JP4618222B2 - 系統連系インバータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、商用電力系統と系統連系インバータ装置の連系において、系統連系インバータ装置のインバータ回路が単独運転することを防止する系統連系インバータ装置に関するものである。

従来、この種の系統連系インバータ装置は、事故または工事等の目的で商用電力系統の開閉器が開放された場合（停電状態）、インバータ回路と商用電力系統との連系点の電圧をもとに、系統電圧異常、周波数異常検出機能によりインバータ回路を商用電力系統から切り離す必要がある。

ところが、インバータ回路の出力電力と負荷の消費電力との間で有効電力と無効電力とが平衡している場合、商用電力系統の開閉器が開放してもインバータ回路はそのまま運転を維持し、負荷に電力を供給し続けることがある。これを単独運転状態と呼び、商用電力系統の保安・保守に際して感電等の不測の事態を招くおそれがある。

このような単独運転状態の検出方法としては種々あるが、その１つとして例えば図９のようなものがある（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、発振器２６からの出力を分周器２７および増幅器２８によって、一定周期の微小変動信号Δφに変換し、この信号を位相変動指令として出力電流位相調節回路２０に与える。出力電流位相調節回路２０では出力電流基準値ｉ_ｕｎｉｔと系統電圧Ｖｓとの位相差を、図示されない位相差検出回路にて検出し、この位相差を上記位相変動指令Δφに等しくなるように制御する位相調節器（図示なし）により、周波数変動指令信号Δｆを出力する。

この周波数変動指令信号Δｆに商用周波数信号ｆを加算し、出力電流基準正弦波の周波数指令ｆ^＊とする。この指令値は電圧／周波数変換器（Ｖ／Ｆ）２１により、周波数指令ｆ^＊に応じたクロック信号となる。このクロック信号はアップ／ダウンカウンタ（Ｕ／Ｄ）２２、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２３、正弦波ＲＯＭ２４およびディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）２５などにより正弦波のｉ_ｕｎｉｔとなるが、これには周波数指令が加算されているため、ｉ_ｕｎｉｔは連系点電圧に対して位相の変動した正弦波信号となる。このｉ_ｕｎｉｔと、直流電圧調節器３０から出力される電流振幅指令を、乗算器３１により掛け合わせたものがインバータの出力電流指令ｉ^＊となる。

この出力電流指令ｉ^＊と出力電流実際値（検出値）ｉとの偏差は電流調節器３２に与えられ、ここで上記偏差をなくすように所定の調節演算が行なわれることにより、出力電圧指令Ｖｉが得られる。この出力電圧指令Ｖｉは、コンパレータ３３においてキャリア発生器３４からのキャリア信号と比較され、その比較結果に応じてゲート信号発生回路３５にてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が生成され、インバータを構成するスイッチングデバイスのオン、オフ制御が行なわれることになる。

ところで、系統連系中はインバータは出力電流変動が生じるが、電力系統への影響はほとんどなく、連系点の電圧周波数は安定している。これに対し、系統遮断後は連系点電圧は自らが発生している電圧となり、また連系点電圧と出力電流との位相差は負荷できまる固定した関係となる。インバータは電流位相変動指令で与えられる電流を出力するため、指令する電流位相が発生できず、インバータはさらに出力電圧の周波数を大きく変化させることになる。このため、周波数／電圧変換器（Ｆ／Ｖ）３６、商用周波除去フィルタ３７、バンドパスフィルタ３８および判別回路３９を含む周波数変動検出回路によって、この周波数変動を検出し、単独運転状態を判別する。
特開平６−１１３４６７号公報

しかしながら、上記のような方式には、下記のような問題がある。図７はそのことを説明するための波形図である。これは、系統遮断後に、インバータが単機で系統連系している場合を示すもので、図７（イ）は出力電流指令の位相変動指令を示し、図７（ロ）は周波数変動量をそれぞれ示す。つまり、出力電流指令を図７（イ）のように適当な周期で変動させることにより、出力電流指令周期と同一の周波数変動が図７（ロ）のように現れるので、鎖線にて示すような設定レベルＬＶにより、単独運転を検出するものである。

