JP6168854B2 - Grid interconnection device - Google Patents
Grid interconnection device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6168854B2 JP6168854B2 JP2013115975A JP2013115975A JP6168854B2 JP 6168854 B2 JP6168854 B2 JP 6168854B2 JP 2013115975 A JP2013115975 A JP 2013115975A JP 2013115975 A JP2013115975 A JP 2013115975A JP 6168854 B2 JP6168854 B2 JP 6168854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- interconnection
- operation state
- switch
- power supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 80
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 49
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 37
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
本発明は、系統連系装置に係り、さらに詳しくは、系統電源、蓄電池及び発電装置から負荷へ電力を供給する系統連系装置の改良に関する。 The present invention relates to a grid interconnection device, and more particularly to an improvement of a grid interconnection device that supplies power to a load from a grid power source, a storage battery, and a power generation device.
系統電源だけでなく、蓄電池及び太陽電池からも負荷へ電力供給を行うことができる系統連系装置が従来から知られている。直流電力を出力する太陽電池は、PV(Photo Voltaic)パワーコンディショナと呼ばれるインバータ装置を介して、系統電源及び負荷と接続される。蓄電池は、PVパワーコンディショナのDC入力端子に対し、太陽電池と並列に接続され、太陽電池の発電電力によって充電され、停電時や瞬間的な電圧低下時における負荷への電力供給をバックアップする。 2. Description of the Related Art Conventionally, a grid interconnection device that can supply power to a load not only from a grid power supply but also from a storage battery and a solar battery is known. A solar cell that outputs DC power is connected to a system power supply and a load via an inverter device called a PV (Photo Voltaic) power conditioner. The storage battery is connected in parallel to the solar battery with respect to the DC input terminal of the PV power conditioner, is charged by the generated power of the solar battery, and backs up the power supply to the load at the time of power failure or instantaneous voltage drop.
このような系統連系装置では、太陽電池及び蓄電池がDCライン上で接続されているため、太陽電池の出力電圧が蓄電池の電圧によって支配され、太陽電池を最大効率で発電させることができないという課題があった(例えば、特許文献1)。 In such a grid interconnection device, since the solar cell and the storage battery are connected on the DC line, the output voltage of the solar cell is dominated by the voltage of the storage battery, and the solar cell cannot be generated with maximum efficiency. (For example, Patent Document 1).
また、上記系統連系装置では、太陽電池及び蓄電池が、ともにPVパワーコンディショナのDC入力端子に接続されているため、ACライン上において、蓄電池の出力電力と、太陽電池の発電電力とを区分することができず、太陽電池からの発電電力のみを交流電力として計測することができず、太陽電池による発電電力を売電することができないという問題があった。 In the grid interconnection device, since the solar battery and the storage battery are both connected to the DC input terminal of the PV power conditioner, the output power of the storage battery and the generated power of the solar battery are separated on the AC line. In other words, it is impossible to measure only the power generated from the solar cell as AC power, and the power generated by the solar cell cannot be sold.
一般に、電力会社は、低価格の夜間電力を利用して充電した蓄電池の電力を昼間に販売するのを防止するため、蓄電池の出力電力を電力会社に販売することを禁止している。このため、太陽電池の発電電力を電力会社に販売するには、蓄電池の出力とは区別して、太陽電池の出力のみを計測しなければならない。しかも、この電力計測は、ACライン上で行わなければならないため、上記系統連系装置では、太陽電池の発電電力を販売することができないとう問題があった。 Generally, an electric power company prohibits selling the output power of a storage battery to an electric power company in order to prevent the electric power of the storage battery charged using low-cost night electric power from being sold in the daytime. For this reason, in order to sell the power generated by the solar cell to an electric power company, it is necessary to measure only the output of the solar cell, distinct from the output of the storage battery. In addition, since the power measurement must be performed on the AC line, the grid interconnection device has a problem that the generated power of the solar cell cannot be sold.
さらに、従来の系統連系装置では、系統電源の停電時にインバータ装置の動作を停止させ、復電時に動作を再開させるように構成されている(例えば、特許文献2)。系統電源の停電中に系統側へ電力を供給することは禁止されているため、停電中はインバータ装置を停止させる必要がある。このため、発電装置の出力を利用して蓄電池を充電することはできるが、発電装置の出力を負荷へ供給することができないという問題があった。 Furthermore, the conventional grid interconnection device is configured to stop the operation of the inverter device at the time of power failure of the system power supply and restart the operation at the time of power recovery (for example, Patent Document 2). Since power supply to the system side during a power failure of the system power supply is prohibited, it is necessary to stop the inverter device during the power failure. For this reason, although the storage battery can be charged using the output of the power generator, there is a problem that the output of the power generator cannot be supplied to the load.
なお、一般的な無停電電源装置は、系統電源の停電時に、蓄電池の出力を負荷に供給することができるが、この種の電源装置は、太陽電池などの発電装置を備えておらず、負荷へ電力を供給できるのは、停電発生直後の短い時間だけに限定される。 Note that a general uninterruptible power supply can supply the output of a storage battery to a load at the time of a power failure of the system power supply, but this type of power supply does not include a power generator such as a solar battery, The power can be supplied only to a short time immediately after the occurrence of a power failure.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非停電状態では、系統電源及び発電装置から負荷へ電力を供給する連系運転を行う一方、停電状態では、系統電源への逆潮流を防止しつつ、蓄電池及び発電装置から負荷へ電力を供給する自立運転を行うことができる系統連系装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances. In the non-power failure state, the grid power supply and the power generation apparatus perform a grid-connected operation for supplying power to the load, while in the power failure state, the reverse power flow to the system power source is performed. It aims at providing the grid connection apparatus which can perform the self-sustained operation which supplies electric power to a load from a storage battery and an electric power generator, preventing.
また、系統電源及び発電装置から負荷へ電力を供給する連系運転時に、蓄電池を充電することができ、かつ、発電装置の発電電力を販売することができる系統連系装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a grid interconnection device capable of charging a storage battery and selling the generated power of the power generation device during grid operation for supplying power from the system power supply and the power generation device to the load. And
また、停電時に自律的に出力を停止させる発電装置を用いて、停電から復電までの停電状態において、発電装置から負荷へ電力を供給することができる系統連系装置を提供することを目的とする。 Moreover, it aims at providing the grid connection apparatus which can supply electric power from a power generator to a load in the power failure state from a power failure to a power recovery using the power generator which stops an output autonomously at the time of a power failure. To do.
特に、上記発電装置が太陽電池からなる系統連系装置を提供することを目的とする。 In particular, an object of the present invention is to provide a grid interconnection device in which the power generation device is a solar cell.
