JPH0998539A - System interconnection inverter device - Google Patents

System interconnection inverter device

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Publication number
JPH0998539A
JPH0998539A JP7256227A JP25622795A JPH0998539A JP H0998539 A JPH0998539 A JP H0998539A JP 7256227 A JP7256227 A JP 7256227A JP 25622795 A JP25622795 A JP 25622795A JP H0998539 A JPH0998539 A JP H0998539A
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JP
Japan
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inverter
frequency
phase
power
load
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Pending
Application number
JP7256227A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sueo Sakata
末男 坂田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0998539A publication Critical patent/JPH0998539A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sense easily the separate driving of an inverter through a simple configuration by sensing the separate driving of the inverter through the cooperation of a frequency-abnormality sensing means with a phase advancing means. SOLUTION: Into the output side of a band-pass filter 203 for determining the waveshape of a reference current Isref associated with an AC output current Is, a phase advancing circuit 204 for determining the phase of the reference current Isref is inserted to drive an inverter 20 in the state of a leading power factor. Thereby, the frequency increase of an AC voltage Vs when the inverter 20 is driven separately is sensed by an over-frequency sensor 27. In this case, the over-frequency can be sensed enough by the function of a general purpose over-frequency sensor 27 and the separately driving state of the inverter 20 is sensed surely to stop it. Therefore, its separate driving can be sensed easily by a simple configuration.

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】この発明は、商用電力系統に
連系して使用される系統連系用インバータ装置に関し、
特に複雑な制御を行うことなく単独運転を確実に検出し
て単独運転状態を防止するとともに、逆潮流時の商用電
力系統側の電圧上昇を抑制することのできる系統連系用
インバータ装置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 interconnection inverter device used in connection with a commercial power grid.
The present invention relates to a grid interconnection inverter device that can reliably detect an islanding operation without performing complicated control to prevent an islanding state and suppress a voltage rise on the commercial power grid side during reverse power flow. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、インバータ装置を介して商用
電力系統に連系された太陽光発電装置等の分散電源にお
いて、太陽光発電装置側の分散電源(インバータ装置)
が単独運転状態になると、トランス等により昇圧された
高電圧が商用電力系統側に印加され、復旧作業の安全が
損なわれるおそれがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a dispersed power source such as a photovoltaic power generator connected to a commercial power system through an inverter device, a dispersed power source (inverter device) on the solar power generator side
When it is in an isolated operation state, the high voltage boosted by a transformer or the like is applied to the commercial power system side, which may impair the safety of restoration work.

【0003】したがって、直流電源およびインバータを
含む分散電源の単独運転を検出してこれを防止すること
は、安全性確保の点から極めて重要な問題となってい
る。図6はたとえば特開平6−311654号公報に記
載された従来の系統連系用インバータ装置を概略的に示
す構成図であり、この場合、商用電力系統と太陽光発電
装置との連系状態において、インバータを含む太陽光発
電装置(インバータ装置)の単独運転を検出する機能を
備えている。
Therefore, detecting and preventing the isolated operation of the distributed power supply including the DC power supply and the inverter is a very important problem from the viewpoint of ensuring safety. FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a conventional grid interconnection inverter device described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-31164. In this case, in the interconnection state between a commercial power system and a solar power generation device. , A function of detecting an isolated operation of a photovoltaic power generation device (inverter device) including an inverter.

【0004】図において、1は太陽光発電装置、3は太
陽光発電装置1の出力端子に接続されて太陽光発電装置
1の単独運転を検出する可変負荷回路、4は交流電力が
供給される負荷、5は太陽光発電装置1と関連して連系
系統を構成する商用電力系統、6は太陽光発電装置1と
商用電力系統5との間に引き通されて負荷4に交流電力
を供給する配電線である。
In the figure, 1 is a photovoltaic power generator, 3 is a variable load circuit connected to the output terminal of the photovoltaic power generator 1 to detect the independent operation of the photovoltaic power generator 1, and 4 is supplied with AC power. A load 5 is a commercial power system that forms an interconnection system in association with the solar power generation device 1, and 6 is drawn between the solar power generation device 1 and the commercial power system 5 to supply AC power to the load 4. It is a distribution line.

【0005】なお、図示しないが、配電線6にはインバ
ータ20を含む太陽光発電装置1を解列するための開閉
器が挿入されており、可変負荷回路3により太陽光発電
装置1の単独運転状態が検出された場合には、太陽光発
電装置1を負荷4から切り離すようになっている。
Although not shown, a switch for disconnecting the photovoltaic power generator 1 including the inverter 20 is inserted in the distribution line 6, and the variable load circuit 3 operates the photovoltaic power generator 1 independently. When the state is detected, the solar power generation device 1 is disconnected from the load 4.

【0006】太陽光発電装置1は、太陽電池10と、太
陽電池10に直流端子が接続されたインバータ20とを
備えている。可変負荷回路3は、インバータ20の交流
端子すなわち配電線6に一端が接続されたスイッチング
素子31と、スイッチング素子31の他端とグランドと
の間に挿入されたコンデンサ32と、スイッチング素子
31にスイッチングパルス信号Sswを入力するための
パルス信号発生器33とを備えている。
The solar power generation device 1 comprises a solar cell 10 and an inverter 20 having a DC terminal connected to the solar cell 10. The variable load circuit 3 includes a switching element 31 having one end connected to the AC terminal of the inverter 20, that is, the distribution line 6, a capacitor 32 inserted between the other end of the switching element 31 and the ground, and a switching element 31. And a pulse signal generator 33 for inputting the pulse signal Ssw.

【0007】次に、図6に示した従来の系統連系用イン
バータ装置において、商用電源系統5に連系された電圧
形電流制御方式のインバータ20の運転動作について説
明する。通常、太陽電池10で発電された直流電力は、
インバータ20で交流電力に変換された後、配電線6を
介して負荷4に供給される。
Next, in the conventional system interconnection inverter device shown in FIG. 6, the operation of the voltage source current control type inverter 20 connected to the commercial power supply system 5 will be described. Normally, the DC power generated by the solar cell 10 is
After being converted into AC power by the inverter 20, it is supplied to the load 4 via the distribution line 6.

【0008】このとき、インバータ20は、配電線6を
介して商用電力系統5にも接続されているので、インバ
ータ20の出力電力が負荷電力よりも小さい分は商用電
力系統5から供給されており、電力の融通が行われてい
る。しかし、商用電力系統5が遮断された場合、インバ
ータ20は、単独で負荷4に交流電力を供給し続けるこ
とになり、いわゆる太陽光発電装置1の単独運転状態と
なる。
At this time, since the inverter 20 is also connected to the commercial power system 5 via the distribution line 6, the commercial power system 5 supplies the output power of the inverter 20 smaller than the load power. , Power is being exchanged. However, when the commercial power system 5 is cut off, the inverter 20 continues to supply the AC power to the load 4 independently, and the so-called solar power generation device 1 is in an isolated operation state.

