JP2013031308A - Power conditioner - Google Patents

Power conditioner Download PDF

Info

Publication number
JP2013031308A
JP2013031308A JP2011166320A JP2011166320A JP2013031308A JP 2013031308 A JP2013031308 A JP 2013031308A JP 2011166320 A JP2011166320 A JP 2011166320A JP 2011166320 A JP2011166320 A JP 2011166320A JP 2013031308 A JP2013031308 A JP 2013031308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power supply
link unit
voltage
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011166320A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Nakatsuka
勝 中塚
Naoki Taoda
直樹 峠田
Satoru Ichimura
悟 市村
Seiji Uchikura
政治 内倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Noritz Corp
Original Assignee
Noritz Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noritz Corp filed Critical Noritz Corp
Priority to JP2011166320A priority Critical patent/JP2013031308A/en
Publication of JP2013031308A publication Critical patent/JP2013031308A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conditioner that reduces an inrush current when supplying power from an electric power system to a DC link section.SOLUTION: The power conditioner having a converter 4 for boosting a generated power of a solar panel 1 and an inverter 5 for converting power boosted by the converter 4 to AC power connectable to a system power supply 2 and having a DC link section 6 connecting them includes system power supply means 10 capable enabling power supply from the system power supply 2 to the DC link section 6 as bypassing the inverter 5. A control configuration is provided so that, when the power supply to the DC link section 6 is started through the system power supply means 10, the converter 4 is operated beforehand to boost a voltage at the DC link section 6 at least to a voltage of the electric power system supplied to the DC link section.

Description

この発明はパワーコンディショナに関し、より詳細には、インバータのDCリンク部に対して発電部側および電力系統側の双方から電力供給ができるように構成されているパワーコンディショナに関する。   The present invention relates to a power conditioner, and more particularly to a power conditioner configured to be able to supply power from both a power generation unit side and a power system side to a DC link unit of an inverter.

従来、太陽光パネルなどの発電部で発電された直流電力を商用電源などの電力系統に連系させるためのインバータ装置としてパワーコンディショナが提案されている。   Conventionally, a power conditioner has been proposed as an inverter device for connecting DC power generated by a power generation unit such as a solar panel to a power system such as a commercial power source.

図3は、このようなパワーコンディショナの一例を示している。この図に示すパワーコンディショナは、太陽光パネルを発電部として用いた発電システムのパワーコンディショナを示しており、太陽光パネルaが接続されるコンバータbと、このコンバータbで昇圧した直流電力を系統電源(電力系統)dに連系可能な周波数の交流電力に変換するインバータcとを主要部として備えており、これらがDCリンクコンデンサ(DCリンク部)eを介して接続されている。   FIG. 3 shows an example of such a power conditioner. The power conditioner shown in this figure is a power conditioner of a power generation system using a solar panel as a power generation unit. The converter b to which the solar panel a is connected and the DC power boosted by the converter b are used. An inverter c that converts AC power having a frequency connectable to a system power source (power system) d is provided as a main part, and these are connected via a DC link capacitor (DC link part) e.

そして、この図3に示すパワーコンディショナは、パワーコンディショナ各部の制御を行う制御用のマイコンfに常時電力を供給できるようにするために、マイコンfの駆動電源(絶縁電源)gが上記DCリンク部eから電力供給を受けるように構成している。   In the power conditioner shown in FIG. 3, in order to always supply power to the control microcomputer f that controls each part of the power conditioner, the driving power source (insulated power source) g of the microcomputer f is the above DC. It is comprised so that electric power supply may be received from the link part e.

具体的には、この図3に示すパワーコンディショナでは、太陽光パネルaが発電しているときには、コンバータbを介して太陽光パネルaで発電された電力がDCリンク部eに与えられ、また、夜間など太陽光パネルaが発電していないときや日照が少なく太陽光パネルaが十分な発電を行えていないときには、系統電源dからDCリンク部eに電力を供給するライン上に設けた開閉器hを閉成させて、系統電源dから供給される交流電力(AC200V)を整流器iで整流して直流電力に変換してDCリンク部eに与えている(なお、このようにDCリンク部から電源に電力を供給する構成は、たとえば、特許文献1参照)。   Specifically, in the power conditioner shown in FIG. 3, when the solar panel a is generating power, the power generated by the solar panel a is supplied to the DC link part e via the converter b, and When the solar panel a is not generating power, such as at night, or when there is little sunlight and the solar panel a is not generating enough power, the opening / closing provided on the line that supplies power from the system power supply d to the DC link part e The AC power (AC 200V) supplied from the system power supply d is rectified by the rectifier i and converted to DC power and applied to the DC link unit e (in this way, the DC link unit For example, refer to Patent Document 1 for a configuration for supplying power from a power source to a power source.

特開2011−49053号公報JP 2011-49053 A

しかしながら、このような構成のパワーコンディショナにおいては以下のような問題があり、その改善が望まれていた。   However, the power conditioner having such a configuration has the following problems, and improvement has been desired.

すなわち、この種のパワーコンディショナにおいてDCリンク部eに用いられるコンデンサには容量の大きな電解コンデンサが使用されることから、上述したように、開閉器hを閉成させて系統電源dからの電力をDCリンク部eに供給する構成では、DCリンク部eの電圧が低い状態で開閉器hが閉成されると(系統電源dから電力の供給を開始すると)DCリンク部eに大きな突入電流が流れてしまう。そのため、従来、このような構成を採用するパワーコンディショナにおいては、大きな突入電流にも耐えられる高価な電子部品を採用しなければならず、部品コストの上昇を招くという問題があった。   That is, in this type of power conditioner, an electrolytic capacitor having a large capacity is used as the capacitor used in the DC link section e. Therefore, as described above, the switch h is closed to supply power from the system power supply d. When the switch h is closed while the voltage of the DC link unit e is low (when power supply from the system power supply d is started), a large inrush current is supplied to the DC link unit e. Will flow. Therefore, conventionally, in a power conditioner employing such a configuration, an expensive electronic component that can withstand a large inrush current has to be employed, leading to an increase in component cost.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電力系統からDCリンク部に電力を供給する際の突入電流を少なくできるパワーコンディショナを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a power conditioner that can reduce inrush current when power is supplied from the power system to the DC link unit. There is.

上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載のパワーコンディショナは、発電部で発電された直流電力を昇圧するコンバータと、上記コンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するインバータとを有し、これらがDCリンク部を介して接続されるパワーコンディショナにおいて、上記インバータを介することなく上記電力系統から上記DCリンク部への電力供給を可能にする系統電力供給手段を備えており、この系統電力供給手段を通じて上記DCリンク部に電力供給を開始する場合には、あらかじめ上記コンバータを動作させて、上記DCリンク部の電圧を少なくとも上記DCリンク部に供給される上記電力系統の電圧と同等以上に昇圧させる制御構成を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power conditioner according to claim 1 of the present invention is capable of interconnecting a converter that boosts DC power generated by a power generation unit and DC power boosted by the converter to a power system. In a power conditioner that has an inverter for converting the AC power into the AC link and these are connected via the DC link unit, it is possible to supply power from the power system to the DC link unit without passing through the inverter. When power supply to the DC link unit is started through the system power supply unit, the converter is operated in advance so that the voltage of the DC link unit is at least applied to the DC link unit. It has a control configuration in which the voltage is boosted to be equal to or higher than the voltage of the supplied power system.

すなわち、この請求項1に係るパワーコンディショナでは、系統電力供給手段によってDCリンク部に電力系統からの電力供給を開始する際には、それに先立ってあらかじめコンバータを動作させてDCリンク部の電圧を電力系統の電圧と同等以上に昇圧させるようにしている。そのため、このパワーコンディショナによれば、DCリンク部に電力系統からの電力供給を開始するときには、DCリンク部と電力系統の電位差が小さく(または、DCリンク部の電圧が電力系統の電圧より大きく)なっているので、電力系統からの電力供給を開始しても、DCリンク部に電力系統側から大きな突入電流が流れることが回避される。   That is, in the power conditioner according to the first aspect, when the power supply from the power system to the DC link unit is started by the system power supply means, the converter is operated in advance and the voltage of the DC link unit is set in advance. The voltage is boosted to be equal to or higher than the voltage of the power system. Therefore, according to this power conditioner, when the power supply from the power system to the DC link unit is started, the potential difference between the DC link unit and the power system is small (or the voltage of the DC link unit is larger than the voltage of the power system). Therefore, even if power supply from the power system is started, it is possible to avoid a large inrush current from flowing from the power system side to the DC link unit.

