(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの出力電流に変動を与える有効電力変動発生器と、
前記インバータと電力系統との間の接続または開放を行う出力リレーと、
前記インバータの出力の変動に基づいて前記インバータの単独運転を検出する単独運転検出器と、
前記単独運転検出器による前記インバータの単独運転の検出結果に基づいて前記出力リレーを開放するリレー開放器を有するパワーコンディショナであって、
前記インバータからの出力電流を検出する電流検出器と、
前記出力電流の変動と前記有効電力変動発生器から出力される変動とを比較する変動異常検出器を備え、
前記変動異常検出器が前記出力電流の変動と前記有効電力変動発生器から出力される変動とが一致しないと判定した場合は、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項２】
変動発生異常検出器をさらに備え、
前記変動発生異常検出器が前記有効電力変動発生器に異常があると判断した場合、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーコンディショナ。
【請求項３】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの出力電流に変動を与える無効電力変動発生器と、
前記インバータと電力系統との間の接続または開放を行う出力リレーと、
前記インバータの出力の変動に基づいて前記インバータの単独運転を検出する単独運転検出器と、
前記単独運転検出器による前記インバータの単独運転の検出結果に基づいて前記出力リレーを開放するリレー開放器を有するパワーコンディショナであって、
前記インバータからの出力電流を検出する電流検出器と、
前記インバータからの出力電圧を検出する電圧検出器と、
前記電流検出器と前記電圧検出器によって検出された電流位相変動と前記無効電力変動発生器から出力される変動とを比較する変動異常検出器を備え、
前記変動異常検出器が前記電流位相変動と前記無効電力変動発生器から出力される変動とが一致しないと判定した場合は、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項４】
変動発生異常検出器をさらに備え、
前記変動発生異常検出器が前記無効電力変動発生器に異常があると判断した場合、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とする請求項３に記載のパワーコンディショナ。
【請求項５】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの出力電流に変動を与える周波数変動発生器と、
前記インバータと電力系統との間の接続または開放を行う出力リレーと、
前記インバータの出力の変動に基づいて前記インバータの単独運転を検出する単独運転検出器と、
前記単独運転検出器による前記インバータの単独運転の検出結果に基づいて前記出力リレーを開放するリレー開放器を有するパワーコンディショナであって、
前記インバータからの出力電流を検出する電流検出器と、
前記出力電流の周波数変動と前記周波数変動発生器から出力される変動とを比較する変動異常検出器を備え、
前記変動異常検出器が前記周波数変動と前記周波数変動発生器から出力される変動とが一致しないと判定した場合は、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項６】
変動発生異常検出器をさらに備え、
前記変動発生異常検出器が前記周波数変動発生器に異常があると判断した場合、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とする請求項５に記載のパワーコンディショナ。
【請求項７】
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
前記インバータの出力電流に変動を与えるインピーダンス検出パルス発生器と、
前記インバータと電力系統との間の接続または開放を行う出力リレーと、
前記インバータの出力の変動に基づいて前記インバータの単独運転を検出する単独運転検出器と、
前記単独運転検出器による前記インバータの単独運転の検出結果に基づいて前記出力リレーを開放するリレー開放器を有するパワーコンディショナであって、
前記インバータからの出力電流を検出する電流検出器と、
前記出力電流の変動と前記インピーダンス検出パルス発生器から出力される変動とを比較する変動異常検出器を備え、
前記変動異常検出器が前記出力電流の変動と前記インピーダンス検出パルス発生器から出力される変動とが一致しないと判定した場合は、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項８】
変動発生異常検出器をさらに備え、
前記変動発生異常検出器が前記インピーダンス検出パルス発生器に異常があると判断した場合、前記リレー開放器に前記出力リレーを開放させる
ことを特徴とする請求項７に記載のパワーコンディショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系インバータによって太陽電池の直流電力を交流電力に変換し、電力系統に連系して供給するパワーコンディショナに関し、特に、系統連系インバータの単独運転を検出する能動的方式機能の異常検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムでは、系統連系インバータによって太陽電池の直流電力を交流電力に変換し、電力系統に連系して供給することが行われている。ここで、電力系統に異常が発生した場合(例えば停電など)でも、系統連系インバータが電力系統の異常を検出できず、運転を継続し続ける状態（単独運転）になると、電力会社からの電力供給が切れているにも係らず、系統連系インバータが配電線に電力を供給し、保守点検者に危害を及ぼす可能性がある。【０００３】
そのため、系統連系インバータに単独運転検出機能を設け、系統連系インバータの単独運転の防止を行っている。単独運転検出方式には、受動的方式と能動的方式がある。能動的方式はインバータ出力に変動を与えておき、単独運転時に異常を検出する方式である（特許文献１）。【０００４】
このような能動的方式では、インバータ出力に変動を与える変動発生器およびゲート信号演算器が設けられ、インバータの出力を検出する電圧検出器や電流検出器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８００３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の太陽光発電システムの単独運転検出機能においては、変動発生器が異常の場合、インバータの出力が変動しないため、単独運転を検出できないという問題があった。【０００７】
また、従来の太陽光発電システムの単独運転検出機能においては、変動発生器が正常であっても、ゲート信号演算器が異常の場合はインバータの出力は変動しないため、単独運転を検出できないという問題があった。【０００８】
さらに、従来の太陽光発電システムの単独運転検出機能においては、変動発生器およびゲート信号演算器が正常であっても、電圧検出器や電流検出器に異常がある場合は、インバータの出力を検出できないため、単独運転を検出できないという問題があった。【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単独運転検出機能の異常を検出することが可能なパワーコンディショナを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパワーコンディショナは、直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータの出力に変動を与える変動発生器と、前記変動発生器にて与えられた前記インバータの出力の変動の異常を検出する変動異常検出器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、パワーコンディショナの単独運転検出機能の異常を検出することが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係るパワーコンディショナの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、パワーコンディショナ２ａには、直流電力を交流電力に変換するインバータ４、インバータ４と電力系統３との間の接続または開放を行う出力リレー５、太陽電池１の出力電流を検出する電流検出器２５、太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器２６、太陽電池１の出力電力を演算する電力演算器２７、インバータ４の出力電流指令値を生成する出力電流指令器６、インバータ４のゲート信号を演算するゲート信号演算器７、インバータ４を駆動するゲートパルスを発生するゲートパルス発生器８、インバータ４の有効電力出力に変動を与える有効電力変動発生器９、有効電力変動発生器９の出力の異常を検出する変動発生異常検出器１０、インバータ４の出力電流を検出する電流検出器１１、インバータ４の出力電圧を検出する電圧検出器１２、インバータ４の出力の変動の異常を検出する変動異常検出器１３ａ、インバータ４の単独運転を検出する単独運転検出器１４および出力リレー５を開放するリレー開放器１５が設けられている。
【００１５】
そして、インバータ４の前段には太陽電池１が接続され、インバータ４の後段には電力系統３が接続されている。
【００１６】
以下、パワーコンディショナ２ａの動作について説明する。
【００１７】
太陽電池１は日射量に応じて直流電力を発生し、インバータ４に出力する。インバータ４は太陽電池１から出力された直流電力を交流電力に変換し、出力リレー５を介して電力系統３に供給する。
【００１８】
電流検出器２５は太陽電池１の出力電流を検出し、電力演算器２７に出力する。電圧検出器２６は太陽電池１の出力電流を検出し、電力演算器２７に出力する。電力演算器２７は、電流検出器２５により検出された太陽電池１の出力電流と、電圧検出器２６により検出された太陽電池１の出力電圧より、太陽電池１の出力電力を演算し、出力電流指令器６に出力する。
【００１９】
出力電流指令器６は、電力演算器２７より演算された太陽電池１の出力電力に応じて、インバータ４の出力電流指令値を生成し、ゲート信号演算器７に出力する。
【００２０】
有効電力変動発生器９は、系統連系インバータの単独運転検出の能動的方式である有効電力変動方式を実現させるため、インバータ４の出力電流の実効値変動信号を発生し、ゲート信号演算器７、変動異常検出器１３ａおよび変動発生異常検出器１０に出力する。有効電力変動方式の実現方式として、ここではインバータ４の出力電流の実効値を変動させる方式とするがこの限りでない。
【００２１】
ゲート信号演算器７は、出力電流指令器６により出力されたインバータ４の出力電流指令値と、有効電力変動発生器９により出力されたインバータ４の出力電流の実効値変動信号により、インバータ４を駆動するためのゲート信号を演算し、ゲートパルス発生器８に出力する。
【００２２】
ゲートパルス発生器８は、ゲート信号演算器７により演算されたゲート信号よりインバータ４を駆動するゲートパルスを生成し、インバータ４に出力する。
【００２３】
電流検出器１１はインバータ４の出力電流を検出し、単独運転検出器１４および変動異常検出器１３ａに出力する。電圧検出器１２はインバータ４の出力電圧を検出し、単独運転検出器１４に出力する。
【００２４】
単独運転検出器１４は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、電圧検出器１２により検出されたインバータ４の出力電圧より、インバータ４の単独運転の検出を行う。そして、単独運転検出器１４は、インバータ４の単独運転を検出した場合は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力する。リレー開放器１５は、リレー開放信号が出力されると、出力リレー５を開放する。
【００２５】
ここでの有効電力変動方式では、インバータ４の出力電流の実効値を周期的に変動させる。一般的に、電力系統３の容量がインバータ４の容量に比べ大きいため、電力系統３が正常の場合は、電力系統３の電圧は変動せず、インバータ４の出力電流のみが変化する。
【００２６】
電力系統３が遮断された時、インバータ４の出力電流は負荷のみに流れ、負荷に応じてインバータ４の出力電圧および周波数が変化する。インバータ４の出力電圧および周波数変動を検出し、正常範囲を逸脱した場合に単独運転状態と判定する。
【００２７】
変動発生異常検出器１０は有効電力変動発生器９の出力が正常であるかを判定する。有効電力変動発生器９の出力が異常の場合は、単独運転検出機能の有効電力変動方式を実現できない。このため、変動発生異常検出器１０は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００２８】
これにより、有効電力変動発生器９に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００２９】
変動異常検出器１３ａは、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、有効電力変動発生器９の出力を比較し、インバータ４の出力電流の変動と有効電力変動発生器９の出力が一致するかを判定する。
【００３０】
電力系統３が正常の場合においても、インバータ４の出力電流は有効電力変動発生器９の出力に同期して変化するため、インバータ４の出力電流の変動と有効電力変動発生器９の出力が一致するかの判定が可能である。これらが一致していない場合は単独運転検出機能が異常であるので、変動異常検出器１３ａは、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００３１】
これにより、ゲート信号演算器７、ゲートパルス発生器８または電流検出器１１に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合やインバータ４の出力の変動を検出できない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００３２】
なお、有効電力変動発生器９および変動発生異常検出器１０は１つのＣＰＵにて構成するようにしてもよいし、別々のＣＰＵにて構成するようにしてもよい。有効電力変動発生器９と変動発生異常検出器１０を別々のＣＰＵとすることで、片方のＣＰＵが故障して単独運転検出機能が喪失しても、もう一方のＣＰＵにて単独運転検出機能の故障を検出することが可能となり、単独運転発生を防止することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図２は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図２において、パワーコンディショナ２ｂには、直流電力を交流電力に変換するインバータ４、インバータ４と電力系統３との間の接続または開放を行う出力リレー５、太陽電池１の出力電流を検出する電流検出器２５、太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器２６、太陽電池１の出力電力を演算する電力演算器２７、インバータ４の出力電流指令値を生成する出力電流指令器６、インバータ４のゲート信号を演算するゲート信号演算器７、インバータ４を駆動するゲートパルスを発生するゲートパルス発生器８、インバータ４の無効電力出力に変動を与える無効電力変動発生器１６、無効電力変動発生器１６の出力の異常を検出する変動発生異常検出器１７、インバータ４の出力電流を検出する電流検出器１１、インバータ４の出力電圧を検出する電圧検出器１２、インバータ４の出力電流の力率を検出する位相検出器１８、インバータ４の出力の変動の異常を検出する変動異常検出器１３ｂ、インバータ４の単独運転を検出する単独運転検出器１４および出力リレー５を開放するリレー開放器１５が設けられている。
【００３４】
以下、パワーコンディショナ２ｂの動作において、図１のパワーコンディショナ２ａと異なる点について説明する。
【００３５】
無効電力変動発生器１６は、単独運転検出の能動的方式である無効電力変動方式を実現させるため、インバータ４の出力電流の力率変動信号を発生し、ゲート信号演算器７、変動異常検出器１３ｂおよび変動発生異常検出器１７に出力する。無効電力変動方式の実現方式として、ここではインバータ４の出力電流の力率を変動させる方式とするがこの限りでない。
【００３６】
ゲート信号演算器７は、出力電流指令器６により出力されたインバータ４の出力電流指令値と、無効電力変動発生器１６により出力されたインバータ４の出力電流の力率変動信号により、インバータ４を駆動するためのゲート信号を演算し、ゲートパルス発生器８に出力する。
【００３７】
電流検出器１１はインバータ４の出力電流を検出し、単独運転検出器１４および位相検出器１８に出力する。電圧検出器１２はインバータ４の出力電圧を検出し、単独運転検出器１４および位相検出器１８に出力する。
【００３８】
単独運転検出器１４は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、電圧検出器１２により検出されたインバータ４の出力電圧より、インバータ４の単独運転の検出を行う。そして、単独運転検出器１４は、インバータ４の単独運転を検出した場合は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力する。リレー開放器１５は、リレー開放信号が出力されると、出力リレー５を開放する。
【００３９】
ここでの無効電力変動方式では、インバータ４の出力電流の力率を周期的に変動させる。一般的に、電力系統３の容量がインバータ４の容量に比べ大きいため、電力系統３が正常の場合は、電力系統３の電圧は変動せず、インバータ４の出力電流の力率のみが変化する。
【００４０】
電力系統３が遮断されたとき、インバータ４の出力電流は負荷のみに流れ、負荷に応じてインバータ４の周波数等が変化する。インバータ４の出力電圧の周波数変動や出力電流の力率を検出し、正常範囲を逸脱した場合に単独運転状態と判定する。
【００４１】
変動発生異常検出器１７は無効電力変動発生器１６の出力が正常であるかを判定する。無効電力変動発生器１６の出力が異常の場合は、単独運転検出機能の無効電力変動方式を実現できない。このため、変動発生異常検出器１７は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００４２】
これにより、無効電力変動発生器１６に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００４３】
位相検出器１８は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、電圧検出器１２により検出されたインバータ４の出力電圧より、インバータ４の出力電流の力率を検出する。
【００４４】
変動異常検出器１３ｂは、位相検出器１８より検出されたインバータ４の出力電流の力率と、無効電力変動発生器１６の出力を比較し、インバータ４の出力電流の力率変動と無効電力変動発生器１６の出力が一致するかを判定する。
【００４５】
電力系統３が正常の場合においても、インバータ４の出力電流は無効電力変動発生器１６の出力に同期して変化するため、インバータ４の出力電流の変動と無効電力変動発生器１６の出力が一致するかの判定が可能である。これらが一致していない場合は単独運転検出機能が異常であるので、変動異常検出器１３ｂは、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００４６】
これにより、ゲート信号演算器７、ゲートパルス発生器８、電流検出器１１、電圧検出器１２または位相検出器１８に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合やインバータ４の出力の変動を検出できない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００４７】
実施の形態３．
図３は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。図３において、パワーコンディショナ２ｃには、直流電力を交流電力に変換するインバータ４、インバータ４と電力系統３との間の接続または開放を行う出力リレー５、太陽電池１の出力電流を検出する電流検出器２５、太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器２６、太陽電池１の出力電力を演算する電力演算器２７、インバータ４の出力電流指令値を生成する出力電流指令器６、インバータ４のゲート信号を演算するゲート信号演算器７、インバータ４を駆動するゲートパルスを発生するゲートパルス発生器８、インバータ４の出力電流の周波数に変動を与える周波数変動発生器１９、周波数変動発生器１９の出力の異常を検出する変動発生異常検出器２０、インバータ４の出力電流を検出する電流検出器１１、インバータ４の出力電圧を検出する電圧検出器１２、インバータ４の出力電流の周波数を検出する周波数検出器２１、インバータ４の出力の変動の異常を検出する変動異常検出器１３ｃ、インバータ４の単独運転を検出する単独運転検出器１４および出力リレー５を開放するリレー開放器１５が設けられている。
【００４８】
以下、パワーコンディショナ２ｃの動作において、図１のパワーコンディショナ２ａと異なる点について説明する。
【００４９】
周波数変動発生器１９は、単独運転検出の能動的方式である周波数シフト方式を実現させるため、インバータ４の出力電流の周波数変動信号を発生し、ゲート信号演算器７、変動異常検出器１３ｃおよび変動発生異常検出器２０に出力する。周波数シフト方式の実現方式として、ここではインバータ４の出力電流の周波数を変動させる方式とするがこの限りでない。
【００５０】
ゲート信号演算器７は、出力電流指令器６により出力されたインバータ４の出力電流指令値と、周波数変動発生器１９により出力されたインバータ４の出力電流の周波数変動信号により、インバータ４を駆動するためのゲート信号を演算し、ゲートパルス発生器８に出力する。
【００５１】
電流検出器１１はインバータ４の出力電流を検出し、単独運転検出器１４および周波数検出器２１に出力する。電圧検出器１２はインバータ４の出力電圧を検出し、単独運転検出器１４に出力する。
【００５２】
単独運転検出器１４は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、電圧検出器１２により検出されたインバータ４の出力電圧より、インバータ４の単独運転の検出を行う。そして、単独運転検出器１４は、インバータ４の単独運転を検出した場合は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力する。リレー開放器１５は、リレー開放信号が出力されると、出力リレー５を開放する。
【００５３】
ここでの周波数変動方式では、インバータ４の出力電流の周波数を周期的に変動させる。一般的に、電力系統３の容量がインバータ４の容量に比べ大きいため、電力系統３が正常の場合は、電力系統３の電圧は変動せず、インバータ４の出力電流の周波数のみが変化する。
【００５４】
電力系統３が遮断された時、インバータ４の出力電流は負荷のみに流れ、負荷に応じてインバータ４の出力電流の周波数が変化する。インバータ４の出力電流の周波数変動を検出し、正常範囲を逸脱した場合に単独運転状態と判定する。
【００５５】
変動発生異常検出器２０は周波数変動発生器１９の出力が正常であるかを判定する。周波数変動発生器１９の出力が異常の場合は、単独運転検出機能の周波数シフト方式を実現できない。このため、変動発生異常検出器２０は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００５６】
これにより、周波数変動発生器１９に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００５７】
周波数検出器２１は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流の周波数を検出し、変動異常検出器１３ｃに出力する。
【００５８】
変動異常検出器１３ｃは、周波数検出器２１より検出されたインバータ４の出力電流の周波数と、周波数変動発生器１９の出力を比較し、インバータ４の出力電流の周波数変動と周波数変動発生器１９の出力が一致するかを判定する。
【００５９】
電力系統３が正常の場合においても、インバータ４の出力電流は周波数変動発生器１９の出力に同期して変化するため、インバータ４の出力電流の変動と周波数変動発生器１９の出力が一致するかの判定が可能である。これらが一致していない場合は単独運転検出機能が異常であるので、変動異常検出器１３ｃは、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００６０】
これにより、ゲート信号演算器７、ゲートパルス発生器８、電流検出器１１または周波数検出器２１に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合やインバータ４の出力の変動を検出できない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００６１】
実施の形態４．
図４は、本発明に係るパワーコンディショナが適用される太陽光発電システムの実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図４において、パワーコンディショナ２ｄには、直流電力を交流電力に変換するインバータ４、インバータ４と電力系統３との間の接続または開放を行う出力リレー５、太陽電池１の出力電流を検出する電流検出器２５、太陽電池１の出力電圧を検出する電圧検出器２６、太陽電池１の出力電力を演算する電力演算器２７、インバータ４の出力電流指令値を生成する出力電流指令器６、インバータ４のゲート信号を演算するゲート信号演算器７、インバータ４を駆動するゲートパルスを発生するゲートパルス発生器８、インバータ４の出力電流に変動を与えるＺ検出パルス発生器２２、Ｚ検出パルス発生器２２の出力の異常を検出するパルス異常検出器２３、インバータ４の出力電流を検出する電流検出器１１、インバータ４の出力電圧を検出する電圧検出器１２、電力系統３のインピーダンスを検出するＺ検出器２４、インバータ４の出力の変動の異常を検出する変動異常検出器１３ｄ、インバータ４の単独運転を検出する単独運転検出器１４および出力リレー５を開放するリレー開放器１５が設けられている。
【００６２】
以下、パワーコンディショナ２ｄの動作において、図１のパワーコンディショナ２ａと異なる点について説明する。
【００６３】
Ｚ検出パルス発生器２２は、単独運転検出の能動的方式であるインピーダンスモニタリング方式を実現させるため、インバータ４の出力電流変動信号を発生し、ゲート信号演算器７、変動異常検出器１３ｄおよびパルス異常検出器２３に出力する。インピーダンスモニタリング方式の実現方式として、ここではインバータ４の出力電流を変動させ、電力系統３のインピーダンスを検出する方式とするがこの限りでない。
【００６４】
ゲート信号演算器７は、出力電流指令器６により出力されたインバータ４の出力電流指令値と、Ｚ検出パルス発生器２２により出力されたインバータ４の出力電流変動信号により、インバータ４を駆動するためのゲート信号を演算し、ゲートパルス発生器８に出力する。
【００６５】
電流検出器１１はインバータ４の出力電流を検出し、変動異常検出器１３ｄおよびＺ検出器２４に出力する。電圧検出器１２はインバータ４の出力電圧を検出し、Ｚ検出器２４に出力する。
【００６６】
Ｚ検出器２４は、電流検出器１１により検出されたインバータ４の出力電流と、電圧検出器１２により検出されたインバータ４の出力電圧より、電力系統３のインピーダンスを検出する。
【００６７】
電力系統３のインピーダンスを検出するため、インバータ４は周期的に出力電流の実効値をΔＩだけ変動させる。インバータ４の出力電流の変動により、インバータ４の出力電圧もΔＶだけ変化する。インバータ４の出力電圧および出力電流の変化分によって、Ｚ＝ΔＶ／ΔＩという演算より電力系統３のインピーダンスＺを検出することが可能である。
【００６８】
単独運転検出器１４は、Ｚ検出器２４より検出された電力系統３のインピーダンスより、インバータ４の単独運転の検出を行う。そして、単独運転検出器１４は、インバータ４の単独運転を検出した場合は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力する。リレー開放器１５は、リレー開放信号が出力されると、出力リレー５を開放する。
【００６９】
一般的に、電力系統３の容量がインバータ４の容量に比べ大きいため、電力系統３が正常の場合は、インバータ４の出力電流を変動させても、電力系統３の電圧はほとんど変動しないため、電力系統３のインピーダンスは極めて小さい。
【００７０】
電力系統３が遮断された時、インバータ４の出力電流は負荷のみに流れ、インバータ４の出力電圧は負荷に応じて変動し、電力系統３が正常時のインピーダンスに比べて大きくなる。単独運転検出器１４は、このインピーダンスの変化を検出し、インバータ４の単独運転と判断する。
【００７１】
パルス異常検出器２３はＺ検出パルス発生器２２の出力が正常であるかを判定する。Ｚ検出パルス発生器２２の出力が異常の場合は、電力系統３のインピーダンスを検出できない。このため、パルス異常検出器２３は、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００７２】
これにより、Ｚ検出パルス発生器２２に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【００７３】
変動異常検出器１３ｄは、電流検出器１１より検出されたインバータ４の出力電流と、Ｚ検出パルス発生器２２の出力を比較し、インバータ４の出力電流の変動とＺ検出パルス発生器２２の出力が一致するかを判定する。
【００７４】
電力系統３が正常の場合においても、インバータ４の出力電流はＺ検出パルス発生器２２の出力に同期して変化するため、インバータ４の出力電流の変動とＺ検出パルス発生器２２の出力が一致するかの判定が可能である。これらが一致していない場合は電力系統３のインピーダンスを検出する機能が異常であるので、変動異常検出器１３ｄは、リレー開放器１５にリレー開放信号を出力し、出力リレー５を開放させる。
【００７５】
これにより、ゲート信号演算器７、ゲートパルス発生器８または電流検出器１１に異常が発生し、インバータ４の出力が変動しない場合やインバータ４の出力の変動を検出できない場合においても、インバータ４の単独運転を防止することが可能となり、系統連系インバータの安全性を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように本発明に係るパワーコンディショナは、パワーコンディショナの単独運転検出機能の異常を検出することが可能となり、系統連系インバータの単独運転を防止する方法に適している。
【符号の説明】
【００７７】
１  太陽電池
２ａ〜２ｄ  パワーコンディショナ
３  電力系統
４  インバータ
５  出力リレー
６  出力電流指令器
７  ゲート信号演算器
８  ゲートパルス発生器
９  有効電力変動発生器
１０、１７、２０  変動発生異常検出器
１１、２５  電流検出器
１２、２６  電圧検出器
１３ａ〜１３ｄ  変動異常検出器
１４  単独運転検出器
１５  リレー開放器
１６  無効電力変動発生器
１８  位相検出器
１９  周波数変動発生器
２１  周波数検出器
２２  Ｚ検出パルス発生器
２３  パルス異常検出器
２４  Ｚ検出器
２７  電力演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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