JP2001186663A - Power supply - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、分散設置された複
数のインバータ装置を並列自立運転して各インバータ装
置の出力を負荷に給電する電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for supplying a power to an output of each inverter device by operating a plurality of inverter devices distributed and installed in parallel and independently.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、分散型電源の１例である太陽光発
電装置は電力変換装置として電圧形のインバータ装置を
備え、通常、数百メートル単位の間隔で分散設置され
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a photovoltaic power generator, which is an example of a distributed power supply, is provided with a voltage-type inverter device as a power converter, and is usually distributed and installed at intervals of several hundred meters.
【０００３】そして、各太陽光発電装置のインバータ装
置は、系統正常時にはそれぞれ系統電源に連系運転され
て系統の負荷に給電し、災害等が発生して系統停電にな
ると、この停電中に並列自立運転されて重要負荷等の系
統の一部の負荷に給電する。[0003] When the system is normal, the inverter devices of the respective photovoltaic power generators are connected to the system power supply to supply power to the system load. It operates independently and supplies power to some loads in the system such as important loads.
【０００４】ところで、この並列自立運転の際に、各イ
ンバータ装置がそれぞれの駆動制御部により非同期に運
転されて各インバータ装置の出力電圧の位相にずれが生
じると、インバータ装置間に有効電力の潮流が発生し、
インバータ装置の破損等が生じる。[0004] By the way, during the parallel self-sustaining operation, if each inverter device is operated asynchronously by the respective drive control unit and the phase of the output voltage of each inverter device shifts, the flow of active power between the inverter devices will occur. Occurs,
The inverter device may be damaged.
【０００５】そこで、本出願人は特願平８−３２７８５
１号の出願により、各インバータ装置（静止型の電力変
換装置）に共通の動作制御のタイミング信号を供給し、
このタイミング信号に基づく並列自立運転により、各イ
ンバータ装置の出力を同期させることを既に出願してい
る。Accordingly, the present applicant has filed a Japanese Patent Application No. 8-32785.
According to the application of No. 1, a common operation control timing signal is supplied to each inverter device (stationary power converter).
An application has already been filed for synchronizing the output of each inverter device by parallel independent operation based on this timing signal.
【０００６】一方、複数のインバータ装置を並列自立運
転する電源装置としては、従来、交流無停電電源装置
（ＵＰＳ）等のいわゆる並列冗長システムと呼ばれる電
源装置がある。On the other hand, as a power supply device for operating a plurality of inverter devices in parallel and independently, there is a power supply device called a so-called parallel redundant system such as an AC uninterruptible power supply (UPS).
【０００７】この並列冗長システムは図５に示すように
構成され、同一盤内に収納等されて一個所に設置された
複数の電圧形のインバータ装置１ａ，１ｂ，…，１ｎ
は、系統停電時等に並列自立運転されて図示省略された
２次電池等の直流電源を交流出力に変換し、この交流出
力を計器用変流器等からなる各インバータ装置１ａ〜１
ｎの個別の電流センサ２ａ，２ｂ，…，２ｎを介して合
成し、この合成出力を計器用変流器等からなる給電検出
用の電流センサ３を介して負荷４に供給する。This parallel redundant system is constructed as shown in FIG. 5 and includes a plurality of voltage type inverter devices 1a, 1b,..., 1n housed in the same panel and installed at one place.
Converts a DC power supply, such as a secondary battery (not shown), which is operated independently in parallel at the time of a system power failure, into an AC output, and converts the AC output to each of the inverter devices 1a to 1 including a current transformer for an instrument.
, 2n, and the combined output is supplied to the load 4 via a power supply detecting current sensor 3 including a current transformer for an instrument.
【０００８】また、電流センサ２ａ〜２ｎ，３の検出出
力を各インバータ装置１ａ〜１ｎの共通の駆動制御部５
に供給し、この駆動制御部５により各インバータ装置１
ａ〜１ｎの運転を一括制御し、各インバータ装置１ａ〜
１ｎの出力の同期をとるとともに、各電流センサ２ａ〜
２ｎによって検出された各インバータ装置１ａ〜１ｎの
出力電流と、電流センサ３によって検出された負荷４へ
の供給電流（負荷電流）とに基づき、各インバータ装置
１ａ〜１ｎの出力電流がそれぞれ負荷電流の１／ｎ（ｎ
はインバータ装置１ａ〜１ｎの台数）になるように制御
し、各インバータ装置１ａ〜１ｎの出力電流を均等にバ
ランスさせている。Further, the detection outputs of the current sensors 2a to 2n and 3 are transmitted to a common drive control unit 5 of each of the inverter devices 1a to 1n.
To each inverter device 1 by the drive control unit 5.
a to 1n are collectively controlled, and each of the inverter devices 1a to 1n is controlled.
