JPH07298625A - System interconnection inverter - Google Patents
System interconnection inverterInfo
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- JPH07298625A JPH07298625A JP6104434A JP10443494A JPH07298625A JP H07298625 A JPH07298625 A JP H07298625A JP 6104434 A JP6104434 A JP 6104434A JP 10443494 A JP10443494 A JP 10443494A JP H07298625 A JPH07298625 A JP H07298625A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池等の直流電源
を商用電力系統へ連系するための系統連系インバータに
関し、特に、出力電流の波形歪みが増大した場合に自動
的に、系統に繋がった機器の保護(以下、系統保護とい
う)が図られる系統連系インバータに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grid-connected inverter for connecting a DC power source such as a solar cell to a commercial power system, and more particularly, to a system that automatically and automatically operates when the waveform distortion of an output current increases. The present invention relates to a grid-connected inverter that protects equipment connected to (hereinafter referred to as grid protection).
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、太陽電池に代表される新エネルギ
ー源の開発が鋭意進められており、斯種新エネルギー源
を各家庭や工場或いは地域に設置すると共に、電力会社
の商用電力系統へ連系し、新エネルギー源の余剰電力
は、商用電力系統へ逆潮流することが検討されている。2. Description of the Related Art In recent years, the development of new energy sources represented by solar cells has been earnestly pursued, and such new energy sources have been installed in homes, factories, or areas and connected to commercial power grids of electric power companies. Therefore, it is considered that the surplus power of the new energy source flows backward to the commercial power system.
【０００３】図７は、直流電源を商用電力系統に連系す
るためにインバータの構成例を示しており、複数のスイ
ッチング素子からなるインバータ主回路(120)と、イン
バータ主回路(120)のスイッチング制御を行なうＰＷＭ
制御回路(121)と、出力フィルター(122)を具えている。FIG. 7 shows a configuration example of an inverter for connecting a DC power source to a commercial power system. The inverter main circuit (120) is composed of a plurality of switching elements and the switching of the inverter main circuit (120). PWM to control
It has a control circuit (121) and an output filter (122).
【０００４】ＰＷＭ制御回路(121)は、差動増幅器(12
4)、乗算器(125)、演算増幅器(エラーアンプ)(126)、Ｐ
ＷＭパルス生成回路(127)及び、出力電圧の基準周波数
成分を抽出するためのバンドパスフィルター(123)から
フィードバック制御系を構成しており、所定周波数のＰ
ＷＭパルスをインバータ主回路(120)の各スイッチング
素子へゲート制御信号として出力するものである。The PWM control circuit (121) includes a differential amplifier (12
4), multiplier (125), operational amplifier (error amplifier) (126), P
A feedback control system is composed of a WM pulse generation circuit (127) and a bandpass filter (123) for extracting the reference frequency component of the output voltage.
The WM pulse is output as a gate control signal to each switching element of the inverter main circuit (120).
【０００５】該ＰＷＭ制御回路(121)においては、例え
ば太陽電池からの入力電圧Ｖｉと所定の電圧指令値Ｖre
fとの差を示す入力誤差信号Ｓａが差動増幅器(124)によ
って生成され、該入力誤差信号Ｓａは、乗算器(125)に
て商用交流電圧の基本周波数成分に対応した信号Ｓｂと
乗算されて、制御目標値を示す電流指令値信号Ｓｉが生
成される。In the PWM control circuit (121), for example, an input voltage Vi from a solar cell and a predetermined voltage command value Vre
An input error signal Sa indicating a difference from f is generated by the differential amplifier (124), and the input error signal Sa is multiplied by the signal Sb corresponding to the fundamental frequency component of the commercial AC voltage in the multiplier (125). Thus, the current command value signal Si indicating the control target value is generated.
【０００６】そして、演算増幅器(126)にて、電流指令
値信号Ｓｉと出力電流値Ｓｃとの差を示す信号Ｓｄが生
成され、該信号ＳｄがＰＷＭパルス生成回路(127)に供
給されることによって、該信号Ｓｄの大きさに応じたパ
ルス幅のＰＷＭパルスが生成される。該ＰＷＭパルスに
よってインバータ主回路(120)のスイッチング素子の導
通制御が行なわれる。Then, the operational amplifier (126) generates a signal Sd indicating the difference between the current command value signal Si and the output current value Sc, and the signal Sd is supplied to the PWM pulse generation circuit (127). Thus, a PWM pulse having a pulse width corresponding to the magnitude of the signal Sd is generated. The PWM pulse controls conduction of the switching element of the inverter main circuit (120).
【０００７】この結果、インバータ主回路(120)から
は、図６(ａ)に示す如く正弦波の電流及び電圧が出力さ
れる。As a result, the inverter main circuit (120) outputs a sinusoidal current and voltage as shown in FIG. 6 (a).
