JPH06149397A

JPH06149397A - 系統連系用交流変換装置

Info

Publication number: JPH06149397A
Application number: JP4315571A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tanaka; 田中　　良; Kozaburo Kobori; 公三郎小堀; Masaru Kato; 優加藤; Toshiaki Takasago; 敏明高砂; Toru Otani; 透大谷; Noritaka Tazawa; 徳隆田沢
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】商用電源と系統連系運用する場合、負荷変動
があっても商用電源力率を所定値以下に低下させないよ
うにする。【構成】常時は直流発電装置１の出力を交流変換装置
２で交流変換した信号をが高力率で商用電源５に系統連
携して負荷６に供給し、負荷変動によって商用電源力率
が所定値まで低下したときは、商用電源力率がその値以
下とならないように交流変換装置２から出力される交流
分の力率を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流発電装置の出力を
交流変換装置により交流に変換し、商用電源と系統連系
させ負荷に供給する系統連系用交流変換装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要が増えているので、電力
会社でもその需要に応じられるように発電能力を増やし
ているが、需要増加が急な場合は発電能力の増強にも限
界があるので、電力不足を招かないためにはユーザー側
において必要な電力の一部でも自分でまかなうことが望
ましい。

【０００３】この場合、各種の発電方法があるが、例え
ば燃料電池により発電し、その発電出力を交流に変換し
て商用電源と連系運用することが考えられる。

【０００４】燃料電池を使用した場合における従来の基
本制御方法をＰＷＭインバータを用いた交流変換装置に
より図４で説明する。図４において、１は直流発電装
置、２は交流変換装置、５は商用電源、６は負荷であ
る。また、交流変換装置２は主変換手段２０、基準発振
器２１、位相設定器２２、正弦波波形送出器２３、振幅
設定器２４、比較器２５、ゲート駆動回路２６、キャリ
ア三角波発生器２７、比較器２８，２９，３３、比較・
演算器３０、力率設定器３１、周波数・位相変換器３
２、電力設定器３４、連系用リアクトル３５から構成さ
れている。

【０００５】また記号３６、３７、３８は交流変換装置
２の各検出点、記号５１、５２は商用電源側の検出点、
記号８０は商用電源と交流変換装置出力の連系点であ
る。本システムは、直流発電装置１の出力を交流変換装
置２の主変換手段２０、連系リアクトル３５を介し、商
用電源５と連系点８０で接続し、負荷６に接続するよう
になっている。

【０００６】交流変換装置２では基準発振器２１の出力
が位相設定器２２、正弦波波形送出器２３、振幅設定器
２４、比較器２５、ゲート駆動回路２６を介して主変換
手段２０に供給するようになっている。キャリア三角波
発生器２７の出力は比較器２５において、振幅設定器２
４の出力と比較されるようになっている。

【０００７】出力電力検出点３８の検出信号は電力設定
器３４の出力と比較器３３で比較され、その出力は周波
数・位相変換器３２に供給されるようになっている。周
波数・位相検出器３２は商用電源５の検出点５１からの
信号も供給されており、その出力は位相設定器２２の供
給されるようになっている。

【０００８】出力検出点３７の検出信号は力率設定器３
１の出力信号と比較・演算器３０に供給され、その出力
は比較器２９に供給される。比較器２９は商用電源側の
検出点５２からの信号が供給され、その出力が比較器２
８に供給される。

【０００９】比較器２８は主変換手段２０の出力検出点
３６からの信号も供給され、その出力は振幅設定器２４
に供給されるようになっている。

【００１０】本システムによる交流変換装置２の動作は
次の通りである。基準発振器２１で交流変換装置２に必
要な５０Ｈｚ（６０Ｈｚ）に対応する周波数を送出し、
正弦波波形送出器２３は基準発振器２１からの信号に基
づく正弦波を発生させる。

【００１１】この正弦波の振幅は比較器２８の出力によ
って制御されるが、比較器２８は主変換手段２０の出力
に設けられた電圧検出点３６からの電圧フィードバック
信号と、比較器２９の出力とを比較した結果を出力す
る。この正弦波は比較器２５においてキャリア三角波発
生器２７から供給されるキャリア信号と比較され、その
出力はゲート駆動回路２６で増幅され、主変換手段２０
に供給されそこから交流出力が得られる。

