JPH02155437A - 系統連系用インバータ装置の運転制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は交流系統から入力される交流を直流に変換して
蓄電池を充電するサイリスク整流器を備え、放電モード
時蓄電池を入力電源とする系統連系用インバータ装置の
運転制御方法に関する。

（従来の技術） 従来の系統連系用インバータ装置としては、例えば第４
図に示すような回路構成のものがある。

第４図において、１は蓄電池、２はこの蓄電池１０入出
力回路に設けられた主回路しゃ断器、３は同じく接触器
である。４は交流系統１１から主回路しゃ断器１０およ
び変圧器７を介して入力される交流を直流に変換して蓄
電池１を充電するサイリスク整流器、５は蓄電池１から
出力される直流を所定周波数の交流に変換するインバー
タ回路で、このインバータ回路５の出力は変圧器８およ
び接触器９を介し、さらに主回路しゃ断Ｗ１０を介して
交流系統１１に供給される。また、１２はチョッパ回路
６の出力を平滑する平滑コンデンサ、１３はこの平滑コ
ンデンサ１２と並列に接触器１４を介して接続された放
電抵抗である。さらに、１５はインバータ回路５の制御
回路内に備えられたリングカウンタ１６の出力信号と補
助変圧器１７を介して検出された交流系統１１の電圧信
号とを比較し、位相の一致が検出されると接触器９に投
入指令を与える同期検定回路である。

このように構成されたインバータ装置は、一方向放電で
あり、充電時はインバータ回路５を用いずサイリスク整
流器４による充電が行なわれる。

また、放電時には直流入力電圧のＬ昇に伴う電圧変動が
あってもチョッパ回路６により電圧を安定化してインバ
ータ回路５に入力している。

ここで、整流器４．インバータ回路５．チョッパ回路６
のゲート制御信号、接触器の開閉指令信号および直流電
圧の変化を充電時の場合を第５図に、また放電時の場合
を第６図に示す。

第５図に示す充電時のタイムチャートの（ａ）は充電運
転信号で、ｔｏ−ｔ４が充電運転オン信号、（ｂ）はサ
イリスタ整流器４のゲート信号で、ｔ　ｏ’＝　ｊ　２
がゲートブロックされ、ｔ２〜ｔ４がゲートデブロック
され、ｔ４以降はゲートブロックされる。（Ｃ）はイン
バータゲート信号で、充電時は常にインバータ回路５が
ゲートブロックされる。（ｄ）はチョッパゲート信号で
、充電時は常にチョッパ回路６がゲートブロックされる
。

したがって、（ｅ）に示すようにｔ３時点で接触器３が
投入し、充電運転が開始されると、交流系統１１→主回
路しゃ断器１０→変圧器７→サイリスタ整流器４→接触
器３→主回路しゃ断器２→蓄電池１のルートで充電運転
される。

次に第６図に示す放電時のタイムチャートにおいて、（
ａ）は放電運転のオン、オフを示す。

ｔｏ時点で放電運転オン信号が入り、ｔ１時点経過後に
（ｇ）に示すように接触器１４がオフする。

次にｔ２時点を経過すると、（ｂ）に示すようにサイリ
スク整流器４のゲートがゲートデブロックされ、平滑コ
ンデンサー２にプリチャージされる。

ｔ３時点で（ｃ）、（ｄ）に示すようにインバータ回路
５およびチョッパ回路６がゲートブロック ッパ回路６がオンする。

したがって、１４時点で（ｅ）に示すように、接触器３
がオンすると、蓄電池１→主回路しゃ断器２のルートを
通してチョッパ回路６およびインバータ回路５に直流電
力が供給される。そして、１、時点を経過し、且つ同期
検定回路１５により同期が検出されると、（ｆ）に示す
ように接触器９をオンし、交流系統１１に連系する。こ
の場合、同期検定回路１５ではインバータ回路５を制御
するインバータ制御回路内のリングカウンタ１６の信号
と、補助変圧器１７を介して検出された電力系統１１の
電圧信号の位相の一致を見て同期検定を行なっている。

ところで、最近新型電池の開発に伴ってこの新型電池を
前述したような系統連系用インバータ装置に組合せて適
用するシステムの研究が行なわれており、今後その実用
化が期待されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前述した従来の系統連系用インバータ装置の直
流電源として新型電池を用いた場合、充電電圧の最高値
と放電電圧の最高値との差が大きく、新型電池を最高値
で充電した後の開放電圧が放電モードにおける定格最大
直流電圧を大幅に越えるため、チョッパ回路の制御範囲
を越えてしまう。したがって、チョッパ回路の出力電圧
は過電圧となってインバータ回路が故障停止し、起動で
きなくなるという問題があった。

一方、チョッパ回路の制御範囲を蓄電池の開放電圧を含
めて選定すればよいが、この２？ようにすると、昇圧チ
ョッパ固有の非線形特性に起因する不安定現象が生じ、
チョッパ出力電圧（ＶＣＩＩＰ）が不安定になるという
問題がある。

本発明は放電モード時における蓄電池の開放電圧がチョ
ッパ制御範囲を越える高い電圧であっても、故障停止す
ることなく安定した状態で起動および運転を行なうこと
ができる系統連系用インバータ装置の運転制御方法を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、第１の方法として交
流系統から入力される交流を整流器により直流に変換し
、第１の開閉手段を介して蓄電池を充電する充電系を備
え、放電時前記蓄電池から第１の開閉手段を介して出力
される直流をチョッパ回路を通して入力し、これを所定
周波数の交流に変換して前記交流系統に第２の開閉手段
を介して出力するようにした系統連系用インバータ装置
において、放電モード時前記第１の開閉手段により前記
蓄電池を前記インバータ装置に接続する以前に前記第２
の開閉手段により前記インバータ装置を前記交流系統に
接続して前記充電系を通しての系統連系運転を行ない、
しかる後前記第１の開閉手段により蓄電池を接続して放
電モード運転を行なうようにするものである。

また、第２の方法として放電モードによる起動待前記蓄
電池の出力を第３の開閉手段により放電回路に接続して
直流入力電圧を低下させ、次いで前記第１の開閉手段に
より前記蓄電池を前記インバータ装置に接続した後、前
記第３の開閉手段を開放すると共に前記第２の開閉手段
より前記インバータ装置を前記交流系統に接続して放電
モード運転を行なうようにするものである。

（作用） このような系統連系用インバータ装置の運転方法によれ
ば、＃を電池の開放電圧がチョッパ制御範囲を越える高
い電圧であっても、充電系を通しての系統連系運転後に
蓄電池を接続して負荷を持たせるか、又は放電回路に接
続して該蓄電池の直流電圧を放電モード起動時に低下さ
せることにより、故障停＋ｌさせることなく安定した状
態で起動および運転を行なうことが可能となる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する 本実施例では、系統連系用インバータ装置の主回路構成
は第４図に示す従来例と同様なので、ここではその説明
を省略する。また、充電モード時における作用は第５図
と同様なので、その説明を省略し、ここでは第１図に示
すタイムチャートにより放電モード時の作用について述
べる。

今、ｔｏ時点において（ａ）に示すように放電運転指令
がオンとなると、１．時点で（ｇ）に示すように接触器
１４がオフとなり、次いでｔ２時点で（ｂ）に示すよう
にサイリスク整流器４がゲートデブロックされる。そし
て、ｔ３時点で（ｃ）、（ｄ）に示すようにインバータ
回路５およびチョッパ回路６がゲートデブロックされる
。

したがって、サイリスタ４．インバータ回路５およびチ
ョッパ回路６は順次動作を開始する。その後、（４１時
点で（ｇ）に示すように接触器９がオンすると、交流系
統１１−主回路しゃ断器１〇−変圧器７−サイリスク整
流器４→チョッパ回路６−インバータ回路５−変圧器８
−接触器９−交流系統１１というループにより系統連系
運転が確率される。

次にｔ５時点で（ｅ）に示すように接触器３をオンする
と、インバータ回路５に対する直流電力供給源として蓄
電池１側に切替えられると同時に（ｂ）に示すようにサ
イリスク整流器４がゲートブロックされる。これにより
、インバータ装置は蓄電池１→主回路しゃ断器２→接触
器３−チョッパ回路６−インバータ回路５→変圧器８→
接触器９−主回路しゃ断器−交流系統１１のルートで放
電運転される。

このように本実施例では第１図に示すシーケンスから明
らかなように、放電モード起動時においては整流器４よ
りインバータ回路５に直流電力を供給し、１４時点で（
ｆ）に示す接触器９をオンして交流系統１１と連系した
後、１５時点で（ｅ）に示す接触器３をオンして整流器
４の出力電圧より高い電圧を宵する蓄電池１に切替えて
直流電力をインバータ回路５に供給している。したがっ
て、高い開放電圧を持つ蓄電池１は、蓄電池自身の特性
である負荷による電圧の低下により、放電モード起動時
に直流電圧が低下するので、チョッパ回路６にはヨッパ
制御範囲を越えた過電圧が加わるようなことがなくなり
、インバータ回路５の出力電圧も過７１ｉ圧とはならな
い。これにより蓄電池１の開放電圧がチョッパ制御範囲
を越えていてもインバータ装置を故障停止させることな
く、安定した起動制御を行なうことができる。

