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JP2008005638A - Power supply - Google Patents

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JP2008005638A
JP2008005638A JP2006173346A JP2006173346A JP2008005638A JP 2008005638 A JP2008005638 A JP 2008005638A JP 2006173346 A JP2006173346 A JP 2006173346A JP 2006173346 A JP2006173346 A JP 2006173346A JP 2008005638 A JP2008005638 A JP 2008005638A
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JP
Japan
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power
power supply
unit
isolated operation
grid
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006173346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Morimoto
篤史 森本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】系統連系インバータにおける単独運転検出において、確実かつ高速な検出性能と、能動方式の外乱信号による負荷や系統設備に対しての影響を歪み成分を補償することにより極小化し、電源供給の安定化を両立することができる単独運転検出方式を搭載した電源装置を提供することを目的としている。
【解決手段】電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3と、負荷4への供給電力を低減する節電部5を有しており、系統連系インバータ部3に備えた単独運転検出手段3aが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5に備えた電力制御手段5aの電力指令を電力の需給バランスを崩すように変更する指令変更手段6を備えることにより、単独運転をより確実に検出して停止する。
【選択図】図1
In isolated operation detection in a grid-connected inverter, reliable and high-speed detection performance and the influence on the load and system facilities due to an active disturbance signal are minimized by compensating distortion components, and power supply It aims at providing the power supply device carrying the isolated operation detection system which can make stabilization compatible.
A power supply apparatus includes a grid interconnection inverter unit 3 that outputs generated power from a solar cell 1 serving as a power generation unit to a grid power source 2, and a power saving unit 5 that reduces power supplied to a load 4. When the isolated operation detection means 3a provided in the grid interconnection inverter unit 3 determines that there is a possibility of a power failure, the power command of the power control unit 5a provided in the power saving unit 5 is disrupted. By providing the command changing means 6 to be changed, the isolated operation is more reliably detected and stopped.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、インバータ技術を利用した太陽光発電などに利用する系統連系インバータに関する。   The present invention relates to a grid-connected inverter used for photovoltaic power generation using inverter technology.

近年、一般家庭の負荷の増加による化石燃料の枯渇、地球温暖化問題などが生じており、太陽光発電システムや節電装置、あるいは系統電圧の安定化装置などによる、クリーンエネルギーの利用や省エネルギー装置が求められている。   In recent years, fossil fuel depletion and global warming have occurred due to an increase in the load on ordinary households. Use of clean energy and energy-saving devices such as solar power generation systems, power-saving devices, and system voltage stabilization devices have been developed. It has been demanded.

従来、この種の太陽光発電システムにおける系統連系インバータは、能動方式にて外乱信号を系統に出力し、外乱信号の発散により検出する方法が知られている(例えば、特許文献1あるいは特許文献2参照)。   Conventionally, a grid interconnection inverter in this type of photovoltaic power generation system is known to output a disturbance signal to the system in an active manner and detect it by divergence of the disturbance signal (for example, Patent Document 1 or Patent Document). 2).

以下、その特許文献1における単独運転の検出について図10を参照しながら説明する。   Hereinafter, detection of an isolated operation in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

図に示すように、太陽電池等の直流電力を出力する電源装置7と、電源装置7から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路8と、インバータ回路8と連系して負荷9へ電力を供給する商用電力系統10と、インバータ回路8と商用電力系統10との連系点の電圧を検出する電圧検出手段11と、電圧検出手段11が検出した連系点の電圧に基づいて、商用電力系統10が停止し、単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部12と、インバータ回路8の出力電流を変動させる能動変動作成部13と、商用電力系統10が停止し、単独運転状態になっていると単独運転判断部12において判断した場合には、インバータ回路8と商用電力系統10とを切り離す系統連系保護装置14とを有し、系統連系保護装置14はインバータ回路8の出力電流を変動するに際し、ランダム変動出力部15を備えることで、ある一定範囲の数値からランダム値を選択し、所定時間間隔毎にランダム値の変動量の大きさで能動変動信号を出力することとなる。ランダム値の変動を与えることにより、同一配線上に能動方式を採用する発電設備が連系運転されている場合であっても単独運転を検出することができる。   As shown in the figure, a power source device 7 that outputs DC power, such as a solar cell, an inverter circuit 8 that converts DC power output from the power source device 7 into AC power, and a load 9 that is linked to the inverter circuit 8. Based on the voltage at the connection point detected by the voltage detection means 11, the voltage detection means 11 for detecting the voltage at the connection point between the inverter circuit 8 and the commercial power system 10. The commercial power system 10 is stopped and the single operation determination unit 12 that determines that the commercial power system 10 is in the single operation state, the active fluctuation creation unit 13 that varies the output current of the inverter circuit 8, and the commercial power system 10 are stopped. When the isolated operation determination unit 12 determines that the system is in the isolated operation state, it has a system interconnection protection device 14 that disconnects the inverter circuit 8 and the commercial power system 10. When the output current of the inverter circuit 8 is varied, a random variation output unit 15 is provided, so that a random value is selected from a certain range of numerical values, and an active variation signal is generated with a random amount variation amount at predetermined time intervals. Will be output. By giving a random value variation, it is possible to detect an isolated operation even when a power generation facility that employs an active method is connected to the same wiring.

次に特許文献2における単独運転の検出について図11を参照しながら説明する。   Next, detection of isolated operation in Patent Document 2 will be described with reference to FIG.

図11にインバータ装置16の構成を示す。インバータ装置16は直流電源17から入力される直流電力を交流電力に変換して負荷18に供給するインバータ主回路19と、負荷18に供給される負荷供給電圧Voを検出する電圧検出器20と、負荷供給電圧Voを基にして出力同期信号Vsを作製するゼロクロス検出回路21と、インバータ主回路19の出力電流Ioを検出する電流検出器22と、出力電流IoをA/D変換するA/D変換器23と、出力電流Ioと出力同期信号Vsとを基にしてインバータ主回路19をPWM制御するデジタルシグナルプロセッサ24と、負荷18に供給される負荷供給電圧Voの電圧異常を検出する電圧異常検出回路25と、デジタルシグナルプロセッサ24が出力するPWMデータを基にしてゲートパルス信号Gpを作製するタイマ・カウンタ回路26と、ゲートパルス信号Gpを基にしてインバータ主回路19のスイッチング素子をスイッチング制御するゲート駆動回路27とを備えている。   FIG. 11 shows the configuration of the inverter device 16. The inverter device 16 converts the DC power input from the DC power supply 17 into AC power and supplies it to the load 18; the voltage detector 20 that detects the load supply voltage Vo supplied to the load 18; A zero-cross detection circuit 21 that generates the output synchronization signal Vs based on the load supply voltage Vo, a current detector 22 that detects the output current Io of the inverter main circuit 19, and an A / D that converts the output current Io from analog to digital. Converter 23, digital signal processor 24 for PWM control of inverter main circuit 19 based on output current Io and output synchronization signal Vs, and voltage abnormality for detecting voltage abnormality of load supply voltage Vo supplied to load 18 A timer count that generates a gate pulse signal Gp based on the PWM data output from the detection circuit 25 and the digital signal processor 24 A circuit 26, and a gate drive circuit 27 for controlling switching of switching elements of the inverter main circuit 19 based on the gate pulse signal Gp.

