(57)【要約】【課題】節電装置に発電装置を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーを有効利用し、かつ負荷への安定した節電電力を供給することで省エネルギー化を可能とし、かつ節電装置の補償部で創エネ手段の単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源から単独運転の検出のために出力した外乱を低減する。【解決手段】節電装置３と並列接続した創エネ手段９と、創エネ手段９の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段９の単独運転検出のため外乱を発生する系統連系制御手段１１と、フルブリッジコンバータ６、及び１つのアームを共用したフルブリッジインバータ７と、外乱信号が低減するように制御する外乱低減制御手段１２を備える構成としたことで、より安価で節電、単独運転検出、負荷２への外乱低減ができる。【選択図】  図１
2005020926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した３つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び１つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記３つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続した創エネ手段と、前記フルブリッジコンバータを創エネ手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段の単独運転検出のための外乱信号を発生させる系統連系制御手段と、前記外乱信号が低減するように前記フルブリッジインバータを制御する外乱低減制御手段を備えたことを特徴とする単独運転検出方法。
【請求項２】
スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した３つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び１つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記３つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続した創エネ手段と、前記フルブリッジコンバータを創エネ手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段の単独運転検出のための外乱信号を発生させる系統連系制御手段と、前記外乱信号が低減するように前記フルブリッジインバータを制御する外乱低減制御手段を備えたことを特徴とする電源装置。
【請求項３】
外乱の低減量で単独運転を検出する外乱低減量検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項４】
外乱の低減量で単独運転を検出する外乱低減量検出手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項５】
系統連系制御手段により発生させる外乱信号を外乱低減制御手段の制御信号として入力、制御する外乱フィードフォワード制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項６】
系統連系制御手段により発生させる外乱信号を外乱低減制御手段の制御信号として入力、制御する外乱フィードフォワード制御手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項７】
系統連系制御手段は、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項８】
系統連系制御手段は、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項９】
系統連系制御手段は、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項１０】
系統連系制御手段は、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項１１】
系統連系制御手段は、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項１２】
系統連系制御手段は、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項１３】
系統連系制御手段は、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項１４】
系統連系制御手段は、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項１５】
系統連系制御手段は、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項１６】
系統連系制御手段は、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項１７】
フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項１８】
フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項１９】
フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項２０】
フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、風力発電等の自然エネルギーを電力変換し、系統と連系する系統連系インバータの単独運転の検出や、負荷に供給する電圧を最適に制御し節電効果を上げる節電装置等の電源装置に関する。
【０００２】
従来、この種の節電装置は、交流電圧の過剰な電圧を下げ、消費電力を少なくする機能を有する、家庭用あるいは業務用のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その節電装置について図３６を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、節電装置１０１は、交流電源１０２および負荷１０３の間に配された直列変圧器１０４と、出力側が直列変圧器１０４の２次巻線に接続された回生型インバータ１０５を備えることにより、負荷１０３に印加される電圧を制御する。また、この構成により、回生型インバータ１０５の出力を連続的に制御することにより負荷１０３に印加される電圧を連続的に制御し、負荷１０３側へ安定した節電電力を供給することができる。
【０００５】
また、系統と連系する系統連系インバータの単独運転の検出については、能動方式にて外乱信号を系統に出力し、外乱信号の発散により検出する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
以下、その単独運転の検出について図３７を参照しながら説明する。
【０００７】
図に示すように、太陽電池等の直流電力を出力する電源装置１０６と、電源装置１０６から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１０７と、インバータ回路１０７と連系して負荷１０８へ電力を供給する商用電力系統１０９と、インバータ回路１０７と商用電力系統１０９との連系点の電圧を検出する電圧検出手段１１０と、電圧検出手段１１０が検出した連系点の電圧に基づいて、商用電力系統１０９が停止し、単独運転状態になっていると判断する単独運転判断部１１１と、インバータ回路１０７の出力電流を変動させる能動変動作成部１１２と、商用電力系統１０９が停止し、単独運転状態になっていると単独運転判断部１１１において判断した場合には、インバータ回路１０７と商用電力系統１０９とを切り離す系統連系保護装置１１３とを有し、系統連系保護装置１１３はインバータ回路１０７の出力電流を変動するに際し、ランダム変動出力部１１４を備えることで、ある一定範囲の数値からランダム値を選択し、所定時間間隔毎にランダム値の変動量の大きさで能動変動信号を出力することとなる。ランダム値の変動を与えることにより、同一配線上に能動方式を採用する発電設備が連系運転されている場合であっても単独運転を検出することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２７０８８４号公報（要約、第１図）
【特許文献２】
特許第３４０２１５９号公報（第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の節電装置では、インバータを使用することで連続的に負荷の電圧を制御し、負荷へ安定した節電電力を供給することで節電効果を高めることで電力の有効利用をすることはできるが、自然エネルギーを利用することはできない。また、系統連系インバータは、自然エネルギーから取り出された電力を使用可能なエネルギーに変換して系統電源と連系することで利用できるが、負荷の電圧を連続的に制御して負荷への節電電力を制御し、電力の有効利用をすることはできないという課題があり、環境破壊や地球温暖化の防止の観点から電力の有効利用と自然エネルギーを利用した省エネルギー化が強く求められている。
【００１０】
また、従来の太陽光発電システムにおける単独運転検出は、能動方式にて外乱信号を系統に出力しているが、その外乱は負荷に対し直接影響を与えるものであり、単独運転状態となった瞬時において負荷に悪影響を与えるという課題があり、電源供給に対する安定性が求められている。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、節電装置に発電装置を接続し、インバータを効果的に制御することにより、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来どおり負荷への安定した節電電力を供給することで電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ節電装置あるいは電圧安定化装置の補償部で創エネ手段の単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源から単独運転の検出のために出力した外乱を低減することができる電源装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電源装置は上記目的を達成するために、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した３つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び１つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記３つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続した創エネ手段と、フルブリッジコンバータを創エネ手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段の単独運転検出のための外乱信号を発生させる系統連系制御手段と、フルブリッジインバータを前記外乱信号が低減するように制御する外乱低減制御手段を備える構成としたものである。
【００１３】
本発明によれば、創エネ手段を交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に単独運転検出のために出力した外乱信号を、負荷に供給する電源から低減することで、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来どおり負荷への安定した節電電力を供給できるため、電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ節電装置あるいは電圧安定化装置の補償部で創エネ手段の単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源から単独運転の検出のために出力した外乱を低減することを３アームの変換回路にて可能とすることができる。
【００１４】
また、外乱の低減量で単独運転を検出する外乱低減量検出手段を備える構成としたものである。
【００１５】
本発明によれば、外乱の低減量で単独運転を検出することで、単独運転の検出感度を上げることを可能とすることができる。
【００１６】
さらに、系統連系制御手段により発生させる外乱信号を外乱低減制御手段の制御信号として入力、制御する外乱フィードフォワード制御手段を備える構成としたものである。
【００１７】
本発明によれば、外乱信号の発生をフィードフォワード制御にて低減することで、単独運転時の負荷への影響を下げることを可能とすることができる。
【００１８】
また、系統連系制御手段は、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備える構成としたものである。
【００１９】
本発明によれば、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備えることで創エネ手段の単独運転を検出することができ、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備えることで負荷への周波数の外乱を低減することができる。
【００２０】
さらに、系統連系制御手段は、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備える構成としたものである。
【００２１】
本発明によれば、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備えることで創エネ手段の単独運転を検出することができ、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備えることで負荷への電圧振幅の外乱を低減することができる。
【００２２】
また、系統連系制御手段は、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備える構成としたものである。
【００２３】
本発明によれば、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備えることで創エネ手段の単独運転を検出することができ、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備えることで負荷への電流振幅による外乱を低減することができる。
【００２４】
さらに、系統連系制御手段は、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備える構成としたものである。
【００２５】
本発明によれば、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備えることで創エネ手段の単独運転を検出することができ、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備えることで負荷への電圧位相による外乱を低減することができる。
【００２６】
また、系統連系制御手段は、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備える構成としたものである。
【００２７】
本発明によれば、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備えることで創エネ手段の単独運転を検出することができ、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備えることで負荷への電流位相の外乱を低減することができる。
【００２８】
また、フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備える構成としたものである。
【００２９】
本発明によれば、フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力することができる。
【００３０】
さらに、フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備える構成としたものである。
【００３１】
本発明によれば、フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の電源装置は上記目的を達成するために、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した３つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び１つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記３つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続した創エネ手段と、フルブリッジコンバータを創エネ手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段の単独運転検出のための外乱信号を発生させる系統連系制御手段と、フルブリッジインバータを前記外乱信号が低減するように制御する外乱低減制御手段を備える構成とすることで、創エネ手段を交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に単独運転検出のために出力した外乱信号を、負荷に供給する電源から低減することで、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来どおり負荷への安定した節電電力を供給できるため、電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ節電装置あるいは電圧安定化装置の補償部で創エネ手段の単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源から単独運転の検出のために出力した外乱を低減することを３アームの変換回路で可能とすることができるという作用を有する。
【００３３】
また、外乱の低減量で単独運転を検出する外乱低減量検出手段を備える構成とすることで、単独運転の検出感度を上げることを可能とすることができるという作用を有する。
【００３４】
さらに、系統連系制御手段により発生させる外乱信号を外乱低減制御手段の制御信号として入力、制御する外乱フィードフォワード制御手段を備える構成とすることで、単独運転時の負荷への影響を下げることを可能とすることができるという作用を有する。
【００３５】
また、系統連系制御手段は、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への周波数の外乱を低減することができるという作用を有する。
【００３６】
さらに、系統連系制御手段は、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電圧振幅の外乱を低減することができるという作用を有する。
【００３７】
また、系統連系制御手段は、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電流振幅による外乱を低減することができるという作用を有する。
【００３８】
さらに、系統連系制御手段は、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電圧位相による外乱を低減することができるという作用を有する。
【００３９】
また、系統連系制御手段は、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電流位相の外乱を低減することができるという作用を有する。
【００４０】
また、フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力することができるという作用を有する。
【００４１】
さらに、フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力することができるという作用を有する。
【００４２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００４３】
（実施例１）
以下、本発明の第１実施例（実施例１、及び２に対応）について、図１から図５を参照しながら説明する。
【００４４】
図１に本発明の第１実施例の電源装置構成図を示す。図において、交流電源１から負荷２の間には、電源装置を配置している。電源装置は、交流電源から供給される電源の電源電圧をユーザーの求める電圧に調整する節電装置３を備えている。また節電装置３は、スイッチング素子４と逆並列したダイオード５を上下に直列接続した２つのアームによりフルブリッジコンバータ６と、１つのアームをフルブリッジコンバータ６と共用したフルブリッジインバータ７により構成している。また、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７と並列に接続したコンデンサ８と、そのコンデンサ８には太陽光発電手段９をリンクしている。さらに、フルブリッジインバータ７の出力には、直列変圧器１０の二次巻線が接続され、一次巻線側は交流電源１と負荷２に直列接続している。また、フルブリッジコンバータ６は、太陽光発電手段９の系統連系インバータとして動作ができるよう配置構成している。さらに、系統連系制御手段１１は、太陽光発電手段９からの発電電力を交流電源１あるいは負荷２に供給している場合の交流電源１の遮断に対し、単独運転を検出するための外乱信号を発生する。また、発生した外乱を低減し、負荷２に電源を供給する外乱低減制御手段１２を接続構成している。
【００４５】
次に、系統連系制御手段１１の構成について図２を参照しながら説明する。図に示すように、系統連系制御手段１１は、発電電力と直列変圧器１０からフルブリッジインバータ７を通して回生された交流電源１の過剰電力を交流電源１に逆潮流するよう電流指令値計算を行なう逆潮流計算部１１ａと、逆潮流する電流に重畳する外乱を計算する外乱計算部１１ｂと、計算した外乱を逆潮流計算部１１ａにて計算した電流指令値に加算して出力制御する逆潮流出力制御部１１ｃにより構成する。
【００４６】
次に逆潮流計算部１１ａのフローチャートについて、図３を参照しながら説明する。図に示すように、逆潮流計算部１１ａは、コンデンサ８の電圧を入力し、コンデンサ８の目標電圧との差分値からＰＩ制御を行なうことでコンデンサ８の電圧が一定とするように制御する。逆潮流する電流指令値は、前記実際のコンデンサの電圧Ｖｔと目標電圧Ｖｔ＊との偏差をＰＩ制御器に入力することで指令値として計算する。
【００４７】
次に外乱計算部１１ｂのフローチャートについて、図４を参照しながら説明する。図に示すように、外乱計算部１１ｂは、位相θ１に重畳する外乱信号Ｉｉｒを計算する。外乱信号Ｉｉｒのピーク値の初期値はＩｉｒ（０）であり、単独運転である可能性が出た場合には、その時の外乱信号Ｉｉｒ（ｔ）が正の値であれば△Ｉｉｒを加算更新し、Ｉｉｒ（ｔ）が負の値であれば△Ｉｉｒを減算更新するように構成している。単独運転である可能性は、交流電源１の電源電圧の変動を監視し、その電源電圧の位相θ１に外乱信号の重畳による歪みの発生状況によって判定する。
【００４８】
次に、発生した外乱を低減し、負荷２に電源を供給する外乱低減制御手段１２の制御フローチャートについて図５を参照しながら説明する。図に示すように、外乱低減制御手段１２は、負荷２に供給する電源電圧の歪みを検出し、負荷２に供給する電源電圧を目標となる正弦波電圧とするように実際の負荷２に供給する電圧との偏差を計算、すなわち必要となる歪みの補正信号を計算する。計算した補正信号と、節電装置３として目標電圧と検出電圧を比較計算した偏差信号を加算し、トータル補償分を計算する。直列変圧器１０の変圧比を乗算し、フルブリッジインバータ７の補償電圧を計算する。計算した補償電圧が、補償可能な瞬時電圧を超えた場合は、歪み補正信号のリミット制御を行なうことで、フルブリッジインバータ７の出力可能範囲とするなるように制御する。本計算した指令値によりフルブリッジインバータ７を制御することで、フルブリッジコンバータ６により発生させた外乱信号の補償と、節電装置３としての電圧補償を行なうこととなる。
【００４９】
以上のように本実施例によれば、負荷に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、太陽光発電などの発電手段の単独運転を検出するための外乱信号を補償し、負荷に対して外乱を低減することを可能とすることができる。
【００５０】
なお、本実施例においては、フルブリッジインバータの出力可能範囲を超えた場合、歪み補正信号をリミット制御するとしたが、節電装置としての補償電圧をリミット制御するとしてもよい。
【００５１】
また、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００５２】
（実施例２）
以下、本発明の第２実施例（実施例３及び４に対応）について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００５３】
なお、第１実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図６に本発明の第２実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には外乱低減量検出手段１３を備えている。また外乱低減量検出手段１３は、フルブリッジインバータ７により補償した外乱信号の補償分を入力するよう構成している。
【００５５】
次に外乱低減量検出手段１３の単独運転検出のフローチャートについて、図７を参照しながら説明する。図に示すように、外乱低減量検出手段１３は、入力した外乱信号の補償分を単独運転検出限界値と比較する。比較した結果、限界値を超えていた場合、単独運転と判断し、太陽光発電手段９を交流電源１から切り離すように制御する。超えていない場合で、かつ補償量が増加していた場合は、補償量が増加した正あるいは負の方向に応じて、フルブリッジコンバータ６から発生させる外乱信号を増加させるように制御する。この外乱信号増加が継続した場合、すなわち補償量が増加を継続した場合に単独運転検出限界値を超えることなり、単独運転を検出することとなる。
【００５６】
以上のように本実施例によれば、外乱低減量検出手段１３による外乱信号の補償量の増加が継続し、単独運転検出限界値を超えて、太陽光発電手段９が単独運転を開始したと検出することが可能とすることができる。
【００５７】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００５８】
（実施例３）
以下、本発明の第３実施例（実施例５及び６に対応）について、図８及び図９を参照しながら説明する。
【００５９】
なお、第１あるいは第２実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
図８に本発明の第３実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には外乱フィードフォワード制御手段１４を備えている。また図に示すように、外乱フィードフォワード制御手段１４は、フルブリッジコンバータ６により注入した外乱信号の振幅、タイミングを入力するよう構成している。
【００６１】
次に外乱フィードフォワード制御手段１４の制御フローチャートについて、図９を参照しながら説明する。図に示すように、外乱フィードフォワード制御手段１４は、フルブリッジコンバータ６で発生させた外乱、すなわち入力した外乱信号の振幅を入力する。さらに、フルブリッジインバータ７で補償した外乱信号の補償量を入力する。入力した外乱信号と補償量を比較し、その比率がＫ１を超えていた場合、比較カウンタをカウントアップする。カウントアップした結果、比較カウンタがｎを超えた場合、単独運転の可能性があると判断する。単独運転の可能性があると判断した場合、次の位相でのフルブリッジインバータ７に送信する指令値は、フルブリッジコンバータ６で発生させる外乱信号の増加量をフルブリッジインバータ７のフィードフォワード制御項として、補償量に加算制御する。
【００６２】
以上のように本実施例によれば、外乱フィードフォワード制御手段１４による外乱信号の補償は、負荷に対して外乱の影響を与えることを低減する速度を上げることが可能とすることができる。
【００６３】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００６４】
（実施例４）
以下、本発明の第４実施例（実施例７及び８に対応）について、図１０から図１３を参照しながら説明する。
【００６５】
なお、第１から第３実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
図１０に本発明の第４実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には周波数外乱発生手段１５を備え、外乱低減制御手段１２には、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段１６を備えている。
【００６７】
次に、交流電源１が遮断さた瞬間からの周波数の外乱発生及び低減について図１１を参照しながら説明し、周波数外乱発生手段１５のフローチャートについて図１２を参照しながら説明し、周波数外乱低減手段１６のフローチャートについて図１３を参照しながら説明する。図１１に示すように、周波数外乱発生手段１５は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流波形において、周波数を電源周波数ｆ１からｆ２に上げるよう制御する。この時、交流電源１が遮断し、単独運転となった想定された場合、負荷２への供給電源は周波数が上昇するため、補償量がフルブリッジコンバータ６により発生した外乱信号分により急峻に増加することとなる。また急峻な増加は単独運転を開始した瞬間に電圧位相跳躍が発生しない場合、すなわち電圧位相と電流位相が等しい場合であっても、フルブリッジコンバータ６は上昇させた周波数にて動作させる。しかし、フルブリッジインバータ７は基本となる電源周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）の電源電圧となるよう制御するため、フルブリッジインバータ７の補償量は単独運転開始時に電圧、電流位相が等しい状態であっても、時間経過に伴って増加することとなる。その結果、補償量が補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７はゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離すように制御を行なう。また図１２に示すように、周波数外乱発生手段１５は、交流電源１の電圧検出値から電源周波数ｆ１を演算する。演算した電源周波数ｆ１に対し、周波数外乱分の△ｆを加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子４ａから４ｄを適宜スイッチングにより制御する。この時、フルブリッジインバータ７の補償量増加フラグが１であれば、外乱の発生量を増加させる。また補償量増加フラグが０であれば、外乱の発生量を初期値に戻すよう制御する。次に、図１３に示すように、まず周波数外乱低減手段１６は、負荷２に供給する目標電圧と、実際の電圧との偏差を計算する。計算した偏差から直列変圧器１０の変圧比を乗じた目標補償量を計算する。計算した目標補償量が前回値と比較して、増加していれば補償量増加フラグを１に変更し、減少あるいは変化がなければ補償量増加フラグを０にクリアする。また、フルブリッジインバータ７による補償は、スイッチング素子４ｅから４ｈを適宜スイッチングにより制御する。
【００６８】
以上のように本実施例によれば、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段１５と、発生した周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段１６とにより単独運転を検出すると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００６９】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００７０】
（実施例５）
以下、本発明の第５実施例（実施例９及び１０に対応）について、図１４から図１７を参照しながら説明する。
【００７１】
なお、第１から第４実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７２】
図１４に本発明の第５実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には電圧振幅外乱発生手段１７を備え、外乱低減制御手段１２には、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段１８を備えている。
【００７３】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの電圧振幅の外乱発生及び低減について、図１５を参照しながら説明し、電圧振幅外乱発生手段１７のフローチャートについて図１６を参照しながら説明し、電圧振幅外乱低減手段１８のフローチャートについて図１７を参照しながら説明する。図１５に示すように、電圧振幅外乱発生手段１７は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令において、位相θｆ１からθｆ２の期間、及び位相θｆ３からθｆ４の期間は、電流値がゼロとなるように制御し、電圧振幅がゼロとなるよう制御する。この時、単独運転であれば電圧振幅はゼロとなるが、単独運転でなければゼロとならない。また、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段１８は、負荷２へ供給する電源の電圧歪みを補償するため、フルブリッジインバータ７により位相θｆ１からθｆ２の期間、及び位相θｆ３からθｆ４の期間の電圧歪み分を出力する。位相θｆ１からθｆ２の期間、及び位相θｆ３からθｆ４の期間を長くし、単独運転時であれば電圧がゼロとなる期間を延ばすよう外乱を発生させ、その時の補償量の増加が継続した際には、単独運転が発生したと判定する。この時、フルブリッジインバータ７は、電圧振幅外乱低減手段１８により演算した電圧振幅外乱の補償量に基づいて動作する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７はゲートブロックし、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。次に図１６に示すように、電圧振幅外乱発生手段１７は、交流電源１の電圧検出値から電源電圧実効値を演算する。演算した電源電圧実効値Ｖａｃ＿ｒｍｓに対し、電圧外乱分の△Ｖａｃを加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子４ａから４ｄを適宜スイッチングにより制御する。この時、フルブリッジインバータ７の補償量増加フラグが１であれば、外乱の発生量を増加させる。また補償量増加フラグが０であれば、外乱の発生量を初期値に戻すよう制御する。また図１７に示すように、電圧振幅外乱低減手段１８は、負荷２に供給する目標電圧と、実際の電圧との偏差を計算する。計算した偏差から直列変圧器１０の変圧比を乗じた目標補償量を計算する。計算した目標補償量が前回値と比較して、増加していれば補償量増加フラグを１に変更し、減少あるいは変化がなければ補償量増加フラグを０にクリアする。また、フルブリッジインバータ７による補償は、スイッチング素子４ｅ及び４ｆを適宜スイッチングにより制御する。
【００７４】
以上のように本実施例によれば、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段１７と、発生した電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段１８とにより単独運転を検出すると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００７５】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００７６】
（実施例６）
以下、本発明の第６実施例（実施例１１及び１２に対応）について、図１８から図２１を参照しながら説明する。
【００７７】
なお、第１から第５実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
図１８に本発明の第６実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には電流振幅外乱発生手段１９を備え、外乱低減制御手段１２には、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段２０を備えている。
【００７９】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの電流振幅の外乱発生による電圧振幅の外乱及び外乱の低減について、図１９を参照しながら説明し、電流振幅外乱発生手段１９のフローチャートについて図２０を参照しながら説明し、電流振幅外乱低減手段２０のフローチャートについて図２１を参照しながら説明する。図１９に示すように、電流振幅外乱発生手段１９は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令において、位相θｆ１からθｆ２の期間は、高調波電流重畳するように制御する。また、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段２０は、単独運転発生時に負荷２に供給する電源の電圧歪みの悪影響分を補償するため、フルブリッジインバータ７により位相θｆ１からθｆ２の期間の高調波分を補償するように出力する。フルブリッジインバータ７による補償量が増加した場合、この外乱の発生量はさらに増加させ、その時の補償量増加が継続し電流外乱補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７は、ゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。次に図２０に示すように、電流振幅外乱発生手段１９は、交流電源１の電圧検出値から電源電圧実効値を演算する。演算した電源電圧実効値Ｖａｃ＿ｒｍｓに対し、電流振幅外乱分の△Ｖａｃ＿ｉｐｅａｋを加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子４ａから４ｄを適宜スイッチングにより制御する。この時、フルブリッジインバータ７の補償量増加フラグが１であれば、外乱の発生量を増加させる。また補償量増加フラグが０であれば、外乱の発生量を初期値に戻すよう制御する。また図２１に示すように、電流振幅外乱低減手段２０は、負荷２に供給する目標電圧と、実際の電圧との偏差を計算する。計算した偏差から直列変圧器１０の変圧比を乗じた目標補償量を計算する。計算した目標補償量が前回値と比較して、増加していれば補償量増加フラグを１に変更し、減少あるいは変化がなければ補償量増加フラグを０にクリアする。また、フルブリッジインバータ７による補償は、スイッチング素子４ｅ及び４ｆを適宜スイッチングにより制御する。
