JP5828126B2 - Grid interconnection device - Google Patents

Grid interconnection device Download PDF

Info

Publication number
JP5828126B2
JP5828126B2 JP2011065117A JP2011065117A JP5828126B2 JP 5828126 B2 JP5828126 B2 JP 5828126B2 JP 2011065117 A JP2011065117 A JP 2011065117A JP 2011065117 A JP2011065117 A JP 2011065117A JP 5828126 B2 JP5828126 B2 JP 5828126B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
inverter circuit
phase
load
output
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
Application number
JP2011065117A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012205328A5 (en
JP2012205328A (en
Inventor
剛 神村
剛 神村
清磨 山岸
清磨 山岸
小川 智広
智広 小川
良典 則竹
良典 則竹
健雄 石田
健雄 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2011065117A priority Critical patent/JP5828126B2/en
Publication of JP2012205328A publication Critical patent/JP2012205328A/en
Publication of JP2012205328A5 publication Critical patent/JP2012205328A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5828126B2 publication Critical patent/JP5828126B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換して、この太陽電池を商用電力系統へと連系させる系統連系装置に関する。   The present invention relates to a grid interconnection device that converts DC power output from a solar cell into AC power and links the solar cell to a commercial power system.

従来より、日射量に応じて発電量が変化する太陽電池から出力される直流電力を交流電力に変換し、系統連系用リレーを介して商用電力系統へ連系する系統連系装置が提供されている。   Conventionally, there is provided a grid interconnection device that converts DC power output from a solar cell whose power generation amount changes according to the amount of solar radiation into AC power and links to a commercial power system via a grid interconnection relay. ing.

系統連系装置は、太陽電池の出力する直流電圧を昇圧する昇圧回路、昇圧回路の出力電力を交流電力に変換するインバータ回路、及びこのインバータ回路の出力を正弦波状にするフィルタ回路と、フィルタ回路と商用系統との間に接続された系統連系用リレーと、マイクロコンピュータからなり昇圧回路やインバータ回路の各スイッチ素子及び系統連系用リレーに開閉信号を与える制御回路とで構成される。   A grid interconnection device includes a booster circuit that boosts a DC voltage output from a solar cell, an inverter circuit that converts output power of the booster circuit into AC power, a filter circuit that makes the output of the inverter circuit sinusoidal, and a filter circuit And a system interconnection relay connected between the power supply system and the commercial system, and a control circuit which is composed of a microcomputer and which provides an open / close signal to each switch element of the booster circuit and the inverter circuit and the system interconnection relay.

ところで、この様な系統連系装置は、太陽電池の発電量が不足している状態で系統連系を開始(系統連系用リレーをON)すると、インバータ回路の出力電流の増加に伴いインバータ回路の入力電圧が減少し、連系に必要な電圧が確保できずに系統連系用リレーがOFFになる。また、再び昇圧回路の出力電圧を上げて系統連系を開始したとしても、太陽電池の発電量が不足している状態であれば、系統連系用リレーはOFFになり、系統連系用リレーは開閉を繰り返す(所謂、チャタリングを起こす)ことになる。   By the way, when such a grid interconnection device starts grid interconnection in a state where the amount of power generated by the solar cell is insufficient (the grid interconnection relay is turned on), the inverter circuit increases with an increase in the output current of the inverter circuit. The input voltage decreases, and the voltage required for interconnection cannot be secured, and the grid interconnection relay is turned off. Even if the output voltage of the booster circuit is increased again and grid connection is started, if the amount of power generated by the solar cell is insufficient, the grid connection relay is turned off and the grid connection relay is turned off. Will repeatedly open and close (so-called chattering).

このようなチャタリングを防止するために、太陽電池を商用電力系統へ連系する際に、連系運転が可能な最小電力を太陽電池が発電できるか否かを判定する系統連系装置が提案されている(特許文献1)。このような判定を行うために、特許文献1の系統連系装置は、太陽電池を商用電力系統へ連系する場合に、インバータ回路と昇圧回路との間に直流負荷を設けている。そして、特許文献1の系統連系装置は、昇圧回路を動作させて直流負荷へ供給する電力を調整すると共に、太陽電池の出力電圧を監視して、連系運転が可能な最小電力を太陽電池が供給できるか否かを判定する。   In order to prevent such chattering, a grid interconnection device that determines whether or not a solar battery can generate the minimum power that can be linked when a solar battery is linked to a commercial power grid has been proposed. (Patent Document 1). In order to make such a determination, the grid interconnection device of Patent Document 1 provides a DC load between the inverter circuit and the booster circuit when the solar cell is linked to the commercial power system. And the grid connection apparatus of patent document 1 operates the booster circuit, adjusts the power supplied to the DC load, monitors the output voltage of the solar battery, and sets the minimum power that can be connected to the solar battery. It is determined whether or not can be supplied.

また、特許文献1の系統連系装置は、直流負荷への電力を供給、或いは遮断するためのスイッチ回路を有しており、系統連系中にこのスイッチをOFFにすることで直流負荷へ供給される電力を遮断する。
特開平10−289026
In addition, the grid interconnection device of Patent Document 1 has a switch circuit for supplying or cutting off power to the DC load, and the switch is turned off during grid connection to supply the DC load. Power to be cut off.
JP-A-10-289026

しかしながら、このような系統連系装置においては、昇圧回路にて太陽電池の出力する直流電力を昇圧して調整する必要があり、直流負荷へ昇圧された電圧が印加されることになり、耐圧の高い高価な負荷やスイッチ回路が必要になるという問題があった。
本発明は上述の問題に鑑みて成された発明であり、連系運転が可能な電力を太陽電池が供給できるか否かを判定する際に電力が供給される負荷やスイッチ回路について、耐圧の低いものが利用できる系統連系装置を提供することを目的とする。
However, in such a grid interconnection device, it is necessary to boost and adjust the DC power output from the solar cell by a booster circuit, and the boosted voltage is applied to the DC load, and the withstand voltage is reduced. There was a problem that a high expensive load and a switch circuit were required.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to reduce the withstand voltage of a load or a switch circuit to which power is supplied when determining whether or not a solar cell can supply power that can be connected to the grid. An object of the present invention is to provide a grid interconnection device that can be used at low cost.

上記目的を達成するために、本発明は、太陽電池が接続される一対の端子と、当該端子の一方の端子に直列にリアクトルとダイオードとを接続し、このリアクトルとダイオードとの接続点と前記端子の他方の端子との間を開閉するスイッチ素子と、前記ダイオードと他方の端子との間に接続されるコンデンサとを有し、前記スイッチ素子を周期的に開閉させて所定の昇圧比を得る昇圧回路と、前記昇圧回路で昇圧された直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を出力線を介して商用電力系統へ連系させるインバータ回路と、前記出力線に介在し、当該出力線の開閉を行う系統連系用リレーと、を備え、前記系統連系用リレーを介して前記太陽電池の発電出力を前記商用電力系統へ連系する系統連系装置において、前記インバータ回路と前記系統連系用リレーとをつなぐ前記出力線の前記インバータ回路側に接続され、前記インバータ回路から出力される交流電力が供給される交流負荷を備え、前記系統連系装置の起動にかかり、前記系統連系用リレーを開状態にし、前記昇圧回路の前記スイッチング素子を開状態にした後、前記インバータ回路は、このインバータ回路の出力電流を徐々に増加するように、前記直流電力を前記交流電力へ変換し、前記交流負荷へ供給される交流電力が所定の電力より大きくなった場合に、前記系統連系用リレーを閉状態へ切り替え前記スイッチング素子を周期的に開閉させる制御を開始することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of terminals to which a solar cell is connected, a reactor and a diode connected in series to one of the terminals, and a connection point between the reactor and the diode, A switching element that opens and closes between the other terminal and a capacitor connected between the diode and the other terminal, and periodically opens and closes the switching element to obtain a predetermined step-up ratio. A booster circuit; an inverter circuit for converting the DC power boosted by the booster circuit into AC power; and connecting the AC power to a commercial power system through an output line; and the output line interposed in the output line A grid interconnection relay that opens and closes, and in the grid interconnection device that links the power generation output of the solar cell to the commercial power grid via the grid interconnection relay, An AC load connected to the inverter circuit side of the output line connecting the grid interconnection relay, to which AC power output from the inverter circuit is supplied, is activated for the grid interconnection device, and the grid After the interconnection relay is opened and the switching element of the booster circuit is opened, the inverter circuit converts the DC power to the AC power so as to gradually increase the output current of the inverter circuit. When the AC power to be converted and supplied to the AC load becomes larger than a predetermined power, the control for switching the grid interconnection relay to the closed state and periodically opening and closing the switching element is started. And

本発明によれば、系統連系装置の起動にかかり、系統連系用リレーを開状態にし、昇圧回路のスイッチング素子を開状態にした後、インバータ回路の出力電流を徐々に増加するように昇圧回路から出力される直流電力を交流電力へ変換し、交流負荷へこの交流電力を供給する。   According to the present invention, after starting the grid interconnection device, the grid interconnection relay is opened, the switching element of the boost circuit is opened, and then the output current of the inverter circuit is gradually increased. The DC power output from the circuit is converted to AC power, and this AC power is supplied to the AC load.