このインバータ装置16では、交流電圧系統28の停電等により、単独運転状態となった際、インバータ装置16からの有効電力、無効電力と負荷18の有効電力、無効電力とがアンバランスな場合は、負荷供給電圧Voあるいは負荷供給電圧の周波数の異常を検出し、単独運転状態になったとして、インバータ主回路19のスイッチング制御を停止し、これによってインバータ主回路19はインバータ出力を停止する。次に、インバータ装置16が供給している有効電力、無効電力と負荷18が要求している有効電力、無効電力とがほぼ一致する状態でインバータ装置16が単独運転状態になると、負荷供給電圧Vo及び周波数はほとんど変動しなくなるため、インバータ出力に歪みを付与することで、負荷インピーダンスの力率に関係なく単独運転状態の負荷供給電圧Voの周波数に変動を発生させて単独運転状態を確実に検知している。
特許第3402159号公報(第1図) 特開平8−134656号公報(第1図)
In this inverter device 16, when the AC power system 28 becomes a single operation state due to a power failure or the like, when the active power from the inverter device 16, the reactive power and the active power of the load 18, the reactive power is unbalanced, When an abnormality in the load supply voltage Vo or the frequency of the load supply voltage is detected and the single operation state is entered, the switching control of the inverter main circuit 19 is stopped, whereby the inverter main circuit 19 stops the inverter output. Next, when the inverter device 16 enters the single operation state in a state where the active power and reactive power supplied by the inverter device 16 substantially match the active power and reactive power required by the load 18, the load supply voltage Vo And since the frequency hardly fluctuates, by adding distortion to the inverter output, regardless of the power factor of the load impedance, the frequency of the load supply voltage Vo in the single operation state is changed and the single operation state is reliably detected. is doing.
Japanese Patent No. 3402159 (FIG. 1) JP-A-8-134656 (FIG. 1)

このような従来の系統連系インバータにおける単独運転検出は、能動方式にて外乱信号を系統に出力しているが、その外乱は負荷や系統設備に対して影響を与えるものであり、特に実際に停電事故が発生した瞬間、周波数が急激に上昇あるいは低下したり、電圧が急激に上昇あるいは低下するといった電源環境となることで場合によっては負荷が故障する程度の悪影響を与えるという課題があり、電源供給に対する安定性が求められている。   The isolated operation detection in such a conventional grid-connected inverter outputs a disturbance signal to the system in an active manner, but the disturbance affects the load and the system equipment, especially in practice. At the moment when a power outage accident occurs, there is a problem that the power supply environment such as the frequency suddenly rises or falls, or the voltage suddenly rises or falls, and there is a problem that the load may be damaged in some cases. There is a need for stability in supply.

また系統電源が健全な状況にある場合においても、系統連系インバータから出力している歪みにより系統の歪みが増加する可能性がある。特に特定地域に集中して系統連系インバータが設置され、連系運転した際には電源高調波など歪み分による系統への悪影響を与えるという課題がある。さらに、特定地区に集中したことによる単独運転検出機能の感度低下により、単独運転状態となる可能性があるため、系統電源の保守メンテナンス時に感電事故を発生させる危険性があり、電源高調波などの歪みを抑制しつつ、より確実にかつ高速に単独運転を検出することが求められている。   Further, even when the system power supply is in a healthy state, the distortion of the system may increase due to the distortion output from the system interconnection inverter. In particular, when grid-connected inverters are installed concentrated in a specific area, and the grid-operated operation is performed, there is a problem in that the system is adversely affected by distortion components such as power harmonics. In addition, since there is a possibility of an isolated operation due to a decrease in sensitivity of the isolated operation detection function due to concentration in a specific area, there is a risk of an electric shock accident during maintenance of the system power supply, such as power harmonics. There is a demand for detecting an isolated operation more reliably and at high speed while suppressing distortion.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、系統連系インバータの出力に重畳した歪み成分を補償することで、実際の停電事故発生時であっても周波数の急激な変動(上昇あるいは低下)を防止し、系統連系インバータを接続したことによって系統電源環境の悪化を停電事故時あるいは系統電源が健全な状況にあっても、電源高調波を抑制しつつ、より確実かつ高速に単独運転を検出することができる電源装置を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and compensates for the distortion component superimposed on the output of the grid interconnection inverter, so that even when an actual power outage accident occurs, a sudden change in frequency ( By connecting a grid-connected inverter, the power supply environment is deteriorated due to a power failure, or even when the system power supply is healthy, while suppressing power supply harmonics and more reliably and faster. Another object of the present invention is to provide a power supply device that can detect an isolated operation.

本発明の電源装置は上記目的を達成するために、発電手段からの発電電力を系統電源に出力する系統連系インバータ部と、負荷への供給電力を低減する節電部とを有する電源装置であって、前記系統連系インバータ部に備えた単独運転検出手段が停電の可能性があると判定した場合に、前記節電部に備えた電力制御手段の電力指令を電力の需給バランスを崩すように変更する指令変更手段を備える構成としたものである。   In order to achieve the above object, a power supply device of the present invention is a power supply device having a grid interconnection inverter unit that outputs generated power from power generation means to a grid power source, and a power saving unit that reduces power supplied to a load. When the isolated operation detection means provided in the grid interconnection inverter unit determines that there is a possibility of a power failure, the power command of the power control unit provided in the power saving unit is changed so as to disrupt the power supply / demand balance. It is set as the structure provided with the instruction | command change means to do.

この手段により、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、電力需給のバランスを崩すことで系統連系インバータ部の出力電圧は変動が発生し、その変動分で検出している系統連系インバータ部の単独運転検出機能はより確実かつ高速に検出することができ、電力配電設備のメンテナンス作業者の安全性を確保することができる。   By this means, when it is determined that there is a possibility of a power outage, the power supply / demand is forcibly brought into an unbalanced state, and the output voltage of the grid interconnection inverter part fluctuates by breaking the balance of the power supply / demand. The isolated operation detection function of the grid-connected inverter unit that detects the fluctuation can be detected more reliably and at high speed, and the safety of the maintenance worker of the power distribution equipment can be ensured.

また、指令変更手段は、節電を中止する方向に制御する構成としたものである。   The command changing means is configured to control in a direction to stop power saving.

この手段により、停電の可能性があると判定して、かつ系統側が健全な状態であった場合、すなわち不要な動作が発生した際に、指令変更による負荷供給電圧の瞬時の擾乱を抑制することができる。   By this means, when it is determined that there is a possibility of a power failure and the system side is in a healthy state, that is, when an unnecessary operation occurs, the instantaneous disturbance of the load supply voltage due to the command change is suppressed. Can do.

さらに、指令変更手段は、節電を加速する方向に制御する構成としたものである。   Further, the command changing means is configured to control power saving in a direction to accelerate.

この手段により、停電の可能性があると判定した際に、負荷供給電圧の上昇を抑制することができる。   By this means, when it is determined that there is a possibility of a power failure, an increase in load supply voltage can be suppressed.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の周波数に外乱を重畳させる構成としたものである。   The isolated operation detecting means is configured to superimpose a disturbance on the frequency of the current output from the grid interconnection inverter unit.

この手段により、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができる。   By this means, a special circuit for detecting the isolated operation is not required, and the isolated operation detection function can be realized with a simpler and less expensive configuration.

