JP2013099058A - Power conditioner - Google Patents

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直樹 峠田
Masaru Nakatsuka
勝 中塚
Satoru Ichimura
悟 市村
Seiji Uchikura
政治 内倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conditioner for photovoltaic power generation system, capable of measuring and displaying incoming power and domestic power consumption even at no power generation with high efficiency and stability.SOLUTION: A power conditioner 1 includes a power measurement section 8 that measures incoming power from a system 3 and domestic power consumption, and a communication section 9 that transmits a measurement result of the power measurement section 8 to an external display unit 20. A power supply section 11 that supplies electric power to the power measurement section 8 and the communication section 9 is configured so that electric power can be supplied from both of a solar panel 2 (DC link section 7) and the system 3, thus achieving measurement of incoming power even at no power generation of the solar panels 2 and transmission of a measurement result.

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、太陽光発電システムに用いられ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 used in a photovoltaic power generation system.

従来、太陽光発電システムに用いられるパワーコンディショナは、太陽電池を備えた太陽光パネルで発電された直流電力を交流電力に変換して商用電源などの系統に出力するために用いられていることから、太陽光パネルが発電しているときだけ動作するようになっている。   Conventionally, a power conditioner used in a solar power generation system is used to convert DC power generated by a solar panel equipped with a solar battery into AC power and output it to a system such as a commercial power source. Therefore, it works only when the solar panel is generating electricity.

ところで、最近の給湯器などには系統からの受電電力や家庭内負荷で消費される消費電力（家庭内消費電力）を計測する電力計測部を備えるとともに、電力計測部で計測された受電電力（売電しているときは売電電力）や家庭内消費電力を給湯器のリモコンの表示部などに表示する機能（エネルギ表示機能）を備えたものがある（たとえば、特許文献１参照）。   By the way, recent water heaters and the like are equipped with a power measuring unit that measures received power from the system and power consumed by household loads (home power consumption), and received power measured by the power measuring unit ( Some have a function (energy display function) for displaying power consumption (when selling electricity) or household power consumption on a display unit of a remote controller of a water heater (for example, see Patent Document 1).

この種の電力計測部は、周知のとおり、系統から単相三線式で供給される電力について、Ｕ相−Ｎ相（中性線）間の電圧を検出する電圧センサと、Ｖ相−Ｎ相間の電圧を検出する電圧センサと、系統と家庭内負荷との間に設けられるＵ相およびＶ相の各電流を検出する各電流センサとを備えており、これら各センサの検出結果からマイコンなどの演算部が受電電力と家庭内負荷とを演算するようになっている。   As is well known, this type of power measuring unit is configured to detect a voltage between the U phase and the N phase (neutral wire) for the power supplied from the system in a single-phase three-wire system, and between the V phase and the N phase. And a current sensor for detecting each current of U-phase and V-phase provided between the system and the household load. From the detection results of these sensors, a microcomputer or the like is provided. The computing unit computes the received power and the household load.

特開２００３−２７９１１９号公報JP 2003-279119 A

このような従来の構成において、出願人は、太陽光発電システムのパワーコンディショナにも給湯器と同様な電力計測手段を備えさせることを考えたが、太陽光発電システムのパワーコンディショナは、上述したとおり、夜間など太陽光パネルが発電を行わないときは動作しないので、パワーコンディショナに電力計測部を備えさせるには、太陽光パネルが発電しないときにもパワーコンディショナの電力計測部に電力を供給する構成を採用しなければならない。   In such a conventional configuration, the applicant considered that the power conditioner of the solar power generation system is provided with the same power measuring means as that of the water heater, but the power conditioner of the solar power generation system is described above. As mentioned above, the solar panel does not operate when it does not generate power, such as at night, so the power conditioner can be equipped with a power measurement unit even when the solar panel does not generate power. The configuration to supply the power must be adopted.

そして、このような構成を採用するにあたっては、系統停電時に太陽光パネルで発電した電力を専用のコンセントなどに供給する自立発電運転機能の採否やパワーコンディショナの電力変換効率の低下防止などを考慮すると、電力供給部に供給する電力としては、太陽光パネルが発電中は太陽光パネルから、また、太陽光パネルが発電停止中は系統から供給するのが望ましい。かかる条件を満たす構成としては、ＤＣ−ＡＣインバータのＤＣリンク部（ＤＣリンクコンデンサ）から電力計測部用の電力を採ることが考えられるが、ＤＣリンクコンデンサは容量が大きい（たとえば、３０００μＦ）ため、ＤＣリンク部に電荷がたまっていない状態で系統から電力供給を行うとＤＣリンク部に大きな突入電流が流れ、素子故障を引き起こすおそれがある。また、突入電流を防止するには別途突入電流防止回路を備えさせる必要がある。   And when adopting such a configuration, consider whether to adopt a self-sustaining power generation function that supplies the power generated by the solar panel to a dedicated outlet, etc. at the time of a system power failure, or to prevent a decrease in the power conversion efficiency of the power conditioner. Then, as the power supplied to the power supply unit, it is desirable to supply power from the solar panel when the solar panel is generating power, and from the system when the solar panel is stopped. As a configuration satisfying such conditions, it is conceivable to take power for the power measurement unit from the DC link unit (DC link capacitor) of the DC-AC inverter. However, since the DC link capacitor has a large capacity (for example, 3000 μF), If power is supplied from the system in a state where no charge is accumulated in the DC link part, a large inrush current flows in the DC link part, which may cause element failure. In order to prevent inrush current, it is necessary to provide a separate inrush current prevention circuit.

