JPH05130741A - インバータと回転式発電機電源の並列運転方式 - Google Patents
インバータと回転式発電機電源の並列運転方式Info
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- JPH05130741A JPH05130741A JP3286871A JP28687191A JPH05130741A JP H05130741 A JPH05130741 A JP H05130741A JP 3286871 A JP3286871 A JP 3286871A JP 28687191 A JP28687191 A JP 28687191A JP H05130741 A JPH05130741 A JP H05130741A
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- rotary generator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インバータと回転式発電機電源の並列運転時
に生じる諸問題を解決する並列運転方式を提供するこ
と。 【構成】 インバータを並列接続した回転式発電機電源
の出力電流から有効電流の大きさと方向とを検出し、こ
の有効電流が正であって、かつ基準値以上となるべくイ
ンバータの出力を制御することを特徴とするインバータ
と回転式発電機電源の並列運転方式により、回転式発電
機電源への電力流入による回転式発電機電源の回転数の
異常な上昇を防止することができ、加えて回転式発電機
電源が開路・停電・停止などにより出力が無くなると、
インバータの出力電圧が無くなり、また負荷が無ければ
直流電源の出力が無くなるので安全である。
に生じる諸問題を解決する並列運転方式を提供するこ
と。 【構成】 インバータを並列接続した回転式発電機電源
の出力電流から有効電流の大きさと方向とを検出し、こ
の有効電流が正であって、かつ基準値以上となるべくイ
ンバータの出力を制御することを特徴とするインバータ
と回転式発電機電源の並列運転方式により、回転式発電
機電源への電力流入による回転式発電機電源の回転数の
異常な上昇を防止することができ、加えて回転式発電機
電源が開路・停電・停止などにより出力が無くなると、
インバータの出力電圧が無くなり、また負荷が無ければ
直流電源の出力が無くなるので安全である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池やバッテリ等
の直流出力をインバータで交流出力に変換し、これを商
用電源等の回転式発電機電源に並列接続して運転する装
置における制御方式に関する。
の直流出力をインバータで交流出力に変換し、これを商
用電源等の回転式発電機電源に並列接続して運転する装
置における制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】近年、地球環境問題がクロ
ーズアップされてきており、太陽エネルギーを有効活用
するために、太陽電池を電源とし、その出力をインバー
タで交流出力に変換する太陽電池式発電システムを商用
電源に並列に接続して運転する方式が系統連系システム
として注目されつつある。このような系統連系システム
は、現在は太陽電池が高価格であることなどから、出力
電力力率を１に近づけたり、太陽電池の出力が最大とな
るように制御するなどして、太陽電池の出力が無駄にな
らないように考慮している。ところが、負荷が少なく日
射が充分ある場合は、太陽電池で発電した電力が回転式
発電機電源に必要以上に供給されることになり、回転式
発電機が増速したり、回転式発電機の端子電圧が上昇す
るなどして危険である。また、このようなときにたとえ
回転式発電機が停止したとしても、回転式発電機の出力
が無くなるために、出力制御の基準となる電圧や周波数
を見失うので制御そのものが不安定となり大変危険とな
る。
ーズアップされてきており、太陽エネルギーを有効活用
するために、太陽電池を電源とし、その出力をインバー
タで交流出力に変換する太陽電池式発電システムを商用
電源に並列に接続して運転する方式が系統連系システム
として注目されつつある。このような系統連系システム
は、現在は太陽電池が高価格であることなどから、出力
電力力率を１に近づけたり、太陽電池の出力が最大とな
るように制御するなどして、太陽電池の出力が無駄にな
らないように考慮している。ところが、負荷が少なく日
射が充分ある場合は、太陽電池で発電した電力が回転式
発電機電源に必要以上に供給されることになり、回転式
発電機が増速したり、回転式発電機の端子電圧が上昇す
るなどして危険である。また、このようなときにたとえ
回転式発電機が停止したとしても、回転式発電機の出力
が無くなるために、出力制御の基準となる電圧や周波数
を見失うので制御そのものが不安定となり大変危険とな
る。
【０００３】
【発明の目的】そこで、本発明は上述したようなインバ
ータと回転式発電機電源の並列運転時に生じる諸問題を
解決する並列運転方式を提供することを目的とする。
ータと回転式発電機電源の並列運転時に生じる諸問題を
解決する並列運転方式を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインバータと回転式発電機電源の並列運転
方式では、インバータを並列接続した回転式発電機電源
の出力電流から有効電流の大きさと方向とを検出し、こ
の有効電流が正であって、かつ基準値以上となるべくイ
ンバータの出力電圧を制御することを特徴とする。
に、本発明のインバータと回転式発電機電源の並列運転
方式では、インバータを並列接続した回転式発電機電源
の出力電流から有効電流の大きさと方向とを検出し、こ
の有効電流が正であって、かつ基準値以上となるべくイ
ンバータの出力電圧を制御することを特徴とする。
【０００５】さらに、回転式発電機電源の有効電流が前
記基準値より小さくなったときに、インバータを停止さ
せる方式とし、また、回転式発電機電源の有効電流が前
記基準値以上となったときに、インバータを回転式発電
機電源に並列接続させる方式とした。
記基準値より小さくなったときに、インバータを停止さ
せる方式とし、また、回転式発電機電源の有効電流が前
記基準値以上となったときに、インバータを回転式発電
機電源に並列接続させる方式とした。
【０００６】なお、上記有効電流は例えばインバータと
回転式発電機電源との合成電圧波形と同位相の半サイク
ル中における回転式発電機電源の有効電流の平均値から
大きさと方向とを検出することができる。
回転式発電機電源との合成電圧波形と同位相の半サイク
ル中における回転式発電機電源の有効電流の平均値から
大きさと方向とを検出することができる。
【０００７】
【実施例】本発明に係る一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１に示すように、太陽電池あるいは蓄電池
などから成る直流電源ＤＣは、直流を交流に変換するイ
ンバータ１によって、商用電源などの回転式発電機電源
ＡＣ及び負荷ＬＤに並列接続されている。回転式発電機
電源ＡＣの電力は遮断器２，４及びスイッチ３などを介
して負荷ＬＤに供給される。負荷ＬＤは遮断器４により
入切される。インバータ１の出力は遮断器２，４，５と
スイッチ３，６を介して回転式発電機電源ＡＣ及び負荷
ＬＤに並列接続されている。
説明する。図１に示すように、太陽電池あるいは蓄電池
などから成る直流電源ＤＣは、直流を交流に変換するイ
ンバータ１によって、商用電源などの回転式発電機電源
ＡＣ及び負荷ＬＤに並列接続されている。回転式発電機
電源ＡＣの電力は遮断器２，４及びスイッチ３などを介
して負荷ＬＤに供給される。負荷ＬＤは遮断器４により
入切される。インバータ１の出力は遮断器２，４，５と
スイッチ３，６を介して回転式発電機電源ＡＣ及び負荷
ＬＤに並列接続されている。
【０００８】また、同期整流回路７は回転式発電機電源
ＡＣと負荷ＬＤに供給される電流を電流センサ８によ
り、その電圧を電圧センサ９により検出し、回転式発電
機電源ＡＣから負荷ＬＤに供給されている電力の大きさ
と方向とを検出する。この同期整流回路７の検出信号
は、比較回路１０と後記する出力制御回路１１に入力さ
れる。比較回路１０において、入力された信号は予め決
定されている基準値と比較され、この比較回路１０から
の信号がスイッチ６の開閉を制御するスイッチ制御回路
１２に入力される。また、遮断器５とスイッチ６との間
に接続された同期検出回路１３からの信号もスイッチ制
御回路１２に入力される。
ＡＣと負荷ＬＤに供給される電流を電流センサ８によ
り、その電圧を電圧センサ９により検出し、回転式発電
機電源ＡＣから負荷ＬＤに供給されている電力の大きさ
と方向とを検出する。この同期整流回路７の検出信号
は、比較回路１０と後記する出力制御回路１１に入力さ
れる。比較回路１０において、入力された信号は予め決
定されている基準値と比較され、この比較回路１０から
の信号がスイッチ６の開閉を制御するスイッチ制御回路
１２に入力される。また、遮断器５とスイッチ６との間
に接続された同期検出回路１３からの信号もスイッチ制
御回路１２に入力される。
【０００９】また、出力制御回路１１は、例えば図２に
示すように最小電力設定器１４に接続された差動増幅器
１５，フィルタ１６，差動増幅器１７，ローパスフィル
タ１８，差動増幅器１９，パルス幅変調回路２０，パル
ス増幅回路２１などから構成される。
示すように最小電力設定器１４に接続された差動増幅器
１５，フィルタ１６，差動増幅器１７，ローパスフィル
タ１８，差動増幅器１９，パルス幅変調回路２０，パル
ス増幅回路２１などから構成される。
【００１０】次に、上記構成の回路の作動について説明
する。同期整流回路７では電圧センサ９で検出した波形
（図３（ａ））をシュミット回路等により図３（ｂ）の
ごとくに方形波とする。この方形波を用いることによ
り、アナログスイッチ回路等により電流センサ８で検出
された電流波形を開閉し、電圧波形と同位相の半サイク
ルにおける回転式発電機電源ＡＣ有効電流を取り出すこ
とにより、有効電流の大きさと方向とを検出することが
できる。すなわち、図３（ｃ）〜（ｅ）に斜線を付して
示すように、回転式発電機電源ＡＣの有効電流が電圧波
形と同位相の場合には、（ｃ）のように平均値は正で最
大となり、位相がずれると（ｄ）のようになって平均値
はプラス側とマイナス側の面積の差となる。また、位相
のずれが大きくなると（ｅ）のようになって平均値は負
となり、インバータ１から電源に向かって電流が流出す
る状態になっていることが検出される。
する。同期整流回路７では電圧センサ９で検出した波形
（図３（ａ））をシュミット回路等により図３（ｂ）の
ごとくに方形波とする。この方形波を用いることによ
り、アナログスイッチ回路等により電流センサ８で検出
された電流波形を開閉し、電圧波形と同位相の半サイク
ルにおける回転式発電機電源ＡＣ有効電流を取り出すこ
とにより、有効電流の大きさと方向とを検出することが
できる。すなわち、図３（ｃ）〜（ｅ）に斜線を付して
示すように、回転式発電機電源ＡＣの有効電流が電圧波
形と同位相の場合には、（ｃ）のように平均値は正で最
大となり、位相がずれると（ｄ）のようになって平均値
はプラス側とマイナス側の面積の差となる。また、位相
のずれが大きくなると（ｅ）のようになって平均値は負
となり、インバータ１から電源に向かって電流が流出す
る状態になっていることが検出される。
【００１１】また、同期整流回路７で得られた信号をフ
ィードバックし、出力制御回路１１を通してインバータ
１の出力電圧を制御することができる。すなわち、同期
整流回路７で得られた信号は、差動増幅器１５によって
最小電力設定器１４の信号とつきあわされ、同期整流回
路７の信号≧最小電力設定器１４の信号の場合は電圧上
昇の信号が、同期整流回路７の信号＜最小電力設定器１
４の信号の場合は電圧下降の信号が、不要な早すぎる動
作を除去するフィルタ１６を通して差動増幅器１７に入
力される。
ィードバックし、出力制御回路１１を通してインバータ
１の出力電圧を制御することができる。すなわち、同期
整流回路７で得られた信号は、差動増幅器１５によって
最小電力設定器１４の信号とつきあわされ、同期整流回
路７の信号≧最小電力設定器１４の信号の場合は電圧上
昇の信号が、同期整流回路７の信号＜最小電力設定器１
４の信号の場合は電圧下降の信号が、不要な早すぎる動
作を除去するフィルタ１６を通して差動増幅器１７に入
力される。
【００１２】次に、差動増幅器１７において、基準値と
するフィルタ１６の出力信号とインバータ１からフィー
ドバックした電圧信号とをつきあわせて、フィルタ１６
の信号≧電圧信号の場合は電圧上昇の信号が、フィルタ
１６の信号＜電圧信号の場合は電圧下降の信号が、ロー
パスフィルタ１８を通して差動増幅器１９に入力され
る。
するフィルタ１６の出力信号とインバータ１からフィー
ドバックした電圧信号とをつきあわせて、フィルタ１６
の信号≧電圧信号の場合は電圧上昇の信号が、フィルタ
１６の信号＜電圧信号の場合は電圧下降の信号が、ロー
パスフィルタ１８を通して差動増幅器１９に入力され
る。
【００１３】次に、差動増幅器１９において、ローパス
フィルタ１８の出力信号とインバータ１からフィードバ
ックした電流信号とをつきあわせて、ローパスフィルタ
１８の信号≧電流信号の場合は電圧上昇の信号が、ロー
パスフィルタ１８の信号＜電流信号の場合は電圧下降の
信号が、パルス幅変調回路２０及びパルス増幅回路２１
を通じて、インバータ１内の半導体スイッチに加えられ
所定の出力電圧を発生する。
フィルタ１８の出力信号とインバータ１からフィードバ
ックした電流信号とをつきあわせて、ローパスフィルタ
１８の信号≧電流信号の場合は電圧上昇の信号が、ロー
パスフィルタ１８の信号＜電流信号の場合は電圧下降の
信号が、パルス幅変調回路２０及びパルス増幅回路２１
を通じて、インバータ１内の半導体スイッチに加えられ
所定の出力電圧を発生する。
【００１４】このため、インバータの出力電圧は差動増
幅器１９、パルス幅変調回路２０及びパルス増幅回路２
１の働きにより、瞬時はインバータ１からの交流電流に
見合った値に制御され、差動増幅器１７及びローパスフ
ィルタ１８の働きで遅い周期では定電圧制御されて、動
作が安定であるとともに回転式発電機電源ＡＣの負荷が
制限値（発電量が多すぎて危険とならないような値）以
下になれば、インバータ１の出力電圧を降下させて回転
式発電機電源ＡＣの負荷を制限値以下にならないように
制御できる。
幅器１９、パルス幅変調回路２０及びパルス増幅回路２
１の働きにより、瞬時はインバータ１からの交流電流に
見合った値に制御され、差動増幅器１７及びローパスフ
ィルタ１８の働きで遅い周期では定電圧制御されて、動
作が安定であるとともに回転式発電機電源ＡＣの負荷が
制限値（発電量が多すぎて危険とならないような値）以
下になれば、インバータ１の出力電圧を降下させて回転
式発電機電源ＡＣの負荷を制限値以下にならないように
制御できる。
【００１５】次に、回転式発電機電源ＡＣの有効電流が
上記基準値より小さくなったときに、インバータ１を停
止させること、及び回転式発電機電源ＡＣの有効電流が
前記基準値以上となったときに、インバータ１を回転式
発電機電源ＡＣに並列接続させることについて図４に基
づいて説明する。
上記基準値より小さくなったときに、インバータ１を停
止させること、及び回転式発電機電源ＡＣの有効電流が
前記基準値以上となったときに、インバータ１を回転式
発電機電源ＡＣに並列接続させることについて図４に基
づいて説明する。
【００１６】図４はスイッチ制御回路１２によるスイッ
チ６の制御のし方を示したものである。図４に示すよう
に、回転式発電機電源ＡＣの出力電力がある値以下、す
なわち回転式発電機電源ＡＣの実効電流が基準値より小
の場合は、スイッチ制御回路１２の作動でスイッチ６を
オフ状態とする。また、負荷の増加などで回転式発電機
電源ＡＣの出力電力が増加した場合、すなわち回転式発
電機電源ＡＣの実効電流が基準値以上となった場合であ
って、出力制御回路１１に与えられた最小電力設定によ
り回転式発電機電源ＡＣの出力電力が大となり、インバ
ータ１の出力電力が同期すれば、スイッチ制御回路１２
の作動によりスイッチ６がオン状態に維持される。
チ６の制御のし方を示したものである。図４に示すよう
に、回転式発電機電源ＡＣの出力電力がある値以下、す
なわち回転式発電機電源ＡＣの実効電流が基準値より小
の場合は、スイッチ制御回路１２の作動でスイッチ６を
オフ状態とする。また、負荷の増加などで回転式発電機
電源ＡＣの出力電力が増加した場合、すなわち回転式発
電機電源ＡＣの実効電流が基準値以上となった場合であ
って、出力制御回路１１に与えられた最小電力設定によ
り回転式発電機電源ＡＣの出力電力が大となり、インバ
ータ１の出力電力が同期すれば、スイッチ制御回路１２
の作動によりスイッチ６がオン状態に維持される。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転式発
電機電源と直流電源をインバータを介して並列接続する
場合に回転式発電機電源の出力から有効電流の大きさと
方向を弁別して検出し、この実効電流が回転式発電機か
ら流出する方向でかつ基準値を下回らないように、イン
バータの出力電圧を制御するようにしたものであるの
で、回転式発電機電源への電力流入による回転式発電機
電源の回転数の異常な上昇を防止することができ、加え
て回転式発電機電源が開路・停電・停止などにより出力
が無くなると、インバータの出力電圧が無くなり、また
負荷が無ければ直流電源の出力が無くなるので安全であ
る。
電機電源と直流電源をインバータを介して並列接続する
場合に回転式発電機電源の出力から有効電流の大きさと
方向を弁別して検出し、この実効電流が回転式発電機か
ら流出する方向でかつ基準値を下回らないように、イン
バータの出力電圧を制御するようにしたものであるの
で、回転式発電機電源への電力流入による回転式発電機
電源の回転数の異常な上昇を防止することができ、加え
て回転式発電機電源が開路・停電・停止などにより出力
が無くなると、インバータの出力電圧が無くなり、また
負荷が無ければ直流電源の出力が無くなるので安全であ
る。
【００１８】また、インバータを上記のように制御して
もなお負荷電流が減少する場合、インバータのスイッチ
を停止させるので、停電時などに直流電源からの出力に
より感電するなどの問題が発生することがない。
もなお負荷電流が減少する場合、インバータのスイッチ
を停止させるので、停電時などに直流電源からの出力に
より感電するなどの問題が発生することがない。
【００１９】さらに、インバータを作動させる場合、回
転式発電機電源の負荷が有り、インバータと回転式発電
機電源が同期してから行うので、同期投入などの異常な
ポンピング動作が防止できる。
転式発電機電源の負荷が有り、インバータと回転式発電
機電源が同期してから行うので、同期投入などの異常な
ポンピング動作が防止できる。
【図１】本発明に係るインバータと回転式発電機電源の
並列運転方式の一実施例を示す全体構成図である。
並列運転方式の一実施例を示す全体構成図である。
【図２】図１における出力制御回路１１を示すブロック
構成図である。
構成図である。
【図３】（ａ）は電圧センサ９により検出された電圧波
形を示す図、（ｂ）は（ａ）を変形させた方形波を示す
図、（ｃ）は回転式発電機電源の電流が電圧波形と同位
相の場合、（ｄ）は位相が少しずれ、平均値が正の場
合、（ｅ）は位相のずれが大きくなり平均値が負となっ
た場合を示す図である。
形を示す図、（ｂ）は（ａ）を変形させた方形波を示す
図、（ｃ）は回転式発電機電源の電流が電圧波形と同位
相の場合、（ｄ）は位相が少しずれ、平均値が正の場
合、（ｅ）は位相のずれが大きくなり平均値が負となっ
た場合を示す図である。
【図４】回転式発電機電源ＡＣの出力電力とインバータ
１の出力電圧との関係、及びスイッチ６のオンオフを示
す図である。
１の出力電圧との関係、及びスイッチ６のオンオフを示
す図である。
１・・・インバータ ２，４，５・・・遮断
器 ３，６・・・スイッチ ７・・・同期整流回路 ８・・・電流センサ ９・・・電圧センサ １０・・・比較回路 １１・・・出力制御回
路 １２・・・スイッチ制御回路 １３・・同期検出回路 １４・・・最小電力設定器 １５，１７，１９・・
・差動増幅器 １６・・・フィルタ １８・・・ローパスフ
ィルタ ２０・・・パルス幅変調回路 ２１・・・パルス増幅
回路 ＡＣ・・・回転式発電機電源 ＤＣ・・・直流電源 ＬＤ・・・負荷
器 ３，６・・・スイッチ ７・・・同期整流回路 ８・・・電流センサ ９・・・電圧センサ １０・・・比較回路 １１・・・出力制御回
路 １２・・・スイッチ制御回路 １３・・同期検出回路 １４・・・最小電力設定器 １５，１７，１９・・
・差動増幅器 １６・・・フィルタ １８・・・ローパスフ
ィルタ ２０・・・パルス幅変調回路 ２１・・・パルス増幅
回路 ＡＣ・・・回転式発電機電源 ＤＣ・・・直流電源 ＬＤ・・・負荷
Claims (3)
- 【請求項１】 インバータを並列接続した回転式発電機
電源の出力電流から有効電流の大きさと方向とを検出
し、この有効電流が正であって、かつ基準値以上となる
べくインバータの出力を制御することを特徴とするイン
バータと回転式発電機電源の並列運転方式。 - 【請求項２】 前記回転式発電機電源の有効電流が前記
基準値より小さくなったときに、インバータを停止させ
る請求項１に記載のインバータと回転式発電機電源の並
列運転方式。 - 【請求項３】 インバータと回転式発電機電源とからな
る並列運転方式であって、前記回転式発電機電源の出力
電流から有効電流の大きさと方向とを検出し、該有効電
流が基準値以上となったときに、インバータを回転式発
電機電源に並列接続させることを特徴とするインバータ
と回転式発電機電源の並列運転方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28687191A JP3255665B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | インバータと回転式発電機電源の並列運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28687191A JP3255665B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | インバータと回転式発電機電源の並列運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05130741A true JPH05130741A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3255665B2 JP3255665B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=17710082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28687191A Expired - Fee Related JP3255665B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | インバータと回転式発電機電源の並列運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255665B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014168328A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Shimizu Corp | 分散型電源の自立運転システム及びその方法 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP28687191A patent/JP3255665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014168328A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Shimizu Corp | 分散型電源の自立運転システム及びその方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3255665B2 (ja) | 2002-02-12 |
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