【００１２】商用電源５と系統連系をする場合、通常は
直流発電装置１の出力容量が負荷設備容量６より少ない
ため、交流変換装置２を制御し出力を決める必要があ
る。電力設定器３４は交流変換装置２の出力を設定する
もので、この電力設定器３４の設定信号と電力検出点３
８からのフィードバック信号を比較器３３で比較し、比
較結果を周波数・位相変換器３２に供給する。

【００１３】周波数・位相変換器３２は商用電源５の検
出点５１から供給される周波数信号も供給されている。
ところで、交流変換装置２と商用電源５で系統連系をす
る場合は両者の周波数、電圧および位相を合わせる必要
がある。また、商用電源５と交流変換装置２との負荷分
担は両者の電圧位相に差を持たせて制御する。この場合
には、商用電源５の電圧位相に対し、交流変換装置２の
位相を連系リアクトル３５の前で進ませることにより交
流変換装置２側の分担を実施する。

【００１４】従って、比較器３３の出力信号と商用電源
５側の周波数信号を周波数・位相変換器３２に取り込む
ことにより、商用電源５と交流変換装置２の位相を選定
し、その信号を位相設定器２２に入力している。位相設
定器２２では基準発振器２１の信号に周波数・位相変換
器３２からの信号により、主変換手段２０を動作させる
基準位相を決定する。

【００１５】この信号を基に、正弦波波形送出器２３は
理想的な正弦波を作り、振幅設定器２４に供給する。ま
た、振幅設定器２４には比較器２８を介した検出点３６
からのフィードバック信号も供給されており、それらの
信号によって交流変換装置２の出力電圧を設定するため
の正弦波振幅がを振幅設定器２４で決定される。

【００１６】この信号とキャリア三角波発生器２７から
のキャリア信号を比較器２５で比較することにより、主
変換回路２０を動作させるＰＷＭ信号を得る。実際には
本ＰＷＭ信号をゲート駆動回路２６で増幅し、主変換手
段２０のゲート信号とすることにより交流変換装置２に
必要な交流出力を送出し、連系点８０で商用電源５と系
統連系され、負荷６に電力が供給される。

【００１７】ところで、前述のように直流発電装置１の
出力容量は有限であり、負荷容量より小さいが、商用電
源５と系統連系することにより信頼性の確保を図れるう
え、商用電源５よりランニングコストが安価であること
から、直流発電装置１の出力を最大限有効利用を図る必
要がある。従って、直流発電装置１を入力とする交流変
換装置２の出力と商用電源５を連系する場合には、交流
変換装置２出力の無効電力を制御し、交流変換装置は高
力率（力率１）で運転される。

【００１８】その場合の制御方法は、図４において連系
リアクトル３５の出力の検出点３７で力率を検出し、力
率設定器３１で設定した力率（例えば、力率１）を比較
・演算器３０で比較する。この信号と商用電源５側の力
率を検出する検出点５２からの信号を比較器２９で比較
し、その出力を比較器２８に供給する。

【００１９】つまり、交流変換装置２を高力率出力にす
るのは、交流変換装置２の出力電圧値を制御することに
より行われる。

【００２０】図５に系統連系した場合の交流変換装置２
と商用電源５を系統連系した場合の電圧・電流の関係の
ベクトルを示す（実際には３相出力電圧であるが、ここ
では説明を簡易にするために１相で示す）。

【００２１】図５において、ＶCは商用電源電圧、ＶI
（ＶI1，ＶI2）は交流変換装置出力電圧、ＶL は連系リ
アクトル電圧、ＡC（ＡC1，ＡC2）は商用電流、ＡI（Ａ
I1、ＡI2）は交流変換装置出力電流、ＡTは負荷電流で
ある。商用電源と交流変換装置との負荷分担は商用電源
電圧ＶCと交流変換装置出力電圧ＶIに位相差を設けるこ
とであり、具体的には商用電源電圧ＶCに対し、交流変
換装置出力電圧ＶIの位相角αを進ませて行う。

