JP2015042101A - Power conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外部モニタ装置の通信インターフェースユニットや給湯器などの外部機器と電源線を介して接続するための電源入出力部を備えるパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to a power conditioner including a power input / output unit for connecting to an external device such as a communication interface unit or a water heater of an external monitor device via a power line.
従来より、本願出願人は、外部の表示装置に対して電源を供給しつつ通信信号を電源重畳方式で送受信する通信回路を備えた太陽光発電用パワーコンディショナの開発を行っており、例えば下記の特許文献1に開示している。
Conventionally, the applicant of the present application has developed a photovoltaic power conditioner including a communication circuit that transmits and receives a communication signal in a power superimposition method while supplying power to an external display device.
この従来のパワーコンディショナは、太陽光パネルから供給される直流電力を昇圧するコンバータと、該コンバータで昇圧された直流電力を系統に連系可能な交流電力に変換するインバータと、該インバータから出力される交流電力を系統に系統連系させるための系統連系リレーと、上記コンバータとインバータとの間に介在してこれらを接続するDCリンク部と、系統からの受電電力や家庭内消費電力などを計測する電力計測部と、外部の表示装置との通信を行う通信部と、パワーコンディショナの各部を制御する制御部と、上記電力計測部、通信部および制御部の電源となる電源回路とを主要部として備えている。 This conventional power conditioner includes a converter that boosts DC power supplied from a solar panel, an inverter that converts DC power boosted by the converter into AC power that can be connected to a system, and an output from the inverter Grid connection relay for connecting the AC power to the grid to the grid, the DC link unit that is interposed between the converter and the inverter and connects them, the received power from the grid, the household power consumption, etc. A power measurement unit that measures power, a communication unit that communicates with an external display device, a control unit that controls each part of the power conditioner, and a power supply circuit that is a power source of the power measurement unit, the communication unit, and the control unit As the main part.
上記電源回路は、電力計測部、通信部および制御部に動作電力を供給する電源装置であって、この電源回路は太陽光パネルおよび系統の双方から電力供給が受けられるようになっている。 The power supply circuit is a power supply device that supplies operating power to the power measurement unit, the communication unit, and the control unit, and the power supply circuit can be supplied with power from both the solar panel and the system.
上記通信部は、外部の表示装置と同軸ケーブルなどの2芯通信線(電源線)を介して有線通信を行う通信回路により構成されており、この通信回路は、電源回路から供給される電力を利用して表示装置に対して電源を供給しつつ通信信号を電源重畳方式により送受信するように構成されている(特許文献1の図1参照)。そして、電力計測部で計測された受電電力や家庭内消費電力などの情報を表示装置に送信して表示するように構成されている。また、特許文献1の図2に示されるように、表示装置(リモコン)は、給湯器とも2芯通信線で接続可能とされ、給湯器から送信される給湯器用の各種情報を受信して表示することができるようになっている。
The communication unit includes a communication circuit that performs wired communication with an external display device via a two-core communication line (power line) such as a coaxial cable. The communication circuit receives power supplied from the power circuit. A communication signal is transmitted and received by a power supply superposition method while supplying power to the display device by using the power supply (see FIG. 1 of Patent Document 1). And it is comprised so that information, such as received electric power measured by the electric power measurement part and household power consumption, may be transmitted to a display apparatus and displayed. Further, as shown in FIG. 2 of
一方、本願出願人が製造販売する給湯器は、下記の特許文献2にも開示しているように、リモコンなどの外部機器とは、電源線と通信線とを兼ねた電源重畳方式の2芯通信線にて接続するように構成されており、この2芯通信線を介して給湯器にパワーコンディショナを接続した場合には、パワーコンディショナへも給湯器から電源供給されるようになる。
On the other hand, the hot water heater manufactured and sold by the applicant of the present application is, as disclosed in
上記特許文献1の図2に示すように給湯器とパワーコンディショナとを電源重畳方式の2芯通信線で接続したとき、給湯器側の電源供給とパワーコンディショナ側の電源供給のそれぞれの極性が逆となるように接続してしまうと、電源回路その他の回路に過大な電気負荷が生じて、電源回路を構成する電解コンデンサなどの回路部品が破損してしまう虞がある。一方、表示装置をパワーコンディショナにのみ接続する場合には、パワーコンディショナから表示装置に電源供給されるように構成しておく必要がある。
As shown in FIG. 2 of the above-mentioned
したがって、給湯器及びパワーコンディショナのいずれかにおいて回路構成上の対策が必要となるが、給湯器は汎用品として量産されており、太陽光発電システム用の給湯器を別途製造販売すると大幅なコスト増となってしまうという問題があるとともに、既に家庭に設置されている給湯器をそのまま用いて太陽光発電システムと接続させたいという要望もある。 Therefore, it is necessary to take measures on the circuit configuration of either the water heater or the power conditioner. However, the water heater is mass-produced as a general-purpose product, and if a water heater for a solar power generation system is manufactured and sold separately, a significant cost is required. There is a problem of increasing the power consumption, and there is also a demand to connect a solar power generation system using a water heater already installed in the home as it is.
