JP3266285B2 - Parallel operation of inverter and rotary generator power supply - Google Patents
Parallel operation of inverter and rotary generator power supplyInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、太陽電池あるいはバ
ッテリ等の直流出力をインバータで交流出力に変換し、
これを商用電源のような回転式発電機電源に並列に接続
して運転する装置における制御方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts a DC output of a solar cell or a battery into an AC output by an inverter.
The present invention relates to a control system for an apparatus that operates by connecting this in parallel to a rotary generator power supply such as a commercial power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】太陽電池を電源としてその出力をインバ
ータで交流出力に変換するソーラ発電システムを商用電
源に並列に接続して運転する方式は、系統連系システム
として知られている。一般に交流電源の並列運転の場合
にはそれぞれの周波数と位相を正確に同期させる必要が
あり、回転式発電機同士の場合には回転子に同期化トル
クが発生して自動的に同期する傾向があるので、同期化
は比較的容易である。2. Description of the Related Art A system in which a solar power generation system that uses a solar cell as a power supply and converts its output into an AC output by an inverter in parallel with a commercial power supply and operates is known as a system interconnection system. In general, in the case of parallel operation of AC power supplies, it is necessary to synchronize the respective frequencies and phases accurately.In the case of rotary generators, there is a tendency that the rotors generate synchronization torque and synchronize automatically. As such, synchronization is relatively easy.
【０００３】しかし、上述の系統連系システムのように
一方がインバータの場合には、人為的に制御して同期化
させなければならない。両電源が相互に接続される前の
同期化はそれぞれの電圧波形を比較してその位相のずれ
を検出し、インバータ側の周波数と位相を制御すればよ
いので容易であるが、並列に接続された後では電圧波形
は双方の合成波形となってしまうので両者の電圧のずれ
を検出できず、適正に制御することは困難となる。ま
た、同期化とは別に双方の電圧も同調させる必要があ
り、商用電源は一般にインピーダンスが低いため双方の
電圧にわずかな差があっても大きな循環電流が流れる。
両電源が相互に接続される前であれば、それぞれの電圧
が等しくなるようにインバータ側の電圧を制御すればよ
いが、並列に接続された後では両者の電圧の差を検出で
きず、適正に制御することは困難となる。また、並列に
接続された後に商用電源が停電した場合には、インバー
タ側から交流電圧が供給されているため停電の検出も困
難である。However, when one is an inverter as in the system interconnection system described above, it is necessary to artificially control and synchronize. Synchronization before both power supplies are connected to each other is easy because it is only necessary to compare the respective voltage waveforms and detect the phase shift and control the frequency and phase on the inverter side, but they are connected in parallel. After that, the voltage waveform becomes a composite waveform of both, so that it is impossible to detect a deviation between the two voltages, and it is difficult to appropriately control the voltage. Also, apart from synchronization, it is necessary to tune both voltages, and since a commercial power supply generally has a low impedance, a large circulating current flows even if there is a slight difference between the two voltages.
If both power supplies are not connected to each other, the voltage on the inverter side may be controlled so that the respective voltages become equal.However, after being connected in parallel, the difference between the two voltages cannot be detected, and the It is difficult to control In addition, if the commercial power supply fails after being connected in parallel, it is difficult to detect the power failure because AC voltage is supplied from the inverter side.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
問題点に着目し、インバータと回転式発電機電源の並列
運転時に生ずる上述の諸問題を解決することを課題とし
てなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been made to solve the above-mentioned problems which occur when the inverter and the rotary generator power supply are operated in parallel.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、この発明では、太陽電池を含むソーラ発電システ
ムの出力変換用のインバータと、回転式発電機電源とを
並列接続した状態で、インバータと回転式発電機電源と
の合成電圧波形に対するインバータ電流の位相と無効電
流の大きさを検出して、インバータと回転式発電機電源
との位相差を無くすようにインバータの周波数と位相を
制御すると共に、合成電圧波形に対して同位相の半サイ
クル中におけるインバータ電流の平均値から得たインバ
ータの有効電流の大きさ及び方向に基づいて太陽電池の
負荷状態を検出し、この検出された負荷状態に応じてイ
ンバータの出力電圧が太陽電池の最大出力点に相当する
電圧を下回らないようにインバータ電流を制限するよう
にしている。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an inverter for converting the output of a solar power generation system including a solar cell and a rotary generator power supply are connected in parallel. Detects the phase of the inverter current and the magnitude of the reactive current with respect to the combined voltage waveform of the inverter and the rotary generator power supply, and controls the frequency and phase of the inverter so as to eliminate the phase difference between the inverter and the rotary generator power supply In addition, the load state of the solar cell is detected based on the magnitude and direction of the effective current of the inverter obtained from the average value of the inverter current during the half cycle in phase with the composite voltage waveform, and the detected load is In accordance with the state, the inverter current is limited so that the output voltage of the inverter does not fall below the voltage corresponding to the maximum output point of the solar cell.
