、前記直流電源と前記コンデンサとの間に、前記直流電から供給される直流電力を昇圧する昇圧回路を設け、前記昇圧回路の入力電圧を検出する第2電圧センサを備え、前記直流電源から出力される直流電圧は第2電圧センサの検出する電圧であることを特徴とする。   In the above-described invention, a booster circuit that boosts DC power supplied from the DC power supply is provided between the DC power supply and the capacitor, and a second voltage sensor that detects an input voltage of the booster circuit is provided. The DC voltage output from the DC power supply is a voltage detected by the second voltage sensor.

また、上述の発明において、前記夫々のスイッチング素子を動作するに必要な電力を前記商用電力系統から供給することを特徴とする。   Moreover, in the above-described invention, power necessary for operating each of the switching elements is supplied from the commercial power system.

本発明によれば、スイッチ素子のON抵抗を利用してブリッジ回路の入力側に接続されるコンデンサを放電する際に、スイッチ素子に係る負担を軽減することができる系統連系装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a system interconnection device capable of reducing the burden on a switch element when discharging a capacitor connected to the input side of the bridge circuit using the ON resistance of the switch element. Can do.

本実施形態に係る太陽光発電システム100を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing photovoltaic power generation system 100 concerning this embodiment. 本実施形態におけるスイッチ素子51、52のスイッチングパターン別の帰還回路11を示す図である。It is a figure which shows the feedback circuit 11 according to the switching pattern of the switch elements 51 and 52 in this embodiment. コンデンサの放電を行う際の系統連系装置2の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the grid connection apparatus 2 at the time of discharging a capacitor | condenser. 変形例1におけるコンデンサ3a、3bの放電を行う際の制御回路8の機能ブロック図を示す図である。It is a figure which shows the functional block diagram of the control circuit 8 at the time of discharging the capacitor | condensers 3a and 3b in the modification 1. FIG. 変形例2におけるスイッチ素子51、52のスイッチングパターン別の帰還回路11を示す図である。It is a figure which shows the feedback circuit 11 according to the switching pattern of the switch elements 51 and 52 in the modification 2. FIG.

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本実施形態に係る太陽光発電システム100を示す構成図である。この図に示すように太陽光発電システム100は、太陽電池1(直流電源)、系統連系装置2を備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a photovoltaic power generation system 100 according to the present embodiment. As shown in this figure, the photovoltaic power generation system 100 includes a solar cell 1 (DC power supply) and a grid interconnection device 2.

系統連系装置2は、昇圧回路4、インバータ回路10、系統連系用リレー7、制御回路8、電源回路9、電流センサCTi、CT1、CT2、及び電圧センサVSi、VS1、VS2、VSuv、VSwvを備える。系統連系装置2は、系統連系用リレー7を介してインバータ回路10の出力する交流電力を商用電力系統30へ重畳する。   The grid interconnection device 2 includes a booster circuit 4, an inverter circuit 10, a grid interconnection relay 7, a control circuit 8, a power supply circuit 9, current sensors CTi, CT1, CT2, and voltage sensors VSi, VS1, VS2, VSuv, VSwv. Is provided. The grid interconnection device 2 superimposes the AC power output from the inverter circuit 10 on the commercial power grid 30 via the grid interconnection relay 7.

昇圧回路4は、太陽電池1から出力された直流電圧を昇圧する。そして、昇圧回路4は、この昇圧した直流電圧をインバータ回路10へ出力する。昇圧回路4には、図1に示すように、リアクトル41、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)のようなスイッチ素子42、及びダイオード43を有して構成される。昇圧回路4の入力側には、太陽電池1が接続され、太陽電池1の正極と直列にリアクトル41とダイオード43とが接続される。スイッチ素子42は、リアクトル41及びダイオード43の接続点と太陽電池1の負極との間に接続され、その間を開閉する。   The booster circuit 4 boosts the DC voltage output from the solar cell 1. Then, the booster circuit 4 outputs the boosted DC voltage to the inverter circuit 10. As shown in FIG. 1, the booster circuit 4 includes a reactor 41, a switch element 42 such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor), and a diode 43. A solar cell 1 is connected to the input side of the booster circuit 4, and a reactor 41 and a diode 43 are connected in series with the positive electrode of the solar cell 1. The switch element 42 is connected between the connection point of the reactor 41 and the diode 43 and the negative electrode of the solar cell 1, and opens and closes between them.

昇圧回路4は、制御回路8によって動作が制御される。具体的には、制御回路8がONデューティ比を決定し、そのデューティ比を有するパルス信号をスイッチ素子42のゲートに周期的に与える。すると、スイッチ素子42は、周期的に開閉し、昇圧回路4は、デューティ比に応じた(例えば、比例した)所定の昇圧比を得る。   The operation of the booster circuit 4 is controlled by the control circuit 8. Specifically, the control circuit 8 determines the ON duty ratio, and periodically applies a pulse signal having the duty ratio to the gate of the switch element 42. Then, the switch element 42 is periodically opened and closed, and the booster circuit 4 obtains a predetermined boost ratio corresponding to (for example, proportional to) the duty ratio.

インバータ回路10は、第1スイッチ素子51と第2スイッチ素子52とを直列に接続したアーム回路53を少なくとも2列並列に直流電源間(昇圧回路の出力端子間)に接続したブリッジ回路5を有している。インバータ回路は、このブリッジ回路5の夫々のスイッチング素子51、52を周期的に開閉して太陽電池1から出力された直流電力を交流電力に変換する。   The inverter circuit 10 has a bridge circuit 5 in which an arm circuit 53 in which a first switch element 51 and a second switch element 52 are connected in series is connected in parallel between at least two rows between DC power supplies (between the output terminals of the booster circuit). doing. The inverter circuit periodically opens and closes the switching elements 51 and 52 of the bridge circuit 5 to convert the DC power output from the solar cell 1 into AC power.