さらに、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の所定の位相に外乱を重畳させる構成としたものである。   Furthermore, the isolated operation detection means is configured to superimpose a disturbance on a predetermined phase of the current output from the grid interconnection inverter unit.

この手段により、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができる。   By this means, a special circuit for detecting the isolated operation is not required, and the isolated operation detection function can be realized with a simpler and less expensive configuration.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する無効電力に外乱を重畳させる構成としたものである。   Further, the isolated operation detection means is configured to superimpose a disturbance on the reactive power output from the grid interconnection inverter unit.

この手段により、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができる。   By this means, a special circuit for detecting the isolated operation is not required, and the isolated operation detection function can be realized with a simpler and less expensive configuration.

さらに、節電部は、単独運転検出手段により重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させる構成としたものである。   Furthermore, the power saving unit is configured to superimpose electric power that cancels the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means.

この手段により、単独運転を検出するための外乱を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響を抑制することができる。   By this means, since the disturbance for detecting the isolated operation is canceled by the power saving unit, the adverse effect on the load or the system can be suppressed.

また、節電部は、系統電流を監視して打ち消す電力を決定する構成としたものである。   Further, the power saving unit is configured to monitor the grid current and determine the power to be canceled.

この手段により、単独運転を検出するための外乱の系統側への影響をより効果的に検出することができ、その悪影響分を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響をさらに効果的に抑制することができる。   By this means, it is possible to more effectively detect the influence of disturbance on the system side to detect islanding operation, and cancel the adverse effects at the power-saving part, so that the adverse effect on the load or system is further effective. Can be suppressed.

さらに、節電部は、直列変圧器とフルブリッジインバータによる構成としたものである。   Furthermore, the power saving unit is configured by a series transformer and a full bridge inverter.

この手段により、節電部を系統あるいは負荷に対して並列接続するため、装置の異常故障時において、装置を系統側から切り離し、電力を直送することができるため、負荷への電源供給の安定性を向上することができる。   By this means, the power saving unit is connected in parallel to the system or load, so that in the event of an abnormal failure of the device, the device can be disconnected from the system side and power can be sent directly, so the stability of power supply to the load is improved. Can be improved.

また、節電部のフルブリッジインバータと、系統連系インバータ部に備えたフルブリッジインバータは、一つのアームを共用する構成としたものである。   Moreover, the full-bridge inverter of the power saving unit and the full-bridge inverter provided in the grid interconnection inverter unit are configured to share one arm.

この手段により、構成の簡略化が図れるため、小型で低コストな装置で実現することができる。   By this means, the configuration can be simplified, so that it can be realized with a small and low-cost apparatus.

さらに、指令変更手段の指令値は、所定の変化量を上下限値として備える構成としたものである。   Furthermore, the command value of the command changing means is configured to have a predetermined change amount as an upper and lower limit value.

この手段により、指令変更により通常の系統電圧の変動範囲を超えることなく、健全な電圧範囲で単独運転の検出を行なうことができる。   By this means, it is possible to detect an isolated operation within a healthy voltage range without exceeding the normal fluctuation range of the system voltage by changing the command.

また、単独運転検出手段により重畳させる外乱から、節電部により補償する補償量を演算し、フィードフォワード制御を行なう構成としたものである。   Also, the feedforward control is performed by calculating the compensation amount to be compensated by the power saving unit from the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means.

この手段により、装置から発生させる外乱に対しての補償応答性を向上させることで、配電設備への悪影響を未然に防止することができる。   By this means, it is possible to prevent adverse effects on the power distribution equipment by improving the compensation response to disturbance generated by the apparatus.

本発明によれば、発電手段からの発電電力を系統電源に出力する系統連系インバータ部と、負荷への供給電力を低減する節電部とを有する電源装置であって、前記系統連系インバータ部に備えた単独運転検出手段が停電の可能性があると判定した場合に、前記節電部に備えた電力制御手段の電力指令を電力の需給バランスを崩すように変更する指令変更手段を備える構成とすることで、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、系統連系インバータ部の単独運転をより確実に検出することができ、電力配電設備のメンテナンス作業者の安全性を確保することができるという効果のある電源装置を提供できる。   According to the present invention, there is provided a power supply device having a grid interconnection inverter unit that outputs generated power from a power generation means to a grid power source, and a power saving unit that reduces power supplied to a load, wherein the grid interconnection inverter unit A command change means for changing the power command of the power control means provided in the power saving unit so as to break the power supply-demand balance when the isolated operation detection means provided in Therefore, when it is determined that there is a possibility of a power failure, the power supply and demand can be forced to be unbalanced, and the isolated operation of the grid interconnection inverter can be detected more reliably, and maintenance of the power distribution equipment It is possible to provide a power supply device having an effect of ensuring the safety of the worker.

また、指令変更手段は、節電を中止する方向に制御する構成とすることで、停電の可能性があると判定して、かつ系統側が健全な状態であった場合、すなわち不要な動作が発生した際に、指令変更による負荷供給電圧の瞬時の擾乱を抑制することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, the command changing means is configured to control in a direction to stop power saving, so that it is determined that there is a possibility of a power failure and the system side is in a healthy state, that is, an unnecessary operation has occurred. In this case, it is possible to provide a power supply device that is effective in suppressing an instantaneous disturbance of the load supply voltage due to a command change.

さらに、指令変更手段は、節電を加速する方向に制御する構成とすることで、停電の可能性があると判定した際に、負荷供給電圧の上昇を抑制することができるという効果のある電源装置を提供できる。   Further, the command changing means is configured to control power saving in a direction that accelerates power, so that it is possible to suppress an increase in load supply voltage when it is determined that there is a possibility of a power failure. Can provide.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の周波数に外乱を重畳させる構成とすることで、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, the islanding operation detection means is configured to superimpose disturbance on the frequency of the current output from the grid interconnection inverter unit, so that a special circuit for detecting islanding operation is not required, and it is simpler and more It is possible to provide a power supply device that is effective in that the isolated operation detection function can be realized with an inexpensive configuration.

さらに、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の所定の位相に外乱を重畳させる構成とすることで、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという効果のある電源装置を提供できる。   Furthermore, the isolated operation detection means is configured to superimpose a disturbance on the predetermined phase of the current output from the grid interconnection inverter unit, so that it does not require a special circuit for detecting isolated operation and is simpler. In addition, it is possible to provide a power supply apparatus having an effect that the isolated operation detection function can be realized with a cheaper configuration.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する無効電力に外乱を重畳させる構成とすることで、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, the isolated operation detection means is configured to superimpose the disturbance on the reactive power output from the grid interconnection inverter unit, so that a special circuit for detecting isolated operation is not required, and it is simpler and less expensive. Thus, it is possible to provide a power supply device having an effect of being able to realize the isolated operation detection function with a simple configuration.

さらに、節電部は、単独運転検出手段により重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させる構成とすることで、単独運転を検出するための外乱を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響を抑制することができるという効果のある電源装置を提供できる。   Furthermore, the power saving unit is configured to superimpose power that cancels the disturbance superimposed by the isolated operation detection means, so that the disturbance for detecting isolated operation is canceled by the power saving unit. It is possible to provide a power supply device having an effect of being able to be suppressed.

