JPS6130919A - 系統連係用インバ−タの制御装置 - Google Patents
系統連係用インバ−タの制御装置Info
- Publication number
- JPS6130919A JPS6130919A JP15022484A JP15022484A JPS6130919A JP S6130919 A JPS6130919 A JP S6130919A JP 15022484 A JP15022484 A JP 15022484A JP 15022484 A JP15022484 A JP 15022484A JP S6130919 A JPS6130919 A JP S6130919A
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- Japan
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- signal
- output
- inverter
- power
- power supply
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は風力、太陽エネルギー等の変動するエネルギ
ーに対応して効率良く、そのエネルギーを取得するため
の系統連係用インバータの制御装置に関するものである
。
ーに対応して効率良く、そのエネルギーを取得するため
の系統連係用インバータの制御装置に関するものである
。
（従来の技術）
一般にある容量をもつ電源からの最大電力の抽出は、そ
の電源の電圧または電流を最適な値に設置することによ
り達成される０例えば通常の電源においては第１図のＡ
に示すように、電源出力電圧は出力電流が増大するに従
って減少する。特に電源として太陽電池や風力発電機に
基づく電源を用い系統と連係して運用する場合には最大
電力で運用できることが望ましい。
の電源の電圧または電流を最適な値に設置することによ
り達成される０例えば通常の電源においては第１図のＡ
に示すように、電源出力電圧は出力電流が増大するに従
って減少する。特に電源として太陽電池や風力発電機に
基づく電源を用い系統と連係して運用する場合には最大
電力で運用できることが望ましい。
従来、電源出力電力の最大化を図るためには、出力電力
が最大となるように出力電圧または出力電流を調整して
、第１図Ｂに示すような最適動作電圧Ｙａｐに出力電圧
を維持せしめることが行なわれている。
が最大となるように出力電圧または出力電流を調整して
、第１図Ｂに示すような最適動作電圧Ｙａｐに出力電圧
を維持せしめることが行なわれている。
そのための具体的提案が例えば、米国特許（ＵＳＰ）４
，０００，８３３でなされている。ここで提案されてい
る回路は、第２図のように風力を受けた風車ｌにより駆
動される発電機２によって電力を生じる電源を用いた回
路である。この発電機２からの電流Ｉと電圧Ｖを検出し
て電力センサ３で電力信号を取り出す、この電力センサ
３の出力をサンプルホールド回路４．５でサンプリング
、ホールドしてコンパレータ６に出力する。サンプルホ
ールド回路４．５はクロック発生器７からのクロックに
対応して一定時間間隔の電力値をサンプルホールドする
もので、結局コンパレータ６は発電電力が現在増加して
いるか、減少しているかを監視していることになる。コ
ンパレータ６におけるこの監視結果は論理決定回路８に
送られ、そこで電源の出力電圧／電流を増加させるか、
減少させるかを決定し、その決定信号を積分器９に供給
する。積分器９は論理決定回路８からのデジタル信号で
ある決定信号をアナログ信号に変換して減算器ｌＯに送
出する。減算器１０は積分器９の出力信号と電源出力を
調整するインバータ１３の出力から電流検出器１４にて
取り出した電流信号との差信号を増幅器１１に送る。増
幅器１１で増幅された差信号はインバータ１３を制御す
るゲート駆動回路１２に入力され、電源出力電圧、電流
を増減する０図中１５はモータ等の負荷を示す。
，０００，８３３でなされている。ここで提案されてい
る回路は、第２図のように風力を受けた風車ｌにより駆
動される発電機２によって電力を生じる電源を用いた回
路である。この発電機２からの電流Ｉと電圧Ｖを検出し
て電力センサ３で電力信号を取り出す、この電力センサ
３の出力をサンプルホールド回路４．５でサンプリング
、ホールドしてコンパレータ６に出力する。サンプルホ
ールド回路４．５はクロック発生器７からのクロックに
対応して一定時間間隔の電力値をサンプルホールドする
もので、結局コンパレータ６は発電電力が現在増加して
いるか、減少しているかを監視していることになる。コ
ンパレータ６におけるこの監視結果は論理決定回路８に
送られ、そこで電源の出力電圧／電流を増加させるか、
減少させるかを決定し、その決定信号を積分器９に供給
する。積分器９は論理決定回路８からのデジタル信号で
ある決定信号をアナログ信号に変換して減算器ｌＯに送
出する。減算器１０は積分器９の出力信号と電源出力を
調整するインバータ１３の出力から電流検出器１４にて
取り出した電流信号との差信号を増幅器１１に送る。増
幅器１１で増幅された差信号はインバータ１３を制御す
るゲート駆動回路１２に入力され、電源出力電圧、電流
を増減する０図中１５はモータ等の負荷を示す。
前記のように、この従来回路は、２つのサンプルホール
ド回路で電源出力電圧の変動を常時監視し、この２つの
サンプルホールド回路４．５の出力の大小関係に応じて
常に出力電力が最大になるようにインバータ１３を制御
している。
ド回路で電源出力電圧の変動を常時監視し、この２つの
サンプルホールド回路４．５の出力の大小関係に応じて