また、インバータ回路10は、ブリッジ回路5の入力側に接続されかつ直流電源間に接続されるコンデンサ3a、3bと、ブリッジ回路5から出力される交流電力が通過するフィルタ回路6と、このフィルタ回路6から交流電力の一部をコンデンサ3a、3bへ帰還可能に構成する帰還回路とを有している。   The inverter circuit 10 includes capacitors 3a and 3b connected to the input side of the bridge circuit 5 and connected between the DC power supplies, a filter circuit 6 through which AC power output from the bridge circuit 5 passes, and the filter circuit 6 and a feedback circuit configured to be able to return a part of the AC power to the capacitors 3a and 3b.

コンデンサ3aと3bには、容量の大きい(3000〜5000μF程度)電解コンデンサが用いられる。コンデンサ3aと3bは、直列に接続され、直列に接続されたコンデンサ3a、3bは、ダイオード43と太陽電池1の負極とに接続される。   As the capacitors 3a and 3b, electrolytic capacitors having a large capacity (about 3000 to 5000 μF) are used. The capacitors 3 a and 3 b are connected in series, and the capacitors 3 a and 3 b connected in series are connected to the diode 43 and the negative electrode of the solar cell 1.

ブリッジ回路5のスイッチ素子51、52には、IGBTのようなスイッチ素子を用いると良い。ブリッジ回路5は、制御回路8によってその動作が制御される。そして、ブリッジ回路5は、制御回路8のPWM(Pulse Width Modulation)制御にしたがって各スイッチ素子51、52を周期的に開閉し、入力される直流電力を三相交流電力に変換する。三相交流電力は、第1スイッチ素子53bと第2スイッチ素子54bとの接続点から延びるU相出力線u、コンデンサ3aとコンデンサ3bとの接続点から延びるV相出力線v、第1スイッチ素子51aと第2スイッチ素子52aとの接続点から延びるW相出力線wに供給される。   As the switch elements 51 and 52 of the bridge circuit 5, a switch element such as an IGBT may be used. The operation of the bridge circuit 5 is controlled by the control circuit 8. The bridge circuit 5 periodically opens and closes the switch elements 51 and 52 according to PWM (Pulse Width Modulation) control of the control circuit 8 to convert the input DC power into three-phase AC power. The three-phase AC power includes a U-phase output line u extending from the connection point between the first switch element 53b and the second switch element 54b, a V-phase output line v extending from the connection point between the capacitor 3a and the capacitor 3b, and the first switch element. Supplied to a W-phase output line w extending from a connection point between 51a and the second switch element 52a.

フィルタ回路6は、リアクトル61、62、及びコンデンサ63a、63b、63cからなる。また、フィルタ回路6は、第1スイッチ素子51a及び第2スイッチ素子52aの接続点と、第1スイッチ素子51b及び第2スイッチ素子52bの接続点と、コンデンサ3a及びコンデンサ3bの接続点とに接続される(ブリッジ回路5の出力側に設けられる)。具体的には、U相出力線uにリアクトル61が介在し、W相出力線wにリアクトル62が介在している。そして、各コンデンサ63a、63b、63cをデルタ結線した結線点に、夫々、U相出力線u、V相出力線v、W相出力線wが接続されている。フィルタ回路6は、ブリッジ回路5の各スイッチ素子51、52が開閉するときに生ずる三相交流電流のリプル成分(高調波成分)を除去する。   The filter circuit 6 includes reactors 61 and 62 and capacitors 63a, 63b, and 63c. The filter circuit 6 is connected to the connection point of the first switch element 51a and the second switch element 52a, the connection point of the first switch element 51b and the second switch element 52b, and the connection point of the capacitor 3a and the capacitor 3b. (Provided on the output side of the bridge circuit 5). Specifically, a reactor 61 is interposed in the U-phase output line u, and a reactor 62 is interposed in the W-phase output line w. A U-phase output line u, a V-phase output line v, and a W-phase output line w are connected to the connection points where the capacitors 63a, 63b, and 63c are delta-connected, respectively. The filter circuit 6 removes a ripple component (harmonic component) of the three-phase alternating current generated when the switch elements 51 and 52 of the bridge circuit 5 are opened and closed.

帰還回路は、ブリッジ回路5とフィルタ回路6によって構成され、スイッチ素子51、52のスイッチングパターンにより、コンデンサ3a、3bへ帰還する電流経路が変わる。図2にスイッチ素子51、52のスイッチングパターン別の帰還回路11について示す。   The feedback circuit is configured by the bridge circuit 5 and the filter circuit 6, and the current path for feedback to the capacitors 3 a and 3 b varies depending on the switching pattern of the switch elements 51 and 52. FIG. 2 shows the feedback circuit 11 for each switching pattern of the switch elements 51 and 52.

図2(a)に示す帰還回路11aは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが導通状態、第2スイッチ素子52aが遮断状態、第1イッチ素子51bが遮断状態、第2スイッチ素子52bが導通状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11aでは、点線L1により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3a、3bへ帰還する。   The feedback circuit 11a shown in FIG. 2A has a switching pattern in which the first switch element 51a is conductive, the second switch element 52a is cut off, the first switch element 51b is cut off, and the second switch element 52b is conductive. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11a, a current flows through a path indicated by a dotted line L1, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitors 3a and 3b.

図2(b)に示す帰還回路11bは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが遮断状態、第2スイッチ素子52aが導通状態、第1イッチ素子51bが導通状態、第2スイッチ素子52bが遮断状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11aでは、点線L2により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3a、3bへ帰還する。   In the feedback circuit 11b shown in FIG. 2B, the switching pattern is such that the first switch element 51a is cut off, the second switch element 52a is turned on, the first switch element 51b is turned on, and the second switch element 52b is cut off. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11a, a current flows through a path indicated by a dotted line L2, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitors 3a and 3b.

図2(c)に示す帰還回路11cは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが導通状態、第2スイッチ素子52aが遮断状態、第1イッチ素子51bが導通状態、第2スイッチ素子52bが遮断状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11cでは、点線L3により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3a、3bへ帰還する。   In the feedback circuit 11c shown in FIG. 2C, the switching pattern is such that the first switch element 51a is conductive, the second switch element 52a is cut off, the first switch element 51b is conductive, and the second switch element 52b is cut off. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11c, a current flows through a path indicated by a dotted line L3, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitors 3a and 3b.