1n, and the current sensors 2a to 2n
2n, based on the output current of each of the inverter devices 1a to 1n detected by the current sensor 3 and the supply current (load current) to the load 4 detected by the current sensor 3, the output current of each of the inverter devices 1a to 1n becomes the load current. 1 / n (n
Is the number of the inverter devices 1a to 1n), and the output currents of the inverter devices 1a to 1n are evenly balanced.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前記従来のＵＰＳ等の
並列冗長システムにあっては、各インバータ装置１ａ〜
１ｎが同一盤内に収納等されて一個所に設置されるた
め、各インバータ装置１ａ〜１ｎから負荷までの配線距
離の差がほとんどなく、その差が出力電圧に影響するこ
とはないが、前記従来の各太陽光発電装置のインバータ
装置等の分散設置された複数のインバータ装置が形成す
る電源装置の場合、各インバータ装置から負荷までの配
線距離が長く、しかも、インバータ装置によってその距
離が異なることから、各インバータ装置の同期をとっ
て、それらの出力電圧の位相を合わせ、各インバータ装
置から負荷に規定の電圧振幅の同期した出力を供給して
も、各インバータ装置の出力に配線距離のインピーダン
ス（配線インピーダンス）に応じた電圧低下が生じ、そ
れらの出力電流に差が生じ、各インバータ装置の電流バ
ランスがとれない問題点がある。In the above-mentioned conventional parallel redundant system such as UPS, the inverter devices 1a to 1a are used.
Since 1n is housed in the same panel and installed in one place, there is almost no difference in the wiring distance from each of the inverter devices 1a to 1n to the load, and the difference does not affect the output voltage. In the case of a power supply unit formed by a plurality of distributed inverter devices such as the inverter device of each conventional solar power generation device, the wiring distance from each inverter device to the load is long, and the distance differs depending on the inverter device. Therefore, even if each inverter unit is synchronized, the phases of their output voltages are matched, and a synchronized output of a specified voltage amplitude is supplied from each inverter unit to the load, the impedance of the wiring distance is added to the output of each inverter unit. (Wiring impedance) causes a voltage drop, resulting in a difference in their output currents, and the current balance of each inverter device cannot be achieved. There is.
【００１０】そして、各インバータ装置の電流バランス
がとれない場合、各インバータ装置の負担が均等になら
ず、各インバータ装置を効率よく運転することができ
ず、給電不足等を招来する。If the current balance between the inverter devices cannot be achieved, the load on each inverter device cannot be equalized, and each inverter device cannot be operated efficiently, resulting in insufficient power supply.
【００１１】なお、この種の電源装置の場合、前記の並
列冗長システムの電流センサ３に相当するセンサを設
け、このセンサの検出出力を分散設置された各インバー
タ装置に供給して各インバータ装置の出力電流をバラン
スさせることは、電流センサが極めて大型，高価になる
問題点があるとともに、その信号伝送の精度や経済性等
の面から困難である。In the case of this type of power supply device, a sensor corresponding to the current sensor 3 of the above-mentioned parallel redundant system is provided, and the detection output of this sensor is supplied to each of the distributed inverter devices so that each of the inverter devices has Balancing the output current is problematic in that the current sensor becomes extremely large and expensive, and it is difficult in terms of signal transmission accuracy and economy.
【００１２】本発明は分散設置された複数のインバータ
装置を並列自立運転する電源装置につき、大型，高価な
電流センサ等を用いることなく、簡単かつ容易に、各イ
ンバータ装置間の横流の発生を防止するとともに各イン
バータ装置の出力電流の配線距離の差に基づくアンバラ
ンスを抑制することを課題とする。The present invention relates to a power supply unit for independently operating a plurality of inverters installed in a distributed manner in parallel and independently. A cross current between the inverters can be easily and easily prevented without using a large and expensive current sensor. It is another object of the present invention to suppress the imbalance based on the difference in the wiring distance of the output current of each inverter device.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の電源装置においては、各インバータ装置
それぞれの駆動制御部に、各インバータ装置の共通の位
相基準のタイミング信号に同期して正弦波形又は余弦波
形の出力電圧の位相制御信号を形成する手段と、各イン
バータ装置の出力電流の大きさの逆に変化する出力電圧
の振幅指令値信号を形成する手段と、位相制御信号と振
幅指令値信号とを乗算して各インバータ装置の出力電圧
の制御基準信号を形成する手段とを備え、各インバータ
装置の出力電圧を、各インバータ装置の制御基準信号の
位相，振幅に制御する。In order to solve the above-mentioned problems, in a power supply device according to the present invention, a drive control section of each of the inverter devices is synchronized with a timing signal based on a common phase reference of each of the inverter devices. Means for forming a phase control signal of an output voltage having a sine waveform or a cosine waveform, means for forming an amplitude command value signal of an output voltage that changes in reverse to the magnitude of the output current of each inverter device, and a phase control signal. Means for forming a control reference signal for the output voltage of each inverter device by multiplying the control signal by the amplitude command value signal, and controlling the output voltage of each inverter device to the phase and amplitude of the control reference signal for each inverter device.
【００１４】したがって、各インバータ装置の出力電圧
は、共通の位相基準のタイミング信号に同期した位相制
御信号に基づき、位相が一致して同期し、しかも、振幅
指令値信号に基づき、それぞれの振幅が出力電流の大き
さの逆に変化する。Therefore, the output voltages of the respective inverter devices are synchronized in phase with each other based on a phase control signal synchronized with a common phase reference timing signal. It changes inversely to the magnitude of the output current.
【００１５】そして、各インバータ装置の出力電圧の位
相が一致するため、各インバータ装置間に有効電力の潮
流が発生せず、インバータ装置間の横流の発生が防止さ
れる。[0015] Since the phases of the output voltages of the respective inverters coincide with each other, no flow of active power occurs between the respective inverters, and the occurrence of a cross current between the inverters is prevented.
【００１６】また、各インバータ装置の出力電流の大き
さの逆に、それぞれの出力電圧の振幅が可変され、この
振幅可変により、大型，高価な電流センサの検出出力に
基づく出力電流の均等制御等を行うことなく、各インバ
ータ装置の出力電流の差が抑制され、配線距離の差に基
づく各インバータ装置の出力電流のアンバランスが抑制
される。In addition, the amplitude of each output voltage is varied in reverse to the magnitude of the output current of each inverter device, and the variation of the amplitude enables uniform control of the output current based on the detection output of a large and expensive current sensor. , The difference between the output currents of the inverter devices is suppressed, and the imbalance in the output current of each inverter device based on the difference in the wiring distance is suppressed.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態について、
図１〜図４を参照して説明する。図１は分散設置された
複数の太陽光発電装置６ａ，６ｂ，…，６ｎのインバー
タ装置が形成する電源装置に適用した場合を示し、各太
陽光発電装置６ａ〜６ｎは、それぞれの太陽電池７ａ，
７ｂ，…，７ｎの直流出力を電圧形のインバータ装置８
ａ，８ｂ，…，８ｎにより交流に変換し、その交流の出
力を計器用変流器等からなるそれぞれの電流センサ９
ａ，９ｂ，…，９ｎを介して負荷１０に供給する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a power supply device formed by an inverter device of a plurality of photovoltaic power generators 6a, 6b,..., 6n which are distributed and installed, and each photovoltaic power generator 6a to 6n has a solar cell 7a. ,
7b,..., 7n are converted to voltage type inverter devices 8
a, 8b,..., 8n, and converts the output of the alternating current into a current sensor 9 comprising a current transformer for an instrument.
a, 9b,..., 9n.
【００１８】そして、各インバータ装置８ａ〜８ｎは太
陽光発電装置６ａ〜６ｎに設けられたそれぞれの駆動制
御部１１ａ，１１ｂ，…，１１ｎにより駆動され、系統
正常時は、連系モードの制御により、図示省略された系
統電源に連系運転されて系統電源に同期した交流出力を
負荷１０に供給する。Each of the inverter devices 8a to 8n is driven by a corresponding one of the drive control units 11a, 11b,..., 11n provided in the photovoltaic power generators 6a to 6n. In addition, an AC output synchronized with the system power supply is supplied to the load 10 by being connected to the system power supply not shown.
【００１９】つぎに、災害等が発生して系統停電にな
り、負荷１０が系統電源から切離された状態になると、
駆動制御部１１ａ〜１１ｎが並列自立運転の制御を実行
する。Next, when a disaster or the like occurs and a power outage occurs, and the load 10 is disconnected from the system power supply,
The drive control units 11a to 11n execute control of parallel independent operation.
【００２０】ところで、各太陽光発電装置６ａ〜６ｃと
別個に電源装置全体を管理する統括制御装置１２が設け
られ、この装置１２はＰＬＬ発振回路等で形成された位
相基準発生回路（図示せず）を有し、この発生回路から
駆動制御部１１ａ〜１１ｎに、通信線１３を用いた有線
通信又は電波，音波，光信号等を用いた無線通信で共通
の位相制御のタイミング信号Ｓ（θ）を伝送する。A general control device 12 for managing the entire power supply device is provided separately from each of the photovoltaic power generation devices 6a to 6c. This device 12 includes a phase reference generation circuit (not shown) formed by a PLL oscillation circuit or the like. ) From the generation circuit to the drive control units 11a to 11n. The timing signal S (θ) of phase control common to wired communication using the communication line 13 or wireless communication using radio waves, sound waves, optical signals, or the like. Is transmitted.
【００２１】このタイミング信号Ｓ（θ）は、例えば系
統周波数の交流信号のゼロクロス点のタイミングに同期
した前記ＰＬＬ発振回路等のパルス信号からなる。The timing signal S (θ) is, for example, a pulse signal of the PLL oscillation circuit or the like synchronized with the timing of the zero-cross point of the AC signal of the system frequency.
【００２２】また、各電流センサ９ａ〜９ｎは、図５の
電流センサ２ａ〜２ｎと同様、同図の電流センサ３の１
／ｎ程度の小型かつ安価なセンサであり、各インバータ
装置８ａ〜８ｎの出力電流Ｉoutを個別に検出し、検出
信号Ｓ（Ｉout）を駆動制御部１１ａ〜１１ｎそれぞれ
に供給する。Each of the current sensors 9a to 9n is, like the current sensors 2a to 2n in FIG. 5, one of the current sensors 3 in FIG.
/ N, which is a small and inexpensive sensor of about / n, individually detects the output current I out of each of the inverter devices 8a to 8n, and supplies a detection signal S (I out ) to each of the drive control units 11a to 11n.
【００２３】そして、並列自立運転中の各駆動制御部１
１ａ〜１１ｎは、それぞれ図２に示すように構成され
る。Each of the drive control units 1 during parallel independent operation
Each of 1a to 11n is configured as shown in FIG.
【００２４】この図２は駆動制御部１１ａを示し、受信
した位相制御のタイミング信号Ｓ（θ）が例えば正統波
発生回路からなる位相制御信号発生部１４に供給され、
この発生部１４はタイミング信号Ｓ（θ）に同期してゼ
ロクロスする単位振幅の正弦波形の信号ｓｉｎθを、イ
ンバータ装置８ａの出力電圧Ｖout の位相制御信号とし
て形成する。FIG. 2 shows a drive control section 11a, in which a received phase control timing signal S (θ) is supplied to a phase control signal generation section 14 comprising, for example, a positive harmonic wave generation circuit.
The generator 14 forms a sinusoidal signal sinθ having a unit amplitude of zero crossing in synchronization with the timing signal S (θ) as a phase control signal of the output voltage Vout of the inverter device 8a.
【００２５】また、電流センサ９ａの検出信号Ｓ（Ｉ
out ）が駆動制御部１１ａの電圧指令値発生部１５に供
給され、この発生部１５は出力電流Ｉout の大きさの逆
に出力電圧Ｖoutの振幅を可変する信号ＳVGを、出力電
圧Ｖoutの振幅指令値信号として形成する。Further, the detection signal S (I
out ) is supplied to a voltage command value generation unit 15 of the drive control unit 11a, and the generation unit 15 outputs a signal SVG that varies the amplitude of the output voltage Vout in reverse to the magnitude of the output current Iout , and outputs the output voltage Vout. It is formed as an amplitude command value signal of out .
【００２６】そして、位相制御信号発生部１４の正弦波
形の信号ｓｉｎθと、電圧指令値発生部１５の信号ＳVG
とが出力電圧基準発生部１６に供給され、この発生部１
６が出力電圧Ｖoutの位相制御信号と振幅指令信号とを
乗算して出力電圧Ｖoutの制御基準信号Ｖref（＝ＳVG・
ｓｉｎθ）を形成し、この制御基準信号Ｖrefをインバ
ータ装置８ａに供給する。Then, the sinusoidal signal sin θ of the phase control signal generator 14 and the signal S VG of the voltage command value generator 15
Are supplied to the output voltage reference generator 16 and this generator 1
6 the output voltage V out of the control reference signal V ref of the phase control signal and the amplitude command signal and multiplying by the output voltage V out (= S VG ·
sin θ), and supplies the control reference signal V ref to the inverter device 8a.
【００２７】ところで、他の駆動制御部１１ｂ〜１１ｎ
においても、位相制御のタイミング信号Ｓ（θ）に基づ
き、信号ｓｉｎθと同一の正弦波形の信号が、インバー
タ装置８ｂ〜８ｎの出力電圧Ｖout の位相制御信号とし
て形成され、電流センサ９ｂ〜９ｎの検出信号Ｓ（Ｉ
out）に基づき、これらの信号Ｓ（Ｉout）の大きさの逆
に変化する出力電圧Ｖout の振幅指令値信号が形成さ
れ、位相制御信号と振幅指令値信号とを乗算してそれぞ
れの制御基準信号Ｖrefが形成され、各制御基準信号Ｖ
refがインバータ装置８ｂ〜８ｎに供給される。The other drive control units 11b to 11n
In the above, based on the timing signal S (θ) of the phase control, a signal having the same sine waveform as the signal sinθ is formed as a phase control signal of the output voltage V out of the inverter devices 8b to 8n, and the current sensors 9b to 9n The detection signal S (I
out ), an amplitude command value signal of the output voltage V out that changes in the opposite direction to the magnitude of these signals S (I out ) is formed, and the phase control signal is multiplied by the amplitude command value signal to control each of them. A reference signal Vref is formed and each control reference signal Vref
ref is supplied to the inverter devices 8b to 8n.
【００２８】そして、各インバータ装置８ａ〜８ｎは、
出力電圧Ｖout がそれぞれの制御基準信号Ｖrefの位
相，各幅になるように駆動される。Each of the inverter devices 8a to 8n has:
The output voltage Vout is driven so as to be at the phase and width of each control reference signal Vref .
【００２９】このとき、各インバータ装置８ａ〜８ｎの
出力は、つぎに説明するようになる。説明を簡単にする
ため、図３に示すように分散設置されたＮＯ．１，Ｎ
Ｏ．２の２台のインバータ装置８’，８”を並列自立運
転して負荷１０’に給電しているとする。At this time, the output of each of the inverter devices 8a to 8n will be described below. In order to simplify the description, the NO. 1, N
O. It is assumed that two inverter devices 8 'and 8 "are operated independently in parallel to supply power to the load 10'.
【００３０】このとき、インバータ装置８’，８”の出
力電圧Ｖout をＶ１，Ｖ２とすると、この出力電圧Ｖ
１，Ｖ２は、一般に、Ｖ１＝Ａ・ｓｉｎθ，Ｖ２＝Ｂ・
ｓｉｎ（θ＋α）で表わされ（Ａ，Ｂは振幅，αは位相
差）、インバータ装置８’，８”間のインピーダンスを
Ｘとすると、インバータ装置８’，８”間の有効電力潮
流は、その電力をＰとして、Ｐ＝Ａ・Ｂ・ｓｉｎα／Ｘ
となる。At this time, assuming that the output voltages V out of the inverter devices 8 ′ and 8 ″ are V 1 and V 2,
1, V2 is generally V1 = A · sin θ, V2 = B ·
Sin (θ + α) (A and B are amplitudes and α is a phase difference). If the impedance between inverters 8 ′ and 8 ″ is X, the active power flow between inverters 8 ′ and 8 ″ is Assuming that the electric power is P, P = A · B · sin α / X
Becomes
【００３１】この有効電力潮流は、α＝０に制御すれば
Ｐ＝０になることから、その発生を防止することができ
る。Since the effective power flow becomes P = 0 if α = 0 is controlled, it is possible to prevent its occurrence.
【００３２】そして、インバータ装置８ａ〜８ｎの場
合、タイミング信号Ｓ（θ）に基づく位相制御信号発生
部１４の同一の位相制御信号により、インバータ装置８
ａ〜８ｎ間の出力電圧Ｖoutの位相が一致し、α＝０に
なることから、装置８ａ〜８ｎ間の横流が抑制されてほ
とんど発生しなくなる。In the case of the inverters 8a to 8n, the same phase control signal of the phase control signal generator 14 based on the timing signal S (θ) is used.
Since the phases of the output voltages V out between a to 8n coincide with each other and α = 0, the cross current between the devices 8a to 8n is suppressed and hardly occurs.
【００３３】つぎに、インバータ装置８ａ〜８ｎと負荷
１０との配線距離はインバータ装置８ａ〜８ｎによって
異なり、それらの設置間隔が数百メートル以上と長いこ
とから、配線距離のインピーダンス（配線インピーダン
ス）による電圧低下を無視できなくなる。Next, the wiring distance between the inverter devices 8a to 8n and the load 10 differs depending on the inverter devices 8a to 8n. Since the interval between them is as long as several hundred meters or more, the wiring distance depends on the impedance (wiring impedance). The voltage drop cannot be ignored.
【００３４】そして、図３のインバータ装置８’，８”
の出力電圧Ｖout をＶ１，Ｖ２，出力電流Ｉout を
Ｉ1，Ｉ2とし、負荷１０’の負荷電圧をＶＬとした場
合、インバータ装置８’，８”と負荷１０’との配線イ
ンピーダンスがＺ１，Ｚ２であれば、出力電圧Ｖ１，Ｖ
２の位相及び振幅が等しく、Ｖ１＝Ｖ２であったとして
も、出力電圧Ｖ１，Ｖ２にそれぞれの配線インピーダン
スＺ１，Ｚ２の電圧低下ＶZ1，ＶZ2が生じることから、
図４の（ａ）に示すように、インバータ装置８’，８”
の出力電流Ｉ１，Ｉ２は配線インピーダンスＺ１，Ｚ２
の電圧低下ＶZ1，ＶZ2に比例する。Then, the inverter devices 8 'and 8 "shown in FIG.
Output voltage V out V1, V2 of the output current I out and I 1, I 2, 'if the load voltage of the VL, the inverter device 8' load 10, the wiring impedance between 8 "and the load 10 ' For Z1 and Z2, output voltages V1 and V
2 have the same phase and amplitude, and even if V1 = V2, voltage drops V Z1 and V Z2 of the wiring impedances Z1 and Z2 occur in the output voltages V1 and V2.
As shown in FIG. 4A, the inverter devices 8 ', 8 "
Output currents I1 and I2 are equal to wiring impedances Z1 and Z2.
Are proportional to the voltage drops V Z1 , V Z2 of FIG.
【００３５】なお、図４の（ａ）の実線イはインバータ
装置８’，８”の出力電圧（Ｖ１＝Ｖ２）を示し、実線
ロ，ハは配線インピーダンスＺ１，Ｚ２による電圧低下
ＶZ1，ＶZ2の特性線である。The solid line A in FIG. 4A shows the output voltage (V1 = V2) of the inverter devices 8 'and 8 ", and the solid lines B and C denote voltage drops V Z1 and V Z due to the wiring impedances Z1 and Z2. It is a characteristic line of Z2 .
【００３６】そして、この図４の（ａ）からも明らかな
ように、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅（大きさ）を等しく
すると、インバータ装置８’，８”の出力電流Ｉ1，Ｉ2
は、インバータ装置８’，８”と負荷１０’との配線イ
ンピーダンスＺ１，Ｚ２の逆に増減し、配線距離が長く
なる程小さくなり、その差ΔＩ（＝｜Ｉ1−Ｉ2｜）は配
線距離の差に比例する。As is apparent from FIG. 4A, when the amplitudes (magnitudes) of the output voltages V1 and V2 are made equal, the output currents I 1 and I 2 of the inverter devices 8 ′ and 8 ″ are made equal.
, The inverter device 8 is increased or decreased in the reverse of the wiring impedances Z1, Z2 with ', 8' and the load 10 ', becomes small enough that the wiring distance is long, the difference ΔI (= | I 1 -I 2 |) wiring It is proportional to the difference in distance.
【００３７】ところで、出力電圧Ｖ１，Ｖ２と負荷電圧
ＶＬとの差が電圧低下ＶZ1，ＶZ2であり、しかも、この
電圧低下ＶZ1，ＶZ2に出力電流Ｉ１，Ｉ２が比例するこ
とから、図４の（ｂ）に示すように、出力電圧Ｖ１，Ｖ
２の振幅を実線ニの特性で出力電流Ｉ１，Ｉ２の逆に可
変すると、出力電流Ｉ１，Ｉ２が均等分担電流値（規定
値）より大きいときは、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が低くなっ
て電圧低下ＶZ1，ＶZ2も小さくなり、出力電流Ｉ１，Ｉ
２が減少し、逆に、出力電流Ｉ１，Ｉ２が規定値より小
さくなると、出力電圧Ｖ１，Ｖ２が高くなって電圧低下
ＶZ1，ＶZ2も大きくなり、出力電流Ｉ１，Ｉ２が増加
し、この結果、インバータ装置８’，８”と負荷１０’
との配線距離の差に基づく出力電流Ｉ１，Ｉ２の差ΔＩ
が小さくなるように補正され、インバータ装置８’，
８”の出力電流のアンバランスが抑制される。[0037] Incidentally, the difference between the output voltages V1, V2 and the load voltage VL is the voltage drop V Z1, V Z2, moreover, since the output currents I1, I2 to the voltage drop V Z1, V Z2 is proportional to, As shown in FIG. 4B, the output voltages V1, V
When the output currents I1 and I2 are larger than the equally shared current values (specified values), the output voltages V1 and V2 become lower and the voltage drops. V Z1 and V Z2 also become small, and output currents I 1 and I
2 decreases, and conversely, when the output currents I1 and I2 become smaller than the specified value, the output voltages V1 and V2 increase, the voltage drops VZ1 and VZ2 also increase, and the output currents I1 and I2 increase. As a result, the inverter devices 8 'and 8 "and the load 10'
ΔI between output currents I1 and I2 based on the difference in wiring distance from
Is reduced so that the inverter device 8 ′,
The unbalance of the 8 "output current is suppressed.
【００３８】なお、図４の（ｂ）の実線ホ，ヘは図４の
（ａ）の実線ロ，ハと同様の電圧低下ＶZ1，ＶZ2の特性
線である。The solid lines E and F in FIG. 4B are characteristic lines of the voltage drops V Z1 and V Z2 similar to the solid lines B and C in FIG.
【００３９】そして、インバータ装置８ａ〜８ｎの場
合、それぞれの電圧指令発生部１５が、例えば図４の
（ｂ）の実線ニに対応する図２の実線トの特性の関数演
算により、出力電流Ｉoutに対応した出力電圧Ｖoutの振
幅値を求め、この振幅値の信号Ｓ VGからなる振幅指令値
信号を形成して出力する。Then, in the case of the inverter devices 8a to 8n,
In this case, each of the voltage command generators 15
The function of the characteristic of the solid line G in FIG. 2 corresponding to the solid line D in FIG.
By calculation, the output current IoutOutput voltage V corresponding tooutShake
The width value is obtained, and the signal S of this amplitude value is obtained. VGAmplitude command value consisting of
Form a signal and output.
【００４０】そして、この指令信号に基づき、インバー
タ装置８ａ〜８ｎの出力は、出力電圧Ｖoutの振幅（大
きさ）がそれぞれの出力電流Ｉoutの大きさの逆に可変
され、インバータ装置８ａ〜８ｎと負荷１０との配線距
離の差に起因した出力電流Ｉou tの装置８ａ〜８ｎ間の
アンバランスが抑制される。[0040] Then, based on this command signal, the output of the inverter device 8a~8n the amplitude (magnitude) of the output voltage V out is variable in inverse magnitude of the respective output currents I out, the inverter device 8a~ unbalance between devices 8a~8n the output current I ou t due to the difference in wiring distance between 8n and the load 10 can be suppressed.
【００４１】なお、図２のΔＶは出力電流Ｉoutの逆に
出力電圧Ｖoutの振幅値が変化する規定の供給電圧範囲
を示す。It should be noted that ΔV in FIG. 2 indicates a prescribed supply voltage range in which the amplitude value of the output voltage V out changes in reverse to the output current I out .
【００４２】また、電圧指令発生部１５は前記の関数演
算を行う代わりに、例えば、図２の出力電流Ｉoutの各
値に対する出力電圧Ｖoutの振幅値又は信号ＳVGを予め
メモり等に記憶し、検出された出力電流Ｉoutに応じた
振幅の値又は信号ＳVGを読出し、振幅値指令信号を形成
する構成であってもよい。Further, instead the voltage command generating unit 15 performs the function calculation, for example, to advance memory such as the amplitude value or the signal S VG of the output voltage V out for each value of the output current I out in FIG. 2 stored, reads the amplitude value or the signal S VG corresponding to the detected output current I out, may be configured to form a amplitude command signal.
【００４３】したがって、分散設置された各インバータ
装置８ａ〜８ｎは、装置間の横流がほとんど発生せず、
しかも、負荷１０までの配線距離（配線インピーダン
ス）の差に基づく電流アンバランスが防止される。Therefore, in each of the distributed inverter devices 8a to 8n, almost no cross flow occurs between the devices,
Moreover, current imbalance based on the difference in the wiring distance (wiring impedance) to the load 10 is prevented.
【００４４】そのため、各インバータ装置８ａ〜８ｎが
横流の発生なく均等に電流分担し、各インバータ装置８
ａ〜８ｎを効率よく並列自立運転して給電不足のない円
滑な負荷給電を行うことができる。For this reason, each of the inverter devices 8a to 8n equally distributes the current without generating a cross current, and
a to 8n can be efficiently operated in parallel and independent to perform smooth load power supply without power supply shortage.
【００４５】そして、図５の電流センサ３のような大容
量の大型，高価な電流センサ等が不要であり、安価に形
成することができ、しかも、計測精度や信号伝送の面か
らも不都合が生じることもない。Further, a large-capacity, large-sized and expensive current sensor such as the current sensor 3 shown in FIG. 5 is not required, and can be formed at a low cost. Further, there are disadvantages in terms of measurement accuracy and signal transmission. It does not occur.
【００４６】ところで、各駆動制御部１１ａ〜１１ｎの
各発生部１４，１５，１６の構成はどのようであっても
よく、コンピュータのソフトウェア処理で実現するよう
にしてもよいのは勿論である。Incidentally, the configuration of each of the generators 14, 15, 16 of each of the drive controllers 11a to 11n may be of any configuration, and may be realized by software processing of a computer.
【００４７】また、位相制御信号発生部１４により、正
弦波形の信号ｓｉｎθの代わりに余弦波形の信号ｃｏｓ
θを発生するようにしてもよい。Also, the phase control signal generator 14 generates a cosine waveform signal cos instead of a sine waveform signal sinθ.
θ may be generated.
【００４８】つぎに、並列自立運転される、複数の電圧
形のインバータ装置は、太陽電池の代わりに蓄電池，燃
料電池等を設けた分散型電源や風力発電機の出力を直流
電源に変換してインバータに供給する分散型電源等のイ
ンバータ装置であってもよい。Next, a plurality of voltage-type inverter devices which are operated independently in parallel, convert the output of a distributed power source or a wind power generator provided with a storage battery, a fuel cell or the like instead of a solar cell into a DC power source. An inverter device such as a distributed power supply that supplies the inverter may be used.
【００４９】そして、本発明は複数の電圧形のインバー
タ装置を並列自立運転して負荷に給電する種々の電源装
置に適用することができ、その際、各インバータ装置の
台数等はどのようであってもよく、各インバータ装置が
災害時等だけでなく、常時並列自立運転されるものであ
ってもよい。The present invention can be applied to various power supply devices for supplying power to a load by operating a plurality of voltage type inverter devices in parallel and independent operation. In such a case, the number of inverter devices and the like are not limited. Alternatively, the inverter devices may always be operated independently in parallel, not only during a disaster, etc.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。各インバータ装置８ａ〜８ｎの出力電圧を、それぞ
れの駆動制御部１１ａ〜１１ｎの出力電圧の制御基準信
号の位相，振幅に制御したため、各インバータ装置８ａ
〜８ｎの出力電圧につき、共通の位相基準のタイミング
信号に同期した位相制御信号に基づき、位相を一致させ
て同期させることができ、しかも、振幅指令値信号に基
づき、それぞれの振幅を出力電流の大きさの逆に可変す
ることができる。The present invention has the following effects. Since the output voltage of each of the inverter devices 8a to 8n is controlled to the phase and the amplitude of the control reference signal of the output voltage of each of the drive control units 11a to 11n,
The output voltages of ~ 8n can be synchronized in phase with each other based on a phase control signal synchronized with a common phase reference timing signal, and the respective amplitudes of the output currents can be adjusted based on the amplitude command value signal. The size can be reversed.
【００５１】そして、各インバータ装置８ａ〜８ｎの出
力電圧の位相が一致するため、各インバータ装置８ａ〜
８ｎ間の有効電力の潮流が発生せず、インバータ装置８
ａ〜８ｎ間の横流の発生を防止することができる。Then, since the phases of the output voltages of the inverter devices 8a to 8n match, each of the inverter devices 8a to 8n
8n, no active power flow occurs, and the inverter device 8
The occurrence of cross current between a to 8n can be prevented.
【００５２】また、各インバータ装置８ａ〜８ｎと負荷
１０との配線距離が異なるときに、その配線インピーダ
ンスの差に基づき、各インバータ装置８ａ〜８ｎの出力
電流の大きさの逆に各インバータ装置８ａ〜８ｎの出力
電圧の振幅を可変して各インバータ装置８ａ〜８ｎの出
力電流の差を少なくし、装置８ａ〜８ｎ間の出力電流の
アンバランスを抑制することができる。Further, when the wiring distance between each of the inverter devices 8a to 8n and the load 10 is different, the inverter devices 8a to 8n are inverted based on the difference in the wiring impedance, in reverse to the magnitude of the output current of each of the inverter devices 8a to 8n. 8n can be varied to reduce the difference between the output currents of the inverter devices 8a to 8n and to suppress the imbalance of the output currents between the devices 8a to 8n.
【００５３】したがって、大型，高価な電流センサの検
出出力に基づく出力電流の均等制御等を行うことなく、
検出出力の長距離の伝送を行うこともなく、インバータ
装置８ａ〜８ｎ間の横流を防止するとともに、インバー
タ装置８ａ〜８ｎと負荷１０との配線距離の差によら
ず、出力電流の装置間のバランスをとって各インバータ
装置８ａ〜８ｎから負荷１０に給電することができる。Therefore, the output current is not uniformly controlled based on the detection output of the large and expensive current sensor.
Without transmitting the detection output over a long distance, the cross current between the inverter devices 8a to 8n is prevented, and the output current between the devices is independent of the difference in the wiring distance between the inverter devices 8a to 8n and the load 10. Power can be supplied to the load 10 from each of the inverter devices 8a to 8n with a balance.
【図１】本発明の実施の１形態の結線図である。FIG. 1 is a connection diagram of one embodiment of the present invention.
【図２】図１の一部の詳細な結線図である。FIG. 2 is a detailed connection diagram of a part of FIG. 1;
【図３】２台のインバータ装置を並列自立運転した場合
の電圧，電流の関係を説明する結線図である。FIG. 3 is a connection diagram illustrating a relationship between a voltage and a current when two inverter devices are operated independently in parallel.
【図４】（ａ），（ｂ）は図３の２台のインバータ装置
の出力電圧の振幅が等しい場合、異なる場合（本発明の
場合）それぞれの出力電流と出力電圧との関係説明図で
ある。4 (a) and 4 (b) are explanatory diagrams showing the relationship between the output current and the output voltage when the amplitudes of the output voltages of the two inverter devices in FIG. 3 are equal or different (in the case of the present invention). is there.
【図５】一般的な並列冗長システムの結線図である。FIG. 5 is a connection diagram of a general parallel redundant system.
８ａ〜８ｎ，８’，８” インバータ装置 １０，１０’負荷 １１ａ〜１１ｎ 駆動制御部 １４ 位相制御信号発生部 １５ 電圧指令値発生部 １６ 出力電圧基準発生部 8a to 8n, 8 ', 8 "Inverter device 10, 10' Load 11a to 11n Drive control unit 14 Phase control signal generation unit 15 Voltage command value generation unit 16 Output voltage reference generation unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栄 紀雄 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA08 HB03 5H007 BB07 CC05 DA03 DA06 DB01 DC02 FA03 FA14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Norio Sakae Inventor No. 47 Takanecho Umezu, Ukyo-ku, Kyoto-shi F-term in Nissin Electric Co., Ltd. 5G066 HA08 HB03 5H007 BB07 CC05 DA03 DA06 DB01 DC02 FA03 FA14
Claims (1)
置を、それぞれの駆動制御部により駆動して並列自立運
転し、前記各インバータ装置の出力を負荷に給電する電
源装置において、 前記各インバータ装置の駆動制御部に、 前記各インバータ装置の共通の位相基準のタイミング信
号に同期して正弦波形又は余弦波形の出力電圧の位相制
御信号を形成する手段と、 前記各インバータ装置の出力電流の大きさの逆に変化す
る出力電圧の振幅指令値信号を形成する手段と、 前記位相制御信号と前記振幅指令値信号とを乗算して前
記各インバータ装置の出力電圧の制御基準信号を形成す
る手段とを備え、 前記各インバータ装置の出力電圧を、前記各インバータ
装置の制御基準信号の位相，振幅に制御することを特徴
とする電源装置。1. A power supply device for driving a plurality of distributed inverter devices by respective drive control units to operate in parallel and independence, and to supply an output of each of the inverter devices to a load, wherein: Means for forming a phase control signal of an output voltage having a sine waveform or a cosine waveform in synchronization with a timing signal based on a common phase reference of each of the inverter devices; Means for forming an amplitude command value signal of an output voltage that changes in reverse, and means for forming a control reference signal for the output voltage of each of the inverter devices by multiplying the phase control signal and the amplitude command value signal. A power supply device, wherein an output voltage of each of the inverter devices is controlled to a phase and an amplitude of a control reference signal of each of the inverter devices.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36958799A JP2001186663A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Power supply |
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| JP36958799A JP2001186663A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Power supply |
Publications (1)
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