JP2007135256A - Interconnected inverter - Google Patents

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JP2007135256A JP2005323219A JP2005323219A JP2007135256A JP 2007135256 A JP2007135256 A JP 2007135256A JP 2005323219 A JP2005323219 A JP 2005323219A JP 2005323219 A JP2005323219 A JP 2005323219A JP 2007135256 A JP2007135256 A JP 2007135256A
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Atsushi Morimoto
篤史 森本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a system power from being cut off and an interconnected inverter from charging it reversely and also to suppress the influence on the system power at the time of unnecessary detection, in a interconnected inverter which is utilized for solar light generating system. <P>SOLUTION: The interconnect inverter 1 is equipped with a received power metering means 3 for metering the power received from the system power 2, and a detected sensitivity improving means 5 for raising the detection sensitivity of single operation, by controlling it so that the power difference between generated power and a home load may be unbalanced, in case that the power difference between the generated power and the home load is under a specified quantity from the metered received power and that a means 4 for detecting the single operation of the interconnected inverter 1 judges that it might be in a single operation state. Accordingly, even if the generated power and the load power are balanced, it controls them into an unbalanced state thereby improving the detection sensitivity of single operation, thus the effect of making it a safer system can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータ技術を利用した太陽光発電などに利用する系統連系インバータの単独運転検出方法に関する。   The present invention relates to an isolated operation detection method for a grid-connected inverter used for photovoltaic power generation using inverter technology.

近年、一般家庭の負荷の増加による化石燃料の枯渇、地球温暖化問題などが生じており、太陽光発電システムや節電装置、あるいは系統電圧の安定化装置などによる、クリーンエネルギーの利用や省エネルギー装置が求められている。   In recent years, fossil fuel depletion and global warming have occurred due to an increase in the load on ordinary households. Use of clean energy and energy-saving devices such as solar power generation systems, power-saving devices, and system voltage stabilization devices have been developed. It has been demanded.

従来、この種の太陽光発電システムにおける系統連系インバータは、能動方式にて外乱信号を系統に出力し、外乱信号の発散により検出する方法が知られている（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照）。   Conventionally, a grid interconnection inverter in this type of photovoltaic power generation system is known to output a disturbance signal to the system in an active manner and detect it by divergence of the disturbance signal (for example, Patent Document 1 or Patent Document). 2).

以下、その特許文献１における単独運転の検出について図９を参照しながら説明する。   Hereinafter, the detection of the isolated operation in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

図に示すように、太陽電池等の直流電力を出力する電源装置１０１と、電源装置１０１から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１０２と、インバータ回路１０２と連系して負荷１０３へ電力を供給する商用電力系統１０４と、インバータ回路１０２と商用電力系統１０４との連系点の電圧を検出する電圧検出手段１０５と、電圧検出手段１０５が検出した連系点の電圧に基づいて、商用電力系統１０４が停止し、単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部１０６と、インバータ回路１０２の出力電流を変動させる能動変動作成部１０７と、商用電力系統１０４が停止し、単独運転状態になっていると単独運転判断部１０６において判断した場合には、インバータ回路１０２と商用電力系統１０４とを切り離す系統連系保護装置１０８とを有し、系統連系保護装置１０８はインバータ回路１０２の出力電流を変動するに際し、ランダム変動出力部１０９を備えることで、ある一定範囲の数値からランダム値を選択し、所定時間間隔毎にランダム値の変動量の大きさで能動変動信号を出力することとなる。ランダム値の変動を与えることにより、同一配線上に能動方式を採用する発電設備が連系運転されている場合であっても単独運転を検出することができる。   As shown in the figure, a power supply device 101 that outputs DC power, such as a solar cell, an inverter circuit 102 that converts DC power output from the power supply device 101 into AC power, and a load 103 that is linked to the inverter circuit 102. Based on the voltage at the connection point detected by the voltage detection means 105, the voltage detection means 105 for detecting the voltage at the connection point between the inverter circuit 102 and the commercial power system 104 , The commercial power system 104 is stopped, the single operation determination unit 106 that determines that the commercial power system 104 is in the single operation state, the active fluctuation creation unit 107 that varies the output current of the inverter circuit 102, and the commercial power system 104 stop. When the single operation determination unit 106 determines that it is in the single operation state, the inverter circuit 102 and the commercial power system 104 are disconnected. The grid interconnection protection device 108 includes a random fluctuation output unit 109 when the output current of the inverter circuit 102 varies, so that a random value can be selected from a certain range of numerical values. The active variation signal is output at a random value variation amount at predetermined time intervals. By giving a random value variation, it is possible to detect an isolated operation even when a power generation facility that employs an active method is connected to the same wiring.

次に特許文献２における単独運転の検出について図１０を参照しながら説明する。   Next, detection of isolated operation in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.

図１０にインバータ装置１１５の構成を示す。インバータ装置１１５は直流電源１１６から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷１１７に供給するインバータ主回路１１８と、負荷１１７に供給される負荷供給電圧Ｖｏを検出する電圧検出器１１９と、負荷供給電圧Ｖｏを基にして出力同期信号Ｖｓを作製するゼロクロス検出回路１２０と、インバータ主回路１１８の出力電流Ｉｏを検出する電流検出器１２１と、出力電流ＩｏをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２２と、出力電流Ｉｏと出力同期信号Ｖｓとを基にしてインバータ主回路１１８をＰＷＭ制御するデジタルシグナルプロセッサ１２３と、負荷１１７に供給される負荷供給電圧Ｖｏの電圧異常を検出する電圧異常検出回路１２４と、デジタルシグナルプロセッサ１２３が出力するＰＷＭデータを基にしてゲートパルス信号Ｇｐを作製するタイマ・カウンタ回路１２５と、ゲートパルス信号Ｇｐを基にしてインバータ主回路１１８のスイッチング素子をスイッチング制御するゲート駆動回路１２６とを備えている。   FIG. 10 shows the configuration of the inverter device 115. The inverter device 115 converts the DC power input from the DC power supply 116 into AC power and supplies it to the load 117, a voltage detector 119 for detecting the load supply voltage Vo supplied to the load 117, Zero cross detection circuit 120 for generating output synchronization signal Vs based on load supply voltage Vo, current detector 121 for detecting output current Io of inverter main circuit 118, and A / D for A / D conversion of output current Io Converter 122, digital signal processor 123 for PWM control of inverter main circuit 118 based on output current Io and output synchronization signal Vs, and voltage abnormality for detecting voltage abnormality of load supply voltage Vo supplied to load 117 Based on the PWM data output from the detection circuit 124 and the digital signal processor 123, the gate pulse signal is transmitted. A timer counter circuit 125 to produce a Gp, and a gate drive circuit 126 for controlling switching of switching elements of the inverter main circuit 118 based on the gate pulse signal Gp.