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、効率的かつ安定的に非発電時にも受電電力や家庭内消費電力の計測・表示ができる太陽光発電システムの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 its object is to provide a solar that can efficiently and stably measure and display received power and household power consumption even during non-power generation. The object is to provide a power conditioner for a photovoltaic system.

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、太陽電池から供給される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系統に連系可能な交流電力に変換するインバータとを備えたパワーコンディショナにおいて、上記コンバータとインバータの間に設けられるＤＣリンク部と上記系統の双方から電力供給を受けることができる電源部と、上記電源部から電力供給を受けて少なくとも系統からの受電電力を計測する電力計測部とを備えてい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 supplied from a solar battery and DC power boosted by the converter to a system. In a power conditioner including an inverter that converts AC power, a power supply unit that can receive power supply from both the DC link unit provided between the converter and the inverter and the system, and power supply from the power supply unit And a power measuring unit that measures at least the received power from the 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、パワーコンディショナ内に系統からの受電電力と家庭内消費電力とを計測する電力計測部が備えられており、この電力計測部が太陽電池と系統の双方から電力供給を受けることができる電源部から電力供給を受けるように構成されているので、電力計測部は、太陽電池が発電しているときは太陽電池から、また、太陽電池が発電していないときには系統から、それぞれ電力供給を受けることができる。そのため、この請求項１に係るパワーコンディショナによれば、太陽電池が発電していないときでも系統からの受電電力や家庭内消費電力などを計測できるパワーコンディショナを提供することができる。   That is, in the power conditioner according to the first aspect, the power conditioner is provided with a power measurement unit that measures the received power from the system and the power consumption in the home, and the power measurement unit is connected to the solar cell and the system. Since the power measurement unit is configured to receive power supply from a power supply unit that can receive power supply from both sides, the power measurement unit generates power from the solar cell when the solar cell is generating power. When not, you can receive power from the grid. Therefore, according to the power conditioner according to the first aspect, it is possible to provide a power conditioner that can measure the received power from the system, the power consumption in the home, and the like even when the solar cell is not generating power.

また、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、上記電源部の入力側のコンデンサに上記ＤＣリンク部のコンデンサよりも容量の小さいコンデンサが用いられるとともに、上記ＤＣリンク部と上記電源部との間に逆流防止素子が備えられていることを特徴とする。   In the power conditioner according to claim 2 of the present invention, in the power conditioner according to claim 1, a capacitor having a smaller capacity than the capacitor of the DC link unit is used as the capacitor on the input side of the power supply unit. In addition, a backflow prevention element is provided between the DC link unit and the power source unit.

すなわち、この請求項２に係るパワーコンディショナでは、電源部の入力側のコンデンサの容量がＤＣリンク部のコンデンサの容量より小さく、かつ、これらの間に逆流防止素子を設けているので、たとえば、パワーコンディショナの電源投入時（太陽電池は発電しておらず、系統から電力供給があったとき）などに、ＤＣリンク部に対して大きな突入電流が流れるのを防止することができる。   That is, in the power conditioner according to the second aspect, the capacity of the capacitor on the input side of the power supply unit is smaller than the capacity of the capacitor of the DC link unit, and a backflow prevention element is provided between them. When the power conditioner is turned on (when the solar cell is not generating power and power is supplied from the system), it is possible to prevent a large inrush current from flowing to the DC link portion.

また、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、上記電源部から電力供給を受けて動作する通信部を備え、この通信部を用いて上記電力計測部での計測結果を外部の表示装置に送信するように構成されていることを特徴とする。   A power conditioner according to claim 3 of the present invention is the power conditioner according to claim 1 or 2, further comprising a communication unit that operates by receiving power supply from the power supply unit, and uses the communication unit. The measurement result of the power measuring unit is transmitted to an external display device.

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、外部の表示装置に電力計測部での計測結果を送信する通信部が備えられており、この通信部が上記電源部から電力供給を受けるようになっているので、たとえば、上記外部の表示装置として、エネルギ表示機能を備えた給湯器のリモコンや受電電力などを表示させる専用の表示装置などを用いることで、夜間など太陽電池が発電していないときでも、これら給湯器のリモコンや表示装置に受電電力や家庭内消費電力などを表示させることができる。   That is, in the power conditioner according to the third aspect, a communication unit that transmits a measurement result of the power measurement unit is provided in an external display device, and the communication unit receives power supply from the power supply unit. So, for example, by using a remote controller for a water heater with an energy display function or a dedicated display device that displays received power as the external display device, the solar cell does not generate power at night Even now, it is possible to display received power, household power consumption, etc. on the remote control or display device of these water heaters.

また、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３に記載のパワーコンディショナにおいて、上記通信部は上記外部の表示装置と有線接続されており、上記外部の表示装置に対して上記電力計測部の計測結果を電源重畳方式を用いて送信するように構成されていることを特徴とする。   The power conditioner according to a fourth aspect of the present invention is the power conditioner according to the third aspect, wherein the communication unit is connected to the external display device in a wired manner. The measurement result of the power measuring unit is transmitted using a power supply superposition method.

すなわち、この請求項４に係るパワーコンディショナでは、通信部から外部の表示装置に電力計測部の計測結果を送信するにあたり電源重畳方式を用いるので、上記電源部から電力供給できるときは、系統が停電しているときでも外部の表示装置には電力が供給されるので外部の表示装置は表示可能な状態を維持することができる。したがって、パワーコンディショナにおいて系統停電を検出した場合には、上記通信部を用いてその旨を外部の表示装置に表示等させることができる。   That is, in the power conditioner according to the fourth aspect, since the power superimposition method is used in transmitting the measurement result of the power measuring unit from the communication unit to the external display device, when power can be supplied from the power source unit, Even when a power failure occurs, power is supplied to the external display device, so that the external display device can maintain a displayable state. Therefore, when a power failure is detected in the power conditioner, it can be displayed on an external display device using the communication unit.

