JP2009205288A - ハイブリッド系統連系システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 太陽光発電電力を昇圧してリンク部に出力する第1コンバータ3と、風力発電電力を昇圧してバッテリ5に蓄電するための第2コンバータ4と、バッテリ5に蓄えられた電力を固定電力制御で昇圧してリンク部Rに出力するための第3コンバータ6と、リンク部Rの電圧が所定値になるように出力正弦波電流を調整して系統に電力を出力するインバータ7とを備え、風力発電電圧よりバッテリ5の電圧を高く設定して、第2コンバータ4により昇圧制御を実施し、第3コンバータ6を一次巻線14aと二次巻線14bとからなる変圧器14を備えた絶縁型コンバータとした。
【選択図】 図1
Description
しかしながら、この構成の場合、バッテリへの充電がまだ十分でなく太陽光発電電力単独で系統に供給される場合は最大電力点追従制御を実施できたが、バッテリが充電されて合成電力が供給されるようになると、太陽光発電電力の最大電力点追従運転ができず、太陽光発電の効率が低下していた。
一方で特許文献2に記載された技術がある。これは、太陽光発電用の系統連系インバータと風力発電用の系統連系インバータとを並列運転し、風力発電電力のバッテリへの充電は、交流で出力される風力発電機出力を整流して直接バッテリに充電している。このように構成することで、太陽光発電と風力発電の双方を並列運転させても太陽光発電電力は最大電力点追従運転が可能となっていた。
また、系統連系インバータを2台使用するし、風力発電電力を充電するバッテリと風力発電用系統連系インバータ間にバッテリ電力を太陽電池の出力特性に合わせるためコンバータが必要であるため、コスト高であったし装置の設置スペースも大きなものとなっていた。
この構成によれば、第1コンバータは太陽光発電電力を最大電力点追従制御しつつ昇圧してリンク部に出力させることができるし、第2コンバータは風力発電電力を最大電力点追従制御しつつバッテリに蓄電することができる。そして、双方の並列運転時においても両者を最大電力追従制御が継続して行うことができ、両発電電力を十分に利用することができる。
また、風力発電電力と太陽光発電電力が共通のインバータにより電力変換されるので、双方で独立したインバータを備える構成に比べてシステムを小形にできコストダウンを図ることができる。
この構成によれば、風力発電の最大電力点での電圧が常にバッテリ電圧以下であるため、強風時を除けば最大電力点追従制御を容易に実施できる。
この発明によれば、商用電力系統と風力発電機が絶縁されるので、風力発電機が絶縁劣化しても系統側の漏電遮断器が作動することがなくなり、そのために負荷への電力供給が停止するようなことがない。
また、風力発電電力と太陽光発電電力が共通のインバータにより電力変換されるので、双方で独立したインバータを備える構成に比べてシステムを小形にできコストダウンを図ることができる。
尚、9は平滑用コンデンサ、10は商用電源、11は発電した電力を供給する負荷を示している。また、第1〜第3コンバータ、及びインバータは、それぞれCPUを有した制御回路により各スイッチング素子がオン/オフ制御されるが、これら制御回路は省略してある。
そこで、風力発電機2が出力する電流(第2コンバータ4の一次電流)を制御することで風力発電機2の回転数を調整できるため、このように風速が弱い場合は一次電流を制御することで最大電力点追従制御が可能となる。一方、最大電力点の電圧が48V以上となった場合は、スイッチング素子Q2を連続オフしてバッテリ5の直結動作が行われる。
また、風力発電電力と太陽光発電電力が共通のインバータにより電力変換されるので、双方で独立したインバータを備える構成に比べてシステムを小形にできコストダウンを図ることができる。
更に、風力発電電圧よりバッテリ電圧を高く設定して第2コンバータを昇圧コンバータで構成することで、強風時を除いて最大電力点追従制御を実現できるし、強風時のバッテリ直結動作においても、よほどの強風に成らない限り動作点は最大電力点の近傍にある。そのため、ほぼ全ての風力下において、風力エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換できる。
また、商用電力系統と風力発電機が絶縁されるので、風力発電機が絶縁劣化しても系統側の漏電遮断器が作動することがなくなり、そのために負荷への電力供給が停止するようなことがない。
Claims (3)
- 太陽光発電電力を昇圧してリンク部に出力する第1コンバータと、風力発電電力をバッテリに蓄電するための第2コンバータと、前記バッテリに蓄えられた電力を固定電力制御で昇圧して前記リンク部に出力するための第3コンバータと、リンク部の電力を交流変換して系統に出力するインバータとを有し、
前記インバータが前記リンク部電圧が所定値を保持するように出力正弦波電流を調整することを特徴とするハイブリッド系統連系システム。 - 前記バッテリ電圧を前記風力発電電圧より高く設定して、第2コンバータが昇圧チョッパによる昇圧制御を実施する請求項1記載のハイブリッド系統連系システム。
- 第3コンバータは、一次巻線と二次巻線とを有する変圧器を備えた絶縁型コンバータである請求項1又は2記載のハイブリッド系統連系システム。
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