(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、この直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統および負荷に供給して系統と連系運転する系統連系インバータと、この系統連系インバータの運転を制御する制御装置とを有し、前記系統連系インバータは一つの直流電源から並列に直流電力が供給される複数のインバータユニットからなり、前記制御装置に、系統連系インバータから供給される交流電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御する機能を設け、個々のインバータユニットにおいて、交流電力出力と供給可能電力とが一定値以上の差分を有するように運転台数の制御をし、かつ運転されるインバータユニットの一つを、その供給可能電力と一定値以下の差分を有する交流電力出力まで運転させ、残余のインバータユニットを、１台当たりの交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力として運転させることを特徴とする系統連系インバータの運転装置。
【請求項２】
請求項１記載の系統連系インバータの運転装置は、インバータユニットの運転台数の制御を行うランダム運転台数テーブルを有していることを特徴とする系統連系インバータの運転装置。
【請求項３】
直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統および負荷に供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニットで構成された、系統連系インバータの運転方法であって、個々のインバータユニットにおいて、交流電力出力と供給可能電力とが一定値以上の差分を有するように運転台数の制御をし、かつ運転されるインバータユニットの一つを、その供給可能電力と一定値以下の差分を有する交流電力出力まで運転させ、残余のインバータユニットを、１台当たりの交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力として運転させることを特徴とする系統連系インバータの運転方法。
【請求項４】
請求項３記載の系統連系インバータの運転装置は、インバータユニットの運転台数の制御を行うランダム運転台数テーブルを有していることを特徴とする系統連系インバータの運転装置。
【請求項５】
直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統および負荷に供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニットで構成された、系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、該プログラムは、コンピュータに、最初に運転するインバータユニットに運転指令を送出させる第１ステップと、該インバータユニットから供給される交流電力出力を検出し、この交流電力出力と１台のインバータユニットの供給可能電力との差分値を算出させる第２ステップと、この差分値に対応して、次に運転する少なくとも１台のインバータユニットに運転指令を送出させる第３ステップと、を含み、前記第３ステップが、前記差分値が一定値以上であるように、運転するインバータユニットの台数の定める運転指令を送出し、かつインバータユニットの一つに、その交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下になるまで運転させる運転指令を送出し、残余のインバータユニットに、１台当たりの交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力で運転させる運転指令を送出させることを特徴とする系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項６】
請求項５記載の系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体は、第１ステップと第３ステップの運転指令がランダム運転台数テーブルからの情報に基づいて送出されることを特徴とする系統連系インバータの運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池などの直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に供給して系統と連系運転する系統連系インバータの運転装置および運転方法ならびに系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関するもので、さらに詳しく言えば、系統連系インバータを複数のインバータユニットで構成し、系統連系インバータから供給する交流電力に応じて効率的な運転を可能にするためのものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーを推進する面で、太陽電池などの直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に供給するようにした系統連系インバータが急速に普及してきている。
【０００３】
このような系統連系インバータは、それから供給される交流電力に対し、負荷の電力消費が、該交流電力より増大した時には不足分を系統から供給する作用をし、該交流電力より減少した時には過剰分を系統に供給する作用をするとともに、直流電源の発電量や系統の電圧変動に依存して該交流電力が変化することにより、全負荷と無負荷の間の多様な運転条件が課せられる。
【０００４】
