JP2015046974A - Power conversion device and power conversion method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device and a power conversion method capable of supplying power preferentially to a grid having a specific apparatus connected thereto by controlling output in accordance with the amount of power inputted to the power conversion device.SOLUTION: A power conversion device 100 according to the present invention is a power conversion device capable of grid-connected operation, comprising a single-phase three-wire inverter 102 for outputting a two-phase voltage in two voltage lines and outputting an intermediate potential in a neutral line; and a control unit 103 for controlling the voltage or frequency of the voltage lines in accordance with the amount of power at input. The control unit 103 switches, in accordance with the amount of power at input, between a first operation mode for outputting AC output in opposite phases each other in the two voltage lines and a second operation mode for exerting first control for outputting AC output in one of the two voltage lines and outputting the same potential as the output potential of the neutral line in the other of the two voltage lines and second control for outputting AC output in phase with each other in the two voltage lines.

Description

本発明は、入力の電力量に応じて出力を制御する電力変換装置及び電力変換方法に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device and a power conversion method for controlling output according to the amount of input power.

太陽光発電用パワーコンディショナ及び蓄電池用パワーコンディショナ等は、100VのAC出力を有している。これらのパワーコンディショナには、停電時に独立電源として、電力系統から解列して独自に電力供給可能な自立運転により、機器に電力を供給できるものがある。また、近年では、100V/200Vの単相3線式のAC出力を有するパワーコンディショナも製品化されている。例えば、特許文献1には、単相3線式配電網と系統連系する単相3線式インバータ装置の制御方法が提案されている。このような単相3線式のAC出力を有するパワーコンディショナは、停電時にAC出力を100V/200Vの単相3線式で出力し、家庭内の単相3線配線に接続することによって、100V及び200Vの機器を動作可能にしている。   The power conditioner for photovoltaic power generation, the power conditioner for storage battery, and the like have an AC output of 100V. Some of these power conditioners are capable of supplying power to devices by independent operation that can be independently supplied from a power system as an independent power source in the event of a power failure. In recent years, power conditioners having a single-phase three-wire AC output of 100 V / 200 V have been commercialized. For example, Patent Document 1 proposes a control method for a single-phase three-wire inverter device that is interconnected with a single-phase three-wire distribution network. A power conditioner having such a single-phase three-wire AC output outputs a 100-V / 200-V single-phase three-wire AC output in the event of a power failure, and is connected to a single-phase three-wire wiring in the home. 100V and 200V devices can be operated.

特開平7−163153号公報JP 7-163153 A

しかし、太陽光発電においては、例えば自立運転時に日射が弱くなり、接続される機器が必要とする電力を供給できなくなった場合、発電を停止しなければならず、その結果、機器への電力の供給が停止されることになる。そのため、発電量が低下した際、ユーザが特定の機器への電力供給を継続したいと考えた場合、発電の停止を防ぐためには、発電量に応じて一部の機器を停止する必要がある。   However, in solar power generation, for example, when solar radiation is weakened during self-sustained operation and the power required by the connected equipment cannot be supplied, the power generation must be stopped. Supply will be stopped. For this reason, when the user wants to continue supplying power to a specific device when the power generation amount decreases, it is necessary to stop some devices according to the power generation amount in order to prevent the power generation from stopping.

また、蓄電池においては、電池残量がなくなると電力の供給が停止される。消費電力は接続される機器に依存するため、電池残量が少なくなった場合で、ユーザが特定の機器への電力供給を維持したいと考えた場合、消費電力を軽減するために一部の機器を停止する必要がある。   Further, in the storage battery, the supply of power is stopped when the remaining battery level is exhausted. Since the power consumption depends on the connected device, when the remaining battery level is low and the user wants to maintain the power supply to a specific device, some devices can be used to reduce the power consumption. Need to stop.

上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、電力変換装置への入力の電力量に応じて出力を制御することにより、特定の機器が接続された系統へ優先的に電力を供給することができる電力変換装置及び電力変換方法を提供することにある。   An object of the present invention, which has been made in view of the above problems, is to preferentially supply power to a system to which a specific device is connected by controlling the output according to the amount of power input to the power converter. An object of the present invention is to provide a power conversion device and a power conversion method that can be supplied.

上述した諸課題を解決すべく、本発明に係る電力変換装置の発明は、
系統連系運転可能な電力変換装置であって、
入力された直流を交流に変換する際に、2本の電圧線において2相の電圧を出力するとともに中性線において中間電位を出力する単相3線式のインバータと、
前記入力の電力量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention of the power converter according to the present invention is as follows.
A power conversion device capable of grid connection operation,
A single-phase three-wire inverter that outputs a two-phase voltage on two voltage lines and outputs an intermediate potential on a neutral line when converting the input direct current into an alternating current;
A control unit for controlling the voltage or frequency of the voltage line according to the amount of power of the input;
It is characterized by providing.

また、本発明に係る電力変換装置において、
前記制御部は、前記入力の電力量に応じて、
前記2本の電圧線において互いに逆位相で交流出力させる第1の運転モードと、
前記2本の電圧線において一方を交流出力させ他方を前記中性線の出力電位と同電位を出力させる第1の制御、または、前記2本の電圧線において互いに同位相で交流出力させる第2の制御を行う第2の運転モードとを切り替える
ことを特徴とする。
In the power converter according to the present invention,
According to the amount of power of the input, the control unit
A first operation mode in which AC output is performed in opposite phases to each other in the two voltage lines;
A first control in which one of the two voltage lines is AC output and the other is output the same potential as the output potential of the neutral line, or a second AC output is in phase with each other on the two voltage lines The second operation mode for performing the control is switched.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記第1の運転モードと前記第2の制御を行う前記第2の運転モードとの切替えにおいて、前記2本の電圧線のうち少なくとも一方の周波数を、前記2本の電圧線の周波数の位相が一致するまでの間変化させることを特徴とする。   In the power conversion device according to the present invention, the control unit may switch at least one of the two voltage lines in switching between the first operation mode and the second operation mode for performing the second control. One frequency is changed until the phase of the frequency of the two voltage lines coincides.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記2本の電圧線のうち少なくとも一方の周波数を管轄電力会社の周波数偏差目標値以内で変化させることを特徴とする。   Further, in the power conversion device according to the present invention, the control unit changes at least one frequency of the two voltage lines within a frequency deviation target value of a jurisdiction electric power company.

また、本発明に係る電力変換装置において、
前記入力は、発電装置から供給されるものであり、
前記制御部は、前記発電装置の発電量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御することを特徴とする。
In the power converter according to the present invention,
The input is supplied from a power generator,
The control unit controls a voltage or a frequency of the voltage line according to a power generation amount of the power generation device.

また、本発明に係る電力変換装置において、
前記入力は、蓄電池から供給されるものであり、
前記制御部は、前記蓄電池の電池残量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御することを特徴とする。
In the power converter according to the present invention,
The input is supplied from a storage battery,
The said control part controls the voltage or frequency of the said voltage line according to the battery remaining charge of the said storage battery, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記第2の運転モードにおいて、前記第1の制御と前記第2の制御のいずれの制御を行うかを記憶する記憶部を更に備えることを特徴とする。   The power conversion device according to the present invention further includes a storage unit that stores which of the first control and the second control is performed in the second operation mode. .

