(57)【要約】  本発明は、エネルギー生成装置（７）および／またはエネルギー蓄積装置（８）へ接続するための少なくとも１つのＤＣ入力（１１、１２）と、切り替え装置（２０）を介し同様に多相の上位エネルギー供給ネットワーク（６）へ接続されるローカルエネルギー分配ネットワーク（２）へ接続するための多相ＡＣ出力（１３）とを含むインバータ（１０）に関する。本インバータは、ローカルエネルギー分配ネットワーク（２）の個々の相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が、制御端子（１４）を介しエネルギー供給ネットワーク（６）の対応する相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）へ選択的に接続されるまたはそれから切断され得るように、切り替え装置（２０）へ接続するための制御端子（１４）を有し、エネルギー供給ネットワーク（６）のすべての相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）ではなく少なくとも１つの相のネットワークエラーの場合には、制御端子（１４）を介し、ローカルエネルギー分配ネットワーク（２）の対応する相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）からエネルギー供給ネットワーク（６）の少なくとも１つの故障相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）を分離し、ローカルエネルギー分配ネットワーク（２）の少なくとも１つの分離された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へネットワーク準拠交流電圧を供給するように意図されていることを特徴とする。本発明はまた、このようなインバータを操作する方法およびインバータを有するエネルギー供給設備に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー生成装置（７）および／またはエネルギー蓄積装置（８）への接続のための少なくとも１つのＤＣ接続端子（１１、１２）を含み、かつ、ローカルエネルギー分配グリッド（２）への接続のための多相ＡＣ接続端子（１３）であって、切り替え装置（２０）を介し同様に多相の上位エネルギー供給グリッド（６）へ接続される、多相ＡＣ接続端子（１３）を含むインバータ（１０）において、
−  前記インバータ（１０）は、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の個々の相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）が前記エネルギー供給グリッド（６）の対応する相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）へ接続可能であるか、または前記制御接続端子（１４）を介し選択的に互いに切断可能であるように、前記切り替え装置（２０）への接続のための制御接続端子（１４）を含み、および
−  前記インバータ（１０）は、前記エネルギー供給グリッド（６）の前記相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）のすべてではなく少なくとも１つの相上のグリッド故障の場合には、前記制御接続端子（１４）を介し、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記対応する相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から前記エネルギー供給グリッド（６）の前記少なくとも１つの故障相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）を切断し、かつ、
−  グリッド準拠ＡＣ電圧を前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へ印加するように構成されることを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のインバータ（１０）において、前記切り替え装置（２０）は前記インバータ（１０）へ組み込まれることを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインバータ（１０）において、前記エネルギー供給グリッド（６）の前記相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）のそれぞれの個々の１つの相上の前記グリッド故障を選択的に識別するように構成されたグリッド監視装置（３０）への接続のための信号接続端子（１５）を含むことを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項４】
請求項１に記載のインバータ（１０）において、前記グリッド監視装置（３０）は前記インバータ（１０）へ組み込まれることを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のインバータ（１０）において、前記インバータは好適には、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へ印加するために、前記エネルギー生成装置（７）および／または前記エネルギー蓄積装置（８）により供給される電力を使用するように構成されることを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のインバータ（１０）において、前記インバータは、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へ印加するために、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から電力を引き出すように構成されることを特徴とするインバータ（１０）。
【請求項７】
少なくとも１つのＤＣ接続端子（１１、１２）を介しエネルギー生成装置（７）および／またはエネルギー蓄積装置（８）へ接続されると共に多相ＡＣ接続端子（１３）を介しローカルエネルギー分配グリッド（２）へ接続されるインバータ（１０）の操作方法であって、前記ローカルエネルギー分配グリッドは切り替え装置（２０）を介し同様に多相の上位エネルギー供給グリッド（６）へ接続される方法において、
−  前記エネルギー供給グリッド（６）の相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）のすべてではなく少なくとも１つの相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）上にグリッド故障が存在するかどうかを監視する工程と、
−  前記切り替え装置（２０）を作動させ、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の対応する相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から前記エネルギー供給グリッド（６）の前記少なくとも１つの故障相（Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’）を切断する工程と、
−  前記インバータ（１０）により、グリッド準拠ＡＣ電圧を前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へ印加する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記切り替え装置（２０）を作動させるための信号が前記インバータ（１０）により出力されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法において、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）への印加に必要な電力が前記エネルギー生成装置（７）および／または前記エネルギー蓄積装置（８）から引き出され、前記インバータ（１０）により直流から交流に変換されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記エネルギー生成装置（７）の余剰電力が前記インバータ（１０）により前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）内へ給送されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法において、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）への印加のための失われた電力が、前記インバータ（１０）により前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の少なくとも１つの切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から引き出され、前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）内へ給送されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記ローカルエネルギー分配グリッド（２）の前記少なくとも１つの切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から前記少なくとも１つの切断された相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）内への電力の送出は前記インバータ（１０）のＤＣリンクを介し発生することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、前記エネルギー蓄積装置（８）からの電力の前記引き出しは、前記切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）の負荷が負荷閾値未満、特には、ヒューズのトリガ閾値未満のままとなる方法で制御されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の方法において、前記切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）から引き出される前記電力の割合が、前記エネルギー蓄積装置（８）の充電の状態、または前記エネルギー生成装置（７）の電力容量、または切断されていない相（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）へそれぞれ割り当てられた前記インバータ（１０）の電力部の耐負荷性に基づき判断されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
少なくとも１つのインバータ（１０）と、
少なくとも１つのエネルギー生成装置（７）および／またはエネルギー蓄積装置（８）と、
前記エネルギー供給設備を同様に多相の上位エネルギー供給グリッド（６）へ接続する切り替え装置（２０）と、
グリッド監視装置（３０）とを含む多相エネルギー供給設備において、
請求項７乃至１４の何れか１項に記載の方法を実施するために、制御装置が設けられ、前記グリッド監視装置（３０）からの信号に基づき前記切り替え装置（２０）および／または前記インバータを作動させるように構成されることを特徴とする多相エネルギー供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー生成装置および／またはエネルギー蓄積装置への接続のための少なくとも１つのＤＣ（直流）入力を含み、かつ、ローカルエネルギー分配グリッドへの接続のための多相ＡＣ（交流）出力を含むインバータ、特にソーラまたはバッテリ式インバータであって、多相ＡＣ（交流）出力が同様に多相の上位エネルギー供給グリッドへ接続されるインバータ、特にソーラまたはバッテリ式インバータに関する。本発明はさらに、このようなインバータを操作する方法とインバータを含むエネルギー供給設置とに関する。
【０００２】
このタイプのインバータは例えば建物一体型太陽光発電システム（ｂｕｉｌｄｉｎｇ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｓｙｓｔｅｍ）と共に使用される。直流形式の太陽光発電システムの太陽電池（ＰＶ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ）発電機により生成されたエネルギーはインバータによりグリッド準拠（ｇｒｉｄ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）交流に変換され、多相（通常は３相）ローカルエネルギー分配グリッド（この文脈では建物設備とも呼ばれる）内に給送される。この場合、インバータはまた、ローカルエネルギー分配グリッド内に共に入れられる複数の変換装置を意味するものと理解される。
【０００３】
したがって、太陽電池発電機により生成されたエネルギーは、ローカル電力消費機器へ供給するために、建物設備を介し使用され得る。余剰エネルギーはグリッド中継点においてローカルエネルギー分配グリッドから上位エネルギー供給グリッド内へ給送される。逆に、ローカルエネルギー分配グリッド内の電力消費機器の電力需要がローカルエネルギー生成装置により供給される電力を越えれば、エネルギーは上位エネルギー供給グリッドからローカルエネルギー分配グリッド内へ流れ込む。
【０００４】
ローカルエネルギー生成装置の代案としてまたは追加として、ローカルエネルギー蓄積装置（例えば、バッテリ）を設け得る。ここでは、エネルギー生成装置の場合と同様に、エネルギーは、インバータを介しローカルエネルギー供給グリッド内に出力され得る。このようなエネルギー蓄積装置を含む構成は、上位エネルギー供給グリッドの故障の場合でもローカルエネルギー分配グリッド内のエネルギー供給を少なくとも一時的に保証するために使用される。このような構成はまた、エネルギー価格またはエネルギー可用性などのパラメータに基づいて上位エネルギー供給グリッドからのエネルギーの引き出しを制御することができるように使用され得る。
【０００５】
最も単純なかつ従来の場合、同一電力がインバータによりローカルエネルギー分配グリッドの個々の相内に導入される。しかし、ローカルエネルギー分配グリッドまたは場合により追加的に存在する（場合により単相）発電設備の様々な相へ接続される電力消費機器は通常、様々な相を一様には取り込めないため、これは、しかし、グリッド中継点において上位エネルギー供給グリッドの様々な相の非対称な負荷状態をもたらす。文献欧州特許出願公開第２３４８５９７Ａ１号明細書は、グリッド中継点におけるこのような負荷不平衡を防止するために、インバータが、ローカルエネルギー供給装置により生成される電力をローカルエネルギー分配グリッドの様々な相中に一様に給送しないように、しかし、給送または引き出し状態がグリッド中継点において可能な限り対称的となるように、グリッド中継点における個々の相上の電力または電流流量を判断し、前記インバータを操作することを開示している。
【０００６】
さらに、上位エネルギー供給グリッドの故障の場合にはローカルに生成および／または蓄積されたエネルギーがローカルエネルギー分配グリッド内の電力消費機器の動作を保証するために必要に応じローカルエネルギー分配グリッドの個々の相内へ給送されるようにインバータを設計および操作することが知られている。
【０００７】
上記方法では、様々な相のすべてではないがいくつかだけ（例えば、上位エネルギー供給グリッドの３相のうちの１または２相）が故障していれば、可能な限り持続するローカルエネルギー分配グリッドに接続された電力消費機器への供給を保証することは可能ではない。
【０００８】
本発明の目的は、多相エネルギー供給グリッドの相のうちのいくつかが故障している、すなわち所謂部分的アイランド状態（ｐａｒｔｉａｌ  ｉｓｌａｎｄ  ｓｉｔｕａｔｉｏｎ）が存在している場合にもローカルエネルギー分配グリッド内のローカル電力消費機器に対する供給を提供することができるインバータ、またはインバータの操作方法、またはインバータを含むエネルギー供給設備を提供することにある。
【０００９】
この目的は、独立請求項のそれぞれの特徴を有するインバータ、インバータの操作方法、およびエネルギー供給設備により達成される。有利な構成および展開形態は従属請求項の主題である。
【００１０】
冒頭に述べたタイプの本発明によるインバータは、ローカルエネルギー分配グリッドの個々の相がエネルギー供給グリッドの対応する相へ接続可能であるか、または制御接続端子を介し選択的に互いに切断可能であるように、切り替え装置への接続のための制御接続端子を含むことを特徴とする。このインバータは、エネルギー供給グリッドの相のすべてではなく少なくとも１つの相上のグリッド故障の場合には、制御接続端子を介し、ローカルエネルギー分配グリッドの対応する相からエネルギー供給グリッドの少なくとも１つの故障相を切断し、グリッド準拠ＡＣ電圧をローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断された相へ印加するように構成される。
【００１１】
部分的アイランド状態が発生すれば、すなわち、故障が上位エネルギー供給グリッドの相のすべてではなく１つまたは複数の相上に発生すれば、ローカルエネルギー分配グリッドは、この相またはこれらの相に関して、エネルギー供給グリッドから切断され、その結果、特に位相角に関してもグリッド準拠および適正となり得、ローカルエネルギー分配グリッド内のこの相へ接続される電力消費機器が中断無しに可能な限り動作を継続できるように交流がインバータにより前記ローカルエネルギー分配グリッドへ印加され得る。
【００１２】
インバータの好適な構成では、この場合、エネルギー供給グリッドの相のそれぞれの個々の１つの相上のグリッド故障を選択的に識別するように構成された切り替え装置および／またはグリッド監視装置がインバータに組み込まれる。このようにして、コンパクトなシステム設計が実現される。インバータのさらに好適な構成では、外部グリッド監視装置への接続のための信号接続端子が提供される。これは、既に存在し得るグリッド監視装置を使用できるため有利である。
【００１３】
インバータの別の好適な構成では、前記インバータは好適には、ローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断された相へ印加するために、エネルギー生成装置および／もしくはエネルギー蓄積装置により供給される電力ならびに／またはローカルエネルギー分配グリッドの切断されていない相から引き出された電力を使用するように構成される。いかなる場合でも、切断された相上の電力消費機器の動作を継続するために、必要位相角を有するＡＣ電圧を供給するインバータの能力が利用される。この場合、ローカルに生成または蓄積されたエネルギーを使用し得る、または、例えば利用可能なこのようなエネルギーが不十分であれば、エネルギー供給グリッドの他の故障していない相から引き出されるエネルギーも使用し得る。本出願の範囲内では、電力消費機器の「継続動作」は、グリッド期間の時間帯より著しく長い、例えば数秒、好適には数分以上の領域内である一定期間の間、前記電力消費機器へエネルギーを供給することができることを意味すると理解される。
【００１４】
一般的に、交流への変換中に発生するパルス電流消費にもかかわらずＤＣ源により供給されるＤＣ電圧を平滑化し、結果的に、引き出され得る最大ピーク電流パルスを増加させるために、キャパシタ（バッファ）の構成を有するＤＣリンクがインバータブリッジの上流側に接続される。したがって、ＤＣリンク／キャパシタ構成はグリッド期間内のバッファ蓄積エネルギーに使用され、このようなＤＣリンク／キャパシタ構成の容量は、本出願の意味における電力消費機器の一時的継続動作に不十分である。本出願の範囲内では、したがってＤＣリンク／キャパシタ構成は電力消費機器の継続動作に好適なエネルギー蓄積装置ではない。
【００１５】
インバータを操作するための本発明による方法は、エネルギー供給グリッドの相のすべてではなく少なくとも１つの相のグリッド故障があるかどうかを確認するために監視を行う工程を有する。グリッド故障があれば、切り替え装置が作動され、ローカルエネルギー分配グリッドの対応する相からエネルギー供給グリッドの少なくとも１つの故障相は切断される。次に、インバータにより、グリッド準拠ＡＣ電圧がローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断された相へ印加される。これは、インバータに関連して既に説明された利点をもたらす。
【００１６】
本方法の有利な構成では、ローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断された相への印加に必要な電力はエネルギー生成装置および／またはエネルギー蓄積装置から引き出され、インバータにより直流から交流に変換される。好適には、この場合、エネルギー生成装置の余剰電力が、ローカルエネルギー分配グリッドの切断されていない相内にインバータにより給送され得る。
【００１７】
本方法の有利な構成では、ローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断された相への印加のための失われた電力は、インバータによりローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断されていない相から引き出され、少なくとも１つの切断された相内へ給送される。好適には、ローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断されていない相から少なくとも１つの切断された相内への電力の送出がインバータのＤＣリンクを介し発生する。したがって、この場合、切断されていない相からの電流の第１の整流と、次に切断された相のための交流への変換とがある。したがって、出力において所望位相角を設定するインバータの能力が、切断された相へグリッド準拠ＡＣ電圧（位相角に関しても）を印加するために利用される。
【００１８】
本方法の別の有利な構成では、エネルギー蓄積装置からの電力の引き出しは、切断されていない相の負荷が負荷閾値未満、特には、ヒューズのトリガ閾値未満のままとなる方法で制御される。本発明による方法は、切断された相の電力消費機器へ供給するために、必要電力が様々な上記ソースから引き出され混合され得るという利点を提供する。このとき、エネルギー蓄積装置からの電力の引き出しは、切断されていない相の過負荷を防止するために、必要に応じ使用され得ると有利である。別の有利な構成では、様々なソース間の電力の分布を制御するために他の判定基準が代案としてまたは追加として考慮され得る。したがって、切断されていない相から引き出される電力の割合は、エネルギー蓄積装置の充電の状態、またはエネルギー生成装置の電力容量、または切断されていない相へそれぞれ割り当てられたインバータの電力部の耐負荷性に基づき判断され得る。
【００１９】
本発明によるエネルギー供給設備は多相であり、少なくとも１つのインバータと、少なくとも１つのエネルギー生成装置および／またはエネルギー蓄積装置と、エネルギー供給設備を同様に多相の上位エネルギー供給グリッドへ接続し得る切り替え装置と、グリッド監視装置とを含む。エネルギー供給設備は、上記方法の１つを実施するためにグリッド監視装置からの信号に基づき切り替え装置および／またはインバータを作動させるように構成された制御装置が設けられることを特徴とする。この場合もまた、既に上に述べた利点が実現される。この場合、上記制御装置が場合により組み込まれる多相インバータが使用され得る。しかし、制御装置がエネルギー供給設備の別個の部品であることも可能であり、別個の部品はそれに応じて、本発明による方法を実施するために多相インバータまたはそうでなければ複数の単相インバータを作動させる。
【００２０】
本発明について、２つの図を用いて、例示的実施形態を参照して以下にさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、エネルギー供給グリッドへ接続されたエネルギー分配グリッドを介し電力消費機器へ供給するためのインバータを含む構成の概略図を示す。
【図２】図２は、インバータの操作方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、建物内の電気消費機器へ供給するためのエネルギー供給設備をブロック回路図の形式で示す。同図は、電流を電力消費機器３、４へ供給するローカルエネルギー分配グリッド２を有する建物１を示す。この場合、ローカルエネルギー分配グリッド２は、一例として、相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３と中性線Ｎとを含む３相エネルギー供給グリッドとして示される。任意選択的なＰＥ導体は明瞭化のために示されない。単相の電力消費機器３とこの場合一例として３相の電力消費機器４が建物１内に分散されるエネルギー分配グリッド２へ接続される。
【００２３】
ローカルエネルギー分配グリッド２はグリッド中継点５において上位エネルギー供給グリッド６へ接続される。前記エネルギー供給グリッドは同様に、３相、中性線、場合によりＰＥ導体を提供する。これらを見分けるために、上位エネルギー供給グリッド６の相と中性線には参照符号Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’およびＮ’が与えられている。図１におけるブロック回路図は、建物１内および上の、本出願の範囲内で重要な電気設備の要素だけを示す。別の切り換えおよび／または安全要素がまた、ローカルエネルギー分配グリッド２内に、およびグリッド中継点またはその上流の上位エネルギー供給グリッド６内に配置され得ることは言うまでもない。
【００２４】
さらに、太陽電池（ＰＶ）発電機がローカルエネルギー生成装置７として設けられ、バッテリが建物１上または内のエネルギー蓄積装置８として設けられる。説明を簡単にするために、以下では記号表示ＰＶ発電機７とバッテリ８が使用される。ＰＶ発電機７とバッテリ８はインバータ１０へ接続され、インバータ１０はこの目的のためにＤＣ接続端子１１、１２を提供する。バッテリ８と共にＰＶ発電機７を使用することは任意選択的であり、本発明による方法はまた、これらの２つの部品（すなわちエネルギー生成ユニットまたはエネルギー蓄積装置）の１つだけが設けられる場合にも実施され得るということが述べられる。インバータ１０は、多相インバータであり、この場合エネルギー分配グリッド２とエネルギー供給グリッド６と同じように３相である。インバータ１０は、ＡＣ接続端子１３を介しエネルギー分配グリッド２の３相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３へ接続される。
【００２５】
さらに、インバータ１０はＡＣ切り替え装置２０用の制御接続端子１４（内部制御装置へ接続される）を有する。このＡＣ切り替え装置２０は、互いに別々に独立して作動可能な３つの切り替え経路であって、何れの場合も上位エネルギー供給グリッド６の対応する相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’をローカルエネルギー分配グリッド２の相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３へ接続する３つの切り替え経路を有する。ＡＣ切り替え装置２０は例えば３つの別個のＡＣ接触器により実現され得る。別の切り換え装置、安全装置、または制御装置をインバータ１０とＰＶ発電機７および／またはバッテリ８との間の接続の領域内に設け得ることも本明細書で言うまでもない。これらの別の装置は、インバータに組み込まれ得る、またはインバータ外に配置され例えば外部スイッチボックスと一体化される装置として実現され得る。
【００２６】
さらに、上位エネルギー供給グリッド６の相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’のうちのどの相上にグリッド準拠ＡＣ電圧が供給されるかを照査するグリッド監視装置３０が設けられる。本出願の範囲内では、「グリッド準拠」は、例えば電圧の振幅およびｒｍｓ値などの関連グリッドパラメータが電力消費機器３、４の適切な動作に必要なある値範囲内にあることを意味するものと理解すべきである。追加的に、規格ＥＮ５０１６０についても言及される。非グリッド準拠状態はまた、以下ではグリッド故障と呼ばれる。このようなグリッド故障はまた、グリッド支援に関し場合によりインバータ１０によって行われた対策、例えば影響を受けた相内への無効電流の給送がグリッドパラメータを必要範囲内に安定させるのに不十分である場合に特に存在する。一定期間の間（例えば、数秒の範囲内）に最初に実施されるべきグリッド支援の一対策のための処置が行われ得る。この対策が成功しなければまたは故障状態が上記時間より長く続けば、本出願の意味におけるグリッド故障が存在すると考えられる。
【００２７】
相のすべてがグリッド準拠の方法で提供されるエネルギー供給グリッド６の状態は正常動作状態と呼ばれる。相のすべてではなく１つまたは複数の相がグリッド故障を有していれば、部分的アイランド状態が存在する。グリッド監視装置３０により検知される個々の相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の状態は、信号接続端子１５を介し信号線（例えば、データ線、通信リンク）を介しインバータ１０へ送信される。このようなグリッド監視装置がインバータ１０と一体化されることも可能である。
【００２８】
一体化制御装置を有するインバータ１０の代わりに別の構成を有するエネルギー供給設備では、多相インバータまたは複数の単相インバータが別個の制御装置へ接続され、グリッド監視装置３０からの信号またはデータまたは情報に基づき切り替え装置２０と同じ方法でそのインバータを作動させる処置もまた行われ得る。
【００２９】
以下では、エネルギー供給グリッド６が、すべての３相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’へ電力を供給するか、またはそうでなければそれから電力を引き出すかの何れかである正常動作状態にあると当初想定する。ＰＶ発電機７により供給される電力は、インバータ１０を介しローカルエネルギー分配グリッド２内へ給送される。電力消費機器３、４の消費と比較しＰＶ発電機７によりローカルに生成される電力が余剰である場合、余剰電力はエネルギー供給グリッド６内へ出力される。逆の場合、ＰＶ発電機７のローカル生成電力が電力消費機器３、４への供給に不十分ならば、エネルギー供給グリッド６から電力が追加的に引き出される。何れの場合も、インバータ１０は、対称的引き出しまたは給送の状態がグリッド中継点５において相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’上に存在するように、ローカルエネルギー分配グリッド２内の相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の非対称負荷を補償するように有利に構成され得る。場合により、バッテリ８内へのまたはそれからの電流もまたこのような補償を実現するために使用され得る。エネルギー供給グリッド６からの電力消費の一時的増加またはエネルギー供給グリッド６内への給送の増加もまた電力コストおよび／またはエネルギー供給グリッド６のオペレータの要件に依存して発生し得る。
【００３０】
上位エネルギー供給グリッド６がその相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’のすべてにわたって利用可能でない故障動作状態では、ＰＶ発電機７および／またはバッテリ８からインバータ１０を介した電力消費機器３、４への供給は、利用可能電力の点で可能な限り、発生し得る。
【００３１】
上位エネルギー供給グリッド６のすべての相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’のグリッド故障が存在しないがいくつかの相だけのグリッド故障が存在する建物１の部分的アイランド状態では、電力消費機器３、４への供給は以下に示される応用に基づく方法で発生する。インバータ１０による制御により、エネルギー供給グリッド６の少なくとも１つの故障相はＡＣ切り替え装置２０によりエネルギー分配グリッド２から切断される。これについては、図１に一例としてエネルギー供給グリッド６の相Ｌ３’が示される。グリッド故障による影響を受けない相、この場合は相Ｌ２’およびＬ３’はエネルギー分配グリッド２の対応する相へ接続されたままである。
【００３２】
その結果、この相へ接続された単相電力消費機器３が、３相の電力消費機器４と同じ方法で中断無しに可能な限り動作を継続できるように、グリッド準拠交流がインバータ１０により、ローカルエネルギー分配グリッド２の切り離された相（この場合相Ｌ３）またはそうでなければ切り離された相群へ印加される。
【００３３】
１つまたは複数の故障相（この場合相Ｌ３）へ供給するのに必要な電力は好適にはＰＶ発電機７を起源とする。さらに、ＰＶ発電機７によりローカルに生成される電力に余剰があれれば、この電力は、インバータ１０により、無影響な切断されていない相（この場合相Ｌ１およびＬ２）へ給送され得る。逆の場合、ＰＶ発電機７によりローカルに生成される電力が１つまたは複数の切断された相へ供給するのに不十分であれば、エネルギー（このようなエネルギーが利用可能であれば）がバッテリ８から追加的に引き出されるための処置が行われ得る。または、バッテリ８が設けられていない場合またはバッテリ８の放電が望ましくない場合の何れかの場合、失われたエネルギーが、エネルギー供給グリッド６からの故障により影響を受けない相から引き出されるための処置が行われ得る。このようにして、何れの場合も、接続された電力消費機器３、４が部分的アイランド状態（上位エネルギー供給グリッドの相Ｌ１’、Ｌ２’、Ｌ３’のすべてではなく１つまたは複数の相に故障がある）においてもローカルエネルギー分配グリッド２内で動作を継続できる状態が実現される。
【００３４】
図２に、多相ローカルエネルギー分配グリッドへ接続された電力消費機器へ供給するインバータを操作する応用による方法を示す。図２に示された方法は例えば、図１に示すエネルギー供給設備により、特には図１に示されたインバータ１０により実施され得る。したがって、一例として、以下では図１を参照する。
【００３５】
第１の工程Ｓ１では、多相の上位エネルギー供給グリッド６は、設けられた相のすべて（この場合、相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’）がグリッド準拠ＡＣ電圧を供給するかどうかを確認するために照査される。これは、例えばグリッド中継点５の領域内に配置されたグリッド監視装置３０により発生し得る。または、インバータ１０内で相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の監視を実施することが可能である。
【００３６】
次の工程Ｓ２では、工程Ｓ１からの結果が照査される。上位エネルギー供給グリッド６がすべての相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’上にグリッド準拠ＡＣ電圧を供給する通常状態が存在すれば、本方法は連続的に照査を行うために開始点へ分岐して戻る。相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’のすべてではなく少なくとも１つの相が故障状態を示していることが工程Ｓ２において確定されれば本方法は工程Ｓ３へ分岐する。
【００３７】
インバータ１０は通常、上位のエネルギー供給システム６の３相のうちの１つから、閉ループ制御方法のための設定点変数として使用される基準信号を形成し、インバータ１０は、ＡＣ出力端子１３において位相角としたがって位相角により生成される交流の周波数を基準信号により判断する。工程Ｓ３では、この位相同期が、故障していない相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の１つに基づき行われることが保証される。これは、例えば故障していない相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の１つが基準電圧生成用の入力信号として供給元へ接続されるために起き得る。
【００３８】
次の工程Ｓ４では、インバータ１０は制御接続端子１４を介し切り替え装置２０へ信号を伝達し、これにより上位エネルギー供給グリッド６の１つまたは複数の故障相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’はローカルエネルギー分配グリッド２の対応する相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３から切断される。
【００３９】
次に、インバータ１０は、工程Ｓ５において、ローカルエネルギー供給グリッド２の切断された相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３上にグリッド準拠交流を供給する。図１に関連して既に述べたように、これらの相へ接続される電力消費機器３、４への供給に必要な電力は、好適にはローカルエネルギー供給装置から（すなわち、この場合はＰＶ発電機７から）引き出される。場合により、余剰エネルギーが、エネルギー供給グリッド６の故障していない相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’上に給送される。この場合、これらの相上に給送される電力を補償する公知の方法が、これらの相上の電力消費機器３、４による消費とは無関係に使用され得る。ローカルエネルギー供給装置の電力がローカルエネルギー供給グリッド２の切断された相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３上の電力消費機器のすべてへ供給するのに不十分であれば、エネルギーがエネルギー供給グリッド６の故障しておらず、かつ切断されていない相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’からそれに応じて引き出される。この場合、次に、ローカルエネルギー分配グリッドの少なくとも１つの切断されていない相（すなわち、図１の例で使用される相Ｌ２、Ｌ３）から少なくとも１つの切断された相（同例では相Ｌ１）内への電力の交換がインバータ１０のＤＣリンクを介し発生する。
【００４０】
この場合、さらに、電力はバッテリ８から引き出され得、例えば、少なくとも１つの切断されていない相がそうでなければ過負荷となるのを防止するために、エネルギー供給グリッド６とローカルエネルギー分配グリッド２との間に配置された安全要素がトリガされる。切断されていない相の電圧が負荷の結果として望ましくない方法で減少するのを防止することも可能である。さらに、バッテリ８からの電力引き出しにより、切断されていない相に割り当てられたインバータ１０の回線部の極端に高い負荷を低減することができる。
【００４１】
工程Ｓ５における給送処理中、エネルギー供給グリッド６の相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の状態、特には既に故障として識別された相の状態が再び工程Ｓ６において判断される。工程Ｓ６の結果が評価される工程Ｓ７において、既に故障であると識別された相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’が依然として故障であることが確定されれば、本方法は工程Ｓ６に分岐して戻る。
【００４２】
一方、既に故障として識別された上位エネルギー供給グリッド６の相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’が正常にかつ再びグリッド準拠の方法で供給されていることが確定されれば、本方法は工程Ｓ８へ続く。切り替え装置２０は、これらの相を有するインバータ１０の同期が照査され保証されれば、今や無故障な方法で供給される相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’をエネルギー供給グリッド２の対応する相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に再び接続するように制御接続端子１４を介しインバータ１０により指示される。次に、インバータ１０は、上位エネルギー供給グリッド６の相Ｌ１’、Ｌ２’およびＬ３’の対称的な負荷がグリッド中継点５に存在するような方法でローカルエネルギー供給装置７により生成される電力が再び相のすべてに一様に分散されるために、または電力が３相Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に分散されることにより、通常動作の制御モードに切り替えられ得る。次に、本方法は、それに応じて工程Ｓ１から再び実施され得る。
【００４３】
工程Ｓ６およびＳ７における部分的アイランド状態では、故障相の数が増加または減少されるケースが発生し得る。本方法の別の構成では、これは切断のために考慮され得、最早故障相ではない相の再接続だけでなく追加的故障相上の供給も同様に考慮され得る。唯一の必須条件は、少なくとも１つの相が、依然としてエネルギー供給グリッドにより正常に供給され、ローカルエネルギー分配グリッド内で供給される相のすべての位相プロファイルおよびしたがって周波数の同期に使用され、エネルギー供給グリッドが場合によりローカルエネルギー供給装置の余剰電力を引き出すまたは場合により電力消費機器の失われた電力を提供することにある。
【符号の説明】
【００４４】
１  建物
２  ローカルエネルギー分配グリッド
３  単相電力消費機器
４  ３相電力消費機器
５  グリッド中継点
６  上位エネルギー供給グリッド
７  エネルギー生成装置（ＰＶ発電機）
８  エネルギー蓄積装置（バッテリ）
１０  インバータ
１１、１２  ＤＣ接続端子
１３  ＡＣ接続端子
１４  制御接続端子（ＡＣ切り替え装置用）
１５  信号接続端子（グリッド監視装置用）
２０  ＡＣ切り替え装置
３０  グリッド監視装置
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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