(57)【要約】  【課題】  電力変換装置の基板交換が発生した場合においても、メンテナンス性を損ねることなく且つ検出精度を高精度に維持することが可能な電力変換装置を提供すること。  【解決手段】  太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行う電力変換装置であって、前記電力変換装置は入出力の電圧及び電流を検出するための検出部と、直流電力を交流電力に変換するための直流交流変換部と、前記直流交流変換部の制御を行うための制御部とを有するとともに、前記検出部と直流交流変換部と制御部には無線周波数識別回路部を設けたことを特徴とする。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行う電力変換装置であって、前記電力変換装置は入出力の電圧及び電流を検出するための検出部と、直流電力を交流電力に変換するための直流交流変換部と、前記直流交流変換部の制御を行うための制御部とを有するとともに、前記検出部と直流交流変換部と制御部のそれぞれに情報の識別回路部を設けたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御部は情報の識別回路部から得られるデータを基に、検出する電圧及び電流の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記情報の識別回路部は無線周波数識別回路からなることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池等の直流電源から得られる直流電力を交流電力に変換し、前記太陽電池を商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行う電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換装置について、図面を基に説明する。
【０００３】
図４は従来の太陽光発電システムにおける系統連系用電力変換装置の概略構成図、図５は従来の電力変換装置の基板構成図である。
【０００４】
図４に示すように、近年、太陽電池１０１により光電変換された直流電力を電力変換装置１０２により交流電力に変換するとともに、変換された交流電力を接続された商用電力系統１０４に逆潮流して売電、あるいは同様に接続されている家庭用負荷１０５へ電力供給を行う太陽光発電装置１００が実用化されている。また、電力変換装置１０２においては、入力される直流の電圧や電流を検出するための入力検出部１１１、同様に出力される交流の電圧や電流を検出するための出力検出部１１２、ＣＰＵ等によって交流変換の制御を行う制御部１１３、制御や運転に必要な情報を記憶するメモリ部１１４、交流変換を行う主回路部１１５から構成される。電力変換装置の交流変換動作においては、入力検出部１１１にて検出された電流・電圧を基に、制御部１１３が直流電源の入力状態に応じた出力電力を決定し、主回路部１１５にてＰＷＭ制御による交流変換を行う。また、変換された交流出力の電流・電圧は出力検出部１１２にて検出され、制御部１１３においてフィードバック制御が行われる。尚、入力検出部１１１や出力検出部１１２においては電流・電圧の検出を行うわけであるが、電流についてはホール素子を利用した電流センサ、電圧については絶縁アンプやトランスを使用した検出方法が一般的に用いられている。
【０００５】
また、図５に示すように、電力変換装置１０２は、直流入力サイドのノイズを抑制する入力フィルタ基板１２１、同様に交流出力サイドのノイズを抑制する出力フィルタ基板１２２、ＣＰＵ等により連系運転の制御を行う制御基板１２３、交流変換の主回路部品を有する主回路基板１２４等の複数の基板がリアクトル１２５等の構成部品とともに筺体１２６に取付けられる構成となっている。尚、前記の検出部や制御部等については、例えば入力検出部１１１は入力フィルタ基板１２１上に、出力検出部１１２は主回路基板１２４上に、制御部１１３及びメモリ部１１４は制御基板１２３上のように別の基板に配置されている。
【０００６】
ここで電力変換装置１０２においては、商用電力系統の異常や電力変換装置自身の異常の場合には速やかに運転を停止し、解列を行うことが必要であり、そのためにも電圧や電流の検出値については精度が要求され、通常は数％以下程度が必要となる。
【０００７】
ところが、電流や電圧の検出には前述の通り、電流センサやトランス等の精度公差が大きい部品が使用されており、高精度を実現させるためには大型で高コストの特殊部品を使用しなければならず、結果として装置自身の大型化、高コスト化、生産性の悪化につながるという課題が発生する。
【０００８】
そこで、上記課題の解決策として、電力変換装置の製造の際に各基板毎において基準電流、基準電圧を印加し、その時のセンサ出力値を読み取り、その値を補正値としてメモリ部に記憶させておく方式が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、出力検出部にＡＣ１００．０Ｖを印加し、トランス等を通じて制御部に伝達される換算値が１０２．８Ｖであるならば、差分の２．８Ｖを補正値としてメモリ部に格納し、他の電圧値の検出時に補正係数として利用するものであり、これにより検出精度の向上を図れるものである。
【特許文献１】特開２００４−１４２４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の電力変換装置においては、メモリ部は制御基板上に一つしかなく、例えば入力フィルタ基板上の不具合により基板の交換が必要であった場合等、基板の組み合わせが変わってしまった場合においては、メモリ部に格納されている補正値が異なってしまうためにそのまま使用することが出来ず、検出精度が得られないという課題がある。
【００１０】
また、検出精度を維持しようとすれば、交換された基板の補正値を得るために製造設備を用いて再度基準電圧や基準電流を印加するか、もしくは予め補正値が格納された組み合わせの基板セット（図５に示す例においては入力フィルタ基板１２１、主回路基板１２４、制御基板１２３）の全てを交換する必要があり、メンテナンス性が悪化するという問題がある。
【００１１】
また、その他の方法として、各基板に不揮発性のメモリ素子を搭載し、制御部のＣＰＵと通信を行うことで自動的に補正を行い、検出精度を維持することも考えられるが、そのための通信制御手段を必要とするために制御の複雑化および装置の大型化につながるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の電力変換装置は、太陽電池の発電した直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統及び負荷系統に電気的に接続して連系運転を行う電力変換装置であって、前記電力変換装置は入出力の電圧及び電流を検出するための検出部と、直流電力を交流電力に変換するための直流交流変換部と、前記直流交流変換部の制御を行うための制御部とを有するとともに、前記検出部と直流交流変換部と制御部には無線周波数識別回路部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の電力変換装置は、前記制御部は前記無線周波数識別回路部から得られるデータを基に、検出する電圧及び電流の補正を行うことを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の他の電力変換装置は、前記情報の識別回路部は無線周波数識別回路からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電力変換装置によれば、電力変換装置の不具合等により基板の交換が必要であった場合においても、センサの検出精度を落とすことなく且つ容易なメンテナンス性を可能とする効果を有するものである。
【００１６】
具体的には電力変換装置において基板上の不具合により入力基板の交換が必要であった場合には、交換用の基板上の情報の識別回路部よりリーダライタにて基板情報を読み取り、制御基板上の情報の識別回路部にライタにて基板情報を書き込む。これにより基板交換がある場合においても、不具合のある基板のみの最小の範囲に留めることでメンテナンス性を悪化させること無く、且つ検出精度を高精度に維持することが可能となる。
【００１７】
また、基板情報の製造履歴からは製品の使用期間を推定することができ、基板や部品の寿命・交換の把握が容易に行え、機器の保守性を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の請求項１に係る電力変換装置の実施形態について、模式的に図示した図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る太陽光発電システムにおける電力変換装置の実施形態を模式的に説明するための概略システム構成図である。図１に示すように、太陽電池１１とこの太陽電池１１の発電した直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統１４及び家庭用負荷１５に電気的に接続して連系運転を行う電力変換装置１２においては、前記太陽電池１１から入力される入力電圧および入力電流を検出する電圧検出部１６と電流検出部１７、商用電力系統１４へ出力される出力電圧および出力電流を検出する電圧検出部１８と電流検出部１９とを有する。また、太陽電池１１の出力は電力変換装置１２に入力されており、電力変換装置１２においては、直流電力を交流電力に変換する主回路部２０および主回路部を制御する制御部２１を有し、制御部２１においては、前記電圧検出部１６および電流検出部１７から得られる直流電源の入力状態を基に、電力系統への出力を決定するとともに電圧検出部１８と電流検出部１９から得られる出力情報をフィードバックし、出力制御を行うことで、商用電力系統１４に逆潮流あるいは家庭用負荷１５へ電力供給を行なっている。
【００２０】
ここで、太陽電池１１は太陽電池モジュールもしくは太陽電池モジュールが複数集まった太陽電池アレイであり、太陽電池１１で発電された直流電力は電力変換装置１２に入力される。また、太陽電池１１としては、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン等の薄膜太陽電池などが好適に使用され、複数枚の太陽電池セルを集めた太陽電池モジュールをさらに直並列に並べて太陽電池アレイとしたものが一般的である。
【００２１】
また、電力変換装置１２は、本例においては図２の通り、直流電源側のノイズフィルタや前記電圧検出部１６、電流検出部１７等を有する入力基板Ａ、電力系統側のノイズフィルタや前記電圧検出部１８、電流検出部１９等を有する出力基板Ｂ、マイコン等にて主回路の制御を行う制御部２１等を有する制御基板Ｃ、スイッチング半導体素子等にて直交変換を行う主回路部２０等を有する主回路基板Ｄの４枚の基板から構成されており、また各基板においては例えば各々無線周波数識別回路部（無線周波数識別：Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、以下ＲＦＩＤと省略する）を基板上に有しており、ＲＦＩＤ回路部には各基板の製造履歴や検出部の補正値、例えば前記電圧検出部１６や電流検出部１７の検出補正値の情報等を保持している（図２上のＩＣａ〜ＩＣｄ）。
【００２２】
ＲＦＩＤ回路部は前記基板情報等を記憶可能なメモリ部と、通信を行う通信回路部、アンテナ部から構成されるものであり、外部のリーダライタとの間で非接触の無線通信を行うことが可能なものである。また、ＲＦＩＤ回路部は外部のリーダライタからの起電電波によりアンテナ部にて起電するために電池や電源回路を必要とせず、小型且つ部品点数の削減が可能となる。
【００２３】
ここで、電力変換装置１２において基板上の不具合により入力基板Ａの交換が必要であった場合には、交換用の基板（入力基板Ａ’）上のＲＦＩＤ回路部よりリーダライタにて基板情報を読み取り、制御基板Ｃ上のＲＦＩＤ回路部にライタにて基板情報を書き込む。基板情報には入力電圧検出部および入力電流検出部の検出補正値データが含まれており、制御基板Ｃにおいては入力基板Ａの補正値（例えば入力電圧補正値１．８Ｖ、入力電流補正値０．３Ａ）から入力基板Ａ’の補正値（例えば入力電圧補正値−０．４Ｖ、入力電流補正値０．８Ａ）へ補正値を書き換え、連系運転時の制御を行う。
【００２４】
これにより基板交換がある場合においても、不具合のある基板のみの最小の範囲に留めることでメンテナンス性を悪化させること無く、且つ検出精度を高精度に維持することが可能となるものである。
【００２５】
また、基板情報の製造履歴からは製品の使用期間を推定することができ、基板や部品の寿命・交換の把握が容易に行え、機器の保守性を向上させるものである。
【００２６】
また、本発明における電力変換装置においては、図３に示すように基板上のＲＦＩＤ回路部の受信用アンテナ部を基板上のパターンにて構成される場合もある。これによりＲＦＩＤ回路部を基板上に容易に構成することが可能であるとともに小型化を図ることが可能となるものである。
【００２７】
なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る電力変換装置の実施形態を模式的に説明するための概略装置構成図である。
【図２】本発明に係る電力変換装置の実施形態を模式的に説明するための概略基板構成図である。
【図３】本発明に係る電力変換装置の実施形態を模式的に説明するための基板概略図である。
【図４】従来の太陽光発電システムにおける電力変換装置の概略構成図である。
【図５】従来の電力変換装置における概略基板構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０：太陽光発電システム
１１：太陽電池
１２：電力変換装置
１４：商用電力系統
１５：家庭用負荷
１６、１８：電圧検出部
１７、１９：電流検出部
２０：主回路部
２１：制御部
１００：太陽光発電装置
１０１：太陽電池
１０２：電力変換装置
１０４：商用電力系統
１０５：家庭用負荷
１１１：入力検出部
１１２：出力検出部
１１３：制御部
１１４：メモリ部
１１５：主回路部
１２１、１２２，１２３，１２４：基板
１２５：リアクトル
１２６：筐体
【図１】
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【図２】
2006280098.tif 000004
【図３】
2006280098.tif 000005
【図４】
2006280098.tif 000006
【図５】
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