JP2000305633A

JP2000305633A - 複数のインバータを有する電源システムの運転方法

Info

Publication number: JP2000305633A
Application number: JP11112453A
Authority: JP
Inventors: Keigo Onizuka; 圭吾鬼塚; Masaki Madenokoji; 正樹萬里小路; Isao Morita; 功森田; Yasuhiro Makino; 康弘牧野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP4293673B2

Abstract

(57)【要約】【課題】太陽電池や燃料電池等の直流電源から出力さ
れる直流電力を交流電力に変換するための複数台のイン
バータを、特定のインバータに偏ることなく高効率に運
転する。【解決手段】前記直流出力又は交流出力の何れか一方
の出力値に応じて運転するインバータの台数を決定する
と共に、決定された台数のインバータを、複数台のイン
バータからランダムに選択して運転する。

Description

【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、燃料電池など発電量が変化する直流電源の直流出力
を複数のインバータで交流出力に変換して系統に供給す
る電源システムに係り、インバータを高効率で運転する
ための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような電源システムとして、太陽電
池を用いた太陽光発電システムが一般に知られている。
図６は、従来の太陽光発電システムのシステム概要図で
あり、家屋の屋根上に複数の太陽電池（直流電源）１０
１を設置し、これらの太陽電池１０１で発電される直流
出力は接続箱１０２で１つにまとめられた後インバータ
１０３を介して交流出力に変換される。この後、分電盤
１０４を介して家庭内の屋内配線と商用の電力系統１０
６に電力が供給されるように構成されている。尚１０５
は屋内配線に接続された家庭内負荷である。

【０００３】一般にインバータは低出力時にその効率が
極端に低下するという特性があり、太陽光発電システム
の予想最大発電量に合わせて単一のインバータで直流／
交流の変換を行うと、低出力時に直流／交流の変換効率
が低下する課題があった。斯かる課題を解決するため
に、たとえば特開平６−１６５５１３号公報には少出力
のインバータを複数台並列接続して太陽電池の発電量に
合わせて運転するインバータの数を変え、低出力時の変
換効率の低下を抑制するものでが記載されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】斯かる従来の方法では
単に出力電流に応じてインバータの運転台数を決定して
いるに過ぎず、運転するインバータの選択に関しては何
ら考慮されていない。このため、低出力時には特定のイ
ンバータのみが運転され、他のインバータは出力が増大
したときのみ運転されることとなるため、上記特定のイ
ンバータの運転時間が他のインバータに比べて長時間に
及ぶことになる。このため、運転時間が長時間に至る特
定のインバータの寿命が他のインバータに比べて早くつ
きることとなるこという課題があった。

【０００５】さらには、複数のインバータのうち、上記
特定のインバータが故障すると、システム全体が動作し
なくなる、という課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために本発明は、発電量の変わる直流電源にこの直流
電源の出力を周波数の制御された交流電力に変換して系
統へ出力する複数台のインバータが並列接続された電源
システムにおいて、複数台のインバータの内親機とされ
た１台のインバータが、所定の法則に基づいてこの親機
とされたインバータから順位が設定された残りのインバ
ータの運転／停止を直流電源の発電量の増減またはイン
バータからの交流出力量の増減に基づいて制御すること
を特徴とする。

【０００７】さらに本発明は、親機が運転終了時に、親
機のインバータを含む各インバータの出力電力量または
運転時間の少ないインバータを次の運転開始時の親機と
なるインバーターに設定することを特徴とする。

【０００８】さらに、インバータの夫々はリモートコン
トローラを備え、これらリモートコントローラが相互に
信号を授受可能に接続されると共に、インバータ相互間
の運転／停止がこれらリモートコントローラを介して行
われることを特徴とする。

【０００９】さらにインバータの順位は乱数を用いてラ
ンダムに設定されることを特徴とする。

【００１０】さらにインバータの順位は運転時間の少な
いものから順に設定されることを特徴とする。

【００１１】さらにインバータの順位は出力電力量の少
ないものから順に設定されることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。図１には電源システム１２の概略構成を示して
いる。この電源システム１２は、直流電源１（例えば複
数のモジュールから構成された太陽電池など）に複数
（一例として３台のインバータ１４Ａ〜１４Ｃ）が並列
接続されている。

