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JP2008278588A - Disaster response distributed power supply system and operation method of power conditioner - Google Patents

Disaster response distributed power supply system and operation method of power conditioner Download PDF

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JP2008278588A JP2007117097A JP2007117097A JP2008278588A JP 2008278588 A JP2008278588 A JP 2008278588A JP 2007117097 A JP2007117097 A JP 2007117097A JP 2007117097 A JP2007117097 A JP 2007117097A JP 2008278588 A JP2008278588 A JP 2008278588A
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Abstract

【課題】通常時には分散電源を系統電源に連系させることできるとともに、系統電源の停電時には非常用電源として適切な電力を供給することができる災害時対応分散電源システムを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る災害時対応分散電源システムは、分散電源11〜13と、分散電源11〜13を系統電源に連系させるパワーコンディショナ21〜23とを備え、分散電源11〜13と系統電源との連系時には単相交流電力を出力し、系統電源の停電時には系統電源からパワーコンディショナ21〜23を切り離して三相交流電力を出力することを特徴とする。
【選択図】図1
Disclosed is a disaster-reliable distributed power supply system that can connect a distributed power supply to a system power supply during normal operation and can supply appropriate power as an emergency power supply in the event of a power failure of the system power supply.
A distributed power system corresponding to a disaster according to an embodiment of the present invention includes distributed power supplies 11 to 13 and power conditioners 21 to 23 that connect the distributed power supplies 11 to 13 to a system power supply. A single-phase AC power is output when the power supplies 11 to 13 and the system power supply are connected, and a three-phase AC power is output by disconnecting the power conditioners 21 to 23 from the system power supply when the system power supply is interrupted.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、太陽電池や燃料電池などの分散電源を系統電源に連系させるとともに、系統電源の停電時には分散電源を自立運転させて電力を供給できる災害時対応分散電源システムと、そのような災害時対応分散電源システムにおけるパワーコンディショナの運転方法と、に関する。   The present invention relates to a distributed power supply system for disasters that can connect a distributed power source such as a solar cell or a fuel cell to a system power source and supply power by operating the distributed power source independently in the event of a power failure of the system power source. The present invention relates to an operation method of a power conditioner in a time-dependent distributed power supply system.

近年、電力消費家(需要家)の場所において、分散電源装置として太陽電池、燃料電池、風力発電装置などを配備し、これらの分散電源からの電力と電気事業者の系統電源(商用電源)からの電力とを組み合わせてその電力消費家における電力消費を賄うようにした分散型の電源システムが注目を集めている(例えば、特許文献1、2参照)。   In recent years, solar cells, fuel cells, wind power generators, etc. have been deployed as distributed power supply devices at the location of power consumers (customers), and the power from these distributed power sources and the grid power supply (commercial power supply) of electric power companies 2. Description of the Related Art A distributed power supply system that is combined with other electric power to cover the power consumption of the electric power consumer is attracting attention (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

電力消費家の宅内において、分散電源からの電力を系統電源からの交流電力に重畳して負荷に配電するためには、分散電源を系統電源に連系させる必要ある。分散電源からの電力は、多くの場合、直流電力であり、また、交流電力であるとしても周波数や電圧が系統電源とは適合していないから、分散電源からの所定の交流電力に変換し、その周波数や電圧を系統電源からの電力に適合させるパワーコンディショナ(PCS)が用いられる。パワーコンディショナからの交流電力の出力線は、一般に、電力消費家の宅内に設けられる分電盤において、系統電源側からの配電線に接続され、これによって、電力消費家の宅内にある負荷に対して、分散電源からの交流電力と系統電源からの交流電力とが一緒に供給されるようになる。パワーコンディショナは、系統電源に連系した交流電力を出力するものであるから、その出力部分には、インバータが設けられている。この場合、負荷に供給される交流電力の周波数、位相および電圧は系統電源側から与えられるとともに、分散電源からの電力を最大限に負荷に供給できるようにするため、インバータとしては、電流制御方式のものが使用される。   In order to superimpose the power from the distributed power source on the AC power from the system power source and distribute it to the load in the home of the power consumer, it is necessary to link the distributed power source to the system power source. The power from the distributed power source is often direct current power, and even if it is alternating current power, the frequency and voltage are not compatible with the system power source, so it is converted into predetermined alternating current power from the distributed power source, A power conditioner (PCS) that adapts the frequency and voltage to the power from the system power supply is used. The output line of AC power from the inverter is generally connected to the distribution line from the system power supply side in the distribution board provided in the home of the power consumer, and this allows the load to be placed in the home of the power consumer. On the other hand, AC power from the distributed power source and AC power from the system power source are supplied together. Since the power conditioner outputs AC power linked to the system power supply, an inverter is provided at the output portion. In this case, the frequency, phase and voltage of the AC power supplied to the load are given from the system power supply side, and in order to supply the power from the distributed power supply to the load to the maximum, the inverter is a current control system. Is used.

太陽電池や燃料電池などの分散電源は、独立して電力を供給できるものであるから、地震等の災害が発生して系統電源における停電が持続することが想定される場合における非常用電源として有望なものである。
特許第3289418号明細書 特許第3553180号明細書
Since distributed power sources such as solar cells and fuel cells can supply power independently, they are promising as emergency power sources when disasters such as earthquakes occur and power outages in the system power supply are expected to continue. It is a thing.
Japanese Patent No. 3289418 Japanese Patent No. 3553180

ところで、地震等の災害時にあっても非常用電源を供給することができる電源システムは、例えば、各種の緊急車両や各種の道路運送車両に対してガソリンや軽油などの燃料を供給する燃料供給ステーション(ガソリンスタンド)において切望されている。しかしながら、上述したような太陽電池や燃料電池などの分散電源を系統電源に連系させてその電力需要家の宅内の負荷に対して交流電力を供給する電源システムを、燃料供給ステーションなど非常用電源として適用することが困難であった。   By the way, a power supply system that can supply emergency power even in the event of a disaster such as an earthquake is a fuel supply station that supplies fuel such as gasoline and light oil to various emergency vehicles and various road transport vehicles, for example. It is anxious at (gas station). However, a power supply system for supplying AC power to a load in the home of a power consumer by connecting a distributed power source such as a solar cell or a fuel cell as described above to a system power source is an emergency power source such as a fuel supply station. It was difficult to apply as.