また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、前記第1の運転モード時に前記2本の電圧線の出力電流を監視し、前記2本の電圧線のうち定常的に所定値以上の電流を出力する電圧線を決定し、前記第2の運転モードの前記第1の制御において、前記決定した電圧線を交流出力させ、他方の電圧線を前記中性線の出力電位と同電位を出力させることを特徴とする。   Moreover, in the power converter according to the present invention, the control unit monitors the output currents of the two voltage lines during the first operation mode, and steadily exceeds a predetermined value of the two voltage lines. A voltage line for outputting the current of the second operation mode, the AC output of the determined voltage line in the first control of the second operation mode, and the other voltage line having the same potential as the output potential of the neutral line. Is output.

また、本発明に係る電力変換装置において、前記制御部は、電力系統から解列して独自に電力供給可能である自立運転時において、前記電圧線の電圧または周波数を制御することを特徴とする。   In the power converter according to the present invention, the control unit controls the voltage or the frequency of the voltage line during a self-sustained operation in which power can be independently supplied after being disconnected from the power system. .

上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。   As described above, the solution of the present invention has been described as an apparatus, but the present invention can be realized as a method substantially corresponding to these, and the scope of the present invention also includes these. I want you to understand.

例えば、本発明に係る電力変換方法は、
系統連系運転可能な電力変換装置において、入力された直流を交流に変換する際に、2本の電圧線において2相の電圧を出力するとともに中性線において中間電位を出力する単相3線式のインバータの出力電圧を制御する電力変換方法であって、
前記入力の電力量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御するステップを含むことを特徴とする。
For example, the power conversion method according to the present invention is:
Single-phase three-wire that outputs two-phase voltage on two voltage lines and outputs an intermediate potential on a neutral line when converting input direct current to alternating current in a power conversion device capable of system interconnection operation A power conversion method for controlling an output voltage of an inverter of a formula,
The method includes a step of controlling a voltage or a frequency of the voltage line in accordance with the input electric energy.

上記のように構成された本発明に係る電力変換装置及び電力変換方法によれば、電力変換装置への入力の電力量に応じて出力を制御することにより、特定の機器が接続された系統へ優先的に電力を供給することができる。   According to the power conversion device and the power conversion method according to the present invention configured as described above, by controlling the output according to the amount of power input to the power conversion device, to the system to which a specific device is connected Power can be supplied preferentially.

本発明の一実施形態に係る電力変換装置の概略的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structural example of the power converter device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電力変換装置における単相3線式のインバータの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the single phase three-wire inverter in the power converter device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る第1の運転モードから第2の運転モードの第1の制御への切替えにおけるU相線及びW相線の電圧の変化の模式図である。It is a schematic diagram of the change of the voltage of the U-phase line and the W-phase line in switching from the first operation mode to the first control in the second operation mode according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る第1の運転モードから第2の運転モードの第2の制御への切替えにおけるU相線及びW相線の電圧の変化の模式図である。It is a schematic diagram of the change of the voltage of the U-phase line and the W-phase line in switching from the first operation mode to the second control of the second operation mode according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電力変換装置の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the power converter device which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置の概略的な構成例を示すブロック図である。図1に示すように、電力変換装置(パワーコンディショナ)100は、DC/DCコンバータ101と、単相3線式のインバータ102と、制御部103と、記憶部104とを備える。DC/DCコンバータ101と、インバータ102と、記憶部104とは、制御部103に接続されている。また、DC/DCコンバータ101とインバータ102とは互いに接続されている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power converter (power conditioner) 100 includes a DC / DC converter 101, a single-phase three-wire inverter 102, a control unit 103, and a storage unit 104. The DC / DC converter 101, the inverter 102, and the storage unit 104 are connected to the control unit 103. The DC / DC converter 101 and the inverter 102 are connected to each other.

電力変換装置100は、例えば太陽電池若しくは風力発電機のような発電装置または蓄電池等の任意の電力入力装置105から入力される直流電力を電力変換する。電力変換装置100は、通常は電力系統に連系して連系運転を行い、電力系統に停電が発生した際には連系を解除して自立運転を行い、分電盤107を介して、需要家内の負荷(負荷機器106)に供給を行う。以下、本実施形態の説明においては、電力入力装置105は、太陽電池105であるものとして説明する。   The power conversion device 100 converts DC power input from an arbitrary power input device 105 such as a power generation device such as a solar battery or a wind power generator or a storage battery. The power conversion device 100 is normally connected to the power system and performs a connected operation. When a power failure occurs in the power system, the power conversion apparatus 100 releases the connection and performs a self-sustained operation. Supply to the load (loading device 106) in the consumer. Hereinafter, in the description of the present embodiment, the power input device 105 will be described as being a solar cell 105.

DC/DCコンバータ101は、電力変換装置100への太陽電池105からの入力直流電圧を所要の電圧に変換し、この変換した電圧をインバータ102に出力する。   The DC / DC converter 101 converts the input DC voltage from the solar cell 105 to the power conversion device 100 into a required voltage, and outputs the converted voltage to the inverter 102.

インバータ102は、DC/DCコンバータ101からの直流電圧を、交流電圧に変換する。インバータ102は、通常時には電力系統に連系するが、停電時等には自立運転を行い、分電盤107を介して、電力系統から解列して負荷機器106に交流電力を供給する。図1では、自立運転時における電力変換装置100と負荷機器106との接続を示しており、以下、本実施形態の説明においては、インバータ102は、自立運転を行っているものとして説明する。   Inverter 102 converts the DC voltage from DC / DC converter 101 into an AC voltage. The inverter 102 is normally connected to the power system, but performs an independent operation in the event of a power failure or the like, and disconnects from the power system via the distribution board 107 and supplies AC power to the load device 106. FIG. 1 shows the connection between the power conversion apparatus 100 and the load device 106 during a self-sustained operation. Hereinafter, in the description of this embodiment, the inverter 102 will be described as performing a self-sustained operation.

制御部103は、DC/DCコンバータ101及びインバータ102のスイッチング素子のデューティー比を制御することにより、DC/DCコンバータ101及びインバータ102の出力を制御する。また、制御部103は、電力系統から解列した自立運転時に、DC/DCコンバータ101を介して太陽電池105の電力量を監視するとともに、監視した入力の電力量に応じてインバータ102の出力を制御する。出力の具体的な制御方法については、後述する図2及び3の説明において詳述する。   The control unit 103 controls the output of the DC / DC converter 101 and the inverter 102 by controlling the duty ratio of the switching elements of the DC / DC converter 101 and the inverter 102. In addition, the control unit 103 monitors the power amount of the solar cell 105 via the DC / DC converter 101 during the independent operation disconnected from the power system, and outputs the output of the inverter 102 according to the monitored input power amount. Control. A specific output control method will be described in detail with reference to FIGS.