常に出力電力が最大になるようにインバータ１３を制御
している。
（発明が解決しようとするＦｉｌｉｉ点）しかしながら
、前記のことから明らかなように、従来の回路はその構
成が複雑であり、従って価格も高価になる。
、前記のことから明らかなように、従来の回路はその構
成が複雑であり、従って価格も高価になる。
この発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、太陽電
池や風力発電機で得られる電源を最も効率良く稼動して
系統に連係できる構成が簡単で、かつ安価なインバータ
の制御装置を提供することを目的としている。
池や風力発電機で得られる電源を最も効率良く稼動して
系統に連係できる構成が簡単で、かつ安価なインバータ
の制御装置を提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
この発明は前記の問題点を解決するために、電源装置か
らの回転数に対応した信号または出力電圧信号等の所定
の信号レベルを、予め定めた信号設定レベルと比較し、
両信号レベルの差に応じて前記電源装置と系統との間に
設置され電源電圧／電流を調整するインバータを制御す
ることを特徴としている。
らの回転数に対応した信号または出力電圧信号等の所定
の信号レベルを、予め定めた信号設定レベルと比較し、
両信号レベルの差に応じて前記電源装置と系統との間に
設置され電源電圧／電流を調整するインバータを制御す
ることを特徴としている。
（作用）
この発明では、変動する風力や太陽エネルギーに応答し
て電源出力信号と最適動作信号との差信号により、イン
バータを制御して電源と系統との連係を行なっているの
で効率的なインバータ制御が可能となる。
て電源出力信号と最適動作信号との差信号により、イン
バータを制御して電源と系統との連係を行なっているの
で効率的なインバータ制御が可能となる。
（実施例）
以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
風力発電機における制御式は一般的に下式で表わされる
。
。
ｄω／ｄｔ＝ （Ｔｒ−Ｔｇ）／Ｊ
ここでωは発電機のロータ回転数、Ｔｒは風車ロータ発
生トルク、Ｔｇは発電機トルク、Ｊは回転系全慣性モー
メントを示す。
生トルク、Ｔｇは発電機トルク、Ｊは回転系全慣性モー
メントを示す。
上式は風速により変動するＴｒ（風力）に対応してＴｇ
を制御することにより、回転系全体を一定回転数ωで運
転可能であることを意味しており、結果的に風力エネル
ギー通りのエネルギーを取得できることを意味している
。
を制御することにより、回転系全体を一定回転数ωで運
転可能であることを意味しており、結果的に風力エネル
ギー通りのエネルギーを取得できることを意味している
。
即ち、いわゆるカットイン風速から定格風速までの風速
では発電機出力側に設けたインバータを制御することで
所定の電力を取得し、一方、定格風速以上の風速でのロ
ータ回転数の上昇を紡ぐために風車のピッチを制御して
風力を逃がし一定回転数を維持する。
では発電機出力側に設けたインバータを制御することで
所定の電力を取得し、一方、定格風速以上の風速でのロ
ータ回転数の上昇を紡ぐために風車のピッチを制御して
風力を逃がし一定回転数を維持する。
第３図は第１の実施例を示すブロック図である。風力発
電機（または太陽電池）から得られた電力は、例えば、
公知の他動変換機（インバータ）２１を介して交唆系統
２２に連係する信号（太陽電池の場合には出力電圧信号
）は減算器２３の一端子に入力される。
電機（または太陽電池）から得られた電力は、例えば、
公知の他動変換機（インバータ）２１を介して交唆系統
２２に連係する信号（太陽電池の場合には出力電圧信号
）は減算器２３の一端子に入力される。
減算器２３の子端子には予め風力発電機の最適効率を得
るために要求される回転数に対応する基準回転数信号電
圧（太陽電池の場合には最大電力を取り出すために要求
される最適動作電圧）が電圧設定器２４から供給されて
いる。減算器２３では両信号の差電圧が得られ、この差
信号は増幅器２５にて増幅されて電流信号として出力指
令回路２６に入力される。出力指令回路２６は出力信号
の増減を指令するための信号を出力し、予め定めたレベ
ル以上にこの信号が増大するのを防止するリミッタ−２
７を通して減算器２８に供給する。
るために要求される回転数に対応する基準回転数信号電
圧（太陽電池の場合には最大電力を取り出すために要求
される最適動作電圧）が電圧設定器２４から供給されて
いる。減算器２３では両信号の差電圧が得られ、この差
信号は増幅器２５にて増幅されて電流信号として出力指
令回路２６に入力される。出力指令回路２６は出力信号
の増減を指令するための信号を出力し、予め定めたレベ
ル以上にこの信号が増大するのを防止するリミッタ−２
７を通して減算器２８に供給する。
減算器２８の他の入力には電流検出器３２を介して得ら
れた他動変換器２１の出力電流が出力フィードバック信
号として入力され、再入力信号の差信号は増幅器２９に
供給される。この差信号は増幅器２９で増幅された後、
位相制御回路３０に入力される。
れた他動変換器２１の出力電流が出力フィードバック信
号として入力され、再入力信号の差信号は増幅器２９に
供給される。この差信号は増幅器２９で増幅された後、
位相制御回路３０に入力される。
位相制御回路３０にはまた他動変換器２１の出力からト
ランス３３を介して取り出した信号が入力され、再入力
信号に基づく制御信号がゲートトリガ回路３１に送出さ
れる。ゲートトリガ回路３１はこの制御信号に応答して
他動変換器２１を制御して、その出力を変化する０以上
