JP6599700B2 - Grid interconnection device - Google Patents

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Description

本発明は、系統連系装置に関する。   The present invention relates to a grid interconnection device.

近年、電力会社の系統と太陽電池等の発電設備とを接続し、系統と連系して宅内の負荷に電力を供給する系統連系装置が普及している。このような系統連系装置には、通常時は、系統や発電設備から宅内の負荷に電力を供給し、発電設備で生成された余剰電力を系統に供給する系統連系運転を行い、系統の停電や瞬時電圧低下(以下、瞬低)の発生時には、系統から解列し、発電設備で生成された電力を負荷に供給する自立運転を行うものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, a grid interconnection device that connects a power company system and a power generation facility such as a solar cell and supplies power to a load in a house linked to the grid has become widespread. In such a grid interconnection device, normally, power is supplied from a grid or power generation equipment to a load in the house, and surplus power generated by the power generation equipment is supplied to the grid to perform grid connection operation. At the time of occurrence of a power failure or instantaneous voltage drop (hereinafter referred to as “instantaneous voltage drop”), it is known to perform a self-sustaining operation that disconnects from the system and supplies power generated by the power generation equipment to the load (for example, Patent Document 1, 2).

特開2015−6044号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-6044 特開2015−61429号公報JP2015-61429A

ところで、系統に瞬低が発生した場合に、一斉に解列すると系統全体の需給バランスが乱れ、広範囲に停電等が発生する可能性がある。そのため、系統連系規定には、事故時運転継続(FRT:Fault Ride Through)要件が定められている。FRT要件を満たすためには、瞬低発生時に系統連系運転を継続しなければならず、瞬低が発生した際、系統から系統連系装置をすぐに解列して自立運転に切り替えることはできない。そのため、系統から負荷に電力が供給されている場合に瞬低が発生すると、負荷に電力を供給できない。   By the way, when an instantaneous drop occurs in the system, if the lines are disconnected all at once, the balance of supply and demand of the entire system may be disturbed, and a power failure or the like may occur over a wide area. Therefore, in the grid connection regulations, there is a requirement for Fault Ride Through (FRT). In order to satisfy the FRT requirements, grid interconnection operation must be continued when a voltage sag occurs. When a voltage sag occurs, the grid interconnection device is immediately disconnected from the system and switched to independent operation. Can not. Therefore, if an instantaneous drop occurs when power is supplied from the system to the load, power cannot be supplied to the load.

本発明は、系統の瞬低や停電時において、系統連系規定を遵守しつつ、迅速に負荷に電力を供給しうる系統連系装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a grid interconnection device that can quickly supply power to a load while complying with the grid interconnection regulations at the time of an instantaneous power failure or a power failure.

本発明に係る系統連系装置は、直流電力を生成する発電装置と、交流電力を供給する系統とを接続し、前記発電装置及び前記系統の電力を負荷に供給する系統連系装置であって、前記系統と、前記発電装置と、前記負荷とに接続され、前記発電装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記系統の電圧低下を検出し、前記発電装置の直流電力に基づく所定電圧の交流電力を出力する補助電力変換部と、前記電力変換部と前記系統との間を導通又は非導通に切り替えるスイッチと、前記系統又は前記電力変換部から前記負荷に交流電力を供給し、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を導通させ、前記電力変換部から前記系統に交流電力を供給する系統連系制御を行い、前記系統の電圧低下が検出された場合、所定時間の間、前記補助電力変換部から前記系統に交流電力を供給するとともに、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を非導通にして、前記電力変換部から前記負荷に交流電力を供給する自立運転制御に切り替える系統連系制御部と、を備える。   A grid interconnection device according to the present invention is a grid interconnection device that connects a power generation device that generates DC power and a system that supplies AC power, and supplies the power of the power generation device and the grid to a load. A power converter that is connected to the system, the power generation device, and the load and converts the DC power of the power generation device into AC power; and detects a voltage drop in the system; Auxiliary power conversion unit that outputs AC power of a predetermined voltage based on, a switch that switches between the power conversion unit and the system between conduction and non-conduction, and supply of AC power from the system or the power conversion unit to the load Then, when the switch between the power conversion unit and the system is conducted by the switch, the system interconnection control for supplying AC power from the power conversion unit to the system is performed, and when the voltage drop of the system is detected, At a given time During this period, AC power is supplied from the auxiliary power converter to the grid, and the switch is made non-conductive between the power converter and the grid, and AC power is supplied from the power converter to the load. A grid interconnection control unit that switches to the independent operation control.

この構成によれば、電力変換部と系統との間を導通させて系統と連系する系統連系運転を行い、系統の電圧が低下した場合には、電力変換部と系統との間を非導通にし、電力変換部を自立運転させ、所定時間の間、電力変換部から補助電力変換部を介して系統に電力を供給する。つまり、瞬低が発生した場合であっても、系統連系運転と同様に、系統に電力を供給し続けることができるので、系統連系規定のFRT要件を遵守しつつ、負荷に対して迅速に電力を供給することができる。   According to this configuration, the grid connection operation is performed to connect the power conversion unit and the system with the system, and when the voltage of the system decreases, the power conversion unit and the system are not connected to each other. The power conversion unit is made to operate independently, and power is supplied from the power conversion unit to the system via the auxiliary power conversion unit for a predetermined time. In other words, even when a voltage sag occurs, power can be continuously supplied to the grid in the same way as grid-connected operation. Can be powered.

また、上記系統連系装置において、前記電力変換部は、前記発電装置の直流電力を蓄電池に充電し、少なくとも前記自立運転制御において、前記蓄電池から放電した直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給することとしてもよい。この構成によれば、瞬低の発生時においても、蓄電池の充電や、蓄電池から放電した電力を負荷に供給することができる。   Further, in the grid interconnection device, the power conversion unit charges the storage battery with DC power of the power generation device, and converts the DC power discharged from the storage battery into AC power at least in the self-sustained operation control. It is good also as supplying to. According to this configuration, even when an instantaneous drop occurs, the storage battery can be charged and the power discharged from the storage battery can be supplied to the load.

また、上記系統連系装置において、前記補助電力変換部は、前記電力変換部と前記系統とに接続され、前記電力変換部で変換された交流電力を前記系統に応じた所定の電圧に変換して前記系統に供給することとしてもよい。この構成によれば、瞬低発生時において、電力変換部を自立運転させることができるとともに、系統連系運転時と同様、電力変換部から補助電力変換部を介して系統に電力を供給し続けることができる。   In the grid interconnection device, the auxiliary power conversion unit is connected to the power conversion unit and the system, and converts the AC power converted by the power conversion unit into a predetermined voltage corresponding to the system. May be supplied to the system. According to this configuration, the power conversion unit can be operated independently when a sag occurs, and power is continuously supplied from the power conversion unit to the system via the auxiliary power conversion unit, similar to the grid interconnection operation. be able to.

また、上記系統連系装置において、前記補助電力変換部は、前記発電装置と前記系統とに接続され、前記発電装置の直流電力を前記系統に応じた所定の電圧の交流電力に変換して前記系統に供給することとしてもよい。この構成によれば、瞬低発生時において、電力変換部を自立運転させることができるとともに、系統に電力を供給し続けることができる。   In the grid interconnection device, the auxiliary power conversion unit is connected to the power generation device and the system, and converts the DC power of the power generation device into AC power having a predetermined voltage according to the system. It is good also as supplying to a system | strain. According to this configuration, it is possible to allow the power conversion unit to operate independently and to continuously supply power to the system when a sag occurs.

本発明の構成によれば、系統の瞬低や停電時において、系統連系規定を遵守しつつ、迅速に負荷に電力を供給することができる。   According to the configuration of the present invention, it is possible to quickly supply power to the load while complying with the grid connection regulations at the time of a power failure or a power failure.

図1は、第1実施形態に係る系統連系装置による系統連系の構成例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration example of grid interconnection by the grid interconnection device according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態に係る系統連系装置の動作フロー図である。FIG. 2 is an operation flowchart of the grid interconnection device according to the first embodiment. 図3は、系統の電圧変化を例示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a voltage change of the system. 図4は、第2実施形態に係る系統連系装置による系統連系の構成例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a configuration example of grid interconnection by the grid interconnection device according to the second embodiment.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る系統連系装置による系統連系の構成例を示す構成図である。図1に示すように、系統連系装置1は、配線Lに接続された分電盤(図示略)を介して系統2に接続されるとともに、太陽電池3、蓄電池4、及び交流負荷5と接続されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of grid interconnection by the grid interconnection device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the grid interconnection device 1 is connected to the grid 2 through a distribution board (not shown) connected to the wiring L, and includes a solar cell 3, a storage battery 4, and an AC load 5. It is connected.

太陽電池3は、発電装置の一例であり、複数のセルが直列又は並列に接続された太陽電池モジュールを備え、光起電力効果によって太陽光を直流電力に変換する。   The solar cell 3 is an example of a power generation device, includes a solar cell module in which a plurality of cells are connected in series or in parallel, and converts sunlight into DC power by a photovoltaic effect.

蓄電池4は、繰り返し充放電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池が用いられる。蓄電池4は、パワーコンディショナー11の制御の下、直流電力を充電したり放電したりする。   The storage battery 4 is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged. For example, a lithium ion battery is used. The storage battery 4 charges or discharges DC power under the control of the power conditioner 11.

交流負荷5は、例えば、宅内に設置されたパーソナルコンピュータやサーバ等のOA機器、テレビ、冷蔵庫、照明等、交流電力の供給によって動作する電気機器である。   The AC load 5 is an electrical device that operates by supplying AC power, such as an OA device such as a personal computer or a server installed in a home, a television, a refrigerator, or a lighting.

系統連系装置1は、パワーコンディショナー11、遮断スイッチ12、サブコンバータ13、及び連系制御部14を備える。系統連系装置1は、系統2から供給される電力を交流負荷5へ供給したり、太陽電池3及び蓄電池4の電力を交流負荷5へ供給したりすることができる。また、系統連系装置1は、太陽電池3の電力を系統2に供給(逆潮流)することができる。以下、系統連系装置1の各構成について具体的に説明する。   The grid interconnection device 1 includes a power conditioner 11, a cutoff switch 12, a sub-converter 13, and a linkage control unit 14. The grid interconnection device 1 can supply power supplied from the system 2 to the AC load 5 or supply power from the solar battery 3 and the storage battery 4 to the AC load 5. Further, the grid interconnection device 1 can supply (reverse power flow) the power of the solar cell 3 to the grid 2. Hereinafter, each structure of the grid connection apparatus 1 is demonstrated concretely.

パワーコンディショナー11は、DC/DCコンバータと、双方向インバータとを備える(いずれも図示略)。パワーコンディショナー11は、DC/DCコンバータにより、太陽電池3で生成された直流電力を蓄電池4の電圧に応じた所定の電圧に変換して蓄電池4に充電する。また、パワーコンディショナー11は、双方向インバータにより、太陽電池3で生成された直流電力、蓄電池4から放電した直流電力を所定電圧の交流電力に変換したり、系統2から供給される交流電力を蓄電池4の電圧に応じた所定の電圧の直流電力に変換したりする。   The power conditioner 11 includes a DC / DC converter and a bidirectional inverter (both not shown). The power conditioner 11 charges the storage battery 4 by converting DC power generated by the solar battery 3 into a predetermined voltage according to the voltage of the storage battery 4 by a DC / DC converter. Further, the power conditioner 11 converts the DC power generated by the solar battery 3 and the DC power discharged from the storage battery 4 into AC power of a predetermined voltage or the AC power supplied from the system 2 by the bidirectional inverter. 4 is converted into DC power of a predetermined voltage corresponding to the voltage of 4.

パワーコンディショナー11は、連系制御部14の制御の下、遮断スイッチ12のオン/オフを切り替え、その動作モードを変更する。具体的には、パワーコンディショナー11は、連系制御部14から、遮断スイッチ12をオンにして、パワーコンディショナー11と系統2との間を導通状態にし、系統2とパワーコンディショナー11との間で相互に電力をやり取りすることができる系統連系モードで動作する。また、パワーコンディショナー11は、連系制御部14から電圧低下が発生したことを示す所定の制御信号が供給されると、太陽電池3の発電による余剰電力をサブコンバータ13に出力するとともに、遮断スイッチ12をオフにして、パワーコンディショナー11と系統2との間を非導通状態にし、自立運転モードで動作する。自立運転モードでは、太陽電池3若しくは蓄電池4からの電力が交流負荷5に供給される。パワーコンディショナー11は、系統連系モードの場合には、定電流制御を行い、自立運転モードの場合には、定電圧制御を行う。   The power conditioner 11 switches on / off the cutoff switch 12 under the control of the interconnection control unit 14 and changes its operation mode. Specifically, the power conditioner 11 turns on the cutoff switch 12 from the interconnection control unit 14 to bring the power conditioner 11 and the system 2 into a conductive state, and the power conditioner 11 communicates between the system 2 and the power conditioner 11. It operates in the grid connection mode that can exchange power. In addition, when a predetermined control signal indicating that a voltage drop has occurred is supplied from the interconnection control unit 14, the power conditioner 11 outputs surplus power generated by the solar cell 3 to the sub-converter 13, and a cutoff switch 12 is turned off, the power conditioner 11 and the system 2 are made non-conductive, and the operation is performed in the self-sustaining operation mode. In the self-sustained operation mode, power from the solar battery 3 or the storage battery 4 is supplied to the AC load 5. The power conditioner 11 performs constant current control in the grid connection mode, and performs constant voltage control in the independent operation mode.

遮断スイッチ12は、例えば、交流リレー回路で構成され、パワーコンディショナー11によってオン/オフが切り替えられる。   The cutoff switch 12 is constituted by, for example, an AC relay circuit, and is turned on / off by the power conditioner 11.

サブコンバータ13は、系統2における電圧に基づいて、系統2の電圧低下及び電圧の復帰を検出し、検出結果を連系制御部14へ出力する。また、サブコンバータ13は、連系制御部14から供給される所定の制御信号に応じて、パワーコンディショナー11から供給される交流電力を系統2の電圧に応じた交流電力に変換して系統2へ出力する。サブコンバータ13は、少なくとも所定時間の間に交流電力を出力できればよいため、パワーコンディショナー11よりも小さい容量のものを用いることができる。   The sub-converter 13 detects a voltage drop and a voltage restoration of the system 2 based on the voltage in the system 2 and outputs the detection result to the interconnection control unit 14. Further, the sub-converter 13 converts the AC power supplied from the power conditioner 11 into AC power corresponding to the voltage of the grid 2 to the grid 2 according to a predetermined control signal supplied from the interconnection control unit 14. Output. Since the sub-converter 13 only needs to be able to output AC power at least for a predetermined time, a sub-converter having a smaller capacity than the power conditioner 11 can be used.

連系制御部14は、サブコンバータ13の検出結果に基づいて、パワーコンディショナー11及びサブコンバータ13を制御する。具体的には、連系制御部14は、サブコンバータ13によって系統2の電圧低下が検出された場合、電圧低下から所定時間内に電圧復帰が検出されるまでの間、パワーコンディショナー11及びサブコンバータ13に所定の制御信号を出力し、パワーコンディショナー11からサブコンバータ13に、太陽電池3の余剰電力を供給させる。そして、連系制御部14は、サブコンバータ13において、その余剰電力を系統2の電圧に応じた交流電力に変換して系統2に供給させるとともに、パワーコンディショナー11において遮断スイッチ12をオフにして自立運転モードに切り替えさせる。なお、この所定時間は、系統連系規定において、系統2の電圧が低下してから解列するまでの時間として定められた時間(日本国内の2017年3月版の系統連系規定では、瞬低及び停電時は1秒間)が含まれるように予め設定される。本実施の形態では、例えば5〜10秒程度である。   The interconnection control unit 14 controls the power conditioner 11 and the sub-converter 13 based on the detection result of the sub-converter 13. Specifically, when the voltage reduction of the grid 2 is detected by the sub-converter 13, the interconnection control unit 14 includes the power conditioner 11 and the sub-converter until the voltage recovery is detected within a predetermined time from the voltage drop. A predetermined control signal is output to 13, and surplus power of the solar cell 3 is supplied from the power conditioner 11 to the sub-converter 13. The interconnection control unit 14 converts the surplus power into AC power corresponding to the voltage of the grid 2 and supplies it to the grid 2 in the sub-converter 13, and turns off the shut-off switch 12 in the power conditioner 11 to be independent. Switch to operation mode. Note that this predetermined time is the time defined in the grid connection rule as the time from when the voltage of the grid 2 drops until it is disconnected (in the grid connection rule of the March 2017 version in Japan, It is set in advance to include 1 second at the time of low and power failure. In the present embodiment, for example, about 5 to 10 seconds.

連系制御部14は、サブコンバータ13において、系統2の電圧低下から系統2の電圧の復帰が検出された場合には、パワーコンディショナー11及びサブコンバータ13への所定の制御信号の出力を停止し、パワーコンディショナー11において遮断スイッチ12をオンにして系統連系モードに切り替えさせる。また、連系制御部14は、系統2の電圧が所定時間内に復帰しない場合、所定時間の経過後、パワーコンディショナー11からサブコンバータ13への出力を停止させ、自立運転モードでの動作を継続する。   The interconnection control unit 14 stops the output of a predetermined control signal to the power conditioner 11 and the sub-converter 13 when the sub-converter 13 detects the return of the voltage of the system 2 from the voltage drop of the system 2. In the power conditioner 11, the cutoff switch 12 is turned on to switch to the grid connection mode. In addition, when the voltage of system 2 does not return within a predetermined time, the interconnection control unit 14 stops the output from the power conditioner 11 to the sub-converter 13 after the predetermined time has elapsed, and continues the operation in the independent operation mode. To do.

つまり、系統連系装置1は、系統2の電圧低下が生じた場合、電圧低下から所定時間の間は、サブコンバータ13により系統2に余剰電力を供給して系統連系モードでの動作を維持しつつ、パワーコンディショナー11と系統2との間を非導通状態にしてパワーコンディショナー11を自立運転モードで動作させる。そして、系統連系装置1は、系統2の電圧が復帰した場合、パワーコンディショナー11と系統2との間を導通状態にしてパワーコンディショナー11を系統連系モードで動作させる。   That is, when the voltage drop of the grid 2 occurs, the grid interconnection device 1 supplies the surplus power to the grid 2 by the sub-converter 13 for a predetermined time from the voltage drop and maintains the operation in the grid interconnection mode. However, the power conditioner 11 is operated in the self-sustaining operation mode while the power conditioner 11 and the system 2 are not connected. Then, when the voltage of the grid 2 is restored, the grid interconnection device 1 causes the power conditioner 11 to operate in the grid interconnection mode by bringing the power conditioner 11 and the grid 2 into a conductive state.

(動作)
図2は、系統連系装置1の動作フローを示す図である。例えば、系統2の電圧が図3のように変化する場合を例に系統連系装置1の動作を説明する。なお、図3の例では、系統2の電圧は、時刻t0〜t1の間は電圧低下が生じていない通常時の電圧であり、時刻t1〜t2の間は、例えば通常時の30%に電圧が低下し、時刻t2から電圧が復帰している。
(Operation)
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation flow of the grid interconnection device 1. For example, the operation of the grid interconnection device 1 will be described by taking as an example the case where the voltage of the grid 2 changes as shown in FIG. In the example of FIG. 3, the voltage of the grid 2 is a normal voltage in which no voltage drop occurs between the times t0 and t1, and the voltage is, for example, 30% of the normal time between the times t1 and t2. Decreases and the voltage returns from time t2.

系統連系装置1は、図3の時刻t0から時刻t1までの間、パワーコンディショナー11により遮断スイッチ12をオンにして系統連系モードで動作する(ステップS11)。つまり、図3の時刻t0〜t1の間は、太陽電池3の発電に基づく交流電力、又は蓄電池4の放電に基づく交流電力が交流負荷5に供給され、太陽電池3の余剰電力が系統2に供給されたり、蓄電池4に充電されたりする。   The grid interconnection device 1 operates in the grid interconnection mode by turning on the cutoff switch 12 by the power conditioner 11 from time t0 to time t1 in FIG. 3 (step S11). That is, AC power based on the power generation of the solar cell 3 or AC power based on the discharge of the storage battery 4 is supplied to the AC load 5 between times t0 and t1 in FIG. It is supplied or the storage battery 4 is charged.

図3の時刻t1において系統2の電圧が低下すると、系統連系装置1は、サブコンバータ13により系統2の電圧低下を検出し(ステップS12:Yes)、連系制御部14からパワーコンディショナー11とサブコンバータ13に所定の制御信号を出力する。これにより、パワーコンディショナー11は、太陽電池3の余剰電力をサブコンバータ13に出力し、サブコンバータ13は、その余剰電力を系統2の電圧に応じて変換し、系統2に供給する。また、パワーコンディショナー11は、遮断スイッチ12をオフにして自立運転モードに移行する(ステップS13)。これにより、パワーコンディショナー11は、太陽電池3からの電力を交流負荷5又は蓄電池4に供給したり、蓄電池4からの電力を交流負荷5に供給したりすることができる。   When the voltage of the grid 2 decreases at time t1 in FIG. 3, the grid interconnection device 1 detects the voltage drop of the grid 2 by the sub-converter 13 (step S12: Yes), and the grid controller 14 and the power conditioner 11 A predetermined control signal is output to the sub-converter 13. Thereby, the power conditioner 11 outputs the surplus power of the solar cell 3 to the sub-converter 13, and the sub-converter 13 converts the surplus power according to the voltage of the system 2 and supplies it to the system 2. Further, the power conditioner 11 turns off the cutoff switch 12 and shifts to the self-sustained operation mode (step S13). Thereby, the power conditioner 11 can supply the electric power from the solar cell 3 to the AC load 5 or the storage battery 4, or can supply the electric power from the storage battery 4 to the AC load 5.

図3の時刻t2において、系統連系装置1は、サブコンバータ13により系統2の電圧復帰を検出する。連系制御部14は、系統2の電圧復帰が、電圧低下から所定時間内である場合には(ステップS14:No,S15:Yes)、パワーコンディショナー11とサブコンバータ13への所定の制御信号の出力を停止する。これにより、パワーコンディショナー11は、遮断スイッチ12をオンにし、系統連系モードで動作を行う(ステップS16)。このとき、パワーコンディショナー11は、一定時間内に、電圧低下前の電力の80%以上となるように系統2へ交流電力を出力する。具体的には、例えば、サブコンバータ13において電圧低下前の電力の80%以上となるように交流電力を生成し、パワーコンディショナー11からその交流電力を一定時間内に出力してもよい。   At time t <b> 2 in FIG. 3, the grid interconnection device 1 detects the voltage recovery of the grid 2 by the sub-converter 13. When the voltage recovery of the grid 2 is within a predetermined time from the voltage drop (step S14: No, S15: Yes), the interconnection control unit 14 outputs a predetermined control signal to the power conditioner 11 and the sub-converter 13. Stop output. Thus, the power conditioner 11 turns on the cutoff switch 12 and operates in the grid connection mode (step S16). At this time, the power conditioner 11 outputs AC power to the grid 2 so that it becomes 80% or more of the power before the voltage drop within a certain time. Specifically, for example, AC power may be generated in the sub-converter 13 so as to be 80% or more of the power before the voltage drop, and the AC power may be output from the power conditioner 11 within a certain time.

なお、系統連系装置1は、系統2の電圧低下から所定時間内にサブコンバータ13により系統2の電圧復帰が検出されない場合には、連系制御部14により、系統2が停電していると判断し、パワーコンディショナー11からサブコンバータ13への交流電力の出力を停止させ、自立運転モードでの動作を継続する(ステップS14:Yes,S17)。   In the grid interconnection device 1, if the voltage recovery of the grid 2 is not detected by the sub-converter 13 within a predetermined time after the voltage drop of the grid 2, the grid control unit 14 causes the grid 2 to be out of power. Judgment is made, the output of AC power from the power conditioner 11 to the sub-converter 13 is stopped, and the operation in the self-sustaining operation mode is continued (step S14: Yes, S17).

上述した第1実施形態では、系統連系装置1は、サブコンバータ13によって系統2の電圧変化を監視し、系統2の電圧が低下した場合、電圧低下から所定時間内に電圧が復帰するまで、サブコンバータ13によって系統連系を継続させるとともに、パワーコンディショナー11によって、系統2とパワーコンディショナー11との間を遮断して、パワーコンディショナー11を自立運転モードで動作させる。そのため、瞬低が発生しても、系統連系規定のFRT要件を遵守しつつ、パワーコンディショナー11を自立運転モードで動作させ、負荷に電力を供給することができる。また、系統連系装置1は、系統2の電圧が復帰した場合、パワーコンディショナー11と系統2との間を導通状態にしてパワーコンディショナー11を系統連系モードに切り替え、系統連系を迅速に再開させることができる。   In the first embodiment described above, the grid interconnection device 1 monitors the voltage change of the grid 2 by the sub-converter 13, and when the voltage of the grid 2 decreases, until the voltage recovers within a predetermined time from the voltage drop, The grid connection is continued by the sub-converter 13 and the power conditioner 11 is disconnected between the grid 2 and the power conditioner 11 to operate the power conditioner 11 in the self-sustaining operation mode. Therefore, even if a voltage sag occurs, the power conditioner 11 can be operated in the self-sustaining operation mode and power can be supplied to the load while observing the FRT requirement defined in the grid connection. In addition, when the voltage of the grid 2 is restored, the grid interconnection device 1 switches the power conditioner 11 to the grid interconnection mode by bringing the power conditioner 11 and the grid 2 into a conductive state, and quickly restarts the grid interconnection. Can be made.

<第2実施形態>
図4は、第2実施形態に係る系統連系装置による系統連系の構成例を示す構成図である。図4に示すように、系統連系装置1Aは、第1実施形態と同様の遮断スイッチ12を備えるとともに、パワーコンディショナー11A、連系制御部14A、及びサブインバータ15を備える。以下、第1実施形態と異なる構成について説明する。
Second Embodiment
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a configuration example of grid interconnection by the grid interconnection device according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the grid interconnection device 1 </ b> A includes a cutoff switch 12 similar to that of the first embodiment, and includes a power conditioner 11 </ b> A, a linkage control unit 14 </ b> A, and a sub inverter 15. Hereinafter, a configuration different from the first embodiment will be described.

パワーコンディショナー11Aは、連系制御部14Aの制御の下、遮断スイッチ12のオン/オフを切り替え、動作モードを変更する。具体的には、パワーコンディショナー11Aは、遮断スイッチ12をオンにし、パワーコンディショナー11Aと系統2との間を導通させて系統連系モードで動作する。また、パワーコンディショナー11Aは、連系制御部14から、系統2の電圧低下が発生したことを示す所定の制御信号が供給されると、遮断スイッチ12をオフにし、パワーコンディショナー11Aと系統2との間を非導通にし、自立運転モードで動作する。   The power conditioner 11A changes the operation mode by switching on / off of the cutoff switch 12 under the control of the interconnection control unit 14A. Specifically, the power conditioner 11A operates in the grid connection mode by turning on the cutoff switch 12 and conducting between the power conditioner 11A and the grid 2. Further, when a predetermined control signal indicating that the voltage drop of the system 2 has occurred is supplied from the interconnection control unit 14, the power conditioner 11 </ b> A turns off the cutoff switch 12, and connects the power conditioner 11 </ b> A and the system 2. Operates in the self-sustained operation mode.

サブインバータ15は、太陽電池3と系統2とに接続されている。サブインバータ15は、系統2の電圧に基づいて瞬低及び電圧の復帰を検出し、検出結果を連系制御部14Aに出力する。また、サブインバータ15は、連系制御部14Aから供給される所定の制御信号に応じて、太陽電池3の直流電力を系統2の電圧に応じた交流電力に変換し、系統2に供給する。   The sub inverter 15 is connected to the solar cell 3 and the system 2. The sub-inverter 15 detects an instantaneous drop and a voltage recovery based on the voltage of the system 2, and outputs the detection result to the interconnection control unit 14A. In addition, the sub inverter 15 converts the DC power of the solar cell 3 into AC power corresponding to the voltage of the grid 2 and supplies it to the grid 2 in accordance with a predetermined control signal supplied from the interconnection control unit 14A.

連系制御部14Aは、パワーコンディショナー11A及びサブインバータ15に接続され、サブインバータ15の検出結果に応じて、パワーコンディショナー11A及びサブインバータ15を制御する。つまり、連系制御部14Aは、サブインバータ15により系統2の電圧低下が検出された場合には、電圧低下から所定時間内に電圧復帰が検出されるまで、パワーコンディショナー11A及びサブインバータ15に所定の制御信号を出力し、サブインバータ15により、太陽電池3の発電による直流電力を所定の交流電力に変換して系統2に供給させる。そして、連系制御部14Aは、パワーコンディショナー11Aにより遮断スイッチ12をオフにして、パワーコンディショナー11Aを自立運転モードに切り替えさせる。   The interconnection control unit 14A is connected to the power conditioner 11A and the sub inverter 15, and controls the power conditioner 11A and the sub inverter 15 according to the detection result of the sub inverter 15. That is, when the voltage drop of the grid 2 is detected by the sub inverter 15, the interconnection control unit 14 </ b> A applies predetermined power to the power conditioner 11 </ b> A and the sub inverter 15 until voltage recovery is detected within a predetermined time from the voltage drop. The sub-inverter 15 converts the DC power generated by the solar battery 3 into predetermined AC power and supplies it to the system 2. Then, the interconnection control unit 14A turns off the cutoff switch 12 by the power conditioner 11A and switches the power conditioner 11A to the independent operation mode.

また、連系制御部14Aは、系統2の電圧低下から所定時間内にサブインバータ15により系統2の電圧復帰が検出された場合、パワーコンディショナー11A及びサブインバータ15への所定の制御信号の出力を停止し、パワーコンディショナー11Aにより遮断スイッチ12をオンにする。そして、パワーコンディショナー11Aを系統連系モードに切り替えさせ、サブインバータ15から系統2への交流電力の出力を停止させる。   Further, the interconnection control unit 14A outputs a predetermined control signal to the power conditioner 11A and the sub inverter 15 when the sub inverter 15 detects the voltage return of the system 2 within a predetermined time from the voltage drop of the system 2. Stop and turn off the shut-off switch 12 by the power conditioner 11A. Then, the power conditioner 11A is switched to the grid connection mode, and the output of AC power from the sub inverter 15 to the grid 2 is stopped.

連系制御部14Aは、系統2の電圧低下から所定時間内にサブインバータ15により電圧復帰が検出されなければ、所定時間の経過時に、サブインバータ15からの出力を停止させ、パワーコンディショナー11Aに自立運転モードでの動作を継続させる。   The interconnection control unit 14A stops the output from the sub-inverter 15 when the predetermined time has elapsed unless the voltage return is detected by the sub-inverter 15 within a predetermined time from the voltage drop of the grid 2, and is independent of the power conditioner 11A. Continue operation in operation mode.

つまり、系統連系装置1Aは、サブインバータ15によって系統2の電圧変化を監視し、系統2に電圧低下が生じた場合、サブインバータ15から系統2に、太陽電池3の発電に基づく所定電圧の交流電力を供給しつつ、パワーコンディショナー11Aと系統2との間を非導通状態にしてパワーコンディショナー11Aを自立運転モードで動作させる。従って、本実施形態における構成において瞬低が発生しても、系統連系規定のFRT要件を遵守しつつ、パワーコンディショナー11Aを自立運転モードで動作させ、負荷に電力を供給することができる。   That is, the grid interconnection device 1A monitors the voltage change of the grid 2 by the sub inverter 15, and when a voltage drop occurs in the grid 2, the sub-inverter 15 sends a predetermined voltage based on the power generation of the solar cell 3 to the grid 2. While supplying AC power, the power conditioner 11A is operated in the self-sustained operation mode by bringing the power conditioner 11A and the system 2 into a non-conductive state. Therefore, even if a voltage sag occurs in the configuration of the present embodiment, the power conditioner 11A can be operated in the self-sustained operation mode and power can be supplied to the load while observing the FRT requirement defined by the grid interconnection.

<変形例>
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。
<Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof. Hereinafter, modifications of the present invention will be described.

(1)上述した実施形態では、発電装置として太陽電池3を用いる例を説明したが、例えば、風力を用いた発電装置や燃料電池等を発電装置として用いてもよい。   (1) In the above-described embodiment, the example in which the solar cell 3 is used as the power generation device has been described. However, for example, a power generation device using wind power or a fuel cell may be used as the power generation device.

(2)上述した実施形態では、パワーコンディショナー11、11Aに蓄電池4が接続されている例を説明したが、蓄電池4が接続されていなくてもよい。   (2) In the above-described embodiment, the example in which the storage battery 4 is connected to the power conditioners 11 and 11A has been described, but the storage battery 4 may not be connected.

(3)上述した実施形態では、系統2の電圧の復帰後、サブコンバータ13又はサブインバータ15から系統2への電力の供給を停止させるようにしたが、電圧復帰後もサブコンバータ13又はサブインバータ15から系統2への電力の供給を継続させてもよい。この場合には、パワーコンディショナー11とサブコンバータ13、又はパワーコンディショナー11Aとサブインバータ15の両方から系統2に電力が供給される。   (3) In the above-described embodiment, the supply of power from the sub-converter 13 or the sub-inverter 15 to the system 2 is stopped after the voltage of the system 2 is restored. The supply of power from 15 to the grid 2 may be continued. In this case, electric power is supplied to the grid 2 from both the power conditioner 11 and the sub-converter 13, or both of the power conditioner 11 </ b> A and the sub-inverter 15.

1,1A・・・系統連系装置、2・・・系統、3・・・太陽電池、4・・・蓄電池、5・・・交流負荷、11,11A・・・パワーコンディショナー、12・・・遮断スイッチ、13・・・サブコンバータ、14,14A・・・連系制御部、15・・・サブインバータ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Grid connection apparatus, 2 ... System, 3 ... Solar cell, 4 ... Storage battery, 5 ... AC load, 11, 11A ... Power conditioner, 12 ... Cutoff switch, 13 ... sub-converter, 14, 14A ... interconnection control unit, 15 ... sub-inverter

Claims (3)

直流電力を生成する発電装置と、交流電力を供給する系統とを接続し、前記発電装置及び前記系統からの電力を負荷に供給する系統連系装置であって、
前記系統と、前記発電装置と、前記負荷とに接続され、前記発電装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記電力変換部と前記系統とに接続され、前記系統の電圧低下を検出し、前記電力変換部で変換された交流電力を前記系統に応じた所定の電圧に変換して前記系統に供給する補助電力変換部と、
前記電力変換部と前記系統との間を導通又は非導通に切り替えるスイッチと、
前記系統又は前記電力変換部から前記負荷に交流電力を供給し、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を導通させ、前記電力変換部から前記系統に交流電力を供給する系統連系制御を行い、前記系統の電圧低下が検出された場合、所定時間の間、前記電力変換部により定電圧制御で変換された交流電力を、前記補助電力変換部で前記系統に応じた所定の電圧に変換して前記系統に供給するとともに、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を非導通にして、前記電力変換部から前記負荷に定電圧制御された交流電力を供給する自立運転制御に切り替える系統連系制御部と、
を備える系統連系装置。
A grid interconnection device that connects a power generation device that generates DC power and a system that supplies AC power, and that supplies power from the power generation device and the system to a load,
A power conversion unit that is connected to the system, the power generation device, and the load and converts DC power of the power generation device into AC power;
An auxiliary connected to the power conversion unit and the system , detects a voltage drop of the system , converts the AC power converted by the power conversion unit into a predetermined voltage corresponding to the system, and supplies the voltage to the system A power converter,
A switch that switches between conduction and non-conduction between the power converter and the system;
System interconnection that supplies AC power to the load from the system or the power conversion unit, allows conduction between the power conversion unit and the system by the switch, and supplies AC power from the power conversion unit to the system When a voltage drop in the system is detected, the AC power converted by the power conversion unit by the constant voltage control for a predetermined time is converted into a predetermined voltage corresponding to the system by the auxiliary power conversion unit. converted to to subjected supply to the system together, and the between said power converting unit system by the switch non-conductive, self-supporting and supplies the AC power constant voltage control to the load from the power converter unit A grid interconnection control unit for switching to operation control;
A grid interconnection device comprising:
前記電力変換部は、前記発電装置の直流電力を蓄電池に充電し、少なくとも前記自立運転制御において、前記蓄電池から放電した直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給する、請求項1に記載の系統連系装置。   The said power conversion part charges the direct current power of the said power generator to a storage battery, converts the direct current power discharged from the said storage battery into alternating current power at least in the said independent operation control, and supplies it to the said load. Grid interconnection device. 直流電力を生成する発電装置と、交流電力を供給する系統とを接続し、前記発電装置及び前記系統からの電力を負荷に供給する系統連系装置であって、
前記系統と、前記発電装置と、前記負荷とに接続され、前記発電装置の直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記系統の電圧低下を検出し、前記発電装置の直流電力に基づく所定電圧の交流電力を出力する補助電力変換部と、
前記電力変換部と前記系統との間を導通又は非導通に切り替えるスイッチと、
前記系統又は前記電力変換部から前記負荷に交流電力を供給し、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を導通させ、前記電力変換部から前記系統に交流電力を供給する系統連系制御を行い、前記系統の電圧低下が検出された場合、所定時間の間、前記補助電力変換部から前記系統に交流電力を供給するとともに、前記スイッチにより前記電力変換部と前記系統との間を非導通にして、前記電力変換部から前記負荷に交流電力を供給する自立運転制御に切り替える系統連系制御部と、
を備え、
前記補助電力変換部は、前記発電装置と前記系統とに接続され、前記発電装置の直流電力を前記系統に応じた所定の電圧の交流電力に変換して前記系統に供給する、系統連系装置。
A grid interconnection device that connects a power generation device that generates DC power and a system that supplies AC power, and that supplies power from the power generation device and the system to a load,
A power conversion unit that is connected to the system, the power generation device, and the load and converts DC power of the power generation device into AC power;
Auxiliary power conversion unit that detects a voltage drop of the system and outputs AC power of a predetermined voltage based on DC power of the power generator,
A switch that switches between conduction and non-conduction between the power converter and the system;
System interconnection that supplies AC power to the load from the system or the power conversion unit, allows conduction between the power conversion unit and the system by the switch, and supplies AC power from the power conversion unit to the system When a voltage drop in the system is detected, AC power is supplied from the auxiliary power conversion unit to the system for a predetermined time, and the switch between the power conversion unit and the system is performed by the switch. A grid interconnection control unit that is switched off to a self-sustained operation control that supplies AC power from the power conversion unit to the load;
With
Said auxiliary power converter unit is connected to said and said power generator system, supplied to the grid by converting the DC power of the power generator into AC power of a predetermined voltage according to the system, the system Mitsururen system apparatus.
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