【００２２】例えば、図に示したように交流変換装置２
の出力電圧をＶI1とし、商用電源電圧をＶC 、位相角を
αとした場合の交流変換装置出力電流はＡI1であり、商
用電源電流はＡC1となり、総合の負荷電流ＡT との負荷
分担を行っている。

【００２３】ところで、直流発電装置１を入力とする交
流変換装置２は前述のように高力率で動作させ、直流発
電装置１側からの有効電力を最大限利用する制御として
は、連系点８０において、商用電源電圧ＶCと交流変換
装置出力電流ＡIの位相を一致させるように交流変換装
置２の出力電圧ＶIを制御することである。

【００２４】図５にその例を示してあり、商用電源電圧
ＶC に対し、連系リアクトル３５の電圧ＶL が直角にな
るように、交流変換装置２の主変換手段２０の出力電圧
を制御する。このことは主変換手段２０の電圧検出点３
６で検出した電圧信号と、連系リアクトル３５出力の力
率検出点３７の力率信号のフィードバックにより振幅設
定器２４で電圧振幅を設定することにより制御する。

【００２５】もし、交流変換装置２の出力を増やす場合
にも、図５に示したように連系リアクトル３５の電圧と
商用電源電圧ＶC のベクトルが直角になるように交流変
換装置ＶI （ここではＶI2）を制御すれば可能である。
この関係を維持することにより、交流変換装置２からは
常に有効電力のみを負荷に供給することができる。

【００２６】以上説明したように直流発電装置からの有
効電力を出来るだけ多く取り出すように、交流変換装置
の出力を高力率で供給する方法は、燃料電池や太陽電池
などをエネルギー源とする直流発電装置の電力供給方法
として一般的に用いられている。この様な供給方法は直
流発電装置の出力容量が負荷容量に比べ少ない場合は問
題ないが、第５図に示したように交流変換装置２の出力
電流ＡI がＡI1からＡI2のように増えてくると商用電源
側の電流ＡC がＡC1からＡC2のように変化するため、商
用電源５からの無効電力の供給を増やさなくてはならな
い。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図６に交
流変換装置出力と負荷と商用電源の負荷電力量と力率の
関係を示すように、一般に商用電源力率は０．８５を下
回ることは許されていないうえ、むしろ高いことが要求
される。従って、交流変換装置２の出力を高力率運転を
維持することは、直流発電装置１の出力を有効に使用す
ることの効果は大きいが、電力供給方式としては、系統
の信頼性や安定な電力の供給や、他の需要家への悪影響
をおよぼすという問題があった。

【００２８】すなわち従来、直流発電装置の出力に交流
変換装置を接続し、交流電力に変換し、商用電源と系統
連系をして負荷に電力を供給するシステムでは負荷容量
に対して、直流発電装置容量が非常に少容量であった。
このため、交流変換装置を高力率で供給し、無効電力は
商用電源側から供給するような構成を採っても何ら問題
は生じなかった。

【００２９】そして、一般的な装置では商用側の力率が
極端に低下したときのみ交流変換装置出力の力率設定を
マニュアルで変更する方法が用いられてきた。ところ
が、直流発電装置出力の割合が負荷容量に対して無視で
きなくなる（一般には２５％以上）程大きくなると、交
流変換装置を常時、高力率で運転すると商用電源側に過
大の無効電力の供給が必要になってくる。

【００３０】これに対し、本発明では交流変換装置出力
の力率に加え、商用電源および負荷の力率を常時監視し
て、直流発電装置側のエネルギーコストの削減と系統連
系システムの高信頼化を図ろうとするものである。本発
明はこのような課題を改善するものであり、商用電源お
よび負荷力率を監視し、商用電源力率が低下し、悪影響
を及ぼす前に交流変換装置出力の力率を制御し、商用電
源力率を悪化させない範囲で直流発電装置からの有効電
力を最大限取り出せるようにしたものである。このよう
に構成すると、直流発電装置側のエネルギーコストの削
減と系統連系システムの高信頼化を図れる。

【００３１】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、商用電源力率と負荷力率を監視する
ことによって、商用電源の力率が所定値以下になったと
きは商用電源側の力率が予め決めた値を下回らないよう
に交流変換装置の力率を調整するようにしたものであ
る。