また、系統電源及び太陽電池から負荷へ電力を供給する連系運転時に、蓄電池を充電することができ、かつ、太陽電池を高効率で発電させることができる系統連系装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a grid interconnection device capable of charging a storage battery and generating a solar cell with high efficiency during grid operation for supplying power from a grid power source and a solar battery to a load. And
第1の本発明による系統連系装置は、蓄電池が接続されるDC端子及び系統電源が接続されるAC端子を有し、上記DC端子及び上記AC端子間において双方向の電力変換を行う双方向インバータ回路と、上記AC端子を含む共通ラインに、上記系統電源と並列にそれぞれ接続された負荷及び発電装置と、上記系統電源の電圧を計測する系統電圧計測手段と、上記AC端子と上記系統電源とを、導通可能に接続する系統スイッチと、上記AC端子と上記負荷及び上記発電装置とを、導通可能に接続する自立スイッチと、上記負荷及び上記発電装置を、上記系統電源側又は上記AC端子側のいずれかに選択的に接続する連系切替スイッチと、上記系統電圧計測手段の計測結果に基づいて、上記系統電源の停電及び復電を検知し、上記系統スイッチを導通状態にして上記自立スイッチを非導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した連系接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた連系運転状態、並びに、上記系統スイッチを非導通状態にして上記自立スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記AC端子側に接続した自立接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた自立運転状態を切り替える連系制御手段とを備えて構成される。 The grid interconnection apparatus according to the first aspect of the present invention has a DC terminal to which a storage battery is connected and an AC terminal to which a grid power supply is connected, and performs bidirectional power conversion between the DC terminal and the AC terminal. An inverter circuit, a load and a power generation device connected in parallel with the system power supply to a common line including the AC terminal, system voltage measuring means for measuring the voltage of the system power supply, the AC terminal and the system power supply A system switch that connects the AC terminal, the load, and the power generation device, and a self-standing switch that connects the AC terminal, the load, and the power generation device. Based on the measurement result of the grid voltage switch and the grid voltage measuring means that is selectively connected to either of the power supply side, a power failure and power recovery of the grid power supply are detected, and the grid switch is The self-standing switch to be non-conductive, the interconnection switch is connected to the system power supply side, and the bidirectional inverter circuit and the generator are driven. The system operation state, and the system switch is made non-conductive to make the self-supporting switch conductive, and the interconnection switch is connected to the AC terminal side, and the bidirectional inverter circuit and It is comprised with the connection control means which switches the self-sustaining operation state which driven the said electric power generating apparatus.
この様な構成を採用することにより、連系運転状態では、系統スイッチ、自立スイッチ及び連系切替スイッチを連系接続にすることにより、系統電源、負荷、発電装置及び蓄電池が共通ライン上で互いに接続される。一方、自立運転状態では、各スイッチを自立接続にすることにより、系統電源から遮断された状態で、負荷、発電装置及び蓄電池が共通ライン上で互いに接続される。 By adopting such a configuration, the grid power supply, the load, the power generation device, and the storage battery can be connected to each other on the common line by connecting the grid switch, the self-supporting switch, and the grid switching switch to the grid connection in the grid operation state. Connected. On the other hand, in the self-sustained operation state, the load, the power generation device, and the storage battery are connected to each other on the common line while being disconnected from the system power supply by making each switch stand-alone.
運転状態の切り替えは、系統電源の停電及び復電を検知して行われ、停電前又は復電後の連系運転時には、蓄電池を充電しつつ、系統電源及び発電装置から負荷へ電力を供給することができる。また、停電から復電までの自立運転時には、発電装置及び蓄電池の電力が系統電源に逆潮流するのを防止しつつ、発電装置及び蓄電池から負荷へ電力を供給することができる。また、発電装置の電力を利用して蓄電池を充電することができる。 Switching of the operation state is performed by detecting a power failure and power recovery of the system power supply, and supplying power from the system power supply and the power generation device to the load while charging the storage battery before the power failure before or after the power failure. be able to. Moreover, at the time of the independent operation from a power failure to a power recovery, it is possible to supply power from the power generation device and the storage battery to the load while preventing the power of the power generation device and the storage battery from flowing backward to the system power supply. Moreover, a storage battery can be charged using the electric power of a power generator.
また、蓄電池及び発電装置を双方向インバータ回路を介して共通ライン上で接続することにより、蓄電池の出力とは区別して、発電装置の出力のみを交流電力として計測することができる。このため、発電装置によって発電された電力を電力会社に販売することが可能になる。 Further, by connecting the storage battery and the power generation device on a common line via a bidirectional inverter circuit, only the output of the power generation device can be measured as AC power, distinct from the output of the storage battery. For this reason, it becomes possible to sell the electric power generated by the power generator to an electric power company.
第2の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記連系制御手段が、上記系統スイッチ及び上記自立スイッチを非導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した発電装置連系接続とし、かつ、上記発電装置を駆動させた発電装置連系運転状態に切り替えるように構成される。 In the grid interconnection device according to the second aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the grid control means sets the grid switch and the self-supporting switch in a non-conductive state, and sets the grid switching switch to the grid power supply side. The power generator is connected to the connected power generator and is switched to the power generator linked operation state in which the power generator is driven.
この様な構成によれば、発電装置連系運転状態において、負荷及び発電装置を系統電源に接続したままで、蓄電池を系統電源から切り離すことができる。従って、運転状態を発電装置連系運転状態に切り替えることにより、発電装置によって発電された電力を電力会社に販売することが可能になる。 According to such a configuration, the storage battery can be disconnected from the system power supply while the load and the power generation apparatus are connected to the system power supply in the power generation apparatus interconnection operation state. Therefore, it is possible to sell the electric power generated by the power generator to an electric power company by switching the operation state to the power generator linked operation state.
第3の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記連系制御手段が、上記連系運転状態、上記自立運転状態及び上記発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える場合に、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させた自立停止状態を運転状態の切替の間に設けるように構成される。 In addition to the above configuration, the grid interconnection device according to the third aspect of the present invention is provided when the interconnection control means switches the operation state among the interconnection operation state, the independent operation state, and the power generator interconnection operation state. The self-sustained stop state in which the bidirectional inverter circuit and the power generator are stopped is provided during switching of the operation state.
この様な構成によれば、連系運転状態、上記自立運転状態及び上記発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える際に、双方向インバータ回路及び発電装置を一旦停止させることができる。つまり、停電時や復電時などに運転状態を切り替える場合、系統電源との共通ラインに接続された装置は停止させなければならないという電力会社の要求を満たすことができる。 According to such a configuration, the bidirectional inverter circuit and the power generation device can be temporarily stopped when the operation state is switched among the interconnection operation state, the independent operation state, and the power generation device interconnection operation state. That is, when the operating state is switched at the time of a power failure, power recovery, or the like, it is possible to satisfy the demand of the electric power company that the device connected to the common line with the system power supply must be stopped.
第4の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記発電装置が、上記共通ラインに供給される電圧に基づいて停電及び復電を判断し、停電の判断後に出力を停止し、復電の判断後に出力を再開し、上記連系制御手段が、停電を検知して連系運転状態から自立停止状態に移行した後、自立停止状態から自立運転状態への移行時に、上記自立スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記AC端子側に接続する制御を行うことにより、上記蓄電池から上記共通ラインへの電力供給が開始し、上記発電装置が復電と判断して出力を再開するように構成される。 In addition to the above configuration, the grid interconnection device according to the fourth aspect of the present invention determines whether the power generation device has a power failure and power recovery based on the voltage supplied to the common line, and stops output after the determination of the power failure. After the power recovery is judged, the output is restarted, and after the above-mentioned grid control means detects a power failure and shifts from the grid operation state to the self-sustained stop state, the self-support switch The power supply from the storage battery to the common line is started, and the power generator determines that power is restored. Configured to resume output.