【0009】このような単独運転状態は、前述のように
安全性を損なうおそれがあるので、速やかに単独運転状
態を検出してインバータ20を停止させる必要がある。
しかしながら、インバータ20の出力電力が負荷電力と
バランスしている場合には、太陽光発電装置1の単独運
転状態を検出することは非常に困難である。
Since such an isolated operation state may impair safety as described above, it is necessary to promptly detect the isolated operation state and stop the inverter 20.
However, when the output power of the inverter 20 is balanced with the load power, it is very difficult to detect the islanding operation state of the solar power generation device 1.

【0010】そこで、配電線6に可変負荷回路3を設
け、パルス信号発生器33からのスイッチングパルス信
号Sswによりスイッチング素子31を開閉し、一定周
期でコンデンサ32を通電遮断する。これにより、イン
バータ20から見た負荷力率が変化し、インバータ20
の出力周波数がコンデンサ32のオンオフに同期して変
化するので、この周波数変動分を抽出して単独運転状態
を検出することができる。
Therefore, the variable load circuit 3 is provided on the distribution line 6, the switching element 31 is opened / closed by the switching pulse signal Ssw from the pulse signal generator 33, and the capacitor 32 is de-energized at regular intervals. As a result, the load power factor viewed from the inverter 20 changes and the inverter 20
Output frequency changes in synchronism with the on / off of the capacitor 32, so that it is possible to detect this frequency fluctuation and detect the islanding operation state.

【0011】なお、商用電力系統5が太陽光発電装置1
に接続されている場合には、コンデンサ32のオンオフ
が行われても、インバータ20の出力周波数が変化する
ことはない。こうして単独運転状態を検出されると、配
電線6上の開閉器(図示せず)が開放(オフ)されて、
太陽光発電装置1は負荷4から切り離される。
The commercial power system 5 is the solar power generation system 1
When the capacitor 32 is connected to, the output frequency of the inverter 20 does not change even if the capacitor 32 is turned on and off. When the islanding state is detected in this way, the switch (not shown) on the distribution line 6 is opened (OFF),
The solar power generation device 1 is disconnected from the load 4.

【0012】また、可変負荷回路3を設ける代わりに、
インバータ20の制御において出力電流位相を周期的に
変化させても、同様に単独運転状態を検出することがで
きることが知られている。
Further, instead of providing the variable load circuit 3,
It is known that, even when the output current phase is periodically changed in the control of the inverter 20, the islanding operation state can be similarly detected.

【0013】また、たとえば特開平5−336666号
公報に参照されるように、インバータ20の出力電力を
周期的に変動させておき、出力電力変動に同期した周波
数変動により単独運転状態を検出して、単独運転を防止
することも可能なことが知られている。
Further, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-336666, the output power of the inverter 20 is periodically changed, and the islanding operation state is detected by the frequency change synchronized with the output power change. It is known that it is also possible to prevent islanding.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来の系統連系用イン
バータ装置は以上のように、単独運転状態を検出するた
めに種々の構成を必要としており、たとえば可変負荷回
路3を用いた場合には、コストアップにつながるという
問題点があった。
As described above, the conventional grid interconnection inverter device requires various configurations for detecting the isolated operation state. For example, when the variable load circuit 3 is used. However, there was a problem that it would increase the cost.

【0015】また、インバータ20の電流位相を周期的
に変化させた場合には、単独運転を速やかに検出するた
めに変動周期を短く設定する必要があるので、周波数変
動が小さくなって検出が困難になるとともに、通常運転
において商用電力系統5側の周波数が微小変化(撹乱)
したときに誤検出するおそれがあるという問題点があっ
た。
Further, when the current phase of the inverter 20 is periodically changed, it is necessary to set the fluctuation period short in order to detect the islanding operation quickly, so that the frequency fluctuation becomes small and detection is difficult. And the frequency on the commercial power system 5 side changes slightly during normal operation (disturbance)
However, there is a problem that erroneous detection may occur.

【0016】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、特に複雑な制御を行うことなく
単独運転を確実に検出して単独運転状態を防止するとと
もに、逆潮流時の商用電力系統側の電圧上昇を抑制する
ことのできる系統連系用インバータ装置を得ることを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reliably detect the isolated operation without performing complicated control to prevent the isolated operation state and to prevent the isolated flow. An object of the present invention is to obtain a grid interconnection inverter device capable of suppressing a voltage rise on the commercial power grid side.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る系統連系用インバータ装置は、直流電源に接続された
インバータと、インバータを制御するインバータ制御手
段とを備え、商用電力系統と連系して負荷に給電を行う
系統連系用インバータ装置において、インバータを一定
の進み力率で運転するための位相進み手段と、インバー
タの出力周波数の異常を検出したときにインバータを停
止させる周波数異常検出手段とを設け、周波数異常検出
手段は、位相進み手段と協動して、インバータの単独運
転を検出してインバータの出力を解列するための単独運
転検出手段を構成するものである。
An inverter device for grid interconnection according to claim 1 of the present invention comprises an inverter connected to a DC power source and an inverter control means for controlling the inverter, and is connected to a commercial power system. In an inverter device for system interconnection that supplies power to a load by a system, a phase lead means for operating the inverter at a constant lead power factor and a frequency abnormality that stops the inverter when an abnormality in the output frequency of the inverter is detected. The detection means is provided, and the frequency abnormality detection means cooperates with the phase advance means to form an isolated operation detection means for detecting the isolated operation of the inverter and disconnecting the output of the inverter.

【0018】また、この発明の請求項2に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項1において、インバータ
は、電圧形電流制御式インバータにより構成され、位相
進み手段は、インバータ制御手段内に直列に挿入された
位相進み回路により構成されたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the grid interconnection inverter device according to the first aspect, the inverter comprises a voltage type current control type inverter, and the phase advance means is connected in series within the inverter control means. It is composed of a phase advance circuit inserted in.

【0019】また、この発明の請求項3に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項1において、インバータ制
御手段は、商用電力系統の商用周波数を通過させてイン
バータの交流出力波形を決定するバンドパスフィルタを
含み、位相進み手段は、バンドパスフィルタ内の一次遅
れ時定数の設定値により構成されたものである。
Further, in the grid interconnection inverter device according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the inverter control means determines the AC output waveform of the inverter by passing the commercial frequency of the commercial power system. The phase lead means includes a pass filter, and is configured by the set value of the first-order lag time constant in the band pass filter.

【0020】また、この発明の請求項4に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項3において、バンドパスフ
ィルタは、直列接続されて2段の一次遅れ系を構成する
2つのアナログ演算増幅器を含み、位相進み手段は、2
つのアナログ演算増幅器のうちの後段のアナログ演算増
幅器の一次遅れ時定数の設定値により構成されたもので
ある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the grid interconnection inverter device according to the third aspect, the bandpass filter includes two analog operational amplifiers that are connected in series to form a two-stage primary delay system. Including, the phase advance means is 2
It is configured by the setting value of the first-order lag time constant of the succeeding analog operational amplifier of the two analog operational amplifiers.