記憶部104は、太陽電池105の電力量に応じて制御部103が行う制御の設定を記憶するものである。図1において、記憶部104は、制御部103から独立した機能部として示されているが、記憶部104の機能を制御部103に組み込むことによって、記憶部104を省略することもできる。   The storage unit 104 stores control settings performed by the control unit 103 in accordance with the amount of power of the solar battery 105. In FIG. 1, the storage unit 104 is shown as a functional unit independent of the control unit 103, but the storage unit 104 can be omitted by incorporating the function of the storage unit 104 into the control unit 103.

分電盤107は、電力変換装置100からの電力を各負荷機器106に供給する。分電盤107は、内部の電流センサ108を使用して、インバータ102から供給される各系統の電流を監視する。監視結果は、必要に応じて電力変換装置100の記憶部104に送られ、監視結果に関する情報が記憶部104内に格納される。電流センサ108は、例えば、CT(Current Transformer:変流器)とすることができ、以下、電流センサ108は、CTであるものとして説明する。   The distribution board 107 supplies power from the power conversion apparatus 100 to each load device 106. The distribution board 107 uses an internal current sensor 108 to monitor the current of each system supplied from the inverter 102. The monitoring result is sent to the storage unit 104 of the power conversion device 100 as necessary, and information regarding the monitoring result is stored in the storage unit 104. The current sensor 108 can be, for example, a CT (Current Transformer), and hereinafter, the current sensor 108 will be described as being a CT.

図2は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置における単相3線式のインバータの回路構成図であり、すなわち、図1のインバータ102の具体的な回路構成図を示すものである。図2に示すように、インバータ102は、U相レグ201、O相レグ202及びW相レグ203を備える。これらのU相レグ201、O相レグ202及びW相レグ203は、上下にそれぞれ1つのスイッチング素子204を備え、各相において、それぞれ相補PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御を行うことにより、DC/DCコンバータ101からの入力電圧に対する各相の出力電圧が決定される。本実施形態において、O相レグ202はDC/DCコンバータからの入力電圧の中間電位を中性線(O相線)206に出力する。すなわち、O相レグ202に係るスイッチング素子204のデューティー比(オン・オフ時間比率)は0.5である。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a single-phase three-wire inverter in the power conversion device according to the embodiment of the present invention, that is, a specific circuit configuration diagram of the inverter 102 in FIG. 1. As shown in FIG. 2, the inverter 102 includes a U-phase leg 201, an O-phase leg 202, and a W-phase leg 203. These U-phase leg 201, O-phase leg 202, and W-phase leg 203 are each provided with one switching element 204 at the top and bottom, and by performing complementary PWM (Pulse Width Modulation) control in each phase. The output voltage of each phase with respect to the input voltage from the DC / DC converter 101 is determined. In this embodiment, the O-phase leg 202 outputs an intermediate potential of the input voltage from the DC / DC converter to a neutral line (O-phase line) 206. That is, the duty ratio (on / off time ratio) of the switching element 204 related to the O-phase leg 202 is 0.5.

図2に示す回路構成において、例えば一般家庭に供給するための交流100Vの電圧を出力するためには、O相線206は中間電位で固定されているため、U相レグ201及びW相レグ203において同一の周波数の100V正弦波をそれぞれ電圧線(U相線)205及び電圧線(W相線)207に出力する。これによって、O相線−U相線間及びO相線−W相線間で、それぞれ交流100Vの電圧を実現することができる。さらに、U相線205及びW相線207の同一の周波数の100V正弦波を互いに逆位相にすると、U相線−W相線間の電位差が200Vとなるため、U相線−W相線間において交流200Vの電圧出力が実現される。上記のように、U相線205及びW相線207において互いに逆位相で交流出力する場合を、以下「第1の運転モード」という。上記の例における第1の運転モードでは、交流100V出力はO相線−U相線間及びO相線−W相線間の2系統、交流200V出力はU相線−W相線間の1系統が提供される。   In the circuit configuration shown in FIG. 2, for example, in order to output an AC voltage of 100 V to be supplied to a general household, the O-phase line 206 is fixed at an intermediate potential, so that the U-phase leg 201 and the W-phase leg 203 are output. , Sine waves of the same frequency are output to the voltage line (U-phase line) 205 and the voltage line (W-phase line) 207, respectively. Thereby, an AC voltage of 100 V can be realized between the O-phase line and the U-phase line and between the O-phase line and the W-phase line. Furthermore, if the 100 V sine wave of the same frequency of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 is set in opposite phases, the potential difference between the U-phase line and the W-phase line becomes 200 V. A voltage output of 200V AC is realized. As described above, the case where the U-phase wire 205 and the W-phase wire 207 output alternating current in opposite phases is hereinafter referred to as “first operation mode”. In the first operation mode in the above example, the AC 100V output is between the O-phase line and the U-phase line and between the O-phase line and the W-phase line, and the AC 200V output is 1 between the U-phase line and the W-phase line. A system is provided.

制御部103は、負荷機器106の電力供給を抑える必要がある場合には、第1の運転モードから、第2の運転モードに切り替える。制御部103は、第2の運転モードにおいては、上記交流100V出力の2系統のうち、1系統の出力を維持するとともに、もう一方の1系統の出力を停止する第1の制御、又は、上記交流200V出力を停止させる第2の制御を行う。   When it is necessary to suppress the power supply of the load device 106, the control unit 103 switches from the first operation mode to the second operation mode. In the second operation mode, the control unit 103 maintains the output of one system among the two systems of the AC 100 V output, and stops the output of the other one system, or the above The second control for stopping the AC 200V output is performed.

まず、第1の制御について説明する。第1の制御を行うために、制御部103は、2本の電圧線(U相線205及びW相線207)のうち、一方を第1の運転モードと同様に100V交流出力させ、他方をO相線206の電位と同電位を出力させるように、電圧線の電圧を制御する。例えば、U相線205において100V交流出力をさせる一方、W相線207においてO相線202の電位と同電位、つまり中間電位を出力させることにより、O相線−U相線間において交流100Vの電圧が出力される一方、O相線−W相線間は電位差がないため出力が停止される。   First, the first control will be described. In order to perform the first control, the control unit 103 causes one of the two voltage lines (the U-phase line 205 and the W-phase line 207) to output 100 V AC similarly to the first operation mode, and the other to The voltage of the voltage line is controlled so that the same potential as the potential of the O-phase line 206 is output. For example, while the U-phase line 205 outputs 100 V alternating current, the W-phase line 207 outputs the same potential as the potential of the O-phase line 202, that is, an intermediate potential. While the voltage is output, the output is stopped because there is no potential difference between the O-phase line and the W-phase line.

第1の運転モードから第2の運転モードの第1の制御へ切替えを行うために、制御部103は、W相レグ203に係るスイッチング素子204のデューティー比を、O相レグ202におけるスイッチング素子204のデューティー比と同じにすることにより、電圧を制御する。つまり、制御部103が、W相レグ203におけるスイッチング素子204のデューティー比が0.5になるように制御することで、第1の制御が実現される。   In order to switch from the first operation mode to the first control in the second operation mode, the control unit 103 sets the duty ratio of the switching element 204 related to the W-phase leg 203 to the switching element 204 in the O-phase leg 202. The voltage is controlled by making it equal to the duty ratio. That is, the first control is realized by the control unit 103 controlling the duty ratio of the switching element 204 in the W-phase leg 203 to be 0.5.

