JP2021065008A - Self-supporting power supply system, power supply device, and control method of self-supporting power supply system - Google Patents

Self-supporting power supply system, power supply device, and control method of self-supporting power supply system Download PDF

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Naoki Ayai
直樹 綾井
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Abstract

To configure a self-supporting power supply system by being connected to a voltage-controlled inverter device while utilizing renewable energy as efficiently as possible.SOLUTION: The self-supporting power supply system includes a first power supply device that includes a first inverter device of a current control type that is connected to a first DC power supply of renewable energy and outputs an AC current synchronized with an AC voltage of an AC line to be output and a first control unit that controls the first inverter device; and a second power supply device that includes a voltage-controlled second inverter device connected to a second DC power supply and a second control unit that controls the second inverter device and outputs an AC voltage to the AC line. The first control unit controls the first inverter device to draw the maximum power from the first DC power supply and also has a rise suppression function of the AC voltage. The second control unit executes output control with a droop characteristic and, when excess power is generated, a voltage output by the second inverter device is increased above a voltage on the droop characteristic to work the rise suppression function.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、自立電源システム、電源装置、及び、自立電源システムの制御方法に関する。 The present disclosure relates to an independent power supply system, a power supply device, and a control method for the independent power supply system.

太陽光発電の普及により、災害等による停電時の非常用電源や無電化地域の独立電源として、太陽光発電と蓄電池とを組み合わせた自立電源システムを活用することが検討されている（例えば、特許文献１，２参照。）。例えば、特許文献２では、電圧制御型インバータと電流制御型インバータとの並列運転を行い、電圧制御型インバータが、出力する交流電圧の周波数を変化させ、電流制御型インバータがその周波数の変化を検出して電流指令値を変化させる。これにより、２種類のインバータの負荷分担の割合を最適化するというものである。 With the spread of photovoltaic power generation, it is being considered to utilize an independent power generation system that combines photovoltaic power generation and a storage battery as an emergency power source in the event of a power outage due to a disaster or as an independent power source in a non-electrified area (for example, a patent). See Documents 1 and 2). For example, in Patent Document 2, a voltage control type inverter and a current control type inverter are operated in parallel, the voltage control type inverter changes the frequency of the output AC voltage, and the current control type inverter detects the change in the frequency. And change the current command value. This optimizes the load sharing ratio of the two types of inverters.

特開２００９−２９０９３９号公報JP-A-2009-290939 特開２０１６−１２３２４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-122343

特許文献２の制御では、電圧制御型インバータと電流制御型インバータとが出力する電力を均等に分配することができそうではあるが、太陽光発電等の再生可能エネルギーを最大限に利用することができない。例えば、直流電源として太陽光発電パネルと蓄電池とを用いるときには、太陽光発電パネルからその時点の天候で発電し得る最大の電力を取り出し、負荷消費しても余る電力は蓄電池に充電したい。 In the control of Patent Document 2, it seems that the electric power output by the voltage control type inverter and the current control type inverter can be evenly distributed, but it is possible to make maximum use of renewable energy such as photovoltaic power generation. Can not. For example, when a photovoltaic power generation panel and a storage battery are used as a DC power source, it is desired to extract the maximum power that can be generated in the weather at that time from the photovoltaic power generation panel and charge the storage battery with the surplus power even if the load is consumed.

このとき、蓄電池を電圧制御型インバータに接続して、太陽光発電パネルを電流制御型インバータに接続したとすると、電圧制御型インバータの出力によって変化する周波数によって、電流制御型インバータの電流指令値が決定される。そのため、太陽光発電パネルが本来出力できる最大電力以下の電力に、電流制御型インバータの出力が制限される。 At this time, assuming that the storage battery is connected to the voltage control type inverter and the photovoltaic power generation panel is connected to the current control type inverter, the current command value of the current control type inverter changes depending on the frequency changed by the output of the voltage control type inverter. It is determined. Therefore, the output of the current control type inverter is limited to the electric power equal to or less than the maximum electric power that the photovoltaic power generation panel can originally output.

また、特許文献２では、電流制御型インバータは有効電力のみを供給し、電流制御型インバータが供給する有効電力と負荷が消費する有効電力との差分の有効電力と、無効電力とは、電圧制御型インバータが供給する。よって、力率の良くない負荷に電力を供給する場合には、電圧制御型インバータの負担が大きくなる。しかし、複数の電圧制御型インバータを並列接続することができないため、電圧制御型インバータの容量を容易には増やすことができず、システムを構成する上で制約が大きい。 Further, in Patent Document 2, the current control type inverter supplies only the active power, and the active power of the difference between the active power supplied by the current control type inverter and the active power consumed by the load is voltage-controlled. Supplied by a type inverter. Therefore, when power is supplied to a load having a poor power factor, the load on the voltage control type inverter becomes large. However, since a plurality of voltage control type inverters cannot be connected in parallel, the capacity of the voltage control type inverter cannot be easily increased, and there are many restrictions on the configuration of the system.

そこで、本開示は、太陽光発電に代表される再生可能エネルギーをできるだけ効率よく活用しながら、電圧制御型のインバータ装置と接続して自立電源システムを構成することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to construct a self-sustaining power supply system by connecting to a voltage-controlled inverter device while utilizing renewable energy represented by photovoltaic power generation as efficiently as possible.

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the scope of claims.

本開示の自立電源システムは、商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムであって、
再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力する電流制御型の第１インバータ装置、及び、当該第１インバータ装置を制御する第１制御部を含む、第１電源装置と、
第２直流電源と接続された電圧制御型の第２インバータ装置、及び、当該第２インバータ装置を制御する第２制御部を含み、前記交流電路に前記交流電圧を出力する、第２電源装置と、を備え、
前記第１制御部は、前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、
前記第２制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、自立電源システムである。 The self-sustaining power supply system of the present disclosure is a self-sustaining power supply system that supplies power to a load in a state independent of the commercial power system.
A current-controlled first inverter device that is connected to a first DC power supply using renewable energy and outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output, and a first control that controls the first inverter device. The first power supply including the part,
A voltage-controlled second inverter device connected to a second DC power supply, and a second power supply device that includes a second control unit that controls the second inverter device and outputs the AC voltage to the AC electric circuit. , With
The first control unit controls the first inverter device so as to draw the maximum power from the first DC power source, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage.
The second control unit executes output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, raises the voltage output by the second inverter device from the voltage on the drooping characteristic to suppress the rise. It is a self-sustaining power supply system that works.

また、本開示の電源装置は、再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、かつ、前記交流電圧の上昇抑制機能を有する電流制御型の第１インバータ装置を含む発電装置に、併設される電源装置であって、
第２直流電源と、
前記第２直流電源に接続された電圧制御型の第２インバータ装置と、
前記第２インバータ装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、電源装置である。 Further, the power supply device of the present disclosure is connected to a first DC power source using renewable energy, outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC electric circuit to be output, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage. It is a power supply device attached to a power generation device including a control type first inverter device.
2nd DC power supply and
A voltage-controlled second inverter device connected to the second DC power supply, and
A control unit that controls the second inverter device is provided.
The control unit executes output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, raises the voltage output by the second inverter device from the voltage on the drooping characteristic to activate the rise suppressing function. It is a power supply device.

方法の観点からの本開示は、商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムの制御方法であって、
再生可能エネルギーによる第１直流電源から電流制御型の第１インバータ装置を経て、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、
第２直流電源と前記交流電路との間に設けられた電圧制御型の第２インバータ装置を介して、前記交流電圧の提供及び前記交流電圧に基づく前記第２直流電源の充電を行い、
前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、
前記第２インバータ装置に垂下特性を有する出力制御を実行させ、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、自立電源システムの制御方法である。 The present disclosure from the viewpoint of the method is a control method of an independent power supply system that supplies power to a load in a state independent of the commercial power system.
An AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output is output from the first DC power supply using renewable energy through the current-controlled first inverter device.
The AC voltage is provided and the second DC power source is charged based on the AC voltage via a voltage-controlled second inverter device provided between the second DC power source and the AC electric circuit.
The first inverter device is controlled so as to draw the maximum power from the first DC power source, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage.
The rise suppression function is activated by causing the second inverter device to execute output control having a drooping characteristic and increasing the voltage output by the second inverter device above the voltage on the drooping characteristic when surplus power is generated. , A control method for an independent power supply system.

本開示によれば、再生可能エネルギーをできるだけ効率よく活用しながら、電圧制御型のインバータ装置と接続して自立電源システムを構成することができる。 According to the present disclosure, it is possible to configure a self-sustaining power supply system by connecting to a voltage-controlled inverter device while utilizing renewable energy as efficiently as possible.

図１は、産業用の自立電源システムの一例を示す単線接続図である。FIG. 1 is a single-line connection diagram showing an example of an industrial self-sustaining power supply system. 図２は、住宅用の自立電源システムの一例を示す単線接続図である。FIG. 2 is a single-line connection diagram showing an example of an independent power supply system for a house. 図３は、図２を、自立電源システムのみとしてみた場合の、複線表示した回路図の一例である。FIG. 3 is an example of a circuit diagram in which FIG. 2 is displayed as a double track when only the self-sustaining power supply system is viewed. 図４は、電圧制御型のインバータ装置の制御ブロック図の一例である。FIG. 4 is an example of a control block diagram of a voltage control type inverter device. 図５は、式（１）で表される、無効電力Ｑと、電圧振幅指令値Ｅ＊との関係の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the reactive power Q and the voltage amplitude command value E * represented by the equation (1). 図６は、式（２）で表される、有効電力Ｐと、角周波数指令値ω＊との関係の一例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the active power P and the angular frequency command value ω * represented by the equation (2). 図７は、電圧上昇係数の選択に関するフローチャートの一例である。FIG. 7 is an example of a flowchart relating to the selection of the voltage rise coefficient. 図８は、太陽光発電パネルに接続されたインバータ装置において行われている電圧の上昇抑制機能（この機能は本来、太陽光発電パネル用のインバータ装置に備わっている。）の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a voltage rise suppression function (this function is originally provided in the inverter device for the photovoltaic power generation panel) performed in the inverter device connected to the photovoltaic power generation panel. is there. 図９は、自立電源システムの動作のシミュレーション例(第１例)を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing a simulation example (first example) of the operation of the self-sustaining power supply system. 図１０は、図９における４秒から５秒までの拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of FIG. 9 from 4 seconds to 5 seconds. 図１１は、自立電源システムの動作のシミュレーション例(第２例)を示す波形図である。FIG. 11 is a waveform diagram showing a simulation example (second example) of the operation of the self-sustaining power supply system. 図１２は、図１１における４秒から５秒までの拡大図である。FIG. 12 is an enlarged view of FIG. 11 from 4 seconds to 5 seconds. 図１３は、自立電源システムの動作のシミュレーション例(第３例)を示す波形図である。FIG. 13 is a waveform diagram showing a simulation example (third example) of the operation of the self-sustaining power supply system. 図１４は、図１３における４秒から５秒までの拡大図である。FIG. 14 is an enlarged view of FIG. 13 from 4 seconds to 5 seconds.

［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。 [Explanation of Embodiments of the present disclosure]
The embodiments of the present disclosure include at least the following as a gist thereof.

（１）これは、商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムであって、再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力する電流制御型の第１インバータ装置、及び、当該第１インバータ装置を制御する第１制御部を含む、第１電源装置と、第２直流電源と接続された電圧制御型の第２インバータ装置、及び、当該第２インバータ装置を制御する第２制御部を含み、前記交流電路に前記交流電圧を出力する、第２電源装置と、を備え、前記第１制御部は、前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、前記第２制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる。 (1) This is an independent power supply system that supplies power to the load in a state independent of the commercial power system. It is connected to the first DC power supply using renewable energy and synchronized with the AC voltage of the AC voltage to be output. A voltage control type first power supply device connected to a first power supply device and a second DC power supply, including a current control type first inverter device that outputs an alternating current and a first control unit that controls the first inverter device. The second control unit includes a second inverter device and a second control unit that controls the second inverter device, and outputs the AC voltage to the AC electric circuit. The first control unit includes the first control unit. 1 The first inverter device is controlled so as to draw the maximum power from the DC power supply, and the AC voltage rise suppressing function is provided. The second control unit executes output control having a drooping characteristic and has a surplus. When the electric power is generated, the voltage output by the second inverter device is made higher than the voltage on the drooping characteristic, so that the rise suppressing function is activated.

このような自立電源システムでは、第２電源装置は垂下特性により自ら安定して動作する。第１電源装置の第１インバータ装置は、「停電時の自立運転」をする必要はなく、商用電力系統への系統連系と同様に、交流電路に最大電力を提供することができる。自立電源システムとして余剰電力が発生するときは、第２インバータ装置が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、第１制御部による上昇抑制機能を働かせることができる。従って、第２電源装置は、第１電源装置と制御のための通信を行わなくても、第１電源装置が有する上昇抑制機能を働かせることができる。この結果、再生可能エネルギーをできるだけ効率よく活用しながら、電圧制御型のインバータ装置と接続して自立電源システムを構成することができる。 In such an independent power supply system, the second power supply device operates stably by itself due to the hanging characteristic. The first inverter device of the first power supply device does not need to perform "self-sustaining operation at the time of a power failure", and can provide the maximum power to the AC electric circuit as in the system interconnection to the commercial power system. When surplus power is generated as the self-sustaining power supply system, the rise suppression function by the first control unit can be activated by raising the voltage output by the second inverter device to be higher than the voltage on the drooping characteristic. Therefore, the second power supply device can activate the rise suppression function of the first power supply device without communicating with the first power supply device for control. As a result, a self-sustaining power supply system can be configured by connecting to a voltage-controlled inverter device while utilizing renewable energy as efficiently as possible.

（２）前記（１）の自立電源システムにおいて、前記第２制御部は、前記第２インバータ装置が出力する有効電力及び無効電力のいずれか一方によって周波数を変化させ、他方によって電圧振幅を変化させることにより、前記垂下特性を実現することができる。 (2) In the self-sustaining power supply system of (1), the second control unit changes the frequency by either the active power or the inactive power output by the second inverter device, and changes the voltage amplitude by the other. Thereby, the hanging characteristic can be realized.

（３）前記（１）又は（２）の自立電源システムにおいて、前記第２電源装置は、複数組存在し、交流側の出力が並列接続されていてもよい。
この場合、複数組（複数系統）の装置によって構成されている第２電源装置は、垂下特性により、並列運転が可能になり、複数組の第２電源装置のそれぞれから供給する有効電力及び無効電力は自動的に均等に分配される。 (3) In the self-sustaining power supply system of (1) or (2), there may be a plurality of sets of the second power supply devices, and the outputs on the AC side may be connected in parallel.
In this case, the second power supply device composed of a plurality of sets (multiple systems) of devices can be operated in parallel due to the drooping characteristics, and the active power and the reactive power supplied from each of the plurality of sets of the second power supply devices are enabled. Is automatically evenly distributed.

（４）前記（１）から（３）のいずれかの自立電源システムにおいて、前記第２電源装置と前記負荷との間に、前記負荷側が単相３線式の巻線となっている変圧器が設けられていてもよい。
この場合、変圧器の第２電源装置側から単相１００Ｖを供給し、２００Ｖに昇圧する。変圧器の負荷側は、中性線のある単相３線式の巻線として、巻線の両端に第１電源装置からの２００Ｖを供給することができる。こうして、負荷側には、単相３線式の２００Ｖ又は１００Ｖの負荷を接続することができる。 (4) In the self-sustaining power supply system according to any one of (1) to (3), a transformer in which the load side is a single-phase three-wire winding between the second power supply device and the load. May be provided.
In this case, single-phase 100V is supplied from the second power supply side of the transformer and boosted to 200V. The load side of the transformer can supply 200V from the first power supply device to both ends of the winding as a single-phase three-wire winding with a neutral wire. In this way, a single-phase three-wire 200V or 100V load can be connected to the load side.

（５）前記（１）から（４）のいずれかの自立電源システムにおいて、例えば、前記第２直流電源は蓄電池であり、前記第２インバータ装置は、前記交流電圧を出力すること、及び、前記交流電圧に基づいて前記蓄電池を充電すること、の双方が可能である。
この場合、第１電源装置の余剰電力を第２直流電源に充電することができる。 (5) In the self-sustaining power supply system according to any one of (1) to (4), for example, the second DC power supply is a storage battery, and the second inverter device outputs the AC voltage, and the above. It is possible to charge the storage battery based on the AC voltage.
In this case, the surplus power of the first power supply device can be charged to the second DC power supply.

（６）本開示の電源装置とは、再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、かつ、前記交流電圧の上昇抑制機能を有する電流制御型の第１インバータ装置を含む発電装置に、併設される電源装置であって、第２直流電源と、前記第２直流電源に接続された電圧制御型の第２インバータ装置と、前記第２インバータ装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせるものである。 (6) The power supply device of the present disclosure is connected to a first DC power source using renewable energy, outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC voltage to be output, and has the function of suppressing an increase in the AC voltage. A power supply device attached to a power generation device including a current control type first inverter device, the second DC power supply, a voltage control type second inverter device connected to the second DC power supply, and the above. A control unit for controlling the second inverter device is provided, and the control unit executes output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, the voltage output by the second inverter device is applied to the drooping characteristic. By raising the voltage above the above voltage, the rise suppressing function is activated.

このような電源装置は、垂下特性により自ら安定して動作する。第１インバータ装置は、「停電時の自立運転」をする必要はなく、商用電力系統への系統連系と同様に、交流電路に最大電力を提供することができる。発電装置の余剰電力が発生するときは、第２インバータ装置が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、第１インバータ装置による上昇抑制機能を働かせることができる。従って、かかる電源装置は、発電装置と制御のための通信を行わなくても、上昇抑制機能を働かせることができる。この結果、再生可能エネルギーをできるだけ効率よく活用しながら、電圧制御型のインバータ装置と接続して自立電源システムを構成することができる。 Such a power supply device operates stably by itself due to its hanging characteristics. The first inverter device does not need to perform "self-sustaining operation in the event of a power failure", and can provide maximum power to an AC electric circuit as in the case of grid interconnection to a commercial power system. When the surplus power of the power generation device is generated, the rise suppression function of the first inverter device can be activated by raising the voltage output by the second inverter device to be higher than the voltage on the drooping characteristic. Therefore, such a power supply device can activate the rise suppression function without communicating with the power generation device for control. As a result, a self-sustaining power supply system can be configured by connecting to a voltage-controlled inverter device while utilizing renewable energy as efficiently as possible.

（７）前記（６）の電源装置において、例えば、前記第１直流電源は太陽光発電パネルであり、前記第２直流電源は蓄電池であり、前記第２インバータ装置は、前記蓄電池に接続され、前記交流電路に前記交流電圧を出力すること、及び、前記交流電圧に基づいて前記蓄電池を充電すること、の双方が可能である。
このような電源装置は、太陽光発電の余剰電力を蓄電池に充電することができ、もし、充電しても太陽光発電パネルの余剰電力が発生するときは、第２インバータ装置が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、第１インバータ装置による上昇抑制機能を働かせ、太陽光発電の出力を抑制することができる。 (7) In the power supply device of (6), for example, the first DC power supply is a solar power generation panel, the second DC power supply is a storage battery, and the second inverter device is connected to the storage battery. It is possible to output the AC voltage to the AC electric circuit and to charge the storage battery based on the AC voltage.
Such a power supply device can charge the storage battery with the surplus power of the photovoltaic power generation, and if the surplus power of the photovoltaic power generation panel is generated even after charging, the voltage output by the second inverter device is used. By increasing the voltage above the drooping characteristic, the rise suppression function of the first inverter device can be activated, and the output of photovoltaic power generation can be suppressed.

（８）本開示の制御方法は、商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムの制御方法であって、再生可能エネルギーによる第１直流電源から電流制御型の第１インバータ装置を経て、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、第２直流電源と前記交流電路との間に設けられた電圧制御型の第２インバータ装置を介して、前記交流電圧の提供及び前記交流電圧に基づく前記第２直流電源の充電を行い、前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、前記第２インバータ装置に垂下特性を有する出力制御を実行させ、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、自立電源システムの制御方法である。 (8) The control method of the present disclosure is a control method of an independent power supply system that supplies power to a load in a state independent of the commercial power system, and is a current control type first inverter from a first DC power supply using renewable energy. An AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output is output through the device, and the AC is output via a voltage-controlled second inverter device provided between the second DC power supply and the AC circuit. It provides a voltage, charges the second DC power supply based on the AC voltage, controls the first inverter device so as to draw the maximum power from the first DC power supply, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage. By causing the second inverter device to execute output control having a drooping characteristic and increasing the voltage output by the second inverter device above the voltage on the drooping characteristic when surplus power is generated, the rise suppressing function is performed. It is a control method of an independent power supply system that works.

このような自立電源システムの制御方法によれば、第２電源装置は垂下特性により自ら安定して動作する。第１インバータ装置は、「停電時の自立運転」をする必要はなく、商用電力系統への系統連系と同様に、交流電路に最大電力を提供することができる。自立電源システムとして余剰電力が発生するときは、第２インバータ装置が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、上昇抑制機能を働かせることができる。従って、第２インバータ装置は、第１インバータ装置と制御のための通信を行わなくても、上昇抑制機能を働かせることができる。この結果、再生可能エネルギーをできるだけ効率よく活用しながら、電圧制御型のインバータ装置と接続した自立電源システムを制御することができる。 According to the control method of such an independent power supply system, the second power supply device operates stably by itself due to the hanging characteristic. The first inverter device does not need to perform "self-sustaining operation in the event of a power failure", and can provide maximum power to an AC electric circuit as in the case of grid interconnection to a commercial power system. When surplus power is generated as the self-sustaining power supply system, the rise suppression function can be activated by raising the voltage output by the second inverter device to be higher than the voltage on the drooping characteristics. Therefore, the second inverter device can activate the rise suppression function without performing control communication with the first inverter device. As a result, it is possible to control the self-sustaining power supply system connected to the voltage-controlled inverter device while utilizing the renewable energy as efficiently as possible.

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の自立電源システム、電源装置、及び、自立電源システムの制御方法の具体例について、図面を参照して説明する。 [Details of Embodiments of the present disclosure]
Hereinafter, specific examples of the self-sustaining power supply system, the power supply device, and the control method of the self-sustaining power supply system of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

《自立電源システムを含む構成例１》
図１は、産業用の自立電源システムの一例を示す単線接続図である。図において、自立電源システム１００は、「第１電源装置」としての太陽光発電装置１と、「第２電源装置」としての２組の蓄電装置２，３とを備えている。蓄電装置２，３は、単体としては、同一のものである。太陽光発電装置１は、太陽光発電パネル１１と、インバータ装置（パワーコンディショナ）１２とを備えている。 << Configuration example 1 including an independent power supply system >>
FIG. 1 is a single-line connection diagram showing an example of an industrial self-sustaining power supply system. In the figure, the self-sustaining power supply system 100 includes a photovoltaic power generation device 1 as a "first power supply device" and two sets of power storage devices 2 and 3 as a "second power supply device". The power storage devices 2 and 3 are the same as a single unit. The photovoltaic power generation device 1 includes a photovoltaic power generation panel 11 and an inverter device (power conditioner) 12.

蓄電装置２は、蓄電池２１と、インバータ装置２２と、スイッチ（系統連系リレー）２３と、電圧センサ２４とを備えている。インバータ装置２２は蓄電池２１の充電及び放電の何れでも可能な双方向性の電力変換装置である。スイッチ２３は、系統連系時に閉路し、解列時には開路している。電圧センサ２４は、蓄電装置２と太陽光発電装置１とを繋ぐ交流電路４の電圧を検出する。 The power storage device 2 includes a storage battery 21, an inverter device 22, a switch (system interconnection relay) 23, and a voltage sensor 24. The inverter device 22 is a bidirectional power conversion device capable of charging or discharging the storage battery 21. The switch 23 is closed at the time of grid connection and is open at the time of disconnection. The voltage sensor 24 detects the voltage of the AC electric circuit 4 connecting the power storage device 2 and the photovoltaic power generation device 1.

蓄電装置３も同様に、蓄電池３１と、インバータ装置３２と、スイッチ（系統連系リレー）３３と、電圧センサ３４とを備えている。インバータ装置３２は蓄電池３１の充電及び放電の何れでも可能な双方向性の電力変換装置である。スイッチ３３は、系統連系時に閉路し、解列時には開路している。電圧センサ３４は、蓄電装置３と太陽光発電装置１とを繋ぐ交流電路４の電圧を検出する。 Similarly, the power storage device 3 includes a storage battery 31, an inverter device 32, a switch (system interconnection relay) 33, and a voltage sensor 34. The inverter device 32 is a bidirectional power conversion device capable of charging or discharging the storage battery 31. The switch 33 is closed at the time of grid connection and is open at the time of disconnection. The voltage sensor 34 detects the voltage of the AC electric circuit 4 connecting the power storage device 3 and the photovoltaic power generation device 1.

交流電路４は、分電盤（重要負荷分電盤）５を通っていて、重要負荷６と個別の回路遮断器（図示せず。）を介して接続されている。交流電路４のうちの１つの電力線又は中性線は分電盤５を介して接地されている。分電盤５内に設けられた切替スイッチ７は、太陽光発電装置１を、商用交流電路８又は、蓄電装置２，３と接続することができる。図１は、切替スイッチ７が、太陽光発電装置１と、蓄電装置２，３とを互いに接続している状態を表している。 The AC circuit 4 passes through a distribution board (important load distribution board) 5 and is connected to the critical load 6 via a separate circuit breaker (not shown). One of the power lines or neutral lines of the AC electric circuit 4 is grounded via the distribution board 5. The changeover switch 7 provided in the distribution board 5 can connect the photovoltaic power generation device 1 to the commercial AC electric circuit 8 or the power storage devices 2 and 3. FIG. 1 shows a state in which the changeover switch 7 connects the photovoltaic power generation device 1 and the power storage devices 2 and 3 to each other.

商用交流電路８は、変圧器Ｔ１を介して、高圧（６．６ｋＶ）の商用交流電源ＨＰＳから電源供給を受けることができる。 The commercial AC circuit 8 can be supplied with power from the high voltage (6.6 kV) commercial AC power supply HPS via the transformer T1.

《自立電源システムを含む構成例２》
図２は、住宅用の自立電源システムの一例を示す単線接続図である。図１と対応する部分には同一の符号を用いる。図２において、自立電源システム１００は、「第１電源装置」としての太陽光発電装置１と、「第２電源装置」としての２組の蓄電装置２，３とを備えている。太陽光発電装置１は、太陽光発電パネル１１と、インバータ装置（パワーコンディショナ）１２とを備えている。 << Configuration example 2 including an independent power supply system >>
FIG. 2 is a single-line connection diagram showing an example of an independent power supply system for a house. The same reference numerals are used for the parts corresponding to those in FIG. In FIG. 2, the self-sustaining power supply system 100 includes a photovoltaic power generation device 1 as a "first power supply device" and two sets of power storage devices 2 and 3 as a "second power supply device". The photovoltaic power generation device 1 includes a photovoltaic power generation panel 11 and an inverter device (power conditioner) 12.

蓄電装置２は、蓄電池２１と、インバータ装置２２と、スイッチ（系統連系リレー）２３と、電圧センサ２４とを備えている。インバータ装置２２は蓄電池２１の充電及び放電の何れでも可能な双方向性の電力変換装置である。スイッチ２３は、系統連系時に閉路し、解列時には開路している。電圧センサ２４は、蓄電装置２と太陽光発電装置１と変圧器Ｔ２とを繋ぐ１００Ｖの交流電路４１の電圧を検出する。 The power storage device 2 includes a storage battery 21, an inverter device 22, a switch (system interconnection relay) 23, and a voltage sensor 24. The inverter device 22 is a bidirectional power conversion device capable of charging or discharging the storage battery 21. The switch 23 is closed at the time of grid connection and is open at the time of disconnection. The voltage sensor 24 detects the voltage of the 100V AC electric circuit 41 connecting the power storage device 2, the photovoltaic power generation device 1, and the transformer T2.

蓄電装置３も同様に、蓄電池３１と、インバータ装置３２と、スイッチ（系統連系リレー）３３と、電圧センサ３４とを備えている。インバータ装置３２は蓄電池３１の充電及び放電の何れでも可能な双方向性の電力変換装置である。スイッチ３３は、系統連系時に閉路し、解列時には開路している。電圧センサ３４は、蓄電装置３と変圧器Ｔ２とを繋ぐ交流電路４１の電圧を検出する。 Similarly, the power storage device 3 includes a storage battery 31, an inverter device 32, a switch (system interconnection relay) 33, and a voltage sensor 34. The inverter device 32 is a bidirectional power conversion device capable of charging or discharging the storage battery 31. The switch 33 is closed at the time of grid connection and is open at the time of disconnection. The voltage sensor 34 detects the voltage of the AC electric circuit 41 connecting the power storage device 3 and the transformer T2.

変圧器Ｔ２の交流電路４２側（図の左側）は単相３線式の２００Ｖ及び１００Ｖ、交流電路４１側（図の右側）は１００Ｖとなっている。変圧器Ｔ２の交流電路４２側の中性線は、分電盤５を介して接地されている。 The AC electric circuit 42 side (left side of the figure) of the transformer T2 is a single-phase three-wire system of 200 V and 100 V, and the AC electric circuit 41 side (right side of the figure) is 100 V. The neutral wire on the AC electric circuit 42 side of the transformer T2 is grounded via the distribution board 5.

交流電路４２は、分電盤（重要負荷分電盤）５を通っていて、重要負荷６と個別の回路遮断器（図示せず。）を介して接続されている。分電盤５内に設けられた切替スイッチ７は、太陽光発電装置１を、商用交流電路９又は、蓄電装置２，３と接続することができる。図２は、切替スイッチ７が、太陽光発電装置１と、蓄電装置２，３とを互いに接続している状態を表している。商用交流電路９は、低圧単相３線（２００／１００Ｖ）の商用電力系統ＬＰＳに接続されている。 The AC electric line 42 passes through the distribution board (important load distribution board) 5 and is connected to the important load 6 via an individual circuit breaker (not shown). The changeover switch 7 provided in the distribution board 5 can connect the photovoltaic power generation device 1 to the commercial AC electric circuit 9 or the power storage devices 2 and 3. FIG. 2 shows a state in which the changeover switch 7 connects the photovoltaic power generation device 1 and the power storage devices 2 and 3 to each other. The commercial AC electric circuit 9 is connected to a low-voltage single-phase three-wire (200 / 100V) commercial power system LPS.

なお、インバータ装置２２及びインバータ装置３２として、単相３線式での交流電力の出力が可能なものを用いる場合には、変圧器Ｔ２を設けることなく、交流電路４２に蓄電装置２及び蓄電装置３を接続することができる。 When the inverter device 22 and the inverter device 32 that can output AC power in a single-phase three-wire system are used, the power storage device 2 and the power storage device are connected to the AC electric circuit 42 without providing the transformer T2. 3 can be connected.

《自立電源システムの回路構成》
図３は、図２を、自立電源システムのみとしてみた場合の、複線表示した回路図の一例である。図３において、蓄電装置２及び蓄電装置３のそれぞれの交流側は、互いに並列に接続され、変圧器Ｔ２の交流電路４１側に接続されている。変圧器Ｔ２の交流電路４２側の電圧線であるＵ線、Ｗ線、中性線Ｏ線には、負荷Ｒが接続されている。負荷Ｒとしては、具体的には、Ｕ線−Ｏ線間、及び、Ｗ線−Ｏ線間にそれぞれ２５Ωの抵抗が接続されている。従って、Ｕ線−Ｗ線間には５０Ωの抵抗が接続されていることになる。さらに、Ｕ線−Ｗ線間には１秒ごとに接続／不接続を繰り返す１０Ωの負荷が接続される。 << Circuit configuration of independent power supply system >>
FIG. 3 is an example of a circuit diagram in which FIG. 2 is displayed as a double track when only the self-sustaining power supply system is viewed. In FIG. 3, the AC sides of the power storage device 2 and the power storage device 3 are connected in parallel to each other and are connected to the AC electric circuit 41 side of the transformer T2. The load R is connected to the U line, the W line, and the neutral line O line, which are the voltage lines on the AC electric circuit 42 side of the transformer T2. Specifically, as the load R, a resistor of 25Ω is connected between the U line and the O line and between the W line and the O line, respectively. Therefore, a 50Ω resistor is connected between the U line and the W line. Further, a 10Ω load that repeats connection / disconnection every second is connected between the U line and the W line.

太陽光発電装置１は、交流側の出力（２００Ｖ）が変圧器Ｔ２の交流電路４２側に接続される。当該出力は、商用電力系統の停電時に使用できる自立出力（１００Ｖ）ではなく、系統連系時の出力と同じである。 In the photovoltaic power generation device 1, the output (200V) on the AC side is connected to the AC electric circuit 42 side of the transformer T2. The output is not the self-sustaining output (100V) that can be used at the time of power failure of the commercial power system, but is the same as the output at the time of grid interconnection.

蓄電装置２において、インバータ装置２２は蓄電池２１の電力を交流電力に変換し、交流リアクトル２５及びコンデンサ２６を介して交流電路４１に出力する。また、交流電路４１の電力に基づいてインバータ装置２２を介して蓄電池２１を充電することもできる。インバータ装置２２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４をブリッジ接続して構成され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は制御部２７により制御される。その他、蓄電池２１の両端電圧を検出する電圧センサ２８、交流リアクトル２５に流れる電流を検出する電流センサ２９、及び、コンデンサ２６の両端の電圧を検出する電圧センサ２４が設けられている。制御部２７は、各センサの出力に基づいて、インバータ装置２２を、電圧制御型のインバータ装置２２として動作するよう制御する。 In the power storage device 2, the inverter device 22 converts the power of the storage battery 21 into AC power and outputs it to the AC electric circuit 41 via the AC reactor 25 and the capacitor 26. Further, the storage battery 21 can be charged via the inverter device 22 based on the electric power of the AC electric circuit 41. The inverter device 22 is configured by bridging the switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4, and the switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4 are controlled by the control unit 27. In addition, a voltage sensor 28 that detects the voltage across the storage battery 21, a current sensor 29 that detects the current flowing through the AC reactor 25, and a voltage sensor 24 that detects the voltage across the capacitor 26 are provided. The control unit 27 controls the inverter device 22 to operate as a voltage-controlled inverter device 22 based on the output of each sensor.

スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である例を示しているが、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることもできる（以下同様。）。 Although the switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 are examples of MOSFETs (Metal-Oxide-Semicondutor Field-Effective Transistors), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) can also be used (the same applies hereinafter).

蓄電装置３において、インバータ装置３２は蓄電池３１の電力を交流電力に変換し、交流リアクトル３５及びコンデンサ３６を介して交流電路４１に出力する。また、交流電路４１の電力に基づいてインバータ装置３２を介して蓄電池３１を充電することもできる。インバータ装置３２は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４をブリッジ接続して構成され、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４は制御部３７により制御される。その他、蓄電池３１の両端電圧を検出する電圧センサ３８、交流リアクトル３５に流れる電流を検出する電流センサ３９、及び、コンデンサ３６の両端の電圧を検出する電圧センサ３４が設けられている。制御部３７は、各センサの出力に基づいて、インバータ装置３２を、電圧制御型のインバータ装置３２として動作するよう制御する。 In the power storage device 3, the inverter device 32 converts the power of the storage battery 31 into AC power and outputs it to the AC electric circuit 41 via the AC reactor 35 and the capacitor 36. Further, the storage battery 31 can be charged via the inverter device 32 based on the electric power of the AC electric circuit 41. The inverter device 32 is configured by bridging the switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4, and the switching elements Q1, Q2, Q3 and Q4 are controlled by the control unit 37. In addition, a voltage sensor 38 that detects the voltage across the storage battery 31, a current sensor 39 that detects the current flowing through the AC reactor 35, and a voltage sensor 34 that detects the voltage across the capacitor 36 are provided. The control unit 37 controls the inverter device 32 to operate as a voltage-controlled inverter device 32 based on the output of each sensor.

太陽光発電装置１において、インバータ装置１２は太陽光発電パネル１１の出力を交流電力に変換し、交流リアクトル１５及びコンデンサ１６を介して交流電路４２に出力する。インバータ装置１２は、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４をブリッジ接続して構成され、スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４は制御部１７により制御される。その他、太陽光発電パネル１１の両端電圧を検出する電圧センサ１８、交流リアクトル１５に流れる電流を検出する電流センサ１９、及び、コンデンサ１６の両端の電圧を検出する電圧センサ１４が設けられている。制御部１７は、各センサの出力に基づいて、インバータ装置１２を、交流電路４２の交流電圧に同期した電流を出力する電流制御型のインバータ装置１２として動作するよう制御する。 In the photovoltaic power generation device 1, the inverter device 12 converts the output of the photovoltaic power generation panel 11 into AC power and outputs it to the AC electric circuit 42 via the AC reactor 15 and the capacitor 16. The inverter device 12 is configured by bridging the switching elements Q11, Q12, Q13, and Q14, and the switching elements Q11, Q12, Q13, and Q14 are controlled by the control unit 17. In addition, a voltage sensor 18 for detecting the voltage across the solar power generation panel 11, a current sensor 19 for detecting the current flowing through the AC reactor 15, and a voltage sensor 14 for detecting the voltage across the capacitor 16 are provided. The control unit 17 controls the inverter device 12 to operate as a current control type inverter device 12 that outputs a current synchronized with the AC voltage of the AC electric circuit 42 based on the output of each sensor.

上記各制御部１７，２７，３７は、例えばコンピュータを含み、コンピュータがソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部の記憶装置（図示せず。）に格納される。 Each of the control units 17, 27, and 37 includes, for example, a computer, and the computer executes software (computer program) to realize necessary control functions. The software is stored in a storage device (not shown) of the control unit.

上記の蓄電装置２及び蓄電装置３における電圧制御型のインバータ装置２２，３２の構成及び制御方法は共通である。電圧制御型のインバータ装置２２，３２は、直流から交流への電力変換（蓄電池２１，３１の放電）、交流から直流への電力変換（蓄電池２１，３１の充電）の双方向の電力変換を行うことができる。蓄電装置２及び蓄電装置３は、電圧、電流のセンサ類も同様に備えている。交流の電圧センサ２８，３８で検出した電圧信号は、制御部２７，３７に入力され、制御部２７，３７に含まれる位相同期ループ（ディジタル処理）によって交流電圧の周波数と位相とを得ることができる。 The configurations and control methods of the voltage-controlled inverter devices 22 and 32 in the power storage device 2 and the power storage device 3 are the same. The voltage-controlled inverter devices 22 and 32 perform bidirectional power conversion of DC to AC power conversion (discharge of storage batteries 21 and 31) and AC to DC power conversion (charge of storage batteries 21 and 31). be able to. The power storage device 2 and the power storage device 3 are similarly provided with voltage and current sensors. The voltage signals detected by the AC voltage sensors 28 and 38 are input to the control units 27 and 37, and the frequency and phase of the AC voltage can be obtained by the phase synchronization loop (digital processing) included in the control units 27 and 37. it can.

《電圧制御型のインバータ装置の制御》
図４は、電圧制御型のインバータ装置２２，３２の制御ブロック図の一例である。この制御を実際に行うのは、制御部２７，３７のコンピュータである。図において、電圧Ｖαは、電圧センサ２４，３４が検出する交流電圧である。電流ｉαは、電流センサ２９，３９が検出する交流電流である。 << Control of voltage-controlled inverter device >>
FIG. 4 is an example of a control block diagram of the voltage control type inverter devices 22 and 32. It is the computers of the control units 27 and 37 that actually perform this control. In the figure, the voltage V α is an AC voltage detected by the voltage sensors 24 and 34. The current i α is an alternating current detected by the current sensors 29 and 39.

図４において、電圧ＶαはブロックＢ２に入力されると共に、ブロックＢ１において積分又は微分により位相を（＋９０度）ずらした電圧Ｖβとなる。電圧Ｖα及びＶβは、ブロックＢ２でパーク変換され、電圧Ｖｑとなる。電圧Ｖｑは、ブロックＢ３のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）及びブロックＢ４のローパスフィルタを経て角周波数ωとなる。角周波数ωはブロックＢ５で積分され、位相θとなる。位相θは、ブロックＢ１での不要な係数除去演算に用いられるととともに、電圧Ｖα又はＶβと電流ｉαとの積をθの１周期の間隔で平均して（ブロックＢ６，Ｂ７）、それぞれ、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑとなる。 In FIG. 4, the voltage V α is input to the block B2 and becomes the voltage V β whose phase is shifted (+90 degrees) by integration or differentiation in the block B1. The voltages V α and V β are park-converted in the block B2 to become the voltage Vq. The voltage Vq becomes an angular frequency ω through the PLL (Phase Locked Loop) of the block B3 and the low-pass filter of the block B4. The angular frequency ω is integrated in the block B5 to obtain the phase θ. The phase θ is used for the unnecessary coefficient removal calculation in the block B1, and the product of the voltage V α or V β and the current i α is averaged at intervals of one cycle of θ (blocks B6 and B7), respectively. , Active power P and active power Q.

有効電力Ｐ及び無効電力Ｑはそれぞれ、値の急変を抑制するためのローパスフィルタ（ブロックＢ８及びブロックＢ９）を経て、垂下特性のブロックＢ１０に提供される。 The active power P and the active power Q are each provided to the block B10 having a drooping characteristic through a low-pass filter (block B8 and block B9) for suppressing a sudden change in the value.

蓄電池２１，３１からの放電電力の場合に有効電力Ｐは正、充電電力の場合に有効電力Ｐは負と定義する。インバータ２２，３２の電圧振幅指令値Ｅ＊、角周波数指令値ω＊は、有効電力Ｐ及び無効電力Ｑによって変化する関数として、下記の式（１）及び式（２）で表すことができる。 The active power P is defined as positive in the case of discharge power from the storage batteries 21 and 31, and the active power P is defined as negative in the case of charge power. The voltage amplitude command value E * and the angular frequency command value ω * of the inverters 22 and 32 can be expressed by the following equations (1) and (2) as functions that change depending on the active power P and the active power Q.

Ｅ＊＝ｒｓ［Ｅｒｅｆ−ｆ（Ｑ−Ｑｒｅｆ）］ ・・・（１）
ω＊＝ωｒｅｆ−ｈ（Ｐ−Ｐｒｅｆ） ・・・（２） E * = r s [E ref -f (Q-Q ref)] ··· (1)
ω * = ω ref- h (PP ref ) ・ ・ ・ (2)

ここで、Ｅｒｅｆ、ωｒｅｆ、Ｐｒｅｆ、Ｑｒｅｆは、それぞれ、インバータ２２，３２の、出力の電圧振幅、角周波数、有効電力、無効電力の基準値である。ｆ（Ｑ−Ｑｒｅｆ）、ｈ（Ｐ−Ｐｒｅｆ）は、それぞれ、Ｑ、Ｐの変化に応じてＥ＊、ω＊を変化させる関数であるが、ここでは最も簡単な例として、ｆ、ｈをそれぞれ、（Ｑ−Ｑｒｅｆ）、（Ｐ−Ｐｒｅｆ）に乗ずる比例定数とする。ｒｓは太陽光発電の出力抑制を誘発するための電圧上昇係数である。 Here, E ref , ω ref , Pref , and Qref are reference values of the output voltage amplitude, angular frequency, active power, and reactive power of the inverters 22 and 32, respectively. f ( QQ ref ) and h ( PP ref ) are functions that change E * and ω * according to changes in Q and P, respectively. Here, as the simplest example, f, Let h be a constant of proportionality multiplied by (QQ ref ) and ( PP ref), respectively. r s is a voltage increase factor for inducing output suppression PV.

ブロックＢ１０からの出力の一方である角周波数指令値ω＊は、ブロックＢ１１及びＢ１２を経てｃｏｓω＊ｔとなる。さらに、ブロックＢ１３において、他方の出力である電圧振幅指令値Ｅ＊と乗算され、Ｅ＊ｃｏｓω＊ｔとなる。これが、電圧指令値ｖ＊である。すなわち、
ｖ＊＝Ｅ＊ｃｏｓω＊ｔ ・・・（３）
である。 The angular frequency command value ω * , which is one of the outputs from the block B10, becomes cosω * t via the blocks B11 and B12. Further, in the block B13, it is multiplied by the voltage amplitude command value E * , which is the other output, to obtain E * cosω * t. This is the voltage command value v * . That is,
v * = E * cosω * t ・ ・ ・ (3)
Is.

そして、電圧指令値ｖ＊と電圧Ｖαとの偏差の比例積分演算（ＰＩ）処理（ブロックＢ１４）を経て電流指令値ｉ＊となる。さらに、電流指令値ｉ＊と電流ｉαとの偏差がＰＩ処理（ブロックＢ１５）され、最終的に、電圧基準値ｖｒｅｆとしてインバータ装置２２，３２のゲートを駆動するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号生成に用いられる。 Then, the current command value i * is obtained through the proportional integration calculation (PI) process (block B14) of the deviation between the voltage command value v * and the voltage V α. Moreover, the deviation between the current command value i * and current iα are PI processed (block B15), finally, PWM (Pulse Width Modulation) driving the gate of inverter device 22 and 32 as a voltage reference value v ref signal generator Used for.

なお、参考までに、上記式（１）、（２）の代わりに、下記の式（４）、（５）を用いることも可能である。
Ｅ＊＝ｒｓ［Ｅｒｅｆ−ｆ（Ｐ−Ｐｒｅｆ）］ ・・・（４）
ω＊＝ωｒｅｆ＋ｈ（Ｑ−Ｑｒｅｆ） ・・・（５） For reference, the following equations (4) and (5) can be used instead of the above equations (1) and (2).
E * = r s [E ref- f ( PP ref )] ... (4)
ω * = ω ref + h ( QQ ref ) ・ ・ ・ (5)

図５は、式（１）で表される、無効電力Ｑと、電圧振幅指令値Ｅ＊との関係の一例を示すグラフである。図示のように、無効電力の増大に応じて直線的に電圧振幅指令値Ｅ＊が低下する垂下特性を示している。２本の特性のうち、下の線（切片Ｅｒｅｆ）は電圧上昇係数ｒｓが１の場合、上の線（切片ｒｓＥｒｅｆ）は電圧上昇係数ｒｓが１より大きい場合である。 FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the reactive power Q and the voltage amplitude command value E * represented by the equation (1). As shown in the figure, it shows a drooping characteristic in which the voltage amplitude command value E * decreases linearly as the reactive power increases. One of the two characteristics, below the line (intercept E ref) If the voltage is increased coefficient r s of 1, the upper line (intercept r s E ref) is when the voltage rises coefficient r s is greater than 1.

図６は、式（２）で表される、有効電力Ｐと、角周波数指令値ω＊との関係の一例を示すグラフである。図示のように、有効電力の増大に応じて直線的に角周波数指令値ω＊が低下する垂下特性を示している。図５，図６の垂下特性により、インバータ装置２２，３２は、いずれか１台の運転でも、また、並列運転でも、安定した動作をすることができる。 FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the active power P and the angular frequency command value ω * represented by the equation (2). As shown in the figure, it shows a drooping characteristic in which the angular frequency command value ω * decreases linearly as the active power increases. Due to the hanging characteristics of FIGS. 5 and 6, the inverter devices 22 and 32 can operate stably in either one operation or in parallel operation.

図７は、電圧上昇係数の選択に関するフローチャートの一例である。インバータ装置２２，３２の動作中は制御部２７，３７（以下簡単に、制御部ともいう。）により、エンドレスにこのフローチャートが実行されている。制御部は、有効電力Ｐがマイナスであるか否かを判定する（ステップＳ１）。充電の時は「ＹＥＳ」であり、放電の時は「ＮＯ」となる。制御部は次に、皮相電力Ｓ｛＝（Ｐ２＋Ｑ２）１／２｝の絶対値が基準値Ｓｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。 FIG. 7 is an example of a flowchart relating to the selection of the voltage rise coefficient. During the operation of the inverter devices 22 and 32, the control units 27 and 37 (hereinafter, also simply referred to as control units) execute this flowchart endlessly. The control unit determines whether or not the active power P is negative (step S1). It is "YES" when charging and "NO" when discharging. Next, the control unit determines whether or not the absolute value of the apparent power S {= (P 2 + Q 2 ) 1/2 } is larger than the reference value S th (step S2).

ステップＳ１，Ｓ２において、いずれかが「ＮＯ」のときは、制御部は、ｒ＝１とする（ステップＳ４）。ステップＳ１，Ｓ２において共に「ＹＥＳ」のときは、制御部は、ｒ＝１＋Δｒとする（ステップＳ３）。なお、ｒの初期値は１である。Δｒは正の所定値であり、１＜（１＋Δｒ）である。制御部は、ステップＳ３又はＳ４で得られたｒにローパスフィルタ処理を施し、変動を平滑化した電圧上昇係数ｒｓを求める（ステップＳ５）。そして、制御部は、式（１）により電圧振幅指令値Ｅ＊を求める（ステップＳ６）。 In steps S1 and S2, when any of them is "NO", the control unit sets r = 1 (step S4). When both of steps S1 and S2 are "YES", the control unit sets r = 1 + Δr (step S3). The initial value of r is 1. Δr is a positive predetermined value, and 1 <(1 + Δr). Control unit performs a low-pass filter processing on r obtained in step S3 or S4, obtains the voltage rise coefficient r s obtained by smoothing the variation (step S5). Then, the control unit obtains the voltage amplitude command value E * by the equation (1) (step S6).

図８は、太陽光発電パネル１１に接続されたインバータ装置１２において行われている交流電路の交流電圧の上昇抑制機能（この機能は本来、太陽光発電パネル用のインバータ装置に備わっている。）の一例を示すフローチャートである。インバータ装置１２の動作中は制御部１７により、エンドレスにこのフローチャートが実行されている。制御部１７は、交流電圧振幅ｖｄを、基準値ｖｔｈと比較する（ステップＳ１１）。 FIG. 8 shows a function of suppressing an increase in the AC voltage of the AC electric circuit performed in the inverter device 12 connected to the photovoltaic power generation panel 11 (this function is originally provided in the inverter device for the photovoltaic power generation panel). It is a flowchart which shows an example. During the operation of the inverter device 12, the control unit 17 executes this flowchart endlessly. The control unit 17 compares the AC voltage amplitude v d with the reference value v th (step S11).

ｖｄ≧ｖｔｈの場合、制御部１７は、現状の抑制係数ｓから所定値Δｓｒを減じて交流電圧を抑制する方向にｓの値を調整する（ステップＳ１２）。ｖｄ＜ｖｔｈの場合には、制御部１７は、現状の抑制係数ｓに所定値Δｓｒを足して交流電圧を上昇させる方向にｓの値を調整する（ステップＳ１３）。抑制係数ｓは０から１までの範囲内に制限されている（ステップＳ１４）。そして、制御部は、抑制係数ｓを電流指令上限値ｉ＊ ｍａｘに乗じて、出力電流の上限値を抑制し、それによってインバータ装置１２から出力される電力を抑制する。 When v d ≥ vs th , the control unit 17 adjusts the value of s in the direction of suppressing the AC voltage by subtracting a predetermined value Δsr from the current suppression coefficient s (step S12). When v d <v th , the control unit 17 adds a predetermined value Δsr to the current suppression coefficient s and adjusts the value of s in the direction of increasing the AC voltage (step S13). The suppression coefficient s is limited to the range from 0 to 1 (step S14). Then, the control unit multiplies the suppression coefficient s by the current command upper limit value i * max to suppress the upper limit value of the output current, thereby suppressing the power output from the inverter device 12.

太陽光発電パネル１１に接続されるインバータ１２は、そのときどきの天候（日照）に応じて太陽光発電の出力が最大になるように、ＭＰＰＴ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）制御を行っている。但し、交流電圧の振幅または実効値が、予め定めた基準値を超えた場合には、上記のような交流電路の交流電圧の上昇抑制機能を備えている。これは、本来、商用電力系統との系統連系のために搭載が要求される機能である。しかし、商用電力系統の停電又は元より商用電力の供給されていない環境での自立運転時でも、この機能を利用することができる。 The inverter 12 connected to the photovoltaic power generation panel 11 performs MPPT (Maximum Power Point Tracking) control so that the output of the photovoltaic power generation is maximized according to the weather (sunshine) at that time. However, when the amplitude or effective value of the AC voltage exceeds a predetermined reference value, the AC voltage rise suppressing function of the AC electric circuit as described above is provided. This is a function that is originally required to be installed for grid interconnection with a commercial power system. However, this function can be used even during a power outage of the commercial power system or an independent operation in an environment where commercial power is not originally supplied.

具体的には交流電圧をパーク変換して得た振幅を交流周期毎に平均化した値を監視して、この電圧振幅平均値が３００Ｖを超えると電流指令値に乗ずる抑制係数ｓを４％低下させる。このプロセスを交流周期毎に行い、電圧振幅平均値が３００Ｖを超えている間は、ｓを４％ずつ下げ続ける。電圧振幅平均値が３００Ｖ未満に復帰するとｓを１％ずつ上昇させる。 Specifically, the value obtained by averaging the amplitude obtained by park-converting the AC voltage for each AC cycle is monitored, and when this voltage amplitude average value exceeds 300 V, the suppression coefficient s multiplied by the current command value is reduced by 4%. Let me. This process is performed every AC cycle, and while the average voltage amplitude exceeds 300 V, s is continuously reduced by 4%. When the average voltage amplitude returns to less than 300V, s is increased by 1%.

すなわち、太陽光発電パネル１１に接続されるインバータ装置１２は、蓄電池２１，３１を電源とする蓄電装置２，３が電圧制御型のインバータ装置２２，３２により交流電路に提供する交流電圧を、あたかも商用電力系統の電圧であるかのように動作すればよいのである。そして、電圧制御型のインバータ装置２２，３２が意図的に電圧を上げて、インバータ装置１２が持っている交流電路の交流電圧の上昇抑制機能を働かせればよいのである。 That is, the inverter device 12 connected to the solar power generation panel 11 receives the AC voltage provided to the AC electric circuit by the voltage-controlled inverter devices 22 and 32 by the power storage devices 2 and 3 using the storage batteries 21 and 31 as the power source. It suffices to operate as if it were the voltage of a commercial power system. Then, the voltage-controlled inverter devices 22 and 32 may intentionally raise the voltage to activate the function of suppressing the rise of the AC voltage of the AC electric circuit possessed by the inverter device 12.

《シミュレーション》
図９から図１４は、図２に示したような自立電源システム１００の動作のシミュレーション例を示す波形図である。波形は上から順に、自立電源システムとしての、交流電圧、交流電流、有効電力、無効電力、及び、出力抑制変数を表している。 "simulation"
9 to 14 are waveform diagrams showing a simulation example of the operation of the self-sustaining power supply system 100 as shown in FIG. The waveforms, in order from the top, represent AC voltage, AC current, active power, reactive power, and output suppression variables as a self-sustaining power supply system.

図９，図１０は、太陽光発電装置（ＰＶと表記）と、電圧制御型のインバータ装置を搭載した蓄電装置１台（蓄電１と表記）との自立電源システムで、負荷を５０Ωとした場合のシミュレーション例である。図９は、横軸の時間［秒］が０から５秒までの変化を示し、図１０は、図９における４秒から５秒までの変化を拡大して示している。 9 and 10 show a self-sustaining power supply system consisting of a photovoltaic power generation device (denoted as PV) and a power storage device equipped with a voltage-controlled inverter device (denoted as power storage 1), when the load is 50Ω. This is a simulation example of. FIG. 9 shows the change in time [seconds] on the horizontal axis from 0 to 5 seconds, and FIG. 10 shows the change in FIG. 9 from 4 seconds to 5 seconds in an enlarged manner.

図１１，図１２は、太陽光発電装置（ＰＶと表記）と、電圧制御型のインバータ装置を搭載した蓄電装置２台（蓄電１，蓄電２と表記）との自立電源システムで、負荷を５０Ωとした場合のシミュレーション例である。図１１は、横軸の時間［秒］が０から５秒までの変化を示し、図１２は、図１１における４秒から５秒までの変化を拡大して示している。 11 and 12 are self-sustaining power supply systems consisting of a photovoltaic power generation device (denoted as PV) and two power storage devices (denoted as storage 1 and storage 2) equipped with a voltage-controlled inverter device, with a load of 50Ω. This is an example of simulation in the case of. FIG. 11 shows the change in time [seconds] on the horizontal axis from 0 to 5 seconds, and FIG. 12 shows the change in FIG. 11 from 4 seconds to 5 seconds in an enlarged manner.

図１３，図１４は、太陽光発電装置（ＰＶと表記）と、電圧制御型のインバータ装置を搭載した蓄電装置２台（蓄電１，蓄電２と表記）との自立電源システムで、負荷が固定値としての５０Ωと並列に１０Ωが１秒ごとに接続／非接続となる場合(図３の負荷Ｒ)のシミュレーション例である。図１３は、横軸の時間［秒］が０から５秒までの変化を示し、図１４は、図１３における４秒から５秒までの変化を拡大して示している。 13 and 14 are self-sustaining power supply systems consisting of a photovoltaic power generation device (denoted as PV) and two power storage devices (denoted as storage 1 and storage 2) equipped with a voltage-controlled inverter device, and the load is fixed. This is a simulation example in which 10Ω is connected / disconnected every second in parallel with 50Ω as a value (load R in FIG. 3). FIG. 13 shows the change in time [seconds] on the horizontal axis from 0 to 5 seconds, and FIG. 14 shows the change in FIG. 13 from 4 seconds to 5 seconds in an enlarged manner.

図９から図１４までにより、各蓄電装置は充電状態で皮相電力が閾値を超えると、出力抑制変数ｒが１を超える値となり、それを平準化した電圧上昇係数ｒｓが１を超えることで、太陽光発電装置の発電が抑制され、電力の需給バランスが維持されることがわかる。 More to FIGS. 9 to 14, when each of power storage device exceeds the apparent power in a charged state threshold, output suppression variable r is a value greater than 1, it is possible to equalize the voltage increase coefficient r s is greater than 1 It can be seen that the power generation of the photovoltaic power generation device is suppressed and the balance between supply and demand of electric power is maintained.

《開示のまとめ》
開示を総括すると、自立電源システム１００は、第１電源装置として太陽光発電装置１を備え、第２電源装置として蓄電装置２，３を備えている。第１電源装置としての太陽光発電装置１は、第１直流電源（太陽光発電パネル１１）と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力する電流制御型のインバータ装置１２、及び、当該インバータ装置１２を制御する制御部１７を含む。第２電源装置としての蓄電装置２，３は、第２直流電源（蓄電池２１，３１）と接続された電圧制御型のインバータ装置２２，３２、及び、当該インバータ装置２２，３２を制御する制御部２７，３７を含み、交流電路に交流電圧を出力する。 << Summary of Disclosure >>
To summarize the disclosure, the self-sustaining power supply system 100 includes a photovoltaic power generation device 1 as a first power supply device, and power storage devices 2 and 3 as a second power supply device. The solar power generation device 1 as the first power supply device is a current control type inverter device that is connected to the first DC power supply (solar power generation panel 11) and outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC electric circuit to be output. 12 and a control unit 17 that controls the inverter device 12. The power storage devices 2 and 3 as the second power supply device are voltage-controlled inverter devices 22 and 32 connected to the second DC power supply (storage batteries 21 and 31), and a control unit that controls the inverter devices 22 and 32. Including 27 and 37, the AC voltage is output to the AC electric circuit.

制御部１７は、第１直流電源（太陽光発電パネル１１）から最大電力を引き出すようインバータ装置１２を制御するとともに、交流電圧の上昇抑制機能を有する。制御部２７，３７は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時にはインバータ装置２２，３２が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、インバータ装置１２の上昇抑制機能を働かせる。 The control unit 17 controls the inverter device 12 so as to draw the maximum power from the first DC power source (solar power generation panel 11), and also has a function of suppressing an increase in the AC voltage. The control units 27 and 37 execute output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, the voltage output by the inverter devices 22 and 32 is made higher than the voltage on the drooping characteristic to suppress the rise of the inverter device 12. Make the function work.

このような自立電源システム１００では、蓄電装置２，３は垂下特性により自ら安定して動作する。太陽光発電装置１のインバータ１２は、蓄電装置２，３から出力される交流電圧をあたかも商用電力系統の交流電圧であるかのように、電流制御型の動作をすればよい。そのため、インバータ１２は、自立出力アウトレットからＡＣ１００Ｖで出力する自立運転をする必要はなく、通常の、系統連系時と同様に、ＡＣ２００Ｖで最大電力を提供することができる。 In such an independent power supply system 100, the power storage devices 2 and 3 operate stably by themselves due to the hanging characteristics. The inverter 12 of the photovoltaic power generation device 1 may operate in a current control type as if the AC voltage output from the power storage devices 2 and 3 is the AC voltage of the commercial power system. Therefore, the inverter 12 does not need to be operated independently to output at AC100V from the independent output outlet, and can provide the maximum power at AC200V as in the normal system interconnection.

自立電源システム１００として余剰電力が発生するときは、インバータ装置２２，３２が出力する電圧を垂下特性上の電圧より高めることにより、制御部１２による上昇抑制機能を働かせることができる。従って、蓄電装置２，３は、太陽光発電装置１と制御のための通信を行わなくても、太陽光発電装置１が有する交流電圧の上昇抑制機能を働かせることができる。 When surplus power is generated as the self-sustaining power supply system 100, the rise suppressing function by the control unit 12 can be activated by raising the voltage output by the inverter devices 22 and 32 to be higher than the voltage on the drooping characteristic. Therefore, the power storage devices 2 and 3 can activate the function of suppressing the increase in the AC voltage of the photovoltaic power generation device 1 without communicating with the photovoltaic power generation device 1 for control.

このような自立電源システム１００は、商用電力系統が停電しても昼間であれば長時間、重要負荷に電力を長時間にわたって供給することができる。また、自立電源システム１００は、商用電力系統とは接続せず常時オフグリッドで運用することもできる。 Such an independent power supply system 100 can supply electric power to an important load for a long time in the daytime even if the commercial power system loses power. Further, the self-sustaining power supply system 100 can be operated off-the-grid at all times without being connected to a commercial power system.

制御部２７，３７は、インバータ装置２２，３２が出力する有効電力及び無効電力のいずれか一方によって周波数を変化させ、他方によって電圧振幅を変化させることにより、垂下特性を実現することができる。
また、複数の蓄電装置２，３を、垂下特性により、互いの通信を行うことなく、並列運転することができる。複数の蓄電装置２，３のそれぞれから供給する有効電力及び無効電力は自動的に均等に分配される。 The control units 27 and 37 can realize the drooping characteristic by changing the frequency according to either the active power or the inactive power output by the inverter devices 22 and 32 and changing the voltage amplitude by the other.
Further, the plurality of power storage devices 2 and 3 can be operated in parallel without communicating with each other due to the hanging characteristic. The active power and the active power supplied from each of the plurality of power storage devices 2 and 3 are automatically and evenly distributed.

図２、図３に示したように、蓄電装置２，３と負荷Ｒとの間に、負荷Ｒ側が単相３線式の巻線となっている変圧器Ｔ２を設ければ、変圧器Ｔ２の交流電路４１側に蓄電装置２，３から単相１００Ｖを供給し、２００Ｖに昇圧することができる。変圧器Ｔ２の交流電路４２側は、中性線のある単相３線式の巻線として、巻線の両端に太陽光発電装置１からの２００Ｖを供給する。こうして、交流電路４２側には、単相３線式の２００Ｖ又は１００Ｖの負荷を接続することができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, if a transformer T2 having a single-phase three-wire winding on the load R side is provided between the power storage devices 2 and 3 and the load R, the transformer T2 Single-phase 100V can be supplied from the power storage devices 2 and 3 to the AC electric circuit 41 side of the above, and the voltage can be boosted to 200V. The AC electric circuit 42 side of the transformer T2 supplies 200V from the photovoltaic power generation device 1 to both ends of the winding as a single-phase three-wire winding with a neutral wire. In this way, a single-phase three-wire 200V or 100V load can be connected to the AC electric circuit 42 side.

《その他》
図１，図２では、蓄電装置２，３を２台としたが、これは例示であって、３台以上でもよいし、１台でもよい。なお、「蓄電装置」は太陽光発電の余剰電力を蓄電するには好適であるが、蓄電機能の無い燃料電池による電源装置であっても自立電源システムを構成することができる。
また、太陽光発電装置１は、風力発電、地熱発電等、他の再生可能エネルギーによる電源装置であってもよい。 《Others》
In FIGS. 1 and 2, the number of power storage devices 2 and 3 is two, but this is an example and may be three or more or one. Although the "power storage device" is suitable for storing surplus power of photovoltaic power generation, a self-sustaining power supply system can be configured even with a power supply device using a fuel cell having no power storage function.
Further, the photovoltaic power generation device 1 may be a power supply device using other renewable energies such as wind power generation and geothermal power generation.

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 << Supplement >>
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１ 太陽光発電装置
２ 蓄電装置
３ 蓄電装置
４ 交流電路
５ 分電盤
６ 重要負荷
７ 切替スイッチ
８，９ 商用交流電路
１１ 太陽光発電パネル
１２ インバータ装置
１４ 電圧センサ
１５ 交流リアクトル
１６ コンデンサ
１７ 制御部
１８ 電圧センサ
１９ 電流センサ
２１ 蓄電池
２２ インバータ装置
２３ スイッチ
２４ 電圧センサ
２５ 交流リアクトル
２６ コンデンサ
２７ 制御部
２８ 電圧センサ
２９ 電流センサ
３１ 蓄電池
３２ インバータ装置
３３ スイッチ
３４ 電圧センサ
３５ 交流リアクトル
３６ コンデンサ
３７ 制御部
３８ 電圧センサ
３９ 電流センサ
４１ 交流電路
４２ 交流電路
１００ 自立電源システム
ＨＰＳ 商用電力系統
ＬＰＳ 商用電力系統
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ スイッチング素子
Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４ スイッチング素子
Ｔ１ 変圧器
Ｔ２ 変圧器 1 Solar power generation device 2 Power storage device 3 Power storage device 4 AC electric circuit 5 Distribution board 6 Important load 7 Changeover switch 8, 9 Commercial AC electric line 11 Solar power generation panel 12 Inverter device 14 Voltage sensor 15 AC reactor 16 Condenser 17 Control unit 18 Voltage sensor 19 Current sensor 21 Storage battery 22 Inverter device 23 Switch 24 Voltage sensor 25 AC reactor 26 Condenser 27 Control unit 28 Voltage sensor 29 Current sensor 31 Storage battery 32 Inverter device 33 Switch 34 Voltage sensor 35 AC reactor 36 Condenser 37 Control unit 38 Voltage sensor 39 Current sensor 41 AC circuit 42 AC circuit 100 Independent power supply system HPS Commercial power system LPS Commercial power system Q1, Q2, Q3, Q4 Switching element Q11, Q12, Q13, Q14 Switching element T1 Transformer T2 Transformer

Claims (8)

商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムであって、
再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力する電流制御型の第１インバータ装置、及び、当該第１インバータ装置を制御する第１制御部を含む、第１電源装置と、
第２直流電源と接続された電圧制御型の第２インバータ装置、及び、当該第２インバータ装置を制御する第２制御部を含み、前記交流電路に前記交流電圧を出力する、第２電源装置と、を備え、
前記第１制御部は、前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、
前記第２制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、
自立電源システム。 A self-sustaining power system that supplies power to the load independently of the commercial power system.
A current-controlled first inverter device that is connected to a first DC power supply using renewable energy and outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output, and a first control that controls the first inverter device. The first power supply including the part,
A voltage-controlled second inverter device connected to a second DC power supply, and a second power supply device that includes a second control unit that controls the second inverter device and outputs the AC voltage to the AC electric circuit. , With
The first control unit controls the first inverter device so as to draw the maximum power from the first DC power source, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage.
The second control unit executes output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, raises the voltage output by the second inverter device from the voltage on the drooping characteristic to suppress the rise. Make it work
Independent power supply system. 前記第２制御部は、前記第２インバータ装置が出力する有効電力及び無効電力のいずれか一方によって周波数を変化させ、他方によって電圧振幅を変化させることにより、前記垂下特性を実現する請求項１に記載の自立電源システム。 According to claim 1, the second control unit realizes the drooping characteristic by changing the frequency according to either the active power or the inactive power output by the second inverter device and changing the voltage amplitude by the other. Described self-sustaining power supply system. 前記第２電源装置は、複数組存在し、交流側の出力が並列接続されている請求項１又は請求項２に記載の自立電源システム。 The self-sustaining power supply system according to claim 1 or 2, wherein a plurality of sets of the second power supply devices are present and the outputs on the AC side are connected in parallel. 前記第２電源装置と前記負荷との間に、前記負荷側が単相３線式の巻線となっている変圧器が設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自立電源システム。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a transformer having a single-phase three-wire winding on the load side is provided between the second power supply device and the load. Independent power supply system. 前記第２直流電源は蓄電池であり、前記第２インバータ装置は、前記交流電圧を出力すること、及び、前記交流電圧に基づいて前記蓄電池を充電すること、の双方が可能である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自立電源システム。 The second DC power source is a storage battery, and the second inverter device can both output the AC voltage and charge the storage battery based on the AC voltage. The self-sustaining power supply system according to any one of claims 4. 再生可能エネルギーによる第１直流電源と接続され、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、かつ、前記交流電圧の上昇抑制機能を有する電流制御型の第１インバータ装置を含む発電装置に、併設される電源装置であって、
第２直流電源と、
前記第２直流電源に接続された電圧制御型の第２インバータ装置と、
前記第２インバータ装置を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、垂下特性を有する出力制御を実行し、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、
電源装置。 Includes a current-controlled first inverter device that is connected to a first DC power source using renewable energy, outputs an AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage. It is a power supply device that is attached to the power generation device.
2nd DC power supply and
A voltage-controlled second inverter device connected to the second DC power supply, and
A control unit that controls the second inverter device is provided.
The control unit executes output control having a drooping characteristic, and when surplus power is generated, raises the voltage output by the second inverter device from the voltage on the drooping characteristic to activate the rise suppressing function.
Power supply. 前記第１直流電源は太陽光発電パネルであり、
前記第２直流電源は蓄電池であり、
前記第２インバータ装置は、前記蓄電池に接続され、前記交流電路に前記交流電圧を出力すること、及び、前記交流電圧に基づいて前記蓄電池を充電すること、の双方が可能である、
請求項６に記載の電源装置。 The first DC power source is a photovoltaic power generation panel.
The second DC power source is a storage battery.
The second inverter device is connected to the storage battery and can output the AC voltage to the AC electric circuit and charge the storage battery based on the AC voltage.
The power supply device according to claim 6. 商用電力系統から独立した状態で負荷に電力を供給する自立電源システムの制御方法であって、
再生可能エネルギーによる第１直流電源から電流制御型の第１インバータ装置を経て、出力すべき交流電路の交流電圧に同期した交流電流を出力し、
第２直流電源と前記交流電路との間に設けられた電圧制御型の第２インバータ装置を介して、前記交流電圧の提供及び前記交流電圧に基づく前記第２直流電源の充電を行い、
前記第１直流電源から最大電力を引き出すよう前記第１インバータ装置を制御するとともに、前記交流電圧の上昇抑制機能を有し、
前記第２インバータ装置に垂下特性を有する出力制御を実行させ、かつ、余剰電力の発生時には前記第２インバータ装置が出力する電圧を前記垂下特性上の電圧より高めることにより、前記上昇抑制機能を働かせる、
自立電源システムの制御方法。 It is a control method of an independent power supply system that supplies power to the load in a state independent of the commercial power system.
An AC current synchronized with the AC voltage of the AC circuit to be output is output from the first DC power supply using renewable energy through the current-controlled first inverter device.
The AC voltage is provided and the second DC power source is charged based on the AC voltage via a voltage-controlled second inverter device provided between the second DC power source and the AC electric circuit.
The first inverter device is controlled so as to draw the maximum power from the first DC power source, and has a function of suppressing an increase in the AC voltage.
The rise suppression function is activated by causing the second inverter device to execute output control having a drooping characteristic and increasing the voltage output by the second inverter device above the voltage on the drooping characteristic when surplus power is generated. ,
How to control an independent power supply system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022254580A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-08 三菱電機株式会社 Power system stabilization system
WO2023157162A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power supply system for autonomous system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012252537A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Daihen Corp System-interconnected inverter device
WO2013118376A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 パナソニック株式会社 Power supply system and charging/discharging power conditioner used for same
JP2014054116A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Toshiba Corp Electrical power system
JP2016025746A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 富士電機株式会社 Power storage system, power converter, autonomous operation system, and control method for power storage system
JP2016039759A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社椿本チエイン Power supply system and power conversion device
JP2016119820A (en) * 2014-12-24 2016-06-30 富士電機株式会社 Autonomous operation system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012252537A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Daihen Corp System-interconnected inverter device
WO2013118376A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 パナソニック株式会社 Power supply system and charging/discharging power conditioner used for same
JP2014054116A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Toshiba Corp Electrical power system
JP2016025746A (en) * 2014-07-18 2016-02-08 富士電機株式会社 Power storage system, power converter, autonomous operation system, and control method for power storage system
JP2016039759A (en) * 2014-08-11 2016-03-22 株式会社椿本チエイン Power supply system and power conversion device
JP2016119820A (en) * 2014-12-24 2016-06-30 富士電機株式会社 Autonomous operation system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022254580A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-08 三菱電機株式会社 Power system stabilization system
WO2023157162A1 (en) * 2022-02-17 2023-08-24 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power supply system for autonomous system

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