JPH06141470A - Protective device of system-interconnection inverter - Google Patents
Protective device of system-interconnection inverterInfo
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- JPH06141470A JPH06141470A JP4284271A JP28427192A JPH06141470A JP H06141470 A JPH06141470 A JP H06141470A JP 4284271 A JP4284271 A JP 4284271A JP 28427192 A JP28427192 A JP 28427192A JP H06141470 A JPH06141470 A JP H06141470A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流電力をインバータ
で交流電力に変換し電力系統に連系する系統連系インバ
ータの保護装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a protection device for a grid-connected inverter, which converts direct-current power into alternating-current power with an inverter and interconnects it with a power system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の系統連系インバータの保護装置の
代表例を図８に示しその構成について説明する。2. Description of the Related Art A typical example of a conventional system interconnection inverter protection device is shown in FIG.
【０００３】太陽電池や燃料電池などの直流電源１から
インバータブリッジ（以下インバータという）２を介し
て交流電力に変換し、リアクトル３，コンデンサ４から
成るフィルタ回路によりパルス幅変調（以下ＰＷＭとい
う）に起因する高周波分をフィルタして出力し、電流検
出器５で、その電流を検出してＰＷＭ制御により交流電
源８へ注入する電流を力率１に制御することが行われて
いる。交流電源８から遮断器７を介して負荷９（一般家
庭の負荷）に電力を供給している。A DC power source 1 such as a solar cell or a fuel cell is converted into AC power through an inverter bridge (hereinafter referred to as an inverter) 2 and pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) is performed by a filter circuit including a reactor 3 and a capacitor 4. The resulting high frequency component is filtered and output, and the current detector 5 detects the current and controls the current to be injected into the AC power supply 8 to a power factor of 1 by PWM control. Electric power is supplied from the AC power source 8 to the load 9 (load of a general household) via the circuit breaker 7.
【０００４】太陽電池１から最大電力を取り出すため
に、電圧基準１０と直流電源１の電圧が比例して定電圧
で運転するよう、増幅器１１でこれらの電圧誤差を増幅
し、その出力Ｖ11を出し電流基準回路１２により交流電
源８からバンドパスフィルタ１６を介した正弦波と出力
Ｖ11を掛算して交流電流基準Ｖ12（力率１の位相）を出
力する。この電流基準Ｖ12と電流検出器５の出力を比較
し増幅器１３で増幅しＰＷＭ回路１４によりＰＷＭ信号
に変換し、駆動回路１５によりインバータ２をＰＷＭ制
御することにより交流電源に注入する電流を電流基準Ｖ
12に比例するような制御を行っている。[0004] from the solar cell 1 in order to extract the maximum power, so that the voltage of the DC power source 1 and the voltage reference 10 is operated by a proportional to a constant voltage, amplifies these voltage error in the amplifier 11, the output V 11 The output current reference circuit 12 multiplies the sine wave from the AC power source 8 through the bandpass filter 16 by the output V 11 , and outputs the AC current reference V 12 (phase of power factor 1). The current reference V 12 and the output of the current detector 5 are compared, amplified by the amplifier 13, converted into a PWM signal by the PWM circuit 14, and the drive circuit 15 PWM-controls the inverter 2. Standard V
Control is performed in proportion to 12 .
【０００５】このような配電系統における問題点は交流
電源８から遮断器７を介して供給している電力を遮断器
７を開として配電系統を交流電源から遮断して保守など
を行う場合、負荷９の電力とインバータ２から供給する
電力（無効電力を含む）がバランスしている時の保護で
ある。A problem with such a power distribution system is that when the power supplied from the AC power source 8 through the circuit breaker 7 is opened to shut off the power distribution system from the AC power source for maintenance, a load is applied. This is protection when the power of 9 and the power (including reactive power) supplied from the inverter 2 are balanced.