そこで、本発明は、外部表示装置などの外部機器に電源供給するための電源入出力部を備えるパワーコンディショナにおいて、電源入出力部を給湯器などの電源供給を行う外部機器に接続する場合には、パワーコンディショナの電源回路から電源入出力部への電源供給を切ることができるようにする一方、表示装置などのパワーコンディショナからの電源供給を受けて動作する外部機器を接続する場合には、電源回路から電源入出力部への電源供給を行うことができるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention provides a power conditioner having a power input / output unit for supplying power to an external device such as an external display device, when the power input / output unit is connected to an external device that supplies power such as a water heater. This enables the power supply from the power conditioner power circuit to the power input / output unit to be cut off, while connecting external equipment that operates with power supply from the power conditioner such as a display device. An object of the present invention is to enable power supply from the power supply circuit to the power input / output unit.
上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
すなわち、本発明は、発電部が出力する発電電力を電力系統に連係する交流電力に変換するパワーコンディショナにおいて、制御部と、制御部に電源供給するための電源回路と、外部機器が接続される電源入出力部と、該電源入出力部を介して前記外部機器へ前記電源回路から電源供給する状態と電源供給しない状態のいずれかに前記制御部により切替制御される切替手段とを備えることを特徴とするものである(請求項1)。 That is, according to the present invention, in a power conditioner that converts generated power output from a power generation unit into AC power linked to a power system, a control unit, a power supply circuit for supplying power to the control unit, and an external device are connected. A power input / output unit, and switching means that is controlled to be switched by the control unit to either a state in which power is supplied from the power circuit to the external device via the power input / output unit or a state in which no power is supplied. (Claim 1).
かかる本発明のパワーコンディショナによれば、電源入出力部を介して外部機器へ電源回路から電源供給する状態と電源供給しない状態のいずれかに制御部により切替制御される切替手段を設けたので、外部機器として外部モニター装置を電源入出力部に有線接続したり、無線式の可搬型モニター装置と無線通信する無線インターフェースユニットを外部機器として電源入出力部に有線接続する場合など、外部機器がパワーコンディショナからの電源供給により動作するものである場合には、電源回路から外部機器へ電源供給する状態に切替手段を切替制御するように制御部を構成することができる。一方、外部に電源供給する給湯器などを電源入出力部に接続する場合には、電源回路から外部機器へ電源供給しない状態に切替手段を切替制御するように制御部を構成することができる。したがって、制御部を適切に設計することによって、給湯器などの外部機器からの電源供給と、パワーコンディショナの電源回路からの電源供給とが同時に行われることによる回路部品の破損等を防止できる。 According to the power conditioner of the present invention, the switching unit that is controlled to be switched by the control unit between the state in which power is supplied from the power circuit to the external device via the power input / output unit and the state in which no power is supplied is provided. If the external device is wired to the power input / output unit as an external device, or the wireless interface unit that communicates wirelessly with the wireless portable monitor device is wired to the power input / output unit as an external device, etc. In the case of operating by power supply from the power conditioner, the control unit can be configured to switch and control the switching means to supply power from the power supply circuit to the external device. On the other hand, when a hot water supply device that supplies power to the outside is connected to the power input / output unit, the control unit can be configured to switch and control the switching unit so that power is not supplied from the power supply circuit to the external device. Therefore, by appropriately designing the control unit, it is possible to prevent damage to circuit components due to simultaneous power supply from an external device such as a water heater and power supply from the power circuit of the power conditioner.
なお、上記のような制御部の構成としては、外部機器への電源供給を行うか否かを設定する設定手段、例えばディップスイッチやマイコンによるソフトウェアスイッチなど、を設けて、該設定手段の設定内容に基づいて切替手段を切替制御するような構成とすることができる。また、切替手段は、電源回路と電源入出力部との間の電源供給ラインに設けたリレーや、電源回路に組み込まれたパワートランジスタなどのスイッチング素子などとすることができる。 As the configuration of the control unit as described above, setting means for setting whether to supply power to an external device, such as a dip switch or a software switch by a microcomputer, is provided, and the setting contents of the setting means The switching means can be controlled to be switched based on the above. The switching means may be a relay provided in a power supply line between the power supply circuit and the power supply input / output unit, a switching element such as a power transistor incorporated in the power supply circuit, or the like.
上記本発明のパワーコンディショナにおいて、前記電源入出力部に接続された通信部をさらに備え、該通信部は、前記電源入出力部を介する前記電源回路若しくは前記外部機器からの電源供給により動作し且つ外部機器との間で通信信号を電源重畳方式で前記電源入出力部を介して送受信するように構成され、前記制御部は、外部機器に電源供給しない状態から電源供給する状態への前記切替手段の切替制御を、外部機器から前記電源入出力部を介して前記通信部に電源供給されていないときにのみ行うように構成されているものとすることができる(請求項2)。これによれば、電源回路から通信部への電源供給ラインが、切替手段を外部機器に電源供給しない状態に切替えているときに切断されるため、外部機器からも通信部に電源供給されなければ、制御部は電源供給されて起動されるが通信部には電源供給されない状態を生じさせることができる。そして、外部機器から通信部に電源供給されていないときにのみ外部機器に電源供給しない状態から電源供給する状態への切替手段の切替制御を行うことにより、外部機器と電源回路の双方から電源供給されることを回避して、回路部品の破損等が生じることを防止できる。なお、通信部は、制御部からの通信指令信号に基づいて外部機器との間で通信信号を送受信するものとすることができる。 The power conditioner of the present invention further includes a communication unit connected to the power input / output unit, and the communication unit operates by power supply from the power circuit or the external device via the power input / output unit. The communication unit is configured to transmit / receive a communication signal to / from an external device via the power input / output unit in a power superposition method, and the control unit switches the state from not supplying power to the external device to supplying power. The switching control of the means can be performed only when power is not supplied to the communication unit from the external device via the power input / output unit (claim 2). According to this, since the power supply line from the power supply circuit to the communication unit is disconnected when the switching unit is switched to a state in which the power is not supplied to the external device, power is not supplied from the external device to the communication unit. The control unit can be activated by being supplied with power, but can not be supplied with power to the communication unit. Power is supplied from both the external device and the power circuit by controlling the switching of the power supply from the state in which the external device is not supplied with power only when the power is not supplied to the communication unit from the external device. It is possible to prevent the circuit component from being damaged and the like. In addition, a communication part shall transmit / receive a communication signal between external apparatuses based on the communication command signal from a control part.
さらに、前記通信部は、該通信部に電源供給されているか否かを示す判定信号を前記制御部へ出力するように構成され、前記制御部は、外部機器への電源供給を行うか否かを設定する設定手段(ディップスイッチなど)を備え、さらに、前記制御部は、前記設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされ、且つ、前記電源回路から前記通信部へ電源供給しない状態で前記判定信号が電源供給されていないことを示している場合にのみ、前記電源回路から外部機器へ電源供給しない状態から電源供給する状態への前記切替手段の切替制御を実行するように構成されているものとすることができる(請求項3)。これによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行わない設定となされているときに電源回路から外部機器へ電源供給する状態へ切替制御されることを防止できるとともに、設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされているにもかかわらず外部機器からの電源供給があることを検知しているときも電源回路から外部機器へ電源供給する状態へ切替制御されることを防止でき、設定手段の設定内容と実際の外部機器からの電源供給状態とに基づいて切替手段を適切に切替制御することができる。 Further, the communication unit is configured to output a determination signal indicating whether or not power is supplied to the communication unit to the control unit, and whether or not the control unit supplies power to an external device. Setting means (such as a dip switch) is set, and the control unit is set so that the setting unit supplies power to an external device, and power is not supplied from the power supply circuit to the communication unit. Only when the determination signal indicates that power is not supplied, the switching unit is configured to perform switching control from a state in which power is not supplied from the power circuit to an external device to a state in which power is supplied. (Claim 3). According to this, when the setting means is set not to supply power to the external device, it can be prevented from being switched from the power supply circuit to the state of supplying power to the external device, and the setting means can be connected to the external device. Even when the power supply from the external device is detected even though it is set to supply power, it can be prevented from being switched from the power supply circuit to the state of supplying power to the external device. The switching means can be appropriately switched based on the setting contents of the means and the actual power supply state from the external device.
また、前記電源回路から外部機器へ電源供給しない状態から電源供給する状態への前記切替手段の切替制御は、前記電源回路から前記通信部へ電源供給しない状態で前記判定信号が電源供給されていないことを所定時間にわたって継続して示している場合にのみ実行されるものとすることができる(請求項4)。これによれば、外部機器がパワーコンディショナに電源供給するものであるが、外部機器の起動や電源供給開始に遅延が生じる場合や、外部機器から電源供給されているにもかかわらずノイズ等によって一時的に上記判定信号が電源供給されていないことを示してしまう場合などに、不慮に切替手段が外部機器に電源供給する状態に切替制御されてしまうことを確実に防止できる。 In addition, in the switching control of the switching unit from a state in which power is not supplied from the power circuit to an external device to a state in which power is supplied, the determination signal is not supplied with power without being supplied from the power circuit to the communication unit. It can be executed only when this is continuously indicated for a predetermined time (claim 4). According to this, the external device supplies power to the inverter, but there may be a delay in starting the external device or starting the power supply or due to noise or the like even though power is being supplied from the external device. When the determination signal temporarily indicates that the power is not supplied, it is possible to reliably prevent the switching unit from being inadvertently switched to a state in which power is supplied to the external device.
また、前記設定手段が外部機器へ電源供給を行わない設定となされているとき、前記判定信号が電源供給されていないことを所定時間にわたって継続して示すと所定のエラー報知を行うように前記制御部が構成されているものとすることができる(請求項5)。これによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行わない設定となされているときには、正しく外部機器との配線等がなされていれば判定信号が電源供給されていることを示すはずであり、判定信号が電源供給されていないことを示すのは、設定手段の設定の誤り、若しくは、外部機器との配線不良や外部機器の電源断などが考えられるため、エラー報知を行うことによって正しい設定や配線等の作業を行うことを作業者に促すことができる。 In addition, when the setting unit is set not to supply power to an external device, the control is performed so that a predetermined error notification is performed when the determination signal continuously indicates that power is not supplied for a predetermined time. The portion may be configured (claim 5). According to this, when the setting means is set to not supply power to the external device, it should indicate that the determination signal is supplied with power if the wiring with the external device is correctly performed, The judgment signal is not supplied with power because the setting means setting error, wiring failure with the external device, power failure of the external device, etc. can be considered. The operator can be encouraged to perform work such as wiring.
また、前記設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされているとき、前記電源回路から前記通信部へ電源供給しない状態で前記判定信号が電源供給されていることを示すと所定のエラー報知を行うように前記制御部が構成されているものとすることができる(請求項6)。これによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされているときには、正しく外部機器との配線等がなされていれば判定信号が電源供給されていないことを示すはずであり、判定信号が電源供給されていることを示すのは、外部機器がパワーコンディショナに電源供給しているためであるので、エラー報知を行うことによって正しい設定や配線等の作業を行うことを作業者に促すことができる。 Further, when the setting means is set to supply power to an external device, a predetermined error notification is given if the determination signal indicates that the power is not supplied from the power circuit to the communication unit. It is assumed that the control unit is configured to perform (Claim 6). According to this, when the setting means is set to supply power to the external device, it should indicate that the determination signal is not supplied if the wiring with the external device is correctly performed. The signal indicates that power is being supplied because the external device is supplying power to the inverter, so it is possible to notify the operator that correct settings and wiring work should be performed by notifying the error. Can be urged.
また、前記制御部は、起動時に所定の起動処理を行った後に通常制御動作を行うように構成され、前記切替手段の切替制御は、前記起動処理中にのみ実行され前記通常制御動作中は実行されないものとすることができる(請求項7)。これによれば、起動処理中に切替手段をいずれの状態に切替えるべきかを判定して適切な状態に切替制御することができるとともに、制御構成の簡素化を図ることができる。 In addition, the control unit is configured to perform a normal control operation after performing a predetermined startup process at the time of startup, and the switching control of the switching unit is executed only during the startup process and executed during the normal control operation. (Claim 7). According to this, it is possible to determine in which state the switching means should be switched during the start-up process, and to perform switching control to an appropriate state, and it is possible to simplify the control configuration.
以上説明したように、本発明の請求項1に係るパワーコンディショナによれば、電源入出力部を介して外部機器へ電源回路から電源供給する状態と電源供給しない状態のいずれかに制御部により切替制御される切替手段を設けたので、外部機器として外部モニター装置を電源入出力部に有線接続したり、無線式の可搬型モニター装置と無線通信する無線インターフェースユニットを外部機器として電源入出力部に有線接続する場合など、外部機器がパワーコンディショナからの電源供給により動作するものである場合には、電源回路から外部機器へ電源供給する状態に切替手段を切替制御するように制御部を構成することができる。一方、外部に電源供給する給湯器などを電源入出力部に接続する場合には、電源回路から外部機器へ電源供給しない状態に切替手段を切替制御するように制御部を構成することができる。したがって、制御部を適切に設計することによって、給湯器などの外部機器からの電源供給と、パワーコンディショナの電源回路からの電源供給とが同時に行われることによる回路部品の破損等を防止できる。 As described above, according to the power conditioner of the first aspect of the present invention, the control unit can be set to either a state in which power is supplied from the power supply circuit to the external device via the power input / output unit or a state in which no power is supplied. Since the switching means for switching control is provided, the external monitor device as an external device is wired to the power input / output unit, or the wireless interface unit that communicates wirelessly with the wireless portable monitor device is used as the external device. If the external device is operated by power supply from the power conditioner, such as when connected to a cable, the control unit is configured to switch the switching means to supply power from the power circuit to the external device. can do. On the other hand, when a hot water supply device that supplies power to the outside is connected to the power input / output unit, the control unit can be configured to switch and control the switching unit so that power is not supplied from the power supply circuit to the external device. Therefore, by appropriately designing the control unit, it is possible to prevent damage to circuit components due to simultaneous power supply from an external device such as a water heater and power supply from the power circuit of the power conditioner.
また、本発明の請求項2に係るパワーコンディショナによれば、電源回路から通信部への電源供給ラインが、切替手段を外部機器に電源供給しない状態に切替えているときに切断されるため、外部機器からも通信部に電源供給されなければ、制御部は電源供給されて起動されるが通信部には電源供給されない状態を生じさせることができる。そして、外部機器から通信部に電源供給されていないときにのみ外部機器に電源供給しない状態から電源供給する状態への切替手段の切替制御を行うことにより、外部機器と電源回路の双方から電源供給されることを回避して、回路部品の破損等が生じることを防止できる。
Further, according to the power conditioner according to
また、本発明の請求項3に係るパワーコンディショナによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行わない設定となされているときに電源回路から外部機器へ電源供給する状態へ切替制御されることを防止できるとともに、設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされているにもかかわらず外部機器からの電源供給があることを検知しているときも電源回路から外部機器へ電源供給する状態へ切替制御されることを防止でき、設定手段の設定内容と実際の外部機器からの電源供給状態とに基づいて切替手段を適切に切替制御することができる。 According to the power conditioner of claim 3 of the present invention, when the setting means is set not to supply power to the external device, the power conditioner is controlled to switch to a state in which power is supplied from the power circuit to the external device. In addition, the power supply circuit supplies power to the external device even when it is detected that power is supplied from the external device even though the setting means is set to supply power to the external device. Therefore, the switching unit can be appropriately switched based on the setting content of the setting unit and the actual power supply state from the external device.
また、本発明の請求項4に係るパワーコンディショナによれば、外部機器がパワーコンディショナに電源供給するものであるが、外部機器の起動や電源供給開始に遅延が生じる場合や、外部機器から電源供給されているにもかかわらずノイズ等によって一時的に上記判定信号が電源供給されていないことを示してしまう場合などに、不慮に切替手段が外部機器に電源供給する状態に切替制御されてしまうことを確実に防止できる。 Further, according to the power conditioner according to claim 4 of the present invention, the external device supplies power to the power conditioner. However, when a delay occurs in starting of the external device or starting of power supply, When the power is supplied but the judgment signal temporarily indicates that the power is not supplied due to noise, etc., the switching means is inadvertently switched to the state of supplying power to the external device. Can be surely prevented.
また、本発明の請求項5に係るパワーコンディショナによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行わない設定となされているときには、正しく外部機器との配線等がなされていれば判定信号が電源供給されていることを示すはずであり、判定信号が電源供給されていないことを示すのは、設定手段の設定の誤り、若しくは、外部機器との配線不良や外部機器の電源断などが考えられるため、エラー報知を行うことによって正しい設定や配線等の作業を行うことを作業者に促すことができる。
Further, according to the power conditioner of
また、本発明の請求項6に係るパワーコンディショナによれば、設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされているときには、正しく外部機器との配線等がなされていれば判定信号が電源供給されていないことを示すはずであり、判定信号が電源供給されていることを示すのは、外部機器がパワーコンディショナに電源供給しているためであるので、エラー報知を行うことによって正しい設定や配線等の作業を行うことを作業者に促すことができる。 According to the power conditioner of claim 6 of the present invention, when the setting means is set to supply power to the external device, the determination signal is supplied from the power source if the wiring to the external device is correctly performed. It should indicate that power is not supplied, and the judgment signal indicates that power is being supplied because the external device is supplying power to the inverter. The operator can be encouraged to perform work such as wiring and wiring.
また、本発明の請求項7に係るパワーコンディショナによれば、起動処理中に切替手段をいずれの状態に切替えるべきかを判定して適切な状態に切替制御することができるとともに、制御構成の簡素化を図ることができる。
Further, according to the power conditioner according to
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係るパワーコンディショナ1(以下「PCS」という。)の概略構成を示しており、該PCSは、太陽光パネル2(以下「発電部」という。)が発電出力する直流電力を商用電力系統3に系統連系する交流電力に変換して系統3に出力するものである。系統3には家庭内の種々の電気負荷4が接続されており、後述する給湯器も電気負荷4の一部となる。また、パワーコンディショナ1には一対の電源入出力端子(電源入出力部)5が設けられており、該端子5に接続した電源2芯配線ケーブル(同軸ケーブルなど)からなる電源線6を介して通信インターフェースユニット7(外部機器)がパワーコンディショナ1に接続され、電源線6を介してパワーコンディショナ1から通信インターフェースユニット7への電源供給を行うとともに、パワーコンディショナ1から各種情報を電源線6を介して通信インターフェースユニット7に送信できるようになっている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power conditioner 1 (hereinafter referred to as “PCS”) according to an embodiment of the present invention. The PCS is generated by a solar panel 2 (hereinafter referred to as “power generation unit”). The direct current power to be output is converted into alternating current power connected to the commercial power system 3 and output to the system 3. Various electric loads 4 in the home are connected to the system 3, and a water heater described later is also part of the electric load 4. Further, the
上記通信インターフェースユニット7は、電源線6を介して電源供給を受けて動作する2芯通信回路71及び無線通信回路72を備え、2芯通信回路71は電源重畳方式でパワーコンディショナ1の2芯通信回路15と通信を行う。2芯通信回路71が受信した情報は無線通信回路72に供給され、該情報が無線通信によってモニタ装置8に送信される。モニタ装置8は、タブレット端末などにより構成することができ、受信した情報を内蔵メモリに記憶して、所定の操作が行われることにより受信した情報に基づく種々の表示を行う。例えば、発電電力量情報、売買電電力情報などを、日別、週別、月別、年別などの種々の態様で表示させることができる。
The
パワーコンディショナ1は、DCリンクコンデンサにより構成されるDCリンク部10と、発電部2から供給される直流電力を交流の系統電圧の最大値(例えば200V交流電力の場合は280V)に対応する所定電圧(例えば350V)に昇圧するよう電力変換してDCリンク部10に出力するDC/DCコンバータ11と、DCリンク部10から供給される直流電力を系統電力に連系する交流電力に電力変換するための電圧形ブリッジインバータ12(DC/ACインバータ)と、インバータ12の出力側に設けられた常開接点タイプの解列用保護リレー13と、マイコンによって主構成される制御部14と、上記通信インターフェースユニット7の2芯通信回路71との間で通信する2芯通信回路15(通信部)と、制御部14、2芯通信回路15及び電源入出力端子5への電源供給を行うための電源回路16とによって主構成されている。
The
コンバータ11は、絶縁型若しくは非絶縁型の従来公知の適宜のものであってよいが、太陽光発電システム用としては昇圧チョッパ回路により構成することが好ましい。
The
インバータ12は、フルブリッジ形の電圧形ブリッジインバータであり、4つのIGBTなどのスイッチング素子をHブリッジ形に接続するとともに各スイッチング素子に帰還ダイオードを並列接続して、その出力側に連系リアクトルを直列接続することにより構成できる。このインバータ12は、制御部14によるいわゆる電流モード制御(電圧形インバータの電流制御)を行うことによって出力電流を制御する。
The
制御部14は、コンバータ11並びにインバータ12における各電力変換動作や保護リレー13の遮断動作を制御するとともに、各種センサの検出信号に基づき発電部2の発電電力量や系統3からの売買電電力量などを演算し、演算結果を通信制御指令信号とともに2芯通信回路15に送出することによるモニタ装置8との通信制御をも行うものである。制御部14の各制御機能は制御プログラムとして実装されているが、各制御機能に対応する専用回路によって構成されていてもよい。また、電力変換動作制御を行う制御基板と、上記演算や通信制御を行う制御基板とが別に設けられていてもよい。
The
また、制御部14には、電源入出力端子5を介して外部機器に電源供給を行うか否かを設定するためのディップスイッチやマイコン内部に設けられたソフトウェアスイッチなどからなる設定手段14aが設けられており、制御部14を構成するマイコンは、設定手段14aの設定内容を随時参照可能に構成されている。なお、設定手段14aをディップスイッチなどの物理スイッチにより構成する場合、制御部14の制御基板上に設定手段14aを設ける必要はなく、パワーコンディショナ1の筐体内の適宜の位置に設定手段14aを設置することができる。
Further, the
2芯通信回路15は、電源入出力端子5にダイオードブリッジ17を介して接続され、一対の電源入出力端子5に供給される直流電源の極性が正負逆とされても、2芯通信回路15に正しい極性で電源供給されるようになっている。また、2芯通信回路15は、制御部14からの通信制御指令信号に基づいて電源重畳方式で通信インターフェースユニット7の2芯通信回路71と通信を行うものであって、送信すべきデジタル信号を適宜の変調方式によって数百kHz〜数MHzの高周波信号に変調して、電源入出力端子5に供給される直流電源に重畳させて外部機器に送信するとともに、外部機器において電源に重畳された受信信号を復調して信号線を介して制御部14に送出するように構成されている。また、本実施形態の2芯通信回路15は、電源オフ時は制御部14への受信信号がLow(例えば0V)となり、電源オンされ且つ電源に受信信号が重畳されていなければ制御部14への受信信号出力がHigh(例えば5V)となるように構成されている。而して、かかる2芯通信回路15の受信信号を、2芯通信回路15に電源供給されているか否かを示す判定信号として利用できるようになっている。なお、受信信号出力とは別に、電源供給されていなければLowとなり電源供給されるとHighとなる判定信号を生成して制御部14に出力するように回路構成することも可能である。
The two-
電源回路16は、発電部2の発電電力を入力電源としてDCリンク部10から電力供給を受けることが可能であるとともに、系統3からの系統電力も入力電源として電力供給を受けることが可能となされており、100V〜350V程度の入力電源を所定電圧(例えば5Vや12Vなど)に降圧して出力するように回路構成されている。
The
具体的には、電源回路16の入力側は、逆流防止用のダイオード18を介してDCリンク部10に接続され、昼間の発電中は発電電力が入力電源として供給されるようになっている。また、電源回路16の入力側は、ダイオードブリッジ19及び常閉接点タイプの夜間リレー20を介して保護リレー13の出力側で系統3に接続されており、発電部2が発電停止する夜間は系統3から供給される交流電力がダイオードブリッジ19で整流されて、夜間リレー20を介して電源回路16の入力側に供給されるようになっている。夜間リレー20も制御部14によって開閉制御されるようになっており、発電部2が発電しているときは接点を開放して系統3から電源回路16への電力供給が遮断されるようにしている。
Specifically, the input side of the
電源回路16の出力側は、制御部14の電源入力部に接続されるとともに、外部電源供給切替用の常開接点タイプのリレー21(切替手段)を介して電源入出力端子5に接続され、電源回路16が電源出力中は常時制御部14に電源供給されるとともに、リレー21の開閉によって電源入出力端子5を介して2芯通信回路15,71に電源供給する状態と電源供給しない状態のいずれかに切替制御できるようになっている。このリレー21も制御部14によって開閉制御されるように構成されており、制御部14は、設定手段14aが外部機器に電源供給する設定となされているときにリレー21を閉成し、一方、設定手段14aが外部機器に電源供給しない設定となされているときにはリレー21を開成するように構成されている。なお、電源回路16から外部電源入出力端子5を介して外部機器に電源供給できるようにするために、リレー21の出力側は、ダイオードブリッジ17の入力側と外部電源入出力端子5との間に配線接続されている。
The output side of the
さらに、本実施形態では、制御部14は、リレー21の切替制御を、設定手段14aの設定内容に加えて、外部機器からの電源入出力端子5への電源供給状態にも基づいて行うように構成されている。すなわち、図2に示すように、既存の給湯器22からもモニタ装置8に情報送信可能として給湯器22の制御部(図示せず)で得られる各種情報をもモニタ装置8に表示できるようにシステム構成したい場合がある。給湯器22にも2芯通信回路23及び電源回路24が設けられるとともに、2芯通信回路23及び電源回路24に対して並列に接続された複数の外部機器接続ポート25a,25bが設けられている。このような給湯器22をパワーコンディショナ1とともにモニタ装置8の通信インターフェースユニット7に通信可能に接続するには、一の外部機器接続ポート25aとパワーコンディショナ1の外部電源入出力端子5とを第1の電源線6aにより接続するとともに、別の外部機器接続ポート25bと通信インターフェースユニット7の2芯通信回路71とを第2の電源線6bにより接続する。これにより、給湯器の2芯通信回路23と通信インターフェースユニット7の2芯通信回路71とが第2の電源線6bを介して通信可能に接続されるとともに、パワーコンディショナ1の2芯通信回路15と通信インターフェースユニット7の2芯通信回路71も、第1及び第2の電源線6a,6bを介して通信可能に接続される。また、給湯器22の電源回路24から第2の電源線6bを介して通信インターフェースユニット7に電源供給されるとともに、給湯器22の電源回路24から第1の電源線6aを介してパワーコンディショナ1の外部電源入出力端子5に電源供給されることとなる。
Furthermore, in the present embodiment, the
かかる給湯器22からの電源供給がなされているにもかかわらずリレー21を閉成すると、特にパワーコンディショナ1の電源回路16から供給される直流電源の極性と、給湯器22の電源回路24から供給される直流電源の極性とが逆となるように電源線6aを接続してしまったときに、各電源回路16内の電解コンデンサなどの回路部品が破損してしまう虞がある。したがって、本実施形態においては、制御部14は、起動時に所定の起動処理を行った後に通常制御動作(上記した電力変換動作制御や各種情報の演算や各種通信制御など)を行うように構成され、起動処理中にリレー21の切替制御を行った後、通常制御動作中はリレー21の切替制御を行わないように制御構成している。
When the
具体的には、制御部14は、起動処理において、リレー21を開成させたままで、設定手段14aが外部機器へ電源供給を行う設定とされているか電源供給を行わない設定とされているか、並びに、2芯通信回路15の上記判定信号(受信信号)がHighかLowかに基づき、下記のように制御する。
Specifically, in the startup process, the
a)設定手段14aが外部機器へ電源供給しない設定となされ、且つ、判定信号がHighであることを検出すると、即座にリレー21を閉成することなく開放したままの状態で通常動作制御を開始する。
a) When the setting means 14a is set not to supply power to the external device and the determination signal is detected to be High, the normal operation control is started in a state where the
b)設定手段14aが外部機器へ電源供給しない設定となされ、且つ、判定信号がLowであることを所定時間(例えば1分)にわたって継続したことを検出すると、パワーコンディショナ1のフロント部に設けたLED表示装置やブザーなどにより所定のエラー報知を行う。
b) When the setting means 14a is set not to supply power to the external device and it is detected that the determination signal is low for a predetermined time (for example, 1 minute), it is provided at the front portion of the
c)設定手段14aが外部機器へ電源供給を行う設定となされ、且つ、判定信号がHighであることを検出すると、即座に所定のエラー報知を行う。なお、このエラー報知は、上記b)のエラー報知と同様のものであってもよいが、問題の特定を容易にするために上記b)とは異なる内容のエラー報知とすることが好ましい。 c) When the setting means 14a is set to supply power to the external device and it is detected that the determination signal is High, a predetermined error notification is immediately performed. This error notification may be the same as the error notification of b), but it is preferable to make the error notification different from b) in order to easily identify the problem.