図2(d)に示す帰還回路11dは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが遮断状態、第2スイッチ素子52aが導通状態、第1イッチ素子51bが遮断状態、第2スイッチ素子52bが導通状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11dでは、点線L4により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3a、3bへ帰還する。   In the feedback circuit 11d shown in FIG. 2D, the switching pattern is such that the first switch element 51a is cut off, the second switch element 52a is turned on, the first switch element 51b is cut off, and the second switch element 52b is turned on. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11d, a current flows through a path indicated by a dotted line L4, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitors 3a and 3b.

系統連系用リレー7は、商用電力系統30に接続される出力線u、v、wに介在し、出力線u、v、wの開閉を行う。また、系統連系用リレー7は、制御回路8からの制御信号によって閉状態と開状態が制御され、系統連系装置2(太陽電池1)と商用系統30とを連系または解列するものである。   The grid interconnection relay 7 is interposed in the output lines u, v, and w connected to the commercial power system 30, and opens and closes the output lines u, v, and w. In addition, the grid interconnection relay 7 is controlled to be closed or open by a control signal from the control circuit 8 to link or disconnect the grid interconnection device 2 (solar cell 1) and the commercial grid 30. It is.

電源回路9は、商用電力系統30に接続され、昇圧回路4、インバータ回路5、制御回路8、系統連系用リレー7、及び各種センサCTi、CT1、CT2、VSi、VS1、VS2、VSuv、VSwvを動作するに必要な電力を商用電力系統30から供給する。   The power supply circuit 9 is connected to the commercial power system 30, and includes a booster circuit 4, an inverter circuit 5, a control circuit 8, a system interconnection relay 7, and various sensors CTi, CT1, CT2, VSi, VS1, VS2, VSuv, and VSwv. Is supplied from the commercial power system 30.

各電流センサCTi、CT1、CT2には、カレントトランスが用いられる。電流センサCTiは、太陽電池1の正極とリアクトル41との間に設けられ、昇圧回路4に入力する電流Iinを検出する。電流センサCT1は、コンデンサ63a及びコンデンサ63cの結線点とリアクトル61との間に設けられ、ブリッジ回路5の出力するU相電流Iuを検出する。電流センサCT2は、コンデンサ63b及びコンデンサ63cの結線点とリアクトル62との間に設けられ、ブリッジ回路5の出力するW相電流Iwを検出する。   A current transformer is used for each of the current sensors CTi, CT1, and CT2. The current sensor CTi is provided between the positive electrode of the solar cell 1 and the reactor 41 and detects the current Iin input to the booster circuit 4. The current sensor CT1 is provided between the connection point of the capacitors 63a and 63c and the reactor 61, and detects the U-phase current Iu output from the bridge circuit 5. Current sensor CT <b> 2 is provided between capacitor 63 b and the connection point of capacitor 63 c and reactor 62, and detects W-phase current Iw output from bridge circuit 5.

次に、電圧センサVSi、VS1、VS2、VSuv、VSwuについて述べる。電圧センサVSiは、昇圧回路4の入力側に設けられ、昇圧回路4の入力電圧Vinを検出する。電圧センサVS1は、昇圧回路4の出力側に設けられ、昇圧回路4の出力電圧Vc(直列に接続されたコンデンサ3a及びコンデンサ3bの両端電圧)を検出する。電圧センサVS2は、コンデンサ3bと並列に接続され、コンデンサ3bの両端電圧Vcbを検出する。電圧センサVSuvは、U相出力線uとV相出力線vに接続され、U相出力線uとV相出力線vの線間電圧Vuvを検出する。電圧センサVSwvは、W相出力線wとV相出力線vに接続され、W相出力線wとV相出力線vの線間電圧Vwvを検出する。   Next, voltage sensors VSi, VS1, VS2, VSuv, and VSwu will be described. The voltage sensor VSi is provided on the input side of the booster circuit 4 and detects the input voltage Vin of the booster circuit 4. The voltage sensor VS1 is provided on the output side of the booster circuit 4, and detects the output voltage Vc of the booster circuit 4 (the voltage across the capacitor 3a and the capacitor 3b connected in series). The voltage sensor VS2 is connected in parallel with the capacitor 3b and detects the voltage Vcb across the capacitor 3b. Voltage sensor VSuv is connected to U-phase output line u and V-phase output line v, and detects line voltage Vuv between U-phase output line u and V-phase output line v. The voltage sensor VSwv is connected to the W-phase output line w and the V-phase output line v, and detects a line voltage Vwv between the W-phase output line w and the V-phase output line v.

制御回路8は、上述の各種センサCTi、CT1、CT2、VSi、VS1、VS2、VSuv、VSwvを用いて、昇圧回路4、インバータ回路10、及び系統連系用リレー7の動作を制御する。   The control circuit 8 controls the operation of the booster circuit 4, the inverter circuit 10, and the grid interconnection relay 7 using the various sensors CTi, CT1, CT2, VSi, VS1, VS2, VSuv, and VSwv described above.

(コンデンサ3a、3bの放電動作)
コンデンサ3a、3bの放電(電荷の消費)は、主に、(1)メンテナンスを行う作業員が作業を開始する前、(2)系統連系装置2が停止する場合、に行われる。(1)、(2)どちらの場合であっても、系統連系装置2の停止した(系統連系用リレー7を開状態、昇圧回路のスイッチ素子を遮断状態、ブリッジ回路5のスイッチ素子51、52すべてが遮断状態)後に図3に示す動作フローを制御回路8により実行することで、コンデンサ3a、3bの放電を行うことができる。
(Discharge operation of capacitors 3a and 3b)
The discharge (consumption of electric charges) of the capacitors 3a and 3b is mainly performed when (1) a maintenance worker starts work and (2) when the grid interconnection device 2 stops. In either case (1) or (2), the grid interconnection device 2 is stopped (the grid interconnection relay 7 is in the open state, the switch element of the booster circuit is cut off, and the switch element 51 of the bridge circuit 5). , 52 are all in the cut-off state), and the operation flow shown in FIG. 3 is executed by the control circuit 8, whereby the capacitors 3a and 3b can be discharged.