この様な構成によれば、自立停止状態から自立運転状態への移行時に、蓄電池から共通ラインへの電力供給により、共通ラインの電圧レベルが上昇するので、発電装置は、復電と判断して出力を再開する。つまり、停電を検知して連系運転状態から自立運転状態へ移行する際に、発電装置の出力を一旦停止させた後、発電装置が自律的に出力を再開することによって自立運転状態に移行させることができる。 According to such a configuration, the voltage level of the common line rises due to the power supply from the storage battery to the common line at the time of transition from the self-sustaining stop state to the self-sustaining operation state. Resume output. In other words, when a power failure is detected and a transition is made from a connected operation state to a self-sustained operation state, the output of the power generation device is temporarily stopped and then the power generation device autonomously restarts the output to cause the power generation device to transition to the self-sustained operation state. be able to.
第5の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記連系制御手段が、復電を検知して自立運転状態から自立停止状態に移行した後、自立停止状態から連系運転状態への移行時に、上記系統スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続する制御を行うことにより、上記共通ラインへの電力供給が再開し、上記発電装置が復電と判断して出力を再開するように構成される。 In addition to the above-described configuration, the grid interconnection device according to the fifth aspect of the present invention, after the interconnection control means detects power recovery and shifts from the self-sustained operation state to the self-sustained stop state, At the time of transition, the power supply to the common line is resumed by setting the system switch to the conductive state and controlling the connection switch to be connected to the system power supply side, and the power generator is restored. It is configured to restart the output after determining that the power is present.
この様な構成によれば、自立停止状態から連系運転状態への移行時に、共通ラインへの電力供給により、共通ラインの電圧レベルが上昇するので、発電装置は、復電と判断して出力を再開する。つまり、復電を検知して自立運転状態から連系運転状態へ移行する際に、発電装置の出力を一旦停止させた後、発電装置が自律的に出力を再開することによって連系運転状態に移行させることができる。 According to such a configuration, the voltage level of the common line rises due to the power supply to the common line at the time of transition from the self-sustained stop state to the interconnected operation state. To resume. In other words, when the power recovery is detected and the transition from the self-sustained operation state to the connected operation state is made, after the output of the power generation device is temporarily stopped, the power generation device autonomously resumes the output to enter the connected operation state. Can be migrated.
第6の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記連系制御手段が、停電を検知し上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させて連系運転状態から自立停止状態に移行した後、上記系統スイッチ、上記自立スイッチ及び上記連系切替スイッチを上記自立接続にするとともに、上記双方向インバータ回路を起動させて自立運転状態に切り替える制御を行う一方、復電を検知し上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を停止させて自立運転状態から自立停止状態に移行した後、上記系統スイッチ、上記自立スイッチ及び上記連系切替スイッチを上記連系接続にするとともに、上記双方向インバータ回路を起動させて連系運転状態に切り替える制御を行うように構成される。 In the grid interconnection device according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the above-described configuration, the interconnection control means detects a power failure and stops the bidirectional inverter circuit and the power generation device to change from the interconnection operation state to the self-sustaining stop state. After the transition, the system switch, the self-sustained switch and the interconnection changeover switch are set to the self-sustained connection, and the bidirectional inverter circuit is activated to perform the control to be switched to the self-sustained operation state. After the bidirectional inverter circuit and the power generation device are stopped to shift from the self-sustained operation state to the self-sustained stop state, the system switch, the self-supporting switch, and the system connection switching switch are connected to the system connection and the bidirectional inverter It is configured to perform control to activate the circuit and switch to the connected operation state.
この様な構成によれば、双方向インバータ回路、発電装置、各スイッチを制御することにより、運転状態を切り替えることができる。 According to such a configuration, the operation state can be switched by controlling the bidirectional inverter circuit, the power generator, and each switch.
第7の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記発電装置が、光起電力効果を利用して直流電力を生成する太陽電池と、上記太陽電池の直流電力を交流電力に変換するとともに、上記太陽電池の発電効率を制御するパワーコンディショナとからなるように構成される。この様な構成によれば、太陽電池と蓄電池とが双方向インバータ回路を介して共通ライン上で接続されるので、太陽電池の出力電圧が蓄電池の電圧によって影響されるのを抑制し、太陽電池を高効率で発電させることができる。 In addition to the above configuration, the grid interconnection apparatus according to the seventh aspect of the present invention is a solar cell in which the power generation device generates DC power using the photovoltaic effect, and converts the DC power of the solar cell into AC power. And a power conditioner for controlling the power generation efficiency of the solar cell. According to such a configuration, since the solar cell and the storage battery are connected on the common line via the bidirectional inverter circuit, it is possible to suppress the output voltage of the solar cell from being influenced by the voltage of the storage battery. Can be generated with high efficiency.
第8の本発明による系統連系装置は、上記構成に加え、上記蓄電池が、上記双方向インバータ回路によって充電及び放電されるように構成される。この様な構成によれば、系統電源又は発電装置から供給される電力を利用して蓄電池を充電する一方、蓄電池の放電電力を負荷に供給することができる。 In addition to the above configuration, the grid interconnection apparatus according to the eighth aspect of the present invention is configured such that the storage battery is charged and discharged by the bidirectional inverter circuit. According to such a configuration, the storage battery can be charged using the power supplied from the system power supply or the power generation device, while the discharge power of the storage battery can be supplied to the load.
本発明によれば、非停電状態では、系統電源及び発電装置から負荷へ電力を供給する連系運転を行う一方、停電状態では、系統電源への逆潮流を防止しつつ、蓄電池及び発電装置から負荷へ電力を供給する自立運転を行う系統連系装置を提供することができる。 According to the present invention, in the non-power failure state, the grid operation for supplying power from the system power source and the power generation device to the load is performed, while in the power failure state, the reverse power flow to the system power source is prevented while the storage battery and the power generation device It is possible to provide a grid interconnection apparatus that performs a self-sustaining operation for supplying power to a load.
また、系統電源及び発電装置から負荷へ電力を供給する連系運転時に、蓄電池を充電することができ、かつ、発電装置の発電電力を販売する系統連系装置を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a grid interconnection device that can charge the storage battery and sell the generated power of the power generation device during the grid operation for supplying power from the grid power source and the power generation device to the load.
また、停電時に自律的に出力を停止させる発電装置を用いて、停電から復電までの停電状態において、発電装置から負荷へ電力を供給する系統連系装置を提供することができる。 Moreover, the grid connection apparatus which supplies electric power from a power generator to a load can be provided in the power failure state from a power failure to a power recovery using the power generator which stops an output autonomously at the time of a power failure.
特に、上記発電装置が太陽電池からなる系統連系装置を提供することができる。 In particular, it is possible to provide a grid interconnection device in which the power generation device is a solar cell.
また、系統電源及び太陽電池から負荷へ電力を供給する連系運転時に、蓄電池を充電することができ、かつ、太陽電池を高効率で発電させる系統連系装置を提供することができる。 In addition, it is possible to provide a grid interconnection device that can charge a storage battery and generate power with high efficiency in a grid operation in which power is supplied from a grid power source and a solar battery to a load.
図1は、本発明の実施の形態による系統連系装置1の一構成例を示したシステム図である。系統連系装置1は、系統電源2が接続され、系統電源2からの電力を負荷3へ供給することができる。また、蓄電池10、PVパワーコンディショナ4及び太陽電池5を内蔵し、太陽電池5及び蓄電池10の出力を負荷3へ供給することができる。さらに、系統電源2及び太陽電池5の電力により蓄電池10を充電することができ、太陽電池5の出力を系統電源2に逆潮流させることもできる。つまり、系統連系装置1では、系統電源2と、分散型電源としての太陽電池5及び蓄電池10とを連系させることにより、これらの各電源から負荷3へ電力を供給することができる。
FIG. 1 is a system diagram showing a configuration example of a
この系統連系装置1は、負荷3、PVパワーコンディショナ4、太陽電池5、蓄電池10、双方向インバータ回路11、電圧計14、連系制御部15、系統端子16、系統SW(スイッチ)21、自立SW22、連系切替SW23により構成される。
The
<系統端子16>
系統端子16は、系統電源2が接続される外部端子であり、電力会社の電力網(商用系統)を介して、所定の交流電力が系統端子16へ供給される。この系統端子16は、例えば、分電盤や引込線を介して商用系統に接続される。
<
The
負荷3は、交流電力の供給を受けて動作する機器であり、例えば、住宅内に配置されたテレビ受像機や冷蔵庫などの電気機器、コンセントや壁スイッチなどの配線器具、エアーコンディショナや照明設備などの設備機器などが含まれる。
The
太陽電池5は、光起電力効果を利用して直流電力を生成する発電装置であり、太陽光のエネルギーを電力に変換することができる。例えば、複数のセルを直列又は並列に接続した太陽電池モジュール(photovoltaic module)からなる。
The
負荷3及びPVパワーコンディショナ4は、双方向インバータ回路11のAC端子13を含む共通ライン6に、系統電源2と並列にそれぞれ接続されている。
The
<PVパワーコンディショナ4>
PVパワーコンディショナ4は、入力端子(図示せず)が太陽電池5に接続され、出力端子(図示せず)が共通ライン6に接続され、太陽電池5から入力される直流電力を交流電力に変換し、共通ライン6へ出力するインバータ装置であり、その出力を系統電源2の波形と同期させる系統連系制御を行っている。また、系統電源2の停電及び復電を判断し、出力を停止又は再開させる系統保護制御を行っている。
<PV power conditioner 4>
The PV power conditioner 4 has an input terminal (not shown) connected to the
PVパワーコンディショナ4は、停電及び復電を、共通ライン6に所定の電圧が発生しているか否かによって判断し、所定の電圧を検出すると非停電状態と判断してPVパワーコンディショナ4を稼働する。また、共通ライン6上の電圧が所定レベル以下に低下したまま一定時間以上経過すると停電状態と判断し、PVパワーコンディショナ4を停止する。さらに、太陽電池5の動作点を制御し、出力電力を最大化させる太陽電池5の動作点制御を行っている。
The PV power conditioner 4 determines whether or not a power failure and power recovery occur according to whether or not a predetermined voltage is generated on the common line 6. When a predetermined voltage is detected, the PV power conditioner 4 determines that the power failure is in a non-power failure state. Operate. Further, if the voltage on the common line 6 drops below a predetermined level and a certain time or more elapses, it is determined that a power failure has occurred, and the PV power conditioner 4 is stopped. Further, the operating point of the
本実施の形態では、説明を容易にするため、実際の停電状態及び非停電状態の検出を、後述の連系制御部15で行い、この連系制御部15によってPVパワーコンディショナ4を停止し、その後のPVパワーコンディショナ4の稼働の再開は、PVパワーコンディショナ4の判断で行うものとして説明するが、PVパワーコンディショナ4の制御を、連系制御部15で行っても良い。
In the present embodiment, for easy explanation, the actual power failure state and the non-power failure state are detected by the
例えば、PVパワーコンディショナ4は、チョッパ回路、インバータ回路及び制御回路(いずれも不図示)により構成され、太陽電池5が接続された入力端子の電圧は、チョッパ回路により直流の中間電圧へ昇圧され、インバータ回路により、当該中間電圧が交流電圧へ変換され、出力端子から共通ライン6へ出力される。制御回路は、入力端子及び出力端子の電圧に基づいて、これらの回路を制御する。
For example, the PV power conditioner 4 includes a chopper circuit, an inverter circuit, and a control circuit (all not shown), and the voltage at the input terminal to which the
太陽電池5の動作点制御は、インバータ回路及びチョッパ回路のスイッチング動作を制御することにより行われる。太陽電池5は、日射量や温度によって出力特性(V−I特性)が変化する。このため、周知のMPPT(Maximum Power Point Tracking:最大電力点追従)により、太陽電池5の出力電圧を制御し、出力特性上における動作点を最適化すれば、出力電力を最大化することができる。
The operating point control of the
系統保護制御は、停電及び復電を判断し、停電と判断した場合に、PVパワーコンディショナ4の出力を停止させ、復電と判断した場合に、出力を再開させることにより、停電状態のときにPVパワーコンディショナ4から交流電力が出力されるのを防止している。停電及び復電の判断は、共通ライン6に供給される電圧に基づいて行われ、出力の停止は、チョッパ回路及びインバータ回路のスイッチング動作を停止させることにより行われる。つまり、PVパワーコンディショナ4は、自律的に系統保護制御を行うことができる。 System protection control determines power outage and power recovery. When power outage is determined, the output of PV power conditioner 4 is stopped. The AC power is prevented from being output from the PV power conditioner 4. The determination of power failure and power recovery is made based on the voltage supplied to the common line 6, and the output is stopped by stopping the switching operation of the chopper circuit and the inverter circuit. That is, the PV power conditioner 4 can autonomously perform system protection control.
<蓄電池10>
蓄電池10は、直流電力を入出力することにより、充電及び放電が行われる二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池を用いることができる。蓄電池10に蓄積された電力は、双方向インバータ回路11のDC端子12に供給される。なお、蓄電池10は、系統連系装置1に内蔵されているものに限定されず、外部接続されるものであってもよい。
<
The
<双方向インバータ回路11>
双方向インバータ回路11は、蓄電池10が接続されるDC端子12と、系統電源2が接続されるAC端子13とを有し、DC端子12及びAC端子13間において双方向の電力変換を行う電力変換装置である。蓄電池10の充電時には、AC端子13に入力された交流電力が、双方向インバータ回路11により直流電力に変換され、DC端子12から出力される。一方、蓄電池10の放電時には、DC端子12に入力された直流電力が、双方向インバータ回路11により交流電力に変換され、AC端子13から出力される。
<
The
例えば、双方向インバータ回路11は、スイッチング回路、ACフィルタ及び変圧器(いずれも不図示)により構成される。スイッチング回路は、半導体スイッチング素子、例えば、FET(電界効果トランジスタ)からなり、AC端子13の電圧が一定となるようにスイッチング動作を行っている。また、連系制御部15から入力されるゲート駆動信号に基づいて、スイッチング動作を停止させる。ACフィルタは、スイッチング回路の交流出力を波形整形し、低ひずみの交流電圧を得るための回路素子である。変圧器は、系統電源2と絶縁するとともに、ACフィルタの交流出力を昇圧するための回路素子である。なお、双方向インバータ回路11は、連系制御部15がゲート駆動信号の出力を停止することにより、動作を停止する。
For example, the
<SW21〜23>
連系切替SW23は、連系運転と自立運転とを切り替えるための切替スイッチであり、負荷3及びPVパワーコンディショナ4を、系統電源側又はAC端子13側のいずれかに選択的に接続する。具体的には、負荷3及びPVパワーコンディショナ4に接続された共通端子s0を連系運転端子s1又は自立運転端子s2のいずれかに選択的に接続する。連系運転端子s1は、連系運転時に選択される端子であり、系統端子16及び系統SW21に接続されている。一方、自立運転端子s2は、自立運転時に選択される端子であり、自立SW22に接続されている。
<SW21-23>
The
つまり、連系切替SW23が連系運転端子s1側に接続される連系運転時に、系統SW21をオンさせれば、双方向インバータ回路11、系統電源2、負荷3及びPVパワーコンディショナ4を互いに接続することができる。一方、連系切替SW23が自立運転端子s2側に接続される自立運転時に、系統SW21をオフし、自立SW22をオンさせれば、系統電源2を切り離した状態で、双方向インバータ回路11、負荷3及びPVパワーコンディショナ4を互いに接続することができる。
That is, when the system switch SW21 is turned on during the interconnecting operation in which the interconnecting switch SW23 is connected to the interconnecting operation terminal s1, the
系統SW21は、双方向インバータ回路11を系統電源2から切り離すためのスイッチであり、AC端子13と系統電源2とを、導通可能に接続している。すなわち、系統SW21は、系統端子16と、双方向インバータ回路11のAC端子13とを導通可能に接続している。連系運転時には、連系切替SW23を介して、負荷3及びPVパワーコンディショナ4が系統電源2に接続されている。この状態において、系統SW21をオフさせれば、系統電源2に対し、PVパワーコンディショナ4が接続され、双方向インバータ回路11は接続されていない状態となり、太陽電池5による発電電力の売電が可能になる。
The system SW21 is a switch for disconnecting the
自立SW22は、自立運転時に双方向インバータ回路11を負荷3及びPVパワーコンディショナ4に接続するためのスイッチであり、AC端子13と負荷2及びPVパワーコンディショナ4とを、導通可能に接続している。すなわち、自立SW22は、連系切替SW23の自立運転端子s2と、双方向インバータ回路11のAC端子13とを導通可能に接続している。このため、停電を検知すると自立SW22をオンさせて、双方向インバータ回路11を負荷3及びPVパワーコンディショナ4と接続し、停電中にも継続して負荷3に電力を供給することができる。例えば、系統SW21、自立SW22及び連系切替SW23は、電磁石を用いて電気接点を開閉する電磁リレーからなる。
The
<電圧計14>
電圧計14は、系統電源2の電圧を計測する系統電圧計測手段であり、その計測結果は連系制御部15へ出力される。この電圧計14は、系統SW21と系統端子16との間に配置されているため、SW21〜23の動作状態にかかわらず、系統電源2の電圧波形を正しく計測することができる。
<
The
<連系制御部15>
連系制御部15は、電圧計14による系統電圧の計測結果に基づいて、系統電源2の停電及び復電を検知し、双方向インバータ回路11及びSW21〜23を制御することにより、連系運転状態、自立運転状態、自立停止状態及び発電装置連系運転状態を切り替える。
<
The
停電は、系統電源2の電圧レベルが一定値よりも低下した状態が一定時間以上継続することであり、系統電源2における瞬間的な電圧低下は、停電とは異なる。また、復電は、系統電源2の電圧レベルが停電前の状態に概ね復帰することである。 A power outage is a state in which the voltage level of the system power supply 2 is lower than a certain value continues for a certain time or more, and an instantaneous voltage drop in the system power supply 2 is different from a power outage. In addition, power recovery is that the voltage level of the system power supply 2 is almost restored to the state before the power failure.
連系運転状態は、SW21〜23を連系接続とし、かつ、双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4を駆動させた運転状態である。連系接続は、系統SW21をオンにして自立SW22をオフにするとともに、連系切替SW23を系統電源2側に接続した接続状態である。すなわち、連系接続では、連系切替SW23が連系運転端子s1側に切り替えられ、系統電源2をAC端子13に接続することにより、系統電源2、負荷3、PVパワーコンディショナ4及び双方向インバータ回路11が共通ライン6上で互いに接続されている。
The interconnected operation state is an operation state in which the
自立運転状態は、SW21〜23を自立接続とし、かつ、双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4を駆動させた運転状態である。自立接続は、系統SW21をオフにして自立SW22をオンにするとともに、連系切替SW23をAC端子13側に接続した接続状態である。すなわち、自立接続では、連系切替SW23が自立運転端子s2側に切り替えられ、系統電源2をAC端子13から切り離すことにより、蓄電池10及びPVパワーコンディショナ4から供給される電力が系統電源2に逆潮流するのを防止しつつ、負荷3、PVパワーコンディショナ4及び双方向インバータ回路11が共通ライン6上で互いに接続されている。
The independent operation state is an operation state in which the
自立停止状態は、SW21及び22をオフにし、かつ、双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4を停止させた状態である。すなわち、自立停止状態では、負荷3及びPVパワーコンディショナ4が系統電源2から切り離されるとともに、PVパワーコンディショナ4及び双方向インバータ回路11の動作が停止している。
The self-sustaining stop state is a state in which the
発電装置連系運転状態は、SW21及び22をオフにするとともに、連系切替SW23を系統電源2側に接続し、かつ、PVパワーコンディショナ4を駆動させた運転状態である。発電装置連系運転状態では、負荷2及びPVパワーコンディショナ4を系統電源2に接続したままで、蓄電池10が系統電源2から切り離されるので、太陽電池5によって発電された電力を電力会社に販売することが可能になる。
The power generator interconnection operation state is an operation state in which
連系制御部15は、連系運転状態から自立運転状態への移行時に、PVパワーコンディショナ4の動作を停止させた後、蓄電池10から負荷3への電力供給を再開し、その後、PVパワーコンディショナ4の出力を再開させる。
The
図2は、図1の系統連系装置1の動作の一例を示した図であり、連系運転状態、自立運転状態、自立停止状態及び発電装置連系運転状態における系統SW21、自立SW22、連系切替SW23、双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4の動作状態がそれぞれ示されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the
系統SW21は、連系運転状態においてオン状態であり、自立運転状態、自立停止状態及び発電装置連系運転状態においてオフ状態である。自立SW22は、自立運転状態においてオン状態であり、連系運転状態、自立停止状態及び発電装置連系運転状態においてオフ状態である。連系切替SW23は、連系運転状態及び発電装置連系運転状態において系統側、すなわち、連系運転端子s1側であり、自立運転状態においてインバータ側、すなわち、自立運転端子s2側である。
The system SW21 is in an on state in the interconnected operation state, and is in an off state in the independent operation state, the autonomous stop state, and the power generator interconnected operation state. The self-supporting
また、連系切替SW23は、自立停止状態において不定であり、直前の運転状態における接続状態が維持される。例えば、停電を検知して連系運転状態から自立停止状態に移行する場合は、系統側である。また、自立運転中に何らかの異常等が生じて自立停止状態に移行する場合は、インバータ側である。また、復電を検知して自立運転状態から自立停止状態に移行する場合は、系統側である。
Further, the
双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4は、いずれも連系運転状態及び自立運転状態において稼動状態であり、自立停止状態において停止状態である。また、発電装置連系運転状態において、双方向インバータ回路11は停止状態であり、PVパワーコンディショナ4は稼動状態である。
Each of the
連系制御部15は、系統電源2の停電及び復電を検知して連系運転状態又は自立運転状態のいずれかに動作状態を切り替える。このため、停電前や復電後の連系運転時には、系統電源2又はPVパワーコンディショナ4から供給される電力を利用して蓄電池10を充電し、或いは、蓄電池10、系統電源2又はPVパワーコンディショナ4から供給される電力を利用して負荷3を駆動することができる。
The
また、停電後から復電までの自立運転時には、蓄電池10やPVパワーコンディショナ4から供給される電力が系統電源2に逆潮流するのを防止しつつ、PVパワーコンディショナ4から供給される電力を利用して蓄電池10を充電し、或いは、PVパワーコンディショナ4又は蓄電池10から供給される電力を利用して負荷3を駆動することができる。
In addition, during the self-sustained operation from power failure to power recovery, the power supplied from the PV power conditioner 4 is prevented while the power supplied from the
また、連系制御部15は、連系運転中に、ユーザ操作に基づいて、発電装置連系運転状態に切り替える。この発電装置連系運転状態では、負荷3及びPVパワーコンディショナ4を系統電源2に接続したままで、蓄電池10が系統電源2から切り離されるので、太陽電池5によって発電された電力を電力会社に販売することができる。
In addition, the
また、連系制御部15は、連系運転状態、自立運転状態及び発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える場合に、自立停止状態を運転状態の切替の間に設ける。すなわち、連系運転状態、自立運転状態及び発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える場合は、自立停止状態を経由して行われる。このため、双方向インバータ回路11及びPVパワーコンディショナ4を一旦停止させることができる。つまり、停電時や復電時などに運転状態を切り替える場合、系統電源2との共通ライン6に接続された装置は停止させなければならないという電力会社の要求を満たすことができる。
In addition, the
<連系制御部15>
図3は、図1の連系制御部15の構成例を示したブロック図である。この連系制御部15は、系統状態判別部151、SW切替部152及びインバータ制御部153により構成される。系統状態判別部151は、電圧計14によって計測された系統電圧に基づいて、系統電源2の停電及び復電を判別し、その判別結果をSW切替部152及びインバータ制御部153へ出力する。
<
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
SW切替部152は、系統状態判別部151の判別結果に基づいて、SW21〜23を切り替えることにより、連系運転状態、自立運転状態、自立停止状態又は発電装置連系運転状態のいずれかに動作状態を切替制御する。インバータ制御部153は、系統状態判別部151の判別結果に基づいて、ゲート駆動信号を生成し、双方向インバータ回路11へ出力する。このインバータ制御部153は、連系運転状態から自立運転状態への移行時に、ゲート駆動信号の出力を停止することによって蓄電池10からPVパワーコンディショナ4への電力供給を遮断し、その後、一定時間が経過すれば、ゲート駆動信号の出力を再開することによって蓄電池10からPVパワーコンディショナ4への電力供給を再開させる。
The
また、インバータ制御部153は、自立運転状態から連系運転状態への移行時に、或いは、連系運転状態から自立運転状態への移行時に、ゲート駆動信号の出力を停止することによって双方向インバータ回路11を一旦停止させ、その後、一定時間が経過すれば、ゲート駆動信号の出力を再開することによって双方向インバータ回路11の出力を再開させる。
Further, the
図4は、図1の系統電源2、双方向インバータ回路11、SW21〜23及びPVパワーコンディショナ4の動作の一例を示したタイミングチャートである。この図には、系統電源2の停電時や復電時における系統連系装置1の動作が示されている。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the system power supply 2, the
連系運転状態では、系統SW21はオン、自立SW22はオフ、連系切替SW23は連系運転端子s1側にあり、双方向インバータ回路11とPVパワーコンディショナ4は稼動状態になっている。
In the connected operation state, the system SW21 is on, the independent SW22 is off, the connection switching SW23 is on the connection operation terminal s1 side, and the
時刻t1において系統電源2が非停電状態から停電状態へ移行すれば、共通ライン6の電圧が低下するため、PVパワーコンディショナ4は停電状態と判断し、PVパワーコンディショナ4を停止状態にする。また、連系制御部15は、系統電源2の停電を検知し、ゲート駆動信号を停止して双方向インバータ回路11の動作を停止させ(時刻t2)、自立停止状態にする。このように、PVパワーコンディショナ4と双方向インバータ回路11の両方をを停止させ、系統電源2への電力の逆潮流を防止することができる。
If the system power supply 2 at time t 1 a transition from the non-power failure condition to the power outage, the voltage of the common line 6 is lowered, PV power conditioner 4 is determined that power failure condition, the PV power conditioner 4 in the stopped state To do. Further, the
連系制御部15は、その後の時刻t3において、系統SW21をオフに切り替え、時刻t4において双方向インバータ回路11の動作を再開させた後、双方向インバータ回路11の出力が安定する時刻t5において、自立SW22をオン状態に切り替えるとともに、連系切替SW23をインバータ側に切り替える。つまり、時刻t5において、蓄電池10のエネルギーが双方向インバータ回路11で交流電力に変換されて負荷3に供給され、負荷3の駆動が再開される。
At the subsequent time t 3 , the
双方向インバータ回路11の動作を再開させてから自立SW22及び連系切替SW23を切り替えることにより、双方向インバータ回路11の交流出力が安定するのに要する時間を確保することができる。
By switching the self-supporting
PVパワーコンディショナ4は、時刻t5における連系切替SW23の切替によって蓄電池10からの電力供給が再開されたことにより、共通ライン6に電圧が発生するため、復電と判断し、時刻t6において出力を再開する。この時点で自立運転状態が開始する。
The PV power conditioner 4 determines that the power has been restored because the voltage is generated in the common line 6 when the power supply from the
自立運転状態では、PVパワーコンディショナ4及び蓄電池10から負荷3に電力が供給され、或いは、PVパワーコンディショナ4の余剰電力によって蓄電池10が充電される。このように、蓄電池10は、停電発生から自立運転状態になる前のPVパワーコンディショナ4が出力を再開するまでの短時間にだけ、単独で負荷3に電力を供給できればよく、自立運転状態ではPVパワーコンディショナ4によって充電されるので、蓄電池10の容量は小さくても良く、装置全体を小型で安価にすることができる。
In the self-sustaining operation state, power is supplied from the PV power conditioner 4 and the
一方、時刻t7において系統電源2が停電状態から非停電状態へ移行すれば、連系制御部15は、系統電源2の復電を検知し、ゲート駆動信号を停止して双方向インバータ回路11の動作を停止させる(時刻t8)。この時点で系統SW21はオフ、自立SW22はオン、連系切替SW23はインバータ側にあるため、双方向インバータ回路11が停止状態になると、系統電源2は切り離された状態になっている。したがって、負荷3への電力供給源はPVパワーコンディショナ4だけになり、共通ライン6に供給される電圧を検出できなくなり、PVパワーコンディショナ4は、再び停電状態になったと判断し、停止状態にする。このようにして、復電した際にも一時的に自立停止状態になる。
On the other hand, if the system power source 2 at time t 7 the transition from the power failure state to a non-power failure condition, the communication
連系制御部15は、時刻t9において、自立SW22をオフに切り替えるとともに、連系切替SW23を系統側に切り替え、その後の時刻t10において双方向インバータ回路11の動作を再開させてから、双方向インバータ回路11の出力が安定した時刻t11において系統SW21をオンに切り替える。このように、双方向インバータ回路11の動作が停止した後、自立SW22及び連系切替SW23を切り替えることにより、共通ライン6における電圧レベルを速やかに低下させ、PVパワーコンディショナ4を確実に停止させることができる。
At time t 9 , the
また、双方向インバータ回路11の動作を再開させてから系統SW21をオンすることにより、双方向インバータ回路11の交流出力が安定するのに要する時間を確保することができる。
Further, by turning on the system SW21 after resuming the operation of the
PVパワーコンディショナ4は、時刻t11における系統SW21の切替によって蓄電池10からの電力供給が再開されたことにより、共通ライン6の電圧レベルが上昇し、これによって復電と判断し、時刻t12において出力を再開する。この時点で連系運転状態が開始する。このように、連系運転状態と自立運転状態との移行時には、必ずPVパワーコンディショナ4の停止を行うため、PVパワーコンディショナ4と双方向インバータ回路11を一時的に停止するようにして、系統電源2への逆潮流を確実に防止している。
PV power conditioner 4 is, by the power supply from the
図5のステップS101〜S109は、図1の系統連系装置1における連系運転時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、PVパワーコンディショナ4は、共通ライン6上の電圧の有無を検出し(ステップS101)、一定レベル以上の電圧が検出されなくなると停電と判断し、出力を停止する(ステップS102,S103)。
Steps S101 to S109 in FIG. 5 are flowcharts showing an example of an operation at the time of interconnection operation in the
また、連系制御部15は、電圧計14により系統電源2の電圧を計測し、停電及び復電を判別する。このとき、停電が検知されれば、連系制御部15は、ゲート駆動信号を停止して双方向インバータ回路11を停止させ、系統SW21をオフする(ステップS104,S105)。この時点で連系運転状態は終了して自立停止状態となる。
In addition, the
次に、連系制御部15は、双方向インバータ回路11を起動させ、自立SW22をオンしてから連系切替SW23をインバータ側へ切り替える(ステップS106〜S108)。この時点では、蓄電池10の電力のみで負荷3が駆動される。PVパワーコンディショナ4は、連系切替SW23の切替によって蓄電池10からの電力供給が再開されたことにより、共通ライン6の電圧レベルが上昇し、これによって、復電と判断し、出力を再開する。この時点で自立運転状態が開始する(ステップS109)。
Next, the
図6のステップS201〜S209は、図1の系統連系装置1における自立運転時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、連系制御部15は、電圧計14により系統電源2の電圧を計測し、停電及び復電を判別する(ステップS201,S202)。このとき、非停電状態であると判別されれば、連系制御部15は、ゲート駆動信号を停止して双方向インバータ回路11を停止させる(ステップS203)。
Steps S201 to S209 in FIG. 6 are flowcharts illustrating an example of the operation during the autonomous operation in the
次に、PVパワーコンディショナ4は、共通ライン6上の電圧の有無を検出し(ステップS204)、一定レベル以上の電圧が検出されなくなると、停電と判断して出力を停止する(ステップS205)。この時点で自立運転状態は終了し、自立停止状態となる。次に、連系制御部15は、自立SW22をオフするとともに、連系切替SW23を系統側に切り替える(ステップS206)。
Next, the PV power conditioner 4 detects the presence / absence of a voltage on the common line 6 (step S204). When no voltage exceeding a certain level is detected, the PV power conditioner 4 determines that a power failure has occurred and stops the output (step S205). . At this time, the self-sustained operation state ends and the self-sustained stop state is entered. Next, the
次に、連系制御部15は、双方向インバータ回路11を起動させ、系統SW21をオンする(ステップS207,S208)。PVパワーコンディショナ4は、系統SW21の切替によって系統電源2からの電力供給が再開されたことにより、共通ライン6の電圧レベルが上昇し、これによって、復電と判断して出力を再開する(ステップS209)。この時点で連系運転状態が開始する。
Next, the
本実施の形態によれば、停電前又は復電後の連系運転時には、蓄電池10を充電しつつ、系統電源2及び太陽電池5から負荷3へ電力を供給することができる。また、停電から復電までの自立運転時には、太陽電池5及び蓄電池10の電力が系統電源2に逆潮流するのを防止しつつ、太陽電池5及び蓄電池10から負荷3へ電力を供給することができる。また、自立運転中であっても、太陽電池5の発電電力を利用して蓄電池10を充電することができる。
According to the present embodiment, power can be supplied from the system power supply 2 and the
また、蓄電池10及びPVパワーコンディショナ4を双方向インバータ回路11を介して共通ライン6上で接続することにより、蓄電池10の出力とは区別して、太陽電池5の出力のみを交流電力として計測することができる。このため、太陽電池5によって発電された電力を電力会社に販売することが可能になる。
Further, by connecting the
具体的には、連系切替SW23を連系運転端子s1側に接続し、系統SW21と自立SW22をオフにすると、双方向インバータ回路11と蓄電池10が共通ライン6から切り離され、系統電源2と、PVパワーコンディショナ4及び太陽電池5からなる発電装置と負荷3との発電装置連系状態になる。この状態では、一般家庭に普及している所謂連系状態と同じ構成となっている。そのため、共通ライン6に出力される電力は、蓄電池10とは全く無関係な、明確に太陽電池5とPVパワーコンディショナ4で生成された発電電力と認知される。
Specifically, when the
電力会社では、蓄電池に蓄電した電力を系統電源2に逆潮流することを禁止しているため、一般に蓄電池を備えたタイプの系統連系装置からの売電は認められていない。これは、電気料金の安い夜間に、系統電源2から蓄電池10に蓄電し、昼間に蓄電池10から系統電源2に売電するのは不合理であるという理由によるものである。しかし本発明によれば、蓄電池10を備えているにも係わらず、蓄電池10をシステムから切り離すことができるため、共通ライン6上に発電のメーターを取り付ければ、正当に売電することができる。
Since the electric power company prohibits the reverse flow of the electric power stored in the storage battery to the system power supply 2, generally, the sale of electric power from the type grid interconnection device provided with the storage battery is not permitted. This is because it is unreasonable to store power from the system power supply 2 to the
なお、本実施の形態では、発電装置がPVパワーコンディショナ4及び太陽電池5からなる場合の例について説明したが、本発明は発電装置をこれに限定するものではない。例えば、電気化学反応を利用して継続的に電力を取り出すことができる燃料電池から電力の供給を受ける系統連系装置にも本発明は適用することができる。或いは、風力や水力を利用して発電する発電装置から電力の供給を受けるような構成であっても良い。
In addition, although this embodiment demonstrated the example in case a power generator consists of the PV power conditioner 4 and the
また、本実施の形態では、連系運転状態から自立運転状態への移行時に、双方向インバータ回路11の動作を一時的に停止させる場合の例について説明したが、本発明は、停電検知時の連系制御をこれに限定するものではない。例えば、系統電源2の停電を検知した後、双方向インバータ回路11の稼動状態を維持しつつ、系統SW21を速やかにオフ状態に切り替え、一定時間が経過してから自立SW22及び連系切替SW23を切り替えるような構成であっても良い。
Further, in the present embodiment, an example has been described in which the operation of the
1 系統連系装置
2 系統電源
3 負荷
4 PVパワーコンディショナ
5 太陽電池
6 共通ライン
10 蓄電池
11 双方向インバータ回路
12 DC端子
13 AC端子
14 電圧計
15 連系制御部
16 系統端子
21 系統SW
22 自立SW
23 連系切替SW
DESCRIPTION OF
22 Independent SW
23 Interconnection switch SW
Claims (6)
上記AC端子を含む共通ラインに、上記系統電源と並列にそれぞれ接続された負荷及び発電装置と、
上記系統電源の電圧を計測する系統電圧計測手段と、
上記AC端子と上記系統電源とを、導通可能に接続する系統スイッチと、
上記負荷及び上記発電装置を、上記系統電源側又は上記AC端子側のいずれかに選択的に接続する連系切替スイッチと、
上記系統電圧計測手段の計測結果に基づいて、上記系統電源の停電及び復電を検知し、上記双方向インバータ回路、上記系統スイッチ及び上記連系切替スイッチを制御する連系制御手段とを備え、
上記発電装置は、上記共通ラインに供給される電圧に基づいて停電及び復電を判断し、停電の判断後に出力を停止し、復電の判断後に出力を再開し、
上記連系制御手段は、上記系統スイッチを導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した連系接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた連系運転状態と、
上記系統スイッチを非導通状態にするとともに、上記連系切替スイッチを上記AC端子側に接続した自立接続とし、かつ、上記双方向インバータ回路及び上記発電装置を駆動させた自立運転状態と、
上記系統スイッチを非導通状態にし、上記連系切替スイッチを上記系統電源側に接続した発電装置連系接続とし、かつ、上記発電装置を駆動させた発電装置連系運転状態とを切り替え、
上記連系運転状態、上記自立運転状態及び上記発電装置連系運転状態間で運転状態を切り替える場合に、上記双方向インバータ回路を停止させた自立停止状態を運転状態の切り替えの間に設けたことを特徴とする系統連系装置。 A bidirectional inverter circuit having a DC terminal to which a storage battery is connected and an AC terminal to which a system power supply is connected, and performing bidirectional power conversion between the DC terminal and the AC terminal;
A common line including the AC terminal, a load and a power generation device respectively connected in parallel with the system power supply;
A system voltage measuring means for measuring the voltage of the system power supply;
A system switch for connecting the AC terminal and the system power supply in a conductive manner;
An interconnection switch for selectively connecting the load and the power generator to either the system power supply side or the AC terminal side;
Based on the measurement result of the system voltage measuring means, the power supply of the system power supply is detected to detect a power failure and power recovery, and the bidirectional control circuit, the system switch and the system control switch for controlling the system switching switch ,
The power generation device determines a power failure and a power recovery based on the voltage supplied to the common line, stops the output after the power failure determination, restarts the output after the power recovery determination,
The interconnection control means brings the system switch into a conductive state, makes the interconnection switch connected to the system power supply side, and drives the bidirectional inverter circuit and the power generator. Connected operation state,
With the system switch in a non-conducting state, the connection switch is connected to the AC terminal side as a self-supporting connection, and the self-operating state in which the bidirectional inverter circuit and the power generator are driven,
The system switch is in a non-conducting state, the grid changeover switch is connected to the system power supply side, and the power generator linked operation state in which the power generator is driven is switched.
When the operation state is switched among the above-mentioned interconnected operation state, the above-mentioned independent operation state, and the above-mentioned power generation device interconnected operation state, an independent stop state in which the above-described bidirectional inverter circuit is stopped is provided between the operation state switching. System interconnection device characterized by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013115975A JP6168854B2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Grid interconnection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013115975A JP6168854B2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Grid interconnection device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017049613A Division JP6323893B2 (en) | 2017-03-15 | 2017-03-15 | Grid interconnection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014236568A JP2014236568A (en) | 2014-12-15 |
JP6168854B2 true JP6168854B2 (en) | 2017-07-26 |
Family
ID=52138915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013115975A Active JP6168854B2 (en) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | Grid interconnection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6168854B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6355017B2 (en) * | 2014-04-11 | 2018-07-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply control device and power supply control method |
JP6556482B2 (en) * | 2015-03-31 | 2019-08-07 | 株式会社日立産機システム | Power storage control system |
JP6879462B2 (en) * | 2017-06-28 | 2021-06-02 | 株式会社ダイヘン | Switching device and power conditioner system |
JP7514203B2 (en) | 2021-03-22 | 2024-07-10 | ニチコン株式会社 | Grid-connected system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4253598B2 (en) * | 2004-02-20 | 2009-04-15 | 株式会社明電舎 | Solar power generation system with power storage function |
JP5268973B2 (en) * | 2010-03-08 | 2013-08-21 | 株式会社正興電機製作所 | Power supply system, power supply method and control device |
EP2763265B1 (en) * | 2011-09-28 | 2021-09-22 | Kyocera Corporation | Power conditioner system and storage battery power conditioner |
JP5118244B1 (en) * | 2011-10-18 | 2013-01-16 | 伊藤忠エネクス株式会社 | Power control apparatus, power supply system, power control method and program |
WO2014122691A1 (en) * | 2013-02-07 | 2014-08-14 | 三洋電機株式会社 | Power storage system |
JP5891367B2 (en) * | 2013-03-25 | 2016-03-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power storage system |
-
2013
- 2013-05-31 JP JP2013115975A patent/JP6168854B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014236568A (en) | 2014-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5988078B2 (en) | Control device and power distribution system | |
JP6160481B2 (en) | Power supply device, power supply system, and power supply control method | |
JP5903622B2 (en) | Power supply system and charge / discharge power conditioner | |
JP6019614B2 (en) | Power storage control device, power storage control device control method, program, and power storage system | |
JP5988079B2 (en) | Control device, conversion device, control method, and power distribution system | |
JP5162043B1 (en) | Charger | |
US11031807B2 (en) | Power supply device and power supply system | |
WO2011052407A1 (en) | Switching circuit, control apparatus, and power generating system | |
JP2000284838A (en) | Photovoltaic power generator and control method thereof | |
JP2013126339A (en) | Power supply system | |
CN105379049A (en) | Power control device, power control method, and power control system | |
JP6024929B2 (en) | Control device and power distribution system | |
JP6168854B2 (en) | Grid interconnection device | |
WO2013179358A1 (en) | Controller, battery control unit, and power distribution system | |
JP2014131422A (en) | Power supply system, and power conditioner | |
JP2007288932A (en) | Charge control device of photovoltaic power generation facility | |
JP2013183611A (en) | Controller, converter, control method, and power distribution system | |
JP2014121151A (en) | Power storage system and power supply system | |
JP6323893B2 (en) | Grid interconnection device | |
JP2017077092A (en) | Utility grid interconnection system | |
JP6272123B2 (en) | Power supply control device | |
JP2015226439A (en) | Power supplying system and power conditioner | |
JP2017099183A (en) | Switching unit, and charge discharge controller including it, and their switching control system | |
JPH0946923A (en) | Solar generator | |
JP2013183610A (en) | Control unit and power distribution system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170627 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170627 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6168854 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |