JP2000059999A - 系統連系インバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 系統連系時に通常発生する系統の電源異常等
により単独運転と誤検知することなく、単独運転時には
確実にインバータの動作を停止する系統連系インバータ
を提供すること。 【解決手段】 インバータ手段２６の出力電圧を検出す
る出力電圧検出手段２７と、インバータ手段２６の出力
電圧の零点電圧位相に同期した信号を出力する零電圧位
相同期信号手段２８と、インバータ手段の出力電流の零
点を出力電圧の零点から一定の位相角で出力するように
制御し、インバータ手段２６の出力電圧の周波数が許容
値を超えた時、インバータ手段２６を停止する制御手段
２９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力電源を系統電
源に適合した仕様に変換して系統に対して電力を供給す
る系統連系インバータにおける単独運転防止に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から使用されている系統連系インバ
ータの一例を図１１のブロック図を使用して説明する。

【０００３】系統連系インバータ１は直流電源２の電圧
を１００Ｖ、周波数を６０Ｈｚなど系統３の電源仕様に
適合するように変換して系統に対して電力を供給する。
４は系統につながる負荷で、５は系統３と系統連系イン
バータ１を分離する開閉器である。系統連系インバータ
１はインバータ手段６と出力電流検出手段７と零電流位
相同期信号手段８と出力電圧検出手段９と零電圧位相同
期信号手段１０と制御手段１１からなる。インバータ手
段６は直流電源２を交流電源に変換して系統３に電力を
供給する。出力電流検出手段７はインバータ手段６の出
力電流を検出し、検出信号を零電流位相同期信号手段８
に入力する。零電流位相同期信号手段８はインバータ手
段６の出力電流の零点電流位相に同期した信号を出力す
る。出力電圧検出手段９はインバータ手段６の出力電圧
を検出し、検出信号を零電圧位相同期信号手段１０に入
力する。零電圧位相同期信号手段１０はインバータ手段
６の出力電圧の零点電圧位相に同期した信号を出力す
る。制御手段１１は零電流位相同期信号手段８及び零電
圧位相同期信号手段１０の出力を入力しインバータ手段
６を制御する。

【０００４】制御手段１１の動作を図１２（ａ）のフロ
ーチャートにより説明する。ステップ１で制御手段１１
は零電流位相同期信号手段８及び零電圧位相同期信号手
段１０の出力を入力しインバータ手段６の出力電流と出
力電圧の零点を検出する。ステップ２では出力電流と出
力電圧の零点の位相差を求めその位相差が系統と連携さ
れている時の正常値からはずれているかどうかを判断す
る。正常値の範囲であればステップ３に進みインバータ
手段６の動作を継続させステップ１に戻る。逆に正常値
の範囲を越えている時はステップ４に進む。ステップ４
ではインバータ手段６の動作を停止しステップ５に進
む。ステップ５ではインバータ手段６を停止させてから
一定時間後に自動復帰させステップ１に戻り以上の動作
を繰り返す。

【０００５】ステップ２で説明した正常値の範囲につい
て図１２（ｂ）、（ｃ）をもとに説明する。図１２
（ｂ）にあるように、制御手段１１はインバータ手段６
の出力電流ｉを出力電圧Ｖに対して一定の進み位相で出
力されるようにインバータ手段６を制御する。すなわち
図１２（ｂ）のＡ部を拡大した図１２（ｃ）において系
統連系時はインバータ手段６の出力電流ｉが斜線部にあ
り、これを正常値の範囲としている。ここで単独運転時
になると、負荷４の位相特性で決まる位置にインバータ
手段６の出力電流ｉが移動する。図１２（ｃ）の場合は
負荷４が容量性の時である。このように正常値の範囲を
越えている時は制御手段１１は単独運転と判断するので
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の系統連系インバータでは、系統３の電圧位相の急変、
周波数変動、電源歪み等の電源異常及び直流電源２の出
力の急変などでインバータ手段６の出力電流ｉと出力電
圧Ｖの位相変化が起こり、系統連系時に単独運転を誤検
知してインバータ手段６を停止させてしまう問題があっ
た。

【０００７】また、負荷４の位相特性は正常の範囲に入
る場合がある等、単独運転検知の不感帯の範囲が大き
く、単独運転時にもかかわらず系統連系インバータ１が
電力を供給し続け、開閉器５を開放したこと等により停
電状態にあると認識した電気作業者等が触れることによ
り感電事故が発生する可能性があった。

【０００８】また、インバータ手段６の出力電流ｉと出
力電圧Ｖの両方を検出し、さらにそれぞれの零点同期信
号が必要で、回路構成が複雑でコストがかかり、基板上
のスペースも取るなどの問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような従来
の構成が有している課題を解決するもので、系統連系イ
ンバータが系統連系されている時に単独運転を誤検知す
ることが無く、また系統連系インバータが系統と分断さ
れた時、確実に系統連系インバータを停止でき、さらに
コストが安くスペースも小さくできる系統連系インバー
タとしているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、入力
電源を交流電源に変換して系統に出力するインバータ手
段と、インバータ手段の出力電圧を検出する出力電圧検
出手段と、この出力電圧検出手段の出力信号を入力し、
インバータ手段の出力電圧の零点電圧位相に同期した信
号を出力する零電圧位相同期信号手段と、この零電圧位
相同期信号手段の出力を入力し、インバータ手段の出力
電流の零点を出力電圧の零点から一定の位相角で出力す
るようにインバータ手段を制御するとともに、インバー
タ手段の出力電圧の周波数を測定し、測定した周波数が
許容値を超えた時、インバータ手段を停止する制御手段
とを備えた構成とし、周波数の許容値を系統で考えられ
る周波数範囲より大きくずれたところに設定することに
より系統連系時に単独運転を誤検知することなく、単独
運転時は確実にインバータ手段を停止でき、構成が簡単
な系統連系インバータとするものである。

【００１１】請求項２に記載した発明は、出力電圧検出
手段の出力を入力し、零電圧位相同期信号手段に出力信
号を出すバンドパスフィルタと、少なくともインバータ
手段の出力電圧の周波数が許容値を超えるまでバンドパ
スフィルタの周波数特性による位相のずれを、零電圧位
相同期信号手段に対して補正する位相補正手段を備えた
構成とし、系統の電源異常に対して高周波ノイズや高調
波ノイズなどの系統周波数近辺以外の周波数成分を除去
するとともに、位相補正手段によりバンドパスフィルタ
の周波数特性による位相のずれを補正するので零電圧位
相同期信号手段の零点検出精度及び周波数精度を高め、
系統連系時に単独運転を誤検知することなく、単独運転
時には確実にインバータ手段を停止する系統連系インバ
ータとするものである。

【００１２】請求項３に記載した発明は、位相補正手段
により位相補正する補正量を任意に設定する補正量設定
手段を備えた構成とし、標準補正量より補正量を変える
ことで単独運転時にインバータ手段の出力電圧の周波数
が変化する時間を変え、検知時間を可変できる系統連系
インバータとするものである。

【００１３】請求項４に記載した発明は、位相補正手段
により位相補正するのを遅らせる時間を設定する補正遅
延時間設定手段を備えた構成とし、位相補正するのを遅
らせることで単独運転時にインバータ手段の出力電圧の
周波数が変化する時間を遅らせ、検知時間に自由度を持
たせた系統連系インバータとするものである。

【００１４】請求項５に記載した発明は、バンドパスフ
ィルタを５０Ｈｚ用と６０Ｈｚ用の２つを備え、５０Ｈ
ｚ用もしくは６０Ｈｚ用のバンドパスフィルタに切換え
る５０・６０Ｈｚ切り換え手段を備えた構成とし、系統
の周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚとでのバンドパスフィル
タの位相ずれによる補正精度を改善した系統連系インバ
ータとするものである。

【００１５】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の第一の実施例に
ついて説明する。図１は本実施例の構成を示すブロック
図である。２１は本実施例の系統連系インバータで直流
電源２２を電圧を１００Ｖ、周波数を６０Ｈｚなど系統
２３の電源仕様に適合するように変換して系統２３に対
して電力を供給する。２４は系統につながる負荷で、２
５は系統２３と系統連系インバータ２１を分離するブレ
ーカなどの開閉器である。系統連系インバータ２１はイ
ンバータ手段２６と出力電圧検出手段２７と零電圧位相
同期信号手段２８と制御手段２９からなる。インバータ
手段２６は直流電源２２を交流電源に変換して系統２３
に電力を供給する。出力電圧検出手段２７はインバータ
手段２６の出力電圧を検出し、検出信号を零電圧位相同
期信号手段２８に入力する。零電圧位相同期信号手段２
８はインバータ手段２６の出力電圧の零点電圧位相に同
期した信号を出力する。制御手段２９は零電圧位相同期
信号手段２８の出力を入力し、インバータ手段２６を制
御する。

【００１６】制御手段２９の動作を図２のフローチャー
トにより説明する。ステップ１０で制御手段２９は零電
圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ手段
２６の出力電圧の零点を検出する。制御手段２９は検出
したインバータ手段２６の出力電圧の零点に対して電流
の零点が一定位相角になるように電流を出力する。ステ
ップ１１では制御手段２９は零電圧位相同期信号手段２
８の出力を入力しインバータ手段２６の出力電圧周波数
を測定する。次にステップ１２に進む。ステップ１２で
は制御手段２９はステップ１１で測定した周波数が判定
周波数ｆ_Hより大きいかを判断する。大きければ単独運
転と判断しステップ１３に進む。ステップ１３では制御
手段２９はインバータ手段２６の動作を停止してステッ
プ１４に進む。ステップ１３でインバータ手段２６の動
作を停止しているだけであるが負荷２４に接続されるラ
インに開閉器を直列に入れておき制御手段２９によりこ
れを解列しても良い。ステップ１４では制御手段２９は
一定時間経過後にインバータ手段２６の動作を再度行い
自動的に復帰させステップ１０に戻る。逆にステップ１
２で、ステップ１１で測定した周波数が判定周波数ｆ_H
より小さい時は、ステップ１５に進む。ステップ１５で
は制御手段２９はステップ１１で測定した周波数が判定
周波数ｆ_Lより小さいかを判断する。小さければ単独運
転と判断しステップ１３、ステップ１４に進む。逆にス
テップ１５で、ステップ１１で測定した周波数が判定周
波数ｆ_Lより大きい時は系統連系時であり、ステップ１
０に進み同じ動作を繰り返す。

【００１７】ここで単独運転時に周波数が変化する動作
について説明する。制御手段２９は系統連系時において
インバータ手段２６の出力電流の零点を出力電圧の零点
を基準にして位相角を一定の値θになるように制御す
る。単独運転時には、負荷２４で決まる位相特性により
インバータ手段２６の出力電圧の零点を基準にした出力
電流の零点との負荷位相角φが決まる。しかし単独運転
時でも制御手段２９は零電圧位相同期信号手段２８の信
号に対してインバータ手段２６の出力電流を一定の位相
角の値θに制御しようと出力するのでθとφの差分だけ
周波数が変化することになる。例えば制御手段２９が系
統連系時のインバータ手段２６の出力電流を出力電圧よ
り進み位相角θで出力するとする。これを制御位相角θ
とする。ここで負荷２４の位相角φがθより大きい時は
負荷２４が制御位相角θよりも容量性の傾向であり、制
御手段２９がステップ１０の動作を行うごとにθとφの
差分だけ周波数が低くなる。

【００１８】系統連系時の系統２３の周波数が６０Ｈｚ
とすると、単独運転して最初にステップ１０の動作を行
い、ステップ１１で周波数を測定するとその値は f１＝１／（１／６０Ｈｚ−（θ−φ）°／３６０°／
６０Ｈｚ） となり、ステップ１０の動作を次に行う時は ｆ２＝１／（１／ｆ１Ｈｚ−（θ−φ）°／３６０°／
ｆ１Ｈｚ） となりこれを繰り返して急速に周波数が低くなる。逆に
φがθより小さい時は負荷２４が制御位相角θよりも誘
導性の傾向であり、制御手段２９がステップ１０の動作
を行うごとにθとφの差分だけ周波数が高くなる。

【００１９】系統連系時の系統２３の周波数が６０Ｈｚ
とすると、単独運転して最初にステップ１０の動作を行
い、ステップ１１で周波数を測定するとその値は ｆ１＝１／（１／６０Ｈｚ−（θ−φ）°／３６０°／
６０Ｈｚ） となり、ステップ１０の動作を次に行う時は ｆ２＝１／（１／ｆ１Ｈｚ−（θ−φ）°／３６０°／
ｆ１Ｈｚ） となりこれを繰り返して急速に周波数が高くなる。系統
連系時の系統２３の周波数が５０Ｈｚとすると、ｆ１を
求める式の６０Ｈｚの部分を５０Ｈｚにすればよい。ま
た周波数の変化量はφとθの差分が大きいほど大きくな
る。つまりφとθの差分が大きいほど単独運転検知時間
が早くなる。

【００２０】ここでステップ１２及びステップ１５での
判定周波数は系統２３の周波数が例えば６０Ｈｚの時は
ｆ_H＝６５Ｈｚ、ｆ_L＝５５Ｈｚ、系統２３の周波数が５
０Ｈｚの時はｆ_H＝５５Ｈｚ、ｆ_L＝４５Ｈｚ等のように
系統２３に通常発生しない周波数に設定する。判定周波
数は通常発生しない周波数であればよく、系統２３の周
波数との差が大きいと単独運転検知時間は長く、系統２
３の周波数との差が小さいと単独運転検知時間は短くな
る。よって判定周波数を任意に設定できるようにすれば
単独運転検知時間を任意に設定できることになる。但し
判定周波数と系統２３の周波数との差を小さくしすぎる
と系統連系時に単独運転を誤検知しやすくなるので判定
周波数は単独運転検知時間と単独運転の誤検知可能性と
のかねあいで決定する。また系統連系時のインバータ手
段２６の出力電流を出力電圧より一定の位相角θで出力
するのは負荷２４が抵抗負荷の時でも制御位相角θと負
荷２４の位相角φの差を十分発生させて単独運転検知を
可能とするためである。

【００２１】次に系統連系時は系統２３の周波数は一般
に標準値±１Ｈｚ程度であるのでステップ１０からステ
ップ１１、ステップ１２、ステップ１５に進みステップ
１５からステップ１０に戻りこれを繰り返す。また単独
運転時は系統連系時のインバータ手段２６の出力電流と
出力電圧との位相角θと負荷２４で決まる負荷位相角φ
との差が少しでもあれば制御手段２９がステップ１０の
動作を行うごとに周波数が変化し、ステップ１３、ステ
ップ１４に進む。以上のように本実施例によれば系統連
系時に単独運転を誤検知することなく、単独運転時は確
実にインバータ手段を停止でき、さらに構成が簡単であ
るのでコストも安くスペースも小さくできる系統連系イ
ンバータとするものである。

【００２２】（実施例２）以下、本発明の第二の実施例
について説明する。図３は本実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図１と同一番号の構成要素は同一の機能を
有しているものとする。３０は本実施例の系統連系イン
バータで出力電圧検出手段２７の出力を入力し、零電圧
位相同期信号手段２８に出力信号を出すバンドパスフィ
ルタ３１と、少なくともインバータ手段２６の出力電圧
の周波数が許容値を超えるまでバンドパスフィルタ３１
の周波数特性による位相のずれを、零電圧位相同期信号
手段２８に対して補正する位相補正手段３２と制御手段
３３で構成される。制御手段３３は零電圧位相同期信号
手段２８の出力を入力し、インバータ手段２６を制御す
る。

【００２３】制御手段３３の動作を図４のフローチャー
トにより説明する。ステップ２０で制御手段３３は零電
圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ手段
２６の出力電圧の零点を検出する。制御手段３３は検出
したインバータ手段２６の出力電圧の零点に対して電流
の零点が一定位相角になるように電流を出力する。ここ
で零電圧位相同期信号手段２８の出力はステップ２６に
あるようにバンドパスフィルタ３１の周波数特性による
位相のずれを補正されている。次にステップ２１では制
御手段３３は零電圧位相同期信号手段２８の出力を入力
しインバータ手段２６の出力電圧周波数を測定する。次
にステップ２２に進む。

【００２４】ステップ２２では制御手段３３はステップ
２１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Hより大きいかを
判断する。大きければ単独運転と判断しステップ２３に
進む。ステップ２３では制御手段３３はインバータ手段
２６の動作を停止してステップ２４に進む。ステップ２
３でインバータ手段２６の動作を停止しているだけであ
るが負荷２４に接続されるラインに開閉器を直列に入れ
ておき制御手段３３によりこれを解列しても良い。ステ
ップ２４では制御手段３３は一定時間経過後にインバー
タ手段２６の動作を再度行い自動的に復帰させステップ
２０に戻る。逆にステップ２２で、ステップ２１で測定
した周波数が判定周波数ｆ_Hより小さい時は、ステップ
２５に進む。ステップ２５では制御手段３３はステップ
２１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Lより小さいかを
判断する。小さければ単独運転と判断しステップ２３、
ステップ２４に進む。逆にステップ２５で、ステップ２
１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Lより大きい時は系
統連系時であり、ステップ２６に進む。

【００２５】ステップ２６ではステップ２１で測定した
周波数に応じて位相補正手段３２がバンドパスフィルタ
３１の周波数特性による位相のずれを、零電圧位相同期
信号手段２８に対して補正しステップ２０に戻り以上の
動作を繰り返す。以上のように本発明によればバンドパ
スフィルタ３１により系統２３の電源異常に対して高周
波ノイズや高調波ノイズなどの系統周波数近辺以外の周
波数成分を除去するとともに、位相補正手段３２により
バンドパスフィルタ３１の周波数特性による位相のずれ
を補正し、零電圧位相同期信号手段２８の零点検出精度
及び周波数精度を高められるので、系統連系時に単独運
転を誤検知することなく、単独運転時には確実にインバ
ータ手段を停止する系統連系インバータとするものであ
る。

【００２６】（実施例３）以下、本発明の第三の実施例
について説明する。図５は本実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図１、図３と同一番号の構成要素は同一の
機能を有しているものとする。３６は本実施例の系統連
系インバータで出力電圧検出手段２７の出力を入力し、
零電圧位相同期信号手段２８に出力信号を出すバンドパ
スフィルタ３１と、少なくともインバータ手段２６の出
力電圧の周波数が許容値を超えるまでバンドパスフィル
タ３１の周波数特性による位相のずれを、零電圧位相同
期信号手段２８に対して補正する位相補正手段３２と位
相補正手段３２により位相補正する補正量を任意に設定
する補正量設定手段３４と制御手段３５で構成される。
制御手段３５は零電圧位相同期信号手段２８の出力を入
力し、インバータ手段２６を制御する。

【００２７】制御手段３５の動作を図６のフローチャー
トにより説明する。ステップ３０で制御手段３５は零電
圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ手段
２６の出力電圧の零点を検出する。制御手段３５は検出
したインバータ手段２６の出力電圧の零点に対して電流
の零点が一定位相角になるように電流を出力する。ここ
で零電圧位相同期信号手段２８の出力はステップ３７に
あるように補正量設定手段３４で設定された補正量でバ
ンドパスフィルタ３１の周波数特性による位相のずれを
補正されている。次にステップ３１では制御手段３５は
零電圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ
手段２６の出力電圧周波数を測定する。

【００２８】次にステップ３２に進む。ステップ３２で
は制御手段３５はステップ３１で測定した周波数が判定
周波数ｆ_Hより大きいかを判断する。大きければ単独運
転と判断しステップ３３に進む。ステップ３３では制御
手段３５はインバータ手段２６の動作を停止してステッ
プ３４に進む。ステップ３３でインバータ手段２６の動
作を停止しているだけであるが負荷２４に接続されるラ
インに開閉器を直列に入れておき制御手段３５によりこ
れを解列しても良い。ステップ３４では制御手段３５は
一定時間経過後にインバータ手段２６の動作を再度行い
自動的に復帰させステップ３０に戻る。逆にステップ３
２で、ステップ３１で測定した周波数が判定周波数ｆ_H
より小さい時は、ステップ３５に進む。ステップ３５で
は制御手段３５はステップ３１で測定した周波数が判定
周波数ｆ_Lより小さいかを判断する。小さければ単独運
転と判断しステップ３３、ステップ３４に進む。逆にス
テップ３５で、ステップ３１で測定した周波数が判定周
波数ｆ_Lより大きい時は系統連系時であり、ステップ３
６に進む。

【００２９】ステップ３６では補正量設定手段３４によ
り補正量を設定する。例えばバンドパスフィルタ３１の
周波数特性による位相のずれをαとすると標準補正量α
よりも補正量を大きくしたり、小さくしたりする増減分
を設定できるようにしておく。ここで補正量を大きくす
ることで単独運転時の周波数変化の時間を早くでき検知
時間を短くできる。逆に補正量を小さくすることで単独
運転時の周波数変化の時間を遅くでき検知時間を長くで
きる。次にステップ３７に進む。ステップ３７ではステ
ップ３１で測定した周波数に応じて位相補正手段３２が
ステップ３６で設定した補正量の増減分を追加してバン
ドパスフィルタ３１の周波数特性による位相のずれを、
零電圧位相同期信号手段２８に対して補正する。次にス
テップ３０に戻り以上の動作を繰り返す。以上のように
本発明によれば補正量設定手段３４により単独運転時に
インバータ手段の出力電圧の周波数が変化する時間を変
え、検知時間を可変できる系統連系インバータとするも
のである。

【００３０】（実施例４）以下、本発明の第四の実施例
について説明する。図７は本実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図１、図３、図５と同一番号の構成要素は
同一の機能を有しているものとする。３９は本実施例の
系統連系インバータで出力電圧検出手段２７の出力を入
力し、零電圧位相同期信号手段２８に出力信号を出すバ
ンドパスフィルタ３１と、少なくともインバータ手段２
６の出力電圧の周波数が許容値を超えるまでバンドパス
フィルタ３１の周波数特性による位相のずれを、零電圧
位相同期信号手段２８に対して補正する位相補正手段３
２と位相補正手段３２により位相補正するのを遅らせる
時間を設定する補正遅延時間設定手段３７と制御手段３
８で構成される。制御手段３８は零電圧位相同期信号手
段２８の出力を入力し、インバータ手段２６を制御す
る。

【００３１】制御手段３８の動作を図８のフローチャー
トにより説明する。ステップ４０で制御手段３８は零電
圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ手段
２６の出力電圧の零点を検出する。制御手段３８は検出
したインバータ手段２６の出力電圧の零点に対して電流
の零点が一定位相角になるように電流を出力する。ここ
で零電圧位相同期信号手段２８の出力はステップ４６、
ステップ４７にあるように補正遅延時間設定手段３７で
設定された時間が経過して初めてバンドパスフィルタ３
１の周波数特性による位相のずれを補正している。次に
ステップ４１では制御手段３８は零電圧位相同期信号手
段２８の出力を入力しインバータ手段２６の出力電圧周
波数を測定する。次にステップ４２に進む。

【００３２】ステップ４２では制御手段３８はステップ
４１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Hより大きいかを
判断する。大きければ単独運転と判断しステップ４３に
進む。ステップ４３では制御手段３８はインバータ手段
２６の動作を停止してステップ４４に進む。ステップ４
３でインバータ手段２６の動作を停止しているだけであ
るが負荷２４に接続されるラインに開閉器を直列に入れ
ておき制御手段３８によりこれを解列しても良い。ステ
ップ４４では制御手段３８は一定時間経過後にインバー
タ手段２６の動作を再度行い自動的に復帰させステップ
４０に戻る。逆にステップ４２で、ステップ４１で測定
した周波数が判定周波数ｆ_Hより小さい時は、ステップ
４５に進む。

【００３３】ステップ４５では制御手段３８はステップ
４１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Lより小さいかを
判断する。小さければ単独運転と判断しステップ４３、
ステップ４４に進む。逆にステップ４５で、ステップ４
１で測定した周波数が判定周波数ｆ_Lより大きい時は系
統連系時であり、ステップ４６に進む。ステップ４６で
は補正遅延時間設定手段３７により補正を遅らせる時間
ｔを設定し、ステップ４７に進み遅延時間ｔが経過した
かを判断する。ステップ４７で遅延時間ｔが経過してい
ない場合は補正せずにステップ４０に戻る。ステップ４
７で遅延時間ｔが経過すればステップ４８に進み、ステ
ップ４１で測定した周波数に応じて位相補正手段３２が
バンドパスフィルタ３１の周波数特性による位相のずれ
を、零電圧位相同期信号手段２８に対して補正する。次
にステップ４０に戻り以上の動作を繰り返す。ここで補
正遅延時間により補正しない状態では周波数の変化量が
小さくなるので単独運転の検知時間を自由に遅らせるこ
とができる。以上のように本発明によれば単独運転時に
インバータ手段の出力電圧の周波数が変化する時間を遅
らせ、検知時間に自由度を持たせた系統連系インバータ
とするものである。

【００３４】（実施例５）以下、本発明の第五の実施例
について説明する。図９は本実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図１、図３、図５、図７と同一番号の構成
要素は同一の機能を有しているものとする。４４は本実
施例の系統連系インバータで出力電圧検出手段２７の出
力を入力し、零電圧位相同期信号手段２８に出力信号を
出す５０Ｈｚバンドパスフィルタ４３および６０Ｈｚバ
ンドパスフィルタ４０と、これらのバンドパスフィルタ
を切換える５０・６０Ｈｚ切り換え手段４１と、少なく
ともインバータ手段２６の出力電圧の周波数が許容値を
超えるまで５０・６０Ｈｚ切り換え手段４１で選択され
た５０Ｈｚバンドパスフィルタ４３もしくは６０Ｈｚバ
ンドパスフィルタ４０の周波数特性による位相のずれ
を、零電圧位相同期信号手段２８に対して補正する位相
補正手段３２と位相補正手段３２により位相補正する補
正量を任意に設定する補正量設定手段３４と位相補正手
段３２により位相補正するのを遅らせる時間を設定する
補正遅延時間設定手段３７と制御手段４２で構成され
る。制御手段４２は零電圧位相同期信号手段２８の出力
を入力し、インバータ手段２６を制御する。

【００３５】制御手段４２の動作を図１０のフローチャ
ートにより説明する。ステップ５０で５０・６０Ｈｚ切
り換え手段４１は系統２３の周波数を測定する。次にス
テップ５１に進む。ステップ５１では系統２３の周波数
が５０Ｈｚ系かどうかを判定する。５０Ｈｚ系であれば
ステップ５２に進む。ステップ５２では５０・６０Ｈｚ
切り換え手段４１が５０Ｈｚバンドパスフィルタ４３を
選択する。次にステップ５３に進む。ステップ５３では
制御手段４２は零電圧位相同期信号手段２８の出力を入
力しインバータ手段２６の出力電圧の零点を検出する。
制御手段４２は検出したインバータ手段２６の出力電圧
の零点に対して電流の零点が一定位相角になるように電
流を出力する。ここで零電圧位相同期信号手段２８の出
力はステップ５９にあるように補正量設定手段３４で設
定された補正量で５０Ｈｚバンドパスフィルタ４３の周
波数特性による位相のずれを補正されている。また零電
圧位相同期信号手段２８の出力はステップ６０、ステッ
プ６１にあるように補正遅延時間設定手段３７で設定さ
れた時間が経過して初めて５０Ｈｚバンドパスフィルタ
４３の周波数特性による位相のずれを補正している。

【００３６】次にステップ５４では制御手段４２は零電
圧位相同期信号手段２８の出力を入力しインバータ手段
２６の出力電圧周波数を測定する。次にステップ５５に
進む。ステップ５５では制御手段４２はステップ５４で
測定した周波数が判定周波数ｆ５０_Hより大きいかを判
断する。大きければ単独運転と判断しステップ５６に進
む。ステップ５６では制御手段４２はインバータ手段２
６の動作を停止してステップ５７に進む。ステップ５６
でインバータ手段２６の動作を停止しているだけである
が負荷２４に接続されるラインに開閉器を直列に入れて
おき制御手段４２によりこれを解列しても良い。ステッ
プ５７では制御手段４２は一定時間経過後にインバータ
手段２６の動作を再度行い自動的に復帰させステップ５
３に戻る。逆にステップ５５で、ステップ５４で測定し
た周波数が判定周波数ｆ５０_Hより小さい時は、ステッ
プ５８に進む。ステップ５８では制御手段４２はステッ
プ５４で測定した周波数が判定周波数ｆ５０_Lより小さ
いかを判断する。小さければ単独運転と判断しステップ
５６、ステップ５７に進む。逆にステップ５８で、ステ
ップ５４で測定した周波数が判定周波数ｆ５０_Lより大
きい時は系統連系時であり、ステップ５９に進む。

【００３７】ステップ５９では補正量設定手段３４によ
り補正量を設定する。例えば５０Ｈｚバンドパスフィル
タ４３の周波数特性による位相のずれをαとすると標準
補正量αよりも補正量を大きくしたり、小さくしたりす
る増減分を設定できるようにしておく。ここで補正量を
大きくすることで単独運転時の周波数変化の時間を早く
でき検知時間を短くできる。逆に補正量を小さくするこ
とで単独運転時の周波数変化の時間を遅くでき検知時間
を長くできる。次にステップ６０に進む。ステップ６０
では補正遅延時間設定手段３７により補正を遅らせる時
間ｔを設定し、ステップ６１に進み遅延時間ｔが経過し
たかを判断する。ステップ６１で遅延時間ｔが経過して
いない場合は補正せずにステップ５３に戻る。

【００３８】ステップ６１で遅延時間ｔが経過すればス
テップ６２に進み、ステップ５４で測定した周波数に応
じて位相補正手段３２が５０Ｈｚバンドパスフィルタ４
３の周波数特性による位相のずれを、零電圧位相同期信
号手段２８に対して補正する。次にステップ５３に戻り
以上の動作を繰り返す。ここで補正遅延時間により補正
しない状態では周波数の変化量が小さくなるので単独運
転の検知時間を自由に遅らせることができる。逆にステ
ップ５１で系統２３の周波数が６０Ｈｚ系であればステ
ップ６３に進む。ステップ６３では５０・６０Ｈｚ切り
換え手段４１が６０Ｈｚバンドパスフィルタ４０を選択
する。次にステップ６４に進む。ステップ６４では制御
手段４２は零電圧位相同期信号手段２８の出力を入力し
インバータ手段２６の出力電圧の零点を検出する。制御
手段４２は検出したインバータ手段２６の出力電圧の零
点に対して電流の零点が一定位相角になるように電流を
出力する。

【００３９】ここで零電圧位相同期信号手段２８の出力
はステップ６８にあるように補正量設定手段３４で設定
された補正量で６０Ｈｚバンドパスフィルタ４０の周波
数特性による位相のずれを補正されている。また零電圧
位相同期信号手段２８の出力はステップ６９、ステップ
７０にあるように補正遅延時間設定手段３７で設定され
た時間が経過して初めて６０Ｈｚバンドパスフィルタ４
０の周波数特性による位相のずれを補正している。次に
ステップ６５では制御手段４２は零電圧位相同期信号手
段２８の出力を入力しインバータ手段２６の出力電圧周
波数を測定する。次にステップ６６に進む。ステップ６
６では制御手段４２はステップ６５で測定した周波数が
判定周波数ｆ６０_Hより大きいかを判断する。大きけれ
ば単独運転と判断しステップ５６に進む。ステップ５６
では制御手段４２はインバータ手段２６の動作を停止し
てステップ５７に進む。

【００４０】ステップ５７では制御手段４２は一定時間
経過後にインバータ手段２６の動作を再度行い自動的に
復帰させステップ６４に戻る。逆にステップ６６で、ス
テップ６５で測定した周波数が判定周波数ｆ６０_Hより
小さい時は、ステップ６７に進む。ステップ６７では制
御手段４２はステップ６５で測定した周波数が判定周波
数ｆ６０_Lより小さいかを判断する。小さければ単独運
転と判断しステップ５６、ステップ５７に進む。逆にス
テップ６７で、ステップ６５で測定した周波数が判定周
波数ｆ６０_Lより大きい時は系統連系時であり、ステッ
プ６８に進む。ステップ６８では補正量設定手段３４に
より補正量を設定する。例えば６０Ｈｚバンドパスフィ
ルタ４０の周波数特性による位相のずれをαとすると標
準補正量αよりも補正量を大きくしたり、小さくしたり
する増減分を設定できるようにしておく。ここで補正量
を大きくすることで単独運転時の周波数変化の時間を早
くでき検知時間を短くできる。逆に補正量を小さくする
ことで単独運転時の周波数変化の時間を遅くでき検知時
間を長くできる。

【００４１】次にステップ６９に進む。ステップ６９で
は補正遅延時間設定手段３７により補正を遅らせる時間
ｔを設定し、ステップ７０に進み遅延時間ｔが経過した
かを判断する。ステップ７０で遅延時間ｔが経過してい
ない場合は補正せずにステップ６４に戻る。ステップ７
０で遅延時間ｔが経過すればステップ７１に進み、ステ
ップ６５で測定した周波数に応じて位相補正手段３２が
６０Ｈｚバンドパスフィルタ４０の周波数特性による位
相のずれを、零電圧位相同期信号手段２８に対して補正
する。次にステップ６４に戻り以上の動作を繰り返す。
ここで補正遅延時間により補正しない状態では周波数の
変化量が小さくなるので単独運転の検知時間を自由に遅
らせることができる。さらにｆ６０_H＝６５Ｈｚ、ｆ６
０_L＝５５Ｈｚ、系統の周波数が５０Ｈｚの時はｆ５０_H
＝５５Ｈｚ、ｆ５０_L＝４５Ｈｚ等のように系統に通常
発生しない周波数に設定しておく。

【００４２】以上のように本実施例によれば周波数の許
容値を系統で考えられる周波数範囲より大きくずれたと
ころに設定できる点、バンドパスフィルタにより系統の
電源異常に対して高周波ノイズや高調波ノイズなどの系
統周波数近辺以外の周波数成分を除去するとともに、位
相補正手段によりバンドパスフィルタの周波数特性によ
る位相のずれを補正し、零電圧位相同期信号手段の零点
検出精度及び周波数精度を高められる点、バンドパスフ
ィルタを系統の周波数により切り換えでき５０Ｈｚと６
０Ｈｚでのバンドパスフィルタの位相ずれによる補正精
度を改善できる点、さらに単独運転の検知時間を短くで
きる補正量設定手段と、逆に長くできる補正遅延時間設
定手段によりきめ細かい時間設定もできる点等から系統
連系時に単独運転を誤検知することなく、単独運転時は
確実にインバータ手段を停止できる系統連系インバータ
とするものである。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載した発明
は、入力電源を交流電源に変換して系統に出力するイン
バータ手段と、インバータ手段の出力電圧を検出する出
力電圧検出手段と、この出力電圧検出手段の出力信号を
入力し、インバータ手段の出力電圧の零点電圧位相に同
期した信号を出力する零電圧位相同期信号手段と、この
零電圧位相同期信号手段の出力を入力し、インバータ手
段の出力電流の零点を出力電圧の零点から一定の位相角
で出力するようにインバータ手段を制御するとともに、
インバータ手段の出力電圧の周波数を測定し、測定した
周波数が許容値を超えた時、インバータ手段を停止する
制御手段とを備えた構成とし、周波数の許容値を系統で
考えられる周波数範囲より大きくずれたところに設定す
ることにより系統連系時に単独運転を誤検知することな
く、単独運転時は確実にインバータ手段を停止でき、構
成が簡単な系統連系インバータとするものである。

【００４４】また、請求項２に記載した発明は、出力電
圧検出手段の出力を入力し、零電圧位相同期信号手段に
出力信号を出すバンドパスフィルタと、少なくともイン
バータ手段の出力電圧の周波数が許容値を超えるまでバ
ンドパスフィルタの周波数特性による位相のずれを、零
電圧位相同期信号手段に対して補正する位相補正手段を
備えた構成とし、系統の電源異常に対して高周波ノイズ
や高調波ノイズなどの系統周波数近辺以外の周波数成分
を除去するとともに、位相補正手段によりバンドパスフ
ィルタの周波数特性による位相のずれを補正するので零
電圧位相同期信号手段の零点検出精度及び周波数精度を
高め、系統連系時に単独運転を誤検知することなく、単
独運転時には確実にインバータ手段を停止する系統連系
インバータとするものである。

【００４５】また、請求項３に記載した発明は、位相補
正手段により位相補正する補正量を任意に設定する補正
量設定手段を備えた構成とし、標準補正量より補正量を
変えることで単独運転時にインバータ手段の出力電圧の
周波数が変化する時間を変え、検知時間を可変できる系
統連系インバータとするものである。

【００４６】また、請求項４に記載した発明は、位相補
正手段により位相補正するのを遅らせる時間を設定する
補正遅延時間設定手段を備えた構成とし、位相補正する
のを遅らせることで単独運転時にインバータ手段の出力
電圧の周波数が変化する時間を遅らせ、検知時間に自由
度を持たせた系統連系インバータとするものである。

【００４７】また、請求項５に記載した発明は、バンド
パスフィルタを５０Ｈｚ用と６０Ｈｚ用の２つを備え、
５０Ｈｚ用もしくは６０Ｈｚ用のバンドパスフィルタに
切換える５０・６０Ｈｚ切り換え手段を備えた構成と
し、系統の周波数が５０Ｈｚと６０Ｈｚとでのバンドパ
スフィルタの位相ずれによる補正精度を改善した系統連
系インバータとするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である系統連系インバー
タを示すブロック図

【図２】同系統連系インバータの動作を示すフローチャ
ート

【図３】本発明の第二の実施例である系統連系インバー
タを示すブロック図

【図４】同系統連系インバータの動作を示すフローチャ
ート

【図５】本発明の第三の実施例である系統連系インバー
タを示すブロック図

【図６】同系統連系インバータの動作を示すフローチャ
ート

【図７】本発明の第四の実施例である系統連系インバー
タを示すブロック図

【図８】同系統連系インバータの動作を示すフローチャ
ート

【図９】本発明の第五の実施例である系統連系インバー
タを示すブロック図

【図１０】同系統連系インバータの動作を示すフローチ
ャート

【図１１】従来例の系統連系インバータを示すブロック
図

【図１２】同系統連系インバータの動作説明図

【符号の説明】

２１ 系統連系インバータ ２６ インバータ手段 ２７ 出力電圧検出手段 ２８ 零電圧位相同期信号手段 ２９ 制御手段 ３０ 系統連系インバータ ３１ バンドパスフィルタ ３２ 位相補正手段 ３３ 制御手段 ３４ 補正量設定手段 ３５ 制御手段 ３６ 系統連系インバータ ３７ 補正遅延時間設定手段 ３８ 制御手段 ３９ 系統連系インバータ ４０ ６０Ｈｚバンドパスフィルタ ４１ ５０・６０Ｈｚ切り換え手段 ４２ 制御手段 ４３ ５０Ｈｚバンドパスフィルタ ４４ 系統連系インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼桑 雅之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新山 浩次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA11 HB04 5H007 AA01 AA07 AA08 AA17 BB02 CC09 DA03 DB01 DC04 DC05 FA13 GA06 GA08 5J055 AX37 AX51 AX67 BX16 CX07 EZ07 EZ14 FX31 GX02 GX03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電源を交流電源に変換して系統に出
   力するインバータ手段と、前記インバータ手段の出力電
   圧を検出する出力電圧検出手段と、この出力電圧検出手
   段の出力信号を入力し、前記インバータ手段の出力電圧
   の零点電圧位相に同期した信号を出力する零電圧位相同
   期信号手段と、この零電圧位相同期信号手段の出力を入
   力し、前記インバータ手段の出力電流の零点を出力電圧
   の零点から一定の位相角で出力するように前記インバー
   タ手段を制御するとともに、前記インバータ手段の出力
   電圧の周波数を測定し、測定した周波数が許容値を超え
   た時、前記インバータ手段を停止する制御手段とを備え
   た系統連系インバータ。
2. 【請求項２】 前記出力電圧検出手段の出力を入力し、
   前記零電圧位相同期信号手段に出力信号を出すバンドパ
   スフィルタと、少なくとも前記インバータ手段の出力電
   圧の周波数が許容値を超えるまで前記バンドパスフィル
   タの周波数特性による位相のずれを、前記零電圧位相同
   期信号手段に対して補正する位相補正手段を備えた請求
   項１記載の系統連系インバータ。
3. 【請求項３】 前記位相補正手段により位相補正する補
   正量を任意に設定する補正量設定手段を備えた請求項１
   または２記載の系統連系インバータ。
4. 【請求項４】 前記位相補正手段により位相補正するの
   を遅らせる時間を設定する補正遅延時間設定手段を備え
   た請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系インバ
   ータ。
5. 【請求項５】 前記バンドパスフィルタは５０Ｈｚ用と
   ６０Ｈｚ用を備え、５０Ｈｚ用もしくは６０Ｈｚ用のバ
   ンドパスフィルタに切換える５０・６０Ｈｚ切り換え手
   段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連
   系インバータ。