【００３２】

【作用】常時は直流発電装置出力を交流変換装置で交流
変換した信号をが高力率で商用電源に系統連携して負荷
に供給し、負荷変動によって商用電源力率が所定値まで
低下したときは、商用電源力率がその値以下とならない
ように交流変換装置から出力される交流分の力率を制御
する。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。なお、図中従来の技術で説明したものと同一の
ものは、同じ記号を付してある。図１は本発明の一実施
例を示すブロック図であり、１は直流発電装置、２は交
流変換装置、５は商用電源、６は負荷である。また、交
流変換装置２は主変換手段２０、基準発振器２１、位相
設定器２２、正弦波波形送出器２３、振幅設定器２４、
比較器２５、ゲート駆動回路２６、キャリア三角波発生
器２７、比較器２８，２９，３３，７１、力率設定器３
１、周波数・位相変換器３２、電力設定器３４、連系用
リアクトル３５、比較・演算器３０，７３とから構成さ
れている。なお、比較・演算器３０および力率設定器３
１は変換装置側力率監視手段を構成している。

【００３４】また、記号３６、５２は電圧検出点、記号
３７、７５、７６は力率検出点であって、記号３８，５
１は電力検出点、７２は商用電源側力率設定器、７４は
切換器、記号８０は商用電源５交流変換装置２の連系点
である。力率検出点７５、７６のうち記号７５は連系手
点８０より商用電源側に設けられた商用電源力率検出
点、記号７６は連系点８０より負荷側に設けられた負荷
力率検出点である。

【００３５】なお、比較器７１は商用電源力率検出点７
５の力率が商用電点力率設定器７２で設定した力率まで
低下したとき出力信号を送出するようになっており、比
較・演算器７３は比較器７１より出力信号が供給された
とき、負荷力率検出点７６の力率が商用電源力率設定器
で設定した力率となるように制御する信号を出力するよ
うになっている。ただし、比較・演算器７３の出力は負
荷力率変化の傾斜に適合させて出力されるようになって
おり、比較・演算器７３の出力信号によって過剰な力率
補正が行われないようになっている。なお、比較器７１
および商用電点力率設定器７２は商用電源力率監視手段
を構成している。

【００３６】本システムの構成は、直流発電装置１の出
力を交流変換装置２の主変換手段２０、連系リアクトル
３５を介し、商用電源５と連系点８０で接続し、負荷６
に接続するようになっている。

【００３７】交流変換装置２では基準発振器２１の出力
を位相設定器２２、正弦波波形送出器２３、振幅設定器
２４、比較器２５、ゲート駆動回路２６を介して、主変
換手段２０に供給するようになっている。キャリア三角
波発生器２７の出力は比較器２５において、振幅設定器
２４の出力と比較されるようになっている。

【００３８】出力電力検出点３８の検出信号は電力設定
器３４の出力と比較器３３で比較され、その出力は周波
数・位相変換器３２に供給されるようになっている。周
波数・位相検出器３２は商用電源５の検出点５１からの
信号も供給されており、その出力は位相設定器２２の供
給されるようになっている。

【００３９】出力検出点３７の検出信号は力率設定器３
１の出力信号と比較・演算器３０に供給され、その出力
は比較器２９に供給される。比較器２９は商用電源側の
検出点５２からの信号が供給され、その出力が比較器２
８に供給される。

【００４０】比較器２８は主変換手段２０の出力検出点
３６からの信号も供給され、その出力は振幅設定器２４
に供給されるようになっている。

【００４１】商用電源５と連系点８０との間に商用電源
力率検出点７５を設け、連系点８０と負荷６との間に負
荷力率検出点７６を設けており、商用電源力率検出点７
５の検出信号と商用電源力率設定器７２の信号は比較器
７１に入力するようになっている。そして比較器７１の
出力は負荷力率検出点７６からの信号と共に比較・演算
器７３に供給するようになっている。

【００４２】比較・演算器３０の出力と比較器・演算器
７３の出力は共に切換器７４に供給され、切換器７４は
比較・演算器７３から出力信号が送出されているときは
その信号を選択して送出し、それ以外のときは比較し比
較・演算器３０の出力信号を送出するようになってい
る。

