JP3721731B2 - Solar power system - Google Patents
Solar power system Download PDFInfo
- Publication number
- JP3721731B2 JP3721731B2 JP21885997A JP21885997A JP3721731B2 JP 3721731 B2 JP3721731 B2 JP 3721731B2 JP 21885997 A JP21885997 A JP 21885997A JP 21885997 A JP21885997 A JP 21885997A JP 3721731 B2 JP3721731 B2 JP 3721731B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power converter
- power
- contact
- line
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池を用いた電源装置を商用電源と電気的に接続して、共通の負荷に電力を供給するように系統連系運転を行なう太陽光発電システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、二酸化炭素による地球温暖化の防止対策の一つとして、住宅に自家発電用として太陽電池を設置し、太陽電池により得られた電力を電力変換し商用電源との系統連系運転を行なうことが考えられている。つまり、太陽電池より出力される直流電力をインバータ回路を用いて交流電力に電力変換し、商用電源との間で送電系統を連絡して系統連系を行なうのである。このような自家発電と商用電源との系統連系運転については、社団法人日本電気協会より発行されている分散型電源系統連系技術指針(以下、指針と略称する)などに技術的指針が示されている。この指針は、商用電源による供給電力の品質、保安、信頼性、保護協調を確保して、円滑な系統連系運転を行なうために示されている。
【0003】
ところで、太陽光発電システムとしては、図8に示すように、単相3線の商用電源ACから電流制限器(以下、リミッタという)11および漏電ブレーカよりなる主幹ブレーカ12を介して接続されている幹線Lmに、連系ブレーカ21および解列開閉器22a,22bを介して太陽電池20の出力を電力変換する電力変換器23を接続したものがある。リミッタ11は需要家の負荷電流を電力会社との間の契約値以下に制限するために設けられたブレーカである。電力変換器23は上述のようにインバータ回路を用いたものであり、太陽電池20から出力された直流電圧を交流電圧に変換する機能を有している。主幹ブレーカ12と連系ブレーカ21との間の幹線Lmには、それぞれ分岐ブレーカ13を介して複数の分岐回路Lbが接続されている。リミッタ11、主幹ブレーカ12、分岐ブレーカ13、連系ブレーカ21、解列開閉器22a,22bは分電盤1に収納され、太陽電池20は住宅の屋根などに設置され、電力変換器23は太陽電池20との間の配線をできるだけ短くするために住宅の屋外に配置される。太陽電池20と電力変換器23との配線を短くし屋外に配置するのは、太陽電池20と電力変換器23との間では直流電流が流れるから損失を増加させないためであり、また、太陽電池20の最大出力電圧は300V程度になるから高圧の配線が人に触れる可能性を低減して安全性を高めるためである。
【0004】
解列開閉器22a,22bは、異常時や商用電源ACの停電時に商用電源ACと電力変換器23とを切り離すために設けられている。つまり、解列開閉器22a,22bがオンのときに系統連系が行なわれ、解列開閉器22a,22bがオフの状態(つまり、解列された状態)では系統分離がなされる。なお、前記指針によれば、解列開閉器22a,22bは系統連系を行なう2系統の間に2個の接点を挿入するのが望ましい。
【0005】
ところで、解列開閉器22a,22bは系統連系保護装置25により異常あるいは商用電源ACの停電が検出されたときに解列するものであって、系統連系保護装置25は連系ブレーカ21と解列開閉器22a,22bとの間に挿入されたセンサ27の出力に基づいて異常や停電を検出する。すなわち、センサ27が幹線Lmに流れる電流、線間の電圧を検出し、系統連系保護装置25に引き渡すことにより、異常や停電を検出することができる。解列開閉器22a,22bは電力変換器23と分岐ブレーカ13との間に挿入されているから、異常時や停電時には太陽電池20による発電が行なわれていても分岐回路Lbには電力を供給することができなくなる。そこで、電力変換器23と解列遮断器22a,22bとの間に共用分岐ブレーカ24を介して共用分岐回路Lcを接続することが提案されている。このような共用分岐回路Lcを設ければ、系統連系時と系統分離時とにかかわらず、共用分岐回路Lcへの電力供給が可能になる。つまり、異常時や停電時であっても電力変換器23から正常に出力が得られていれば共用分岐回路Lcへの電力供給が可能になる。その結果、電話機などの通信機器のように優先的に電力を供給する必要がある負荷に電力を供給できる可能性が高くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の太陽光発電システムでは、電力変換器23のメンテナンスを行なう際には連系ブレーカ21をオフにし、また太陽電池20と電力変換器23とを切り離す必要がある。太陽電池20と電力変換器23との間には図示しないブレーカが設けられており、このブレーカを操作することによって太陽電池20と電力変換器23とが切り離される。このような操作によって電力変換器23のメンテナンスが可能にはなるが、このとき共用分岐回路Lcには商用電源ACと電力変換器23とのいずれからも電力が供給されなくなり、共用分岐回路Lcに接続された負荷が停止することになる。つまり、本来は優先的に電力を供給する必要のある負荷が接続されている共用分岐回路Lcであっても電力変換器23のメンテナンス時には優先的に動作させるべき負荷への電力供給が行なえないという問題が生じる。
【0007】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電力変換器のメンテナンス時でも共用分岐回路に電力を供給することができるようにした太陽光発電システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、太陽電池と、太陽電池から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源に接続された幹線と電力変換器との間に挿入された解列開閉器および連系ブレーカと、異常や商用電源の停電を検出すると解列開閉器を駆動して系統分離を行なう系統連系保護装置と、少なくとも系統連系時には幹線と連系ブレーカとの間の電路から負荷に電力を供給する共用分岐回路と、電力変換器と共用分岐回路との間に設けた切換開閉器とを備え、系統分離時に電力変換器が系統連系時より出力電圧を引下げるように構成され、切換開閉器には、電力変換器の第1の出力線を系統分離時に共用分岐回路に接続する第1の接点と、電力変換器の第1の出力線の出力電圧を分圧して出力する電力変換器の第2の出力線を系統連系時に共用分岐回路に接続する第2の接点と、第1の接点と第2の接点とが同時にオンになるのを防止するようにインタロックを行なうインタロック手段とが設けられているものである。