図８は系統遮断後に、インバータが複数台（２台）系統連系している場合を示すもので、図８（イ）は或るインバータの出力電流指令の位相変動指令を示し、図８（ロ）は別のインバータの出力電流指令の位相変動指令を示す。つまり、各インバータの出力電流指令の位相変動指令が互いに同期していれば問題ないが、これらは同期していないのが普通なので位相変動は相殺され、周波数変動量が図８（ハ）のように設定レベルＬＶに達しなくなり、単独運転検出が不能となる場合が生じることになる。

つまり、前記従来の構成では、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している場合、各々のインバータ回路の出力変動が干渉し合って単独運転を検出できない状態が生じるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる系統連系インバータ装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の系統連系インバータ装置は、商用電力系統と連系する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の単独運転を防止する単独運転防止装置とを有し、前記単独運転防止装置は、前記インバータ回路と前記商用電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出する電圧をもとに前記商用電力系統が停止し、前記インバータ回路が単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部と、前記単独運転判定部が単独運転状態と判定した時に前記インバータ回路と前記商用電力系統を切り離す系統連系保護部と、周期Ｔの変動パターンをもとに前記インバータ回路の出力電流に変動を与える出力変動部とを備え、前記出力変動部の変動パターンは、変動の絶対値が周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで異なるものである。

これによって、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

本発明の系統連系インバータ装置は、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第１の発明は商用電力系統と連系する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の単独運転を防止する単独運転防止装置とを有し、前記単独運転防止装置は、前記インバータ回路と前記商用電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出する電圧をもとに前記商用電力系統が停止し、前記インバータ回路が単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部と、前記単独運転判定部が単独運転状態と判定した時に前記インバータ回路と前記商用電力系統を切り離す系統連系保護部と、周期Ｔの変動パターンをもとに前記インバータ回路の出力電流に変動を与える出力変動部とを備え、前記出力変動部の変動パターンは、変動の絶対値が周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで異なることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部の変動パターンは、単調増加または単調減少とすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、運転開始時間が異なることによる各々の出力変動部の出力変動の位相ずれに関わらず、１台分以上の出力変動が得られるため、インバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第３の発明は、特に、第１または２のいずれか１つの発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部は、変動パターンをもとに電圧検出部で検出される電圧に対して出力電流の位相を進相または遅相させ、連系点において無効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第４の発明は、特に、第１または２のいずれか１つの発明の系統連系インバータ装置において、出力変動部は、変動パターンをもとに出力電流の振幅を大きくまたは小さくし、連系点において有効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第５の発明は、特に、第１または２のいずれか１つの発明の系統連系インバータ装置に電圧検出部で検出される電圧よりインバータ回路と商用電力系統との連系点の周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、変動パターンをもとに前記周波数検出部で検出される周波数に対して出力電流の周波数を上昇または低下させ、連系点において無効電力変動を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第６の発明は、特に、第１から５のいずれか１つの発明の系統連系インバータ装置に電圧検出部が検出する電圧より周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、前記周波数検出部が検出する周波数をもとに周期０〜Ｔ／２もしくは周期Ｔ／２〜Ｔのいずれか一方の変動パターンの変動値を大きくもしくは小さくすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路の出力変動のバイアスを同方向に与えることができるため、商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

第７の発明は、特に、第１から６のいずれか１つの発明の系統連系インバータ装置にインバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出部を備え、出力変動部は、前記出力電流検出部で検出される出力電流が小さいほど変動パターンの変動値を大きくすることで、前記インバータ回路の出力電流が小さい時に商用電力系統が解列し、単独運転状態が発生した場合でもインバータ回路の出力変動を十分大きくできるため、確実に単独運転を検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるのもではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における系統連系インバータ装置のブロック図を示す。また、図２は、複数台の連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図である。

図１において、１０１は直流電力を供給する直流電源装置、１０２は電力を消費する負荷、１０３は負荷１０２へ電力を供給する商用電力系統、１０４は商用電力系統１０３の開閉器、１０５は商用電力系統１０３と連系し、負荷１０２へ電力を供給する系統連系インバータ装置１０５であり、１０５は直流電源装置１０１の直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路１０５ａと、インバータ回路１０５と商用電力系統１０３の並列および解列を行う解列用リレー１０５ｂと、インバータ回路１０５と商用電力系統１０３の連系点の電圧を検出する電圧検出部１０５ｃと、周期Ｔの変動パターンをもとにインバータ回路１０５の出力電流を変動させる出力変動部１０５ｄと、電圧検出部１０５ｃが検出した連系点の電圧値をもとに連系点における電圧の周波数を検出する周波数検出部１０５ｅと、周波数検出部１０５ｅが検出する周波数より周波数の変動量を検出する周波数変動検出部１０５ｆと、電圧検出部１０５ｃが検出する連系点の電圧、または周波数検出部１０５ｅが検出する周波数、または周波数変動検出部１０５ｆが検出する周波数変動量のいずれかが所定値以上のとき商用電力系統１０３が停止し、インバータ回路１０５ａが単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部１０５ｇと、単独運転判定部１０５ｇが単独運転状態になっていると判定した場合に、インバータ回路１０５ａと商用電力系統１０３とを切り離す系統連系保護部１０５ｈを備える。

また、図２において、（イ）は出力変動部１０５ｄがインバータ回路１０５ａの出力電流を変動させるための周期Ｔの変動パターン、（ロ）は（イ）をもとにある出力変動部１０５ｄが生成する変動パターン、（ハ）は（イ）をもとに別の出力変動部１０５ｄが生成する変動パターン、（ニ）は（ロ）と（ハ）により発生する有効電力または無効電力の変動、（ホ）は（ニ）の有効電力または無効電力の変動に伴う連系点における周波数の変動を示す。

以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図１、図２を用いて説明する。

図２（イ）に示すように、出力変動部１０５ｄは、周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで変動の絶対値が異なる変動パターンをもとにインバータ回路１０５ａの出力電流を変動させる。すなわち、変動パターンは、周期０〜Ｔ／２とＴ／２〜Ｔのそれぞれの期間における出力変動の総和が一致しても、周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔを重ね合わせたときに各時間においてゼロとならないものとする。

このような変動パターンで出力変動をさせることで、図２（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すように、２台の系統連系インバータ装置１０５の出力変動部１０５ｄの出力変動の位相がずれても、出力変動により発生する有効電力もしくは無効電力の変動が０とならないため、同一配線上に存在するインバータ回路１０５ａの出力電力と、負荷１０２の消費電力の間における無効電力または有効電力の平衡状態を防ぐことができる。

これにより、インバータ回路１０５ａと商用電力系統１０３が連系中は、出力変動部１０５ｄによる出力変動は商用電力系統１０３に対してほとんど影響なく、連系点の電圧および周波数は安定しているが、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放されると、出力変動部１０５ｄによる出力変動によりインバータ回路１０５ａの出力電力と負荷１０２の消費電力の間における無効電力または有効電力が平衡状態でないため、図２（ホ）のような周波数の変動が発生する。この周波数の変動を周波数変動検出部１０５ｆで検出し、その検出された周波数の変動量がある所定値を越えたとき単独運転判定部１０５ｇが単独運転と判定し、系統連系保護装置６ｅが解列用リレー１０５ｂを開動作させてインバータ回路１０５ａと商用電力系統１０３とを切り離すとともに、インバータ回路１０５ａの出力を停止させる。

ここで、出力変動部１０５ｄは、図２（イ）の変動パターンをもとに、電圧検出部１０５ｃで検出される電圧に対して、インバータ回路１０５ａが出力する出力電流の位相を進相また遅相させる。このような条件下において、図２（ロ）、（ハ）に示すような出力電流の位相を変動させると、図２（ニ）のような無効電力の変動が発生し、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放時に図２（ホ）のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部１０５ｇによる単独運転の判定が可能となる。

また、出力変動部１０５ｄは、図２（イ）の変動パターンをもとに、インバータ回路１０５ａが出力する出力電流の振幅を大小させる。このような条件下において、図２（ロ）、（ハ）に示すような出力電流の振幅を変動させると、図２（ニ）のよう有効電力の変動が発生し、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放時に図２（ホ）のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部１０５ｇによる単独運転の判定が可能となる。

また、出力変動部１０５ｄは、図２（イ）の変動パターンをもとに、周波数検出部１０５ｅで検出される周波数に対して、インバータ回路１０５ａが出力する出力電流の周波数を上昇また低下させる。このような条件下において、図２（ロ）、（ハ）に示すような出力電流の周波数の変動をさせると、図２（ニ）のような無効電力の変動が発生し、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放時に図２（ホ）のような周波数の変動が発生するため、単独運転判定部１０５ｇによる単独運転の判定が可能となる。

以上のように、本実施の形態において系統連系インバータ装置１０５の単独運転判定部１０５ｇは、出力変動部１０５ｄの変動パターンの変動の絶対値が周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで異なることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置１０５が連系して運転している条件下において、インバータ回路１０５ａがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがないため、商用電力系統１０３が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

また、本実施の形態において系統連系インバータ装置１０５の出力変動部１０５ｄは、変動パターンをもとに電圧検出部１０５ｃで検出される電圧に対して出力電流の位相を進相または遅相、もしくは出力電流の振幅を大きくまたは小さく、もしくは周波数検出部１０５ｅで検出される周波数に対して出力電流の周波数を上昇または低下させ、連系点において無効電力または有効電力を発生させることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置１０５が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路１０５ａがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における系統連系インバータ装置の出力変動部の変動パターンを単調増加としたときの複数台連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図である。

図３において、（イ）は出力変動部１０５ｄがインバータ回路１０５ａの出力電流を変動させるための周期Ｔの単調増加する変動パターン、（ロ）は（イ）をもとにある出力変動部１０５ｄが生成する変動パターン、（ハ）は（イ）をもとに別の出力変動部１０５ｄが生成する変動パターン、（ニ）は（ロ）と（ハ）により発生する有効電力または無効電力の変動、（ホ）は（ニ）の無効電力または有効電力の変動に伴う連系点における周波数の変動を示す。

以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図１、図３を用いて説明する。

図３（イ）に示すように、出力変動部１０５ｄは、周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで変動の絶対値が異なる単調増加の変動パターンをもとにインバータ回路１０５ａの出力電流を変動させる。このような条件下では、図３（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すように、２台の系統連系インバータ装置１０５の出力変動部１０５ｄの出力変動の位相が１８０°ずれても、出力変動により発生する有効電力または無効電力の変動が０とならず、１台分以上の出力変動の大きさを確保することができる。そのため、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放されても、同一配線上に存在するインバータ回路１０５ａの出力電力と、負荷１０２の消費電力との間で有効電力または無効電力の平衡状態を防ぐことができるので、図３（ホ）のような周波数の変動が発生する。したがって、単独運転判定部１０５ｇは、周波数変動検出部１０５ｆで検出される周波数の変動量により単独運転を判定することが可能となる。

尚、本実施の形態では、出力変動部１０５ｄの変動パターンを単調増加としたが、単調減少としてもかまわない。

以上のように、本実施の形態においては、系統連系インバータ装置１０５の出力変動部１０５ｄの変動パターンは、単調増加または単調減少とすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置１０５が連系して運転している条件下において、運転開始時間が異なることによる各々の出力変動部１０５ｄの出力変動の位相ずれに関わらず、１台分以上の出力変動が得られるため、各々のインバータ回路１０５ａがそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統１０３が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における系統連系インバータ装置の周波数検出部で検出される周波数に応じた出力変動特性を示す図である。

ここで、図４において、基準周波数とは商用電力系統１０３の基準周波数５０／６０Ｈｚを示す。

以上のように構成された系統連系インバータの単独運転装置について、以下その動作、作用を図１、図３、図４を用いて説明する。

周波数検出部１０５ｅで検出される周波数が基準周波数以上のとき、出力変動部１０５ｄは、周期０〜Ｔ／２においては変動パターンをもと出力変動の変動量を決定するが、周期Ｔ／２〜Ｔにおいては変動パターンで決定される変動量と周波数をもとに図４より算出される変動係数との積により出力変動の変動量を決定する（本実施の形態では、変動係数は、図４に示すように検出される周波数が５０．１、５０．２、５０．３Ｈｚ・・・と大きくなるにしたがって変動係数を１、２、３％・・・というように増加させる）。

また、周波数検出部１０５ｅで検出される周波数が基準周波数未満のとき、出力変動部１０５ｄは、周期Ｔ／２〜Ｔにおいては変動パターンをもとに出力変動の変動量を決定するが、周期０〜Ｔ／２においては変動パターンで決定される変動量と周波数をもとに図４より算出される変動係数との積により出力変動の変動量と決定する（本実施の形態では、変動係数は、図４に示すように検出される周波数が４９．９、４９．８、４９．７Ｈｚ・・・と小さくなるにしたがって変動係数を１、２、３％・・・というように増加させる）。

ここで、出力変動部１０５ｄは、インバータ回路１０５ａの出力電流の位相を変動させる場合、電圧検出部１０５ｃで検出される連系点の電圧に対して、周期０〜Ｔ／２は遅相、周期Ｔ／２〜Ｔは進相させるような変動量を決定する。また、インバータ回路１０５の出力電流の振幅を変動させる場合、周期０〜Ｔ／２は振幅を低下、周期Ｔ／２〜Ｔは振幅を増加させるような変動量を決定する。また、インバータ回路１０５ａの出力電流の周波数を変動させる場合は、周期０〜Ｔ／２は周波数を低下、周期Ｔ／２〜Ｔは周波数を上昇させるような変動量を決定する。

したがって、商用電力系統１０３の開閉器１０４が開放され、インバータ回路１０５ａが単独運転状態になった場合、周波数が上昇している時は周波数が上昇する方向へ、周波数が低下している時は周波数が低下するように出力電流の変動を与えることで連系点における周波数が大きく変動するため、単独運転判定部１０５ｇは短時間で確実に単独運転を検出でき、系統連系保護装置６ｆは、解列用リレー１０５ｂを開動作させてインバータ回路１０５ａと商用電力系統１０３とを切り離すとともに、インバータ回路１０５ａの出力を停止させることができる。

尚、本実施の形態では、変動係数は周波数に対して線形パターンとしたが、非線形パターンでもかまわない。

以上のように、本実施の形態において、出力変動部１０５ｄは、周波数検出部１０５ｅが検出する周波数をもとに周期０〜Ｔ／２もしくは周期Ｔ／２〜Ｔのいずれか一方の変動パターンの変動値を大きくもしくは小さくすることで、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置１０５が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路１０５ａの出力変動のバイアスを同方向に与えることができるため、商用電力系統１０３が解列時に確実に単独運転を検出することができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の第４の実施の形態の形態における系統連系インバータ装置のブロック図を示すものである。また、図６は系統連系インバータ装置の出力変動部の出力電流に応じた出力変動特性を示す図である。

ここで、図５において、系統連系インバータ装置１０５は図１の構成に加えて、インバータ回路１０５ａの出力電流を検出する出力電流検出部１０５ｉを備える。

以上のように構成された系統連系インバータ装置について、以下その動作、作用を図５、図６を用いて説明する。

出力変動部１０５ｄは、出力電流検出部１０５ｉで検出される出力電流をもとに図５に示すような変動係数を算出し、その変動係数と変動パターンで決定される変動量との積より出力電流の変動量を決定する（本実施の形態において、変動係数は、図６に示すように検出される出力電流が定格×９０％、定格×８０％・・・と小さくなるにしたがって１、２、３％・・・というように増加させる）。

したがって、インバータ回路１０５ａの出力電流が小さく且つ負荷１０２に回転機負荷が接続された状態で単独運転状態が発生した場合でも、周波数変動部１０５ｆで検出される周波数の変動量が十分大きくなり、単独運転判定部１０５ｇは短時間で確実に単独運転を検出でき、系統連系保護部１０５ｈは、解列用リレー１０５ｂを開動作させてインバータ回路１０５ａと商用電力系統１０３とを切り離すとともに、インバータ回路１０５ａの出力を停止させることができる。

尚、本実施の形態では出力電流検出部１０５ｉは、インバータ回路１０５ａが出力する電流を検出したが、直流電源装置１０１の発電電力からインバータ回路１０５ａの出力電流値を算出してもかまわない。

以上のように、本実施の形態において、系統連系インバータ装置１０５の出力変動部１０５ｄは、出力電流検出部１０５ｉで検出される出力電流が小さいほど変動パターンの変動値を大きくすることで、インバータ回路１０５ａの出力電流が小さい時に単独運転状態が発生した場合でもインバータ回路１０５ａの出力変動を十分大きくできるため、確実に単独運転を検出することができる。

本発明の系統連系インバータ装置は、同一配線上に複数台の系統連系インバータ装置が連系して運転している条件下において、各々のインバータ回路がそれぞれ出力する変動を打ち消すことがなく商用電力系統が解列時に確実に単独運転を検出することができるため、燃料電池装置や太陽光発電装置のような分散型電源装置等の用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１における系統連系インバータ装置のブロック図 本発明の実施の形態１における複数台の連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図 本発明の実施の形態２における出力変動部の変動パターンを単調増加としたときの複数台連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図 本発明の実施の形態３における周波数検出部の周波数に応じた出力変動特性を示す図 本発明の実施の形態４における系統連系インバータ装置のブロック図 本発明の実施の形態４における出力変動部の出力電流に応じた出力変動特性を示す図 従来の系統連系インバータ装置における１台連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図 従来の系統連系インバータ装置における複数台連系運転時の出力変動および周波数変動を示す図 従来の系統連系インバータ装置のブロック図

符号の説明

１０５ 系統連系インバータ装置
１０５ｃ 電圧検出部
１０５ｄ 出力変動部
１０５ｇ 単独運転判定部
１０５ｈ 系統連系保護部
１０５ｉ 出力電流検出部

Claims (7)

1. 商用電力系統と連系する系統連系インバータ装置であって、直流電力を交流電力へ変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の単独運転を防止する単独運転防止装置とを有し、前記単独運転防止装置は、前記インバータ回路と前記商用電力系統との連系点の電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部が検出する電圧をもとに前記商用電力系統が停止し、前記インバータ回路が単独運転状態になっていると判定する単独運転判定部と、前記単独運転判定部が単独運転状態と判定した時に前記インバータ回路と前記商用電力系統を切り離す系統連系保護部と、周期Ｔの変動パターンをもとに前記インバータ回路の出力電流に変動を与える出力変動部とを備え、前記出力変動部の変動パターンは、変動の絶対値が周期０〜Ｔ／２と周期Ｔ／２〜Ｔとで異なる系統連系インバータ装置。
2. 出力変動部の変動パターンは、単調増加または単調減少とする請求項１項に記載の系統連系インバータ装置。
3. 出力変動部は、変動パターンをもとに電圧検出部で検出される電圧に対して出力電流の位相を進相または遅相させる請求項１または２に記載の系統連系インバータ装置。
4. 出力変動部は、変動パターンをもとに出力電流の振幅を大きくまたは小さくする請求項１または２に記載の系統連系インバータ装置。
5. 電圧検出部で検出される電圧よりインバータ回路と商用電力系統との連系点の周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、変動パターンをもとに前記周波数検出部で検出される周波数に対して出力電流の周波数を上昇または低下させる請求項１または２に記載の系統連系インバータ装置。
6. 電圧検出部が検出する電圧より周波数を検出する周波数検出部を備え、出力変動部は、前記周波数検出部が検出する周波数をもとに周期０〜Ｔ／２もしくは周期Ｔ／２〜Ｔのいずれか一方の変動パターンの変動値を大きくもしくは小さくする請求項１〜５のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。
7. インバータ回路の出力電流を検出する出力電流検出部を備え、出力変動部は、前記出力電流検出部で検出される出力電流が小さいほど変動パターンの変動値を大きくする請求項１〜６のいずれか１項に記載の系統連系インバータ装置。

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