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
系統連系インバータにおいては、直流電源の出力が低下
して、インバータ主回路(120)から出力される電力が低
下した場合、エラーアンプ(126)に入力される電流指令
値信号Ｓｉ及び出力電流値Ｓｃがともに小さくなるた
め、両者の偏差である信号Ｓｄの精度が低下し、該偏差
に基づくフィードバック系は制御の分解能が低下するこ
とになる。この結果、図６(ｂ)に示す如く出力電流には
大きな波形歪みが生じることになる。又、インバータを
構成している回路が劣化し、或いは故障を生じた場合に
も、出力電流には波形歪みが生じる。出力電流の波形歪
みが増大すると、商用電力系統に繋がっている電気機器
の動作に各種の障害を引き起こす問題がある。However, in the conventional grid-connected inverter, when the output of the DC power supply decreases and the power output from the inverter main circuit (120) decreases, the error amplifier (126) Since both the current command value signal Si and the output current value Sc input to the control signal are reduced, the accuracy of the signal Sd, which is the deviation between the two, decreases, and the feedback system based on the deviation decreases the control resolution. As a result, a large waveform distortion occurs in the output current as shown in FIG. 6 (b). Also, when the circuit forming the inverter is deteriorated or a failure occurs, waveform distortion occurs in the output current. When the waveform distortion of the output current increases, there is a problem that various kinds of obstacles are caused in the operation of the electric device connected to the commercial power system.
【０００９】本発明の目的は、出力電流の波形歪みによ
る障害発生の虞れがあるときは、自動的に連系運転を停
止する系統連系インバータを提供することである。An object of the present invention is to provide a grid interconnection inverter that automatically stops grid interconnection operation when there is a risk of a failure due to waveform distortion of an output current.
【００１０】[0010]
【課題を解決する為の手段】本発明に係る第１の系統連
系インバータは、インバータ主回路から出力される電力
を検出する検出手段と、検出された電力が設定値を下回
った状態の継続時間を測定する計時手段と、測定された
継続時間が所定時間を上回ったとき、インバータの連系
運転を停止する保護手段とを具えている。A first grid interconnection inverter according to the present invention is a detection means for detecting electric power output from an inverter main circuit and a state in which the detected electric power is below a set value. It comprises a time measuring means for measuring the time and a protection means for stopping the interconnection operation of the inverter when the measured duration exceeds a predetermined time.
【００１１】本発明に係る第２の系統連系インバータ
は、インバータ主回路から出力される電流の波形歪みを
検出する検出手段と、検出された歪みが設定値を上回っ
た状態の継続時間を測定する計時手段と、測定された継
続時間が所定時間を上回ったとき、インバータの連系運
転を停止する保護手段とを具えている。The second grid-connected inverter according to the present invention measures the duration of the state in which the detected distortion exceeds the set value and the detection means for detecting the waveform distortion of the current output from the inverter main circuit. And a protection means for stopping the interconnection operation of the inverter when the measured duration exceeds a predetermined time.
【００１２】本発明に係る第３の系統連系インバータ
は、インバータ主回路から出力される電力とインバータ
主回路から出力される電流の波形歪みとの関係が予め格
納されている格納手段と、インバータ主回路から出力さ
れる電力を検出する第１検出手段と、インバータ主回路
から出力される電流の波形歪みを検出する第２検出手段
と、第１検出手段から得られる電力の検出値に基づい
て、該検出値に応じた波形歪みの基準値を前記格納手段
から導出し、該波形歪みの基準値に対し、前記第２検出
手段から得られる波形歪みの検出値が所定の許容範囲を
越えて増大した異常状態を検知する検知手段と、検知さ
れた異常状態の継続時間を測定する計時手段と、測定さ
れた継続時間が所定時間を上回ったとき、インバータの
連系運転を停止する保護手段とを具えている。The third system interconnection inverter according to the present invention comprises a storage means for storing in advance the relationship between the power output from the inverter main circuit and the waveform distortion of the current output from the inverter main circuit, and the inverter. Based on the first detection means for detecting the power output from the main circuit, the second detection means for detecting the waveform distortion of the current output from the inverter main circuit, and the detected value of the power obtained from the first detection means. A reference value of the waveform distortion corresponding to the detected value is derived from the storage means, and the detected value of the waveform distortion obtained from the second detection means exceeds a predetermined allowable range with respect to the reference value of the waveform distortion. Detecting means for detecting the increased abnormal condition, time measuring means for measuring the duration of the detected abnormal condition, and keeping the interconnected operation of the inverter stopped when the measured duration exceeds a predetermined time. It is and means.
【００１３】[0013]
【作用】上記第１の系統連系インバータは、上述の如く
低出力時に出力電流の波形歪みが増大することに着目し
たものである。即ち、インバータ主回路から出力される
電力の検出値が所定の設定値を下回ったとき、この状態
の継続時間を測定して、測定された継続時間が所定時間
を上回ったとき、出力電流の波形歪みが増大しているも
のと判断して、連系運転を停止するのである。尚、電力
検出値の低下状態の継続時間が所定時間よりも短い場合
は、波形歪みによる障害は軽微であり、無視し得るの
で、安定性を重視して連系運転を継続する。The above-mentioned first system interconnection inverter focuses on the fact that the waveform distortion of the output current increases when the output is low, as described above. That is, when the detected value of the power output from the inverter main circuit falls below a predetermined set value, the duration of this state is measured, and when the measured duration exceeds a predetermined time, the output current waveform It is judged that the strain is increasing, and the interconnection operation is stopped. In addition, when the duration of the lowered state of the power detection value is shorter than the predetermined time, the disturbance due to the waveform distortion is minor and can be ignored, so that the importance is attached to the stability and the interconnection operation is continued.
【００１４】ここで、連系運転の停止は、インバータ自
体の動作を停止させる方法や、これと同時に、インバー
タ主回路の出力側に設けられたリレー或いはブレーカを
開く方法が採用出来る。Here, the interconnection operation can be stopped by a method of stopping the operation of the inverter itself, or a method of opening a relay or breaker provided on the output side of the inverter main circuit at the same time.
【００１５】上記第２の系統連系インバータは、出力電
流の波形歪み自体を検出する直接的な方法で、系統保護
を図るものである。ここで、波形歪みの原因には、出力
電力の低下によるものと回路の劣化や故障によるものと
が考えられる。波形歪みの検出には、例えばインバータ
主回路の出力電流にフーリエ解析を施する方法が採用出
来る。The second grid interconnection inverter is intended to protect the grid by a direct method of detecting the waveform distortion itself of the output current. Here, the cause of the waveform distortion is considered to be due to a decrease in output power and deterioration or failure of the circuit. To detect the waveform distortion, for example, a method of performing Fourier analysis on the output current of the inverter main circuit can be adopted.
【００１６】上記第３の系統連系インバータは、波形歪
みの原因に含まれる回路の劣化や故障によるものに注目
して、系統保護及び回路保護を図るものである。即ち、
インバータ主回路から出力される電力とインバータ主回
路から出力される電流の波形歪みとの間には、インバー
タ制御回路の特性から決まる一定の関係が存在し、この
関係を予め実験的に求めて、これを関数化、或いはテー
ブル化して、メモリ等の格納手段に格納しておく。The third system interconnection inverter is intended for system protection and circuit protection, paying attention to the deterioration or failure of the circuit included in the cause of waveform distortion. That is,
Between the power output from the inverter main circuit and the waveform distortion of the current output from the inverter main circuit, there is a certain relationship determined by the characteristics of the inverter control circuit, and this relationship is obtained experimentally in advance, This is made into a function or a table and stored in a storage means such as a memory.
【００１７】そして、保護動作時には、インバータ主回
路の出力電力の検出値に基づいて、前記格納手段から対
応する波形歪みの基準値を読出し、該波形歪みの基準値
に対し、波形歪みの検出値が所定の許容範囲を越えて増
大した状態を検知して、これで回路の劣化或いは故障と
判断するのである。ここで、検知された状態の継続時間
が所定時間よりも短い場合は、一時的な外乱によるもの
と判断し、継続時間が所定時間を上回ったときにのみ、
インバータの連系運転を停止する。又、波形歪みの検出
値が所定の許容範囲内に収まっている場合は、測定誤差
等による波形歪みと判断して、許容範囲を越えたときに
のみ、インバータの連系運転を停止する。During the protection operation, the reference value of the corresponding waveform distortion is read from the storage means based on the detected value of the output power of the inverter main circuit, and the detected value of the waveform distortion is read with respect to the reference value of the waveform distortion. Is detected to have increased beyond a predetermined allowable range, and it is determined that the circuit has deteriorated or has failed. Here, if the duration of the detected state is shorter than the predetermined time, it is determined that it is due to a temporary disturbance, and only when the duration exceeds the predetermined time,
Stop the interconnection operation of the inverter. If the detected value of the waveform distortion is within the predetermined allowable range, it is determined that the waveform distortion is due to a measurement error or the like, and the interconnection operation of the inverter is stopped only when the detected value exceeds the allowable range.
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明に係る系統連系インバータによれ
ば、出力電流の波形歪みが直接的に或いは間接的に検知
され、該検知に基づいて自動的に連系運転が停止され
る。従って、系統に接続されている電気機器に障害が発
生する虞れはない。According to the grid interconnection inverter of the present invention, the waveform distortion of the output current is detected directly or indirectly, and the grid interconnection operation is automatically stopped based on the detection. Therefore, there is no possibility that a failure will occur in the electric device connected to the system.
【００１９】[0019]
【実施例】第１実施例 図１に示す如く、直流電源としての太陽電池(１)はイン
バータ主回路(２)を介して商用電力系統(３)へ連系さ
れ、該インバータ主回路(２)はドライブ回路(21)によっ
て駆動されている。又、インバータ主回路(２)と商用電
力系統(３)の間には、リレー駆動回路(22)によって開閉
されるリレー(23)と、ブレーカトリップ回路(24)によっ
て遮断されるブレーカ(25)が介在している。 First Embodiment As shown in FIG. 1, a solar cell (1) as a DC power source is connected to a commercial power system (3) through an inverter main circuit (2), and the inverter main circuit (2) ) Is driven by the drive circuit (21). Further, between the inverter main circuit (2) and the commercial power system (3), a relay (23) opened and closed by a relay drive circuit (22) and a breaker (25) cut off by a breaker trip circuit (24). Is intervening.
【００２０】インバータ主回路(２)のドライブ回路(21)
は、電流制御回路(６)からＰＷＭパルスの供給を受け
て、インバータ主回路(２)を構成する複数のスイッチン
グ素子(図示省略)へ駆動信号を送出するものである。Drive circuit (21) for the inverter main circuit (2)
Receives a PWM pulse from the current control circuit (6) and sends a drive signal to a plurality of switching elements (not shown) constituting the inverter main circuit (2).
【００２１】インバータ主回路(２)の出力電圧及び出力
電流は夫々Ａ／Ｄ変換器(４)(５)をを経てデジタル信号
に変換された後、電流制御回路(６)へ供給される。一
方、インバータ主回路(２)の入力電圧及び入力電流は夫
々Ａ／Ｄ変換器(16)(17)を経てデジタル信号に変換され
た後、動作制御回路(13)へ供給される。The output voltage and output current of the inverter main circuit (2) are converted into digital signals through the A / D converters (4) and (5), respectively, and then supplied to the current control circuit (6). On the other hand, the input voltage and the input current of the inverter main circuit (2) are converted into digital signals through the A / D converters (16) and (17) and then supplied to the operation control circuit (13).
【００２２】電流制御回路(６)はデジタルシグナルプロ
セッサによって構成され、高速の演算処理を実行するも
のである。該電流制御回路(６)は、インバータ主回路
(２)のＰＷＭ制御を行なうためのＢＰＦ(11)及びＰＷＭ
パルス生成回路(12)を具え、Ａ／Ｄ変換器(４)からの交
流電圧データはＢＰＦ(11)を経て基準周波数成分が抽出
される。該基準周波数成分はＰＷＭパルス生成回路(12)
へ送られる。ＰＷＭパルス生成回路(12)は、図７に示す
従来の回路と基本的に同一のフィードバック制御系から
構成されるものであって、ＢＰＦ(11)からの基準周波数
成分とＡ／Ｄ変換器(５)からの交流電流データに基づい
てＰＷＭパルスを生成し、インバータ主回路(２)のドラ
イブ回路(21)へ供給する。The current control circuit (6) is composed of a digital signal processor and executes high-speed arithmetic processing. The current control circuit (6) is an inverter main circuit
BPF (11) and PWM for PWM control of (2)
The AC voltage data from the A / D converter (4) including the pulse generation circuit (12) is subjected to the BPF (11) to extract the reference frequency component. The reference frequency component is a PWM pulse generation circuit (12)
Sent to. The PWM pulse generation circuit (12) is basically composed of the same feedback control system as the conventional circuit shown in FIG. 7, and has a reference frequency component from the BPF (11) and an A / D converter ( A PWM pulse is generated based on the AC current data from 5) and is supplied to the drive circuit (21) of the inverter main circuit (2).
【００２３】又、電流制御回路(６)には、Ａ／Ｄ変換器
(４)から得られる交流電圧データにＦＦＴを施す第１周
波数解析回路(７)と、Ａ／Ｄ変換器(５)から得られる交
流電流データにＦＦＴを施す第２周波数解析回路(７)が
装備されており、各周波数解析回路(７)(８)によって、
交流中の各周波数成分が算出される。該算出結果は動作
制御回路(13)へ出力される。Further, the current control circuit (6) includes an A / D converter.
A first frequency analysis circuit (7) that performs FFT on the AC voltage data obtained from (4) and a second frequency analysis circuit (7) that performs FFT on the AC current data obtained from the A / D converter (5). It is equipped with each frequency analysis circuit (7) (8),
Each frequency component in the alternating current is calculated. The calculation result is output to the operation control circuit (13).