図3に、コンデンサ3a、3bの放電を行う際の系統連系装置2の動作フローを示す。以下に示すこの動作フローにおいては、制御回路8が主体となり系統連系装置2の制御を行う。このため、制御回路8を主に主語に用いるが、系統連系装置2の動作になるため、主語の制御回路8を系統連系装置2と読みかえることもできる。   FIG. 3 shows an operation flow of the grid interconnection device 2 when discharging the capacitors 3a and 3b. In this operation flow shown below, the control circuit 8 mainly controls the grid interconnection device 2. For this reason, although the control circuit 8 is mainly used as a subject, since it becomes the operation | movement of the grid connection apparatus 2, the control circuit 8 of a subject can also be read as the grid connection apparatus 2. FIG.

図3における動作フローを開始すると、制御回路8は、昇圧回路4の入力電圧Vinを検出(ステップS11)し、入力電圧Vinが所定値Vithより小さい否かを判断する(ステップS12)。制御回路8は、入力電圧Vinが所定値Vithより小さくない場合、ステップS11へ戻り、入力電圧Vinが所定値Vithより小さい場合、ステップS13へ移行し、各スイッチ素子51、52の駆動制御を開始する。   When the operation flow in FIG. 3 is started, the control circuit 8 detects the input voltage Vin of the booster circuit 4 (step S11), and determines whether or not the input voltage Vin is smaller than a predetermined value Vith (step S12). If the input voltage Vin is not smaller than the predetermined value Vith, the control circuit 8 returns to step S11. If the input voltage Vin is smaller than the predetermined value Vith, the control circuit 8 proceeds to step S13 and starts driving control of the switch elements 51 and 52. To do.

制御回路8は、ステップS13に移行すると、相電流Iu、Iwを電流センサCT1、CT2を用いて検出する。相電流Iu、Iwを検出すると、制御回路8は、検出された相電流Iu、Iwを用いて相電流Iu、Iwの実効値Iue、Iweを算出する(ステップS14)。また、ステップS14において、制御回路8は、各相の実効値Iue、Iweの平均値Iaveを算出し、ステップS15において、平均値Iaveとブリッジ回路5の出力電流の目標値Itとの差が電流閾値Ithよりも小さいか否かを判断する。尚、この目標値Itは、図3に示す動作フローを開始する際にはゼロに設定されている。   In step S13, the control circuit 8 detects the phase currents Iu and Iw using the current sensors CT1 and CT2. When the phase currents Iu and Iw are detected, the control circuit 8 calculates the effective values Iue and Iwe of the phase currents Iu and Iw using the detected phase currents Iu and Iw (step S14). In step S14, the control circuit 8 calculates the average value Iave of the effective values Iue and Iwe of each phase, and in step S15, the difference between the average value Iave and the target value It of the output current of the bridge circuit 5 is the current. It is determined whether or not it is smaller than the threshold value Ith. This target value It is set to zero when starting the operation flow shown in FIG.

ステップS15において、制御回路8は、平均値Iaveとブリッジ回路5の出力電流の目標値Itの差が電流閾値Ithよりも小さくないと判断した場合、ブリッジ回路5の出力電流の目標値Itを変更せずステップS18へ移行する。ステップS15において、制御回路8は、平均値Iaveとブリッジ回路5の出力電流の目標値Itの差が電流閾値Ithよりも小さいと判断した場合、目標値Itが目標値Itの最大値Itmaxよりも小さいか否かを判断する(ステップS16)。   In step S15, when the control circuit 8 determines that the difference between the average value Iave and the target value It of the output current of the bridge circuit 5 is not smaller than the current threshold value Ith, the target value It of the output current of the bridge circuit 5 is changed. Without proceeding to step S18. In step S15, when the control circuit 8 determines that the difference between the average value Iave and the target value It of the output current of the bridge circuit 5 is smaller than the current threshold value Ith, the target value It is greater than the maximum value Itmax of the target value It. It is determined whether it is small (step S16).

目標値Itの最大値Itmaxは、スイッチ素子51、52に流しても負担にならない程度の値に設定する。   The maximum value Itmax of the target value It is set to a value that does not cause a burden even if it flows through the switch elements 51 and 52.

ステップS16において、制御回路8は、目標値Itが目標値Itの最大値Itmaxよりも小さくないと判断した場合は、ブリッジ回路5の出力電流の目標値Itを変更せずステップS18へ移行する。また、ステップS16において、制御回路8は、目標値Itが目標値Itの最大値Itmaxよりも小さいと判断した場合は、ステップS17において、ブリッジ回路5の出力電流の目標値Itに所定の量Iαを加えた値を、新たなブリッジ回路5の出力電流の目標値ItとしてステップS18へ移行する。   In step S16, when the control circuit 8 determines that the target value It is not smaller than the maximum value Itmax of the target value It, the control circuit 8 proceeds to step S18 without changing the target value It of the output current of the bridge circuit 5. If the control circuit 8 determines in step S16 that the target value It is smaller than the maximum value Itmax of the target value It, a predetermined amount Iα is added to the target value It of the output current of the bridge circuit 5 in step S17. As a target value It of the output current of the new bridge circuit 5, the process proceeds to step S18.