【０００６】[0006]
【０００７】[0007]
【０００８】[0008]
【作用】太陽電池を電源に含むインバータと回転式発電
機電源との系統連系システムの運転が無効電流のない状
態で適正に行われる。更に検出されたインバータの有効
電流の大きさと方向により太陽電池の負荷状態を検出
し、負荷状態に応じてインバータの出力電圧が太陽電池
の最大出力点に相当する電圧を下回らないようにインバ
ータ電流を制限するので、太陽電池の出力に余裕が無い
時にその出力電圧が大幅に低下してインバータの有効電
流が負になるようなことがなく、太陽電池から適正に負
荷電流を供給することができる。The operation of the system interconnection system between the inverter including the solar cell in the power supply and the rotary generator power supply is properly performed without any reactive current. Further, the load state of the solar cell is detected based on the magnitude and direction of the detected effective current of the inverter, and the inverter current is controlled according to the load state so that the output voltage of the inverter does not fall below the voltage corresponding to the maximum output point of the solar cell. Since the limit is imposed, when the output of the solar cell has no margin, the output voltage of the solar cell does not greatly decrease and the effective current of the inverter does not become negative, and the load current can be appropriately supplied from the solar cell.
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【実施例】次に、ソーラ発電システムを商用電源に並列
に接続した系統連系システムにおける一実施例について
説明する。図１は全体の基本的な構成を示した概略結線
図である。Ｓはソーラ発電システム、Ａは商用電源、Ｌ
は負荷であり、ソーラ発電システムＳは太陽電池１ａ、
バッテリ１ｂ等からなる直流電源部１と、直流を交流に
変換するための半導体スイッチ２ａ、この半導体スイッ
チ２ａの導通を制御する導通制御回路２ｂ等からなるイ
ンバータ２とを備えている。３はソーラ発電システムＳ
を負荷Ｌに接続する主開閉器、４は商用電源Ａを負荷Ｌ
に接続する主開閉器である。Next, an embodiment of a system interconnection system in which a solar power generation system is connected in parallel to a commercial power supply will be described. FIG. 1 is a schematic connection diagram showing the entire basic configuration. S is solar power generation system, A is commercial power, L
Is a load, the solar power generation system S is a solar cell 1a,
The DC power supply unit 1 includes a battery 1b, a semiconductor switch 2a for converting DC to AC, and an inverter 2 including a conduction control circuit 2b for controlling conduction of the semiconductor switch 2a. 3 is a solar power generation system S
Main switch for connecting the power supply A to the load L.
