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JP4524840B2 - Grid interconnection inverter - Google Patents

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JP4524840B2
JP4524840B2 JP2000046896A JP2000046896A JP4524840B2 JP 4524840 B2 JP4524840 B2 JP 4524840B2 JP 2000046896 A JP2000046896 A JP 2000046896A JP 2000046896 A JP2000046896 A JP 2000046896A JP 4524840 B2 JP4524840 B2 JP 4524840B2
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bridge inverter
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正治 大橋
隆昭 奥出
眞一郎 住吉
潔 井崎
匡史 貞平
謙次 伊藤
武年 佐藤
英樹 大森
武 北泉
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
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Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池または燃料電池等を入力電源として使用し、これらの出力電力を配電系統に適合するように変換して、負荷あるいは配電系統に供給する系統連系インバータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来使用されている系統連系インバータの一例を、図４を使用して説明する。系統連系インバータは、太陽電池あるいは燃料電池からなる直流電源１０の出力を入力として受けて、この電力を系統１１の電源仕様に適合する形に変換して、つまり５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の交流電力に変換して、系統１１に供給している。系統連系インバータは、直流電源１０の両端に接続した平滑コンデンサ１と、コイル２とＩＧＢＴ等のスイッチング素子３とダイオード４で構成した昇圧コンバータ５と、ＰＷＭ制御を行うフルブリッジインバータ６と、昇圧コンバータ５とフルブリッジインバータ６とを結合する３０００μＦ以上の大容量の電解コンデンサ７とによって構成している。
【０００３】
以上の構成で、直流電源１０から供給された直流電力を平滑コンデンサ１とコイル２によって波形整形したものをフルブリッジインバータ６の電源として使用している。フルブリッジインバータ６は供給された直流電力をＰＷＭ制御によって５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の商用交流波形に変換しているものである。
【０００４】
この時、系統１１の電圧より電解コンデンサ７の両端の電圧の方を高くしておかないと、系統１１からの電流が逆流してスイッチング素子３とダイオード４を破壊するおそれがある。従って、電解コンデンサ７の両端の電圧は系統１１のピーク電圧より、常に高くなるように昇圧コンバータ５で制御している。こうして、系統１１が停電したときには、系統側プレーカ１２と系統リレー９を開き、自立リレー３０を閉じてフルブリッジインバータ６の出力をフィルタ８を介して自立運転用コンセント３１に供給する。このため、自立運転用コンセント３１に接続している負荷３２は、系統１１が停電している間は、系統連系インバータからの出力によって動作できるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の系統連系インバータは、停電時あるいは電圧低下時には手動で系統側ブレーカを落とさないと自立運転が出来ないという課題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、系統と自立運転用コンセントとの接続にリレーを用いることによって、電圧低下時や停電時には自動的に系統と自立とを切り換える構成として、自動的に自立運転ができる系統連系インバータとしている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記系統リレーを介して前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記系統リレーとの接続をオンオフする系統切り換えリレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記系統切換リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記系統切換リレーを開き、前記系統リレーと前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにしたものであり、停電検出手段によって系統の電圧低下あるいは停電を検出したときには、制御手段によって系統切り換えリレー開き、系統リレーと自立リレーを閉じて自立運転用コンセントにフルブリッジインバータの出力を供給するようにして、自動的に自立運転ができる系統連系インバータとしている。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記自立運転用コンセントとを直接接続する配電リレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記配電リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記配電リレーを開き、前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにしたものであり、停電時あるいは電圧低下時には配電系統と自立運転用コンセントとを直接接続する配電リレーを開き、自立運転用コンセントにフルブリッジインバータの出力を供給するようにして、特に重要な回路を停電あるいは電圧低下から保護できる系統連系インバータとしている。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載の発明において、直流電源を太陽電池または燃料電池とバッテリーパックによって構成し、直流電圧検出手段によって太陽電池または燃料電池の出力が基準値よりも低下したときにバッテリーパックの出力を直流電源として使用するようにして、安定した動作ができる系統連系インバータとしている。
【００１０】
【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。本実施例の系統連系インバータは、太陽電池または燃料電池からなる直流電源１０の出力を受けて、負荷３２または系統１１に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の交流電力を供給している。すなわち、直流電源１０の両端に接続した平滑コンデンサ１と、コイル２とＩＧＢＴ等のスイッチング素子３とダイオード４で構成した昇圧コンバータ５と、ＰＷＭ制御を行うフルブリッジインバータ６と、昇圧コンバータ５とフルブリッジインバータ６とを結合する１００μＦ以下の例えばフイルムコンデンサである中間段コンデンサ７と、コイルとコンデンサからなる波形平滑用のフィルタ８と、前記フィルタ８の出力を系統１１に接続する系統リレー９と、系統１１の出力を開閉する系統切換リレー３５と、停電時あるいは電圧低下時にフルブリッジインバータ６の出力をフィルタ８を介して自立運転用コンセント３１に供給する自立リレー３０と、系統１１の電圧低下あるいは停電を検知する停電検出手段３６と、直流電源１０の出力を検知する直流電力検出手段３７と、停電検出手段３６と直流電力検出手段３７の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータ６と、系統リレー９と、系統切換リレー３５と、自立リレー３０を制御する制御手段１３とを有している。３２は負荷である。
【００１１】
停電検出手段３６は、制御手段１３がフルブリッジインバータ６を停止させている状態のときに、系統１１の電圧をチェックするものであり、このチェックの結果を制御手段１３が規定の電圧より低いと判断したときには低電圧状態であると認識するものであり、また電圧がないときは停電と認識するものである。制御手段１３は、このような低電圧状態あるいは停電状態を認識したときには、系統切換リレー３５を開き、系統リレー９と自立リレー３０を閉じてフルブリッジインバータ６の出力をフィルタ８を介して自立運転用コンセント３１に接続するものである。
【００１２】
また、スイッチング素子３のコレクタ・エミッタ間には逆導通ダイオード３ａを接続している。フルブリッジインバータ６は、４個のＩＧＢＴ等のスイッチング素子６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄから成っており、制御手段１３の指示によって動作している。つまり、出力電流のゼロクロス前後はＰＷＭ制御で、それ以外の区間はスイッチング素子６ａ・スイッチング素子６ｄと、スイッチング素子６ｂ・スイッチング素子６ｃとが対になって順次導通するものである。このため、フルブリッジインバータ６の出力は５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の交流となり、系統１１にあるいは自立運転用コンセント３１に５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの正弦波の交流電力を供給するものである。
【００１３】
以下本実施例の動作について説明する。自立運転用コンセント３１に接続している負荷３２には、常態では系統１１の電力が供給されている。すなわち、常態では、停電検出手段３６の検知電圧が規定値内に入っているため、制御手段１３は、系統切換リレー３５と自立リレー３０とを閉じているものである。このため、自立運転用コンセント３１には、系統１１からの電力が供給されているものである。従って、負荷３２は常態では系統１１の電力によって駆動されているものである。
【００１４】
停電検出手段３６が検知する電圧が、例えば夜間等になって既定値よりも低くなったとき、あるいは０となったときは、制御手段１３は低電圧状態あるいは停電であると認識して、系統切換リレー３５を開き、系統リレー９と自立リレー３０を閉じるものである。このため、自立運転用コンセント３１には、フルブリッジインバータ６の出力がフィルタ８を介して接続される。このため、負荷３２は、系統連系インバータの出力によって駆動を継続するものである。
【００１５】
以上のように本実施例によれば、供給された直流電源１０を昇圧する昇圧コンバータ５と、昇圧コンバータ５から供給された高周波電圧をＰＷＭ制御によって系統の周波数に適合する波形に整形するフルブリッジインバータ６と、前記昇圧コンバータ５とフルブリッジインバータ６とを接続する中間段コンデンサ７と、前記フルブリッジインバータ６の出力を開閉する系統リレー９と、系統１１の出力を開閉する系統切換リレー３５と、系統１１の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段３６と負荷３２を接続する自立運転用コンセント３１を備えた構成として、自動的に自立運転ができる系統連系インバータを実現するものである。
【００１６】
（実施例２）
続いて、本発明の第二の実施例について説明する。図２は本実施例の構成を示すブロック図である。本実施例では、配電系統と自立運転用コンセント３１とを直接接続する配電リレー４０を使用しているものである。また、制御手段１３は、停電検出手段３６からの情報によって停電あるいは低電圧であることを認識したときには、前記配電リレー４０を開くように作用する。
【００１７】
このため、停電時あるいは電圧低下時には、フルブリッジインバータ６の出力がフィルタ８と自立リレー３０を介して確実に自立運転用コンセント３１に伝達されるものである。すなわち、本実施例では、自立運転用コンセント３１は系統リレー９を介する前に、系統１１に配電リレー４０を介して接続しているものである。このため、系統リレー９が動作不良で開閉しなかったようなときにも、確実に開閉させることができるものであり、負荷３２を確実に保護できるものである。
【００１８】
以上のように本実施例によれば、停電時あるいは電圧低下時には配電リレー４０を開いて、自立運転用コンセント３１にフルブリッジインバータの出力を接続する構成として、特に重要な回路あるいは機器を確実に保護できる系統連系インバータを実現するものである。
【００１９】
（実施例３）
続いて本発明の第三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。本実施例では、昇圧コンバータ５が昇圧する直流電源を、太陽電池あるいは燃料電池を使用した直流電源１０，あるいはバッテリーパック５０としている。バッテリーパック５０は、数個の蓄電池を直列に接続し、リアクトルとコンデンサを両端に接続して、前記コンデンサの両端からコンデンサに充電された直流電圧を放電させて、直流電源として使用するものである。本実施例では、バッテリーパック５０にはバッテリー切換リレー５１を備えており、バッテリー切換リレーがオンされると、前記直流電源１０の出力とバッテリーパック５０の出力とが直列に接続されて、昇圧コンバータ５に供給されるものである。また３７は直流電力検出手段で、直流電源１０の出力を検知して、この情報を制御手段１３に伝達している。制御手段１３は、直流電源１０の出力が基準値よりも低下すると、前記バッテリー切換リレー５１をオンにしてバッテリーパック５０の出力を直流電源１０の出力に直列に接続するものである。
【００２０】
このため、例えば直流電源１０として太陽電池を使用しているときには、曇りや夜間時に直流電源１０の出力が低下すると、バッテリーパック５０の出力を自動的に利用できるものである。従って本実施例によれば、動作が非常に安定した系統連系インバータを実現でき、また停電時あるいは電圧低下時には系統１１の電源から自動的に系統連系インバータの出力を利用できるものである。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明は、直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記系統リレーを介して前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記系統リレーとの接続をオンオフする系統切り換えリレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記系統切換リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記系統切換リレーを開き、前記系統リレーと前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにした構成として、自動的に自立運転ができる系統連系インバータを実現するものである。
【００２２】
請求項２に記載した発明は、直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記自立運転用コンセントとを直接接続する配電リレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記配電リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記配電リレーを開き、前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにした構成として、特に重要な回路を停電あるいは電圧低下から保護できる系統連系インバータを実現するものである。
【００２３】
請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載の発明において、直流電源を太陽電池または燃料電池とバッテリーパックによって構成し、直流電圧検出手段によって太陽電池または燃料電池の電圧が基準値よりも低下したことを検出したときには、バッテリーパックの出力を直流電源として使用する構成として、安定した動作ができる系統連系インバータを実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である系統連系インバータの構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例である系統連系インバータの構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施例である系統連系インバータの構成を示すブロック図
【図４】従来例である系統連系インバータの構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 平滑コンデンサ
２ コイル
３ スイッチング素子
４ ダイオード
５ 昇圧コンバータ
６ フルブリッジインバータ
７ 中間段コンデンサ
８ フィルタ
９ 系統リレー
１０ 直流電源
１１ 系統
１３ 制御手段
３０ 自立リレー
３１ 自立運転用コンセント
３２ 負荷
３５ 系統切換リレー
３６ 停電検出手段
３７ 直流電力検出手段
４０ 配電リレー
５０ バッテリーパック
５１ バッテリー切換リレー
５２ 直流電圧検出手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a grid-connected inverter that uses a solar cell, a fuel cell, or the like as an input power source, converts the output power so as to be compatible with the distribution system, and supplies the converted power to a load or the distribution system.
[0002]
[Prior art]
An example of a grid-connected inverter used conventionally will be described with reference to FIG. The grid interconnection inverter receives the output of the DC power supply 10 consisting of a solar cell or a fuel cell as an input and converts this power into a form suitable for the power supply specifications of the system 11, that is, a 50 Hz or 60 Hz sine wave AC. It is converted into electric power and supplied to the grid 11. The grid interconnection inverter includes a smoothing capacitor 1 connected to both ends of a DC power supply 10, a boost converter 5 including a coil 2, a switching element 3 such as an IGBT, and a diode 4, a full bridge inverter 6 that performs PWM control, and a boost The converter 5 and the full bridge inverter 6 are combined with a large capacity electrolytic capacitor 7 of 3000 μF or more.
[0003]
With the above configuration, the DC power supplied from the DC power supply 10 is waveform-shaped by the smoothing capacitor 1 and the coil 2 and used as the power supply for the full bridge inverter 6. The full bridge inverter 6 converts the supplied DC power into a commercial AC waveform of a sine wave of 50 Hz or 60 Hz by PWM control.
[0004]
At this time, if the voltage at both ends of the electrolytic capacitor 7 is not set higher than the voltage of the system 11, the current from the system 11 may flow backward to destroy the switching element 3 and the diode 4. Therefore, the voltage across the electrolytic capacitor 7 is controlled by the boost converter 5 so as to be always higher than the peak voltage of the system 11. Thus, when the system 11 fails, the system side placer 12 and the system relay 9 are opened, the independent relay 30 is closed, and the output of the full bridge inverter 6 is supplied to the independent operation outlet 31 through the filter 8. For this reason, the load 32 connected to the outlet 31 for independent operation can be operated by the output from the grid interconnection inverter while the grid 11 is out of power.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional grid-connected inverter has a problem that it cannot operate independently unless the system-side breaker is manually dropped at the time of a power failure or voltage drop.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a system-connected inverter that can automatically operate autonomously as a configuration that automatically switches between the system and self-sustained in the event of a voltage drop or power failure by using a relay for connection between the system and the outlet for autonomous operation. Yes.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention described in claim 1 is a boost converter that boosts the output of a DC power supply, a full-bridge inverter that converts power boosted by the boost converter into AC power having a system frequency by PWM control, the boost converter, An intermediate stage capacitor that connects the full-bridge inverter, a system relay connected to the output of the full-bridge inverter, and the output of the full-bridge inverter connected to the outlet for independent operation via the system relay in the event of a power failure or voltage drop A self-supporting relay, a system switching relay for turning on and off the connection between the distribution system and the system relay, a power failure detection means for detecting a power outage or a voltage drop in the distribution system, and a DC power detection for detecting the DC power of the DC power supply And detection information of the power failure detection means and the DC power detection means. Control means for controlling the full-bridge inverter, the system relay, the system switching relay, and the self-supporting relay based on the power failure detection means, the power failure detection means in a state where the control means stops the full-bridge inverter When the voltage of the distribution system is checked, the control means opens the system switching relay and closes the system relay and the self-supporting relay when the power failure detection means detects a power outage or voltage drop of the power distribution system. The output of the full bridge inverter is supplied to the outlet for autonomous operation. When a voltage drop or power failure is detected by the power failure detection means, the system switching relay is opened by the control means, Close the relay and connect the full-bridge inverter to the outlet for autonomous operation. Force so as to supply, and the system interconnection inverter can be automatically self-sustaining operation.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a boost converter that boosts an output of a DC power supply, a full-bridge inverter that converts power boosted by the boost converter into AC power having a system frequency by PWM control, the boost converter, An intermediate stage capacitor that connects the full-bridge inverter, a system relay that is connected to the output of the full-bridge inverter, a self-supporting relay that connects the output of the full-bridge inverter to an outlet for self-sustained operation in the event of a power failure or voltage drop, A power distribution relay for directly connecting a power grid and the outlet for autonomous operation, a power failure detection means for detecting a power failure or a voltage drop of the power distribution system, a DC power detection means for detecting a DC power of the DC power supply, and the power failure detection And the full power supply based on the detection information of the DC power detection means. A control means for controlling the inverter, the system relay, the power distribution relay, and the self-supporting relay, and the power failure detection means is a voltage of the power distribution system when the control means stops the full bridge inverter. When the power failure detection means detects a power failure or voltage drop in the distribution system, the control means opens the power distribution relay, closes the self-sustained relay, and connects the full-bridge inverter to the self-sustained operation outlet. It is obtained by so as to provide an output, at the time of power failure or brownout as the outlet for autonomous operation and distribution system to open the power distribution relay for direct connection, to supply the output of the full bridge inverter isolated operation outlet , Grid-connected inverter that can protect particularly important circuits from power failure or voltage drop It is.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the DC power source is constituted by a solar cell or a fuel cell and a battery pack, and the output of the solar cell or the fuel cell is a reference value by the DC voltage detecting means. The output of the battery pack is used as a direct current power source when the voltage drops below this level, thereby providing a grid-connected inverter capable of stable operation.
[0010]
【Example】
Example 1
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The grid interconnection inverter of the present embodiment receives the output of the DC power supply 10 composed of a solar cell or a fuel cell, and supplies 50 Hz or 60 Hz sine wave AC power to the load 32 or the grid 11. That is, a smoothing capacitor 1 connected to both ends of a DC power supply 10, a boost converter 5 composed of a coil 2, a switching element 3 such as an IGBT, and a diode 4, a full bridge inverter 6 for performing PWM control, a boost converter 5 and a full converter An intermediate stage capacitor 7 that is, for example, a film capacitor of 100 μF or less that couples the bridge inverter 6, a waveform smoothing filter 8 that includes a coil and a capacitor, a system relay 9 that connects the output of the filter 8 to the system 11, A system switching relay 35 that opens and closes the output of the system 11; a self-supporting relay 30 that supplies the output of the full bridge inverter 6 to the self-sustained operation outlet 31 through the filter 8 at the time of a power failure or voltage drop; The power failure detection means 36 for detecting a power failure and the output of the DC power source 10 The full-bridge inverter 6, the system relay 9, the system switching relay 35, and the self-supporting relay 30 are controlled on the basis of the detection information of the DC power detection means 37, the power failure detection means 36, and the DC power detection means 37. And control means 13. 32 is a load.
[0011]
The power failure detection means 36 checks the voltage of the system 11 when the control means 13 is in a state where the full bridge inverter 6 is stopped, and if the result of this check is lower than the prescribed voltage, the control means 13 When it is determined, it is recognized as a low voltage state, and when there is no voltage, it is recognized as a power failure. When the control means 13 recognizes such a low voltage state or a power failure state, the system switching relay 35 is opened, the system relay 9 and the self-supporting relay 30 are closed, and the output of the full bridge inverter 6 is operated independently through the filter 8. It is connected to the electrical outlet 31 for use.
[0012]
A reverse conducting diode 3 a is connected between the collector and emitter of the switching element 3. The full bridge inverter 6 includes four switching elements 6 a, 6 b, 6 c, and 6 d such as IGBTs, and operates according to instructions from the control means 13. That is, PWM control is performed before and after the zero crossing of the output current, and in other sections, the switching element 6a / switching element 6d and the switching element 6b / switching element 6c are paired and are sequentially conducted. Therefore, the output of the full bridge inverter 6 is a 50 Hz or 60 Hz sine wave AC, and supplies 50 Hz or 60 Hz sine wave AC power to the system 11 or to the independent operation outlet 31.
[0013]
The operation of this embodiment will be described below. The power of the grid 11 is normally supplied to the load 32 connected to the outlet 31 for independent operation. That is, under normal conditions, since the detection voltage of the power failure detection means 36 is within the specified value, the control means 13 closes the system switching relay 35 and the self-supporting relay 30. For this reason, the power supply from the grid 11 is supplied to the outlet 31 for independent operation. Therefore, the load 32 is normally driven by the power of the grid 11.
[0014]
When the voltage detected by the power failure detection means 36 becomes lower than a predetermined value, for example, at night, or when it becomes 0, the control means 13 recognizes that it is in a low voltage state or a power failure, and The switching relay 35 is opened, and the system relay 9 and the self-supporting relay 30 are closed. For this reason, the output of the full bridge inverter 6 is connected to the outlet 31 for independent operation via the filter 8. For this reason, the load 32 continues driving by the output of the grid interconnection inverter.
[0015]
As described above, according to this embodiment, the boost converter 5 that boosts the supplied DC power supply 10 and the full bridge that shapes the high-frequency voltage supplied from the boost converter 5 into a waveform that matches the frequency of the system by PWM control. An inverter 6, an intermediate capacitor 7 that connects the boost converter 5 and the full bridge inverter 6, a system relay 9 that opens and closes the output of the full bridge inverter 6, and a system switching relay 35 that opens and closes the output of the system 11; As a configuration including the power failure detection means 36 for detecting a power failure or a voltage drop of the system 11 and the outlet 31 for autonomous operation for connecting the load 32, a grid interconnection inverter capable of automatically performing autonomous operation is realized.
[0016]
(Example 2)
Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. In this embodiment, a power distribution relay 40 that directly connects the power distribution system and the independent operation outlet 31 is used. Further, the control means 13 acts to open the power distribution relay 40 when it is recognized from the information from the power failure detection means 36 that a power failure or a low voltage has occurred.
[0017]
For this reason, at the time of a power failure or voltage drop, the output of the full bridge inverter 6 is reliably transmitted to the independent operation outlet 31 via the filter 8 and the independent relay 30. In other words, in this embodiment, the independent operation outlet 31 is connected to the system 11 via the power distribution relay 40 before the system relay 9. For this reason, even when the system relay 9 does not open / close due to malfunction, it can be reliably opened and closed, and the load 32 can be reliably protected.
[0018]
As described above, according to the present embodiment, when a power failure or voltage drop occurs, the distribution relay 40 is opened, and the output of the full bridge inverter is connected to the outlet 31 for independent operation. A system-connected inverter that can be protected is realized.
[0019]
(Example 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. In this embodiment, the DC power source boosted by the boost converter 5 is a DC power source 10 using a solar cell or a fuel cell, or a battery pack 50. The battery pack 50 is used as a DC power source by connecting several storage batteries in series, connecting a reactor and a capacitor at both ends, and discharging a DC voltage charged in the capacitor from both ends of the capacitor. . In this embodiment, the battery pack 50 is provided with a battery switching relay 51. When the battery switching relay is turned on, the output of the DC power supply 10 and the output of the battery pack 50 are connected in series, and the boost converter 5 is supplied. Reference numeral 37 denotes DC power detection means which detects the output of the DC power supply 10 and transmits this information to the control means 13. The control means 13 turns on the battery switching relay 51 to connect the output of the battery pack 50 in series with the output of the DC power supply 10 when the output of the DC power supply 10 falls below a reference value.
[0020]
For this reason, for example, when a solar cell is used as the DC power source 10, the output of the battery pack 50 can be automatically used when the output of the DC power source 10 decreases when it is cloudy or at night. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a grid-connected inverter whose operation is very stable, and it is possible to automatically use the output of the grid-connected inverter from the power supply of the grid 11 at the time of a power failure or a voltage drop.
[0021]
【The invention's effect】
The invention described in claim 1 is a boost converter that boosts the output of a DC power supply, a full-bridge inverter that converts power boosted by the boost converter into AC power having a system frequency by PWM control, the boost converter, An intermediate stage capacitor that connects the full-bridge inverter, a system relay connected to the output of the full-bridge inverter, and the output of the full-bridge inverter connected to the outlet for independent operation via the system relay in the event of a power failure or voltage drop A self-supporting relay, a system switching relay for turning on and off the connection between the distribution system and the system relay, a power failure detection means for detecting a power outage or a voltage drop in the distribution system, and a DC power detection for detecting the DC power of the DC power supply And detection information of the power failure detection means and the DC power detection means. Control means for controlling the full-bridge inverter, the system relay, the system switching relay, and the self-supporting relay based on the power failure detection means, the power failure detection means in a state where the control means stops the full-bridge inverter When the voltage of the distribution system is checked, the control means opens the system switching relay and closes the system relay and the self-supporting relay when the power failure detection means detects a power outage or voltage drop of the power distribution system. Thus, as a configuration in which the output of the full bridge inverter is supplied to the outlet for autonomous operation, a grid interconnection inverter capable of automatically performing autonomous operation is realized.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a boost converter that boosts an output of a DC power supply, a full-bridge inverter that converts power boosted by the boost converter into AC power having a system frequency by PWM control, the boost converter, An intermediate stage capacitor that connects the full-bridge inverter, a system relay that is connected to the output of the full-bridge inverter, a self-supporting relay that connects the output of the full-bridge inverter to an outlet for self-sustained operation in the event of a power failure or voltage drop, A power distribution relay for directly connecting a power grid and the outlet for autonomous operation, a power failure detection means for detecting a power failure or a voltage drop of the power distribution system, a DC power detection means for detecting a DC power of the DC power supply, and the power failure detection And the full power supply based on the detection information of the DC power detection means. A control means for controlling the inverter, the system relay, the power distribution relay, and the self-supporting relay, and the power failure detection means is a voltage of the power distribution system when the control means stops the full bridge inverter. When the power failure detection means detects a power failure or voltage drop in the distribution system, the control means opens the power distribution relay, closes the self-sustained relay, and connects the self-sustained operation outlet to the full-bridge inverter. As a configuration in which an output is supplied, a system interconnection inverter capable of protecting a particularly important circuit from a power failure or a voltage drop is realized.
[0023]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the DC power source is constituted by a solar cell or a fuel cell and a battery pack, and the voltage of the solar cell or the fuel cell is a reference value by the DC voltage detecting means. When it is detected that the output is lower than the above, a system-connected inverter capable of stable operation is realized as a configuration in which the output of the battery pack is used as a DC power source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a grid interconnection inverter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a grid interconnection inverter according to a second embodiment of the present invention. 3 is a block diagram showing the configuration of a grid interconnection inverter according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a grid interconnection inverter as a conventional example.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Smoothing capacitor 2 Coil 3 Switching element 4 Diode 5 Boost converter 6 Full bridge inverter 7 Intermediate stage capacitor 8 Filter 9 System relay 10 DC power supply 11 System 13 Control means 30 Self-supporting relay 31 Self-supporting operation outlet 32 Load 35 System switching relay 36 Power failure Detection means 37 DC power detection means 40 Distribution relay 50 Battery pack 51 Battery switching relay 52 DC voltage detection means

Claims (3)

直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記系統リレーを介して前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記系統リレーとの接続をオンオフする系統切り換えリレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記系統切換リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記系統切換リレーを開き、前記系統リレーと前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにした系統連系インバータ。A boost converter for boosting the output of the DC power source, an intermediate stage to connect the full-bridge inverter, and the said boost converter full bridge inverter for the electric power boosted by the boosting converter into AC power of a frequency of the system by the PWM control wherein the condenser, and the system relay connected to the output of the full bridge inverter, a self-supporting relay connecting the output of the full bridge inverter to self-sustained operation outlet through the line relay during power failure or brownout, the power distribution system wherein the system switching relay for turning on or off the connection between line relay, the power failure detecting means for detecting a power failure or a voltage drop of the power distribution system, the DC power detection means for detecting a DC power of the DC power supply, and the power failure detection means Based on the detection information of the DC power detection means, the full bridging is performed. And control means for controlling the inverter and the line relay and the line changeover relay the self relay, the power failure detection means, of the distribution system in a state in which said control means is stopped the full bridge inverter When the power is detected by the power failure detection means, the control means opens the system switching relay, closes the system relay and the self-sustained relay, and closes the power operation outlet. A grid-connected inverter that supplies the output of the full-bridge inverter to the inverter. 直流電源の出力を昇圧する昇圧コンバータと、前記昇圧コンバータにより昇圧された電力をＰＷＭ制御によって系統の周波数の交流電力にするフルブリッジインバータと、前記昇圧コンバータと前記フルブリッジインバータとを接続する中間段コンデンサと、前記フルブリッジインバータの出力に接続した系統リレーと、停電時あるいは電圧低下時に前記フルブリッジインバータの出力を自立運転用コンセントに接続する自立リレーと、配電系統と前記自立運転用コンセントとを直接接続する配電リレーと、前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出する停電検出手段と、前記直流電源の直流電力を検出する直流電力検出手段と、前記停電検出手段と前記直流電力検出手段の検知情報に基づいて前記フルブリッジインバータと前記系統リレーと前記配電リレーと前記自立リレーを制御する制御手段とを備え、前記停電検出手段は、前記制御手段が前記フルブリッジインバータを停止させている状態のときに前記配電系統の電圧をチェックし、前記制御手段は、前記停電検出手段により前記配電系統の停電あるいは電圧低下を検出したときには、前記配電リレーを開き、前記自立リレーを閉じて前記自立運転用コンセントに前記フルブリッジインバータの出力を供給するようにした系統連系インバータ。 A boost converter that boosts the output of a DC power supply, a full-bridge inverter that converts power boosted by the boost converter into AC power at a system frequency by PWM control, and an intermediate stage that connects the boost converter and the full-bridge inverter a capacitor, and the system relay connected to the output of the full bridge inverter, a self-supporting relay connecting the output of the full-bridge inverter in the event of a power failure or when the voltage drop in the self-contained run outlet, and the isolated operation for outlets and distribution system Distribution relay connected directly , power failure detection means for detecting a power failure or voltage drop of the distribution system, DC power detection means for detecting DC power of the DC power source, detection of the power failure detection means and the DC power detection means Based on the information, the full bridge inverter and the system relay And a control means for controlling the power distribution relay and the self-supporting relay, and the power failure detection means checks the voltage of the power distribution system when the control means is in a state of stopping the full bridge inverter, control means, when detecting the power failure or brownout of the distribution system by said power failure detecting means, a-out opening the power distribution relay, to provide an output of the full bridge inverter to the self-contained run outlet closing the self relay A grid-connected inverter. 直流電源を太陽電池または燃料電池とバッテリーパックによって構成し、直流電圧検出手段によって太陽電池または燃料電池の電圧が基準値よりも低下したことを検出したときには、バッテリーパックの出力を直流電源として使用する請求項１または２に記載した系統連系インバータ。  The DC power supply is composed of a solar cell or fuel cell and a battery pack, and when the DC voltage detecting means detects that the voltage of the solar cell or fuel cell is lower than the reference value, the output of the battery pack is used as the DC power source. The grid connection inverter according to claim 1 or 2.
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