(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力が生じる直流電源又は直流電力にて駆動される直流負荷と、３相交流電力が流れる電力系統との間に設けられ、相互間で直流−交流変換又は交流−直流変換を行うスイッチング回路を備えた電力変換装置であって、
前記直流電源又は前記直流負荷と前記スイッチング回路との接続を図る接続スイッチと、前記スイッチング回路と前記電力系統との接続を図る連系スイッチと、前記接続スイッチと前記スイッチング回路との間において前記直流電力を平滑化する直流側コンデンサと、前記スイッチング回路と前記連系スイッチとの間において所定周波数帯域の前記交流電力を通過させるためのフィルタ回路を構成するフィルタコンデンサとを備えるとともに、
起動時に前記連系スイッチを介さずに入力される前記電力系統からの交流電力を整流して直流電力を生成し、生成した直流電力を充電抵抗を介して前記直流側コンデンサに供給して充電を行う初期充電回路を備え、
前記起動時において先ず前記接続スイッチ及び前記連系スイッチをオフ状態として前記初期充電回路の整流動作による直流電力の生成と前記スイッチング回路の動作とを行って前記直流側コンデンサの充電、及び前記スイッチング回路を介しての前記フィルタコンデンサの充電を行い、次いで前記各コンデンサが所定充電電圧まで上昇すると前記スイッチング回路を一旦停止して前記直流側コンデンサを前記電力系統の整流電圧まで更に充電し、次いで前記連系スイッチのオンによる前記スイッチング回路と前記電力系統との接続と、前記接続スイッチのオンによる前記直流電源又は前記直流負荷と前記スイッチング回路との接続と、前記スイッチング回路の動作の再開とを行って、前記直流電源又は前記直流負荷と前記電力系統との前記スイッチング回路を介した接続を図るべく制御する起動時制御手段を備え、
前記起動時制御手段は、前記スイッチング回路を一旦停止させる際、いずれか１相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで停止させ、その後の前記連系スイッチをオンする際、前記停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでオンして前記電力系統との接続を図ることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記起動時制御手段は、前記直流側コンデンサの充電を停止するタイミングを前記連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において、
前記起動時制御手段は、前記接続スイッチをオンするタイミングを前記連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、
直流電力が生じる直流電源と、３相交流電力が流れる電力系統との間に設けられ、相互間で直流−交流変換を行うインバータ回路を備えた系統連系インバータ装置にて構成されたことを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次電池や太陽電池、燃料電池等の直流電源と電力系統との間に備えられる系統連系インバータ装置や、直流電力にて駆動される直流負荷と電力系統との間に備えられるコンバータ装置等からなる電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２次電池や太陽電池、燃料電池等の直流電源と、商用の電力系統との間に備えられる系統連系インバータ装置等においては、その直流電源で得られる直流電力をインバータ回路のスイッチング動作にて電力系統に適合する３相交流電力に変換し、その電力系統に併入させるものである。
【０００３】
ところで、直流電源とインバータ回路との間には直流側コンデンサが接続されて直流電源からインバータ回路に入力される直流電力の平滑化がなされているが、装置の起動過程で直流電源とインバータ回路との接続時、若しくはインバータ回路と電力系統との接続時においてその直流側コンデンサが十分に充電されていないと、例えばインバータ回路と電力系統とが先に接続されるような場合では、電力系統からインバータ回路、詳しくはインバータ回路を構成する半導体スイッチング素子に逆接続されたダイオードを介して直流側コンデンサに過大な突入電流が生じて、スイッチング素子の破損や電力系統にノイズを生じさせたりする虞があった。また、直流電源とインバータ回路とが先に接続されるような場合では、その直流電源から直流側コンデンサに過大な突入電流が生じて、直流電源の破損を招く虞があった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に示されている装置では、燃料電池の起動前にインバータ回路の停止状態で直流側コンデンサの初期充電を行う初期充電回路が備えられている。初期充電回路は、その充電用スイッチのオンに基づき電力系統からの交流電力を引き込んで整流回路及び充電抵抗を介して所定の直流電力に変換して直流側コンデンサに供給し、該コンデンサの初期充電を行うものである。そして、その直流側コンデンサの充電を待って燃料電池を起動させ、燃料電池起動後、燃料電池の電力を用いてインバータ回路を動作させて連系スイッチがオンされることで、燃料電池側からの上記のような過大な突入電流の発生が防止されるものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３２１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１では図示されていないが、インバータ回路の出力側に系統周波数の交流電力を通過させ、系統周波数以外の交流電力をノイズとして吸収するコイル及びコンデンサよりなるフィルタ回路が備えられるものがあるが、そのフィルタコンデンサにおいても十分な充電を行わないと連系スイッチのオン時に突入電流が生じて、電力系統に大きなノイズが生じてしまう。
【０００７】
特許文献１では、連系スイッチのオンよりも前にインバータ回路のスイッチング動作を開始する構成のため、仮にインバータ回路の出力側にフィルタ回路（フィルタコンデンサ）を備えた場合、そのインバータ回路の動作にて予めフィルタコンデンサの充電が可能ではあるが、燃料電池等のように立ち上がりの緩やかな直流電源や、その時々で電圧ゼロとなり得る二次電池や太陽電池等の直流電源に置換したような場合では特に、連系スイッチのオン前に単にインバータ回路を動作させるだけでは、直流電源からの電力供給不足によるフィルタコンデンサの充電不足から連系スイッチ前後の電圧、位相を合わせることができず、連系スイッチのオン時に突入電流が生じる虞があった。
【０００８】
また、上記した初期充電回路による直流側コンデンサの充電時に例えばインバータ回路をスイッチング動作させることで、直流電源が関与せずにフィルタコンデンサの充電が行われるためその確実性は向上するが、直流側コンデンサの充電電圧が初期充電回路の充電抵抗での電圧降下分低くなるため、連系スイッチのオン時に依然として突入電流が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、起動過程で生じる突入電流を十分に抑制することができる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、直流電力が生じる直流電源又は直流電力にて駆動される直流負荷と、３相交流電力が流れる電力系統との間に設けられ、相互間で直流−交流変換又は交流−直流変換を行うスイッチング回路を備えた電力変換装置であって、前記直流電源又は前記直流負荷と前記スイッチング回路との接続を図る接続スイッチと、前記スイッチング回路と前記電力系統との接続を図る連系スイッチと、前記接続スイッチと前記スイッチング回路との間において前記直流電力を平滑化する直流側コンデンサと、前記スイッチング回路と前記連系スイッチとの間において所定周波数帯域の前記交流電力を通過させるためのフィルタ回路を構成するフィルタコンデンサとを備えるとともに、起動時に前記連系スイッチを介さずに入力される前記電力系統からの交流電力を整流して直流電力を生成し、生成した直流電力を充電抵抗を介して前記直流側コンデンサに供給して充電を行う初期充電回路を備え、前記起動時において先ず前記接続スイッチ及び前記連系スイッチをオフ状態として前記初期充電回路の整流動作による直流電力の生成と前記スイッチング回路の動作とを行って前記直流側コンデンサの充電、及び前記スイッチング回路を介しての前記フィルタコンデンサの充電を行い、次いで前記各コンデンサが所定充電電圧まで上昇すると前記スイッチング回路を一旦停止して前記直流側コンデンサを前記電力系統の整流電圧まで更に充電し、次いで前記連系スイッチのオンによる前記スイッチング回路と前記電力系統との接続と、前記接続スイッチのオンによる前記直流電源又は前記直流負荷と前記スイッチング回路との接続と、前記スイッチング回路の動作の再開とを行って、前記直流電源又は前記直流負荷と前記電力系統との前記スイッチング回路を介した接続を図るべく制御する起動時制御手段を備え、前記起動時制御手段は、前記スイッチング回路を一旦停止させる際、いずれか１相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで停止させ、その後の前記連系スイッチをオンする際、前記停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでオンして前記電力系統との接続を図ることをその要旨とする。
【００１１】
この発明では、起動時において先ず、直流電源又は直流負荷との間の接続スイッチ及び電力系統との間の連系スイッチをオフ状態としておいて、初期充電回路での直流電力の生成とスイッチング回路の動作とが行われて直流側コンデンサの充電、及びスイッチング回路を介してのフィルタコンデンサの充電が行われる。次いで、各コンデンサが所定充電電圧まで上昇するとスイッチング回路が一旦停止されて直流側コンデンサが電力系統の整流電圧まで更に充電される。次いで、スイッチング回路の停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでの連系スイッチのオンによるスイッチング回路と電力系統との接続と、接続スイッチのオンによる直流電源又は直流負荷とスイッチング回路との接続と、スイッチング回路の動作の再開とが行われ、直流電源又は直流負荷と電力系統とのスイッチング回路を介した接続が良好に行われる。つまり、連系スイッチのオン時には、直流側コンデンサは電力系統の整流電圧まで予め充電されていることから、電力系統側からインバータ回路を介して直流側コンデンサに向かう突入電流はほぼ生じない。また、フィルタコンデンサにおいてもスイッチング回路を一度動作させることで充電を行い、直流側コンデンサの充電電圧の上昇によるスイッチング回路の一旦停止後、その停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで連系スイッチがオンされることから、オン時の各相毎のフィルタコンデンサの充電電圧と電力系統の各相の交流電圧との電位差が極めて小さく、フィルタコンデンサに向かう突入電流も極めて小さく抑制される。これらにより、インバータ回路のスイッチング素子等への負担を軽減でき、また系統電流の変化（ノイズ）を十分に抑制できる。
【００１３】
この発明では、スイッチング回路を一旦停止させる際、いずれか１相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで停止し、その後の連系スイッチをオンする際、その停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでオンして電力系統との接続が図られる。つまり、連系スイッチのオン時の各相毎のフィルタコンデンサの充電電圧と電力系統の各相の交流電圧との電位差がゼロクロス時で最小になるため、フィルタコンデンサに向かう突入電流も最小に抑制できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力変換装置において、前記起動時制御手段は、前記コンデンサの充電を停止するタイミングを前記連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定したことをその要旨とする。
【００１５】
この発明では、コンデンサの充電を停止するタイミングが連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定される。これにより、仮にコンデンサの充電を停止するタイミングが先となって直流側コンデンサが若干放電することで生じる突入電流が確実に防止される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電力変換装置において、前記起動時制御手段は、前記接続スイッチをオンするタイミングを前記連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定したことをその要旨とする。
【００１７】
この発明では、接続スイッチをオンするタイミングが連系スイッチをオンするタイミングよりも後に設定される。これにより、仮に接続スイッチをオンするタイミングが先となって直流側コンデンサが若干放電することで生じる突入電流が確実に防止される。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、直流電力が生じる直流電源と、３相交流電力が流れる電力系統との間に設けられ、相互間で直流−交流変換を行うインバータ回路を備えた系統連系インバータ装置にて構成されたことをその要旨とする。
【００１９】
この発明では、直流電源と電力系統との間に設けられる系統連系インバータ装置において、起動時の電力系統との接続時に生じる突入電流が十分に抑制される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、起動過程で生じる突入電流を十分に抑制することができる電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態における電力変換装置を示す回路図である。
【図２】電力変換装置の動作に伴う各箇所の電圧電流波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態の電力変換装置としての系統連系インバータ装置１０を示す。本実施形態の系統連系インバータ装置１０は、２次電池１１と電力系統１２との間に設けられ、２次電池１１の直流電力を商用３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の交流電力に変換する装置として構成されている。電力系統１２には３相交流電力にて駆動される交流負荷１３が接続されている。
【００２３】
系統連系インバータ装置１０は、直流−交流電力変換を行うべく、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子Ｔｒのフルブリッジよりなるインバータ回路２０を備えている。インバータ回路２０の入力側は、接続スイッチ２１を介して２次電池１１と接続されている。接続スイッチ２１は制御回路３０にてオンオフが制御され、インバータ回路２０と２次電池１１との接続タイミングの好適化が図られている。接続スイッチ２１とインバータ回路２０との間には、２次電池１１からの直流電力を平滑化する直流側コンデンサＣ１が備えられている。インバータ回路２０は、制御回路３０のＰＷＭ制御によるスイッチング素子Ｔｒのオンオフ動作に基づいて、入力された直流電力を電力系統１２に適合した所定の３相交流電力に変換している。
【００２４】
インバータ回路２０の出力側は、フィルタ回路２２及び連系スイッチ２３を介して電力系統１２と接続されている。フィルタ回路２２及び連系スイッチ２３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に設けられている。フィルタ回路２２は、２つのコイルＬ１，Ｌ２間にコンデンサ（フィルタコンデンサ）Ｃ２が接続されてなる低域通過フィルタ回路（ＬＰＦ回路）にて構成されており、インバータ回路２０から出力される交流電力の内、商用の電力系統１２に適合する系統周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の交流電力を通過させ、該電力系統１２に適合しない周波数帯域の電力をノイズとして吸収する。連系スイッチ２３は制御回路３０にてオンオフが制御され、インバータ回路２０と電力系統１２との接続タイミングの好適化が図られている。
【００２５】
また、系統連系インバータ装置１０には、初期充電回路２４が備えられている。初期充電回路２４は、充電スイッチ２５、整流回路２６、及び充電抵抗（限流抵抗）Ｒ１を備えている。整流回路２６の入力側は連系スイッチ２３と電力系統１２との間に接続され、整流回路２６の出力側は充電抵抗Ｒ１を介して接続スイッチ２１とインバータ回路２０との間に接続されている。充電スイッチ２５は制御回路３０にてオンオフが制御され、該回路３０での充電動作が制御されている。充電スイッチ２５のオン期間中では、全波整流回路よりなる整流回路２６が電力系統１２の交流電力を直流電力に変換し、該直流電力をインバータ回路２０側に供給する。
【００２６】
また、系統連系インバータ装置１０には、接続スイッチ２１とインバータ回路２０との間に直流電圧センサ２７が備えられ、検出した直流電圧に応じた検出信号が制御回路３０に入力されている。また、連系スイッチ２３と電力系統１２との間に交流電圧センサ２８が備えられ、検出した交流電圧に応じた各相毎の検出信号が制御回路３０に入力されている。更に、系統連系インバータ装置１０を起動するための起動スイッチ２９が備えられ、該スイッチ２９からの起動信号が制御回路３０に入力されている。
【００２７】
制御回路３０は、起動スイッチ２９からの起動信号の入力に基づいて、系統連系インバータ装置１０の系統連系にかかる動作を開始する。以下には、図２にて示す各スイッチ２１，２３，２５及びインバータ回路２０の動作状態と、各箇所の電圧値及び電流値の変化とを参照しつつ説明する。尚、本実施形態では、電力系統１２の交流電圧を４４０［Ｖａｃ］としている。
【００２８】
先ず、起動スイッチ２９のオン前の状態では、接続スイッチ２１、連系スイッチ２３及び充電スイッチ２５はともにオフ、直流側コンデンサＣ１及びフィルタコンデンサＣ２は放電状態（充電電圧ゼロ）となっている。
【００２９】
＜時間ｔ１＞：起動スイッチ２９がオンされると、制御回路３０はインバータ回路２０のスイッチング動作を開始する。インバータ回路２０は、入力される直流電力をスイッチング動作にて交流電力に変換するが、接続スイッチ２１及び充電スイッチ２５のオフ状態ではインバータ回路２０への直流電力の入力はなく、インバータ回路２０からの交流電力の出力はない。
【００３０】
＜時間ｔ２＞：次いで、制御回路３０は初期充電回路２４の充電スイッチ２５をオンさせる。すると、電力系統１２からの交流電力が該スイッチ２５を介して整流回路２６に入力される。整流回路２６は入力された交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力は充電抵抗Ｒ１を介してインバータ回路２０に供給される。尚、接続スイッチ２１がオフされていることから、整流回路２６からの直流電力は２次電池１１側に入力されない。
【００３１】
そして、整流回路２６からの直流電力は電圧値が次第に高くなっていき、これに伴ってインバータ回路２０から出力される交流電力の電圧値も次第に高くなっていく。また、これらの電圧値の上昇に伴って、直流側コンデンサＣ１が充電されてその充電電圧が次第に上昇、またフィルタコンデンサＣ２についても充電されてその充電電圧が次第に上昇する。
【００３２】
やがて、電力系統１２の交流電圧４４０［Ｖａｃ］に対して、直流側コンデンサＣ１は充電電圧（インバータ回路２０の入力電圧）が５７０［Ｖｄｃ］まで充電される。尚、整流回路２６の出力電圧（電力系統１２の全波整流電圧）は６２０［Ｖｄｃ］であるが、このときの直流側コンデンサＣ１の充電電圧は充電抵抗Ｒ１の電圧降下分低い電圧値の５７０［Ｖｄｃ］までとなる。これに伴い、フィルタコンデンサＣ２は充電電圧（インバータ回路２０の出力電圧）が４００［Ｖａｃ］まで充電される。
【００３３】
＜時間ｔ３＞：次いで、直流電圧センサ２７の検出に基づいて直流側コンデンサＣ１の充電電圧がその５７０［Ｖｄｃ］になったことが整流回路２６にて検出されると、該制御回路３０はインバータ回路２０のスイッチング動作を一旦停止する。すると、整流回路２６からの直流電力がインバータ回路２０に入力されなくなることから、直流側コンデンサＣ１が更に充電されて充電電圧が上昇していき、整流回路２６の出力電圧の６２０［Ｖｄｃ］、即ち電力系統１２の整流電圧まで充電される。
【００３４】
また、インバータ回路２０の停止タイミングについて、制御回路３０は、交流電圧センサ２８の検出に基づいてインバータ回路２０から出力される交流電力の内で例えばＵ相の交流電圧がゼロクロスとなるタイミングでインバータ回路２０のスイッチング動作を停止する。そのため、各相のフィルタコンデンサＣ２は、インバータ回路２０の停止時の充電状態で保持される。
【００３５】
＜時間ｔ４＞：次いで、直流電圧センサ２７の検出に基づいて直流側コンデンサＣ１の充電電圧がその６２０［Ｖｄｃ］になったことが制御回路３０にて検出されると、該制御回路３０は連系スイッチ２３をオンさせる。この場合、制御回路３０は、先のインバータ回路２０の停止時と同様に、Ｕ相の交流電圧がゼロクロスとなるタイミングでその連系スイッチ２３をオンさせる。つまり、各相のフィルタコンデンサＣ２はインバータ回路２０の停止時の充電状態で保持されていることから、各相のフィルタコンデンサＣ２と電力系統１２側とが電位差が最小となるタイミングで接続される。
【００３６】
これにより、Ｕ相以外のフィルタコンデンサＣ２の充電電圧４００［Ｖａｃ］と電力系統１２の交流電圧４４０［Ｖａｃ］とに生じる若干の電位差から該コンデンサＣ２への若干の突入電流が生じるものの、その電位差が最小に設定されていることから、突入電流は極めて小さいものである。また、直流側コンデンサＣ１の充電電圧は電力系統１２の整流電圧の６２０［Ｖｄｃ］まで予め充電されて電位差が生じないようにしていることから、電力系統１２側からインバータ回路２０を介して（スイッチング素子Ｔｒに逆接続されたダイオードを介して）直流側コンデンサＣ１側に流入する突入電流はほぼ生じない。
【００３７】
従って、連系スイッチ２３のオン時においては、フィルタコンデンサＣ２に流入する分の僅かな突入電流程度に抑制され、インバータ回路２０を介する直流側コンデンサＣ１側への突入電流は抑制される。その結果、インバータ回路２０のスイッチング素子Ｔｒ等にかかる負担が軽減され、また系統電流の変化（ノイズ）もフィルタコンデンサＣ２に流入する分の僅かな変化に抑制されるようになっている。
【００３８】
＜時間ｔ５＞：次いで、制御回路３０は充電スイッチ２５をオフさせる。すると、初期充電回路２４からの直流電力のインバータ回路２０側への供給が停止されるが、先の連系スイッチ２３のオンに基づいて電力系統１２側からのインバータ回路２０を介して生じる直流電圧にて直流側コンデンサＣ１の充電電圧は維持される。
【００３９】
尚、この場合、充電スイッチ２５のオフは連系スイッチ２３のオンと同時でも問題ないが、連系スイッチ２３をオンする時間ｔ４から所定時間遅延した時間ｔ５にて充電スイッチ２５をオフすることで、確実に充電スイッチ２５のオフが連系スイッチ２３のオンよりも後になるようにしている。つまり、仮に充電スイッチ２５が先にオフしてしまうと、直流側コンデンサＣ１が若干放電して連系スイッチ２３のオン時に電力系統１２側と若干電位差が生じ、インバータ回路２０を介する若干の突入電流が生じるためで、確実に充電スイッチ２５が後にオフするようにしてこの突入電流の発生を防止している。
【００４０】
＜時間ｔ６＞：次いで、制御回路３０は接続スイッチ２１をオンさせる。すると、２次電池１１からの直流電力がインバータ回路２０に供給される。
尚、この場合、接続スイッチ２１のオンは連系スイッチ２３のオンと同時でも問題ないが、連系スイッチ２３をオンする時間ｔ４から所定時間遅延した時間ｔ６にて接続スイッチ２１をオンすることで、確実に接続スイッチ２１のオンが連系スイッチ２３のオンよりも後になるようにしている。つまり、仮に接続スイッチ２１が先にオンしてしまうと、上記と同様に、直流側コンデンサＣ１が若干放電して連系スイッチ２３のオン時に電力系統１２側と若干電位差が生じ、インバータ回路２０を介する若干の突入電流が生じるためで、確実に接続スイッチ２１が後にオンするようにしてこの突入電流の発生を防止している。
【００４１】
＜時間ｔ７＞：そして、制御回路３０はインバータ回路２０のスイッチング動作を再開する。この場合、先の連系スイッチ２３のオンに基づいてインバータ回路２０の出力端子には電力系統１２からの交流電圧が印加されているため、制御回路３０は、例えばＵ相の交流電圧がゼロクロスとなるタイミングでそのスイッチング動作を再開する。これにより、インバータ回路２０から出力される交流電力が電力系統１２に併入される。
【００４２】
このようにして、制御回路３０の制御に基づく系統連系インバータ装置１０の起動が行われ、時間ｔ７以降は、各電圧センサ２７，２８にてそれぞれ検出される直流電圧及び交流電圧の各電圧値及び位相に基づくその時々の最適なタイミングでインバータ回路２０がスイッチング動作されて、２次電池１１の直流電力からスイッチングにて生成される３相交流電力が電力系統１２に併入されるようになっている。
【００４３】
次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、起動時において先ず、２次電池１１との間の接続スイッチ２１及び電力系統１２との間の連系スイッチ２３をオフ状態としておいて、初期充電回路２４での直流電力の生成とインバータ回路２０の動作とが行われて直流側コンデンサＣ１の充電、及びインバータ回路２０を介してのフィルタコンデンサＣ２の充電が行われる。次いで、各コンデンサＣ１，Ｃ２が所定充電電圧まで上昇するとインバータ回路２０が一旦停止されて直流側コンデンサＣ１が電力系統１２の整流電圧まで更に充電される。次いで、インバータ回路２０の停止時と同タイミングでの連系スイッチ２３のオンによるインバータ回路２０と電力系統１２との接続と、接続スイッチ２１のオンによる２次電池１１とインバータ回路２０との接続と、インバータ回路２０の動作の再開とが行われ、２次電池１１と電力系統１２とのインバータ回路２０を介した接続が良好に行われている。つまり、連系スイッチ２３のオン時には、直流側コンデンサＣ１は電力系統１２の整流電圧まで予め充電されていることから、電力系統１２側からインバータ回路２０を介して直流側コンデンサＣ１に向かう突入電流はほぼ生じない。また、フィルタコンデンサＣ２においてもインバータ回路２０を一度動作させることで充電を行い、直流側コンデンサＣ１の充電電圧の上昇によるインバータ回路２０の一旦停止後、その停止時と同じタイミングで連系スイッチ２３がオンされることから、オン時の各相毎のフィルタコンデンサＣ１の充電電圧と電力系統１２の各相の交流電圧との電位差が極めて小さく、フィルタコンデンサＣ１に向かう突入電流も極めて小さく抑制される。これらにより、本実施形態の系統連系インバータ装置１０では、インバータ回路２０のスイッチング素子Ｔｒ等への負担を軽減することができ、また系統電流の変化（ノイズ）を十分に抑制することができる。
【００４４】
（２）本実施形態では、インバータ回路２０を一旦停止させる際、Ｕ相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで停止し、その後の連系スイッチ２３をオンする際、その停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでオンして電力系統１２との接続が図られている。つまり、連系スイッチ２３のオン時の各相毎のフィルタコンデンサＣ１の充電電圧と電力系統１２の各相の交流電圧との電位差がゼロクロス時で最小になるため、フィルタコンデンサＣ１に向かう突入電流も最小に抑制することができる。
【００４５】
（３）本実施形態では、直流側コンデンサＣ１の充電を停止する充電スイッチ２５のオフのタイミングが連系スイッチ２３をオンするタイミングよりも後に設定されている。これにより、仮に直流側コンデンサＣ１の充電を停止するタイミングが先となって該コンデンサＣ１が若干放電することで生じる突入電流を確実に防止することができる。
【００４６】
（４）本実施形態では、接続スイッチ２１をオンするタイミングが連系スイッチ２３をオンするタイミングよりも後に設定されている。これにより、仮に接続スイッチ２１をオンするタイミングが先となって直流側コンデンサＣ１が２次電池１１側に若干放電することで生じる突入電流を確実に防止することができる。
【００４７】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、２次電池１１を直流電源とした系統連系インバータ装置１０に適用したが、図１で破線にて示すように太陽電池１５や燃料電池等、その他の直流電源に置き換えた系統連系インバータ装置に適用してもよい。
【００４８】
また、直流電源（２次電池１１等）と電力系統１２とを接続する系統連系インバータ装置のみならず、その直流電源を直流電力にて駆動される直流負荷１６に置き換え、インバータ回路２０を本来の直流−交流変換から交流−直流変換するコンバータ回路のように動作させ、電力系統１２の交流電力から直流電力を生成して直流負荷１６に供給するコンバータ装置に適用してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、インバータ回路２０を一旦停止させる際、Ｕ相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングで停止し、その後の連系スイッチ２３をオンする際、その停止時と同相の交流電圧のゼロクロスとなるタイミングでオンして電力系統１２との接続を図るようにしたが、Ｕ相以外のＶ相、Ｗ相の交流電圧のゼロクロス点を使用してもよい。
【００５０】
また、ゼロクロス点のみならず、任意の位相でインバータ回路２０を一旦停止させ、その後の連系スイッチ２３のオン時にその停止時と同じ位相で連系スイッチ２３をオンさせて電力系統１２と接続するようにしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、フィルタ回路２２や初期充電回路２４等、系統連系インバータ装置１０を構成する各回路の構成を適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１０…系統連系インバータ装置、１２…電力系統、１６…直流負荷、２０…インバータ回路（スイッチング回路）、２１…接続スイッチ、２２…フィルタ回路、２３…連系スイッチ、２４…初期充電回路、３０…制御回路（起動時制御手段）、Ｃ１…直流側コンデンサ、Ｃ２…フィルタコンデンサ、Ｒ１…充電抵抗。
【図１】
0005528858.tif 000002
【図２】
0005528858.tif 000003