なお、ここで電力系統の電圧と同等とは、好ましくは、電力系統の電圧値と同じ電圧値を意味するが、電力系統からDCリンク部に電力供給を開始したときに大きな突入電流が流れない範囲であれば電力系統の電圧値よりも低い電圧値、たとえば、電力系統の電圧値の近傍値となるような場合も含む意味である。   Here, the equivalent to the voltage of the power system preferably means the same voltage value as the voltage value of the power system, but a large inrush current does not flow when power supply from the power system to the DC link unit is started. If it is within the range, it is meant to include a voltage value lower than the voltage value of the power system, for example, a value close to the voltage value of the power system.

本発明の請求項2に記載のパワーコンディショナは、請求項1に記載のパワーコンディショナにおいて、上記系統電力供給手段による上記DCリンク部への電力供給に先立って行うコンバータの動作は、同コンバータの動作前における上記DCリンク部の電圧が上記コンバータの昇圧能力に応じて設定される所定の閾値電圧以上であることを条件に行われ、上記コンバータの動作前における上記DCリンク部の電圧が上記所定の閾値電圧未満である場合には、上記系統電力供給手段による上記DCリンク部への電力供給は行わないことを特徴とする。   A power conditioner according to a second aspect of the present invention is the power conditioner according to the first aspect, wherein the operation of the converter prior to the power supply to the DC link unit by the system power supply means is the same as that of the converter. Is performed on condition that the voltage of the DC link unit before the operation of the converter is equal to or higher than a predetermined threshold voltage set according to the boosting capability of the converter, and the voltage of the DC link unit before the operation of the converter is When the voltage is less than a predetermined threshold voltage, power supply to the DC link unit by the system power supply means is not performed.

すなわち、本発明のパワーコンディショナは、上述したように、DCリンク部に電力系統からの電力を供給する際に、あらかじめコンバータを動作させてDCリンク部の電圧を昇圧して電力系統の電圧との電位差を小さく(または、DCリンク部の電圧を電力系統の電圧より大きく)するものであることから、この請求項2に係るパワーコンディショナでは、コンバータ動作前のDCリンク部の電圧が低すぎて(所定の閾値電圧未満であって)コンバータを動作させてもDCリンク部の電圧を電力系統の電圧と同等値以上に昇圧できないと予測される場合には、この状態でコンバータを動作させてもその後に電力系統からの電力供給を開始すると大きな突入電流が流れるので、その場合には、コンバータを動作させることなく、電力系統からのDCリンク部への電力供給自体を行わないようにしている。   That is, as described above, when supplying power from the power system to the DC link unit, the power conditioner of the present invention operates the converter in advance to boost the voltage of the DC link unit and Therefore, in the power conditioner according to claim 2, the voltage of the DC link part before the converter operation is too low. If it is predicted that the DC link voltage cannot be boosted to a value equal to or higher than the voltage of the power system even if the converter is operated (below the predetermined threshold voltage), operate the converter in this state. However, if power supply from the power system is started after that, a large inrush current flows. In that case, the power system must be operated without operating the converter. It is not carried out the power supply itself to the DC link section.

本発明の請求項3に記載のパワーコンディショナは、請求項1または2に記載のパワーコンディショナにおいて、上記発電部の出力電圧が、パワーコンディショナによる系統連系動作の開始条件として設定される連系動作許容電圧を超える場合には、上記系統電力供給手段による上記DCリンク部への電力供給は行わないことを特徴とする。   In the power conditioner according to claim 3 of the present invention, in the power conditioner according to claim 1 or 2, the output voltage of the power generation unit is set as a start condition of the grid interconnection operation by the power conditioner. When the interconnection operation allowable voltage is exceeded, the power supply to the DC link unit by the grid power supply means is not performed.

すなわち、この請求項3に係るパワーコンディショナでは、発電部の出力電圧がパワーコンディショナの系統連系動作の開始条件として設定さている所定の電圧値(連系動作許容電圧)を超える場合には系統電力供給手段によるDCリンク部への電力供給を行わないようになっているので、たとえば、電力系統からDCリンク部に電力を供給している状態で発電部が系統に連系可能な電力を発電できるようになったような場合には、電力系統からDCリンク部への電力供給を停止させる。つまり、この場合、パワーコンディショナが系統連系動作を開始することにより、DCリンク部にはコンバータで昇圧された電力が供給されることとなる。   That is, in the power conditioner according to the third aspect, when the output voltage of the power generation unit exceeds a predetermined voltage value (interconnection operation allowable voltage) set as a start condition of the grid connection operation of the power conditioner. Since power is not supplied to the DC link unit by the grid power supply means, for example, the power that can be connected to the grid by the power generation unit is supplied from the power system to the DC link unit. When power generation can be performed, power supply from the power system to the DC link unit is stopped. That is, in this case, when the power conditioner starts the grid connection operation, the DC link unit is supplied with the power boosted by the converter.

本発明の請求項4に記載のパワーコンディショナは、請求項1から3のいずれかに記載のパワーコンディショナにおいて、上記コンバータは、非絶縁型のDC−DCコンバータで構成されていることを特徴とする。   A power conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the power conditioner according to any one of the first to third aspects, wherein the converter is a non-insulated DC-DC converter. And

すなわち、この請求項4に記載のパワーコンディショナでは、コンバータが非絶縁型のDC−DCコンバータで構成されるので、コンバータが動作していなくても発電部で発電された電力が上記DCリンク部に供給されるようになる。そのため、たとえば、上述したコンバータの動作前におけるDCリンク部の電圧が上記所定の閾値電圧未満であって系統電力供給手段によるDCリンク部への電力供給が行われない場合であっても、DCリンク部には発電部で発電された電力が供給される。   That is, in the power conditioner according to the fourth aspect, since the converter is configured by a non-insulated DC-DC converter, the power generated by the power generation unit is not affected by the converter, and the DC link unit Will be supplied to. Therefore, for example, even when the voltage of the DC link unit before the operation of the converter is less than the predetermined threshold voltage and power supply to the DC link unit by the system power supply unit is not performed, the DC link The unit is supplied with power generated by the power generation unit.

本発明の請求項5に記載のパワーコンディショナは、請求項1から4のいずれかに記載のパワーコンディショナにおいて、上記DCリンク部に、パワーコンディショナの制御用マイコンの駆動電源が接続されていることを特徴とする。   A power conditioner according to a fifth aspect of the present invention is the power conditioner according to any one of the first to fourth aspects, wherein a driving power source of a microcomputer for controlling the power conditioner is connected to the DC link portion. It is characterized by being.

すなわち、この請求項5に係るパワーコンディショナでは、パワーコンディショナの制御用マイコンの駆動電源がDCリンク部から電力の供給を受けるようになっているので、同駆動電源は、DCリンク部を介して発電部および電力系統の双方から電力供給を受けられるようになっており、パワーコンディショナが系統連系動作を行っている場合はもちろん、系統連系動作を行っていない場合でもDCリンク部から電力供給を受けることができ、パワーコンディショナが系統連系動作を行っていない場合においてもマイコンによる機器の監視などを継続することができる。   That is, in the power conditioner according to the fifth aspect of the present invention, since the drive power source of the control microcomputer for the power conditioner is supplied with power from the DC link unit, the drive power source is connected via the DC link unit. The power can be supplied from both the power generation unit and the power system, and the DC link unit can be used not only when the power conditioner performs grid connection operation but also when the grid connection operation is not performed. It is possible to receive power supply, and even when the power conditioner is not performing grid connection operation, it is possible to continue monitoring the equipment by the microcomputer.

本発明によれば、コンバータとインバータとがDCリンク部を介して接続されているパワーコンディショナにおいて、上記インバータを介することなく電力系統からDCリンク部に電力供給を行えるようにする系統電力供給手段が備えられ、この系統電力供給手段を通じてDCリンク部に電力供給を開始する際には、あらかじめ上記コンバータを動作させてDCリンク部の電圧を電力系統の電圧と同等値以上に昇圧させるようになっているので、系統電力供給手段によってDCリンク部に電力系統からの電力を供給する際に大きな突入電流が流れることが防止される。そのため、パワーコンディショナの部品として大きな突入電流に耐えられる電子部品を採用しなくてもよく、部品コストの上昇を回避することができ、安価なパワーコンディショナを提供することができる。   According to the present invention, in the power conditioner in which the converter and the inverter are connected via the DC link unit, the grid power supply means that can supply power from the power system to the DC link unit without passing through the inverter. When the power supply to the DC link unit is started through this system power supply means, the converter is operated in advance to boost the voltage of the DC link unit to a value equal to or higher than the voltage of the power system. Therefore, a large inrush current is prevented from flowing when power from the power system is supplied to the DC link unit by the system power supply means. Therefore, it is not necessary to employ an electronic component that can withstand a large inrush current as a component of the power conditioner, an increase in component cost can be avoided, and an inexpensive power conditioner can be provided.

