JP2013201871A - Power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】連系する配電系統に停電が発生しても、工事作業者等を感電の危険性から保護しつつ、需要家負荷への電力供給は継続することができる電力変換器を得ること。
【解決手段】変換した交流電力を開閉器経由で複数の交流負荷および商用の配電系統へ出力する電力変換器において、前記開閉器と前記配電系統との間の接続ラインにおける電圧計測により単独運転を検出したとき、前記開閉器を開路せずに、前記接続ラインにおける前記複数の交流負荷の前記配電系統側に設けた外部トリップ機能付遮断器をトリップさせる手段を備えた。
【選択図】 図1To provide a power converter capable of continuing power supply to a consumer load while protecting a construction worker and the like from the risk of electric shock even if a power failure occurs in an interconnected distribution system.
In a power converter that outputs converted AC power to a plurality of AC loads and a commercial distribution system via a switch, independent operation is performed by measuring a voltage in a connection line between the switch and the distribution system. Means for tripping a circuit breaker with an external trip function provided on the distribution system side of the plurality of AC loads in the connection line without opening the switch when detected.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽光発電装置用の電力変換器に関するものである。 The present invention relates to a power converter for a photovoltaic power generation apparatus.
本発明が対象とする太陽光発電装置用の電力変換器は、太陽光発電装置が発電した直流電力を交流電力へ変換し、それを需要家の複数の交流負荷および商用の配電系統へ供給するものであり、電力変換器の出力端が開閉器を介して商用の配電系統に接続され、また、開閉器と商用の配電系統との接続ラインに並列に需要家負荷である複数の交流負荷が接続されている。 The power converter for a photovoltaic power generation apparatus targeted by the present invention converts the DC power generated by the photovoltaic power generation apparatus into AC power and supplies it to a plurality of AC loads and commercial distribution systems of consumers. The output end of the power converter is connected to a commercial power distribution system via a switch, and a plurality of AC loads, which are consumer loads, are connected in parallel to the connection line between the switch and the commercial power distribution system. It is connected.
ところで、電力会社が運用する配電系統では、工事等のために停電が発生する場合がある。この場合、電力変換器から配電系統の工事区間へ電力が供給されると、工事作業者等が感電する危険性がある。 By the way, in a power distribution system operated by an electric power company, a power failure may occur due to construction or the like. In this case, if electric power is supplied from the power converter to the construction section of the distribution system, there is a risk that a construction worker or the like may receive an electric shock.
そのため、従来の太陽光発電装置用の電力変換器では、開閉器と商用の配電系統との接続ラインにおける系統電圧の位相等を監視し、配電系統に停電が発生した場合、単独運転の発生を検出したとして、開閉器を開路して電力変換器を配電系統から解列し、停電している配電系統へ電力出力が行われないようにしている。 Therefore, conventional power converters for photovoltaic power generation equipment monitor the phase of the system voltage in the connection line between the switch and the commercial power distribution system, etc., and if a power failure occurs in the power distribution system, an independent operation is generated. As detected, the switch is opened and the power converter is disconnected from the distribution system so that no power is output to the power distribution system that is out of power.
しかし、配電系統において停電が発生した場合に、電力変換器が出力を停止すると、需要家負荷は、電力の供給がなくなり、停止してしまうという問題がある。 However, when a power failure occurs in the power distribution system, if the power converter stops output, the customer load is stopped due to the absence of power supply.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、連系する配電系統に停電が発生しても、工事作業者等を感電の危険性から保護しつつ、需要家負荷への電力供給は継続することができる電力変換器を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and even if a power failure occurs in the interconnected distribution system, the power supply to the consumer load is continued while protecting the construction workers and the like from the risk of electric shock. An object is to obtain a power converter that can be used.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、変換した交流電力を開閉器経由で複数の交流負荷および商用の配電系統へ出力する電力変換器において、前記開閉器と前記配電系統との間の接続ラインにおける電圧計測により単独運転を検出したとき、前記開閉器を開路せずに、前記接続ラインにおける前記複数の交流負荷の前記配電系統側に設けた外部トリップ機能付遮断器をトリップさせる手段を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a power converter that outputs converted AC power to a plurality of AC loads and a commercial power distribution system via a switch. A circuit breaker with an external trip function provided on the power distribution system side of the plurality of AC loads in the connection line without opening the switch when a single operation is detected by voltage measurement in a connection line between the system and the system A means for tripping is provided.