図3は、第1の運転モードから第2の運転モードの第1の制御への切替えにおけるU相線205及びW相線207の電圧の変化の模式図である。W相線207は、時刻301の前まで100V交流出力を行い、時刻301の後O相線206と同電位(0V)で出力している。すなわち、時刻301の前は100V交流出力が2系統提供されていたが、301の後はO相線−U相線間の1系統のみにおいて100V交流出力が提供されている。   FIG. 3 is a schematic diagram of changes in voltages of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 in switching from the first operation mode to the first control in the second operation mode. The W-phase line 207 outputs 100V AC before time 301 and outputs it at the same potential (0V) as that of the O-phase line 206 after time 301. That is, two 100V AC outputs were provided before time 301, but after 301, 100V AC output was provided only in one system between the O-phase line and the U-phase line.

次に、第2の制御について説明する。第2の制御を行うために、制御部103は、2本の電圧線(U相線205及びW相線207)において互いに同位相で100V交流出力させるように、スイッチング素子204のデューティー比を制御することにより電圧線の周波数を制御する。U相線205及びW相線207が互いに同位相の100V交流出力をすることにより、O相線−U相線間及びO相線−W相線間において交流100Vの電圧が2系統提供される一方、U相線205とW相線207とが同位相であるため、U相線−W相線間の電位差はなくなり、交流200V出力が停止される。   Next, the second control will be described. In order to perform the second control, the control unit 103 controls the duty ratio of the switching element 204 so that the two voltage lines (the U-phase line 205 and the W-phase line 207) output 100 V AC in phase with each other. Thus, the frequency of the voltage line is controlled. When the U-phase line 205 and the W-phase line 207 output 100V AC in phase with each other, two AC 100V voltages are provided between the O-phase line and the U-phase line and between the O-phase line and the W-phase line. On the other hand, since the U-phase line 205 and the W-phase line 207 are in phase, there is no potential difference between the U-phase line and the W-phase line, and the AC 200V output is stopped.

第1の運転モードから第2の運転モードの第2の制御へ切替えを行うために、制御部103は、U相線205またはW相線207のうち少なくとも一方の周波数を、両相の周波数の位相が一致するまでの間変化させるように、周波数を制御する。例えば、制御部103は、第1の運転モードにおいて互いに逆位相で交流出力するU相線205及びW相線207のうち、W相線207の周波数を高くして両相の位相のずれを発生させ、両相の位相が同期したときに、W相線207の周波数を第1の運転モードにおける元のU相線205と同一の周波数にするように制御する。このような制御により、第1の運転モードにおいて互いに逆位相であるU相線205とW相線207とを、第2の制御において同位相で出力させることができる。両相の位相を同期させるために、制御部は、W相線207の周波数を第1の運転モードにおけるもとの周波数より低くすることによって、位相を同期させることもできる。また、W相線207ではなく、U相線205の位相を変化させることによっても、同様に位相を同期させることができる。   In order to switch from the first operation mode to the second control in the second operation mode, the control unit 103 sets the frequency of at least one of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 to the frequency of both phases. The frequency is controlled so as to change until the phases match. For example, the control unit 103 generates a phase shift between both phases by increasing the frequency of the W-phase line 207 out of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 that output alternating current in opposite phases in the first operation mode. When the phases of both phases are synchronized, control is performed so that the frequency of the W-phase line 207 is the same as that of the original U-phase line 205 in the first operation mode. By such control, the U-phase line 205 and the W-phase line 207 that are in opposite phases in the first operation mode can be output in the same phase in the second control. In order to synchronize the phases of both phases, the control unit can also synchronize the phases by making the frequency of the W-phase line 207 lower than the original frequency in the first operation mode. Similarly, the phase can be synchronized by changing the phase of the U-phase line 205 instead of the W-phase line 207.

さらに、第1の運転モードから第2の運転モードの第2の制御へ切り替えるために制御部103が行う周波数の制御は、U相線205及びW相線207の両相の周波数について、同時に行うことができる。例えば、制御部103は、W相線207の周波数を高くするとともにU相線205の周波数を低くし、両相の位相が同期したときに、両相の周波数を第1の運転モードにおける元の周波数にするように制御する。このような制御により、U相線205またはW相線207のいずれか一方のみの周波数を変化させる場合と比較して、両相が同期するまでの時間を短縮することができる。   Furthermore, the frequency control performed by the control unit 103 to switch from the first operation mode to the second control in the second operation mode is performed simultaneously for the frequencies of both the U-phase line 205 and the W-phase line 207. be able to. For example, the control unit 103 increases the frequency of the W-phase line 207 and decreases the frequency of the U-phase line 205 so that when the phases of both phases are synchronized, the frequencies of both phases are restored to the original in the first operation mode. Control to make the frequency. By such control, it is possible to shorten the time until both phases are synchronized as compared with the case where the frequency of only one of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 is changed.

図4は、第1の運転モードから第2の運転モードの第2の制御への切替えにおけるU相線205及びW相線207の電圧の変化の模式図である。図4において、最初はU相線205とW相線207は互いに逆位相で交流出力しているが、W相線207の交流出力の周波数を高くすることにより、両位相にずれが発生する。そして、両位相が同期したときに、W相線207の周波数は元の周波数となる。このようにして、U相線−W相線間の交流200V出力が停止される。   FIG. 4 is a schematic diagram of changes in voltages of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 in switching from the first operation mode to the second control in the second operation mode. In FIG. 4, the U-phase line 205 and the W-phase line 207 initially output alternating current in opposite phases. However, when the frequency of the alternating-current output of the W-phase line 207 is increased, a shift occurs in both phases. When both phases are synchronized, the frequency of the W phase line 207 becomes the original frequency. In this way, the AC 200V output between the U-phase line and the W-phase line is stopped.