The main switch connected to the
【００１２】６は主開閉器３及び４のいずれか一方ある
いは双方を開閉するための開閉器制御部、７はインバー
タ２の出力設定回路、８ａ、８ｂ、８ｃは同期整流回
路、９ａ、９ｂ、９ｃは電流変成器(以下、ＣＴと記
す)、１０ａ、１０ｂは変圧器、１１ａ、１１ｂは比較
回路、１２は加算回路、１３はＰＬＬ回路、１４はハイ
パスフィルタ、１５は同調確認用ホトカプラの発信部で
ある。同期整流回路８ａ、８ｂ、８ｃはそれぞれＰＬＬ
(phase lockedloop)回路とアナログスイッチ回路とを内
蔵したもので、後述のような方法で各ＣＴ９ａ、９ｂ、
９ｃで検出される電流から無効電流Ｉ0と有効電流Ｉ1と
を検出するように構成されている。なお、上記のＰＬＬ
回路とアナログスイッチ回路にはＩＣ化された市販品が
利用される。Reference numeral 6 denotes a switch control unit for opening and closing one or both of the main switches 3 and 4, 7 denotes an output setting circuit of the inverter 2, 8a, 8b and 8c denote synchronous rectification circuits, 9a, 9b, 9c is a current transformer (hereinafter referred to as CT), 10a and 10b are transformers, 11a and 11b are comparison circuits, 12 is an addition circuit, 13 is a PLL circuit, 14 is a high-pass filter, and 15 is a tuning confirmation photocoupler. Department. The synchronous rectifier circuits 8a, 8b, 8c are PLL
(phase locked loop) circuit and an analog switch circuit. Each of the CTs 9a, 9b,
It is configured to detect the reactive current I 0 and the active current I 1 from the current detected at 9c. Note that the above PLL
Commercially available IC products are used for the circuit and the analog switch circuit.
【００１３】運転時にはまず主開閉器４が先に投入さ
れ、商用電源Ａの電圧とインバータ２の電圧とを比較回
路１１ａを経て設定回路７に入力して設定回路７から電
圧設定信号が出力され、また商用電源Ａの電圧の位相信
号がＰＬＬ回路１３から加算回路１２を経て出力され、
インバータ２の出力の電圧と位相が商用電源Ａのそれと
一致するように制御される。そして両者の一致がホトカ
プラの発信部１５からの出力が停止することによって確
認されると、主開閉器３が投入されて並列運転が開始さ
れる。この並列運転状態では負荷Ｌに対する出力電圧は
インバータ２と商用電源Ａの合成電圧となり、ＰＬＬ回
路１３に入力される電圧が同一なためＰＬＬ回路１３の
出力が零となるので、以後は同期整流回路８ａからの信
号によってインバータ２が制御される。なお、ホトカプ
ラの受信側は例えば開閉器制御部６に設けて自動的に主
開閉器３を投入し、あるいは開閉器制御部６とは別に設
けた受信装置で一致を確認し、手動操作等によって主開
閉器３を投入する。During operation, the main switch 4 is first turned on, the voltage of the commercial power supply A and the voltage of the inverter 2 are input to the setting circuit 7 via the comparison circuit 11a, and a voltage setting signal is output from the setting circuit 7. Also, a phase signal of the voltage of the commercial power supply A is output from the PLL circuit 13 through the addition circuit 12,
Control is performed so that the voltage and phase of the output of the inverter 2 match those of the commercial power supply A. When the coincidence between the two is confirmed by the stop of the output from the transmitting unit 15 of the photocoupler, the main switch 3 is turned on to start the parallel operation. In this parallel operation state, the output voltage with respect to the load L is a composite voltage of the inverter 2 and the commercial power supply A, and the output of the PLL circuit 13 becomes zero because the voltage input to the PLL circuit 13 is the same. The inverter 2 is controlled by the signal from 8a. The receiving side of the photocoupler is provided, for example, in the switch control unit 6 to automatically turn on the main switch 3, or confirms a match with a receiving device provided separately from the switch control unit 6, and performs manual operation. The main switch 3 is turned on.
【００１４】次に、この並列時における制御について述
べる。同期整流回路８ａでは、図２の(ａ)に示す合成電
圧波形をシュミット回路等により(ｂ)の方形波とし、こ
れをＰＬＬ回路で２倍の周波数を持つ(ｃ)の波形とし、
更にフリップフロップ回路等により９０°位相の遅れた
(ｄ)の方形波とする。そしてこの方形波を用いてアナロ
グスイッチ回路でインバータ２の出力電流を開閉し、合
成電圧波形に対して９０°遅れた半サイクルにおけるイ
ンバータ電流を取り出すのであり、図２の(ｅ)乃至(ｇ)
にその結果を斜線を付けて例示している。Next, control in the parallel state will be described. In the synchronous rectifier circuit 8a, the composite voltage waveform shown in (a) of FIG. 2 is made into a square wave of (b) by a Schmitt circuit or the like, and this is made into a (c) waveform having twice the frequency by a PLL circuit.
