(57)【要約】【課題】電力系統の停電時にはインバータ装置の給電を停止することができる系統連系における電源制御装置を提供する。【解決手段】商用電源９とＤＣ−ＡＣインバータ６出力側との位相を合わせて連系し電力を供給する電源制御装置１において、ゼロクロス検出回路３は、商用電源９のゼロクロス位置と、ゼロクロス位置の直前の所定時間における電圧波形の個数とを検出し、同期回路４は、電圧波形の個数に基づいて所定範囲における電圧波形の周波数を算出し、波形生成回路５は、同期回路４で算出した周波数に基づいて商用電源９から出力される電流よりも低い周波数の電圧波形を生成し、ＤＣ−ＡＣインバータ６は、波形生成回路５で生成された周波数の電力を出力し、同期回路４が算出する周波数が商用電源９から出力される周波数よりも低い場合には、ＤＣ−ＡＣインバータ６の動作を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統側とインバータ出力側との位相を合わせて連系し交流電力を供給する電源制御装置において、
基準点検出回路と同期回路と波形生成回路とインバータとを備え、
基準点検出回路は、系統側の電圧波形の位相の基準点と、前記基準点の直前の所定時間における電圧波形の個数とを検出し、
同期回路は、前記電圧波形の個数に基づいて前記所定時間における電圧波形の周波数を算出し、
波形生成回路は、同期回路で算出した周波数に基づいて系統側の電力よりも低い周波数の電圧波形を生成し、
インバータは、波形生成回路で生成された周波数の電力を出力し、
同期回路が算出する周波数が系統側から出力される周波数よりも低い場合には、インバータの動作を停止させるようにした系統連系における電源制御装置。
【請求項２】
前記同期回路が算出する周波数が系統側から出力される周波数よりも０．１％以上低い場合にインバータの動作を停止させることを特徴とする請求項１に記載の系統連系における電源制御装置。
【請求項３】
波形生成回路は数表テーブルに基づいて電圧波形を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の系統連系における電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系における電源制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、系統連系における電源制御装置が開示されている。電源制御装置は、燃料電池が発生する直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、外部の電力系統と接続するための保護装置及び開閉装置と、余剰電力消費用のヒーターと、通常時には燃料電池が発生する電力を電力系統が発生する電力に合流させるとともに、電力系統の停電時には燃料電池が発生する電力を独立電源として動作させる制御手段と、停電時に独立電源から電力を取り出すコンセント回路とを具備する。電力系統の停電時には、制御手段がヒーターの消費電力を増減させて、コンセント回路に供給される電力とヒーターの消費電力との和が予め定められた電力となるように制御する。このように余剰電力を消費させて、燃料電池のインバータ出力を予め定められた許容範囲内に納める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電源制御装置では、電力系統の停電時には余剰電力をヒーターとコンセント回路とで消費させており、インバータは給電を継続している。電力系統の停電時にインバータからの給電を停止することができれば、電力会社の配電系統に電力が流出して逆潮流を引き起こすことが防止される。
【０００５】
本発明の目的は、このような課題を解決するもので、電力系統の停電時にはインバータ装置の給電を停止することができる系統連系における電源制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために請求項１の発明は、系統側とインバータ出力側との位相を合わせて連系し交流電力を供給する電源制御装置において、基準点検出回路と同期回路と波形生成回路とインバータとを備え、基準点検出回路は、系統側の電圧波形の位相の基準点と、前記基準点の直前の所定時間における電圧波形の個数とを検出し、同期回路は、前記波形の個数に基づいて前記所定時間における電圧波形の周波数を算出し、波形生成回路は、同期回路で算出した周波数に基づいて系統側の電力よりも低い周波数の電圧波形を生成し、インバータは、波形生成回路で生成された周波数の電力を出力し、同期回路が算出する周波数が系統側から出力される周波数よりも低い場合には、インバータの動作を停止させるものである。また請求項２の発明は、前記同期回路が算出する周波数が系統側から出力される周波数よりも０．１％以上低い場合にインバータの動作を停止させるものである。また請求項３の発明は、波形生成回路が数表テーブルに基づいて電圧波形を算出するものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、電力系統の停電時には、基準点検出回路がインバータが出力する系統側から出力される周波数よりも低い周波数の波形を検出するのでインバータ装置の給電を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る系統連系における電源制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。電源制御装置１は、トランス２と、基準点検出回路であるゼロクロス検出回路３と、同期回路４と、波形生成回路５と、ＤＣ−ＡＣインバータ６と、ＤＣ−ＤＣコンバータ７とを備える。
【００１０】
燃料電池８が出力する直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７を介してＤＣ−ＡＣインバータ６に入力される。ＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する交流電力は商用電源９側に合流し、負荷１０に供給されるとともにトランス２を介してゼロクロス検出回路３に入力される。このときインバータ６が出力する交流電力は、商用電源９が供給する交流電力に吸収されるので、ゼロクロス検出回路３が検出する電圧波形は商用電源９の電圧波形となる。
【００１１】
ゼロクロス検出回路３は、商用電源９が供給する電圧波形の位相の基準点を検出する。本実施の形態では位相の基準点としてゼロクロス位置が用いられる。ゼロクロス検出回路３は、さらにゼロクロス位置の直前の所定時間における電圧波形の個数を検出する。本実施の形態では所定時間例えば０．５秒間の電圧波形の個数を検出する。
【００１２】
ゼロクロス検出回路３で検出した電圧波形の個数は同期回路４に入力される。同期回路４は、ゼロクロス検出回路３で検出した電圧波形の個数に基づいて商用電源９が供給する電圧波形の周波数を算出する。
【００１３】
波形生成回路５は、ゼロクロス検出回路３が検出した商用電源９のゼロクロス位置に同期させてＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電圧波形の周波数を決定する。このＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電流波形すなわち電圧波形の周波数は、数表テーブルを用いて同期回路４が算出した商用電源９が供給する電圧波形の周波数よりも０．１％〜１％だけ低く設定される。本実施の形態では、例えば０．２％低く設定される。このように波形生成回路５は、同期回路４が算出した商用電源９側の周波数よりも常に０．２％だけ低い周波数の電圧波形を生成する。波形生成回路５は、ゼロクロス検出回路３が検出した１周期毎の新しい電圧波形の個数に基づいて、ＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電圧波形を決定する。波形生成回路５は、１周期毎新たな電圧波形を決定する。
【００１４】
燃料電池８の電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ７で電圧が変換される。ＤＣ−ＡＣインバータ６は、波形生成回路５が生成した周波数の波形に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ７の出力電圧のパルス幅を制御して（ＰＷＭ制御である。）、交流電力すなわち交流電流を出力する。ＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電力は、商用電源９側に供給され、この電力の電圧波形はトランス２を介してゼロクロス検出回路３に入力される。
【００１５】
次に、商用電源９が停電した場合について説明する。商用電源９が停電して商用電源９からの電力が供給されなくなると、ＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する交流電力の電圧波形がゼロクロス検出回路３に入力される。ゼロクロス検出回路３は、ＤＣ−ＡＣインバータ６から出力される電圧波形のゼロクロス位置を検出するとともに、ゼロクロス位置を基準とした直前の０．５秒間のＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電圧波形の個数を検出する。
【００１６】
同期回路４は、ゼロクロス検出回路３が検出したＤＣ−ＡＣインバータ６の電圧波形の個数に基づいて電圧波形の周波数を算出する。ＤＣ−ＡＣインバータ６の電圧波形の周波数は、商用電源９の電圧波形の周波数よりも０．２％低く設定されているので、同期回路４は、商用電源９の電圧波形の周波数よりも０．２％低いＤＣ−ＡＣインバータ６からの電圧波形の周波数を算出する。
【００１７】
同期回路４には判断部が備えられており、この判断部は、算出された電圧波形の周波数と商用電源９の電圧波形の周波数とを比較し、同期回路４が算出した電圧波形の周波数が、商用電源９の電圧波形の周波数よりも例えば０．１％以上低い場合には、同期回路４の当該判断部が、ＤＣ−ＡＣインバータ６の駆動回路に、交流電力の出力を停止させるための停止信号を出力する。ＤＣ−ＡＣインバータ６の電圧波形の周波数は、商用電源９の電圧波形の周波数よりも０．２％低いので、判断部は、ＤＣ−ＡＣインバータ６の駆動回路に停止信号を出力する。つまり、ゼロクロス検出回路３がＤＣ−ＡＣインバータ６からの電力だけを検出するので、商用電源９側の停電を検出することができる。
【００１８】
判断部からＤＣ−ＡＣインバータ６の駆動回路に停止信号が出力されると、駆動回路はＤＣ−ＡＣインバータ６からの交流電力の出力を停止する。ＤＣ−ＡＣインバータ６からの交流電力の出力を停止して、電力会社の配電系統にＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電力が流出して逆潮流を引き起こすことを防止することができる。
【００１９】
なお、波形生成回路５は、ゼロクロス検出回路３が検出した電圧波形に基づいてＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電流波形すなわち電圧波形を生成するが、商用電源９の電圧波形を数表テーブルに照らし合わせ、数表テーブルの数値を取り出してＤＣ−ＡＣインバータ６が出力する電圧波形を生成する。これによって商用電源９の電圧波形を関数で表す場合に比して時間を短縮することができる。また商用電源９の電圧波形が、たとえば正弦波形の山部が直線状に歪んだ波形である場合には、この波形を関数で表すことができないが、数表テーブルを用いる場合には容易に対応することができる。
【００２０】
このように、系統側である商用電源９とＤＣ−ＡＣインバータ６出力側との位相を合わせて連系し電力を供給する電源制御装置１において、基準点検出回路であるゼロクロス検出回路３と同期回路４と波形生成回路５とＤＣ−ＡＣインバータ６とを備え、ゼロクロス検出回路３は、商用電源９の電圧波形の位相の基準点であるゼロクロス位置と、ゼロクロス位置の直前の所定時間における電圧波形の個数とを検出し、同期回路４は、電圧波形の個数に基づいて所定時間における電圧波形の周波数を算出し、波形生成回路５は、同期回路４で算出した周波数に基づいて商用電源９から出力される電力よりも低い周波数の電圧波形を生成し、ＤＣ−ＡＣインバータ６は、波形生成回路５で生成された周波数の電力を出力し、同期回路４が算出する周波数が商用電源９から出力される周波数よりも低い場合には、ＤＣ−ＡＣインバータ６の動作を停止させて、燃料電池８が出力する電力が電力会社の配電系統に電力が流出して逆潮流を引き起こすことを防止することができる。
【００２１】
さらに、同期回路４が算出する周波数が商用電源９から出力される周波数よりも０．１％以上低い場合にＤＣ−ＡＣインバータ６の動作を停止させるので、ＤＣ−ＡＣインバータ６からの電力の供給を確実に停止することができる。
【００２２】
さらに、波形生成回路５は数表テーブルに基づいて電圧波形を算出するので、商用電源９が出力する電圧波形が正弦波形でなく歪んでいる場合であっても、これに対応した波形を迅速に生成することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１    電源制御装置
２    トランス
３    ゼロクロス検出回路
４    同期回路
５    波形生成回路
６    ＤＣ−ＡＣインバータ
７    ＤＣ−ＤＣコンバータ
８    燃料電池
９    商用電源
１０    負荷
【図１】
2012170170.tif 000003