このため、昇圧回路による昇圧が不要となるので、交流負荷や交流負荷に接続されるスイッチ回路に印加される電圧も低くすることができる。従って、連系運転が可能な電力を太陽電池が供給できるか否かを判定する際に(系統連系用リレーを開状態から閉状態へと切り替える際に)電力が供給される負荷やスイッチ回路について、耐圧の低いものが利用できるようになる。   This eliminates the need for boosting by the booster circuit, and can also reduce the voltage applied to the AC load and the switch circuit connected to the AC load. Therefore, a load or a switch circuit to which power is supplied when determining whether or not the solar cell can supply power that can be interconnected (when switching the grid interconnection relay from the open state to the closed state) Can be used with a low breakdown voltage.

また、上述の発明において、前記系統連系用リレーを開状態から閉状態へ切り替える際に、前記インバータ回路を一時停止しして、前記昇圧回路の出力電圧が所定の電圧閾値まで昇圧した後に、前記インバータ回路の動作を開始させ、前記商用電力系統と同期した交流電力を系統に連系させることを特徴とする。   In the above invention, when switching the grid interconnection relay from the open state to the closed state, the inverter circuit is temporarily stopped, and the output voltage of the booster circuit is boosted to a predetermined voltage threshold value. The operation of the inverter circuit is started, and AC power synchronized with the commercial power system is connected to the system.

また、上述の発明において、前記インバータ回路は、前記直流電力を三相交流電力に変換し、前記交流負荷は、前記三相交流電力に対して平衡な負荷であり、前記三相交流電力の相電流を検出する相電流検出部を有し、前記相電流の内、何れか2つの相電流の差が所定の電流差閾値よりも大きい場合に、前記インバータ回路の動作を停止することを特徴とする。   In the above-mentioned invention, the inverter circuit converts the DC power into three-phase AC power, and the AC load is a load balanced with respect to the three-phase AC power. A phase current detector for detecting a current, wherein the operation of the inverter circuit is stopped when a difference between any two of the phase currents is larger than a predetermined current difference threshold value; To do.

また、上述の発明において、前記インバータ回路は、前記直流電力を三相交流電力に変換し、前記交流負荷は、前記三相交流電力に対して平衡な負荷であり、前記三相交流電力の線間電圧を検出する線間電圧検出部を有し、前記線間電圧の内、何れか2つの線間電圧の差が所定の電圧差閾値よりも大きい場合に、前記インバータ回路の動作を停止することを特徴とする。   In the above-described invention, the inverter circuit converts the DC power into three-phase AC power, the AC load is a load balanced with respect to the three-phase AC power, and the three-phase AC power line A line voltage detecting unit for detecting a line voltage, and stops the operation of the inverter circuit when a difference between any two line voltages among the line voltages is larger than a predetermined voltage difference threshold value. It is characterized by that.

本発明によれば、連系運転が可能な電力を太陽電池が供給できるか否かを判定する際に電力が供給される負荷やスイッチ回路について、耐圧の低いものが利用できる系統連系装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a system interconnection device that can use a low withstand voltage load or switch circuit to which power is supplied when determining whether or not a solar cell can supply power capable of interconnection operation. Can be provided.

本実施形態に係る太陽光発電システム100を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing photovoltaic power generation system 100 concerning this embodiment. 系統連系装置2が停止している状態から連系するまでの動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow until it connects from the state which the grid connection apparatus 2 has stopped. ステップS14における系統連系装置2の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the grid connection apparatus 2 in step S14. 連系開始動作を行う場合(ステップS18)の系統連系装置2の動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow of the grid connection apparatus 2 when performing connection start operation | movement (step S18). 電流センサCT1、CT2や電圧センサ11の異常の有無を判断する場合の動作フローを示す。The operation | movement flow in the case of determining the presence or absence of abnormality of current sensor CT1, CT2 or the voltage sensor 11 is shown.

以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本実施形態に係る太陽光発電システム100を示す構成図である。この図に示すように太陽光発電システム100は、太陽電池1、系統連系装置2を備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a photovoltaic power generation system 100 according to the present embodiment. As shown in this figure, the photovoltaic power generation system 100 includes a solar cell 1 and a grid interconnection device 2.

系統連系装置2は、昇圧回路4、インバータ回路5、フィルタ回路6、系統連系用リレー7、制御回路8、及び交流負荷回路9を備える。系統連系装置2は、系統連系用リレー7を介して太陽電池1を商用電力系統30へ連系する。   The grid interconnection device 2 includes a booster circuit 4, an inverter circuit 5, a filter circuit 6, a grid interconnection relay 7, a control circuit 8, and an AC load circuit 9. The grid interconnection device 2 links the solar cell 1 to the commercial power grid 30 via the grid interconnection relay 7.

昇圧回路4は、太陽電池1の出力電圧を昇圧する。そして昇圧回路4は、この昇圧した出力電圧を有する直流電力をインバータ回路5へ出力する。昇圧回路4は、図1に示すように、一対の端子46、47、リアクトル41と、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)のようなスイッチ素子42と、ダイオード43、及びコンデンサ44a、44bとを有して構成される、所謂、非絶縁型昇圧回路を用いる。一対の端子46、47には太陽電池1が接続され、この端子46、47の一方の端子(プラス側)46に直列にリアクトル41とダイオード43とが接続される。スイッチ素子42は、リアクトル41とダイオード43との接続点と一対の端子46、47の他方の端子47との間を開閉する。また、コンデンサ44aと44bは直列に接続され、直列に接続されたコンデンサ44a、44bは、ダイオード83と他方の端子47との間に接続される。   The booster circuit 4 boosts the output voltage of the solar cell 1. The booster circuit 4 outputs DC power having the boosted output voltage to the inverter circuit 5. As shown in FIG. 1, the booster circuit 4 includes a pair of terminals 46 and 47, a reactor 41, a switch element 42 such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor), a diode 43, and capacitors 44a and 44b. A so-called non-insulated booster circuit is used. The solar cell 1 is connected to the pair of terminals 46 and 47, and the reactor 41 and the diode 43 are connected in series to one terminal (plus side) 46 of the terminals 46 and 47. The switch element 42 opens and closes a connection point between the reactor 41 and the diode 43 and the other terminal 47 of the pair of terminals 46 and 47. The capacitors 44 a and 44 b are connected in series, and the capacitors 44 a and 44 b connected in series are connected between the diode 83 and the other terminal 47.

昇圧回路4は、制御回路8によって動作が制御される。具体的には、制御回路8がONデューティ比を決定し、そのデューティ比を有するパルス信号をスイッチ素子42のゲートに周期的に与える。すると、スイッチ素子42は、周期的に開閉し、昇圧回路4は、デューティ比に応じた(例えば、比例した)所定の昇圧比を得る。また、昇圧回路4は、非絶縁型のため、スイッチ素子42が開状態の場合にリアクトル41及びダイオード43を通して太陽電池1から出力される直流電力を出力することになる。   The operation of the booster circuit 4 is controlled by the control circuit 8. Specifically, the control circuit 8 determines the ON duty ratio, and periodically applies a pulse signal having the duty ratio to the gate of the switch element 42. Then, the switch element 42 is periodically opened and closed, and the booster circuit 4 obtains a predetermined boost ratio corresponding to (for example, proportional to) the duty ratio. In addition, since the booster circuit 4 is non-insulated, the DC power output from the solar cell 1 is output through the reactor 41 and the diode 43 when the switch element 42 is in the open state.