そこで、本発明は、通常時には分散電源を系統電源に連系させることできるとともに、系統電源の停電時には非常用電源として適切な電力を供給することができる災害時対応分散電源システムと、そのような災害時対応分散電源システムにおけるパワーコンディショナの運転方法とを提供することを目的としている。   Therefore, the present invention is capable of linking a distributed power supply to a system power supply during normal times and a disaster-supported distributed power supply system capable of supplying appropriate power as an emergency power supply in the event of a power failure of the system power supply. It aims at providing the operation method of the power conditioner in the distributed power supply system corresponding to a disaster.

電力事業者の電力系統は、送電効率などの観点から、一般に、三相発電機からの三相交流電力を送電線や変電所を介して消費地まで送電し、単相交流電力が必要な場合には、その単相交流電力の消費場所の直前の位置で三相電力を単相電力に変換するように構成されている。そのため、電力単価は単相電力の方が三相電力よりも高く、分散電源を系統電源に連系させて使用する場合には、三相電力側で使用するよりも単相電力側で使用するほうが、コストメリットが大きくなる。したがって、現在、分散電源を系統電源に連系させるパワーコンディショナとしては、単相交流電力を出力するものが多い。   From the viewpoint of transmission efficiency, etc., the power grid of an electric power company generally transmits three-phase AC power from a three-phase generator to a consumption area via a transmission line or substation, and single-phase AC power is required. Is configured to convert three-phase power into single-phase power at a position immediately before the place where the single-phase AC power is consumed. Therefore, the unit price of electric power is higher for single-phase power than for three-phase power, and when using a distributed power supply linked to the system power supply, use it on the single-phase power side rather than on the three-phase power side. The cost merit becomes larger. Therefore, many power conditioners that link a distributed power supply to a system power supply currently output single-phase AC power.

一方、例えば、燃料供給ステーション(ガソリンスタンド)では、燃料タンクから車両に燃料を移送するために、三相モータで駆動されるポンプを用いている。したがって、燃料供給ステーションにおいては、通常時には分散電源からの電力を単相交流電力で駆動される負荷すなわち単相負荷に供給しているとしても、系統電源の停電時には、分散電源からの電力で三相交流電力を発生させて三相負荷に供給できることが望まれる。   On the other hand, for example, a fuel supply station (gasoline station) uses a pump driven by a three-phase motor in order to transfer fuel from a fuel tank to a vehicle. Therefore, in a fuel supply station, even if power from a distributed power source is supplied to a load driven by single-phase AC power in a normal state, that is, a single-phase load, in the event of a power failure of the system power source, It is desired that phase AC power can be generated and supplied to a three-phase load.

そこで、本発明の災害時対応分散電源システムは、系統電源に連系する災害時対応分散電源システムにおいて、分散電源と、分散電源を系統電源に連系させるパワーコンディショナとを備え、分散電源と系統電源との連系時には単相交流電力を出力し、系統電源の停電時には系統電源からパワーコンディショナを切り離して三相交流電力を出力することを特徴とする。   Therefore, a disaster-response distributed power supply system of the present invention is a disaster-response distributed power supply system that is connected to a system power supply, and includes a distributed power supply and a power conditioner that connects the distributed power supply to the system power supply. A single-phase AC power is output when connected to the system power supply, and a three-phase AC power is output by disconnecting the power conditioner from the system power supply when the system power supply fails.

本発明の災害時対応分散電源システムは、系統電源の停電を検出する停電検出手段と、停電検出手段によって系統電源の停電が検出された場合に、系統電源からパワーコンディショナを切り離させると共に、単相交流電力出力から三相交流電力出力へ切り換えさせる制御を行う制御手段とを更に備える。   The distributed power supply system for disasters according to the present invention includes a power failure detection means for detecting a power failure of the system power supply, and disconnects the power conditioner from the system power supply when a power failure of the system power supply is detected by the power failure detection means. And a control means for performing control for switching from the phase AC power output to the three-phase AC power output.

本発明の災害時対応分散電源システムは、複数台の上記パワーコンディショナを備え、系統電源に連系させるときは複数台のパワーコンディショナを相互に並列接続して系統電源に接続し、系統電源の停電時には、系統電源から複数台のパワーコンディショナを切り離し、複数台のパワーコンディショナの交流出力間に所定の位相差(具体的には120°)が生ずるようにして複数台のパワーコンディショナを運転させ、三相交流電力が得られるようにしたことを特徴とする。   The disaster distributed power supply system according to the present invention includes a plurality of power conditioners, and when connecting to a system power supply, the plurality of power conditioners are connected in parallel to each other and connected to the system power supply. In the event of a power failure, a plurality of power conditioners are disconnected from the system power supply so that a predetermined phase difference (specifically 120 °) occurs between the AC outputs of the plurality of power conditioners. Is operated, and three-phase AC power can be obtained.

本発明の災害時対応分散電源システムは、典型的には、3台のパワーコンディショナを有し、三相交流電力を得るときには3台のパワーコンディショナの出力をY結線またはΔ結線で接続するものである。あるいは、2台のパワーコンディショナを有し、三相交流電力を得るときには2台のパワーコンディショナの出力をV結線で接続するものである。   The disaster-response distributed power supply system of the present invention typically has three power conditioners, and when three-phase AC power is obtained, the outputs of the three power conditioners are connected by Y connection or Δ connection. Is. Alternatively, two power conditioners are provided, and when three-phase AC power is obtained, the outputs of the two power conditioners are connected by V connection.