上記のように第1の運転モードから第2の運転モードの第2の制御へ切り替えるために制御部が周波数を変化させる場合において、制御部103は、U相線205及びW相線207のうち少なくとも一方の周波数を管轄電力会社の周波数偏差目標値以内で変化させることができる。電化製品は通常管轄電力会社の周波数偏差目標値内にて動作することが品質保証上の基準となっているため、周波数偏差目標値以内での周波数の変動であれば、各負荷機器106は正常に動作を継続することができると考えられるためである。例えば、東京電力株式会社では、標準周波数50Hzに対して周波数偏差目標値を±0.2Hz以内と規定している。この点については、東京電力株式会社“電力会社における周波数調整と会社間連系について”(URL:www.re-policy.jp/keito/2/030912_09.pdf)、一般社団法人電力系統利用協議会“第6回 風力発電連系可能量確認ワーキンググループ 議事概要”(URL:http://www.escj.or.jp/energy/wg/pdf/wind_wg_6th_summary.pdf)、及び、東京電力株式会社“周波数調整・需給運用ルール”(URL:www.tepco.co.jp/corporateinfo/provide/engineering/wsc/freq-j.pdf)等の文献を参照されたい。従って、東京電力株式会社管内においては、制御部103は、U相またはW相の周波数を、±0.2Hzの範囲内において変化させたとしても、周波数偏差目標値範囲の変動に収まる可能性が高く、電化製品の運転への影響を最小にすることができる。   When the control unit changes the frequency in order to switch from the first operation mode to the second control in the second operation mode as described above, the control unit 103 includes the U-phase line 205 and the W-phase line 207. At least one frequency can be changed within a frequency deviation target value of the jurisdiction electric power company. Since it is a standard for quality assurance that electrical appliances normally operate within the frequency deviation target value of the jurisdiction electric power company, each load device 106 is normal if the frequency fluctuates within the frequency deviation target value. This is because it is considered that the operation can be continued. For example, Tokyo Electric Power Co., Inc. defines a frequency deviation target value within ± 0.2 Hz with respect to a standard frequency of 50 Hz. Regarding this point, Tokyo Electric Power Co., Inc. “Frequency adjustment and inter-company interconnection in electric power companies” (URL: www.re-policy.jp/keito/2/030912_09.pdf), General Electric Power System Utilization Council “Summary of the proceedings of the 6th Wind Power Linkage Possible Working Group” (URL: http://www.escj.or.jp/energy/wg/pdf/wind_wg_6th_summary.pdf) and Tokyo Electric Power Company “Frequency Please refer to documents such as “Adjustment and Supply and Demand Operation Rules” (URL: www.tepco.co.jp/corporateinfo/provide/engineering/wsc/freq-j.pdf). Therefore, in the TEPCO jurisdiction, even if the control unit 103 changes the frequency of the U phase or the W phase within a range of ± 0.2 Hz, there is a possibility that the control unit 103 falls within the fluctuation of the frequency deviation target value range. High and can minimize the impact on appliance operation.

制御部103は、電力変換装置100への太陽電池105の電力量に応じて、第1の運転モードと、第1の制御または第2の制御を行う第2の運転モードとを切り替える。具体的な切替え方法については、以下の図5の説明において詳述する。   The control unit 103 switches between the first operation mode and the second operation mode in which the first control or the second control is performed according to the amount of power of the solar cell 105 to the power conversion device 100. A specific switching method will be described in detail in the description of FIG. 5 below.

続いて、図5を用いて、本実施形態における電力変換装置100が行う処理について説明する。図5は、本実施形態に係る電力変換装置の処理を示すフローチャートである。このフローチャートのスタート時において、電力変換装置100は第1の運転モードで動作しているとする。   Then, the process which the power converter device 100 in this embodiment performs is demonstrated using FIG. FIG. 5 is a flowchart illustrating processing of the power conversion device according to the present embodiment. It is assumed that the power conversion device 100 is operating in the first operation mode at the start of this flowchart.

まず、電力変換装置100の制御部103は、DC/DCコンバータ101を介して電力入力装置105である太陽電池の発電量を取得する(ステップS101)。そして、制御部103は、取得した太陽電池105の発電量に応じて、運転モードの切替えを行うか否かを判断する。すなわち、制御部103は、取得した発電量が、設定された基準値以下であるか否かを判断する(ステップS102)。この基準値は、例えば、不変のものとすることができ、または、接続する負荷機器106を変更若しくは増減するごとに設定するものとすることもできる。   First, the control part 103 of the power converter device 100 acquires the electric power generation amount of the solar cell which is the power input device 105 via the DC / DC converter 101 (step S101). And the control part 103 judges whether switching of an operation mode is performed according to the acquired electric power generation amount of the solar cell 105. FIG. That is, the control unit 103 determines whether or not the acquired power generation amount is equal to or less than a set reference value (step S102). For example, the reference value may be unchanged, or may be set every time the load device 106 to be connected is changed or increased or decreased.

制御部103は、取得した発電量が基準値より大きい場合(ステップS102のNo)、第1の運転モードを継続し、再び太陽電池105の発電量を取得する。制御部103は、太陽電池105の発電量を取得して基準値以下であるか否かを判断するこれらのステップを、定期的または不定期的に実施することができる。また、制御部103は、常時これらのステップを繰り返すこともできる。   When the acquired power generation amount is larger than the reference value (No in step S102), the control unit 103 continues the first operation mode and acquires the power generation amount of the solar cell 105 again. The control part 103 can acquire these electric power generation amounts of the solar cell 105, and can perform these steps which judge whether it is below a reference value regularly or irregularly. Further, the control unit 103 can always repeat these steps.

天候が悪くなり日射量が低下する等によって取得した発電量が基準値以下となった場合(ステップS102のYes)、制御部103は、電力変換装置100の運転モードを、第1の運転モードから第2の運転モードに切り替える。切替えのステップとして、まず、制御部103は、第1の制御と第2の制御のいずれの制御を行うかを決定する(ステップS103)。例えば、第1の制御と第2の制御のいずれの制御を行うかを、予め記憶部104に記憶させておき、制御部103は、記憶部104の記憶に基づいて、いずれの制御を行うかを決定することができる。記憶部104への記憶は、例えば電力変換装置100の設置時に、設置業者またはユーザ等により行うことができる。また、例えば、太陽電池105の発電量が低下した場合に、いずれの制御を行うかをユーザに入力させ、ユーザの入力に基づいて制御部103が決定を行うことができる。   When the power generation amount acquired due to bad weather and a decrease in the amount of solar radiation or the like is below the reference value (Yes in step S102), the control unit 103 changes the operation mode of the power conversion device 100 from the first operation mode. Switch to the second operation mode. As a switching step, first, the control unit 103 determines which of the first control and the second control is performed (step S103). For example, which of the first control and the second control is performed is stored in advance in the storage unit 104, and which control is performed by the control unit 103 based on the storage in the storage unit 104. Can be determined. The storage in the storage unit 104 can be performed by an installer or a user when the power conversion apparatus 100 is installed, for example. Further, for example, when the power generation amount of the solar battery 105 is reduced, the control unit 103 can make a determination based on the user input by causing the user to input which control is to be performed.