このような多様な条件で運転することは、系統連系インバータの容量が大きい場合には、損失の点で好ましくないため、系統連系インバータを複数のインバータユニットで構成し、系統連系インバータから供給する交流電力に対応して、運転するインバータユニットの運転台数を制御するものがある。
【０００５】
上記した、複数のインバータユニットからなる系統連系インバータを運転する運転方法としては、▲１▼各インバータユニットの入力側を別々の直流電源に接続し、これらを独立した分散電源ユニットとして運転する方法、▲２▼各インバータユニットの入力側を共通の直流電源に接続し、これらを並列接続して運転する方法がある。
【０００６】
上記した▲１▼▲２▼の運転方法によって系統との連系を実現するには、▲１▼ではすべてのインバータユニットを運転しなければならないのに対し、▲２▼では任意のインバータユニットを運転すればよいため、運転に伴う固定損失が低減できるかどうかという点では▲２▼の運転方法が好ましいが、インバータユニット相互間の干渉がなく、安定した運転が行えるかどうかという点では▲１▼の運転方法が好ましいと言える。
【０００７】
また、系統連系インバータは、直流電源から最大電力を得ようとするため、上記した▲１▼▲２▼のいずれの運転方法であっても、直流電源から最大電力を得るためには、運転するインバータユニットの各々から最大電力が得られるように、各インバータユニットを制御しなければならず、制御装置が簡素化できるかどうかという点では▲１▼の運転方法が好ましいと言える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記した如く、▲１▼▲２▼のいずれの運転方法も一長一短があり、系統連系インバータを複数のインバータユニットで構成して効率的に運転することは困難であるという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、直流電源と、この直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に供給して系統と連系運転する系統連系インバータと、この系統連系インバータの運転を制御する制御装置とを有し、前記系統連系インバータは一つの直流電源から並列に直流電力が供給される複数のインバータユニットからなり、前記制御装置に、系統連系インバータから供給する交流電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御する機能と、運転されるインバータユニットの一つを最大電力で運転し、残余を定電流で運転するように制御する機能とを設けたことを特徴とする系統連系インバータの運転装置であり、これにより、インバータユニットの運転に伴う固定損失を低減することができるとともに、制御装置からの指令は一つのインバータユニットを最大電力で運転し、（運転台数−１）のインバータユニットを定電流で運転するという運転形態に対するものであるから、制御装置を簡素化することができる。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の系統連系インバータの運転装置に、インバータユニットの運転台数の制御を行うランダム運転台数テーブルを有していることを特徴とするものであり、これにより、各インバータユニットの運転時間を均衡させ、保守管理を容易にすることができる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統に供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニットで構成された、系統連系インバータの運転方法であって、前記系統連系インバータを、系統連系インバータから供給する交流電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御し、運転されるインバータユニットの一つを最大電力で運転し、残余を定電流で運転するように制御することを特徴とするものであり、これにより、インバータユニットの運転に伴う固定損失を低減し、効率的な系統連系インバータの運転を行うことができる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の系統連系インバータの運転方法を、インバータユニットの運転台数の制御がランダム運転台数テーブルによって行うようにしたことを特徴とするものであり、これにより、各インバータユニットの運転時間を均衡させ、保守管理を容易にすることができる。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統および負荷に供給して系統と連系運転する、複数のインバータユニットで構成された、系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、該プログラムは、コンピュータに、最初に運転するインバータユニットに運転指令を送出させる第１ステップと、該インバータユニットから供給される交流電力出力を検出し、この交流電力出力と１台のインバータユニットの供給可能電力との差分値を算出させる第２ステップと、この差分値に対応して、次に運転する少なくとも１台のインバータユニットに運転指令を送出させる第３ステップと、を含み、前記第３ステップが、前記差分値が一定値以上であるように、運転するインバータユニットの台数の定め、かつインバータユニットの一つに、その交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下になるまで運転させる運転指令を送出し、残余のインバータユニットに、１台当たりの交流電力出力とと供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力で運転させる運転指令を送出することを特徴とするものであり、これにより、インバータユニットの運転に伴う固定損失を低減し、効率的な系統連系インバータの運転を、コンピュータを用いて実現することができる。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体の、第１ステップと第３ステップの運転指令とがランダム運転台数テーブルからの情報に基づいて送出されることを特徴とするものであり、これにより、各インバータユニットの運転時間を均衡させ、保守管理を容易にすることを、コンピュータを用いて実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態に係る系統連系インバータの運転装置を説明するための図である。
【００１７】
上記した実施の形態に係る系統連系インバータの運転装置の特徴は、図１に示した如く、太陽電池のような直流電源１と、この直流電源１からの直流電力を交流電力に変換し、該交流電力を系統２に供給して系統２と連系運転する、複数のインバータユニット１１，１２，１３，１４からなる系統連系インバータ１０と、前記各インバータユニット１１，１２，１３，１４の運転を制御する制御装置２１とを有し、この制御装置２１に、系統連系インバータ１０から供給する交流電力の増減に対応して、インバータユニット１１，１２，１３，１４のうち、何台を運転するかを制御する機能と、運転するインバータユニットが１１，１２，１３，１４であれば、そのうちの一つ、たとえばインバータユニット１１を最大電力で運転し、残余のインバータユニット１２，１３，１４を定電流で運転するように制御する機能とを設けたことである。
【００１８】
図２は上記した制御装置２１の機能を説明するための図である。
【００１９】
上記した制御装置２１は、最初に１台、たとえば、インバータユニット１１を選択し、これに、最大電力が得られる運転指令を発して運転しておき、前記インバータユニット１１から供給される交流電力を検出し、この交流電力と１台の供給可能電力とを比較し、その差が一定値以下になると、図２の破線で示したように、次の１台、たとえば、インバータユニット１２を選択してインバータユニット１１と並列で運転し、インバータユニット１１または１２の一方、たとえば、インバータユニット１１に最大電力が得られる運転指令を発し、インバータユニット１２に入力電流が一定になる運転指令を発し、以下、運転されるインバータユニットから供給される交流電力を検出し、この交流電力と運転台数に対応した供給可能電力とを比較し、その差が一定値以下になるごとに運転するインバータユニットを、図２の実線で示した供給可能電力まで増加させるとともに、インバータユニット１１，１２，１３，１４の一つ、たとえば、インバータユニット１１に最大電力が得られる運転指令を発し、残余、たとえば、インバータユニット１２，１３，１４に入力電流が一定になる運転指令を発するようにする。
【００２０】
上記した制御装置２１によれば、最大電力が得られる運転指令を受けたインバータユニットは、直流電源１から供給される直流電力が安定していれば、運転されるインバータユニットの台数が多くなると、垂下曲線が緩やかになるので、容易に最大電力での運転に移行することができる。
【００２１】
なお、上記した制御装置２１において、直流電源１の容量が系統連系インバータ１０の容量に対して過大である場合や系統２の電圧が低い場合であっても、各インバータユニット１１，１２，１３，１４に最大電流制限機能を設けておくことにより、過渡的に外乱が加わるものの、前述した機能によって安定した運転に移行させることができる。
【００２２】
また、上記した制御装置２１には、インバータユニットの運転台数の制御を行うランダム運転台数テーブルを設けることができる。
【００２３】
すなわち、前記ランダム運転台数テーブルは、インバータユニット１１，１２，１３，１４に対し、全部の運転パターンまたはその中の特定の運転パターンをテーブル化してメモリーしておき、運転する日や運転するサイクルの変化に伴ってテーブル化した運転パターンをテーブル数の周期で反復させるものであり、これによって特定のインバータユニットの運転時間が長くなったり、ほとんど運転されないインバータユニットがあるといったことを防止することができる。
【００２４】
次に、本発明の系統連系インバータの運転方法について説明する。
【００２５】
上記した系統連系インバータの運転方法の特徴は、複数のインバータユニットで構成された系統連系インバータを、系統連系インバータから供給する交流電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御し、運転されるインバータユニットの一つを最大電力で運転し、残余を定電流で運転するように制御することである。
【００２６】
すなわち、上記した系統連系インバータの運転方法は、最初に運転するインバータユニットを選択し、これに、最大電力が得られる運転指令を発して運転しておき、このインバータユニットから供給される交流電力と１台の供給可能電力とを比較し、その差が一定値以下になると、任意に次の１台のインバータユニットを選択して２台並列で運転し、いずれか一方のインバータユニットに最大電力が得られる運転指令を発し、他方のインバータユニットに入力電流が一定になる運転指令を発し、以下、運転されるインバータユニットから供給される交流電力と運転台数に対応した供給可能電力とを比較し、その差が一定値以下になるごとに運転するインバータユニットを増加させて並列で運転し、一つに最大電力が得られる運転指令を発し、残余に入力電流が一定になる運転指令を発するような制御方法を含むものである。
【００２７】
また、上記した運転方法にも、前述した制御装置２１と同様に、インバータユニットの運転台数の制御を、ランダム運転台数テーブルによって行い、特定のインバータユニットの運転時間が長くなったり、ほとんど運転されないインバータユニットがあるといったことを防止することができる。
【００２８】
次に、本発明の系統連系インバータの運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体について説明する。
【００２９】
上記した系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体の特徴は、系統連系インバータが複数のインバータユニットで構成されたものに適用でき、コンピュータに、最初に運転するインバータユニットに運転指令を送出させる第１ステップと、該インバータユニットから供給される交流電力出力を検出し、この交流電力出力と１台のインバータユニットの供給可能電力との差分値を算出させる第２ステップと、この差分値が一定値以下の場合に、次に運転する、少なくとも１台のインバータユニットに運転指令を送出させる第３ステップと、を含み、前記第３ステップが、前記差分値が一定値以上であるように、運転するインバータユニットの台数の定め、かつ前記インバータユニットの一つに、その交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下になるまで運転させる運転指令を送出し、残余のインバータユニットに、１台当たりの交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力で運転させる運転指令を送出するものである。
【００３０】
すなわち、上記した系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体は、第１ステップで、最初に運転するインバータユニットを任意に１台選択し、これに運転指令を送出して運転を開始させるとともに、これをその供給可能電力になるまで運転させ、第２ステップで、このインバータユニットから供給される交流電力出力と１台のインバータユニットの供給可能電力との差分値を算出させ、第３ステップで、前記差分値が一定値以上であるように、運転するインバータユニットの台数の定め、かつ前記インバータユニットの一つに、その交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下になるまで運転させる運転指令を送出し、残余のインバータユニットに、１台当たりの交流電力出力と供給可能電力との電力差が前記一定値以下である定電力で運転させる運転指令を送出するように、コンピュータを制御するものである。
【００３１】
なお、第３ステップの、差分値に対応して次に運転するインバータユニットを任意に１台または複数台選択するのは、最初に運転されるインバータユニットから供給される交流電力と１台の供給可能電力とを比較して差分値を算出させ、この差分値が一定値以下になると、任意に次の１台のインバータユニットを選択して２台並列で運転し、いずれか一方のインバータユニットに最大電力が得られる運転指令を発し、他方のインバータユニットに入力電流が一定になる運転指令を発し、以下、運転されるインバータユニットから供給される交流電力と運転台数に対応した供給可能電力とを比較し、その差が一定値以下になるごとに運転するインバータユニットを増加させて並列で運転し、一つに最大電力が得られる運転指令を発し、残余に入力電流が一定になる運転指令を発するような制御と、前記差分値に応じて１台または複数台のインバータユニットを選択するような制御とがある。
【００３２】
また、上記した系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体にも、第１ステップと第３ステップの運転指令とがランダム運転台数テーブルからの情報に基づいて送出されるようにすれば、前述した制御装置２１と同様に、特定のインバータユニットの運転時間が長くなったり、ほとんど運転されないインバータユニットがあるといったことを防止することができる。
【００３３】
【発明の効果】
上記した如く、本発明に係る系統連系インバータの運転装置および運転方法は、系統連系インバータを複数のインバータユニットで構成し、系統連系インバータから供給する交流電力の増減に対応してインバータユニットの運転台数を制御しているから、不必要なインバータユニットを運転することに伴う固定損失を低減することができるとともに、運転されるインバータユニットの一つを最大電力で運転し、（運転台数−１）のインバータユニットを定電流で運転するという運転形態を制御しているから、簡素な制御装置にすることができる。
【００３４】
また、本発明に係る系統連系インバータを運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体は、前述した運転装置および運転方法をコンピュータを用いて実現することができるから、このような系統連系インバータの運転装置および運転方法の実現に寄与するところが大である。
【００３５】
さらに、前述した運転装置、運転方法および運転するためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体において、ランダム運転台数テーブルにより、特定のインバータユニットの運転時間が長くなったり、ほとんど運転されないインバータユニットがあるといったことも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の系統連系インバータの運転装置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運転装置の制御装置の機能を説明するための図である。
【符号の説明】
１  直流電源
２  系統
１０  系統連系インバータ
１１，１２，１３，１４  インバータユニット
２１  制御装置
【図１】
0003829317.tif 000002
【図２】
0003829317.tif 000003