本発明の災害時対応分散電源システムにおいて、各パワーコンディショナの定格出力は、0.1kW以上100kW以下であり、好ましくは0.3kW以上50kW以下であり、さらに好ましくは、1kW以上10kW以下である。パワーコンディショナの出力が小さすぎる場合には、パワーコンディショナの出力電圧を十分に高くすることが難しくなり、系統電源への連系に支障をきたすおそれがある。一方、パワーコンディショナの定格出力が大きすぎる場合には、パワーコンディショナの特にインバータ回路を構成するパワー半導体素子として特別の素子が必要となり、汎用性が損なわれる。   In the disaster response distributed power supply system of the present invention, the rated output of each power conditioner is 0.1 kW or more and 100 kW or less, preferably 0.3 kW or more and 50 kW or less, more preferably 1 kW or more and 10 kW or less. . When the output of the power conditioner is too small, it becomes difficult to make the output voltage of the power conditioner sufficiently high, which may hinder the connection to the system power supply. On the other hand, when the rated output of the power conditioner is too large, a special element is required as a power semiconductor element that constitutes the inverter circuit of the power conditioner, and versatility is impaired.

本発明の災害時対応分散電源システムでは、三相交流電力を出力するために、前記複数台のパワーコンディショナのうちの1台がマスタとなって、三相交流電力の各相の基準となる信号を生成し他のパワーコンディショナに送信するようにすることが好ましい。   In the disaster response distributed power supply system of the present invention, in order to output three-phase AC power, one of the plurality of power conditioners serves as a master and serves as a reference for each phase of the three-phase AC power. Preferably, the signal is generated and transmitted to another inverter.

本発明の災害時対応分散電源システムは、例えば、燃料を供給する燃料供給ステーション(ガソリンスタンドなど)に設けられる。その場合、三相交流電力は、燃料を移送する燃料ポンプを駆動する三相モータに供給される。   The disaster-response distributed power supply system of the present invention is provided, for example, in a fuel supply station (gasoline station or the like) that supplies fuel. In this case, the three-phase AC power is supplied to a three-phase motor that drives a fuel pump that transfers fuel.

本発明のパワーコンディショナの運転方法は、分散電源を系統電源に連系させる複数台のパワーコンディショナの運転方法において、系統電源に連系させるときには複数台のパワーコンディショナの出力を並列に接続して系統電源に接続し、複数台のパワーコンディショナを電流制御モードで動作させ、系統電源に連系させない場合には、複数台のパワーコンディショナの出力を系統電源から切り離し、複数台のパワーコンディショナの交流出力間に所定の位相差(具体的には120°)が生じて交流出力が三相交流の各相に対応するように、複数台のパワーコンディショナを電圧制御モードで動作させることを特徴とする。   The operation method of the power conditioner of the present invention is the operation method of a plurality of power conditioners that link the distributed power source to the system power source. When the power source is linked to the system power source, the outputs of the plurality of power conditioners are connected in parallel. Connect to the grid power supply, operate multiple power conditioners in the current control mode, and disconnect them from the grid power supply when not connecting to the grid power supply. A plurality of power conditioners are operated in the voltage control mode so that a predetermined phase difference (specifically 120 °) occurs between the AC outputs of the conditioners and the AC output corresponds to each phase of the three-phase AC. It is characterized by that.

本発明は、単一の装置で、通常時には分散電源を系統電源に連系させて単相交流電力を出力することできるとともに、停電時などの非常時には非常用電源として三相交流電力を出力することができる、という格別の効果を有する。   The present invention can output a single-phase AC power by connecting a distributed power source to a system power supply in a single device in a normal state and also output a three-phase AC power as an emergency power source in an emergency such as a power failure. It has the special effect of being able to.

特に、ガソリンスタンドは、災害時などの停電時にも給油機能に支障がないことが求められるが、給油用ポンプは三相交流電力で動作しているため、本発明にかかる災害時対応分散電源システムの設置が有効である。   In particular, the gas station is required to have no problem with the refueling function even in the event of a power failure such as a disaster, but since the refueling pump operates with three-phase AC power, the distributed power supply system for disasters according to the present invention Installation is effective.

次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。   Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の災害時対応分散電源システムは、それぞれ単相交流電力を出力する2台以上のパワーコンディショナを使用し(以下で説明する実施形態では3台のパワーコンディショナを使用)、系統電源が正常に機能しているときは、これら2台以上のパワーコンディショナの出力を並列にして系統電源に接続し、系統電源に連系させて負荷に単相交流電力を供給し、系統電源が停電した場合には、これらのパワーコンディショナを系統電源から切り離すとともに、パワーコンディショナの出力間の結線を付け替え、さらに、これらの各パワーコンディショナが出力する単相交流電力の位相間に所定の位相差(具体的には120°)が生ずるようにして、モータなどの三相負荷に対して三相交流電力を供給できるようにしたものである。
[First Embodiment]
The disaster distributed power supply system according to the first embodiment of the present invention uses two or more power conditioners that each output single-phase AC power (in the embodiment described below, three power conditioners are used). Use), when the system power supply is functioning normally, connect the outputs of these two or more power conditioners in parallel to the system power supply and connect the system power supply to supply single-phase AC power to the load In the event of a power failure in the system power supply, these power conditioners are disconnected from the system power supply, the wiring between the output of the power conditioners is changed, and the single-phase AC power output by each of these power conditioners is also changed. A three-phase AC power can be supplied to a three-phase load such as a motor so that a predetermined phase difference (specifically 120 °) is generated between the phases. A.

図1及び図2は、本発明の第1の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示している。図1は系統電源が正常に稼動している場合の結線を示し、図2は系統電源が停電している際の結線を示している。実際には、通常時には図1の結線とし、系統電源が停電となった場合には、後述するように、手動で図2の結線に切り替えることになる。   1 and 2 show the configuration of a disaster-response distributed power supply system according to the first embodiment of this invention. FIG. 1 shows the connection when the system power supply is operating normally, and FIG. 2 shows the connection when the system power supply is out of power. Actually, the connection shown in FIG. 1 is normally used, and when the system power supply fails, the connection is manually switched to the connection shown in FIG. 2 as described later.