また、節電部は、系統電流を監視して打ち消す電力を決定する構成とすることで、単独運転を検出するための外乱の系統側への影響をより効果的に検出することができ、その悪影響分を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響をさらに効果的に抑制することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, the power saving unit is configured to determine the power to be canceled by monitoring the system current, so that it is possible to more effectively detect the influence on the system side of the disturbance for detecting isolated operation. Since the minutes are canceled out by the power saving unit, it is possible to provide a power supply device that can effectively suppress the adverse effect on the load or the system.

さらに、節電部は、直列変圧器とフルブリッジインバータによる構成とすることで、節電部を系統あるいは負荷に対して並列接続するため、装置の異常故障時において、装置を系統側から切り離し、電力を直送することができるため、負荷への電源供給の安定性を向上することができるという効果のある電源装置を提供できる。   Furthermore, the power saving unit is configured with a series transformer and a full bridge inverter, so that the power saving unit is connected in parallel to the system or load. Since direct transmission is possible, it is possible to provide a power supply device that is effective in improving the stability of power supply to the load.

また、節電部のフルブリッジインバータと、系統連系インバータ部に備えたフルブリッジインバータは、一つのアームを共用する構成とすることで、構成の簡略化が図れるため、小型で低コストな装置で実現することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, the full-bridge inverter in the power-saving unit and the full-bridge inverter provided in the grid-connected inverter unit can be simplified in configuration by sharing one arm. It is possible to provide a power supply device that can be realized.

さらに、指令変更手段の指令値は、所定の変化量を上下限値として備える構成とすることで、指令変更により通常の系統電圧の変動範囲を超えることなく、健全な電圧範囲で単独運転の検出を行なうことができるという効果のある電源装置を提供できる。   Furthermore, the command value of the command change means is configured to have a predetermined change amount as the upper and lower limit values, so that it is possible to detect an isolated operation in a healthy voltage range without exceeding the normal system voltage fluctuation range due to the command change. Therefore, it is possible to provide a power supply device that has the effect of being able to perform the above.

また、単独運転検出手段により重畳させる外乱から、節電部により補償する補償量を演算し、フィードフォワード制御を行なう構成とすることで、装置から発生させる外乱に対しての補償応答性を向上させることで、配電設備への悪影響を未然に防止することができるという効果のある電源装置を提供できる。   In addition, by calculating the amount of compensation to be compensated by the power saving unit from the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means and performing the feedforward control, the compensation response to the disturbance generated from the apparatus is improved. Thus, it is possible to provide a power supply device that is effective in preventing adverse effects on the power distribution equipment.

本発明の請求項1記載の発明は、発電手段からの発電電力を系統電源に出力する系統連系インバータ部と、負荷への供給電力を低減する節電部とを有する電源装置であって、前記系統連系インバータ部に備えた単独運転検出手段が停電の可能性があると判定した場合に、前記節電部に備えた電力制御手段の電力指令を電力の需給バランスを崩すように変更する指令変更手段を備える構成としたものであり、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、電力需給バランスが崩れることで停電事故発生時には電圧上昇あるいは低下、周波数上昇あるいは低下といった現象が発生するため、系統連系インバータ部の単独運転をより確実に検出することができ、感電事故などの危険性を低減することで、電力配電設備のメンテナンス作業者の安全性を確保することができるという作用を有する。   Invention of Claim 1 of this invention is a power supply device which has the grid connection inverter part which outputs the electric power generated from an electric power generation means to a system power supply, and the power-saving part which reduces the electric power supplied to load, Command change to change the power command of the power control means provided in the power saving unit so as to disrupt the power supply-demand balance when the isolated operation detection means provided in the grid interconnection inverter unit determines that there is a possibility of power failure When it is determined that there is a possibility of a power outage, the power supply / demand is forced to be unbalanced, and when the power supply / demand balance breaks down, the voltage rises or falls when a power outage accident occurs. Since a phenomenon such as an increase or decrease occurs, the isolated operation of the grid-connected inverter unit can be detected more reliably, reducing the risk of electric shock accidents, etc. An effect that it is possible to ensure maintenance worker safety Bei.

また、指令変更手段は、節電を中止する方向に制御する構成としたものであり、停電の可能性があると判定して、かつ系統側が健全な状態であった場合、すなわち不要な動作が発生した際に、系統電源の直送状態に近づけることから、指令変更による負荷供給電圧の瞬時の擾乱を抑制することができるという作用を有する。   Also, the command change means is configured to control in the direction to stop power saving, and it is determined that there is a possibility of a power failure and when the system side is in a healthy state, that is, unnecessary operation occurs. In this case, since the system power supply is brought close to the direct power supply state, instantaneous disturbance of the load supply voltage due to the command change can be suppressed.

さらに、指令変更手段は、節電を加速する方向に制御する構成としたものであり、停電の可能性があると判定した際に、負荷が小さい場合であっても電力需給バランスの調整を図ることで負荷供給電圧の上昇を抑制することができるという作用を有する。   Furthermore, the command changing means is configured to control power saving in the direction of acceleration, and when it is determined that there is a possibility of a power failure, the power supply / demand balance is adjusted even when the load is small. Thus, it is possible to suppress an increase in load supply voltage.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の周波数に外乱を重畳させる構成としたものであり、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという作用を有する。   Further, the isolated operation detecting means is configured to superimpose disturbance on the frequency of the current output from the grid interconnection inverter unit, and does not require a special circuit for detecting isolated operation, and is simpler and It has the effect | action that an independent operation detection function is realizable with a cheaper structure.

さらに、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の所定の位相に外乱を重畳させる構成としたものであり、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという作用を有する。   Furthermore, the isolated operation detecting means is configured to superimpose a disturbance on a predetermined phase of the current output from the grid interconnection inverter unit, and does not require a special circuit for detecting isolated operation, and is simpler. In addition, the isolated operation detection function can be realized with a cheaper configuration.

また、単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する無効電力に外乱を重畳させる構成としたものであり、単独運転を検出するための特別な回路を必要とせず、より簡単でかつより安価な構成にて単独運転検出機能を実現することができるという作用を有する。   In addition, the isolated operation detection means is configured to superimpose disturbance on the reactive power output from the grid interconnection inverter unit, does not require a special circuit for detecting isolated operation, is simpler and more It has the effect that the isolated operation detection function can be realized with an inexpensive configuration.

さらに、節電部は、単独運転検出手段により重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させる構成としたものであり、単独運転を検出するための外乱を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響を抑制することができるという作用を有する。   Furthermore, the power saving unit is configured to superimpose electric power that cancels the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means. Since the disturbance for detecting isolated operation is canceled by the power saving unit, there is an adverse effect on the load or the system. It has the effect | action that it can suppress.

また、節電部は、系統電流を監視して打ち消す電力を決定する構成としたものであり、単独運転を検出するための外乱の系統側への影響をより効果的に検出することができ、その悪影響分を節電部で打ち消すため、負荷あるいは系統に対しての悪影響をさらに効果的に抑制することができるという作用を有する。   In addition, the power saving unit is configured to determine the power to be canceled by monitoring the system current, and can more effectively detect the influence on the system side of the disturbance for detecting the isolated operation. Since the adverse effect is canceled out by the power saving unit, the adverse effect on the load or the system can be more effectively suppressed.