Further, the phase was delayed by 90 ° by a flip-flop circuit, etc.
The square wave of (d) is used. Using the square wave, the output current of the inverter 2 is opened and closed by an analog switch circuit, and the inverter current in a half cycle delayed by 90 ° with respect to the composite voltage waveform is taken out.
The results are shown with diagonal lines.
【００１５】すなわち、インバータ電流が合成電圧波形
と同相の場合には(e)のようにプラス側とマイナス側の
面積が等しくなるので平均値は零となり、遅れている場
合には(f)のようにプラス側の面積が大きいため平均値
は正となり、また進んでいる場合には(g)のようにマイ
ナス側の面積が大きくなって平均値は負となる。従っ
て、この平均値によって合成電圧波形に対するインバー
タ電流の遅れあるいは進みと無効電流の大きさを検出す
ることができ、これをインバータ２の導通制御回路２ｂ
にフィードバックして位相差を無くすように、つまり平
均値が零となるようにインバータ２の周波数と位相を制
御して同期化するのである。なお、(d)の方形波に代え
て９０°位相の進んだ方形波を用いても原理的には同じ
である。That is, when the inverter current is in phase with the composite voltage waveform, the area on the plus side and the minus side are equal as shown in (e), so that the average value is zero. As described above, the average value is positive because the area on the plus side is large, and when the area is advanced, the area on the negative side is increased and the average value is negative as shown in (g). Therefore, it is possible to detect the delay or advance of the inverter current with respect to the composite voltage waveform and the magnitude of the reactive current based on the average value, and this is used as the conduction control circuit 2b of the inverter 2.
Then, the frequency and phase of the inverter 2 are controlled and synchronized so that the phase difference is eliminated by feedback to the inverter 2, that is, the average value becomes zero. The principle is the same even if a square wave advanced by 90 ° is used instead of the square wave of (d).
【００１６】また、(b)のような合成電圧波形と同位相
の方形波を用い、合成電圧波形と同位相の半サイクルに
おけるインバータ電流を取り出すことにより、インバー
タの有効電流の大きさと方向を検出することができる。
この処理の結果は図２の(h)乃至(j)に斜線を付けて示し
てあり、インバータ電流が合成電圧波形と同相の場合に
は(h)のように平均値は正で最大となり、位相がずれる
と(i)のようになって平均値はプラス側とマイナス側の
面積の差となる。また、位相のずれが大きくなると(j)
のようになって平均値は負となり、商用電源Ａから電流
が流入する状態になっていることが検知される。従っ
て、このような処理でインバータ２の有効電流の大きさ
と方向を検出し、その結果を利用してインバータ２を制
御することができるのである。Further, the magnitude and direction of the effective current of the inverter are detected by extracting the inverter current in a half cycle having the same phase as the synthesized voltage waveform by using a square wave having the same phase as the synthesized voltage waveform as shown in FIG. can do.
The result of this processing is shown by hatching in (h) to (j) of FIG. 2, and when the inverter current is in phase with the composite voltage waveform, the average value is positive and maximum as in (h), If the phase shifts, as shown in (i), the average value becomes the difference between the areas on the plus side and the minus side. When the phase shift becomes large, (j)
As a result, the average value becomes negative, and it is detected that the current flows from the commercial power supply A. Therefore, the magnitude and direction of the effective current of the inverter 2 can be detected by such processing, and the result can be used to control the inverter 2.
【００１７】ところで、インバータは周知のように半導
体スイッチの導通を制御して直流を交流に変換している
ため、その出力波形は図３の実線のように段階的に変化
する波形となり、多くの高調波成分が必ず含まれてい
る。これに対して、回転式発電機は破線のように滑らか
な正弦波であるから双方の電圧を厳密に一致させること
はできず、両電源が並列接続された場合にはインバータ
の波形に含まれている高調波成分が循環電流となって流
れることになる。この循環電流はいずれかが停電して電
力が一方の電源からのみ供給されている時には流れない
から、並列接続状態でこの循環電流の有無を監視してお
くことにより、停電が検知できる。Since the inverter controls the conduction of the semiconductor switch to convert the direct current into the alternating current as is well known, the output waveform becomes a waveform that changes stepwise as shown by the solid line in FIG. Harmonic components are always included. On the other hand, since the rotary generator has a smooth sine wave as shown by a broken line, it is not possible to exactly match both voltages, and when both power supplies are connected in parallel, they are included in the waveform of the inverter. The higher harmonic component flows as a circulating current. Since this circulating current does not flow when any one of the power failures and the power is supplied only from one of the power supplies, the power failure can be detected by monitoring the presence or absence of the circulating current in a parallel connection state.
【００１８】すなわち、インバータ２の出力回路の電流
をＣＴ９ａで検出し、この検出結果をハイパスフィルタ
１４を通して循環電流に対応する高次の高調波信号のみ
を開閉器制御部６に入力しており、この高調波信号を監
視してこれが入力されなくなると商用電源Ａの停電とみ
なして開閉器制御部６が作動し、主開閉器４を開く。こ
れで商用電源Ａはインバータ２の出力側から切り離さ
れ、図示しない電源側の開閉器を開くことによりその区
間は無電圧となるので、安全に点検等を行うことができ
る。負荷Ｌには引き続いてインバータ２から電力が供給
される。なお、開閉器制御部６には同期整流回路８ｂ，
８ｃで検出された無効電流を比較した結果が比較器１１
ｂから入力され、この信号によっても停電を検出するよ
うにしてある。That is, the current of the output circuit of the inverter 2 is detected by the CT 9a, and only the higher-order harmonic signal corresponding to the circulating current is input to the switch controller 6 through the high-pass filter 14 based on the detection result. This harmonic signal is monitored, and when it is no longer input, it is regarded as a power failure of the commercial power supply A, and the switch control unit 6 operates, and the main switch 4 is opened. As a result, the commercial power supply A is disconnected from the output side of the inverter 2 and the section becomes non-voltage by opening a switch (not shown) on the power supply side, so that inspection can be performed safely. Power is subsequently supplied from the inverter 2 to the load L. The switch control unit 6 includes a synchronous rectifier circuit 8b,
The result of comparing the reactive currents detected by the comparator 8c is
b, the power failure is also detected by this signal.
【００１９】以上の制御は、ソーラ発電システムと商用
電源の場合に限定されるものではなく、一般的なインバ
ータと回転式発電機電源の並列運転に広く適用できるも
のであるが、次にソーラ発電システムと商用電源の並列
運転に特有な問題点を解決する点について説明する。The above control is not limited to the case of a solar power generation system and a commercial power supply, but can be widely applied to a parallel operation of a general inverter and a rotary generator power supply. A description will be given of how to solve the problems specific to the parallel operation of the system and the commercial power supply.
【００２０】周知のように、太陽電池の出力特性は図４
に例示したような垂下特性となっており、しかもその特
性は日照状態によって変化し、受光量が大きくなるほど
出力は増加して特性曲線は図の右方向に移動する。ま
た、太陽電池には一般に最大電力点(ＭＰＰＴ)として知
られる電圧があり、この電圧を下回るような状態で電流
を取り出すことは、インバータの出力電圧も低下してシ
ステム全体のバランスを崩す原因となるので避ける必要
がある。図のＶ0は各特性曲線の最大電力点を結んだも
のである。しかし、太陽電池の出力特性は上述のように
日照状態によって大幅に変化するので、太陽電池から供
給する電流を不規則な日照に応じて制御することは非常
に困難となる。また、商用電源Ａは前述したようにイン
ピーダンスが低いためインバータ２の電圧との間にわず
かな差があっても大きな循環電流が流れるので、並列に
接続された後に両者の電圧が等しくなるような同調制御
が必要である。As is well known, the output characteristics of the solar cell are shown in FIG.
The characteristic curve changes depending on the state of sunlight, and the output increases as the amount of received light increases, and the characteristic curve moves rightward in the figure. In addition, solar cells generally have a voltage known as the maximum power point (MPPT), and extracting current below this voltage may cause the output voltage of the inverter to drop and cause the overall system to lose its balance. Must be avoided. V 0 which figures are obtained by connecting the maximum power point of each characteristic curve. However, as described above, the output characteristics of a solar cell vary greatly depending on the state of sunshine, and it is very difficult to control the current supplied from the solar cell according to irregular sunshine. Further, since the commercial power supply A has a low impedance as described above, a large circulating current flows even if there is a slight difference between the voltage of the inverter 2 and the commercial power supply A. Tuning control is required.
【００２１】実施例ではＣＴ９ａで検出したインバータ
２の出力電流を同期整流回路８ａに入力し、図２の(ｈ)
乃至(ｊ)に関して説明した方法でインバータ２から出力
される有効電流Ｉ１の大きさと方向を検出している。こ
の結果はインバータ２の負荷状態、すなわち太陽電池１
ａの負荷状態を反映しており、これから太陽電池１ａの
出力に余裕が有るか無いかを知ることができるので、こ
れを電流制限信号としてインバータ２にフィードバック
し、太陽電池１ａの出力電圧が所定値以下に低下しない
ようにインバータ２の出力電圧を制限するのである。In the embodiment, the output current of the inverter 2 detected by the CT 9a is input to the synchronous rectifier circuit 8a, and the output current of FIG.
The magnitude and direction of the effective current I1 output from the inverter 2 are detected by the method described with respect to (j). The result is the load state of the inverter 2, that is, the solar cell 1
a, the output state of the solar cell 1a is reflected back to the inverter 2 as a current limiting signal, and the output voltage of the solar cell 1a is adjusted to a predetermined value. The output voltage of the inverter 2 is limited so as not to drop below the value.
【００２２】この制御は日照状態に応じて太陽電池１ａ
の出力特性が変化し、あるいは負荷Ｌが変動してもこれ
らに自動的に追従して行われる。従って、商用電源Ａの
電圧に同調させ、しかも例えば太陽電池１ａの出力が負
荷Ｌよりも大きい時には、インバータ２の有効電流が負
荷電流と同じ値になるようにインバータ２の出力電圧を
制御し、太陽電池１ａの出力が負荷Ｌよりも小さくて余
裕が無い時には、インバータ２の出力電圧が最大電力点
Ｖ0に相当する電圧を下回らない適正な値を維持するよ
うにインバータ２の電流を制限して不足分は商用電源Ａ
から供給するようにし、いかなる場合もインバータ２の
有効電流が負にならないようにしながらソーラ発電シス
テムＳを活用するというような制御が可能となるのであ
る。このような制御は、例えば学校のように主として日
照の得られる昼間だけ使われるような施設において、電
力の大部分をソーラ発電システムＳから供給し、商用電
源Ａを補助的に用いるような方式の電力設備として好適
なものである。This control is carried out according to the state of sunshine.
Are automatically followed even if the output characteristics of the device change or the load L changes. Therefore, the output voltage of the inverter 2 is tuned to the voltage of the commercial power supply A, and the output voltage of the inverter 2 is controlled so that, for example, when the output of the solar cell 1a is larger than the load L, the effective current of the inverter 2 becomes the same value as the load current. when there is no margin smaller than the output load L of the solar cell 1a is to limit the current of the inverter 2 so that the output voltage of the inverter 2 is to maintain a proper value not less than a voltage corresponding to the maximum power point V 0 The shortage is commercial power A
From the solar power generation system S while preventing the effective current of the inverter 2 from becoming negative in any case. In such a control, for example, in a facility such as a school that is mainly used only in the daytime when sunlight is available, most of the power is supplied from the solar power generation system S and the commercial power supply A is used as a supplement. It is suitable as power equipment.
【００２３】またこの実施例では、ＣＴ９ａで検出した
インバータ２の出力電流の瞬時値をそのままフィードバ
ックすることにより、商用電源Ａの電圧の瞬間的な変動
によって大きな循環電流が流れることを防止している。
図５はインバータ２の半導体スイッチ２ａの導通を制御
する回路の要部の一例であり、差動増幅器２１に設定電
圧と出力電圧のフィードバック信号である直流信号を入
力して所定の方形波を発生させ、これをローパスフィル
タ２２を経て第２段の差動増幅器２３に入力している。
そしてＣＴ９ａからの瞬時値を出力電流のフィードバッ
ク信号としてこれも差動増幅器２３に入力し、これらの
差に応じた出力信号によってパルス幅変調回路２４を作
動させて半導体スイッチ２ａの導通を制御するのであ
る。In this embodiment, the instantaneous value of the output current of the inverter 2 detected by the CT 9a is fed back as it is, thereby preventing a large circulating current from flowing due to the instantaneous fluctuation of the voltage of the commercial power supply A. .
FIG. 5 shows an example of a main part of a circuit for controlling conduction of the semiconductor switch 2a of the inverter 2. A DC signal which is a feedback signal of a set voltage and an output voltage is input to the differential amplifier 21 to generate a predetermined square wave. This is input to the second-stage differential amplifier 23 via the low-pass filter 22.
Then, the instantaneous value from the CT 9a is also input to the differential amplifier 23 as a feedback signal of the output current, and the pulse width modulation circuit 24 is operated by the output signal corresponding to the difference to control the conduction of the semiconductor switch 2a. is there.
【００２４】このため、第１段の差動増幅器２１におけ
る電圧のフィードバック制御は比較的ゆっくりした周期
で行われて、定常的には低インピーダンスの電圧源とし
て作動する定電圧制御となるが、差動増幅器２３におけ
る電流のフィードバック制御は瞬時値に反応するので電
圧の過渡変動率が大きくなり、電流を一定に保つ定電流
制御となる。従って、インバータ２の見かけのインピー
ダンスが瞬間的には高インピーダンスとなり、商用電源
Ａの電圧が瞬間的に変動した場合に大きな循環電流が流
れることが防止されるのである。For this reason, the feedback control of the voltage in the first-stage differential amplifier 21 is performed at a relatively slow cycle, and is a constant voltage control that normally operates as a low-impedance voltage source. The feedback control of the current in the dynamic amplifier 23 responds to the instantaneous value, so that the transient fluctuation rate of the voltage increases, and the constant current control is performed to keep the current constant. Therefore, the apparent impedance of the inverter 2 becomes high instantaneously, and a large circulating current is prevented from flowing when the voltage of the commercial power supply A fluctuates instantaneously.
【００２５】[0025]
【発明の効果】上述の実施例から明らかなように、この
発明は、太陽電池を含むソーラ発電システムの出力変換
用のインバータと回転式発電機電源とを並列接続した状
態で、インバータと回転式発電機電源との合成電圧波形
に対するインバータ電流の位相と無効電流の大きさを検
出して、インバータと回転式発電機電源との位相差を無
くすようにインバータの周波数と位相を制御すると共
に、合成電圧波形に対して同位相の半サイクル中におけ
るインバータ電流の平均値から得たインバータの有効電
流の大きさ及び方向により太陽電池の負荷状態を検出
し、負荷状態に応じてインバータの出力電圧が太陽電池
の最大出力点に相当する電圧を下回らないようにインバ
ータ電流を制限するようにしたものである。従って、イ
ンバータの周波数と位相が適正に制御されて回転式発電
機電源との系統連系システムの運転が無効電流のない状
態で行われて、太陽電池の出力が効率よく利用される。
更に太陽電池の出力に余裕が無い時でも適正な負荷電流
が供給されるので負荷を取り過ぎて出力電圧を低下させ
てしまうことがなく、日照状態に応じて太陽電池の出力
が変化するというソーラ発電システムの弱点をカバーし
ながら系統連系システムを安定して運転することが可能
となる。As is apparent from the above-described embodiment, the present invention relates to a solar power generation system including a solar cell, in which an inverter for output conversion and a rotary generator power supply are connected in parallel with each other. Detects the phase of the inverter current and the magnitude of the reactive current with respect to the combined voltage waveform with the generator power supply, and controls the frequency and phase of the inverter so as to eliminate the phase difference between the inverter and the rotary generator power supply. The load state of the solar cell is detected based on the magnitude and direction of the effective current of the inverter obtained from the average value of the inverter current during the half cycle in phase with the voltage waveform, and the output voltage of the inverter is changed according to the load state. The inverter current is limited so as not to fall below a voltage corresponding to the maximum output point of the battery. Therefore, the frequency and phase of the inverter are properly controlled, and the operation of the system interconnection system with the rotary generator power supply is performed without any reactive current, and the output of the solar cell is used efficiently.
Furthermore, even when there is no margin in the output of the solar cell, a proper load current is supplied, so that the output voltage does not decrease due to excessive load, and the output of the solar cell changes according to the sunshine state. It is possible to operate the grid connection system stably while covering the weak points of the power generation system.
【００２６】[0026]
【００２７】[0027]
【図１】この発明の一実施例の基本的な構成を示す概略
結線図である。FIG. 1 is a schematic connection diagram showing a basic configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例における波形図である。FIG. 2 is a waveform chart in the embodiment.
【図３】インバータと回転式発電機の出力波形図であ
る。FIG. 3 is an output waveform diagram of an inverter and a rotary generator.
【図４】太陽電池の出力特性図である。FIG. 4 is an output characteristic diagram of a solar cell.
【図５】実施例の導通制御回路の一例を示す概略図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a conduction control circuit according to the embodiment;
Ｓ ソーラ発電システム Ａ 商用電源 Ｌ 負荷 Ｉ0 無効電流 Ｉ1 有効電流 １ 直流電源部 １ａ 太陽電池 ２ インバータ ２ａ 半導体スイッチ ２ｂ 導通制御回路 ３，４ 主開閉器 ６ 開閉器制御部 ８ａ、８ｂ、８ｃ 同期整流回路 ９ａ、９ｂ、９ｃ ＣＴ １３ ＰＬＬ回路 １４ ハイパスフィルタS solar power generation system A commercial power supply L load I 0 reactive current I 1 active current first DC power supply unit 1a solar cell 2 inverters 2a semiconductor switch 2b conduction control circuits 3 and 4 main switch 6 switches the control unit 8a, 8b, 8c synchronization Rectifier circuit 9a, 9b, 9c CT 13 PLL circuit 14 High-pass filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−97146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−113628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−124727（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303022（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−70235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/00 - 5/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-55-97146 (JP, A) JP-A-60-113628 (JP, A) JP-A-63-124727 (JP, A) JP-A-1- 303022 (JP, A) JP-A-2-70235 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 3/00-5/00
Claims (1)
力変換用のインバータと、回転式発電機電源とを並列接
続した状態で、前記インバータと前記回転式発電機電源
との合成電圧波形に対するインバータ電流の位相及び無
効電流の大きさを検出して、前記インバータと前記回転
式発電機電源との位相差を無くすように、前記インバー
タの周波数及びインバータ電流の位相を制御すると共
に、前記合成電圧波形に対して同位相の半サイクル中に
おけるインバータ電流の平均値から得た前記インバータ
の有効電流の大きさ及び方向に基づいて太陽電池の負荷
状態を検出し、負荷状態に応じて前記インバータの出力
電圧が前記太陽電池の最大出力点に相当する電圧を下回
らないように前記インバータ電流を制限することを特徴
とするインバータと回転式発電機電源の並列運転方式。An inverter current for a combined voltage waveform of the inverter and the rotary generator power supply in a state where an inverter for output conversion of a solar power generation system including a solar cell and a rotary generator power supply are connected in parallel. And controlling the frequency of the inverter and the phase of the inverter current so as to eliminate the phase difference between the inverter and the rotary generator power supply. On the other hand, the load state of the solar cell is detected based on the magnitude and direction of the effective current of the inverter obtained from the average value of the inverter current during the half cycle of the same phase, and the output voltage of the inverter is changed according to the load state. The inverter current is limited so as not to fall below a voltage corresponding to a maximum output point of the solar cell. Parallel operation system of the rotary generator power supply.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09299491A JP3266285B2 (en) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Parallel operation of inverter and rotary generator power supply |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP09299491A JP3266285B2 (en) | 1991-03-30 | 1991-03-30 | Parallel operation of inverter and rotary generator power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304120A JPH04304120A (en) | 1992-10-27 |
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- 1991-03-30 JP JP09299491A patent/JP3266285B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04304120A (en) | 1992-10-27 |
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