JPH1169661A

JPH1169661A - 太陽光発電システム

Info

Publication number: JPH1169661A
Application number: JP9218857A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Kunimoto; 洋一国本; Hiroaki Koshin; 博昭小新; Chukichi Mukai; 忠吉向井; Hirotada Higashihama; 弘忠東浜; Hiroaki Yuasa; 裕明湯浅; Hiroyuki Ono; 宏之大野; Eiji Iwami; 英司岩見; Hisami Usui; 久視臼井; Shinichiro Okamoto; 信一郎岡本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 1999-03-09
Anticipated expiration: 2017-08-13
Also published as: JP3363354B2

Abstract

(57)【要約】【課題】系統分離時に共用分岐回路に給電するか否かを
手操作により選択するようにして安全性を高めた太陽光
発電システムを提供する。【解決手段】太陽電池２０から出力される直流を交流に
変換する電力変換器２３と、商用電源ＡＣとの系統連系
運転を行なう。系統連系保護装置２５は異常や商用電源
の停電を検出すると解列開閉器２２ａ，２２ｂを駆動し
て系統分離を行なうとともに電力変換器２３から共用分
岐回路Ｌｃへの電力供給を停止させる。系統分離時に操
作スイッチＳＷを手操作すると、電力変換器２３から共
用分岐回路Ｌｃへの電力供給が再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池を用いた
電源装置を商用電源と電気的に接続して、共通の負荷に
電力を供給するように系統連系運転を行なう太陽光発電
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、二酸化炭素による地球温暖化の防
止対策の一つとして、住宅に自家発電用として太陽電池
を設置し、太陽電池により得られた電力を電力変換し商
用電源との系統連系運転を行なうことが考えられてい
る。つまり、太陽電池より出力される直流電力をインバ
ータ回路を用いて交流電力に電力変換し、商用電源との
間で送電系統を連絡して系統連系を行なうのである。こ
のような自家発電と商用電源との系統連系運転について
は、社団法人日本電気協会より発行されている分散型電
源系統連系技術指針（以下、指針と略称する）などに技
術的指針が示されている。この指針は、商用電源による
供給電力の品質、保安、信頼性、保護協調を確保して、
円滑な系統連系運転を行なうために示されている。

【０００３】ところで、太陽光発電システムとしては、
図８に示すように、単相３線の商用電源ＡＣから電流制
限器（以下、リミッタという）１１および漏電ブレーカ
よりなる主幹ブレーカ１２を介して接続されている幹線
Ｌｍに、連系ブレーカ２１および解列開閉器２２ａ，２
２ｂを介して太陽電池２０の出力を電力変換する電力変
換器２３を接続したものがある。リミッタ１１は需要家
の負荷電流を電力会社との間の契約値以下に制限するた
めに設けられたブレーカである。電力変換器２３は上述
のようにインバータ回路を用いたものであり、太陽電池
２０から出力された直流電圧を交流電圧に変換する機能
を有している。主幹ブレーカ１２と連系ブレーカ２１と
の間の幹線Ｌｍには、それぞれ分岐ブレーカ１３を介し
て複数の分岐回路Ｌｂが接続されている。リミッタ１
１、主幹ブレーカ１２、分岐ブレーカ１３、連系ブレー
カ２１、解列開閉器２２ａ，２２ｂは分電盤１に収納さ
れ、太陽電池２０は住宅の屋根などに設置され、電力変
換器２３は太陽電池２０との間の配線をできるだけ短く
するために住宅の屋外に配置される。太陽電池２０と電
力変換器２３との配線を短くし屋外に配置するのは、太
陽電池２０と電力変換器２３との間では直流電流が流れ
るから損失を増加させないためであり、また、太陽電池
２０の最大出力電圧は３００Ｖ程度になるから高圧の配
線が人に触れる可能性を低減して安全性を高めるためで
ある。

【０００４】解列開閉器２２ａ，２２ｂは、異常時や商
用電源ＡＣの停電時に商用電源ＡＣと電力変換器２３と
を切り離すために設けられている。つまり、解列開閉器
２２ａ，２２ｂがオンのときに系統連系が行なわれ、解
列開閉器２２ａ，２２ｂがオフの状態（つまり、解列さ
れた状態）では系統分離がなされる。なお、前記指針に
よれば、解列開閉器２２ａ，２２ｂは系統連系を行なう
２系統の間に２個の接点を挿入するのが望ましい。

【０００５】ところで、解列開閉器２２ａ，２２ｂは系
統連系保護装置２５により異常あるいは商用電源ＡＣの
停電が検出されたときに解列するものであって、系統連
系保護装置２５は連系ブレーカ２１と解列開閉器２２
ａ，２２ｂとの間に挿入されたセンサ２７の出力に基づ
いて異常や停電を検出する。すなわち、センサ２７が幹
線Ｌｍに流れる電流、線間の電圧を検出し、系統連系保
護装置２５に引き渡すことにより、異常や停電を検出す
ることができる。解列開閉器２２ａ，２２ｂは電力変換
器２３と分岐ブレーカ１３との間に挿入されているか
ら、異常時や停電時には太陽電池２０による発電が行な
われていても分岐回路Ｌｂには電力を供給することがで
きなくなる。そこで、電力変換器２３と解列開閉器２２
ａ，２２ｂとの間に共用分岐ブレーカ２４を介して共用
分岐回路Ｌｃを接続することが提案されている。このよ
うな共用分岐回路Ｌｃを設ければ、系統連系時と系統分
離時とにかかわらず、共用分岐回路Ｌｃへの電力供給が
可能になる。つまり、異常時や停電時であっても電力変
換器２３から正常に出力が得られていれば共用分岐回路
Ｌｃへの電力供給が可能になる。その結果、電話機など
の通信機器のように優先的に電力を供給する必要がある
負荷に電力を供給できる可能性が高くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の太陽
光発電システムでは、異常時や停電時に系統連系保護装
置２５が解列開閉器２２ａ，２２ｂによる系統分離を行
なうだけであるから、異常時や停電時において電力変換
器２３から共用分岐回路Ｌｃに自動的に電力が供給され
ることになる。

【０００７】しかしながら、災害によって異常や停電が
生じたときには、配線系の短絡や断線などが生じている
可能性もあり、解列後に配線系を点検せずに共用分岐回
路Ｌｃへ電力を供給すると十分な安全を確保することが
できない可能性がある。本発明は上記事由に鑑みて為さ
れたものであり、その目的は、系統分離時に共用分岐回
路に給電するか否かを手操作により選択するようにして
安全性を高めた太陽光発電システムを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、太陽
電池と、太陽電池から出力される直流を交流に変換する
電力変換器と、商用電源に接続された幹線と電力変換器
との間に挿入され系統連系と系統分離との切換を行なう
解列開閉器と、電力変換器と解列開閉器との間の電路か
ら負荷に電力を供給する共用分岐回路と、異常や商用電
源の停電を検出すると解列開閉器を駆動して系統分離を
行なうとともに電力変換器から共用分岐回路への電力供
給を停止させる系統連系保護装置と、系統分離時に手操
作によって電力変換器から共用分岐回路への電力供給を
再開させる操作スイッチとを備えるものである。この構
成によれば、異常ないし商用電源の停電時には解列開閉
器により解列されるが、太陽電池による発電が行なわれ
ていれば電力変換器から共用分岐回路への電力の供給が
可能になる。ただし、系統分離時に電力変換器から共用
分岐回路に電力が自動的に供給されるようになるのでは
なく、系統分離時には電力変換器から共用分岐回路への
電力供給を一旦停止し、操作スイッチが操作されると電
力変換器から共用分岐回路への電力供給が再開されるよ
うにしているから、異常や停電によって系統分離された
ときに、安全を確認してから操作スイッチを操作するこ
とによって、安全性を高めることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、電力変換器が系統分離時に系統連系時より出力電圧
を引上げるように構成され、電力変換器と共用分岐回路
との間には切換開閉器が設けられ、切換開閉器には、電
力変換器の第１の出力線を系統分離時に共用分岐回路に
接続する第１の接点と、電力変換器の第１の出力線の出
力電圧を分圧して出力する電力変換器の第２の出力線を
系統連系時に共用分岐回路に接続する第２の接点と、第
１の接点と第２の接点とが同時にオンになるのを防止す
るようにインタロックを行なうインタロック手段とが設
けられているものである。この構成によれば、電力変換
器と共用分岐回路との間に挿入した第１の接点と第２の
接点とが同時にオンになることを禁止するためにインタ
ロック手段を設けているから、第１の接点と第２の接点
とが同時にオンになるのを確実に防止し、電力変換器の
２本の出力線の短絡を防止することができる。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、系統連系保護装置が異常ないし停電の解除を検出す
ると、系統連系運転に自動的に復帰させるものである。
この構成によれば、異常ないし停電によって系統分離さ
れるが、異常ないし停電から復旧すれば自動的に系統連
系運転に復帰するから、復帰操作を行なう面倒がないも
のである。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、解列開閉器と電力変換器と系統連系保護装置とを収
納したボックスを備え、操作スイッチを含む操作ユニッ
トがボックスとは別体に設けられているものである。こ
の構成によれば、操作ユニットを解列開閉器や電力変換
器とは別の場所に配置することができるから、たとえば
電力変換器と太陽電池との間の電路を短くするためにボ
ックスを屋外に設置している場合でも操作ユニットを屋
内に配置することで操作性しやすくなる。

【００１２】請求項５の発明は、請求項２の発明におい
て、解列開閉器と切換開閉器とをそれぞれ２個ずつの常
開接点を備えるリレーを組み合わせて構成したものであ
る。この構成によれば、２個ずつの常開接点を備えるリ
レーのみで解列開閉器と切換開閉器とを構成するから、
比較的安価なリレーのみで解列開閉器および切換開閉器
を構成することができるとともに、部品品種を低減する
ことができ、結果的に全体としてのコストを低減するこ
とが可能になる。

【００１３】請求項６の発明は、請求項１の発明におい
て、単相３線式の商用電源に接続される幹線に解列開閉
器を介して接続される電力変換器の３本の出力線のうち
で幹線の中性線に接続される出力線と他の２本の出力線
とにそれぞれ共用分岐回路を接続し、電力変換器におい
て各共用分岐回路への印加電圧をそれぞれ個別に制御す
るものである。この構成によれば、系統連系時と系統分
離時とで電力変換器の出力電圧を変化させておらず、２
系統の共用分岐回路の線間電圧を電力変換器においてそ
れぞれ個別に制御しているから、切換開閉器が不要にな
り接点構成が簡単になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）本実施形態の基本的な構成は図８に示し
た従来構成と同様であり、図１に示すように、系統連系
保護装置２５に手操作用の操作部２２を設けた点が主な
相違点である。

【００１５】すなわち、従来構成と同様に、リミッタ１
１および主幹ブレーカ１２を介して商用電源ＡＣに接続
されている幹線Ｌｍに、連系ブレーカ２１および解列開
閉器２２ａ，２２ｂを介して電力変換器２３が接続され
ている。電力変換器２３は太陽電池２０の直流出力を商
用電源ＡＣと同様の交流に電力変換するものであり、イ
ンバータ回路を主構成としている。また、主幹ブレーカ
１２と連系ブレーカ２１との間の幹線Ｌｍには、それぞ
れ分岐ブレーカ１３を介して複数の分岐回路Ｌｂが接続
される。

【００１６】ところで、リミッタ１１、主幹ブレーカ１
２、分岐ブレーカ１３、連系ブレーカ２１は従来構成と
同様に分電盤１に収納されるが、解列開閉器２２ａ，２
２ｂは、本実施形態では分電盤１の外部に電力変換器２
３や系統連系保護装置２５とともにユニット化されてボ
ックス２内に収納される。このボックス２は通常は太陽
電池２０に近い屋外に配置され、太陽電池２０から電力
変換器２３に至る経路での直流電力の損失が少なくなる
ようにしてある。電力変換器２３と解列開閉器２２ａ，
２２ｂとの間では共用分岐ブレーカ２４を介して共用分
岐回路Ｌｃが接続される。

【００１７】系統連系保護装置２５は連系ブレーカ２１
と解列開閉器２２ａ，２２ｂとの間に挿入されたセンサ
２７の出力に基づいて異常や停電を検出する。センサ２
７は幹線Ｌｍに流れる電流を検出する電流センサと、幹
線Ｌｍの線間の電圧を検出する電圧センサとからなり、
系統連系保護装置２５に電流および電圧の検出値を引き
渡すことにより、系統連系保護装置２５では電圧の変動
や周波数の変動を検出し、これらに異常があれば解列開
閉器２２ａ，２２ｂを解列させる。また、電圧および電
流の変化により商用電源ＡＣの停電を検出することもで
きる。

【００１８】ところで、電力変換器２３は、系統連系時
には２００Ｖ（商用電源が１００Ｖの場合）の交流を出
力し、系統分離時には１００Ｖの交流を出力するように
構成される。系統連系状態か系統分離状態かは系統連系
保護装置２５からの通知信号で指示される。また、電力
変換器２３は出力を等分に分圧し、系統連系時には分圧
した中点を幹線Ｌｍの中性線に接続する。系統連系時と
系統分離時とで電力変換器２３の出力電圧を切り換える
のは、系統分離時には太陽電池２０のみが電源となるか
ら、出力電圧を下げることによって電流容量を確保する
ためである。このように系統連系時と系統分離時とでは
電力変換器２３の出力電圧が変化するから、系統連系時
と系統分離時とで共用分岐回路Ｌｃの線間電圧を変化さ
せないためには、電力変換器２３と共用分岐回路Ｌｃと
の接続関係を切り換える手段が必要である。そこで、３
極の接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃を備える切換開閉器２９ａと２極の
接点ｒ₂₁，ｒ₂₂を備える切換開閉器２９ｂとを電力変換
器２３と共用分岐ブレーカ２４との間に設けてある。こ
こにおいて、解列開閉器２２ａ，２２ｂと切換開閉器２
９ａ，２９ｂとは電磁リレーにより構成されている。

【００１９】切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃と切換
開閉器２９ｂの接点ｒ₂₁，ｒ₂₂とは同時にオンにならな
いように電力変換器２３からの切換信号により制御され
る。切換開閉器２９ａは電力変換器２３からの３線と解
列開閉器２２ｂからの３線との間にそれぞれ接点ｒ₁₁〜
ｒ₁₃を挿入するものであり、すべての接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃が
同じ電路に挿入される。ここで、図１において電力変換
器２３からの出力線を上からａ線、ｂ線、ｃ線と呼ぶこ
とにする。切換開閉器２９ｂの一方の接点ｒ₂₂は切換開
閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃のうちｃ線に挿入された接
点ｒ₁₃と並列に接続される。また、切換開閉器２９ｂの
他方の接点ｒ₂₁は切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃の
うちａ線に挿入された接点ｒ₁₁と電力変換器２３との間
に一端が接続され、ｂ線に挿入された接点ｒ₁₂と共用分
岐ブレーカ２４との間に他端が接続される。

【００２０】要するに、共用分岐ブレーカ２４は系統連
系時に幹線Ｌｍの一方の電力線と中性線とに接続される
のであって、系統分離時にはａ線とｃ線との間の線間電
圧が１００Ｖになるから切換開閉器２９ｂはａ線および
ｃ線と共用分岐ブレーカ２４との間に接点ｒ₂₁，ｒ₂₂が
挿入され、系統連系時にはａ線とｃ線との間の線間電圧
が２００Ｖになるから切換開閉器２９ａはｂ線およびｃ
線と共用分岐ブレーカ２４との間に接点ｒ₁₂，ｒ₁₃が挿
入される。言い換えると、系統連系時には共用分岐ブレ
ーカ２４はｂ線とｃ線とに接続され、系統分離時にはａ
線とｃ線とに接続されるのであって、共用分岐ブレーカ
２４の一端は系統連系時と系統分離時とでａ線とｂ線と
の一方に選択的に接続されなければならない。つまり、
切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₂と切換開閉器２９ｂの接点
ｒ₂₁とは同時にオンになることが禁止されていなければ
ならない。仮に両接点ｒ₁₂，ｒ₂₁が同時にオンになった
とすると、ａ線とｂ線とが短絡するという問題が生じる
ことになる。

【００２１】両切換開閉器２９ａ，２９ｂは接点ｒ₁₁〜
ｒ₁₃，ｒ₂₁，ｒ₂₂がすべてａ接点（常開接点）であり、
電力変換器２３からの切換信号がなければオフになる。
接点ｒ₁₂と接点ｒ₂₁とが同時にオンにならないようにす
るために、系統連系時には切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁
〜ｒ₁₃をオンにし、切換開閉器２９ｂの接点ｒ₂₁，ｒ ₂₂
をオフにするように切換信号が与えられる。また、系統
分離時には接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃がオフになる。ここで、系統
連系保護装置２５からの通知信号によって電力変換器２
３から切換信号が発生した段階では、接点ｒ₂₁，ｒ₂₂は
系統連系時と同様にオフに保たれており、共用分岐回路
Ｌｃには電力が供給されなくなる。また、この期間には
電力変換器２３から電力を供給しないから、電力変換器
２３による直流−交流変換の動作も停止させるのが望ま
しい。

【００２２】本実施形態では、手操作を行なう操作スイ
ッチＳＷが設けられており、操作スイッチＳＷの操作に
より運転再開を指示すると、切換開閉器２９ｂの接点ｒ
₂₁，ｒ₂₂がオンになるように切換信号が与えられる。ま
た、電力変換器２３の動作を停止するものでは操作スイ
ッチＳＷからの運転再開の指示によって動作を再開す
る。このようにして、操作スイッチＳＷからの指示があ
るまでは共用分岐回路Ｌｃへの電力供給を停止し、災害
時などで系統分離が行なわれたときに、点検してから共
用分岐回路Ｌｃへの電力供給を指示することができるか
ら、安全性が高くなるのである。

【００２３】上述したように、異常時や停電時には共用
分岐回路Ｌｃへの電力の供給が停止した後、操作スイッ
チＳＷを操作することにより電力変換器２３から共用分
岐回路Ｌｃへの電力の供給が可能になる。一方、センサ
２７の出力を監視している系統連系保護装置２５におい
て異常や停電が検出されなくなると、系統連系保護装置
２５は異常や停電の解除を通知する通知信号を電力変換
器２３に与える。また、同時に解列開閉器２２ａ，２２
ｂに対して系統連系を指示して接点をオンにする。電力
変換器２３は異常ないし停電の解除を通知する通知信号
を受けると切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃をオンに
し、切換開閉器２９ｂの接点ｒ₂₁，ｒ₂₂をオフにする。
この切換動作は操作スイッチＳＷとは関係なく自動的に
行なわれる。

【００２４】ところで、両切換開閉器２９ａ，２９ｂの
接点が同時にオンになるのを確実に防止するには、両切
換開閉器２９ａ，２９ｂの接点のインタロックを行なう
のが望ましい。インタロックには、回路構成による電気
的インタロックと、接点構成による機械的インタロック
とが考えられている。電気的インタロックを行なうに
は、たとえば図２のように構成する。この構成では、切
換開閉器２９ｂとして２個のａ接点（常開接点）を備え
た電磁リレーを用いており、解列開閉器２２ａ，２２ｂ
により系統分離が行なわれ、かつ切換開閉器２９ａの接
点ｒ₁₁〜ｒ₁₃がオフになったときに、切換開閉器２９ｂ
の駆動コイルＣｂに通電されるように構成してある。つ
まり、解列開閉器２２ａ，２２ｂおよび切換開閉器２９
ａにそれぞれｂ接点（常閉接点）である補助接点ｒ₃₁〜
ｒ ₃₃を設け、これらの補助接点ｒ₃₁〜ｒ₃₃と切換開閉器
２９ｂの駆動コイルＣｂとの直列回路に切換信号を与え
て切換開閉器２９ｂの接点ｒ₂₁，ｒ₂₂の開閉を行なうの
である。解列開閉器２２ａ，２２ｂおよび切換開閉器２
９ａは補助接点ｒ₃₁〜ｒ₃₃を除いてすべての接点がａ接
点で構成される。

【００２５】解列開閉器２２ａ，２２ｂは系統分離を行
なうと補助接点ｒ₃₁，ｒ₃₂をオンにし、このとき電力変
換器２３に通知信号が与えられて電力変換器２３の出力
電圧が１００Ｖに切り換えられる。また、切換開閉器２
９ａは系統連系保護装置２５からの通知信号を受けると
切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃をオフにし、その結
果、補助接点ｒ₃₃がオンになる。つまり、駆動コイルＣ
ｂに直列接続された３個の補助接点ｒ₃₁〜ｒ₃₃がすべて
オンになる。ここで、操作スイッチＳＷを操作すれば、
切換開閉器２９ｂのコイルＣｂに切換信号が与えられ、
補助接点ｒ₃₁〜ｒ₃₃を通して駆動コイルＣｂに通電さ
れ、接点ｒ₂₁，ｒ₂₂がオンになるのである。図２の構成
では切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃がオフでなけれ
ば補助接点ｒ₃₃がオンにならないから、切換開閉器２９
ａの接点ｒ₁₁〜ｒ₁₃と切換開閉器２９ｂの接点ｒ₂₁，ｒ
₂₂とが同時にオンになるのを防止することができ、ａ線
とｂ線との短絡を防止することができる。ここで、ａ線
とｂ線との短絡防止は系統連系時にも行なわれていなけ
ればならないから、解列開閉器２２ａ，２２ｂの補助接
点ｒ₃₁，ｒ₃₃も駆動コイルＣｂに直列接続してある。つ
まり、解列開閉器２２ａ，２２ｂにより系統分離が行な
われていなければａ線とｂ線との間に挿入された接点ｒ
₂₁がオンになることがないから、このことによってもａ
線とｂ線との短絡が確実に防止されることになる。

【００２６】一方、機械的インタロックを行なうには、
図３のような構成を採用すればよい。これは、切換開閉
器２９ａ，２９ｂを設ける代わりに２個のａ接点ｒ₄₁，
ｒ₄₂とと１個のｂ接点ｒ₄₃とを備える切換開閉器２９を
設けたものである。ここで、図１に示した回路構成の動
作から明らかなように、両切換開閉器２９ａ，２９ｂの
接点ｒ₁₃，ｒ₂₂は同時にオンになることはないが、どち
らがオンでも電気的な接続関係に変化がないから、図３
に示す構成では両接点ｒ₁₃，ｒ₂₂に相当する接点は省略
してある。また、切換開閉器２９ａの接点ｒ₁₁は系統連
系時にオン、系統分離時にオフになるものであるから、
これに相当する接点ｒ₄₁を設け、さらに、接点ｒ₁₂と接
点ｒ₂₁とに相当する接点として接点ｒ₄₂，ｒ₄₃を設けて
ある。つまり、両接点ｒ₄₂，ｒ₄₃は一端を共用分岐ブレ
ーカ２４の一端に接続し、接点ｒ ₄₂の他端は電力変換器
２３の出力線のうちのｂ線に接続し、接点ｒ₄₃の他端は
電力変換器２３の出力線のうちのａ線に接続している。
ここで、接点ｒ₁₂と接点ｒ ₂₁とは同時にオンになること
が禁止されるから、接点ｒ₄₂をａ接点、接点ｒ₄₃をｂ接
点とすることによりインタロックを行なっているのであ
る。なお、この構成を採用すると両接点ｒ₄₂，ｒ₄₃を同
時にオフにすることができないから、系統連系保護装置
２５からの通知信号で電力変換器２３による直流−交流
変換の動作を停止させ、操作スイッチＳＷの操作により
電力変換器２３の動作を再開するようにしてある。

【００２７】（実施形態２）実施形態１では、操作スイ
ッチＳＷから電力変換器２３に指示を与えていたが、本
実施形態では図４に示すように、ボックス２とは別に設
けた操作ユニット３に操作スイッチＳＷを設けるととも
に、操作ユニット３を系統連系保護装置２５に接続して
ある。操作ユニット３は操作スイッチＳＷのほか、液晶
表示器からなる表示器ＤＰを備え、また、表示器ＤＰの
表示内容を切り換えるための表示モード切換スイッチＳ
Ｗ₁を備えている。表示器ＤＰにはセンサ２７で検出し
た電流や電圧に基づいて演算した瞬時電力量、使用電力
量、積算電力量などが表示可能になっている。また、本
実施形態では系統連系保護装置２５を通して電力変換器
２３に運転再開の指示を与えるのであり、切換開閉器２
９ａ，２９ｂへは電力変換器２３を通して切換の指示が
与えられることになる。他の構成および動作は実施形態
１と同様である。

【００２８】（実施形態３）実施形態１では、解列開閉
器２２ａ，２２ｂや切換開閉器２９ａとして３個のａ接
点を備えるものを用いていたが、図５に示すように、本
実施形態では解列開閉器２２ａ，２２ｂおよび切換開閉
器２９ａ，２９ｂを２個のａ接点を備える電磁リレーの
みで構成したものである。図１に示した実施形態１の構
成では、解列開閉器２２ａ，２２ｂとしてそれぞれ３個
のａ接点を備える電磁リレーを用いていたのに対して、
本実施形態では２個のａ接点を備える電磁リレーを用い
るのであって、指針によれば系統連系を行なう２系統の
間に２個の接点を設けるのであるから、幹線Ｌｍのうち
共用分岐回路Ｌｃに接続されている２線に、解列開閉器
２２ａ，２２ｂの２個ずつの接点を挿入することによっ
て、３線のうちの２線については指針を満足することが
できる。

【００２９】一方、図１に示した実施形態１の構成で
は、切換開閉器２９ａが３個のａ接点を備えていたか
ら、これを２個のａ接点を持つ電磁リレーで構成しよう
とすれば、２組の電磁リレーが必要になる。そこで、同
時にオンオフされる２個の切換開閉器２９ａ₁，２９ａ
₂を設け、電力変換器２３の出力線のうちのａ線には２
個の切換開閉器２９ａ₁，２９ａ₂の接点ｒ₁₁₁，ｒ
₁₁₂を直列に挿入し、各切換開閉器２９ａ₁，２９ａ₂
の残りの接点ｒ₁₂₁，ｒ₁₂₂をそれぞれｂ線とｃ線とに
挿入する。この構成によって、解列開閉器２２ａ，２２
ｂの接点が挿入されていない１線についても切換開閉器
２９ａ₁，２９ａ₂の２個の接点ｒ₁₁₁，ｒ₁₁ ₂が挿入
されることになり指針を満足することになる。

