JPS5921236A - インバ−タと電力系統の連系システム - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は他励式インバータと電力系統を連系して成るシ
ステムに係り、％、ＶＣ連系点での系統電圧変動量を低
減し得るようにしたインバータと電力系統の連系システ
ムに関する。

〔発明の技術的背量〕

近年、省エネルギーを目的として直流電力をインノ々−
夕で交流電力に変換して電力系統に供給する、いわゆる
イン・ぐ−夕と電力系統の連系システムの研究開発が各
方面で盛んに行なわれてきている。この際、数ｋＷ〜数
十ｋＷの比較的小規模のンステ′ムは、多量に設置され
る関係」―できる限シ安価なものとする必要があり、こ
のためイン・々−夕として他励式のものを採用し、且つ
その構成素子としてツーイリスタを用いる方式のものが
考えられている。

第１図は、この種の連系システムの主回路構成例を示す
ものである。図において、１は燃料電池、太陽電池等を
用いてなる直流電源で、これには直流リアクトル２を介
して他励式インバータ３の直流側が接続されている。ま
た、この他励式インバータ３０交流側釦は連系変圧器４
を介して、線路インピーダンス、図示しない系統変圧器
の漏れリアクタンスを含めた系統インピーダンス５を有
する電力系統６が連系されている。さらに、上記他励式
イン・９−夕３の交流側の連系変圧器４の２次側には、
進相コンｒンサを兼ねるフィルタ装置７が図示の如く接
続されている。なお、第１図では直流側、汝流□側−′
：し中断器、および他、、！ｌＪ式インバータ３９制御
装。

置はその図示を省略している。また、上記他励式イ・パ
ーク３ｉ安１価で実゛績の高い６個のザイリスタを三相
ブリッジ接続上で構成される。

かかる連系システム１おいて、直流電源１の直流電力は
直流リアクトル２を介して、他励式インバータ３の直流
入方側忙与えられる。そして、その交流出力電力は連系
変圧器４を介して電力系統６に供給さ・れる。その電力
は、図示しなり制ｉ装置に□よシ制−角□βで所定値に
制御される。他励式イン−ｐ’７ｐ’ｓの入出力電圧関
係は、周知のように　　　　　□ にて表わされる。

ここで、Ｅｄは直流電源１４．電１圧１１ｄは直流電流
、Ｒｄは直流回路抵抗、ｖａは連系変圧器４のインバー
タ側交流電圧、Ｉａは同じくインバータ出力電流、Ｘは
転流リアクタンスでその大部分は連系変圧器４の漏れリ
アクタンスである。また、□上記で制御角１βは直流電
圧降下Ｉｄ−Ｒｄ、交流電□圧Ｖ−の変動範囲を考慮し
て決定され、定格運転時は電気角で４５°程度が多い。

そして、力率はｔ４　ｔｘ□□□βで表わ）れるので、
、インバータ３の必要とする無効電力Ｑは有効電力５Ｖ
ａｌａ（２）β＝Ｐと同程度となる。

一方、この場合に他励式インパーク３が発生する高調波
電流は、次数６１±１次（”　ｎ””　１　＊　２　ｔ
・・・）で略その逆数の大きさとなシインパ□−タ出力
電流に比例する。進相コンデンサを兼ねるフィルタ装置
７は、との高調波電流□を所定値に低減すると共に、イ
ンバータ３が必要、とす□、る無効電力を補４して１．
運転力率を、房４５°＝０．’７かも１程度に改善する
。このフィルタ装置７は、５次。

７次の共振フィルタや高域フィルタ等公知の形態をとシ
得る。

さて、電力系統６に電力を供給すると系統インピーダン
ス５による電圧変動ΔＶを生じ、これはΔＶ−ＲＰ−Ｘ
Ｑにて表わされる。ここで、Ｒけ系統インピーダンス５
の、抵抗分、Ｘは同じくリアクタンス分であシ、リアク
タンスの大部分は図示しない系統変圧器の、漏れリアク
タンスで一般にＸ＞Ｈの関係にあシ１．　　Ｘ　Ｑはイ
ンバータ３が系統から遅れ無効電力をと、るξとＫよる
電圧低下を示す。

第２図は、連系点電圧ｖＡとインバータ出方との関係を
示すものである・一般用、電力系統に連系されるインバ
ータ容量の上限は２ｏチ程度であシ、系統インピーダン
スを２０％とすると、これをインバータ側に換算すると
４％に相当する。

Ｃ背景技術の問題点〕 仁の場合、進相コンデンサを兼ねるフィルタ装置７がな
い時には、インバータ３が系統からとる遅れ無効電力は
、前述のように系統に供給する有効電力と同程度アあり
、夫々インバータ出力に比例するのでこの場合は第２図
の直ＭＡに示すように、定格出力のとき連系点電圧Ｖム
は０．９６っまシ４％低下する。

一方、フィルタ装置２で高調波を所定値（例えば各次調
波１％、総合電圧歪率２チ）以下にすると共に、インバ
ータ３の遅れ無効電力を補償すると、第２図の直線Ｂに
示すようにインバータ出力痴１のときに連系点電、圧Ｍ
Ａ　Ｐｉ　ｌとなるが、インバータ出力がＯのときには
１．０４つ、ｔｂ４チ」二昇することになる。、　　　
　　。

インバータによる系統電圧変動はできる限シ小さい方が
望まし−が、この点上述した例ではいずれも変動が大き
い。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような問題を解決するだめに成されたも
ので、その目的は他動式インバータによる系統電圧変動
の低減を図ることが隻°能なインバータと電力系統の連
系システムを提供するとと忙ある。

・〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明では、卓流電源の直流
電力を他励式インバータで文部電力に変換して電力系統
に供給するシステムにおい′て、前記他励式インバータ
の交流側に進相コンデンサを兼ねるフィルタ装置を設け
、このフィルタ装置の進相容量を前記他励式インバータ
の発生する定格運転時の遅れ無効電力による系統電圧変
動月゛の３０〜７０チ相肖分を補償するような容量とし
たことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。

本発明によるインバータと電力系統の連系システムの構
成例は、前述した第１図と全く同様であるので、その図
示説明を省略しここでは異なる部分についてのみ述べる
。

つまシ、本発明の連系システムは前記第１図における進
相コンデンサを兼ねるフィルタ装置７の進相容量を、前
記他励式インバータ３の発生する定格運転時の遅れ無効
電力の約５０％相当の容量としだものであり、この場合
の高調波低減量を所定値にする設計は容易に可能である
。

フィルタ装置７の進相容量としてかかる容量を持たせる
ことによシ、第３図のＣにて示すようにインバータ出力
が１のときに連系点１［１□圧ＶＡは約０．９８、また
インバータ出力が０のときには連系点電圧■＾は約１．
０２となる。換言すれば、インバータ出力が１のときＫ
は連系点知川Ｖ人が２多低下し、またインパーク出力が
０のときには連系点電圧ｖＡは２Ｌ４上昇することにｆ
ｊ′、！）、結果的に他励式インバータ３による連系点
の系統電圧変動を、１±０．０２すなわち約半分に低減
することができることになる。才た、この鳩舎には力率
改善の度合も半減するが、一方ではフィルタ装置７０寸
法２重１．コストをも低減することも可能となる。

上述したように、直流電源Ｉの直流電力を他励式インバ
ータ３で交流電力に変換して電力系統６に供給するシス
テノ・において、他励式インバータ３の交流側に接続さ
れる進相コンデンサを兼ねるフィルタ装Ｍ７の進相容量
を、他励式インバータ３の発生する定格運転時の遅れ無
効電力の５０％相当の容量とするようにしたものである
。

従って、他励式インバータ３０発生する遅れ無効電力に
よる系統電圧低下量の約５０％分を補償し、連系点の系
統電圧変動を従来に比較して半減することが可能となる
。寸た、これに伴なってフィルタ装置７０寸法２重量、
コストをも低減することができる。

尚、上記実施例ではフィルタ装置７の進相容量を他励式
インバータ３の発生する定格運転時の遅れ無効電力の５
０チ相当としたが、約３０〜７０チの範囲の容量として
も同様の効果を得ることができるものである。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、他励式インバータ
の交流側に設けるフィルタ装置の進相容量を、他励式イ
ンバータの発生する定格運転時の遅れ無効電力の３０〜
７０％相当の容量としたので、他励式インバータによる
系統電圧変動の低減を図ることが可能な信頼性の高いイ
ンバータと電力系統の連系システムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はインバータと電力系統の連系システムの主回路
構成を示す図、第２図は従来のシステムにおける連系点
電圧とインバータ出力との関係を示す図、第３図は本発
明のシステノ、における連系点電圧とインバータ出力と
の関係を示す図でおる。 １・・・直流電源、３・・・他励式インバータ、４・・
・連系変圧器、５・・・系統インピーダンス、６・・・
電力系統、７・・・フィルタ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流電源の直流電力を他励式インバータで交流電力に変
   換して電力系統に供給するシステムにおいて、前記他励
   式インバータの交流側に進相コンデンサを兼ねるフィル
   タ装置を設け、このフィルタ装置の進相容量を前記他励
   式インバータの発生する定格運転時の遅れ無効電力の３
   ０〜７０％相当の容量としたことを特徴とするインバー
   タと電力系統の連系システム。