【0021】また、この発明の請求項5に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項3において、バンドパスフ
ィルタは、デジタルシグナルプロセッサを用いたデジタ
ルフィルタにより構成され、位相進み手段は、デジタル
フィルタ内に組み込まれたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the grid interconnection inverter device according to the third aspect, the bandpass filter is a digital filter using a digital signal processor, and the phase advance means is the digital filter. It is built in.

【0022】また、この発明の請求項6に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項1から請求項5までのいず
れかにおいて、インバータの進み力率は、通常の連系運
転時において商用電力系統側に給電される逆潮流時での
交流電圧を所定の規制値に抑制するだけの値に設定され
たものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the grid interconnection inverter device according to any one of the first to fifth aspects, the advance power factor of the inverter is a commercial power during normal interconnection operation. The value is set to a value that suppresses the AC voltage during reverse power flow that is fed to the system side to a predetermined regulation value.

【0023】また、この発明の請求項7に係る系統連系
用インバータ装置は、請求項1から請求項5までのいず
れかにおいて、インバータの進み力率は、0.95程度
に設定されたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the grid interconnection inverter device according to any one of the first to fifth aspects, the advance power factor of the inverter is set to about 0.95. Is.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図につ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1を示す構
成図であり、1、4〜6、10および20は前述と同様
のものである。なお、太陽電池10は、他の燃料電池ま
たは蓄電池等の直流発電設備によっても構成され得る。
Embodiment 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which 1, 4, 6, 6, and 20 are the same as those described above. In addition, the solar cell 10 may be configured by another fuel cell or a DC power generation facility such as a storage battery.

【0025】23はインバータ20と負荷4との間の配
電線6に挿入された開閉器であり、単独運転状態の検出
時にインバータ20の出力電力を商用電力系統5から解
列する。25は配電線6に設けられた変流器であり、イ
ンバータ20から供給される交流出力電流Isを検出す
る。27はインバータ20の出力周波数の上昇すなわち
交流電圧Vsの過周波数を検出して開閉器23を開放す
る過周波数検出器であり、周波数異常検出手段を構成し
ている。ILは配電線6から負荷4に供給される負荷電
流(通常、交流電圧Vsに対して遅れ位相となる)であ
る。
A switch 23 is inserted in the distribution line 6 between the inverter 20 and the load 4, and disconnects the output power of the inverter 20 from the commercial power system 5 when the islanding state is detected. Reference numeral 25 is a current transformer provided on the distribution line 6, and detects the AC output current Is supplied from the inverter 20. An overfrequency detector 27 opens the switch 23 by detecting an increase in the output frequency of the inverter 20, that is, an overfrequency of the AC voltage Vs, and constitutes a frequency abnormality detecting means. IL is a load current (usually in a delay phase with respect to the AC voltage Vs) supplied from the distribution line 6 to the load 4.

【0026】200はインバータ20の交流出力電流I
sおよび配電線6の交流電圧Vs等に基づいてインバー
タ20をPWM制御するインバータ制御手段であり、以
下の回路構成要素201〜207を備えている。201
はインバータ20の出力電力を決定するための電力制御
回路であり、最大電力追従制御回路または直流電圧一定
制御回路により構成され、交流出力電流Isの大きさを
決定するための直流レベルの信号を出力する。
Reference numeral 200 is an AC output current I of the inverter 20.
s and the AC voltage Vs of the distribution line 6 and the like, which is an inverter control means for performing PWM control of the inverter 20, and includes the following circuit components 201 to 207. 201
Is a power control circuit for determining the output power of the inverter 20, and is constituted by a maximum power follow-up control circuit or a constant DC voltage control circuit, and outputs a DC level signal for determining the magnitude of the AC output current Is. To do.

【0027】202は配電線6上の交流電圧Vsを検出
する変圧器、203は交流電圧Vsから高周波成分を除
去して基本波成分Vs′(正弦波形のみ)を抽出するバ
ンドパスフィルタ(BPF)、204は基本波成分V
s′の位相を位相差θだけ進ませて進み基本波(Vs′
+θ)を出力する位相進み回路である。
Reference numeral 202 is a transformer for detecting the AC voltage Vs on the distribution line 6, and 203 is a bandpass filter (BPF) for removing the high frequency component from the AC voltage Vs and extracting the fundamental wave component Vs' (only the sine waveform). , 204 is the fundamental wave component V
The phase of s'is advanced by the phase difference θ and advances to the fundamental wave (Vs'
This is a phase advance circuit that outputs + θ).

【0028】205はインバータ20の交流出力電流I
sの大きさ、波形および位相を決定する基準電流Isr
efを生成する乗算器であり、電力制御回路201から
の直流レベル信号と位相進み回路204からの進み基本
波(Vs′+θ)との乗算により基準電流Isrefを
求める。206は基準電流Isrefと交流出力電流I
sとの電流偏差ΔIs(=Isref−Is)を演算す
る減算器である。
Reference numeral 205 denotes an AC output current I of the inverter 20.
Reference current Isr that determines the magnitude, waveform and phase of s
This is a multiplier that generates ef, and obtains the reference current Isref by multiplying the DC level signal from the power control circuit 201 and the lead fundamental wave (Vs ′ + θ) from the phase lead circuit 204. Reference numeral 206 is the reference current Isref and the AC output current I
It is a subtracter that calculates a current deviation ΔIs (= Isref-Is) from s.

【0029】207は電流偏差ΔIsに基づいてインバ
ータ20に対するPWM制御信号CPを出力するPWM
波形作成回路であり、PWM制御信号CPによりインバ
ータ20を駆動し、インバータ20の交流出力電流Is
を基準電流Isrefに高速に追従させる。
Reference numeral 207 is a PWM that outputs a PWM control signal CP to the inverter 20 based on the current deviation ΔIs.
This is a waveform generation circuit, which drives the inverter 20 by the PWM control signal CP to generate an AC output current Is
To follow the reference current Isref at high speed.

【0030】なお、インバータ制御手段200内の変圧
器202により検出された交流電圧Vsは、過周波数検
出器27にも入力されている。また、図示を省略してい
るが、過周波数検出器27からの検出信号は、開閉器2
3を開放するのみならず、たとえばインバータ制御手段
200内のPWM波形作成回路207にも入力されてお
り、PWM波形作成回路207を無効にしてインバータ
20を停止させるようになっている。
The AC voltage Vs detected by the transformer 202 in the inverter control means 200 is also input to the overfrequency detector 27. Although not shown, the detection signal from the over-frequency detector 27 is output by the switch 2
3 is not only opened, but also input to the PWM waveform creation circuit 207 in the inverter control means 200, for example, to disable the PWM waveform creation circuit 207 and stop the inverter 20.