【００３０】上述のような接点構成とすることによっ
て、系統連系を行なう２系統を接続する電路に２個ずつ
の接点を挿入するという指針を満足しながらも、２個の
ａ接点を備えた電磁リレーのみで構成することができ、
３個のａ接点を備える特殊な電磁リレーを用いる場合に
比較するとコストを低減することが可能になる。また、
２個の解列開閉器２２ａ，２２ｂおよび２個の切換開閉
器２９ａ₁，２９ａ₂はそれぞれ同時にオンオフされる
のであるから、接点の制御に関しては図１に示した実施
形態１と同様である。

【００３１】なお、指針を満足するだけであれば、図６
に示すように、図１に示した実施形態１の構成に対し
て、一方の解列開閉器２２ａのみを２個のａ接点を備え
た電磁リレーで構成してもよい。他の構成および動作は
実施形態１と同様である。（実施形態４）実施形態１では系統連系時と系統分離時
とで電力変換器２３の出力電圧を変化させるものであっ
たが、本実施形態は、系統連系時と系統分離時とで電力
変換器２３の出力電圧を変化させないものである。この
ような構成が採用できるのは、太陽電池２０での発電電
力が共用分岐回路Ｌｃに接続される負荷の消費電力に対
して十分な余裕がある場合であって、電力変換器２３の
ａ線とｂ線、ｂ線とｃ線の間にそれぞれ共用分岐ブレー
カ２４ａ，２４ｂを介して共用分岐回路Ｌｃａ，Ｌｃｂ
を接続している。図７に示すように、本実施形態の構成
では切換開閉器２９ａ，２９ｂが不要であるから接点の
構成は簡単になる。なお、２系統の共用分岐回路Ｌｃ
ａ，Ｌｃｂを有しているから、両共用分岐回路Ｌｃａ，
Ｌｃｂに接続される負荷による電力変換器２３の出力電
圧の変動を抑制するために、各共用分岐回路Ｌｃａ，Ｌ
ｃｂに接続される出力線ごとに個別に電圧制御を行なう
ようにしてある。他の構成および動作は実施形態１と同
様である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の発明は、太陽電池と、太陽電
池から出力される直流を交流に変換する電力変換器と、
商用電源に接続された幹線と電力変換器との間に挿入さ
れ系統連系と系統分離との切換を行なう解列開閉器と、
電力変換器と解列開閉器との間の電路から負荷に電力を
供給する共用分岐回路と、異常や商用電源の停電を検出
すると解列開閉器を駆動して系統分離を行なうとともに
電力変換器から共用分岐回路への電力供給を停止させる
系統連系保護装置と、系統分離時に手操作によって電力
変換器から共用分岐回路への電力供給を再開させる操作
スイッチとを備えるものであり、系統分離時に電力変換
器から共用分岐回路に電力が自動的に供給されるように
なるのではなく、系統分離時には電力変換器から共用分
岐回路への電力供給を一旦停止し、操作スイッチが操作
されると電力変換器から共用分岐回路への電力供給が再
開されるようにしているから、異常や停電によって系統
分離されたときに、安全を確認してから操作スイッチを
操作することによって、安全性を高めることができると
いう利点がある。

【００３３】請求項２の発明のように、電力変換器が系
統分離時に系統連系時より出力電圧を引上げるように構
成され、電力変換器と共用分岐回路との間には切換開閉
器が設けられ、切換開閉器には、電力変換器の第１の出
力線を系統分離時に共用分岐回路に接続する第１の接点
と、電力変換器の第１の出力線の出力電圧を分圧して出
力する電力変換器の第２の出力線を系統連系時に共用分
岐回路に接続する第２の接点と、第１の接点と第２の接
点とが同時にオンになるのを防止するようにインタロッ
クを行なうインタロック手段とが設けられているもので
は、電力変換器と共用分岐回路との間に挿入した第１の
接点と第２の接点とが同時にオンになることを禁止する
ためにインタロック手段を設けているから、第１の接点
と第２の接点とが同時にオンになるのを確実に防止し、
電力変換器の２本の出力線の短絡を防止することができ
るという利点がある。

【００３４】請求項３の発明のように、系統連系保護装
置が異常ないし停電の解除を検出すると、系統連系運転
に自動的に復帰させるものでは、異常ないし停電によっ
て系統分離されるが、異常ないし停電から復旧すれば自
動的に系統連系運転に復帰するから、復帰操作を行なう
面倒がないという利点がある。請求項４の発明のよう
に、解列開閉器と電力変換器と系統連系保護装置とを収
納したボックスを備え、操作スイッチを含む操作ユニッ
トがボックスとは別体に設けられているものでは、操作
ユニットを解列開閉器や電力変換器とは別の場所に配置
することができるから、たとえば電力変換器と太陽電池
との間の電路を短くするためにボックスを屋外に設置し
ている場合でも操作ユニットを屋内に配置することで操
作性しやすくなるという利点がある。

【００３５】請求項５の発明のように、解列開閉器と切
換開閉器とをそれぞれ２個ずつの常開接点を備えるリレ
ーを組み合わせて構成したものでは、２個ずつの常開接
点を備えるリレーのみで解列開閉器と切換開閉器とを構
成するから、比較的安価なリレーのみで解列開閉器およ
び切換開閉器を構成することができるとともに、部品品
種を低減することができ、結果的に全体としてのコスト
を低減することが可能になるという利点がある。

【００３６】請求項６の発明のように、単相３線式の商
用電源に接続される幹線に解列開閉器を介して接続され
る電力変換器の３本の出力線のうちで幹線の中性線に接
続される出力線と他の２本の出力線とにそれぞれ共用分
岐回路を接続し、電力変換器において各共用分岐回路へ
の印加電圧をそれぞれ個別に制御するものでは、系統連
系時と系統分離時とで電力変換器の出力電圧を変化させ
ておらず、２系統の共用分岐回路の線間電圧を電力変換
器においてそれぞれ個別に制御しているから、切換開閉
器が不要になり接点構成が簡単になり、結果的に接点の
制御が容易になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す回路図である。

【図２】同上の変形例を示す要部回路図である。

【図３】同上の他の変形例を示す要部回路図である。

【図４】実施形態２を示す回路図である。

【図５】実施形態３を示す要部回路図である。

【図６】応用例を示す要部回路図である。

【図７】実施形態４を示す回路図である。

【図８】従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

２ボックス３操作ユニット２０太陽電池２２ａ，２２ｂ解列開閉器２３電力変換器２５系統連系保護装置２９ａ，２９ｂ切換開閉器ＡＣ商用電源Ｌｍ幹線Ｌｃ共用分岐回路ＳＷ操作スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０２Ｎ 6/00 Ｈ０２Ｎ 6/00 (72)発明者東浜弘忠大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者湯浅裕明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者大野宏之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者岩見英司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者臼井久視大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者岡本信一郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池と、太陽電池から出力される直
流を交流に変換する電力変換器と、商用電源に接続され
た幹線と電力変換器との間に挿入され系統連系と系統分
離との切換を行なう解列開閉器と、電力変換器と解列開
閉器との間の電路から負荷に電力を供給する共用分岐回
路と、異常や商用電源の停電を検出すると解列開閉器を
駆動して系統分離を行なうとともに電力変換器から共用
分岐回路への電力供給を停止させる系統連系保護装置
と、系統分離時に手操作によって電力変換器から共用分
岐回路への電力供給を再開させる操作スイッチとを備え
ることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】電力変換器が系統分離時に系統連系時よ
り出力電圧を引上げるように構成され、電力変換器と共
用分岐回路との間には切換開閉器が設けられ、切換開閉
器には、電力変換器の第１の出力線を系統分離時に共用
分岐回路に接続する第１の接点と、電力変換器の第１の
出力線の出力電圧を分圧して出力する電力変換器の第２
の出力線を系統連系時に共用分岐回路に接続する第２の
接点と、第１の接点と第２の接点とが同時にオンになる
のを防止するようにインタロックを行なうインタロック
手段とが設けられていることを特徴とする請求項１記載
の太陽光発電システム。
【請求項３】系統連系保護装置が異常ないし停電の解
除を検出すると、系統連系運転に自動的に復帰させるこ
とを特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項４】解列開閉器と電力変換器と系統連系保護
装置とを収納したボックスを備え、操作スイッチを含む
操作ユニットがボックスとは別体に設けられていること
を特徴とする請求項１記載の太陽光発電システム。
【請求項５】解列開閉器と切換開閉器とをそれぞれ２
個ずつの常開接点を備えるリレーを組み合わせて構成し
たことを特徴とする請求項２記載の太陽光発電システ
ム。
【請求項６】単相３線式の商用電源に接続される幹線
に解列開閉器を介して接続される電力変換器の３本の出
力線のうちで幹線の中性線に接続される出力線と他の２
本の出力線とにそれぞれ共用分岐回路を接続し、電力変
換器において各共用分岐回路への印加電圧をそれぞれ個
別に制御することを特徴とする請求項１記載の太陽光発
電システム。