(57)【要約】【課題】系統連系インバータの連系スイッチをＯＮになるためには、系統連系インバータのコンデンサー電圧が上昇した後に、系統の正常状態を完全に確認するための長い一定時間が必要であった。この長い一定時間の間に系統連系状態にならないと、風速が急上昇すると、発電装置からの充電によりコンデンサー電圧が急上昇して、系統連系インバータが破壊するという問題があった。【解決手段】整流出力する風力発電装置に接続される系統連系インバータにおいて、系統連系インバータの交流出力に並列に第１のスイッチを接続し、第１のスイッチに第２のスイッチ、第１の絶縁トランスおよび第１の整流器をそれぞれ直列に接続し、第１のスイッチに並列に第２の絶縁トランスおよび第２の整流器を直列に接続し、第１および第２の整流器の出力を系統連系インバータの直流入力とすることを特徴とする系統連系インバータの風力発電装置接続方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流出力する風力発電装置に接続される系統連系インバータにおいて、該系統連系インバータの交流出力に並列に第１のスイッチを接続し、該第１のスイッチに直列に第２のスイッチを接続し、該第２のスイッチに直列に第１の絶縁トランスを接続し、該第１の絶縁トランスに直列に第１の整流器を接続し、前記第１のスイッチに並列に第２の絶縁トランスを接続し、該第２の絶縁トランスに直列に第２の整流器を接続し、前記第１の整流器と該第２の整流器の出力を前記系統連系インバータの直流入力にすることを特徴とする系統連系インバータの風力発電装置接続方法。
【請求項２】
請求項１記載の前記第１の絶縁トランスの反系統側電圧を前記第２の絶縁トランスの反系統側電圧よりも高く設定することを特徴とする系統連系インバータの風力発電装置接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統に連系される系統連系インバータと整流出力される風力発電装置との接続方法に係り、特に、バッテリーを用いることなく、変動する風速に対しても容易に系統連系できる系統連系インバータの風力発電装置接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
系統連系インバータには系統保護機能や単独運転確認機能を備える必要があるために、系統の正常状態を完全に確認した後に連系スイッチを入れて系統出力を開始していた。
【０００３】
図３は従来の系統連系インバータの風力発電装置接続方法を説明するための図である。
図３において、１１は風車、１２は風力発電装置、１３は永久磁石型発電機、１４は発電装置整流器、１５は風車ブレーキ、１は系統連系インバータ、２はコンデンサー、３は連系スイッチ、４は系統である。
風力発電装置１２は、永久磁石型発電機１３、発電装置整流器１４、風車ブレーキ１５により構成される。
系統連系インバータ１は、コンデンサー２および連系スイッチ３を内蔵する。
風車１１により永久磁石型発電機１３が駆動されて、交流出力が直流出力に変換されてコンデンサー２が充電される。系統連系インバータ１は、コンデンサー２の電圧が上昇して、系統４に出力可能になると、系統の正常状態を完全に確認した後に連系スイッチ３をＯＮにして系統４に出力していた。
【非特許文献１】ニッコー株式会社環境エネルギー接続部（石川県白山市柏木町３８３番地、ＴＥＬ０７６−２７４−６８６８）カタログ「ニッコー風力発電システムＮＷＧ−４Ｋ」のシステム構成図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように構成される系統連系インバータの風力発電装置接続方法においては、連系スイッチ３をＯＮになるためには、コンデンサー２の電圧が上昇した後に、系統の正常状態を完全に確認するための一定時間が必要であった。
この一定時間は、通常60秒以上と長い。従って、この一定時間の間に完全に系統連系して出力を開始しないと、風速が急上昇したときに、風力発電装置からの充電によりコンデンサー２の電圧が急上昇して、系統連系インバータ１が破壊するという問題があった。
またコンデンサー２の代わりに、蓄電池を用いれば電圧の急上昇が抑えられるが、高価であり、保守・交換をしなければならないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、前述の課題を解決するために、本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法では、風車システムを起動した後に、まず絶縁トランスを用いて系統連系インバータ１の直流入力に充電し、系統のエネルギーを循環させて連系スイッチ３を強制的にＯＮにした後に、風車ブレーキ１５をＯＦＦすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法においては、風車システムを起動した後に、あらかじめ連系スイッチ３を強制的にＯＮにしておくために、風車ブレーキ１５をＯＦＦした後に風速が急上昇して、風力発電装置の発電が急上昇してもコンデンサー２の電圧が急上昇することはない。したがって、系統連系インバータ１も破壊することはない。
この系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、容量の小さなトランスおよびスイッチと系統連系インバータを組み合わせて構成できるので、実用上おおいに有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、整流出力する風力発電装置に接続される系統連系インバータにおいて、前記系統連系インバータの交流出力に並列に第１のスイッチを接続し、該第１のスイッチに直列に第２のスイッチを接続し、該第２のスイッチに直列に第１の絶縁トランスを接続し、該第１の絶縁トランスに直列に第１の整流器を接続し、前記第１のスイッチに並列に第２の絶縁トランスを接続し、該第２の絶縁トランスに直列に第２の整流器を接続し、前記第１の整流器と前記第２の整流器の出力を前記系統連系インバータの直流入力にすることを特徴とするものである。
【実施例１】
【０００８】
図1は、本発明の１実施例であり、図３に示す系統連系インバータ１に、スイッチ、トランスおよび整流器を追加するものである。
同図において、５は第１のスイッチ、６は第２のスイッチ、１０は第１の絶縁トランス、８は第１の整流器、９は第２の絶縁トランス、７は第２の整流器である。
【０００９】
図２は、系統連系インバータと風力発電装置接続方法のシーケンスを説明するための図である。
以下、図１について図２を参照しつつ説明する。
【００１０】
第１のスイッチ５は、系統連系インバータ１の交流出力に並列に接続される。第１のスイッチ５に直列に第２のスイッチ６が接続され、さらに直列に接続された第１の絶縁トランス１０を経て第１の整流器８が接続される。第２のスイッチ６に並列に第２の絶縁トランス９が接続され、さらに直列に第２の整流器７が接続される。
第１の整流器８および第２の整流器７の直流側は、各々、系統連系インバータ１の直流入力に接続される。
【００１１】
第１のスイッチ５は、風車システムの起動信号に同期してＯＮ・ＯＦＦされる。第２のスイッチ６は、第１のスイッチ５に同期してＯＮになり、第２のスイッチ６、第１の絶縁トランス１０および第１の整流器８を経て、系統連系インバータ１のコンデンサー２に充電する。
第１の絶縁トランス１０の反系統側電圧は、第２の絶縁トランス９の反系統側電圧と比べて高くなるように各絶縁トランスの巻数比が設計されるので、第２のスイッチ６がＯＮの間は、第２の絶縁トランス９および第２の整流器７を経て充電電流が流れない。
【００１２】
系統連系インバータ１のコンデンサー２の電圧が充電されて、系統４に出力可能な直流電圧になると、系統連系インバータ１は前記した60秒以上の一定時間をかけて、系統の正常状態を完全に確認した後に、図２の時間Ｔ２に連系スイッチ３をＯＮにして系統４に出力する。
このとき、系統連系インバータ１が系統４に出力する電力は、第１の絶縁トランス１０を経て循環している電力である。
【００１３】
図２の時間Ｔ２に連系スイッチ３がＯＮになり、系統４への出力を確認すると、図２の時間Ｔ３に第２のスイッチ６をＯＦＦにする。第２のスイッチ６がＯＦＦになると、第２の絶縁トランス９および第２の整流器７を経て、系統連系インバータ１のコンデンサー２への充電回路が形成される。
図２の時間Ｔ２と時間Ｔ３の間の時間は、系統連系インバータ１が系統４への出力を確実に確認できる時間であればよく、必要以上に長くする必要はない。
第２の絶縁トランス９の反系統側電圧は、系統連系インバータ１が系統４への出力可能な電圧ではないが、系統連系インバータ１の連系スイッチ３はＯＮにできる電圧に設定される。
【００１４】
第２のスイッチ６がＯＦＦになると同時に、図２の時間Ｔ３に示すように風車ブレーキ１５もＯＦＦにして風車１１が加速され、風力発電出力が系統４に出力される。
風車ブレーキ１５がＯＦＦになり風車１１が回り始めても、系統４に出力できるだけの風速が無い場合には、第２の絶縁トランス９より連系スイッチ３をＯＮに維持できる微小な電力が供給される。
風車システムの起動信号がＯＦＦになると、図２の時間Ｔ４に示すように第１のスイッチ５をＯＦＦにし、風車ブレーキ１５をＯＮにする。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上、本発明の実施例では、風車システムを起動した後に、あらかじめ連系スイッチ３を強制的にＯＮにしておくために、風車ブレーキ１５をＯＦＦした後に風速が急上昇してもコンデンサー２の電圧が急上昇することはない。したがって、系統連系インバータ１も破壊することはない。
この系統連系インバータの風力発電装置接続方法は、保守・交換が必要なバッテリーを用いることなく、容量の小さなトランスおよびスイッチと系統連系インバータを組み合わせて構成できるので、実用上おおいに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の、系統連系インバータの風力発電装置接続方法を説明するための図である。
【図２】本発明の、系統連系インバータの風力発電装置接続方法のシーケンス動作を説明するための図である。
【図３】従来の系統連系インバータの風力発電装置接続方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１７】
１          系統連系インバータ
２          コンデンサー
３          連系スイッチ
４          系統
５          第１のスイッチ
６          第２のスイッチ
７          第２の整流器
８          第１の整流器
９          第２の絶縁トランス
１０          第１の絶縁トランス
１１          風車
１２          風力発電装置
１３          永久磁石型発電機
１４          発電装置整流器
１５          風車ブレーキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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