さらに、節電部は、直列変圧器とフルブリッジインバータによる構成としたものであり、節電部を系統あるいは負荷に対して並列接続するため、装置の異常故障時において、装置を系統側から切り離し、電力を直送することができるため、負荷への電源供給の安定性を向上することができるという作用を有する。   In addition, the power saving unit is composed of a series transformer and a full bridge inverter. In order to connect the power saving unit in parallel to the system or load, the device is disconnected from the system side in the event of an abnormal failure of the device. Therefore, the stability of power supply to the load can be improved.

また、節電部のフルブリッジインバータと、系統連系インバータ部に備えたフルブリッジインバータは、一つのアームを共用する構成としたものであり、構成の簡略化が図れるため、小型で低コストな装置で実現することができるという作用を有する。   In addition, the full-bridge inverter in the power-saving unit and the full-bridge inverter provided in the grid-connected inverter unit are configured to share one arm, and the configuration can be simplified, resulting in a compact and low-cost device. It has the effect that it can be realized.

さらに、指令変更手段の指令値は、所定の変化量を上下限値として備える構成としたものであり、指令変更により通常の系統電圧の変動範囲を超えることなく、健全な電圧範囲で単独運転の検出を行なうことができるという作用を有する。   Furthermore, the command value of the command change means is configured to have a predetermined change amount as an upper and lower limit value, so that it does not exceed the fluctuation range of the normal system voltage due to the command change and can be operated independently in a healthy voltage range. It has the effect | action that it can detect.

また、単独運転検出手段により重畳させる外乱から、節電部により補償する補償量を演算し、フィードフォワード制御を行なう構成としたものであり、装置から発生させる外乱に対しての補償応答性を向上させることで、配電設備への悪影響を未然に防止することができるという作用を有する。   In addition, a compensation amount to be compensated by the power saving unit is calculated from the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means, and feedforward control is performed. This improves the compensation responsiveness to the disturbance generated from the apparatus. Thus, it has an effect that an adverse effect on the power distribution equipment can be prevented.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device according to the first embodiment.

図に示すように、電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3と、負荷4への供給電力を低減する節電部5を有しており、系統連系インバータ部3に備えた単独運転検出手段3aが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5に備えた電力制御手段5aの電力指令を電力の需給バランスを崩すように変更する指令変更手段6を備えている。   As shown in the figure, the power supply device has a grid-connected inverter unit 3 that outputs generated power from a solar cell 1 as power generation means to a system power source 2 and a power saving unit 5 that reduces power supplied to a load 4. When the isolated operation detection means 3a provided in the grid interconnection inverter unit 3 determines that there is a possibility of a power failure, the power command of the power control means 5a provided in the power saving unit 5 is disrupted. The command changing means 6 for changing is provided.

次に、電力制御手段5aの基本的な動作について図1を参照しながら説明する。図に示すように、電力制御手段5aは系統電源2と直列に接続した直列変圧器5bと、直列変圧器5bに接続した節電インバータ5cと、節電インバータ5cの制御する節電制御部5dにより構成している。節電制御部5dは負荷4に供給される電圧を検出し、指令電圧と比較して直列変圧器5bに印加する電圧を制御する。その結果、直列変圧器5bの両端に誘起する電圧ベクトルと系統電源2の電圧ベクトルを合成した電圧とすることができるため、負荷4に供給される電圧は指令電圧に制御することができる。例えば系統電圧が105V、指令電圧を100V、直列変圧器5bの一次側、二次側の巻数比を1:10とすると節電インバータ5cの両端電圧は50Vとするように制御する。   Next, the basic operation of the power control means 5a will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the power control means 5a includes a series transformer 5b connected in series with the system power supply 2, a power saving inverter 5c connected to the series transformer 5b, and a power saving control unit 5d controlled by the power saving inverter 5c. ing. The power saving control unit 5d detects the voltage supplied to the load 4, and controls the voltage applied to the series transformer 5b in comparison with the command voltage. As a result, since the voltage vector induced at both ends of the series transformer 5b and the voltage vector of the system power supply 2 can be combined, the voltage supplied to the load 4 can be controlled to the command voltage. For example, assuming that the system voltage is 105V, the command voltage is 100V, and the primary / secondary turns ratio of the series transformer 5b is 1:10, the voltage across the power saving inverter 5c is controlled to 50V.

次に、単独運転検出手段3aについて説明する。単独運転検出手段3aは系統連系インバータ部3から出力する電流の周波数を低下させるように電流指令値に外乱を重畳する。例えば電源周波数に対して0.01Hz〜0.05Hzといった電源に悪影響を及ぼさない周波数の外乱を重畳する。その周波数の外乱を系統連系インバータ部3から出力する電流に歪みを与えることになる。単独運転状態すなわち停電した状態であれば、この歪みを与えたことにより、周波数は外乱を重畳した方向(例えば、0.01Hz低下することを示す)に変化することとなり、その微小な変化を単独運転すなわち停電が発生した可能性ありと判定する。   Next, the isolated operation detection means 3a will be described. The isolated operation detection means 3a superimposes a disturbance on the current command value so as to reduce the frequency of the current output from the grid interconnection inverter unit 3. For example, a disturbance having a frequency that does not adversely affect the power source, such as 0.01 Hz to 0.05 Hz, is superimposed on the power source frequency. The disturbance of the frequency gives distortion to the current output from the grid interconnection inverter unit 3. In the isolated operation state, i.e., the power failure state, applying this distortion causes the frequency to change in the direction in which the disturbance is superimposed (for example, a decrease of 0.01 Hz). It is determined that there is a possibility that an operation, that is, a power failure has occurred.

次に、単独運転検出手段3aが停電の可能性ありと判定した際の指令変更手段6の制御フローチャートについて図2に示す。図に示すように、単独運転検出手段3aから停電の可能性の有無の信号を入力する。停電の可能性ありと信号入力があると、指令変更手段6は電力制御手段5aの制御指令値、すなわち電圧設定値を例えば1V低下させる、すなわち節電を加速する方向に制御する。ここで、節電を加速する方向とは、節電電力を増加させることを意味し、例えば節電電力を50Wから100Wとすることを示す。但し、負荷4の電圧が95Vを下回らないように下限値をセットする。この時、負荷4に入力電圧に応じて消費電力量が変化する機器、すなわち内部回路で入力電圧に応じた制御を行なわない、抵抗成分を主とする負荷4aが存在すれば、電圧低下に応じて消費する有効電力は低下することとなる。この指令値変更により電力の需給はバランス状態であってもアンバランス状態へと遷移することとなる。指令変更手段6は電圧設定値を低下させた後、単独運転検出手段3aが停電であると判定したか否かを入力し、規定時間(例えば100ms)の間、停電ではないと判定した場合は電圧設定値を変更前の値へ復帰させる。規定時間内に停電であると判定した場合は電力制御手段5aに対して停止指令を送信する。   Next, FIG. 2 shows a control flowchart of the command changing means 6 when the isolated operation detecting means 3a determines that there is a possibility of a power failure. As shown in the figure, a signal indicating whether or not there is a possibility of a power failure is input from the isolated operation detection means 3a. When there is a possibility of a power failure and there is a signal input, the command changing means 6 controls the power control means 5a to reduce the control command value, that is, the voltage setting value, for example, by 1 V, that is, to accelerate power saving. Here, the direction of accelerating power saving means increasing the power saving power, and indicates that the power saving power is changed from 50 W to 100 W, for example. However, the lower limit is set so that the voltage of the load 4 does not fall below 95V. At this time, if the load 4 has a device whose power consumption changes according to the input voltage, that is, the internal circuit does not perform control according to the input voltage and has a load 4a mainly including a resistance component, the load 4 responds to the voltage drop. Therefore, the effective power consumed will decrease. Due to this command value change, the supply and demand of electric power will transition to an unbalanced state even in a balanced state. When the command changing means 6 decreases the voltage set value, it inputs whether or not the isolated operation detecting means 3a has determined that there is a power failure, and if it is determined that there is no power failure for a specified time (for example, 100 ms). Restore the voltage setting to the value before the change. If it is determined that a power failure has occurred within the specified time, a stop command is transmitted to the power control means 5a.

上記の構成により、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、系統連系インバータ部3の単独運転をより確実に検出することとなる。   With the above configuration, when it is determined that there is a possibility of a power failure, the power supply / demand is forcibly brought into an unbalanced state, and the isolated operation of the grid interconnection inverter unit 3 is more reliably detected.

以上のように、本実施の形態1によれば、電力の需給がバランスした単独運転を検出しにくい、あるいは検出速度が低下するような状態であっても、より高速かつ確実に検出することができる。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to detect more quickly and reliably even in a state where it is difficult to detect an isolated operation in which the supply and demand of electric power is balanced or the detection speed is reduced. it can.

なお、本実施の形態1において、節電を加速する方向に制御する際に電圧設定値を1V低下させるとしたが、システム容量に応じた低下幅であれば0.5Vといった変化幅を減少、あるいは2Vといった変化幅を増加させても作用効果に差異はない。   In the first embodiment, the voltage set value is reduced by 1 V when controlling power saving in the acceleration direction. However, if the reduction is in accordance with the system capacity, the change width is reduced by 0.5 V, or There is no difference in effect even when the change width of 2 V is increased.

また、電力制御手段5aは節電インバータ5cを備える構成としたが、直列変圧器5bのタップを複数有するものとし、そのタップを切り換えることで電圧設定値を下げる構成としても作用効果に差異はない。   Further, although the power control means 5a is configured to include the power saving inverter 5c, there is no difference in operational effect even if the voltage control value is decreased by switching the taps of the series transformer 5b.

(実施の形態2)
図3は、本実施の形態2における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a configuration diagram of the power supply device according to the second embodiment.

なお、実施の形態1と同一のものは同一記号を付し、詳細な説明は省略する。   In addition, the same thing as Embodiment 1 attaches | subjects the same symbol, and abbreviate | omits detailed description.

図に示すように、電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3Bと、負荷4への供給電力を低減する節電部5を有しており、系統連系インバータ部3Bに備えた単独運転検出手段3Baが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5に備えた電力制御手段5aの電力指令を変更する指令変更手段6Bを備えている。   As shown in the figure, the power supply device has a grid-connected inverter unit 3B that outputs the generated power from the solar cell 1 as power generation means to the system power source 2, and a power saving unit 5 that reduces the power supplied to the load 4. The command change means 6B for changing the power command of the power control means 5a provided in the power saving section 5 when the isolated operation detection means 3Ba provided in the grid interconnection inverter section 3B determines that there is a possibility of power failure. It has.

次に、単独運転検出手段3Baについて説明する。単独運転検出手段3Baは系統連系インバータ部3Bから出力する電流の所定の位相に外乱を重畳する。例えばゼロクロス点に電源に悪影響を及ぼさない周波数の外乱を重畳する。そのゼロクロス点に重畳する周波数の外乱を系統連系インバータ部3Bから出力する電流に歪みを与えることになる。   Next, the independent operation detection means 3Ba will be described. The isolated operation detecting means 3Ba superimposes a disturbance on a predetermined phase of the current output from the grid interconnection inverter unit 3B. For example, a disturbance having a frequency that does not adversely affect the power supply is superimposed on the zero cross point. The disturbance of the frequency superimposed on the zero cross point will distort the current output from the grid interconnection inverter unit 3B.

次に、単独運転検出手段3Baが停電の可能性ありと判定した際の指令変更手段6Bの制御フローチャートについて図4に示す。図に示すように、単独運転検出手段3Baから停電の可能性の有無の信号を入力する。停電の可能性ありと信号入力があると、指令変更手段6Bは電力制御手段5aの制御指令値、すなわち電圧設定値を例えば1V上昇させる、すなわち節電を中止する方向に制御する。ここで、節電を中止する方向とは、節電電力を減少させることを意味し、例えば節電電力を100Wから50Wとすることを示す。但し、負荷4の電圧が107Vを上回らないように上限値をセットする。この時、負荷4に入力電圧に応じて消費電力量が変化する機器、すなわち内部回路で入力電圧に応じた制御を行なわない、抵抗成分を主とする負荷4aが存在すれば、電圧上昇に応じて消費する有効電力は上昇することとなる。この指令値変更により電力の需給はバランス状態であってもアンバランス状態へと遷移することとなる。指令変更手段6Bは電圧設定値を上昇させた後、単独運転検出手段3Baが停電であると判定したか否かを入力し、規定時間(例えば100ms)の間、停電ではないと判定した場合は電圧設定値を変更前の値へ復帰させる。規定時間内に停電であると判定した場合は電力制御手段5aに対して停止指令を送信する。   Next, FIG. 4 shows a control flowchart of the command changing means 6B when the isolated operation detecting means 3Ba determines that there is a possibility of power failure. As shown in the figure, a signal indicating the possibility of a power failure is input from the isolated operation detection means 3Ba. When there is a possibility of a power failure and there is a signal input, the command changing means 6B increases the control command value of the power control means 5a, that is, the voltage set value, for example, by 1V, that is, controls the direction to stop power saving. Here, the direction of stopping power saving means to reduce power saving power, and for example, indicates that the power saving power is changed from 100 W to 50 W. However, the upper limit value is set so that the voltage of the load 4 does not exceed 107V. At this time, if the load 4 has a device whose power consumption changes according to the input voltage, that is, the internal circuit does not perform the control according to the input voltage and the load 4a mainly including a resistance component, the load 4 responds to the voltage rise. As a result, the effective power consumed increases. Due to this command value change, the supply and demand of electric power will transition to an unbalanced state even in a balanced state. When the command changing means 6B increases the voltage set value, it inputs whether or not the isolated operation detecting means 3Ba has determined that there is a power failure, and if it is determined that there is no power failure for a specified time (for example, 100 ms) Restore the voltage setting to the value before the change. If it is determined that a power failure has occurred within the specified time, a stop command is transmitted to the power control means 5a.

上記の構成により、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、系統連系インバータ部3Bの単独運転をより確実に検出することとなる。   With the above configuration, when it is determined that there is a possibility of a power failure, the power supply and demand is forcibly brought into an unbalanced state, and the isolated operation of the grid interconnection inverter unit 3B is more reliably detected.

以上のように、本実施の形態2によれば、電力の需給がバランスした単独運転を検出しにくい、あるいは検出速度が低下するような状態であっても、より高速かつ確実に検出することができる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to detect more quickly and reliably even in a state where it is difficult to detect an isolated operation in which the supply and demand of electric power is balanced or the detection speed is reduced. it can.

なお、本実施の形態2において、節電を中止する方向に制御する際に電圧設定値を1V上昇させるとしたが、システム容量に応じた上昇幅であれば0.5Vといった変化幅を減少、あるいは2Vといった変化幅を増加させても作用効果に差異はない。   In the second embodiment, the voltage set value is increased by 1 V when controlling in the direction of stopping power saving. However, if the increase is in accordance with the system capacity, the change width is reduced by 0.5 V, or There is no difference in effect even when the change width of 2 V is increased.

また、電力制御手段5aは節電インバータ5cを備える構成としたが、直列変圧器5bのタップを複数有するものとし、そのタップを切り換えることで電圧設定値を上げる構成としても作用効果に差異はない。   Moreover, although the power control means 5a is configured to include the power saving inverter 5c, there is no difference in operation and effect even if the voltage control value is increased by switching a plurality of taps of the series transformer 5b.

(実施の形態3)
図5は、本実施の形態3における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a configuration diagram of the power supply device according to the third embodiment.

なお、実施の形態1あるいは実施の形態2と同一のものは同一記号を付し、詳細な説明は省略する。   In addition, the same thing as Embodiment 1 or Embodiment 2 attaches | subjects the same symbol, and abbreviate | omits detailed description.

図に示すように、電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3Cと、負荷4への供給電力を低減する節電部5を有しており、系統連系インバータ部3Cに備えた単独運転検出手段3Caが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5に備えた電力制御手段5aの電力指令を変更する指令変更手段6Bを備えている。   As shown in the figure, the power supply device has a grid-connected inverter unit 3C that outputs the generated power from the solar cell 1 as a power generation means to the system power source 2, and a power saving unit 5 that reduces the power supplied to the load 4. The command change means 6B for changing the power command of the power control means 5a provided in the power saving section 5 when the isolated operation detection means 3Ca provided in the grid interconnection inverter section 3C determines that there is a possibility of power failure. It has.

次に、単独運転検出手段3Caについて説明する。単独運転検出手段3Caは系統連系インバータ部3Cから出力する電流に所定の無効電力を重畳する。所定の無効電力とは例えば力率が0.85を下回らない範囲の無効電力とする。   Next, the independent operation detection means 3Ca will be described. The isolated operation detection means 3Ca superimposes predetermined reactive power on the current output from the grid interconnection inverter unit 3C. The predetermined reactive power is, for example, reactive power in a range where the power factor does not fall below 0.85.

上記の構成により、停電の可能性があると判定した際に、電力需給を強制的にアンバランス状態とし、系統連系インバータ部3Cの単独運転をより確実に検出することとなる。   With the above configuration, when it is determined that there is a possibility of a power failure, the power supply / demand is forcibly brought into an unbalanced state, and the isolated operation of the grid-connected inverter unit 3C is more reliably detected.

以上のように、本実施の形態3によれば、電力の需給がバランスした単独運転を検出しにくい、あるいは検出速度が低下するような状態であっても、より高速かつ確実に検出することができる。   As described above, according to the third embodiment, it is possible to detect more rapidly and reliably even in a state where it is difficult to detect an isolated operation in which the supply and demand of electric power is balanced or the detection speed is reduced. it can.

(実施の形態4)
図6は、本実施の形態4における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a configuration diagram of the power supply device according to the fourth embodiment.

なお、実施の形態1〜3と同一のものは同一記号を付し、詳細な説明は省略する。   In addition, the same thing as Embodiment 1-3 is attached | subjected the same symbol, and detailed description is abbreviate | omitted.

図に示すように、電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3と、負荷4への供給電力を低減すると同時に単独運転検出手段3aにより重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させる節電部5Bを有しており、系統連系インバータ部3に備えた単独運転検出手段3aが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5Bに備えた電力制御手段5Baの電力指令を変更する指令変更手段6を備えている。   As shown in the figure, the power supply device is a grid-connected inverter unit 3 that outputs the generated power from a solar cell 1 as a power generation means to the system power supply 2 and the isolated operation detection means 3a while simultaneously reducing the power supplied to the load 4. If the isolated operation detecting means 3a provided in the grid interconnection inverter unit 3 determines that there is a possibility of a power failure, the power saving unit 5B Command change means 6 for changing the power command of the provided power control means 5Ba is provided.

次に、節電部5Bの制御フローチャートについて図7を参照しながら説明する。図に示すように、節電部5Bは系統連系インバータ部3から重畳した外乱量を受信する。受信した外乱量が節電部5Bで補償でき得る外乱量か否かを判定し、上限を超えていれば補償量は上限値をセットする。この節電部5Bにより補償する補償量を演算、上限値でリミットしてフィードフォワード制御により補償量を決定する。さらに、その補償量は電力制御手段5Baに出力する。さらに節電部5Bは補償量を単独運転検出手段3aに出力し、単独運転検出手段3aは出力した外乱量と補償量から単独運転を検出する。   Next, a control flowchart of the power saving unit 5B will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the power saving unit 5B receives the disturbance amount superimposed from the grid interconnection inverter unit 3. It is determined whether or not the received disturbance amount is a disturbance amount that can be compensated by the power saving unit 5B. If the amount exceeds the upper limit, the upper limit value is set as the compensation amount. The compensation amount to be compensated by the power saving unit 5B is calculated, limited by the upper limit value, and the compensation amount is determined by feedforward control. Further, the compensation amount is output to the power control means 5Ba. Further, the power saving unit 5B outputs the compensation amount to the isolated operation detecting means 3a, and the isolated operation detecting means 3a detects the isolated operation from the output disturbance amount and compensation amount.

上記の構成により、節電部5Bは単独運転検出手段3aにより重畳した外乱を打ち消すこととなる。   With the above configuration, the power saving unit 5B cancels the disturbance superimposed by the single operation detection means 3a.

以上のように、本実施の形態4によれば、単独運転を高速かつ確実に検出できると共に、より迅速な応答速度で負荷あるいは系統に対しての悪影響を抑制が可能となる。   As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to reliably detect a single operation at high speed and to suppress an adverse effect on the load or the system with a quicker response speed.

(実施の形態5)
図8は、本実施の形態5における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 5)
FIG. 8 is a configuration diagram of the power supply device according to the fifth embodiment.

なお、実施の形態1〜4と同一のものは同一記号を付し、詳細な説明は省略する。   In addition, the same thing as Embodiment 1-4 is attached | subjected the same symbol, and detailed description is abbreviate | omitted.

図に示すように、電源装置は発電手段としての太陽電池1からの発電電力を系統電源2に出力する系統連系インバータ部3と、負荷4への供給電力を低減すると同時に系統電流を監視して単独運転検出手段3aにより重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させる節電部5Cを有しており、系統連系インバータ部3に備えた単独運転検出手段3aが停電の可能性があると判定した場合に、節電部5Cに備えた電力制御手段5Caの電力指令を変更する指令変更手段6を備えている。   As shown in the figure, the power supply device monitors the grid current at the same time as reducing the power supplied to the grid-connected inverter unit 3 that outputs the generated power from the solar cell 1 as the power generation means to the grid power supply 2 and the load 4. The power saving unit 5C that superimposes the electric power to cancel the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means 3a, and the isolated operation detecting means 3a provided in the grid interconnection inverter unit 3 determines that there is a possibility of power failure In addition, a command changing means 6 for changing the power command of the power control means 5Ca provided in the power saving unit 5C is provided.