また、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、上記電力計測部は、太陽電池で発電される発電電力も演算するように構成されていることを特徴とする。   Moreover, the power conditioner of Claim 5 of this invention is a power conditioner in any one of Claim 1 to 4. WHEREIN: The said electric power measurement part calculates the electric power generated with a solar cell. It is comprised by these.

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、電力計測部において太陽電池の発電電力（発電量）も演算されるので、外部の表示装置に受電電力や家庭内消費電力などを表示する際に、これらと併せてまたは単独で太陽電池の発電量を表示させることができる。   That is, in the power conditioner according to the fifth aspect, since the power measurement unit also calculates the generated power (power generation amount) of the solar cell, when displaying received power, household power consumption, etc. on an external display device In addition to these, the power generation amount of the solar cell can be displayed alone.

本発明によれば、太陽光発電システムのパワーコンディショナにおいて、ＤＣリンク部と系統の双方から電力供給を受けることができる電源部が設けられるとともに、系統からの受電電力と家庭内消費電力とを計測する電力計測部がこの電源部から電力供給を受けるようになっているので、電力計測部は太陽電池が発電していないときでも受電電力や家庭内消費電力などを計測することができる。   According to the present invention, in the power conditioner of the photovoltaic power generation system, the power supply unit that can receive power supply from both the DC link unit and the system is provided, and the received power from the system and the power consumption in the home are Since the power measuring unit to be measured is supplied with power from the power source unit, the power measuring unit can measure the received power and the household power consumption even when the solar cell is not generating power.

また、電源部の入力側のコンデンサにＤＣリンク部のコンデンサよりも容量の小さいコンデンサを用いるとともに、ＤＣリンク部と電源部との間に逆流防止素子を備えることにより、ＤＣリンク部に大きな突入電流が流れるのを防止することができるので、系統から上記電源部に至る経路に備えられた部品の素子故障を抑制しつつ、太陽電池が非発電時でも受電電力等を計測可能なパワーコンディショナを提供することができる。   In addition, a capacitor having a smaller capacity than the capacitor of the DC link unit is used as the capacitor on the input side of the power source unit, and a backflow prevention element is provided between the DC link unit and the power source unit, so that a large inrush current is generated in the DC link unit. A power conditioner that can measure the received power even when the solar cell is not generating power, while suppressing element failure of components provided in the path from the system to the power supply unit. Can be provided.

さらに、本発明のパワーコンディショナに上記電源部から電力供給を受けて動作する通信部を備えさせ、この通信部を用いて電力計測部の計測結果を外部の表示装置に送信するように構成することにより、夜間など太陽電池が非発電時でも受電電力等を給湯器のリモコンなどの表示装置に表示させることができる。また、この計測結果の送信にあたり電源重畳方式を利用することで、上記電源部から電力供給できるときは、系統停電時でも表示装置を表示可能な状態とすることができる。   Furthermore, the power conditioner of the present invention is provided with a communication unit that operates by receiving power supply from the power supply unit, and the measurement result of the power measurement unit is transmitted to an external display device using the communication unit. Thus, even when the solar cell is not generating power, such as at night, the received power can be displayed on a display device such as a remote controller of the water heater. In addition, by using the power superimposition method for transmitting the measurement result, when the power can be supplied from the power supply unit, the display device can be displayed even during a system power failure.

本発明に係るパワーコンディショナの概略構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of schematic structure of the power conditioner which concerns on this invention. 同パワーコンディショナを給湯器のリモコンと通信接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which connected the power conditioner with the remote control of the water heater.

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。
図１は、本発明にパワーコンディショナの概略構成の一例を示している。本発明に係るパワーコンディショナ１は、発電素子を備えて構成される太陽光パネル２で発電された直流電力を商用電源などの系統３に連系させるためのインバータ装置であって、図に示すように、太陽光パネル２から供給される直流電力を昇圧するコンバータ４と、該コンバータ４で昇圧された直流電力を系統３に連系可能な交流電力に変換するインバータ５と、該インバータ５から出力される交流電力を系統３に系統連系させるための系統連系リレー６と、上記コンバータ４とインバータ５との間に介在してこれらを接続するＤＣリンク部７と、系統３からの受電電力（発電電力を逆潮流させて売電しているときは売電電力）や家庭内消費電力（系統３からの受電電力のみで電力をまかなっているときは受電電力と同値）などを計測する電力計測部８と、外部の表示装置２０との通信を行う通信部９と、パワーコンディショナの各部を制御する制御部１０と、上記電力計測部８、通信部９および制御部１０の電源となる電源部１１とを主要部として備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of a power conditioner according to the present invention. A power conditioner 1 according to the present invention is an inverter device for linking DC power generated by a solar panel 2 including a power generation element to a system 3 such as a commercial power source, which is shown in the figure. Thus, the converter 4 that boosts the DC power supplied from the solar panel 2, the inverter 5 that converts the DC power boosted by the converter 4 into AC power that can be connected to the grid 3, and the inverter 5 A grid connection relay 6 for connecting the output AC power to the grid 3, a DC link unit 7 interposed between the converter 4 and the inverter 5 to connect them, and power reception from the grid 3 Measure power (sold power when the generated power is sold with reverse power flow) or household power consumption (same value as the received power when only power received from system 3 is used) A power measurement unit 8, a communication unit 9 that communicates with an external display device 20, a control unit 10 that controls each unit of the power conditioner, and a power source for the power measurement unit 8, the communication unit 9, and the control unit 10. The power supply unit 11 is provided as a main part.