【００２４】更に電流制御回路(６)には、出力電流及び
出力電圧の実効値等を算出する実効値等算出回路(９)(1
0)が装備され、これらの算出結果も動作制御回路(13)へ
供給される。上述の如く電流制御回路(４)はデジタルシ
グナルプロセッサから構成されているので、周波数解析
や実効値の算出は高速で行なわれ、動作制御回路(13)へ
リアルタイムで演算結果が送られる。Further, the current control circuit (6) includes an effective value calculating circuit (9) (1) for calculating the effective values of the output current and the output voltage.
0) is provided, and these calculation results are also supplied to the operation control circuit (13). Since the current control circuit (4) is composed of a digital signal processor as described above, the frequency analysis and the calculation of the effective value are performed at high speed, and the operation result is sent to the operation control circuit (13) in real time.
【００２５】一方、動作制御回路(13)はＣＰＵ等からな
るマイクロコンピュータから構成されている。動作制御
回路(13)には、電流制御回路(６)の周波数解析回路(７)
(８)からの周波数解析結果等を受けて故障判定を行なう
故障判定回路(18)が設けられている。故障判定回路(18)
は、先ずインバータ起動時に、出力電流の周波数解析の
結果に基づいて系統周波数が５０Ｈｚであるか、６０Ｈ
ｚであるかのモード判別を行なう。On the other hand, the operation control circuit (13) is composed of a microcomputer including a CPU and the like. The operation control circuit (13) includes a frequency analysis circuit (7) for the current control circuit (6).
A failure determination circuit (18) is provided for receiving a frequency analysis result from (8) and making a failure determination. Failure determination circuit (18)
First, when the inverter is started, whether the system frequency is 50 Hz or 60 H based on the result of the frequency analysis of the output current.
The mode is determined whether it is z.
【００２６】又、動作制御回路(13)には、周波数別デー
タ出力回路(20)が設けられており、該回路内には、系統
周波数が５０Ｈｚの場合と６０Ｈｚの場合の夫々につい
て、力率異常判定値、過周波数及び不足周波数等の保護
データが格納されている。Further, the operation control circuit (13) is provided with a frequency-specific data output circuit (20), and in the circuit, the power factor for the system frequencies of 50 Hz and 60 Hz, respectively. The protection data such as the abnormality determination value, the over frequency and the under frequency are stored.
【００２７】動作制御回路(13)は、インバータ起動時
に、前記モード判別結果に基づき、周波数別データ出力
回路(20)から系統周波数に応じた保護データを読み出
す。The operation control circuit (13) reads the protection data according to the system frequency from the frequency-specific data output circuit (20) based on the mode discrimination result when the inverter is started.
【００２８】更に動作制御回路(13)には、電流制御回路
(６)から送られてくる電圧及び電流の実効値に基づい
て、太陽電池(１)が出力すべき最適の動作電圧を設定す
るための電力点追尾回路(14)が設けられ、該回路によっ
て設定された最適動作電圧が交流電流振幅指令(15)へ送
られる。交流電流振幅指令(15)は、最適動作電圧とイン
バータ主回路(２)の入力電圧との差に基づき、交流電流
の振幅についての指令を作成し、これを電流制御回路
(６)のＰＷＭパルス生成回路(12)へ発する。Further, the operation control circuit (13) includes a current control circuit.
A power point tracking circuit (14) for setting the optimum operating voltage to be output by the solar cell (1) is provided based on the effective values of the voltage and current sent from (6). The set optimum operating voltage is sent to the AC current amplitude command (15). The AC current amplitude command (15) creates a command for the AC current amplitude based on the difference between the optimum operating voltage and the input voltage of the inverter main circuit (2).
It is sent to the PWM pulse generation circuit (12) of (6).
【００２９】この結果、ＰＷＭパルス生成回路(９)は、
系統周波数に応じた動作特性に切り換え設定されると共
に、動作制御回路(10)から交流電流の振幅についての指
令を受けて、適切なＰＷＭパルスを生成し、該ＰＷＭパ
ルスをインバータ主回路(２)のドライブ回路(21)へ供給
するのである。As a result, the PWM pulse generation circuit (9)
The operation characteristic is switched and set according to the system frequency, and an appropriate PWM pulse is generated by receiving a command about the amplitude of the alternating current from the operation control circuit (10), and the PWM pulse is generated by the inverter main circuit (2). It is supplied to the drive circuit (21).
【００３０】故障判定回路(18)には、インバータ主回路
(２)の入力電流及び入力電圧と、電流制御回路(６)から
送られてくる出力電流及び出力電圧の実効値と、周波数
別データ出力回路(20)から読み出される上述の保護デー
タとが供給される。The failure determination circuit (18) includes an inverter main circuit.
The input current and input voltage of (2), the effective value of the output current and output voltage sent from the current control circuit (6), and the above-mentioned protection data read from the frequency-specific data output circuit (20) are supplied. To be done.
【００３１】これに応じて故障判定回路(18)は、図２に
示すステップＳ１にてインバータ主回路(２)の出力電力
を算出し、ステップＳ２にて、出力電力が設定値(例え
ば５０Ｗ)以下であるかどうかを判定する。ＹＥＳの場
合は、更にステップＳ３にて該設定値以下の状態が１０
秒以上継続しているかどうかを判断する。ＹＥＳの場合
は、ステップＳ４にてインバータの動作を待機モードに
設定し、回路動作を停止させるのである。その後、出力
電力が継続的に大きくなったとき、インバータは再起動
される。In response to this, the failure determination circuit (18) calculates the output power of the inverter main circuit (2) in step S1 shown in FIG. 2, and the output power is set to a set value (for example, 50 W) in step S2. It is determined whether or not If YES, then in step S3, the state below the set value is 10
Determine if it continues for more than a second. If YES, the operation of the inverter is set to the standby mode and the circuit operation is stopped in step S4. Then, when the output power increases continuously, the inverter is restarted.
【００３２】又、故障判定回路(18)は、力率及び周波数
の実測値を保護データとして比較して、故障の発生を判
定し、故障発生の場合には、保護動作回路(19)を機能さ
せる。この結果、リレー駆動回路(22)によってリレー(2
3)が開かれる。又、重大な故障発生時には、ブレーカト
リップ回路(24)によってブレーカ(25)が強制的にトリッ
プされて、商用電力系統(３)への連系が遮断される。Further, the failure judging circuit (18) compares the actually measured values of the power factor and the frequency as protection data to judge the occurrence of a failure, and when the failure occurs, the protection operation circuit (19) functions. Let As a result, the relay drive circuit (22)
3) is opened. Further, when a serious failure occurs, the breaker trip circuit (24) forcibly trips the breaker (25) to cut off the interconnection to the commercial power system (3).
【００３３】本実施例の系統連系インバータによれば、
出力電流の波形歪みの根本的な原因である出力電力の低
下を検出することによって、簡易な回路構成による系統
保護が実現される。According to the grid-connected inverter of this embodiment,
By detecting the decrease in output power, which is the fundamental cause of the waveform distortion of the output current, system protection is realized with a simple circuit configuration.
【００３４】第２実施例 図３は、動作制御回路(13)の他の系統保護動作を表わし
ている。先ずステップＳ１１にてインバータの出力電流
の波形歪みを測定する。波形歪みの測定においては、図
１に示す周波数解析回路(８)から得られる出力電流に対
するＦＦＴの解析結果に基づき、出力電流に含まれる基
本周波数成分Ｉ1と、２次以上の高次調波成分Ｉi(ｉ＝
2,3,…n)を検出し、下記数１から総合電流歪率Ｅを算出
する。 Second Embodiment FIG. 3 shows another system protection operation of the operation control circuit (13). First, in step S11, the waveform distortion of the output current of the inverter is measured. In measuring the waveform distortion, the fundamental frequency component I 1 contained in the output current and the higher-order harmonics of the second or higher order are based on the FFT analysis result for the output current obtained from the frequency analysis circuit (8) shown in FIG. Component Ii (i =
2, 3, ..., N) are detected, and the total current distortion rate E is calculated from the following equation 1.
【００３５】[0035]
【数１】 [Equation 1]
【００３６】そして、図３のステップＳ１２にて、測定
された波形歪み(電流総合歪率Ｅ)が設定値(例えば１０
％)を上回っているかどうかを判定し、ＹＥＳのとき
は、更にステップＳ１３にて、該設定値以上の状態が１
０秒以上継続しているかどうかを判断する。ＹＥＳの場
合は、ステップＳ１４にてインバータを待機モードに設
定し、回路動作を停止させるのである。その後、インバ
ータ待機モードにて１０分間が経過した時点で、インバ
ータは再起動される。Then, in step S12 of FIG. 3, the measured waveform distortion (total current distortion rate E) is a set value (for example, 10).
%) Is exceeded, and if the result is YES, then in step S13, the state of being equal to or greater than the set value is 1
Judge whether it continues for 0 seconds or more. If YES, the inverter is set to the standby mode and the circuit operation is stopped in step S14. After that, when 10 minutes have passed in the inverter standby mode, the inverter is restarted.
【００３７】本実施例による系統連系インバータによれ
ば、出力電流の波形歪みが直接に測定されて、該測定値
が連系運転停止の判断基準となるから、より適確な系統
保護が実現される。According to the grid-connected inverter of this embodiment, the waveform distortion of the output current is directly measured, and the measured value serves as a criterion for judging the grid-interruption. Therefore, more accurate grid protection is realized. To be done.
【００３８】第３実施例 図４は、動作制御回路(13)の更に他の系統保護動作を表
わしている。この場合、図５に示す如くインバータ出力
と波形歪の関係(歪み特性)が予め測定されて、近似式に
よって関数化され、該近似式が図１の故障判定回路(18)
内に記憶されている。保護動作時には、先ず図４のステ
ップＳ２１にてインバータの出力電力を測定した後、前
記歪み特性の近似式に基づいて、測定された電力Ｐｍに
対応する波形歪みＥｔ(図５参照)を算出する。 Third Embodiment FIG. 4 shows still another system protection operation of the operation control circuit (13). In this case, as shown in FIG. 5, the relationship between the inverter output and the waveform distortion (distortion characteristic) is measured in advance and is converted into a function by an approximate expression, and the approximate expression is converted into the failure determination circuit (18) of FIG.
It is stored in. In the protection operation, first, the output power of the inverter is measured in step S21 of FIG. 4, and then the waveform distortion Et (see FIG. 5) corresponding to the measured power Pm is calculated based on the approximate expression of the distortion characteristic. .
【００３９】次にステップＳ２３にて、インバータの出
力電流の波形歪みを測定する。波形歪みの測定は上記第
２実施例と同様に行なわれる。その後、ステップＳ２４
にて、波形歪みの測定値Ｅｍ(図５参照)がステップＳ２
１における波形歪みの算出値Ｅｔから大きく離れている
かどうかが判断される。例えば下記数２で計算される値
Ｆが５％以上であるかどうかが判断される。Next, in step S23, the waveform distortion of the output current of the inverter is measured. The waveform distortion is measured in the same manner as in the second embodiment. Then, step S24
At step S2, the measured waveform distortion value Em (see FIG. 5) is displayed.
It is determined whether or not the calculated value Et of the waveform distortion in 1 is far away. For example, it is determined whether the value F calculated by the following equation 2 is 5% or more.
【００４０】[0040]
【数２】 [Equation 2]
【００４１】そして、ステップＳ２５にて、波形歪みの
測定値Ｅｍが算出値Ｅｔから大きく離れた状態が１０秒
以上継続しているかどうかを判断する。ＹＥＳの場合
は、ステップＳ２６にてインバータの動作を待機モード
に設定し、回路動作を停止させるのである。その後、イ
ンバータ待機モードにて１０分間が経過した時点で、イ
ンバータは再起動される。Then, in step S25, it is determined whether or not the measured value Em of the waveform distortion is largely separated from the calculated value Et for 10 seconds or more. If YES, the operation of the inverter is set to the standby mode and the circuit operation is stopped in step S26. After that, when 10 minutes have passed in the inverter standby mode, the inverter is restarted.
【００４２】本実施例の系統連系インバータによれば、
インバータ回路の劣化或いは故障による波形歪みを検出
して系統保護を図るから、特にインバータ回路の保全に
有効である。According to the grid-connected inverter of this embodiment,
Since the system distortion is protected by detecting the waveform distortion due to the deterioration or failure of the inverter circuit, it is particularly effective for the maintenance of the inverter circuit.
【００４３】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。例えば第１実施例の方式と第２実施例或い
は第３実施例の方式とを組み合わせて、系統保護を図る
ことも可能である。又、上記各実施例では、系統保護時
にインバータを待機モードに設定しているが、図１に示
すリレー(23)を開き、或いは故障の重大性に応じてブレ
ーカ(25)をトリップさせる構成も採用出来る。The above description of the embodiments is for explaining the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or limiting the scope. The configuration of each part of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, it is possible to protect the system by combining the method of the first embodiment and the method of the second or third embodiment. Further, in each of the above-mentioned embodiments, the inverter is set to the standby mode at the time of system protection, but the relay (23) shown in FIG. 1 may be opened or the breaker (25) may be tripped depending on the seriousness of the failure. Can be adopted.
【図１】本発明に係る系統連系インバータの構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a grid interconnection inverter according to the present invention.
【図２】第１実施例における系統保護の手続きを表わす
フローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a system protection procedure in the first embodiment.
【図３】第２実施例における系統保護の手続きを表わす
フローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a system protection procedure in a second embodiment.
【図４】第３実施例における系統保護の手続きを表わす
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a system protection procedure in a third embodiment.
【図５】インバータ出力と出力電流中の波形歪みとの関
係を表わすグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the inverter output and the waveform distortion in the output current.
【図６】インバータから出力される電圧及び電流の波形
を示すグラフであって、(ａ)は高出力時、(ｂ)は低出力
時を示す。6A and 6B are graphs showing waveforms of voltage and current output from the inverter, where FIG. 6A shows a high output and FIG. 6B shows a low output.
【図７】従来の一般的な系統連系インバータのブロック
図である。FIG. 7 is a block diagram of a conventional general grid interconnection inverter.
(１) 太陽電池 (２) インバータ主回路 (３) 商用電力系統 (６) 電流制御回路 (８) 周波数解析回路 (13) 動作制御回路 (18) 故障判定回路 (19) 保護動作回路 (1) Solar cell (2) Inverter main circuit (3) Commercial power system (6) Current control circuit (8) Frequency analysis circuit (13) Operation control circuit (18) Failure judgment circuit (19) Protection operation circuit
フロントページの続き (72)発明者 牧野 正寛 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田中 邦穂 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内Front page continuation (72) Inventor Masahiro Makino 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kuniho Tanaka 2-5-5 Keihan-hondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (3)
インバータ主回路と、インバータ主回路を駆動制御する
インバータ制御回路とを具えた系統連系インバータにお
いて、 インバータ主回路から出力される電力を検出する検出手
段と、 検出された電力が設定値を下回った状態の継続時間を測
定する計時手段と、 測定された継続時間が所定時間を上回ったとき、インバ
ータの連系運転を停止する保護手段とを具えたことを特
徴とする系統連系インバータ。1. A system interconnection inverter comprising an inverter main circuit interposed between a DC power supply and a commercial power system, and an inverter control circuit for driving and controlling the inverter main circuit, wherein the power output from the inverter main circuit is Detecting means for detecting, time measuring means for measuring the duration of time when the detected power is below the set value, and protection means for stopping the interconnection operation of the inverter when the measured duration exceeds the predetermined time A grid-connected inverter characterized by having and.
インバータ主回路と、インバータ主回路を駆動制御する
インバータ制御回路とを具えた系統連系インバータにお
いて、 インバータ主回路から出力される電流の波形歪みを検出
する検出手段と、 検出された歪みが設定値を上回った状態の継続時間を測
定する計時手段と、 測定された継続時間が所定時間を上回ったとき、インバ
ータの連系運転を停止する保護手段とを具えたことを特
徴とする系統連系インバータ。2. A grid interconnection inverter comprising an inverter main circuit interposed between a DC power source and a commercial power system, and an inverter control circuit for driving and controlling the inverter main circuit, wherein a current output from the inverter main circuit Detecting means to detect waveform distortion, time measuring means to measure the duration of time when the detected distortion exceeds the set value, and stop the interconnection operation of the inverter when the measured duration exceeds a specified time A grid-connected inverter, which is provided with a protection means.
インバータ主回路と、インバータ主回路を駆動制御する
インバータ制御回路とを具えた系統連系インバータにお
いて、 インバータ主回路から出力される電力とインバータ主回
路から出力される電流の波形歪みとの関係が予め格納さ
れている格納手段と、 インバータ主回路から出力される電力を検出する第１検
出手段と、 インバータ主回路から出力される電流の波形歪みを検出
する第２検出手段と、 第１検出手段から得られる電力の検出値に基づいて、該
検出値に応じた波形歪みの基準値を前記格納手段から導
出し、該波形歪みの基準値に対し、前記第２検出手段か
ら得られる波形歪みの検出値が所定の許容範囲を越えて
増大した異常状態を検知する検知手段と、 検知された異常状態の継続時間を測定する計時手段と、 測定された継続時間が所定時間を上回ったとき、インバ
ータの連系運転を停止する保護手段とを具えたことを特
徴とする系統連系インバータ。3. A system interconnection inverter comprising an inverter main circuit interposed between a DC power source and a commercial power system, and an inverter control circuit for driving and controlling the inverter main circuit, wherein the power output from the inverter main circuit The storage means in which the relationship between the waveform distortion of the current output from the inverter main circuit is stored in advance, the first detection means for detecting the power output from the inverter main circuit, and the current output from the inverter main circuit. Based on the detected value of the power obtained from the second detecting means for detecting the waveform distortion and the first detecting means, a reference value of the waveform distortion corresponding to the detected value is derived from the storage means, and the reference of the waveform distortion is obtained. A detection unit for detecting an abnormal state in which the detected value of the waveform distortion obtained from the second detection unit exceeds a predetermined permissible range with respect to the detected value; Timing means for measuring the connection time, when the measured duration exceeds a predetermined time, the system interconnection inverter, characterized in that it comprises a protection means for stopping the interconnected operation of the inverter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104434A JPH07298625A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | System interconnection inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104434A JPH07298625A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | System interconnection inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07298625A true JPH07298625A (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=14380569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6104434A Pending JPH07298625A (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | System interconnection inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07298625A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007151230A (en) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Inverter device and invertor system |
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| JP2016103909A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 積水化学工業株式会社 | Charge/discharge system |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP6104434A patent/JPH07298625A/en active Pending
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