インバータ回路5は、スイッチ素子51、52を直列接続した第1アームと、スイッチ素子53、54を直列接続した第2アームとを夫々並列に接続して構成される(所謂、ハーフブリッジ型の三相インバータ回路である)。スイッチ素子51〜54には、IGBTのようなスイッチ素子を用いると良い。インバータ回路5は、制御回路8によってその動作が制御される。そして、インバータ回路5は、制御回路8のPWM(Pulse Width Modulation)制御にしたがって各スイッチ素子51〜54を開閉し、昇圧回路4から出力される直流電力を三相交流電力に変換する。三相交流電力は、スイッチ素子53とスイッチ素子54との接続点から延びるu相出力線u、コンデンサ44aとコンデンサ44bとの接続点から延びるv相出力線v、スイッチ素子51とスイッチ素子52との接続点から延びるw相出力線wに供給される。   The inverter circuit 5 is configured by connecting in parallel a first arm in which switch elements 51 and 52 are connected in series and a second arm in which switch elements 53 and 54 are connected in series (so-called half-bridge type three). Phase inverter circuit). As the switch elements 51 to 54, switch elements such as IGBTs may be used. The operation of the inverter circuit 5 is controlled by the control circuit 8. The inverter circuit 5 opens and closes the switch elements 51 to 54 in accordance with PWM (Pulse Width Modulation) control of the control circuit 8 and converts the DC power output from the booster circuit 4 into three-phase AC power. The three-phase AC power includes the u-phase output line u extending from the connection point between the switch element 53 and the switch element 54, the v-phase output line v extending from the connection point between the capacitor 44a and the capacitor 44b, the switch element 51 and the switch element 52, To the w-phase output line w extending from the connection point.

フィルタ回路6は、リアクトル61、62、及びコンデンサ63u、63v、63wからなり、インバータ回路の出力側に設けられる。フィルタ回路6は、インバータ回路5のスイッチ素子51〜54がPWM制御されて開閉動作するときに生ずる三相交流電流のリプル成分を除去する。   The filter circuit 6 includes reactors 61 and 62 and capacitors 63u, 63v, and 63w, and is provided on the output side of the inverter circuit. The filter circuit 6 removes a ripple component of the three-phase alternating current that is generated when the switching elements 51 to 54 of the inverter circuit 5 are PWM-controlled to open and close.

系統連系用リレー7は、商用電力系統30に接続される出力線u、v、wに介在し、出力線u、v、wの開閉を行う。また、系統連系用リレー7は、制御回路8からの制御信号によって閉状態と開状態が制御され、系統連系装置2(太陽電池1)と商用系統30とを連系または解列するものである。   The grid interconnection relay 7 is interposed in the output lines u, v, and w connected to the commercial power system 30, and opens and closes the output lines u, v, and w. In addition, the grid interconnection relay 7 is controlled to be closed or open by a control signal from the control circuit 8 to link or disconnect the grid interconnection device 2 (solar cell 1) and the commercial grid 30. It is.

交流負荷回路9は、3個の負荷用リレー91u、91v、91wと、3個の抵抗92u、92v、92wとを有している。抵抗92uの一端は負荷用リレー91uを介して、インバータ回路5と系統連系用負荷用リレー7とを結ぶu相出力線uに接続されている。抵抗92vの一端は負荷用リレー91vを介して、インバータ回路5と系統連系用リレー7とを結ぶv相出力線vに接続されている。抵抗92wの一端は負荷用リレー91wを介して、インバータ回路5と系統連系用リレー7とを結ぶw相出力線wに接続されている。また、3個の抵抗92u、92v、92wの他端は互いに接続されている。3個の抵抗92u、92v、92wは、この様に接続されることで、インバータ回路5から出力される三相交流電力が供給される交流負荷を成している(以後、3個の抵抗92u、92v、92wを交流負荷92と記述する場合もある)。3個の抵抗92u、92v、92wの抵抗は同じ抵抗値のものを用いるため、交流負荷92は、インバータ回路5の出力する三相交流電力に対して平衡な負荷となる。   The AC load circuit 9 includes three load relays 91u, 91v, and 91w and three resistors 92u, 92v, and 92w. One end of the resistor 92u is connected to a u-phase output line u connecting the inverter circuit 5 and the grid connection load relay 7 via a load relay 91u. One end of the resistor 92v is connected to a v-phase output line v connecting the inverter circuit 5 and the grid interconnection relay 7 via a load relay 91v. One end of the resistor 92w is connected to a w-phase output line w connecting the inverter circuit 5 and the grid interconnection relay 7 via a load relay 91w. The other ends of the three resistors 92u, 92v, and 92w are connected to each other. The three resistors 92u, 92v, and 92w are connected in this way, thereby forming an AC load to which the three-phase AC power output from the inverter circuit 5 is supplied (hereinafter, the three resistors 92u , 92v, and 92w may be described as an AC load 92). Since the three resistors 92u, 92v, and 92w have the same resistance value, the AC load 92 is a balanced load with respect to the three-phase AC power output from the inverter circuit 5.

負荷用リレー91u、91v、91wは、抵抗92u、92v、92wと出力線u、v、wとを接続するラインを開閉する。負荷用リレー91u、91v、91wには、信号が入力されるとこのラインを開状態にするリレーが用いられる。このため、負荷用リレー91u、91v、91wに制御用の電力が供給されていない場合、このラインは閉じられる。負荷用リレー91u、91v、91wは、駆動用の電力が太陽電池1から供給される。   The load relays 91u, 91v, 91w open and close lines connecting the resistors 92u, 92v, 92w and the output lines u, v, w. As the load relays 91u, 91v, 91w, relays that open this line when a signal is input are used. For this reason, this line is closed when the power for control is not supplied to the load relays 91u, 91v, 91w. The load relays 91u, 91v, 91w are supplied with driving power from the solar cell 1.

制御回路8は、インバータ回路5が出力する三相交流電力の相電流iu、iwを検出する相電流検出部として機能する。具体的には、制御回路8は、2個の電流センサCT1、CT2から、夫々、u相出力線uに流れるu相電流iu、w相出力線wに流れるw相電流iwを検出し、u相電流iu、v相電流ivを検出する。   The control circuit 8 functions as a phase current detector that detects the phase currents iu and iw of the three-phase AC power output from the inverter circuit 5. Specifically, the control circuit 8 detects the u-phase current iu flowing in the u-phase output line u and the w-phase current iw flowing in the w-phase output line w, respectively, from the two current sensors CT1 and CT2. The phase current iu and the v-phase current iv are detected.

また、制御回路8は、インバータ回路5が出力する三相交流電力の線間電圧vuv、vvwを検出する線間電圧検出部として機能する。具体的には、制御回路8は、電圧センサ11によりのu相出力線uとv相出力線vの間、及びv相出力線とw相出力線wの間に印加される線間電圧vuv、vvwを検出する。   In addition, the control circuit 8 functions as a line voltage detection unit that detects line voltages vuv and vvw of the three-phase AC power output from the inverter circuit 5. Specifically, the control circuit 8 detects the line voltage vuv applied between the u-phase output line u and the v-phase output line v by the voltage sensor 11 and between the v-phase output line and the w-phase output line w. , Vvw is detected.

制御回路8は、この様に検出された三相の相電流iu、iw、及び線間電圧vuv、vvwに基づいて、昇圧回路4及びインバータ回路5の制御(スイッチ素子41、51〜54の開閉制御)や、後述する交流負荷回路9のリレー91u、91v、91wの制御(閉状態と開状態を切り替える制御)を行う。   The control circuit 8 controls the booster circuit 4 and the inverter circuit 5 based on the three-phase phase currents iu and iw and the line voltages vuv and vvw thus detected (opening / closing of the switch elements 41 and 51 to 54). Control) and control of relays 91u, 91v, 91w of the AC load circuit 9 described later (control to switch between a closed state and an open state).

(連系時の動作)
次に上述した構成を用いて連系時の動作について図面を参照しながら説明する。図2に系統連系装置2がの起動に係る動作フローを示す。以下に示すこの動作フローにおいては、制御回路8が主体となり系統連系装置2の制御を行うため、制御回路8が主体となって行う動作は、系統連系装置2が主体となって行う動作として読むこともできる。
(Operation during interconnection)
Next, the operation at the time of interconnection using the configuration described above will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows an operation flow related to the start of the grid interconnection device 2. In this operation flow shown below, since the control circuit 8 mainly controls the grid interconnection device 2, the operation mainly performed by the control circuit 8 is the operation mainly performed by the grid interconnection device 2. Can also be read as

開始時点では、昇圧回路4、及びインバータ回路5は停止状態(すべてのスイッチ素子41、51〜54が開放の状態)にある。また、負荷用リレー91u、91v、91wは、太陽電池から電力が供給されないため接点を閉じている(閉状態)。また、系統連系用リレー7は、開状態となる。   At the start time, the booster circuit 4 and the inverter circuit 5 are in a stopped state (all the switch elements 41, 51 to 54 are open). Further, the load relays 91u, 91v, 91w are closed because they are not supplied with power from the solar cell (closed state). Further, the grid interconnection relay 7 is in an open state.

制御回路8は、太陽電池1の開放電圧Vpvを電圧センサ45を用いて検出し(ステップS11)、Vpvが電圧閾値Vthよりも大きいか否かを比較する(ステップS12)。ここで、電圧閾値Vthは、負荷用リレー91u、91v、91wを駆動するに十分な電圧値に設定される。   The control circuit 8 detects the open circuit voltage Vpv of the solar cell 1 using the voltage sensor 45 (step S11), and compares whether or not Vpv is larger than the voltage threshold value Vth (step S12). Here, the voltage threshold value Vth is set to a voltage value sufficient to drive the load relays 91u, 91v, 91w.

ステップS11及びステップS12において、制御回路8は、Vpvが電圧閾値Vthよりも大きくないと判断している間、ステップ12からステップS11へ戻り、ステップS11とステップS12を繰り返すことになる。   In step S11 and step S12, while the control circuit 8 determines that Vpv is not greater than the voltage threshold Vth, the control circuit 8 returns from step 12 to step S11, and repeats step S11 and step S12.

ステップS12において、制御回路8は、Vpvが電圧閾値Vthよりも大きくなると、インバータ回路5の動作を開始する(ステップS14)。   In step S12, the control circuit 8 starts the operation of the inverter circuit 5 when Vpv becomes larger than the voltage threshold Vth (step S14).

ここでステップS14の系統連系装置2の動作について説明する。図3は、ステップS14における系統連系装置2の動作フローを示す図である。ステップS14において、昇圧回路4は、スイッチ素子42を開状態にし、リアクトル41及びダイオード43を通して太陽電池1から出力される直流電力をインバータ回路5へ出力する。インバータ回路5は、インバータ回路5の出力電流の目標値itを設定する動作(後述のステップS21〜S25)と、インバータ回路5の出力電流の目標値itになるようにインバータ回路5を設定する動作(後述のステップS26)とを行う。目標値itの初期値はゼロで設定される。   Here, operation | movement of the grid connection apparatus 2 of step S14 is demonstrated. FIG. 3 is a diagram showing an operation flow of the grid interconnection device 2 in step S14. In step S <b> 14, the booster circuit 4 opens the switch element 42, and outputs DC power output from the solar cell 1 through the reactor 41 and the diode 43 to the inverter circuit 5. The inverter circuit 5 sets the target value it for the output current of the inverter circuit 5 (steps S21 to S25 described later) and sets the inverter circuit 5 so that the target value it for the output current of the inverter circuit 5 is set. (Step S26 described later) is performed. The initial value of the target value it is set to zero.

制御回路8は、ステップS14に入ると、三相各相の相電流iu、iwを電流センサCT1、CT2を用いて検出する(ステップS21)。制御回路8は、三相各相の相電流iu、iwを検出すると、検出された相電流iu、iwを用いて各相電流の実効値iue、iweを算出する(ステップS22)。また、ステップS22において、制御回路8は、三相の各相の実効値iue、iweの平均値iaveを算出し、ステップS23において、平均値iaveとインバータの出力電流の目標値itとの差が電流閾値ithよりも小さいか否かを判断する。   When entering step S14, the control circuit 8 detects the phase currents iu and iw of the three phases using the current sensors CT1 and CT2 (step S21). When the control circuit 8 detects the phase currents iu and iw of the three-phase phases, the control circuit 8 calculates the effective values iue and iwe of the phase currents using the detected phase currents iu and iw (step S22). In step S22, the control circuit 8 calculates the average value iave of the effective values iue and iwe of the three phases, and in step S23, the difference between the average value iave and the target value it of the output current of the inverter is calculated. It is determined whether or not it is smaller than the current threshold ith.

ステップS23において、制御回路8は、平均値iaveとインバータ回路5の出力電流の目標値itの差が電流閾値ithよりも小さくないと判断した場合、インバータ回路5の出力電流の目標値itを変更せずステップS26へ移行する。ステップS23において、制御回路8は、平均値iaveとインバータ回路5の出力電流の目標値itの差が電流閾値ithよりも小さいと判断した場合、目標値itが目標値itの最大値itmaxよりも小さいか否かを判断する(ステップS24)。   In step S23, when the control circuit 8 determines that the difference between the average value iave and the target value it of the output current of the inverter circuit 5 is not smaller than the current threshold value isth, the control circuit 8 changes the target value it of the output current of the inverter circuit 5. Without proceeding to step S26. In step S23, when the control circuit 8 determines that the difference between the average value iave and the target value it of the output current of the inverter circuit 5 is smaller than the current threshold value isth, the target value it is greater than the maximum value itmax of the target value it. It is determined whether it is small (step S24).

目標値itの最大値itmaxは、後述する電力閾値Pthの電力が交流負荷92に供給された時の電流値より大きくする。これにより、交流負荷92に電力閾値Pthより大きい交流電力PLを供給できるようになる。   The maximum value itmax of the target value it is set to be larger than the current value when power of a power threshold value Pth described later is supplied to the AC load 92. As a result, AC power PL larger than the power threshold Pth can be supplied to the AC load 92.

ステップS24において、制御回路8は、目標値itが目標値の最大値itmaxよりも小さくないと判断した場合は、インバータ回路5の出力電流の目標値itを変更せずステップS26へ移行する。また、ステップS24において、制御回路8は、目標値itが目標値の最大値itmaxよりも小さいと判断した場合は、インバータ回路5の出力電流の目標値itに所定の量iαを加えた値を、新たなインバータ回路5の出力電流の目標値itとして(ステップS25)ステップS26へ移行する。   In step S24, when the control circuit 8 determines that the target value it is not smaller than the maximum value itmax of the target value, the control circuit 8 proceeds to step S26 without changing the target value it of the output current of the inverter circuit 5. In step S24, when the control circuit 8 determines that the target value it is smaller than the maximum value itmax of the target value, the control circuit 8 sets a value obtained by adding a predetermined amount iα to the target value it of the output current of the inverter circuit 5. Then, as the target value it of the output current of the new inverter circuit 5 (step S25), the process proceeds to step S26.

ステップS26では、制御回路8は、インバータ回路5の出力電流の目標値itと相電流iu、iwの実効値iue、iweの平均値iaveとの差がゼロになるようにインバータ回路5の線間電圧の実効値vuve、vvweの平均値の目標値vtを決定し、インバータ回路5の線間電圧の実効値vuve、vvweの平均値vaveと電圧の目標値vtとの差がゼロになるようにインバータ回路5を制御する。ステップS26の動作が完了すると制御回路8はステップS15へ移行する。   In step S26, the control circuit 8 determines that the difference between the target value it of the output current of the inverter circuit 5 and the effective value iue of the phase currents iu and iw and the average value iave of the phase currents is zero. The target value vt of the average value of the effective values vuve and vvwe of the voltage is determined so that the difference between the average value vave of the line voltage of the inverter circuit 5 and the average value vave of the vvwe and the target value vt of the voltage becomes zero. The inverter circuit 5 is controlled. When the operation of step S26 is completed, the control circuit 8 proceeds to step S15.