なお、太陽光パネル（太陽電池）２は、周知のとおり、光電現象によって発電を行う複数の発電素子を直列接続してなる太陽電池モジュールを、さらに直列および／または並列に接続してグループ化してパネルにしたものであって、太陽光などの日射によって直流電力を発電するようになっている。   Note that, as is well known, the solar panel (solar cell) 2 is formed by grouping solar cell modules formed by connecting a plurality of power generating elements that generate power by photoelectric phenomenon in series and / or in parallel. It is a panel that generates DC power by solar radiation.

また、上記系統３は、電力会社などから供給される商用の交流電源であって、本実施形態では、系統３として単相三線式の交流２００Ｖが屋内の分電盤（図示せず）に供給され、パワーコンディショナ１にはこの分電盤を介して系統電力が供給されている。   The system 3 is a commercial AC power source supplied from an electric power company or the like, and in this embodiment, a single-phase three-wire AC 200V is supplied to the indoor distribution board (not shown) as the system 3. Then, system power is supplied to the power conditioner 1 through this distribution board.

上記コンバータ４は、太陽光パネル２から供給される直流電力を、インバータ５が必要とする電圧まで昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータで構成されている。また、インバータ５はコンバータ４からＤＣリンク部７を介して供給される直流電力を系統３に連系可能な電圧、周波数の交流電力（たとえば、単相交流２００Ｖ）に変換するＤＣ−ＡＣインバータで構成されている。さらに、これらを接続するＤＣリンク部７は大容量（たとえば、３０００μＦ）のＤＣリンクコンデンサで構成されている。   The converter 4 is a DC-DC converter that boosts the DC power supplied from the solar panel 2 to a voltage required by the inverter 5. The inverter 5 is a DC-AC inverter that converts the DC power supplied from the converter 4 through the DC link unit 7 into AC power having a voltage and frequency that can be linked to the system 3 (for example, single-phase AC 200 V). It is configured. Further, the DC link portion 7 for connecting them is composed of a large-capacity (for example, 3000 μF) DC link capacitor.

上記系統連系リレー６は、接点の開閉によって太陽光パネル２を系統３に連系／解列する開閉器であって、この系統連系リレーには常開接点のリレーが用いられている。なお、この系統連系リレー６は、制御部１０によって制御されており、太陽光パネル２を系統３に連系させるときは接点を短絡（閉成）させ、太陽光パネル２を系統３から解列するときは接点を開放（開成）させるようになっている。   The grid interconnection relay 6 is a switch for linking / disconnecting the solar panel 2 to / from the grid 3 by opening / closing a contact, and a normally open contact relay is used as the grid interconnection relay. The grid interconnection relay 6 is controlled by the control unit 10. When the solar panel 2 is linked to the grid 3, the contact is short-circuited (closed), and the solar panel 2 is disconnected from the grid 3. When lined up, the contacts are opened (opened).

上記電力計測部８は、系統３からの受電電力（売電しているときは売電電力）や家庭内消費電力などを計測するための電圧計測回路と、電流計測回路と、これら電圧計測回路および電流計測回路の計測結果に基づいて系統３からの受電電力や家庭内消費電力などを演算する演算部（マイコン）とを備えて構成される。   The power measuring unit 8 includes a voltage measuring circuit for measuring received power from the system 3 (power sold when selling power), household power consumption, a current measuring circuit, and these voltage measuring circuits. And a calculation unit (microcomputer) that calculates received power from the system 3, power consumption in the home, and the like based on the measurement result of the current measurement circuit.

具体的には、本実施形態では、この電力計測部８には、上記電圧計測回路として、系統３から単相三線式で供給される電力線のＵ相−Ｎ相（中性線）間の電圧を検出する電圧センサと、Ｖ相−Ｎ相間の電圧を検出する電圧センサとが備えられるとともに、上記電流計測回路として、系統３と家庭内負荷（図示せず）との間に設けられるＵ相の電流を検出する電流センサと、Ｖ相の電流を検出する電流センサとが備えられている。また、この電力計測部８で太陽光パネル２の発電電力（発電量）も計測するために、上記各センサに加えて、系統３の電圧を計測する電圧センサと、インバータ５の出力電流を計測する電流センサとが備えられる。なお、この電力計測部８は、少なくとも上記受電電力の計測ができるように構成されていればよく、上記表示装置２０において、より詳細なエネルギ表示を行わせたい場合に、上記受電電力に加えて、家庭内消費電力や発電電力を計測する構成が採用される。   Specifically, in the present embodiment, the power measurement unit 8 includes a voltage between the U phase and the N phase (neutral line) of the power line supplied from the system 3 in a single-phase three-wire system as the voltage measurement circuit. And a voltage sensor for detecting a voltage between the V phase and the N phase, and the U phase provided between the system 3 and a home load (not shown) as the current measuring circuit. And a current sensor for detecting the V-phase current. Further, in order to measure the generated power (power generation amount) of the solar panel 2 by the power measuring unit 8, in addition to the above sensors, a voltage sensor for measuring the voltage of the system 3 and an output current of the inverter 5 are measured. Current sensor. The power measuring unit 8 only needs to be configured to measure at least the received power. When the display device 20 wants to display more detailed energy, in addition to the received power, A configuration for measuring household power consumption and generated power is adopted.