の回路により発電機側の条件に応じた最適な出力電源が
常時系統に連係される。
ランス３３を介して取り出した信号が入力され、再入力
信号に基づく制御信号がゲートトリガ回路３１に送出さ
れる。ゲートトリガ回路３１はこの制御信号に応答して
他動変換器２１を制御して、その出力を変化する０以上
の回路により発電機側の条件に応じた最適な出力電源が
常時系統に連係される。
第４図はこの発明の他の実施例を示すブロック図で、イ
ンバータとして自ｗＪＰＷＭ方式の変換機を用いた例で
ある。風力発電機または太陽電池４１からの出力は、電
流の逆流防止用の逆流防止ダイオード４２およ平清用の
コンデンサ４３を介して自動型のトランジスタインバー
タ４４に供給される。インバータ４４はブリッジ接続さ
れた４傭のトランジスタおよび各トランジスタに並列接
続されたダイオードからなっている。各トランジスタの
ベースに印加されるパルスの幅を変化させることによっ
て、出力を制御して交流信号を得る。
ンバータとして自ｗＪＰＷＭ方式の変換機を用いた例で
ある。風力発電機または太陽電池４１からの出力は、電
流の逆流防止用の逆流防止ダイオード４２およ平清用の
コンデンサ４３を介して自動型のトランジスタインバー
タ４４に供給される。インバータ４４はブリッジ接続さ
れた４傭のトランジスタおよび各トランジスタに並列接
続されたダイオードからなっている。各トランジスタの
ベースに印加されるパルスの幅を変化させることによっ
て、出力を制御して交流信号を得る。
得られた交流信号はりアクドル４５およびフィルタ４６
を通して交流系統４８に接続され、系統と連係される。
を通して交流系統４８に接続され、系統と連係される。
このインバータ４４の出力側には電流検出器４７が接続
されており、検出された電流は減算器５５の一端子に入
力される。
されており、検出された電流は減算器５５の一端子に入
力される。
第１の実施例と同様に風車の回転数に対応する信号また
は太陽電池の出力電圧と出力設定器５０からの基準回転
数信号または最適動作電圧との差信号が減算器４９で得
られた後、増幅器５１にて増幅されて電流信号としてリ
ミッタ５２に供給される。リミーＩり５２は増幅器５１
の出力が予め定めたレベル以上になるのを防止する回路
で、その出力は乗算器５３に入力される０乗算器５３の
他入力にはトランス５４を介して得られる交流系統４８
に流れている信号と同期した信号が入力されており、乗
算器両信号の乗算を減算器５５の十端子に出力交流指令
信号として供給する。
は太陽電池の出力電圧と出力設定器５０からの基準回転
数信号または最適動作電圧との差信号が減算器４９で得
られた後、増幅器５１にて増幅されて電流信号としてリ
ミッタ５２に供給される。リミーＩり５２は増幅器５１
の出力が予め定めたレベル以上になるのを防止する回路
で、その出力は乗算器５３に入力される０乗算器５３の
他入力にはトランス５４を介して得られる交流系統４８
に流れている信号と同期した信号が入力されており、乗
算器両信号の乗算を減算器５５の十端子に出力交流指令
信号として供給する。
減算器５５はこうしで得られた出力電流指令信号と電流
検出器４７で得られたインバータの出力信号との差信号
をヒステリシス回路５６に送出する。ヒステリシス回路
５６は減算器５５での減算結果（比較結果）の極性に応
じた信号を論理回路５７に送り、そこでインバータ４４
の制御条件を決定してそのための制御信号をパルス幅変
１１（ＰＷＭ）回路５８に供給する。パルス幅変調回路
５８はインバータ４４を構成する各トランジスタのベー
スに前記制御信号に基づいて定まったパルスを有するパ
ルスを順次供給し、インバータ２４の出力に所定の交流
信号を得る。これらの回路動作の詳細はこの出願の出願
人になる出願（特願昭５８−１５７１０３号）にも開示
されているので、ここでは詳細な動作説明は省略する。
検出器４７で得られたインバータの出力信号との差信号
をヒステリシス回路５６に送出する。ヒステリシス回路
５６は減算器５５での減算結果（比較結果）の極性に応
じた信号を論理回路５７に送り、そこでインバータ４４
の制御条件を決定してそのための制御信号をパルス幅変
１１（ＰＷＭ）回路５８に供給する。パルス幅変調回路
５８はインバータ４４を構成する各トランジスタのベー
スに前記制御信号に基づいて定まったパルスを有するパ
ルスを順次供給し、インバータ２４の出力に所定の交流
信号を得る。これらの回路動作の詳細はこの出願の出願
人になる出願（特願昭５８−１５７１０３号）にも開示
されているので、ここでは詳細な動作説明は省略する。
なお、以上の例における系統は商用電源系統の他の任意
の系統にも適用できるのは勿論である。
の系統にも適用できるのは勿論である。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明は発電装置の出力を系統
と連係せしめるためのインバータの制御を最適に行なっ
ているので、装置の小型化が可能になり、かつ経済的に
も優れ、さらには特性的にも安定したインバータの制御
が可能となる。
と連係せしめるためのインバータの制御を最適に行なっ
ているので、装置の小型化が可能になり、かつ経済的に
も優れ、さらには特性的にも安定したインバータの制御
が可能となる。
第１図は通常の電源の出力電圧と出力電流電力との関係
を示す図、第２図は従来の最大効率で電源を稼動するた
めの制御回路図、第３図および第４図はそれぞれこの発
明の実施例を示す制御回路図である。 ２１・・・他動変換器 ２２．２８・・・系統２４
．５０・・・電圧設定器 ２３．２８．４９．５５・・・減算器 ２５．２９．５１・・・増幅器 ２６・・・出力指令回路 ２７．５２・・・リミッタ ３０・・・位相制御回路 ３１・・・ゲートトリガ回路 ３２．４７・−電流検出器 ４４・・・自動型変換器 ５８・・・パルス幅変調回路 特 許 出 願 人 ヤマハ発動機株式会社代理人
弁理士 鶴 若 俊 雄 第１図 第２図
を示す図、第２図は従来の最大効率で電源を稼動するた
めの制御回路図、第３図および第４図はそれぞれこの発
明の実施例を示す制御回路図である。 ２１・・・他動変換器 ２２．２８・・・系統２４
．５０・・・電圧設定器 ２３．２８．４９．５５・・・減算器 ２５．２９．５１・・・増幅器 ２６・・・出力指令回路 ２７．５２・・・リミッタ ３０・・・位相制御回路 ３１・・・ゲートトリガ回路 ３２．４７・−電流検出器 ４４・・・自動型変換器 ５８・・・パルス幅変調回路 特 許 出 願 人 ヤマハ発動機株式会社代理人
弁理士 鶴 若 俊 雄 第１図 第２図
Claims (1)
- 電源装置からの回転数に対応した信号または出力電圧信
号等の所定の信号レベルを、予め定めた信号設定レベル
と比較し、両信号レベルの差に応じて前記電源装置と系
統との間に設置され電源電圧／電流を調整するインバー
タを制御する系統連係用インバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15022484A JPS6130919A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 系統連係用インバ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15022484A JPS6130919A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 系統連係用インバ−タの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130919A true JPS6130919A (ja) | 1986-02-13 |
Family
ID=15492249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15022484A Pending JPS6130919A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 系統連係用インバ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130919A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152993A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-21 | Toyobo Co Ltd | Transfer paper for printing picture on china and procelain |
| JPS62285633A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 系統連系用電源装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740372A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-05 | Fuji Electric Co Ltd | Control system for voltage type pulse width modulation inverter |
| JPS57206275A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-17 | Fuji Electric Co Ltd | Trigger angle regulator for separately excited inverter |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP15022484A patent/JPS6130919A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5740372A (en) * | 1980-08-22 | 1982-03-05 | Fuji Electric Co Ltd | Control system for voltage type pulse width modulation inverter |
| JPS57206275A (en) * | 1981-06-11 | 1982-12-17 | Fuji Electric Co Ltd | Trigger angle regulator for separately excited inverter |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152993A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-21 | Toyobo Co Ltd | Transfer paper for printing picture on china and procelain |
| JPS62285633A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 系統連系用電源装置 |
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