ステップS15において、制御回路8は、電圧センサ11を用いて線間電圧vuv、vvwの検出を行いステップS16へ移行する。ステップS16において、制御回路8は、相電流iu、iwとこの相電流iu、iwに対応する線間電圧vuv、vvwとの積算値Piu、Piwを、検出した各相電流iu、iw毎に算出する。そして、各積算値Piu、Piwを加算することにより交流負荷に供給される交流電力PLを算出する。各相電力Piu、Piwは、各相電流iu、iwから求めた各相電流の実効値iue、iweと、各線間電圧vuv、vvwから求めた各線間電圧の実効値vuve、vvweとを用いて、Piu=iue×vuve、Piw=iwe×vvweの関係式から求めることができる。また、交流負荷に供給される交流電力PLは、PL=Piu+Piwから求めることができる。   In step S15, the control circuit 8 detects the line voltages vuv and vvw using the voltage sensor 11, and proceeds to step S16. In step S16, the control circuit 8 calculates the integrated values Piu and Piw of the phase currents iu and iw and the line voltages vuv and vvw corresponding to the phase currents iu and iw for each detected phase current iu and iw. To do. Then, the AC power PL supplied to the AC load is calculated by adding the integrated values Piu and Piw. The phase powers Piu and Piw are obtained by using the effective values iue and iwe of the phase currents obtained from the phase currents iu and iw, and the effective values vve and vvwe of the line voltages obtained from the line voltages vuv and vvw. Piu = iue × vvwe, Piw = iwe × vvwe. The AC power PL supplied to the AC load can be obtained from PL = Piu + Piw.

次に、ステップS17において、制御回路8は、交流負荷92に供給される交流電力PLが電力閾値Pthより大きいか否かを判断することで、連系運転が可能な最小電力を太陽電池が供給できるか否かを判断する。これは、太陽電池の出力電力と交流負荷92へ供給される交流電力PLがほぼ等しいためこのような判断ができる。   Next, in step S <b> 17, the control circuit 8 determines whether or not the AC power PL supplied to the AC load 92 is larger than the power threshold value Pth, so that the solar cell supplies the minimum power that can be connected to the grid. Determine if you can. This can be determined because the output power of the solar cell and the AC power PL supplied to the AC load 92 are substantially equal.

ステップS17において、制御回路8は、交流負荷92に供給される交流電力PLが電力閾値Pthより大きくない場合は、連系運転が可能な最小電力を太陽電池が供給できないと判断してステップS14へ移行する。また、ステップS17において、制御回路8は、交流負荷92に供給される交流電力PLが電力閾値Pthより大きい場合は、連系運転が可能な最小電力を太陽電池が供給できると判断しステップS18へ移行する。ステップS17の判断により、制御回路8は、交流電力PLが電力閾値Pthより大きくなるまでステップS14〜S17を繰り返すことになる。   In step S17, if the AC power PL supplied to the AC load 92 is not greater than the power threshold value Pth, the control circuit 8 determines that the solar cell cannot supply the minimum power that can be interconnected and proceeds to step S14. Transition. In step S17, if the AC power PL supplied to the AC load 92 is greater than the power threshold value Pth, the control circuit 8 determines that the solar cell can supply the minimum power that can be interconnected and proceeds to step S18. Transition. Based on the determination in step S17, the control circuit 8 repeats steps S14 to S17 until the AC power PL becomes larger than the power threshold value Pth.

インバータ回路5の出力電流の目標値itの初期値をゼロに設定し、ステップS14〜S17を繰り返すことにより、目標値itは徐々に増加することになる。これにより、インバータ回路5は、インバータ回路5の出力電流が徐々に増加するように昇圧回路4から出力される直流電力を交流電力に変換することになる(制御回路8によってインバータ回路5の動作が制御される)。このようにすることで、交流負荷回路9に突入電流が流れることがないため、交流負荷92や負荷用リレー91を保護することができる。   By setting the initial value of the target value it of the inverter circuit 5 to zero and repeating steps S14 to S17, the target value it gradually increases. Thereby, the inverter circuit 5 converts the DC power output from the booster circuit 4 into AC power so that the output current of the inverter circuit 5 gradually increases (the operation of the inverter circuit 5 is controlled by the control circuit 8). Controlled). By doing in this way, since an inrush current does not flow into the AC load circuit 9, the AC load 92 and the load relay 91 can be protected.

また、インバータ回路5の出力電流を徐々に増加するように動作(調整)しているということは、PL=IRの関係からも、交流負荷92への供給される交流電力PLを徐々に増加するように動作(調整)していることと言える。ここでIは、交流負荷92へ供給される電流、Rは交流負荷92の抵抗値を示す。更に、太陽電池1の出力電力と交流負荷92へ供給される交流電力PLはほぼ等しいことから、インバータ回路5の出力電流を徐々に増加するように動作(調整)していることは、太陽電池1の出力電力を徐々に増加するように動作(調整)しているとも言える。 The operation (adjustment) so as to gradually increase the output current of the inverter circuit 5 means that the AC power PL supplied to the AC load 92 is gradually increased from the relationship of PL = I 2 R. It can be said that it is operating (adjusting) to increase. Here, I is a current supplied to the AC load 92, and R is a resistance value of the AC load 92. Furthermore, since the output power of the solar cell 1 and the AC power PL supplied to the AC load 92 are substantially equal, the operation (adjustment) of the output current of the inverter circuit 5 is gradually increased. It can also be said that the operation (adjustment) is performed so that the output power of 1 gradually increases.

次にステップS18において、制御回路8は、昇圧回路4、インバータ回路5、及び系統連系用リレー7を用いて連系を開始するための動作(連系開始動作)を実行する。図4は、連系開始動作を行う場合(ステップS18)の系統連系装置2の動作フローを示す図である。   Next, in step S <b> 18, the control circuit 8 executes an operation (interconnection start operation) for starting interconnection using the booster circuit 4, the inverter circuit 5, and the grid interconnection relay 7. FIG. 4 is a diagram showing an operation flow of the grid interconnection device 2 when the interconnection start operation is performed (step S18).

ステップS18に入ると、制御回路8は、スイッチ素子51〜54を開放して、インバータ回路5を一時停止し(ステップS31)、負荷用リレー91の接点を開放し(ステップS32)、昇圧回路4の出力電圧が所定の電圧値になるようにONデューティ比を調整し、このONデューティ比によりスイッチ素子42を周期的に開閉動作させる(ステップS33)。   In step S18, the control circuit 8 opens the switch elements 51 to 54, temporarily stops the inverter circuit 5 (step S31), opens the contact of the load relay 91 (step S32), and the booster circuit 4 The ON duty ratio is adjusted so that the output voltage becomes a predetermined voltage value, and the switch element 42 is periodically opened and closed by this ON duty ratio (step S33).

次に、制御回路8は、昇圧後の電圧Vbを電圧センサ45により検出し(ステップS34)、昇圧回路4の出力電圧Vbが所定の電圧閾値Vth2より大きいか否かを判断する(ステップS35)。ここで、電圧閾値Vth2は、商用電力系統30に同期した三相交流電圧を生成するための十分な大きさの電圧値となる。例えば、商用電力系統30が200V(実行値)の三相交流配電系統である場合、昇圧回路4は600Vまで昇圧する(電圧閾値Vth2を600Vとして動作する)。   Next, the control circuit 8 detects the boosted voltage Vb with the voltage sensor 45 (step S34), and determines whether or not the output voltage Vb of the booster circuit 4 is greater than a predetermined voltage threshold Vth2 (step S35). . Here, the voltage threshold Vth <b> 2 is a voltage value sufficiently large to generate a three-phase AC voltage synchronized with the commercial power system 30. For example, when the commercial power system 30 is a 200V (running value) three-phase AC distribution system, the booster circuit 4 boosts the voltage to 600V (operates with the voltage threshold Vth2 being 600V).