上記通信部９は、外部の表示装置２０と通信を行うための通信装置であって、本実施形態では、この通信部９には、上記表示装置２０と同軸ケーブルなどの２芯通信線１６を介して有線通信を行う通信回路が備えられている。また、この通信回路は、外部の表示装置２０と通信だけを行うように構成されていてもよいが、後述する電源部１１から供給される電力を利用して、表示装置２０に対して電源を供給しつつ通信信号を送受信する電源重畳方式の通信回路を用いることもできる。   The communication unit 9 is a communication device for communicating with an external display device 20, and in the present embodiment, the communication unit 9 is connected to the display device 20 and a two-core communication line 16 such as a coaxial cable. A communication circuit for performing wired communication via the network is provided. The communication circuit may be configured to communicate only with the external display device 20, but power is supplied to the display device 20 using power supplied from the power supply unit 11 described later. It is also possible to use a power supply superposition type communication circuit that transmits and receives communication signals while supplying them.

ここで、表示装置２０について説明する。この表示装置２０は、上記電力計測部８で計測される受電電力や家庭内消費電力などを表示するための表示装置であって、本実施形態では、この表示装置２０として、給湯器３０のリモコン３１を用いている。   Here, the display device 20 will be described. The display device 20 is a display device for displaying the received power measured by the power measuring unit 8 and the household power consumption. In this embodiment, the display device 20 is a remote controller of the water heater 30. 31 is used.

具体的には、図２に示すように、給湯器３０のリモコン３１は、給湯器３０と２芯通信線３２で接続されており、給湯器３０から送信される給湯器用の各種情報を受信してその表示部（図示せず）に表示するようになっている。本実施形態では、このリモコン３１の表示部に受電電力や家庭内消費電力などを表示するための機能（エネルギ表示機能）を備えさせ、上記通信部９からの２芯通信線１６をリモコン３１に接続して、パワーコンディショナ１からリモコン３１で受電電力などを表示できるようにしている。また、その際、通信部９はリモコン３１に対して電源重畳方式で通信を行い、リモコン３１に電力を供給できるようにしている。なお、本実施形態では、表示装置２０として給湯器３０のリモコン３１を利用する構成を示したが、もちろん専用の表示装置２０を用いてもよく、また、給湯器３０以外のリモコンなどの表示装置を用いることも可能である。   Specifically, as shown in FIG. 2, the remote controller 31 of the water heater 30 is connected to the water heater 30 via a two-core communication line 32 and receives various information for the water heater transmitted from the water heater 30. Display on the display unit (not shown). In the present embodiment, the display unit of the remote controller 31 is provided with a function (energy display function) for displaying received power, household power consumption, etc., and the two-core communication line 16 from the communication unit 9 is connected to the remote controller 31. It is connected so that the received power can be displayed from the power conditioner 1 by the remote controller 31. At that time, the communication unit 9 communicates with the remote controller 31 by the power supply superposition method so that power can be supplied to the remote controller 31. In the present embodiment, the configuration using the remote controller 31 of the water heater 30 as the display device 20 is shown, but a dedicated display device 20 may of course be used, and a display device such as a remote controller other than the water heater 30 may be used. It is also possible to use.

制御部１０は、パワーコンディショナ１の各部を制御する制御装置であって、制御中枢としてマイコン（図示せず）を備えており、このマイコンに搭載される制御プログラムにしたがって後述する各種制御を実行するように構成されている。たとえば、この制御部１０は、太陽光パネル２が発電を開始すると、上記コンバータ４およびインバータ５を動作させるとともに、系統連系リレー６を短絡（閉成）させて、太陽光パネル２を系統３に連系させる。また、太陽光パネル２が発電を停止すると、上記コンバータ４およびインバータ５の動作を停止させて、系統連系リレー６を開放（開成）させる制御を行うように構成されている（その他の制御、特に、電力計測部８、通信部９およびリレー１３の制御については後述する）。   The control unit 10 is a control device that controls each unit of the power conditioner 1, and includes a microcomputer (not shown) as a control center, and executes various controls described later according to a control program installed in the microcomputer. Is configured to do. For example, when the solar panel 2 starts power generation, the control unit 10 operates the converter 4 and the inverter 5 and shorts (closes) the grid interconnection relay 6 to connect the solar panel 2 to the grid 3. Connect to. Further, when the solar panel 2 stops power generation, the operation of the converter 4 and the inverter 5 is stopped, and the grid interconnection relay 6 is opened (opened) (other control, In particular, control of the power measuring unit 8, the communication unit 9, and the relay 13 will be described later).

上記電源部１１は、上記電力計測部８、通信部９および制御部１０に駆動電力を供給する電源装置であって、この電源部１１は太陽光パネル２（ＤＣリンク部７）および系統３の双方から電力供給が受けられるようになっている。   The power supply unit 11 is a power supply device that supplies driving power to the power measurement unit 8, the communication unit 9, and the control unit 10, and the power supply unit 11 includes the solar panel 2 (DC link unit 7) and the system 3. Electricity can be supplied from both sides.

具体的には、この電源部１１の入力側は、ＤＣリンク部７から直流電力の供給が受けられるように、逆流防止用のダイオード（逆流防止素子）１２を介してＤＣリンク部７に接続されている。なお、このダイオード１２は系統３側からＤＣリンク部７に電流が流れるのを防止している。   Specifically, the input side of the power supply unit 11 is connected to the DC link unit 7 via a backflow prevention diode (backflow prevention element) 12 so that DC power can be supplied from the DC link unit 7. ing. The diode 12 prevents current from flowing from the system 3 side to the DC link unit 7.

また、系統３側からも電力供給が受けられるようにするために、電源部１１の入力側には、系統３との間に接点が常閉のリレー１３、ダイオードブリッジ１４、およびダイオード１５の直列回路も接続されており、系統３から供給される交流電力がリレー１３を介してダイオードブリッジ１４で整流されて電源部１１の入力側に供給されるようになっている。なお、上記リレー１３の接点は上記制御部１０によって制御されるようになっており、太陽光パネル２が発電しているときは接点を開放（開成）して系統３から電源部１１への電力供給を遮断できるようにしている。また、ダイオード１５は系統３への逆流防止用として設けられているが、本実施形態では、整流回路としてダイオードブリッジ１４を設けているので省略することもできる。   Further, in order to receive power supply also from the system 3 side, a relay 13, a diode bridge 14, and a diode 15 whose contacts are normally closed to the system 3 are connected to the input side of the power supply unit 11 in series. A circuit is also connected, and AC power supplied from the system 3 is rectified by the diode bridge 14 via the relay 13 and supplied to the input side of the power supply unit 11. The contact point of the relay 13 is controlled by the control unit 10. When the solar panel 2 is generating power, the contact point is opened (opened) to supply power from the system 3 to the power supply unit 11. The supply can be cut off. Further, the diode 15 is provided for preventing the backflow to the system 3, but in the present embodiment, the diode bridge 14 is provided as a rectifier circuit, so that it can be omitted.

また、上記電源部１１の入力側には、上記ＤＣリンク部７のＤＣリンクコンデンサよりも容量の小さいコンデンサが備えられている。   A capacitor having a smaller capacity than that of the DC link capacitor of the DC link unit 7 is provided on the input side of the power supply unit 11.

次に、このように構成されたパワーコンディショナ１の動作について、太陽光パネル２の発電の有無および系統３からの電力供給の有無などの状況を踏まえて場合分けして説明する。   Next, operation | movement of the power conditioner 1 comprised in this way is demonstrated according to a case based on conditions, such as the presence or absence of the electric power generation of the solar panel 2, and the presence or absence of the electric power supply from the system | strain 3. FIG.

Ａ．電源投入時（太陽光パネル２は非発電、系統３は非停電の場合）
パワーコンディショナ１の施工に伴う初期の電源投入時などのように、系統３からの電力供給はあるが、太陽光パネル２からの電力供給がない（非発電の）場合、ＤＣリンク部７には電荷がたまっていないのでＤＣリンク部７から電源部１１への電力供給は行われないが、接点常閉のリレー１３は閉じられているので、系統３から供給される交流電力がブリッジダイオード１４を介して電源部１１に入力される。 A. When power is turned on (when solar panel 2 is not generating electricity and system 3 is not interrupted)
When power is supplied from the grid 3 but not from the solar panel 2 (non-power generation), such as when the power is first turned on when the inverter 1 is installed, the DC link unit 7 Since no charge is accumulated, power is not supplied from the DC link unit 7 to the power supply unit 11, but the normally closed relay 13 is closed, so that the AC power supplied from the system 3 is supplied to the bridge diode 14. Is input to the power supply unit 11.

したがって、この場合、電源部１１には系統３からの電力が供給されるので、上記電力計測部８および通信部９にも電源部１１から電力が供給され、電力計測部８での受電電力等の演算ならびに通信部９による外部の表示装置２０への演算結果の送信が可能となり、その結果、表示装置２０は受電電力等の表示が可能となる。   Therefore, in this case, since the power from the system 3 is supplied to the power supply unit 11, the power is also supplied from the power supply unit 11 to the power measurement unit 8 and the communication unit 9. And the calculation result can be transmitted to the external display device 20 by the communication unit 9. As a result, the display device 20 can display the received power and the like.

なお、このとき、電源部１１の入力側のコンデンサの容量がＤＣリンクコンデンサの容量よりも小さく設定されていることと、ＤＣリンク部７との間に逆流防止用のダイオード１２が備えられていることから、系統３からの電流がＤＣリンク部７に流れるのが抑制され（ＤＣリンク部７への突入電流がなくなり）、系統３から電源部１１に至る経路に備えられた部品が過大な突入電流によって破損することが防止される。   At this time, a backflow prevention diode 12 is provided between the DC link unit 7 and the capacitance of the capacitor on the input side of the power supply unit 11 being set smaller than the DC link capacitor. Therefore, the current from the system 3 is suppressed from flowing to the DC link section 7 (the inrush current to the DC link section 7 is eliminated), and the parts provided in the path from the system 3 to the power supply section 11 are excessively inrushed. It is prevented from being damaged by electric current.

Ｂ．発電時（太陽光パネル２は発電中、系統３も非停電の場合）
系統３からの電力供給が正常であり（停電しておらず）、かつ、太陽光パネル２が発電している場合、太陽光パネル２で発電された直流電力はコンバータ４で昇圧されてＤＣリンク部７に供給される。このとき、電源部１１と系統３との間に介装される常閉のリレー１３の接点を閉じたままにしておくと、電源部１１には電圧の高い方から電力が供給されることになるが、ＤＣリンク部７の電圧が十分に上昇していれば、ＤＣリンク部７からの直流電力が電源部１１に供給されることとなる。 B. During power generation (when solar panel 2 is generating power and grid 3 is also uninterrupted)
When the power supply from the grid 3 is normal (no power failure) and the solar panel 2 is generating power, the DC power generated by the solar panel 2 is boosted by the converter 4 and DC link Supplied to the unit 7. At this time, if the contact of the normally closed relay 13 interposed between the power supply unit 11 and the system 3 is kept closed, power is supplied to the power supply unit 11 from the higher voltage. However, if the voltage of the DC link unit 7 is sufficiently increased, the DC power from the DC link unit 7 is supplied to the power supply unit 11.