ステップS18では、制御回路8は、ブリッジ回路5の出力電流の目標値Itと相電流Iu、Iwの実効値Iue、Iweの平均値Iaveとの差がゼロになるようにブリッジ回路5の線間電圧の実効値Vuve、Vvweの平均値の目標値Vtを決定し、ブリッジ回路5の線間電圧の実効値Vuve、Vvweの平均値Vaveと電圧の目標値Vtとの差がゼロになるようにブリッジ回路5のスイッチング素子をPWMの信号で制御する。これにより、交流電力がブリッジ回路5から出力され、帰還回路によりコンデンサ3a、3bへ戻り、コンデンサ3a、3bが放電される。ステップS18の動作が完了すると制御回路8はステップS19へ移行する。ステップS19では、制御回路8は、電圧センサVa、Vbを用いてコンデンサ3aの電圧Vca、及びコンデンサ3bの電圧Vcbを検出する。   In step S18, the control circuit 8 determines that the difference between the target value It of the bridge circuit 5 and the effective value Iue of the phase currents Iu and Iw and the average value Iave of the bridge circuit 5 is zero. The target value Vt of the average value of the effective values Vuve and Vvwe of the voltage is determined so that the difference between the average value Vave of the line voltage of the bridge circuit 5 and the average value Vave of the Vvwe and the target value Vt of the voltage becomes zero. The switching element of the bridge circuit 5 is controlled by a PWM signal. As a result, AC power is output from the bridge circuit 5, returned to the capacitors 3a and 3b by the feedback circuit, and the capacitors 3a and 3b are discharged. When the operation of step S18 is completed, the control circuit 8 proceeds to step S19. In step S19, the control circuit 8 detects the voltage Vca of the capacitor 3a and the voltage Vcb of the capacitor 3b using the voltage sensors Va and Vb.

尚、コンデンサ3aの電圧Vcaは、直列接続されるコンデンサ3a及びコンデンサ3bの両端電圧Vcを電圧センサVaにより検出し、Vca=Vc−Vcbにより検出することができる。   The voltage Vca of the capacitor 3a can be detected by detecting the voltage Vc across the capacitor 3a and the capacitor 3b connected in series by the voltage sensor Va, and Vca = Vc−Vcb.

制御回路8は、電圧Vca及び電圧Vcbを検出すると、電圧Vca及び電圧Vcbが共に所定値Vcthよりも小さいか否かを判定する(ステップS20)。ステップS20にて、制御回路8は、電圧Vca及び電圧Vcbが共に所定値Vcthよりも小さくないと判定した場合、コンデンサ3a、3bの放電が完了していないとしてステップS13へ戻る。ステップS20にて、制御回路8は、電圧Vca及び電圧Vcbが共に所定値Vcthよりも小さいと判定した場合、コンデンサ3aの放電が完了したとして、各スイッチ素子51、52を開いてコンデンサ3a、3bの放電を終了する。   When detecting the voltage Vca and the voltage Vcb, the control circuit 8 determines whether or not both the voltage Vca and the voltage Vcb are smaller than the predetermined value Vcth (step S20). If the control circuit 8 determines in step S20 that both the voltage Vca and the voltage Vcb are not smaller than the predetermined value Vcth, the control circuit 8 returns to step S13 because discharging of the capacitors 3a and 3b has not been completed. In step S20, when the control circuit 8 determines that both the voltage Vca and the voltage Vcb are smaller than the predetermined value Vcth, the discharge of the capacitor 3a is completed, and the switch elements 51 and 52 are opened to open the capacitors 3a and 3b. End the discharge.

本発明によれば、インバータ回路5から交流電力の出力が遮断され(系統連系用リレー7が開状態)かつ太陽電池1から出力される直流電力が所定値以下の際(電圧Vin<電圧閾値Vith)にブリッジ回路の出力を、帰還回路を介してコンデンサ3a、3bに戻している。これにより、コンデンサの放電電荷が帰還回路を介してコンデンサに戻る際に、ブリッジ回路、フィルタ回路を通して消費される。このため、スイッチ素子51、52だけの閉ループの場合に比べてフィルタ回路6の分インピーダンスが増えるため、スイッチ素子51〜54に流れる電流が減り、スイッチ素子51〜54に係る負担を軽減することができる。また、各アームのスイッチ素子51、52の内一方を導通状態に、他方を遮断状態に周期的に開閉することにより、スイッチ素子51、52に流れる電流は交流電流になる。このため、大きな電流が流れ続けることがなくなり、スイッチ素子51、52に係る負担を軽減することができる。また、スイッチ素子51〜52を周期的に開閉するため、スイッチングロスによってもコンデンサ3a、3bの電荷を消費することができる。このため、速やかにコンデンサ3a、3bの電荷を消費することができる。   According to the present invention, when the output of AC power from the inverter circuit 5 is interrupted (the grid connection relay 7 is in an open state) and the DC power output from the solar cell 1 is less than or equal to a predetermined value (voltage Vin <voltage threshold) The output of the bridge circuit is returned to the capacitors 3a and 3b via the feedback circuit. Thereby, when the discharge charge of the capacitor returns to the capacitor through the feedback circuit, it is consumed through the bridge circuit and the filter circuit. For this reason, since the impedance of the filter circuit 6 increases compared to the case of the closed loop of only the switch elements 51 and 52, the current flowing through the switch elements 51 to 54 is reduced, and the burden on the switch elements 51 to 54 can be reduced. it can. Further, by periodically opening and closing one of the switch elements 51 and 52 of each arm so as to be in a conductive state and the other to be in a cut-off state, the current flowing through the switch elements 51 and 52 becomes an alternating current. For this reason, a large current does not continue to flow, and the burden on the switch elements 51 and 52 can be reduced. Further, since the switch elements 51 to 52 are periodically opened and closed, the electric charges of the capacitors 3a and 3b can be consumed even by a switching loss. For this reason, the electric charge of capacitor 3a, 3b can be consumed rapidly.

また、本発明によれば、コンデンサ3a、3bの電荷を消費し、コンデンサの電圧Vca、Vcbが所定値Vcthよりも小さくなったことを検出してブリッジ回路5を停止する(ブリッジ回路5のスイッチ素子をすべて遮断する)。このため、コンデンサ3a、3bの放電後速やかにインバータ回路10を停止でき、スイッチ回路51、52にかかる負担を軽減することができる。   Further, according to the present invention, the charges of the capacitors 3a and 3b are consumed, and when the voltage Vca and Vcb of the capacitors becomes smaller than the predetermined value Vcth, the bridge circuit 5 is stopped (switch of the bridge circuit 5). Shut off all elements). For this reason, the inverter circuit 10 can be stopped immediately after the capacitors 3a and 3b are discharged, and the burden on the switch circuits 51 and 52 can be reduced.

