JPH09117066A - System interconnection power supply system - Google Patents

System interconnection power supply system

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JPH09117066A
JPH09117066A JP7296069A JP29606995A JPH09117066A JP H09117066 A JPH09117066 A JP H09117066A JP 7296069 A JP7296069 A JP 7296069A JP 29606995 A JP29606995 A JP 29606995A JP H09117066 A JPH09117066 A JP H09117066A
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JP
Japan
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circuit
inverter
main circuit
power supply
inverter main
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Application number
JP7296069A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kishimoto
圭司 岸本
Masahiko Hashimoto
昌彦 橋本
Masaaki Kanofuji
正明 甲野藤
Masahiro Maekawa
正弘 前川
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system interconnection power supply system in which an inverter main circuit is previously diagnosed for failures and the interconnecting operation thereof can be started after it is determined that no failure is present. SOLUTION: An inverter main circuit 2 and an AC relay 13 are connected between DC input terminal 6 and AC output terminal 7 and controlled through a main control circuit 17 and a PWM control circuit 20. A current flowing into the inverter main circuit 2 is detected by means of a DC current sensor 15. The main control circuit 17 operates the inverter main circuit 2 while opening the AC relay 13 and the inverter main circuit 2 is self-diagnosed based on the fact that a current is detected by the DC current sensor 15 or not during that interval. The AC relay 13 is closed only when no failure is present thus starting the interconnecting operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の直流
電源から得られる直流出力を交流出力に変換して商用電
力系統へ逆潮流する系統連系電源システムに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grid-connected power supply system for converting a DC output obtained from a DC power supply such as a solar cell into an AC output for reverse power flow to a commercial power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、系統連系電源システムとして、図
8に示す如き太陽光発電装置が実用化されている。該装
置に於いて、太陽電池(1)から得られる直流出力は、イ
ンバータ主回路(2)を経て交流出力に変換された後、家
庭内負荷(5)へ供給され、その余剰電力は商用電力系統
(3)へ逆潮流される。ここで、インバータ主回路(2)
は、インバータ制御回路(4)によって動作が制御されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, a photovoltaic power generation device as shown in FIG. 8 has been put into practical use as a system interconnection power supply system. In the device, the DC output obtained from the solar cell (1) is converted to an AC output through the inverter main circuit (2) and then supplied to the domestic load (5), and the surplus power is commercial power. system
Reverse flow is made to (3). Here, the inverter main circuit (2)
The operation of the inverter is controlled by the inverter control circuit (4).

【0003】インバータ主回路(2)としては、太陽電池
(1)の直流出力に系統周波数(50Hz又は60Hz)の
スイッチングによるパルス幅変調(PWM)を施す低周波
リンク方式のインバータ主回路と、図1に示す高周波リ
ンク方式のインバータ主回路とが知られている。高周波
リンク方式のインバータ主回路は、図1の如く、太陽電
池の直流出力に20〜40kHzの高周波数のスイッチ
ングによるパルス幅変調を施す高周波プッシュプル回路
(8)を具え、その後段に、絶縁のための高周波トランス
(9)を設置し、高周波トランス(9)の2次側から得られ
る出力パルスは、整流回路(10)、フルブリッジ折り返し
回路(11)及びフィルター回路(12)を経て、系統周波数の
正弦波に変換された後、商用電力系統へ出力される。
又、フィルター回路(12)の出力端には、インバータ主回
路の起動停止に伴ってオン/オフすべきACリレー(13)
と、故障発生時に開くべきブレーカ(14)とが接続されて
いる。
The inverter main circuit (2) is a solar cell
A low-frequency link type inverter main circuit that performs pulse width modulation (PWM) on the DC output of (1) by switching the system frequency (50 Hz or 60 Hz) and a high-frequency link type inverter main circuit shown in FIG. 1 are known. ing. The high frequency link type inverter main circuit is, as shown in FIG. 1, a high frequency push-pull circuit that performs pulse width modulation on the DC output of the solar cell by switching at a high frequency of 20 to 40 kHz.
High frequency transformer for insulation provided with (8)
The output pulse obtained from the secondary side of the high frequency transformer (9) with (9) installed is a sine wave of the system frequency after passing through the rectifier circuit (10), full bridge folding circuit (11) and filter circuit (12). After being converted to, it is output to the commercial power system.
Also, at the output end of the filter circuit (12), an AC relay (13) that should be turned on / off when the main inverter circuit is stopped
And the breaker (14) that should be opened when a failure occurs are connected.

【0004】上記インバータ主回路を起動する際には、
先ず、ACリレー(13)をオンとした後、高周波プッシュ
プル回路(8)及びフルブリッジ折り返し回路(11)へ駆動
信号を供給して、両回路を動作させる。これによって、
直流入力端子(6)(6)へ入力される太陽電池からの直流
電力が交流電力に変換されて、交流出力端子(7)(7)か
ら商用電力系統へ供給されることになる。
When the above inverter main circuit is started,
First, after turning on the AC relay (13), a drive signal is supplied to the high frequency push-pull circuit (8) and the full-bridge folding circuit (11) to operate both circuits. by this,
The DC power from the solar cell input to the DC input terminals (6) (6) is converted into AC power and supplied to the commercial power system from the AC output terminals (7) (7).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インバータ
主回路を構成する素子が短絡等の故障を起こしている状
態で、ACリレー(13)をオンにしたとすると、後述の如
く、図1に示すブレーカ(14)や、商用電力系統に対する
連系点へ至る上流側の適所に設置されているブレーカ
(図示省略)に過電流が流れて、これらのブレーカがトリ
ップする虞れがある。
By the way, if the AC relay (13) is turned on in a state where an element constituting the inverter main circuit has a failure such as a short circuit, as shown in FIG. Breakers (14) and breakers installed at appropriate places upstream to the interconnection point for the commercial power system.
Overcurrent may flow to the breakers (not shown), and these breakers may trip.

【0006】例えば、図3(a)の如く、整流回路(10)を
構成するダイオードDが短絡している状態で、ACリレ
ー(13)をオンにすると、その瞬間に、図中に示す経路で
商用電力系統側からフィルター回路(12)及びフルブリッ
ジ折り返し回路(11)へ電流Iが流れ込み、前記インバー
タ制御回路が具えている過電流保護機能によって、イン
バータ主回路が待機状態に陥る。又、図3(b)の如く、
フルブリッジ折り返し回路(11)を構成するスイッチング
素子S1が短絡している状態で、ACリレー(13)をオン
にすると、その瞬間に、図中に示す経路で商用電力系統
側からフィルター回路(12)及びフルブリッジ折り返し回
路(11)へ電流Iが流れ込み、同様にインバータ主回路は
待機状態に陥る。そして、前記電流Iの大きさが一定レ
ベルを越えるときは、図1に示すブレーカ(14)、インバ
ータ主回路が接続されている分電盤のブレーカ、或いは
更に上流側に設置されているブレーカが、過電流によっ
てトリップすることになる。
For example, as shown in FIG. 3 (a), when the AC relay (13) is turned on while the diode D constituting the rectifier circuit (10) is short-circuited, the path shown in the figure is instantaneously displayed. Then, the current I flows from the commercial power system side into the filter circuit (12) and the full-bridge loopback circuit (11), and the overcurrent protection function of the inverter control circuit causes the inverter main circuit to fall into a standby state. Also, as shown in FIG.
When the AC relay (13) is turned on while the switching element S1 constituting the full-bridge loopback circuit (11) is short-circuited, the filter circuit (12 ) And the full-bridge turn-back circuit (11), the current I flows, and the inverter main circuit also falls into a standby state. When the magnitude of the current I exceeds a certain level, the breaker (14) shown in FIG. 1, the breaker of the distribution board to which the inverter main circuit is connected, or the breaker installed further upstream is connected. , It will trip due to overcurrent.

【0007】これらのブレーカは一旦トリップすると、
故障箇所の復旧後、手動で閉じる必要があり、面倒であ
る。又、ブレーカトリップに至らずとも、インバータ主
回路を故障のまま商用電力系統に連系することは危険で
ある。
Once these breakers trip,
It is troublesome because it is necessary to close it manually after restoration of the faulty part. Further, even if the breaker trip does not occur, it is dangerous to connect the main inverter circuit to the commercial power system with a failure.

【0008】そこで、本発明の目的は、インバータ主回
路を商用電力系統に連系する際に、予めインバータ主回
路の故障の有無を診断して、故障の無いことを確認した
上で、商用電力系統へ連系することの出来る系統連系電
源システムを提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to diagnose the presence or absence of a failure in the inverter main circuit in advance when connecting the inverter main circuit to the commercial power system, and confirm that there is no failure, and then commercial power. It is to provide a grid-connected power supply system that can be connected to a grid.

【0009】[0009]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る系統連系電源
システムは、直流電源から得られる直流電力を交流電力
に変換するインバータ主回路と、インバータ主回路と商
用電力系統の間の電力線に介在する開閉機構と、インバ
ータ主回路及び開閉機構の動作を制御する制御回路と、
インバータ主回路へ流れ込む直流の電流を検出する電流
センサーとから構成される。ここで、制御回路は、開閉
機構を開いた状態でインバータ主回路を一定期間だけ動
作させ、この期間に電流センサーによって一定レベル以
上の電流が検出されるかどうかにより、インバータ主回
路の故障の有無を自己診断する手段と、故障自己診断手
段によって故障が発見されないときに限り開閉機構を閉
じて、インバータ主回路を商用電力系統へ連系する保護
手段とを具えている。
A system interconnection power supply system according to the present invention includes an inverter main circuit for converting DC power obtained from a DC power supply into AC power, and a power line between the inverter main circuit and a commercial power system. An intervening switching mechanism, a control circuit for controlling the operation of the inverter main circuit and the switching mechanism,
It is composed of a current sensor that detects a direct current flowing into the inverter main circuit. Here, the control circuit operates the inverter main circuit for a certain period of time with the switching mechanism opened, and determines whether the inverter main circuit has a failure or not depending on whether the current sensor detects a current of a certain level or more during this period. And a protection means for connecting the inverter main circuit to the commercial power system by closing the switching mechanism only when no failure is found by the failure self-diagnosis means.