ステップS35において、制御回路8は、昇圧回路4の出力電圧Vbが所定の電圧閾値Vth2より大きくない場合は、商用電力系統30に同期した三相交流電圧を生成するための十分な大きさの電圧が昇圧回路4から得られていないと判断し、ステップS33へ移行する。   In step S35, when the output voltage Vb of the booster circuit 4 is not greater than the predetermined voltage threshold Vth2, the control circuit 8 has a voltage sufficiently large to generate a three-phase AC voltage synchronized with the commercial power system 30. Is not obtained from the booster circuit 4, and the process proceeds to step S33.

また、ステップS35において、昇圧回路4の出力電圧Vbが所定の電圧閾値Vth2より大きい場合は、商用電力系統30に同期した三相交流電圧を生成するための十分な大きさの電圧が昇圧回路4から得られたと制御回路8は判断し、ステップS36へ移行する。   In step S35, when the output voltage Vb of the booster circuit 4 is larger than the predetermined voltage threshold Vth2, a voltage sufficiently large to generate a three-phase AC voltage synchronized with the commercial power system 30 is increased. The control circuit 8 determines that it has been obtained from step S36, and proceeds to step S36.

ステップS36では、インバータ回路5が動作を開始する。この際に、インバータ回路5は、商用電力系統30の三相交流電圧を図示しない電圧センサから検出してフィードバックすることで、昇圧回路4が昇圧した直流電力を商用電力系統30と同期した交流電力に変換する。   In step S36, the inverter circuit 5 starts operating. At this time, the inverter circuit 5 detects the three-phase AC voltage of the commercial power system 30 from a voltage sensor (not shown) and feeds back, so that the DC power boosted by the booster circuit 4 is synchronized with the commercial power system 30. Convert to

そして、インバータ回路5の出力する交流電力と商用電力系統30の交流電力とが同期すると、制御回路8は、系統連系用リレー7を用いて、出力線u、v、wの接点を接続し(ステップS37)、昇圧回路4、及びインバータ回路5に連系時の動作を行わせる(ステップS19)。   When the AC power output from the inverter circuit 5 and the AC power from the commercial power system 30 are synchronized, the control circuit 8 uses the grid connection relay 7 to connect the contacts of the output lines u, v, and w. (Step S37), the step-up circuit 4 and the inverter circuit 5 are caused to operate at the time of interconnection (Step S19).

以上のように動作することで、系統連系用リレー7を開状態から閉状態へ切り替える際に、インバータ回路5から交流負荷92に供給される交流電力PLが電力閾値Pthより大きくなった場合、インバータ回路5を一時停止する。その後、昇圧回路4は、この昇圧回路4の出力電圧が所定の電圧閾値Vth2以上になるようにONデューティ比を調整し、このONデューティ比によりスイッチ素子42を周期的に開閉動作する。そして、昇圧回路4の昇圧する電圧が電圧閾値Vth2以上になった場合に、インバータ回路5は、動作を開始する。このとき、インバータ回路5は、昇圧回路4が昇圧した直流電力を商用電力系統30と同期した交流電力に変換し、制御回路8は、系統連系用リレー7を用いて出力線u、v、wを閉状態にする。これにより、系統連系装置2は、商用電力系統30と同期した交流電力を商用電力系統に連系する。 By operating as described above, when switching the grid interconnection relay 7 from the open state to the closed state, when the AC power PL supplied from the inverter circuit 5 to the AC load 92 is greater than the power threshold value Pth, The inverter circuit 5 is temporarily stopped. Thereafter, the booster circuit 4 adjusts the ON duty ratio so that the output voltage of the booster circuit 4 is equal to or higher than a predetermined voltage threshold value Vth2, and periodically opens and closes the switch element 42 according to the ON duty ratio. When the voltage boosted by the booster circuit 4 becomes equal to or higher than the voltage threshold Vth2, the inverter circuit 5 starts its operation. At this time, the inverter circuit 5 converts the DC power boosted by the booster circuit 4 into AC power synchronized with the commercial power system 30, and the control circuit 8 uses the grid interconnection relay 7 to output lines u, v, Close w. As a result, the grid interconnection device 2 links AC power synchronized with the commercial power grid 30 to the commercial power grid.

インバータ回路5を動作させた状態で、商用電力系統30に同期する波形を形成するために、インバータ回路5が出力する三相交流電圧の位相をずらすと、スイッチ素子51〜54に負荷がかかるが、インバータ回路5を一時停止することで、この負荷を取り除くことができる。このため、インバータ回路5のスイッチ素子51〜54の寿命を延ばすことができる。   If the phase of the three-phase AC voltage output from the inverter circuit 5 is shifted in order to form a waveform synchronized with the commercial power system 30 with the inverter circuit 5 operated, a load is applied to the switch elements 51 to 54. The load can be removed by temporarily stopping the inverter circuit 5. For this reason, the lifetime of the switch elements 51-54 of the inverter circuit 5 can be extended.

以上述べてきたように本実施形態において、系統連系装置2の起動にかかり、系統連系用リレー7を開状態にし、昇圧回路4のスイッチング素子42を開状態にした後、インバータ回路5の出力電流を徐々に増加するように昇圧回路41から出力される直流電力を交流電力へ変換し、交流負荷92へこの交流電力を供給する。このため、太陽電池1の出力電圧を昇圧回路にて昇圧する必要がない(或いは昇圧比を小さくすることができる)。これにより、交流負荷92や交流負荷92に接続される負荷用リレー91に印加される電圧も低くすることができるため、連系運転が可能な電力を太陽電池1が供給できるか否かを判定する際に、電力が供給される交流負荷92や負荷用リレー91について、耐圧の低いものが利用できるようになる。   As described above, in the present embodiment, the grid interconnection device 2 is activated, the grid interconnection relay 7 is opened, the switching element 42 of the booster circuit 4 is opened, and then the inverter circuit 5 The DC power output from the booster circuit 41 is converted to AC power so that the output current is gradually increased, and this AC power is supplied to the AC load 92. For this reason, it is not necessary to boost the output voltage of the solar cell 1 with a booster circuit (or the boost ratio can be reduced). As a result, the voltage applied to the AC load 92 and the load relay 91 connected to the AC load 92 can also be lowered, and therefore it is determined whether or not the solar cell 1 can supply power capable of interconnection operation. In doing so, the AC load 92 and the load relay 91 to which power is supplied can be used with a low withstand voltage.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

例えば、本実施形態において、制御回路8は、系統連系装置2の起動にかかり、インバータ回路5の出力する三相電流iu、iwの実効値iue、iweを用いてインバータ回路5の動作を制御したが、相電流の振幅や平均値を用いるようにしても良い。   For example, in the present embodiment, the control circuit 8 starts up the grid interconnection device 2 and controls the operation of the inverter circuit 5 using the effective values iue and iwe of the three-phase currents iu and iw output from the inverter circuit 5. However, the amplitude or average value of the phase current may be used.

また、例えば、本実施形態において、系統連系装置2の起動にかかり、制御回路8は、インバータ回路5の出力する三相電流iu、iwに基づいて制御を行ったが、三相電流iu、iwに対して3相2相変換を行い、電流ベクトルを利用して制御するようにしても良い。   Further, for example, in this embodiment, the control circuit 8 performs control based on the three-phase currents iu and iw output from the inverter circuit 5 according to the start of the grid interconnection device 2, but the three-phase currents iu, Three-phase to two-phase conversion may be performed on iw and control may be performed using a current vector.

また、例えば、交流負荷92には負荷用リレー7が接続されていたが、インバータ回路5からの電力の供給を遮断できるスイッチ回路であれば、IGBTやFETのようなスイッチ素子を用いても良い。   For example, although the load relay 7 is connected to the AC load 92, a switch element such as an IGBT or FET may be used as long as the switch circuit can cut off the power supply from the inverter circuit 5. .

また、例えば、本実施形態において三相交流電力を出力するインバータ回路5を用いていたが、本発明は、単相の交流電力を出力するインバータ回路5にも応用することができる。   For example, although the inverter circuit 5 that outputs three-phase AC power is used in the present embodiment, the present invention can also be applied to the inverter circuit 5 that outputs single-phase AC power.

