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JPH0928040A - Method for starting and operating system interconnection inverter device - Google Patents

Method for starting and operating system interconnection inverter device

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Publication number
JPH0928040A
JPH0928040A JP7177626A JP17762695A JPH0928040A JP H0928040 A JPH0928040 A JP H0928040A JP 7177626 A JP7177626 A JP 7177626A JP 17762695 A JP17762695 A JP 17762695A JP H0928040 A JPH0928040 A JP H0928040A
Authority
JP
Japan
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current
capacitor
voltage
inverter
grid
Prior art date
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Granted
Application number
JP7177626A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2783771B2 (en
Inventor
Chihiro Okatsuchi
土 千 尋 岡
Takuo Itami
丹 卓 夫 伊
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH0928040A publication Critical patent/JPH0928040A/en
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    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for starting and operating a system interconnection inverter device which can effectively suppress a rush current from an inverter side without increasing the cost remarkably. SOLUTION: In a method for starting and operating a system interconnection inverter device in which the AC output terminal of a system interconnection inverter 2 is connected to a system 7 through an output filter containing at least a shunt-connected filter capacitor 4 and a switch 6, interconnection operation is performed by turning on the switch 6a after the voltage value and phase of the capacitor 4 are made equal to those of a system voltage by charging the capacitor 4 with a current advanced in phase by about 90 deg. from that of the system voltage by means of the inverter 2.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、系統連系インバー
タの交流出力端が、少なくとも分路接続のフィルタコン
デンサを含む出力フィルタおよび開閉器を介して系統に
接続される系統連系インバータ装置の起動運転方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a start-up of a grid-connected inverter device in which the AC output terminal of the grid-connected inverter is connected to the system via an output filter including at least a shunt-connected filter capacitor and a switch. Related to driving method.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバータの直流電源として、太陽電池
や燃料電池などの直流電源を用い、それを、インバータ
を介して系統と連系する系統連系インバータ装置は、従
来すでに提案されている。図6は、そのような従来の系
統連系インバータ装置を示すものである。
2. Description of the Related Art As a DC power supply for an inverter, a grid-connected inverter device that uses a DC power supply such as a solar cell or a fuel cell and connects the DC power supply to a system via an inverter has been proposed. FIG. 6 shows such a conventional system interconnection inverter device.

【0003】図6においては、直流電源1、たとえば太
陽電池の出力端がPWM制御の系統連系インバータ2の
直流入力端に接続され、インバータ2の交流出力端は逆
L字形接続のフィルタリアクトル3およびフィルタコン
デンサ4からなる出力フィルタ、連系リアクトル5およ
び開閉器接点6aを介して系統7に接続される。開閉器
接点6aは操作コイル6により操作される。操作コイル
6は起動回路15によって制御される。直流電源1とし
ては太陽電池のほかに燃料電池を用いることもできる。
In FIG. 6, an output terminal of a DC power source 1, for example, a solar cell is connected to a DC input terminal of a PWM control system interconnection inverter 2, and an AC output terminal of the inverter 2 is connected to an inverted L-shaped filter reactor 3 And an output filter including a filter capacitor 4, a connection reactor 5 and a switch contact 6a, and are connected to the system 7. The switch contact 6a is operated by the operation coil 6. The operation coil 6 is controlled by the starting circuit 15. As the DC power supply 1, a fuel cell can be used in addition to a solar cell.

【0004】直流電源1から最大出力を取出すため、直
流電源1の出力電圧V1 と系統電圧相当の電圧基準Vs
との差に応じて、インバータ2の出力電圧を電流制御マ
イナーループによる電流制御を介して定電圧制御する。
すなわち、直流電源1の出力電圧V1 を電圧基準Vs
比較し、その差(=Vs −V1 )を電圧制御増幅器9に
入力する。電圧制御増幅器9は電圧差を減らすための出
力信号を演算し、それを掛算器11の第1の入力端に入
力する。掛算器11の第2の入力端には系統電圧Vac
検出する変圧器10の出力信号が入力される。掛算器1
1は両入力信号の積に比例する電流基準を演算する。一
方、インバータ2の出力電流I3 が電流検出器12によ
って検出される。このようにして得られた電流基準と検
出電流の差すなわち電流偏差に対応する信号が電流制御
増幅器13に入力される。電流制御増幅器13は電流偏
差を無くすための制御信号を形成し、それをPWM回路
14および開閉器補助接点6bを介してインバータ2に
対し電流制御信号として与える。補助接点6bは開閉器
接点6aと連動する接点である。
In order to extract the maximum output from the DC power source 1, the output voltage V 1 of the DC power source 1 and the voltage reference V s corresponding to the system voltage
In accordance with the difference, the output voltage of the inverter 2 is controlled at a constant voltage via current control by a current control minor loop.
That is, the output voltage V 1 of the DC power source 1 as compared to the voltage reference V s, and inputs the difference to (= V s -V 1) to the voltage control amplifier 9. The voltage control amplifier 9 calculates an output signal for reducing the voltage difference, and inputs it to a first input terminal of the multiplier 11. The output signal of the transformer 10 for detecting the system voltage V ac is input to the second input terminal of the multiplier 11. Multiplier 1
1 computes a current reference proportional to the product of both input signals. On the other hand, the output current I 3 of the inverter 2 is detected by the current detector 12. A signal corresponding to the difference between the current reference thus obtained and the detected current, that is, a current deviation is input to the current control amplifier 13. The current control amplifier 13 forms a control signal for eliminating the current deviation and gives it as a current control signal to the inverter 2 via the PWM circuit 14 and the switch auxiliary contact 6b. The auxiliary contact 6b is a contact that operates in conjunction with the switch contact 6a.

【0005】起動回路15は系統連系制御に際して動作
するものであって、これを介して操作コイル6を付勢す
ることにより接点6aを投入して系統連系を達成すると
ともに、接点6bを閉成してインバータ2を駆動し電流
制御ループを有効にして電圧制御を開始する。
The starting circuit 15 operates at the time of system interconnection control. By activating the operation coil 6 through the activation circuit 15, the contact 6a is turned on to achieve the system interconnection and the contact 6b is closed. Then, the inverter 2 is driven to enable the current control loop and start the voltage control.

【0006】図6の主回路において、インバータ2の出
力側に接続されている出力フィルタは数kHzから十数
kHz程度の高周波でPWMスイッチング制御されるイ
ンバータ2の出力に含まれる高調波を除去することを目
的として配設される。それに対して、連系リアクトル5
の挿入目的であるが、それは第1には接点6a投入時の
フィルタコンデンサ4への突入電流の制限にあり、第2
には系統7の高調波が増加したとき、コンデンサ4へ高
調波電流が流れてコンデンサ4が過熱するという事態を
防止することにある。ここで、第2の目的に関しては、
中小容量のインバータ2が接続される系統のインピーダ
ンスは比較的高いこと、およびコンデンサ4の容量は最
近のインバータに用いられるパワースイッチング素子の
高速化により数kHzから十数kHz程度でスイッチン
グされるので小容量のもので足りることから、コンデン
サ4の過熱を心配する必要はほとんどない。しかし、第
1の目的に関しては、接点6aの投入時にコンデンサ4
に流れうるラッシュ電流を連系リアクトル5を接続する
ことなしに防止することは困難であり、そのため連系リ
アクトル5が必要になっていた。
In the main circuit shown in FIG. 6, an output filter connected to the output side of the inverter 2 removes harmonics contained in the output of the inverter 2 which is PWM-switched and controlled at a high frequency of several kHz to several tens kHz. It is arranged for the purpose. On the other hand, interconnection reactor 5
The first purpose is to limit the rush current to the filter capacitor 4 when the contact 6a is turned on.
The purpose of the present invention is to prevent a situation in which when the harmonics of the system 7 increase, a harmonic current flows to the capacitor 4 and the capacitor 4 is overheated. Here, regarding the second purpose,
The impedance of the system to which the small-to-medium-capacity inverter 2 is connected is relatively high, and the capacity of the capacitor 4 is switched from several kHz to about several tens of kHz due to the recent increase in the speed of the power switching element used in the inverter. Since a capacitor having a sufficient capacity is sufficient, there is almost no need to worry about overheating of the capacitor 4. However, for the first purpose, when the contact 6a is turned on, the capacitor 4
It is difficult to prevent a rush current that can flow through the interconnecting reactor 5 without connecting the interconnecting reactor 5, and thus the interconnecting reactor 5 is required.

【0007】図7に示すようにフィルタコンデンサ4と
開閉器接点6aとの間に変圧器51を介在させる場合も
あるが、この場合は接点6aの閉成時に変圧器51の励
磁突入電流が発生するので、コンデンサ4の電圧を系統
7と同一電圧・同一位相に近い値に制御した後、接点6
aを投入する方法も行われている。この場合は、変圧器
51のインピーダンスが連系リアクトルの機能をある程
度果たすことになり、連系リアクトル5の全部または一
部を省略することができる。しかし、この場合は電圧検
出回路や電圧制御ループを別に設ける必要がある。
As shown in FIG. 7, a transformer 51 may be interposed between the filter capacitor 4 and the switch contact 6a. In this case, an exciting rush current of the transformer 51 is generated when the contact 6a is closed. Therefore, after controlling the voltage of the capacitor 4 to a value close to the same voltage and the same phase as the system 7,
A method of introducing a is also used. In this case, the impedance of the transformer 51 fulfills the function of the interconnection reactor to some extent, and all or a part of the interconnection reactor 5 can be omitted. However, in this case, it is necessary to separately provide a voltage detection circuit and a voltage control loop.

【0008】さらに図8に示すように、接点6aに並列
に、他の接点16aと抵抗17aとの直列回路を接続し
ておき、起動回路15の出力信号により、まずリレーコ
イル16を励磁して接点16aを投入し、抵抗17aを
介してコンデンサ4を系統電圧により限流充電し、その
後、操作コイル6を励磁して接点6aを投入するという
2段操作を行うことによりコンデンサ4の励磁突入電流
を制限することも行われている。
Further, as shown in FIG. 8, a series circuit of another contact 16a and a resistor 17a is connected in parallel with the contact 6a, and the relay coil 16 is first excited by the output signal of the starting circuit 15. The two-stage operation of turning on the contact 16a, charging the capacitor 4 with the system voltage via the resistor 17a by current limiting, and then energizing the operating coil 6 to turn on the contact 6a performs the inrush current of the capacitor 4 Restrictions have also been made.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】さて、従来技術として
例示した図6〜図8の回路ないし方法にはそれぞれ次の
ような不都合がある。
The circuits and methods shown in FIGS. 6 to 8 exemplified as the prior art have the following disadvantages.

【0010】図6の回路の場合、特に中小容量のインバ
ータにおいては、連系リアクトル5は接点6a投入時の
突入電流制限が主目的となっており、効率低下およびコ
ストアップの両面で大きな問題となっている。図7の回
路の場合、変圧器51の励磁突入電流の抑制を目的とし
てコンデンサ電圧を予め制御するのであるが、この場
合、定常運転時の効率低下の問題は生じないが、電圧検
出回路や電圧制御ループを別に設ける必要があり、コス
トアップの問題が生ずる。図8の回路の場合、回路部品
が増加し、コストアップの問題が生ずる。
In the case of the circuit shown in FIG. 6, especially in an inverter having a small capacity, the main purpose of the interconnection reactor 5 is to limit the rush current when the contact 6a is turned on. Has become. In the case of the circuit of FIG. 7, the capacitor voltage is controlled in advance for the purpose of suppressing the inrush current of the transformer 51. In this case, there is no problem that the efficiency decreases during the steady operation. It is necessary to provide a separate control loop, which causes a problem of cost increase. In the case of the circuit shown in FIG. 8, the number of circuit components increases, which causes a problem of cost increase.

【0011】したがって本発明は、インバータから見た
突入電流抑制効果を大幅なコストアップを招くことなく
達成しうる系統連系インバータ装置の起動運転方法を提
供することを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a start-up operation method for a grid-connected inverter device which can achieve the effect of suppressing the inrush current seen from the inverter without significantly increasing the cost.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、系統連系インバータの交流出力端が、少な
くとも分路接続のフィルタコンデンサを含む出力フィル
タおよび開閉器を介して系統に接続される系統連系イン
バータ装置の起動運転方法であって、開閉器を開放した
状態でフィルタコンデンサをインバータにより系統電圧
よりほぼ90°進んだ電流で充電し、フィルタコンデン
サを系統電圧とほぼ同電圧値・同位相にした後、開閉器
を投入して連系運転することを特徴とするものである。
このように制御することにより、連系リアクトル等の回
路部品を追加接続したりすることなしに、回路の突入電
流を抑制することができる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an AC output terminal of a grid interconnection inverter is connected to a grid through an output filter including at least a shunt-connected filter capacitor and a switch. A method for starting operation of a system interconnection inverter device, wherein a filter capacitor is charged with a current which is advanced by about 90 ° from the system voltage by an inverter in a state where a switch is opened, and the filter capacitor has a voltage value substantially equal to the system voltage. -The feature is that after the phases are set to the same phase, the switches are turned on to operate the interconnection.
By controlling in this manner, the inrush current of the circuit can be suppressed without additionally connecting the circuit components such as the interconnection reactor.

【0013】インバータからフィルタコンデンサに供給
する充電電流の値は、系統電圧の周波数にほぼ比例して
変えるのがよい。この方法はフィルタコンデンサを直流
充電なしに系統電圧にほぼ一致させるように充電するの
に有効である。
The value of the charging current supplied from the inverter to the filter capacitor should be changed substantially in proportion to the frequency of the system voltage. This method is effective for charging the filter capacitor so as to almost match the system voltage without DC charging.

【0014】開閉器が開放状態にあるときフィルタコン
デンサに並列に抵抗を接続し、開閉器が投入状態にある
とき抵抗を切離すようにするのが望ましい。こうするこ
とにより、フィルタコンデンサ電流制御ループの直流電
流を抵抗に消費させ、フィルタコンデンサの直流分によ
る電圧上昇を防止することができる。
It is desirable to connect a resistor in parallel with the filter capacitor when the switch is open, and to disconnect the resistor when the switch is open. By doing so, the direct current of the filter capacitor current control loop can be consumed by the resistor, and the voltage rise due to the direct current component of the filter capacitor can be prevented.

【0015】インバータからフィルタコンデンサに供給
する充電電流の値は、系統電圧にほぼ比例するように制
御するのがよい。こうすることにより、電源変動時でも
フィルタコンデンサ電圧を系統電圧に一致させ、円滑な
系統連系を達成することができる。
The value of the charging current supplied from the inverter to the filter capacitor is preferably controlled so as to be substantially proportional to the system voltage. By doing so, the filter capacitor voltage can be made to match the system voltage even when the power supply fluctuates, and smooth system interconnection can be achieved.

【0016】フィルタコンデンサの電流を制御する制御
ループを構成し、系統電圧ゼロ付近で電流制御を開始し
た後、フィルタコンデンサが直流分で充電し過ぎない短
時間内に開閉器を介して系統と連系するようにするのが
望ましい。
A control loop for controlling the current of the filter capacitor is formed, and after starting the current control near the system voltage zero, the filter capacitor is connected to the system via the switch within a short time so that the DC capacitor does not charge too much. It is desirable to set it up.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明を実施する装
置の一例を示すものであり、図6と同一部分には同一符
号を付してその個々の説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an apparatus for carrying out the present invention, and the same parts as those in FIG.

【0018】図1の回路は図6の回路構成を基本として
いるが、一方ではそこから連系リアクトル5および接点
6bを省略し、他方では90°進み回路20、電流設定
回路21および放電抵抗22を付設している。放電抵抗
22は主回路において操作コイル6により操作される常
閉接点6eを直列にしてフィルタコンデンサ4に並列に
接続されている。電圧制御増幅器9の出力信号は操作コ
イル6により操作される常開接点6hを介して掛算器1
1の第1の入力端に入力される。この入力端には電流設
定回路21によって設定された電流を表す信号も操作コ
イル6により操作される常閉接点6iを介して入力され
る。電流設定回路21はコンデンサ4の充電電流の大き
さを決定するものである。変圧器10により検出された
系統電圧は、掛算器11の第2の入力端に直接入力され
るのではなく、一つには常開接点6fを介して入力され
るとともに、もう一つには90°進み回路20および常
閉接点6gを介して入力される。90°進み回路20は
入力された系統電圧を基準とし、それより90°進み位
相のコンデンサ電流基準を出力する。操作コイル6が励
磁されていない場合は常閉接点6e,6g,6iが閉、
常開接点6a,6f,6hが開である。逆に、操作コイ
ル6が励磁されている場合は常開接点6a,6f,6h
が閉、常閉接点6e,6g,6iが開である。
The circuit of FIG. 1 is based on the circuit configuration of FIG. 6, but on the one hand, the interconnection reactor 5 and the contact 6b are omitted therefrom, and on the other hand, the 90 ° advance circuit 20, the current setting circuit 21 and the discharge resistor 22 are provided. Is attached. The discharge resistor 22 is connected in parallel to the filter capacitor 4 with a normally closed contact 6e operated by the operation coil 6 in the main circuit in series. The output signal of the voltage control amplifier 9 is applied to the multiplier 1 via a normally open contact 6h operated by the operation coil 6.
1 is input to the first input terminal. A signal representing the current set by the current setting circuit 21 is also input to this input terminal via the normally closed contact 6i operated by the operation coil 6. The current setting circuit 21 determines the magnitude of the charging current of the capacitor 4. The system voltage detected by the transformer 10 is not directly input to the second input terminal of the multiplier 11, but one is input through the normally open contact 6f and the other is It is input through the 90 ° advance circuit 20 and the normally closed contact 6g. The 90 ° advance circuit 20 uses the input system voltage as a reference, and outputs a 90 ° advanced phase capacitor current reference. When the operation coil 6 is not excited, the normally closed contacts 6e, 6g, 6i are closed,
The normally open contacts 6a, 6f, 6h are open. Conversely, when the operation coil 6 is energized, the normally open contacts 6a, 6f, 6h
Is closed, and the normally closed contacts 6e, 6g, 6i are open.

【0019】操作コイル6が励磁されていない起動直後
は接点6e,6g,6iが閉、接点6a,6f,6hが
開となっている。この状態で電流設定回路21によりコ
ンデンサ4の電流分を設定し、他方、90°進み回路2
0を介して変圧器10で検出した系統電圧を基準として
それより90°進んだ正弦波を得て、両者の積に相当す
る信号を掛算器11で求める。これがコンデンサ4の電
流基準となる。電流検出器12で検出されたコンデンサ
電流を電流基準と比較し、その差すなわち電流偏差が電
流制御増幅器13に入力され、その偏差を減少させるよ
うにPWM回路14を介してインバータ2の出力電流I
3 すなわちコンデンサ4の充電電流を制御するととも
に、コンデンサ4の両端電圧を系統電圧に一致させるよ
うに制御する。その後、起動回路15からの指令を通し
て操作コイル6を励磁することにより、まず主回路にお
いて接点6aを閉として連系運転に入る。この瞬間、コ
ンデンサ4の電圧はほぼ系統電圧に一致しているので突
入電流が流れることはない。接点6aが閉となると同時
に他の接点6f,6hも閉となり、結果的に図6に示し
た従来の回路と同一回路状態となり、ここに正常な連系
運転状態にショックレスに移行することができる。
Immediately after the start-up when the operation coil 6 is not excited, the contacts 6e, 6g and 6i are closed and the contacts 6a, 6f and 6h are open. In this state, the current setting circuit 21 sets the current amount of the capacitor 4, while the 90 ° advance circuit 2 is set.
A system voltage detected by the transformer 10 via 0 is used as a reference to obtain a sine wave advanced by 90 °, and a signal corresponding to the product of the two is obtained by the multiplier 11. This serves as a current reference for the capacitor 4. The capacitor current detected by the current detector 12 is compared with a current reference, and the difference, that is, the current deviation is input to the current control amplifier 13, and the output current I of the inverter 2 is reduced via the PWM circuit 14 so as to reduce the deviation.
3, that is, the charging current of the capacitor 4 is controlled, and the voltage across the capacitor 4 is controlled to match the system voltage. Thereafter, by energizing the operation coil 6 through a command from the starting circuit 15, the main circuit closes the contact 6a to start the interconnection operation. At this moment, the rush current does not flow because the voltage of the capacitor 4 substantially coincides with the system voltage. At the same time when the contact 6a is closed, the other contacts 6f and 6h are also closed, resulting in the same circuit state as the conventional circuit shown in FIG. it can.

【0020】フィルタコンデンサ4に並列の抵抗22と
接点6eの直列回路の作用について説明する。一般にコ
ンデンサ4の電流はインバータ2の定格電流の数%程度
である。そのため、コンデンサ電流を制御している場合
は電流検出器12のドリフトや電流制御ループの増幅器
などの誤差、過渡成分などにより、コンデンサ電流の数
%程度(インバータ2の定格電流の0.1〜0.01%
程度)の直流分が発生すると、コンデンサ4は直流分で
充電され、接点6aが投入される時点でコンデンサ電圧
と系統電圧間に大きな差が生じ、そのため接点6aの閉
成時に突入電流が流れることがある。抵抗22は、この
直流分を放電させる目的で挿入しているものである。抵
抗22は常時接続しても損失はわずかであるが、太陽電
池を電源とする連系用インバータなどでは、定格の50
%以下での運転が主となるので、この状態での損失をも
低減させるため、接点6aの閉成時、接点6eを開とす
ることにより、連系時は抵抗を接続しないよう制御す
る。
The operation of the series circuit of the resistor 22 and the contact 6e in parallel with the filter capacitor 4 will be described. Generally, the current of the capacitor 4 is about several percent of the rated current of the inverter 2. Therefore, when the capacitor current is controlled, the capacitor current is about several% (0.1 to 0% of the rated current of the inverter 2) due to drift of the current detector 12, errors in the amplifier of the current control loop, and transient components. .01%
), The capacitor 4 is charged by the DC component, and when the contact 6a is turned on, a large difference occurs between the capacitor voltage and the system voltage, so that an inrush current flows when the contact 6a is closed. There is. The resistor 22 is inserted to discharge the DC component. Although the loss is small even if the resistor 22 is connected at all times, a rated inverter of 50% is used for an inverter for interconnection using a solar cell as a power source.
% In order to reduce the loss in this state as well, by closing the contact 6a and opening the contact 6e, control is performed so that no resistance is connected during interconnection.

【0021】以上述べたように、この実施形態によれ
ば、系統連系時点よりも先にフィルタコンデンサを系統
電圧より90°進んだ電流で充電し、その直流分は放電
抵抗を介して放電させながらコンデンサ電圧を系統電圧
とほぼ一致させた状態で連系運転に入るので、突入電流
は極めて小さくなり、系統に外乱を与えることがない。
しかも、系統連系時に放電抵抗を切離すことにより効率
の低下もない安定な系統連系インバータ装置を提供する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the filter capacitor is charged with a current 90 ° ahead of the system voltage before the time of system interconnection, and the direct current component is discharged through the discharge resistor. However, since the interconnection operation is started in a state where the capacitor voltage is substantially equal to the system voltage, the inrush current becomes extremely small and no disturbance is given to the system.
Moreover, it is possible to provide a stable grid-connected inverter device without lowering the efficiency by disconnecting the discharge resistor during grid-connected.

【0022】次に、他の実施形態について説明する。図
1の回路において、抵抗22の電力損失をあまり問題に
しなくてもよい場合には、接点6eを短絡するか除去
し、抵抗22をコンデンサ4に常時並列接続した状態に
しておくようにしてもよい。抵抗22の電力損失による
効率低下は、たとえば3kWのインバータのもとで0.
2〜0.3%程度であり、実用上、支障ない場合が多
い。
Next, another embodiment will be described. In the circuit of FIG. 1, if the power loss of the resistor 22 does not need to be much of a problem, the contact 6 e is short-circuited or removed, and the resistor 22 is always connected to the capacitor 4 in parallel. Good. The reduction in efficiency due to the power loss of the resistor 22 is, for example, 0.
It is about 2 to 0.3%, which is not a problem in practical use in many cases.

【0023】図1の接点6eおよび抵抗22の機能は図
2のポジスタ23で代替することができる。ここでポジ
スタというのは、正の抵抗温度係数を持つサーミスタの
ことであって、図3に示すように、温度が一定値Ts
上に達すると急激に抵抗値が102 〜103 倍程度に増
大する特性を有する。インバータ2の起動時、ポジスタ
23にはコンデンサ4の電圧に応じた比較的小さな電流
が流れるが、この状態ではポジスタ23の温度が低く、
したがって、その抵抗値も小さいのでコンデンサ4に直
流分は積分されずにポジスタ23を通して放電してしま
う。このため、接点6aを投入する時点ではコンデンサ
電圧は系統電圧とほぼ同位相・同電圧となっているの
で、突入電流は無視することができる。接点6aが投入
され、数秒経過するとポジスタ23が温度上昇し、一定
値Ts に達するとその抵抗値が急増して電力損失は抵抗
値に逆比例して減少し、その結果、ポジスタ23損失は
システム全体の電力との関係からして無視できるので、
接続したままでも使用できることになるのである。
The functions of the contact 6e and the resistor 22 of FIG. 1 can be replaced by the posistor 23 of FIG. Here, the posistor is a thermistor having a positive temperature coefficient of resistance, and as shown in FIG. 3, when the temperature reaches a certain value T s or more, the resistance value rapidly increases by 10 2 to 10 3 times. It has the property of increasing. When the inverter 2 is started, a relatively small current according to the voltage of the capacitor 4 flows through the posistor 23. In this state, the temperature of the posistor 23 is low.
Therefore, since the resistance value is also small, the DC component is not integrated in the capacitor 4 but is discharged through the posistor 23. For this reason, when the contact 6a is turned on, the capacitor voltage is substantially in the same phase and the same voltage as the system voltage, so that the inrush current can be ignored. The contact 6a is turned on, the temperature of the posistor 23 rises a few seconds, and when it reaches a constant value T s , its resistance value increases sharply and the power loss decreases in inverse proportion to the resistance value. Because it can be ignored in relation to the power of the entire system,
It can be used even when connected.

【0024】図4は図1の制御回路部分のみを変更した
例を示すものである。ここの主回路には、図1の主回路
との比較において、電流制御増幅器13の入力段にベク
トル加算器26が挿入され、PWM回路14の出力段に
AND回路27が追加されている。制御回路において
は、操作コイル6の入力段にゼロクロス検出回路28、
同期回路29が追加され、また接点6f,6g,6iが
除去され、それに代わって電圧検出回路24、周波数検
出回路25、第2の掛算器11b(第1の掛算器は11
aと表示する)が追加されている。
FIG. 4 shows an example in which only the control circuit portion of FIG. 1 is changed. In this main circuit, a vector adder 26 is inserted in the input stage of the current control amplifier 13 and an AND circuit 27 is added in the output stage of the PWM circuit 14 in comparison with the main circuit of FIG. In the control circuit, a zero-cross detection circuit 28 is provided at the input stage of the operation coil 6.
A synchronization circuit 29 has been added, and the contacts 6f, 6g, 6i have been removed. Instead, the voltage detection circuit 24, the frequency detection circuit 25, and the second multiplier 11b (the first multiplier is 11
a) is added.

【0025】系統電圧を変圧器10で検出し、その検出
結果に基づき電圧検出回路24および周波数検出回路2
5により電圧および周波数を検出し、両検出結果に基づ
き演算回路によりコンデンサ4に流す電流Iの大きさ
を、I=2πfCV として演算する。ここで、fは系
統周波数、Vは系統電圧、Vはコンデンサ4のキャパシ
タンスである。この電流Iの値を電流設定回路21から
出力させる設定電流値とし、掛算回路11bの第1の入
力として入力する。掛算回路11bの第2の入力は90
°進み回路20の出力である。電流制御増幅器13の入
力段に設けられた加算器26の第1の入力として掛算器
11a(図1の掛算器11に相当)の出力信号が接点6
hを介して入力され、加算器26の第2の入力として掛
算器11bによりその両入力の積に対応して生ずる、系
統電圧より90°進んだコンデンサ4の電流分Ircが基
準として入力される。加算器26の出力は電流基準とな
り、電流検出器12で検出されたインバータ電流I3
比較され、その結果生ずる電流偏差を減少せるように、
すでに述べた電流制御ループによりコンデンサ電流の制
御を行う。
The transformer 10 detects the system voltage, and the voltage detection circuit 24 and the frequency detection circuit 2 are detected based on the detection result.
5, the voltage and frequency are detected, and the magnitude of the current I flowing through the capacitor 4 is calculated by an arithmetic circuit as I = 2πfCV based on both detection results. Here, f is the system frequency, V is the system voltage, and V is the capacitance of the capacitor 4. The value of the current I is set as a set current value to be output from the current setting circuit 21 and is input as a first input of the multiplication circuit 11b. The second input of the multiplication circuit 11b is 90
This is the output of the advance circuit 20. The output signal of the multiplier 11a (corresponding to the multiplier 11 of FIG. 1) is provided as a first input of the adder 26 provided at the input stage of the current control amplifier 13 to the contact 6
The current component I rc of the capacitor 4 advanced by 90 ° from the system voltage, which is input via h and is generated as a second input of the adder 26 by the multiplier 11b corresponding to the product of both inputs, is input as a reference. It The output of the adder 26 becomes a current reference and is compared with the inverter current I 3 detected by the current detector 12 to reduce the resulting current deviation,
The current control loop described above controls the capacitor current.

【0026】起動回路15がスタート信号を出すと、系
統電圧からゼロクロス検出回路28により電圧のゼロク
ロス点を検出し、同期回路29およびAND回路27を
通して電圧ゼロクロス点から電流制御を開始する。同期
回路29の出力は同時に操作コイル6を駆動し、接点6
a,6h(図1参照)がリレーの動作時間(10〜40
ms)後に閉となる。このとき系統電圧と同位相の電流
基準が掛算回路11aで作られ、接点6hを介して有効
な電流基準Ir が加算回路26でコンデンサ電流基準I
rcとベクトル的に加算されて新しい電流基準を作る。こ
の新しい電流基準に従ってインバータ2の電流制御、す
なわちコンデンサ4の電流制御が行われることになる。
When the start-up circuit 15 outputs a start signal, the zero-cross detection circuit 28 detects the zero-cross point of the voltage from the system voltage, and the current control is started from the voltage zero-cross point through the synchronizing circuit 29 and the AND circuit 27. The output of the synchronization circuit 29 simultaneously drives the operation coil 6 and
a, 6h (see FIG. 1) indicate the operation time of the relay (10 to 40).
It closes after ms). At this time, a current reference having the same phase as the system voltage is created in the multiplication circuit 11a, and the effective current reference I r is added via the contact 6h in the addition circuit 26 to the capacitor current reference I.
Vectorically added to rc to create a new current reference. According to this new current standard, the current control of the inverter 2, that is, the current control of the capacitor 4 is performed.

【0027】次に図4の回路において直流分を過渡的に
発生させないコンデンサ4の充電法について図5を参照
して説明する。系統電圧Vacのゼロクロス点t1 でコン
デンサ電流Ic を流せば、コンデンサ電圧V4 は図示の
ように系統電圧Vacとほぼ同期して立上がる。この場
合、コンデンサ電流Ic は電源周波数および電圧にそれ
ぞれ比例するので、これを演算回路30で演算する。
Next, a method of charging the capacitor 4 which does not transiently generate a DC component in the circuit of FIG. 4 will be described with reference to FIG. If the capacitor current I c is passed at the zero cross point t 1 of the system voltage V ac , the capacitor voltage V 4 rises almost in synchronization with the system voltage V ac as shown in the figure. In this case, since the capacitor current I c is proportional to the power supply frequency and the voltage, respectively, this is calculated by the calculation circuit 30.

【0028】時刻t2 点で接点6a,6hを閉とし、系
統と連系すると同時に有効電力基準Ir が加算回路26
に加えられ、その結果に従って電流が制御される。時間
1〜t2 間が短ければコンデンサ4の直流分の積分値
は無視できる。操作コイル6の動作が遅い場合は、コン
デンサ電流制御オンの信号よりも早めに操作コイル6を
励磁することも考えられる。
The contacts 6a and 6h are closed at the time point t 2 so as to be connected to the grid and at the same time the active power reference I r is added to the adder circuit 26.
And the current is controlled according to the result. If the time period between t 1 and t 2 is short, the integrated value of the DC component of the capacitor 4 can be ignored. When the operation of the operation coil 6 is slow, the operation coil 6 may be excited earlier than the signal of the capacitor current control ON.

【0029】なお、コンデンサ電流Ic の立上がる時間
が必要なため、時点t1 より少し早めの時点t0 でコン
デンサ4の電流制御をスタートさせることが望ましい
が、このような技巧は適宜用いることができる。
Since the rise time of the capacitor current I c is necessary, it is desirable to start the current control of the capacitor 4 at time t 0, which is slightly earlier than time t 1, but such a technique should be used appropriately. You can

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルタコンデンサの電流分を供給し直流分の積分を無視
できるようにした後、連系接点を閉とすることにより、
連系リアクトルを省略しても突入電流を防止することが
できる。したがって、小型、軽量、高効率で経済的で、
しかも系統に外乱を与えない系統連系インバータ装置の
起動運転方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, after the current of the filter capacitor is supplied so that the integration of the DC component can be ignored, the interconnection contact is closed.
Even if the interconnection reactor is omitted, the inrush current can be prevented. Therefore, it is small, lightweight, highly efficient and economical,
In addition, it is possible to provide a starting operation method of the system interconnection inverter device that does not cause disturbance to the system.

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

【図1】本発明の起動運転方法を実施する装置の回路
図。
FIG. 1 is a circuit diagram of an apparatus for implementing a start-up operation method of the present invention.

【図2】本発明の起動運転方法を実施する他の装置の要
部の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a main part of another device for carrying out the startup operation method of the present invention.

【図3】図2の装置に用いるポジスタの温度に対する抵
抗値の特性を示す線図。
FIG. 3 is a diagram showing a characteristic of resistance value with respect to temperature of a posistor used in the device of FIG.

【図4】本発明の起動運転方法を実施するさらに他の装
置の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of still another apparatus for performing the start-up operation method of the present invention.

【図5】図4の回路による起動運転方法を説明するため
の電圧・電流の波形図。
5 is a voltage / current waveform diagram for explaining a startup operation method by the circuit of FIG. 4;

【図6】従来の起動運転方法を実施する装置の回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of an apparatus for performing a conventional startup operation method.

【図7】従来の他の起動運転方法を説明する要部の回路
図。
FIG. 7 is a circuit diagram of a main part illustrating another conventional startup operation method.

【図8】従来のさらに他の起動運転方法を説明する要部
の回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram of a main part illustrating still another conventional startup operation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2 インバータ 3 フィルタリアクトル 4 フィルタコンデンサ 5 連系用リアクトル 6a〜6i 開閉器の接点 6 開閉器の操作コイル 7 系統 9 電圧制御増幅器 10 系統電圧検出用変圧器 11 掛算器 12 電流検出器 13 電流制御増幅器 14 PWM回路 15 起動回路 20 90°進み回路 22 抵抗 24 電圧検出回路 25 周波数検出回路 26 加算回路 27 AND回路 28 ゼロクロス検出回路 29 同期回路 30 演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Inverter 3 Filter reactor 4 Filter capacitor 5 Reactor for interconnection 6a to 6i Switch contacts 6 Switch operating coil 7 System 9 Voltage control amplifier 10 System voltage detection transformer 11 Multiplier 12 Current detector 13 Current control amplifier 14 PWM circuit 15 startup circuit 20 90 ° advance circuit 22 resistance 24 voltage detection circuit 25 frequency detection circuit 26 addition circuit 27 AND circuit 28 zero-cross detection circuit 29 synchronization circuit 30 arithmetic circuit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】系統連系インバータの交流出力端が、少な
くとも分路接続のフィルタコンデンサを含む出力フィル
タおよび開閉器を介して系統に接続される系統連系イン
バータ装置の起動運転方法であって、 前記開閉器を開放した状態で前記フィルタコンデンサを
前記インバータにより系統電圧よりほぼ90°進んだ電
流で充電し、前記フィルタコンデンサを前記系統電圧と
ほぼ同電圧値・同位相にした後、前記開閉器を投入して
連系運転することを特徴とする系統連系インバータ装置
の起動運転方法。
1. A start-up operating method for a grid-connected inverter device, wherein an AC output terminal of the grid-connected inverter is connected to the grid via an output filter including at least a shunt-connected filter capacitor and a switch, After the switch capacitor is opened, the filter capacitor is charged by the inverter with a current that is advanced by 90 ° from the system voltage, and the filter capacitor is made to have substantially the same voltage value and the same phase as the system voltage, and then the switch device. A start-up operation method for a grid-connected inverter device, which is characterized in that the inverter is connected to perform a grid-connected operation.
【請求項2】請求項1に記載の起動運転方法において、
前記インバータから前記フィルタコンデンサに供給する
充電電流の値を、前記系統電圧の周波数にほぼ比例して
変えることを特徴とする系統連系インバータ装置の起動
運転方法。
2. The start-up operation method according to claim 1,
A start-up operation method for a grid interconnection inverter device, characterized in that a value of a charging current supplied from the inverter to the filter capacitor is changed substantially in proportion to a frequency of the grid voltage.
【請求項3】請求項1に記載の起動運転方法において、
前記開閉器が開放状態にあるとき前記フィルタコンデン
サに並列に抵抗を接続し、前記開閉器が投入状態にある
とき前記抵抗を切離すことを特徴とする系統連系インバ
ータ装置の起動運転方法。
3. The start-up operation method according to claim 1,
A startup operation method for a grid-connected inverter device, comprising connecting a resistor in parallel with the filter capacitor when the switch is in an open state, and disconnecting the resistor when the switch is in a closed state.
【請求項4】請求項1に記載の起動運転方法において、
前記インバータから前記フィルタコンデンサに供給する
充電電流の値を、前記系統電圧にほぼ比例するように制
御することを特徴とする系統連系インバータ装置の起動
運転方法。
4. The start-up operation method according to claim 1,
A startup operation method for a grid-connected inverter device, wherein the value of a charging current supplied from the inverter to the filter capacitor is controlled so as to be substantially proportional to the grid voltage.
【請求項5】請求項1に記載の起動運転方法において、
前記フィルタコンデンサの電流を制御する制御ループを
構成し、系統電圧ゼロ付近で電流制御を開始した後、フ
ィルタコンデンサが直流分で充電し過ぎない短時間内に
前記開閉器を介して系統と連系することを特徴とする系
統連系インバータ装置の起動運転方法。
5. The start-up operation method according to claim 1,
A control loop for controlling the current of the filter capacitor is configured, and after starting the current control near the system voltage zero, the filter capacitor is connected to the system via the switch within a short time so as not to be overcharged with the DC component. A method for starting up a grid-connected inverter device, comprising:
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