【００４３】本システムによる交流変換装置２の動作は
次の通りである。基準発振器２１で交流変換装置２に必
要な５０Ｈｚ（６０Ｈｚ）に対応する周波数を送出し、
正弦波波形送出器２３は基準発振器２１からの信号に基
づく正弦波を発生させる。

【００４４】この正弦波の振幅は振幅設定器２４におい
て比較器２８の出力に基づいて制御されるが、比較器２
８は主変換手段２０の出力に設けられた電圧検出点３６
からの電圧フィードバック信号と、比較器２９の出力と
を比較した結果を出力する。そして、比較器２５におい
てキャリア三角波発生器２７から供給されるキャリア信
号と比較され、その出力はゲート駆動回路２６で増幅さ
れ、主変換手段２０に供給されそこから交流出力が得ら
れる。

【００４５】商用電源５と系統連系をする場合、通常は
直流発電装置１の出力容量が負荷設備容量６より少ない
ため、交流変換装置２を制御し出力を決める必要があ
る。電力設定器３４は交流変換装置２の出力を設定する
もので、この電力設定器３４の設定信号と電力検出点３
８からのフィードバック信号を比較器３３で比較し、比
較結果を周波数・位相変換器３２に供給する。

【００４６】周波数・位相変換器３２は商用電源５の検
出点５１から供給される周波数信号も供給されている。
ところで、交流変換装置２と商用電源５で系統連系をす
る場合は両者の周波数、電圧および位相を合わせる必要
がある。また、商用電源５と交流変換装置２との負荷分
担は両者の電圧位相に差を持たせて制御する。この場合
には、商用電源５の電圧位相に対し、交流変換装置２の
位相を連系リアクトル３５の前で進ませることにより交
流変換装置２側の分担を実施する。

【００４７】従って、比較器３３の出力信号と商用電源
５側の周波数信号を周波数・位相変換器３２に取り込む
ことにより、商用電源５と交流変換装置２の位相を選定
し、その信号を位相設定器２２に入力している。位相設
定器２２では基準発振器２１の信号に周波数・位相変換
器３２からの信号により、主変換手段２０を動作させる
基準位相を決定する。

【００４８】この信号を基に、正弦波波形送出器２３は
理想的な正弦波を作り、振幅設定器２４に供給する。ま
た、振幅設定器２４には比較器２８を介した検出点３６
からのフィードバック信号も供給されており、それらの
信号によって交流変換装置２の出力電圧を設定するため
の正弦波振幅が振幅設定器２４で決定される。

【００４９】この信号とキャリア三角波発生器２７から
のキャリア信号を比較器２５で比較することにより、主
変換回路２０を動作させるＰＷＭ信号を得る。実際には
本ＰＷＭ信号をゲート駆動回路２６で増幅し、主変換手
段２０のゲート信号とすることにより交流変換装置２に
必要な交流出力を送出し、連系点８０で商用電源５と系
統連系され、負荷６に電力が供給される。

【００５０】ところで、前述のように直流発電装置１の
出力容量は有限であり、負荷容量より小さいが、商用電
源５と系統連系することにより信頼性の確保を図れるう
え、商用電源５よりランニングコストが安価であること
から、直流発電装置１の出力を最大限有効利用を図る必
要がある。従って、直流発電装置１を入力とする交流変
換装置２の出力と商用電源５を連系する場合には、交流
変換装置２出力の無効電力を制御し、交流変換装置２は
高力率（力率１）で運転される。

【００５１】その場合の制御方法は、図２において連系
リアクトル３５の出力の検出点３７で力率を検出し、力
率設定器３１で設定した力率（例えば、力率１）を比較
・演算器３０で比較する。この信号と商用電源５側の力
率を検出する検出点５２からの信号を比較器２９で比較
し、その出力を比較器２８に供給する。