また、本発明によれば、昇圧回路への入力電圧Vinが所定値Vithよりも小さいことを確認した上で、コンデンサ3a、3bの電荷の消費を開始する。このため、メンテナンスを行う作業員が作業を行う場合、太陽電池1と系統連系装置2との間にある開閉器を開いた時点から自動的にコンデンサ3a、3bの放電を開始することができる。これにより、系統連系装置2本体にコンデンサ3a、3bを放電するためのスイッチ等を特別に設ける必要も無くなり、スイッチの押し忘れという人為的なミスを無くすことができる。   Further, according to the present invention, after confirming that the input voltage Vin to the booster circuit is smaller than the predetermined value Vith, consumption of the electric charges of the capacitors 3a and 3b is started. For this reason, when the worker who performs maintenance works, the discharge of the capacitors 3a and 3b can be automatically started from the time when the switch between the solar cell 1 and the grid interconnection device 2 is opened. . Thereby, it is not necessary to provide a switch for discharging the capacitors 3a and 3b in the main body of the grid interconnection device 2, and an artificial mistake of forgetting to press the switch can be eliminated.

また、本発明によれば、昇圧回路への入力電圧Vinが所定値Vithよりも小さくならなければコンデンサ3a、3bの電荷の消費を開始しない。このため、系統連系装置2が停止する場合でも、その後自立運転を行いたい場合(例えば、昼間に商用電力系統2が停電した場合など)に、コンデンサ3a、3bを放電することが無いので、コンデンサ3a、3bを充電することなく速やかに自立運転を開始することができる。また、コンデンサ3a、3bを放電しないので、放電しなかった分の電力を利用することができる。   Further, according to the present invention, the consumption of the electric charges of the capacitors 3a and 3b is not started unless the input voltage Vin to the booster circuit becomes smaller than the predetermined value Vith. For this reason, even when the grid interconnection device 2 stops, the capacitors 3a and 3b are not discharged when it is desired to perform a self-sustained operation thereafter (for example, when the commercial power system 2 fails during the day). Independent operation can be quickly started without charging the capacitors 3a and 3b. Further, since the capacitors 3a and 3b are not discharged, it is possible to use the power that has not been discharged.

また、本発明によれば、最初に目標値Itをゼロに設定し、目標値にIαを加えていき、電流センサの検出する電流が徐々に大きくなるようスイッチ素子51、52の開閉を行う。これにより、フィルタ回路6へ流れる電流を徐々に大きくすることができるため、フィルタ回路6のコンデンサ63a〜63cに流れる突入電流を小さくすることができる。   In addition, according to the present invention, the target value It is first set to zero, Iα is added to the target value, and the switch elements 51 and 52 are opened and closed so that the current detected by the current sensor gradually increases. Thereby, since the current flowing through the filter circuit 6 can be gradually increased, the inrush current flowing through the capacitors 63a to 63c of the filter circuit 6 can be reduced.

また、本発明によれば、コンデンサ3a、3bの電荷を消費している間、昇圧回路4のスイッチ素子42を開いた状態にしている。これにより、昇圧回路4のスイッチ素子42がスイッチングを行わないので、スイッチングによる負担を軽減することができる。   Further, according to the present invention, the switch element 42 of the booster circuit 4 is opened while the electric charges of the capacitors 3a and 3b are consumed. Thereby, since the switching element 42 of the booster circuit 4 does not perform switching, the burden due to switching can be reduced.

また、本発明によれば、コンデンサ3a、3bを放電する際にインバータ回路5のスイッチ素子51、52を動作するに必要な電力を、電源回路9を介して商用電力系統30から供給している。これにより、コンデンサ3a、3bの放電を最後まで安定して行うことができる。また、商用電力系統30からではなく、コンデンサ3a、3bの両端からこの電力を賄うようにすると、コンデンサ3a、3bの電荷を速やかに消費することができる。   Further, according to the present invention, the electric power necessary for operating the switch elements 51 and 52 of the inverter circuit 5 when discharging the capacitors 3 a and 3 b is supplied from the commercial power system 30 via the power supply circuit 9. . As a result, the capacitors 3a and 3b can be stably discharged to the end. Further, if the power is supplied from both ends of the capacitors 3a and 3b instead of from the commercial power system 30, the electric charges of the capacitors 3a and 3b can be quickly consumed.

(変形例1)
本実施形態において、制御回路8は、ブリッジ回路5の出力する三相電流iu、iwに基づいて制御を行ったが、三相電流iu、iwに対して三相二相変換を行い、電流ベクトルId、Iqを利用して制御するようにしても良い。
(Modification 1)
In the present embodiment, the control circuit 8 performs control based on the three-phase currents iu and iw output from the bridge circuit 5, but performs three-phase to two-phase conversion on the three-phase currents iu and iw to obtain a current vector. You may make it control using Id and Iq.

図4に、変形例1におけるコンデンサ3a、3bを行う制御回路8の機能ブロック図を示す。このブロック図において、制御回路8は、dq変換器101、減算器102、103、PI制御器104、逆dq変換器105、PWM変調器106を有する。   FIG. 4 shows a functional block diagram of the control circuit 8 that performs the capacitors 3a and 3b in the first modification. In this block diagram, the control circuit 8 includes a dq converter 101, subtracters 102 and 103, a PI controller 104, an inverse dq converter 105, and a PWM modulator 106.

dq変換器101は、電流センサCT1、CT2が検出したu相電流Iu、w相電流Iw、位相θを入力し、u相電流Iu、w相電流Iwを三相二相変換し、d−q座標系上のd軸電流値Id、及びq軸電流値Iqを演算する。そして、dq変換器101は、演算した、電流値Id、Iqを減算器102、103へ出力する。   The dq converter 101 receives the u-phase current Iu, the w-phase current Iw, and the phase θ detected by the current sensors CT1 and CT2, and performs three-phase to two-phase conversion on the u-phase current Iu and the w-phase current Iw. The d-axis current value Id and the q-axis current value Iq on the coordinate system are calculated. Then, the dq converter 101 outputs the calculated current values Id and Iq to the subtracters 102 and 103.

減算器102は、d軸電流目標値Idtとd軸電流Idとを入力し、d軸電流Idからd軸電流目標値Idtを減算した値(Id−Idt)をPI制御器104へ出力する。   The subtractor 102 receives the d-axis current target value Idt and the d-axis current Id, and outputs a value (Id−Idt) obtained by subtracting the d-axis current target value Idt from the d-axis current Id to the PI controller 104.

減算器103は、q軸電流目標値Iqtとq軸電流Iqとを入力し、q軸電流Iqからq軸電流目標値Iqtを減算した値(Iq−Iqt)をPI制御器104へ出力する。   The subtractor 103 inputs the q-axis current target value Iqt and the q-axis current Iq, and outputs a value (Iq−Iqt) obtained by subtracting the q-axis current target value Iqt from the q-axis current Iq to the PI controller 104.

PI制御器104は、減算値(Id−Idt)、(Iq−Iqt)を入力し、この値がゼロになるようにd軸電圧目標値Vdt、及びq軸電圧目標値Vqtを算出し、逆dq変換器へ出力する。   The PI controller 104 inputs the subtraction values (Id−Idt) and (Iq−Iqt), calculates the d-axis voltage target value Vdt and the q-axis voltage target value Vqt so that these values become zero, and vice versa. Output to dq converter.

逆dq変換器105は、d軸電圧目標値Vdt、q軸電圧目標値Vqt、及び位相θを入力し、二相三相変換を行い、U相出力線u及びV相出力線vの線間電圧の目標値Vuvtと、W相出力線w及びV相出力線vの線間電圧の目標値Vwvtとを演算する。そして、逆dq変換器105は、演算した目標値Vuvt、VwvtをPWM変調器106へ出力する。   The inverse dq converter 105 inputs the d-axis voltage target value Vdt, the q-axis voltage target value Vqt, and the phase θ, performs two-phase three-phase conversion, and connects the U-phase output line u and the V-phase output line v to each other. The voltage target value Vuvt and the line voltage target value Vwvt of the W-phase output line w and the V-phase output line v are calculated. Then, the inverse dq converter 105 outputs the calculated target values Vuvt and Vwvt to the PWM modulator 106.

PWM変調器106は、この目標値Vwvt、Vuvtを受けて、PWM波形を出力し、スイッチ素子51、52を周期的に開閉する。   The PWM modulator 106 receives the target values Vwvt and Vuvt, outputs a PWM waveform, and opens and closes the switch elements 51 and 52 periodically.

この際に、制御回路8は、d軸電流目標値Idt及びq軸電流目標値Iqtをゼロ付近から徐々に大きくすることで、電流センサCT1、CT2の検出する電流が徐々に大きくなるようにスイッチ素子51〜54の開閉を行うことができる。   At this time, the control circuit 8 gradually increases the d-axis current target value Idt and the q-axis current target value Iqt from near zero so that the currents detected by the current sensors CT1 and CT2 gradually increase. The elements 51 to 54 can be opened and closed.

(変形例2) (Modification 2)

本実施形態において三相交流電力を出力するインバータ回路10を用いていたが、単相の交流電力を出力するインバータ回路10にも応用することができる。図5に、変形例2におけるスイッチ素子51、52のスイッチングパターン別の帰還回路11を示す。図5に示すように、単相の交流電力を出力するインバータ回路5の場合、コンデンサ3a、3bの変わりに1つのコンデンサ3を用いる。また、フィルタ回路6は、3個のコンデンサ63a〜63cをデルタ結線したものを用いたが、ひとつのコンデンサ63を用いる。   Although the inverter circuit 10 that outputs three-phase AC power is used in the present embodiment, the present invention can also be applied to the inverter circuit 10 that outputs single-phase AC power. FIG. 5 shows the feedback circuit 11 for each switching pattern of the switch elements 51 and 52 in the second modification. As shown in FIG. 5, in the case of the inverter circuit 5 that outputs single-phase AC power, one capacitor 3 is used instead of the capacitors 3a and 3b. The filter circuit 6 uses three capacitors 63a to 63c in a delta connection, but uses one capacitor 63.

単相の交流電力を出力するPWM制御を適用した場合、スイッチ素子51、52のスイッチングパターン別の帰還回路11は、図5(a)、図5(b)に示すようになる。   When PWM control for outputting single-phase AC power is applied, the feedback circuit 11 for each switching pattern of the switch elements 51 and 52 is as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).

図5(a)に示す帰還回路11eは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが導通状態、第2スイッチ素子52aが遮断状態、第1イッチ素子51bが遮断状態、第2スイッチ素子52bが導通状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11eでは、点線L5により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3へ帰還する。
図5(b)に示す帰還回路11fは、スイッチングパターンが、第1スイッチ素子51aが遮断状態、第2スイッチ素子52aが導通状態、第1イッチ素子51bが導通状態、第2スイッチ素子52bが遮断状態の場合の帰還回路である。この帰還回路11eでは、点線L6により示す経路で電流が流れ、フィルタ回路6から交流電力の一部がコンデンサ3へ帰還する。
The feedback circuit 11e shown in FIG. 5A has a switching pattern in which the first switch element 51a is conductive, the second switch element 52a is cut off, the first switch element 51b is cut off, and the second switch element 52b is conductive. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11e, a current flows through a path indicated by a dotted line L5, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitor 3.
The feedback circuit 11f shown in FIG. 5B has a switching pattern in which the first switch element 51a is cut off, the second switch element 52a is turned on, the first switch element 51b is turned on, and the second switch element 52b is cut off. It is a feedback circuit in the case of a state. In the feedback circuit 11e, a current flows through a path indicated by a dotted line L6, and a part of the AC power is fed back from the filter circuit 6 to the capacitor 3.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

例えば、制御回路8は、ブリッジ回路5の出力する三相電流iu、iwの実効値iue、iweを用いてブリッジ回路5の動作を制御したが、相電流の振幅や平均値を用いるようにしても良い。   For example, the control circuit 8 controls the operation of the bridge circuit 5 using the effective values iue and iwe of the three-phase currents iu and iw output from the bridge circuit 5, but uses the amplitude and average value of the phase currents. Also good.

また、例えば、本実施形態において、太陽光発電システム100の例を挙げたが、太陽電池1の代わりに、蓄電池や燃料電池などの直流電源を使用することができる。   For example, in this embodiment, although the example of the solar power generation system 100 was given, DC power supplies, such as a storage battery and a fuel cell, can be used instead of the solar cell 1.

また、例えば、電解コンデンサの両端にLEDを接続し、コンデンサに電荷が蓄えられていることをユーザに表示しても良い。このようにすると、ユーザはこのLEDを見て安全に作業できるか否かの判断を行うことができる。   Further, for example, an LED may be connected to both ends of the electrolytic capacitor to indicate to the user that charges are stored in the capacitor. If it does in this way, a user can judge whether it can work safely by seeing this LED.

また、例えば、系統連系用リレー7が溶着状態である場合にコンデンサ3a、3bの放電を禁止するようにしても良い。このようにすることで、コンデンサ3a、3bの放電時にスイッチ素子51、52を動作させた場合に、意図せず商用電力系統へ電力が供給されることを防止することができる。   Further, for example, when the grid connection relay 7 is in a welded state, the discharge of the capacitors 3a and 3b may be prohibited. By doing in this way, when switch elements 51 and 52 are operated at the time of discharge of capacitors 3a and 3b, it can prevent unintentionally supplying electric power to a commercial power system.

また、例えば、本実施形態において、アームが2並列の三相ハーフブリッジ型のインバータ回路10を用いたが、アームが3並列の三相フルブリッジ型のインバータ回路を用いることもできる。

For example, in the present embodiment, the three-phase half-bridge type inverter circuit 10 having two arms in parallel is used, but a three-phase full-bridge type inverter circuit having three arms in parallel can also be used.

1 太陽電池
2 系統連系装置
3 電解コンデンサ
4 昇圧回路
5 ブリッジ回路
6 フィルタ回路
7 系統連系用リレー
8 制御回路
9 電源回路
10 インバータ回路
11 帰還回路
30 商用電力系統
45 電圧センサ
91 負荷用リレー
92 交流負荷
CTi 電流センサ
CT1 電流センサ
CT2 電流センサ
VSi 電圧センサ
VS1 電圧センサ
VS2 電圧センサ
VSuv電圧センサ
VSwv電圧センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 System interconnection apparatus 3 Electrolytic capacitor 4 Booster circuit 5 Bridge circuit 6 Filter circuit 7 System interconnection relay 8 Control circuit 9 Power supply circuit 10 Inverter circuit 11 Feedback circuit 30 Commercial power system 45 Voltage sensor 91 Load relay 92 AC load CTi Current sensor CT1 Current sensor CT2 Current sensor VSi Voltage sensor VS1 Voltage sensor VS2 Voltage sensor VSuv Voltage sensor VSwv Voltage sensor

Claims (4)

第1スイッチ素子と第2スイッチ素子とを直列に接続したアーム回路を少なくとも2列並列に直流電源間に接続したブリッジ回路の夫々のスイッチング素子を周期的に開閉して前記直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換するインバータ回路において、
前記インバータ回路は前記ブリッジ回路の入力側に接続されかつ前記直流電源間に接続されるコンデンサと、前記ブリッジ回路から出力される交流電力が通過するフィルタ回路と、当該フィルタ回路から前記交流電力の一部を前記コンデンサへ帰還可能に構成する帰還回路とを備え、
前記インバータ回路から前記交流電力の出力が遮断されかつ前記直流電源から出力される直流電圧が所定値以下の際に前記ブリッジ回路から出力される交流電力を前記帰還回路を介して前記コンデンサに戻すことを特徴とするインバータ回路。
Each switching element of the bridge circuit in which the arm circuit in which the first switch element and the second switch element are connected in series is connected in parallel between at least two rows between the DC power supplies is periodically opened and closed and output from the DC power supply. In an inverter circuit that converts DC power into AC power,
The inverter circuit is connected to the input side of the bridge circuit and connected between the DC power supplies, a filter circuit through which AC power output from the bridge circuit passes, and one AC power from the filter circuit. A feedback circuit configured to be able to return the part to the capacitor,
The AC power output from the bridge circuit is returned to the capacitor via the feedback circuit when the output of the AC power from the inverter circuit is cut off and the DC voltage output from the DC power source is a predetermined value or less. An inverter circuit characterized by
前記コンデンサの電圧を検出する第1電圧センサを備え、
前記第1電圧センサにより検出される電圧が所定値よりも小さくなった場合、前記夫々のスイッチング素子をすべて遮断状態にすることを特徴とする請求項1に記載の系統連系装置。
A first voltage sensor for detecting the voltage of the capacitor;
2. The grid interconnection device according to claim 1, wherein when the voltage detected by the first voltage sensor becomes smaller than a predetermined value, all of the switching elements are turned off.
前記直流電源と前記コンデンサとの間に、前記直流電源から供給される直流電力を昇圧する昇圧回路を設け、前記昇圧回路の入力電圧を検出する第2電圧センサを備え、
前記直流電源から出力される直流電圧は第2電圧センサの検出する電圧であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の系統連系装置。
A booster circuit that boosts the DC power supplied from the DC power supply is provided between the DC power supply and the capacitor, and includes a second voltage sensor that detects an input voltage of the booster circuit;
3. The grid interconnection apparatus according to claim 1, wherein the DC voltage output from the DC power supply is a voltage detected by a second voltage sensor.
前記夫々のスイッチング素子を動作するに必要な電力を前記商用電力系統から供給することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の系統連系装置。




The grid interconnection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein electric power necessary to operate each of the switching elements is supplied from the commercial power grid.




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