【００８０】
以上のように本実施例によれば、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段１９と、発生した電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段２０とにより単独運転を検出すると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００８１】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００８２】
（実施例７）
以下、本発明の第７実施例（実施例１３及び１４に対応）について、図２２から図２５を参照しながら説明する。
【００８３】
なお、第１から第６実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８４】
図２２に本発明の第７実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には電圧位相外乱発生手段２１を備え、外乱低減制御手段１２には、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段２２を備えている。
【００８５】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの電圧位相の外乱発生による電圧位相の外乱及び外乱の低減について、図２３を参照しながら説明し、電圧位相外乱発生手段２１のフローチャートについて図２４を参照しながら説明し、電圧位相外乱低減手段２２のフローチャートについて図２５を参照しながら説明する。図２３に示すように、電圧位相外乱発生手段２１は、交流電源１の電源電圧検出信号の位相をθｖ１遅らせた信号にて処理を行なう。フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令は、θｖ１遅らせた位相信号により制御するように指令を出力する。電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段２２は、通常時、交流電源１へ無効電力を注入しているだけのため、交流電源１の電源電圧に変動はなく、補償を行なう必要はない。交流電源１が遮断された場合、太陽光発電手段９及び節電装置としての過剰電力回生分が電圧源となるため、電圧位相外乱発生手段２１により発生した外乱は、負荷２に直接影響を及ぼすこととなる。この影響を及ぼす外乱は単独運転の検出のため、フルブリッジインバータ７からの電圧位相外乱の補償量が増加した場合、さらに発生量を増加させ、補償量は通常の遅れのない電源位相で決定しているため、補償量は発散することとなる。この補償量が電圧位相外乱補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７はゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。次に図２４に示すように、電圧位相外乱発生手段２１は、交流電源１の電圧検出値から電源電圧実効値と位相を演算する。演算した電源電圧実効値Ｖａｃ＿ｒｍｓの位相θに対し、電圧位相外乱分の位相遅れθｖ１を加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子４ａから４ｄを適宜スイッチングにより制御する。この時、フルブリッジインバータ７の補償量増加フラグが１であれば、外乱の発生量を増加させる。また補償量増加フラグが０であれば、外乱の発生量を初期値に戻すよう制御する。また図２５に示すように、電圧位相外乱低減手段２２は、負荷２に供給する目標電圧と、実際の電圧との偏差を計算する。計算した偏差から直列変圧器１０の変圧比を乗じた目標補償量を計算する。計算した目標補償量が前回値と比較して、増加していれば補償量増加フラグを１に変更し、減少あるいは変化がなければ補償量増加フラグを０にクリアする。また、フルブリッジインバータ７による補償は、スイッチング素子４ｅ及び４ｆを適宜スイッチングにより制御する。
【００８６】
以上のように本実施例によれば、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段２１と、発生した電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段２２とにより単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００８７】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００８８】
（実施例８）
以下、本発明の第８実施例（実施例１５及び１６に対応）について、図２６から図２９を参照しながら説明する。
【００８９】
なお、第１から第７実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９０】
図２６に本発明の第８実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置には電流位相外乱発生手段２３を備え、外乱低減制御手段１２には、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段２４を備えている。
【００９１】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの電流位相の外乱発生による電圧の外乱及び外乱の低減について、図２７を参照しながら説明し、電流位相外乱発生手段２３のフローチャートについて、図２８を参照しながら説明し、電流位相外乱低減手段２４について図２９を参照しながら説明する。図２７に示すように、電流位相外乱発生手段２３は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令を電圧位相に対して、θｖ１遅れるように指令を出力する。電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段２４は、通常時、交流電源１への電流位相の外乱は無効電力を注入しているだけのため、交流電源１の電圧変動は発生しないため、補償は行なわない。交流電源１が遮断された場合、太陽光発電手段９及び節電装置としての過剰電力回生分が電圧源となるため、電流位相外乱発生手段２３により発生した外乱は、負荷に直接影響を及ぼすこととなる。この影響を及ぼす外乱は単独運転の検出のため、フルブリッジインバータ７からの電流位相外乱の補償量が増加した場合、さらに発生量を増加させ、フルブリッジインバータ７の補償量が電流位相外乱補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７はゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。次に図２８に示すように、電流位相外乱発生手段２３は、交流電源１の電圧検出値から電源電圧実効値と位相を演算する。演算した電源電圧実効値Ｖａｃ＿ｒｍｓの位相θに対し、電流位相外乱分の位相遅れθｉ１を加算し回生電流制御を行なう。回生電流制御はスイッチング素子４ａから４ｄを適宜スイッチングにより制御する。この時、フルブリッジインバータ７の補償量増加フラグが１であれば、外乱の発生量を増加させる。また補償量増加フラグが０であれば、外乱の発生量を初期値に戻すよう制御する。また図２９に示すように、電流位相外乱低減手段２４は、負荷２に供給する目標電圧と、実際の電圧との偏差を計算する。計算した偏差から直列変圧器１０の変圧比を乗じた目標補償量を計算する。計算した目標補償量が前回値と比較して、増加していれば補償量増加フラグを１に変更し、減少あるいは変化がなければ補償量増加フラグを０にクリアする。また、フルブリッジインバータ７による補償は、スイッチング素子４ｅ及び４ｆを適宜スイッチングにより制御する。
【００９２】
以上のように本実施例によれば、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段２３と、発生した電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段２４とにより単独運転を検出すると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００９３】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【００９４】
（実施例９）
以下、本発明の第９実施例（実施例１７及び１８に対応）について、図３０から図３２を参照しながら説明する。
【００９５】
なお、第１から第８実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９６】
図３０に本発明の第９実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置にはフルブリッジコンバータ６の一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段２５を備えている。第一外乱重畳手段２５は、フルブリッジコンバータ６の片相に外乱を重畳する制御を行なう。図３１に、第一外乱重畳手段２５の制御フローチャートを示す。図に示すように、第一外乱重畳手段２５は、電圧位相がθｎ１からθｎ２の期間とθｎ３からθｎ４の期間に第一アームに対して外乱を重畳している。重畳した外乱は、θｎ１からθｎ２の期間とθｎ３からθｎ４の期間は互いに正負の符号を反転した外乱である。
【００９７】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの第一外乱重畳手段２５による電圧の外乱の発生について、図３２を参照しながら説明する。図に示すように、第一外乱重畳手段２５は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令をθｎ１からθｎ２の期間が正方向の外乱であれば、フルブリッジコンバータ６の上アームのスイッチング素子４ａのオン時間を増加し、正方向に振幅を増加させ出力する。さらにθｎ３からθｎ４の期間は反転した外乱、例えば図の場合は負方向の外乱を、フルブリッジコンバータ６の下アームのスイッチング素子４ｂのオン時間を増加し、負方向に振幅を増加させる。この時、θｎ１からθｎ２までの期間に発生させた正方向の外乱の振幅増加率は、θｎ３からθｎ４までの期間に発生させた負方向の外乱の振幅増加率に等しくなるように制御する。この影響を及ぼす外乱は単独運転の検出のため、フルブリッジインバータ７からの電圧振幅による外乱の補償量が増加した場合、さらに発生量を増加させ、フルブリッジインバータ７の発生量が電圧外乱補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ６及びフルブリッジインバータ７はゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。
【００９８】
以上のように本実施例によれば、第一外乱重畳手段２５により交流電源３の片相に外乱を発生させ、外乱信号の発散により単独運転を検出することができると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【００９９】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１００】
また、本実施例においては、第一アームに外乱を重畳したが、第二アームに重畳してもよい。
【０１０１】
（実施例１０）
以下、本発明の第１０実施例（実施例１９及び２０に対応）について、図３３から図３５を参照しながら説明する。
【０１０２】
なお、第１から第９実施例と同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図３３に本発明の第１０実施例の電源装置構成図を示す。図において、電源装置にはフルブリッジコンバータ６の第一アーム、第二アームの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段２６を備えている。図３４に、第二外乱重畳手段２６の制御フローチャートを示す。図に示すように、第二外乱重畳手段２６は、電圧位相がθｎ１からθｎ２の期間とθｎ３からθｎ４の期間に第一及び第二の両アームに外乱を重畳している。重畳した外乱は、θｎ１からθｎ２の期間とθｎ３からθｎ４の期間は互いに正負の符号を反転した外乱とする。
【０１０４】
次に交流電源１が遮断された瞬間からの第二外乱重畳手段２６による電圧の外乱の発生について、図３５を参照しながら説明する。図に示すように、第二外乱重畳手段２６は、フルブリッジコンバータ６により太陽光発電手段９からの発電電力、及び節電装置３としての過剰電力を回生する電流指令をθｎ１からθｎ２の期間が正方向の外乱であれば、正方向に振幅を増加させ出力する。さらにθｎ３からθｎ４の期間は反転した外乱、例えば図の場合は負方向の外乱を負方向に振幅を増加させる。この時、θｎ１からθｎ２までの期間に発生させた正方向の外乱の振幅増加率は、θｎ３からθｎ４までの期間に発生させた負方向の外乱の振幅増加率に等しくなるように制御する。この影響を及ぼす外乱は単独運転の検出のため、フルブリッジインバータ７からの電圧振幅による外乱の補償量が増加した場合、さらに発生量を増加させ、フルブリッジインバータ７の補償量が電圧外乱補償限界値を超えた場合、単独運転であると検出する。単独運転であると検出した時には、フルブリッジコンバータ及びフルブリッジインバータはゲートブロックを行い、交流電源１から太陽光発電手段９を切り離し、最終的には停止するように制御を行なう。
【０１０５】
以上のように本実施例によれば、第二外乱重畳手段２６により交流電源１の両相に外乱を発生させ、外乱信号の発散により単独運転を検出することができると同時に、負荷２に供給する電源に外乱の影響を低減することを可能とすることができる。
【０１０６】
なお、本実施例においては、創エネ手段を太陽光発電としたが、風力発電、波力発電、地熱発電等であってもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように本発明によれば、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した３つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び１つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記３つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続した創エネ手段と、フルブリッジコンバータを創エネ手段の系統連系インバータとして制御し、かつ前記創エネ手段の単独運転検出のための外乱信号を発生させる系統連系制御手段と、フルブリッジインバータを前記外乱信号が低減するように制御する外乱低減制御手段を備える構成とすることで、創エネ手段を交流電源に連系し、電力を逆潮流させると共に単独運転検出のために出力した外乱信号を、負荷に供給する電源から低減することで、自然エネルギーから発電された電力を利用し、また、従来どおり負荷への安定した節電電力を供給できるため、電力の有効利用と省エネルギー化の両立を可能とし、かつ節電装置あるいは電圧安定化装置の補償部で創エネ手段の単独運転を検出すると同時に、負荷に供給する電源から単独運転の検出のために出力した外乱を３アームの変換回路で低減することを可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１０８】
また、外乱の低減量で単独運転を検出する外乱低減量検出手段を備える構成とすることで、単独運転の検出感度を上げることを可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１０９】
さらに、系統連系制御手段により発生させる外乱信号を外乱低減制御手段の制御信号として入力、制御する外乱フィードフォワード制御手段を備える構成とすることで、単独運転時の負荷への影響を下げることを可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１０】
また、系統連系制御手段は、周波数に外乱を発生させる周波数外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、周波数の外乱を低減する周波数外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への周波数の外乱を低減可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１１】
さらに、系統連系制御手段は、電圧振幅に外乱を発生させる電圧振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧振幅の外乱を低減する電圧振幅外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電圧振幅の外乱を低減可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１２】
また、系統連系制御手段は、電流振幅に外乱を発生させる電流振幅外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流振幅の外乱を低減する電流振幅外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電流振幅による外乱を低減可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１３】
さらに、系統連系制御手段は、電圧位相に外乱を発生させる電圧位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電圧位相の外乱を低減する電圧位相外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電圧位相による外乱を低減可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１４】
また、系統連系制御手段は、電流位相に外乱を発生させる電流位相外乱発生手段を備え、外乱低減制御手段は、電流位相の外乱を低減する電流位相外乱低減手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転を検出することができ、負荷への電流位相の外乱を低減可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１５】
また、フルブリッジコンバータの何れか一方のアームに外乱を重畳させる第一外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【０１１６】
さらに、フルブリッジコンバータの両方のアームに外乱を重畳させる第二外乱重畳手段を備える構成とすることで、創エネ手段の単独運転に対する能動信号を出力可能とすることができるという効果のある電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電源装置構成図
【図２】同系統連系制御手段の構成図
【図３】同逆潮流計算部のフローチャート
【図４】同外乱計算部のフローチャート
【図５】同外乱低減制御手段のフローチャート
【図６】本発明の実施例２における電源装置構成図
【図７】同外乱低減量検出手段の単独運転検出フローチャート
【図８】本発明の実施例３における電源装置構成図
【図９】同外乱フィードフォワード制御手段１４の制御フローチャート
【図１０】本発明の実施例４における電源装置構成図
【図１１】同周波数の外乱発生及び低減の説明図
【図１２】同周波数外乱発生手段のフローチャート
【図１３】同周波数外乱低減手段のフローチャート
【図１４】本発明の実施例５における電源装置構成図
【図１５】同電圧振幅の外乱発生及び低減の説明図
【図１６】同電圧振幅外乱発生手段のフローチャート
【図１７】同電圧振幅外乱低減手段のフローチャート
【図１８】本発明の実施例６における電源装置構成図
【図１９】同電流振幅の外乱発生及び低減の説明図
【図２０】同電流振幅外乱発生手段のフローチャート
【図２１】同電流振幅外乱低減手段のフローチャート
【図２２】本発明の実施例７における電源装置構成図
【図２３】同電圧位相の外乱発生及び低減の説明図
【図２４】同電圧位相外乱発生手段のフローチャート
【図２５】同電圧位相外乱低減手段のフローチャート
【図２６】本発明の実施例８における電源装置構成図
【図２７】同電流位相の外乱発生及び低減の説明図
【図２８】同電流位相外乱発生手段のフローチャート
【図２９】同電流位相外乱低減手段のフローチャート
【図３０】本発明の実施例９における電源装置構成図
【図３１】同第一外乱重畳手段の制御フローチャート
【図３２】同第一外乱重畳手段による外乱発生の説明図
【図３３】本発明の実施例１０における電源装置構成図
【図３４】同第二外乱重畳手段の制御フローチャート
【図３５】同第二外乱重畳手段による外乱発生の説明図
【図３６】従来の節電装置の構成図
【図３７】従来の単独運転検出を搭載した電源装置の構成図
【符号の説明】
１    交流電源
２    負荷
３    節電装置
４    スイッチング素子
５    ダイオード
６    フルブリッジコンバータ
７    フルブリッジインバータ
８    コンデンサ
９    太陽光発電手段
１０  直列変圧器
１１  系統連系制御手段
１２  外乱低減制御手段
１３  外乱低減量検出手段
１４  外乱フィードフォワード制御手段
１５  周波数外乱発生手段
１６  周波数外乱低減手段
１７  電圧振幅外乱発生手段
１８  電圧振幅外乱低減手段
１９  電流振幅外乱発生手段
２０  電流振幅外乱低減手段
２１  電圧位相外乱発生手段
２２  電圧位相外乱低減手段
２３  電流位相外乱発生手段
２４  電流位相外乱低減手段
２５  第一外乱重畳手段
２６  第二外乱重畳手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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