【0031】図1のように、交流出力電流Isに対する
基準電流Isrefの波形を決定するためのバンドパス
フィルタ203の出力側に、基準電流Isrefの位相
を決定するための位相進み回路204を挿入して、イン
バータ20の運転を進み力率とすることにより、インバ
ータ20側の単独運転時の交流電圧Vsの周波数上昇を
過周波数検出器27を用いて検出し、開閉器23を遮断
して単独運転状態を防止するようになっている。
As shown in FIG. 1, a phase lead circuit 204 for determining the phase of the reference current Isref is inserted at the output side of the bandpass filter 203 for determining the waveform of the reference current Isref with respect to the AC output current Is. Then, by increasing the operation of the inverter 20 to the power factor, the frequency increase of the AC voltage Vs during the isolated operation on the inverter 20 side is detected by using the overfrequency detector 27, and the switch 23 is shut off to perform the isolated operation. It is designed to prevent the situation.

【0032】図2は交流出力電流Is、交流電圧Vsお
よび負荷電流ILの相互のベクトル関係を示す説明図で
あり、交流電圧Vsに対して、負荷電流ILは位相差φ
だけ遅れ位相であり、交流出力電流Isは位相差θだけ
進み位相である。なお、IL′は負荷力率PFが1.0
(交流電圧Vsに対して位相遅れなし)の場合の負荷電
流である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the mutual vector relationship of the AC output current Is, the AC voltage Vs, and the load current IL. The phase difference φ of the load current IL with respect to the AC voltage Vs.
Is a lagging phase, and the AC output current Is is a leading phase by a phase difference θ. IL 'has a load power factor PF of 1.0.
It is the load current in the case of (no phase delay with respect to the AC voltage Vs).

【0033】図3はインバータ20の単独運転時に負荷
力率PFを変化させたときの周波数fの変化を示す特性
図であり、実験的に求めた負荷力率PFと交流電圧Vs
の周波数fとの関係を示す。図3において、負荷4が誘
導性負荷であって遅れ位相(負荷力率PFが1.0より
も小さい)の場合には周波数fは高くなり、負荷4が容
量性負荷であって進み位相の(負荷力率PFが1.0よ
りも小さい)場合には周波数fは低くなる。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in the frequency f when the load power factor PF is changed during the independent operation of the inverter 20, and the load power factor PF and the AC voltage Vs obtained experimentally.
Shows the relationship with the frequency f. In FIG. 3, when the load 4 is an inductive load and is in a lagging phase (the load power factor PF is smaller than 1.0), the frequency f is high, and the load 4 is a capacitive load and is in a leading phase. When the load power factor PF is smaller than 1.0, the frequency f becomes low.

【0034】次に、図2および図3を参照しながら、図
1に示したこの発明の実施の形態1の動作について説明
する。まず、定常の連系運転時において、開閉器23は
閉成(オン)されており、負荷4に対する負荷電流IL
は、太陽電池10およびインバータ20を含む発電装置
ならびに商用電力系統5の両方から連系して供給され
る。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. First, at the time of steady interconnection operation, the switch 23 is closed (ON), and the load current IL for the load 4 is
Is supplied from both the power generation device including the solar cell 10 and the inverter 20 and the commercial power system 5 in an interconnected manner.

【0035】また、電力制御回路201は、インバータ
20の交流出力電流Isの大きさを決定し、変圧器20
2およびバンドパスフィルタ203は、交流電圧Vsか
ら得られる基本波成分Vs′により交流出力電流Isの
波形を決定し、位相進み回路204は、基本波成分V
s′に対する位相差θを決定する。この結果、定常運転
中のインバータ20の交流出力電流Isは、PWM制御
信号CPにより、交流電圧Vsの位相に対して位相差θ
だけ進んだ状態に制御される。
The power control circuit 201 also determines the magnitude of the AC output current Is of the inverter 20, and the transformer 20
2 and the bandpass filter 203 determine the waveform of the AC output current Is based on the fundamental wave component Vs ′ obtained from the AC voltage Vs, and the phase lead circuit 204 determines the fundamental wave component Vs.
Determine the phase difference θ for s'. As a result, the AC output current Is of the inverter 20 during the steady operation is phase difference θ with respect to the phase of the AC voltage Vs by the PWM control signal CP.
It is controlled to the advanced state.

【0036】このとき、交流電圧Vsに対する負荷電流
ILおよび交流出力電流Isのベクトル関係は図2のよ
うになり、負荷力率PFによって決定される負荷電流I
Lの位相は、通常、交流電圧Vsよりも位相差φだけ遅
れとなっている。負荷力率PFは、最大値を考慮して
も、図3内の1.0に近づくのみであり、進み力率にな
ることは一般の需要家の負荷ではあり得ない。
At this time, the vector relationship between the load current IL and the AC output current Is with respect to the AC voltage Vs is as shown in FIG. 2, and the load current I determined by the load power factor PF.
The phase of L is normally behind the AC voltage Vs by a phase difference φ. Even if the maximum value is taken into consideration, the load power factor PF only approaches 1.0 in FIG. 3, and the advance power factor cannot be the load of a general consumer.

【0037】なお、需要家の力率は、進みとならないよ
うに設定されているが、たとえば、高圧需要家等におい
て力率改善用のコンデンサを投入したままになって、夜
間時に力率が進みになることもあり得る。しかし、太陽
光発電用のインバータ20の場合、夜間の太陽電池出力
がないことから、昼間しか運転されないので、夜間時の
進み力率の可能性を考慮する必要はない。
Although the power factor of the customer is set so as not to advance, for example, in a high-voltage customer or the like, a power factor improving capacitor is left on and the power factor advances at night. Can be. However, in the case of the inverter 20 for photovoltaic power generation, since there is no solar cell output at night, it is operated only in the daytime, so there is no need to consider the possibility of the advance power factor at night.

【0038】定常の連系運転時においては、交流出力電
流Isの位相は交流電圧Vsの位相と同じである。一
方、商用電力系統5が遮断された場合、インバータ20
は単独運転状態となるが、このときの単独運転時の周波
数fの変化特性を、負荷力率PFをパラメータとして実
験的に求めると、図3のようになる。この場合、インバ
ータ20は、力率1.0の運転状態としている。
During the steady interconnection operation, the phase of the AC output current Is is the same as the phase of the AC voltage Vs. On the other hand, when the commercial power system 5 is cut off, the inverter 20
Is in an isolated operation state, and the change characteristic of the frequency f at this time in an isolated operation is experimentally obtained using the load power factor PF as a parameter, as shown in FIG. In this case, the inverter 20 is in an operating state with a power factor of 1.0.

【0039】図3において、交流電圧Vsの周波数f
は、負荷4が遅れ力率(負荷力率PFが遅れ側)であれ
ば高くなり、逆に、進み力率(負荷力率PFが進み側)
であれば低くなる。また、周波数fの変化は、遅れ力率
側の方が大きい。なお、負荷力率PFが遅れ力率の場合
に周波数fが高くなるのは、たとえば、以下の理由によ
る。
In FIG. 3, the frequency f of the AC voltage Vs
Is high when the load 4 is the delayed power factor (the load power factor PF is on the delayed side), and conversely, the advanced power factor (the load power factor PF is on the advanced side).
Then it will be lower. Further, the change of the frequency f is larger on the delay power factor side. The frequency f increases when the load power factor PF is the delay power factor, for example, for the following reason.

【0040】すなわち、インバータ20は、負荷4に負
荷電流ILを供給するが、負荷電流ILが遅れ力率であ
るため、図2のように、交流電圧Vsの位相は相対的に
位相差φだけ進みとなる。また、インバータ20の交流
出力電流Isの位相は、交流電圧Vsの位相を基準とす
るため、位相差φだけさらに進みとなる。したがって、
交流出力電流Isの位相が進みに作用することにより、
交流電圧Vsの周波数fは段々上昇していくことにな
る。
That is, the inverter 20 supplies the load current IL to the load 4, but since the load current IL has a delay power factor, the phase of the AC voltage Vs is relatively only the phase difference φ as shown in FIG. It will be advanced. The phase of the AC output current Is of the inverter 20 is further advanced by the phase difference φ because the phase of the AC voltage Vs is used as a reference. Therefore,
Since the phase of the AC output current Is acts to advance,
The frequency f of the AC voltage Vs gradually increases.

【0041】以下、単独運転時の過周波数検出動作につ
いて、具体的に説明する。前述のように、インバータ2
0の交流出力電流Isは、位相進み回路204の作用に
より、交流電圧Vsよりも位相差θだけ進んだ位相で制
御される。ここで、負荷力率PFを最大1.0(進み負
荷はあり得ない)とした条件下で考えると、最も周波数
上昇が起こりにくい状態は、図3から明らかなように、
負荷力率PFが1.0のときである。
The overfrequency detecting operation during the isolated operation will be specifically described below. As mentioned above, the inverter 2
The AC output current Is of 0 is controlled by the action of the phase advance circuit 204 in a phase that leads the AC voltage Vs by the phase difference θ. Here, under the condition that the load power factor PF is set to 1.0 at the maximum (the leading load cannot be present), the state in which the frequency rise is most unlikely is as shown in FIG.
This is when the load power factor PF is 1.0.

【0042】しかしながら、位相進み回路204の作用
により、インバータ制御手段200は、交流電圧Vsの
位相よりも位相差θだけ進みとなるようにインバータ2
0の交流出力電流Isを流そうとするので、時系列的に
考えると、交流出力電流Isの位相は、どんどん進んで
いくことになる。
However, due to the action of the phase lead circuit 204, the inverter control means 200 leads the inverter 2 by a phase difference θ with respect to the phase of the AC voltage Vs.
Since the AC output current Is of 0 is about to flow, the phase of the AC output current Is gradually advances in a time series.

【0043】したがって、前述のように、インバータ2
0が力率1.0の運転方式で且つ負荷4が遅れ負荷(負
荷力率PFが遅れ)の場合の作用(図3参照)と全く等
価となり、交流出力電流Isの位相進みによって交流電
圧Vsの周波数fは上昇する。
Therefore, as described above, the inverter 2
0 is the operation method with a power factor of 1.0, and the load 4 is completely equivalent to the action when the load is a delayed load (the load power factor PF is delayed) (see FIG. 3), and the AC voltage Vs is caused by the phase lead of the AC output current Is. Frequency f increases.

【0044】こうして、交流出力電流Isの進みに応じ
て交流電圧Vsの周波数fが高くなることにより、過周
波数検出器27は、太陽光発電装置1の単独運転状態に
起因した過周波数状態を容易に検出し、過周波数検出信
号により、インバータ20を停止させるとともに、開閉
器23を遮断(オフ)して単独運転を直ちに防止するこ
とができる。
In this way, the frequency f of the AC voltage Vs increases in accordance with the progress of the AC output current Is, so that the overfrequency detector 27 can easily detect the overfrequency state caused by the isolated operation state of the solar power generation device 1. Then, the inverter 20 is stopped by the over-frequency detection signal, and the switch 23 is shut off (OFF) to prevent the islanding operation immediately.

【0045】このように、インバータ20を交流電圧V
sに対して一定の位相差θの進み力率で運転させること
により、太陽光発電装置1の単独運転時において、イン
バータ20の運転から見た場合、負荷力率PFが最大
1.0であっても、見かけ上では負荷力率PFが遅れ力
率の作用を有することになる。
In this way, the inverter 20 is connected to the AC voltage V
By operating with a lead power factor having a constant phase difference θ with respect to s, the load power factor PF is 1.0 at the maximum when viewed from the operation of the inverter 20 when the solar power generation device 1 is operating alone. However, the load power factor PF apparently has the action of the delay power factor.

【0046】すなわち、常時連系運転時においてインバ
ータ20を進み力率で運転させておき、太陽光発電装置
1の単独運転状態発生時に負荷4の力率PFが1.0の
場合であっても、インバータ20から見て、負荷4を見
かけ上の遅れ負荷とし、周波数fの上昇を顕在化させて
単独運転状態を確実に検出している。この結果、インバ
ータ20の出力周波数fが上昇するので、汎用的に設け
られる過周波数検出器27の機能で十分に過周波数を検
出することができ、確実に単独運転状態を検出してこれ
を停止させることができる。
That is, even when the inverter 20 is operated at a forward power factor during the continuous interconnection operation, and the power factor PF of the load 4 is 1.0 when the photovoltaic generator 1 is in the independent operation state. As seen from the inverter 20, the load 4 is set as an apparently delayed load, and the rise of the frequency f is manifested to reliably detect the isolated operation state. As a result, the output frequency f of the inverter 20 rises, so that the overfrequency detector 27, which is provided for general purpose, can sufficiently detect the overfrequency, and reliably detect the isolated operation state and stop it. Can be made.

【0047】なお、単独運転時の交流電圧Vsの周波数
fの上昇は早いので、単独運転状態に突入してから1秒
以内には過周波数を検出することができる。また、周波
数fの変化が大きいので、定常の連系運転時での商用電
力系統5の撹乱時を誤検出することもない。
Since the frequency f of the AC voltage Vs during the islanding operation rises quickly, the overfrequency can be detected within 1 second after entering the islanding state. Further, since the change in the frequency f is large, there is no erroneous detection of the disturbance of the commercial power system 5 during the steady interconnection operation.

【0048】また、位相進み回路204によって進み制
御される交流出力電流Isの位相差θは、たとえば10
°程度に設定すれば十分であるが、余裕を見て、定常運
転時のインバータ20の進み力率が0.95程度となる
ように位相差θ(18°程度)を設定することが望まし
い。すなわち、インバータ20を0.95程度の進み力
率で運転した場合、インバータ20の運転効率等はほと
んど変わらないので、上記の検出方法で、従来の性能を
維持しつつ、簡便に且つ確実に単独運転を防止すること
ができる。
The phase difference θ of the AC output current Is advanced and controlled by the phase advance circuit 204 is, for example, 10
Although it is sufficient to set the angle to about 0 °, it is desirable to set the phase difference θ (about 18 °) so that the advance power factor of the inverter 20 during the steady operation is about 0.95 with a margin. That is, when the inverter 20 is operated at a leading power factor of about 0.95, the operating efficiency of the inverter 20 and the like hardly change. Therefore, with the above detection method, the conventional performance can be maintained and the independent operation can be performed easily and reliably. Driving can be prevented.