【００５２】つまり、交流変換装置２を高力率出力にす
るのは、交流変換装置２の出力電圧値を制御することに
より行われる。

【００５３】図２に系統連系した場合の交流変換装置２
と商用電源５を系統連系した場合の電圧・電流の関係の
ベクトルを示す（実際には３相出力電圧であるが、ここ
では説明を簡易にするために１相で示す）。図２におい
て、ＶC は商用電源電圧、ＶI（ＶI1，ＶI2）は交流変
換装置出力電圧、ＶL は連系リアクトル電圧、ＡC（ＡC
1，ＡC2）は商用電流、ＡIは交流変換装置出力電流、Ａ
T は負荷電流である。また、図３に負荷電力と交流変換
装置２、商用電源および負荷力率の関係を示した。図２
において商用電源と交流変換装置との負荷分担は商用電
源電圧ＶC と交流変換装置出力電圧ＶI に位相差を設け
ることであり、具体的には商用電源電圧ＶC に対し、交
流変換装置出力電圧Ｖ Iの位相角αを進ませて行う。

【００５４】例えば、図に示したように交流変換装置２
の出力電圧をＶI1とし、商用電源電圧をＶC 、位相角を
αとした場合の交流変換装置出力電流はＡI1であり、商
用電源電流はＡC1となり、総合の負荷電流ＡT との負荷
分担を行っている。

【００５５】ところで、直流発電装置１を入力とする交
流変換装置２は前述のように高力率で動作させ、直流発
電装置１側からの有効電力を最大限利用する制御として
は、連系点８０において、商用電源電圧ＶC と交流変換
装置出力電流ＡI の位相を一致させるように交流変換装
置２の出力電圧ＶI を制御することである。

【００５６】図２にその例を示してあり、商用電源電圧
ＶC に対し、連系リアクトル３５の電圧ＶL が直角にな
るように、交流変換装置２の主変換手段２０の出力電圧
を制御する。このことは主変換手段２０の電圧検出点３
６で検出した電圧信号と、連系リアクトル３５出力の力
率検出点３７の力率信号のフィードバックにより振幅設
定器２４で電圧振幅を設定することにより制御する。

【００５７】つまり、交流変換装置２の出力分担を増や
す場合にも、この条件を満足するように交流電源装置２
の出力電圧を制御する。ところが図３に示したように交
流電源装置２の出力を高力率で給電を続けていくと、商
用電源５からの無効電力の供給を増やさなければならな
いため、商用電源力率が低下してしまう。

【００５８】従って、本発明では図１に示したように力
率検出点７５で商用電源側の力率を検出し、その信号を
商用電源力率設定器７２からの信号と共に比較・演算器
７３で比較する。商用電源力率設定器７２の設定値は本
システムの設置場所により異なるが、ここでは図３に示
したように０．８５とした場合を示した。

【００５９】つまり、交流変換装置２の負荷分担を増大
させた場合、商用電源力率が０．８５になるまで、交流
変換装置２は力率検出点３７からの交流変換装置２自体
の力率を検出し、力率設定器３１と比較して交流変換装
置２が高力率を維持するように比較器２９を介して振幅
設定器２４を制御する。

【００６０】この場合、当然切換器７４は交流変換装置
２の比較・演算器３０の信号で動作するように構成され
ている。このようにして負荷を増大させた場合、商用電
源力率が低下して、設定値の０．８５になると切換器７
４は比較・演算器７３の信号で動作するように切り替え
られる。

【００６１】この場合、前述のように商用電源力率が商
用電源力率設定値で動作可能なように比較器７１から出
力信号を比較・演算器７３の一方の入力信号端子に入力
している。比較・演算器７３では、この信号と負荷力率
を比較してその出力信号を切換器７４を介して比較器２
９に入力する。

【００６２】ここで商用電源力率信号の出力と負荷力率
を比較・演算器７３で比較するのは交流変換装置２の出
力力率を負荷力率の傾斜と一致させるためで、この傾斜
が負荷力率の傾斜より大きすぎると商用力率が設定値よ
り大きくなり、交流変換装置２からの無効電力の供給が
大きくなりすぎるため、直流発電装置１の有効電力利用
が少なくなってしまう。

【００６３】また、交流変換装置２の力率傾斜が負荷力
率傾斜より少ないと、商用力率を更に低下させてしまう
ことになる。従って、交流変換装置２の力率傾斜は負荷
力率と並行になるように制御する必要がある。このた
め、比較・演算器７３で商用電源５側の力率と負荷力率
を比較する。

【００６４】実際の制御方法を図２のベクトル図で説明
する。商用力率が０．８５より大きい場合は、商用電圧
ＶC に対し、交流変換装置２の出力電流ＡI1を同相にな
るように交流変換装置２の出力電圧ＶI1を制御し、その
負荷分担量は概ね、商用電源電圧ＶC と交流変換装置２
の出力電圧ＶI1の位相角αを変えて実施する。

【００６５】なお、この位相角は周波数・位相変換器３
２の出力信号により位相設定器２２で商用電源５の位相
に対する交流変換装置２の位相を決定して実施する。こ
の様にして交流変換装置２を高力率で負荷分担量を増大
していった場合に商用電源力率が設定値（この場合、
０．８５）を検出すると、今まで高力率運転により交流
変換装置２からは有効電力のみを供給していたが、商用
力率を設定値以下に低下させないため、交流変換装置２
から無効電力の供給をする必要がある。

【００６６】この場合の制御としては、今まで商用電源
電圧ＶCと交流変換装置電流ＡIを同相になるように交流
変換装置電圧ＶI を制御していたが、この制御に加え、
交流変換装置電流ＡIを商用電源電圧ＶCより位相を遅ら
せるように交流変換装置の出力電圧ＶI を制御する。

【００６７】この制御としては、図２に示した様に、商
用電源電圧ＶC と交流変換装置出力電圧ＶIの位相角α
は変えないで、交流変換装置２出力電圧ＶIのみ制御す
る。つまり図２に示したように交流変換装置２の出力電
圧ＶI をＶI1からＶI2にする。このことにより、交流変
換装置電流ＡI はＡI1からＡI2に位相が遅れ無効電流を
供給する。

【００６８】この場合、負荷電流ＡTが増大した場合、
商用電源電流ＡCはＡC1からＡC2になり力率は変化しな
い。つまり交流変換装置２の出力電圧を制御することに
より商用力率の変化を制御することが可能となる。

【００６９】これは交流変換装置２の電圧制御ループに
力率制御ループの電圧要素を加味することにより可能と
なる。なお、ここでは負荷が増大し商用力率が低下する
場合について説明したが、負荷が一定でも負荷条件によ
り商用電源力率が低下した場合にも当然、本発明による
制御が可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明では直流発電
装置出力を交流変換した出力と商用電源と系統連系をし
て負荷に電力を供給したとき、商用電源力率が所定値以
下に低下しないように交流変換出力力率を制御するよう
にしたので、エネルギーコストの低減と商用電源力率の
過度の低下を防止することができるようになり、システ
ムの高信頼化および他の需要家への悪影響防止に多大な
効果を発揮することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の装置のベクトル関係を示す図である。

【図３】図１の装置の力率特性を示す図である。

【図４】従来の一例の構成を示すブロック図である。

【図５】図４の装置のベクトル関係を示す図である。

【図６】図４の装置の力率特性を示す図である。

【符号の説明】

１直流発電装置２交流変換装置５商用電源６負荷２０主変換手段２１基準発振器２２位相設定器２３正弦波波形送出器２４振幅設定器２６ゲート駆動回路２７キャリア三角波発生器３１力率設定器３４電力設定器３２周波数・位相変換器３５連系リアクトル７４切換器２５，２８，２９，３３，７１，７３比較器３６，３７，３８，５１，５２，７５，７６検出点３０，７３比較・演算器８０連系点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高砂敏明東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者大谷透東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者田沢徳隆東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】負荷に接続された商用電源受電路に連系
点を設け、直流発電装置出力を交流変換装置によって交
流成分に変換した出力を前記連系点に接続して系統連系
運用する系統連系用交流変換装置において、前記連系点より商用電源側に設けた商用電源力率検出点
の力率が予め設定した力率まで低下したとき出力信号を
送出する商用電源力率監視手段と、前記商用電源力率監視手段からの出力信号が供給された
とき前記連系点より負荷側に設けた負荷力率検出点の力
率が前記予め設定した力率以下とならないように制御す
る信号を前記交流変換装置に出力する比較・演算器とを
備え、前記交流変換装置は前記比較・演算器から出力信号が供
給されたとき前記商用電源力率検出点の力率が前記予め
設定した力率以下とならないように負荷力率の変化に応
じて力率制御を行うことを特徴とする系統連系用交流変
換装置。