d)設定手段14aが外部機器へ電源供給を行う設定となされ、且つ、判定信号がLowのまま所定時間(例えば1分)にわたって継続したことを検出すると、リレー21を閉成させて通常動作制御を開始する。
d) When the setting means 14a is set to supply power to the external device, and when it is detected that the determination signal is kept low for a predetermined time (for example, 1 minute), the
このように制御構成することにより、設定手段14aが外部機器へ電源供給を行う設定となされ、且つ、電源回路16から2芯通信回路15へ電源供給しない状態で判定信号が電源供給されていないことを示している場合にのみ、電源回路16から外部機器へ電源供給しない状態から電源供給する状態へのリレー21の切替制御が実行されるようになり、外部機器からの電源供給とパワーコンディショナ1の電源回路16からの電源供給とが衝突することを確実に回避することができる。
With this control configuration, the
現場での施工手順としては、図1若しくは図2に示すようにシステム構成に併せた配線を行うとともに、当該システム構成に併せてパワーコンディショナ1の設定手段14aを適切に設定操作した上で、パワーコンディショナ1を起動させる。なお、図2に示すように給湯器22を接続する場合には、給湯器22の起動処理に伴う電源供給の遅延を考慮して、パワーコンディショナ1よりも先に給湯器22を起動しておくことが好ましい。
As an on-site construction procedure, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the wiring combined with the system configuration is performed, and the
パワーコンディショナ1を起動すると、上記起動処理によって設定手段14aの設定内容に合わせて外部機器が接続されているか否かを判定して、外部機器に電源供給する設定とされ且つ外部機器からの電源供給がなされていないときにのみリレー21を閉成し、設定内容と外部機器からの電源供給状態とに齟齬がある場合にはエラー報知が行われるので、作業者に対して設定の誤りを迅速に報知することができる。
When the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設定変更できる。例えば、系統3から電源回路16の入力側への電力供給は、保護リレー13を閉成し且つインバータ12を停止させることにより、インバータ12の4つの帰還ダイオードからなるダイオードブリッジにより系統電力を整流してDCリンク部10に供給することによっても行うことが可能である。また、上記実施形態では、給湯器22に複数の接続ポート25a,25bを設けたが、パワーコンディショナ1に複数の外部電源入出力端子5を並列に設けて、パワーコンディショナ1と通信インターフェースユニット7及び給湯器22のそれぞれとを電源線6で接続するようにしてもよい。また、通信インターフェースユニット7に代えて、パワーコンディショナ1と有線接続されて相互に通信するモニタ装置8を外部機器とすることもできる。また、給湯器22と接続する場合には、給湯器22には、上記モニタ装置8とは別に給湯器用リモコンを接続することが好ましい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and settings can be changed as appropriate. For example, power supply from the system 3 to the input side of the
1 パワーコンディショナ
2 発電部
3 系統
5 電源入出力部
7 モニタ装置用通信インターフェースユニット(外部機器)
14 制御部
14a 設定手段
15 通信部
16 電源回路
21 切替手段
22 給湯器(外部機器)
1
14
Claims (7)
制御部と、制御部に電源供給するための電源回路と、外部機器が接続される電源入出力部と、該電源入出力部を介して前記外部機器へ前記電源回路から電源供給する状態と電源供給しない状態のいずれかに前記制御部により切替制御される切替手段とを備えることを特徴とするパワーコンディショナ。 In the power conditioner that converts the generated power output by the power generation unit into AC power linked to the power system,
A control unit; a power supply circuit for supplying power to the control unit; a power input / output unit to which an external device is connected; a state of supplying power from the power supply circuit to the external device via the power input / output unit; A power conditioner comprising: switching means that is controlled to be switched by the control unit in any of the states that are not supplied.
前記通信部は、該通信部に電源供給されているか否かを示す判定信号を前記制御部へ出力するように構成され、
前記制御部は、外部機器への電源供給を行うか否かを設定する設定手段を備え、
さらに、前記制御部は、前記設定手段が外部機器へ電源供給を行う設定となされ、且つ、前記電源回路から前記通信部へ電源供給しない状態で前記判定信号が電源供給されていないことを示している場合にのみ、前記電源回路から外部機器へ電源供給しない状態から電源供給する状態への前記切替手段の切替制御を実行するように構成されていることを特徴とするパワーコンディショナ。 In the power conditioner according to claim 2,
The communication unit is configured to output a determination signal indicating whether power is supplied to the communication unit to the control unit,
The control unit includes setting means for setting whether to supply power to an external device,
Further, the control unit indicates that the setting unit is set to supply power to an external device, and the determination signal is not supplied with power not supplied from the power supply circuit to the communication unit. The power conditioner is configured to execute switching control of the switching unit from a state in which power is not supplied from the power supply circuit to the external device to a state in which power is supplied only when the power supply circuit is present.
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JP2017192260A (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | Motor and ventilation fan |
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2013
- 2013-08-23 JP JP2013172913A patent/JP2015042101A/en active Pending
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