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JPH08317665A - Photovoltaic power generation apparatus - Google Patents

Photovoltaic power generation apparatus

Info

Publication number
JPH08317665A
JPH08317665A JP7119987A JP11998795A JPH08317665A JP H08317665 A JPH08317665 A JP H08317665A JP 7119987 A JP7119987 A JP 7119987A JP 11998795 A JP11998795 A JP 11998795A JP H08317665 A JPH08317665 A JP H08317665A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
operation mode
frequency
inverter circuit
switching
signal
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.)
Pending
Application number
JP7119987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kanofuji
正明 甲野藤
Yasuhiro Makino
康弘 牧野
Masahiro Maekawa
正弘 前川
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP7119987A priority Critical patent/JPH08317665A/en
Publication of JPH08317665A publication Critical patent/JPH08317665A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a photovoltaic power generation apparatus by which the discharge output of a storage battery is converted with high efficiency so as to be supplied to a load and which can be self-operated continuously for a long period. CONSTITUTION: A mode setting means 13 by which a parallel operation mode to operate an inverter circuit 4 in conjunction with a commercial power system 5 and a self-operation mode operated so as to be paralleled off from the commercial power system 5 are changed over and set and a pulse generation means which generates a high-frequency switching pulse signal when the parallel operation mode is set and which generates a low-frequency switching pulse signal when the self-operation mode is set are installed in a photovoltaic power generation apparatus 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、太陽光発電装置に関
し、詳しくは太陽電池の発電出力又は蓄電池の放電出力
をインバータ回路によって交流出力に変化して負荷へ供
給する太陽光発電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar power generation device, and more particularly to a solar power generation device in which a power generation output of a solar cell or a discharge output of a storage battery is converted into an AC output by an inverter circuit and supplied to a load.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、太陽電池からなる直流電源を用い
た数kWの比較的小容量の分散電源設備をインバータ回路
を介して商用電力系統に連系し、負荷に電力を供給する
太陽光発電装置が種々提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a photovoltaic power generation system for supplying a load to a commercial power system by connecting a distributed power supply system of a relatively small capacity of several kW using a direct current power source composed of solar cells to an commercial power system via an inverter circuit. Various devices have been proposed.

【0003】図4は、従来の太陽光発電装置の概略構成
図である。図において、111は太陽光のエネルギーを直
流電圧に直接変換する太陽電池、112は太陽電池111の出
力部に接続された逆流防止ダイオード、113は逆流防止
ダイオード112を介して太陽電池111に接続された蓄電
池、114は太陽電池111の発電出力又は蓄電池113の放電
出力を交流に変換するためのインバータ回路、115はイ
ンバータ回路114をPWM制御するインバータ制御回路
であり、これらから構成される太陽光発電装置を商用電
力系統116に連系させて負荷117に電力を供給すると共
に、系統停電時には単独で負荷117に電力を供給してい
る。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional solar power generation device. In the figure, 111 is a solar cell that directly converts the energy of sunlight into a DC voltage, 112 is a backflow prevention diode connected to the output of the solar cell 111, and 113 is connected to the solar cell 111 via the backflow prevention diode 112. Storage battery, 114 is an inverter circuit for converting the power generation output of the solar cell 111 or the discharge output of the storage battery 113 into alternating current, and 115 is an inverter control circuit for PWM-controlling the inverter circuit 114. The device is connected to the commercial power system 116 to supply power to the load 117, and at the time of system power failure, power is supplied to the load 117 independently.

【0004】そして、インバータ制御回路115は差動増
幅器121、乗算器122、演算増幅器(エラーアンプ)12
3、PWMパルス生成回路124及び出力電圧の基準周波数
成分を抽出するためのバンドパスフィルター125からフ
ィードバック制御系を構成しており、所定周波数のPW
Mパルスをインバータ回路114の各スイッチング素子へ
ゲート制御信号として出力するものである。
The inverter control circuit 115 includes a differential amplifier 121, a multiplier 122 and an operational amplifier (error amplifier) 12
3. A feedback control system is composed of the PWM pulse generation circuit 124 and the bandpass filter 125 for extracting the reference frequency component of the output voltage, and the PW of a predetermined frequency
The M pulse is output to each switching element of the inverter circuit 114 as a gate control signal.