このインバータ装置１１５では、交流電圧系統１２７の停電等により、単独運転状態となった際、インバータ装置１１５からの有効電力、無効電力と負荷１１７の有効電力、無効電力とがアンバランスな場合は、負荷供給電圧Ｖｏあるいは負荷供給電圧の周波数の異常を検出し、単独運転状態になったとして、インバータ主回路１１８のスイッチング制御を停止し、これによってインバータ主回路１１８はインバータ出力を停止する。次に、インバータ装置１１５が供給している有効電力、無効電力と負荷１１７が要求している有効電力、無効電力とがほぼ一致する状態でインバータ装置１１５が単独運転状態になると、負荷供給電圧Ｖｏ及び周波数はほとんど変動しなくなるため、インバータ出力に歪みを付与することで、負荷インピーダンスの力率に関係なく単独運転状態の負荷供給電圧Ｖｏの周波数に変動を発生させて単独運転状態を確実に検知している。
特許第３４０２１５９号公報（第１図） 特開平９−３４２２５５号公報（第１図） In this inverter device 115, when the AC power system 127 becomes a single operation state due to a power failure or the like, when the active power from the inverter device 115, the reactive power, the active power of the load 117, and the reactive power are unbalanced, When an abnormality in the load supply voltage Vo or the frequency of the load supply voltage is detected and the single operation state is entered, the switching control of the inverter main circuit 118 is stopped, whereby the inverter main circuit 118 stops the inverter output. Next, when the inverter device 115 enters the single operation state in a state where the active power and reactive power supplied by the inverter device 115 substantially match the active power and reactive power requested by the load 117, the load supply voltage Vo And since the frequency hardly fluctuates, by adding distortion to the inverter output, regardless of the power factor of the load impedance, the frequency of the load supply voltage Vo in the single operation state is changed and the single operation state is reliably detected. is doing.
Japanese Patent No. 3402159 (FIG. 1) JP-A-9-342255 (FIG. 1)

このような従来の系統連系インバータにおける単独運転検出は、能動方式にて外乱信号を系統に出力しているが、系統連系インバータが並列して複数台接続された場合に相互干渉により検出感度が低下したり、互いの外乱信号による不要な動作が発生する、あるいは不要な動作を低減するために感度を下げ、安全性を損なう可能性があるという課題があり、検出感度の低下や不要な動作を発生しにくい単独運転の検出を行ない、系統電源の安定性が求められている。   In such a conventional grid-connected inverter, isolated operation detection outputs a disturbance signal to the grid in an active manner, but when multiple grid-connected inverters are connected in parallel, the detection sensitivity due to mutual interference May be reduced, or unnecessary operations may occur due to mutual disturbance signals, or the sensitivity may be lowered to reduce unnecessary operations, and safety may be impaired. It is necessary to detect the isolated operation that is difficult to generate, and to stabilize the system power supply.

また、単独運転検出機能が不要動作した際に、系統連系インバータから出力している電力はゲートブロックされるため、系統電源から見た場合には負荷の急激な変動が発生するという課題があり、不要動作による系統電源側への負荷の急変という悪影響を発生させないという安定性も求められている。   In addition, when the islanding operation detection function operates unnecessary, the power output from the grid-connected inverter is gate-blocked, so there is a problem that sudden fluctuations in the load occur when viewed from the grid power supply. There is also a need for stability that does not cause the adverse effect of sudden changes in the load on the system power supply due to unnecessary operations.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、検出感度が低下せず、より高速に単独運転を検出すると共に、不要動作発生時に系統電源側からみた負荷変動の最小化を可能とした系統連系インバータを提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and does not reduce the detection sensitivity, and can detect an isolated operation at a higher speed, and can minimize the load fluctuation as seen from the system power supply side when an unnecessary operation occurs. The purpose is to provide a grid-connected inverter.

本発明の系統連系インバータは上記目的を達成するために、系統電源からの受電電流あるいは受電電力を計測する受電計測手段と、計測した受電電流あるいは受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータの単独運転検出手段により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段を備える構成としたものである。   In order to achieve the above object, the grid-connected inverter of the present invention has a power receiving measuring means for measuring the received current or received power from the system power supply, and the difference between the generated power and the household load from the measured received current or received power. Controls the difference between the generated power and the household load to be in an unbalanced state when the amount falls below the predetermined amount and it is determined that there is a possibility of a single operation state by the single operation detection means of the grid interconnection inverter. And it is set as the structure provided with the detection sensitivity improvement means which raises the detection sensitivity of an independent driving | operation.

この手段により、システムが発電出力を有しており負荷電力とバランスした状態にあった場合であっても、発電電力と負荷電力をアンバランスな状態として単独運転の検出感度を向上し、より安全なシステムとすることができる。   By this means, even when the system has a power generation output and is in a state balanced with the load power, the generated power and the load power are unbalanced to improve the detection sensitivity of the isolated operation, making it safer. System.

また、検出感度向上手段は、発電電力を抑制する構成としたものである。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to suppress the generated power.

この手段により、検出感度の向上を通常使用する発電電力を制御する回路で実現、すなわち、より簡単でかつ安価なシステムで実現することができる。   By this means, improvement in detection sensitivity can be realized by a circuit for controlling the generated power that is normally used, that is, by a simpler and less expensive system.

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力を調整する構成としたものである。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to adjust the load power.

この手段により、発電電力を抑制することなく実現することが可能となり、よりシステム効率を上げ、かつ確実に系統の停電を検出することができる。   By this means, it is possible to realize without suppressing the generated power, and it is possible to further increase the system efficiency and detect the power failure of the system reliably.

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を制御することで負荷電力を調整する構成としたものである。   The detection sensitivity improving means is configured to adjust the load power by controlling the voltage supplied to the load.

この手段により、系統電源が健全な場合の不要動作時に、系統及び負荷に対する影響を低減することができる。   By this means, the influence on the system and the load can be reduced during an unnecessary operation when the system power supply is healthy.

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力が発電電力を少なくとも上回るように制御する構成としたものである。   Furthermore, the detection sensitivity improving means is configured to control so that the load power exceeds at least the generated power.

この手段により、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができる。   By this means, it is possible to improve the detection sensitivity without excessively increasing the voltage on the load side, and it is possible to improve the detection sensitivity of the single operation without adversely affecting the load.

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を低下させるように制御する構成としたものである。   The detection sensitivity improving means is configured to control so as to decrease the voltage supplied to the load.

この手段により、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができる。   By this means, it is possible to improve the detection sensitivity without excessively increasing the voltage on the load side, and it is possible to improve the detection sensitivity of the single operation without adversely affecting the load.

さらに、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を上昇させるように制御する構成としたものである。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to control so as to increase the voltage supplied to the load.

この手段により、負荷側の電圧を過剰に低下させることなく、検出感度を向上することができ、負荷の停止などを引き起こすことなく、単独運転の検出感度を向上することができる。   By this means, it is possible to improve the detection sensitivity without excessively reducing the voltage on the load side, and it is possible to improve the detection sensitivity of the single operation without causing a load stop or the like.

また、負荷への供給電圧の制御は、所定の電圧範囲とするよう構成したものである。   Further, the control of the supply voltage to the load is configured to be within a predetermined voltage range.

この手段により、負荷の停止あるいは負荷に過剰電圧を印加することなく、単独運転の検出感度を向上することができる。   By this means, the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without stopping the load or applying an excessive voltage to the load.

さらに、発電電力の抑制は、所定の電力範囲とするよう構成としたものである。   Further, the generated power is suppressed in a predetermined power range.

この手段により、不要な単独運転動作時に系統側からみた負荷を急激に変動させることなく、単独運転の検出感度を向上することができる。   By this means, the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without causing a sudden change in the load viewed from the system side during an unnecessary isolated operation.

また、発電電力の抑制は、系統連系インバータのインバータ部の出力を抑制し、前記インバータ部の抑制による前記インバータ部の入力側に配したコンデンサの電圧上昇に応じて発電電力を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制する構成としたものである。   In addition, the suppression of the generated power suppresses the output of the inverter unit of the grid interconnection inverter, and the DC- which controls the generated power according to the voltage rise of the capacitor arranged on the input side of the inverter unit due to the suppression of the inverter unit. The output power of the DC converter unit is suppressed.

この手段により、系統電源側への出力を迅速に抑制することができ、単独運転の検出感度を向上すると同時に高速に検出することができる。   By this means, the output to the system power supply side can be quickly suppressed, and the detection sensitivity of the isolated operation can be improved and at the same time the detection can be performed at high speed.

さらに、発電電力の抑制は、系統連系インバータのＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力側に配したコンデンサの電圧低下に応じてインバータ部の出力を抑制する構成としたものである。   Further, the generated power is suppressed by suppressing the output power of the DC-DC converter unit of the grid-connected inverter and suppressing the output of the inverter unit according to the voltage drop of the capacitor arranged on the output side of the DC-DC converter unit. It is set as the structure which carries out.

この手段により、単独運転の検出感度を向上すると同時に、コンデンサの電圧を過剰に上昇させることなく、信頼性を向上し、長寿命化を図ることができる。   By this means, it is possible to improve the detection sensitivity of the single operation and at the same time improve the reliability and extend the life without excessively increasing the voltage of the capacitor.

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部は、コンデンサの制御電圧を相異なる電圧とする構成としたものである。   Further, the DC-DC converter unit and the inverter unit are configured so that the control voltage of the capacitor is different from each other.

この手段により、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の制御時定数とインバータ部の制御時定数を装置単体毎にばらつきの補正を不要とすることができる。   By this means, it is possible to eliminate the need for correcting variations in the control time constant of the DC-DC converter section and the control time constant of the inverter section for each device.

本発明によれば、系統電源からの受電電流あるいは受電電力を計測する受電計測手段と、計測した受電電流あるいは受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータの単独運転検出手段により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段を備える構成とすることで、システムが発電出力を有しており負荷電力とバランスした状態にあった場合であっても、発電電力と負荷電力をアンバランスな状態として単独運転の検出感度を向上し、より安全なシステムとすることができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   According to the present invention, the power receiving measuring means for measuring the received current or the received power from the system power supply, the case where the power difference between the generated power and the household load is less than a predetermined amount from the measured received current or the received power, and the system Detection that increases the detection sensitivity of isolated operation by controlling the difference between the generated power and the household load to be in an unbalanced state when the isolated operation detection means of the interconnection inverter determines that there is a possibility of isolated operation Even if the system has a power generation output and is in a state of being balanced with the load power, it is possible to detect the isolated operation with the generated power and the load power in an unbalanced state. It is possible to provide a grid-connected inverter having an effect of improving sensitivity and making a safer system.

また、検出感度向上手段は、発電電力を抑制する構成とすることで、検出感度の向上を通常使用する発電電力を制御する回路で実現、すなわち、より簡単でかつ安価なシステムで実現することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the detection sensitivity improving means is configured to suppress the generated power, so that the detection sensitivity can be improved by a circuit for controlling the generated power that is normally used, that is, by a simpler and cheaper system. It is possible to provide a grid-connected inverter that has the effect of being able to.

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力を調整する構成とすることで、発電電力を抑制することなく実現することが可能となり、よりシステム効率を上げ、かつ確実に系統の停電を検出することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the detection sensitivity improvement means can be realized without suppressing the generated power by adjusting the load power, so that the system efficiency can be further improved and the power failure of the system can be detected reliably. It is possible to provide a grid-connected inverter that has the effect of being able to.

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を制御することで負荷電力を調整する構成とすることで、系統電源が健全な場合の不要動作時に、系統及び負荷に対する影響を低減することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the detection sensitivity improving means is configured to adjust the load power by controlling the voltage supplied to the load, thereby reducing the influence on the system and the load during an unnecessary operation when the system power supply is healthy. It is possible to provide a grid-connected inverter that has the effect of being able to.

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力が発電電力を少なくとも上回るように制御する構成とすることで、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   Furthermore, the detection sensitivity improvement means is configured to control the load power so that it at least exceeds the generated power, so that the detection sensitivity can be improved without excessively increasing the voltage on the load side, which adversely affects the load. Therefore, it is possible to provide a grid-connected inverter having an effect of improving the detection sensitivity of the single operation without exerting any influence.

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を低下させるように制御する構成とすることで、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the detection sensitivity improvement means is configured to control so as to decrease the voltage supplied to the load, so that the detection sensitivity can be improved without excessively increasing the voltage on the load side, and the load is adversely affected. Therefore, it is possible to provide a grid-connected inverter having an effect of improving the detection sensitivity of the single operation without exerting any influence.

さらに、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を上昇させるように制御する構成とすることで、負荷側の電圧を過剰に低下させることなく、検出感度を向上することができ、負荷の停止などを引き起こすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   Furthermore, the detection sensitivity improving means is configured to control so as to increase the voltage supplied to the load, so that the detection sensitivity can be improved without excessively reducing the voltage on the load side, and the load is stopped. Thus, it is possible to provide a grid-connected inverter that has an effect of improving the detection sensitivity of the single operation without causing the above.

また、負荷への供給電圧の制御は、所定の電圧範囲とするような構成とすることで、負荷の停止あるいは負荷に過剰電圧を印加することなく、単独運転の検出感度を向上することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the control of the supply voltage to the load is configured to have a predetermined voltage range, so that the detection sensitivity of the single operation can be improved without stopping the load or applying an excessive voltage to the load. It is possible to provide a grid-connected inverter that is effective.

さらに、発電電力の抑制は、所定の電力範囲とするような構成とすることで、不要な単独運転動作時に系統側からみた負荷を急激に変動させることなく、単独運転の検出感度を向上することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   Furthermore, by suppressing the generated power to a predetermined power range, it is possible to improve the detection sensitivity of isolated operation without abruptly changing the load seen from the system side during unnecessary isolated operation. It is possible to provide a grid-connected inverter that has the effect of being able to.

また、発電電力の抑制は、系統連系インバータのインバータ部の出力を抑制し、前記インバータ部の抑制による前記インバータ部の入力側に配したコンデンサの電圧上昇に応じて発電電力を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制する構成とすることで、系統電源側への出力を迅速に抑制することができ、単独運転の検出感度を向上すると同時に高速に検出することができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the suppression of the generated power suppresses the output of the inverter unit of the grid interconnection inverter, and the DC- which controls the generated power according to the voltage rise of the capacitor arranged on the input side of the inverter unit due to the suppression of the inverter unit. By adopting a configuration that suppresses the output power of the DC converter unit, it is possible to quickly suppress the output to the system power supply side, and there is an effect that the detection sensitivity of the isolated operation can be improved and at the same time the detection can be performed at high speed. A grid interconnection inverter can be provided.

さらに、発電電力の抑制は、系統連系インバータのＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力側に配したコンデンサの電圧低下に応じてインバータ部の出力を抑制する構成とすることで、単独運転の検出感度を向上すると同時に、コンデンサの電圧を過剰に上昇させることなく、信頼性を向上し、長寿命化を図ることができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   Further, the generated power is suppressed by suppressing the output power of the DC-DC converter unit of the grid-connected inverter and suppressing the output of the inverter unit according to the voltage drop of the capacitor arranged on the output side of the DC-DC converter unit. This configuration improves the detection sensitivity of isolated operation, and at the same time improves the reliability and extends the life without excessively increasing the capacitor voltage. Can provide.

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部は、コンデンサの制御電圧を相異なる電圧とする構成とすることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の制御時定数とインバータ部の制御時定数を装置単体毎にばらつきの補正を不要とすることができるという効果のある系統連系インバータを提供できる。   In addition, the DC-DC converter unit and the inverter unit are configured so that the capacitor control voltage is different from each other, so that the control time constant of the DC-DC converter unit and the control time constant of the inverter unit vary from device to device. Therefore, it is possible to provide a grid-connected inverter that has the effect of eliminating the need for correction.

本発明の請求項１記載の発明は、系統電源からの受電電流あるいは受電電力を計測する受電計測手段と、計測した受電電流あるいは受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータの単独運転検出手段により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段を備える構成としたものであり、システムが発電出力を有しており負荷電力とバランスした状態にあった場合であっても、発電電力と負荷電力をアンバランスな状態として単独運転の検出感度を向上し、より安全なシステムとすることができるという作用を有する。   According to the first aspect of the present invention, the power reception measuring means for measuring the received current or the received power from the system power supply, and the power difference between the generated power and the household load from the measured received current or the received power is less than a predetermined amount. In this case, when it is determined that there is a possibility of an isolated operation by the isolated operation detection means of the grid interconnection inverter, the power difference between the generated power and the household load is controlled to be in an unbalanced state. Even if the system has a power generation output and balances with the load power, the generated power and the load power are unbalanced. As a state, the detection sensitivity of the single operation is improved, and a safer system can be obtained.

また、検出感度向上手段は、発電電力を抑制する構成としたものであり、検出感度の向上を通常使用する発電電力を制御する回路で実現、すなわち、より簡単でかつ安価なシステムで実現することができるという作用を有する。   The detection sensitivity improvement means is configured to suppress the generated power, and the detection sensitivity improvement is realized by a circuit that controls the generated power that is normally used, that is, realized by a simpler and less expensive system. Has the effect of being able to

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力を調整する構成としたものであり、発電電力を抑制することなく実現することが可能となり、よりシステム効率を上げ、かつ確実に系統の停電を検出することができるという作用を有する。   Furthermore, the detection sensitivity improving means is configured to adjust the load power, and can be realized without suppressing the generated power, further improving the system efficiency and reliably detecting the power failure of the system. Has the effect of being able to

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を制御することで負荷電力を調整する構成としたものであり、系統電源が健全な場合の不要動作時に、系統及び負荷に対する影響を低減することができるという作用を有する。   Also, the detection sensitivity improvement means is configured to adjust the load power by controlling the voltage supplied to the load, and to reduce the influence on the system and load during unnecessary operation when the system power supply is healthy. Has the effect of being able to

さらに、検出感度向上手段は、負荷電力が発電電力を少なくとも上回るように制御する構成としたものであり、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという作用を有する。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to control the load power so that it at least exceeds the generated power, and can improve the detection sensitivity without excessively increasing the voltage on the load side. It has the effect that the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without adverse effects.

また、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を低下させるように制御する構成としたものであり、負荷側の電圧を過剰に上昇させることなく、検出感度を向上することができ、負荷に悪影響を及ぼすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという作用を有する。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to control so as to decrease the voltage supplied to the load, and the detection sensitivity can be improved without excessively increasing the voltage on the load side. It has the effect that the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without adverse effects.

さらに、検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を上昇させるように制御する構成としたものであり、負荷側の電圧を過剰に低下させることなく、検出感度を向上することができ、負荷の停止などを引き起こすことなく、単独運転の検出感度を向上することができるという作用を有する。   Further, the detection sensitivity improving means is configured to control so as to increase the voltage supplied to the load, and the detection sensitivity can be improved without excessively reducing the voltage on the load side. It has the effect that the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without causing a stop or the like.

また、負荷への供給電圧の制御は、所定の電圧範囲とするような構成としたものであり、負荷の停止あるいは負荷に過剰電圧を印加することなく、単独運転の検出感度を向上することができるという作用を有する。   In addition, the control of the supply voltage to the load is configured to have a predetermined voltage range, and the detection sensitivity of the isolated operation can be improved without stopping the load or applying an excessive voltage to the load. Has the effect of being able to.

さらに、発電電力の抑制は、所定の電力範囲とするような構成としたものであり、不要な単独運転動作時に系統側からみた負荷を急激に変動させることなく、単独運転の検出感度を向上することができるという作用を有する。   Furthermore, the generated power is suppressed within a predetermined power range, and the detection sensitivity of isolated operation is improved without abruptly changing the load viewed from the system side during unnecessary isolated operation. It has the effect of being able to.

また、発電電力の抑制は、系統連系インバータのインバータ部の出力を抑制し、前記インバータ部の抑制による前記インバータ部の入力側に配したコンデンサの電圧上昇に応じて発電電力を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制する構成としたものであり、系統電源側への出力を迅速に抑制することができ、単独運転の検出感度を向上すると同時に高速に検出することができるという作用を有する。   In addition, the suppression of the generated power suppresses the output of the inverter unit of the grid interconnection inverter, and the DC- which controls the generated power according to the voltage rise of the capacitor arranged on the input side of the inverter unit due to the suppression of the inverter unit. It has a configuration that suppresses the output power of the DC converter, and can quickly suppress the output to the system power supply side, improving the detection sensitivity of isolated operation and simultaneously detecting at high speed. Have.

さらに、発電電力の抑制は、系統連系インバータのＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力側に配したコンデンサの電圧低下に応じてインバータ部の出力を抑制する構成としたものであり、単独運転の検出感度を向上すると同時に、コンデンサの電圧を過剰に上昇させることなく、信頼性を向上し、長寿命化を図ることができるという作用を有する。   Further, the generated power is suppressed by suppressing the output power of the DC-DC converter unit of the grid-connected inverter and suppressing the output of the inverter unit according to the voltage drop of the capacitor arranged on the output side of the DC-DC converter unit. This has the effect of improving the detection sensitivity of the single operation and at the same time improving the reliability and extending the life without excessively increasing the voltage of the capacitor.

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部は、コンデンサの制御電圧を相異なる電圧とする構成としたものであり、ＤＣ−ＤＣコンバータ部の制御時定数とインバータ部の制御時定数を装置単体毎にばらつきの補正を不要とすることができるという作用を有する。   Also, the DC-DC converter unit and the inverter unit are configured so that the control voltage of the capacitor is different from each other, and the control time constant of the DC-DC converter unit and the control time constant of the inverter unit are set for each device. This has the effect that correction of variation can be made unnecessary.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における系統連系インバータの構成図を示す。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a grid-connected inverter in the first embodiment.

図に示すように、系統連系インバータ１は、系統電源２からの受電電流と電圧を計測する受電計測手段３としての電流センサ３ａ、電圧センサ３ｂと、電流センサ３ａの瞬時値と電圧センサ３ｂの瞬時値から電力を演算する電力演算部３ｃと、計測した受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量（例えば、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として５０Ｗ）を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段５を備えている。ここで、発電電力と家庭負荷をアンバランスな状態となるように制御することで、系統電源２からの電力供給がない場合、すなわち単独運転状態が発生している時においては家庭負荷の電力分を供給できず、系統連系インバータ１の出力部の電圧が低下することになる。この出力部の電圧低下により単独運転を検出し易くすることができる。また、アンバランスな状態とする制御の一例としては、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として１５０Ｗ家庭負荷の電力が大きくなるようにすることである。   As shown in the figure, the grid interconnection inverter 1 includes a current sensor 3a, a voltage sensor 3b, and an instantaneous value of the current sensor 3a and a voltage sensor 3b. The power calculation unit 3c that calculates power from the instantaneous value of the power, and the power difference between the generated power and the household load from the measured received power is a predetermined amount (for example, when the power generation means is a solar cell, the fluctuation of the maximum power tracking control is taken into account) When the power difference is less than 50 W), and when it is determined by the isolated operation detection means 4 of the grid-connected inverter 1 that there is a possibility of an isolated operation, the difference between the generated power and the household load is unbalanced. The detection sensitivity improving means 5 is provided to increase the detection sensitivity of the single operation. Here, by controlling the generated power and the home load to be in an unbalanced state, when there is no power supply from the system power source 2, that is, when the single operation state is occurring, Cannot be supplied, and the voltage of the output part of the grid interconnection inverter 1 is lowered. The isolated operation can be easily detected by the voltage drop of the output section. Moreover, as an example of the control for setting the unbalanced state, when the power generation means is a solar cell, the power of the 150 W household load is increased as the power difference considering the fluctuation of the maximum power tracking control.

次に検出感度向上手段５の制御フローチャートについて、図２に示す。   Next, a control flowchart of the detection sensitivity improving means 5 is shown in FIG.

図２に示すように、検出感度向上手段５は、単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性の有無を入力する。単独運転の可能性があると判定された場合、系統連系インバータ１のインバータ部１ａの出力指令を低下させるように指令する。この時の出力指令の低下させる電力指令値は、負荷電力を下回る電力とする。系統連系インバータ１の内部では、出力指令を低下させることで、コンデンサ１ｂの電圧は上昇することとなるため、発電部（例えば太陽電池など）の制御を行なっているＤＣ−ＤＣコンバータ１ｃは、コンデンサ１ｂの電圧が規定値Ｖｃ１（例えば３５０Ｖ）を超えた場合、最大電力追従制御を解除し、コンデンサ１ｂの電圧をＶｃ１となるように電圧一定制御へと切り換える。規定時間ｔの間、負荷電力を下回るように追従制御を行ない、規定時間が経過しても系統電源２の電源電圧が低下あるいは周波数などの変化がない場合は、単独運転検出手段４の不要動作として判定し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１ｃはコンデンサ１ｂの電圧一定制御から最大電力追従制御へと切り換える。この場合、コンデンサ１ｂの電圧は再度上昇することとなるため、インバータ部１ａは、負荷電力を下回る追従制御からコンデンサ１ｂの電圧一定制御へと切り換える。インバータ部１ａの制御を切り換えるのは、コンデンサ１ｂの電圧がＶｃ２（例えば３６０Ｖ）を超えた時に行なう。この時のインバータ部１ａが制御するコンデンサ１ｂの目標電圧はＶｃ３（例えば３４０Ｖ）とする。また、規定時間ｔの間に、系統電源２の電源電圧が規定値以下に低下、あるいは周波数が規定値を超える変化を起こした場合、単独運転であると判断し、インバータ部１ａはゲートブロックしてインバータ出力を停止し、更にＭＣ部１ｄをオフして系統電源２から解列する。   As shown in FIG. 2, the detection sensitivity improvement means 5 inputs the presence / absence of the possibility of an isolated operation state by the isolated operation detection means 4. When it is determined that there is a possibility of isolated operation, the output command of the inverter unit 1a of the grid interconnection inverter 1 is commanded to be lowered. The power command value for decreasing the output command at this time is set to a power lower than the load power. Since the voltage of the capacitor 1b increases by lowering the output command inside the grid interconnection inverter 1, the DC-DC converter 1c that controls the power generation unit (for example, a solar cell) When the voltage of the capacitor 1b exceeds a specified value Vc1 (for example, 350V), the maximum power follow-up control is canceled and the voltage of the capacitor 1b is switched to the constant voltage control so as to be Vc1. If the follow-up control is performed so as to be lower than the load power during the specified time t, and the power supply voltage of the system power supply 2 is not decreased or the frequency is not changed even after the specified time has elapsed, the unnecessary operation of the independent operation detecting means 4 The DC-DC converter 1c switches from the constant voltage control of the capacitor 1b to the maximum power tracking control. In this case, since the voltage of the capacitor 1b rises again, the inverter unit 1a switches from the tracking control below the load power to the constant voltage control of the capacitor 1b. The control of the inverter unit 1a is switched when the voltage of the capacitor 1b exceeds Vc2 (for example, 360V). The target voltage of the capacitor 1b controlled by the inverter unit 1a at this time is Vc3 (eg, 340V). Further, if the power supply voltage of the system power supply 2 drops below the specified value or changes in frequency exceeding the specified value during the specified time t, it is determined that the operation is independent, and the inverter unit 1a is gate-blocked. Then, the inverter output is stopped, the MC unit 1d is further turned off, and the system power supply 2 is disconnected.

なお、単独運転検出手段４としては、周波数を変動させる周波数シフト方式や無効電力を変動させる無効電力変動方式などであるが、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。   The isolated operation detection means 4 includes a frequency shift method for changing the frequency and a reactive power fluctuation method for changing the reactive power. However, since it is a known technique, detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態１によれば、系統電源２からの受電電力を計測し、受電電力と発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御することで、停電時に系統電源２の電圧の変動幅の増加、あるいは周波数または無効電力の変動幅の増加を促進し、単独運転の検出感度を上げることができる。   As described above, according to the first embodiment, the received power from the grid power source 2 is measured, and the difference between the received power, the generated power, and the household load is less than a predetermined amount, and the grid-connected inverter When the single operation detection means 4 determines that there is a possibility of a single operation state, the voltage of the system power supply 2 is controlled during power failure by controlling the power difference between the generated power and the household load to be in an unbalanced state. It is possible to increase the fluctuation range of the power supply, or increase the fluctuation range of the frequency or the reactive power, and increase the detection sensitivity of the isolated operation.

（実施の形態２）
図３は、本実施の形態２における系統連系インバータの構成図を示す。 (Embodiment 2)
FIG. 3 shows a configuration diagram of the grid interconnection inverter in the second embodiment.

図に示すように、系統連系インバータ１は、系統電源２からの受電電流と電圧を計測する受電計測手段としての電流センサ３ａ、電圧センサ３ｂと、電流センサ３ａの瞬時値と電圧センサ３ｂの瞬時値から電力を演算する電力演算部３ｃと、計測した受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量（例えば、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として５０Ｗ）を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に、系統電源２の電源電圧を下げることで家庭負荷の電力を下げるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段５ｂを備えている。   As shown in the figure, the grid interconnection inverter 1 includes a current sensor 3a and a voltage sensor 3b as power reception measuring means for measuring a power reception current and voltage from the system power supply 2, and an instantaneous value of the current sensor 3a and the voltage sensor 3b. The power calculation unit 3c that calculates power from the instantaneous value, and the power difference between the generated power and the household load from the measured received power is a predetermined amount (for example, when the power generation means is a solar cell, the power considering the fluctuation of the maximum power tracking control) When the difference is less than 50 W) and when it is determined by the isolated operation detecting means 4 of the grid-connected inverter 1 that there is a possibility of an isolated operation state, the power supply voltage of the system power supply 2 is reduced to reduce the household load. Detection sensitivity improving means 5b is provided for controlling the electric power to be lowered and increasing the detection sensitivity of the single operation.

次に検出感度向上手段５ｂの制御フローチャートについて、図４に示す。   Next, FIG. 4 shows a control flowchart of the detection sensitivity improving means 5b.

図４に示すように、検出感度向上手段５ｂは、単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性の有無を入力する。単独運転の可能性があると判定された場合、系統連系インバータ１のインバータ部１ａの出力指令は、系統電源２の電源電圧を低下させる、すなわち無効電力を注入し、位相を進ませるように指令する。この時の無効電力の注入量は、力率０．８５、あるいは系統電源２の電源電圧が所定の電圧範囲（例えば下限値として９５Ｖ）を下回った場合の注入量を上限とする。規定時間ｔの間、進相無効電力制御を行ない、規定時間が経過しても系統電源２の電源電圧が規定量低下あるいは周波数などの変化がない場合は、単独運転検出手段４の不要動作として判定し、力率１の制御へと切り換える。また規定時間ｔの間に、系統電源２の電源電圧が規定値以下に低下、あるいは周波数が規定値を超える変化が発生した場合、単独運転であると判断し、インバータ部１ａはゲートブロックしてインバータ出力を停止し、更にＭＣ部１ｄをオフして系統電源２から解列する。   As shown in FIG. 4, the detection sensitivity improving means 5 b inputs the presence / absence of the possibility of the isolated operation state by the isolated operation detecting means 4. When it is determined that there is a possibility of isolated operation, the output command of the inverter unit 1a of the grid interconnection inverter 1 lowers the power supply voltage of the grid power supply 2, that is, injects reactive power and advances the phase. Command. The injection amount of reactive power at this time has an upper limit of the injection amount when the power factor is 0.85 or the power supply voltage of the system power supply 2 falls below a predetermined voltage range (for example, 95 V as the lower limit value). If the phase advance reactive power control is performed during the specified time t, and the power supply voltage of the system power supply 2 does not decrease by a specified amount or change in frequency even after the specified time has elapsed, the isolated operation detecting means 4 is regarded as an unnecessary operation. Determine and switch to power factor 1 control. Also, if the power supply voltage of the system power supply 2 drops below the specified value or changes in frequency exceeding the specified value during the specified time t, it is determined that the operation is independent, and the inverter unit 1a is gate-blocked. The inverter output is stopped, and the MC unit 1d is turned off to disconnect from the system power source 2.

なお、単独運転検出手段４としては、周波数を変動させる周波数シフト方式や無効電力を変動させる無効電力変動方式などであるが、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。   The isolated operation detection means 4 includes a frequency shift method for changing the frequency and a reactive power fluctuation method for changing the reactive power. However, since it is a known technique, detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態２によれば、系統電源２からの受電電力を計測し、受電電力と発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合、進相無効電力制御にて力率を下げて家庭負荷の電力を調整することで系統電源２の電圧変動あるいは周波数変動を発生させ、単独運転の検出感度を向上することとなる。   As described above, according to the second embodiment, the power received from the grid power source 2 is measured, and the grid-connected inverter is used when the power difference between the received power, the generated power, and the household load falls below a predetermined amount. When the single operation detection means 4 determines that there is a possibility of the single operation state, the voltage fluctuation or frequency of the system power supply 2 is adjusted by adjusting the power of the household load by lowering the power factor by the phase advance reactive power control. Fluctuations are generated and the detection sensitivity of the isolated operation is improved.

（実施の形態３）
図５は、本実施の形態３における系統連系インバータの構成図を示す。 (Embodiment 3)
FIG. 5 shows a configuration diagram of the grid interconnection inverter according to the third embodiment.

図に示すように、系統連系インバータ１は、系統電源２からの受電電流と電圧を計測する受電計測手段としての電流センサ３ａ、電圧センサ３ｂと、電流センサ３ａの瞬時値と電圧センサ３ｂの瞬時値から電力を演算する電力演算部３ｃと、計測した受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量（例えば、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として５０Ｗ）を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に、系統電源２の電源電圧を上げることで家庭負荷の電力を上げるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段５ｂを備えている。   As shown in the figure, the grid interconnection inverter 1 includes a current sensor 3a and a voltage sensor 3b as power reception measuring means for measuring a power reception current and voltage from the system power supply 2, and an instantaneous value of the current sensor 3a and the voltage sensor 3b. The power calculation unit 3c that calculates power from the instantaneous value, and the power difference between the generated power and the household load from the measured received power is a predetermined amount (for example, when the power generation means is a solar cell, the power considering the fluctuation of the maximum power tracking control) If the difference is less than 50 W) and if it is determined by the isolated operation detection means 4 of the grid-connected inverter 1 that there is a possibility of an isolated operation state, the power supply voltage of the system power supply 2 is increased to increase the household load. Detection sensitivity improving means 5b is provided for controlling the electric power to increase and increasing the detection sensitivity of the single operation.

次に検出感度向上手段５ｃの制御フローチャートについて、図６に示す。   Next, a control flowchart of the detection sensitivity improving means 5c is shown in FIG.

図６に示すように、検出感度向上手段５ｃは、単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性の有無を入力する。単独運転の可能性があると判定された場合、系統連系インバータ１のインバータ部１ａの出力指令は、系統電源２の電源電圧を上昇させる、すなわち無効電力を注入し、位相を遅らせるように指令する。この時の無効電力の注入量は、力率０．８５、あるいは系統電源２の電源電圧が所定の電圧範囲（例えば上限値として１０７Ｖ）を上回った場合の注入量を上限とする。規定時間ｔの間、遅相無効電力制御を行ない、規定時間が経過しても系統電源２の電源電圧が規定量低下あるいは周波数などの変化がない場合は、単独運転検出手段４の不要動作として判定し、力率１の制御へと切り換える。また規定時間ｔの間に、系統電源２の電源電圧が規定値以下に低下、あるいは周波数が規定値を超える変化が発生した場合、単独運転であると判断し、インバータ部１ａはゲートブロックしてインバータ出力を停止し、更にＭＣ部１ｄをオフして系統電源２から解列する。   As shown in FIG. 6, the detection sensitivity improving unit 5 c inputs the presence / absence of the possibility of the single operation state by the single operation detection unit 4. When it is determined that there is a possibility of isolated operation, the output command of the inverter unit 1a of the grid-connected inverter 1 is a command to increase the power supply voltage of the system power supply 2, that is, inject reactive power and delay the phase. To do. The injection amount of reactive power at this time has an upper limit of the injection amount when the power factor 0.85 or the power supply voltage of the system power supply 2 exceeds a predetermined voltage range (for example, 107 V as an upper limit value). If the slow reactive power control is performed for the specified time t and the power supply voltage of the system power supply 2 does not decrease by a specified amount or change in frequency even after the specified time has elapsed, the isolated operation detecting means 4 is regarded as an unnecessary operation. Determine and switch to power factor 1 control. Also, if the power supply voltage of the system power supply 2 drops below the specified value or changes in frequency exceeding the specified value during the specified time t, it is determined that the operation is independent, and the inverter unit 1a is gate-blocked. The inverter output is stopped, and the MC unit 1d is turned off to disconnect from the system power source 2.

なお、単独運転検出手段４としては、周波数を変動させる周波数シフト方式や無効電力を変動させる無効電力変動方式などであるが、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。   The isolated operation detection means 4 includes a frequency shift method for changing the frequency and a reactive power fluctuation method for changing the reactive power. However, since it is a known technique, detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態２によれば、系統電源２からの受電電力を計測し、受電電力と発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合、遅相無効電力制御にて力率を下げて家庭負荷の電力を調整することで系統電源２の電圧変動あるいは周波数変動を発生させ、単独運転の検出感度を向上することとなる。   As described above, according to the second embodiment, the power received from the grid power source 2 is measured, and the grid-connected inverter is used when the power difference between the received power, the generated power, and the household load falls below a predetermined amount. When the single operation detection means 4 determines that there is a possibility of the single operation state, the voltage fluctuation or frequency of the system power supply 2 is adjusted by adjusting the power of the household load by reducing the power factor by the slow reactive power control. Fluctuations are generated and the detection sensitivity of the isolated operation is improved.

（実施の形態４）
図７は、本実施の形態３における系統連系インバータの構成図を示す。 (Embodiment 4)
FIG. 7 shows a configuration diagram of the grid interconnection inverter in the third embodiment.

図に示すように、系統連系インバータ１は、系統電源２からの受電電流と電圧を計測する受電計測手段３としての電流センサ３ａ、電圧センサ３ｂと、電流センサ３ａの瞬時値と電圧センサ３ｂの瞬時値から電力を演算する電力演算部３ｃと、計測した受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量（例えば、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として５０Ｗ）を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段５を備えている。ここで、発電電力と家庭負荷をアンバランスな状態となるように制御することで、系統電源２からの電力供給がない場合、すなわち単独運転状態が発生している時においては家庭負荷の電力分を供給できず、系統連系インバータ１の出力部の電圧が低下することになる。この出力部の電圧低下により単独運転を検出し易くすることができる。また、アンバランスな状態の一例としては、発電手段が太陽電池の場合、最大電力追従制御の揺らぎを考慮した電力差として１５０Ｗ家庭負荷の電力が大きくなるようにすることを示す。   As shown in the figure, the grid interconnection inverter 1 includes a current sensor 3a, a voltage sensor 3b, and an instantaneous value of the current sensor 3a and a voltage sensor 3b. The power calculation unit 3c that calculates power from the instantaneous value of the power, and the power difference between the generated power and the household load from the measured received power is a predetermined amount (for example, when the power generation means is a solar cell, the fluctuation of the maximum power tracking control is taken into account) When the power difference is less than 50 W), and when it is determined by the isolated operation detection means 4 of the grid-connected inverter 1 that there is a possibility of an isolated operation, the difference between the generated power and the household load is unbalanced. The detection sensitivity improving means 5 is provided to increase the detection sensitivity of the single operation. Here, by controlling the generated power and the home load to be in an unbalanced state, when there is no power supply from the system power source 2, that is, when the single operation state is occurring, Cannot be supplied, and the voltage of the output part of the grid interconnection inverter 1 is lowered. The isolated operation can be easily detected by the voltage drop of the output section. Moreover, as an example of an unbalanced state, when a power generation means is a solar cell, it shows that the electric power of 150W household load becomes large as an electric power difference which considered the fluctuation | variation of maximum electric power tracking control.

次に検出感度向上手段５ｄの制御フローチャートについて、図８に示す。   Next, a control flowchart of the detection sensitivity improving means 5d is shown in FIG.

図８に示すように、検出感度向上手段５ｄは、単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性の有無を入力する。単独運転の可能性があると判定された場合、系統連系インバータ１のＤＣ−ＤＣコンバータ１ｃの出力指令を低下させるように指令する。この時の出力指令の低下させる電力指令値は、コンデンサ１ｂが規定電圧Ｖｃ４（例えば３３０Ｖ）を下回らない範囲とする。系統連系インバータ１の内部では、ＤＣ−ＤＣコンバータ１ｃの出力指令を低下させることで、コンデンサ１ｂの電圧は低下することとなり、インバータ部１ａはコンデンサ１ｂの電圧が規定電圧Ｖｃ５（例えば３４０Ｖ）となるように電圧一定制御を行なっているため、系統電源２への出力電力は低下することとなる。規定時間ｔの間、負荷電力を下回るように追従制御を行ない、規定時間が経過しても系統電源２の電源電圧が低下あるいは周波数などの変化がない場合は、単独運転検出手段４の不要動作として判定し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１ｃはコンデンサ１ｂの電圧一定制御から最大電力追従制御へと切り換える。この場合、コンデンサ１ｂの電圧は上昇することとなるため、インバータ部１ａは、コンデンサ１ｂの電圧を規定電圧Ｖｃ５となるように電圧一定制御を行なっていることから、系統電源２への出力電力は増加し、通常状態へと復帰する。規定時間ｔの間に、系統電源２の電源電圧が規定値以下に低下、あるいは周波数が規定値を超える変化を起こした場合、単独運転であると判断し、インバータ部１ａはゲートブロックしてインバータ出力を停止し、更にＭＣ部１ｄをオフして系統電源２から解列する。   As shown in FIG. 8, the detection sensitivity improving unit 5 d inputs the presence / absence of the possibility of the single operation state by the single operation detection unit 4. When it is determined that there is a possibility of isolated operation, the output command of the DC-DC converter 1c of the grid interconnection inverter 1 is commanded to be lowered. The power command value for decreasing the output command at this time is set in a range in which the capacitor 1b does not fall below a specified voltage Vc4 (for example, 330V). In the grid-connected inverter 1, the voltage of the capacitor 1b is reduced by lowering the output command of the DC-DC converter 1c, and the inverter 1a has a voltage of the capacitor 1b equal to a specified voltage Vc5 (eg, 340V). Since the constant voltage control is performed as described above, the output power to the system power supply 2 is reduced. If the follow-up control is performed so as to be lower than the load power during the specified time t, and the power supply voltage of the system power supply 2 is not decreased or the frequency is not changed even after the specified time has elapsed, the unnecessary operation of the independent operation detecting means 4 The DC-DC converter 1c switches from the constant voltage control of the capacitor 1b to the maximum power tracking control. In this case, since the voltage of the capacitor 1b rises, the inverter unit 1a performs constant voltage control so that the voltage of the capacitor 1b becomes the specified voltage Vc5. Therefore, the output power to the system power supply 2 is It increases and returns to the normal state. If the power supply voltage of the system power supply 2 drops below the specified value or changes in frequency exceeding the specified value during the specified time t, it is determined that the system is operating independently, and the inverter unit 1a gate-blocks the inverter. The output is stopped, the MC unit 1d is further turned off, and the system power supply 2 is disconnected.

なお、単独運転検出手段４としては、周波数を変動させる周波数シフト方式や無効電力を変動させる無効電力変動方式などであるが、公知の技術のため、詳細な説明は省略する。   The isolated operation detection means 4 includes a frequency shift method for changing the frequency and a reactive power fluctuation method for changing the reactive power. However, since it is a known technique, detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態３によれば、系統電源２からの受電電力を計測し、受電電力と発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータ１の単独運転検出手段４により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御することで、停電時に系統電源２の電圧の変動幅の増加、あるいは周波数または無効電力の変動幅の増加を促進し、単独運転の検出感度を上げることができる。   As described above, according to the third embodiment, the received power from the grid power source 2 is measured, and the difference between the received power, the generated power, and the household load is less than a predetermined amount, and the grid-connected inverter When the single operation detection means 4 determines that there is a possibility of a single operation state, the voltage of the system power supply 2 is controlled during power failure by controlling the power difference between the generated power and the household load to be in an unbalanced state. It is possible to increase the fluctuation range of the power supply, or increase the fluctuation range of the frequency or the reactive power, and increase the detection sensitivity of the isolated operation.

太陽電池や燃料電池を用いて発電した電力を系統電源に出力する系統連系インバータの単独運転の検出方法および系統電源への悪影響を抑制することができるため、特に系統電源に系統連系インバータが並列に接続される場合の相互干渉を防止すると共に、高速に検出する必要のある集中連系の用途にも適用できる。   Since the detection method of the independent operation of the grid-connected inverter that outputs the power generated using the solar battery or the fuel cell to the grid power supply and the adverse effect on the grid power supply can be suppressed, the grid-connected inverter is especially connected to the grid power supply. In addition to preventing mutual interference when connected in parallel, the present invention can also be applied to a centralized interconnection application that requires high-speed detection.

本発明の実施の形態１の系統連系インバータの構成図Configuration diagram of the grid interconnection inverter of Embodiment 1 of the present invention 同検出感度向上手段５の制御フローチャートControl flow chart of the detection sensitivity improving means 5 本発明の実施の形態２の系統連系インバータの構成図Configuration diagram of system interconnection inverter according to embodiment 2 of the present invention 同検出感度向上手段５ｂの制御フローチャートControl flow chart of the detection sensitivity improving means 5b 本発明の実施の形態３の系統連系インバータの構成図The block diagram of the grid connection inverter of Embodiment 3 of this invention 同検出感度向上手段５ｃの制御フローチャートControl flow chart of the detection sensitivity improving means 5c 本発明の実施の形態４の系統連系インバータの構成図The block diagram of the grid connection inverter of Embodiment 4 of this invention 同検出感度向上手段５ｄの制御フローチャートControl flow chart of the detection sensitivity improving means 5d 従来の特許文献１における系統連系インバータのブロック図The block diagram of the grid connection inverter in the conventional patent document 1 従来の特許文献２におけるインバータ装置の構成図The block diagram of the inverter apparatus in the conventional patent document 2

符号の説明Explanation of symbols

１ 系統連系インバータ
１ａ インバータ部
１ｂ コンデンサ
１ｃ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１ｄ ＭＣ部
２ 系統電源
３ 受電計測手段
３ａ 電流センサ
３ｂ 電圧センサ
３ｃ 電力演算部
４ 単独運転検出手段
５ 検出感度向上手段
５ｂ 検出感度向上手段
５ｃ 検出感度向上手段
５ｄ 検出感度向上手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 System connection inverter 1a Inverter part 1b Capacitor 1c DC-DC converter 1d MC part 2 System power supply 3 Power receiving measurement means 3a Current sensor 3b Voltage sensor 3c Power calculation part 4 Independent operation detection means 5 Detection sensitivity improvement means 5b Detection sensitivity improvement means 5c Detection sensitivity improvement means 5d Detection sensitivity improvement means

Claims (12)

発電手段からの発電電力を系統電源に出力する系統連系インバータであって、系統電源からの受電電流あるいは受電電力を計測する受電計測手段と、計測した受電電流あるいは受電電力から発電電力と家庭負荷の電力差が所定量を下回った場合で、かつ系統連系インバータの単独運転検出手段により単独運転状態の可能性があると判定した場合に発電電力と家庭負荷の電力差をアンバランスな状態となるように制御し、単独運転の検出感度を上げる検出感度向上手段を備えた系統連系インバータ。 A grid-connected inverter that outputs the generated power from the power generation means to the system power supply, the power receiving measurement means for measuring the received current or the received power from the system power supply, the generated power and the household load from the measured received current or the received power The power difference between the generated power and the household load is set to an unbalanced state when the power difference is less than a predetermined amount and when it is determined that there is a possibility of a single operation state by the single operation detection means of the grid interconnection inverter. The grid interconnection inverter provided with the detection sensitivity improvement means which controls so that it may become and raises the detection sensitivity of a single operation. 検出感度向上手段は、発電電力を抑制することを特徴とする請求項１記載の系統連系インバータ。 The grid-connected inverter according to claim 1, wherein the detection sensitivity improving means suppresses generated power. 検出感度向上手段は、負荷電力を調整することを特徴とする請求項１記載の系統連系インバータ。 The grid-connected inverter according to claim 1, wherein the detection sensitivity improving means adjusts load power. 検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を制御することで負荷電力を調整することを特徴とする請求項３記載の系統連系インバータ。 4. The grid interconnection inverter according to claim 3, wherein the detection sensitivity improving means adjusts the load power by controlling a voltage supplied to the load. 検出感度向上手段は、負荷電力が発電電力を少なくとも上回るように制御することを特徴とする請求項３記載の系統連系インバータ。 4. The grid interconnection inverter according to claim 3, wherein the detection sensitivity improving means controls the load power to at least exceed the generated power. 検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を低下させるように制御することを特徴とする請求項４記載の系統連系インバータ。 5. The grid interconnection inverter according to claim 4, wherein the detection sensitivity improving means controls the voltage supplied to the load to be lowered. 検出感度向上手段は、負荷に供給する電圧を上昇させるように制御することを特徴とする請求項４記載の系統連系インバータ。 5. The grid interconnection inverter according to claim 4, wherein the detection sensitivity improving means controls so as to increase a voltage supplied to the load. 負荷への供給電圧の制御は、所定の電圧範囲としたことを特徴とする請求項４記載の系統連系インバータ。 5. The grid-connected inverter according to claim 4, wherein the supply voltage to the load is controlled within a predetermined voltage range. 発電電力の抑制は、所定の電力範囲としたことを特徴とする請求項２記載の系統連系インバータ。 The grid-connected inverter according to claim 2, wherein the generated power is suppressed within a predetermined power range. 発電電力の抑制は、系統連系インバータのインバータ部の出力を抑制し、前記インバータ部の抑制による前記インバータ部の入力側に配したコンデンサの電圧上昇に応じて発電電力を制御するＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制することを特徴とする請求項２記載の系統連系インバータ。 Suppression of generated power is a DC-DC converter that suppresses the output of the inverter unit of the grid-connected inverter and controls the generated power according to the voltage rise of the capacitor arranged on the input side of the inverter unit due to the suppression of the inverter unit The grid-connected inverter according to claim 2, wherein output power of the unit is suppressed. 発電電力の抑制は、系統連系インバータのＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力電力を抑制し、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ部の出力側に配したコンデンサの電圧低下に応じてインバータ部の出力を抑制することを特徴とする請求項２記載の系統連系インバータ。 Suppression of generated power suppresses the output power of the DC-DC converter unit of the grid-connected inverter, and suppresses the output of the inverter unit according to the voltage drop of the capacitor arranged on the output side of the DC-DC converter unit. The grid interconnection inverter according to claim 2. ＤＣ−ＤＣコンバータ部とインバータ部は、コンデンサの制御電圧を相異なる電圧としたことを特徴とする請求項１０あるいは１１記載の系統連系インバータ。 The grid-connected inverter according to claim 10 or 11, wherein the DC-DC converter unit and the inverter unit have different capacitor control voltages.
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