【０００６】従来、行われている方法は電圧リレー１７
と周波数リレー１８により交流電源を監視し異常になっ
たことを検出して異常検出回路１９によりインバータ駆
動回路１５をオフしてインバータを停止していた。[0006] The conventional method is the voltage relay 17
The frequency relay 18 monitors the AC power supply to detect an abnormality, and the abnormality detection circuit 19 turns off the inverter drive circuit 15 to stop the inverter.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところが、負荷９の電
力（無効電力を含む）とインバータ２から出力される電
力がバランスしていると、遮断器７が開となっても負荷
９にはインバータ２から電力が供給され交流電圧が保た
れたまま運転が継続され人身の安全上好ましくない状態
となる。このような状態をアイランディング（ｉｓｌａ
ｎｄｉｎｇ）と呼んでいる。このアイランディングは保
守上、非常に危険なため系統を保護する方法として多く
の提案がなされている。その主な保護方式は次の通りで
ある。 （１） 周波数変動方式However, if the electric power of the load 9 (including the reactive power) and the electric power output from the inverter 2 are balanced, even if the circuit breaker 7 is opened, the load 9 cannot be connected to the inverter. The electric power is supplied from 2 and the operation is continued while the AC voltage is maintained, which is unfavorable for human safety. This state is called islanding (isla
It is called as "nding." Since this islanding is extremely dangerous for maintenance, many proposals have been made as a method for protecting the system. The main protection methods are as follows. (1) Frequency fluctuation method
【０００８】インバータ制御回路へ入力する系統参照電
圧の位相に一定量のシフトをかけ、配電線停止時にフィ
ードバック効果によりインバータ出力周波数をずらせて
これを検出する方式（特開平３−２５６５３４号公報参
照）である。この方式は有効電力と無効電力が完全にバ
ランスすると周波数や電圧が変化しないので、検出でき
ない。 （２） 電力変動方式A method in which the phase of the system reference voltage input to the inverter control circuit is shifted by a certain amount and the inverter output frequency is shifted by the feedback effect when the distribution line is stopped to detect this (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-256534). Is. This method cannot be detected because the frequency and voltage do not change when active power and reactive power are perfectly balanced. (2) Power fluctuation method
【０００９】インバータから出力する電力を低周波で振
動させバランスをくずして検出する方式（特開平３−２
３９１２４号公報参照）である。この方式はインバータ
が多数台並列に接続されると電力振動の位相がバラバラ
となり全体で見ると電力変動がない状態となり検出でき
ない。 （３） 高周波電圧監視方式A method in which the power output from the inverter is vibrated at a low frequency and the balance is broken to detect the electric power (Japanese Patent Laid-Open No. 3-2.
No. 39124). In this method, when a number of inverters are connected in parallel, the phase of power oscillation becomes different, and when viewed as a whole, there is no power fluctuation and it cannot be detected. (3) High frequency voltage monitoring method
【００１０】アイランディング時、電圧に第３，第５，
第７高調波が増加することにより検出する方式である。
この方式は現在のように、インバータエアコン，テレビ
などのようなコンデンサインプット形整流回路方式の電
源が多く使用されるようになると定常時にも第３，第
５，第７高調波が増加しているので、アイランディング
時の検出信頼性が著しく低下する。上記したように、従
来の系統連系インバータの保護方式では欠点が多く満足
なアイランディング検出ができなかった。At the time of eye landing, the third, fifth voltage is applied.
This is a method of detecting when the seventh harmonic increases.
In this system, as in the present case, when the power source of the capacitor input type rectifier circuit system such as an inverter air conditioner and a television is used frequently, the 3rd, 5th and 7th harmonics increase even in a steady state. Therefore, the detection reliability during eye landing is significantly reduced. As described above, the conventional protection method for the grid-connected inverter has many drawbacks, and satisfactory landing detection cannot be performed.
【００１１】本発明は上記欠点を解消するためになされ
たもので、その目的はアイランディングを確実に検出し
て、系統に連系しているインバータを解列し電源ライン
の停電を確実に行うことが可能な系統連系インバータの
保護装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to reliably detect the islanding and disconnect the inverter connected to the grid to surely perform the power failure of the power supply line. It is an object of the present invention to provide a protection device for a grid-connected inverter that is capable of doing so.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の系統連系インバータの保護装置は、直流電
力を交流に変換するインバータにより電力系統と連系す
る系統連系システムにおいて、前記電力系統の電圧の位
相を使用範囲で電源周波数に依存しない回路で位相検出
し、前記電圧位相に同期した電流基準に一致するような
電流制御回路の出力に基づいて前記インバータを動作す
るとともに、前記電力系統に接続した周波数異常検出回
路または電圧異常検出回路の出力により前記インバータ
を前記電力系統から解列させるように構成したことを特
徴とする。In order to achieve the above object, a protection device for a grid-connected inverter according to the present invention is a grid-connected system in which a DC power-to-AC inverter is connected to a power grid. The phase of the voltage of the power system is detected by a circuit that does not depend on the power supply frequency in the use range, and the inverter is operated based on the output of the current control circuit that matches the current reference synchronized with the voltage phase, It is characterized in that the inverter is disconnected from the power system by the output of the frequency abnormality detection circuit or the voltage abnormality detection circuit connected to the power system.