【0005】具体的には、インバータ制御回路115にお
いて、例えば太陽電池111からの出力電圧Viと所定の電
圧指令値Vrefとの差を示す入力誤差信号Saが、差動増
幅器121によって生成され、該入力誤差信号Saは、乗算
器122にて商用電力系統116の商用交流電圧の基本周波数
成分に対応した信号Sbと乗算されて、制御目標値を示
すSiが生成される。
Specifically, in the inverter control circuit 115, an input error signal Sa indicating the difference between the output voltage Vi from the solar cell 111 and a predetermined voltage command value Vref, for example, is generated by the differential amplifier 121. The input error signal Sa is multiplied by the signal Sb corresponding to the fundamental frequency component of the commercial AC voltage of the commercial power system 116 in the multiplier 122 to generate Si indicating the control target value.

【0006】そして、演算増幅器123にて、電流指令信
号Siとインバータ回路114の出力電流値Scとの差を示
す信号Sdが生成され、該信号SdがPWMパルス生成回
路124に供給されることによって、該信号Sdの大きさに
応じたパルス幅のPWMパルスが生成され、このPWM
パルスによってインバータ回路114のスイッチング素子
の導通制御が行われている。
Then, the operational amplifier 123 generates a signal Sd indicating the difference between the current command signal Si and the output current value Sc of the inverter circuit 114, and the signal Sd is supplied to the PWM pulse generation circuit 124. , A PWM pulse having a pulse width corresponding to the magnitude of the signal Sd is generated, and the PWM pulse is generated.
The conduction control of the switching element of the inverter circuit 114 is performed by the pulse.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そして、従来の太陽光
発電装置においては、商用電力系統や負荷へ悪影響を及
ぼさないように、インバータ回路から正弦波に近いイン
バータ電流及び電圧を供給している。このため、従来装
置では現在の運転状態が並列運転中なのか、自立運転中
なのかに関係なく系統周波数よりも充分高い周波数(例
えば15.36kHz)の搬送波を用いてPWMパルスを生成
し、インバータ回路のスイッチング素子の導通制御を行
っている。
In the conventional photovoltaic power generator, an inverter current and a voltage close to a sine wave are supplied from the inverter circuit so that the commercial power system and the load are not adversely affected. Therefore, in the conventional device, a PWM pulse is generated using a carrier wave having a frequency (for example, 15.36 kHz) that is sufficiently higher than the system frequency regardless of whether the current operating state is parallel operation or self-sustaining operation, and the inverter circuit The conduction of the switching element is controlled.

【0008】また、地震や火災等の天災により商用電力
系統が停電して長期間にわたり復旧できない事態が発生
した場合には、従来装置を自立運転させて太陽電池の発
電出力又は蓄電池の放電出力により照明、冷暖房機器等
を利用することが可能であった。
Further, in the event of a situation in which a commercial power system fails due to a natural disaster such as an earthquake or a fire and cannot be restored for a long period of time, the conventional device is operated in a self-sustaining manner to generate power from a solar cell or discharge output from a storage battery. It was possible to use lighting, air conditioning equipment, etc.

【0009】しかしながら、自立運転時には 装置の容
量の点から並列運転時に比べて低出力状態となり、特に
天候不良時や夜間などでは太陽電池の発電出力が得られ
ないため、自立運転を蓄電池の放電出力のみにより行わ
なければならず、かなり低出力状態となる。そして、そ
の低出力状態時においては、出力に対する高周波数のP
WMパルスによるインバータ回路のスイッチングに伴う
損失(スイッチング損失)の割合が大きなものとなり、
結果的に蓄電池の放電出力を有効に利用できず、長期間
にわたり自立運転を継続できないという虞れがあった。
However, in the self-sustaining operation, the output of the storage battery is lower than that in the parallel operation due to the capacity of the device, and the power generation output of the solar cell cannot be obtained especially in bad weather or at night. It has to be done only by itself, resulting in a considerably low output state. In the low output state, the high frequency P with respect to the output
The ratio of the loss (switching loss) due to the switching of the inverter circuit due to the WM pulse becomes large,
As a result, the discharge output of the storage battery cannot be effectively used, and there is a fear that the self-sustaining operation cannot be continued for a long period of time.

【0010】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であって、蓄電池の放電出力を高効率で変換して負荷へ
供給し、長期間にわたり連続して自立運転が可能な太陽
光発電装置を提供する。
The present invention has been made in view of the above point, and it is a solar power generation system capable of converting discharge output of a storage battery with high efficiency and supplying it to a load, and continuously operating for a long time in a self-sustaining manner. Provide a device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽光発電装
置において、インバータ回路を商用電力系統に連系して
動作させる並列運転モードと、商用電力系統から解列し
て動作させる自立運転モードとを切り換え設定するモー
ド設定手段と、前記並列運転モード設定時には高周波数
のスイッチングパルス信号を生成し、前記自立運転モー
ド設定時には低周波数のスイッチングパルス信号を生成
するパルス生成手段とが設けられていることを特徴とす
る。
According to the present invention, in a photovoltaic power generator, a parallel operation mode in which an inverter circuit is operated in connection with a commercial power system and an independent operation mode in which the inverter circuit is operated by disconnecting from the commercial power system. And a pulse generation means for generating a high-frequency switching pulse signal when the parallel operation mode is set and a low-frequency switching pulse signal when the independent operation mode is set. It is characterized by

【0012】具体的構成として、パルス生成手段は前記
並列運転モード設定時には系統周波数よりも充分に高い
第1周波数のスイッチングパルス信号を生成し、前記自
立運転モード設定時には系統周波数に一致する第2周波
数のスイッチングパルス信号を生成するものである。
As a concrete configuration, the pulse generating means generates a switching pulse signal having a first frequency sufficiently higher than the system frequency when the parallel operation mode is set, and a second frequency which matches the system frequency when the independent operation mode is set. Of the switching pulse signal.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、自立運転時の低出力状態時に
おいて、低周波数のスイッチングパルスによってインバ
ータ回路のスイッチング素子を駆動するので、スイッチ
ング損失を低減させることができる。
According to the present invention, since the switching element of the inverter circuit is driven by the low-frequency switching pulse in the low output state during the self-sustaining operation, the switching loss can be reduced.

【0014】また、自立運転モード設定時に、系統周波
数のスイッチングパルス信号を供給することによって、
スイッチング損失を大幅に低減させることができ、長期
間にわたり連続して自立運転が可能となる。
Further, when the self-sustained operation mode is set, by supplying the switching pulse signal of the system frequency,
Switching loss can be significantly reduced, and self-sustained operation can be continuously performed for a long period of time.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の太陽光発電装置をその一実施
例を示す図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明
を適用させた太陽電池を用いた太陽光発電装置の概略構
成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A solar power generator of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings showing an embodiment thereof. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photovoltaic power generation device using a solar cell to which the present invention is applied.

【0016】図において、太陽光発電装置1は、太陽光
のエネルギーを直流電力に変換する太陽電池2(本実施
例では、定格発電電力3kW)と、太陽電池2の発電電
力により充電させる蓄電池3と、太陽電池2の発電電力
又は蓄電池3の放電電力を交流電力に電力変換して所定
交流電圧(本実施例では、100V)を供給するインバー
タ回路4を中心に構成されており、商用電力系統5と連
系して配電線に接続された各種家電製品などの負荷6に
対して電力を供給している。
In the figure, a photovoltaic power generator 1 includes a solar cell 2 (in the present embodiment, a rated generated power of 3 kW) that converts the energy of sunlight into DC power, and a storage battery 3 that is charged by the generated power of the solar cell 2. And an inverter circuit 4 for converting the generated power of the solar cell 2 or the discharge power of the storage battery 3 into AC power and supplying a predetermined AC voltage (100 V in this embodiment). Power is supplied to a load 6 such as various home appliances connected to a distribution line in an interconnected manner with 5.

【0017】インバータ回路4は、ブリッジ接続された
複数(本実施例では4個)のスイッチング素子から構成
され、このインバータ回路4には、後述の各種処理を行
うインバータ制御部7からスイッチング制御信号が与え
られ、その制御信号に基づいてスイッチング素子の導通
制御がなされている。尚、インバータ制御部7はマイク
ロコンピュータから構成されている。
The inverter circuit 4 is composed of a plurality of (four in this embodiment) switching elements connected in a bridge, and a switching control signal is supplied to the inverter circuit 4 from an inverter control section 7 which performs various processes described later. The conduction of the switching element is controlled based on the applied control signal. The inverter control unit 7 is composed of a microcomputer.

【0018】インバータ回路4と商用電力系統5との間
には、インバータ回路4の出力側から見て系統保護のた
めの自動復帰型連系用リレー8及び手動復帰型ブレーカ
9が負荷6を挟んで順に設けられており、リレー8及び
ブレーカ9は保護継電制御回路10からの制御信号に基づ
いてその開閉動作が行われ、太陽光発電装置1を商用電
力系統5に連系又は解列させている。
Between the inverter circuit 4 and the commercial power system 5, an automatic restoration type interconnection relay 8 and a manual restoration type breaker 9 for system protection sandwiching the load 6 when viewed from the output side of the inverter circuit 4. The relay 8 and the breaker 9 are opened and closed based on the control signal from the protective relay control circuit 10 to connect or disconnect the solar power generation device 1 to the commercial power system 5. ing.

【0019】そして、保護継電制御回路10では、太陽光
発電装置1又は商用電力系統5での異常状態を検出した
場合に、リレー8及びブレーカ9へ解列指令信号を送出
して太陽光発電装置1を商用電力系統5から解列させる
と共に、インバータ制御部7へ停止信号を送出して、イ
ンバータ制御部7からインバータ回路3へのスイッチン
グ制御信号の供給を停止させている。
When the protective relay control circuit 10 detects an abnormal state in the photovoltaic power generator 1 or the commercial power system 5, the relay relay control circuit 10 sends a disconnection command signal to the relay 8 and the breaker 9 for photovoltaic power generation. The device 1 is disconnected from the commercial power system 5, and a stop signal is sent to the inverter control unit 7 to stop the supply of the switching control signal from the inverter control unit 7 to the inverter circuit 3.

【0020】具体的には、保護継電制御回路10はマイク
ロコンピュータから構成されており、太陽電池2の出力
電圧を検出するアイソレーションアンプからなる第1電
圧検出手段11による検出値と、インバータ回路4の出力
電圧を検出する変圧器(PT)からなる第2電圧検出手
段12による検出値が入力され、その検出値に基づいてイ
ンバータ制御部7への起動信号及び停止信号の送出と、
リレー8及びブレーカ9への解列指令信号の送出と、リ
レー8への連系指令信号の送出を行っている。
Specifically, the protective relay control circuit 10 is composed of a microcomputer, and the detected value by the first voltage detecting means 11 composed of an isolation amplifier for detecting the output voltage of the solar cell 2 and the inverter circuit. The detection value by the second voltage detection means 12 composed of a transformer (PT) for detecting the output voltage of 4 is input, and the start signal and the stop signal are sent to the inverter control unit 7 based on the detection value,
The disconnection command signal is sent to the relay 8 and the breaker 9, and the interconnection command signal is sent to the relay 8.

【0021】また、保護継電制御回路10では、リレー8
及びブレーカ9の接点状態を常時監視しており、その接
点状態信号がインバータ制御部7に入力されている。更
に、保護継電制御回路10では、インバータ制御部7に設
けられたモード設定手段13により、商用電力系統5から
解列して太陽光発電装置1を単独で動作させる自立運転
モードが設定され、インバータ制御部7から自立運転開
始信号の入力に従い、リレー8へ連系指令信号を送出す
ると共に、ブレーカ9へ解列指令信号を送出して、太陽
光発電装置1から負荷6へ単独で電力供給が可能な状態
とする。
In addition, in the protective relay control circuit 10, the relay 8
Also, the contact state of the breaker 9 is constantly monitored, and the contact state signal is input to the inverter control unit 7. Further, in the protective relay control circuit 10, the mode setting means 13 provided in the inverter control unit 7 sets the self-sustained operation mode in which the solar power generation device 1 is operated independently by disconnecting from the commercial power system 5. In response to the input of the self-sustained operation start signal from the inverter control unit 7, the interconnection command signal is transmitted to the relay 8 and the disconnection command signal is transmitted to the breaker 9 so that the solar power generation device 1 supplies power to the load 6 independently. Is enabled.

【0022】尚、モード設定手段13は、インバータ回路
4を商用電力系統5に連系して動作させる並列運転モー
ドと、商用電力系統5から解列して動作させる自立運転
モードとを切り換え設定するものであり、このモード設
定手段13による自立運転モード設定に従いアナログスイ
ッチSW1〜3をそれぞれ図1のa接点側からb接点側に接
続を切り換えている。尚、SW1〜3はモード設定手段13に
より並列運転モード設定時にはa接点側に、自立運転モ
ード設定時にはb接点側に、モード設定手段13に連動し
て接続が切り換わる構成となっている。
The mode setting means 13 switches and sets the parallel operation mode in which the inverter circuit 4 is connected to the commercial power system 5 to operate, and the independent operation mode in which the inverter circuit 4 is disconnected from the commercial power system 5 to operate. The analog switches SW1 to SW3 are switched from the a-contact side to the b-contact side in FIG. 1 according to the self-sustained operation mode setting by the mode setting means 13. The SW1 to SW3 are switched to the a contact side when the parallel operation mode is set by the mode setting means 13 and to the b contact side when the independent operation mode is set, in connection with the mode setting means 13.

【0023】これにより、並列運転モード設定時には逆
流ダイオード20を介して太陽電池2の発電電力により蓄
電池3が充電され、自立運転モード設定時には太陽電池
2の発電出力又は蓄電池3の放電出力を負荷6側に供給
されることになる。
As a result, when the parallel operation mode is set, the storage battery 3 is charged by the power generated by the solar cell 2 through the backflow diode 20, and when the self-sustaining operation mode is set, the power generation output of the solar cell 2 or the discharge output of the storage battery 3 is applied to the load 6. Will be supplied to the side.

【0024】次に、インバータ制御部7の動作につい
て、モード設定手段13による上記設定モード毎に説明す
る。先ず、並列運転モード時には、SW1〜3が図1中のa
接点側に接続され、第1電圧検出手段11により検出され
る太陽電池2の出力電圧が、太陽電池2から最大電力が
引き出される最適動作点の電圧値Vrefとなり、かつ商
用電力系統5との連系点電圧の基本周波数成分と同期さ
せた電流がインバータ回路4から出力するように、パル
ス幅変調されたスイッチング制御信号をインバータ回路
4に与えている。従って、インバータ回路4と商用電力
系統5との連系運転時には、商用周波数で運転力率が1
になり、且つ太陽電池2から最大電力を引き出すように
インバータ回路4の出力電流が制御される。
Next, the operation of the inverter control section 7 will be described for each of the above setting modes by the mode setting means 13. First, in the parallel operation mode, SW1 to SW3 are a in FIG.
The output voltage of the solar cell 2 connected to the contact side and detected by the first voltage detecting means 11 becomes the voltage value Vref at the optimum operating point at which the maximum electric power is drawn from the solar cell 2, and is connected to the commercial power system 5. The inverter circuit 4 is provided with a pulse-width modulated switching control signal so that a current synchronized with the fundamental frequency component of the system point voltage is output from the inverter circuit 4. Therefore, when the inverter circuit 4 and the commercial power system 5 are interconnected, the operating power factor is 1 at the commercial frequency.
And the output current of the inverter circuit 4 is controlled so that the maximum electric power is drawn from the solar cell 2.

【0025】具体的には、第1電圧検出手段11により検
出された太陽電池2の出力電圧と、予め設定された最適
動作点電圧Vref1との差は第1エラーアンプ14によって
誤差信号として増幅され、その誤差信号を乗算器15の一
方の入力信号としている。そして、第2電圧検出手段12
により検出された連系点電圧の基本周波数成分をバンド
パスフィルタ16によって抽出し、その抽出された連系点
電圧の基本周波数成分が乗算器15の他方の入力信号とし
て入力されている。乗算器15では、第1エラーアンプ14
からの誤差信号とバンドパスフィルタ16からの基本周波
数成分信号との乗算を行って、インバータ電流の電流指
令値を生成している。従って、この電流指令値は商用電
力系統5との連系運転時には、系統電圧波形に同期し、
太陽電池2の出力電圧を最適動作点電圧Vrefに制御す
る値となる。そして、乗算器15からの電流指令値と、変
流器(CT)からなるインバータ電流検出手段18により
検出されたインバータ回路4のインバ−タ電流との差を
第2エラーアンプ17によって増幅し、電流誤差信号とし
てインバータ制御部7に入力されている。インバータ制
御部7では、第2エラーアンプ17からの電流誤差信号
と、15.36kHzの基準三角波信号とを比較して、第2エラ
ーアンプ17からの電流誤差信号が零になるようにインバ
ータ回路4のスイッチング素子にスイッチング信号を供
給してインバータ回路4の出力電流をPWM(パルス幅
変調)制御すると共に、保護継電制御回路10からの起動
信号または停止信号の入力に従い、インバータ回路4の
インバータ動作を起動または停止させている。
Specifically, the difference between the output voltage of the solar cell 2 detected by the first voltage detecting means 11 and the preset optimum operating point voltage Vref1 is amplified as an error signal by the first error amplifier 14. The error signal is used as one input signal of the multiplier 15. Then, the second voltage detection means 12
The fundamental frequency component of the interconnection point voltage detected by is extracted by the bandpass filter 16, and the extracted fundamental frequency component of the interconnection point voltage is input as the other input signal of the multiplier 15. In the multiplier 15, the first error amplifier 14
Is multiplied by the fundamental frequency component signal from the bandpass filter 16 to generate a current command value of the inverter current. Therefore, this current command value is synchronized with the system voltage waveform during the interconnection operation with the commercial power system 5,
It has a value for controlling the output voltage of the solar cell 2 to the optimum operating point voltage Vref. Then, the difference between the current command value from the multiplier 15 and the inverter current of the inverter circuit 4 detected by the inverter current detection means 18 including a current transformer (CT) is amplified by the second error amplifier 17, It is input to the inverter control unit 7 as a current error signal. In the inverter control unit 7, the current error signal from the second error amplifier 17 is compared with the reference triangular wave signal of 15.36 kHz, and the current error signal from the second error amplifier 17 is adjusted to zero. A switching signal is supplied to the switching element to perform PWM (pulse width modulation) control of the output current of the inverter circuit 4, and the inverter operation of the inverter circuit 4 is controlled in accordance with the start signal or the stop signal input from the protective relay control circuit 10. It has been started or stopped.

【0026】一方、自立運転モード時には、SW1〜3が図
1中のb接点側に接続され、第2電圧検出手段12により
検出されるインバータ出力電圧が所定値Vref2(本実施
例では実効値100V)となるようにインバータ回路4の
各スイッチング素子に振幅制御された商用周波数(本実
施例では60Hz)のスイッチング信号を供給してインバー
タ回路4の出力電流を増減させている。
On the other hand, in the self-sustaining operation mode, SW1 to SW3 are connected to the b-contact side in FIG. 1, and the inverter output voltage detected by the second voltage detecting means 12 is a predetermined value Vref2 (effective value 100V in this embodiment). The switching current of the commercial frequency (60 Hz in this embodiment) whose amplitude is controlled is supplied to each switching element of the inverter circuit 4 so as to increase or decrease the output current of the inverter circuit 4.

【0027】具体的には、第2電圧検出手段12により検
出されたインバータ出力電圧と、予め設定されたVref2
との差を第2エラーアンプ17によって誤差信号として増
幅し、電圧誤差信号としてインバータ制御部7に入力さ
れている。インバータ制御部7では、第2エラーアンプ
17からの電圧誤差信号に基づいて60Hzの方形波信号との
乗算を行って、振幅変調させたスイッチング制御信号を
インバータ回路4に与えている。従って、自立運転時に
は60Hzの方形波信号をスイッチング信号としてインバー
タ回路4の各スイッチング素子に供給してインバータ回
路4の出力電流を制御すると共に、保護継電制御回路8
からの停止信号の入力に従い、インバータ回路4のイン
バータ動作を停止させている。
Specifically, the inverter output voltage detected by the second voltage detecting means 12 and the preset Vref2
The difference between and is amplified by the second error amplifier 17 as an error signal and input to the inverter control unit 7 as a voltage error signal. In the inverter control unit 7, the second error amplifier
Based on the voltage error signal from 17, multiplication with a square wave signal of 60 Hz is performed, and an amplitude-modulated switching control signal is given to the inverter circuit 4. Therefore, at the time of self-sustaining operation, a square wave signal of 60 Hz is supplied as a switching signal to each switching element of the inverter circuit 4 to control the output current of the inverter circuit 4, and the protective relay control circuit 8
The inverter operation of the inverter circuit 4 is stopped according to the input of the stop signal from.

【0028】図2は、本発明のインバータ制御部7の具
体的な構成を示している。図に示すように、モード設定
手段13による設定モードに従い、並列運転時にはコンパ
レータ31からのPWMパルスがスイッチング制御信号と
してインバータ回路4に与えられ、一方、自立運転時に
は乗算器32からの振幅変調された180度通電パルスがス
イッチング制御信号としてインバータ回路4に与えられ
るように、アナログスイッチ33を切り換えている。
FIG. 2 shows a specific configuration of the inverter control section 7 of the present invention. As shown in the figure, according to the setting mode by the mode setting means 13, the PWM pulse from the comparator 31 is given to the inverter circuit 4 as a switching control signal during the parallel operation, while the amplitude modulation from the multiplier 32 is performed during the self-sustaining operation. The analog switch 33 is switched so that the 180-degree conduction pulse is given to the inverter circuit 4 as a switching control signal.

【0029】そして、コンパレータ31では、15.36kHzの
発振器34からの高周波信号に基づいて三角波変換回路35
にて生成された基準三角波信号と、第2エラーアンプ17
からの電流誤差信号が入力され、両者を比較して第2エ
ラーアンプ17からの電流誤差信号が零になるように、P
WMパルスを発生している。
In the comparator 31, the triangular wave conversion circuit 35 is based on the high frequency signal from the 15.36 kHz oscillator 34.
2nd error amplifier 17 and the reference triangular wave signal generated in
The current error signal from P is input, the two are compared, and the current error signal from the second error amplifier 17 is set to zero.
A WM pulse is being generated.

【0030】また、乗算器32では、所定振幅で周波数60
Hzの方形波信号を発生する通電パルス発生回路36からの
180度通電パルスを、第2エラーアンプ17からの電圧誤
差信号と乗算させ、180度通電パルスを振幅変調した信
号を発生している。以上のコンパレータ31、乗算器32、
アナログスイッチ33、発振器34、三角波変換回路35及び
通電パルス発生回路36によりインバータ回路4へのスイ
ッチングパルス信号を生成するパルス生成手段200を構
成している。
Further, the multiplier 32 has a frequency of 60 at a predetermined amplitude.
From the energization pulse generator circuit 36 that generates a square wave signal of Hz
The 180-degree conduction pulse is multiplied by the voltage error signal from the second error amplifier 17 to generate a signal obtained by amplitude-modulating the 180-degree conduction pulse. The above comparator 31, multiplier 32,
The analog switch 33, the oscillator 34, the triangular wave conversion circuit 35, and the energization pulse generation circuit 36 constitute pulse generation means 200 for generating a switching pulse signal to the inverter circuit 4.

【0031】これにより、設定モードによりコンパレー
タ31からのPWMパルス又は乗算器32からの振幅変調さ
れた180度通電パルスがスイッチング制御信号としてイ
ンバータ回路4へ供給され、各スイッチング素子を導通
制御している。
As a result, the PWM pulse from the comparator 31 or the amplitude-modulated 180-degree conduction pulse from the multiplier 32 is supplied to the inverter circuit 4 as a switching control signal according to the setting mode to control the conduction of each switching element. .

【0032】図3は、前述のインバータ回路4を構成す
る4つのスイッチング素子へ供給されるべきPWMパル
ス又は180度通電パルス(イ)(ロ)と、これによって得られ
るインバータ出力電流の波形(ハ)(ニ)を、並列運転モード
と自立運転モードで比較したものである。
FIG. 3 shows a PWM pulse or a 180-degree conduction pulse (a) (b) to be supplied to the four switching elements constituting the above-mentioned inverter circuit 4 and a waveform of the inverter output current (ha) ) (D) is a comparison between the parallel operation mode and the independent operation mode.

【0033】並列運転モードでは、同図(イ)に示す如く
高周波スイッチングが行われて、同図(ハ)の如く60Hzの
正弦波の出力電流が得られる。これに対し、自立運転モ
ードでは、同図(ロ)に示す如く商用周波数(=60Hz)に
よるスイッチングが行われて、同図(ニ)の如く出力電流
は方形波となっている。従って、自立運転モードでは、
インバータ回路4のスイッチング損失の低減を図ること
が出来、自立運転時の蓄電池3の放電出力を有効に利用
し、長期間にわたり自立運転を継続可能とする。
In the parallel operation mode, high-frequency switching is performed as shown in FIG. 7B, and a 60 Hz sine wave output current is obtained as shown in FIG. On the other hand, in the self-sustained operation mode, switching is performed at the commercial frequency (= 60 Hz) as shown in (b) of the figure, and the output current is a square wave as shown in (d) of the figure. Therefore, in the independent operation mode,
The switching loss of the inverter circuit 4 can be reduced, the discharge output of the storage battery 3 during the self-sustained operation can be effectively used, and the self-sustained operation can be continued for a long time.

【0034】尚、上記実施例では自立運転モードにおい
て、インバータ回路4へ系統周波数に一致するスイッチ
ングパルス信号を供給する場合について説明したが、こ
の他に並列運転モードにおけるスイッチング周波数に比
べて低周波数のスイッチング信号であればスイッチング
損失を低減させることが可能となる。但し、この場合に
は系統周波数のスイッチングパルス信号を供給する場合
に比較して、スイッチング周波数の増加に比例してスイ
ッチング損失が大きくなる。
In the above embodiment, the case where the switching pulse signal matching the system frequency is supplied to the inverter circuit 4 in the self-sustained operation mode has been described. If it is a switching signal, it is possible to reduce switching loss. However, in this case, the switching loss increases in proportion to the increase of the switching frequency as compared with the case of supplying the switching pulse signal of the system frequency.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、自立運
転時の低出力状態時において、低周波数のスイッチング
パルスによってインバータ回路のスイッチング素子を駆
動するので、スイッチング損失を低減させることがで
き、蓄電池の放電出力を高効率で変換して負荷へ供給
し、長期間にわたり連続して自立運転が可能となる。
As described above, according to the present invention, since the switching element of the inverter circuit is driven by the low-frequency switching pulse in the low output state during the self-sustaining operation, the switching loss can be reduced. The discharge output of the storage battery is converted with high efficiency and supplied to the load, enabling continuous operation for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用させた太陽光発電装置の概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a solar power generation device to which the present invention is applied.

【図2】本発明のインバータ制御部7の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an inverter control unit 7 of the present invention.

【図3】モード設定手段13による各設定モード毎の波形
図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for each setting mode by the mode setting means 13.

【図4】従来の太陽光発電装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional solar power generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽光発電装置 2 太陽電池 3 蓄電池 4 インバータ回路 5 商用電力系統 6 負荷 7 インバータ制御部 8 自動復帰型連系用リレー 9 手動復帰型ブレーカ 10 保護継電制御回路 11 第1電圧検出手段(アイソレーションアンプ) 12 第2電圧検出手段 13 モード設定手段 14 第1エラーアンプ 15 乗算器 16 バンドパスフィルタ 17 第2エラーアンプ 18 インバータ電流検出手段 20 逆流防止ダイオード 200 パルス生成手段 1 Photovoltaic power generator 2 Solar cell 3 Storage battery 4 Inverter circuit 5 Commercial power system 6 Load 7 Inverter control unit 8 Automatic restoration type interconnection relay 9 Manual restoration type breaker 10 Protection relay control circuit 11 First voltage detection means (iso 12) Second voltage detection means 13 Mode setting means 14 First error amplifier 15 Multiplier 16 Bandpass filter 17 Second error amplifier 18 Inverter current detection means 20 Reverse current prevention diode 200 Pulse generation means

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】太陽電池と、該太陽電池に逆流防止素子を
介して接続された蓄電池と、前記太陽電池又は蓄電池か
らの直流電力を所定電圧の交流電力に変換するインバー
タ回路と、該インバータ回路のスイッチング素子を導通
制御するインバータ制御部とを備え、商用電力系統に連
系して負荷に電力を供給する太陽光発電装置において、 前記インバータ制御部には、 前記インバータ回路を商用電力系統に連系して動作させ
る並列運転モードと、商用電力系統から解列して動作さ
せる自立運転モードとを切り換え設定するモード設定手
段と、 前記並列運転モード設定時には高周波数のスイッチング
パルス信号を生成し、前記自立運転モード設定時には低
周波数のスイッチングパルス信号を生成するパルス生成
手段とが設けられていることを特徴とする太陽光発電装
置。
1. A solar cell, a storage battery connected to the solar cell via a backflow prevention element, an inverter circuit for converting DC power from the solar cell or the storage battery into AC power of a predetermined voltage, and the inverter circuit. In the solar power generation device, which includes an inverter control unit for controlling conduction of the switching element of, and supplies power to the load by being connected to the commercial power system, the inverter control unit includes the inverter circuit connected to the commercial power system. Mode setting means for switching and setting a parallel operation mode for operating in a system and an independent operation mode for operating by disconnecting from a commercial power system; and a high-frequency switching pulse signal is generated when the parallel operation mode is set, A pulse generating means for generating a low-frequency switching pulse signal when the self-sustained operation mode is set is provided. Solar power generation device that.
【請求項2】前記パルス生成手段は、前記並列運転モー
ド設定時には系統周波数よりも充分に高い第1周波数の
スイッチングパルス信号を生成し、前記自立運転モード
設定時には系統周波数に一致する第2周波数のスイッチ
ングパルス信号を生成することを特徴とする請求項1記
載の太陽光発電装置。
2. The pulse generation means generates a switching pulse signal having a first frequency sufficiently higher than a system frequency when the parallel operation mode is set, and a second frequency of a second frequency which matches the system frequency when the independent operation mode is set. The solar power generation device according to claim 1, wherein a switching pulse signal is generated.
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