JP2009106031A - 電力連系切り替えシステムおよび電力連系切り替え方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力連系切り替えシステムは、太陽電池モジュール1で発電された直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部11を有し太陽電池モジュール1と交流電力系統2とを連系運転させるインバータ10と、インバータ10を遠隔制御して連系運転と自立運転とを切り替える遠隔制御装置20とを備える。インバータ10は、交流電力線2wと直流交流変換部11との間に配置され連系運転時に交流電力系統2への交流電力の供給を行なう連系運転用リレー13を備え、遠隔制御装置20は、自立運転時に自立運転用負荷Lsdに対して交流電力を供給する自立運転出力用コンセント21と、自立運転出力用コンセント21と直流交流変換部11とを接続する自立運転用電力線21wとを備える。
【選択図】図1A
Description
図1Aおよび図1Bに基づいて、本発明の実施の形態1に係る電力連系切り替えシステムおよび電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法について説明する。
日射が生じると、日射に応じて太陽電池モジュール1は発電を開始し、直流電力をインバータ10(直流交流変換部11)へ供給する。つまり、太陽電池モジュール1から直流電力を供給されたインバータ10は、起動することとなる。
インバータ10の起動に伴って直流交流変換部11に接続された遠隔制御装置用電源回路14は、例えばDC15Vを発生する。遠隔制御装置用電源回路14は、遠隔制御装置用電源線14wを介して遠隔制御装置20に接続してあることから、遠隔制御装置用電源回路14から遠隔制御装置20に対する電源電力が供給され、遠隔制御装置20は動作状態となる。
インバータ10、遠隔制御装置20がいずれも動作状態となっていることから、インバータ10と遠隔制御装置20との間で電力連系切り替えシステムの連系対象である交流電力系統2の動作状態(交流電力線2wを介して例えば交流電力系統2が停電状態か否かなどを検知することが可能である。)などについて通信を行なう。
インバータ10と遠隔制御装置20との間での通信結果に基づいて、連系運転が可能か否かを判定する。通常は、停電状態など特別な場合を除いて連系運転可能な状態となっている。問題が無い場合(連系運転が可能な場合。ステップS104:YES)は、ステップS105へ移行する。問題がある場合(連系運転が不可の場合。ステップS104:NO)は、ステップS106へ移行する。
連系運転可能であるので、連系運転が選択されたか否かの判定を行なう。連系運転が選択された場合(ステップS105:YES)は、ステップS107へ移行する。連系運転が選択されなかった場合(ステップS105:NO)は、ステップS111へ移行する。
連系運転不可の状態であるので、連系運転用リレー13は開状態を維持して交流電力線2wから切り離し、インバータ10と交流電力系統2とは分離した状態としておく。また、表示部20dによって、交流電力系統2が異常状態であることを表示する。なお、連系運転用リレー13の制御、表示部20dの制御は、予めインストールされたコンピュータプログラムに基づいて制御部20cから適宜の指令信号を通信線31を介して送信することによって行なうことが可能である。その後、ステップS111へ移行する。
連系運転が選択されたことから、連系運転用リレー13を閉動作(閉路動作)させ、交流電力線2wを介してインバータ10(直流交流変換部11)と交流電力系統2を接続する。つまり、連系運転を開始する。連系運転用リレー13の閉動作は、運転切り替え操作部20sへの操作入力を受けて適宜の指令信号を遠隔制御装置20(制御部20c)から連系運転用リレー13へ通信線31を介して送信することによって実行される。一般的には、太陽電池モジュール1の起動に伴って連系運転に移行させる状態としてある。
連系運転がなされた状態であるので、交流電力系統2での異常の有無を適宜検出する構成としてある。検出は常時実行する形態、あるいは適宜の間隔でサンプリングする形態のいずれとすることも可能である。
交流電力系統2に異常があることから、連系運転用リレー13を開動作(開路動作)させ、交流電力系統2(交流電力線2w)からインバータ10(直流交流変換部11)を切り離す。つまり、連系運転を停止する。併せて、表示部20dによって、交流電力系統2が異常状態であることを表示する。
太陽電池モジュール1と交流電力系統2とは連系運転状態であるので、必要に応じてステップS111へ移行する。
通常は自立運転可能な状態であるので、自立運転が選択されるか否かの判定を行なう。自立運転が選択された場合(ステップS111:YES)は、ステップS112へ移行する。自立運転が選択されなかった場合(ステップS111:NO)は、電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法の動作フローを一旦終了する。
自立運転が選択されたことから、自立運転用リレー12を閉動作(閉路動作)させ、自立運転用電力線21wを介してインバータ10(直流交流変換部11)と遠隔制御装置20(自立運転出力用コンセント21)を接続する。つまり、自立運転を開始する。
図2Aおよび図2Bに基づいて、本発明の実施の形態2に係る電力連系切り替えシステムおよび電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法について説明する。
ステップS101と同様であるので説明は省略する。
インバータ10の起動に伴って直流交流変換部11から内蔵電源回路24へAC100Vで電源電力が供給される。内蔵電源回路24は、DC15Vを発生する。内蔵電源回路24からの電源電力の供給に伴い、遠隔制御装置20(制御部20c、表示部20d、運転切り替え操作部20sなど)は動作状態となる。
インバータ10、遠隔制御装置20がいずれも動作状態となっていることから、第1電力線通信用モデム15、第2電力線通信用モデム22も動作状態となる。したがって、インバータ10(第1電力線通信用モデム15)と遠隔制御装置20(第2電力線通信用モデム22)との間で電力連系切り替えシステムの連系対象である交流電力系統2の動作状態(交流電力線2wを介して例えば交流電力系統2が停電状態か否かなどを検知することが可能である。)などについて通信を行なう。
インバータ10(第1電力線通信用モデム15)と遠隔制御装置20(第2電力線通信用モデム22)との間での通信結果に基づいて、連系運転が可能か否かを判定する。通常は、停電状態など特別な場合を除いて連系運転可能な状態となっている。問題が無い場合(連系運転が可能な場合。ステップS204:YES)は、ステップS205へ移行する。問題がある場合(連系運転が不可の場合。ステップS204:NO)は、ステップS206へ移行する。
ステップS105と同様であるので説明は省略する。
連系運転不可の状態であるので、連系運転用リレー13は開状態を維持して交流電力線2wから切り離し、インバータ10と交流電力系統2とは分離した状態としておく。また、表示部20dによって、交流電力系統2が異常状態であることを表示する。なお、連系運転用リレー13の制御、表示部20dの制御は、予めインストールされたコンピュータプログラムに基づいて制御部20cから適宜の指令信号を第1電力線通信用モデム15および第2電力線通信用モデム22を介して送信することによって行なうことが可能である。その後、ステップS211へ移行する。
連系運転が選択されたことから、連系運転用リレー13を閉動作(閉路動作)させ、交流電力線2wを介してインバータ10(直流交流変換部11)と交流電力系統2を接続する。つまり、連系運転を開始する。連系運転用リレー13の閉動作は、運転切り替え操作部20sへの操作入力を受けて適宜の指令信号を遠隔制御装置20(制御部20c)から連系運転用リレー13へ第1電力線通信用モデム15および第2電力線通信用モデム22を介して送信することによって実行される。一般的には、太陽電池モジュール1の起動に伴って連系運転に移行させる状態としてある。
ステップS108と同様であるので説明は省略する。
ステップS109と同様であるので説明は省略する。なお、連系運転用リレー13の開動作は、上述したとおり、遠隔制御装置20からの指令信号を第1電力線通信用モデム15および第2電力線通信用モデム22を介して送信することによって行なわれる。
ステップS110と同様であるので説明は省略する。
通常は自立運転可能な状態であるので、自立運転が選択されるか否かの判定を行なう。自立運転が選択された場合(ステップS211:YES)は、ステップS212へ移行する。自立運転が選択されなかった場合(ステップS211:NO)は、電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法の動作フローを一旦終了する。
自立運転が選択されたことから、自立運転用リレー23を閉動作(閉路動作)させ、自立運転用電力線21wを介してインバータ10(直流交流変換部11)と遠隔制御装置20(自立運転出力用コンセント21)を接続する。つまり、自立運転を開始する。
図3Aないし図3Cに基づいて、本発明の実施の形態3に係る電力連系切り替えシステムおよび電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法について説明する。
遠隔制御装置20(交流電力プラグ21p)を交流電力系統2(交流電力コンセント2c)に接続する。つまり、交流電力系統2から遠隔制御装置20へ電源電力を供給することにより、遠隔制御装置20を動作状態としておく。
ステップS201と同様であるので説明は省略する。
遠隔制御装置20は動作状態である(ステップS301参照)ことから、例えば、インバータ10が起動したことを表示部20dに表示させる。
インバータ10、遠隔制御装置20がいずれも動作状態となっている。また、第3電力線通信用モデム17は、交流電力線2w、交流電力コンセント2c、遠隔制御装置側自立運転用電力線21wrを介して遠隔制御装置20(第2電力線通信用モデム22)と通信可能な状態となっている。逆に、第2電力線通信用モデム22は、遠隔制御装置側自立運転用電力線21wr、交流電力プラグ21p、交流電力線2wを介してインバータ10(第3電力線通信用モデム17)と通信可能な状態となっている。
インバータ10(第3電力線通信用モデム17)と遠隔制御装置20(第2電力線通信用モデム22)との間での通信結果に基づいて、連系運転が可能か否かを判定する。連系運転が可能な場合(ステップS305:YES)は、ステップS306へ移行する。連系運転が不可の場合(ステップS305:NO)は、ステップS307へ移行する。
ステップS205と同様であるので説明は省略する。
ステップS206と同様であるので説明は省略する。なお、その後、ステップS312へ移行する。
連系運転が選択されたことから、連系運転用リレー13を閉動作(閉路動作)させ、交流電力線2wを介してインバータ10(直流交流変換部11)と交流電力系統2を接続する。つまり、連系運転を開始する。連系運転用リレー13の閉動作は、運転切り替え操作部20sへの操作入力を受けて適宜の指令信号を遠隔制御装置20(制御部20c)から連系運転用リレー13へ第2電力線通信用モデム22および第3電力線通信用モデム17を介して送信することによって実行される。一般的には、太陽電池モジュール1の起動に伴って連系運転に移行させる状態としてある。
ステップS208と同様であるので説明は省略する。なお、交流電力系統2に異常が発生した場合(ステップS309:YES)は、ステップS310へ移行する。交流電力系統2に異常が発生しない場合(ステップS309:NO)は、ステップS311へ移行する。
ステップS209と同様であるので説明は省略する。なお、連系運転用リレー13の開動作は、上述したとおり、遠隔制御装置20からの指令信号を第2電力線通信用モデム22および第3電力線通信用モデム17を介して送信することによって行なわれる。なお、連系運転用リレー13の開動作処理後、ステップS312へ移行する。
ステップS210と同様であるので説明は省略する。
通常は自立運転可能な状態であるので、自立運転が選択されるか否かの判定を行なう。自立運転が選択された場合(ステップS312:YES)は、ステップS313へ移行する。自立運転が選択されなかった場合(ステップS312:NO)は、電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法の動作フローを一旦終了する。
遠隔制御装置20を交流電力系統2から切断する。つまり、交流電力プラグ21pを交流電力コンセント2cから外す。次に、ステップS314へ移行する。
遠隔制御装置20をインバータ10へ接続する。つまり、交流電力プラグ21pを中継コンセント18へ接続する。次に、ステップS315へ移行する。なお、この時点で、必要に応じて自立運転用補助リレー19の閉動作(閉路動作)を予め実行しておく。自立運転用補助リレー19の閉動作によって、直流交流変換部11、自立運転用補助リレー19、インバータ側自立運転用電力線21wi、中継コンセント18、交流電力プラグ21p、遠隔制御装置側自立運転用電力線21wr、(自立運転用リレー23)、自立運転出力用コンセント21の経路が構成され、自立運転が可能となる。
遠隔制御装置20はインバータ10へ接続された状態であることから、インバータ10(第1電力線通信用モデム15)と遠隔制御装置20(第2電力線通信用モデム22)とは、自立運転用電力線21w(インバータ側自立運転用電力線21wi、遠隔制御装置側自立運転用電力線21wr)を介して連系運転と自立運転との切り替えに関する情報の通信(電力線通信)を行なう。つまり、自立運転の可否を判定するための状態を確認する。
自立運転の可否を確認(判定)する。自立運転が可能な場合(ステップS316:YES)は、ステップS317へ移行する。何らかの自由で自立運転が不可能な場合(ステップS316:NO)は、電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法の動作フローを一旦終了する。
自立運転が可能であることから、自立運転用リレー23を閉動作(閉路動作)させ、直流交流変換部11から自立運転出力用コンセント21までの経路を形成する。つまり、自立運転を開始する。
図4に基づいて、本発明の実施の形態4に係る電力連系切り替えシステムおよび電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法について説明する。
2 交流電力系統
2w 交流電力線
2c 交流電力コンセント
10 インバータ
11 直流交流変換部
12 自立運転用リレー
13 連系運転用リレー
14 遠隔制御装置用電源回路
14w 遠隔制御装置用電源線
15 第1電力線通信用モデム
17 第3電力線通信用モデム
18 中継コンセント
18d 変形中継コンセント
19 自立運転用補助リレー
20 遠隔制御装置
20c 制御部
20d 表示部
20s 運転切り替え操作部
21 自立運転出力用コンセント
21p 交流電力プラグ
21pc 変形中継プラグ
21w 自立運転用電力線
21wi インバータ側自立運転用電力線
21wr 遠隔制御装置側自立運転用電力線
22 第2電力線通信用モデム
23 自立運転用リレー
24 内蔵電源回路
25 内蔵電池
31 通信線
32 ケーブル
Lsd 自立運転用負荷
Psd 自立運転用負荷プラグ
Claims (9)
- 直流発電装置で発電された直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部を有し前記直流発電装置と交流電力系統とを連系運転させるインバータと、該インバータを遠隔制御して連系運転と自立運転とを切り替える遠隔制御装置とを備える電力連系切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記交流電力系統に接続された交流電力線と前記直流交流変換部との間に配置され連系運転時に前記交流電力系統への交流電力の供給を行なう連系運転用リレーを備え、
前記遠隔制御装置は、自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力を供給する自立運転出力用コンセントと、該自立運転出力用コンセントと前記直流交流変換部とを接続する自立運転用電力線と、自立運転への切り替え操作を受け付ける運転切り替え操作部とを備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項1に記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記自立運転用電力線と前記直流交流変換部との間に配置され自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力の供給を行なう自立運転用リレーを備え、
前記インバータおよび前記遠隔制御装置は、前記インバータと前記遠隔制御装置とを接続する通信線を介して連系運転と自立運転との切り替えに関する情報の通信を行なう構成としてある
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項1または請求項2に記載の電力切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記遠隔制御装置に接続された遠隔制御装置用電源線を介して前記遠隔制御装置に対する電源電力を供給する遠隔制御装置用電源回路を備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項1に記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記自立運転用電力線に接続され連系運転と自立運転との切り替えに関する情報の通信を前記遠隔制御装置との間で行なう第1電力線通信用モデムを備え、
前記遠隔制御装置は、前記自立運転用電力線に接続され連系運転と自立運転との切り替えに関する情報の通信を前記インバータとの間で行なう第2電力線通信用モデムを備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項4に記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記遠隔制御装置は、前記自立運転用電力線と前記自立運転出力用コンセントとの間に配置され自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力の供給を行なう自立運転用リレーを備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項4に記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記自立運転用電力線は、前記インバータと前記遠隔制御装置との間でインバータ側自立運転用電力線と遠隔制御装置側自立運転用電力線とに区分してあり、
前記インバータは、前記インバータ側自立運転用電力線に接続され自立運転時に前記遠隔制御装置側自立運転用電力線が接続される中継コンセントを備え、
前記遠隔制御装置は、前記遠隔制御装置側自立運転用電力線に接続され連系運転時に前記交流電力系統が有する交流電力コンセントへ接続される交流電力プラグと、前記遠隔制御装置側自立運転用電力線と前記自立運転出力用コンセントとの間に配置され自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力を供給する自立運転用リレーとを備え、
前記交流電力プラグは、自立運転時に前記中継コンセントへ接続される構成としてある
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項4ないし請求項6のいずれか一つに記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記連系運転用リレーと前記交流電力系統との間で前記交流電力線に接続され連系運転と自立運転との切り替えに関する情報の通信を前記遠隔制御装置との間で行なう第3電力線通信用モデムを備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 請求項6ないし請求項9のいずれか一つに記載の電力連系切り替えシステムであって、
前記インバータは、前記直流交流変換部と前記第1電力線通信用モデムとの間に配置され自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力の供給を行なう自立運転用補助リレーを備える
ことを特徴とする電力連系切り替えシステム。 - 直流発電装置で発電された直流電力を交流電力に変換する直流交流変換部を有し前記直流発電装置と交流電力系統とを連系運転させるインバータと、該インバータを遠隔制御して連系運転と自立運転とを切り替える遠隔制御装置とを備え、前記インバータは、前記交流電力系統に接続された交流電力線と前記直流交流変換部との間に配置され連系運転時に前記交流電力系統への交流電力の供給を行なう連系運転用リレーを備え、前記遠隔制御装置は、自立運転時に自立運転用負荷に対して交流電力を供給する自立運転出力用コンセントと、該自立運転出力用コンセントと前記直流交流変換部とを接続する自立運転用電力線と、自立運転への切り替え操作を受け付ける運転切り替え操作部とを備える電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法であって、
前記インバータが起動した後、前記インバータと前記遠隔制御装置との間で通信を行ない連系運転の可否を判定する過程と、
連系運転が可と判定された場合、連系運転の選択を受け付ける過程または自立運転の選択を受け付ける過程と、
連系運転の選択が受け付けられた場合、前記連系運転用リレーを閉動作させて連系運転を実行する過程と、
自立運転の選択が受け付けられた場合は、前記自立運転用電力線を介して前記自立運転出力用コンセントから前記自立運転用負荷に交流電力を供給する過程と
を備えることを特徴とする電力連系切り替えシステムでの電力連系切り替え方法。
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