【0010】上記系統連系電源システムに於いて、イン
バータ主回路に故障が発生していない場合には、開閉機
構を開いた状態でインバータ主回路を動作させても、イ
ンバータ主回路の出力端が開いているので、主回路中に
は電流ループが形成されず、従って電流センサーからは
出力が得られない。この結果、故障自己診断手段は故障
無しと判断し、これに応じて保護手段は開閉機構を閉
じ、インバータ主回路を商用電力系統へ連系する。
In the above grid-connected power supply system, when no failure occurs in the inverter main circuit, even if the inverter main circuit is operated with the switching mechanism open, the output end of the inverter main circuit is Since it is open, no current loop is formed in the main circuit and therefore no output from the current sensor. As a result, the failure self-diagnosis means determines that there is no failure, and accordingly, the protection means closes the opening / closing mechanism and connects the inverter main circuit to the commercial power system.

【0011】これに対し、インバータ主回路の何れかの
素子に短絡等の故障が発生している場合には、開閉機構
を開いた状態でインバータ主回路を動作させると、イン
バータ主回路中には、故障の発生している素子によって
閉ループが形成されているので、直流電源からの電力の
供給によって該閉ループに一定レベルを越える電流が流
れることになる。この電流は、電流センサーによって検
出される。この結果、故障自己診断手段は故障有りと判
断し、これに応じて保護手段は、開閉機構を開いた状態
に維持し、インバータ主回路の連系を阻止する。従っ
て、商用電力系統側からインバータ主回路へ過電流が流
れ込むことはない。
On the other hand, when a failure such as a short circuit occurs in any element of the inverter main circuit, if the inverter main circuit is operated with the opening / closing mechanism open, the Since a closed loop is formed by the element in which a failure has occurred, a current exceeding a certain level flows in the closed loop due to the supply of electric power from the DC power supply. This current is detected by the current sensor. As a result, the failure self-diagnosis means determines that there is a failure, and in response to this, the protection means maintains the open / close mechanism in an open state and blocks interconnection of the inverter main circuit. Therefore, overcurrent does not flow from the commercial power system side into the inverter main circuit.

【0012】具体的構成に於いて、インバータ主回路
は、直流電源の出力に系統周波数よりも高い周波数のス
イッチングによってパルス幅変調を施す一次側インバー
タ回路と、一次側インバータ回路の出力パルスを系統周
波数の正弦波に変換して商用電力系統へ出力する二次側
インバータ回路と、一次側インバータ回路と二次側イン
バータ回路の間に介在する絶縁トランスとを具え、これ
によって、高周波リンク方式のインバータ主回路が構成
される。
In a specific configuration, the inverter main circuit includes a primary side inverter circuit that performs pulse width modulation on the output of the DC power supply by switching at a frequency higher than the system frequency, and an output pulse of the primary side inverter circuit to the system frequency. It is equipped with a secondary side inverter circuit for converting to a sine wave and outputting it to the commercial power system, and an insulating transformer interposed between the primary side inverter circuit and the secondary side inverter circuit. The circuit is constructed.

【0013】又、他の具体的構成に於いて、インバータ
主回路は、直流電源の出力に系統周波数のスイッチング
によってパルス幅変調を施し、これによって得られる出
力パルスを正弦波に変換して商用電力系統へ出力するイ
ンバータ回路と、インバータ回路の出力端に接続された
絶縁トランスとを具え、これによって、低周波リンク方
式のインバータ主回路が構成される。
In another specific configuration, the inverter main circuit subjects the output of the DC power supply to pulse width modulation by switching the system frequency, and converts the output pulse obtained by this into a sine wave for commercial power. An inverter circuit for outputting to the system and an insulating transformer connected to the output end of the inverter circuit are provided, and by this, an inverter main circuit of a low frequency link system is configured.

【0014】更に具体的には、インバータ主回路は複数
のスイッチング素子から構成され、故障自己診断手段
は、これらのスイッチング素子の内、少なくとも1つの
スイッチング素子のオンによって故障個所を迂回する電
流ループが形成されることのないシーケンスにより、前
記複数のスイッチング素子をオン/オフして、インバー
タ主回路を動作させる。該具体的構成によれば、故障診
断において、インバータ主回路を構成する複数のスイッ
チング素子をオン/オフする場合、インバータ主回路に
故障が無いにも拘わらず電流ループが形成されることは
防止されるので、常に正しい診断結果が得られる。
More specifically, the inverter main circuit is composed of a plurality of switching elements, and the failure self-diagnosis means has a current loop that bypasses the failure point by turning on at least one of these switching elements. The inverter main circuit is operated by turning on / off the plurality of switching elements in a sequence that is not formed. According to the specific configuration, in the failure diagnosis, when the plurality of switching elements forming the inverter main circuit are turned on / off, the current loop is prevented from being formed even though the inverter main circuit has no failure. Therefore, the correct diagnosis result is always obtained.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明に係る系統連系電源システムによ
れば、インバータ主回路を商用電力系統に連系する際
に、予めインバータ主回路の故障の有無を診断し、故障
の無いことを確認した上で、連系運転が開始される。従
って、故障発生時にも、従来の様なブレーカトリップを
招くことはなく、常に安全な状態で系統への連系が可能
である。
According to the system interconnection power supply system of the present invention, when the inverter main circuit is connected to the commercial power system, it is diagnosed in advance whether or not the inverter main circuit has a failure, and it is confirmed that there is no failure. Then, the interconnection operation is started. Therefore, even when a failure occurs, breaker trip as in the past does not occur, and it is possible to always connect to the system in a safe state.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図1の太陽光発電
装置に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明
する。太陽光発電装置に装備されるインバータ装置は、
図1に示す如く、太陽電池からの直流電力(例えばDC
200V)を入力するための一対の直流入力端子(6)
(6)と、商用電力系統へ供給すべき交流電力(例えばA
C200V)を取り出すための一対の交流出力端子(7)
(7)との間に、高周波プッシュプル回路(8)、高周波ト
ランス(9)、整流回路(10)、フルブリッジ折り返し回路
(11)、フィルター回路(12)、ACリレー(13)及びブレー
カ(14)を直列に接続して、高周波リンク方式のインバー
タ主回路を構成している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to the solar power generation device of FIG. 1 will be specifically described with reference to the drawings. The inverter device installed in the solar power generator is
As shown in Fig. 1, DC power from a solar cell (for example, DC
A pair of DC input terminals (6) for inputting 200V)
(6) and AC power to be supplied to the commercial power system (for example, A
A pair of AC output terminals (7) for taking out C200V)
High frequency push-pull circuit (8), high frequency transformer (9), rectifier circuit (10), full bridge folding circuit between (7)
(11), the filter circuit (12), the AC relay (13) and the breaker (14) are connected in series to form a high frequency link type inverter main circuit.

【0017】又、一方の直流入力端子(6)から高周波プ
ッシュプル回路(8)へ至る線路にはDC電流センサー(1
5)が取り付けられ、フルブリッジ折り返し回路(11)から
フィルター回路(12)へ至る線路にはAC電流センサー(1
6)が取り付けられている。一対の直流入力端子(6)(6)
から得られる太陽電池動作電圧Vnと、DC電流センサ
ー(15)から得られる太陽電池動作電流Inと、一対の交
流出力端子(7)(7)から得られるインバータ出力電圧S
aと、AC電流センサー(16)から得られるインバータ出
力電流Sbは、マイクロコンピュータから構成される主
制御回路(17)へ供給され、これによって電流指令値Io
が作成される。該電流指令値Ioは、デジタルシグナル
プロセッサから構成されるPWM制御回路(20)へ供給さ
れ、これによって、高周波プッシュプル回路(8)を構成
するスイッチング素子G1、G2に対する駆動信号と、
フルブリッジ折り返し回路(11)を構成するスイッチング
素子S1〜S4に対する駆動信号が作成される。
A DC current sensor (1) is provided on the line from one DC input terminal (6) to the high frequency push-pull circuit (8).
5) is attached, and the AC current sensor (1) is installed in the line from the full bridge turn-back circuit (11) to the filter circuit (12).
6) is installed. A pair of DC input terminals (6) (6)
The solar cell operating voltage Vn obtained from the DC current sensor (15), the solar cell operating current In obtained from the DC current sensor (15), and the inverter output voltage S obtained from the pair of AC output terminals (7) and (7)
a and the inverter output current Sb obtained from the AC current sensor (16) are supplied to the main control circuit (17) composed of a microcomputer, whereby the current command value Io
Is created. The current command value Io is supplied to the PWM control circuit (20) composed of a digital signal processor, whereby a drive signal for the switching elements G1 and G2 forming the high frequency push-pull circuit (8),
Drive signals are generated for the switching elements S1 to S4 that form the full-bridge folding circuit (11).

【0018】図7(a)〜(e)は、太陽電池からの直流電
力が上記インバータ主回路によって交流電力に変換され
る過程の信号処理の様子を表わしている。即ち、図7
(a)に示す直流電力が、高周波プッシュプル回路(8)に
よってスイッチング周波数20〜40kHzのPWM制
御を受けることにより、図7(b)に示す変調パルスが作
成される。該変調パルスは、整流回路(10)によって図7
(c)の如く整流された後、フルブリッジ折り返し回路(1
1)によって、同図(d)の如く系統周波数(50Hz又は
60Hz)に応じたスイッチング周波数の折り返し処理
を受け、更にフィルター回路(12)を経て、図7(e)に示
す系統周波数の交流電力に変換されるのである。
FIGS. 7 (a) to 7 (e) show how signal processing is performed in the process in which the DC power from the solar cell is converted into AC power by the inverter main circuit. That is, FIG.
The direct-current power shown in (a) is subjected to PWM control with a switching frequency of 20 to 40 kHz by the high-frequency push-pull circuit (8) to create the modulated pulse shown in FIG. 7 (b). The modulated pulse is generated by the rectifier circuit (10) in FIG.
After being rectified as shown in (c), the full bridge folding circuit (1
By (1), as shown in Fig. 7 (d), the switching frequency is folded back according to the system frequency (50Hz or 60Hz), and further, through the filter circuit (12), the AC power of the system frequency shown in Fig. 7 (e). Is converted to.

【0019】図1に示す主制御回路(17)は、太陽電池の
動作点を最大電力の得られる最適動作点に向けて段階的
に変化せしめる最大電力点追尾機能を有している。即
ち、インバータ主回路の出力電圧Sa及び出力電流Sb
から出力電力を算出すると共に、動作電圧を規定するた
めの電圧指令値を微小量だけ増減させて、出力電力の増
減を判定し、出力電力が増加する方向に電圧指令値Io
を変化させて、太陽電池の動作点を段階的に最適動作点
へ近づけるのである。
The main control circuit (17) shown in FIG. 1 has a maximum power point tracking function for gradually changing the operating point of the solar cell toward the optimum operating point where the maximum power can be obtained. That is, the output voltage Sa and the output current Sb of the inverter main circuit
The output power is calculated from the output power, and the voltage command value for defining the operating voltage is increased or decreased by a very small amount to determine the increase or decrease of the output power, and the voltage command value Io is increased in the direction of increasing the output power.
Is changed to gradually bring the operating point of the solar cell closer to the optimum operating point.

【0020】又、主制御回路(17)は、保護機能処理部(1
8)及び故障自己診断処理部(19)を具えている。故障自己
診断処理部(19)は、ACリレー(13)を開いた状態で高周
波プッシュプル回路(8)及びフルブリッジ折り返し回路
(11)を一定期間だけ動作させ、この期間にDC電流セン
サー(15)によって電流が検出されるかどうかにより、回
路素子の故障(短絡)の有無を自己診断するものである。
保護機能処理部(18)は、故障自己診断処理部(19)による
診断結果に応じて、故障の発生していないときに限りA
Cリレー(13)を閉じて、商用電力系統に対する連系運転
を開始させるものである。
Further, the main control circuit (17) includes a protection function processing section (1
8) and a failure self-diagnosis processing unit (19). The failure self-diagnosis processing unit (19) is a high frequency push-pull circuit (8) and a full-bridge folding circuit with the AC relay (13) open.
(11) is operated only for a certain period of time, and whether or not a circuit element has a failure (short circuit) is self-diagnosed depending on whether or not a current is detected by the DC current sensor (15) during this period.
The protection function processing unit (18) responds to the diagnosis result by the failure self-diagnosis processing unit (19) only when the failure does not occur.
The C relay (13) is closed to start the interconnection operation to the commercial power system.

【0021】ここで、図4乃至図6によって故障自己診
断処理部(19)の動作原理を説明する。上述の如く故障自
己診断処理部(19)は、ACリレー(13)を開いた状態で高
周波プッシュプル回路(8)及びフルブリッジ折り返し回
路(11)を一定期間だけ動作させるが、この場合、図4の
如くフルブリッジ折り返し回路(11)を通常の連系運転時
と同じシーケンスでオン/オフしたとすると、回路素子
に短絡が無い場合にも、フルブリッジ折り返し回路(11)
及びフィルター回路(12)中には、図中に示す経路で故障
個所を迂回した閉ループが形成されて、該閉ループに
は、フィルター回路(12)を構成するコンデンサCの充電
電流に起因して過電流Iが流れる。この結果、本来の故
障自己診断機能に誤動作が生じることになる。
Here, the operation principle of the failure self-diagnosis processing unit (19) will be described with reference to FIGS. As described above, the failure self-diagnosis processing unit (19) operates the high frequency push-pull circuit (8) and the full-bridge folding circuit (11) for a certain period of time with the AC relay (13) open. As shown in 4, if the full-bridge loopback circuit (11) is turned on / off in the same sequence as in the normal interconnection operation, the full-bridge loopback circuit (11) will be used even if there is no short circuit in the circuit element.
In addition, a closed loop is formed in the filter circuit (12) by bypassing the faulty part in the path shown in the figure, and the closed loop is caused by the charging current of the capacitor C constituting the filter circuit (12). A current I flows. As a result, the original failure self-diagnosis function malfunctions.

【0022】そこで、本実施例では、故障自己診断時に
は、フルブリッジ折り返し回路(11)を図5(a)(b)に示
すシーケンスでオン/オフする。即ち、自己診断期間の
前半(250msec)においては、スイッチング素子S1及
びS3をオン、スイッチング素子S2及びS4をオフと
し、自己診断期間の後半(250msec)では、スイッチン
グ素子S1及びS3をオフ、スイッチング素子S2及び
S4をオンとする。この場合、スイッチング素子S1が
オンのときにはスイッチング素子S4はオフであり、ス
イッチング素子S2がオンのときにはスイッチング素子
S3がオフとなるので、回路素子に短絡が無いにも拘わ
らず、図4の如き電流ループが形成されることはない。
Therefore, in this embodiment, at the time of failure self-diagnosis, the full-bridge turn-back circuit (11) is turned on / off in the sequence shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). That is, in the first half of the self-diagnosis period (250 msec), the switching elements S1 and S3 are turned on and the switching elements S2 and S4 are turned off, and in the second half of the self-diagnosis period (250 msec), the switching elements S1 and S3 are turned off. S2 and S4 are turned on. In this case, when the switching element S1 is on, the switching element S4 is off, and when the switching element S2 is on, the switching element S3 is off, so that the current as shown in FIG. No loop is formed.

【0023】図6(a)は、整流回路(10)を構成するダイ
オードDが故障によって短絡した場合の故障自己診断動
作を表わしている。高周波トランス(9)の二次巻線及び
整流回路(10)には図示する経路で閉ループが形成され、
この状態で高周波プッシュプル回路(8)が動作すること
により、高周波トランス(9)の一次巻線に電流が流れ、
二次側の閉ループには電流Iが誘起されることになる。
この結果、DC電流センサー(15)によって一定レベルを
越える瞬時過電流が検出されることになる。
FIG. 6A shows a failure self-diagnosis operation when the diode D constituting the rectifier circuit (10) is short-circuited due to a failure. In the secondary winding of the high frequency transformer (9) and the rectifier circuit (10), a closed loop is formed in the illustrated route,
By operating the high frequency push-pull circuit (8) in this state, current flows through the primary winding of the high frequency transformer (9),
A current I will be induced in the closed loop on the secondary side.
As a result, the DC current sensor 15 detects an instantaneous overcurrent exceeding a certain level.

【0024】又、図6(b)は、フルブリッジ折り返し回
路(11)を構成するスイッチング素子S2が故障によって
短絡した場合の故障自己診断動作を表わしている。高周
波トランス(9)の二次巻線、整流回路(10)及びフルブリ
ッジ折り返し回路(11)には図示する経路で閉ループが形
成され、この状態で高周波プッシュプル回路(8)が動作
することにより、高周波トランス(9)の一次巻線に電流
が流れ、二次側の閉ループには電流Iが誘起されること
になる。この結果、DC電流センサー(15)によって一定
レベルを越える瞬時過電流が検出されることになる。
Further, FIG. 6B shows a failure self-diagnosis operation when the switching element S2 constituting the full bridge folding circuit (11) is short-circuited due to a failure. A closed loop is formed in the secondary winding of the high frequency transformer (9), the rectifier circuit (10) and the full bridge folding circuit (11) in the illustrated route, and the high frequency push-pull circuit (8) operates in this state. A current flows through the primary winding of the high frequency transformer (9), and a current I is induced in the closed loop on the secondary side. As a result, the DC current sensor 15 detects an instantaneous overcurrent exceeding a certain level.

【0025】そこで、図1に示す主制御回路(17)の故障
自己診断処理部(19)は、DC電流センサー(15)からの電
流検出信号Inに基づいて、故障発生と判断し、保護機
能処理部(18)へその旨の信号を供給する。これに応じ
て、保護機能処理部(18)は、ACリレー(13)を開いた状
態に維持すると共に、高周波プッシュプル回路(8)及び
フルブリッジ折り返し回路(11)へ供給すべき駆動信号に
ゲートブロックを施す。この結果、高周波プッシュプル
回路(8)及びフルブリッジ折り返し回路(11)は停止す
る。
Therefore, the failure self-diagnosis processing section (19) of the main control circuit (17) shown in FIG. 1 judges that a failure has occurred based on the current detection signal In from the DC current sensor (15), and protects it. A signal to that effect is supplied to the processing unit (18). In response to this, the protection function processing unit (18) maintains the AC relay (13) in an open state and outputs the drive signal to be supplied to the high frequency push-pull circuit (8) and the full bridge folding circuit (11). Apply gate block. As a result, the high frequency push-pull circuit (8) and the full bridge folding circuit (11) are stopped.

【0026】図2は、上記主制御回路(17)の故障自己診
断処理部(19)及び保護機能処理部(18)の動作を具体的に
表わしたものである。先ずステップS1にて、ACリレ
ーをオフとすると共に、高周波プッシュプル回路の各ス
イッチング素子G1、G2及びフルブリッジ折り返し回
路の各スイッチング素子S1〜S4に対してゲートブロ
ックを施して、待機状態を設定する。
FIG. 2 specifically shows the operations of the failure self-diagnosis processing section (19) and the protection function processing section (18) of the main control circuit (17). First, in step S1, the AC relay is turned off, and the switching elements G1 and G2 of the high-frequency push-pull circuit and the switching elements S1 to S4 of the full-bridge folding circuit are gate-blocked to set the standby state. To do.

【0027】次にステップS2では、インバータ主回路
についての運転条件が全て成立しているかどうかを判断
し、YESのときは、ステップS3に移行して、高周波
プッシュプル回路のスイッチング素子G1、G2に対す
るゲートブロックを解除し、高周波プッシュプル回路の
動作を開始する。続いてステップS4では、フルブリッ
ジ折り返し回路のスイッチング素子S1及びS3をオ
ン、スイッチング素子S2及びS4をオフとし、タイマ
ーを0にリセットする。
Next, in step S2, it is determined whether or not all the operating conditions for the inverter main circuit are satisfied. If YES, the process proceeds to step S3 to switch the switching elements G1 and G2 of the high frequency push-pull circuit. The gate block is released and the operation of the high frequency push-pull circuit is started. Then, in step S4, the switching elements S1 and S3 of the full-bridge loopback circuit are turned on, the switching elements S2 and S4 are turned off, and the timer is reset to zero.

【0028】その後、ステップS5にて、DC瞬時過電
流が検出されたかどうかを判断し、YESのときは、素
子短絡が発見されたものとして、ステップS1へ戻る。
NOのときは、ステップS6にてタイマーが250msec
を経過したかどうかを判断し、NOのときはステップS
5の電流検出を繰り返す。YESのときはステップS7
へ移行して、フルブリッジ折り返し回路のスイッチング
素子S2及びS4をオン、スイッチング素子S1及びS
3をオフとし、タイマーを0にリセットする。
Thereafter, in step S5, it is determined whether or not a DC instantaneous overcurrent is detected. If YES, it is determined that an element short circuit is found, and the process returns to step S1.
If NO, the timer is 250 msec in step S6.
If NO, step S if NO
The current detection of 5 is repeated. If YES, step S7
And the switching elements S2 and S4 of the full-bridge folding circuit are turned on, and the switching elements S1 and S4 are turned on.
Turn off 3 and reset the timer to 0.

【0029】その後、ステップS8にて、DC瞬時過電
流が検出されたかどうかを判断し、YESのときは、素
子短絡が発見されたものとして、ステップS1へ戻る。
NOのときは、ステップS9にてタイマーが250msec
を経過したかどうかを判断し、NOのときはステップS
8の電流検出を繰り返す。YESのときはステップS1
0へ移行する。
Then, in step S8, it is determined whether or not a DC instantaneous overcurrent is detected. If YES, it is determined that an element short circuit has been detected, and the process returns to step S1.
If NO, the timer is 250 msec in step S9.
If NO, step S if NO
The current detection of 8 is repeated. If YES, step S1
Move to 0.

【0030】以上の手続きによって本発明の故障自己診
断が行なわれ、故障のある場合は、ステップS1の待機
状態が維持される。故障の無い場合は、通常のインバー
タ立上げ処理に移行する。
The failure self-diagnosis of the present invention is performed by the above procedure, and if there is a failure, the standby state of step S1 is maintained. If there is no failure, the process proceeds to normal inverter startup processing.

【0031】即ち、ステップS10にて、高周波プッシ
ュプル回路の各スイッチング素子G1、G2及びフルブ
リッジ折り返し回路の各スイッチング素子S1〜S4に
対してゲートブロックを施した後、ステップS11に
て、ACリレーをオンとする。次に、ステップS12で
は、前記AC電流センサー(16)からの電流検出信号に基
づいて、AC瞬時過電流の有無を検出し、これによって
素子短絡の有無を判断する。素子の短絡が発見されたと
きは、ステップS1の待機状態が設定される。素子の短
絡が発見されないときは、ステップS13に移行して、
高周波プッシュプル回路の各スイッチング素子G1、G
2及びフルブリッジ折り返し回路の各スイッチング素子
S1〜S4に対するゲートブロックを解除し、高周波プ
ッシュプル回路及びフルブリッジ折り返し回路の動作を
開始する。
That is, in step S10, the switching elements G1 and G2 of the high frequency push-pull circuit and the switching elements S1 to S4 of the full-bridge folding circuit are gate-blocked, and then in step S11, the AC relay is applied. To turn on. Next, in step S12, the presence / absence of an AC instantaneous overcurrent is detected based on the current detection signal from the AC current sensor (16), and the presence / absence of an element short circuit is thereby determined. When a short circuit of the element is found, the standby state of step S1 is set. When the short circuit of the element is not found, the process proceeds to step S13,
Switching elements G1 and G of the high frequency push-pull circuit
2 and the gate blocks for the switching elements S1 to S4 of the full-bridge folding circuit are released, and the operations of the high-frequency push-pull circuit and the full-bridge folding circuit are started.

【0032】その後、ステップS14にて、インバータ
主回路を待機させるべき項目、例えばAC瞬時過電流等
が発生したかどうかを監視しながら、通常の連系運転を
継続し、この過程で何らかの待機項目が発生したとき
は、ステップS1の待機状態が設定されるのである。
Thereafter, in step S14, while monitoring the items for which the inverter main circuit should wait, for example, whether or not an AC instantaneous overcurrent has occurred, normal interconnection operation is continued, and in this process, some waiting items When occurs, the standby state of step S1 is set.

【0033】上記故障自己診断処理及び保護機能処理に
よれば、連系運転開始に際して、ACリレー(13)をオフ
に維持した状態で、インバータ主回路を構成する素子の
故障による短絡の有無が診断され、故障のないことを確
認した上で、ACリレー(13)をオンとし、通常の連系運
転が開始されるので、仮に素子短絡があった場合にも、
図1に示すブレーカ(14)や、その上流側に設置されてい
るブレーカ(図示省略)がトリップすることはない。
According to the fault self-diagnosis process and the protection function process described above, at the time of starting the interconnection operation, it is possible to diagnose whether or not there is a short circuit due to a failure of an element constituting the inverter main circuit while the AC relay (13) is kept off. After confirming that there is no failure, the AC relay (13) is turned on and normal interconnection operation starts, so even if there is an element short circuit,
The breaker (14) shown in FIG. 1 and the breaker (not shown) installed on the upstream side do not trip.

【0034】上記実施の形態の説明は、本発明を説明す
るためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を
限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許
請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能で
あることは勿論である。
The description of the above embodiments is for the purpose of describing the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof.
In addition, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【0035】例えば、上記実施の形態は、高周波リンク
方式のインバータ主回路を対象としているが、低周波リ
ンク方式のインバータ主回路を具えた系統連系電源シス
テムにおいても、同様の処理によって回路素子の故障を
診断することが可能であり、連系運転開始時のブレーカ
トリップを防止することが出来る。
For example, although the above-described embodiment is intended for the high frequency link type inverter main circuit, the same processing is performed in the system interconnection power system including the low frequency link type inverter main circuit by the same process. It is possible to diagnose failures and prevent breaker trips at the start of interconnection operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るインバータ装置の回路構成を表わ
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an inverter device according to the present invention.

【図2】主制御回路による故障自己診断処理及び保護機
能処理を表わすフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a failure self-diagnosis process and a protection function process by a main control circuit.

【図3】従来装置の回路素子故障によって形成される電
流ループを示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a current loop formed by a circuit element failure of a conventional device.

【図4】フルブリッジ折り返し回路を通常のシーケンス
でオン/オフした場合の不具合を説明する回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a problem when a full-bridge folding circuit is turned on / off in a normal sequence.

【図5】フルブリッジ折り返し回路の故障診断時におけ
るオン/オフのシーケンスを表わす回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an on / off sequence when diagnosing a failure of a full-bridge folding circuit.

【図6】本発明の故障診断時に形成される電流ループを
示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a current loop formed at the time of failure diagnosis of the present invention.

【図7】高周波リンク方式のインバータ主回路における
信号変換の過程を表わす波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a process of signal conversion in a high frequency link type inverter main circuit.

【図8】太陽光発電装置の構成を表わすブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a solar power generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(6) 直流入力端子 (7) 交流出力端子 (15) DC電流センサー (8) 高周波プッシュプル回路 (9) 高周波トランス (10) 整流回路 (11) フルブリッジ折り返し回路 (12) フィルター回路 (13) ACリレー (14) ブレーカ (17) 主制御回路 (6) DC input terminal (7) AC output terminal (15) DC current sensor (8) High frequency push-pull circuit (9) High frequency transformer (10) Rectifier circuit (11) Full bridge folding circuit (12) Filter circuit (13) AC relay (14) Breaker (17) Main control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/538 9181−5H H02M 7/538 (72)発明者 前川 正弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02M 7/538 9181-5H H02M 7/538 (72) Inventor Masahiro Maekawa Keihanhondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture 2-5-5 Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源をインバータ装置を介して商用
電力系統に連系した系統連系電源システムに於いて、直
流電源から得られる直流電力を交流電力に変換するイン
バータ主回路と、インバータ主回路と商用電力系統の間
の電力線に介在する開閉機構と、インバータ主回路及び
開閉機構の動作を制御する制御回路と、インバータ主回
路へ流れ込む直流の電流を検出する電流センサーとから
構成され、制御回路は、開閉機構を開いた状態でインバ
ータ主回路を一定期間だけ動作させ、この期間に電流セ
ンサーによって電流が検出されるかどうかにより、イン
バータ主回路の故障の有無を自己診断する手段と、故障
自己診断手段によって故障が発見されないときに限り開
閉機構を閉じて、インバータ主回路を商用電力系統へ連
系する保護手段とを具えたことを特徴とする系統連系電
源システム。
1. An inverter main circuit for converting DC power obtained from the DC power supply into AC power in a system interconnection power supply system in which a DC power supply is connected to a commercial power system via an inverter device, and an inverter main circuit. And a commercial power grid, a switching mechanism interposed between the power lines, a control circuit that controls the operation of the inverter main circuit and the switching mechanism, and a current sensor that detects a direct current flowing into the inverter main circuit. Is a means to self-diagnose whether there is a failure in the inverter main circuit by operating the inverter main circuit for a certain period of time with the switching mechanism open, and whether or not the current is detected by the current sensor during this period. Only when the failure is not found by the diagnostic means, close the opening / closing mechanism and connect the inverter main circuit to the commercial power system. A system interconnection power supply system characterized by having
【請求項2】 インバータ主回路は、直流電源の出力に
系統周波数よりも高い周波数のスイッチングによってパ
ルス幅変調を施す一次側インバータ回路と、一次側イン
バータ回路の出力パルスを系統周波数の正弦波に変換し
て商用電力系統へ出力する二次側インバータ回路と、一
次側インバータ回路と二次側インバータ回路の間に介在
する絶縁トランスとから構成される請求項1に記載の系
統連系電源システム。
2. An inverter main circuit, wherein a primary side inverter circuit that performs pulse width modulation on the output of a DC power supply by switching at a frequency higher than the system frequency, and an output pulse of the primary side inverter circuit is converted into a sine wave of the system frequency. The grid-connected power supply system according to claim 1, comprising a secondary-side inverter circuit that outputs the power to a commercial power system and an insulating transformer that is interposed between the primary-side inverter circuit and the secondary-side inverter circuit.
【請求項3】 インバータ主回路は、直流電源の出力に
系統周波数のスイッチングによってパルス幅変調を施
し、これによって得られる出力パルスを正弦波に変換し
て商用電力系統へ出力するインバータ回路と、インバー
タ回路の出力端に接続された絶縁トランスとから構成さ
れる請求項1に記載の系統連系電源システム。
3. An inverter main circuit, which applies pulse width modulation to the output of a DC power supply by switching the system frequency, converts the output pulse obtained by this into a sine wave and outputs it to a commercial power system, and an inverter. The grid-connected power supply system according to claim 1, comprising an isolation transformer connected to an output end of the circuit.
【請求項4】 インバータ主回路は複数のスイッチング
素子から構成され、故障自己診断手段は、これらのスイ
ッチング素子の内、少なくとも1つのスイッチング素子
のオンによって故障個所を迂回する電流ループが形成さ
れることのないシーケンスにより、前記複数のスイッチ
ング素子をオン/オフして、インバータ主回路を動作さ
せる請求項1乃至請求項3の何れかに記載の系統連系電
源システム。
4. The main inverter circuit is composed of a plurality of switching elements, and the failure self-diagnosis means forms a current loop that bypasses the failure point by turning on at least one of the switching elements. The grid-connected power supply system according to claim 1, wherein the main switching circuit is operated by turning on / off the plurality of switching elements in a sequence that does not exist.
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