次に、節電部5Cの制御フローチャートについて図9を参照しながら説明する。図に示すように、節電部5Cは系統電流の瞬時検出値から系統電流実効値を演算する。演算した系統電流実効値から単独運転検出手段3aの重畳することが可能な外乱量を演算する。演算した外乱量が節電部5Cで補償でき得る外乱量か否かを判定し、上限を超えていれば補償量は上限値にセットする。補償範囲であれば、その補償量を電力制御手段5Caに出力する。さらに節電部5Cは補償量を単独運転検出手段3aに出力し、単独運転検出手段3aは出力した外乱量と補償量から単独運転を検出する。   Next, a control flowchart of the power saving unit 5C will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the power saving unit 5C calculates the grid current effective value from the instantaneous detection value of the grid current. A disturbance amount that can be superimposed by the isolated operation detecting means 3a is calculated from the calculated system current effective value. It is determined whether or not the calculated disturbance amount is a disturbance amount that can be compensated by the power saving unit 5C, and if the upper limit is exceeded, the compensation amount is set to the upper limit value. If it is within the compensation range, the compensation amount is output to the power control means 5Ca. Further, the power saving unit 5C outputs the compensation amount to the isolated operation detection means 3a, and the isolated operation detection means 3a detects the isolated operation from the output disturbance amount and compensation amount.

上記の構成により、節電部5Cは単独運転検出手段3aにより重畳した外乱を打ち消すこととなる。   With the above configuration, the power saving unit 5C cancels the disturbance superimposed by the single operation detection means 3a.

以上のように、本実施の形態5によれば、単独運転を高速かつ確実に検出できると共に、負荷あるいは系統に対しての悪影響を抑制することとなる。   As described above, according to the fifth embodiment, it is possible to reliably detect a single operation at high speed and to suppress adverse effects on the load or the system.

系統電源の電圧変動を抑制すると同時に、系統電源が遮断されたことをより高速に検知して系統電源から解列できることより、系統側との調和を図りつつ発電システムを集中設置する必要のある用途にも適用できる。   Applications that require centralized installation of power generation systems while maintaining harmony with the system side, because voltage fluctuations of the system power supply can be suppressed, and the system power supply can be detected at a higher speed and disconnected from the system power supply. It can also be applied to.

本発明の実施例1の電源装置の構成図1 is a configuration diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present invention. 同指令変更手段6の制御フローチャートControl flow chart of the command changing means 6 本発明の実施例2の電源装置の構成図Configuration diagram of a power supply device according to a second embodiment of the present invention 同指令変更手段6Bの制御フローチャートControl flow chart of the command changing means 6B 本発明の実施例3の電源装置の構成図Configuration diagram of power supply device according to Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例4の電源装置の構成図Configuration diagram of a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention 同節電部5Bの制御フローチャートControl flowchart of power saving unit 5B 本発明の実施例5の電源装置の構成図Configuration diagram of a power supply device according to a fifth embodiment of the present invention 同節電部5Cの制御フローチャートControl flowchart of power saving unit 5C 従来の特許文献1の単独運転検出方法に関する説明図Explanatory drawing about the independent operation detection method of the conventional patent document 1 従来の特許文献2の単独運転検出方法に関する説明図Explanatory drawing about the independent operation detection method of the conventional patent document 2

符号の説明Explanation of symbols

1 太陽電池
2 系統電源
3、3B、3C 系統連系インバータ部
3a、3Ba、3Ca 単独運転検出手段
4、4a 負荷
5、5B、5C 節電部
5a、5Ba、5Ca 電力制御手段
5b 直列変圧器
5c 節電インバータ
5d 節電制御部
6、6B 指令変更手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 System power supply 3, 3B, 3C System interconnection inverter part 3a, 3Ba, 3Ca Single operation detection means 4, 4a Load 5, 5B, 5C Power saving part 5a, 5Ba, 5Ca Power control means 5b Series transformer 5c Power saving Inverter 5d Power saving control unit 6, 6B Command changing means

Claims (12)

発電手段からの発電電力を系統電源に出力する系統連系インバータ部と、負荷への供給電力を低減する節電部とを有する電源装置であって、前記系統連系インバータ部に備えた単独運転検出手段が停電の可能性があると判定した場合に前記節電部に備えた電力制御手段の電力指令を変更する指令変更手段を有したことを特徴とする電源装置。 A power supply device having a grid-connected inverter unit that outputs generated power from a power generation means to a grid power source and a power-saving unit that reduces power supplied to a load, the islanding operation detection provided in the grid-connected inverter unit A power supply apparatus comprising: a command changing unit that changes a power command of a power control unit provided in the power saving unit when it is determined that there is a possibility of a power failure. 指令変更手段は、節電を中止する方向に制御することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 1, wherein the command changing unit performs control in a direction to stop power saving. 指令変更手段は、節電を加速する方向に制御することを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 1, wherein the command changing unit controls power saving in a direction to accelerate. 単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の周波数に外乱を重畳させることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1, wherein the isolated operation detecting means superimposes a disturbance on the frequency of the current output from the grid interconnection inverter unit. 単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する電流の所定の位相に外乱を重畳させることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 1, wherein the isolated operation detecting means superimposes a disturbance on a predetermined phase of the current output from the grid interconnection inverter unit. 単独運転検出手段は、系統連系インバータ部から出力する無効電力に外乱を重畳させることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the isolated operation detection means superimposes a disturbance on the reactive power output from the grid interconnection inverter unit. 節電部は、単独運転検出手段により重畳した外乱を打ち消す電力を重畳させたことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the power saving unit superimposes electric power that cancels the disturbance superimposed by the isolated operation detecting means. 節電部は、系統電流を監視して打ち消す電力を決定することを特徴とする請求項7記載の電源装置。 The power saving device according to claim 7, wherein the power saving unit determines the power to be canceled by monitoring the system current. 節電部は、直列変圧器とフルブリッジインバータで構成したことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 2. The power supply device according to claim 1, wherein the power saving unit is constituted by a series transformer and a full bridge inverter. 節電部のフルブリッジインバータと、系統連系インバータ部に備えたフルブリッジインバータは、一つのアームを共用したことを特徴とする請求項9記載の電源装置。 The power supply device according to claim 9, wherein the full bridge inverter of the power saving unit and the full bridge inverter provided in the grid interconnection inverter unit share one arm. 指令変更手段にて決定される指令値は、所定の変化量を上下限値とすることを特徴とする請求項1記載の電源装置。 2. The power supply apparatus according to claim 1, wherein the command value determined by the command changing means uses a predetermined change amount as an upper and lower limit value. 単独運転検出手段により重畳させる外乱から、節電部により補償する補償量を演算し、フィードフォワード制御を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 The power supply apparatus according to claim 1, wherein a feed-forward control is performed by calculating a compensation amount to be compensated by the power saving unit from a disturbance superimposed by the isolated operation detecting means.
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