次に本発明の他の実施例を第２図および第３図により説
明する。

まず、第２図によりその構成について説明するに、ここ
では第４図と異なる点を述べる。本実施例では、主回路
しゃ断器２と接触器３との間に接触器１８の一端を接続
し、その他端を接触器１４と放電抵抗１３との間に接続
する構成の他は第４図と同じである。

次にこのような構成のインバータ装置の作用を第３図に
より説明する。ｔｏ時点で（ａ）に示すように放電運転
指令がオンとなり、ｔ１時点で（ｂ）に示すようにサイ
リスタ整流器４がゲートデブロックされ、ｔ２時点で（
ｃ）、（ｄ）に示すようにインバータ回路５およびチョ
ッパ回路６がゲートデブロックされてインバータ装置が
系統連系運転されるまでの作用は第１図と同様である。

このような状態で運転されているとき、ｔ９時点で（ｇ
）に示すように接触器１８をオンすると、；ｉｉ［池１
から主回路しゃ断器２および接触器１８を通して放電抵
抗１３に放？！電流が流れ、蓄電池１の開放電圧が低下
する。したがって、１４時点で（ｅ）に示すように接触
器３をオンした後、１５時点で接触器１８をオフするこ
とにより、蓄電池１からチョッパ回路に入力される電圧
はチョッパ制御範囲内に入る。その後、１６時点でサイ
リスタ整流器４をゲートブロックし、１６時点で接触器
１８をオフし、次いでｔ７時点で接触器９をオンして系
統連系による放電モード運転が行なわれる。

このように本実施例では、蓄電池１の開放電圧を接触器
１つをオンすることにより、放電抵抗１３で開放電圧を
低下させることができるので、蓄電池１の開放電圧がチ
ョッパ制御範囲を越える高い電圧の場合でも安定した状
態で放電モードにおける起動および運転が可能となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、放電モト時における
蓄電池の開放電圧がチョッパ制御範囲を越える高い電圧
であっても、故障停止することなく安定した状態で起動
および運転を行なうことができる系統連系用インバータ
装置の運転制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による系統連系用インバータ装置の運転
制御方法の一実施例を示す放電モード時の作用を説明す
るためのタイムチャート、第２図は本発明の他の実施例
による運転制御方法を説明するための系統連系用インバ
ータ装置を示す回路構成図、第３図は同実施例の放電モ
ード時の作用を説明するためのタイムチャート、第４図
は系統連系用インバータ装置を示す回路構成図、第５図
および第６図は従来の系統連系用インバータ装置の充電
モード時および放電モード時の作用を説明するためのタ
イムチャートである。 １・・・蓄電池、２，１０・・・主回路しゃ断器、３゜
９．１４．１８・・・接触器、４・・・サイリスタ整流
器、５・・・インバータ回路、６・・・チョッパ回路、
７．８・・・変圧器、１１・・・交流系統、１２・・・
平滑用コンデンサ、１３・・・放電抵抗、１５・・・同
期検定回路、１６・・・リングカウンタ、１７・・・補
助変圧器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 （ａ）放電１１転ＯＦＦ　　　　　　ＯＮ　　　　　　
　ＯＦＦ第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流系統から入力される交流を整流器により直流
   に変換し、第１の開閉手段を介して蓄電池を充電する充
   電系を備え、放電時前記蓄電池から第１の開閉手段を介
   して出力される直流をチョッパ回路を通して入力し、こ
   れを所定周波数の交流に変換して前記交流系統に第２の
   開閉手段を介して出力するようにした系統連系用インバ
   ータ装置において、放電モード時前記第１の開閉手段に
   より前記蓄電池を前記インバータ装置に接続する以前に
   前記第２の開閉手段により前記インバータ装置を前記交
   流系統に接続して前記充電系を通しての系統連系運転を
   行ない、しかる後前記第１の開閉手段により蓄電池を接
   続して放電モード運転を行なうことを特徴とする系統連
   系用インバータ装置の運転制御方法。
2. （２）交流系統から入力される交流を整流器により直流
   に変換し、第１の開閉手段を介して蓄電池を充電する充
   電系を備え、放電時前記蓄電池から第１の開閉手段を介
   して出力される直流をチョッパ回路を通して入力し、こ
   れを所定周波数の交流に変換して前記交流系統に第２の
   開閉手段を介して出力するようにした系統連系用インバ
   ータ装置において、放電モードによる起動時前記蓄電池
   の出力を第３の開閉手段により放電回路に接続して直流
   入力電圧を低下させ、次いで前記第１の開閉手段により
   前記蓄電池を前記インバータ装置に接続した後、前記第
   ３の開閉手段を開放すると共に前記第２の開閉手段より
   前記インバータ装置を前記交流系統に接続して放電モー
   ド運転を行なうことを特徴とする系統連系用インバータ
   装置の運転制御方法。