したがって、この場合、電源部１１にはＤＣリンク部７からの電力が供給され、上記電力計測部８および通信部９にも電源部１１からの電力が供給されるので、電力計測部８での受電電力等の演算ならびに通信部９による外部の表示装置２０への演算結果の送信も可能となり、表示装置２０に受電電力等の表示が可能となる。   Therefore, in this case, the power from the DC link unit 7 is supplied to the power supply unit 11, and the power from the power supply unit 11 is also supplied to the power measurement unit 8 and the communication unit 9. Calculation of received power and the like, and transmission of calculation results to the external display device 20 by the communication unit 9 are also possible, and display of received power and the like on the display device 20 becomes possible.

なお、太陽光パネル２が発電中に上記リレー１３の接点を閉じたままにしておくと、パワーコンディショナ１側で生じたノイズが系統３側に出てしまうおそれがあるので、太陽光パネル２が発電を開始すると上記リレー１３の接点を開放（開成）するのが望ましく、本実施形態では、太陽光パネル２が発電中の場合、上記制御部１０は上記リレー１３の接点を開放するように構成している。   Note that if the contact of the relay 13 is kept closed while the solar panel 2 is generating power, the noise generated on the power conditioner 1 side may come out to the grid 3 side. When the power generation starts, it is desirable to open (open) the contact of the relay 13. In this embodiment, when the solar panel 2 is generating power, the control unit 10 opens the contact of the relay 13. It is composed.

Ｃ．発電停止時（太陽光パネル２は非発電、系統３は非停電の場合）
系統３からの電力供給は正常であるが、夜間など太陽光パネル２が発電していない場合には、太陽光パネル２での発電停止に伴って、制御部１０が上記リレー１３を短絡（閉成）させるので、この場合は、上述した電源投入時と同様に、系統３から供給される電力が電源部１１に与えられ、これによって、電力計測部８および通信部９が動作し、表示装置２０に受電電力等の表示が行われる。つまり、本発明のパワーコンディショナ１では、太陽光パネル２が発電していなくても、電力計測部８および通信部９を動作させて、表示装置２０に受電電力等の表示を行わせることができる。 C. When power generation is stopped (when solar panel 2 is not generating electricity and system 3 is not interrupting power)
When the power supply from the grid 3 is normal, but the solar panel 2 is not generating power, such as at night, the control unit 10 short-circuits (closes) the relay 13 as power generation stops at the solar panel 2. In this case, the power supplied from the system 3 is applied to the power supply unit 11 in the same manner as when the power is turned on, whereby the power measurement unit 8 and the communication unit 9 are operated to display the display device. The received power is displayed at 20. That is, in the power conditioner 1 of the present invention, even when the solar panel 2 is not generating power, the power measuring unit 8 and the communication unit 9 can be operated to display the received power on the display device 20. it can.

Ｄ．自立発電時（太陽光パネルは発電、系統３は停電の場合）
太陽光パネル２が発電している状態で、系統３が停電した場合には、制御部１０は上記系統連系リレー６を開放（開成）して、太陽光パネル２を系統３から解列し、太陽光パネル２による自立発電運転を開始させることができる。このような自立発電運転が行われている場合、太陽光パネル２は発電を行っているので、電源部１１にはＤＣリンク部７から電力が供給される。したがって、この場合も、電力計測部８および通信部９には電源部１１から電力が供給され、これらの動作を停止させることなく動作を継続することができる。そして、このとき、表示装置２０が上記通信部９から電力供給を受けるように構成されている場合（通信部９が電源重畳方式で通信を行っている場合）には、表示装置２０は表示を継続することができる。 D. During self-sustaining power generation (when solar panels generate power, system 3 has a power outage)
In the state where the solar panel 2 is generating power, when the grid 3 fails, the control unit 10 opens (opens) the grid interconnection relay 6 and disconnects the solar panel 2 from the grid 3. The self-sustaining power generation operation by the solar panel 2 can be started. When such a self-sustaining power generation operation is performed, since the solar panel 2 is generating power, power is supplied from the DC link unit 7 to the power source unit 11. Therefore, also in this case, power is supplied from the power supply unit 11 to the power measuring unit 8 and the communication unit 9, and the operation can be continued without stopping these operations. At this time, when the display device 20 is configured to receive power supply from the communication unit 9 (when the communication unit 9 performs communication by the power supply superposition method), the display device 20 displays the display. Can continue.

そのため、制御部１０が自立発電運転を許容するように設定（プログラム）されている場合には、制御部１０が上記通信部９を使って表示装置２０に太陽光パネル２の発電量を表示させたり、系統３が停電している旨を表示させる（あるいは、これらを組み合わせて表示させる）ように設定しておくことができる。   For this reason, when the control unit 10 is set (programmed) to allow the independent power generation operation, the control unit 10 causes the display device 20 to display the power generation amount of the solar panel 2 using the communication unit 9. Or, it can be set to display that the system 3 is out of power (or to display a combination thereof).

このように、本発明のパワーコンディショナによれば、受電電力や家庭内消費電力などを計測する電力計測部８が、ＤＣリンク部７と系統３の双方から電力供給を受ける電源部１１から電力供給を受けるようになっているので、太陽光パネル３が発電していないときであっても電力計測部８は系統３から電源部１１に供給される電力を用いて受電電力や家庭内消費電力などを計測することができる。   As described above, according to the power conditioner of the present invention, the power measuring unit 8 that measures the received power, the household power consumption, and the like receives power from the power source unit 11 that receives power supply from both the DC link unit 7 and the system 3. Since the power is received, the power measuring unit 8 uses the power supplied from the system 3 to the power supply unit 11 even when the solar panel 3 is not generating power. Etc. can be measured.

また、電力計測部８での計測結果を外部の表示装置２０に送信する通信部９も上記電源部１１から電力供給を受けるので、夜間など太陽電池が発電していないときでも、受電電力等を外部の表示装置に表示させることができる。しかも、その計測結果の送信にあたり電源重畳方式を利用することで、系統停電時でも表示装置２０を表示可能な状態とすることができ、ユーザに様々な情報を提供することができる。   In addition, since the communication unit 9 that transmits the measurement result of the power measurement unit 8 to the external display device 20 is also supplied with power from the power supply unit 11, the received power and the like can be obtained even when the solar cell is not generating power, such as at night. It can be displayed on an external display device. In addition, by using the power supply superposition method for transmitting the measurement result, the display device 20 can be displayed even during a system power failure, and various information can be provided to the user.

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３から電源部１１に供給する電力の交流−直流変換を行う整流回路としてブリッジダイオード１４を使用した場合を示したが、他の態様の整流回路を用いることも勿論可能である。ただし、その場合は、ＤＣリンク部７からの電力が系統３に逆流しないようにダイオード１５などの逆流防止素子を設けておく必要がある。   For example, in the above-described embodiment, the case where the bridge diode 14 is used as the rectifier circuit that performs AC-DC conversion of the power supplied from the system 3 to the power supply unit 11 has been described, but a rectifier circuit of another aspect may be used. Of course it is possible. However, in that case, it is necessary to provide a backflow prevention element such as a diode 15 so that power from the DC link unit 7 does not flow back to the system 3.

また、上述した実施形態では、電力計測部８での計測結果を外部の表示装置２０に表示させる構成を示したが、電力計測部８での計測結果はパワーコンディショナ１に備えた表示部（図示せず）に表示するように構成することもできる。なお、その場合、当該表示部も上記電源部１０から電力供給を受けるように構成しておく必要がある。   Moreover, although the structure which displays the measurement result in the electric power measurement part 8 on the external display apparatus 20 was shown in embodiment mentioned above, the measurement result in the electric power measurement part 8 is a display part (with which the power conditioner 1 was equipped ( It can also be configured to be displayed on (not shown). In this case, the display unit needs to be configured to receive power supply from the power supply unit 10.

１ パワーコンディショナ
２ 太陽光パネル（太陽電池）
３ 系統
４ コンバータ
５ インバータ
６ 系統連系リレー
７ ＤＣリンク部
８ 電力計測部
９ 通信部
１０ 制御部
１１ 電源部
１２ ダイオード（逆流防止素子）
２０ 表示装置
３０ 給湯器
３１ 給湯器のリモコン（表示装置） 1 Power conditioner 2 Solar panel (solar cell)
3 System 4 Converter 5 Inverter 6 System interconnection relay 7 DC link unit 8 Power measurement unit 9 Communication unit 10 Control unit 11 Power supply unit 12 Diode (backflow prevention element)
20 Display device 30 Water heater 31 Water heater remote control (display device)

Claims (5)

太陽電池から供給される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系統に連系可能な交流電力に変換するインバータとを備えたパワーコンディショナにおいて、
前記コンバータとインバータの間に設けられるＤＣリンク部と前記系統の双方から電力供給を受けることができる電源部と、
前記電源部から電力供給を受けて少なくとも系統からの受電電力を計測する電力計測部とを備えていることを特徴とするパワーコンディショナ。 In a power conditioner comprising a converter that boosts DC power supplied from a solar cell, and an inverter that converts the DC power boosted by the converter into AC power that can be linked to a system,
A power supply unit capable of receiving power supply from both the DC link unit provided between the converter and the inverter and the system;
A power conditioner comprising: a power measurement unit that receives power supply from the power supply unit and measures at least received power from the system. 前記電源部の入力側のコンデンサに前記ＤＣリンク部のコンデンサよりも容量の小さいコンデンサが用いられるとともに、前記ＤＣリンク部と前記電源部との間に逆流防止素子が備えられている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。   A capacitor having a smaller capacity than the capacitor of the DC link unit is used as the capacitor on the input side of the power source unit, and a backflow prevention element is provided between the DC link unit and the power source unit. The power conditioner according to claim 1. 前記電源部から電力供給を受けて動作する通信部を備え、この通信部を用いて前記電力計測部での計測結果を外部の表示装置に送信するように構成されている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。   A communication unit that operates by receiving power supply from the power supply unit, and configured to transmit a measurement result of the power measurement unit to an external display device using the communication unit. Item 3. The power conditioner according to Item 1 or 2. 前記通信部は前記外部の表示装置と有線接続されており、前記外部の表示装置に対して前記電力計測部の計測結果を電源重畳方式を用いて送信するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。   The communication unit is wired to the external display device, and is configured to transmit the measurement result of the power measurement unit to the external display device using a power supply superposition method. The power conditioner according to claim 3. 前記電力計測部は、太陽電池で発電される発電電力も演算するように構成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 the power measuring unit is configured to also calculate generated power generated by a solar cell.
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