本発明によれば、連系する配電系統に停電が発生しても、工事作業者等を感電の危険性から保護しつつ、需要家負荷への電力供給は継続することができるという効果を奏する。 According to the present invention, even if a power failure occurs in the interconnected distribution system, the power supply to the consumer load can be continued while protecting the construction worker and the like from the risk of electric shock. .
以下に、本発明にかかる電力変換器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of a power converter according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による電力変換器の構成を示すブロック図である。図1において、太陽電池アレイ1は、工場や病院、ホテル等の需要家において自己需要電力分を賄うことを目的とした自家用発電機として設置される太陽光発電装置である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a power converter according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a solar cell array 1 is a solar power generation apparatus installed as a private power generator for the purpose of supplying self-demanded electric power to consumers such as factories, hospitals, and hotels.
この太陽電池アレイ1が発電した直流電力は、接続箱2を介して電力変換器3に入力される。電力変換器3は、入力電圧を昇圧等するコンバータ部および交流電力へ変換するインバータ部を備える主回路部3a、主回路部3aの出力端に一端が接続され、他端が需要家の分電盤4に接続される開閉器3bの他に、本実施の形態1に関わる単独運転時制御部3cを備えている。開閉器3bは、リレーや電磁開閉器で構成される。
The DC power generated by the solar cell array 1 is input to the
分電盤4には、開閉器3bの他端に一端が接続される太陽光発電用ブレーカ5と、太陽光発電用ブレーカ5の他端に一端が接続される配電線6と、配電線6に一端が並列に接続される複数の分岐遮断器7と、配電線6の他端側に一端が接続される外部トリップ機能付遮断器8と、外部トリップ機能付遮断器8の他端に一端が接続される電流制限器9とが配置されている。そして、外部トリップ機能付遮断器8の他端と電流制限器9の一端との接続ラインに系統電圧観測点10が設定され、単独運転時制御部3cに接続されている。複数の分岐遮断器7の各他端には、需要家の交流負荷(以降、単に「負荷」と記す)が接続されている。また、電流制限器9の他端は、電力会社が運用する配電系統11に接続されている。
The
以上の構成において、まず、一般的な動作について簡単に説明する。分電盤4に配置される太陽光発電用ブレーカ5および電流制限器9は、需要家が開閉操作するが、通常閉路状態になっている。また、外部トリップ機能付遮断器8は、例えば漏電遮断器に外部信号でトリップする機能を取り付けたものであり、配電系統11に停電が発生していない平常時は、単独運転制御部3cが動作せず閉路状態になっている。また、複数の分岐遮断器7のうち運転する負荷に対応する分岐遮断器7が、運転開始時に閉路操作される。そして、電力変換器3の開閉器3bも、運転開始時に閉路操作される。
In the above configuration, first, general operations will be briefly described. The photovoltaic
電力変換器3は、太陽電池アレイ1から直流電力の供給を受け、その直流電圧の昇圧を行って交流電力へ変換し、開閉器3bを介して複数の負荷へ交流電力を供給する。太陽電池アレイ1の発電電力は、日照時間や日射量、日射強度などの影響を受ける。そのため、電力変換器3が変換出力する交流電力が複数の負荷の必要電力量に足りない場合は、その不足分が配電系統11から複数の負荷に供給される。また、電力変換器3が変換出力する交流電力が複数の負荷の必要電力量を超える場合には、その余剰分が配電系統11へ出力される。
The
このような連系運転時において、電力変換器3の単独運転時制御部3cは、系統電圧観測点10の系統電圧Vgの位相等を監視し、配電系統11に停電が発生し電力変換器3が単独運転に移行したことを検出すると、開閉器3bを開路せずに外部トリップ機能付遮断器8をトリップさせ、複数の負荷および電力変換器3を配電系統11から解列する。
During such interconnection operation, the independent
これによって、需要家の複数の負荷は、電力変換器3から継続して電力が供給されるので、配電系統11が停電しても運転を継続することができる。また、停電している配電系統11に電力変換器3から交流電力が供給されないので、工事作業者等を感電の危険性から保護できる。
Thereby, since the electric power is continuously supplied from the
以上のように、実施の形態1によれば、連系する配電系統に停電が発生しても、工事作業者等を感電の危険性から保護しつつ、需要家負荷への電力供給は継続することができる太陽光発電装置用の電力変換器が得られる。 As described above, according to the first embodiment, even if a power failure occurs in the interconnected distribution system, power supply to the consumer load continues while protecting the construction workers and the like from the risk of electric shock. A power converter for a photovoltaic power generation device that can be obtained is obtained.