また、例えば、本実施形態において、交流負荷へ電力を供給する際に、インバータ回路5の出力電流を徐々に増加するために、図2のステップS14〜S17に示す動作フローを実行したが、単純にインバータ回路5の出力する交流電力の電圧が増加するよう(徐々に電圧の目標値vtを増加させる)にしても良い。これは、交流負荷92として単純な抵抗92u、92v、92wを設けているだけなので、インバータ回路5の出力電流と、インバータ回路5の出力電圧が比例することを利用している。   Further, for example, in the present embodiment, when supplying power to the AC load, the operation flow shown in steps S14 to S17 in FIG. 2 is executed in order to gradually increase the output current of the inverter circuit 5. Alternatively, the voltage of the AC power output from the inverter circuit 5 may be increased (the voltage target value vt is gradually increased). This is because only the simple resistors 92u, 92v, and 92w are provided as the AC load 92, and the fact that the output current of the inverter circuit 5 is proportional to the output voltage of the inverter circuit 5 is used.

また、例えば、相電流iu、iw、や線間電圧vuv、vvwを用いて、電流センサCT1、CT2や電圧センサ11に異常があるか否かを判断することができる。   Further, for example, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the current sensors CT1 and CT2 and the voltage sensor 11 using the phase currents iu and iw and the line voltages vuv and vvw.

これは、本実施例において、インバータ回路5の出力する三相交流電力に対して交流負荷92が平衡である場合に、各相の相電流や各線間電圧が等しくなることを利用する。即ち、各相電流の内、何れか2つの相電流の差が所定の電流差閾値Isthよりも大きい場合に、電流センサCT1、CT2に異常があり、バランスが崩れているものと考えることができる。また、線間電圧についても、各線間電圧の内、何れか2つの線間電圧の差が所定の線間電圧差閾値Vsthよりも大きい場合に、電圧センサ11に異常があり、バランスが崩れているものと考えることができる。尚、ここでの相電流や線間電圧は、瞬時値ではなく、実効値、平均値、或いは振幅等の波形の大きさを決める特徴量を利用する。   This utilizes the fact that, in this embodiment, when the AC load 92 is balanced with respect to the three-phase AC power output from the inverter circuit 5, the phase current of each phase and the line voltage are equal. That is, when the difference between any two phase currents of each phase current is larger than a predetermined current difference threshold Isth, it can be considered that the current sensors CT1 and CT2 are abnormal and the balance is lost. . As for the line voltage, when the difference between any two line voltages among the line voltages is larger than a predetermined line voltage difference threshold Vsth, the voltage sensor 11 is abnormal and the balance is lost. Can be considered. Note that the phase current and the line voltage here are not instantaneous values but feature values that determine the magnitude of the waveform such as effective value, average value, or amplitude.

電流センサCT1、CT2や電圧センサ11に異常があると判断した場合には、インバータ回路5の動作を停止し、図示しない表示部へ異常がある旨を表示したり、警報音を出すなどしてユーザーに報知すると良い。   If it is determined that there is an abnormality in the current sensors CT1, CT2 or the voltage sensor 11, the operation of the inverter circuit 5 is stopped, an indication that there is an abnormality on a display unit (not shown), an alarm sound, etc. Inform the user.

このような動作を実行する場合には、図5に示す動作フローを図2のステップS16とステップS17との間に加える。図5の動作フローでは、相電流、及び線間電圧に実効値を用いている。ステップS16よりステップS41へ移行し、制御回路8は、u相電流の実効値iueとw相電流の実効値iweとの差が所定の電流差閾値Isthよりも大きいか否かを判断する。ステップS41において、制御回路8は、u相電流の実効値iueとw相電流の実効値iweとの差が所定の電流差閾値Isthよりも大きくない場合は、電流センサCT1、CT2に異常はないと判断できるため、ステップS42へ移行する。また、制御回路8は、u相電流の実効値iueとw相電流の実効値iweとの差が所定の電流差閾値Isthよりも大きい場合は、電流センサCT1、CT2に異常ありと判断できるため、ステップS43へ移行する。   When such an operation is executed, the operation flow shown in FIG. 5 is added between step S16 and step S17 in FIG. In the operation flow of FIG. 5, effective values are used for the phase current and the line voltage. The process proceeds from step S16 to step S41, and the control circuit 8 determines whether or not the difference between the effective value iue of the u-phase current and the effective value iwe of the w-phase current is greater than a predetermined current difference threshold Isth. In step S41, when the difference between the effective value iue of the u-phase current and the effective value iwe of the w-phase current is not larger than the predetermined current difference threshold Isth, the control circuit 8 has no abnormality in the current sensors CT1 and CT2. Therefore, the process proceeds to step S42. Further, when the difference between the effective value iue of the u-phase current and the effective value iwe of the w-phase current is larger than the predetermined current difference threshold Isth, the control circuit 8 can determine that the current sensors CT1 and CT2 are abnormal. The process proceeds to step S43.

ステップS42では、制御回路8は、u相出力線u及びv相出力線vの線間電圧vuvの実効値vuveと、v相出力線v及びw相出力線wの線間電圧vvwの実効値vuveとの差が所定の線間電圧差閾値Vsthよりも大きいか否かを判断する。制御回路8は、線間電圧vuvの実効値vuveと、線間電圧vvwの実効値vuveとの差が所定の線間電圧差閾値Vsthよりも大きくない場合、電圧センサ11に異常が無いと判断できるため、電流センサCT1、CT2、及び電圧センサ11の異常確認を終了し、ステップS17へ移行する。また、制御回路8は、線間電圧vuvの実効値vuveと、線間電圧vvwの実効値vuveとの差が所定の線間電圧差閾値Vsthよりも大きい場合、電圧センサ11に異常ありと判断できるため、ステップS43へ移行する。   In step S42, the control circuit 8 determines the effective value vuve of the line voltage vuv between the u-phase output line u and the v-phase output line v, and the effective value of the line voltage vvw between the v-phase output line v and the w-phase output line w. It is determined whether or not the difference from vve is greater than a predetermined line voltage difference threshold Vsth. The control circuit 8 determines that there is no abnormality in the voltage sensor 11 when the difference between the effective value vve of the line voltage vuv and the effective value vve of the line voltage vvw is not larger than a predetermined line voltage difference threshold Vsth. Therefore, the abnormality confirmation of the current sensors CT1, CT2 and the voltage sensor 11 is terminated, and the process proceeds to step S17. The control circuit 8 determines that the voltage sensor 11 is abnormal when the difference between the effective value vve of the line voltage vuv and the effective value vve of the line voltage vvw is larger than a predetermined line voltage difference threshold Vsth. Since this is possible, the process proceeds to step S43.

ステップS43では、制御回路8は、インバータ回路5の動作を停止し、図示しない表示部に電流センサCT1、CT2や電圧センサ11に異常がある旨を報知し(ステップS43)、系統連系用リレー7を開状態から閉状態へと切り替える際の処理(図2の動作フロー)を異常終了する。   In step S43, the control circuit 8 stops the operation of the inverter circuit 5, notifies the display unit (not shown) that the current sensors CT1, CT2 and the voltage sensor 11 are abnormal (step S43), and relays for system interconnection The process when switching 7 from the open state to the closed state (operation flow in FIG. 2) is abnormally terminated.

このようにすることで、電流センサCT1、CT2や電圧センサ11に異常があるまま系統連系装置2が動作することを防止することができる。

By doing so, it is possible to prevent the grid interconnection device 2 from operating while the current sensors CT1, CT2 and the voltage sensor 11 are abnormal.

1 太陽電池
2 パワーコンディショナ
4 昇圧回路
5 インバータ回路
6 フィルタ回路
7 系統連系用リレー
9 交流負荷回路
11 電圧センサ
30 商用電力系統
45 電圧センサ
91 負荷用リレー
92 交流負荷
CT1 電流センサ
CT2 電流センサ


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 Power conditioner 4 Booster circuit 5 Inverter circuit 6 Filter circuit 7 Grid connection relay 9 AC load circuit 11 Voltage sensor 30 Commercial power system 45 Voltage sensor 91 Load relay 92 AC load CT1 Current sensor CT2 Current sensor


Claims (3)

太陽電池が接続される一対の端子と、当該端子の一方の端子に直列にリアクトルとダイ
オードとを接続し、このリアクトルとダイオードとの接続点と前記端子の他方の端子との
間を開閉するスイッチ素子と、前記ダイオードと他方の端子との間に接続されるコンデン
サとを有し、前記スイッチ素子を周期的に開閉させて所定の昇圧比を得る昇圧回路と、
前記昇圧回路で昇圧された直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を出力線を介し
て商用電力系統へ連系させるインバータ回路と、
前記出力線に介在し、当該出力線の開閉を行う系統連系用リレーと、を備え、
前記系統連系用リレーを介して前記太陽電池の発電出力を前記商用電力系統へ連系する
系統連系装置において、
前記出力線の前記インバータ回路と前記系統連系用リレーとの間に接続され、前記イン
バータ回路から出力される交流電力が供給される交流負荷を備え、
前記系統連系装置の起動にかかり、前記系統連系用リレーが開状態であり、かつ前記昇
圧回路の前記スイッチ素子が開状態の時、
前記インバータ回路は、このインバータ回路の出力電流が徐々に増加するように、前記直
流電力を交流電力へ変換して前記交流負荷へ供給し、
前記交流負荷へ供給される前記交流電力が所定の電力より大きくなった場合に、前記イ
ンバータ回路は前記変換の動作を一時停止し前記スイッチ素子の周期的な開閉で前記昇圧
回路の出力電圧が所定の電圧閾値まで昇圧した後に閉状態に切り換わる前記系統連系用リ
レーを介して、動作を再開した前記インバータ回路の出力を前記商用電力系統に連系させ
ることを特徴とする系統連系装置。
A pair of terminals to which a solar cell is connected, a reactor and a diode connected in series to one terminal of the terminal, and a switch that opens and closes between the connection point of the reactor and the diode and the other terminal of the terminal A booster circuit having an element and a capacitor connected between the diode and the other terminal, and periodically opening and closing the switch element to obtain a predetermined boost ratio;
An inverter circuit that converts the DC power boosted by the booster circuit into AC power, and connects the AC power to a commercial power system via an output line;
A grid interconnection relay that intervenes in the output line and opens and closes the output line; and
In the grid interconnection device that links the power generation output of the solar cell to the commercial power grid via the grid interconnection relay,
An AC load connected between the inverter circuit of the output line and the grid interconnection relay, to which AC power output from the inverter circuit is supplied;
When the grid interconnection device is activated, the grid interconnection relay is in an open state, and the switch element of the booster circuit is in an open state.
The inverter circuit converts the DC power to AC power and supplies the AC load to the AC load so that the output current of the inverter circuit gradually increases.
When the AC power supplied to the AC load becomes larger than a predetermined power, the inverter circuit temporarily stops the conversion operation, and the output voltage of the booster circuit is predetermined by periodically switching the switch element. A grid interconnection apparatus that links the output of the inverter circuit, whose operation has been resumed, to the commercial power system via the grid interconnection relay that is switched to a closed state after being boosted to a voltage threshold value.
前記インバータ回路は、前記直流電力を三相交流電力に変換し、
前記交流負荷は、前記三相交流電力に対して平衡な負荷であり、
前記三相交流電力の相電流を検出する相電流検出部を有し、
前記相電流の内、何れか2つの相電流の差が所定の電流差閾値よりも大きい場合に、前
記インバータ回路の動作を停止することを特徴とする請求項1に記載の系統連系装置。
The inverter circuit converts the DC power into three-phase AC power,
The AC load is a load balanced with respect to the three-phase AC power,
A phase current detector for detecting a phase current of the three-phase AC power;
2. The grid interconnection device according to claim 1, wherein when the difference between any two phase currents among the phase currents is larger than a predetermined current difference threshold, the operation of the inverter circuit is stopped.
前記インバータ回路は、前記直流電力を三相交流電力に変換し、
前記交流負荷は、前記三相交流電力に対して平衡な負荷であり、
前記三相交流電力の線間電圧を検出する線間電圧検出部を有し、
前記線間電圧の内、何れか2つの線間電圧の差が所定の電圧差閾値よりも大きい場合に
、前記インバータ回路の動作を停止することを特徴とする請求項1に記載の系統連系装置
The inverter circuit converts the DC power into three-phase AC power,
The AC load is a load balanced with respect to the three-phase AC power,
A line voltage detector for detecting a line voltage of the three-phase AC power;
2. The grid interconnection according to claim 1, wherein the operation of the inverter circuit is stopped when a difference between any two of the line voltages is larger than a predetermined voltage difference threshold value. apparatus.
JP2011065117A 2011-03-24 2011-03-24 Grid interconnection device Expired - Fee Related JP5828126B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011065117A JP5828126B2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Grid interconnection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011065117A JP5828126B2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Grid interconnection device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012205328A JP2012205328A (en) 2012-10-22
JP2012205328A5 JP2012205328A5 (en) 2014-05-01
JP5828126B2 true JP5828126B2 (en) 2015-12-02

Family

ID=47185761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011065117A Expired - Fee Related JP5828126B2 (en) 2011-03-24 2011-03-24 Grid interconnection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5828126B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7035826B2 (en) * 2018-06-07 2022-03-15 住友電気工業株式会社 Distributed power supply unit, its control method and abnormality judgment method
JP2020046261A (en) * 2018-09-18 2020-03-26 住友電気工業株式会社 Method for diagnosing soundness of zero-phase current transformer and power conditioner

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940863U (en) * 1982-09-07 1984-03-15 日本電気株式会社 Three-phase AC abnormal voltage detector
JPS61154431A (en) * 1984-12-26 1986-07-14 京セラ株式会社 Power conversion system operation system
JP3378692B2 (en) * 1995-03-24 2003-02-17 三洋電機株式会社 Solar power generator
JP3762036B2 (en) * 1997-04-16 2006-03-29 オムロン株式会社 Power conditioner in solar power generation system
JP3563967B2 (en) * 1998-06-30 2004-09-08 松下電工株式会社 Solar power system
JP2001128365A (en) * 1999-10-25 2001-05-11 Hitachi Ltd Operating method for photovoltaic power generation system
JP2007174792A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Kawamura Electric Inc System interconnection inverter device
JP2008015899A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Ebara Densan Ltd System interconnection power conditioner
JP2010187521A (en) * 2009-01-16 2010-08-26 Mitsubishi Electric Corp Motor drive controller, compressor, blower, air conditioner and refrigerator or freezer
JP2010250967A (en) * 2009-04-10 2010-11-04 Fuji Electric Systems Co Ltd Fuel cell power generating system and control method for the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012205328A (en) 2012-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11075540B2 (en) Uninterruptible power supply device
JP5788017B2 (en) Power converter
CN111226364B (en) Power supply device, power control device, and relay determination method for power supply device
EP2731248B1 (en) Power conversion device
US7964990B2 (en) Power supply apparatus
JP5316514B2 (en) Power converter
JP5857193B2 (en) Current collection box
US10218261B2 (en) Grid connection power conversion device and start-up control method therefor
JP2009017720A (en) Power conversion device
JP5645565B2 (en) Power converter and solar power generation system
US20140328102A1 (en) Power source inverter for use with a photovoltaic solar panel
JP2011151910A (en) System linkage device
JP5828126B2 (en) Grid interconnection device
EP3021479A1 (en) Apparatus for controlling inverter
JPWO2015052743A1 (en) Power converter
JP4845821B2 (en) Instantaneous voltage drop compensation device
JP5586096B2 (en) Power converter
JP2010273490A (en) Dc power supply
JP6351480B2 (en) Grid-connected inverter device
JP5071209B2 (en) Uninterruptible power system
JP2019004651A (en) System interconnection electric power conversion system
JP5464910B2 (en) Power converter
JP2008160942A (en) Semiconductor power conversion device
JP2008220049A (en) Uninterruptible power supply device
JP4932604B2 (en) Voltage compensator

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20130628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140317

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140317

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20140414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141224

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150202

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20150224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150303

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150409

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: 20150512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150525

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5828126

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees