JP2015065719A - System interconnection apparatus for photovoltaic power generation facility - Google Patents

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久也 田辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system interconnection apparatus for photovoltaic power generator in which a transformer device, provided between a power conditioner and a distribution system, can be operated efficiently.SOLUTION: A transformer device 4 provided between a power conditioner 2, for converting the DC power outputted from a photovoltaic power generating section 1 into the AC power, and a distribution system 3 is constituted of a first transformer 4A having a maximum efficiency at high load rate, and a second transformer 4B having a maximum efficiency at low load rate. The transformer device 4 can be operated efficiently throughout the year, by changing the distribution of power inputted, respectively, to the first transformer 4A and second transformer 4B depending on the output of a photovoltaic power generator.

Description

本発明は、太陽光発電設備を配電系統に連系させる太陽光発電設備用系統連系装置に関するものである。   The present invention relates to a grid interconnection device for a photovoltaic power generation facility that links the photovoltaic power generation facility to a distribution system.

太陽光発電設備は、特許文献１に示されているように、太陽光の照射を受けて発電する太陽光発電部とパワーコンディショナとを主要部として構成される。パワーコンディショナは、インバータからなるＤＣ／ＡＣ変換部を備えていて、該ＤＣ／ＡＣ変換部により太陽光発電部の直流出力を商用周波数の交流電力に変換する。太陽光発電設備を配電系統と連系させる場合には、パワーコンディショナと配電線との間に変圧器を設けて、パワーコンディショナから出力される交流電圧を変圧器により昇圧して配電線に印加するようにしている。この場合、パワーコンディショナと変圧器とにより系統連系装置が構成される。なお変圧器は、パワーコンディショナに内蔵される場合もあり、パワーコンディショナの外部に設置される場合もある。   As shown in Patent Document 1, a solar power generation facility includes a solar power generation unit that generates power by receiving sunlight and a power conditioner as main parts. The power conditioner includes a DC / AC conversion unit including an inverter, and the DC / AC conversion unit converts the DC output of the photovoltaic power generation unit into AC power having a commercial frequency. When connecting photovoltaic power generation equipment to the distribution system, install a transformer between the power conditioner and the distribution line, and boost the AC voltage output from the power conditioner to the distribution line. It is trying to apply. In this case, a grid interconnection apparatus is comprised by a power conditioner and a transformer. The transformer may be built in the power conditioner or may be installed outside the power conditioner.

特開２０１０−２７３４８９号公報JP 2010-273489 A

太陽光発電設備を系統と連系させて効率よく運転するためには、パワーコンディショナのＤＣ／ＡＣ変換部で生じる損失を少なくするだけでなく、年間を通して、パワーコンディショナの出力電圧を昇圧する変圧器が高効率の状態で運転される時間をできるだけ長くする必要がある。   In order to efficiently operate the photovoltaic power generation system connected to the grid, not only the loss generated in the DC / AC converter of the power conditioner is reduced, but also the output voltage of the power conditioner is boosted throughout the year. It is necessary to maximize the time that the transformer is operated in a highly efficient state.

変圧器の出力をＰo、変圧器内で生じる損失をＰｌとすると、変圧器の効率ηは、η＝Ｐo／（Ｐo＋Ｐｌ）で与えられる。変圧器内で生じる損失Ｐlは、無負荷損（主として鉄損）と負荷損（主として銅損）とからなる。変圧器の効率は、変圧器の負荷率ｍにより変り、負荷率がある値を示したときに最大値を示す。   Assuming that the output of the transformer is Po and the loss generated in the transformer is Pl, the efficiency η of the transformer is given by η = Po / (Po + Pl). The loss Pl generated in the transformer is composed of no-load loss (mainly iron loss) and load loss (mainly copper loss). The efficiency of the transformer varies depending on the load factor m of the transformer, and shows a maximum value when the load factor shows a certain value.

一般に電力系統においては、平均需要電力と最大需要電力との比を負荷率といっているが、変圧器の負荷率ｍは、変圧器の出力Ｐoと変圧器の定格出力Ｐnとの比（Ｐo／Ｐn）により与えられる。太陽光発電設備においては、日照強度により太陽光発電部の出力が変化し、太陽光発電部の出力により変圧器の出力が変化するため、変圧器の負荷率は日照強度の変化により変化し、日照強度の増減により変圧器の負荷率が増減する。ある日照強度で太陽光発電部が出力を発生しているときに変圧器の負荷率が効率を最大にする値になるように変圧器の特性を選定しておいたとしても、日照強度が低下すれば変圧器の負荷率も低下するため、変圧器の効率は低下してしまう。   In general, in a power system, the ratio between average demand power and maximum demand power is referred to as a load factor, but the load factor m of a transformer is the ratio of the transformer output Po to the transformer rated output Pn (Po / Pn). In solar power generation equipment, the output of the solar power generation unit changes due to the intensity of sunlight, and the output of the transformer changes due to the output of the solar power generation unit, so the load factor of the transformer changes due to a change in the intensity of sunlight. The load factor of the transformer increases or decreases due to the increase or decrease in sunshine intensity. Even if the characteristics of the transformer are selected so that the load factor of the transformer becomes the value that maximizes the efficiency when the photovoltaic power generation unit generates output at a certain sunshine intensity, the sunshine intensity decreases. If so, the load factor of the transformer also decreases, and the efficiency of the transformer decreases.

特許文献１に記載された発明では、パワーコンディショナと配電系統との間に設ける変圧器としてアモルファス変圧器を用いることにより変圧器で生じる損失の低減を図るようにしているが、アモルファス変圧器を用いても、日照強度の変化により変圧器の負荷率が変化することに変りはなく、日照強度が低下して負荷率が低下すれば変圧器の効率が低下することに変りはない。   In the invention described in Patent Document 1, an amorphous transformer is used as a transformer provided between the power conditioner and the power distribution system so as to reduce loss generated in the transformer. Even if it is used, there is no change in the load factor of the transformer due to a change in the sunshine intensity, and there is no change in the efficiency of the transformer if the sunshine intensity is reduced and the load factor is reduced.

太陽光発電設備用系統連系装置に設ける変圧器を効率よく運転するためには、年間を通して、その負荷率ｍが、効率ηを最大にする値付近の値を示す状態で運転される時間をできるだけ長くする必要がある。そのためには、例えば、発電設備の設置箇所で１年以上の十分に長い期間（例えば１年〜数年の期間）に亘って太陽光発電部の出力の経時変化を実測することにより集めたデータに基づいて、実測された頻度が高い出力を太陽光発電部が発生しているとき、又は太陽光発電部が平均的な出力を発生しているときに、変圧器の負荷率がその効率を最大にする負荷率付近の値を示すように、変圧器の特性を選定しておくことが考えられる。   In order to efficiently operate the transformer provided in the grid interconnection device for photovoltaic power generation facilities, the time during which the load factor m is operated in a state in which the load factor m shows a value near the value that maximizes the efficiency η is set throughout the year. It should be as long as possible. For that purpose, for example, data collected by actually measuring changes in the output of the photovoltaic power generation unit over a sufficiently long period (for example, a period of one year to several years) of one year or more at the location where the power generation equipment is installed. Based on the above, when the photovoltaic power generation unit generates an output with a high frequency measured, or when the photovoltaic power generation unit generates an average output, the load factor of the transformer It is conceivable to select the characteristics of the transformer so that the value near the load factor to be maximized is shown.

しかしながら、実際には、日照強度が弱い日も年間を通じて多くあり、太陽光発電部の出力が実測された頻度が高い出力に達しない日も多くあるため、上記のように変圧器装置を単一の変圧器により構成した場合には、変圧器の特性をどのように選定しても、変圧器を効率が低い状態で運転せざるを得ない日が相当に多く生じることになるのを避けられない。   However, in reality, there are many days with low sunshine intensity throughout the year, and there are many days when the output of the solar power generation unit is not measured so frequently. Therefore, a single transformer device is used as described above. In this case, no matter how the transformer characteristics are selected, it can be avoided that there will be a considerable number of days when the transformer must be operated with low efficiency. Absent.

またある年の太陽電池の出力の経時変化の実測結果に基づいて変圧器の特性を選定しても、次の年の日照強度の経時変化が同じように推移するとは限らず、太陽電池が同じように発電するとは限らないため、選定した変圧器の特性が最適であるとは必ずしも言えないおそれがある。   In addition, even if the characteristics of the transformer are selected based on the measurement results of the change in the output of the solar cell in one year, the change in the sunshine intensity in the next year does not always change in the same way. Therefore, it may not be said that the characteristics of the selected transformer are optimal.

本発明の目的は、日照強度がある程度以上強く、太陽電池が相当の出力を発生しているときはもちろん、日照強度が比較的弱く、太陽光発電部が低い出力しか発生することができない状態でも変圧器を効率が高い状態で運転することを可能にすることにより、変圧器装置が低効率の状態で運転される時間を従来よりも短くして、年間を通しての変圧器装置の効率を従来よりも改善することができるようにした太陽光発電設備用系統連系装置を提供することにある。   The purpose of the present invention is not only when the sunshine intensity is higher than a certain level and the solar cell is generating a considerable output, but also when the sunshine intensity is relatively weak and the solar power generation unit can only generate a low output. By allowing the transformer to operate at high efficiency, the time during which the transformer device is operated in a low efficiency state is shorter than before, and the efficiency of the transformer device throughout the year is improved. Another object of the present invention is to provide a grid interconnection device for photovoltaic power generation equipment that can be improved.

本発明は、太陽光発電部が出力する直流電力を商用周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、該ＤＣ／ＡＣ変換部の出力電圧を昇圧して配電系統に供給する変圧器装置とを備えた太陽光発電設備用系統連系装置に適用される。   The present invention relates to a DC / AC conversion unit that converts DC power output from a solar power generation unit into AC power of commercial frequency, and a transformer device that boosts the output voltage of the DC / AC conversion unit and supplies it to a distribution system It is applied to the grid interconnection apparatus for photovoltaic power generation facilities provided with.

この種の連系装置において、変圧器が低い効率で運転される日を少なくして年間を通しての変圧器装置の効率を可能な限り高めるためには、日照強度が弱く、太陽光発電部が低い出力しか発生することができない状態でも変圧器をできるだけ効率が高い状態で運転することができるようにしておくことが好ましい。そのため、本発明においては、上記変圧器装置が、ＤＣ/ＡＣ変換部の出力電圧を変圧して配電系統に供給する変圧器として、並列運転される第１の変圧器と第２の変圧器とを備えていて、第１の変圧器の定格容量と第２の変圧器の定格容量との和が太陽光発電部の最大出力以上に設定されている。本発明においてはまた、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力以上であるときに第１の変圧器及び第２の変圧器の効率を設定効率以上に保つように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に対して第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御する入力配分制御部が設けられている。上記ＤＣ／ＡＣ変換部の設定出力は、第１及び第２の変圧器を、それぞれの効率を設定された効率（設定効率）以上として運転することができるＤＣ／ＡＣ変換部の出力（太陽光発電部の出力）の範囲の下限値を与えるものである。   In order to increase the efficiency of the transformer device throughout the year as much as possible by reducing the days when the transformer is operated with low efficiency in this type of interconnection device, the sunlight intensity is weak and the photovoltaic power generation unit is low It is preferable to allow the transformer to be operated as efficiently as possible even when only output can be generated. Therefore, in the present invention, the transformer device transforms the output voltage of the DC / AC converter and supplies it to the power distribution system, and the first transformer and the second transformer that are operated in parallel. The sum of the rated capacity of the first transformer and the rated capacity of the second transformer is set to be equal to or greater than the maximum output of the photovoltaic power generation unit. In the present invention, when the output of the DC / AC converter is equal to or higher than the set output, the output of the DC / AC converter is maintained so that the efficiency of the first transformer and the second transformer is equal to or higher than the set efficiency. On the other hand, an input distribution control unit for controlling the distribution of inputs to the first and second transformers is provided. The setting output of the DC / AC conversion unit is the output of the DC / AC conversion unit (solar light) capable of operating the first and second transformers with their respective efficiencies set higher than the set efficiency (setting efficiency). The lower limit of the range of the output of the power generation unit) is given.

本発明で用いるＤＣ／ＡＣ変換部は、太陽光発電部が出力する直流電力を単相交流電力に変換するものでもよく、太陽光発電部が出力する直流電力を三相交流電力に変換するものでもよい。当然のことながら、ＤＣ／ＡＣ変換部が単相交流電力を出力する場合、第１及び第２の変圧器は単相変圧器であり、ＤＣ／ＡＣ変換部が三相交流電力を出力する場合、第１及び第２の変圧器は三相変圧器、又は三相結線された変圧器である。第１の変圧器及び第２の変圧器は、両者の定格容量の和が太陽光発電部の最大出力以上であればよく、両変圧器の容量は等しくてもよく、異なっていてもよい。   The DC / AC conversion unit used in the present invention may convert DC power output from the solar power generation unit into single-phase AC power, or convert DC power output from the solar power generation unit into three-phase AC power. But you can. Naturally, when the DC / AC converter outputs single-phase AC power, the first and second transformers are single-phase transformers, and the DC / AC converter outputs three-phase AC power. The first and second transformers are three-phase transformers or three-phase connected transformers. The 1st transformer and the 2nd transformer should just be more than the maximum output of a photovoltaic power generation part, and the capacity | capacitance of both transformers may be equal, and may differ.

上記のように、変圧器装置に第１の変圧器と第２の変圧器とを設けて、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力を超えているときに第１及び第２の変圧器の効率を設定効率以上に保つように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に対して第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御するように構成しておくと、第１の変圧器及び第２の変圧器のそれぞれの効率対負荷率特性を適確に設定すると共に、第１の変圧器及び第２の変圧器にそれぞれ与える入力の配分の制御を適確に行うことにより、変圧器装置を設定された範囲の効率で運転することができるＤＣ／ＡＣ変換部の出力（太陽光発電部の出力）の下限値を、１台の変圧器により変圧器装置を構成していた従来の連系装置に比べて大幅に引き下げることができる。従って、日照がかなり弱い状態でも変圧器装置を高効率で運転することができ、変圧器装置が低効率の状態で運転される時間を従来よりも大幅に短くして、年間を通しての変圧器装置の効率を改善することができる。   As described above, the transformer device is provided with the first transformer and the second transformer, and when the output of the DC / AC converter exceeds the set output, the first and second transformers If it is configured to control the distribution of inputs to the first and second transformers with respect to the output of the DC / AC converter so as to keep the efficiency at or above the set efficiency, the first transformer and By appropriately setting the efficiency-to-load factor characteristics of each of the second transformers and appropriately controlling the distribution of inputs given to the first transformer and the second transformer, The lower limit value of the output of the DC / AC conversion unit (output of the photovoltaic power generation unit) that can operate the device with the efficiency of the set range is a conventional transformer device configured by one transformer. It can be greatly reduced compared to the interconnection device. Therefore, the transformer device can be operated with high efficiency even when the sunshine is considerably weak, and the time during which the transformer device is operated in a low efficiency state is significantly shorter than before, so that the transformer device can be operated throughout the year. Efficiency can be improved.

本発明の一態様では、上記入力配分制御部を、ＤＣ／ＡＣ変換部から第１の変圧器に入力する電力及びＤＣ／ＡＣ変換部から第２の変圧器に入力する電力の内のいずれか一方を調整する入力調整部と、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力を超えているときに、第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる配分とするように入力調整部を制御する入力制御部とを備えた構成とする。   In one aspect of the present invention, the input distribution control unit is any one of the power input from the DC / AC conversion unit to the first transformer and the power input from the DC / AC conversion unit to the second transformer. When the output of the input adjustment unit that adjusts one side and the output of the DC / AC conversion unit exceeds the set output, the input distribution to the first and second transformers exceeds the set efficiency. And an input control unit that controls the input adjustment unit so that the distribution can be maintained.

本発明の更に他の態様では、入力配分制御部を、ＤＣ／ＡＣ変換部から第１の変圧器に入力される電力を調整する第１の入力調整部と、ＤＣ／ＡＣ変換部から第２の変圧器に入力される電力を調整する第２の入力調整部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力を超えているときに、第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる配分とするようにＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて第１の入力調整部及び第２の入力調整部を制御する入力制御部とを備えた構成とする。   In still another aspect of the present invention, the input distribution control unit includes a first input adjustment unit that adjusts power input from the DC / AC conversion unit to the first transformer, and a second input from the DC / AC conversion unit. A second input adjusting unit that adjusts the power input to the transformer of the power supply, and distribution of inputs to the first and second transformers when the output of the DC / AC converter exceeds a set output Control unit that controls the first input adjustment unit and the second input adjustment unit in accordance with the output of the DC / AC conversion unit so that the efficiency of both transformers can be maintained to be equal to or higher than the set efficiency. It is set as the structure provided with.

上記のように第１の変圧器及び第２の変圧器のそれぞれに対して入力調整部を設けておくと、第１の変圧器及び第２の変圧器への入力配分を個別に制御することができるため、変圧器装置を高い効率で運転することができる負荷率の範囲を広くして、変圧器装置が低効率の状態で運転される時間をより短くすることができ、年間を通しての変圧器装置の効率の改善をより適確に図ることができる。   As described above, when the input adjustment unit is provided for each of the first transformer and the second transformer, the input distribution to the first transformer and the second transformer is individually controlled. Therefore, it is possible to widen the range of load factor at which the transformer device can be operated with high efficiency, and to shorten the time during which the transformer device is operated in a low efficiency state. It is possible to improve the efficiency of the device more accurately.

本発明の更に他の態様では、上記入力制御部が、第１及び第２の変圧器への入力の配分を、第１及び第２の変圧器の効率を設定効率以上に保ち、かつ第１及び第２の変圧器のうち、効率がより高い方の変圧器により多くの電力を入力する配分とするように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて第１の入力調整部及び第２の入力調整部を制御する。   In still another aspect of the present invention, the input control unit distributes the input to the first and second transformers, maintains the efficiency of the first and second transformers above the set efficiency, and And the second input transformer, the first input adjusting unit and the second input unit according to the output of the DC / AC converter so as to distribute more power to the higher efficiency transformer. Control the input adjuster.

上記のように構成すると、第１及び第２の変圧器のうち、効率がより高い方の変圧器により多くの電力を負担させて、変圧器装置で生じる損失の低減を図ることができる。   If comprised as mentioned above, more electric power will be borne by the transformer with higher efficiency among the 1st and 2nd transformers, and reduction of the loss which arises in a transformer device can be aimed at.

本発明の好ましい態様では、変圧器装置と配電系統との間に、太陽光発電設備を配電系統と連系させるために必要な保護動作を行う連系保護装置が設けられる。この連系保護装置は、第１の変圧器及び第２の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする開閉器を備えていて、前記保護動作の他に、ＤＣ／ＡＣ変換部が負荷を駆動し得る出力を発生していないときに開閉器を開き、ＤＣ／ＡＣ変換部が負荷を駆動し得る出力を発生しているときに開閉器を閉じる動作を行うように構成されている。   In a preferred aspect of the present invention, an interconnection protection device is provided between the transformer device and the distribution system to perform a protection operation necessary to link the photovoltaic power generation facility with the distribution system. This interconnection protection device includes a switch for turning on and off a circuit between the first transformer and the second transformer and the power distribution system. In addition to the protection operation, the DC / AC conversion unit is loaded. The switch is opened when an output capable of driving the switch is not generated, and the switch is closed when the DC / AC converter generates an output capable of driving the load.

上記開閉器は、事故電流を遮断する機能を有する遮断器でもよく、負荷開閉器のように、負荷電流を開閉する機能を有する開閉器でもよい。また遮断器とは別個に設けられて、該遮断器に対して直列に接続された開閉器であってもよい。   The switch may be a circuit breaker having a function of interrupting an accident current, or a switch having a function of switching a load current, such as a load switch. Moreover, the switch provided separately from the circuit breaker and connected in series to the circuit breaker may be used.

上記のように構成しておくと、太陽光発電部が発電を停止しているときに配電系統から変圧器の二次側に電圧が印加されて変圧器で無用な励磁損失が生じるのを防ぐことができるため、変圧器で生じる損失のいっそうの低減を図ることができる。   When configured as described above, when the photovoltaic power generation unit stops generating power, a voltage is applied from the distribution system to the secondary side of the transformer to prevent unnecessary excitation loss from occurring in the transformer. Therefore, the loss generated in the transformer can be further reduced.

本発明の他の態様では、連系保護装置が、第１の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする第１の開閉器と、第２の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする第２の開閉器とを備えている。この場合連系保護装置は、入力配分制御部が第１の変圧器への入力を零にしている間第１の開閉器をオフ状態にし、入力配分制御部が第２の変圧器への入力を零にしている間第２の開閉器をオフ状態にするように構成される。   In another aspect of the present invention, the interconnection protection device includes a first switch that turns on and off a circuit between the first transformer and the power distribution system, and a circuit between the second transformer and the power distribution system. And a second switch for turning on and off. In this case, the interconnection protection device turns off the first switch while the input distribution control unit sets the input to the first transformer to zero, and the input distribution control unit inputs to the second transformer. The second switch is configured to be in an OFF state while is set to zero.

このように構成しておくと、第１及び第２の変圧器のうちの一方への入力が零にされたときに、入力が零にされた変圧器が、他の変圧器側から、又は配電系統側から励磁されて損失が生じるのを防ぐことができる。   With this configuration, when the input to one of the first and second transformers is zeroed, the transformer with the zeroed input is from the other transformer side, or It is possible to prevent loss due to excitation from the distribution system side.

以上のように、本発明によれば、太陽光発電部の直流出力を交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と配電系統との間に設ける変圧器装置に第１の変圧器と第２の変圧器とを設けるとともに、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定値を超えているときに、第１及び第２の変圧器の効率を設定値以上に保つように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に対して第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御する入力配分制御部を設けたので、変圧器装置全体を設定された範囲の効率で運転することができるＤＣ／ＡＣ変換部の出力の下限値を、１台の変圧器により変圧器装置を構成していた従来の連系装置に比べて大幅に引き下げることができ、変圧器装置が低効率の状態で運転される時間を従来より短くして、年間を通しての変圧器装置の効率を改善することができる。   As described above, according to the present invention, the first transformer and the second transformer are provided in the transformer device provided between the DC / AC conversion unit that converts the DC output of the photovoltaic power generation unit into AC power and the distribution system. A transformer, and when the output of the DC / AC converter exceeds the set value, the output of the DC / AC converter is maintained so as to keep the efficiency of the first and second transformers at or above the set value. Since the input distribution control unit that controls the distribution of the input to the first and second transformers is provided, the DC / AC conversion unit that can operate the entire transformer device with the efficiency within the set range. The lower limit of the output of the transformer can be greatly reduced compared to the conventional interconnection device that constitutes the transformer device by one transformer, and the time for which the transformer device is operated in a low efficiency state can be reduced. It can be shorter than before to improve the efficiency of transformer equipment throughout the year. That.

本発明の一実施形態の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施形態の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of other embodiment of this invention. 本発明の各実施形態で用いることができる入力調整部の構成例を示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the structural example of the input adjustment part which can be used by each embodiment of this invention. 本実施形態で用いる第１及び第２の変圧器の効率対負荷率特性の一例を示したグラフである。It is the graph which showed an example of the efficiency versus load factor characteristic of the 1st and 2nd transformer used by this embodiment.

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係る太陽光発電設備用系統連系装置の一実施形態の構成を概略的に示したもので、同図において１は太陽光発電部、２は太陽光発電部１が出力する直流電力を商用周波数の交流電力に変換するとともに、電圧及び周波数の安定化を図るパワーコンディショナ、３は２．２ｋＶ〜３．３ｋＶの高圧配電線を有する配電系統、４はパワーコンディショナ２の出力電圧（１００Ｖ又は２００Ｖ）を高圧配電線に供給するために昇圧する変圧器装置、５は変圧器装置４と高圧配電線との間に挿入された連系保護装置である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an embodiment of a grid interconnection device for a photovoltaic power generation facility according to the present invention. In the figure, 1 is a photovoltaic power generation unit, 2 is an output from the photovoltaic power generation unit 1 The power conditioner that converts the DC power to be converted into AC power of the commercial frequency and stabilizes the voltage and frequency, 3 is a power distribution system having a high voltage distribution line of 2.2 kV to 3.3 kV, and 4 is the power conditioner 2 The transformer device 5 for boosting the output voltage (100V or 200V) to the high-voltage distribution line is an interconnection protection device inserted between the transformer device 4 and the high-voltage distribution line.

本実施形態では、変圧器装置４が、パワーコンディショナ２の出力電圧を昇圧して配電系統に供給する変圧器として、並列運転される第１の変圧器４Ａと第２の変圧器４Ｂとを備えていて、第１の変圧器４Ａの定格容量Ｗ1（ｋＶＡ）と第２の変圧器４Ｂの定格容量Ｗ2（ｋＶＡ）との和が太陽光発電部１の最大出力Ｗmax（ｋＶＡ）以上に設定されている。第１の変圧器４Ａの定格容量Ｗ1（ｋＶＡ）と第２の変圧器４Ｂの定格容量Ｗ2（ｋＶＡ）は等しくてもよく、異なっていてもよいが、本実施形態では、Ｗ1＝Ｗ2＝Ｗmax／２であるとする。第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂは並列運転されるものであるので、当然のことながら、これらの変圧器としては、出力電圧の大きさ及び位相が等しい、二次巻線の極性が等しい、両変圧器の％抵抗降下及び％リアクタンス降下がそれぞれほぼ等しい等の並列運転を許容するための条件を満たしているものを用いる。   In the present embodiment, the transformer device 4 boosts the output voltage of the power conditioner 2 and supplies the first transformer 4A and the second transformer 4B operated in parallel as transformers that supply the distribution system. And the sum of the rated capacity W1 (kVA) of the first transformer 4A and the rated capacity W2 (kVA) of the second transformer 4B is set to be equal to or greater than the maximum output Wmax (kVA) of the photovoltaic power generation unit 1. Has been. The rated capacity W1 (kVA) of the first transformer 4A and the rated capacity W2 (kVA) of the second transformer 4B may be equal or different. In this embodiment, W1 = W2 = Wmax. Suppose that it is / 2. Since the first transformer 4A and the second transformer 4B are operated in parallel, it is natural that these transformers include secondary windings having the same output voltage magnitude and phase. The ones satisfying the conditions for allowing parallel operation such as the same polarity and the% resistance drop and% reactance drop of both transformers are approximately equal.

太陽光発電部１は、ソーラパネル（太陽電池）のアレイからなっていて、日照を受けたときに直流電力を発生する。一般に太陽光発電部の出力は日照強度［ｋＷ／ｍ２］の二次関数であるが、その出力と日照強度との関係を与える曲線はほぼ直線に近く、殆どの場合、太陽光発電部の出力は日照強度にほぼ比例するとみなすことができる。 The solar power generation unit 1 is composed of an array of solar panels (solar cells), and generates DC power when receiving sunlight. In general, the output of the photovoltaic power generation unit is a quadratic function of the sunshine intensity [kW / m 2 ], but the curve that gives the relationship between the output and the sunshine intensity is almost a straight line. It can be considered that the output is almost proportional to the sunshine intensity.

太陽光発電部１の出力は、逆流阻止ダイオードと直流開閉器（何れも図示せず。）とを通してパワーコンディショナ２に入力される。パワーコンディショナ２は、太陽光発電部１が出力する直流電力を、配電系統を流れている交流電力と同期した商用周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部２Ａと、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第１及び第２の変圧器４Ａ及び４Ｂに与える入力の配分を制御する入力配分制御部２Ｂとを備えている。   The output of the photovoltaic power generation unit 1 is input to the power conditioner 2 through a backflow prevention diode and a DC switch (both not shown). The power conditioner 2 includes a DC / AC conversion unit 2A that converts DC power output from the photovoltaic power generation unit 1 into AC power having a commercial frequency synchronized with AC power flowing through the distribution system, and a DC / AC conversion unit. And an input distribution control unit 2B that controls the distribution of inputs given from 2A to the first and second transformers 4A and 4B.

ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａは例えば、太陽光発電部１の直流出力電圧を昇圧する昇圧回路（チョッパ回路やＤＣ−ＤＣコンバータ等）と、昇圧回路により昇圧された直流電力を、配電系統を流れる交流電力と同期させて商用周波数の交流電力に変換するインバータとにより構成される。   The DC / AC conversion unit 2A is, for example, a booster circuit (such as a chopper circuit or a DC-DC converter) that boosts the DC output voltage of the photovoltaic power generation unit 1, and the AC power that is boosted by the booster circuit through the distribution system. It is comprised with the inverter converted into alternating current power of commercial frequency synchronizing with electric power.

一般にソーラパネルは、負荷電流の増大に伴って出力電圧が低下する特性を有し、太陽光発電部の出力電力対負荷電流特性は、負荷電流の増大に伴って出力電力が増大してピークに達した後減少に転じる山形の特性を有する。そのため、パワーコンディショナのＤＣ／ＡＣ変換部２Ａにおいては、太陽光発電部から取り出す電流を、該発電部の出力を最大にする値に保つように制御する最大出力追従制御が行われる。パワーコンディショナの出力を直接需要家の負荷にも供給する場合には、ＤＣ／ＡＣ変換部が１００Ｖの単相交流電力又は２００Ｖの三相交流電力を出力するように構成される。   Generally, a solar panel has a characteristic that the output voltage decreases as the load current increases, and the output power vs. load current characteristic of the photovoltaic power generation unit peaks as the output power increases as the load current increases. It has a mountain-shaped characteristic that turns to decrease after reaching. Therefore, in the DC / AC conversion unit 2A of the power conditioner, maximum output follow-up control is performed in which the current extracted from the solar power generation unit is controlled so as to maintain a value that maximizes the output of the power generation unit. When supplying the output of the power conditioner directly to the load of the consumer, the DC / AC conversion unit is configured to output 100V single-phase AC power or 200V three-phase AC power.

入力配分制御部２Ｂは、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が設定出力以上であるときに第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂの効率を設定効率以上に保つように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に対して第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御する部分である。本実施形態では、この入力配分制御部２Ｂが、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第１の変圧器４Ａに入力する電力を調整する入力調整部２B1と、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力を検出する出力検出部２B2と、出力検出部２B2により検出されたＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力を超えているときに、第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる配分とするように入力調整部を制御する入力制御部２B3とにより構成されている。   The input distribution control unit 2B controls the DC / AC so as to keep the efficiency of the first transformer 4A and the second transformer 4B at or above the set efficiency when the output of the DC / AC converter 2A is at or above the set output. It is a part which controls distribution of the input to the 1st and 2nd transformer with respect to the output of a conversion part. In the present embodiment, the input distribution control unit 2B detects the output of the DC / AC conversion unit 2A and the input adjustment unit 2B1 that adjusts the power input to the first transformer 4A, and the output of the DC / AC conversion unit 2A. When the outputs of the output detector 2B2 and the DC / AC converter detected by the output detector 2B2 exceed the set output, the distribution of the inputs to the first and second transformers is The input control unit 2B3 controls the input adjustment unit so that the efficiency can be kept higher than the set efficiency.

なお本実施形態では、第１の変圧器４Ａに入力する電力を調整するように入力調整部２B1を設けているが、入力調整部２B1は、ＤＣ／ＡＣ変換部から第１の変圧器４Ａに入力する電力及びＤＣ／ＡＣ変換部から第２の変圧器４Ｂに入力する電力の内のいずれか一方を調整するように設ければよく、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第２の変圧器４Ｂへの入力を調整するように設けてもよい。   In this embodiment, the input adjustment unit 2B1 is provided so as to adjust the power input to the first transformer 4A. However, the input adjustment unit 2B1 is changed from the DC / AC conversion unit to the first transformer 4A. What is necessary is just to provide so that any one of the electric power input and the electric power input into the 2nd transformer 4B from DC / AC conversion part may be adjusted, and it is from DC / AC conversion part 2A to 2nd transformer 4B. May be provided so as to adjust the input.

入力調整部２B1は、変圧器への入力の大きさを調整し得るものであれば如何なるものでもよいが、本実施形態では、図４に示したように、逆並列接続された単方向性の制御整流素子（サイリスタ）Ｑ１及びＱ２からなる交流スイッチ回路により入力調整部２B1が構成されていて、制御整流素子Ｑ１及びＱ２をオン状態にする位相を制御することにより、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第１の変圧器４Ａに与えられる入力を０〜１００％の範囲で調整し得るようになっている。   The input adjustment unit 2B1 may be anything as long as it can adjust the magnitude of the input to the transformer. In the present embodiment, as shown in FIG. The input adjustment unit 2B1 is configured by an AC switch circuit composed of control rectifier elements (thyristors) Q1 and Q2. By controlling the phase at which the control rectifier elements Q1 and Q2 are turned on, the DC / AC conversion unit 2A The input given to the first transformer 4A can be adjusted in the range of 0 to 100%.

なお入力調整部２B1を交流スイッチ回路により構成する場合、該スイッチ回路は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のオンオフ制御が自在なスイッチ素子（駆動信号が与えられている間だけオン状態になるスイッチ素子）を逆並列接続して構成した回路からなっていていもよい。これらのスイッチ素子からなるスイッチ回路を入力調整部２B1として用いる場合には、スイッチ回路を構成しているスイッチ素子のゲートにデューティ比が０から１００％まで変化するパルス波形のＰＷＭ信号を駆動信号として与えて、該スイッチ素子をＰＷＭ制御することにより、変圧器への入力を０から１００％の範囲で調整することができる。   When the input adjustment unit 2B1 is configured by an AC switch circuit, the switch circuit reverses a switch element that can be turned on and off, such as a MOSFET or IGBT (a switch element that is turned on only while a drive signal is applied). It may consist of a circuit configured by parallel connection. When a switch circuit composed of these switch elements is used as the input adjustment unit 2B1, a PWM signal having a pulse waveform with a duty ratio varying from 0 to 100% is used as a drive signal at the gate of the switch element constituting the switch circuit. By giving and PWM controlling the switch element, the input to the transformer can be adjusted in the range of 0 to 100%.

連系保護装置５は、太陽光発電設備を配電系統３と連系させるために必要な保護動作を行う装置で、通常は変圧器装置４と配電系統との間の回路を開閉する開閉器を備えていて、変圧器装置４が出力する電圧が過大になったり、変圧器装置４が出力する電圧の周波数が変動したり（商用周波数からずれたり）、系統の事故時に太陽光発電設備が単独運転状態になって事故点に事故電流を供給するおそれが生じたりしたとき等に開閉器を開いて、太陽光発電設備を解列する（電力会社の系統から切り離す）機能を果たす。上記開閉器は、事故電流を遮断する機能を有する遮断器でもよく、負荷開閉器のように、負荷電流を開閉する機能を有する開閉器でもよい。また遮断器とは別個に設けられて、該遮断器に対して直列に接続された開閉器であってもよい。   The interconnection protection device 5 is a device that performs a protection operation necessary to link the photovoltaic power generation facility to the distribution system 3, and usually includes a switch that opens and closes a circuit between the transformer device 4 and the distribution system. Provided, the voltage output from the transformer device 4 becomes excessive, the frequency of the voltage output from the transformer device 4 fluctuates (deviates from the commercial frequency), or the photovoltaic power generation equipment is independent in the event of a system failure Opening the switch and disconnecting the solar power generation facility (separating from the power company system) when the operating state is in danger of supplying an accident current to the accident point. The switch may be a circuit breaker having a function of interrupting an accident current, or a switch having a function of switching a load current, such as a load switch. Moreover, the switch provided separately from the circuit breaker and connected in series to the circuit breaker may be used.

本実施形態では、出力検出部２B2により検出されたＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が零であるときに上記開閉器を開き、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａが出力を開始したときに上記遮断器を投入するように連系保護装置５が構成されている。このように構成しておくと、太陽光発電部が発電を停止しているときに配電系統から変圧器の二次側に電圧が印加されて変圧器で無用な励磁損失が生じるのを防ぐことができるため、変圧器で生じる損失のよりいっそうの低減を図ることができる。   In the present embodiment, the switch is opened when the output of the DC / AC converter 2A detected by the output detector 2B2 is zero, and the circuit breaker is opened when the DC / AC converter 2A starts output. The interconnection protection device 5 is configured to be charged. With this configuration, it is possible to prevent unnecessary excitation loss from being generated in the transformer due to voltage being applied from the distribution system to the secondary side of the transformer when the photovoltaic power generation unit is not generating power. Therefore, the loss caused by the transformer can be further reduced.

図５を参照すると、本実施形態で用いる第１の変圧器４Ａと第２の変圧器４Ｂの特性（効率対負荷率特性）の一例が示されている。同図において縦軸は変圧器の効率ηを示し、横軸は変圧器の負荷率ｍ［％］を示している。第１の変圧器４Ａは、図５に曲線ａで示したように、負荷率が大きい範囲で高い効率が得られるように構成され、第２の変圧器４Ｂは、曲線ｂで示したように、負荷率が小さい範囲で高い効率を示すように構成されている。第１の変圧器４Ａは、負荷率ｍがほぼ５５％のときに効率ηが最大（ほぼ９９．４％）になり、第２の変圧器４Ｂは、負荷率ｍがほぼ３０％のときに効率ηが最大（ほぼ９９．３５％）になる。また負荷率ｍがほぼ４５％のときに、第１の変圧器４Ａの効率と第２の変圧器４Ｂの効率とが等しくなって曲線ａとｂとが交差する。何れの変圧器も、負荷率が効率の最大値を与える負荷率（最大効率時負荷率）よりも小さくなる領域で、負荷率の減少に伴って効率が大きく低下する特性を有するが、負荷率が最大効率時負荷率を超える領域においては、負荷率の増大に伴う効率の低下が僅かである。効率対負荷率特性曲線が図５に示されたような形をとる特性は、トップランナー変圧器等、電力用の変圧器が示す典型的な特性の一例である。   Referring to FIG. 5, an example of the characteristics (efficiency versus load factor characteristics) of the first transformer 4A and the second transformer 4B used in the present embodiment is shown. In the figure, the vertical axis represents the efficiency η of the transformer, and the horizontal axis represents the load factor m [%] of the transformer. The first transformer 4A is configured so as to obtain high efficiency in a range where the load factor is large, as indicated by a curve a in FIG. 5, and the second transformer 4B is configured as indicated by a curve b. In addition, it is configured to show high efficiency in a range where the load factor is small. The first transformer 4A has the maximum efficiency η (approximately 99.4%) when the load factor m is approximately 55%, and the second transformer 4B is configured when the load factor m is approximately 30%. The efficiency η is maximized (approximately 99.35%). When the load factor m is approximately 45%, the efficiency of the first transformer 4A and the efficiency of the second transformer 4B become equal and the curves a and b intersect. Each transformer has a characteristic in which the efficiency decreases greatly as the load factor decreases in a region where the load factor is smaller than the load factor that gives the maximum efficiency value (load factor at maximum efficiency). In the region where the load factor exceeds the maximum efficiency load factor, the decrease in efficiency due to the increase in the load factor is slight. The characteristic in which the efficiency vs. load factor characteristic curve is as shown in FIG. 5 is an example of a typical characteristic exhibited by a power transformer such as a top runner transformer.

ここで、一例として、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの最大出力を１０００ｋＶＡとし、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂのそれぞれの定格容量を５００ｋＶＡとする。また各変圧器（定格容量５００ｋＶＡ）を目標とする範囲の効率で運転するＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力範囲の下限を与える設定値（設定出力）を７５ｋＶＡとし、設定効率を９９．００％とする。即ち、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａが設定出力（７５ｋＶＡ）以上の出力を発生しているときに、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂを共に、効率が設定効率９９．００％を下回らない状態で運転することを目標とするものとする。   Here, as an example, the maximum output of the DC / AC converter 2A is 1000 kVA, and the rated capacities of the first transformer 4A and the second transformer 4B are 500 kVA. In addition, the setting value (setting output) that gives the lower limit of the output range of the DC / AC conversion unit 2A that operates each transformer (rated capacity 500 kVA) with the efficiency of the target range is set to 75 kVA, and the setting efficiency is 99.00%. To do. That is, when the DC / AC converter 2A generates an output that is equal to or higher than the set output (75 kVA), the efficiency of both the first transformer 4A and the second transformer 4B is 99.00%. The goal is to drive under conditions that do not fall below.

このように、第１及び第２の変圧器の定格容量と、ＤＣ／ＡＣ変換部の設定出力と、第1及び第２の変圧器の設定効率（目標とする効率の範囲の下限値）とを設定した場合、効率対負荷率特性が曲線ａで与えられる第１の変圧器４Ａは、負荷率ｍが３５％以上であるとき（ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから１７５ｋＶＡ以上の電力が入力されているとき）に、効率を設定効率（９９．００％）以上に保って運転することができる。また効率対負荷率特性が曲線ｂで与えられる第２の変圧器４Ｂは、負荷率ｍが１５％以上であるとき（ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから７５ｋＶＡ以上の電力が入力されているとき）に、効率を設定効率以上に保って運転することができる。また第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂの負荷率ｍが４５％未満のとき（それぞれの変圧器への入力が２２５ｋＶＡ未満であるとき）には、第１の変圧器４Ａよりも第２の変圧器４Ｂの方を高い効率で運転することができ、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂの負荷率ｍが４５％以上であるとき（それぞれの変圧器への入力が２２５ｋＶＡ以上であるとき）には、第１の変圧器４Ａを第２の変圧器４Ｂよりも高い効率で運転することができる。   Thus, the rated capacities of the first and second transformers, the set output of the DC / AC converter, the set efficiency of the first and second transformers (the lower limit value of the target efficiency range), When the load factor m is 35% or more, the first transformer 4A whose efficiency vs. load factor characteristic is given by the curve a (the power of 175 kVA or more is input from the DC / AC converter 2A) The operation efficiency can be kept above the set efficiency (99.00%). The second transformer 4B whose efficiency versus load factor characteristic is given by the curve b is when the load factor m is 15% or more (when power of 75 kVA or more is input from the DC / AC converter 2A). It is possible to operate with the efficiency kept above the set efficiency. Further, when the load factor m of the first transformer 4A and the second transformer 4B is less than 45% (when the input to each transformer is less than 225 kVA), the load factor m is higher than that of the first transformer 4A. When the second transformer 4B can be operated with higher efficiency and the load factor m of the first transformer 4A and the second transformer 4B is 45% or more (input to each transformer) 4A), the first transformer 4A can be operated with higher efficiency than the second transformer 4B.

この場合、例えば、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が１台の変圧器で負担できる範囲にあるとき（５００ｋＶＡ以下のとき）に、第１の変圧器４Ａへの入力を０として、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力のすべてを第２の変圧器４Ｂに入力し、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が１台の変圧器で負担できる範囲を超えたとき（５００ｋＶＡを超えたとき）に第１の変圧器４Ｂへの入力を１００％として、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力を第１の変圧器４Ａと第２の変圧器４Ｂとに等分に入力することにより、第１及び第２の変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる。   In this case, for example, when the output of the DC / AC converter 2A is within a range that can be borne by one transformer (less than 500 kVA), the input to the first transformer 4A is set to 0, and the DC / AC When all of the output of the conversion unit 2A is input to the second transformer 4B and the output of the DC / AC conversion unit 2A exceeds the range that can be covered by one transformer (when it exceeds 500 kVA), the first The input to the transformer 4B is 100% and the output of the DC / AC converter 2A is equally input to the first transformer 4A and the second transformer 4B. Transformer efficiency can be kept above set efficiency.

即ち、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５００ｋＶＡ以下であるときには、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力を第２の変圧器のみに入力して、ＤＣ／ＡＣ変換部が設定出力以上（７５ｋＶＡ以上）の出力を発生しているときに第２の変圧器４Ｂの負荷率を１５％以上として、第２の変圧器を設定効率以上の効率で運転することができ、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５００ｋＶＡを超える範囲では、第１及び第２の変圧器の双方に等分に入力を与えることにより、第１の変圧器の負荷率及び第２の変圧器の負荷率を５０％以上として、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる。従って、変圧器装置全体として見ると、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａが７５ｋＶＡ〜１０００ｋＶＡの出力を発生しているときに、第１の変圧器及び第２の変圧器を、それぞれの効率を設定効率以上に保って運転することができる。ＤＣ／ＡＣ変換部の出力を第１の変圧器と第２の変圧器とに等分に入力する状態では、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂの負荷率が５０％を超えるので、図５に示した曲線ａ及びｂのように第１及び第２の変圧器４Ａ及び４Ｂの特性が設定されている場合には、第１の変圧器４Ａを第２の変圧器４Ｂより高効率の状態で運転して、変圧器装置全体の効率を高めることができる。   That is, when the output of the DC / AC conversion unit 2A is 500 kVA or less, the output of the DC / AC conversion unit is input only to the second transformer, and the DC / AC conversion unit exceeds the set output (75 kVA or more). When the output is generated, the load factor of the second transformer 4B is set to 15% or more, and the second transformer can be operated at an efficiency exceeding the set efficiency, and the output of the DC / AC converter 2A is In the range exceeding 500 kVA, by giving equal input to both the first and second transformers, the load factor of the first transformer and the load factor of the second transformer are set to 50% or more. Transformer efficiency can be kept above set efficiency. Accordingly, when viewed as the entire transformer device, when the DC / AC converter 2A generates an output of 75 kVA to 1000 kVA, the efficiency of each of the first transformer and the second transformer exceeds the set efficiency. You can drive while keeping In a state where the output of the DC / AC converter is equally input to the first transformer and the second transformer, the load factor of the first transformer 4A and the second transformer 4B exceeds 50%. Therefore, when the characteristics of the first and second transformers 4A and 4B are set as indicated by the curves a and b shown in FIG. 5, the first transformer 4A is replaced by the second transformer 4B. By operating in a highly efficient state, the efficiency of the entire transformer device can be increased.

従来の系統連系装置では、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力を昇圧する変圧器装置４を１台の変圧器により構成していた。この場合、ＤＣ／ＡＣ変換部の最大出力（今の例では１０００ｋＶＡ）を、図５の曲線ｂのように、負荷率が１５％以上の範囲で効率を設定効率９９．０％以上として運転することができる１台の変圧器に負担させるものとすると、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が１５０ｋＶＡ以下に低下したときに変圧器の負荷率が１５％以下になって、効率を目標とする範囲に保つことができなくなるが、本実施形態のように、変圧器装置を２台の変圧器により構成して、各変圧器に負担させる電力の配分をＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて切り換えるようにすると、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が７５ｋＶＡ〜１５０ｋＶＡの範囲にあるときにも設定効率以上で変圧器を運転することができる。従って本発明によれば、年間を通して変圧器が低い効率で運転される時間を短くすることができ、系統連系装置の効率を従来よりも改善することができる。   In the conventional grid interconnection device, the transformer device 4 that boosts the output of the DC / AC converter is configured by a single transformer. In this case, the maximum output of the DC / AC converter (1000 kVA in the present example) is operated with the efficiency set to 99.0% or more in the range where the load factor is 15% or more as shown by the curve b in FIG. Assuming that one transformer can bear the load, when the output of the DC / AC converter 2A drops to 150 kVA or less, the load factor of the transformer becomes 15% or less, and the target efficiency range However, as in the present embodiment, the transformer device is configured by two transformers, and the distribution of power to be borne by each transformer is switched according to the output of the DC / AC converter. By doing so, the transformer can be operated at a set efficiency or higher even when the output of the DC / AC converter 2A is in the range of 75 kVA to 150 kVA. Therefore, according to the present invention, the time during which the transformer is operated with low efficiency throughout the year can be shortened, and the efficiency of the grid interconnection device can be improved as compared with the conventional case.

図２は、本発明の他の実施形態を示したものである。本実施形態では、入力配分制御部２Ｂが、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第１の変圧器４Ａに入力される電力を調整する第１の入力調整部２B11と、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第２の変圧器４Ｂに入力される電力を調整する第２の入力調整部２B12と、第１及び第２の変圧器４Ａ及び４Ｂへの入力の配分を、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が設定値を超える範囲での変圧器装置４の効率を設定値以上に保つことができる配分とするように、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力に応じて第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御する入力制御部２B3とを備えている。第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12の構成は、図１に示した実施形態で用いた入力調整部２B1の構成と同様である。   FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the input distribution control unit 2B includes the first input adjustment unit 2B11 that adjusts the power input from the DC / AC conversion unit 2A to the first transformer 4A, and the DC / AC conversion unit 2A to the first. The output of the DC / AC conversion unit 2A sets the distribution of the input to the second input adjustment unit 2B12 that adjusts the power input to the second transformer 4B and the first and second transformers 4A and 4B. The first input adjustment unit 2B11 and the second input are set in accordance with the output of the DC / AC conversion unit 2A so that the efficiency of the transformer device 4 in the range exceeding the value can be kept at a set value or more. And an input control unit 2B3 for controlling the adjustment unit 2B12. The configurations of the first input adjustment unit 2B11 and the second input adjustment unit 2B12 are the same as the configuration of the input adjustment unit 2B1 used in the embodiment shown in FIG.

このように第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂのそれぞれに対して入力調整部２B11及び２B12を設けておくと、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂへの入力配分を個別に制御することができるため、変圧器装置４を高い効率で運転することができる負荷率の範囲を広くして、変圧器装置４が低効率の状態で運転される時間をより短くすることができる。   As described above, when the input adjustment units 2B11 and 2B12 are provided for the first transformer 4A and the second transformer 4B, respectively, the input distribution to the first transformer 4A and the second transformer 4B. Can be individually controlled, so that the range of the load factor in which the transformer device 4 can be operated with high efficiency is widened, and the time during which the transformer device 4 is operated in a low efficiency state is further shortened. be able to.

例えば，第１の変圧器４Ａが図５の曲線ａのような効率対負荷率特性を有し、第２の変圧器４Ｂが図５の曲線ｂのような効率対負荷率特性を有している場合、下記の表１のように第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御することにより、変圧器装置４を目標とする範囲の効率で運転することができる。

Figure 2015065719
For example, the first transformer 4A has an efficiency versus load factor characteristic as shown by curve a in FIG. 5, and the second transformer 4B has an efficiency versus load factor characteristic as shown by curve b in FIG. If so, by controlling the distribution of inputs to the first and second transformers as shown in Table 1 below, the transformer device 4 can be operated with a target range of efficiency.
Figure 2015065719

即ち、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が０ｋＶＡないし２２５ｋＶＡの範囲にあるときには、第１の変圧器４Ａへの入力を０として、ＤＣ／ＡＣ変換部の全出力を第２の変圧器４Ｂに入力するように、第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御することにより、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が７５ｋＶＡないし２２５ｋＶＡの範囲にあるときに、第２の変圧器４Ｂの負荷率ｍを１５％ないし４５％として、変圧器装置を設定効率以上の効率で運転することができる。   That is, when the output of the DC / AC converter 2A is in the range of 0 kVA to 225 kVA, the input to the first transformer 4A is set to 0, and the entire output of the DC / AC converter is input to the second transformer 4B. Thus, when the output of the DC / AC converter 2A is in the range of 75 kVA to 225 kVA by controlling the first input adjuster 2B11 and the second input adjuster 2B12, the second transformer 4B The load factor m can be set to 15% to 45%, and the transformer device can be operated at an efficiency higher than the set efficiency.

またＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が２２５ｋＶＡ〜５００ｋＶＡの範囲にあるときには、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの全出力を第１の変圧器４Ａに入力するように第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御して、第１の変圧器４Ａを負荷率４５％以上の範囲で運転することにより、変圧器装置を更に高い効率で運転することができる。ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５００ｋＶＡを超えているときには、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力を第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂに等分に入力するように第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御して、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂを負荷率５０％以上の範囲で運転することにより、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる。   Further, when the output of the DC / AC conversion unit 2A is in the range of 225 kVA to 500 kVA, the first input adjustment unit 2B11 and the second input so that all the outputs of the DC / AC conversion unit 2A are input to the first transformer 4A. By controlling the input adjusting unit 2B12 and operating the first transformer 4A in a range where the load factor is 45% or more, the transformer device can be operated with higher efficiency. When the output of the DC / AC conversion unit 2A exceeds 500 kVA, the first input is performed so that the output of the DC / AC conversion unit 2A is equally input to the first transformer 4A and the second transformer 4B. By controlling the adjusting unit 2B11 and the second input adjusting unit 2B12, the efficiency of both transformers is set by operating the first transformer 4A and the second transformer 4B in the range of the load factor of 50% or more. It can be kept above efficiency.

第１の変圧器４Ａが図５の曲線ａのような効率対負荷率特性を有し、第２の変圧器４Ｂが図５の曲線ｂのような効率対負荷率特性を有している場合の入力配分の制御の仕方は、上記表１に示した例に限定されるものではなく、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力（太陽光発電部１の出力）の全変動範囲において、変圧器装置４を設定値以上の効率で運転するために、種々の態様で第１の変圧器及び第２の変圧器への入力配分の制御を行うことができる。例えば、下記の表２のように第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御することによっても、変圧器装置４の効率を設定効率（今の例では９９．０％）以上に保って運転することができる。

Figure 2015065719
When the first transformer 4A has an efficiency vs. load factor characteristic as shown by the curve a in FIG. 5, and the second transformer 4B has an efficiency vs. load factor characteristic as shown by the curve b shown in FIG. The input distribution control method is not limited to the example shown in Table 1 above, and the transformer device is used in the entire variation range of the output of the DC / AC conversion unit 2A (output of the photovoltaic power generation unit 1). In order to operate 4 with an efficiency equal to or higher than the set value, the input distribution to the first transformer and the second transformer can be controlled in various manners. For example, by controlling the distribution of inputs to the first and second transformers as shown in Table 2 below, the efficiency of the transformer device 4 is set to be higher than the set efficiency (99.0% in the present example). You can keep driving.
Figure 2015065719

即ち、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が０ｋＶＡないし２２５ｋＶＡの範囲にあるときに、第１の変圧器４Ａへの入力を０として、ＤＣ／ＡＣ変換部の全出力を第２の変圧器４Ｂに入力するように、第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御することにより、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が７５ｋＶＡないし２２５ｋＶＡの範囲にあるときに、第２の変圧器４Ｂの負荷率ｍを１５％ないし４５％として、第２の変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる。また、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が２２５ｋＶＡ〜５００ｋＶＡの範囲にあるときには、第２の変圧器への入力を零とし、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの全出力を第１の変圧器４Ａに入力するように第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12を制御して、第１の変圧器４Ａを負荷率４５％以上の範囲で運転することにより、変圧器装置を更に高い効率で運転する。   That is, when the output of the DC / AC converter 2A is in the range of 0 kVA to 225 kVA, the input to the first transformer 4A is set to 0, and the entire output of the DC / AC converter is sent to the second transformer 4B. By controlling the first input adjustment unit 2B11 and the second input adjustment unit 2B12 to input, the second transformer when the output of the DC / AC conversion unit 2A is in the range of 75 kVA to 225 kVA By setting the load factor m of 4B to 15% to 45%, the efficiency of the second transformer can be kept above the set efficiency. When the output of the DC / AC conversion unit 2A is in the range of 225 kVA to 500 kVA, the input to the second transformer is set to zero, and the entire output of the DC / AC conversion unit 2A is input to the first transformer 4A. By controlling the first input adjustment unit 2B11 and the second input adjustment unit 2B12 so that the first transformer 4A is operated in a range of a load factor of 45% or more, the transformer device is further improved in efficiency. Drive on.

またＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５００ｋＶＡ〜５５０ｋＶＡの範囲にあるときには、第１の変圧器への入力を２７５ｋＶＡ（一定）としてその負荷率を５５％に保つことにより第１の変圧器を最大効率で運転し、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力の増大に伴って第２の変圧器４Ｂへの入力を２２５ｋＶＡから２７５ｋＶＡまで増大させて第２の変圧器を負荷率４５〜５５％の範囲で運転する。ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５５０ｋＶＡを超える範囲では、第１の変圧器４Ａ及び４Ｂの双方の入力を２７５〜５００ｋＶＡの範囲で適宜に変化させることにより、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力の増大に対応する。   When the output of the DC / AC converter 2A is in the range of 500 kVA to 550 kVA, the input to the first transformer is set to 275 kVA (constant), and the load factor is maintained at 55% to maximize the first transformer. It operates with efficiency, and the input to the second transformer 4B is increased from 225 kVA to 275 kVA as the output of the DC / AC converter 2A increases, and the second transformer is in the range of 45 to 55% load factor. drive. In the range where the output of the DC / AC conversion unit 2A exceeds 550 kVA, the input of both the first transformers 4A and 4B is appropriately changed within the range of 275 to 500 kVA, whereby the output of the DC / AC conversion unit 2A is changed. Corresponding to the increase.

なおＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５５０ｋＶＡを超える範囲（５５０〜１０００ｋＶＡの範囲）では、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂに等分に入力を与えるのではなく、より高い効率で運転することができる第１の変圧器により多くの電力を負担させるように、第１の変圧器４Ａへの入力と第２の変圧器４Ｂへの入力とを異ならせることが好ましい。例えば、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が７００ｋＶＡであるときには、第１の変圧器及び第２の変圧器に３５０ｋＶＡずつ入力するのではなく、第１の変圧器への入力を５００ｋＶＡとし、第２の変圧器への入力を２００ｋＶＡとするのが好ましい。   In the range where the output of the DC / AC conversion unit 2A exceeds 550 kVA (range of 550 to 1000 kVA), the first transformer 4A and the second transformer 4B are not equally input, but higher efficiency. Preferably, the input to the first transformer 4A and the input to the second transformer 4B are different so that more power is borne by the first transformer that can be operated at the same time. For example, when the output of the DC / AC converter 2A is 700 kVA, the input to the first transformer is set to 500 kVA instead of 350 kVA to the first transformer and the second transformer. The input to the transformer is preferably 200 kVA.

本実施形態において、第１及び第２の変圧器への入力の配分を更にきめ細かく制御するようにした制御の態様の一例を表３に示した。

Figure 2015065719
Table 3 shows an example of a control mode in which the distribution of inputs to the first and second transformers is more finely controlled in the present embodiment.
Figure 2015065719

この例では、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力が５００ｋＶＡを超える領域を、５００〜６５０ｋＶＡ、６５０〜７７５ｋＶＡ及び７７５〜１０００ｋＶの３つの領域に分けて、５００〜６５０ｋＶＡの領域では、第２の変圧器への入力を１５０ｋＶＡ（一定）として、その負荷率を、最大効率を与える負荷率３０％に保ち、第１の変圧器への入力を３５０〜５００ｋＶＡの範囲で変化させている。またＤＣ／ＡＣ変換部の出力が６５０〜７７５ｋＶＡの領域にあるときには、第２の変圧器への入力を２２５ｋＶＡ（一定）として、第１の変圧器への入力を４２５〜５００ｋＶＡの範囲で変化させ、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が７７５〜１０００ｋＶＡの領域にあるときには、第１の変圧器への入力を５００ｋＶＡに固定して、第２の変圧器への入力を２２５〜５００ｋＶＡの範囲で変化させるようにしている。その他の点は、表１又は表２に示した例と同様である。   In this example, the region where the output of the DC / AC converter 2A exceeds 500 kVA is divided into three regions of 500 to 650 kVA, 650 to 775 kVA, and 775 to 1000 kV. In the region of 500 to 650 kVA, the second transformer The load factor is set to 150 kVA (constant), the load factor is kept at 30% which gives the maximum efficiency, and the input to the first transformer is changed in the range of 350 to 500 kVA. When the output of the DC / AC converter is in the range of 650 to 775 kVA, the input to the second transformer is set to 225 kVA (constant), and the input to the first transformer is changed in the range of 425 to 500 kVA. When the output of the DC / AC converter is in the region of 775 to 1000 kVA, the input to the first transformer is fixed to 500 kVA and the input to the second transformer is changed in the range of 225 to 500 kVA. I am doing so. The other points are the same as the examples shown in Table 1 or Table 2.

上記のように、入力配分制御部２Ｂを、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第１の変圧器４Ａに入力される電力を調整する第１の入力調整部２B11と、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａから第２の変圧器４Ｂに入力される電力を調整する第２の入力調整部２B12と、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力（上記の例では７５ｋＶＡ）を超えているときに、第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を設定効率以上に保つことができる配分とするようにＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて第１の入力調整部及び第２の入力調整部を制御する入力制御部２B3とを備えた構成とする場合、入力制御部２B3は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成することができる。   As described above, the input distribution control unit 2B includes the first input adjustment unit 2B11 that adjusts the power input from the DC / AC conversion unit 2A to the first transformer 4A, and the DC / AC conversion unit 2A. When the output of the second input adjustment unit 2B12 for adjusting the power input to the transformer 4B of the second and the DC / AC conversion unit exceeds the set output (75 kVA in the above example), the first and second The first input adjustment unit and the second input according to the output of the DC / AC conversion unit so that the input distribution to the two transformers is a distribution in which the efficiency of both transformers can be maintained above the set efficiency. When the input control unit 2B3 for controlling the input adjustment unit is provided, the input control unit 2B3 can be configured by causing a microprocessor to execute a predetermined program.

この場合入力制御部２B3は、例えば、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力と、第１の変圧器４Ａへの入力と、第２の変圧器４Ｂへの入力との間の関係を与える３次元マップを記憶したマップ記憶手段と、出力検出部２B2により検出されたＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力に対してマップ記憶手段に記憶されたマップを検索することにより第１の変圧器４Ａへの入力及び第２の変圧器４Ｂへの入力を決定する変圧器入力決定手段と、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂへの入力を変圧器入力決定手段により決定された入力とするように第１の入力調整部２B11及び第２の入力調整部２B12に制御信号を与える制御信号供給手段とにより構成することができる。   In this case, the input control unit 2B3 is, for example, a three-dimensional map that gives a relationship between the output of the DC / AC conversion unit 2A, the input to the first transformer 4A, and the input to the second transformer 4B. And the map storage means for searching for the map stored in the map storage means for the output of the DC / AC converter 2A detected by the output detector 2B2, and the input to the first transformer 4A Transformer input determining means for determining the input to the second transformer 4B, and the input to the first transformer 4A and the second transformer 4B are the inputs determined by the transformer input determining means. Control signal supply means for supplying a control signal to the first input adjustment unit 2B11 and the second input adjustment unit 2B12 can be used.

図１及び図２に示した実施形態においては、連系保護装置５内に設けられている開閉器が第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂに対して共通に設けられていて、第１の変圧器及び第２の変圧器の出力が両変圧器に共通な開閉器を通して配電系統に供給される。このように構成した場合には、第１の変圧器及び第２の変圧器の内の一方の変圧器への入力を零として、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの全出力を第１の変圧器及び第２の変圧器の内の他方の変圧器に入力した場合に、入力が零とされた一方の変圧器の二次側に配電系統側又は入力が与えられている他方の変圧器側から電圧が印加されるため、入力が零とされた一方の変圧器で無用な励磁損失が生じる。このような問題が生じるのを防ぐためには、第１及び第２の変圧器と配電系統との間の回路を開閉する開閉器を第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂに対して個別に設けて、入力配分制御部２Ｂが、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂのうちの一方の変圧器への入力を零にしている間、該一方の変圧器に対して設けられた開閉器をオフ状態にするように連系保護装置を構成しておけばよい。   In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the switch provided in the interconnection protection device 5 is provided in common to the first transformer 4A and the second transformer 4B, The outputs of the first transformer and the second transformer are supplied to the power distribution system through a switch common to both transformers. In such a configuration, the input to one of the first transformer and the second transformer is set to zero, and the entire output of the DC / AC conversion unit 2A is set to the first transformer and When input to the other transformer of the second transformer, the voltage from the distribution system side or the other transformer side to which the input is given to the secondary side of the one transformer whose input is zero Therefore, useless excitation loss occurs in one transformer whose input is set to zero. In order to prevent such a problem from occurring, a switch that opens and closes a circuit between the first and second transformers and the distribution system is provided for the first transformer 4A and the second transformer 4B. Provided individually, while the input distribution control unit 2B sets the input to one of the first transformer 4A and the second transformer 4B to zero, the one transformer The interconnection protection device may be configured so that the provided switch is turned off.

図３は、第１及び第２の変圧器と配電系統との間の回路を開閉する開閉器を第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂに対して個別に設けた実施形態を示したもので、本実施形態では、連系保護装置５に、第１の変圧器４Ａの出力及び第２の変圧器４Ｂの出力をそれぞれオンオフする第１の開閉器５Ａ及び第２の開閉器５Ｂと、パワーコンディショナ２に設けられた出力検出部２B2により検出されるＤＣ／ＡＣ変換部２Ａの出力と、入力制御部２B3による制御の状態とに応じて、第１の開閉器５Ａ及び第２の開閉器５Ｂを制御する開閉器制御部５Ｃとが設けられている。連系保護装置５には、開閉器５Ａ及び５Ｂに保護動作を行わせるために必要な保護継電器などが更に設けられるが、これらの図示は省略されている。   FIG. 3 shows an embodiment in which a switch for opening and closing a circuit between the first and second transformers and the distribution system is separately provided for the first transformer 4A and the second transformer 4B. In this embodiment, the first and second switches 5A and 5B that turn on and off the output of the first transformer 4A and the output of the second transformer 4B are connected to the interconnection protection device 5 respectively. Depending on the output of the DC / AC converter 2A detected by the output detector 2B2 provided in the power conditioner 2 and the state of control by the input controller 2B3, the first switch 5A and the second switch And a switch control unit 5C for controlling the switch 5B. The interconnection protection device 5 is further provided with a protective relay and the like necessary for causing the switches 5A and 5B to perform a protective operation, but these are not shown.

図３に示した実施形態において、開閉器制御部５Ｃは、太陽光発電部１が実質的に発電をしておらず、ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａが負荷を駆動し得る出力を発生していないときに開閉器５Ａ及び５Ｂを開き、ＤＣ／ＡＣ変換部が負荷を駆動し得る出力を発生したときに開閉器５Ａ及び５Ｂを閉じるように、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて、開閉器５Ａ及び５Ｂを制御するとともに、入力配分制御部２Ｂの入力制御部２B3が、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂのうちの一方の変圧器への入力を零にするように第１及び第２の入力調整部を制御している間、該一方の変圧器に対して設けられた開閉器をオフ状態にするように構成されている。ＤＣ／ＡＣ変換部２Ａが負荷を駆動し得る出力を発生しているか否かの検出は、ＤＣ／ＡＣ変換部の出力電圧が設定された判定値以上であるか否かを判定することにより行うことができる。   In the embodiment shown in FIG. 3, the switch control unit 5C does not substantially generate power from the solar power generation unit 1 and does not generate an output from which the DC / AC conversion unit 2A can drive the load. Depending on the output of the DC / AC converter, the switches 5A and 5B are opened and the switches 5A and 5B are closed when the DC / AC converter generates an output that can drive the load. In addition to controlling 5A and 5B, the input control unit 2B3 of the input distribution control unit 2B is configured so that the input to one of the first transformer 4A and the second transformer 4B is zero. While controlling the 1st and 2nd input adjustment part, it is comprised so that the switch provided with respect to this one transformer may be made into an OFF state. Whether the DC / AC conversion unit 2A generates an output capable of driving the load is determined by determining whether the output voltage of the DC / AC conversion unit is equal to or higher than a set determination value. be able to.

上記の実施形態では、第１の変圧器４Ａ及び第２の変圧器４Ｂの容量が等しいとしたが、これらの変圧器は、並列運転が可能なものであればよく、それぞれの容量は異なっていてもよい。   In the above embodiment, the capacities of the first transformer 4A and the second transformer 4B are equal. However, these transformers only need to be capable of parallel operation, and their capacities are different. May be.

１ 太陽光発電部
２ パワーコンディショナ
２Ａ ＤＣ／ＡＣ変換部
２Ｂ 入力配分制御部
２B1 入力調整部
２B11 第１の入力調整部
２B12 第２の入力調整部
２B2 出力検出部
２B3 入力制御部
３ 配電系統
４ 変圧器装置
４Ａ 第１の変圧器
４Ｂ 第２の変圧器
５ 連系保護装置
５Ａ 第１の開閉器
５Ｂ 第２の開閉器
５Ｃ 開閉器制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar power generation part 2 Power conditioner 2A DC / AC conversion part 2B Input distribution control part 2B1 Input adjustment part 2B11 1st input adjustment part 2B12 2nd input adjustment part 2B2 Output detection part 2B3 Input control part 3 Power distribution system 4 Transformer device 4A First transformer 4B Second transformer 5 Interconnection protection device 5A First switch 5B Second switch 5C Switch controller

Claims (6)

太陽光発電部が出力する直流電力を商用周波数の交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換部と、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力電圧を昇圧して配電系統に供給する変圧器装置とを備えた太陽光発電設備用系統連系装置であって、
前記変圧器装置は、前記ＤＣ/ＡＣ変換部の出力電圧を変圧して配電系統に供給する変圧器として、並列運転される第１の変圧器と第２の変圧器とを備えていて、前記第１の変圧器の定格容量と第２の変圧器の定格容量との和が前記太陽光発電部の最大出力以上に設定され、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が設定出力以上であるときに前記第１の変圧器及び第２の変圧器の効率を設定効率以上に保つように、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に対して前記第１及び第２の変圧器への入力の配分を制御する入力配分制御部が設けられていること、
を特徴とする太陽光発電設備用系統連系装置。 A DC / AC conversion unit that converts DC power output from the photovoltaic power generation unit into AC power of commercial frequency, and a transformer device that boosts the output voltage of the DC / AC conversion unit and supplies the boosted voltage to the distribution system. A grid interconnection device for solar power generation equipment,
The transformer device includes a first transformer and a second transformer that are operated in parallel as a transformer that transforms the output voltage of the DC / AC converter and supplies the transformed voltage to the distribution system. The sum of the rated capacity of the first transformer and the rated capacity of the second transformer is set to be equal to or greater than the maximum output of the photovoltaic power generation unit,
When the output of the DC / AC converter is equal to or higher than a set output, the output of the DC / AC converter is set to keep the efficiency of the first transformer and the second transformer equal to or higher than the set efficiency. An input distribution control unit for controlling the distribution of inputs to the first and second transformers;
A grid interconnection device for photovoltaic power generation facilities. 前記入力配分制御部は、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部から前記第１の変圧器に入力する電力及び前記ＤＣ／ＡＣ変換部から前記第２の変圧器に入力する電力の内のいずれか一方を調整する入力調整部と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が前記設定出力を超えているときに、前記第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を前記設定効率以上に保つことができる配分とするように前記入力調整部を制御する入力制御部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電設備用系統連系装置。 The input distribution control unit
An input adjustment unit that adjusts one of the power input from the DC / AC conversion unit to the first transformer and the power input from the DC / AC conversion unit to the second transformer;
When the output of the DC / AC converter exceeds the set output, the distribution of the inputs to the first and second transformers can maintain the efficiency of both transformers above the set efficiency. An input control unit for controlling the input adjustment unit to be distributed;
The system interconnection device for solar power generation equipment according to claim 1, comprising: 前記入力配分制御部は、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部から前記第１の変圧器に入力される電力を調整する第１の入力調整部と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部から前記第２の変圧器に入力される電力を調整する第２の入力調整部と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力が前記設定出力を超えているときに、前記第１及び第２の変圧器への入力の配分を、両変圧器の効率を前記設定効率以上に保つことができる配分とするように前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて前記第１の入力調整部及び第２の入力調整部を制御する入力制御部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電設備用系統連系装置。 The input distribution control unit
A first input adjustment unit for adjusting electric power input from the DC / AC conversion unit to the first transformer;
A second input adjustment unit for adjusting electric power input from the DC / AC conversion unit to the second transformer;
When the output of the DC / AC converter exceeds the set output, the distribution of the inputs to the first and second transformers can maintain the efficiency of both transformers above the set efficiency. An input control unit that controls the first input adjustment unit and the second input adjustment unit according to the output of the DC / AC conversion unit so as to be distributed;
The system interconnection device for solar power generation equipment according to claim 1, comprising: 前記入力制御部は、前記第１及び第２の変圧器への入力の配分を、前記第１及び第２の変圧器の効率を前記設定効率以上に保ち、かつ前記第１及び第２の変圧器のうち、効率がより高い方の変圧器により多くの電力を入力する配分とするように、前記ＤＣ／ＡＣ変換部の出力に応じて前記第１の入力調整部及び第２の入力調整部を制御することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電設備用系統連系装置。   The input control unit is configured to distribute the input to the first and second transformers, maintain the efficiency of the first and second transformers to be equal to or higher than the set efficiency, and perform the first and second transformers. The first input adjustment unit and the second input adjustment unit according to the output of the DC / AC conversion unit so as to distribute more power to the transformer having higher efficiency among the transformers. The system interconnection device for solar power generation equipment according to claim 3, wherein: 前記変圧器装置と配電系統の間には、太陽光発電設備を配電系統と連系させるために必要な保護動作を行う連系保護装置が設けられ、
前記連系保護装置は、前記第１の変圧器及び第２の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする開閉器を備えていて、前記ＤＣ／ＡＣ変換部が負荷を駆動し得る出力を発生していないときに前記開閉器を開き、前記ＤＣ／ＡＣ変換部が負荷を駆動し得る出力を発生しているときに前記開閉器を閉じるように構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし４の何れか一つに記載の太陽光発電設備用連系装置。 Between the transformer device and the distribution system, an interconnection protection device that performs a protective operation necessary to link the photovoltaic power generation facility with the distribution system is provided,
The interconnection protection device includes a switch for turning on and off a circuit between the first transformer, the second transformer, and a distribution system, and the DC / AC conversion unit can drive a load. Is configured to open the switch when not generating, and close the switch when the DC / AC converter generates an output capable of driving a load,
The interconnection apparatus for photovoltaic power generation equipment according to any one of claims 1 to 4. 前記変圧器装置と配電系統の間には、太陽光発電設備を配電系統と連系させるために必要な保護動作を行う連系保護装置が設けられ、
前記連系保護装置は、前記第１の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする第１の開閉器と、前記第２の変圧器と配電系統との間の回路をオンオフする第２の開閉器とを備えていて、前記入力配分制御部が前記第１の変圧器への入力を零にしている間前記第１の開閉器をオフ状態にし、前記入力配分制御部が前記第２の変圧器への入力を零にしている間前記第２の開閉器をオフ状態にするように構成されていること、
を特徴とする請求項１ないし４の何れか一つに記載の太陽光発電設備用系統連系装置。 Between the transformer device and the distribution system, an interconnection protection device that performs a protective operation necessary to link the photovoltaic power generation facility with the distribution system is provided,
The interconnection protection device includes a first switch that turns on and off a circuit between the first transformer and a power distribution system, and a second switch that turns on and off a circuit between the second transformer and the power distribution system. The input distribution control unit turns off the first switch while the input distribution control unit makes the input to the first transformer zero, and the input distribution control unit Being configured to turn off the second switch while zeroing the input to the transformer.
The grid interconnection apparatus for solar power generation equipment according to any one of claims 1 to 4.
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