【００１３】夫々のインバータ１４の入力側は、切片の
開閉が交互に切り替わるラッチ式のマグネットスイッチ
１８（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ）を介して直流電源１に
接続されている。

【００１４】出力側は、系統電源１６に接続されてい
る。これにより、電源システム１２は、直流電源１から
出力された直流電力をインバータ１４によって系統電源
１６と同じ周波数の交流電力に変換して、系統電源１６
へ出力する系統連系発電システムを形成している。な
お、本実施の形態では、一例として最大出力電力が１２
ｋＷの直流電源１に対して４．０ｋＷ出力の３台のイン
バータ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ（特に区別しないときは
「インバータ１４」とする）を用いた例を示している。

【００１５】図２に示されるように、インバータ１４
は、インバータ回路２０及びインバータ回路２０を制御
するマイコン２２を備えている。マグネットスイッチ１
８を介してインバータ１４に入力され直流電力は、ノイ
ズフィルタ２６を介してインバータ回路２０へ供給され
る。

【００１６】インバータ回路２０に入力される直流電力
は、インバータ回路２０で系統電源１６とほぼ同じ周波
数の交流電力に変換されて出力される。このとき、イン
バータ回路２０は、直流電力をＰＷＭ理論に基づいてス
イッチングして系統電源１６とほぼ同じ周波数の擬似正
弦波を出力する。インバータ回路２０から出力される交
流電力は、フィルタ回路２８、ノイズフィルタ２９及び
解列コンタクタ３０を介してトランスレス方式で系統電
源１６のラインへ供給される。

【００１７】マイコン２２には、インバータ回路２０に
入力される直流電圧を検出するアイソレーションアンプ
からなる入力電圧検出部３２、直流電流を検出する変流
器（ＣＴ）からなる入力電流検出部３４、インバータ回
路２０から出力される交流電流を検出する変流器（Ｃ
Ｔ）からなる出力電流検出部３８、変圧器（ＰＴ）によ
って系統電源１６の系統電圧と電圧波形を検出する電圧
波形検出部４０が接続されている。

【００１８】マイコン２２は、入力電圧検出部３２及び
入力電流検出部３４によって検出する直流電力と、電圧
波形検出部４０によって検出した電圧に基づいて、イン
バータ回路２０の図示しないスイッチング素子を駆動す
るスイッチング信号のデューティ比を制御する。

【００１９】これにより、インバータ１４は、位相及び
周波数が系統電源１６と一致した交流電力を出力する。
なお、インバータ回路２０から出力される交流電力はノ
コギリ波状となっており、フィルタ回路２８が、このイ
ンバータ回路２０の出力電力から高調波成分を除去する
ことにより、インバータ１４から正弦波の交流電力が出
力される。

【００２０】一方、解列コンタクタ３０は、マイコン２
２で制御され、マイコン２２は、この解列コンタクタ３
０によってインバータ１４と系統電源１６の接続及び切
り離しを行なう。

【００２１】これにより、例えば、マイコン２２は、太
陽電池モジュールによる発電電力が少ないか発電してい
ないために、直流電源１からの出力電力が少ないため
に、インバータ１４の作動が停止しているときには、イ
ンバータ１４と系統電源１６とを切り離し、また、イン
バータ１４が作動を開始する直前に、インバータ１４と
系統電源１６を接続する。

【００２２】また、マイコン２２は、電圧波形検出部４
０の検出する電圧波形から系統電源１６が停電状態と判
断されるときには、解列コンタクタ３０によって速やか
にインバータ１４を系統電源１６から切り離して、イン
バータ１４の単独運転等を防止するようにしている。さ
らに、マイコン２２は、過電圧（ＯＶＲ）、不足電圧
（ＵＶＲ）、周波数上昇（ＯＦＲ）、周波数低下（ＵＦ
Ｒ）及び単独運転に対するインバータ１４の保護を行
う。なお、インバータ１４は、従来公知の構成及び制御
方法を適用でき、本実施の形態では詳細な説明を省略す
る。

【００２３】ところで、図１に示されるように、電源シ
ステム１２では、インバータ１４の夫々にリモートコン
トローラ５０（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）が接続されて
いる。