実施の形態2.
図2は、本発明の実施の形態2による電力変換器の構成を示すブロック図である。なお、図2では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないし同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは本実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a power converter according to
図2において、本実施の形態2による電力変換器では、図1(実施の形態1)に示した構成において、単独運転時制御部3cに代えて単独運転時制御部3dが設けられている。その他の構成は、図1と同様である。
In FIG. 2, the power converter according to the second embodiment is provided with an independent operation control unit 3d in place of the independent
需要家の複数の負荷の中には電力供給が途絶えると困るものがある。一方、太陽電池アレイ1の発電電力は、日照時間や日射量、日射強度などの影響を受ける。そこで、複数の負荷のそれぞれに重要度に応じて優先順位を定め、その優先順位に従って配電系統へ出力する電力量とその電力量のときに運転しない負荷とを対応付けした解列負荷テーブルを単独運転時制御部3dに設定してある。 Some of the customer's loads may be problematic if the power supply is interrupted. On the other hand, the power generated by the solar cell array 1 is affected by the sunshine time, the amount of solar radiation, and the intensity of solar radiation. Therefore, priorities are determined for each of a plurality of loads in accordance with the importance, and a disjunctive load table that associates the amount of power output to the power distribution system according to the priorities with the load that does not operate at that amount of power It is set in the operation control unit 3d.
単独運転時制御部3dは、実施の形態1にて説明したように、単独運転を検出して外部トリップ機能付遮断器8をトリップさせ、複数の負荷および電力変換器3を配電系統11から解列すると(単独運転時制御部3cの動作)、主回路部3aから、変換対象の直流電力量または変換した交流電力量を取得し、それに基づき解列負荷テーブルを参照して解列する負荷を定め、その解列する低優先度の負荷に対応する分岐遮断器7を開路することを行う。
As described in the first embodiment, the single operation control unit 3d detects the single operation, trips the
以上のように、実施の形態2によれば、太陽光発電装置用の電力変換器の単独運転時に出力する交流電力量に応じて、優先度の低い負荷を解列するので、優先度の高い負荷への電力供給性能を向上させることができる。 As described above, according to the second embodiment, a load having a low priority is disconnected in accordance with the amount of AC power output during the single operation of the power converter for the photovoltaic power generator. Power supply performance can be improved.
以上のように、本発明にかかる電力変換器は、連系する配電系統に停電が発生しても、工事作業者等を感電の危険性から保護しつつ、需要家負荷への電力供給は継続することができる太陽光発電装置用の電力変換器として有用である。 As described above, the power converter according to the present invention continues to supply power to the customer load while protecting the construction workers from the risk of electric shock even if a power failure occurs in the interconnected distribution system. It can be used as a power converter for a solar power generation device.
1 太陽電池アレイ
2 接続箱
3 電力変換器
3a 主回路部
3b 開閉器
3c,3d 単独運転時制御部
4 分電盤
5 太陽光発電用ブレーカ
6 配電線
7 分岐遮断器
8 外部トリップ機能付遮断器
9 電流制限器
10 系統電圧観測点
11 配電系統
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記開閉器と前記配電系統との間の接続ラインにおける電圧計測により単独運転を検出したとき、前記開閉器を開路せずに、前記接続ラインにおける前記複数の交流負荷の前記配電系統側に設けた外部トリップ機能付遮断器をトリップさせる手段
を備えたことを特徴とする電力変換器。 In a power converter that outputs converted AC power to multiple AC loads and commercial distribution systems via a switch,
When a single operation is detected by voltage measurement in a connection line between the switch and the power distribution system, the switch is not opened, and is provided on the power distribution system side of the plurality of AC loads in the connection line. A power converter comprising means for tripping a circuit breaker with an external trip function.
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電力変換器。 Depending on the amount of AC power output to the distribution system via the switch, the switch is connected in parallel between the switch and the circuit breaker with external trip function in the connection line. The power converter according to claim 1, further comprising means for selectively opening a circuit breaker corresponding to an AC load having a low priority among the plurality of AC loads.
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- 2012-03-26 JP JP2012069887A patent/JP2013201871A/en active Pending
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