【００１３】[0013]
【作用】電流制御形のインバータで高力率一定の制御を
行い、電源周波数が変化しても常に高力率が一定になる
ように制御すれば、アイランディング時、負荷力率にバ
ランスするようなインバータ周波数に電源周波数が変化
することになる。これを利用し、周波数異常や周波数変
化率異常，電圧異常を検出してインバータの出力電力を
変化させ負荷電力とのバランスをくずして系統連系イン
バータを系統から解列させる。[Operation] By controlling the high power factor with a current control type inverter so that the high power factor is always constant even if the power supply frequency changes, the load power factor will be balanced during the landing. The power supply frequency will change to a different inverter frequency. Utilizing this, the frequency abnormality, frequency change rate abnormality, and voltage abnormality are detected, the output power of the inverter is changed, the balance with the load power is lost, and the grid-connected inverter is disconnected from the grid.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.
【００１５】図１は本発明の一実施例のブロック構成図
であり、既に説明した図８と同一部分は同一番号を付し
てその説明は省略する。本実施例が図８の従来の保護装
置と異なる点は次の（１），（２），（３）の回路構成
である。すなわち、 （１）交流電源電圧ＶACからＰＬＬ回路２２（ｐｈａｓ
ｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）を介して電源電圧に同期
した信号を得て、これに同期した正弦波回路２３の出力
と掛算回路３０の出力Ｖ30との積を電流基準回路１２で
求め電流基準Ｖ12を出力する回路構成。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 8 already described are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The present embodiment is different from the conventional protection device in FIG. 8 in the circuit configurations (1), (2) and (3) below. That is, (1) PLL circuit 22 (phase) from AC power supply voltage V AC
A signal synchronized with the power supply voltage is obtained via e locked loop), and the product of the output of the sine wave circuit 23 and the output V 30 of the multiplication circuit 30 synchronized with this is obtained by the current reference circuit 12 to obtain the current reference V 12 . Output circuit configuration.
【００１７】（２）交流電源電圧ＶACから電圧リレー１
７，周波数リレー１８，周波数変化率リレー２４により
系統の異常を検出し異常検出回路１９により駆動回路１
５をオフしてインバータを停止する回路構成。(2) AC power supply voltage V AC to voltage relay 1
7, the frequency relay 18, the frequency change rate relay 24 to detect the abnormality of the system, the abnormality detection circuit 19 by the drive circuit 1
Circuit configuration to turn off 5 and stop the inverter.
【００１８】（３）交流電源電圧ＶACから電圧異常リレ
ー２５，周波数異常リレー２６，周波数変化率異常リレ
ー２７により系統が異常となったと判断し系統異常回路
２８により時間函数回路２９の出力と出力Ｖ11との掛算
を掛算回路３０により求め出力Ｖ30を出し、電流の大き
さを時間的に変化させる回路構成。次に、本実施例の作
用について説明する。(3) It is judged from the AC power supply voltage V AC that the system is abnormal by the voltage abnormality relay 25, the frequency abnormality relay 26, and the frequency change rate abnormality relay 27, and the system abnormality circuit 28 outputs and outputs the time function circuit 29. A circuit configuration in which the multiplication with V 11 is obtained by a multiplication circuit 30 and an output V 30 is output to change the magnitude of current with time. Next, the operation of this embodiment will be described.
【００１９】一般に、負荷９は遅れ力率である。例えば
家電機器は０．８５〜０．９の遅れ力率であり、三相の
誘導電動機も０．６〜０．８程度の遅れ力率で力率改善
用のコンデンサを接続して力率を０．９程度に改善して
使用している例が多い。そこで図２（ａ）に示すような
Ｒ−Ｌ負荷を負荷９として考えてみる。電源電圧ＶACと
負荷電流Ｉl は図２（ｂ）のベクトルであり、同図
（ｄ）の位相で流れているとする。Generally, the load 9 is a lagging power factor. For example, household electric appliances have a delay power factor of 0.85 to 0.9, and three-phase induction motors also have a delay power factor of about 0.6 to 0.8 to connect a power factor improving capacitor to increase the power factor. In many cases, it is used after being improved to about 0.9. Therefore, consider an RL load as shown in FIG. It is assumed that the power supply voltage V AC and the load current I l are the vectors of FIG. 2B and flow in the phase of FIG. 2D.
【００２０】インバータ２から供給している電流ＩINの
ベクトル図は図２（ｃ）であり、同図（ｅ）の位相で流
れている。遮断器７が閉の場合はＩl とＩINのベクトル
的差分を交流電源８から供給していることになる。この
状態で遮断器７が開となった場合を考えてみる。従来の
図８に示すバンドパスフィルタを用いた電流基準方式に
ついてみると、大きさ（ゲイン）は図３（ａ）に示す例
えばバンドパスフィルタ特性が選択されているとする
と、位相特性は同図（ｂ）のようになる。The vector diagram of the current I IN supplied from the inverter 2 is shown in FIG. 2 (c), which flows in the phase shown in FIG. 2 (e). When the circuit breaker 7 is closed, the vectorial difference between I l and I IN is supplied from the AC power supply 8. Consider the case where the circuit breaker 7 is opened in this state. Regarding the current reference method using the bandpass filter shown in FIG. 8 of the related art, if the bandpass filter characteristic shown in FIG. 3A is selected as the magnitude (gain), the phase characteristic is the same as that shown in FIG. It becomes like (b).
【００２１】次に、遅れ角３０°（力率０．８６６）の
負荷が接続されていて、インバータの出力とほぼバラン
スが保たれている時、遮断器７を開にした場合を考え
る。負荷電流は図２（ｄ）のように流れ、インバータ電
流は図２（ｅ）のように流れているが、遮断器７が開に
なってインバータ電流と負荷電流がバランスしてアイラ
ンディング状態となるにはインバータ電流が３０°遅れ
る必要がある。Next, consider a case where the circuit breaker 7 is opened when a load having a delay angle of 30 ° (power factor 0.866) is connected and the output of the inverter is substantially balanced. The load current flows as shown in FIG. 2 (d), and the inverter current flows as shown in FIG. 2 (e). However, the circuit breaker 7 is opened to balance the inverter current and the load current, resulting in an islanding state. To achieve this, the inverter current must be delayed by 30 °.
【００２２】図３でバンドパスフィルタ出力が３０°遅
れれば電流基準もこの位相角だけ遅れインバータ電流も
３０°遅れることになる。即ち、５０Ｈｚで運転してい
た周波数が５１Ｈｚになればバンドパスフィルタ出力は
３０°遅れることになるので、インバータ出力と負荷は
有効電力，無効電力共にバランスすることが可能でアイ
ランディングの条件が成立する。この状態では周波数リ
レー１８が動作するかしないかの限界であり（４９Ｈｚ
以下、５１Ｈｚ以上を異常値として検出しているの
で）、確実にアイランディングを防止することは不可能
となる。負荷が３０°未満の遅れでは検出不能となる。In FIG. 3, if the output of the bandpass filter is delayed by 30 °, the current reference is also delayed by this phase angle and the inverter current is also delayed by 30 °. That is, if the frequency that was operating at 50 Hz becomes 51 Hz, the output of the bandpass filter will be delayed by 30 °, so that both the active power and the reactive power can be balanced between the inverter output and the load, and the conditions for eye landing are satisfied. To do. In this state, the limit is whether the frequency relay 18 operates or not (49Hz
Hereinafter, since 51 Hz or higher is detected as an abnormal value), it is impossible to reliably prevent the islanding. If the load is delayed by less than 30 °, it cannot be detected.
【００２３】図１の実施例ではＰＬＬ回路２２を用いて
交流電源ＶACに常に完全同期した電流基準を用いるの
で、インバータ出力電流は交流電源の周波数に無関係に
常に図２（ｃ），（ｅ）に示すように力率１の電流とな
る。In the embodiment of FIG. 1, the PLL circuit 22 is used to use a current reference which is always completely synchronized with the AC power supply V AC , so that the inverter output current is always shown in FIGS. 2C and 2E regardless of the frequency of the AC power supply. ), The current has a power factor of 1.
【００２４】このため負荷電流Ｉl とバランスする条件
は電源周波数が非常に高くなり（理論的には周波数が無
限大となる）、インダクタンスＬに流れる電流が極めて
小さくなることである。このように電源周波数が高くな
れば周波数リレー１８により系統異常を検出し確実にイ
ンバータを解列することができる。Therefore, the condition for balancing with the load current I l is that the power supply frequency becomes very high (theoretically the frequency becomes infinite) and the current flowing through the inductance L becomes extremely small. If the power supply frequency becomes high in this way, the frequency relay 18 can detect a system abnormality and reliably disconnect the inverter.
【００２５】ところで、今一つバランスする可能性があ
るのは、インダクタンスＬが電圧の影響を受け変化する
場合である。例えば変圧器やモータでは電圧が低下すれ
ば鉄心の磁束密度が低下しＬは増加するので、実際のバ
ランス点は周波数が上昇し電圧が低下した点で起きる可
能性もあるが、この時は電圧リレー１７でインバータを
解列することができる。次に、最も一般的な負荷につい
て図４に示す。By the way, there is a possibility of another balance when the inductance L changes under the influence of the voltage. For example, in a transformer or a motor, when the voltage decreases, the magnetic flux density of the iron core decreases and L increases, so the actual balance point may occur at the frequency increasing and the voltage decreasing. The inverter can be disconnected by the relay 17. Next, FIG. 4 shows the most common loads.
【００２６】図４（ａ）に示すように、遅れ負荷の力率
改善としてコンデンサＣが接続されている。一般にやや
遅れの力率で運転するようコンデンサＣが投入されてい
るので負荷電流は図４（ｂ）に示すＩl となる。（ＩL
はリアクトル電流で、この電流を打ち消す方向にコンデ
ンサ電流ＩC が流れている）。このような状態で遮断器
７を開くと、インバータ電流と負荷電流がバランスする
には図４（ｃ）のようにＩL とＩC が一致し、しかもＩ
l とＩINが一致することが必要である。そのためには、
交流電源の周波数は上昇し（図４（ｂ）から（ｃ）に移
行するには周波数は約５０％上昇し、 となる条件となる）、バランスすることになり、周波数
が大幅に変化し周波数リレー１８が動作してインバータ
を解列する。As shown in FIG. 4A, a capacitor C is connected to improve the power factor of the delayed load. Generally, since the capacitor C is turned on so as to operate at a slightly delayed power factor, the load current becomes I 1 shown in FIG. 4 (b). (I L
Is the reactor current, and the capacitor current I C flows in the direction to cancel this current). When the circuit breaker 7 is opened in such a state, I L and I C match each other as shown in FIG. 4C to balance the inverter current and the load current, and I
It is necessary that l and I IN match. for that purpose,
The frequency of the AC power supply rises (to move from Fig. 4 (b) to (c), the frequency rises by about 50%, The condition is to be balanced), and the frequency is drastically changed, and the frequency relay 18 operates to disconnect the inverter.
【００２７】負荷が力率１に近くしかも電力がバランス
している状態では遮断器７が開となった時、周波数変動
と電圧変動がわずかな場合が考えられる。この場合は電
圧異常リレー２５，周波数異常リレー２６（電圧リレー
１７，周波数リレー１８の設定より狭い範囲で検出する
よう設定してある）で検出し、系統異常回路２８を介し
て時間函数回路２９により時間的に変化する（例えば時
間と共に低下、又はゆるやかに振動する）信号を掛算回
路３０で掛算し、インバータ電流を変化させてバランス
状態をくずすことにより、周波数や電圧を変化させすみ
やかに系統からインバータを解列することができる。When the load is close to the power factor of 1 and the electric power is balanced, when the circuit breaker 7 is opened, the frequency variation and the voltage variation may be slight. In this case, the voltage abnormality relay 25 and the frequency abnormality relay 26 (which are set to detect in a narrower range than the settings of the voltage relay 17 and the frequency relay 18) are detected, and the time function circuit 29 is passed through the system abnormality circuit 28. A signal that changes with time (for example, decreases with time or slowly oscillates) is multiplied by the multiplication circuit 30, and the inverter current is changed to break the balance state, whereby the frequency or voltage is changed immediately and the inverter is immediately removed from the system. Can be disconnected.
【００２８】また他の条件として例えば、負荷にモータ
（誘導電動機）が接続されている場合は、モータから無
効，有効電力をある程度供給することができるので、ア
イランディング時、周波数や電圧の変化がゆるやかに発
生することが多くなり、アイランディング検出が遅れる
ことになる。As another condition, for example, when a motor (induction motor) is connected to the load, reactive and active power can be supplied from the motor to some extent, so that the frequency and voltage change during the landing. It often occurs slowly, and the landing detection is delayed.
【００２９】これを防ぐため、周波数変化率を検出して
周波数変化率異常リレー２７で検出し、インバータ電力
を変化させてバランスをくずす。一方、周波数変化率リ
レー２４で検出してインバータを解列する。To prevent this, the frequency change rate is detected and detected by the frequency change rate abnormality relay 27, and the inverter power is changed to break the balance. On the other hand, the frequency change rate relay 24 detects and disconnects the inverter.
【００３０】遮断器７が閉の場合、非常に大きな系統で
周波数が制御されているので、その変化はわずかで、し
かも非常に長い周期でしか変化しない。しかし、アイラ
ンディング時は小さな島（範囲内）での変化のため数秒
から数十秒で１Ｈｚ程度変化するので周波数の変化率を
監視することでアイランディングを比較的早く検出する
ことができる。When the circuit breaker 7 is closed, since the frequency is controlled by a very large system, the change is slight and changes only in a very long cycle. However, at the time of eye landing, it changes about 1 Hz in a few seconds to a few tens of seconds due to a change in a small island (within a range). Therefore, the eye landing can be detected relatively early by monitoring the frequency change rate.
【００３１】以上説明したように、本発明によれば、Ｐ
ＬＬ回路により電源周波数の（周波数リレーが確実に動
作する）広い範囲で常に一定力率の電流をインバータか
ら出力し、電圧異常リレー，周波数異常リレー，周波数
変化率異常リレーなどにより、系統のわずかの変化をキ
ャッチして異常を見つけインバータ電流を変動させてバ
ランスをくずし、周波数や電圧が大きく変動したことを
検出してインバータを系統から解列するので、誤動作の
おそれで感度を下げる必要がなく極めて信頼性の高い系
統連系インバータの保護装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, P
The LL circuit always outputs a constant power factor current from the inverter in a wide range of power supply frequency (the frequency relay operates reliably), and the voltage abnormality relay, frequency abnormality relay, frequency change rate abnormality relay, etc. The change is caught to detect an abnormality, the inverter current is changed to break the balance, and the inverter is disconnected from the system by detecting a large change in frequency or voltage. It is possible to provide a highly reliable protection device for a grid-connected inverter.
【００３２】またインバータが多数並列接続された場合
も電力変動の方向が打ち消されることがない（変動開始
時期がほぼ一致するので）ので並列運転時の信頼性も非
常に高い。本実施例においては構成要素を下記の如く変
更することによっても、本実施例と同様な作用を奏す
る。Further, even when a large number of inverters are connected in parallel, the direction of power fluctuation is not canceled (since the fluctuation start timings are substantially the same), so the reliability during parallel operation is very high. In this embodiment, the same operation as that of this embodiment can be achieved by changing the components as follows.
【００３３】（１）図１の電圧リレー１７，周波数リレ
ー１８，周波数変化率リレー２４，電圧異常リレー２
５，周波数異常リレー２６，周波数変化率異常リレー２
７などはマイクロコンピュータを利用することにより比
較的容易に実現できる。(1) The voltage relay 17, the frequency relay 18, the frequency change rate relay 24, and the voltage abnormality relay 2 of FIG.
5, frequency abnormality relay 26, frequency change rate abnormality relay 2
7 and the like can be realized relatively easily by using a microcomputer.
【００３４】（２）図１の電圧異常リレー２５，周波数
異常リレー２６，周波数変化率異常リレー２７及び系統
異常回路２８，時間函数回路２９，掛算回路３０を設け
ず、電圧リレー１７，周波数リレー１８，周波数変化率
リレー２４などの単独又は組合せでアイランディングを
判断してインバータを直接解列することができる。(2) The voltage relay 17, the frequency relay 18, the frequency change rate abnormality relay 27, the system abnormality circuit 28, the time function circuit 29, and the multiplication circuit 30 shown in FIG. , The frequency change rate relay 24 or the like can be used alone or in combination to judge the islanding and directly disconnect the inverter.
【００３５】（３）図１の時間函数回路２９は時間的に
インバータ出力電流を変化させているが、この変化は段
階的変化や傾斜変化の他にゆらぎの変化を導入しても同
じ制御方式なら多数台インバータのゆらぎが同期するの
で変化を打ち消すことはない。このゆらぎにはインバー
タの電流位相のわずかに変化させることも含まれる。(3) The time function circuit 29 of FIG. 1 changes the inverter output current with time, but this change is the same control method even if a fluctuation change is introduced in addition to a step change or a slope change. If so, the fluctuations of multiple inverters will be synchronized, so changes will not be canceled. This fluctuation includes slight changes in the current phase of the inverter.
【００３６】（４）図１のＰＬＬ回路は図５に示すよう
なハイパスフィルタ３１（周波数リレーが検出する範囲
では位相ずれはほとんど無視できるよう設定）とゼロク
ロス検出３２とから電源に同期した正弦波回路２３で発
生させてもよい。(4) The PLL circuit of FIG. 1 has a sine wave synchronized with the power source from the high-pass filter 31 (set so that the phase shift can be almost ignored in the range detected by the frequency relay) and the zero-cross detection 32 as shown in FIG. It may be generated in the circuit 23.
【００３７】（５）図１のＰＬＬ回路は周波数に対する
位相変化がある周波数範囲でほとんどなければその回路
で代用できるので、図６に示すようにバンドパスフィル
タ１６の出力周波数とその位相変化は事前に判っている
ので位相補正回路３３により例えばマイコンを使って周
波数を測定し、テーブルで位相変化分を補正して正弦波
回路２３の位相を補正して周波数リレーが確実に動作す
る範囲では交流電圧に対し位相変化が無視できる電流基
準を作ることでも作用は同じである。(5) The PLL circuit of FIG. 1 can be used as a substitute if there is almost no phase change with respect to frequency in a frequency range in which there is a phase change. Therefore, as shown in FIG. Therefore, the frequency is measured by the phase correction circuit 33 using, for example, a microcomputer, the phase change amount is corrected by the table, the phase of the sine wave circuit 23 is corrected, and the AC voltage is within the range in which the frequency relay operates reliably. On the other hand, the same effect can be obtained by making a current reference in which the phase change can be ignored.
【００３８】（６）負荷力率が１を含む遅れまで考えら
れる場合は、インバータ電流を図７に示すようにやや進
み（５〜１０°程度）に設定すれば検出が可能となる。
また、負荷力率が１を含む進みである場合はインバータ
電流をやや遅れに設定すればよい。(6) When the load power factor is considered to be a delay including 1, it can be detected by setting the inverter current to be slightly advanced (about 5 to 10 °) as shown in FIG.
In addition, when the load power factor is a leading value including 1, the inverter current may be set to be slightly delayed.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば電
源周波数に使用範囲で依存しない電圧位相を検出してイ
ンバータ電流を固定位相で流すことによりアイランディ
ング時、系統の周波数変動を拡大させることにより信頼
性良く確実に検出保護できる経済的な系統連系インバー
タの保護装置を提供できる。As described above, according to the present invention, a voltage phase that does not depend on a power supply frequency in a use range is detected, and an inverter current is caused to flow in a fixed phase, thereby expanding a frequency fluctuation of a system at the time of islanding. As a result, it is possible to provide an economical system interconnection inverter protection device capable of reliable and reliable detection and protection.
【図１】本発明の一実施例のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】図１において負荷がＲ−Ｌの場合の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram when a load is RL in FIG.
【図３】図１のバンドパスフィルタの特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram of the bandpass filter of FIG.
【図４】図１において一般的負荷の場合の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram in the case of a general load in FIG. 1.
【図５】ＰＬＬ回路の他の回路図。FIG. 5 is another circuit diagram of the PLL circuit.
【図６】ＰＬＬ回路さらに他の変形図。FIG. 6 is a further modified view of a PLL circuit.
【図７】図１のインバータ電流の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of the inverter current of FIG.
【図８】従来の系統連系インバータの保護装置のブロッ
ク図。FIG. 8 is a block diagram of a conventional system interconnection inverter protection device.
【符号の説明】 １…直流電源、２…インバータブリッジ、３…リアクト
ル、４…コンデンサ、５…電流検出器、７…遮断器、８
…交流電源、９…負荷、１０…電圧基準、１１，１３…
増幅器、１２…電流基準回路、１４…ＰＷＭ回路、１５
…駆動回路、１６…バンドパスフィルタ、１７…電圧リ
レー、１８…周波数リレー、１９…異常検出回路、２０
…高周波検出回路、２１…ゆらぎ回路、２２…ＰＬＬ回
路、２３…正弦波回路、２４…周波数変化率リレー、２
５…電圧異常リレー、２６…周波数異常リレー、２７…
周波数変化率異常リレー、２８…系統異常回路、２９…
時間函数回路、３０…掛算回路、３１…ハイパスフィル
タ、３２…ゼロクロス検出、３３…周波数検出位相補正
回路。[Explanation of Codes] 1 ... DC power supply, 2 ... Inverter bridge, 3 ... Reactor, 4 ... Capacitor, 5 ... Current detector, 7 ... Circuit breaker, 8
... AC power supply, 9 ... Load, 10 ... Voltage reference, 11, 13 ...
Amplifier, 12 ... Current reference circuit, 14 ... PWM circuit, 15
... Drive circuit, 16 ... Band pass filter, 17 ... Voltage relay, 18 ... Frequency relay, 19 ... Abnormality detection circuit, 20
... high-frequency detection circuit, 21 ... fluctuation circuit, 22 ... PLL circuit, 23 ... sine wave circuit, 24 ... frequency change rate relay, 2
5 ... Voltage abnormality relay, 26 ... Frequency abnormality relay, 27 ...
Frequency change rate abnormality relay, 28 ... System abnormality circuit, 29 ...
Time function circuit, 30 ... Multiplication circuit, 31 ... High-pass filter, 32 ... Zero cross detection, 33 ... Frequency detection phase correction circuit.
Claims (3)
より電力系統と連系する系統連系システムにおいて、前
記電力系統の電圧の位相を使用範囲で電源周波数に依存
しない回路で位相検出し、前記電圧位相に同期した電流
基準に一致するような電流制御回路の出力に基づいて前
記インバータを動作するとともに、前記電力系統に接続
した周波数異常検出回路または電圧異常検出回路の出力
により前記インバータを前記電力系統から解列させるよ
うに構成したことを特徴とする系統連系インバータの保
護装置。1. In a system interconnection system in which an inverter for converting DC power to AC is connected to a power system, the phase of the voltage of the power system is detected by a circuit that does not depend on a power supply frequency within a use range, and the voltage is detected. The inverter is operated based on the output of the current control circuit that matches the current reference synchronized with the phase, and the inverter is driven by the output of the frequency abnormality detection circuit or the voltage abnormality detection circuit connected to the power system. A protection device for a grid-connected inverter, characterized in that it is configured to be disconnected.
第２の検出レベルを設け、第１の検出レベルによりイン
バータ出力電力（有効電力，無効電力含む）を変動させ
電力バランスを失わせて前記異常検出回路の第２のレベ
ルによりインバータを系列から解列する請求項１記載の
系統連系インバータの保護装置。2. The abnormality detection circuit is provided with a first detection level and a second detection level, and the inverter output power (including active power and reactive power) is varied by the first detection level to lose power balance. The protection device for a grid-connected inverter according to claim 1, wherein the inverter is disconnected from the series by the second level of the abnormality detection circuit.
囲外になったことを検出する回路と周波数変化率が設定
値以上になったことを検出する回路とからなる請求項１
記載の系統連系インバータの保護装置。3. The frequency abnormality detection circuit includes a circuit for detecting that the frequency is out of a set range and a circuit for detecting that the frequency change rate is equal to or more than a set value.
The protection device for the system interconnection inverter described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284271A JPH06141470A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Protective device of system-interconnection inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284271A JPH06141470A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Protective device of system-interconnection inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06141470A true JPH06141470A (en) | 1994-05-20 |
Family
ID=17676372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284271A Pending JPH06141470A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Protective device of system-interconnection inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06141470A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1356567A1 (en) * | 2001-01-29 | 2003-10-29 | Microgen Energy Limited | Method and apparatus for disconnecting an electrical generator from the electricity supply |
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| US9784781B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-10-10 | Abb Schweiz Ag | Islanding detection reliability in electricity distribution network |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284271A patent/JPH06141470A/en active Pending
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