JP5472415B2

JP5472415B2 - Power converter

Info

Publication number: JP5472415B2
Application number: JP2012208838A
Authority: JP
Inventors: 宗久保山; 佐田夫石井
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: CN103683997A; JP2014064415A

Description

開示の実施形態は、電力変換装置に関する。 The disclosed embodiment relates to a power conversion apparatus.

近年、太陽光などから得られるエネルギーを系統連系させたり自立運転したりするシステムの開発がなされている。太陽電池などで発電された直流電力を一般家庭などで利用するためには、発電された直流電力を電力系統と略同一の電圧の交流電力へ変換する必要がある。そのため、上記システムにおいては、電力変換部を備えたパワーコンディショナーと呼ばれる電力変換装置が用いられる。 In recent years, systems have been developed that link the energy obtained from sunlight, etc., or operate independently. In order to use DC power generated by a solar cell or the like in a general household, it is necessary to convert the generated DC power into AC power having substantially the same voltage as that of the power system. Therefore, in the said system, the power converter device called a power conditioner provided with the power converter is used.

この種の電力変換装置として、電力系統と連系して連系運転用端子から負荷へ電力を供給する連系運転モードに加え、電力系統が停電時などの場合に、自立運転用端子から負荷へ電力供給を行う自立運転モードを有するものが知られている。 As this type of power converter, in addition to the interconnected operation mode that links the power system to supply power from the interconnected operation terminal to the load, when the power system is in the event of a power failure, etc. One having a self-sustaining operation mode in which power is supplied to is known.

例えば、特許文献１に記載の電力変換装置は、電力変換部と連系運転用端子との間および電力変換部と自立運転用端子との間とにそれぞれ開閉器が設けられており、これらの開閉器を制御することによって、連系運転モードと自立運転モードとを選択的に実行する。 For example, in the power conversion device described in Patent Literature 1, switches are provided between the power conversion unit and the interconnection operation terminal and between the power conversion unit and the independent operation terminal, respectively. By controlling the switch, the interconnection operation mode and the independent operation mode are selectively executed.

特開２０１１−１３５７６７号公報JP 2011-135767 A

しかしながら、従来の電力変換装置では、電力変換部と自立運転用端子との間に配置された開閉器に異常が発生した場合、連系運転モードにおいて自立運転用端子に接続された電気機器に対して悪影響を及ぼすおそれがある。 However, in the conventional power conversion device, when an abnormality occurs in the switch arranged between the power conversion unit and the independent operation terminal, the electric device connected to the independent operation terminal in the interconnected operation mode is used. May cause adverse effects.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、電力変換部と自立運転用端子との間に配置された開閉器の異常を検出できる電力変換装置を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment is made in view of the above, and an object thereof is to provide a power conversion device that can detect an abnormality of a switch disposed between a power conversion unit and a terminal for independent operation. To do.

実施形態の一態様に係る電力変換装置は、電力変換部と、第１開閉器と、第２開閉器と、電圧検出部と、制御部とを備える。前記電力変換部は、外部装置から供給される電力を所定の電力へ変換する。前記第１開閉器は、電力系統に接続される連系運転用端子と前記電力変換部との間に接続される。前記第２開閉器は、負荷に接続される自立運転用端子と前記電力変換部との間に接続される。前記電圧検出部は、前記自立運転用端子の電圧を検出する。前記制御部は、前記電力変換部、前記第１開閉器および前記第２開閉器を制御する。前記制御部は、前記第１開閉器と前記第２開閉器とに対し開状態にする制御信号をそれぞれ出力し、かつ、前記電力変換部から所定の電圧を出力させた制御状態において、前記電圧検出部により検出される前記自立運転用端子の電圧に基づいて、前記第２開閉器の異常を判定する異常判定処理を実行する。 A power conversion device according to an aspect of an embodiment includes a power conversion unit, a first switch, a second switch, a voltage detection unit, and a control unit. The power conversion unit converts power supplied from an external device into predetermined power. The first switch is connected between a connection operation terminal connected to a power system and the power conversion unit. The second switch is connected between a terminal for independent operation connected to a load and the power converter. The voltage detection unit detects a voltage of the terminal for independent operation. The control unit controls the power conversion unit, the first switch, and the second switch. The control unit outputs a control signal for opening the first switch and the second switch, and outputs a predetermined voltage from the power conversion unit. An abnormality determination process for determining an abnormality of the second switch is performed based on the voltage of the terminal for independent operation detected by the detection unit.

実施形態の一態様によれば、電力変換部と自立運転用端子との間に配置された開閉器の異常を検出できる電力変換装置を提供することができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to provide a power converter that can detect an abnormality of a switch disposed between a power converter and a terminal for independent operation.

図１は、実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。Drawing 1 is a figure showing an example of the composition of the power converter concerning an embodiment. 図２は、各モードにおける第１開閉器および第２開閉器の状態並びに電力変換部の出力電圧の関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the states of the first switch and the second switch and the output voltage of the power converter in each mode. 図３は、電力変換装置の制御部が行う処理の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the control unit of the power conversion device. 図４は、制御信号および電力変換部の出力の遷移例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a transition example of the control signal and the output of the power conversion unit.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する電力変換装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a power conversion device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.

図１は、本実施形態に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。図１に示す電力変換装置１は、太陽電池２によって発電された直流電力を交流電力へ変換し、変換した交流電力を電力系統３に接続された負荷（以下、系統側負荷と記載する）へ供給する。系統側負荷は、例えば、電気機器などである。かかる電力変換装置１は、連系運転処理に加え、自立運転処理も実行する。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a power conversion device according to the present embodiment. The power converter 1 shown in FIG. 1 converts the DC power generated by the solar cell 2 into AC power, and converts the converted AC power to a load connected to the power system 3 (hereinafter referred to as system load). Supply. The system side load is, for example, an electric device. The power conversion device 1 also executes a self-sustained operation process in addition to the interconnected operation process.

図１に示すように、本実施形態に係る電力変換装置１は、連系運転用端子１１と、自立運転用端子１２と、電力変換部１３と、フィルタ１４と、第１開閉器１５と、第２開閉器１６と、自立側電圧検出部１７と、系統側電圧検出部１８と、制御部１９とを備える。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 according to the present embodiment includes a connection operation terminal 11, a self-sustained operation terminal 12, a power conversion unit 13, a filter 14, a first switch 15, A second switch 16, an independent voltage detector 17, a system voltage detector 18, and a controller 19 are provided.

連系運転用端子１１は、後述する連系運転モードで電力変換部１３からの電力を出力する端子である。かかる連系運転用端子１１は、電力系統３のＲ相、Ｓ相および中性線Ｏに接続するための端子である。 The connection operation terminal 11 is a terminal that outputs power from the power conversion unit 13 in a connection operation mode described later. The interconnecting operation terminal 11 is a terminal for connecting to the R phase, the S phase, and the neutral wire O of the power system 3.

また、自立運転用端子１２は、後述の自立運転モードで電力変換部１３からの電力を出力するための端子である。かかる自立運転用端子１２には、電気機器などの負荷（以下、自立側負荷と記載する）が接続される。なお、連系運転用端子１１および自立運転用端子１２は、コンセントなどの配線用差込接続器であるが、電力系統３や自立側負荷に接続できる構成であればよく、配線用差込接続器に限られない。 Moreover, the terminal 12 for self-sustained operation is a terminal for outputting the electric power from the power conversion part 13 in the self-sustained operation mode mentioned later. The self-sustained operation terminal 12 is connected to a load such as an electric device (hereinafter referred to as a self-supporting load). The interconnection operation terminal 11 and the self-sustained operation terminal 12 are plug-in connectors for wiring such as outlets. Not limited to vessels.

電力変換部１３は、制御部１９に基づいて、太陽電池２によって発電された直流電力を交流電力へ変換し、変換した交流電力を出力するインバータ回路である。かかる電力変換部１３は、例えば、太陽電池２から出力される直流電圧を昇圧した後、昇圧後の直流電圧を交流電圧へ変換することで、ｒ線およびｓ線間へ交流電力を出力する。なお、ｏ線は中性線である。 The power conversion unit 13 is an inverter circuit that converts the DC power generated by the solar cell 2 into AC power based on the control unit 19 and outputs the converted AC power. For example, the power conversion unit 13 boosts the DC voltage output from the solar cell 2 and then converts the boosted DC voltage into an AC voltage, thereby outputting AC power between the r line and the s line. The o line is a neutral line.

電力変換部１３へ電力を供給する外部装置が太陽電池でなく、発電機である場合、電力変換部１３は、例えば、コンバータ回路とインバータ回路を有する構成とすることができる。この場合、発電機から供給される交流電力はコンバータ回路により直流電力へ変換され、変換された直流電力はインバータ回路により交流電力へ変換される。 When the external device that supplies power to the power conversion unit 13 is not a solar battery but a generator, the power conversion unit 13 can be configured to include, for example, a converter circuit and an inverter circuit. In this case, AC power supplied from the generator is converted to DC power by the converter circuit, and the converted DC power is converted to AC power by the inverter circuit.

フィルタ１４は、電力系統３へ出力される交流電力の高周波ノイズを除去する。かかるフィルタ１４は、例えば、コンデンサとリアクトルからなるノーマルモードフィルタにより構成される。また、フィルタ１４は、ノーマルモードフィルタおよびコモンモードフィルタを含む構成にしてもよい。 The filter 14 removes high-frequency noise of AC power output to the power system 3. For example, the filter 14 includes a normal mode filter including a capacitor and a reactor. The filter 14 may include a normal mode filter and a common mode filter.

第１開閉器１５は、連系運転用端子１１と電力変換部１３との間に接続される。第１開閉器１５が閉状態の場合、電力変換部１３からの電力が連系運転用端子１１を介して系統側負荷へ出力される。一方、第１開閉器１５が開状態の場合、電力変換部１３からの電力は、連系運転用端子１１から出力されない。 The first switch 15 is connected between the grid operation terminal 11 and the power conversion unit 13. When the 1st switch 15 is a closed state, the electric power from the power converter 13 is output to the system | strain side load via the connection operation terminal 11. FIG. On the other hand, when the 1st switch 15 is an open state, the electric power from the power converter 13 is not output from the connection operation terminal 11.

第２開閉器１６は、自立運転用端子１２と電力変換部１３との間に接続される。第２開閉器１６が閉状態の場合、電力変換部１３からの電力が自立運転用端子１２を介して自立側負荷へ出力される。一方、第２開閉器１６が開状態の場合、電力変換部１３からの電力は、自立運転用端子１２から出力されない。 The second switch 16 is connected between the independent operation terminal 12 and the power conversion unit 13. When the 2nd switch 16 is a closed state, the electric power from the power converter 13 is output to the independent load via the independent operation terminal 12. On the other hand, when the 2nd switch 16 is an open state, the electric power from the power converter 13 is not output from the terminal 12 for independent operation.

自立側電圧検出部１７は、自立運転用端子１２の電圧を検出する。具体的には、自立側電圧検出部１７は、第２開閉器１６と自立運転用端子１２の間のｒ線およびｓ線の電圧をそれぞれ検出する。 The self-supporting voltage detection unit 17 detects the voltage of the self-supporting operation terminal 12. Specifically, the independent voltage detector 17 detects the r-line and s-line voltages between the second switch 16 and the independent operation terminal 12, respectively.

系統側電圧検出部１８は、連系運転用端子１１の電圧を検出する。具体的には、系統側電圧検出部１８は、第１開閉器１５と連系運転用端子１１の間のｒ線およびｓ線の電圧をそれぞれ検出する。 The system side voltage detection unit 18 detects the voltage of the connection operation terminal 11. Specifically, the system side voltage detection unit 18 detects the r-line and s-line voltages between the first switch 15 and the interconnection operation terminal 11, respectively.

制御部１９は、電力変換部１３、第１開閉器１５および第２開閉器１６を制御して、連系運転モード、自立運転モードおよび異常判定モードを実行する。図２は、各モードにおける第１開閉器１５および第２開閉器１６の状態並びに電力変換部１３の出力電圧の関係を示す図である。 The control unit 19 controls the power conversion unit 13, the first switch 15 and the second switch 16 to execute the interconnection operation mode, the independent operation mode, and the abnormality determination mode. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the states of the first switch 15 and the second switch 16 and the output voltage of the power converter 13 in each mode.

連系運転モードは、電力系統３に接続された系統側負荷へ電力を供給する連系運転処理を実行する動作モードである。制御部１９は、図２に示すように、第１開閉器１５に対し閉状態にするＨｉｇｈレベルの制御信号Ｓ１を出力し、かつ、第２開閉器１６に対し開状態にするＬｏｗレベルの制御信号Ｓ２を出力し、電力変換部１３から電力系統３の電圧と略同一の電圧（以下、連系運転用電圧Ｖ１と記載する）を出力させる。これにより、連系運転用端子１１から系統側負荷へ交流電力が供給される。 The interconnection operation mode is an operation mode for executing an interconnection operation process for supplying power to the grid-side load connected to the power system 3. As shown in FIG. 2, the control unit 19 outputs a high level control signal S 1 for closing the first switch 15, and controls the low level for opening the second switch 16. The signal S 2 is output, and the power conversion unit 13 outputs a voltage that is substantially the same as the voltage of the power system 3 (hereinafter referred to as a grid operation voltage V 1). Thus, AC power is supplied from the grid operation terminal 11 to the system load.

また、制御部１９は、電力変換部１３に対して連系運転用電圧Ｖ１に応じた制御信号Ｓ３を出力することで、電力変換部１３から連系運転用電圧Ｖ１を出力させる。なお、連系運転用電圧Ｖ１は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの２００Ｖの電圧であるが、かかる電圧に限られるものではない。 Further, the control unit 19 outputs the control voltage S 3 corresponding to the grid operation voltage V 1 to the power conversion unit 13, thereby causing the power conversion unit 13 to output the grid operation voltage V 1. The interconnection operation voltage V1 is a voltage of 200 V at 50 Hz or 60 Hz, but is not limited to this voltage.

自立運転モードは、自立運転用端子１２に接続された自立側負荷へ電力を供給する自立運転処理を実行する動作モードである。制御部１９は、図２に示すように、第１開閉器１５に対し開状態にするＬｏｗレベルの制御信号Ｓ１を出力し、かつ、第２開閉器１６に対し閉状態にするＨｉｇｈレベルの制御信号Ｓ２を出力し、電力変換部１３から所定の電圧（以下、自立運転用電圧Ｖ２と記載する）を出力させることで、自立側負荷へ交流電力を供給する。 The self-sustained operation mode is an operation mode for executing a self-sustained operation process of supplying power to the self-supporting load connected to the self-sustained operation terminal 12. As shown in FIG. 2, the control unit 19 outputs a low level control signal S 1 that opens the first switch 15, and controls the high level that closes the second switch 16. By outputting the signal S2 and outputting a predetermined voltage (hereinafter referred to as a self-sustained operation voltage V2) from the power conversion unit 13, AC power is supplied to the self-supporting load.

また、制御部１９は、電力変換部１３に対して自立運転用電圧Ｖ２に応じた制御信号Ｓ３を出力することで、電力変換部１３から自立運転用電圧Ｖ２を出力させる。なお、自立運転用電圧Ｖ２は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの１００Ｖの電圧であるが、かかる電圧に限られるものではない。 In addition, the control unit 19 outputs the control signal S3 corresponding to the independent operation voltage V2 to the power conversion unit 13, thereby causing the power conversion unit 13 to output the independent operation voltage V2. In addition, although the voltage V2 for independent operation is a voltage of 100V of 50Hz or 60Hz, it is not restricted to this voltage.