この構成によれば、電力変換器のメンテナンスを行なうときには連系ブレーカをオフにして電力変換器を幹線から切り離すが、少なくとも系統連系時には共用分岐回路が連系ブレーカに対して商用電源側の電路に接続されているから、系統連系時であれば連系ブレーカをオフにしても共用分岐回路への電力の供給が可能になる。つまり、太陽電池や電力変換器のメンテナンスを行なっている期間にも共用分岐回路に接続された負荷に電力を供給することが可能になる。しかも、電力変換器と共用分岐回路との間に挿入した第1の接点と第2の接点とが同時にオンになることを禁止するためにインタロック手段を設けているから、第1の接点と第2の接点とが同時にオンになるのを確実に防止し、電力変換器の2本の出力線の短絡を防止することができる。
【0009】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、連系ブレーカは、電力変換器と解列開閉器との間の電路に挿入され、共用分岐回路は、連系ブレーカと解列開閉器との間の電路から負荷に電力を供給する。
この構成によれば、連系ブレーカをオフにしても解列開閉器による系統分離が行われていなければ共用分岐回路への電力の供給が可能になる。
【0010】
請求項3の発明では、請求項1の発明において、切換開閉器は、共用分岐回路を幹線に接続する状態と電力変換器に接続する状態とを選択する。
この構成によれば、共用分岐回路を幹線と電力変換器との一方に選択的に接続するから、電力変換器や太陽電池のメンテナンスの際には切換開閉器によって共用分岐回路を幹線に接続しておけば、商用電源から共用分岐回路への電力の供給が可能になる。
【0011】
請求項4の発明は、請求項3の発明において、解列開閉器と切換開閉器とをそれぞれ2個ずつの常開接点を備えるリレーを組み合わせて構成したものである。この構成によれば、2個ずつの常開接点を備えるリレーのみで解列開閉器と切換開閉器とを構成するから、比較的安価なリレーのみで解列開閉器および切換開閉器を構成することができるとともに、部品品種を低減することができ、結果的に全体としてのコストを低減することが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
本実施形態の基本的な構成は図8に示した従来構成と同様であるが、図1に示すように、連系ブレーカ21の位置が異なる。
すなわち、リミッタ11および主幹ブレーカ12を介して商用電源ACに接続されている幹線Lmに解列開閉器22a,22bが接続され、解列開閉器22bと電力変換器23との間に連系ブレーカ21が挿入される。また、共用分岐回路Lcは解列開閉器22bと連系ブレーカ21との間の電路に共用分岐ブレーカ24を介して接続される。電力変換器23は太陽電池20の直流出力を商用電源ACと同様の交流に電力変換するものであり、インバータ回路を主構成としている。また、主幹ブレーカ12と連系ブレーカ21との間の幹線Lmには、それぞれ分岐ブレーカ13を介して複数の分岐回路Lbが接続される。さらに、電力変換器23は太陽電池20に近い屋外に配置され、太陽電池20から電力変換器23に至る経路での直流電力の損失が少なくなるようにしてある。
【0014】
系統連系保護装置25は連系ブレーカ21と解列開閉器22a,22bとの間に挿入されたセンサ27の出力に基づいて異常や停電を検出する。センサ27は幹線Lmに流れる電流を検出する電流センサと、幹線Lmの線間の電圧を検出する電圧センサとからなり、系統連系保護装置25に電流および電圧の検出値を引き渡すことにより、系統連系保護装置25では電圧の変動や周波数の変動を検出し、これらに異常があれば解列開閉器22a,22bを解列させる。また、電圧および電流の変化により商用電源ACの停電を検出することもできる。
【0015】
ところで、電力変換器23は、系統連系時には200V(商用電源が100Vの場合)の交流を出力し、系統分離時には100Vの交流を出力するように構成される。系統連系状態か系統分離状態かは系統連系保護装置25からの通知信号で指示される。また、電力変換器23は出力を等分に分圧し、系統連系時には分圧した中点を幹線Lmの中性線に接続する。系統連系時と系統分離時とで電力変換器23の出力電圧を切り換えるのは、系統分離時には太陽電池20のみが電源となるから、出力電圧を下げることによって電流容量を確保するためである。このように系統連系時と系統分離時とでは電力変換器23の出力電圧が変化するから、系統連系時と系統分離時とで共用分岐回路Lcの線間電圧を変化させないためには、電力変換器23と共用分岐回路Lcとの接続関係を切り換える手段が必要である。そこで、3極の接点r11〜r13を備える切換開閉器29aと2極の接点r21,r22を備える切換開閉器29bとを電力変換器23と共用分岐ブレーカ24との間に設けてある。ここにおいて、解列開閉器22a,22bと切換開閉器29a,29bとは電磁リレーにより構成されている。
【0016】
切換開閉器29aの接点r11〜r13と切換開閉器29bの接点r21,r22とは同時にオンにならないように電力変換器23からの切換信号により制御される。切換開閉器29aは電力変換器23からの3線と解列開閉器22bからの3線との間にそれぞれ接点r11〜r13を挿入するものであり、すべての接点r11〜r13が同じ電路に挿入される。ここで、図1において電力変換器23からの出力線を上からa線、b線、c線と呼ぶことにする。切換開閉器29bの一方の接点r22は切換開閉器29aの接点r11〜r13のうちc線に挿入された接点r13と並列に接続される。また、切換開閉器29bの他方の接点r21は切換開閉器29aの接点r11〜r13のうちa線に挿入された接点r11と電力変換器23との間に一端が接続され、b線に挿入された接点r12と共用分岐ブレーカ24との間に他端が接続される。
【0017】
要するに、共用分岐ブレーカ24は系統連系時に幹線Lmの一方の電力線と中性線とに接続されるのであって、系統分離時にはa線とc線との間の線間電圧が100Vになるから切換開閉器29bはa線およびc線と共用分岐ブレーカ24との間に接点r21,r22が挿入され、系統連系時にはa線とc線との間の線間電圧が200Vになるから切換開閉器29aはb線およびc線と共用分岐ブレーカ24との間に接点r12,r13が挿入される。言い換えると、系統連系時には共用分岐ブレーカ24はb線とc線とに接続され、系統分離時にはa線とc線とに接続されるのであって、共用分岐ブレーカ24の一端は系統連系時と系統分離時とでa線とb線との一方に選択的に接続されなければならない。つまり、切換開閉器29aの接点r12と切換開閉器29bの接点r21とは同時にオンになることが禁止されていなければならない。仮に両接点r12,r21が同時にオンになったとすると、a線とb線とが短絡するという問題が生じることになる。
【0018】
両切換開閉器29a,29bは接点r11〜r13,r21,r22がすべてa接点(常開接点)であり、電力変換器23からの切換信号がなければオフになる。接点r12と接点r21とが同時にオンにならないようにするために、系統連系時には切換開閉器29aの接点r11〜r13をオンにし、切換開閉器29bの接点r21,r22をオフにするように切換信号が与えられる。また、系統分離時には接点r11〜r13がオフになり、接点r21,r22がオンになる。つまり、系統連系時には電力変換器23のb線とc線とが共用分岐回路Lcに接続され、系統分離時には電力変換器23のa線とc線とが共用分岐回路Lcに接続される。系統連系時にはa線とc線との間の電圧が200Vであり、これを2分した電圧がb線とc線との間の電圧であるから共用分岐回路Lcに100Vの電圧が印加され、系統分離時にはa線とc線との間の電圧が100Vであり、これが共用分岐回路Lcに印加されるのである。このようにして、系統連系時と系統分離時とにかかわらず共用分岐回路Lcには100Vを印加することができ、しかも、系統分離時には電力変換器23の出力電圧を引き下げることにより電流容量を確保することができるのである。
【0019】
上述したように、異常時や停電時には解列開閉器22a,22bが遮断されて商用電源ACから共用分岐回路Lcへの電力の供給は停止するが、電力変換器23から共用分岐回路Lcへの電力の供給は可能になっている。一方、センサ27の出力を監視している系統連系保護装置25において異常や停電が検出されなくなると、系統連系保護装置25は異常や停電の解除を通知する通知信号を電力変換器23に与える。また、同時に解列開閉器22a,22bに対して系統連系を指示して接点をオンにする。電力変換器23は異常ないし停電の解除を通知する通知信号を受けると切換開閉器29aの接点r11〜r13をオンにし、切換開閉器29bの接点r21,r22をオフにする。この切換動作は自動的に行なわれる。
【0020】
上述の構成において、電力変換器23や太陽電池20のメンテナンスを行なうには、連系ブレーカ21をオフにして商用電源ACから電力変換器23を切り離す。また、このとき電力変換器23と太陽電池20との間に設けられたブレーカ(図示せず)もオフにする。従来構成では連系ブレーカ21をオフにすると共用分岐回路Lcに電力を供給することができなかったが、本実施形態では、異常や停電がなければ解列開閉器22a,22bがオンであって、共用分岐回路Lcには商用電源ACからの電力が供給されるから、電力変換器23や太陽電池20のメンテナンス時にも共用分岐回路Lcへの電力の供給が可能になる。
【0021】
ところで、両切換開閉器29a,29bの接点が同時にオンになるのを確実に防止するには、両切換開閉器29a,29bの接点のインタロックを行なうのが望ましい。インタロックには、回路構成による電気的インタロックと、接点構成による機械的インタロックとが考えられている。
電気的インタロックを行なうには、たとえば図2のように構成する。この構成では、切換開閉器29bとして2個のa接点(常開接点)を備えた電磁リレーを用いており、解列開閉器22a,22bにより系統分離が行なわれ、かつ切換開閉器29aの接点r11〜r13がオフになったときに、切換開閉器29bの駆動コイルCbに通電されるように構成してある。つまり、解列開閉器22a,22bおよび切換開閉器29aにそれぞれb接点(常閉接点)である補助接点r31〜r33を設け、これらの補助接点r31〜r33と切換開閉器29bの駆動コイルCbとの直列回路に切換信号を与えて切換開閉器29bの接点r21,r22の開閉を行なうのである。解列開閉器22a,22bおよび切換開閉器29aは補助接点r31〜r33を除いてすべての接点がa接点で構成される。
【0022】
解列開閉器22a,22bは系統分離を行なうと補助接点r31,r32をオンにし、このとき電力変換器23に通知信号が与えられて電力変換器23の出力電圧が100Vに切り換えられる。また、切換開閉器29aは系統連系保護装置25からの通知信号を受けると切換開閉器29aの接点r11〜r13をオフにし、その結果、補助接点r33がオンになる。つまり、駆動コイルCbに直列接続された3個の補助接点r31〜r33がすべてオンになる。したがって、切換開閉器29bのコイルCbに切換信号が与えられ、補助接点r31〜r33を通して駆動コイルCbに通電され、接点r21,r22がオンになるのである。図2の構成では切換開閉器29aの接点r11〜r13がオフでなければ補助接点r33がオンにならないから、切換開閉器29aの接点r11〜r13と切換開閉器29bの接点r21,r22とが同時にオンになるのを防止することができ、a線とb線との短絡を防止することができる。ここで、a線とb線との短絡防止は系統連系時にも行なわれていなければならないから、解列開閉器22a,22bの補助接点r31,r33も駆動コイルCbに直列接続してある。つまり、解列開閉器22a,22bにより系統分離が行なわれていなければa線とb線との間に挿入された接点r21がオンになることがないから、このことによってもa線とb線との短絡が確実に防止されることになる。
【0023】
一方、機械的インタロックを行なうには、図3のような構成を採用すればよい。これは、切換開閉器29a,29bを設ける代わりに2個のa接点r41,r42とと1個のb接点r43とを備える切換開閉器29を設けたものである。ここで、図1に示した回路構成の動作から明らかなように、両切換開閉器29a,29bの接点r13,r22は同時にオンになることはないが、どちらがオンでも電気的な接続関係に変化がないから、図3に示す構成では両接点r13,r22に相当する接点は省略してある。また、切換開閉器29aの接点r11は系統連系時にオン、系統分離時にオフになるものであるから、これに相当する接点r41を設け、さらに、接点r12と接点r21とに相当する接点として接点r42,r43を設けてある。つまり、両接点r42,r43は一端を共用分岐ブレーカ24の一端に接続し、接点r42の他端は電力変換器23の出力線のうちのb線に接続し、接点r43の他端は電力変換器23の出力線のうちのa線に接続している。ここで、接点r12と接点r21とは同時にオンになることが禁止されるから、接点r42をa接点、接点r43をb接点とすることによりインタロックを行なっているのである。
【0024】
(実施形態2)
実施形態1では、解列開閉器22a,22bや切換開閉器29aとして3個のa接点を備えるものを用いていたが、図4に示すように、本実施形態では解列開閉器22a,22bおよび切換開閉器29a,29bを2個のa接点を備える電磁リレーのみで構成したものである。図1に示した実施形態1の構成では、解列開閉器22a,22bとしてそれぞれ3個のa接点を備える電磁リレーを用いていたのに対して、本実施形態では2個のa接点を備える電磁リレーを用いるのであって、指針によれば系統連系を行なう2系統の間に2個の接点を設けるのであるから、幹線Lmのうち共用分岐回路Lcに接続されている2線に、解列開閉器22a,22bの2個ずつの接点を挿入することによって、3線のうちの2線については指針を満足することができる。
【0025】
一方、図1に示した実施形態1の構成では、切換開閉器29aが3個のa接点を備えていたから、これを2個のa接点を持つ電磁リレーで構成しようとすれば、2組の電磁リレーが必要になる。そこで、同時にオンオフされる2個の切換開閉器29a1 ,29a2 を設け、電力変換器23の出力線のうちのa線には2個の切換開閉器29a1 ,29a2 の接点r111 ,r112 を直列に挿入し、各切換開閉器29a1 ,29a2 の残りの接点r121 ,r122 をそれぞれb線とc線とに挿入する。この構成によって、解列開閉器22a,22bの接点が挿入されていない1線についても切換開閉器29a1 ,29a2 の2個の接点r111 ,r112 が挿入されることになり指針を満足することになる。
【0026】
上述のような接点構成とすることによって、系統連系を行なう2系統を接続する電路に2個ずつの接点を挿入するという指針を満足しながらも、2個のa接点を備えた電磁リレーのみで構成することができ、3個のa接点を備える特殊な電磁リレーを用いる場合に比較するとコストを低減することが可能になる。また、2個の解列開閉器22a,22bおよび2個の切換開閉器29a1 ,29a2 はそれぞれ同時にオンオフされるのであるから、接点の制御に関しては図1に示した実施形態1と同様である。
【0027】
なお、指針を満足するだけであれば、図5に示すように、図1に示した実施形態1の構成に対して、一方の解列開閉器22aのみを2個のa接点を備えた電磁リレーで構成してもよい。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
(参考例)
実施形態1では系統連系時と系統分離時とで電力変換器23の出力電圧を変化させるものであったが、本例は、系統連系時と系統分離時とで電力変換器23の出力電圧を変化させないものである。このような構成が採用できるのは、太陽電池20での発電電力が共用分岐回路Lcに接続される負荷の消費電力に対して十分な余裕がある場合であって、電力変換器23のa線とb線、b線とc線の間にそれぞれ共用分岐ブレーカ24a,24bを介して共用分岐回路Lca,Lcbを接続している。図6に示すように、本例の構成では切換開閉器29a,29bが不要であるから接点の構成は簡単になる。なお、2系統の共用分岐回路Lca,Lcbを有しているから、両共用分岐回路Lca,Lcbに接続される負荷による電力変換器23の出力電圧の変動を抑制するために、各共用分岐回路Lca,Lcbに接続される出力線ごとに個別に電圧制御を行なうようにしてある。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
【0028】
(実施形態3)
本実施形態は、図7に示すように、従来構成と同様に連系ブレーカ21と電力変換器23との間に解列開閉器22を挿入したものである。ここに、解列開閉器22は1個しか設けていないから、指針を満足するために切換開閉器29cの接点により幹線Lmと電力変換器23との間に2接点が直列に挿入されるようにしてある。本実施形態では共用分岐回路Lcが切換開閉器29dを介して幹線Lmと電力変換器23の出力線とに選択的に接続される構成を採用している。さらに、切換開閉器29dと幹線Lmとの間にはb接点を備えた分岐開閉器14が接続される。切換開閉器29dおよび分岐開閉器14は電磁リレーであって、駆動コイルCd,Ceには切換開閉器29cを通して電力変換器23の出力電圧が印加される。
【0029】
切換開閉器29cは実施形態1における2つの切換開閉器29a,29bの機能を1つの電磁リレーにより実現したものであり、この切換開閉器29cには2個のc接点と1個のa接点とが設けられ、各c接点は電力変換器23の出力線のうちのa線とc線とを解列開閉器22に接続するか切換開閉器29dに接続するかを選択する。また、切換開閉器29cに設けたa接点は電力変換器23の出力線のうちのb線を解列開閉器22に接続するか否かを選択する。つまり、このような切換開閉器29cを用いることによってインタロックが行なわれることになる。切換開閉器29cはc接点の常開側が解列開閉器22に接続されており、異常や停電がなければ電力変換器23の出力線は解列開閉器22および連系ブレーカ21を介して幹線Lmに接続される。このとき、駆動コイルCd,Ceには電力変換器23からの電圧が印加されないから切換開閉器29dの接点が常閉側に接続され、また分岐開閉器14もb接点であるから共用分岐回路Lcは幹線Lcに接続されることになる。
【0030】
一方、系統連系保護装置25が異常や停電を検出して解列開閉器22による系統分離が行なわれると、電力変換器23は系統連系保護装置25からの通知信号により切換開閉器29cの接点状態を反転させる。つまり、電力変換器23を切換開閉器29dに接続する。このとき、駆動コイルCd,Ceには電力変換器23の出力電圧(a線とc線との間の電圧)が印加され、共用分岐回路Lcが開閉切換器29c,29dを介して電力変換器23に接続されることになる。また、このとき幹線Lmと切換開閉器29dとの間は分岐開閉器14により切り離される。
【0031】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の構成でも電力変換器23や太陽電池20のメンテナンスを行なうときには連系ブレーカ21をオフにすればよく、このとき共用分岐回路Lcには分岐開閉器14および切換開閉器29dを通して幹線Lmから電力が供給されるから、電力変換器23や太陽電池24のメンテナンスを容易に行なうことができるのである。他の構成および動作は実施形態1と同様である。なお、本実施形態ではリミッタ11、主幹ブレーカ12、分岐ブレーカ13、連系ブレーカ21のほか、分岐開閉器14、切換開閉器29d、共用分岐ブレーカ24も分電盤1に収納される。
【0032】
【発明の効果】
請求項1の発明は、太陽電池と、太陽電池から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、商用電源に接続された幹線と電力変換器との間に挿入された解列開閉器および連系ブレーカと、異常や商用電源の停電を検出すると解列開閉器を駆動して系統分離を行なう系統連系保護装置と、少なくとも系統連系時には幹線と連系ブレーカとの間の電路から負荷に電力を供給する共用分岐回路と、電力変換器と共用分岐回路との間に設けた切換開閉器とを備え、系統分離時に電力変換器が系統連系時より出力電圧を引下げるように構成され、切換開閉器には、電力変換器の第1の出力線を系統分離時に共用分岐回路に接続する第1の接点と、電力変換器の第1の出力線の出力電圧を分圧して出力する電力変換器の第2の出力線を系統連系時に共用分岐回路に接続する第2の接点と、第1の接点と第2の接点とが同時にオンになるのを防止するようにインタロックを行なうインタロック手段とが設けられているものであり、電力変換器のメンテナンスを行なうときには連系ブレーカをオフにして電力変換器を幹線から切り離すが、少なくとも系統連系時には共用分岐回路が連系ブレーカに対して商用電源側の電路に接続されているから、系統連系時であれば連系ブレーカをオフにしても共用分岐回路への電力の供給が可能になり、太陽電池や電力変換器のメンテナンスを行なっている期間にも共用分岐回路に接続された負荷に電力を供給することが可能になるという利点がある。しかも、電力変換器と共用分岐回路との間に挿入した第1の接点と第2の接点とが同時にオンになることを禁止するためにインタロック手段を設けているから、第1の接点と第2の接点とが同時にオンになるのを確実に防止し、電力変換器の2本の出力線の短絡を防止することができるという利点がある。
【0033】
請求項2の発明のように、連系ブレーカが電力変換器と解列開閉器との間の電路に挿入され、共用分岐回路が連系ブレーカと解列開閉器との間の電路から負荷に電力を供給するものでは、連系ブレーカをオフにしても解列開閉器による系統分離が行われていなければ共用分岐回路への電力の供給が可能になるという利点がある。
【0034】
請求項3の発明のように、切換開閉器が共用分岐回路を幹線に接続する状態と電力変換器に接続する状態とを選択するものでは、共用分岐回路を幹線と電力変換器との一方に選択的に接続するから、電力変換器や太陽電池のメンテナンスの際には切換開閉器によって共用分岐回路を幹線に接続しておけば、商用電源から共用分岐回路への電力の供給が可能になるという利点がある。
【0035】
請求項4の発明のように、解列開閉器と切換開閉器とをそれぞれ2個ずつの常開接点を備えるリレーを組み合わせて構成したものでは、2個ずつの常開接点を備えるリレーのみで解列開閉器と切換開閉器とを構成するから、比較的安価なリレーのみで解列開閉器および切換開閉器を構成することができるとともに、部品品種を低減することができ、結果的に全体としてのコストを低減することが可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態1を示す回路図である。
【図2】 同上の変形例を示す要部回路図である。
【図3】 同上の他の変形例を示す要部回路図である。
【図4】 実施形態2を示す回路図である。
【図5】 同上の別構成を示す要部回路図である。
【図6】 参考例を示す要部回路図である。
【図7】 実施形態3を示す回路図である。
【図8】 従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
14 分岐開閉器
20 太陽電池
22a,22b 解列開閉器
23 電力変換器
25 系統連系保護装置
29a〜29d 切換開閉器
AC 商用電源
Lm 幹線
Lc 共用分岐回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photovoltaic power generation system in which a power supply device using a solar cell is electrically connected to a commercial power source and a grid interconnection operation is performed so as to supply power to a common load.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as one of the measures to prevent global warming due to carbon dioxide, a solar cell is installed in a house for private power generation, and the power obtained from the solar cell is converted into electric power to perform grid-connected operation with a commercial power source. Is considered. That is, the DC power output from the solar cell is converted into AC power using an inverter circuit, and the grid connection is performed by connecting the power transmission system to the commercial power source. For such grid-connected operation between private power generation and commercial power, technical guidelines are provided in the distributed power grid interconnection technical guidelines (hereinafter abbreviated as guidelines) published by the Japan Electric Association. Has been. This guideline is shown to ensure the quality, security, reliability, and protection coordination of the power supplied by the commercial power source and to perform smooth grid-connected operation.
[0003]
By the way, as shown in FIG. 8, the photovoltaic power generation system is connected from a single-phase three-wire commercial power supply AC via a current limiter (hereinafter referred to as a limiter) 11 and a
[0004]
The
[0005]
By the way, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned photovoltaic power generation system, when performing maintenance of the
[0007]
This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the solar power generation system which enabled it to supply electric power to a shared branch circuit also at the time of the maintenance of a power converter. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is inserted between a solar cell, a power converter that converts direct current output from the solar cell into alternating current, and a main line connected to a commercial power source and the power converter.Disconnection switch and interconnection breaker,System interconnection protection device that drives the disconnect switch to isolate the system when an abnormality or commercial power failure is detectedAnd load from the electric circuit between the main line and the interconnection breaker at least during grid connectionShared branch circuit that supplies power toAnd a switching switch provided between the power converter and the shared branch circuit, and the power converter is configured to lower the output voltage from the grid connection when the system is separated. A first contact for connecting the first output line of the power converter to the shared branch circuit at the time of system separation, and a second of the power converter for dividing and outputting the output voltage of the first output line of the power converter There are provided a second contact for connecting the output line to the shared branch circuit at the time of grid connection, and an interlock means for interlocking so as to prevent the first contact and the second contact from being simultaneously turned on. Has beenThingsThe
ThisAccording to the configuration, when performing maintenance of the power converter, the power breaker is turned off and the power converter is disconnected from the main line.At least during grid connectionSince the shared branch circuit is connected to the circuit on the commercial power supply side for the interconnection breaker,If grid connectionTurn off the interconnect breakerEven sharedIt is possible to supply power to the branch circuit. In other words, it is possible to supply power to the load connected to the shared branch circuit even during the maintenance period of the solar cell and the power converter.Moreover, since the first contact and the second contact inserted between the power converter and the shared branch circuit are prohibited from being simultaneously turned on, the interlock means is provided. It is possible to reliably prevent the second contact point from being turned on at the same time, and to prevent a short circuit between the two output lines of the power converter.
[0009]
Invention of Claim 2Then, in the invention of claim 1, the interconnection breaker is inserted in the electric circuit between the power converter and the disconnection switch, and the shared branch circuit is connected to the electric circuit between the interconnection breaker and the disconnection switch. Supply power to the load.
According to this configurationEven if the interconnection breaker is turned off, it is possible to supply power to the shared branch circuit unless system separation is performed by the disconnection switch.
[0010]
Invention of Claim 3Then, in the invention of claim 1, the switching switch selects a state where the shared branch circuit is connected to the main line and a state where it is connected to the power converter.
According to this configuration,Since the shared branch circuit is selectively connected to one of the main line and the power converter, if the shared branch circuit is connected to the main line with a switching switch during maintenance of the power converter or solar cell, commercial power Can supply power to the shared branch circuit.
[0011]
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, wherein the disconnecting switch and the switching switch are combined with relays each having two normally open contacts. According to this configuration, since the disconnection switch and the switching switch are configured only by relays each having two normally open contacts, the disconnection switch and the switching switch are configured only by relatively inexpensive relays. In addition, the number of parts can be reduced, and as a result, the overall cost can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
The basic configuration of this embodiment is the same as the conventional configuration shown in FIG. 8, but the position of the
That is,
[0014]
The grid
[0015]
By the way, the
[0016]
Contact r of switching
[0017]
In short, the shared
[0018]
Both switching
[0019]
As described above, the disconnection switches 22a and 22b are shut off at the time of an abnormality or a power failure, and the supply of power from the commercial power supply AC to the shared branch circuit Lc is stopped, but the
[0020]
In the above configuration, in order to perform maintenance of the
[0021]
By the way, in order to reliably prevent the contacts of both switching
In order to perform the electrical interlock, for example, a configuration as shown in FIG. In this configuration, an electromagnetic relay having two a contacts (normally open contacts) is used as the switching
[0022]
The disconnecting switches 22a and 22b are connected to the auxiliary contact r when the system is separated.31, R32At this time, a notification signal is given to the
[0023]
On the other hand, in order to perform mechanical interlock, the configuration as shown in FIG. 3 may be employed. This is because the two a contacts r instead of the switching switches 29a and 29b.41, R42And one b contact r43The switching
[0024]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the disconnection switches 22a and 22b and the switching
[0025]
On the other hand, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, since the switching
[0026]
By adopting the contact configuration as described above, only the electromagnetic relay having two a contacts can be satisfied while satisfying the guideline that two contacts are inserted into the electric circuit connecting the two systems for grid connection. Compared with the case of using a special electromagnetic relay having three a contacts, the cost can be reduced. Also, two
[0027]
If only the guideline is satisfied, as shown in FIG. 5, with respect to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, only one disconnecting
(Reference example)
In the first embodiment, the output voltage of the
[0028]
(Embodiment 3)
In this embodiment, as shown in FIG. 7, a disconnecting
[0029]
The switching switch 29c realizes the functions of the two
[0030]
On the other hand, when the grid
[0031]
As is clear from the above description, even in the configuration of this embodiment, when the maintenance of the
[0032]
【The invention's effect】
The invention of claim 1 is inserted between a solar cell, a power converter that converts direct current output from the solar cell into alternating current, and a main line connected to a commercial power source and the power converter.Disconnection switch and interconnection breaker,System interconnection protection device that drives the disconnect switch to isolate the system when an abnormality or commercial power failure is detectedAnd load from the electric circuit between the main line and the interconnection breaker at least during grid connectionShared branch circuit that supplies power toAnd a switching switch provided between the power converter and the shared branch circuit, and the power converter is configured to lower the output voltage from the grid connection when the system is separated. A first contact for connecting the first output line of the power converter to the shared branch circuit at the time of system separation, and a second of the power converter for dividing and outputting the output voltage of the first output line of the power converter There are provided a second contact for connecting the output line to the shared branch circuit at the time of grid connection, and an interlock means for interlocking so as to prevent the first contact and the second contact from being simultaneously turned on. Has beenHowever, when performing maintenance of the power converter, the power breaker is turned off and the power converter is disconnected from the main line.At least during grid connectionSince the shared branch circuit is connected to the circuit on the commercial power supply side for the interconnection breaker,If grid connectionTurn off the interconnect breakerEven sharedThere is an advantage that power can be supplied to the branch circuit, and power can be supplied to the load connected to the shared branch circuit even during the maintenance of the solar cell and the power converter.Moreover, since the first contact and the second contact inserted between the power converter and the shared branch circuit are prohibited from being simultaneously turned on, the interlock means is provided. There is an advantage that the second contact can be surely prevented from being turned on at the same time, and a short circuit between the two output lines of the power converter can be prevented.
[0033]
Invention of Claim 2As shown in Fig. 2, the connection breaker is inserted into the electric circuit between the power converter and the disconnection switch, and the shared branch circuit supplies power to the load from the electric circuit between the connection breaker and the disconnection switch. Then, even if the interconnection breaker is turned off, there is an advantage that it is possible to supply power to the shared branch circuit unless system separation by the disconnection switch is performed.
[0034]
Invention of Claim 3As in the case where the switching switch selects the state where the shared branch circuit is connected to the main line and the state where it is connected to the power converter, the common branch circuit is selectively connected to one of the main line and the power converter. Therefore, there is an advantage that power can be supplied from a commercial power source to the shared branch circuit if the shared branch circuit is connected to the main line by a switching switch during maintenance of the power converter and the solar cell.
[0035]
As in the invention of claim 4, in the case where the disconnection switch and the switching switch are configured by combining the relays each having two normally open contacts, only the relay having two normally open contacts is used. Since the disconnecting switch and the switching switch are configured, it is possible to configure the disconnecting switch and the switching switch only with a relatively inexpensive relay, and it is possible to reduce the number of parts, resulting in the overall There is an advantage that the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a first embodiment.
FIG. 2 is a main part circuit diagram showing a modification of the above.
FIG. 3 is a main part circuit diagram showing another modification of the above.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment.
[Figure 5]Another configuration as aboveFIG.
[Fig. 6]Reference exampleFIG.
[Fig. 7]Embodiment 3FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
14 Branch switch
20 Solar cell
22a, 22b Disconnect switch
23 Power converter
25 System interconnection protection device
29a-29d switching switch
AC commercial power
Lm main line
Lc shared branch circuit
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21885997A JP3721731B2 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Solar power system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21885997A JP3721731B2 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Solar power system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1169633A JPH1169633A (en) | 1999-03-09 |
JP3721731B2 true JP3721731B2 (en) | 2005-11-30 |
Family
ID=16726446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21885997A Expired - Fee Related JP3721731B2 (en) | 1997-08-13 | 1997-08-13 | Solar power system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3721731B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6167341B2 (en) * | 2012-11-01 | 2017-07-26 | 日東工業株式会社 | Grid interconnection system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0322829A (en) * | 1989-06-16 | 1991-01-31 | Toshiba Corp | Distributed generating system |
JP2882952B2 (en) * | 1992-10-19 | 1999-04-19 | キヤノン株式会社 | Power generator |
JP3319264B2 (en) * | 1996-01-31 | 2002-08-26 | 松下電工株式会社 | Solar power system |
JPH09271141A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Distributed power supply system |
-
1997
- 1997-08-13 JP JP21885997A patent/JP3721731B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1169633A (en) | 1999-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7576449B2 (en) | Method for converting direct voltage into three-phase alternating voltage | |
JP5672520B2 (en) | Power generation system and inverter for supplying power to a three-phase grid | |
US7568931B2 (en) | Integrated power cell bypass assembly and power supply including same | |
USRE43177E1 (en) | Apparatus and method for preventing an electrical backfeed | |
JP3363354B2 (en) | Solar power system | |
JP3903587B2 (en) | Autonomous automatic switching device | |
JP3319264B2 (en) | Solar power system | |
JP3721731B2 (en) | Solar power system | |
US20220352747A1 (en) | Changeover device, retrofit kit and method for supplying electrical power to a load | |
JP2018182970A (en) | Electric power conversion system and dispersed power supply system | |
JP3354451B2 (en) | Solar power system | |
US7573153B2 (en) | Power supply apparatus for field devices | |
EP3989394A1 (en) | Split-bus electrical panel with homeowner selectable partial or full back-up from pv/battery systems | |
EP3989393A1 (en) | Patch panel for programming a split bus electrical panel for partial or full backup with pv and battery systems | |
CN104852592B (en) | Three-phase alternating-current supply switching circuit | |
KR20220001310A (en) | Leakage current limit DC distribution system and construction method | |
WO2013187305A1 (en) | Power supply system and method for operating power supply system | |
JP3584613B2 (en) | Distributed power system | |
KR102219474B1 (en) | Solar power generation system without electric shock | |
CN219643651U (en) | Interlocking device for UPS inverter and external maintenance bypass | |
CN216355978U (en) | Multi-power supply conversion system | |
CN210941437U (en) | Ground automatic neutral section passing processing device | |
WO2022087867A1 (en) | Power supply system and control method | |
JPS6343703Y2 (en) | ||
KR20230010513A (en) | Input expansion type module device for protection switchboard and protection switchboard system having the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050905 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080922 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130922 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |