JP3721731B2 - Solar power system - Google Patents

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【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。
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 main circuit breaker 12 including an earth leakage breaker. There is one in which a power converter 23 that converts the output of the solar cell 20 to power is connected to the main line Lm via the interconnection breaker 21 and disconnection switches 22a and 22b. The limiter 11 is a breaker provided to limit the load current of the customer to a contract value or less with the electric power company. The power converter 23 uses an inverter circuit as described above, and has a function of converting a DC voltage output from the solar cell 20 into an AC voltage. A plurality of branch circuits Lb are connected to the trunk line Lm between the main breaker 12 and the interconnection breaker 21 via the branch breakers 13, respectively. Limiter 11, main breaker 12, branch breaker 13, interconnection breaker 21, disconnect switch 22 a, 22 b are housed in distribution board 1, solar cell 20 is installed on the roof of a house, etc., and power converter 23 is solar In order to make the wiring between the battery 20 as short as possible, it is arranged outside the house. The reason why the wiring between the solar cell 20 and the power converter 23 is shortened and disposed outdoors is that a direct current flows between the solar cell 20 and the power converter 23 so that loss is not increased. This is because the maximum output voltage of 20 is about 300 V, so that the possibility of high-voltage wiring touching people is reduced and safety is increased.
[0004]
The disconnect switches 22a and 22b are provided for disconnecting the commercial power source AC and the power converter 23 in the event of an abnormality or a power failure of the commercial power source AC. That is, system interconnection is performed when the disconnection switches 22a and 22b are on, and system separation is performed when the disconnection switches 22a and 22b are off (that is, the disconnected state). According to the guideline, it is desirable that the disconnecting switches 22a and 22b have two contacts inserted between the two systems that perform grid connection.
[0005]
By the way, the disconnection switches 22a and 22b are disconnected when an abnormality or a power failure of the commercial power source AC is detected by the grid connection protection device 25. The grid connection protection device 25 is connected to the grid breaker 21. Abnormalities and power outages are detected based on the output of the sensor 27 inserted between the disconnect switches 22a and 22b. That is, when the sensor 27 detects the current flowing through the trunk line Lm and the voltage between the lines and passes it to the grid interconnection protection device 25, an abnormality or a power failure can be detected. Since the disconnection switches 22a and 22b are inserted between the power converter 23 and the branch breaker 13, power is supplied to the branch circuit Lb even if power is generated by the solar cell 20 in the event of an abnormality or a power failure. Can not do. Therefore, it has been proposed to connect a shared branch circuit Lc between the power converter 23 and the disconnection breakers 22a and 22b via the shared branch breaker 24. Providing such a shared branch circuit Lc makes it possible to supply power to the shared branch circuit Lc regardless of whether the system is interconnected or separated. That is, even if an abnormality or a power failure occurs, power can be supplied to the shared branch circuit Lc as long as an output is normally obtained from the power converter 23. As a result, there is a high possibility that power can be supplied to a load that needs to be supplied with priority, such as a communication device such as a telephone.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned photovoltaic power generation system, when performing maintenance of the power converter 23, it is necessary to turn off the interconnection breaker 21 and to disconnect the solar cell 20 and the power converter 23 from each other. A breaker (not shown) is provided between the solar cell 20 and the power converter 23, and the solar cell 20 and the power converter 23 are disconnected by operating this breaker. Such an operation enables maintenance of the power converter 23. At this time, however, no power is supplied to the shared branch circuit Lc from either the commercial power supply AC or the power converter 23, and the shared branch circuit Lc is not supplied with power. The connected load will stop. In other words, even if the shared branch circuit Lc is connected to a load that originally needs to supply power preferentially, power cannot be supplied to the load that should be operated preferentially during maintenance of the power converter 23. Problems arise.
[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 interconnection breaker 21 is different as shown in FIG.
That is, disconnection switches 22a and 22b are connected to the trunk line Lm connected to the commercial power supply AC via the limiter 11 and the main breaker 12, and the interconnection breaker is connected between the disconnection switch 22b and the power converter 23. 21 is inserted. The shared branch circuit Lc is connected to the electric circuit between the disconnecting switch 22b and the interconnection breaker 21 via the shared branch breaker 24. The power converter 23 converts the direct current output of the solar battery 20 into alternating current similar to the commercial power supply AC, and has an inverter circuit as a main configuration. A plurality of branch circuits Lb are connected to the trunk line Lm between the main breaker 12 and the interconnection breaker 21 via the branch breakers 13, respectively. Furthermore, the power converter 23 is disposed outdoors near the solar cell 20 so that the loss of DC power in the path from the solar cell 20 to the power converter 23 is reduced.
[0014]
The grid interconnection protection device 25 detects an abnormality or a power failure based on the output of the sensor 27 inserted between the grid breaker 21 and the disconnect switches 22a and 22b. The sensor 27 includes a current sensor that detects a current flowing through the main line Lm and a voltage sensor that detects a voltage between the main lines Lm. By passing the detected values of current and voltage to the grid interconnection protection device 25, the system 27 The interconnection protection device 25 detects voltage fluctuations and frequency fluctuations, and disconnects the disconnect switches 22a and 22b if they are abnormal. Further, it is possible to detect a power failure of the commercial power supply AC based on changes in voltage and current.
[0015]
By the way, the power converter 23 is configured to output an alternating current of 200 V (when the commercial power source is 100 V) at the time of grid connection and to output an alternating current of 100 V at the time of system separation. Whether the system interconnection state or the system separation state is instructed by a notification signal from the system interconnection protection device 25. Further, the power converter 23 divides the output equally and connects the divided midpoint to the neutral line of the trunk line Lm at the time of grid connection. The reason why the output voltage of the power converter 23 is switched between system interconnection and system separation is to secure current capacity by lowering the output voltage because only the solar battery 20 is a power source during system separation. Thus, since the output voltage of the power converter 23 changes between the grid connection and the grid separation, in order not to change the line voltage of the shared branch circuit Lc between the grid connection and the grid separation, Means for switching the connection relationship between the power converter 23 and the shared branch circuit Lc is necessary. Therefore, three-pole contact r11~ R13Switching switch 29a and a two-pole contact rtwenty one, Rtwenty twoIs provided between the power converter 23 and the shared branch breaker 24. Here, the disconnection switches 22a and 22b and the switching switches 29a and 29b are configured by electromagnetic relays.
[0016]
Contact r of switching switch 29a11~ R13And contact r of the switching switch 29btwenty one, Rtwenty twoAre controlled by a switching signal from the power converter 23 so that they are not turned on at the same time. The switching switch 29a has a contact r between the three wires from the power converter 23 and the three wires from the disconnect switch 22b.11~ R13All contact points r11~ R13Is inserted in the same circuit. Here, in FIG. 1, output lines from the power converter 23 are referred to as a line, b line, and c line from the top. One contact r of the switching switch 29btwenty twoIs the contact r of the switching switch 29a.11~ R13Of the contacts r inserted into the c-line13Connected in parallel. Further, the other contact r of the switching switch 29b.twenty oneIs the contact r of the switching switch 29a.11~ R13Of the contact r inserted in the a line11One end is connected between the power converter 23 and the power converter 23, and the contact r inserted in the b line12And the other end of the common branch breaker 24 are connected.
[0017]
In short, the shared branch breaker 24 is connected to one power line and the neutral line of the trunk line Lm at the time of grid connection, and the line voltage between the a line and the c line becomes 100V at the time of system separation. The switching switch 29b has a contact r between the a line and the c line and the common branch breaker 24.twenty one, Rtwenty twoWhen the system is connected, the line voltage between the a line and the c line becomes 200 V. Therefore, the switching switch 29a has a contact r between the b line and the c line and the shared branch breaker 24.12, R13Is inserted. In other words, the shared branch breaker 24 is connected to the b line and the c line at the time of system interconnection, and is connected to the a line and the c line at the time of system separation, and one end of the shared branch breaker 24 is connected to the grid connection. When the system is separated, it must be selectively connected to one of the a line and the b line. That is, the contact r of the switching switch 29a.12And contact r of the switching switch 29btwenty oneIt must be prohibited to turn on at the same time. Suppose both contacts r12, Rtwenty oneIf both are turned on at the same time, a problem arises that the a-line and the b-line are short-circuited.
[0018]
Both switching switches 29a and 29b have contact r11~ R13, Rtwenty one, Rtwenty twoAre all a contacts (normally open contacts) and are turned off if there is no switching signal from the power converter 23. Contact r12And contact rtwenty oneAre not simultaneously turned on, the contact r of the switching switch 29a is connected at the time of grid connection.11~ R13Is turned on and the contact r of the switching switch 29b is turned on.twenty one, Rtwenty twoA switching signal is provided to turn off. In addition, when the system is separated, the contact r11~ R13Turns off and contact rtwenty one, Rtwenty twoIs turned on. That is, the b line and the c line of the power converter 23 are connected to the shared branch circuit Lc at the time of system interconnection, and the a line and the c line of the power converter 23 are connected to the shared branch circuit Lc at the time of system separation. At the time of grid connection, the voltage between the a line and the c line is 200V, and the voltage divided by two is the voltage between the b line and the c line, so that a voltage of 100V is applied to the shared branch circuit Lc. When the system is separated, the voltage between the a line and the c line is 100 V, and this is applied to the shared branch circuit Lc. In this way, 100 V can be applied to the shared branch circuit Lc regardless of whether the system is connected or disconnected, and the current capacity is reduced by reducing the output voltage of the power converter 23 during system isolation. It can be secured.
[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 power converter 23 supplies the shared branch circuit Lc. Electric power can be supplied. On the other hand, when no abnormality or power failure is detected in the grid interconnection protection device 25 that monitors the output of the sensor 27, the grid interconnection protection device 25 sends a notification signal to the power converter 23 to notify the cancellation of the abnormality or the power failure. give. At the same time, the disconnection switches 22a and 22b are instructed to connect to the grid to turn on the contacts. When the power converter 23 receives a notification signal for notifying abnormality or cancellation of the power failure, the contact r of the switching switch 29a11~ R13Is turned on and the contact r of the switching switch 29b is turned on.twenty one, Rtwenty twoTurn off. This switching operation is performed automatically.
[0020]
In the above configuration, in order to perform maintenance of the power converter 23 and the solar cell 20, the interconnection breaker 21 is turned off and the power converter 23 is disconnected from the commercial power source AC. At this time, a breaker (not shown) provided between the power converter 23 and the solar cell 20 is also turned off. In the conventional configuration, when the interconnection breaker 21 is turned off, power cannot be supplied to the shared branch circuit Lc. However, in this embodiment, the disconnect switches 22a and 22b are turned on if there is no abnormality or power failure. Since electric power from the commercial power supply AC is supplied to the shared branch circuit Lc, it is possible to supply electric power to the shared branch circuit Lc even during maintenance of the power converter 23 and the solar battery 20.
[0021]
By the way, in order to reliably prevent the contacts of both switching switches 29a and 29b from being turned on simultaneously, it is desirable to interlock the contacts of both switching switches 29a and 29b. As the interlock, an electrical interlock based on a circuit configuration and a mechanical interlock based on a contact configuration are considered.
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 switch 29b, system separation is performed by the disconnecting switches 22a and 22b, and the contact of the switching switch 29a. r11~ R13When is turned off, the drive coil Cb of the switching switch 29b is energized. That is, the auxiliary contact r which is the b contact (normally closed contact) on each of the disconnection switches 22a and 22b and the switching switch 29a.31~ R33These auxiliary contacts r31~ R33And a switching signal to the series circuit of the switching coil 29b and the drive coil Cb of the switching switch 29b,twenty one, Rtwenty twoIt opens and closes. The disconnect switches 22a and 22b and the switching switch 29a are auxiliary contacts r.31~ R33Except for, all the contacts are a-contacts.
[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 power converter 23 and the output voltage of the power converter 23 is switched to 100V. Further, when the switching switch 29a receives a notification signal from the grid connection protection device 25, the contact r of the switching switch 29a.11~ R13As a result, the auxiliary contact r33Is turned on. That is, three auxiliary contacts r connected in series to the drive coil Cb31~ R33Are all turned on. Therefore, a switching signal is given to the coil Cb of the switching switch 29b, and the auxiliary contact r.31~ R33Is applied to the drive coil Cb through the contact rtwenty one, Rtwenty twoIs turned on. In the configuration of FIG. 2, the contact r of the switching switch 29a.11~ R13If is not off, auxiliary contact r33Does not turn on, the contact r of the switching switch 29a11~ R13And contact r of the switching switch 29btwenty one, Rtwenty twoCan be prevented from being turned on at the same time, and a short circuit between the a line and the b line can be prevented. Here, since the a-line and b-line must be prevented from being short-circuited at the time of grid connection, the auxiliary contact r of the disconnecting switches 22a, 22b.31, R33Is also connected in series to the drive coil Cb. That is, the contact point r inserted between the a line and the b line unless system separation is performed by the disconnecting switches 22a and 22b.twenty oneAs a result, the short circuit between the a line and the b line is surely prevented.
[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 switch 29 provided with is provided. Here, as is apparent from the operation of the circuit configuration shown in FIG. 1, the contact point r of both switching switches 29a and 29b.13, Rtwenty twoAre not turned on at the same time, but there is no change in the electrical connection relationship regardless of which is turned on. Therefore, in the configuration shown in FIG.13, Rtwenty twoThe contact corresponding to is omitted. Further, the contact r of the switching switch 29a11Is turned on when the grid is connected and turned off when the grid is separated.41In addition, contact r12And contact rtwenty oneContact r as a contact corresponding to42, R43Is provided. That is, both contact points r42, R43Is connected at one end to one end of the common branch breaker 24 and contact r42Is connected to the b line of the output line of the power converter 23, and the contact r43Is connected to the a line of the output lines of the power converter 23. Where contact r12And contact rtwenty oneSince it is prohibited to turn on at the same time, contact r42A contact, contact r43Interlocking is performed by using the b contact.
[0024]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the disconnection switches 22a and 22b and the switching switch 29a having three a contacts are used. However, in the present embodiment, the disconnection switches 22a and 22b are used as shown in FIG. And the switching switches 29a and 29b are configured only by electromagnetic relays having two a contacts. In the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, electromagnetic relays each having three a contacts are used as the disconnecting switches 22a and 22b, whereas in the present embodiment, two a contacts are provided. The electromagnetic relay is used, and according to the guidelines, two contacts are provided between the two systems that perform system interconnection. Therefore, the two lines connected to the shared branch circuit Lc of the trunk line Lm are connected to the two lines. By inserting two contact points of each of the column switches 22a and 22b, the guideline can be satisfied for two of the three wires.
[0025]
On the other hand, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, since the switching switch 29a has three a contacts, if an attempt is made to configure this with an electromagnetic relay having two a contacts, two sets of electromagnetic contacts A relay is required. Therefore, two switching switches 29a that are simultaneously turned on / off129a2Of the output line of the power converter 23, two switching switches 29a129a2Contact point r111, R112Are inserted in series, and each switch 29a129a2Remaining contact point r121, R122Are inserted into b-line and c-line, respectively. With this configuration, the switching switch 29a is also provided for one line in which the contacts of the disconnect switches 22a and 22b are not inserted.129a22 contacts r111, R112Will be inserted and the guideline will be satisfied.
[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 disconnection switches 22a and 22b and two switching switches 29a129a2Are simultaneously turned on and off, the contact point control is the same as in the first embodiment shown in FIG.
[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 switch 22a is an electromagnetic having two a contacts. You may comprise by a relay. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
  (Reference example)
  In the first embodiment, the output voltage of the power converter 23 is changed between system interconnection and system separation.This exampleIs the one that does not change the output voltage of the power converter 23 between system interconnection and system separation. Such a configuration can be adopted when the generated power in the solar cell 20 has a sufficient margin for the power consumption of the load connected to the shared branch circuit Lc, and the a line of the power converter 23 is used. The shared branch circuits Lca and Lcb are connected between the line b and the line b and the line b and the line c via the shared branch breakers 24a and 24b, respectively. As shown in FIG.This exampleSince the switching switches 29a and 29b are not required in this configuration, the configuration of the contacts is simplified. Since there are two shared branch circuits Lca and Lcb, each shared branch circuit is used to suppress fluctuations in the output voltage of the power converter 23 due to a load connected to both the shared branch circuits Lca and Lcb. Voltage control is individually performed for each output line connected to Lca and Lcb. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
[0028]
  (Embodiment 3)
  In this embodiment, as shown in FIG. 7, a disconnecting switch 22 is inserted between the interconnection breaker 21 and the power converter 23 as in the conventional configuration. Here, since only one disconnection switch 22 is provided, two contacts are inserted in series between the main line Lm and the power converter 23 by the contact of the switching switch 29c in order to satisfy the guideline. It is. In the present embodiment, a configuration is adopted in which the shared branch circuit Lc is selectively connected to the trunk line Lm and the output line of the power converter 23 via the switching switch 29d. Further, a branch switch 14 having a b contact is connected between the switching switch 29d and the main line Lm. The switching switch 29d and the branch switch 14 are electromagnetic relays, and the output voltage of the power converter 23 is applied to the drive coils Cd and Ce through the switching switch 29c.
[0029]
The switching switch 29c realizes the functions of the two switching switches 29a and 29b in the first embodiment by one electromagnetic relay. The switching switch 29c includes two c contacts and one a contact. Each of the c contacts selects whether the a line and the c line among the output lines of the power converter 23 are connected to the disconnecting switch 22 or the switching switch 29d. Further, the a contact provided in the switching switch 29c selects whether or not the b line of the output lines of the power converter 23 is connected to the disconnect switch 22. That is, the interlock is performed by using such a switching switch 29c. In the switching switch 29c, the normally open side of the contact c is connected to the disconnection switch 22, and if there is no abnormality or power failure, the output line of the power converter 23 is connected to the trunk line via the disconnection switch 22 and the interconnection breaker 21. Connected to Lm. At this time, since the voltage from the power converter 23 is not applied to the drive coils Cd and Ce, the contact of the switching switch 29d is connected to the normally closed side, and since the branch switch 14 is also the b contact, the shared branch circuit Lc Is connected to the trunk line Lc.
[0030]
On the other hand, when the grid connection protection device 25 detects an abnormality or a power failure and the system disconnection by the disconnection switch 22 is performed, the power converter 23 receives the notification signal from the grid connection protection device 25 to switch the switch 29c. Invert the contact state. That is, the power converter 23 is connected to the switching switch 29d. At this time, the output voltage of the power converter 23 (voltage between the a line and the c line) is applied to the drive coils Cd and Ce, and the shared branch circuit Lc is connected to the power converter via the on / off switches 29c and 29d. 23. At this time, the trunk line Lm and the switching switch 29d are disconnected by the branch switch 14.
[0031]
As is clear from the above description, even in the configuration of this embodiment, when the maintenance of the power converter 23 and the solar battery 20 is performed, the interconnection breaker 21 may be turned off. At this time, the shared branch circuit Lc has a branch switch. 14 and the switching switch 29d, the power is supplied from the trunk line Lm, so that the power converter 23 and the solar cell 24 can be easily maintained. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. In this embodiment, in addition to the limiter 11, the main breaker 12, the branch breaker 13, and the interconnection breaker 21, the branch switch 14, the switching switch 29d, and the common branch breaker 24 are also housed in the distribution board 1.
[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)

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ことを特徴とする太陽光発電システム。A solar cell, a power converter that converts direct current output from the solar cell into alternating current, a disconnect switch and a connection breaker inserted between the main line connected to the commercial power source and the power converter , an abnormality And a grid connection protection device that separates the system by detecting the disconnection switch when a power failure is detected in the commercial power supply, and at least a power supply to the load from the power line between the main line and the circuit breaker at the time of system connection A branch circuit and a switching switch provided between the power converter and the shared branch circuit are configured so that when the system is separated, the power converter lowers the output voltage than when the system is connected. Is 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 the first of the power converter for dividing and outputting the output voltage of the first output line of the power converter. Connect the 2 output lines to the shared branch circuit during grid connection Photovoltaic systems, wherein the second contact, that the first contact and the second contact is interlocked with means for interlocking is provided so as to prevent the turn on at the same time. 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とを特徴とする請求項1記載の太陽光発電システム。 The interconnection 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 interconnection breaker and the disconnection switch. The solar power generation system according to claim 1. 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とを特徴とする請求項1記載の太陽光発電システム。 2. The photovoltaic power generation system according to claim 1, wherein the switching switch selects a state in which the shared branch circuit is connected to the main line and a state in which the common branch circuit is connected to the power converter . 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ことを特徴とする請求項1記載の太陽光発電システム。 Solar power system according to claim 1, characterized in that the disconnecting switch and the diverter switch is constructed by combining a relay with a normally open contact of two each.
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