異常判定モードは、第２開閉器１６の異常を検出する異常検出処理を実行する動作モードである。制御部１９は、図２に示すように、第１開閉器１５および第２開閉器１６に対して共に開状態にするＬｏｗレベルの制御信号Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ出力し、かつ、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を出力させ、このときの自立側電圧検出部１７の検出結果に基づいて、第２開閉器１６の異常を検出する。 The abnormality determination mode is an operation mode for executing an abnormality detection process for detecting an abnormality of the second switch 16. As shown in FIG. 2, the control unit 19 outputs low-level control signals S1 and S2 for both the first switch 15 and the second switch 16 to be opened, and the power conversion unit 13 The test voltage V3 is output from the first switch, and the abnormality of the second switch 16 is detected based on the detection result of the self-standing voltage detector 17 at this time.

第２開閉器１６の異常として、第２開閉器１６における内部端子間の溶着がある。内部端子間の溶着が発生すると第２開閉器１６が閉状態に維持されることから、電力変換部１３の出力電圧が第２開閉器１６を介して自立運転用端子１２へ出力される。そのため、自立運転用端子１２に自立側負荷が接続されている場合、かかる自立側負荷に電力変換部１３の出力電圧が印加される。 As an abnormality of the second switch 16, there is welding between internal terminals in the second switch 16. When the welding between the internal terminals occurs, the second switch 16 is maintained in the closed state, so that the output voltage of the power converter 13 is output to the independent operation terminal 12 via the second switch 16. Therefore, when a self-supporting load is connected to the self-supporting operation terminal 12, the output voltage of the power conversion unit 13 is applied to the self-supporting load.

連系運転モードでは、自立運転用電圧Ｖ２よりも高い連系運転用電圧Ｖ１が電力変換部１３から出力されるため、第２開閉器１６の内部端子間に溶着があって第２開閉器１６が開状態へ移行しない場合、連系運転用電圧Ｖ１が自立側負荷に対して印加される。例えば、自立側負荷の定格電圧が１２０Ｖである場合、２００Ｖの連系運転用電圧Ｖ１が自立側負荷へ印加されることになり、自立側負荷の故障要因となる。 In the interconnection operation mode, the interconnection operation voltage V1 higher than the independent operation voltage V2 is output from the power conversion unit 13, so that there is welding between the internal terminals of the second switch 16, and the second switch 16 When is not shifted to the open state, the interconnecting operation voltage V1 is applied to the self-supporting load. For example, when the rated voltage of the self-supporting load is 120V, the interconnecting operation voltage V1 of 200V is applied to the self-supporting load, which causes a failure of the self-supporting load.

このように、第２開閉器１６の内部端子間が溶着している場合、異常判定モードにおいても、第２開閉器１６が開状態へ移行しないため、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を出力させた場合、自立運転用端子１２にテスト用電圧Ｖ３が現れる。かかるテスト用電圧Ｖ３は、自立側電圧検出部１７によって検出される。制御部１９は、自立側電圧検出部１７による検出結果に基づき、第２開閉器１６に異常があると判定する。 In this manner, when the internal terminals of the second switch 16 are welded, the test voltage V3 is output from the power conversion unit 13 because the second switch 16 does not shift to the open state even in the abnormality determination mode. In this case, the test voltage V3 appears at the terminal 12 for independent operation. The test voltage V3 is detected by the self-standing voltage detection unit 17. The control unit 19 determines that the second switch 16 has an abnormality based on the detection result by the independent voltage detection unit 17.

一方、第２開閉器１６に異常がなく、異常判定モードにおいて第２開閉器１６が開状態へ移行する場合、自立運転用端子１２にテスト用電圧Ｖ３は現れないため、制御部１９は、自立側電圧検出部１７の検出結果に基づき、第２開閉器１６に異常がないと判定する。 On the other hand, when there is no abnormality in the second switch 16 and the second switch 16 shifts to the open state in the abnormality determination mode, the test voltage V3 does not appear at the terminal 12 for independent operation. Based on the detection result of the side voltage detector 17, it is determined that there is no abnormality in the second switch 16.

異常判定モードにおいて、電力変換部１３から出力させるテスト用電圧Ｖ３は、自立側電圧検出部１７がｒ線とｓ線の電圧を検出することができる期間以上であればよく、例えば、電力変換部１３から１０ｍｓ程度から１秒程度だけ出力すればよい。このように、テスト用電圧Ｖ３の出力時間を比較的短い時間とすることで、異常判定モード時の自立運転用端子１２に接続された電気機器に対する影響を低減することができる。 In the abnormality determination mode, the test voltage V3 output from the power conversion unit 13 may be longer than the period during which the independent voltage detection unit 17 can detect the r-line and s-line voltages. For example, the power conversion unit It is only necessary to output from about 13 to 10 ms to about 1 second. Thus, by setting the output time of the test voltage V3 to a relatively short time, it is possible to reduce the influence on the electric equipment connected to the independent operation terminal 12 in the abnormality determination mode.

ここで、制御部１９によって実行される処理の一例を説明する。図３は、電力変換装置１の制御部１９が行う処理の一例を示すフローチャートである。なお、自立運転モードへの移行や連系運転モードへの移行は、入力(ＯＮ)された運転スイッチを一旦切って（ＯＦＦ）、再び入力(ＯＮ)する動作が行われないと実行できないようになっている場合があるが、以下その部分の説明は省略している。 Here, an example of processing executed by the control unit 19 will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the control unit 19 of the power conversion device 1. Note that the transition to the independent operation mode and the transition to the interconnected operation mode cannot be performed unless the operation switch that has been input (ON) is turned off (OFF) and input (ON) again is performed. However, the explanation of that part is omitted below.

まず、電力変換装置１の制御部１９は、電力変換装置１の図示しない運転スイッチが入力(ＯＮ)されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。かかるステップＳ１０の処理は、運転スイッチが入力されるまで繰り返し行われる。運転スイッチが入力されたと判定すると（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、制御部１９は、電力系統３が停電になったか否かを判定する（ステップＳ１１）。制御部１９は、系統側電圧検出部１８によって検出される連系運転用端子１１の電圧が所定値未満となった場合に、電力系統３が停電になったと判定する。 First, the control unit 19 of the power conversion device 1 determines whether or not an operation switch (not shown) of the power conversion device 1 is input (ON) (step S10). The process of step S10 is repeatedly performed until the operation switch is input. If it determines with the driving | operation switch having been input (step S10; Yes), the control part 19 will determine whether the electric power grid | system 3 became a power failure (step S11). The control part 19 determines with the electric power grid | system 3 having become a power failure, when the voltage of the terminal 11 for grid operation detected by the system side voltage detection part 18 becomes less than predetermined value.

電力系統３が停電になっていると判定すると（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、制御部１９は、自立運転モードへ移行し、自立運転処理を開始する（ステップＳ１２）。かかる自立運転処理では、第１開閉器１５に対し開状態にする制御信号Ｓ１が出力され、第２開閉器１６に対し閉状態にする制御信号Ｓ２が出力され、電力変換部１３から自立運転用端子１２へ自立運転用電圧Ｖ２が出力される。 If it determines with the electric power grid | system 3 being a power failure (step S11; Yes), the control part 19 will transfer to the independent operation mode, and will start an independent operation process (step S12). In such a self-sustained operation process, the control signal S1 for opening the first switch 15 is output, and the control signal S2 for closing the second switch 16 is output. The voltage for autonomous operation V2 is output to the terminal 12.

一方、電力系統３が停電になっていないと判定すると（ステップＳ１１；Ｎｏ）、制御部１９は、異常判定モードへ移行し、異常判定処理を開始する（ステップＳ１３）。かかる異常判定処理では、第１開閉器１５および第２開閉器１６に対し開状態にする制御信号Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ出力され、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３が出力される。 On the other hand, if it determines with the electric power grid | system 3 not having a power failure (step S11; No), the control part 19 will transfer to abnormality determination mode, and will start abnormality determination processing (step S13). In the abnormality determination process, control signals S1 and S2 for opening the first switch 15 and the second switch 16 are output, and the test voltage V3 is output from the power converter 13.

制御部１９は、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を出力させている状態で、自立側電圧検出部１７で検出される自立運転用端子１２の電圧値に基づいて、第２開閉器１６に異常があるか否かを判定する。具体的には、制御部１９は、自立運転用端子１２の電圧がゼロでない場合、内部端子間の溶着による第２開閉器１６の異常があると判定する。一方、自立運転用端子１２の電圧がゼロである場合、第２開閉器１６の異常がないと判定する。 The control unit 19 outputs the test voltage V3 from the power conversion unit 13 to the second switch 16 based on the voltage value of the independent operation terminal 12 detected by the independent voltage detection unit 17. Determine whether there is an abnormality. Specifically, the control part 19 determines with the abnormality of the 2nd switch 16 by the welding between internal terminals, when the voltage of the terminal 12 for independent operation is not zero. On the other hand, when the voltage at the terminal 12 for independent operation is zero, it is determined that there is no abnormality in the second switch 16.

異常判定処理において第２開閉器１６に異常があると判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御部１９は、図示しない報知部から電力変換装置１に異常がある旨の報知を行い（ステップＳ１５）、電力変換装置１を停止状態にして処理を終了する。報知部は、例えば、ランプ、ディスプレイ、または、スピーカである。 When it is determined that there is an abnormality in the second switch 16 in the abnormality determination process (step S14: Yes), the control unit 19 notifies the power converter 1 that there is an abnormality from a notification unit (not shown) (step S14). S15), the power conversion device 1 is stopped and the process is terminated. The notification unit is, for example, a lamp, a display, or a speaker.

制御部１９は、第２開閉器１６に異常があると判定した場合、内部のメモリに異常フラグとして「１」を設定し、かかる異常フラグが「１」である場合に、電力変換装置１に異常がある旨の報知を報知部から継続して行うこともできる。 When determining that the second switch 16 has an abnormality, the control unit 19 sets “1” as an abnormality flag in the internal memory. When the abnormality flag is “1”, the control unit 19 Notification that there is an abnormality can also be continuously performed from the notification unit.

一方、異常判定処理において、第２開閉器１６に異常がないと判定した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御部１９は、系統運転モードへ移行し、連系運転処理を開始する（ステップＳ１６）。かかる連系運転処理では、第１開閉器１５に対し閉状態にする制御信号Ｓ１が出力され、第２開閉器１６に対し開状態にする制御信号Ｓ２が出力され、電力変換部１３から連系運転用電圧Ｖ１が出力される。 On the other hand, in the abnormality determination process, when it is determined that there is no abnormality in the second switch 16 (step S14: No), the control unit 19 shifts to the system operation mode and starts the interconnection operation process (step S16). . In the interconnection operation process, the control signal S1 for closing the first switch 15 is output, and the control signal S2 for opening the second switch 16 is output. An operation voltage V1 is output.

以上のように、本実施形態に係る電力変換装置１は、異常判定処理において、第１開閉器１５および第２開閉器１６に対し開状態にする制御信号Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ出力し、かつ、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を出力させる制御を行う。かかる制御状態において、制御部１９は、自立側電圧検出部１７により検出される自立運転用端子１２の電圧に基づいて、第２開閉器１６の異常を判定する。 As described above, the power conversion device 1 according to the present embodiment outputs the control signals S1 and S2 for opening the first switch 15 and the second switch 16 in the abnormality determination process, and Control to output the test voltage V3 from the power conversion unit 13 is performed. In such a control state, the control unit 19 determines an abnormality of the second switch 16 based on the voltage of the independent operation terminal 12 detected by the independent side voltage detection unit 17.

したがって、例えば、電力変換装置１の保守者等に対して第２開閉器１６の異常を報知部から報知することで、第２開閉器１６の交換や自立運転用端子１２への接続についての注意を喚起することができる。 Therefore, for example, by notifying the maintenance person of the power conversion device 1 of the abnormality of the second switch 16 from the notification unit, attention is paid to replacement of the second switch 16 and connection to the terminal 12 for independent operation. Can be aroused.

また、制御部１９は、連系運転処理を実行する前に、異常判定処理を実行する。そして、この異常判定モードにおいて第２開閉器１６の異常を検出した場合、制御部１９は、連系運転処理を行わない。かかる処理により、自立運転用端子１２へ連系運転用電圧Ｖ１が出力されて自立側負荷を破損する、という問題を解消することができる。 Moreover, the control part 19 performs an abnormality determination process before performing an interconnection operation process. And when the abnormality of the 2nd switch 16 is detected in this abnormality determination mode, the control part 19 does not perform an interconnection operation process. With this process, it is possible to solve the problem that the interconnection operation voltage V1 is output to the autonomous operation terminal 12 and the autonomous load is damaged.

また、制御部１９は、テスト用電圧Ｖ３を自立運転用電圧Ｖ２以下の電圧としていることから、第２開閉器１６に異常があった場合でも、自立側負荷を破損する等の問題が生じない。なお、テスト用電圧Ｖ３を自立運転用電圧Ｖ２よりも低い電圧とすることで、異常判定処理における電力消費を低減することも可能となる。 Further, since the control unit 19 sets the test voltage V3 to a voltage equal to or lower than the self-sustained operation voltage V2, there is no problem of damaging the self-supporting load even when the second switch 16 is abnormal. . In addition, it is also possible to reduce the power consumption in the abnormality determination process by setting the test voltage V3 to a voltage lower than the independent operation voltage V2.

また、制御部１９は、自立運転処理を実行した後、連系運転処理を実行する前に、異常判定処理を実行することもできる。図４は、制御信号Ｓ１、Ｓ２および電力変換部１３の出力の遷移例を示す図である。 Moreover, the control part 19 can also perform an abnormality determination process after performing a self-sustained operation process and before performing an interconnection operation process. FIG. 4 is a diagram illustrating a transition example of the control signals S1 and S2 and the output of the power conversion unit 13.

図４に示す例では、制御部１９は、連系運転モードを実行中に停電が発生すると（ｔ１）、自立運転モードへ移行し（ｔ１〜ｔ２）、その後、停電が復旧すると（ｔ２）、異常判定モード（ｔ２〜ｔ３）を実行した後に、連系運転モードへ移行する（ｔ３〜）。 In the example shown in FIG. 4, when a power failure occurs during execution of the interconnection operation mode (t1), the control unit 19 shifts to the self-sustaining operation mode (t1 to t2) and then recovers from the power failure (t2). After executing the abnormality determination mode (t2 to t3), the system shifts to the interconnection operation mode (t3).

このように、制御部１９は、自立運転処理を実行した後、連系運転処理を実行する前に、異常判定処理を実行することができる。第２開閉器１６における内部端子間の溶着は、自立運転処理によって第２開閉器１６に電流を流すことによって生じることから、自立運転処理を実行した後に、異常判定処理を実行することで効率的に第２開閉器１６の異常を検出することができる。 As described above, the control unit 19 can execute the abnormality determination process after executing the autonomous operation process and before executing the interconnected operation process. Since the welding between the internal terminals in the second switch 16 is caused by passing a current through the second switch 16 by the self-sustaining operation process, it is efficient by executing the abnormality determination process after executing the self-sustained operation process. In addition, the abnormality of the second switch 16 can be detected.

また、図４に示す例では、制御部１９は、異常判定モードにおいて、第１開閉器１５および第２開閉器１６に対し期間Ｔ１２において開状態にする制御信号Ｓ２を出力し、電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を期間Ｔ１１において出力させる（ｔ２〜ｔ３）。 In the example shown in FIG. 4, in the abnormality determination mode, the control unit 19 outputs a control signal S2 that is opened in the period T12 to the first switch 15 and the second switch 16, and the power conversion unit 13 From this, the test voltage V3 is output in the period T11 (t2 to t3).

具体的には、制御部１９は、自立運転モードから異常判定モードへ移行する際に、電力変換部１３の出力を停止し、自立側電圧検出部１７で検出される自立運転用端子１２の電圧がゼロであるかを判定する。電力変換部１３の出力が停止している状態で、自立運転用端子１２の電圧がゼロでない場合、制御部１９は、何らかの要因で外部から自立運転用端子１２へ電圧が印加される異常があると判定する。この原因としては、例えば、誤配線などが考えられる。 Specifically, when the control unit 19 shifts from the self-sustained operation mode to the abnormality determination mode, the control unit 19 stops the output of the power conversion unit 13 and the voltage of the self-sustained operation terminal 12 detected by the self-supporting side voltage detection unit 17. Determine if is zero. When the output of the power conversion unit 13 is stopped and the voltage at the terminal 12 for independent operation is not zero, the control unit 19 has an abnormality that the voltage is applied to the terminal 12 for independent operation from the outside for some reason. Is determined. As a cause of this, for example, an incorrect wiring can be considered.

自立側電圧検出部１７で検出される自立運転用端子１２の電圧がゼロである場合、制御部１９は、期間Ｔ１１だけ電力変換部１３からテスト用電圧Ｖ３を出力させ、自立側電圧検出部１７で検出される自立運転用端子１２の電圧がゼロであるかを判定する。自立運転用端子１２の電圧がゼロでない場合、内部端子間の溶着による第２開閉器１６の異常があると判定し、自立運転用端子１２の電圧がゼロである場合、第２開閉器１６の異常がないと判定する。その後、制御部１９は、電力変換部１３の出力を停止してから、連系運転モードへ移行する。 When the voltage of the independent operation terminal 12 detected by the independent voltage detection unit 17 is zero, the control unit 19 outputs the test voltage V3 from the power conversion unit 13 during the period T11, and the independent voltage detection unit 17 It is determined whether the voltage of the terminal 12 for independent operation detected in step S is zero. When the voltage of the terminal 12 for independent operation is not zero, it is determined that there is an abnormality in the second switch 16 due to welding between the internal terminals, and when the voltage of the terminal 12 for independent operation is zero, It is determined that there is no abnormality. Thereafter, the control unit 19 stops the output of the power conversion unit 13 and then shifts to the grid operation mode.

なお、制御部１９は、図４に示す異常判定処理に代えて、自立運転モードから異常判定モードへ移行する際に、電力変換部１３の出力を停止せずに電力変換部１３からの電圧出力を継続するようにしてもよい。この場合、制御部１９は、自立運転用端子１２へ外部から電圧が印加される異常は判定しない。また、制御部１９は、テスト用電圧Ｖ３を自立運転用電圧Ｖ２と同一の電圧とすることで、テスト用電圧Ｖ３を出力するまでの時間を省くことができ、異常判定処理を迅速に行うことができる。 In addition, instead of the abnormality determination process shown in FIG. 4, the control unit 19 outputs the voltage from the power conversion unit 13 without stopping the output of the power conversion unit 13 when shifting from the autonomous operation mode to the abnormality determination mode. May be continued. In this case, the control unit 19 does not determine an abnormality in which a voltage is applied to the independent operation terminal 12 from the outside. In addition, the control unit 19 can save time until the test voltage V3 is output by setting the test voltage V3 to be the same voltage as the self-sustained operation voltage V2, and quickly perform the abnormality determination process. Can do.

また、電力変換部１３からの電圧出力を継続して動作モードの切り替えを行う場合、切換時のノイズを低減するために、制御部１９は、電力変換部１３から出力される交流電圧がゼロとなるタイミングで第１開閉器１５および第２開閉器１６の開閉を制御する。なお、交流電圧がゼロとなるタイミングは、自立側電圧検出部１７や系統側電圧検出部１８の検出結果に基づいて、制御部１９が判定する。 In addition, when switching the operation mode by continuing the voltage output from the power conversion unit 13, the control unit 19 sets the AC voltage output from the power conversion unit 13 to zero in order to reduce noise at the time of switching. The opening and closing of the first switch 15 and the second switch 16 is controlled at the timing described above. Note that the timing at which the AC voltage becomes zero is determined by the control unit 19 based on the detection results of the independent voltage detection unit 17 and the system voltage detection unit 18.

また、制御部１９は、動作モードの切り替えを行う場合に、その切り替え前後で電力変換部１３からの電圧出力を停止することもできる。この場合、交流電圧がゼロとなるタイミングの検出は行われない。 In addition, when the operation mode is switched, the control unit 19 can also stop the voltage output from the power conversion unit 13 before and after the switching. In this case, the timing at which the AC voltage becomes zero is not detected.

上述の実施形態では、自立運転処理や連系運転処理などに異常判定処理を関連付けた処理を説明したが、異常判定処理は自立運転処理および連系運転処理と関係なく実行することもできる。 In the above-described embodiment, the process in which the abnormality determination process is associated with the self-sustained operation process or the interconnected operation process has been described. However, the abnormality determination process can be performed regardless of the independent operation process and the interconnected operation process.

例えば、制御部１９は、第１開閉器１５および第２開閉器１６に対し開状態にする制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、電力変換部１３からの出力が停止している待機状態において、所定の条件に基づいて異常判定処理を実行してもよい。 For example, the control unit 19 outputs control signals S1 and S2 for opening the first switch 15 and the second switch 16, and in a standby state in which the output from the power conversion unit 13 is stopped, The abnormality determination process may be executed based on the above condition.

例えば、制御部１９の内部メモリに異常判定処理のスケジュールを記憶しておく。そして、制御部１９は、スケジュールで規定されたタイミングで、電力変換装置１が待機状態である場合には、異常判定処理を実行する。なお、制御部１９は、自立側電圧検出部１７および系統側電圧検出部１８が検出する電圧がそれぞれゼロである場合に、待機状態から異常判定処理を実行することもできる。 For example, the abnormality determination process schedule is stored in the internal memory of the control unit 19. And the control part 19 performs an abnormality determination process, when the power converter device 1 is a standby state at the timing prescribed | regulated by the schedule. In addition, the control part 19 can also perform an abnormality determination process from a standby state, when the voltage which the independent side voltage detection part 17 and the system side voltage detection part 18 each detects is zero.

また、制御部１９は、電力変換装置１に電源が投入されて初期処理を行う際に、異常判定処理を実行することもできる。また、制御部１９は、電力変換装置１の図示しないメンテナンスボタンが操作された場合に、異常判定処理を実行することもできる。 The control unit 19 can also execute an abnormality determination process when the power conversion apparatus 1 is powered on and performs an initial process. Moreover, the control part 19 can also perform an abnormality determination process, when the maintenance button which is not shown in figure of the power converter device 1 is operated.

また、上述の実施形態では、第１開閉器１５および第２開閉器１６を、Ｈｉｇｈレベルの制御信号により閉状態となる開閉器として説明したが、Ｌｏｗレベルの制御信号により閉状態となる開閉器であってもよい。 In the above-described embodiment, the first switch 15 and the second switch 16 are described as switches that are closed by a high-level control signal. However, the switches that are closed by a low-level control signal. It may be.

また、上述の実施形態では、ｒ線およびｓ線間の電圧を検出することによって第２開閉器１６の異常を検出することとしたが、第２開閉器１６の異常検出方法はこれに限られない。例えば、制御部１９は、ｒ線およびｓ線の一方の電圧が電力変換部１３がｒ線およびｓ線の一方に出力する電圧と同じである場合に、第２開閉器１６の内部端子間が溶着していると判定することもできる。 In the above-described embodiment, the abnormality of the second switch 16 is detected by detecting the voltage between the r line and the s line. However, the abnormality detection method of the second switch 16 is limited to this. Absent. For example, when the voltage of one of the r line and the s line is the same as the voltage output from the power conversion unit 13 to one of the r line and the s line, the control unit 19 determines that the internal terminal of the second switch 16 is It can also be determined that it is welded.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

１電力変換装置
２太陽電池（外部装置）
３電力系統
１１連系運転用端子
１２自立運転用端子
１３電力変換部
１４フィルタ
１５第１開閉器
１６第２開閉器
１７自立側電圧検出部
１８系統側電圧検出部
１９制御部 1 Power converter 2 Solar cell (external device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Power system 11 Terminal for connection operation 12 Terminal for independent operation 13 Power conversion part 14 Filter 15 1st switch 16 2nd switch 17 Self-support side voltage detection part 18 System side voltage detection part 19 Control part

Claims

A power conversion unit that converts power supplied from an external device into predetermined power;
A first switch connected between the grid operation terminal connected to the power system and the power converter;
A second switch connected between a terminal for independent operation connected to a load and the power conversion unit;
A voltage detector for detecting the voltage of the terminal for independent operation;
A controller that controls the power converter, the first switch, and the second switch;
The controller is
In the control state in which a control signal for opening the first switch and the second switch is output and a predetermined voltage is output from the power converter, the voltage detector detects the voltage. An abnormality determination process for determining an abnormality of the second switch based on the voltage of the terminal for independent operation is performed.

The controller is
Before executing the interconnection operation process of outputting a control signal for closing the first switch to output the power converted by the power conversion unit to a load connected to the power system, the abnormality 2. The power conversion device according to claim 1, wherein when the determination process is executed and an abnormality of the second switch is detected in the abnormality determination process, the process does not shift to the interconnection operation process.

The controller is
After performing a self-sustaining operation process that outputs a control signal for closing the second switch to output the power converted by the power conversion unit to the terminal for self-sustaining operation, the process proceeds to the interconnected operation process. The power conversion device according to claim 2, wherein the abnormality determination process is executed before the operation is performed.

The controller is
The power converter according to claim 3, wherein the voltage output from the power converter in the abnormality determination process is a voltage value equal to or lower than the voltage output from the power converter in the independent operation process.