本発明に係るパワーコンディショナを用いた発電システムの概略構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows schematic structure of the electric power generation system using the power conditioner which concerns on this invention. 同パワーコンディショナにおけるDCリンク部への電力供給の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the electric power supply to the DC link part in the power conditioner. 従来のパワーコンディショナを用いた発電システムの概略構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows schematic structure of the electric power generation system using the conventional power conditioner.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係るパワーコンディショナを用いた発電システムの一例を図1に示す。この図1に示す発電システムは、発電部として太陽光パネル1を備えた発電システムであって、太陽光パネル1で発電される直流電力を系統電源(電力系統)2に連系させるためのインバータ装置としてパワーコンディショナ3を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
An example of a power generation system using the power conditioner according to the present invention is shown in FIG. The power generation system shown in FIG. 1 is a power generation system including a solar panel 1 as a power generation unit, and is an inverter for connecting DC power generated by the solar panel 1 to a system power source (power system) 2. A power conditioner 3 is provided as a device.

太陽光パネル1は、光電現象によって発電を行う複数の発電素子(太陽電池)をパネル状にユニット化してなる周知の形態の発電装置であって、この太陽光パネル1には発電した直流電力の出力手段として正極用および負極用の2本の電装ケーブル20a,20bが配設されており、これら2本の電装ケーブル20a,20bがパワーコンディショナ3において発電電力を入力する入力端子(図示せず)に接続されている。   The solar panel 1 is a well-known power generation device formed by unitizing a plurality of power generation elements (solar cells) that generate power by a photoelectric phenomenon into a panel shape. Two electrical cables 20a and 20b for positive electrode and negative electrode are provided as output means, and these two electrical cables 20a and 20b are input terminals (not shown) for inputting generated power in the power conditioner 3. )It is connected to the.

なお、図示例では、太陽光パネル1が1枚で構成される場合を示したが、発電部として用いる太陽光パネル1は1枚に限られず複数の太陽光パネル1を用いてもよい。ただし、その場合、太陽光パネル1とパワーコンディショナ3との間には複数の太陽光パネル1から出力される直流電力を2本の電装ケーブルに集約するための接続箱が設けられ、この接続箱に配設される正極用および負極用の2本の電装ケーブルがパワーコンディショナ3の上記入力端子(図示せず)に接続される。   In addition, although the case where the solar panel 1 was comprised by one sheet was shown in the example of illustration, the solar panel 1 used as a power generation part is not restricted to one sheet, You may use the several solar panel 1. FIG. However, in that case, a connection box is provided between the solar panel 1 and the power conditioner 3 to collect the DC power output from the plurality of solar panels 1 into two electrical cables. Two electric cables for the positive electrode and the negative electrode arranged in the box are connected to the input terminal (not shown) of the power conditioner 3.

系統電源2は、商用電源などの交流電源で構成される。本実施形態では、この系統電源2として単相3線式のAC200Vの交流電源が用いられている。なお、この系統電源2は、図示しない配電盤などを介してパワーコンディショナ3および家庭内の電力負荷(図示せず)に接続される。   The system power supply 2 is composed of an AC power supply such as a commercial power supply. In this embodiment, a single-phase three-wire AC 200 V AC power source is used as the system power source 2. The system power supply 2 is connected to a power conditioner 3 and a household power load (not shown) through a distribution board (not shown).

パワーコンディショナ3は、上述したように、太陽光パネル1で発電された直流電力を系統電源2に連系させるためのインバータ装置であって、このパワーコンディショナ3には、太陽光パネル1で発電された直流電力を昇圧するためのコンバータ4と、このコンバータ4で昇圧された直流電力を系統電源2に連系可能な交流電力に変換するためのインバータ5と、これらコンバータ4とインバータ5を接続するDCリンク部6と、上記インバータ5で変換された交流電力を系統電源2に連系させるための系統連系リレー7と、パワーコンディショナ3の各部を制御するマイコン(制御用マイコン)8と、このマイコン8の駆動電源9とを主要部として備えるとともに、本実施形態のパワーコンディショナ3では、これらに加えて、インバータ5を介さずに系統電源2側から上記DCリンク部6に電力を供給できるようにするための系統電力供給手段10が備えられており、日中など太陽光パネル1が発電しており後述する系統連系動作を行っているときなどには太陽光パネル1側から、また、夜間など太陽光パネル1が発電しておらず系統連系動作を行っていないときなどには系統電源2側から、それぞれDCリンク部6へ電力供給を行うように構成されている(詳細は後述する)。   As described above, the power conditioner 3 is an inverter device for connecting the DC power generated by the solar panel 1 to the system power supply 2, and the power conditioner 3 includes the solar panel 1. A converter 4 for boosting the generated DC power, an inverter 5 for converting the DC power boosted by the converter 4 into AC power that can be connected to the system power supply 2, and the converter 4 and the inverter 5 A DC link unit 6 to be connected, a system interconnection relay 7 for linking the AC power converted by the inverter 5 to the system power source 2, and a microcomputer (control microcomputer) 8 for controlling each part of the power conditioner 3 And the drive power source 9 of the microcomputer 8 as a main part. In the power conditioner 3 of this embodiment, in addition to these, 5 is provided with system power supply means 10 for supplying power to the DC link unit 6 from the system power supply 2 side without going through 5, and the solar panel 1 generates power such as during the daytime and will be described later. From the solar panel 1 side when performing grid interconnection operation, and from the grid power source 2 side when the solar panel 1 is not generating power and performing grid interconnection operation such as at night The DC link unit 6 is configured to supply power (details will be described later).

上記コンバータ4はDC−DCコンバータで構成されており、本実施形態では、このコンバータ4として非絶縁型の昇圧チョッパ方式のDC−DCコンバータが用いられている。このコンバータ4の入力側は上記太陽光パネル1の発電電力の入力端子(図示せず)と接続されており、太陽光パネル1で発電された直流電力が入力されるようになっている。また、コンバータ4の出力側はDCリンク部6を介して上記インバータ5と接続されている。ここで、DCリンク部6は、コンバータ4とインバータ5を接続する電装ライン間にDCリンクコンデンサとなる電解コンデンサ21を接続することによって構成されている。   The converter 4 is constituted by a DC-DC converter. In this embodiment, a non-insulated step-up chopper type DC-DC converter is used as the converter 4. The input side of the converter 4 is connected to an input terminal (not shown) of the generated power of the solar panel 1 so that DC power generated by the solar panel 1 is input. The output side of the converter 4 is connected to the inverter 5 via the DC link unit 6. Here, the DC link unit 6 is configured by connecting an electrolytic capacitor 21 serving as a DC link capacitor between electrical lines connecting the converter 4 and the inverter 5.

上記インバータ5はDC−ACインバータで構成されており、その出力側には上記系統連系リレー7が接続されており、この系統連系リレー7を介してインバータ5の出力側がパワーコンディショナ3の端子台11と接続されている。なお、系統連系リレー7は、後述するマイコン8によってその接点の開閉が制御可能とされている。   The inverter 5 is composed of a DC-AC inverter, and the grid connection relay 7 is connected to the output side of the inverter 5, and the output side of the inverter 5 is connected to the power conditioner 3 via the grid connection relay 7. The terminal block 11 is connected. The grid connection relay 7 can be controlled to open and close by a microcomputer 8 described later.

上記端子台11は、図示しない配電盤を介して系統電源2と接続される端子台であって、本実施形態では上記系統電源2に単相3線式の電源が用いられていることから、この端子台11には、系統電源2のU相、V相およびN相(接地された中性線)を接続するための3つの端子(図示せず)が設けられており、上記インバータ5の出力(つまり、系統連系リレー7の出力)は、この端子台11のU相およびV相の端子と接続されている。   The terminal block 11 is a terminal block connected to the system power source 2 via a distribution board (not shown). In the present embodiment, a single-phase three-wire power source is used for the system power source 2, The terminal block 11 is provided with three terminals (not shown) for connecting the U-phase, V-phase and N-phase (grounded neutral wire) of the system power supply 2. (That is, the output of the grid interconnection relay 7) is connected to the U-phase and V-phase terminals of the terminal block 11.

上記マイコン8は、パワーコンディショナ3の各部を制御する制御手段を構成するものであって、このマイコン8には、後述する各種制御を行うための制御プログラムや制御用のデータなどが記憶されている。また、このマイコン8には、特に図示しないが各種センサ類が接続されており、これらのセンサ類からの情報に基づいて、マイコン8は太陽光発電パネル1の発電状況(出力電圧)や系統電源2から供給される電力(購入電力)、さらには、屋内の電力負荷で消費される電力(消費電力)などの発電システムに関する各種情報を取得できるように構成されている。   The microcomputer 8 constitutes a control means for controlling each part of the power conditioner 3. The microcomputer 8 stores a control program for performing various controls described later, control data, and the like. Yes. The microcomputer 8 is connected to various sensors (not shown). Based on information from these sensors, the microcomputer 8 determines the power generation status (output voltage) of the photovoltaic power generation panel 1 and the system power supply. 2 is configured to acquire various types of information related to the power generation system, such as power supplied from 2 (purchased power) and power consumed by an indoor power load (power consumption).

駆動電源9は、上記マイコン8に供給する電力を生成するための電源装置である。この駆動電源9は、上記DCリンク部6を構成する電解コンデンサ21の両端に接続され、DCリンク部6から電力供給を受けてマイコン8に供給する電力を生成するように構成されている。つまり、この駆動電源9は、DCリンク部6の電圧をマイコン8に供給可能な電圧に変換するDC−DCコンバータで構成されている。なお、駆動電源9は、DCリンク部6とマイコン8とを絶縁状態で接続する絶縁型の電源装置で構成されている。   The drive power supply 9 is a power supply device for generating power to be supplied to the microcomputer 8. The drive power supply 9 is connected to both ends of the electrolytic capacitor 21 constituting the DC link unit 6 and is configured to generate power to be supplied to the microcomputer 8 by receiving power supply from the DC link unit 6. That is, the drive power supply 9 is constituted by a DC-DC converter that converts the voltage of the DC link unit 6 into a voltage that can be supplied to the microcomputer 8. The drive power supply 9 is an insulating power supply device that connects the DC link unit 6 and the microcomputer 8 in an insulated state.

上記系統電力供給手段10は、インバータ5を介さずに系統電源2からDCリンク部6に電力を供給するために設けられた給電経路であって、具体的には、上記端子台11とDCリンク部6とを接続する電装線12と、この電装線12に設けられる夜間給電リレー(開閉器)13と整流器14とを主要部とする電装部品とで構成されている。   The system power supply means 10 is a power supply path provided for supplying power from the system power supply 2 to the DC link unit 6 without going through the inverter 5, and more specifically, the terminal block 11 and the DC link. It is comprised by the electrical equipment wire which connects the part 6 and the electrical components which have the nighttime feeding relay (switch) 13 provided in this electrical equipment wire 12 and the rectifier 14 as a main part.

より詳細には、上記電装線12は2本の電装線12a,12bで構成されており、これら2本の電装線12a,12bを用いて上記端子台11からAC100Vの電力を取り出すように配線されている。すなわち、電装線12のうちの一方の電装線12aの一端が上記端子台11のU相またはV相(図示例ではV相)に接続されるとともに、他方の電装線12bの一端が上記端子台11のN相に接続され、系統電源2から端子台11に供給されるAC200VからAC100Vを取り出して、DCリンク部6に供給する電力として利用できるようにされている。   More specifically, the electrical wiring 12 is composed of two electrical wirings 12a and 12b, and the two electrical wirings 12a and 12b are used to extract 100 VAC power from the terminal block 11. ing. That is, one end of one of the electrical wires 12 is connected to the U phase or V phase (V phase in the illustrated example) of the terminal block 11 and one end of the other electrical wire 12b is connected to the terminal block. 11 is connected to the N phase, and AC 100 V is taken out from AC 200 V supplied to the terminal block 11 from the system power supply 2 and can be used as power supplied to the DC link unit 6.

そして、上記電装線12aの他端はDCリンク部6を構成する電解コンデンサ21の正極に、上記電装線12bの他端は上記電解コンデンサ21の負極にそれぞれ接続されている。   The other end of the electrical wire 12 a is connected to the positive electrode of the electrolytic capacitor 21 constituting the DC link portion 6, and the other end of the electrical wire 12 b is connected to the negative electrode of the electrolytic capacitor 21.

上記夜間給電リレー13は、太陽光パネル1が発電を行わない夜間などに、系統電源2の電力をDCリンク部6に供給させるための開閉器であって、この夜間給電リレー13の接点も上記系統連系リレー7の接点と同様に上記マイコン8によって開閉制御ができるようになっている。   The nighttime power supply relay 13 is a switch for supplying the power of the system power supply 2 to the DC link unit 6 at nighttime when the solar panel 1 does not generate power. Opening and closing control can be performed by the microcomputer 8 in the same manner as the contact of the grid interconnection relay 7.

上記整流器14は、夜間給電リレー13を介して系統電源2から供給されるAC100Vの交流電力を直流電力に変換してDCリンク部6に供給するための整流器であって、本実施形態では、この整流器14としてダイオードブリッジ回路(全波整流回路)が用いられている。なお、このほかにも上記電装線12には、過電流を防止するためのヒューズ15やPTCサーミスタ(または抵抗器)16などの電子部品が配設されている。   The rectifier 14 is a rectifier for converting AC 100V AC power supplied from the system power supply 2 via the night power feeding relay 13 into DC power and supplying the DC power to the DC link unit 6. A diode bridge circuit (full-wave rectifier circuit) is used as the rectifier 14. In addition, electronic parts such as a fuse 15 and a PTC thermistor (or resistor) 16 for preventing an overcurrent are disposed on the electrical line 12.

次に、このように構成されたパワーコンディショナ3の動作について説明する。
本実施形態に示すパワーコンディショナ3は、太陽光パネル1で発電された直流電力をコンバータ4で昇圧してインバータ5に供給し、インバータ5で系統電源2に連系可能な交流電力に変換して系統連系リレー7を介して系統電源2に連系させるように構成されているが、このようなパワーコンディショナ3による系統連系動作(コンバータ4およびインバータ5を動作させて系統連系リレー7を閉成させる動作)は、太陽光パネル1からパワーコンディショナ3に入力される電圧(つまり、太陽光パネル1の出力電圧)Vinがパワーコンディショナ3において上記系統連系動作を開始する条件としてあらかじめ設定された所定の連系動作許容電圧Vonを超える場合(Von<Vinとなる場合)に行われるようになっている。
Next, the operation of the power conditioner 3 configured as described above will be described.
The power conditioner 3 shown in the present embodiment boosts the DC power generated by the solar panel 1 by the converter 4 and supplies it to the inverter 5, which converts the DC power into AC power that can be connected to the system power supply 2. Are connected to the system power supply 2 via the system connection relay 7, but the system connection operation by the power conditioner 3 (the system connection relay is operated by operating the converter 4 and the inverter 5). 7 is a condition under which the voltage input from the solar panel 1 to the power conditioner 3 (that is, the output voltage of the solar panel 1) Vin starts the grid interconnection operation in the power conditioner 3. Is performed when a predetermined interconnection operation allowable voltage Von set in advance is exceeded (when Von <Vin).

ここで、この連系動作許容電圧Vonは、パワーコンディショナ3において、コンバータ4およびインバータ5を動作させることによって系統電源2に連系可能な交流電力(本実施形態ではAC200Vの交流電力)を生成することができるパワーコンディショナ3への入力電圧の下限電圧(または、下限電圧近傍の電圧)に設定される。   Here, the interconnection operation allowable voltage Von generates AC power that can be linked to the system power supply 2 by operating the converter 4 and the inverter 5 in the power conditioner 3 (AC power of AC 200 V in this embodiment). The lower limit voltage (or voltage near the lower limit voltage) of the input voltage to the power conditioner 3 that can be set is set.

この連系動作許容電圧Vonとして上記下限電圧を採用するのは、この連系動作許容電圧Vonは太陽光パネル1の発電量に対するパワーコンディショナ3の動作開始のタイミングを決定するものとして機能するからである。つまり、この連系動作許容電圧Vonが上記下限電圧よりも高く設定されるとその分だけ系統連系動作の開始が遅れて太陽光パネル1で発電された電力が無駄になってしまう。そのため、この連系動作許容電圧Vonは、コンバータ4における入力電圧を昇圧する能力(昇圧能力)との関係で可及的に低い値に設定される。換言すれば、この連系動作許容電圧Vonは、コンバータ4の昇圧能力に基づいて、インバータ5が系統電源2に連系可能な交流電力を生成するのに必要とする直流電圧をコンバータ4が供給できる範囲で可及的に低く設定される。なお、本実施形態では、この連系動作許容電圧Vonは70Vに設定されている。   The reason why the above-mentioned lower limit voltage is adopted as the interconnection operation allowable voltage Von is that the interconnection operation allowable voltage Von functions as determining the operation start timing of the power conditioner 3 with respect to the power generation amount of the solar panel 1. It is. That is, if the interconnection operation allowable voltage Von is set higher than the lower limit voltage, the start of the grid interconnection operation is delayed by that amount, and the power generated by the solar panel 1 is wasted. Therefore, this interconnection operation allowable voltage Von is set to a value as low as possible in relation to the ability to boost the input voltage in converter 4 (boosting ability). In other words, the interconnection operation allowable voltage Von is supplied by the converter 4 with a DC voltage required for the inverter 5 to generate AC power that can be connected to the system power supply 2 based on the boosting capability of the converter 4. Set as low as possible. In the present embodiment, the interconnection operation allowable voltage Von is set to 70V.

これに対し、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Von以下の場合(Vin≦Vonの場合)、パワーコンディショナ3は上述した系統連系動作は行わないが、本実施形態のパワーコンディショナ3では、このように系統連系動作を行わない場合(つまり、コンバータ4およびインバータ5が停止し系統連系リレー7が開成している場合)であっても、所定の条件を満たすことを前提として、夜間給電リレー13を閉成させて系統電源2からDCリンク部6に対して電力供給を行うように構成されている。   On the other hand, when the output voltage Vin of the solar panel 1 is equal to or lower than the interconnection operation allowable voltage Von (when Vin ≦ Von), the power conditioner 3 does not perform the above-described grid interconnection operation. In the power conditioner 3, even when the grid connection operation is not performed in this way (that is, when the converter 4 and the inverter 5 are stopped and the grid connection relay 7 is opened), the predetermined condition is satisfied. On the premise of satisfying, the night power feeding relay 13 is closed to supply power from the system power supply 2 to the DC link unit 6.

ここで、パワーコンディショナ3が系統連系動作を行っていない状態であってもDCリンク部6に系統電源2側から電力の供給を行うようにしているのは、本実施形態のパワーコンディショナ3は、マイコン8の駆動電源9がDCリンク部6から電力供給を受けるようになっているからである。つまり、本実施形態のパワーコンディショナ3では、系統連系動作を行っていない場合でもDCリンク部6に電力を供給することによって、マイコン8は常に(系統連系動作を行っていなくても)発電システムの監視を行えるようになっている。   Here, even if the power conditioner 3 is not performing the grid connection operation, the power is supplied to the DC link unit 6 from the system power supply 2 side. 3 is because the drive power supply 9 of the microcomputer 8 is supplied with power from the DC link unit 6. That is, in the power conditioner 3 of the present embodiment, the microcomputer 8 always supplies power to the DC link unit 6 even when the grid connection operation is not performed (even if the grid connection operation is not performed). The power generation system can be monitored.

そして、本実施形態のパワーコンディショナ3における上記所定の条件は、コンバータ4が動作停止状態にあるときのDCリンク部6の電圧Vdcが所定の閾値電圧Vth以上であること(Vth≦Vdcであること)とされている。   The predetermined condition in the power conditioner 3 of the present embodiment is that the voltage Vdc of the DC link unit 6 when the converter 4 is in the operation stop state is equal to or higher than a predetermined threshold voltage Vth (Vth ≦ Vdc). It is said that).

すなわち、このパワーコンディショナ3においては、太陽光パネル1の出力電圧Vinが連系動作許容電圧Von以下となって系統連系動作を行わないときであっても、DCリンク部6の電圧Vdcが上記閾値電圧Vth以上であれば、マイコン8は、夜間給電リレー13を閉成させて、系統電源2からDCリンク部6に対して電力供給を開始させるように構成されている。   That is, in this power conditioner 3, even when the output voltage Vin of the solar panel 1 is not more than the interconnection operation allowable voltage Von and the grid interconnection operation is not performed, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is If it is above the threshold voltage Vth, the microcomputer 8 is configured to close the night power supply relay 13 and start power supply from the system power supply 2 to the DC link unit 6.

ところで、上記所定の条件を満たすことを前提に、直ちに夜間給電リレー13を閉成させる構成を採用すると、DCリンク部6の電圧Vdcが系統電源2から供給される電力の電圧(本実施形態では、夜間給電リレー13に供給されるAC100V)よりも低いことに起因して、DCリンク部6に大きな突入電流が流れるおそれがある。   By the way, on the assumption that the predetermined condition is satisfied, if the configuration in which the night power feeding relay 13 is immediately closed is adopted, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is the voltage of the power supplied from the system power supply 2 (in this embodiment). There is a possibility that a large inrush current flows in the DC link portion 6 due to being lower than AC100V supplied to the night power feeding relay 13.

そのため、本実施形態のパワーコンディショナ3では、上記所定の条件を満たした場合であっても、マイコン8は直ちに夜間給電リレー13を閉成せずに、夜間給電リレー13を閉成させる前に、DCリンク部6の電圧VdcをDCリンク部6に供給される系統電力2の電圧(本実施形態では、DCリンク部6には系統電力2のAC200VうちのAC100Vが供給される構成を採用しているので、DCリンク部6に供給される系統電力2の電圧はAC100Vとなる)と同等以上に昇圧させるようにして、DCリンク部6に大きな突入電流が流れるのを防止している。   Therefore, in the power conditioner 3 of the present embodiment, even if the predetermined condition is satisfied, the microcomputer 8 does not immediately close the night power feeding relay 13 but immediately closes the night power feeding relay 13. The voltage Vdc of the DC link unit 6 is the voltage of the system power 2 supplied to the DC link unit 6 (in this embodiment, the DC link unit 6 is configured to be supplied with AC100V of AC200V of the system power 2). Therefore, the voltage of the system power 2 supplied to the DC link unit 6 is increased to the same level as or higher than that of the AC link 2 to prevent a large inrush current from flowing through the DC link unit 6.

具体的には、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Von以下となる場合であっても、夜間など日照が殆どない場合を除いて、太陽光パネル1は出力電圧は小さいながらも発電を行っているので、この太陽光パネル1で発電される電力をコンバータ4で昇圧してDCリンク部6に供給して、DCリンク部6の電圧をDCリンク部6に供給される系統電力2の電圧(AC100V)と同等以上に昇圧するようにしている。   Specifically, even when the output voltage Vin of the solar panel 1 is equal to or lower than the interconnection operation allowable voltage Von, the solar panel 1 has a low output voltage except when there is almost no sunshine such as at night. However, since power generation is performed, the power generated by the solar panel 1 is boosted by the converter 4 and supplied to the DC link unit 6, and the voltage of the DC link unit 6 is supplied to the DC link unit 6. The voltage is boosted to be equal to or higher than the voltage of the system power 2 (AC100V).

そのため、本実施形態のパワーコンディショナ3では、上記閾値電圧Vthは、コンバータ4の昇圧能力に応じて設定される。つまり、コンバータ4に入力される電圧(太陽光パネル1の出力電圧Vin)をコンバータ4での昇圧によってDCリンク部6に供給される系統電力2の電圧(AC100V)と同等以上にまで昇圧できる値に上記閾値電圧Vthは設定されている。なお、この閾値電圧Vthは、上記連系動作許容電圧Vonとの関係では、Vth<Vonの関係が成立するものであり、本実施形態では、この閾値電圧Vthは40Vに設定されている。   Therefore, in the power conditioner 3 of the present embodiment, the threshold voltage Vth is set according to the boosting capability of the converter 4. That is, the voltage that can be boosted to a voltage equal to or higher than the voltage (AC 100 V) of the grid power 2 supplied to the DC link unit 6 by boosting the converter 4 (the output voltage Vin of the solar panel 1). The threshold voltage Vth is set. The threshold voltage Vth satisfies the relationship of Vth <Von in relation to the interconnection operation allowable voltage Von. In this embodiment, the threshold voltage Vth is set to 40V.

したがって、たとえば、コンバータ4の昇圧能力が7倍である場合、コンバータ4にDC40Vが入力されるとコンバータ4の出力電圧はその7倍のDC280Vにまで昇圧され、このDC280Vの電力がDCリンク部6に供給される。したがって、この場合、DCリンク部6に供給される系統電源2の電圧はAC100V(ピーク値:約141V)であるのに対して、コンバータ4からはDC280Vの電力が供給されることとなるので、この状態で夜間給電リレー13を閉成しても系統電源2側からDCリンク部6に突入電流は流れず、DCリンク部6への突入電流が防止される。   Therefore, for example, when the boosting capability of converter 4 is seven times, when DC 40 V is input to converter 4, the output voltage of converter 4 is boosted to DC 280 V, which is seven times the DC voltage, To be supplied. Therefore, in this case, the voltage of the system power supply 2 supplied to the DC link unit 6 is AC100V (peak value: about 141V), whereas the converter 4 is supplied with power of DC280V. Even if the nighttime power supply relay 13 is closed in this state, the inrush current does not flow from the system power supply 2 side to the DC link unit 6, and the inrush current to the DC link unit 6 is prevented.

なお、このコンバータ4で昇圧した電力のDCリンク部6への供給は、マイコン8によって夜間給電リレー13が閉じられた後、すなわち、DCリンク部6に系統電源2からの電力供給が開始可能とされた後に解除される。すなわち、夜間給電リレー13の閉成によってDCリンク部6には系統電源2からの電力が供給可能とされるので、この電力供給が発生した後はコンバータ4の動作を停止させるようにしている。   The power boosted by the converter 4 is supplied to the DC link unit 6 after the night power supply relay 13 is closed by the microcomputer 8, that is, the power supply from the system power supply 2 to the DC link unit 6 can be started. It is released after being done. In other words, since the power from the system power supply 2 can be supplied to the DC link unit 6 by closing the night power feeding relay 13, the operation of the converter 4 is stopped after this power supply is generated.

図2は、これらパワーコンディショナ3における一連の動作(マイコン8の処理)を示したフローチャートである。以下、この図2を参照しながら、上述した手順を整理して説明する。   FIG. 2 is a flowchart showing a series of operations (processing of the microcomputer 8) in the power conditioner 3. Hereinafter, the procedure described above will be organized and described with reference to FIG.

パワーコンディショナ3のマイコン8は駆動電源9から電力の供給を受けてその動作を開始すると、まず、DCリンク部6の電圧Vdcと閾値電圧Vthとを比較して、DCリンク部6の電圧Vdcが閾値電圧Vth未満(Vdc<Vth)であるか否かを判断する(図2ステップS1参照)。   When the microcomputer 8 of the power conditioner 3 receives the power supply from the drive power supply 9 and starts its operation, first, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is compared with the threshold voltage Vth, and the voltage Vdc of the DC link unit 6 is compared. Is less than the threshold voltage Vth (Vdc <Vth) (see step S1 in FIG. 2).

そして、この判断が肯定的な場合、マイコン8は、上記コンバータ4は動作させずに、太陽光パネル1の出力電圧VinをそのままDCリンク部6に供給する(図2ステップS2参照)。すなわち、本実施形態では、上記コンバータ4として非絶縁型の昇圧チョッパ方式のDC−DCコンバータが用いられているので、コンバータ4を動作させていなくても太陽光パネル1の出力電圧VinはDCリンク部6に供給される。   If this determination is affirmative, the microcomputer 8 supplies the output voltage Vin of the solar panel 1 to the DC link unit 6 as it is without operating the converter 4 (see step S2 in FIG. 2). That is, in this embodiment, since the converter 4 is a non-insulated step-up chopper DC-DC converter, the output voltage Vin of the solar panel 1 is DC link even when the converter 4 is not operated. Supplied to section 6.

ここで、この図2ステップS1の判断が肯定的である場合、太陽光パネル1の出力電圧Vinは上記連系動作許容電圧Von以下となるので、パワーコンディショナ3の系統連系動作は行わない。また、この状態のとき、マイコン8は上記夜間給電リレー13を開成状態に維持する。すなわち、この状態では上述したようにコンバータ4を動作させてもDCリンク部6の電圧Vdcを所望の電圧(夜間給電リレー13を閉成した時の突入電流を防止できる程度の電圧)にまで昇圧できない場合があるので、このような場合には夜間給電リレー13は開成状態を維持するようにしている。つまり、DCリンク部6の電圧Vdcが上記閾値電圧Vth未満の場合には、マイコン8は夜間給電リレー13を閉成しないように構成されている。   Here, when the determination in step S1 of FIG. 2 is affirmative, the output voltage Vin of the solar panel 1 is equal to or lower than the above-described interconnection operation allowable voltage Von, and thus the grid interconnection operation of the power conditioner 3 is not performed. . In this state, the microcomputer 8 maintains the night power feeding relay 13 in the open state. That is, in this state, even if the converter 4 is operated as described above, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is boosted to a desired voltage (a voltage that can prevent an inrush current when the night power feeding relay 13 is closed). In such a case, the night power feeding relay 13 is maintained in an open state. That is, the microcomputer 8 is configured not to close the night power feeding relay 13 when the voltage Vdc of the DC link unit 6 is less than the threshold voltage Vth.

なお、本実施形態のパワーコンディショナ3では、後述するように、太陽光パネル1の発電出力が低下したときは系統電源2からDCリンク部6に電力供給を行うようになっているので、この図2ステップS1の判断が肯定的になる場合は限られており、たとえば、パワーコンディショナ3への電力供給開始当時(施工時)や、夜間など太陽光パネル1が発電していないときに系統電源2が停電した場合などにこの図2ステップS2の処理が行われる。   In the power conditioner 3 of the present embodiment, as will be described later, when the power generation output of the solar panel 1 is reduced, power is supplied from the system power supply 2 to the DC link unit 6. The case where the judgment of step S1 of FIG. 2 becomes affirmative is limited, for example, when the power supply to the power conditioner 3 is started (during construction) or when the solar panel 1 is not generating power such as at night The process of step S2 in FIG. 2 is performed when the power source 2 has a power failure.

これに対して、図2ステップS1の判断が否定的である場合、マイコン8は、次に、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Von以下(Vin≦Von)であるかを判断する(図2ステップS3参照)。換言すれば、この図2ステップS3において、マイコン8は、DCリンク部6の電圧Vdcが上記閾値電圧Vth以上(Vth≦Vdc)であり、かつ、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Von以下(Vin≦Von)となっているかを判断する。   On the other hand, if the determination in step S1 of FIG. 2 is negative, the microcomputer 8 next determines whether the output voltage Vin of the solar panel 1 is equal to or lower than the interconnection operation allowable voltage Von (Vin ≦ Von). Is determined (see step S3 in FIG. 2). In other words, in step S3 of FIG. 2, the microcomputer 8 determines that the voltage Vdc of the DC link unit 6 is equal to or higher than the threshold voltage Vth (Vth ≦ Vdc), and the output voltage Vin of the solar panel 1 is the above-described interconnection. It is determined whether or not the operation allowable voltage is Von or less (Vin ≦ Von).

そして、この判断が肯定的であれば、マイコン8は、まず、コンバータ4を動作させて、太陽光パネル1の出力電圧Vinを昇圧してDCリンク部6に供給し、DCリンク部6の電圧VdcをDCリンク部6に供給される系統電力2の電圧(AC100V)と同等以上にまで昇圧させる。そして、DCリンク部6の昇圧が完了すると、次に、夜間給電リレー13を閉成させ、端子台11を介して系統電源2から供給される電力(AC100V)を整流器14を介してDCリンク部6に供給し、その後にコンバータ4の動作を停止させる(図2ステップS4参照)。   If this determination is affirmative, the microcomputer 8 first operates the converter 4 to boost the output voltage Vin of the solar panel 1 and supply it to the DC link unit 6. Vdc is boosted to a level equal to or higher than the voltage of the system power 2 (AC 100 V) supplied to the DC link unit 6. When the boosting of the DC link unit 6 is completed, the night power feeding relay 13 is then closed, and the power (AC 100 V) supplied from the system power supply 2 via the terminal block 11 is passed through the rectifier 14 to the DC link unit. 6 and then the operation of the converter 4 is stopped (see step S4 in FIG. 2).

なお、このときも太陽光パネル1の出力電圧Vinは上記連系動作許容電圧Von以下であるので、パワーコンディショナ3の系統連系動作は行わない。つまり、DCリンク部6の電圧を昇圧させるとき以外はコンバータ4は停止状態とされ、また、インバータ5も停止状態、系統連系リレー7は開成状態が維持される。   At this time as well, the output voltage Vin of the solar panel 1 is equal to or lower than the interconnection operation allowable voltage Von, and thus the grid interconnection operation of the power conditioner 3 is not performed. That is, except when boosting the voltage of the DC link unit 6, the converter 4 is stopped, the inverter 5 is also stopped, and the grid interconnection relay 7 is maintained open.

そして、上記図2ステップS3の判断が否定的である場合、図2ステップS5に示すように、DCリンク部6の電圧Vdcは上記閾値電圧Vthよりも高く(Vth<Vdc)、かつ、太陽光パネル1の出力電圧Vinは上記連系動作許容電圧Vonより高い(Von<Vin)ことになる。   If the determination in step S3 in FIG. 2 is negative, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is higher than the threshold voltage Vth (Vth <Vdc) as shown in step S5 in FIG. The output voltage Vin of the panel 1 is higher than the interconnection operation allowable voltage Von (Von <Vin).

ここで、図2ステップS5に示すように、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Vonより高い場合には、上述したように、パワーコンディショナ3が系統連系動作を行える状態にあるので、この場合、マイコン8は、パワーコンディショナ3に系統連系動作を行わせる。つまり、マイコン8は、夜間給電リレー18を開成させるとともに(系統電力供給手段10によるDCリンク部6への電力供給は行わずに)、上記コンバータ4およびインバータ5を動作状態として、系統連系リレー7を閉成状態にする。したがって、この場合、DCリンク部6には、太陽光パネル1で発電され、コンバータ4で昇圧された電力が供給される(図2ステップS6参照)。   Here, as shown in step S5 of FIG. 2, when the output voltage Vin of the solar panel 1 is higher than the interconnection operation allowable voltage Von, as described above, the power conditioner 3 can perform the grid interconnection operation. In this case, the microcomputer 8 causes the power conditioner 3 to perform the grid connection operation. In other words, the microcomputer 8 opens the night power feeding relay 18 (without supplying power to the DC link unit 6 by the system power supply means 10), and the converter 4 and the inverter 5 are in the operating state, thereby connecting the system interconnection relay. 7 is closed. Therefore, in this case, the DC link unit 6 is supplied with power generated by the solar panel 1 and boosted by the converter 4 (see step S6 in FIG. 2).

そして、パワーコンディショナ3が系統連系動作中にある場合、マイコン8は、太陽光パネル1の出力電圧Vinが上記連系動作許容電圧Von以下(Vin≦Von)になっていないか、換言すれば、日照の低下などによって太陽光パネル1の発電量が低下していないかを常時または一定周期で定期的に判断し(図2ステップS7参照)、この判断が肯定的であれば、系統連系動作を停止(つまり、コンバータ4およびインバータ5の動作を停止し、系統連系リレー7を開成)させるとともに、夜間給電リレー13を閉成させて、DCリンク部6に対して系統電源2側からの電力供給を開始する。   When the power conditioner 3 is in the grid connection operation, the microcomputer 8 determines whether the output voltage Vin of the solar panel 1 is not more than the above-described interconnection operation allowable voltage Von (Vin ≦ Von). For example, whether or not the amount of power generated by the solar panel 1 has been reduced due to a decrease in sunshine or the like is regularly or periodically determined (see step S7 in FIG. 2). The system operation is stopped (that is, the operation of the converter 4 and the inverter 5 is stopped and the system interconnection relay 7 is opened), and the nighttime power supply relay 13 is closed, so that the DC link unit 6 is connected to the system power supply 2 side. The power supply from is started.

なお、この図2ステップS8の処理で夜間給電リレー13を閉成させる場合、その直前までDCリンク部6には太陽光パネル1で発電された電力が供給されており、その状態ではDCリンク部6の電圧Vdcは系統電源2から供給される電圧よりも高いので、夜間給電リレー13を閉成させてもDCリンク部6に突入電流が流れるおそれはない。   When the night feeding relay 13 is closed in the process of step S8 in FIG. 2, the power generated by the solar panel 1 is supplied to the DC link unit 6 until just before that, and in this state, the DC link unit Since the voltage Vdc of 6 is higher than the voltage supplied from the system power supply 2, no inrush current flows through the DC link unit 6 even when the night power feeding relay 13 is closed.

このように、本発明に係るパワーコンディショナ3では、DCリンク部6の電圧Vdcが所定の閾値電圧Vth以上(Vth≦Vdc)で、かつ、太陽光パネル1の出力電圧Vinがパワーコンディショナ3の連系動作許容電圧Von以下(Vin≦Von)であるなどの一定の条件を満たした場合において、上記系統電力供給手段10を通じてDCリンク部6に電力供給を開始する場合には、あらかじめコンバータ4を動作させて、DCリンク部6の電圧を少なくとも上記DCリンク部6に供給される電力系統2の電圧と同等以上に昇圧させることとしているので、この状態で夜間給電リレー13を閉成させてもDCリンク部6に電力系統2側から大きな突入電流が流れることがない。   Thus, in the power conditioner 3 according to the present invention, the voltage Vdc of the DC link unit 6 is not less than the predetermined threshold voltage Vth (Vth ≦ Vdc), and the output voltage Vin of the solar panel 1 is the power conditioner 3. In the case where a certain condition such as the interconnection operation allowable voltage Von or less (Vin ≦ Von) is satisfied, when the power supply to the DC link unit 6 is started through the grid power supply means 10, the converter 4 Is operated to boost the voltage of the DC link unit 6 at least equal to or higher than the voltage of the power system 2 supplied to the DC link unit 6, so that the night power supply relay 13 is closed in this state. In addition, a large inrush current does not flow to the DC link unit 6 from the power system 2 side.

そのため、本発明に係るパワーコンディショナ3によれば、パワーコンディショナ3の部品として大きな突入電流に耐えられる高価な電子部品を採用しなくてもよく、部品コストの上昇を回避して、安価なパワーコンディショナを提供することができる。具体的には、系統電力供給手段10のヒューズ15やPTCサーミスタ16、夜間給電リレー13として電流容量の小さい安価な部品を採用でき、これらのコストを抑制することができる。   Therefore, according to the power conditioner 3 according to the present invention, it is not necessary to use an expensive electronic component that can withstand a large inrush current as a component of the power conditioner 3. A power conditioner can be provided. Specifically, inexpensive parts having a small current capacity can be adopted as the fuse 15, the PTC thermistor 16, and the nighttime power supply relay 13 of the system power supply means 10, and these costs can be suppressed.

なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれらに限定されることなく発明の範囲内で種々の設計変更が可能である。   The above-described embodiments show preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to these, and various design changes can be made within the scope of the invention.

たとえば、上述した実施形態では、系統電力供給手段10の電装線12a,12bは、端子台11からAC100Vの電力を取り出すように配線した場合を示したが、これは夜間給電リレー13を閉成させたときのDCリンク部6への突入電流を軽減するために、端子台11から取り出す電圧を低くしたものであるから、上記閾値電圧Vthの設定などによってDCリンク部への突入電流を十分に抑制できるのであれば、電装線12a,12bを端子台11のU相およびV相に接続し、系統電源2からAC200Vの電力を取り出すように構成することもできる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the electrical wires 12a and 12b of the system power supply means 10 are wired so as to extract AC 100V power from the terminal block 11 is shown, but this causes the night power supply relay 13 to be closed. In order to reduce the inrush current to the DC link unit 6 at the time, the voltage taken out from the terminal block 11 is lowered, so that the inrush current to the DC link unit is sufficiently suppressed by setting the threshold voltage Vth and the like. If possible, it is also possible to connect the electrical wires 12a and 12b to the U phase and V phase of the terminal block 11 so as to take out AC200V power from the system power supply 2.

また、上述した実施形態では、上記閾値電圧Vthが40V、上記連系動作許容電圧Vonが70Vである場合を示した、これらの値は系統電源2の電圧やコンバータ4の昇圧能力などによって決定されるものであることから、具体的な数値は適宜設定変更可能であることはもちろんである。   In the above-described embodiment, the threshold voltage Vth is 40 V and the interconnection operation allowable voltage Von is 70 V. These values are determined by the voltage of the system power supply 2 and the boosting capability of the converter 4. Of course, specific numerical values can be set and changed as appropriate.

また、上述した実施形態では、駆動電源9からマイコン8が電力供給を受ける場合を示したが、たとえば、パワーコンディショナ3とは別体に構成されるパワーコンディショナ3のリモコン(図示せず)や、パワーコンディショナ3に装置される表示装置(図示せず)など、マイコン8以外の部位にも駆動電源9が電力を供給するように構成することができる。これにより、これらリモコンや表示装置についても系統連系動作が停止中に操作や表示が行えるようになる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the microcomputer 8 receives power supply from the drive power supply 9 has been described. For example, a remote controller (not shown) of the power conditioner 3 configured separately from the power conditioner 3. Alternatively, the drive power supply 9 can be configured to supply power to parts other than the microcomputer 8 such as a display device (not shown) installed in the power conditioner 3. As a result, these remote controllers and display devices can be operated and displayed while the grid connection operation is stopped.

また、上述した実施形態では、パワーコンディショナ3の制御において、DCリンク部6の電圧Vdcを上記閾値電圧Vthと比較する場合を示したが、本実施形態では、コンバータ4に非絶縁型の昇圧チョッパ方式を採用しているので、DCリンク部6の電圧Vdcに代えてパワーコンディショナ3への入力電圧、すなわち、太陽光パネル1の出力電圧Vinを用いることもできる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the voltage Vdc of the DC link unit 6 is compared with the threshold voltage Vth in the control of the power conditioner 3 has been described. Since the chopper method is employed, the input voltage to the power conditioner 3, that is, the output voltage Vin of the solar panel 1 can be used instead of the voltage Vdc of the DC link unit 6.

なお、上述した実施形態において、閾値電圧Vthや連系動作許容電圧Vonなどのあらかじめ設定された電圧と、太陽光パネル1の出力電圧Vinなどの測定された電圧との電圧比較を行う場合、ヒステリシス電圧や確定時間を設けるなど、制御ハンチングを防止するための措置をとることが望ましい。   In the above-described embodiment, when a voltage comparison between a preset voltage such as the threshold voltage Vth and the interconnection operation allowable voltage Von and a measured voltage such as the output voltage Vin of the solar panel 1 is performed, hysteresis is performed. It is desirable to take measures to prevent control hunting, such as providing voltage and settling time.

1 太陽光パネル(発電部)
2 系統電源(電力系統)
3 パワーコンディショナ
4 コンバータ
5 インバータ
6 DCリンク部
7 系統連系リレー
8 マイコン(制御用マイコン)
9 駆動電源
10 系統電力供給手段
11 端子台
12 電装線
13 夜間給電リレー(開閉器)
14 整流器
1 Solar panel (power generation unit)
2 system power supply (electric power system)
3 Power conditioner 4 Converter 5 Inverter 6 DC link section 7 System interconnection relay 8 Microcomputer (control microcomputer)
9 Driving power supply 10 System power supply means 11 Terminal block 12 Electrical equipment line 13 Night feeding relay (switch)
14 Rectifier

Claims (5)

発電部で発電された直流電力を昇圧するコンバータと、前記コンバータで昇圧された直流電力を電力系統に連系可能な交流電力に変換するインバータとを有し、これらがDCリンク部を介して接続されるパワーコンディショナにおいて、
前記インバータを介することなく前記電力系統から前記DCリンク部への電力供給を可能にする系統電力供給手段を備えており、
この系統電力供給手段を通じて前記DCリンク部に電力供給を開始する場合には、あらかじめ前記コンバータを動作させて、前記DCリンク部の電圧を少なくとも前記DCリンク部に供給される電力系統の電圧と同等以上に昇圧させる制御構成を有することを特徴とするパワーコンディショナ。
A converter that boosts the DC power generated by the power generation unit and an inverter that converts the DC power boosted by the converter into AC power that can be connected to the power system, which are connected via the DC link unit In the inverter that is
System power supply means for enabling power supply from the power system to the DC link unit without going through the inverter,
When power supply to the DC link unit is started through the system power supply means, the converter is operated in advance, and the voltage of the DC link unit is at least equal to the voltage of the power system supplied to the DC link unit. A power conditioner having a control configuration for boosting as described above.
前記系統電力供給手段による前記DCリンク部への電力供給に先立って行うコンバータの動作は、同コンバータの動作前における前記DCリンク部の電圧が前記コンバータの昇圧能力に応じて設定される所定の閾値電圧以上であることを条件に行われ、前記コンバータの動作前における前記DCリンク部の電圧が前記所定の閾値電圧未満である場合には、前記系統電力供給手段による前記DCリンク部への電力供給は行わないことを特徴とする請求項1に記載のパワーコンディショナ。   The operation of the converter performed prior to the power supply to the DC link unit by the grid power supply means is a predetermined threshold at which the voltage of the DC link unit before the operation of the converter is set according to the boosting capability of the converter If the voltage of the DC link unit is less than the predetermined threshold voltage before the operation of the converter, the power supply to the DC link unit by the system power supply unit The power conditioner according to claim 1, wherein the inverter is not performed. 前記発電部の出力電圧が、パワーコンディショナによる系統連系動作の開始条件として設定される連系動作許容電圧を超える場合には、前記系統電力供給手段による前記DCリンク部への電力供給は行わないことを特徴とする請求項1または2に記載のパワーコンディショナ。   When the output voltage of the power generation unit exceeds the interconnection operation allowable voltage set as the start condition of the grid interconnection operation by the power conditioner, the grid power supply means supplies power to the DC link unit. The power conditioner according to claim 1 or 2, wherein there is no power conditioner. 前記コンバータは、非絶縁型のDC−DCコンバータで構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のパワーコンディショナ。   4. The power conditioner according to claim 1, wherein the converter is a non-insulated DC-DC converter. 前記DCリンク部に、パワーコンディショナの制御用マイコンの駆動電源が接続されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のパワーコンディショナ。   The power conditioner according to any one of claims 1 to 4, wherein a drive power source of a microcomputer for controlling the power conditioner is connected to the DC link unit.
JP2011166320A 2011-07-29 2011-07-29 Power conditioner Withdrawn JP2013031308A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166320A JP2013031308A (en) 2011-07-29 2011-07-29 Power conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011166320A JP2013031308A (en) 2011-07-29 2011-07-29 Power conditioner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013031308A true JP2013031308A (en) 2013-02-07

Family

ID=47787796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011166320A Withdrawn JP2013031308A (en) 2011-07-29 2011-07-29 Power conditioner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013031308A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015057003A (en) * 2013-09-13 2015-03-23 ダイキン工業株式会社 Air conditioning apparatus
US10727672B2 (en) 2016-04-26 2020-07-28 Kyocera Corporation Power control apparatus, control method of power control apparatus, distributed power supply system, and control method of distributed power supply system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015057003A (en) * 2013-09-13 2015-03-23 ダイキン工業株式会社 Air conditioning apparatus
US10727672B2 (en) 2016-04-26 2020-07-28 Kyocera Corporation Power control apparatus, control method of power control apparatus, distributed power supply system, and control method of distributed power supply system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776348B2 (en) Inverter device
JP5344759B2 (en) Power distribution system
JP5124114B2 (en) Power conditioner with power storage function
JP6060318B1 (en) Self-sustaining operation control device, power conditioner, and self-sustaining operation control method
JP6741169B2 (en) Power supply device, power control device, power supply device relay determination method
EP1047179A1 (en) Method of operating a power supply system having parallel-connected inverters, and power converting system
US9356553B2 (en) String continuity monitoring
JP3941346B2 (en) Power conditioner in solar power generation system
JP5284447B2 (en) Distributed power system
JP2017169349A (en) Power supply system
JP6849076B2 (en) Photovoltaic system, power conditioner
CN101785174B (en) Inverter unit without transformer for thin-film solar panels
WO2017043027A1 (en) Power conversion device
JP5938068B2 (en) Self-sustained operation control device for distributed power source, power conditioner, and self-sustained operation control method for distributed power source
JP2003289626A (en) Power conditioner for solar power generation system
JP2013031309A (en) Power conditioner
JP2013031308A (en) Power conditioner
JP2013063010A (en) Power supply device
JP4405654B2 (en) Power converter and power generator
US11070079B2 (en) Integrated power supply system for auxiliary services for power converters
EP3020115B1 (en) Method for control of a power system and device therefor
JPH10289025A (en) Power conditioner for solar power generation system
JP5511350B2 (en) Grid connection power conditioner
JP2019140853A (en) Power system
JP6807716B2 (en) Power conditioner and power storage system with this power conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20141007