【００２４】図３に示されるように、リモートコントロ
ーラ５０は、マイクロコンピュータを備えたコントロー
ル部５２及びＬＣＤ等を用いた表示部５４と共に電源回
路５６が設けられており、表示部５４及び電源回路５６
がコントロール部５２に接続されている。また、リモー
トコントローラ５０には、設定スイッチ部５８及び通信
コネクタ６０が設けられており、これらがコントロール
部５２に接続されている。

【００２５】電源回路５６は、図示しないバックアップ
用のバッテリーが設けられていると共に、系統電源１６
に接続されており、系統電源１６から供給される電力に
よってリモートコントローラ５０が動作するようになっ
ている。すなわち、リモートコントローラ５０は、直流
電源１から直流電力が入力されずに、インバータ１４が
停止状態であっても、動作可能となっている。

【００２６】このリモートコントローラ５０の通信コネ
クタ６０には、インバータ１４のマイコン２２が接続さ
れる。これにより、リモートコントローラ５０では、イ
ンバータ１４が出力する出力電力量の積算等の動作管理
が可能となっている。また、インバータ１４が単独運転
停止のために動作を停止すると、この情報がマイコン２
２からリモートコントローラ５０に入力されるようにな
っている。

【００２７】また、図１に示されるように、リモートコ
ントローラ５０の夫々は、マグネットスイッチ１８をオ
ン／オフ駆動する駆動回路６２に接続されている。

【００２８】インバータ１４は、マグネットスイッチ１
８がオフされることにより、直流電力が入力されずに停
止し、マグネットスイッチ１８がオンして直流電力が供
給されることにより作動が可能になる。

【００２９】夫々のリモートコントローラ５０は、イン
バータ１４のマイコン２２に運転停止を指示する制御信
号を出力するときに、マグネットスイッチ１８をオフ
し、運転開始を指示する信号を出力するときに、マグネ
ットスイッチ１８をオンする。なお、リモートコントロ
ーラ５０からマイコン２２に入力される運転／停止の指
示に基づいて、マイコン２２がマグネットスイッチ１８
をオン／オフするものであってもよい。

【００３０】夫々のリモートコントローラ５０の通信コ
ネクタ６０には、他のリモートコントローラ５０が通信
ケーブル６４を介して接続される。このとき、リモート
コントローラ５０は、例えばループを形成するように専
用の通信ケーブル６４によって接続される。

【００３１】これにより、リモートコントローラ５０
Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの間で、夫々が接続されているイン
バータ１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃの運転情報の交換が可能
となっている。

【００３２】このように構成されている電源システム１
２では、何れか１台のリモートコントローラ５０が親機
となって、親機が接続されているインバータ１４と共
に、子機となる他のリモートコントローラ５０が接続さ
れているインバータ１４の運転／停止を制御するように
なっている。なお、親機、子機の設定は、リモートコン
トローラ５０の設定スイッチ部５８に設けられている図
示しないディップスイッチによって設定が可能となって
いるが、以下の本実施の形態では親機が特定されない実
施例について説明する。尚、このときは、ディップスイ
ッチはリモートコントローラ５０を特定するアドレスを
設定のスイッチとして用いる。

【００３３】親機となるリモートコントローラ５０は、
マグネットスイッチ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃを閉じて、
直流電源１から供給される電力によっていずれのインバ
ータ１４も動作可能な状態で設置する。この後、直流電
源１である太陽電池モジュールが発電を開始したとき
に、最初に動作を開始したインバータ１４のリモートコ
ントローラ５０が親機となり、このリモートコントロー
ラ５０が親機の宣言を、信号線を介して他のリモートコ
ントローラに行うことによって親機、子機が決まる。

【００３４】この後に、親機として設定されたリモート
コントローラ５０は、接続されているインバータ１４を
常に運転状態とすると共に、直流電源１の出力電力の増
加、減少に合わせて、子機としているリモートコントロ
ーラ５０が接続されているインバータ１４を運転／停止
させる。

【００３５】一方、電源システム１２では、例えば１日
の稼動停止時に、インバータ１４Ａ〜１４Ｃの出力電力
の積算値（出力電力量）や、運転時間の積算値等の運転
情報に基づいて、次に親機とするリモートコントローラ
５０を設定することにより、インバータ１４Ａ〜１４Ｃ
の間で、出力電力量ないし運転時間の積算値が平均化す
るようにしている。

【００３６】すなわち、次に親機となるリモートコント
ローラ５０は、出力電力量ないし運転時間が最も少なく
なっているインバータ１４に接続されているものを用い
る。

【００３７】このために、子機となっているリモートコ
ントローラ５０は、接続されているインバータ１４が停
止すると、このインバータ１４の出力電力の積算値（出
力電力量）を、親機となっているリモートコントローラ
５０へ出力する。

【００３８】親機となっているリモートコントローラ５
０は、直流電源１からの直流電力が停止すると、接続さ
れているインバータ１４を停止すると共に、このインバ
ータ１４の出力電力量を算出する。この後、各インバー
タ１４の出力電力量を比較して、最も少ないインバータ
１４のリモートコントローラ５０を次の親機として設定
した後に、処理を終了する。

【００３９】尚、次の親機の設定方法としては乱数を用
いてランダムに設定するように構成しても良い。

【００４０】これにより、次に電源システム１２が立ち
上がるときには、新たに親機として設定されたリモート
コントローラ５０が各インバータ１４の作動を制御す
る。

【００４１】一方、親機に設定されたリモートコントロ
ーラ５０に接続されているインバータ１４では、入力さ
れる直流電力の変化に追従して、最大出力を取り出す最
大電力追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Trac
king）を行う。また、子機として設定されているリモー
トコントローラ５０に接続されているインバータ１４
は、常に最大出力となる定電力制御を行う。親機として
設定されているリモートコントローラ５０は、子機のイ
ンバータ１４が定電力制御を行えるように直流電源１の
出力の変化に基づいて運転／停止と共にマグネットスイ
ッチ１８の開閉を行う。

【００４２】このとき、図１に示されるように、インバ
ータ１４には、充電電流抑制回路６６が設けられており
（図２では図示省略）、マグネットスイッチ１８をオン
したときに、インバータ１４の直流側に設けられている
大容量のコンデンサが充電されることによる過渡的な直
流電源１の電圧変動を防止するようにしている。

【００４３】また、電源システム１２では、親機として
設定されたリモートコントローラ５０が、単独運転防止
と共に過電圧（ＯＶＲ）、不足電圧（ＵＶＲ）、周波数
低下（ＵＦＲ）、周波数上昇（ＯＦＲ）に対する連系保
護を一括して行い、夫々のインバータ１４が個々に連系
保護を行うことによる干渉や誤動作を防止するようにし
ている。

【００４４】以下に本実施の形態の作用を説明する。

【００４５】この電源システム１２では、最初にリモー
トコントローラ５０の親機の設定を行う。この親機の設
定は、夫々のリモートコントローラ５０に設けている設
定スイッチ部５８のディップスイッチによってアドレス
を設定する。尚、初期値として１台の親機を設定するよ
うにしても良い。

【００４６】また、自動的に親機／子機を設定する場合
は、直流電源１の出力が停止している状態で、マグネッ
トスイッチ１８Ａ〜１８Ｃをオンして、インバータ１４
が動作可能な状態とする。この状態で例えば、日の出と
共に直流電源１が直流電力の出力を開始すると、わずか
ながらの時間差を持ってインバータ１４Ａ〜１４Ｃが運
転を開始することになる。このとき、何れかのインバー
タ１４が運転を開始すると、運転を開始したことを示す
信号がリモートコントローラ５０へ出力される。

【００４７】最初に運転を開始したインバータ１４が接
続されているリモートコントローラ５０は、他のインバ
ータバー１４が作動を開始しないように、夫々のリモー
トコントローラ５０へ制御信号を出力する。これによ
り、最初に運転したインバータ１４のリモートコントロ
ーラ５０が親機となり、他のリモートコントローラ５０
が子機として設定される。

【００４８】このように、リモートコントローラ５０Ａ
〜５０Ｃの間で親機／子機の設定がなされると、直流電
源１から出力される直流電力に応じインバータ１４Ａ〜
１４Ｃの作動を制御する。

【００４９】図３のフローチャートには、親機に設定さ
れたリモートコントローラ５０によるインバータ１４Ａ
〜１４Ｃの制御の概略を示している。

【００５０】なお、以下では、リモートローラ５０Ａが
親機に設定され、インバータ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの
出力電力量a₀ｋWｈ、ｂ₀ｋＷｈ、ｃ₀ｋＷｈが、a₀＜ｂ₀
＜ｃ ₀として説明する。これにより、リモートコントロ
ーラ５０Ａは、直流電源１が出力する直流電力（出力電
力Ｑ）が増加することにより、インバータ１４Ｂ、１４
Ｃの順に立ち上げ、出力電力Ｑが減少すると、インバー
タ１４Ｃ、１４Ｂの順に停止するように制御する。ま
た、リモートコントローラ５０Ａを「親機」とし、リモ
ートコントローラ５０B、５０Ｃを夫々「子機b」、「子
機ｃ」として説明し、フローチャートのステップを番号
によって表示する。

【００５１】親機は、マグネットスイッチ１８Ａをオン
し、インバータ１４Ａを運転可能な状態にする（ステッ
プ２００）。これにより、日の出に合わせて直流電源１
が直流電力の出力を開始すると、インバータ１４が動作
し、交流電力を出力する。

【００５２】親機は、インバータ１４Ａが運転を開始し
たことを確認（ステップ２０２で肯定判定）すると、イ
ンバータ１４の入力電力、すなわち出力電力Ｑを読み込
み（ステップ２０４）、出力電力Ｑが、次のインバータ
１４Ｂを運転する電力Ｑ₁に達したか否か（ステップ２
０６）、または、直流電源１が停止し、直流電力が出力
されなくなったか否か（ステップ２０８）、を確認す
る。

【００５３】直流電源１の出力電力Ｑが増加し、インバ
ータ１４Ｂを動作させる電力Ｑ₁に達する（ステップ２
０６で肯定判定）と、子機ｂをオンする（ステップ２１
０）。子機ｂは、オンされることにより、マグネットス
イッチ１８Ｂをオンしてインバータ１４Ｂの運転を開始
させる。

【００５４】これにより、図５（Ｂ）に示されるよう
に、電源システム１２では、インバータ１４Ａ、１４Ｂ
が運転して、直流電源１の出力電力Ｑを交流電力に変換
する。

【００５５】図４に示されるフローチャートでは、次
に、直流電源１からの出力電力Ｑを読み込み（ステップ
２１２）、この出力電力Ｑが次のインバータ１４Ｃを運
転する電力Ｑ₂に達したか否か（ステップ２１４）、ま
たは、インバータ１４Ｂを停止させる電力Ｑ₁まで低下
したか（ステップ２１６）、を確認する。

【００５６】ここで、直流電源１の出力電力Ｑが、イン
バータ１４Ｃを運転する電力Ｑ₂に達すると（ステップ
２１４で肯定判定）、子機ｃをオンする（ステップ２１
８）。子機ｃは、オンされることにより、マグネットス
イッチ１８Ｃをオンしてインバータ１４Ｃの運転を開始
する。

【００５７】これにより、図５（Ｂ）に示されるよう
に、電源システム１２では、インバータ１４Ａ、１４
Ｂ、１４Ｃによって、直流電源１からの出力電力Ｑを交
流電力に変換して出力する。

【００５８】この後、図４に示されるフローチャートで
は、直流電源１の出力電力Ｑを読み込み（ステップ２２
０）、この出力電力Ｑが、インバータ１４Ｃを運転させ
る電力Ｑ₂よりも下回ったか否かを確認し（ステップ２
２２）、インバータ１４を運転する電力よりも下がると
（ステップ２２２で肯定判定）、子機ｃをオフする（ス
テップ２２４）。

【００５９】子機ｃは、オフされることにより、マグネ
ットスイッチ１８Ｃをオフして、インバータ１４Ｃを停
止させる。この後、子機ｃは、インバータ１４Ｃが出力
した出力電力量を親機へ出力する。

【００６０】これにより、親機は、停止した子機ｃから
出力されるインバータ１４Ｃの出力電力量を読み込んで
（ステップ２２６）、ステップ２１２へ移行する。

【００６１】また、直流電源１の出力電力Ｑがさらに低
下して、インバータ１４Ｂを運転する電力Ｑ₁よりも低
下すると（ステップ２１６で肯定判定）、子機ｂもオフ
する（ステップ２２８）。

【００６２】子機ｂは、オフされることによりマグネッ
トスイッチ１８Ｂをオフしてインバータ１４Ｂを停止さ
せると共に、インバータ１４の出力電力量を親機で出力
する。

【００６３】これにより、親機は、停止した子機ｂから
出力されるインバータ１４Ｂの出力電力量を読み込んで
（ステップ２３０）、直流電源１の出力電力Ｑの確認を
継続する（ステップ２０４〜ステップ２０８）。

【００６４】このようにして、直流電源１が出力電力Ｑ
を徐々に低下させて停止すると（ステップ２０８で肯定
判定）、マグネットスイッチ１８Ａをオフして、インバ
ータ１４Ａを停止させる（ステップ２３２）。この後、
インバータ１４Ａのマイコン２２からインバータ１４Ａ
の出力電力量を読み込み（ステップ２３４）、インバー
タ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの出力電力量を比較し（ステ
ップ２３６）、次の親機と子機の立ち上がり順序を設定
する（ステップ２３８）。

【００６５】すなわち、インバータ１４Ａ，１４Ｂ、１
４Ｃの出力電力量a₁、ｂ₁、ｃ₁が、ｂ₁＜ｃ₁＜ａ₁とな
っていた場合、最も出力電力量の最も少ないインバータ
１４Ｂのリモートコントローラ５０Ｂを次の親機として
設定すると共に、リモートコントローラ５０Ａ、５０Ｂ
を子機として設定する。さらに、インバータ１４Ａより
インバータ１４Ｃの出力電力量が少なければ、先にイン
バータ１４Ｃが立ち上がるように設定し、この設定結果
を次の親機に設定されているリモートコントローラ５０
Ｂへ出力する。

【００６６】このようにして、次の親機に設定されたリ
モートコントローラ５０Ｂは、マグネットスイッチ１８
Ｂをオンして、インバータ１４Ｂが運転可能な状態とし
て待機する。

【００６７】このように、親機／子機及び子機の立ち上
がり順序を設定することにより、複数のインバータ１４
の出力電力量を略均一にすることができる。また、運転
時間に基づいて親機／子機の設定を行うことにより、複
数のインバータ１４の間で運転時間を略均一にでき、電
源システム１２の寿命を延ばすことができる。

【００６８】特に、インバータ１４に設けられている電
解コンデンサや冷却用のファン等の電子部品は、インバ
ータ１４の運転時間が寿命に大きく影響するが、この運
転時間を略均一にすることにより、長期にわたって安定
して動作させることができる。

【００６９】また、何れかのインバータ１４に故障が生
じているときには、このインバータ１４が接続されてい
るリモートコントローラ５０を親機／子機の設定時に除
外することにより、インバータ１４をマグネットスイッ
チ１８によって直流電源１から切り離すことができる。
これにより、故障の生じているインバータ１４を運転さ
せてしまうことがないとともに、故障の生じていないイ
ンバータ１４を用いた系列連系が可能となる。

【００７０】このとき、故障が生じているインバータ１
４が接続されているリモートコントローラ５０の表示部
５４に、その旨を表示することにより、電源システム１
２の故障の有無を明確に判別することができる。

【００７１】一方、電源システム１２では、親機に設定
されているリモートコントローラ５０に接続されている
インバータ１４でのみＭＰＰＴ制御を行い、子機として
設定されているリモートコントローラ５０に接続されて
いるインバータ１４が常に定電力制御を行うようにして
いる。

【００７２】すなわち、図５（Ａ）に示されるように、
インバータ１４Ｂは、運転されている時間ｔ₂〜時間ｔ₅
の範囲で常に定電力制御が行われ、インバータ１４Ｃ
は、運転されている時間ｔ₃〜時間ｔ₄の範囲で常に定電
力制御が行われることにより、定格電力である４ｋｗの
交流電力を夫々出力する。

【００７３】これに対して、インバータ１４Ａは、直流
電源１から直流電力が出力されている時間ｔ₁〜時間ｔ₆
の範囲で、常にＭＰＰＴ制御によって出力電力Ｑの変化
に応じて最大電力を出力するように動作する。

【００７４】これにより、複数のインバータ１４がＭＰ
ＰＴ制御を行うことにより、一つのインバータ１４の出
力電力の変化が他のインバータ１４の動作に影響を与え
てしまうのを防止でき、複数のインバータ１４を用いた
場合でも、電源システム１２を安定して動作させること
ができる。

【００７５】一方、、複数のインバータ１４が個々に保
護動作を行うと、検出タイミングのずれなどによって、
複数のインバータ１４の間で動作が不揃いとなり、一つ
のインバータ１４の保護動作が他のインバータ１４の保
護動作に影響を与えて、適切な保護が不可能となってし
まうことがある。

【００７６】これに対して、電源システム１２では、親
機として設定されているリモートコントローラ５０によ
って電源システム１２の単独運転と共に過電圧、不足電
圧、周波数上昇及び周波数低下を監視し、この監視結果
に基づいて、複数のインバータ１４を一括して保護す
る。これにより、複数のインバータ１４の保護を速やか
にかつ確実に行うことができる。

【００７７】また、インバータ１４から系統電源１６に
交流電力を回生する場合、インバータ１４から系統電源
１６に逆潮流する。この逆潮流により系統電源１６に電
圧上昇を生じさせてしまうことがある。このとき、電源
システム１２では、親機として設定されているリモート
コントローラ５０が、先ず、子機のリモートコントロー
ラ５０が接続されているインバータ１４の出力を順に抑
制し、最後に親機となっているリモートコントローラ５
０に接続されているインバータ１４の出力を抑制する。

【００７８】このように、電源システム１２では、複数
のインバータ１４を並列接続しているときに、親機とな
るリモートコントローラ５０を設定し、この親機となっ
ているリモートコントローラ５０が、複数のインバータ
１４を一括して制御することにより、インバータ１４の
動作にばらつきを生じさせることなく運転させることが
できる。

【００７９】また、システム構成としても上述した２ｋ
Ｗのシステムに限らず、１ｋＷ、３ｋＷ等他の出力のシ
ステムについても適用できることは言うまでもない。

【００８０】子機の運転／停止制御の他の実施例として
はまず、直流電源１から出力される直流電力を、例えば
数msec〜数十msecのサンプリング周波数でサンプリング
する。

【００８１】次に、過去数分間のこのサンプリングした
直流電力の微分係数を求め、この微分係数が増加方向に
あるかどうかを判別する。ここで、微分係数を使用する
ことで、雲による一瞬のかげりや突風等瞬間的な天候の
変化に伴う瞬間的な出力電力の変化の影響を抑制でき
る。

【００８２】次いで、上記微分係数が増加方向にある場
合、運転するインバータを増加させる必要があるかどう
かを判別する。この判別は、具体的には上記微分係数か
ら次のサンプリング時における直流電力を予測し、この
予測値が現在運転しているインバータで対応可能な直流
電力を越えた場合に、増加させる必要があると判別され
る。

【００８３】例えば、現在の出力電力が９５０Ｗで運転
しているインバータの台数が２台の場合、上記の微分係
数から予測される次回のサンプリング時の出力電力が１
０５０Ｗと予測される場合には、５００Ｗ対応のインバ
ータ２台では対応できないので１台増加させる必要あり
と判別される。また、次回のサンプリング時の出力電力
が９８０Ｗと予測される場合には、２台のインバータで
対応可能であるので増加させる必要なしと判別される。

【００８４】次に、運転させるインバータを増加させる
必要がある場合、現在運転していないインバータのリス
トから、新たに運転するインバータを乱数により選択す
る。

【００８５】以上でルーチンが終了し、また最初のステ
ップから同じルーチンが繰り返される。尚、運転させる
インバータを増加させる必要がない場合にも最初のステ
ップに戻るまた、過去数分間における直流電力の微分係
数が増加方向にない場合、運転するインバータを減少さ
せる必要があるかどうかを判別する。この判別について
も前述したと同様に、上記微分係数から次のサンプリン
グ時における直流電力を予測し、この予測値が現在より
も少ない台数のインバータで運転可能である場合に、減
少させる必要があると判別される。

【００８６】例えば、現在の出力電力が１０５０Ｗで運
転しているインバータの台数が３台の場合、上記の微分
係数から次回のサンプリング時の出力電力が９８０Ｗと
予測される場合には、５００Ｗ対応のインバータ２台で
も対応可能であるので1台減少させる必要ありと判別さ
れる。また、次回のサンプリング時の出力電力が１０２
０Ｗと予測される場合には３台のインバータが必要であ
るので減少させる必要なしと判別される。

【００８７】そして、運転するインバータを減少させる
必要がある場合には、現在運転しているインバータのリ
ストから、停止させるべきインバータを乱数により選択
する。

【００８８】以上でルーチンが終了し、また最初から同
じルーチンが繰り返される。尚、運転させるインバータ
を減少させる必要がない場合にも最初に戻る。

【００８９】制御方法としてはこれに限るものではな
く、直流電力の変化値及びこの値の変化値からファジー
推論を用いて運転する台数を制御してもよく、また、単
に直流電力の値と設定値とを比較して運転台数を制御す
るようにしてもよい。

【００９０】さらに、本発明は単相、三相に限らず如何
なる形態の直交変換器に対しても適用することができ
る。

【００９１】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係るインバ
ータの運転方法によれば、複数のインバータのうち、特
定のインバータに偏ることなく全てのインバータを略同
程度の頻度で運転できるので、特定のインバータの寿命
が早期につきることを抑制でき、従ってシステム全体の
寿命を長くすることができる。

【００９２】また、本発明に係る電源システムによれ
ば、複数のインバータの夫々を略同程度の頻度で運転可
能なので、寿命の長い電源システムを提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電源システムのブロック図
である。

【図２】本実施の形態に適用したインバータの概略構成
を示すブロック図である。

【図３】本実施の形態に適用したリモートコントローラ
を示すブロック図である。

【図４】本実施の形態に係る電源システムの制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図５】（Ａ）は、直流電源の出力電力の変化の一例を
示す線図、（Ｂ）は図５（Ａ）に基づいたインバータの
運転／停止を示すタイミングチャートである。

【図６】従来の太陽光発電システムのシステム構成図で
ある。

【符号の説明】

１直流電源２制御部３負荷４測定手段５演算部６選択部７乱数発生部８記憶部Ｉ１〜Ｉ４インバータＳ１〜Ｓ４切換スイッチ１２電源システム１４（１４Ａ〜１４Ｃ）インバータ２２マイコン（制御手段）５０（５０Ａ〜５０Ｃ）リモートコントローラ（制
御手段、通信手段）

フロントページの続き (72)発明者森田功大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者牧野康弘大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H410 BB06 CC02 CC10 DD10 EA38 EB09 EB25 EB34 EB39 FF03 FF05 FF22 FF24 FF25 FF28 5H420 BB14 CC03 CC10 DD03 DD10 EA48 EB09 EB26 EB34 EB39 FF03 FF04 FF22 FF24 FF25 FF28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電量の変わる直流電源にこの直流電源
の出力を周波数の制御された交流電力に変換して系統へ
出力する複数台のインバータが並列接続された電源シス
テムにおいて、前記複数台のインバータの内親機とされ
た１台のインバータが、所定の法則に基づいて前記親機
とされたインバータから順位が設定された残りのインバ
ータの運転／停止を前記直流電源の発電量の増減または
インバータからの交流出力量の増減に基づいて制御する
ことを特徴とする複数のインバータを有する電源システ
ムの運転方法。
【請求項２】前記親機が運転終了時に、親機のインバ
ータを含む各インバータの出力電力量または運転時間の
少ないインバータを次の運転開始時の親機となるインバ
ーターに設定することを特徴とする請求項１に記載の複
数のインバータを有する電源システムの運転方法。
【請求項３】前記インバータの夫々は遠隔操作するリ
モートコントローラを備え、該リモートコントローラが
お互いに信号を授受可能に接続されると共に、インバー
タ相互間の運転／停止が該リモートコントローラを介し
て行われることを特徴とする請求項２に記載の複数のイ
ンバータを有する電源システムの運転方法。
【請求項４】インバータの順位は乱数を用いてランダ
ムに設定されることを特徴とする請求項３に記載の複数
のインバータを有する電源システムの運転方法。
【請求項５】インバータの順位は運転時間の少ないも
のから順に設定されることを特徴とする請求項３に記載
の複数のインバータを有する電源システムのの運転方
法。
【請求項６】インバータの順位は出力電力量の少ない
ものから順に設定されることを特徴とする請求項３に記
載の複数のインバータを有する電源システムのの運転方
法。