【0049】また、インバータ20を進み力率で運転さ
せることは、商用電力系統5から見た場合には逆に遅れ
負荷の作用をもたらすので、商用電力系統5の受電点の
力率が進みになるような作用をもたらすことはない。
In addition, operating the inverter 20 at the advanced power factor causes a delay load when viewed from the commercial power system 5, so that the power factor at the power receiving point of the commercial power system 5 is advanced. It does not bring about the effect.

【0050】さらに、インバータ20を一定の進み力率
運転することにより、通常の連系運転時の逆潮流時(イ
ンバータ20の出力電力が負荷4で要求される負荷電力
を上回り、商用電力系統5側に給電される状態)におけ
る交流電圧Vsの上昇を防止する作用を有し、電圧上昇
抑制対策としての効果も有する。すなわち、一般に、配
電線6のインピーダンス(リアクタンスを含む)が高い
場合には、定常の連系運転時の逆潮流時において交流電
圧Vsが上昇し、負荷4を構成する各種機器に対して過
電圧が印加されるなどの弊害が大きくなる。
Further, by operating the inverter 20 at a constant forward power factor, during reverse power flow during normal interconnection operation (the output power of the inverter 20 exceeds the load power required by the load 4, the commercial power system 5 It has an effect of preventing the rise of the AC voltage Vs in the state of being fed to the side), and also has an effect as a measure for suppressing the voltage rise. That is, in general, when the impedance (including reactance) of the distribution line 6 is high, the AC voltage Vs rises during reverse power flow during steady interconnection operation, and overvoltage is applied to various devices forming the load 4. The harmful effect such as being applied becomes large.

【0051】しかし、上述したように、0.95程度の
進み力率でインバータ20を運転しておけば、商用電力
系統5から見た場合に遅れ力率となるので、配電線6の
リアクタンス降下により交流電圧Vsの上昇を抑制する
ことができ、負荷4に過電圧が印加されることはない。
なお、交流電圧Vsのリアクタンス降下Vxは、無効電
力に基づくもので、配電線6の抵抗値をR、リアクタン
スをXとすれば、以下の式(1)のように表わされる。
However, as described above, if the inverter 20 is operated at a leading power factor of about 0.95, the lagging power factor will be seen from the viewpoint of the commercial power system 5, so that the reactance drop of the distribution line 6 will occur. Therefore, the rise of the AC voltage Vs can be suppressed, and the overvoltage is not applied to the load 4.
The reactance drop Vx of the AC voltage Vs is based on the reactive power, and is represented by the following equation (1), where R is the resistance value of the distribution line 6 and X is the reactance.

【0052】 Vx=Is・R+Is・X・sinθ …(1)Vx = Is · R + Is · X · sin θ (1)

【0053】式(1)から明らかなように、位相差θが
小さくなってインバータ20の運転力率が1.0に近づ
くほど、リアクタンス降下が小さくなり、交流電圧Vs
が上昇する。しかし、インバータ20の運転力率を約
0.95程度(θ=18°程度)に設定することによ
り、ほとんどの場合、過電圧とならないための規制値を
クリアすることができる。もし、規制値をクリアできな
い場合には、インバータ20の運転力率をさらに小さ
く、たとえば、0.9程度(θ=26°程度に対応)に
設定すればよい。
As is clear from the equation (1), as the phase difference θ becomes smaller and the operating power factor of the inverter 20 approaches 1.0, the reactance drop becomes smaller and the AC voltage Vs becomes smaller.
Rises. However, by setting the operating power factor of the inverter 20 to about 0.95 (θ = about 18 °), in most cases, the regulation value for preventing overvoltage can be cleared. If the regulation value cannot be cleared, the operating power factor of the inverter 20 may be set to a smaller value, for example, about 0.9 (corresponding to about θ = 26 °).

【0054】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、交流電圧Vsに対する交流出力電流Isの位相を位
相差θだけ進めるために位相進み回路204を設けた
が、位相進み回路204を設けずに、バンドパスフィル
タ203に位相進み機能を含ませてもよい。以下、位相
進み回路204を不要にしたこの発明の実施の形態2を
図について説明する。
Embodiment 2. Although the phase advance circuit 204 is provided in order to advance the phase of the AC output current Is with respect to the AC voltage Vs by the phase difference θ in the first embodiment, the band pass filter 203 is provided without the phase advance circuit 204. A phase advance function may be included. A second embodiment of the present invention that does not require the phase advance circuit 204 will be described below with reference to the drawings.

【0055】図4はこの発明の実施の形態2によるバン
ドパスフィルタ203を示す構成図であり、6、20
2、203および205は前述と同様のものである。図
4において、バンドパスフィルタ203は、直列接続さ
れた2段のアナログ演算増幅器203aおよび203b
からなる一次遅れ回路と、アナログ演算増幅器203a
および203bの間に挿入された減算器203cとを備
えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a bandpass filter 203 according to the second embodiment of the present invention.
2, 203 and 205 are the same as described above. In FIG. 4, the bandpass filter 203 is a two-stage analog operational amplifier 203a and 203b connected in series.
First-order lag circuit including an analog operational amplifier 203a
And 203b, and a subtractor 203c inserted between the two.

【0056】変圧器202の出力端子は、アナログ演算
増幅器203aの入力端子と減算器203cの非反転入
力端子とにそれぞれ接続され、アナログ演算増幅器20
3aの出力端子は、減算器203cの反転入力端子に接
続され、減算器203cの出力端子は、アナログ演算増
幅器203bの入力端子に接続されている。
The output terminal of the transformer 202 is connected to the input terminal of the analog operational amplifier 203a and the non-inverting input terminal of the subtractor 203c, respectively.
The output terminal of 3a is connected to the inverting input terminal of the subtractor 203c, and the output terminal of the subtractor 203c is connected to the input terminal of the analog operational amplifier 203b.

【0057】各アナログ演算増幅器203aおよび20
3bの一次遅れ時定数T1およびT2は、バンドパスフィ
ルタ203の通過帯域の下限ωLおよび上限ωHを決定し
ており、それぞれ、以下の式(2)、(3)で表わされ
る。
Each analog operational amplifier 203a and 20
The first-order lag time constants T 1 and T 2 of 3b determine the lower limit ω L and the upper limit ω H of the passband of the bandpass filter 203, and are represented by the following equations (2) and (3), respectively.

【0058】ωL=1/(2πT1) …(2) ωH=1/(2πT2) …(3)Ω L = 1 / (2πT 1 ) (2) ω H = 1 / (2πT 2 ) (3)

【0059】ここで、前段のアナログ演算増幅器203
aの伝達関数Gaを1/(1+T1S)とすれば、減算
器203cを通した伝達関数Gcは、以下の式(4)の
ように表わされる。
Here, the analog operational amplifier 203 in the preceding stage
Assuming that the transfer function Ga of a is 1 / (1 + T 1 S), the transfer function Gc through the subtractor 203c is expressed by the following equation (4).

【0060】 Gc=1−Ga =1−1/(1+T1S) =T1S/(1+T1S) …(4)Gc = 1-Ga = 11-1 / (1 + T 1 S) = T 1 S / (1 + T 1 S) (4)

【0061】また、後段のアナログ演算増幅器203b
の伝達関数Gbを1/(1+T2S)とすれば、バンド
パスフィルタ203の全体の伝達関数G(s)は、以下
の式(5)のように表わされる。
Also, the analog operational amplifier 203b in the subsequent stage
If the transfer function Gb of (1) is 1 / (1 + T 2 S), the overall transfer function G (s) of the bandpass filter 203 is expressed by the following equation (5).

【0062】 G(s)={T1S/(1+T1S)}×{1/(1+T2S)} …(5)G (s) = {T 1 S / (1 + T 1 S)} × {1 / (1 + T 2 S)} (5)

【0063】式(5)で表わされるバンドパスフィルタ
203のゲインGおよび位相差θを、角周波数ωに対す
る特性図としてボード線図により表わすと、図5のよう
になる。
FIG. 5 is a Bode diagram showing the gain G and the phase difference θ of the bandpass filter 203 represented by the equation (5) as a characteristic diagram for the angular frequency ω.

【0064】図5において、横軸は常用対数で示してお
り、実線は時定数T2を変化させる前の特性曲線、破線
は時定数T2を変化させた後の特性曲線である。また、
ωoは商用角周波数、ωLおよびωHはバンドパスフィル
タ203の通過帯域の下限および上限、ωH′は時定数
2を変化させた後の通過帯域の上限、θ′は時定数T2
を変化させた後の商用角周波数ωoにおける位相差であ
る。ここでは、各時定数T1、T2により設定される下限
ωL、上限ωH(実線参照)は、以下の式(6)、(7)
で表わされるものとする。
[0064] In FIG. 5, the horizontal axis represents in common logarithm, the solid line characteristic curve before changing the constant T 2 time, the broken line indicates the characteristic curve after changing the constant T 2 time. Also,
ω o is the commercial angular frequency, ω L and ω H are the lower and upper limits of the pass band of the band pass filter 203, ω H ′ is the upper limit of the pass band after changing the time constant T 2 , and θ ′ is the time constant T 2
Is the phase difference at the commercial angular frequency ωo after the change. Here, the lower limit ω L and the upper limit ω H (see the solid line) set by the time constants T 1 and T 2 are expressed by the following equations (6) and (7).
Shall be represented by.

【0065】ωL=ωo/2 …(6) ωH=2・ωo …(7)Ω L = ω o / 2 (6) ω H = 2 · ω o (7)

【0066】式(6)、(7)となるように各時定数T
1、T2を決定すると、商用角周波数ωoにおける位相差
θは、図5内の実線で示すように、0となる。一方、フ
ィルタ通過帯域の上限をωHよりも大きい値ωH′になる
ように時定数T2を決定すると、ゲインGおよび位相差
θの特性曲線は破線のように変化し、商用角周波数ωo
において、インバータ20の交流出力電流Isの目標波
形は、位相差θ′だけ進みとなる。
Each time constant T such that equations (6) and (7) are obtained.
When 1 and T 2 are determined, the phase difference θ at the commercial angular frequency ωo becomes 0 as shown by the solid line in FIG. On the other hand, when the time constant T 2 is determined so that the upper limit of the filter pass band becomes a value ω H ′ larger than ω H , the characteristic curve of the gain G and the phase difference θ changes as shown by the broken line, and the commercial angular frequency ω o
In, the target waveform of the AC output current Is of the inverter 20 is advanced by the phase difference θ ′.

【0067】このとき、位相差θ′は18°〜26°の
範囲内に設定され、cosθ′は、0.9〜0.95の
範囲内の値となる。
At this time, the phase difference θ'is set within the range of 18 ° to 26 °, and cos θ'has a value within the range of 0.9 to 0.95.

【0068】このように、バンドパスフィルタ203の
本来の機能において、アナログ演算増幅器203bの一
次遅れ時定数T2を変化させるのみで、簡単に且つ安価
に位相進み機能を実現することができる。したがって、
位相進み回路204(図1参照)が設置されなくても、
前述と同等の作用効果を奏することができる。
As described above, in the original function of the bandpass filter 203, the phase advance function can be realized easily and at low cost only by changing the first-order delay time constant T 2 of the analog operational amplifier 203b. Therefore,
Even if the phase advance circuit 204 (see FIG. 1) is not installed,
The same effect as the above can be exhibited.

【0069】実施の形態3.なお、上記実施の形態2で
は、位相進み機能を有するバンドパスフィルタ203と
して、アナログ演算増幅器203aおいて203bを用
いたが、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)を用い
たデジタフィルタで構成してもよい。この場合、デジタ
ル演算のみで処理できるため、単独運転状態の検出精度
が向上する。また、生産性が向上するため、さらにコス
トダウンを実現することができる。
Embodiment 3 In the second embodiment, the band-pass filter 203 having the phase advance function is the analog operational amplifier 203a and 203b. However, the band-pass filter 203 may be a digital filter using a DSP (digital signal processor). In this case, since the processing can be performed only by digital calculation, the accuracy of detecting the islanding operation is improved. In addition, since productivity is improved, further cost reduction can be realized.

【0070】以上のようにこの発明によれば、インバー
タ20を一定の位相差θによる進み力率(約0.95)
で運転しておくことにより、単独運転時において負荷力
率PFが1.0であっても、インバータ20から見た場
合に、見かけ上の遅れ力率の負荷となり、インバータ2
0の出力周波数fが大きく上昇する。したがって、過周
波数検出器204の機能により、簡易な構成で容易に単
独運転を検出することができ、安価で且つ精度の高い系
統連系用インバータ装置が得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the advance power factor (about 0.95) of the inverter 20 due to the constant phase difference θ is set.
By operating the inverter 2 even if the load power factor PF is 1.0 in the independent operation, the load has an apparent delay power factor when viewed from the inverter 20, and the inverter 2
The output frequency f of 0 greatly increases. Therefore, the function of the overfrequency detector 204 has an effect of being able to easily detect the islanding operation with a simple configuration and obtain an inexpensive and highly accurate grid interconnection inverter device.

【0071】また、インバータ20を進み力率で運転す
ることにより、通常連系運転での逆潮流時に発生する交
流電圧Vsの異常上昇を抑制することができる。また、
インバータ20を進み力率運転するためのインバータ制
御手段200内の位相進み機能として、電流波形基準作
成用のバンドパスフィルタ203内の1定数(時定数T
2)を変化させることにより、容易に且つ安価に位相進
み機能を実現することができる。
Further, by operating the inverter 20 at a forward power factor, it is possible to suppress an abnormal rise in the AC voltage Vs that occurs during reverse power flow during normal interconnection operation. Also,
As a phase lead function in the inverter control means 200 for leading the inverter 20 into the power factor, one constant (time constant T in the band pass filter 203 for creating the current waveform reference).
By changing 2 ), the phase advance function can be easily realized at low cost.

【0072】さらに、バンドパスフィルタ203とし
て、DSPを用いたデジタフィルタを用いることによ
り、単独運転状態の検出精度が向上するとともに、さら
にコストダウンを実現することができる。
Furthermore, by using a digital filter using a DSP as the bandpass filter 203, it is possible to improve the detection accuracy of the isolated operation state and further reduce the cost.

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

【図1】 この発明の実施の形態1を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による交流電圧とイ
ンバータの交流出力電流および負荷電流との関係をベク
トルで示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between an AC voltage according to the first embodiment of the present invention, an AC output current of an inverter, and a load current as a vector.

【図3】 この発明の実施の形態1による負荷力率と周
波数との関係を実験データにより示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing experimental data on the relationship between load power factor and frequency according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2によるバンドパスフ
ィルタを示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a bandpass filter according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2による角周波数に対
するバンドパスフィルタのゲインおよび位相差の関係を
ボード線図で示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing in a Bode diagram the relationship between the gain and the phase difference of the bandpass filter with respect to the angular frequency according to the second embodiment of the present invention.

【図6】 従来の系統連系用インバータ装置を示す構成
図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional grid interconnection inverter device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽光発電装置、4 負荷、5 商用電力系統、6
配電線、10 太陽電池(直流電源)、20 インバ
ータ、23 開閉器、25 変流器、27 過周波数検
出器(周波数異常検出手段)、200 インバータ制御
手段、202変圧器、203 バンドパスフィルタ、2
03a、203b アナログ演算増幅器、204 位相
進み回路、f 周波数、IL 負荷電流、Is 交流出
力電流、T1、T2 一次遅れ時定数、Vs 交流電圧、
θ、θ′ 位相差、ωo 商用角周波数。
1 solar power generation device, 4 loads, 5 commercial power system, 6
Distribution line, 10 solar cell (DC power supply), 20 inverter, 23 switch, 25 current transformer, 27 overfrequency detector (frequency abnormality detection means), 200 inverter control means, 202 transformer, 203 bandpass filter, 2
03a, 203b analog operational amplifier, 204 phase lead circuit, f frequency, IL load current, Is AC output current, T 1 , T 2 first-order lag time constant, Vs AC voltage,
θ, θ ′ Phase difference, ωo Commercial angular frequency.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源に接続されたインバータと、前
記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
商用電力系統と連系して負荷に給電を行う系統連系用イ
ンバータ装置において、 前記インバータを一定の進み力率で運転するための位相
進み手段と、 前記インバータの出力周波数の異常を検出したときに前
記インバータを停止させる周波数異常検出手段とを設
け、 周波数異常検出手段は、前記位相進み手段と協動して、
前記インバータの単独運転を検出して前記インバータの
出力を解列するための単独運転検出手段を構成すること
を特徴とする系統連系用インバータ装置。
1. An inverter connected to a DC power supply, and inverter control means for controlling the inverter,
In a grid interconnection inverter device that feeds power to a load by linking with a commercial power grid, phase lead means for operating the inverter at a constant lead power factor, and when an abnormality in the output frequency of the inverter is detected A frequency abnormality detecting means for stopping the inverter is provided, and the frequency abnormality detecting means cooperates with the phase advance means,
An inverter device for grid interconnection, comprising an islanding operation detecting means for detecting an islanding operation of the inverter and disconnecting an output of the inverter.
【請求項2】 前記インバータは、電圧形電流制御式イ
ンバータにより構成され、 前記位相進み手段は、前記インバータ制御手段内に直列
に挿入された位相進み回路により構成されたことを特徴
とする請求項1に記載の系統連系用インバータ装置。
2. The inverter is composed of a voltage type current control type inverter, and the phase advance means is composed of a phase advance circuit inserted in series in the inverter control means. 1. The grid interconnection inverter device according to 1.
【請求項3】 前記インバータ制御手段は、前記商用電
力系統の商用周波数を通過させて前記インバータの交流
出力波形を決定するバンドパスフィルタを含み、 前記位相進み手段は、前記バンドパスフィルタ内の一次
遅れ時定数の設定値により構成されたことを特徴とする
請求項1に記載の系統連系用インバータ装置。
3. The inverter control means includes a bandpass filter that passes a commercial frequency of the commercial power system to determine an AC output waveform of the inverter, and the phase advance means includes a primary filter in the bandpass filter. The grid interconnection inverter device according to claim 1, wherein the delay time constant is configured by a set value.
【請求項4】 前記バンドパスフィルタは、直列接続さ
れて2段の一次遅れ系を構成する2つのアナログ演算増
幅器を含み、 前記位相進み手段は、前記2つのアナログ演算増幅器の
うちの後段のアナログ演算増幅器の一次遅れ時定数の設
定値により構成されたことを特徴とする請求項3に記載
の系統連系用インバータ装置。
4. The bandpass filter includes two analog operational amplifiers that are connected in series to form a two-stage first-order lag system, and the phase lead means is an analog of a latter stage of the two analog operational amplifiers. 4. The grid interconnection inverter device according to claim 3, wherein the operational amplifier is constituted by a set value of a first-order lag time constant.
【請求項5】 前記バンドパスフィルタは、デジタルシ
グナルプロセッサを用いたデジタルフィルタにより構成
され、 前記位相進み手段は、デジタルフィルタ内に組み込まれ
たことを特徴とする請求項3に記載の系統連系用インバ
ータ装置。
5. The system interconnection according to claim 3, wherein the bandpass filter is composed of a digital filter using a digital signal processor, and the phase advance means is incorporated in the digital filter. Inverter device.
【請求項6】 前記インバータの進み力率は、通常の連
系運転時において前記商用電力系統側に給電される逆潮
流時での交流電圧を所定の規制値に抑制するだけの値に
設定されたことを特徴とする請求項1から請求項5まで
のいずれかに記載の系統連系用インバータ装置。
6. The advance power factor of the inverter is set to a value that suppresses an AC voltage during reverse power supply to the commercial power system side during normal interconnection operation to a predetermined regulation value. The grid interconnection inverter device according to any one of claims 1 to 5, wherein
【請求項7】 前記インバータの進み力率は、0.95
程度に設定されたことを特徴とする請求項1から請求項
5までのいずれかに記載の系統連系用インバータ装置。
7. The advance power factor of the inverter is 0.95.
The inverter device for grid interconnection according to any one of claims 1 to 5, wherein the inverter device is set to a certain degree.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6801442B2 (en) 2001-10-01 2004-10-05 Canon Kabushiki Kaisha Power conversion apparatus, power conversion system, and islanding operation detection method
JP2010529826A (en) * 2007-06-04 2010-08-26 サステイナブル エナジー テクノロジーズ Prediction scheme and inductive inverter topology for step wave power converter

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