制御部103は、第1の制御を行うと決定した場合(ステップS103の第1の制御)、次にU相線205またはW相線207のいずれの電圧線の出力を継続するかを決定する(ステップS104)。このステップS104における決定は、U相線205またはW相線207に接続される負荷機器106との関係に基づいて決定される。例えば、U相線205とW相線207とのうち、継続的に運転することが必要な負荷機器106が接続されている方の電圧線に対しては、出力を継続することが望ましい。この場合、例えば、U相線205とW相線207とのうち出力を継続することが望ましい電圧線を、予め記憶部104に記憶させておき、制御部103は、記憶部104の記憶に基づいて、出力を継続することが望ましい電圧線に出力を継続することを決定することができる。記憶部104への記憶は、例えば電力変換装置100の設置時に、設置業者またはユーザ等により行うことができる。また、例えば、いずれの電圧線の出力を継続するかをユーザに入力させ、ユーザの入力に基づいて制御部103が出力を継続する電圧線を決定することができる。   When it is determined that the first control is to be performed (first control in step S103), the control unit 103 determines whether to continue outputting the voltage line of the U-phase line 205 or the W-phase line 207 next. (Step S104). The determination in step S104 is determined based on the relationship with the load device 106 connected to the U-phase line 205 or the W-phase line 207. For example, it is desirable to continue output to the voltage line to which the load device 106 that needs to be continuously operated is connected among the U-phase line 205 and the W-phase line 207. In this case, for example, a voltage line that is desired to continue output from the U-phase line 205 and the W-phase line 207 is stored in the storage unit 104 in advance, and the control unit 103 is based on the storage in the storage unit 104. Thus, it can be determined to continue the output to the voltage line where it is desirable to continue the output. The storage in the storage unit 104 can be performed by an installer or a user when the power conversion apparatus 100 is installed, for example. Further, for example, the user can input which voltage line to continue to output, and the control unit 103 can determine the voltage line to continue output based on the user's input.

また、出力を継続する電圧線の決定を行うステップS104において、制御部103は、U相線205及びW相線207それぞれにおける出力を監視し、監視結果に基づいて決定を行うことができる。すなわち、まず制御部103は、第1の運転モード時に2本の電圧線(U相線205及びW相線207)の出力電圧を監視する。具体的には、U相線205及びW相線207の各系統における出力電流を、分電盤107内の電流センサ108であるCTで計測する。これにより、単線3相式インバータ102の全ての系統を使用できる第1の運転モード時における、各系統での出力電流を取得することができる。計測された出力電流は、電力変換装置100の記憶部104に送られる。取得された2系統の出力電流のうち、定常的に所定値以上の電流を出力している電圧線には、出力を継続することが必要な負荷機器106が接続されていることが推定される。従って、制御部103は、2本の電圧線のうち定常的に所定値以上の電流を出力する電圧線を、出力を継続する電圧線として決定することができる。尚、計測される出力電流に関する情報は、計測開始時から蓄積するものとすることができ、または、一定の単位時間毎に更新するものとすることができる。例えば、1日ごとまたは1週間ごと等の間隔で、出力電流に関する情報を初期化して、新たに計測しなおすことができる。   Further, in step S104 for determining a voltage line that continues to be output, the control unit 103 can monitor the output in each of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 and make a determination based on the monitoring result. That is, first, the control unit 103 monitors the output voltages of the two voltage lines (U-phase line 205 and W-phase line 207) in the first operation mode. Specifically, the output current in each system of the U-phase line 205 and the W-phase line 207 is measured by the CT that is the current sensor 108 in the distribution board 107. Thereby, the output current in each system can be acquired in the first operation mode in which all systems of the single-wire three-phase inverter 102 can be used. The measured output current is sent to the storage unit 104 of the power conversion device 100. It is estimated that the load device 106 that needs to continue the output is connected to the voltage line that constantly outputs a current of a predetermined value or more among the two output currents obtained. . Therefore, the control unit 103 can determine a voltage line that constantly outputs a current of a predetermined value or more out of the two voltage lines as a voltage line that continues output. Note that the information on the measured output current can be accumulated from the start of measurement, or can be updated every certain unit time. For example, the information on the output current can be initialized at a time interval such as every day or every week and newly measured again.

制御部103がU相線205への出力を継続すると決定した場合(ステップS104のU相)、制御部103は、決定したU相線205を交流出力させ、他方のW相線207の電圧線をO相線206の電位と同電位を出力させる(ステップS105)。この制御により、O相線−W相線間では電位差がなくなるため出力が停止され、O相線−U相線間では交流100V出力が継続される。このようにして、第2の運転モードにおける第1の制御が実現される。   When control unit 103 determines to continue outputting to U-phase line 205 (U-phase in step S104), control unit 103 causes the determined U-phase line 205 to be AC output and the voltage line of the other W-phase line 207. Is output with the same potential as that of the O-phase line 206 (step S105). This control stops the output because there is no potential difference between the O-phase line and the W-phase line, and the AC 100V output is continued between the O-phase line and the U-phase line. In this way, the first control in the second operation mode is realized.

また、制御部103がW相線207への出力を継続すると決定した場合(ステップS104のW相)、制御部103は、決定したW相線207を交流出力させ、他方のU相線203の電圧線をO相線206の電位と同電位を出力させる(ステップS106)。この制御により、O相線−U相線間では電位差がなくなるため出力が停止され、O相線−W相線間では交流100V出力が継続される。このようにして、第2の運転モードにおける第1の制御が実現される。   In addition, when the control unit 103 determines to continue the output to the W-phase line 207 (the W-phase in step S104), the control unit 103 causes the determined W-phase line 207 to be AC output and the other U-phase line 203 to be output. The voltage line is made to output the same potential as that of the O-phase line 206 (step S106). This control stops the output because there is no potential difference between the O phase line and the U phase line, and the AC 100 V output is continued between the O phase line and the W phase line. In this way, the first control in the second operation mode is realized.

一方、ステップS103において、第2の制御を行うと決定した場合(ステップS103の第2の制御)、制御部103は、U相線205とW相線207との2本の電圧線のうち少なくとも一方の周波数を、両電圧線の周波数の位相が一致するまでの間変化させる(ステップS107)。この制御により、O相線−U相線間及びO相線−W相線間において交流100V電圧が維持され、U相線−W相線間の交流200V出力が停止される。このようにして、第2の運転モードにおける第2の制御が実現される。   On the other hand, when it is determined in step S103 that the second control is to be performed (second control in step S103), the control unit 103 includes at least two voltage lines of the U-phase line 205 and the W-phase line 207. One frequency is changed until the phase of the frequency of both voltage lines coincides (step S107). By this control, the AC 100V voltage is maintained between the O-phase line and the U-phase line and between the O-phase line and the W-phase line, and the AC 200V output between the U-phase line and the W-phase line is stopped. In this way, the second control in the second operation mode is realized.

このように、本実施形態においては、電力変換装置100の制御部103は、太陽電池105の発電量に応じて、2本の電圧線205及び207において互いに逆位相で交流出力させる第1の運転モードと、2本の電圧線205及び207において一方を交流出力させ他方を中性線206の出力電位と同電位を出力させる第1の制御、または、2本の電圧線205及び207において互いに同位相で交流出力させる第2の制御を行う第2の運転モードとを切り替える。つまり、制御部103は、太陽電池105の発電量が低下した場合に、インバータ102を第1の運転モードから第2の運転モードに切り替えることによって、一部の系統への電力供給を停止する。これにより、電力変換装置100から負荷機器106へ供給すべき電力を、太陽電池105の発電量以下に抑えうる。そのため、ユーザが個々の機器を停止することなく、全系統への電力供給の停止が回避されるとともに、運転を継続することが望ましい特定の機器が接続された系統への優先的な電力供給が継続される。   As described above, in the present embodiment, the control unit 103 of the power conversion device 100 performs the first AC operation in which the two voltage lines 205 and 207 output alternating current in opposite phases according to the power generation amount of the solar cell 105. Mode and the first control in which one of the two voltage lines 205 and 207 outputs an alternating current and the other outputs the same potential as the output potential of the neutral line 206, or the two voltage lines 205 and 207 are identical to each other. The operation mode is switched to the second operation mode in which the second control for AC output in phase is performed. That is, when the power generation amount of the solar battery 105 decreases, the control unit 103 stops the power supply to some systems by switching the inverter 102 from the first operation mode to the second operation mode. Thereby, the electric power which should be supplied to the load apparatus 106 from the power converter device 100 can be suppressed below to the electric power generation amount of the solar cell 105. FIG. Therefore, without stopping the individual devices by the user, stoppage of power supply to all systems is avoided, and preferential power supply to systems to which specific devices that are desired to continue operation is connected is provided. Will continue.

また、本実施形態においては、電力変換装置100の制御部103は、第1の運転モードと第2の制御を行う第2の運転モードとの切替えにおいて、2本の電圧線205及び207のうち少なくとも一方の周波数を管轄電力会社の周波数偏差目標値以内で、2本の電圧線205及び207の周波数の位相が一致するまでの間変化させる。つまり、制御部103は、運転モードの切替えにおいて、電化製品の品質保証上の基準である管轄電力会社の周波数偏差目標値以内で周波数を変動させる。これにより、交流100Vで動作する負荷機器106の動作を妨げることなく、交流200V出力を停止し、交流100Vで動作する負荷機器106が接続された系統への優先的な電力供給が継続される。   Moreover, in this embodiment, the control part 103 of the power converter device 100 is the switching of the 1st operation mode and the 2nd operation mode which performs 2nd control, among two voltage lines 205 and 207. At least one frequency is changed within a target frequency deviation value of the jurisdiction electric power company until the frequency phases of the two voltage lines 205 and 207 coincide with each other. That is, in the switching of the operation mode, the control unit 103 changes the frequency within the target frequency deviation value of the jurisdiction electric power company, which is a standard for quality assurance of electrical appliances. Thereby, without interrupting the operation of the load device 106 operating at 100 V AC, the AC 200 V output is stopped, and the preferential power supply to the system to which the load device 106 operating at 100 V AC is connected is continued.

また、本実施形態においては、電力変換装置100の制御部103は、第1の運転モード時に2本の電圧線205及び207の出力電流を監視し、2本の電圧線205及び207のうち定常的に所定値以上の電流を出力する電圧線を決定し、第2の運転モードの第1の制御において、決定した電圧線を交流出力させ、他方の電圧線を中性線206の出力電位と同電位を出力させる。つまり、制御部103は、各系統のうち、交流出力を継続して提供することが望ましい負荷機器106を接続している系統を決定する。これにより、各系統に接続される負荷機器106が変わった場合であっても、制御部103が出力を継続する系統を都度決定できるため、出力を継続することが必要な負荷機器106が接続されている系統に対して、優先的に電力供給を継続することができる。   Further, in the present embodiment, the control unit 103 of the power conversion device 100 monitors the output currents of the two voltage lines 205 and 207 during the first operation mode, and the steady state of the two voltage lines 205 and 207. In the first control of the second operation mode, a voltage line that outputs a current of a predetermined value or more is determined, the determined voltage line is AC output, and the other voltage line is set as the output potential of the neutral line 206. The same potential is output. That is, the control part 103 determines the system | strain which connects the load apparatus 106 with which it is desirable to provide an alternating current output continuously among each system | strain. As a result, even when the load device 106 connected to each system changes, the control unit 103 can determine the system to continue output each time, so the load device 106 that needs to continue output is connected. The power supply can be preferentially continued for the existing system.

上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   Although the above embodiments have been described as representative examples, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.

例えば、各構成部、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   For example, the functions included in each component, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and multiple components, steps, etc. can be combined or divided into one It is.

また、上述の実施形態の説明においては、制御部103が第1の運転モードから第2の運転モードに切り替える場合について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、制御部103は、太陽電池105の発電量に応じて第2の運転モードから第1の運転モードに切り替えることもできる。すなわち、制御部103は、日射量の低下等により太陽電池105の発電量が減少した場合に、第1の運転モードから第2の運転モードに切り替え、日射量の上昇等により太陽電池105の発電量が増加した場合に、第2の運転モードから第1の運転モードに切り替えることができる。   In the description of the above-described embodiment, the case where the control unit 103 switches from the first operation mode to the second operation mode has been described. However, the present invention is not limited to this aspect, and the control unit 103 is not limited thereto. Can be switched from the second operation mode to the first operation mode according to the power generation amount of the solar battery 105. That is, the control unit 103 switches from the first operation mode to the second operation mode when the power generation amount of the solar cell 105 decreases due to a decrease in the amount of solar radiation, etc. When the amount increases, the second operation mode can be switched to the first operation mode.

第2の運転モードから第1の運転モードへの切替えは、上述の実施形態の説明における第1の運転モードから第2の運転モードへの切替えと同様の方法で行うことができる。例えば、第2の運転モードの第1の制御から第1の運転モードへ切り替える場合、制御部103は、2本の電圧線(U相線205及びW相線207)のうち中性線(O相線206)の出力電位と同電位を出力している電圧線において、スイッチング素子のデューティー比を制御することにより、100V正弦波を出力させる。また、第2の運転モードの第2の制御から第1の運転モードへ切り替える場合、制御部103は、スイッチング素子204のデューティー比を制御することにより、2本の電圧線205及び207のうち少なくとも一方の周波数を、2本の電圧線205及び207の周波数の位相が逆位相になるまでの間変化させる。   Switching from the second operation mode to the first operation mode can be performed by the same method as the switching from the first operation mode to the second operation mode in the description of the above-described embodiment. For example, when switching from the first control in the second operation mode to the first operation mode, the control unit 103 uses the neutral line (O) of the two voltage lines (the U-phase line 205 and the W-phase line 207). By controlling the duty ratio of the switching element on the voltage line outputting the same potential as the output potential of the phase line 206), a 100V sine wave is output. Further, when switching from the second control of the second operation mode to the first operation mode, the control unit 103 controls at least the duty ratio of the switching element 204 to at least one of the two voltage lines 205 and 207. One frequency is changed until the phase of the frequency of the two voltage lines 205 and 207 is reversed.

このような制御により、特定の負荷機器106が接続された系統に優先的に電力供給を継続しつつ、太陽電池105の発電量に応じて全系統における負荷機器106を有効に使用することができる。   With such control, it is possible to effectively use the load device 106 in all systems according to the amount of power generated by the solar cell 105 while continuing to supply power preferentially to the system to which the specific load device 106 is connected. .

