JP3208260B2 - Grid connection system - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ回路を備え
た分散電源設備と商用電力系統との並列運転によって負
荷へ電力を供給する系統連系システムに関し、詳しくは
インバータ回路の起動開始前における商用電力系統の異
常検出動作に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system interconnection system for supplying power to a load by a parallel operation of a distributed power supply system equipped with an inverter circuit and a commercial power system, and more particularly, to a commercial system before starting the inverter circuit. The present invention relates to a power system abnormality detection operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、太陽電池からなる直流電源を用い
た数kWの比較的小容量の分散電源設備をインバータ回路
を介して商用電力系統に連系し、負荷に電力を供給する
系統連系システムが種々提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, a relatively small-capacity distributed power supply system of several kW using a DC power supply composed of a solar cell is connected to a commercial power system via an inverter circuit, and system interconnection for supplying power to a load. Various systems have been proposed.
【０００３】図３は、従来の系統連系システムの概略構
成図である。図において、31は太陽光のエネルギーを直
流電圧に直接変換する太陽電池、32はその太陽電池31か
ら出力される直流電力を交流に変換するためのインバー
タであり、太陽電池31からの直流出力は、インバータ回
路32によって交流に変換された上、絶縁トランス33を経
て負荷34および商用電力系統35に供給される。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional system interconnection system. In the figure, 31 is a solar cell that directly converts sunlight energy into a DC voltage, 32 is an inverter for converting DC power output from the solar cell 31 into AC, and the DC output from the solar cell 31 is After being converted into AC by an inverter circuit 32, the AC power is supplied to a load 34 and a commercial power system 35 via an insulating transformer 33.
【０００４】絶縁トランス33と商用電力系統35との間に
は、系統連系用開閉器36が介挿されており、インバータ
回路32の運転条件が整った状態で、開閉器36が閉じられ
て連系運転が開始されることになる。[0004] A system interconnection switch 36 is interposed between the insulating transformer 33 and the commercial power system 35. When the operation conditions of the inverter circuit 32 are adjusted, the switch 36 is closed. The interconnection operation will be started.
【０００５】上記開閉器36は、保護継電制御回路37によ
って制御されている。この保護継電制御回路37は、太陽
電池31の出力電圧及び商用電力系統35の系統電圧などを
監視しており、電圧に過不足が生じたときに太陽電池31
又は商用電力系統35の異常状態と判断して開閉器36が開
かれる。その後、その異常原因が解消されると、自動的
に開閉器36が閉じて、所定時間経過後にインバータ回路
32が起動する。The switch 36 is controlled by a protection relay control circuit 37. The protection relay control circuit 37 monitors the output voltage of the solar cell 31, the system voltage of the commercial power system 35, and the like.
Alternatively, it is determined that the commercial power system 35 is in an abnormal state, and the switch 36 is opened. Thereafter, when the cause of the abnormality is resolved, the switch 36 automatically closes, and after a predetermined time has elapsed, the inverter circuit is closed.
32 starts.
【０００６】そして、最近では特開平６−１３３４６２
号公報に記載のように、商用電力系統35からの交流電力
の消費を極力低減させて商用電力からの交流電力の節約
を図るために、太陽電池からの直流電力を変換出力して
動作電圧を生成し、その動作電圧を保護継電制御回路37
に供給する制御電源回路38を設けたものが提案されてい
る。Recently, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-133462 has been proposed.
As described in the publication, in order to reduce the consumption of AC power from the commercial power system 35 and save AC power from commercial power, the DC power from the solar cell is converted and output to reduce the operating voltage. The protection relay control circuit 37
Provided with a control power supply circuit 38 for supplying power to the power supply.
【０００７】そして、この制御電源回路38はその出力電
圧が保護継電制御回路37を動作させる基準電圧値となる
ように設計されているが、太陽電池31の出力電圧が日射
条件により変動するため、日射量が少ない朝方などでは
太陽電池電圧が低く、制御電源回路38が基準電圧値を出
力できない場合がある。The control power supply circuit 38 is designed so that its output voltage becomes a reference voltage value for operating the protection relay control circuit 37. However, since the output voltage of the solar cell 31 fluctuates according to solar radiation conditions. On the other hand, in the morning where the amount of solar radiation is small, the solar battery voltage is low, and the control power supply circuit 38 may not be able to output the reference voltage value.
【０００８】また、一般に保護継電制御回路37はマイク
ロコンピュータにより構成されており、制御電源回路38
から供給される電圧が基準電圧値より低い起動電圧値以
上で起動開始可能となっている場合が多い。Generally, the protection relay control circuit 37 is constituted by a microcomputer, and the control power supply circuit 38
In many cases, the start-up can be started when the voltage supplied from the controller is equal to or higher than the start voltage value lower than the reference voltage value.
【０００９】このため、インバータ回路32の起動開始前
で、朝方などのように日射量が徐々に上昇する場合に
は、制御電源回路38から保護継電制御回路37に基準電圧
値より低い電圧が供給され、その供給電圧が起動電圧値
以上となると、保護継電制御回路37による太陽電池31又
は商用電力系統35の異常検出動作が行われている。Therefore, when the amount of solar radiation gradually increases, such as in the morning, before the start of the activation of the inverter circuit 32, a voltage lower than the reference voltage value is supplied from the control power supply circuit 38 to the protection relay control circuit 37. When the supply voltage is equal to or higher than the activation voltage value, the protection relay control circuit 37 is performing an abnormality detection operation of the solar cell 31 or the commercial power system 35.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護継
電制御装置37では、太陽電池31の出力電圧及び商用電力
系統35の系統電圧を制御電源回路38からの供給電圧を基
準に判断しているため、その供給電圧が基準電圧値より
低い場合には、保護継電制御装置37で検出される太陽電
池31の出力電圧及び商用電力系統35の系統電圧が実際の
値より高い値となってしまう。即ち、例えば保護継電制
御回路37の基準電圧値が5.0Ｖ、起動電圧値が4.5Ｖで、
商用電力系統35の系統電圧が115Ｖ以上の場合に保護継
電制御装置37において商用電力系統35の異常状態である
と判断する場合には、制御電源回路38からの供給電圧が
4.5Ｖであるとき、商用電力系統35の系統電圧が105Ｖで
あっても、保護継電制御回路37では116.7Ｖ（＝105×5.
0/4.5）と誤検出してしまう。However, in the protection relay control device 37, the output voltage of the solar cell 31 and the system voltage of the commercial power system 35 are determined based on the supply voltage from the control power supply circuit 38. When the supply voltage is lower than the reference voltage value, the output voltage of the solar cell 31 and the system voltage of the commercial power system 35 detected by the protection relay control device 37 become higher than the actual values. That is, for example, the reference voltage value of the protection relay control circuit 37 is 5.0 V, the starting voltage value is 4.5 V,
When the protection relay control device 37 determines that the commercial power system 35 is in an abnormal state when the system voltage of the commercial power system 35 is 115 V or more, the supply voltage from the control power circuit 38
When the voltage is 4.5 V, even if the system voltage of the commercial power system 35 is 105 V, the protection relay control circuit 37 outputs 116.7 V (= 105 × 5.
0 / 4.5).
【００１１】従って、この場合には保護継電制御回路37
において商用電力系統35の異常状態であると判断してイ
ンバータ回路32の起動を行わせず、異常状態が解消され
ていると予想される一定時間経過後に、保護継電制御回
路37による異常検出動作を再度行わせている。Therefore, in this case, the protection relay control circuit 37
It is determined that the abnormal state of the commercial power system 35 has not occurred and the inverter circuit 32 has not been started, and after a lapse of a predetermined time period in which the abnormal state is expected to be resolved, the abnormality detection operation by the protection relay control circuit 37 Is done again.
【００１２】このように、従来は朝方などのインバータ
回路32の起動開始の際に、商用電力系統35において過電
圧が発生していないにも拘らず、商用電力系統35におけ
る過電圧による異常状態発生と誤検出してしまい、スム
ーズにインバータ回路32の起動を行えないという問題が
あった。As described above, conventionally, when starting the inverter circuit 32 in the morning or the like, although an overvoltage has not occurred in the commercial power system 35, it is erroneously determined that an abnormal state has occurred due to the overvoltage in the commercial power system 35. There has been a problem that the inverter circuit 32 cannot be started smoothly due to the detection.
【００１３】また、商用電力系統35における異常状態検
出時には、系統連系時の安全を考慮して商用電力系統35
の系統電圧が異常状態と判断する過電圧値より数Ｖ〜10
Ｖ程度低い値になるまで、インバータ回路32の起動を再
開させないようにしており、工場の近辺など負荷変動の
大きな地域では、工場の電力消費が少ない朝方には商用
電力系統35の電圧が許容範囲内の高圧側に維持されてお
り、インバータ回路32の起動を長時間にわたって行えな
いという問題点があった。Further, when an abnormal state is detected in the commercial power system 35, the commercial power system 35
Is several V to 10 from the overvoltage value that determines that the system voltage is abnormal.
The startup of the inverter circuit 32 is prevented from restarting until the voltage becomes lower by about V. In an area where the load fluctuation is large, such as in the vicinity of a factory, the voltage of the commercial power system 35 is within an allowable range in the morning when the power consumption of the factory is small. Therefore, there is a problem that the inverter circuit 32 cannot be started for a long time.
【００１４】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であって、インバータ回路の起動開始の際における、制
御電源回路からの供給電圧変動による保護継電制御回路
の誤動作を防止し、スムーズなインバータ回路の起動が
行えるようにした系統連系システムを提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and prevents a malfunction of a protection relay control circuit due to a change in a supply voltage from a control power supply circuit at the start of starting an inverter circuit, thereby facilitating smooth operation. Provided is a system interconnection system capable of starting a simple inverter circuit.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、系統連系シス
テムにおいて、太陽電池の出力電圧を検出する太陽電池
電圧検出手段と、インバータ回路と商用電力系統との連
系点での電圧を検出する連系点電圧検出手段と、インバ
ータ回路と商用電力系統との間に設けられた系統連系開
閉器と、マイクロコンピュータから構成され、前記太陽
電池電圧検出手段および連系点電圧検出手段による検出
値に基づき、商用電力系統における異常または太陽電池
の出力低下による連系不能を検出して、その異常または
連系不能の検出時に系統連系開閉器を開放させる保護継
電制御回路と、太陽電池の出力電圧を降圧して前記保護
継電制御回路の動作電圧を生成する制御電源回路とを備
え、前記制御電源回路は、太陽電池の出力電圧が第１所
定値以上の場合に所定の基準電圧に変換出力し、前記保
護継電制御回路は、前記制御電源回路からの供給電圧が
前記基準電圧より低い起動電圧以上で起動を開始し、イ
ンバータ回路の起動開始前には、前記太陽電池電圧検出
手段による検出値に基づく太陽電池の出力電圧が、下記
数式で定義される第２所定値以上であると判断するまで
商用電力系統における異常検出動作を行わないことを特
徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a system interconnection system, comprising: a solar cell voltage detection means for detecting an output voltage of a solar cell; and a voltage at an interconnection point between an inverter circuit and a commercial power system. Interconnection point voltage detection means, a system interconnection switch provided between the inverter circuit and the commercial power system, and a microcomputer, the detection by the solar cell voltage detection means and the interconnection point voltage detection means A protection relay control circuit that detects an abnormality in the commercial power system or an interconnection failure due to a decrease in the output of the solar cell based on the value, and opens a system interconnection switch when the abnormality or the interconnection failure is detected; A control power supply circuit that reduces the output voltage of the protection relay control circuit to generate an operating voltage of the protection relay control circuit. Converted and output to a constant reference voltage, the protection relay control circuit starts to start at a supply voltage from the control power supply circuit equal to or higher than a start voltage lower than the reference voltage, and before starting start of the inverter circuit, The abnormality detection operation in the commercial power system is not performed until it is determined that the output voltage of the solar cell based on the value detected by the solar cell voltage detection means is equal to or more than a second predetermined value defined by the following equation. It is.
【数２】 第２所定値＝第１所定値×（基準電圧／起動電圧）## EQU2 ## Second predetermined value = first predetermined value × (reference voltage / startup voltage)
【００１６】[0016]
【作用】本発明によれば、インバータ回路の起動開始の
際における、制御電源回路からの供給電圧変動による保
護継電制御回路の誤動作が防止される。According to the present invention, the malfunction of the protection relay control circuit due to the fluctuation of the supply voltage from the control power supply circuit at the start of the start of the inverter circuit is prevented.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明の系統連系システムをその一実
施例を示す図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発
明を適用させた太陽電池を用いた系統連系システムの概
略構成図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A system interconnection system of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing one embodiment. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system interconnection system using solar cells to which the present invention has been applied.
【００１８】同図において、系統連系システムは、太陽
光のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池１（本実
施例では、最適動作電圧200Ｖ，最適動作電力３ｋＷ）
と、太陽電池１の直流電力を交流電力に電力変換して所
定交流電圧を供給するインバータ回路２を中心に構成さ
れており、商用電力系統３と連系して配電線に接続され
た各種家電製品などの負荷４に対して電力を供給してい
る。In the figure, a grid interconnection system is a solar cell 1 for converting sunlight energy into DC power (in this embodiment, an optimum operating voltage of 200 V and an optimum operating power of 3 kW).
And an inverter circuit 2 that converts the DC power of the solar cell 1 into AC power and supplies a predetermined AC voltage, and is connected to a commercial power system 3 and connected to a distribution line. Power is supplied to a load 4 such as a product.
【００１９】インバータ回路２は、ブリッジ接続された
複数のスイッチング素子から構成され、このインバータ
回路２には、後述の各種処理を行うインバータ制御部５
からパルス幅変調されたスイッチング制御信号が与えら
れる。インバータ制御部５はマイクロコンピュータから
構成されている。The inverter circuit 2 is composed of a plurality of switching elements connected in a bridge. The inverter circuit 2 has an inverter control unit 5 for performing various processes described later.
Supplies a pulse width modulated switching control signal. The inverter control unit 5 is constituted by a microcomputer.
【００２０】インバータ回路２と商用電力系統３との間
には、インバータ回路２の出力側から順に巻線比１：１
の絶縁トランス６と、系統保護のための系統連系用開閉
器（以下、開閉器と略記する）７が設けられており、開
閉器７は保護継電制御回路８からの制御信号に応じて、
その接点を開閉して商用電力系統３に連系、或るいは解
列する。ここで、開閉器７は保護継電制御回路８からの
連系指令信号の入力によりその接点が閉じられ、保護継
電制御回路８からの解列指令信号の入力によりその接点
が開かれる構成となっている。Between the inverter circuit 2 and the commercial power system 3, the winding ratio is 1: 1 in order from the output side of the inverter circuit 2.
Are provided with an isolation transformer 6 and a system interconnection switch (hereinafter abbreviated as switch) 7 for system protection. The switch 7 responds to a control signal from a protection relay control circuit 8. ,
The contacts are opened and closed to connect to or disconnect from the commercial power system 3. Here, the contact of the switch 7 is closed by the input of the interconnection command signal from the protection relay control circuit 8, and the contact is opened by the input of the disconnection command signal from the protection relay control circuit 8. Has become.
【００２１】制御電源回路９は、太陽電池１の直流電圧
を降圧してインバータ制御部５及び保護継電制御回路８
の動作電圧を生成しており、太陽電池１の出力電圧が60
Ｖ以上の場合に直流５Ｖの動作電圧を保護継電制御回路
８に供給する構成となっている。The control power supply circuit 9 lowers the DC voltage of the solar cell 1 to reduce the DC voltage of the solar cell 1 and the inverter controller 5 and the protection relay control circuit 8
Operating voltage, and the output voltage of the solar cell 1 is 60
When the voltage is equal to or more than V, an operation voltage of DC 5 V is supplied to the protection relay control circuit 8.
【００２２】次に、保護継電制御回路８及びインバータ
制御部５について説明する。保護継電制御回路８はマイ
クロコンピュータから構成されており、動作電圧が4.5
Ｖ（起動電圧）以上で起動を開始し、その動作電圧が5.
0Ｖの場合を基準電圧として、太陽電池１の出力電圧及
び商用電力系統３との連系点電圧の大きさを判断してい
る。Next, the protection relay control circuit 8 and the inverter control unit 5 will be described. The protection relay control circuit 8 is composed of a microcomputer, and operates at 4.5
Starts the operation at V (starting voltage) or higher, and the operating voltage is 5.
The output voltage of the solar cell 1 and the magnitude of the interconnection point voltage with the commercial power system 3 are determined using the case of 0 V as a reference voltage.
【００２３】即ち、太陽電池１の出力電圧を検出するア
イソレーションアンプからなる第１電圧検出手段10によ
る検出値と、商用電力系統３との連系点電圧を検出する
変圧器（ＰＴ）からなる第２電圧検出手段11による検出
値が入力され、その検出値に基づいて、後述するよう
に、インバータ制御部５への起動信号または停止信号の
送出と、開閉器７への連系指令信号または解列指令信号
の送出を行っている。That is, it comprises a value detected by the first voltage detecting means 10 comprising an isolation amplifier for detecting the output voltage of the solar cell 1 and a transformer (PT) for detecting a voltage at a point of connection with the commercial power system 3. A detection value by the second voltage detection means 11 is input, and based on the detection value, a start signal or a stop signal is transmitted to the inverter control unit 5 and a connection command signal or a A disconnection command signal is being sent.
【００２４】そして、保護継電制御回路８は、第１電圧
検出手段10により太陽電池１の出力電圧を検出し、イン
バータ回路２のインバータ動作停止中に太陽電池１の出
力電圧が商用電力系統３に連系可能となる所定値（本実
施例では190Ｖに設定）以上になった場合には、インバ
ータ制御部５に起動信号を送出すると共に、開閉器７に
連系指令信号を送出する。一方、インバータ回路２のイ
ンバータ動作中に太陽電池１の出力電圧が商用電力系統
３との連系運転ができない所定値（本実施例では160Ｖ
に設定）以下になった場合には、太陽電池１の出力低下
によるインバータ回路２の待機状態であると判断して、
インバータ制御部５に停止信号を送出すると共に、開閉
器７に解列指令信号を送出する。Then, the protection relay control circuit 8 detects the output voltage of the solar cell 1 by the first voltage detecting means 10, and outputs the output voltage of the solar cell 1 while the inverter operation of the inverter circuit 2 is stopped. When the voltage exceeds a predetermined value (set to 190 V in this embodiment) at which interconnection is possible, an activation signal is transmitted to the inverter control unit 5 and an interconnection command signal is transmitted to the switch 7. On the other hand, during the inverter operation of the inverter circuit 2, the output voltage of the solar cell 1 is a predetermined value (160 V in the present embodiment) at which the interconnection operation with the commercial power system 3 is not possible
If it becomes less than or equal to, it is determined that the inverter circuit 2 is in a standby state due to a decrease in the output of the solar cell 1 and
A stop signal is sent to the inverter control unit 5 and a disconnection command signal is sent to the switch 7.
【００２５】また、保護継電制御回路８は、第２電圧検
出手段11により商用電力系統３との連系点電圧を検出
し、連系点電圧が商用電力系統の運用規定における適正
範囲外となった場合には、商用電力系統３の過電圧異常
または不足電圧異常発生によるインバータ回路２の待機
状態であると判断して、インバータ制御部５に停止信号
を送出すると共に、開閉器７に解列指令信号を送出す
る。尚、本実施例では商用電力系統の過電圧値を115
Ｖ、不足電圧値を80Ｖに設定している。Further, the protection relay control circuit 8 detects the interconnection point voltage with the commercial power system 3 by the second voltage detecting means 11 and determines that the interconnection point voltage is out of the proper range in the operation regulation of the commercial power system. If it is, it is determined that the inverter circuit 2 is in a standby state due to the occurrence of an overvoltage abnormality or an undervoltage abnormality in the commercial power system 3, a stop signal is sent to the inverter control unit 5, and the switch 7 is disconnected. Sends a command signal. In this embodiment, the overvoltage value of the commercial power system is set to 115
V and the undervoltage value are set to 80V.
【００２６】そして、保護継電制御回路８では商用電力
系統３の異常状態検出時には、少なくとも５分間、イン
バータ回路２を待機状態にすると共に、系統連系時の安
全を考慮して商用電力系統３の系統電圧が、異常状態と
判断した過電圧値115Ｖより低い106Ｖ以下で、且つ81Ｖ
以上となるまでインバータ回路２の起動を行わせない構
成となっている。When the protection relay control circuit 8 detects an abnormal state of the commercial power system 3, the inverter circuit 2 is put into a standby state for at least 5 minutes and the safety of the commercial power system 3 is taken into consideration in connection with the system. Is less than 106V, which is lower than the overvoltage value 115V determined to be abnormal, and 81V
Until the above, the configuration is such that the inverter circuit 2 is not activated.
【００２７】以上のように、保護継電制御回路８ではイ
ンバータ回路２の運転条件が整っているかどうかを検出
し、インバータ回路２の待機状態であると判断された場
合にはインバータ制御部５に停止信号を送出すると共
に、開閉器７に解列指令信号を送出し、一方、インバー
タ回路２の連系可能状態であると判断された場合にはイ
ンバータ制御部５に起動信号を送出すると共に、開閉器
７に連系指令信号を送出している。As described above, the protection relay control circuit 8 detects whether or not the operating conditions of the inverter circuit 2 are satisfied. In addition to sending a stop signal, it sends a disconnection command signal to the switch 7. On the other hand, if it is determined that the inverter circuit 2 can be interconnected, a start signal is sent to the inverter control unit 5, An interconnection command signal is sent to the switch 7.
【００２８】このため、上述した朝方などのように太陽
電池１の出力電圧が徐々に上昇し、その出力電圧が60Ｖ
以下で制御電源回路９の出力が4.5Ｖ〜5.0Ｖの場合に
は、保護継電制御回路８の動作電圧が基準電圧以下とな
り、保護継電制御回路８において判断される太陽電池１
の出力電圧及び商用電力系統３との連系点電圧の大きさ
が、実際の値に比べて最大で約1.11倍（＝5.0／4.5）と
なり、誤って商用電力系統３の異常検出をしてしまう虞
れがある。As a result, the output voltage of the solar cell 1 gradually increases as in the above-mentioned morning and the like, and the output voltage becomes 60 V
Hereinafter, when the output of the control power supply circuit 9 is 4.5 V to 5.0 V, the operating voltage of the protection relay control circuit 8 becomes equal to or lower than the reference voltage, and the solar cell 1 determined by the protection relay control circuit 8
Output voltage and the magnitude of the interconnection point voltage with the commercial power system 3 are up to about 1.11 times (= 5.0 / 4.5) the actual value. There is a possibility that it will happen.
【００２９】この誤動作を防止するために、本実施例で
は保護継電制御回路８に動作電圧として制御電源回路９
から基準電圧が確実に供給されているときのみに、商用
電力系統３における異常検出動作を行わせている。In order to prevent this malfunction, in this embodiment, the protection power supply control circuit 8 is supplied with the control power supply circuit 9 as an operating voltage.
The abnormality detection operation in the commercial power system 3 is performed only when the reference voltage is reliably supplied from.
【００３０】具体的には、図２に示すように、実際の太
陽電池１の出力電圧が60Ｖ（第１所定値）以上であれ
ば、制御電源回路９から基準電圧（＝5.0Ｖ）が供給さ
れ、保護継電制御回路８が誤動作することがない。この
ため、保護継電制御回路８では、誤検出して太陽電池１
の出力電圧を実際の電圧の1.11倍と判断したとしても、
確実に実際の太陽電池１の出力電圧が60Ｖとなっている
66.7Ｖ（＝60Ｖ×1.11倍）（第２所定値）以上と判断さ
れた場合に、商用電力系統３における異常検出動作を行
わせている。これにより、保護継電制御回路８の動作電
圧が基準電圧以下、即ち太陽電池１の実際の出力電圧が
60Ｖ以下では、商用電力系統３の異常検出動作が行われ
ることがないので、誤検出することなくスムーズなイン
バータ回路２の起動を行うことが可能となる。Specifically, as shown in FIG. 2, when the actual output voltage of the solar cell 1 is 60 V (first predetermined value) or more, the reference voltage (= 5.0 V) is supplied from the control power supply circuit 9. Therefore, the protection relay control circuit 8 does not malfunction. Therefore, the protection relay control circuit 8 erroneously detects the solar cell 1
Output voltage of 1.11 times the actual voltage,
The actual output voltage of the solar cell 1 is definitely 60 V
If it is determined to be 66.7 V (= 60 V × 1.11 times) (second predetermined value) or more, the abnormality detection operation in the commercial power system 3 is performed. Thereby, the operating voltage of the protection relay control circuit 8 is equal to or lower than the reference voltage, that is, the actual output voltage of the solar cell 1 is
When the voltage is 60 V or less, the abnormality detection operation of the commercial power system 3 is not performed, so that the inverter circuit 2 can be smoothly started without erroneous detection.
【００３１】一方、インバータ制御部５は、第１電圧検
出手段10により検出される太陽電池１の出力電圧が、太
陽電池１から最大電力が引き出される最適動作点の電圧
値Ｖrefとなり、かつ商用電力系統３との連系点電圧の
基本周波数成分と同期させた電流がインバータ回路２か
ら出力するように、パルス幅変調されたスイッチング制
御信号をインバータ回路２に与えている。従って、イン
バータ回路２と商用電力系統３との連系運転時には、商
用周波数で運転力率が１になり、且つ太陽電池１から最
大電力を引き出すようにインバータ回路２の出力電流が
制御される。On the other hand, the inverter control unit 5 determines that the output voltage of the solar cell 1 detected by the first voltage detecting means 10 becomes the voltage value Vref of the optimum operating point at which the maximum power is extracted from the solar cell 1, and that the commercial power The pulse width modulated switching control signal is supplied to the inverter circuit 2 so that the inverter circuit 2 outputs a current synchronized with the fundamental frequency component of the voltage at the interconnection point with the system 3. Therefore, during the interconnection operation between the inverter circuit 2 and the commercial power system 3, the output power of the inverter circuit 2 is controlled so that the operating power factor becomes 1 at the commercial frequency and the maximum power is drawn from the solar cell 1.
【００３２】具体的には、第１電圧検出手段10により検
出された太陽電池１の出力電圧と、予め設定された最適
動作点電圧Ｖrefとの差は差動増幅器13によって誤差信
号として増幅され、その誤差信号を乗算器14の一方の入
力信号としている。More specifically, the difference between the output voltage of the solar cell 1 detected by the first voltage detecting means 10 and the preset optimum operating point voltage Vref is amplified by a differential amplifier 13 as an error signal. The error signal is used as one input signal of the multiplier 14.
【００３３】そして、第２電圧検出手段11により検出さ
れた連系点電圧の基本周波数成分をバンドパスフィルタ
15によって抽出し、その抽出された連系点電圧の基本周
波数成分が乗算器14の他方の入力信号として入力されて
いる。The fundamental frequency component of the interconnection point voltage detected by the second voltage detection means 11 is
The extracted fundamental frequency component of the interconnection point voltage is input as the other input signal of the multiplier 14.
【００３４】乗算器14では、差動増幅器13からの誤差信
号とバンドパスフィルタ15からの基本周波数成分信号と
の乗算を行って、インバータ電流の電流指令値を生成し
ている。従って、この電流指令値は商用電力系統３との
連系運転時には、系統電圧波形に同期し、太陽電池１の
出力電圧を最適動作点電圧Ｖrefに制御する値となる。The multiplier 14 multiplies the error signal from the differential amplifier 13 by the fundamental frequency component signal from the band pass filter 15 to generate a current command value of the inverter current. Therefore, this current command value is a value that synchronizes with the system voltage waveform and controls the output voltage of the solar cell 1 to the optimum operating point voltage Vref during the interconnection operation with the commercial power system 3.
【００３５】そして、乗算器14からの電流指令値と、変
流器（ＣＴ）からなるインバータ電流検出手段12により
検出されたインバータ回路２のインバ−タ電流との差を
エラーアンプ16によって増幅し、電流誤差信号としてイ
ンバータ制御部５に入力されている。The error amplifier 16 amplifies the difference between the current command value from the multiplier 14 and the inverter current of the inverter circuit 2 detected by the inverter current detecting means 12 comprising a current transformer (CT). , As a current error signal.
【００３６】インバータ制御部５では、エラーアンプ16
からの電流誤差信号と、20kHz程度の基準三角波信号と
を比較して、エラーアンプ16からの電流誤差信号が零に
なるようにインバータ回路２のスイッチング素子にスイ
ッチング信号を供給してインバータ回路２をＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御すると共に、保護継電制御回路８から
の起動信号または停止信号の入力に従い、インバータ回
路２のインバータ動作を起動または停止させている。In the inverter control unit 5, the error amplifier 16
, And a reference triangular wave signal of about 20 kHz, and supplies a switching signal to the switching element of the inverter circuit 2 so that the current error signal from the error amplifier 16 becomes zero. In addition to PWM (pulse width modulation) control, the inverter operation of the inverter circuit 2 is started or stopped according to the input of a start signal or a stop signal from the protection relay control circuit 8.
【００３７】次に、上記の様に構成された系統連系シス
テムにおける商用電力系統３へのインバータ回路２の連
系および解列処理について説明する。夜間などのように
太陽電池１の出力電圧が、連系運転中に継続運転可能な
必要最低電圧値160Ｖより低くなったときには、インバ
ータ回路２の待機状態であると判断し、保護継電制御回
路８は開閉器７に解列指令信号を入力し、開閉器７の接
点を開くと共に、インバータ制御部５に停止信号を入力
する。インバータ制御部５は、この停止信号の入力に従
いインバータ回路２のインバータ動作を停止する。Next, connection and disconnection of the inverter circuit 2 to the commercial power system 3 in the system interconnection system configured as described above will be described. When the output voltage of the photovoltaic cell 1 becomes lower than the required minimum voltage value 160 V capable of continuous operation during the interconnection operation, such as at night, it is determined that the inverter circuit 2 is in a standby state, and the protection relay control circuit Reference numeral 8 inputs a disconnection command signal to the switch 7, opens a contact of the switch 7, and inputs a stop signal to the inverter control unit 5. The inverter control unit 5 stops the inverter operation of the inverter circuit 2 according to the input of the stop signal.
【００３８】その後、保護継電制御回路８では、太陽電
池１の出力電圧が連系運転可能な必要最低電圧値190Ｖ
以上に達したかどうかを監視し、太陽電池１の出力電圧
が190Ｖ以上に達し、且つ商用電力系統３の異常が検出
されていない場合に、開閉器７に連系指令信号を入力
し、開閉器７の接点を閉じると共に、インバータ制御部
５へ起動信号を送出する。インバータ制御部５は、この
起動信号の入力に従いインバータ回路２のインバータ動
作を開始させ、システムを連系運転状態に移行させる。Thereafter, in the protection relay control circuit 8, the output voltage of the solar cell 1 is reduced to the required minimum voltage value 190 V at which interconnection operation is possible.
It monitors whether or not the above has been reached. If the output voltage of the solar cell 1 has reached 190 V or more and no abnormality of the commercial power system 3 has been detected, an interconnection command signal is input to the switch 7 to open and close the switch. The contact of the unit 7 is closed and a start signal is sent to the inverter control unit 5. The inverter control unit 5 starts the inverter operation of the inverter circuit 2 according to the input of the start signal, and shifts the system to the interconnected operation state.
【００３９】そして、保護継電制御回路８に制御電源回
路９から起動電圧以上が供給されておらず、保護継電機
能が起動していない場合には、太陽電池１の出力電圧の
上昇により保護継電制御制御回路８の起動後、直ちに保
護継電機能を起動させずに太陽電池１の出力電圧のみを
監視し、保護継電制御回路８において太陽電池１の出力
電圧が66.7Ｖ以上と判断された後に、商用電力系統３に
おける異常検出動作を行わせて保護継電機能を起動させ
ている。When the protection relay control circuit 8 is not supplied with a voltage higher than the starting voltage from the control power supply circuit 9 and the protection relay function is not activated, the protection voltage is increased by increasing the output voltage of the solar cell 1. Immediately after the start of the relay control circuit 8, the protective relay function is not immediately activated, and only the output voltage of the solar cell 1 is monitored. The protective relay control circuit 8 determines that the output voltage of the solar cell 1 is 66.7 V or more. After that, the abnormality detection operation in the commercial power system 3 is performed to activate the protection relay function.
【００４０】これにより、保護継電制御回路８に制御電
源回路９から基準電圧が確実に供給されているときのみ
に商用電力系統３における異常検出動作が行われ、保護
継電機能を起動させるので、商用電力系統３の異常状態
を誤検出することがない。Thus, the abnormality detection operation in the commercial power system 3 is performed only when the reference voltage is reliably supplied from the control power supply circuit 9 to the protection relay control circuit 8, and the protection relay function is activated. In addition, the abnormal state of the commercial power system 3 is not erroneously detected.
【００４１】尚、上記実施例ではインバータ制御部５と
保護継電制御回路８を別個に構成した場合について説明
したが、一つのマイクロコンピュータにより構成しても
良い。In the above-described embodiment, the case where the inverter control unit 5 and the protection relay control circuit 8 are separately configured has been described, but they may be configured by one microcomputer.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、インバ
ータ回路の起動開始の際における、制御電源回路からの
供給電圧変動による保護継電制御回路の誤動作を防止す
ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to prevent a malfunction of the protection relay control circuit due to a change in the supply voltage from the control power supply circuit when starting the inverter circuit.
【００４３】従って、商用電力系統が正常状態であるの
にも拘わらず異常状態発生と誤検出してしまい、長時間
にわたりインバータ回路の起動を行わないということが
なく、スムーズなインバータ回路の起動を行うことがで
きる。Therefore, even though the commercial power system is in a normal state, it is erroneously detected that an abnormal state has occurred, and the inverter circuit is not started for a long time. It can be carried out.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明を適用させた太陽電池を用いた系統連系
システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a system interconnection system using solar cells to which the present invention has been applied.
【図２】保護継電制御回路８の動作を説明するための日
射量−太陽電池電圧特性図である。FIG. 2 is a solar radiation-solar cell voltage characteristic diagram for explaining the operation of the protection relay control circuit 8;
【図３】従来の系統連系システムの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a conventional grid interconnection system.
１ 太陽電池（太陽電池） ２ インバータ回路 ３ 商用電力系統 ４ 負荷 ５ インバータ制御部 ６ 絶縁トランス ７ 系統連系用開閉器 ８ 保護継電制御回路 ９ 制御電源回路 10 第１電圧検出手段（アイソレーションアンプ） 11 第２電圧検出手段 12 インバータ電流検出手段 13 差動増幅器 14 乗算器 15 バンドパスフィルタ 16 エラーアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell (solar cell) 2 Inverter circuit 3 Commercial power system 4 Load 5 Inverter control part 6 Insulation transformer 7 Grid connection switch 8 Protection relay control circuit 9 Control power supply circuit 10 1st voltage detection means (Isolation amplifier) 11) Second voltage detecting means 12 Inverter current detecting means 13 Differential amplifier 14 Multiplier 15 Bandpass filter 16 Error amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−169529（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−133462（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/38 H01L 31/04 H02M 7/48 H02P 7/63 302 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-6-169529 (JP, A) JP-A-6-133462 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 3/38 H01L 31/04 H02M 7/48 H02P 7/63 302
Claims (1)
の交流出力に変換して出力するインバータ回路を商用電
力系統に連系して負荷に電力を供給する系統連系システ
ムにおいて、 太陽電池の出力電圧を検出する太陽電池電圧検出手段
と、 インバータ回路と商用電力系統との連系点での電圧を検
出する連系点電圧検出手段と、 インバータ回路と商用電力系統との間に設けられた系統
連系開閉器と、 マイクロコンピュータから構成され、前記太陽電池電圧
検出手段および連系点電圧検出手段による検出値に基づ
き、商用電力系統における異常または太陽電池の出力低
下による連系不能を検出して、その異常または連系不能
の検出時に系統連系開閉器を開放させる保護継電制御回
路と、太陽電池の出力電圧を降圧して前記保護継電制御回路の
動作電圧を生成する 制御電源回路とを備え、前記制御電源回路は、太陽電池の出力電圧が第１所定値
以上の場合に所定の基準電圧に変換出力し、 前記保護継電制御回路は、前記制御電源回路からの供給
電圧が前記基準電圧より低い起動電圧以上で起動を開始
し、インバータ回路の起動開始前には、前記太陽電池電
圧検出手段による検出値に基づく太陽電池の出力電圧
が、下記数式で定義される第２所定値以上であると判断
するまで商用電力系統における異常検出動作を行わない
ことを特徴とする系統連系システム。 【数１】 第２所定値＝第１所定値×（基準電圧／起動電圧）An inverter circuit for converting a DC output generated from a solar cell into an AC output of a predetermined voltage and outputting the converted AC output to a commercial power system to supply power to a load. A solar cell voltage detecting means for detecting an output voltage; a connecting point voltage detecting means for detecting a voltage at a connection point between the inverter circuit and the commercial power system; and a solar cell voltage detecting means provided between the inverter circuit and the commercial power system. A system interconnection switch and a microcomputer, wherein the solar cell voltage
Based on the values detected by the detecting means and the interconnection point voltage detecting means , an abnormality in the commercial power system or a low output of the solar cell is detected.
Detects a connection failure due to a failure, and detects an abnormality or failure
A protection relay control circuit that opens a system interconnection switch when detection is performed, and a protection relay control circuit that steps down the output voltage of a solar cell to reduce the output voltage.
A control power supply circuit for generating an operation voltage , wherein the control power supply circuit has a first predetermined value for an output voltage of the solar cell.
In the above case, the protection relay control circuit converts the output to a predetermined reference voltage, and the protection relay control circuit starts to start when the supply voltage from the control power supply circuit is equal to or higher than the start voltage lower than the reference voltage, and before starting the inverter circuit That the abnormality detection operation in the commercial power system is not performed until it is determined that the output voltage of the solar cell based on the value detected by the solar cell voltage detection means is equal to or higher than a second predetermined value defined by the following equation. Characteristic grid connection system. ## EQU1 ## Second predetermined value = first predetermined value × (reference voltage / start-up voltage)
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