JP3400150B2 - 系統連系単相三線インバータ装置 - Google Patents
系統連系単相三線インバータ装置Info
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分散型電源システムに使
用される系統連系単相三線インバータ装置に関し、特に
太陽光発電システムなどの分散型電源を商用電力系統と
連系接続するのに好適な系統連系用単相三線インバータ
装置に関するものである。
用される系統連系単相三線インバータ装置に関し、特に
太陽光発電システムなどの分散型電源を商用電力系統と
連系接続するのに好適な系統連系用単相三線インバータ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】商用電力系統と連系接続して運転される
太陽光発電システムでは、太陽電池が発生する直流電力
を交流電力に変換する必要があり、このため直流交流変
換装置としてインバータが用いられている。一方、太陽
光発電システムの様な自家発電設備を系統へ連系しよう
とする場合、自家発電設備の電気方式は、原則として連
系する系統の電気方式と同一とする必要がある。最近の
新築住宅の屋内配線は、そのほとんどが単相三線式とな
っており、今後も単相三線式の採用が増え続けると思わ
れる。従来は、これに対応するため、太陽光発電システ
ムの直流出力を交流に変換する単相二線式インバータの
出力に変圧器を設け、単相三線式出力に変換して商用電
力系統に接続するのが一般的であった。
太陽光発電システムでは、太陽電池が発生する直流電力
を交流電力に変換する必要があり、このため直流交流変
換装置としてインバータが用いられている。一方、太陽
光発電システムの様な自家発電設備を系統へ連系しよう
とする場合、自家発電設備の電気方式は、原則として連
系する系統の電気方式と同一とする必要がある。最近の
新築住宅の屋内配線は、そのほとんどが単相三線式とな
っており、今後も単相三線式の採用が増え続けると思わ
れる。従来は、これに対応するため、太陽光発電システ
ムの直流出力を交流に変換する単相二線式インバータの
出力に変圧器を設け、単相三線式出力に変換して商用電
力系統に接続するのが一般的であった。
【０００３】この種の従来の太陽光発電システムの一例
を図６に示す。太陽電池（１）が発電した直流電力は、
２つのアーム（２ａ）、（２ｂ）、およびフィルタ（２
ｆ）を含む単相二線式のインバータ（２）によって単相
交流電力に変換される。この単相交流電力はさらに変圧
器（５）によって単相二線式から単相三線式に変換され
た後、商用電力系統（４）に出力される。このとき出力
調整器（３）は、単相二線式インバータ（２）が商用電
力系統（４）と同期した交流電圧を発生し、同時に、太
陽電池（１）の発生電力が商用電力系統（４）へ供給さ
れるように、制御する。
を図６に示す。太陽電池（１）が発電した直流電力は、
２つのアーム（２ａ）、（２ｂ）、およびフィルタ（２
ｆ）を含む単相二線式のインバータ（２）によって単相
交流電力に変換される。この単相交流電力はさらに変圧
器（５）によって単相二線式から単相三線式に変換され
た後、商用電力系統（４）に出力される。このとき出力
調整器（３）は、単相二線式インバータ（２）が商用電
力系統（４）と同期した交流電圧を発生し、同時に、太
陽電池（１）の発生電力が商用電力系統（４）へ供給さ
れるように、制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の太陽光発電シス
テムでは、単相二線式インバータが使用されていたた
め、単相三線式の電力系統との連係接続には、単相二線
式を単相三線式に変換するための変圧器を必要とした。
一般的に、この種の変圧器は大型で重く、またコスト高
となるため、太陽光発電システムを小型、軽量、低価格
にする上での障害となっていた。
テムでは、単相二線式インバータが使用されていたた
め、単相三線式の電力系統との連係接続には、単相二線
式を単相三線式に変換するための変圧器を必要とした。
一般的に、この種の変圧器は大型で重く、またコスト高
となるため、太陽光発電システムを小型、軽量、低価格
にする上での障害となっていた。
【０００５】本発明はこの点を考慮してなされたもの
で、電気方式変換用の変圧器を使用することなく、単相
三線式の商用電力系統に直接連系接続できる小型、軽
量、低価格の、太陽光発電システム用などの分散型電源
の系統連系単相三線インバータを提供する事を目的とす
る。
で、電気方式変換用の変圧器を使用することなく、単相
三線式の商用電力系統に直接連系接続できる小型、軽
量、低価格の、太陽光発電システム用などの分散型電源
の系統連系単相三線インバータを提供する事を目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の系統連系単相三線インバータ装置は、それ
ぞれが互いに直列接続された１対のスイッチング素子よ
りなり、かつその入力が前記分散型電源の直流端子に並
列接続され、またその出力が商用電力系統の各対応相に
接続されるようにされたＵ相、Ｖ相、およびＮ相アーム
の３つのアームで構成された単相三線式直流交流変換手
段と、前記単相三線の各相ア−ムを構成するスイッチン
グ素子対を、一方の素子が導通する時は他方の素子が遮
断されるようにオン／オフ制御してＵ相、Ｖ相、Ｎ相電
圧をそれぞれ発生させる制御手段を備え、前記制御手段
は、各相の基準信号を発生する手段と、キャリア三角波
信号を発生する手段と、キャリア三角波信号を前記各相
の基準信号と比較する比較手段と、各相の比較結果に基
づいて対応する各相アームのスイッチング素子対をオン
／オフ制御し、それぞれに基準信号に相応するＰＷＭ波
形を発生させるゲートロジックとを有する。
め、本発明の系統連系単相三線インバータ装置は、それ
ぞれが互いに直列接続された１対のスイッチング素子よ
りなり、かつその入力が前記分散型電源の直流端子に並
列接続され、またその出力が商用電力系統の各対応相に
接続されるようにされたＵ相、Ｖ相、およびＮ相アーム
の３つのアームで構成された単相三線式直流交流変換手
段と、前記単相三線の各相ア−ムを構成するスイッチン
グ素子対を、一方の素子が導通する時は他方の素子が遮
断されるようにオン／オフ制御してＵ相、Ｖ相、Ｎ相電
圧をそれぞれ発生させる制御手段を備え、前記制御手段
は、各相の基準信号を発生する手段と、キャリア三角波
信号を発生する手段と、キャリア三角波信号を前記各相
の基準信号と比較する比較手段と、各相の比較結果に基
づいて対応する各相アームのスイッチング素子対をオン
／オフ制御し、それぞれに基準信号に相応するＰＷＭ波
形を発生させるゲートロジックとを有する。
【０００７】
【作用】 本発明のインバータによれば、単相三線式に
必要なＵ相、Ｖ相、Ｎ相の各相電圧をそれぞれＵ相アー
ム、Ｖ相アーム、Ｎ相アームで発生させることができる
ため、単相三線の電力系統に、系統と同じ電気方式で直
接連系接続できるようになる。従って、従来必要とされ
た単相二線から単相三線への変換用変圧器を使う必要が
なく、小型、軽量、低価格な太陽光発電システムを実現
できる。
必要なＵ相、Ｖ相、Ｎ相の各相電圧をそれぞれＵ相アー
ム、Ｖ相アーム、Ｎ相アームで発生させることができる
ため、単相三線の電力系統に、系統と同じ電気方式で直
接連系接続できるようになる。従って、従来必要とされ
た単相二線から単相三線への変換用変圧器を使う必要が
なく、小型、軽量、低価格な太陽光発電システムを実現
できる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を、図面を参照して説
明する。図１は本発明の１実施例のブロック図である。
単相三線インバータ（２）は、それぞれが１対のスイッ
チング素子よりなり、各入力が太陽電池（１）の出力端
子に並列接続されたＵ相アーム（２１）、Ｖ相アーム
（２２）、Ｎ相アーム（２３）と、各相アーム（２
１）、（２２）、（２３）の出力を商用電力系統（４）
のＵ相、Ｖ相、Ｎ相にそれぞれ接続する出力フィルタ
（２４）と、各アームを構成するスイッチング素子対
を、後述するような予定のタイミングで、一方が導通し
ているときは、他方が遮断されるようにオン／オフ制御
する制御手段（２８）とより構成される。
明する。図１は本発明の１実施例のブロック図である。
単相三線インバータ（２）は、それぞれが１対のスイッ
チング素子よりなり、各入力が太陽電池（１）の出力端
子に並列接続されたＵ相アーム（２１）、Ｖ相アーム
（２２）、Ｎ相アーム（２３）と、各相アーム（２
１）、（２２）、（２３）の出力を商用電力系統（４）
のＵ相、Ｖ相、Ｎ相にそれぞれ接続する出力フィルタ
（２４）と、各アームを構成するスイッチング素子対
を、後述するような予定のタイミングで、一方が導通し
ているときは、他方が遮断されるようにオン／オフ制御
する制御手段（２８）とより構成される。
【０００９】図２は図１に示した制御手段（２８）の構
成を示す概念的ブロック図である。制御手段（２８）
は、キャリア三角波信号Ｖｃ（キャリア周波数は通常１
０〜２０ＫＨｚ程度である）および、商用電力系統各相
の正弦波基準信号Ｖrv、Ｖru、Ｖrn（５０または６０Ｈ
ｚ）を発生する基準信号発生部（３１）と、前記キャリ
ア三角波信号Ｖｃおよび各相の正弦波基準信号Ｖrv、Ｖ
ru、Ｖrnのレベルをそれぞれ比較する比較器部（３２）
と、前記比較の結果に基づいて各相アーム（２１）、
（２２）、（２３）のスイッチング素子対を、一方が導
通しているときは、他方が遮断されるようにオン／オフ
制御するためのドライブ信号ＤＱ１〜ＤＱ６を形成する
ゲートロジック３３とよりなる。実際には、前記スイッ
チング素子（Ｑ１〜Ｑ６）としてはパワートランジス
タ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等が用いられる。ま
た、高調波歪の非常に少ない交流出力を得るため、各ス
イッチング素子は電圧型電流制御ＰＷＭ方式により高速
にスイッチングされる。
成を示す概念的ブロック図である。制御手段（２８）
は、キャリア三角波信号Ｖｃ（キャリア周波数は通常１
０〜２０ＫＨｚ程度である）および、商用電力系統各相
の正弦波基準信号Ｖrv、Ｖru、Ｖrn（５０または６０Ｈ
ｚ）を発生する基準信号発生部（３１）と、前記キャリ
ア三角波信号Ｖｃおよび各相の正弦波基準信号Ｖrv、Ｖ
ru、Ｖrnのレベルをそれぞれ比較する比較器部（３２）
と、前記比較の結果に基づいて各相アーム（２１）、
（２２）、（２３）のスイッチング素子対を、一方が導
通しているときは、他方が遮断されるようにオン／オフ
制御するためのドライブ信号ＤＱ１〜ＤＱ６を形成する
ゲートロジック３３とよりなる。実際には、前記スイッ
チング素子（Ｑ１〜Ｑ６）としてはパワートランジス
タ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等が用いられる。ま
た、高調波歪の非常に少ない交流出力を得るため、各ス
イッチング素子は電圧型電流制御ＰＷＭ方式により高速
にスイッチングされる。
【００１０】図３は、前記制御手段（２８）の動作を示
すタイムチャートである。この図から容易に理解される
ように、ゲートロジック（３３）から出力されるドライ
ブ信号ＤＱ１〜ＤＱ６によって各相アーム（２１）、
（２２）、（２３）のスイッチング素子対の導通がオン
／オフ制御されると、各相アームの出力には、同図に
（Ｕ）、（Ｖ）、（Ｎ）で示すように、太陽電池（１）
の出力電圧Ｅを各相の基準信号にしたがってパルス幅変
調したＰＷＭ出力波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｎが得られる。前
記出力波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｎは、出力フィルタ（２４）
に供給されてキャリア成分が除去され、図３に破線で示
す各相の正弦波電圧Ｖｕ、Ｖｖおよび中性相電圧Ｖn と
なった後、商用電力系統に連系接続される。
すタイムチャートである。この図から容易に理解される
ように、ゲートロジック（３３）から出力されるドライ
ブ信号ＤＱ１〜ＤＱ６によって各相アーム（２１）、
（２２）、（２３）のスイッチング素子対の導通がオン
／オフ制御されると、各相アームの出力には、同図に
（Ｕ）、（Ｖ）、（Ｎ）で示すように、太陽電池（１）
の出力電圧Ｅを各相の基準信号にしたがってパルス幅変
調したＰＷＭ出力波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｎが得られる。前
記出力波形Ｅｕ、Ｅｖ、Ｅｎは、出力フィルタ（２４）
に供給されてキャリア成分が除去され、図３に破線で示
す各相の正弦波電圧Ｖｕ、Ｖｖおよび中性相電圧Ｖn と
なった後、商用電力系統に連系接続される。
【００１１】このとき、前記正弦波電圧Ｖｕ、Ｖｖが商
用電力系統（４）のＵ相電圧，Ｖ相電圧と同期するよう
に、制御手段（２８）の各ドライブ信号の位相が調整さ
れることはもちろんである。また太陽電池電源（１）の
発生電力を商用電力系統（４）へ供給するためには、単
相三線インバータ（２）の出力電圧の位相が商用電力系
統（４）の電圧位相よりも進むように調整される。
用電力系統（４）のＵ相電圧，Ｖ相電圧と同期するよう
に、制御手段（２８）の各ドライブ信号の位相が調整さ
れることはもちろんである。また太陽電池電源（１）の
発生電力を商用電力系統（４）へ供給するためには、単
相三線インバータ（２）の出力電圧の位相が商用電力系
統（４）の電圧位相よりも進むように調整される。
【００１２】さらに、制御手段（２８）に最大電力点追
跡制御、力率制御等の機能を具備させ、商用電力系統
（４）へ高品質の電力を効率よく供給するように構成さ
れるのが望ましい。このような機能を備えた本発明の他
の実施例を図４に示す。同図において図１、図２と同一
の符号は同一または同等部分を表わす。
跡制御、力率制御等の機能を具備させ、商用電力系統
（４）へ高品質の電力を効率よく供給するように構成さ
れるのが望ましい。このような機能を備えた本発明の他
の実施例を図４に示す。同図において図１、図２と同一
の符号は同一または同等部分を表わす。
【００１３】最大電力点追跡制御部４０は太陽電池
（１）の出力電流と出力電圧Ｅを供給され、適宜の手法
（例えば、社団法人電気学会、半導体電力変換研究会資
料、１９８６年９０号、第１１〜２０頁の「ＰＷＭイン
バータによる太陽光発電システムの電力制御」論文に記
載されたような既知の方法）で、太陽電池（１）から最
大電力を取出すための出力電圧値を演算し、定電圧制御
部（４１）に目標電圧信号Ｖsrefを与える。定電圧制御
部（４１）は前記目標電圧信号Ｖsrefに対する実際の太
陽電池出力電圧Ｖs の偏差を演算し、これに基づいて補
正係数ｋを各相の乗算器（３７ｕ）、（３７ｖ）に供給
する。一方、位相制御部（３６ｕ）、（３６ｖ）は商用
電力系統（４）の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと同期した正弦波
電流基準信号Ｉru、Ｉrvを発生する。
（１）の出力電流と出力電圧Ｅを供給され、適宜の手法
（例えば、社団法人電気学会、半導体電力変換研究会資
料、１９８６年９０号、第１１〜２０頁の「ＰＷＭイン
バータによる太陽光発電システムの電力制御」論文に記
載されたような既知の方法）で、太陽電池（１）から最
大電力を取出すための出力電圧値を演算し、定電圧制御
部（４１）に目標電圧信号Ｖsrefを与える。定電圧制御
部（４１）は前記目標電圧信号Ｖsrefに対する実際の太
陽電池出力電圧Ｖs の偏差を演算し、これに基づいて補
正係数ｋを各相の乗算器（３７ｕ）、（３７ｖ）に供給
する。一方、位相制御部（３６ｕ）、（３６ｖ）は商用
電力系統（４）の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと同期した正弦波
電流基準信号Ｉru、Ｉrvを発生する。
【００１４】この正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvはそれ
ぞれ、乗算器（３７ｕ）、（３７ｖ）で前記補正係数ｋ
を乗算されることにより、太陽電池から最大電力を取出
すこと、および商用電力系統（４）に対して予定の位相
関係を保つことの２条件を満足するための太陽電池出力
電流目標信号Ｉoru 、Ｉorv に変換される。瞬時電流波
形制御部（３１ｕ）、（３１ｖ）は、前記太陽電池出力
電流目標信号Ｉoru 、Ｉorv に対する実電流値Ｉou、Ｉ
ovの偏差を０とするような各相基準信号すなわち電圧信
号Ｖru、Ｖrvを出力する。実際には、前記偏差に予定の
定数を乗算することによって各相基準信号を生成するこ
とができる。以上により、インバータ（２）は、太陽電
池から最大電力を取出しながら、しかも商用電力系統
（４）に対して予定の位相関係を保つように制御され
る。
ぞれ、乗算器（３７ｕ）、（３７ｖ）で前記補正係数ｋ
を乗算されることにより、太陽電池から最大電力を取出
すこと、および商用電力系統（４）に対して予定の位相
関係を保つことの２条件を満足するための太陽電池出力
電流目標信号Ｉoru 、Ｉorv に変換される。瞬時電流波
形制御部（３１ｕ）、（３１ｖ）は、前記太陽電池出力
電流目標信号Ｉoru 、Ｉorv に対する実電流値Ｉou、Ｉ
ovの偏差を０とするような各相基準信号すなわち電圧信
号Ｖru、Ｖrvを出力する。実際には、前記偏差に予定の
定数を乗算することによって各相基準信号を生成するこ
とができる。以上により、インバータ（２）は、太陽電
池から最大電力を取出しながら、しかも商用電力系統
（４）に対して予定の位相関係を保つように制御され
る。
【００１５】なお、前記正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrv
は基本的には各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと同相であるが、無効
電力制御のための力率制御を行なう場合は、必要に応じ
て正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvの位相を調整してイン
バータ出力電流Ｉou、Ｉovの位相を変化させることもで
きる。また、位相制御部（３６ｕ）、（３６ｖ）を省略
して商用電力系統（４）の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖを直接乗
算器（３７ｕ）、（３７ｖ）に入力するようにしてもよ
い。また、本発明の単相三線インバータによればＵ相ア
ーム（２１）、Ｖ相アーム（２２）を個別に制御するこ
とも可能であり、需要家内の負荷アンバランスを補正す
るようにすることもできる。負荷アンバランス補正機能
を付加した実施例を図５に示す。
は基本的には各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと同相であるが、無効
電力制御のための力率制御を行なう場合は、必要に応じ
て正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvの位相を調整してイン
バータ出力電流Ｉou、Ｉovの位相を変化させることもで
きる。また、位相制御部（３６ｕ）、（３６ｖ）を省略
して商用電力系統（４）の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖを直接乗
算器（３７ｕ）、（３７ｖ）に入力するようにしてもよ
い。また、本発明の単相三線インバータによればＵ相ア
ーム（２１）、Ｖ相アーム（２２）を個別に制御するこ
とも可能であり、需要家内の負荷アンバランスを補正す
るようにすることもできる。負荷アンバランス補正機能
を付加した実施例を図５に示す。
【００１６】図５において図４と同一の符号は同一また
は同等部分を表わす。需要家内の負荷（４２ｕ）、（４
２ｖ）で消費される電流Ｉzu、Ｉzvを電流変成器（４３
ｕ）、（４３ｖ）で検出し、必要に応じて適当な係数を
乗算（図示しない）した後、加算器（４５ｕ）、（４５
ｖ）に入力して商用電力系統の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと加
算することにより、正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvが得
られる。この正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvに基づい
て、図４に関して説明したのと同じように制御すれば、
Ｕ相およびＶ相の電流Ｉou、Ｉovを各相の負荷電流に応
じて別個独立に制御することが可能となり、需要家内の
負荷（４２ｕ）、（４２ｖ）のアンバランスを補正する
ことができる。すなわち、負荷電流のアンバランス分を
インバータから供給し、商用電力系統４の側から見た負
荷を平衡状態に保持することができる。また図５におい
て、定電圧制御部（４１）および乗算器（３７ｕ）、
（３７ｖ）は、場合によっては省略することができる。
は同等部分を表わす。需要家内の負荷（４２ｕ）、（４
２ｖ）で消費される電流Ｉzu、Ｉzvを電流変成器（４３
ｕ）、（４３ｖ）で検出し、必要に応じて適当な係数を
乗算（図示しない）した後、加算器（４５ｕ）、（４５
ｖ）に入力して商用電力系統の各相電圧Ｖｕ、Ｖｖと加
算することにより、正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvが得
られる。この正弦波電流基準信号Ｉru、Ｉrvに基づい
て、図４に関して説明したのと同じように制御すれば、
Ｕ相およびＶ相の電流Ｉou、Ｉovを各相の負荷電流に応
じて別個独立に制御することが可能となり、需要家内の
負荷（４２ｕ）、（４２ｖ）のアンバランスを補正する
ことができる。すなわち、負荷電流のアンバランス分を
インバータから供給し、商用電力系統４の側から見た負
荷を平衡状態に保持することができる。また図５におい
て、定電圧制御部（４１）および乗算器（３７ｕ）、
（３７ｖ）は、場合によっては省略することができる。
【００１７】以上説明したように、本発明によれば太陽
光発電システムを変圧器を用いる事なく、単相三線の商
用電力系統に直接連系接続できるようになる。さらに、
太陽電池（１）の出力電圧が単相三線インバータ（２）
の入力電圧仕様と整合しない場合は、太陽電池（１）と
単相三線インバータ（２）との間に直流直流変換器（Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ）を挿入すればよく、この構成によ
って本発明の適用範囲は一層大きく拡大される。なお、
以上では太陽光発電システムを例にとって説明したが、
本発明は風力発電などの他の分散型電源システムにも適
用でき、同様の効果を得る事が可能であることは、容易
に理解できるであろう。
光発電システムを変圧器を用いる事なく、単相三線の商
用電力系統に直接連系接続できるようになる。さらに、
太陽電池（１）の出力電圧が単相三線インバータ（２）
の入力電圧仕様と整合しない場合は、太陽電池（１）と
単相三線インバータ（２）との間に直流直流変換器（Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ）を挿入すればよく、この構成によ
って本発明の適用範囲は一層大きく拡大される。なお、
以上では太陽光発電システムを例にとって説明したが、
本発明は風力発電などの他の分散型電源システムにも適
用でき、同様の効果を得る事が可能であることは、容易
に理解できるであろう。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、単相三線式で必要なＵ
相、Ｖ相、Ｎ相の各相電圧をそれぞれＵ相アーム、Ｖ相
アーム、Ｎ相アームで直接発生させるようにしたため、
太陽光発電システムを単相三線の電力系統に連係接続す
る場合に、従来必要とされた単相二線／三線変換用の変
圧器が不要となり、構造が簡略で小型、軽量、低価格な
単相三線式電力系統連係用太陽光発電システムが実現可
能になるという効果が得られる。また、力率制御や需要
家内の負荷アンバランスの補償なども容易に実現でき
る。
相、Ｖ相、Ｎ相の各相電圧をそれぞれＵ相アーム、Ｖ相
アーム、Ｎ相アームで直接発生させるようにしたため、
太陽光発電システムを単相三線の電力系統に連係接続す
る場合に、従来必要とされた単相二線／三線変換用の変
圧器が不要となり、構造が簡略で小型、軽量、低価格な
単相三線式電力系統連係用太陽光発電システムが実現可
能になるという効果が得られる。また、力率制御や需要
家内の負荷アンバランスの補償なども容易に実現でき
る。
【図１】 本発明の１実施例である太陽光発電システム
の回路ブロック図である。
の回路ブロック図である。
【図２】 図１の制御手段のブロック図である。
【図３】 図１の単相三線インバタの各部波形を示すタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図４】 本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】 本発明のさらに他の実施例を示すブロック図
である。
である。
【図６】 太陽光発電システムの従来例を示す回路ブロ
ック図である。
ック図である。
１…太陽電池 ２…単相三線インバータ ４…商用電力
系統 ２１…Ｕ相アーム ２２…Ｖ相アーム ２３…Ｎ
相アーム ２４…出力フィルタ ２８…制御手段 ３１
…基準信号発生部 ３１ｕ、ｖ…瞬時電流波形制御部
３２…比較器部 ３３…ゲートロジック ３６ｕ、ｖ…
位相制御部 ４０…最大電力点追跡制御部 ４１…定電
圧制御部
系統 ２１…Ｕ相アーム ２２…Ｖ相アーム ２３…Ｎ
相アーム ２４…出力フィルタ ２８…制御手段 ３１
…基準信号発生部 ３１ｕ、ｖ…瞬時電流波形制御部
３２…比較器部 ３３…ゲートロジック ３６ｕ、ｖ…
位相制御部 ４０…最大電力点追跡制御部 ４１…定電
圧制御部
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(72)発明者 高瀬 浩司
福岡県福岡市博多区美野島１丁目２番８
号 ＮＴビル ニシム電子工業株式会社
内
(56)参考文献 特開 平６−311758（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−111165（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−321867（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−124132（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−219751（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
G05F 1/67
H02J 3/38
Claims (5)
- 【請求項１】 単相三線式の商用電力系統に分散型電源
を連系接続させるための単相三線インバータ装置であっ
て、それぞれが互いに直列接続された１対のスイッチン
グ素子よりなり、その入力が前記分散型電源の直流端子
に並列接続され、またその出力が商用電力系統の各対応
相に接続されるようにされたＵ相、Ｖ相、およびＮ相ア
ームの３つのアームで構成された単相三線式直流交流変
換手段と、 前記単相三線の各相ア−ムを構成するスイ
ッチング素子対を、一方の素子が導通する時は他方の素
子が遮断されるようにオン／オフ制御してＵ相、Ｖ相、
Ｎ相電圧をそれぞれ発生させる制御手段を備え、 前記制御手段は、各相の基準信号を発生する手段と、キ
ャリア三角波信号を発生する手段と、キャリア三角波信
号を前記各相の基準信号と比較する比較手段と、各相の
比較結果に基づいて対応する各相アームのスイッチング
素子対をオン／オフ制御し、それぞれに基準信号に相応
するＰＷＭ波形を発生させるゲートロジックとよりなる
ことを特徴とする系統連系単相三線インバータ装置。 - 【請求項２】 Ｕ相およびＶ相の一方の基準信号を発生
する手段は、商用電力系統のＵ相およびＶ相の一方の電
圧波形の関数である分散型電源の出力電流目標信号、お
よびインバータ装置のＵ相およびＶ相の一方の出力電流
を入力とする瞬時電流波形制御部であることを特徴とす
る請求項１記載の系統連系単相三線インバータ装置。 - 【請求項３】 前記分散型電源の出力電流目標信号は、
商用電力系統の電圧とインバータ装置に接続された負荷
に流れる電流とに基づいて得られることを特徴とする請
求項２記載の系統連系単相三線インバータ装置。 - 【請求項４】 前記分散型電源は太陽電池電源であり、
前記制御手段は、太陽電池の出力電流および出力電圧に
基づいて、最大電力を取出すための目標電圧信号を発生
する最大電力点追跡制御部と、太陽電池の出力電圧を前
記目標電圧信号に合致させるための係数を発生する定電
圧制御部と、前記係数ならびに商用電力系統のＵ相およ
びＶ相電圧を供給されてインバータのＵ相およびＶ相出
力電流目標信号を発生する乗算器と、前記出力電流目標
信号およびインバータのＵ相およびＶ相出力実電流値に
基づいて、Ｕ相およびＶ相電圧基準信号を発生する瞬時
電流波形制御部と、キャリア三角波信号を発生する手段
と、キャリア三角波信号を前記各相の電圧基準信号と比
較する比較手段と、各相の比較結果に基づいて対応する
各相アームのスイッチング素子対をオン／オフ制御し、
それぞれに電圧基準信号に相応するＰＷＭ波形を発生さ
せるゲートロジックとよりなることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の系統連系単相三線インバ
ータ装置。 - 【請求項５】 商用電力系統のＵ相およびＶ相電圧の代
わりに、前記各相電圧とそれぞれ予定の位相関係にある
信号を前記乗算器に供給するように構成されたことを特
徴とする請求項４記載の系統連系単相三線インバータ装
置。
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|---|---|---|---|
| JP30158394A JP3400150B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 系統連系単相三線インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30158394A JP3400150B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 系統連系単相三線インバータ装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140360A JPH08140360A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3400150B2 true JP3400150B2 (ja) | 2003-04-28 |
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ID=17898701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30158394A Expired - Lifetime JP3400150B2 (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 系統連系単相三線インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400150B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012113271A1 (zh) * | 2011-02-23 | 2012-08-30 | 浙江昱能光伏科技集成有限公司 | 太阳能光伏三相微逆变器以及太阳能光伏发电*** |
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| JP4823802B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2011-11-24 | 株式会社ダイヘン | インバータ装置及びこのインバータ装置のｐｗｍ制御方法 |
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| JP5766026B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2015-08-19 | 日本リライアンス株式会社 | 電力変換装置 |
| JP6623845B2 (ja) * | 2016-03-02 | 2019-12-25 | 住友電気工業株式会社 | 電力変換システム及び電力制御方法 |
| JP6863117B2 (ja) * | 2017-06-19 | 2021-04-21 | 富士電機株式会社 | 単相三線式インバータ及び電圧補償装置 |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP30158394A patent/JP3400150B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| WO2012113271A1 (zh) * | 2011-02-23 | 2012-08-30 | 浙江昱能光伏科技集成有限公司 | 太阳能光伏三相微逆变器以及太阳能光伏发电*** |
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| JPH08140360A (ja) | 1996-05-31 |
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