また、上述の実施形態の説明において、制御部103は、電力入力装置105としての発電装置である太陽電池の発電量に応じて、電圧線の電圧または周波数を制御するものとして説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、制御部103は、例えば、電力入力装置105としての蓄電池の電池残量に応じて、電圧線の電圧または周波数を制御するものとすることもできる。この場合、制御部103が第1の運転モードから第2の運転モードへ切替えを行うか否か(図3のステップS102に相当)は、蓄電池の電池残量が基準値以下であるか否かに基づいて判断される。制御部103は、電池残量が基準値より大きい場合、運転モードの切替えを行わず、電池残量が基準値以下の場合、運転モードの切替えを行う。このように蓄電池の電池残量に応じて運転モードを切り替えることにより、電池残量が少ない場合に、ユーザが個々の機器を停止することなく、一部の負荷機器106が接続された系統を停止することで負荷機器106全体における消費電力を軽減し、特定の負荷機器106が接続された系統への優先的な電力供給を継続することができる。   In the description of the above-described embodiment, the control unit 103 has been described as controlling the voltage or frequency of the voltage line according to the power generation amount of the solar cell that is the power generation device as the power input device 105. The invention is not limited to this aspect, and the control unit 103 can control the voltage or frequency of the voltage line according to the remaining battery level of the storage battery as the power input device 105, for example. In this case, whether or not the control unit 103 switches from the first operation mode to the second operation mode (corresponding to step S102 in FIG. 3) is whether or not the remaining battery level of the storage battery is equal to or less than a reference value. Is determined based on The control unit 103 does not switch the operation mode when the remaining battery level is greater than the reference value, and switches the operation mode when the remaining battery level is equal to or less than the reference value. In this way, by switching the operation mode according to the remaining battery level of the storage battery, when the remaining battery level is low, the user stops the system to which some load devices 106 are connected without stopping individual devices. As a result, power consumption in the entire load device 106 can be reduced, and preferential power supply to the system to which the specific load device 106 is connected can be continued.

100 電力変換装置
101 DC/DCコンバータ
102 インバータ
103 制御部
104 記憶部
105 電力入力装置(太陽電池)
106 負荷機器
107 分電盤
108 電流センサ
201 U相レグ
202 O相レグ
203 W相レグ
204 スイッチング素子
205 電圧線(U相線)
206 中性線(O相線)
207 電圧線(W相線)
301 時刻
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power converter 101 DC / DC converter 102 Inverter 103 Control part 104 Memory | storage part 105 Power input device (solar cell)
106 Load device 107 Distribution board 108 Current sensor 201 U-phase leg 202 O-phase leg 203 W-phase leg 204 Switching element 205 Voltage line (U-phase line)
206 Neutral wire (O-phase wire)
207 Voltage line (W-phase line)
301 time

Claims (10)

系統連系運転可能な電力変換装置であって、
入力された直流を交流に変換する際に、2本の電圧線において2相の電圧を出力するとともに中性線において中間電位を出力する単相3線式のインバータと、
前記入力の電力量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device capable of grid connection operation,
A single-phase three-wire inverter that outputs a two-phase voltage on two voltage lines and outputs an intermediate potential on a neutral line when converting the input direct current into an alternating current;
A control unit for controlling the voltage or frequency of the voltage line according to the amount of power of the input;
A power conversion device comprising:
前記制御部は、前記入力の電力量に応じて、
前記2本の電圧線において互いに逆位相で交流出力させる第1の運転モードと、
前記2本の電圧線において一方を交流出力させ他方を前記中性線の出力電位と同電位を出力させる第1の制御、または、前記2本の電圧線において互いに同位相で交流出力させる第2の制御を行う第2の運転モードとを切り替える
ことを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。
According to the amount of power of the input, the control unit
A first operation mode in which AC output is performed in opposite phases to each other in the two voltage lines;
A first control in which one of the two voltage lines is AC output and the other is output the same potential as the output potential of the neutral line, or a second AC output is in phase with each other on the two voltage lines The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is switched to a second operation mode in which the control is performed.
前記制御部は、前記第1の運転モードと前記第2の制御を行う前記第2の運転モードとの切替えにおいて、前記2本の電圧線のうち少なくとも一方の周波数を、前記2本の電圧線の周波数の位相が一致するまでの間変化させる
ことを特徴とする、請求項2に記載の電力変換装置。
In the switching between the first operation mode and the second operation mode for performing the second control, the control unit sets the frequency of at least one of the two voltage lines to the two voltage lines. The power conversion device according to claim 2, wherein the frequency conversion is performed until the phases of the frequencies coincide with each other.
前記制御部は、前記2本の電圧線のうち少なくとも一方の周波数を管轄電力会社の周波数偏差目標値以内で変化させる
ことを特徴とする、請求項3に記載の電力変換装置。
The power converter according to claim 3, wherein the control unit changes at least one frequency of the two voltage lines within a frequency deviation target value of a jurisdiction electric power company.
前記入力は、発電装置から供給されるものであり、
前記制御部は、前記発電装置の発電量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御する
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The input is supplied from a power generator,
The said control part controls the voltage or frequency of the said voltage line according to the electric power generation amount of the said electric power generating apparatus, The power converter device as described in any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned.
前記入力は、蓄電池から供給されるものであり、
前記制御部は、前記蓄電池の電池残量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御する
ことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The input is supplied from a storage battery,
The said control part controls the voltage or frequency of the said voltage line according to the battery residual amount of the said storage battery, The power converter device as described in any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned.
前記第2の運転モードにおいて、前記第1の制御と前記第2の制御のいずれの制御を行うかを記憶する記憶部を更に備える
ことを特徴とする、請求項2から6のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. The storage device according to claim 2, further comprising a storage unit that stores which of the first control and the second control is performed in the second operation mode. 8. The power converter device described in 1.
前記制御部は、前記第1の運転モード時に前記2本の電圧線の出力電流を監視し、前記2本の電圧線のうち定常的に所定値以上の電流を出力する電圧線を決定し、前記第2の運転モードの前記第1の制御において、前記決定した電圧線を交流出力させ、他方の電圧線を前記中性線の出力電位と同電位を出力させる
ことを特徴とする、請求項2から7のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The control unit monitors the output current of the two voltage lines during the first operation mode, and determines a voltage line that constantly outputs a current of a predetermined value or more out of the two voltage lines, The first control in the second operation mode is characterized in that the determined voltage line is AC output, and the other voltage line is output with the same potential as the output potential of the neutral line. The power conversion device according to any one of 2 to 7.
前記制御部は、電力系統から解列して独自に電力供給可能である自立運転時において、前記電圧線の電圧または周波数を制御する
ことを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. The control unit according to claim 1, wherein the control unit controls the voltage or the frequency of the voltage line during a self-sustaining operation in which power can be supplied independently after being disconnected from the power system. 10. The power converter device described in 1.
系統連系運転可能な電力変換装置において、入力された直流を交流に変換する際に、2本の電圧線において2相の電圧を出力するとともに中性線において中間電位を出力する単相3線式のインバータの出力電圧を制御する電力変換方法であって、
前記入力の電力量に応じて、前記電圧線の電圧または周波数を制御するステップを含むことを特徴とする電力変換方法。
Single-phase three-wire that outputs two-phase voltage on two voltage lines and outputs an intermediate potential on a neutral line when converting input direct current to alternating current in a power conversion device capable of system interconnection operation A power conversion method for controlling an output voltage of an inverter of a formula,
A power conversion method comprising the step of controlling the voltage or frequency of the voltage line in accordance with the amount of input power.
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