分散電源として太陽電池などの直流電源11〜13と、直流電源11〜13からそれぞれ直流電力が供給されて単相交流電力を出力するパワーコンディショナ(PCS)21〜23が設けられている。また、系統電源からは、単相交流電力と三相交流電力とが供給されている。三相交流電力は、三相分電盤41を介して、モータなどの三相負荷51に供給されるようになっている。通常時には、図1に示すように、三相分電盤41と三相負荷51とが直結されている。単相交流電力は、単相分電盤42を介して照明などの単相負荷52に供給されるようになっている。単相分電盤42と単相負荷52との接続は、この例では、固定されている。また、これらの分電盤41,42とは別に、系統電源の停電時に用いられる停電時専用三相分電盤44が設けられている。系統電源が通常に動作しているときには、停電時専用三相分電盤44には、電源も負荷も接続されない。   As distributed power supplies, there are provided DC power supplies 11 to 13 such as solar cells, and power conditioners (PCS) 21 to 23 that are supplied with DC power from the DC power supplies 11 to 13 and output single-phase AC power, respectively. In addition, single-phase AC power and three-phase AC power are supplied from the system power supply. Three-phase AC power is supplied to a three-phase load 51 such as a motor via a three-phase distribution board 41. At the normal time, as shown in FIG. 1, a three-phase distribution board 41 and a three-phase load 51 are directly connected. The single-phase AC power is supplied to a single-phase load 52 such as lighting through a single-phase distribution board 42. In this example, the connection between the single-phase distribution board 42 and the single-phase load 52 is fixed. In addition to these distribution boards 41 and 42, there is provided a three-phase distribution board 44 dedicated for power failure that is used when the system power supply is interrupted. When the system power supply is operating normally, the power supply and the load are not connected to the three-phase distribution board 44 dedicated for power failure.

通常時には、図1に示すように、パワーコンディショナ21〜23の出力は相互に並列に接続され、遮断器43を介して単相分電盤42に供給されるようになっている。遮断器43は、系統電源が停電したときなどに、パワーコンディショナ21〜23を系統電源から解列するために設けられている。したがって、このときは、直流電源11〜13からの直流電力がパワーコンディショナ21〜23によって単相交流電力に変換され、負荷52に対して、分電盤42を介して、系統電源からの単相交流電力とパワーコンディショナ21〜23からの単相交流電力が供給されることになる。上述したように、パワーコンディショナ21〜23内のインバータ回路は、出力電流値が目標値となるように制御される電流制御モードで駆動される。   In normal times, as shown in FIG. 1, the outputs of the power conditioners 21 to 23 are connected in parallel to each other and supplied to the single-phase distribution board 42 via the circuit breaker 43. The circuit breaker 43 is provided in order to disconnect the power conditioners 21 to 23 from the system power supply when the system power supply fails. Therefore, at this time, the DC power from the DC power supplies 11 to 13 is converted into single-phase AC power by the power conditioners 21 to 23, and the single power from the system power supply is supplied to the load 52 via the distribution board 42. Single-phase AC power from the phase AC power and the power conditioners 21 to 23 is supplied. As described above, the inverter circuits in the power conditioners 21 to 23 are driven in the current control mode in which the output current value is controlled to be the target value.

なお、パワーコンディショナ21〜23が系統電源に接続しかつ運転している状態で系統電源が停電すると、パワーコンディショナ21〜23から出力される交流電力が系統電源側の配電網に流れ出し、停電中であるので本来は充電されていないはずの系統電源側の配電線や配電網が分散電源によって充電されることとなり、停電復旧等の作業における感電事故や、系統復帰時に系統電源側での位相と配電線側での位相が一致しないことによる故障の発生のおそれが生じ、また、故障発生位置の探索を難しくする。そこでパワーコンディショナは、系統電源側からの電力供給が途絶えたことを検出した場合に、速やかにパワーコンディショナの動作を停止させ、さらに必要に応じてパワーコンディショナ自体を配電線から機械的なスイッチあるいは遮断器によって切り離せるように構成されている。ここでは、並列接続されたパワーコンディショナ21〜23のうち、パワーコンディショナ21をマスタのパワーコンディショナとして、このパワーコンディショナ21において系統電源の停電を検出するとともに、系統電源の停電時には、残りのパワーコンディショナ22,23に対して停電検出を通知し、各パワーコンディショナ21〜23の動作を停止させるとともに、遮断器43を遮断状態とするようにしている。あるいは、各パワーコンディショナ21〜23が相互に通信しあって、系統電源の停電を検出するようにしてもよい。   When the system power supply is interrupted while the power conditioners 21 to 23 are connected to the system power supply, the AC power output from the power conditioners 21 to 23 flows out to the distribution network on the system power supply side, and the power failure occurs. Therefore, the distribution line and distribution network on the system power supply side that should not have been originally charged will be charged by the distributed power supply, causing electric shock accidents during work such as power failure recovery, and the phase on the system power supply side when the system is restored May cause a failure due to a phase mismatch between the distribution line and the distribution line, and makes it difficult to search for a failure occurrence position. Therefore, when the power conditioner detects that the power supply from the system power supply has been cut off, the power conditioner immediately stops the operation of the power conditioner, and if necessary, removes the power conditioner itself from the distribution line. It is configured to be disconnected by a switch or circuit breaker. Here, out of the power conditioners 21 to 23 connected in parallel, the power conditioner 21 is used as a master power conditioner, and the power conditioner 21 detects a power failure of the system power supply. The power conditioners 22 and 23 are notified of the detection of a power failure, the operation of each of the power conditioners 21 to 23 is stopped, and the circuit breaker 43 is set in a disconnected state. Alternatively, the power conditioners 21 to 23 may communicate with each other to detect a power failure of the system power supply.

次に、系統電源が停電しているときに、三相負荷51に対して三相交流電力を供給するための構成について、図2を用いて説明する。   Next, a configuration for supplying three-phase AC power to the three-phase load 51 when the system power supply is interrupted will be described with reference to FIG.

系統電源が停電のときは、手動で、各パワーコンディショナ21〜23を遮断器43から切り離し、また、三相負荷51を三相分電盤41から取り外す。そして、三相負荷51への3本の配電線と、3台のパワーコンディショナ21〜23の単相交流出力とを、停電時専用三相分電盤44を介して相互に接続する。そして、交流出力における位相が相互に120°ずつずれるように3台のパワーコンディショナ21〜23を運転させる。その結果、三相負荷51に三相交流電力が供給されるようになり、三相負荷51を使用することができるようになる。三相負荷51が燃料供給ステーションにおける燃料ポンプを駆動する三相モータである場合には、系統電源の停電時であっても、緊急車両等に給油を行えることになる。   When the system power supply is out of power, the power conditioners 21 to 23 are manually disconnected from the circuit breaker 43, and the three-phase load 51 is removed from the three-phase distribution board 41. Then, the three distribution lines to the three-phase load 51 and the single-phase AC outputs of the three power conditioners 21 to 23 are connected to each other via the three-phase distribution board 44 dedicated for power failure. Then, the three power conditioners 21 to 23 are operated so that the phases of the AC output are shifted from each other by 120 °. As a result, three-phase AC power is supplied to the three-phase load 51, and the three-phase load 51 can be used. When the three-phase load 51 is a three-phase motor that drives the fuel pump in the fuel supply station, the emergency vehicle or the like can be refueled even during a power failure of the system power supply.

次に、このように3台のパワーコンディショナ21〜23を結線して三相交流電力を生成できるようにするための、パワーコンディショナの構成について説明する。パワーコンディショナは、単体としては単相交流電力を出力するものであるから、これらの3台を組み合わせて三相交流電力を得るためには、パワーコンディショナが出力する交流電力における位相を相互に120°ずつずらす必要がある。そこで本実施形態では、マスタのパワーコンディショナ21において、基準となる周波数と位相差とを示す同期信号(周期トリガ)を生成し、これらの同期信号をスレーブのパワーコンディショナ22,23に伝送し、スレーブのパワーコンディショナ22.23では同期信号に同期して交流電力を発生させて出力することにより、三相交流電力が正常に生成されるようにしている。さらにマスタとスレーブのパワーコンディショナの間では、後述するように、待機信号や運転停止信号がやり取りされるようになっている。   Next, the configuration of the power conditioner for connecting the three power conditioners 21 to 23 in this way so that three-phase AC power can be generated will be described. Since the power conditioner outputs single-phase AC power as a single unit, in order to obtain three-phase AC power by combining these three units, the phases of the AC power output by the power conditioner are mutually It is necessary to shift by 120 °. Therefore, in the present embodiment, the master power conditioner 21 generates a synchronization signal (period trigger) indicating a reference frequency and phase difference, and transmits these synchronization signals to the slave power conditioners 22 and 23. In the slave power conditioner 22.23, three-phase AC power is normally generated by generating and outputting AC power in synchronization with the synchronization signal. Further, a standby signal and an operation stop signal are exchanged between the master and slave power conditioners, as will be described later.

図3は、このようなパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。マスタとスレーブの違いはあるものの、パワーコンディショナ21〜23の構成は同様のものである。すなわちパワーコンディショナ21〜23は、直流電源11〜13からの直流電力を受けてこれを適当な電圧まで昇圧するDC昇圧部31と、昇圧された直流電力を単相交流電力に変換するインバータ回路32と、インバータ回路32内のパワー半導体素子のゲートを駆動するためのゲートドライブ信号を発生するゲートドライブ信号発生部33と、インバータ回路32の出力電流/出力電圧を計測するセンサ34と、センサ34での波形観測値に基づいてインバータ回路32内のパワー半導体素子のゲートを制御するための目標値を算出する目標値演算部35と、インバータ回路32の出力電圧波形における目標波形を発生する目標電圧波形発生部36と、を備えている。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of such a power conditioner. Although there are differences between the master and the slave, the configurations of the power conditioners 21 to 23 are the same. That is, the power conditioners 21 to 23 receive DC power from the DC power supplies 11 to 13 and boost the DC power to an appropriate voltage, and an inverter circuit that converts the boosted DC power into single-phase AC power. 32, a gate drive signal generator 33 for generating a gate drive signal for driving the gate of the power semiconductor element in the inverter circuit 32, a sensor 34 for measuring the output current / output voltage of the inverter circuit 32, and a sensor 34 A target value calculation unit 35 for calculating a target value for controlling the gate of the power semiconductor element in the inverter circuit 32 based on the waveform observation value at, and a target voltage for generating a target waveform in the output voltage waveform of the inverter circuit 32 A waveform generator 36.

系統電源に連系しているときは、インバータ回路32は電流制御モードで動作することになっているので、目標値演算部35は、センサ34で観測された電圧波形に基づいて目標値を定め、その目標値をゲートドライブ信号発生部33に送り、その結果、電圧波形に基づいてインバータ回路32が駆動制御されることになる。   Since the inverter circuit 32 is supposed to operate in the current control mode when connected to the system power supply, the target value calculation unit 35 determines the target value based on the voltage waveform observed by the sensor 34. The target value is sent to the gate drive signal generator 33, and as a result, the inverter circuit 32 is driven and controlled based on the voltage waveform.

これに対し、系統電源の停電時であって図2に示すように結線されている場合には、インバータ回路32を電圧制御モードで動作させる。このとき、外部から基準の周波数や位相が供給されるわけではないので、マスタのパワーコンディショナ21の目標電圧波形発生部36は、所定周波数(50Hzまたは60Hz)で所定電圧の正弦波が出力されるように出力電圧波形の目標波形を定めて、マスタのパワーコンディショナ21の目標値演算部25に供給するとともに、スレーブのパワーコンディショナ22,23に対しては、周波数と位相との基準になる周期トリガ(同期信号)を送信する。周期トリガにおいては、スレーブのパワーコンディショナ22,23ごとに所定の位相差が設けられている。スレーブのパワーコンディショナ22,23では、目標電圧波形発生部36がこの周期トリガを受信し、周期トリガに基づいて自パワーコンディショナにおける出力電圧波形の目標波形を定め、目標値演算部35に出力する。マスタおよびスレーブのいずれのパワーコンディショナ21〜23においても、目標値演算部35は、供給された目標波形とセンサ34で観測された電圧波形とに基づいて目標値を定め、その目標値をゲートドライブ信号発生部33に送り、その結果、電圧波形に基づいてインバータ回路32が駆動制御されることになる。これにより、各パワーコンディショナ21〜23から、相互の位相が120°ずつずれた交流電力が出力されることになる。   On the other hand, when the power supply of the system power supply is interrupted and is connected as shown in FIG. 2, the inverter circuit 32 is operated in the voltage control mode. At this time, since the reference frequency and phase are not supplied from the outside, the target voltage waveform generation unit 36 of the master power conditioner 21 outputs a sine wave of a predetermined voltage at a predetermined frequency (50 Hz or 60 Hz). In this way, the target waveform of the output voltage waveform is determined and supplied to the target value calculation unit 25 of the master power conditioner 21, and the slave power conditioners 22 and 23 are used as a reference of frequency and phase. A periodic trigger (synchronization signal) is transmitted. In the period trigger, a predetermined phase difference is provided for each of the slave power conditioners 22 and 23. In the slave power conditioners 22, 23, the target voltage waveform generator 36 receives this periodic trigger, determines the target waveform of the output voltage waveform in the own power conditioner based on the periodic trigger, and outputs it to the target value calculator 35. To do. In both the master and slave power conditioners 21 to 23, the target value calculation unit 35 determines a target value based on the supplied target waveform and the voltage waveform observed by the sensor 34, and gates the target value. As a result, the drive of the inverter circuit 32 is controlled based on the voltage waveform. As a result, AC power whose phase is shifted by 120 ° is output from each of the power conditioners 21 to 23.

次に、三相交流電力を得るためのパワーコンディショナ21〜23の出力の結線方法について、図4を用いて説明する。図4の(A)はY結線の例を示している。各パワーコンディショナ21〜23の単相交流出力の一方がそれぞれY結線での各相の線となり、単相交流出力の他方は接地点(中性点)に共通に接続されている。図4の(B)はΔ結線の例を示しており、各パワーコンディショナ21〜23の一対の出力のそれぞれが、他のパワーコンディショナの出力に接続するように、リング状に結線されている。さらに本発明では、図4の(C)に示すようにV結線を採用することによって、2台のパワーコンディショナ21,22のみを用いて三相交流電力を三相負荷51に供給することもできる。この場合は、パワーコンディショナ21の一方の出力を三相交流の第1の相、パワーコンディショナ21の他方の出力とパワーコンディショナ22の一方の出力を結んで三相交流の第2の相、パワーコンディショナ22の他方の出力を三相交流の第3の相としている。   Next, a method of connecting the outputs of the power conditioners 21 to 23 for obtaining three-phase AC power will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows an example of Y connection. One of the single-phase AC outputs of each of the power conditioners 21 to 23 is a line of each phase in the Y connection, and the other of the single-phase AC outputs is commonly connected to a ground point (neutral point). FIG. 4B shows an example of Δ connection. Each of the pair of outputs of each of the power conditioners 21 to 23 is connected in a ring shape so as to be connected to the output of the other power conditioner. Yes. Furthermore, in the present invention, by using a V connection as shown in FIG. 4C, three-phase AC power can be supplied to the three-phase load 51 using only two power conditioners 21 and 22. it can. In this case, one output of the power conditioner 21 is connected to the first phase of the three-phase AC, the other output of the power conditioner 21 is connected to one output of the power conditioner 22, and the second phase of the three-phase AC. The other output of the power conditioner 22 is the third phase of the three-phase alternating current.

次に、系統電源が停電したときに三相交流負荷に電力を供給できるようにするための手順について、図5を用いて説明する。   Next, a procedure for enabling electric power to be supplied to the three-phase AC load when the system power supply fails will be described with reference to FIG.

系統電源が停止した場合(ステップ101)、遮断器43が遮断状態でなければ遮断状態とした上で、それまでは図1のような結線であったものを、手動で、図2に示す結線に切り替える(ステップ102)。次に、運転モードを、電流制御を行う通常の単相運転モードから電圧制御を行う三相運転モードに変更して、各パワーコンディショナ21〜23を起動させる(ステップ103)。この運転開始時には、マスタのパワーコンディショナ21からスレーブとなるパワーコンディショナ22,23に対して、三相運転の基準となる周期トリガを伝送し(ステップ104)、運転準備を行う。スレーブのパワーコンディショナ22,23は、運転の準備ができたら、運転待機状態に移行して、運転準備が完了したことを示す待機信号をマスタのパワーコンディショナ21に送信する。スレーブのパワーコンディショナ22,23の両方から待機信号を受信したら、マスタのパワーコンディショナ21は運転を開始し(ステップ105)、スレーブのパワーコンディショナ22,23はマスタのパワーコンディショナ21に追従して運転を開始する(ステップ107)。これにより、三相負荷51に対して三相交流電力を供給できるようになる。   When the system power supply is stopped (step 101), if the circuit breaker 43 is not in the shut-off state, the circuit breaker is set in the shut-off state. (Step 102). Next, the operation mode is changed from the normal single-phase operation mode in which current control is performed to the three-phase operation mode in which voltage control is performed, and each of the power conditioners 21 to 23 is activated (step 103). At the start of the operation, a periodic trigger serving as a reference for the three-phase operation is transmitted from the master power conditioner 21 to the slave power conditioners 22 and 23 (step 104) to prepare for operation. When the slave power conditioners 22 and 23 are ready for operation, the slave power conditioners 22 and 23 shift to the operation standby state and transmit a standby signal indicating that the operation preparation is completed to the master power conditioner 21. When the standby signal is received from both the slave power conditioners 22 and 23, the master power conditioner 21 starts operation (step 105), and the slave power conditioners 22 and 23 follow the master power conditioner 21. Then, the operation is started (step 107). As a result, three-phase AC power can be supplied to the three-phase load 51.

次に、上述のように三相交流電力を供給している場合に、系統電源が復帰し、系統に再度連系する場合の手順について、図6を用いて説明する。   Next, the procedure in the case where the system power supply is restored and connected to the system again when three-phase AC power is supplied as described above will be described with reference to FIG.

系統に再度連系するためには、パワーコンディショナ21〜23を三相運転から単相運転に切り替える必要がある。そこで、系統電源の復帰を確認したら、ます、パワーコンディショナ21〜23の三相運転モードをオフにする(ステップ111)。その結果、マスタのパワーコンディショナ21からスレーブのパワーコンディショナ22,23身対して運転停止信号が送信され(ステップ112)、これを受けてスレーブのパワーコンディショナ22,23が運転を停止し(ステップ113)、次に、マスタのパワーコンディショナ21が運転を停止する(ステップ114)。その後、パワーコンディショナ21〜23の運転モードを単相モードに切り替えた上で(ステップ115)、手動で、図2の結線から図1の結線に切り替える(ステップ116)。その後、遮断器43を導通状態とすると、各パワーコンディショナ21〜23は、系統電源に連系した運転を開始する(ステップ117)。   In order to reconnect to the system, it is necessary to switch the power conditioners 21 to 23 from the three-phase operation to the single-phase operation. Therefore, when it is confirmed that the system power supply has been restored, the three-phase operation mode of the power conditioners 21 to 23 is turned off (step 111). As a result, an operation stop signal is transmitted from the master power conditioner 21 to the slave power conditioners 22 and 23 (step 112), and in response to this, the slave power conditioners 22 and 23 stop operating ( Step 113) Next, the master inverter 21 stops operation (Step 114). Thereafter, the operation mode of the power conditioners 21 to 23 is switched to the single-phase mode (step 115), and then manually switched from the connection in FIG. 2 to the connection in FIG. 1 (step 116). Thereafter, when the circuit breaker 43 is turned on, each of the power conditioners 21 to 23 starts an operation linked to the system power supply (step 117).

ところで、分散電源用のパワーコンディショナとしては、住宅や小規模店舗などを対象とした単相出力のパワーコンディショナが広く普及している。これらを産業用途に転用することは普及の点から見て有効であり、出力される単相交流電力は照明や空調用などに活用することが可能である。しかしながら、従来は、単相用のパワーコンディショナを用いている限り、停電時には重要性の高い動力用の三相交流電力が得られない、という問題点があった。   By the way, as a power conditioner for a distributed power source, a single-phase output power conditioner for a house, a small-scale store, or the like is widely used. The diversion of these for industrial use is effective from the viewpoint of widespread use, and the output single-phase AC power can be used for lighting and air conditioning. However, conventionally, as long as a single-phase power conditioner is used, there is a problem in that highly important three-phase AC power for power cannot be obtained during a power failure.

しかしながら、以上説明したように、第1の実施形態の災害時対応分散電源システムは、系統電源が稼動しているときには直流電源11〜13を系統電源(単相交流電力)に連系させることができるとともに、系統電源が停電となったときには、上述のような手順を踏むことによって、動力用として重要度の高い三相交流電力を発生することができる。   However, as described above, the disaster-response distributed power supply system according to the first embodiment can link the DC power supplies 11 to 13 to the system power supply (single-phase AC power) when the system power supply is operating. In addition, when the system power supply is interrupted, three-phase AC power having high importance can be generated for power by taking the above-described procedure.

[第2の実施形態]
図7及び図8は、本発明の第2の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示す回路図であり、図9は、第2の実施形態のパワーコンディショナの構成を示す回路図である。図7は系統電源が正常に稼動している場合の結線を示し、図8は系統電源が停電している際の結線を示している。図7及び図8に示すように、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムは、系統電源が停電となった場合に、直流電源11〜13と系統電源との連系を切り離すと共に、単相交流電力出力から三相交流電力出力への切り替えをを自立的に行う点で第1の実施形態の災害時対応分散電源システムと異なっている。具体的には、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムは、第1の実施形態の災害時対応分散電源システムにおいて、更に停電検出部61と制御部62とを備えている。第2の実施形態の災害時対応分散電源システムの他の構成は、第1の実施形態の災害時対応分散電源システムと同一である。
[Second Embodiment]
7 and 8 are circuit diagrams showing the configuration of the disaster-reliable distributed power supply system according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the power conditioner of the second embodiment. It is. FIG. 7 shows the connection when the system power supply is operating normally, and FIG. 8 shows the connection when the system power supply is out of power. As shown in FIGS. 7 and 8, the disaster-response distributed power supply system according to the second embodiment disconnects the connection between the DC power supplies 11 to 13 and the system power supply when the system power supply fails. It differs from the distributed power supply system for disasters of the first embodiment in that switching from a single-phase AC power output to a three-phase AC power output is performed autonomously. Specifically, the disaster-response distributed power supply system of the second embodiment is further provided with a power failure detection unit 61 and a control unit 62 in the disaster-response distributed power supply system of the first embodiment. Other configurations of the disaster-response distributed power supply system of the second embodiment are the same as those of the disaster-response distributed power supply system of the first embodiment.

例えば、系統電源の停電を検出するために、制御部62は、定期的にパワーコンディショナ21〜23へ制御信号を送信し、単相交流電流の位相を変化させる。このとき、パワーコンディショナ21〜23は、目標値演算部35によって制御部62からの制御信号に基づいて電流目標値を変更する。系統電源から単相交流電力が供給されている場合、電流の位相を変化させても電圧の位相は変化しない。しかしながら、系統電源から単相交流電力が供給されていない場合、電流の位相変化に応じて電圧の位相変化が発生する。停電検出部61は、単相交流電圧の位相の変化を検出した場合に、系統電源が停電したと判断し、制御部62へ通知する。制御部62は、停電検出部61から系統電源の停電の通知を受けると、パワーコンディショナ21へ制御信号を送信すると共に、図7の結線から図8の結線へ切り替える。このとき、パワーコンディショナ21は、目標電圧波形発生部36によって制御部62からの制御信号に基づいて三相交流電力生成のための出力電圧波形の目標波形を定め、上記したように、目標値演算部35に供給すると共に、スレーブのパワーコンディショナ22,23に対して周期トリガを送信する。これにより、各パワーコンディショナ21〜23から、相互の位相が120°ずつずれた交流電力が出力され、三相交流電力が生成される。   For example, in order to detect a power failure of the system power supply, the control unit 62 periodically transmits a control signal to the power conditioners 21 to 23 to change the phase of the single-phase alternating current. At this time, the power conditioners 21 to 23 change the target current value based on the control signal from the control unit 62 by the target value calculation unit 35. When single-phase AC power is supplied from the system power supply, the voltage phase does not change even if the current phase is changed. However, when single-phase AC power is not supplied from the system power supply, a voltage phase change occurs according to a current phase change. When detecting a change in the phase of the single-phase AC voltage, the power failure detection unit 61 determines that the system power supply has failed and notifies the control unit 62 of the power failure. When receiving the notification of the power failure of the system power supply from the power failure detection unit 61, the control unit 62 transmits a control signal to the power conditioner 21 and switches from the connection in FIG. 7 to the connection in FIG. At this time, the power conditioner 21 determines the target waveform of the output voltage waveform for generating the three-phase AC power based on the control signal from the control unit 62 by the target voltage waveform generation unit 36 and, as described above, the target value While supplying to the calculating part 35, a period trigger is transmitted with respect to the power conditioners 22 and 23 of a slave. As a result, AC power having a mutual phase shift of 120 ° is output from each of the power conditioners 21 to 23, and three-phase AC power is generated.

この第2の実施形態の災害時対応分散電源システムでも、第1の実施形態の災害時対応分散電源システムと同様な利点を得ることができる。更に、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムによれば、自立的に、系統電源の停電を検出し、切り替えを行うことができる。   The disaster response distributed power supply system according to the second embodiment can provide the same advantages as the disaster response distributed power supply system according to the first embodiment. Furthermore, according to the disaster-response distributed power supply system of the second embodiment, a power failure of the system power supply can be detected and switched independently.

なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

本実施形態では、3つの直流電源と3つのパワーコンディショナとを備える形態を例示したが、直流電源とパワーコンディショナとをそれぞれ1つずつ備える形態であっても、単相電力への連系運転と、3相自立運転の両者を可能にすることができる。以下に、その一例を変形例として示す。   In this embodiment, although the form provided with three direct-current power supplies and three power conditioners was illustrated, even if it is a form provided with one direct-current power supply and one power conditioner, respectively, it connects to single phase electric power. Both operation and three-phase independent operation can be made possible. One example is shown as a modification below.

[変形例]
図10及び図11は、本発明の変形例の災害時対応分散電源システムの構成を示す回路図であり、図12は、変形例のパワーコンディショナの構成を示す回路図である。図10は系統電源が正常に稼動している場合の結線を示し、図11は系統電源が停電している際の結線を示している。図10及び図11に示すように、変形例の災害時対応分散電源システムは、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムにおいて、複数の直流電源11〜13及び複数のパワーコンディショナ21〜23に代えて、1つの直流電源11と1つのパワーコンディショナ70とを備えている。変形例の災害時対応分散電源システムの他の構成は、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムと同一である。
[Modification]
10 and 11 are circuit diagrams illustrating the configuration of a disaster-reliant distributed power supply system according to a modification of the present invention, and FIG. 12 is a circuit diagram illustrating the configuration of a power conditioner according to the modification. FIG. 10 shows the connection when the system power supply is operating normally, and FIG. 11 shows the connection when the system power supply is out of power. As illustrated in FIGS. 10 and 11, the disaster-response distributed power supply system according to the modification is the same as the disaster-ready distributed power supply system according to the second embodiment, and includes a plurality of DC power supplies 11 to 13 and a plurality of power conditioners 21 to 21. Instead of 23, one DC power source 11 and one power conditioner 70 are provided. Other configurations of the disaster-response distributed power supply system of the modification are the same as those of the disaster-response distributed power supply system of the second embodiment.

パワーコンディショナ70は、直流電源11から出力される直流電力から単相交流電力及び三相交流電力を生成することが可能であり、制御部62からの制御信号に応じて何れか一方を生成して出力する。パワーコンディショナ70は、パワーコンディショナ21〜23において、インバータ回路32に代えてインバータ回路72を備えている。パワーコンディショナ70の他の構成は、パワーコンディショナ21〜23と同一である。   The power conditioner 70 can generate single-phase AC power and three-phase AC power from the DC power output from the DC power supply 11, and generates either one according to the control signal from the control unit 62. Output. The power conditioner 70 includes an inverter circuit 72 instead of the inverter circuit 32 in the power conditioners 21 to 23. Other configurations of the power conditioner 70 are the same as those of the power conditioners 21 to 23.

インバータ回路72は、系統電源が停電した場合に、直流電力から三相交流電力を生成することができるように、例えば、6つのスイッチング素子を用いた三相インバータ構成となっている。一方、通常時は、インバータ回路72は、3つのインバータのうちの2つのインバータを用いて単相交流電力を生成する。   The inverter circuit 72 has, for example, a three-phase inverter configuration using six switching elements so that three-phase AC power can be generated from DC power when the system power supply fails. On the other hand, normally, the inverter circuit 72 generates single-phase AC power using two of the three inverters.

まず、系統電源に連系しているとき、ゲートドライブ信号発生部33は、インバータ回路72における3つのインバータのうち2つのインバータに駆動電圧を供給する。例えば、2つのインバータに供給される駆動電圧は、互いに位相差180度となっている。このようにして、高力率の単相交流電力が生成される。   First, when connected to the system power supply, the gate drive signal generator 33 supplies a drive voltage to two of the three inverters in the inverter circuit 72. For example, the drive voltages supplied to the two inverters have a phase difference of 180 degrees. In this way, high power factor single-phase AC power is generated.

次に、系統電源の停電を検出するために、制御部62は、定期的にパワーコンディショナ70へ制御信号を送信し、単相交流電流の位相を変化させる。このとき、パワーコンディショナ70は、目標値演算部35によって制御部62からの制御信号に基づいて電流目標値を変更する。停電検出部61は、単相交流電圧の位相の変化を検出した場合に、系統電源が停電したと判断し、制御部62へ通知する。制御部62は、停電検出部61から系統電源の停電の通知を受けると、パワーコンディショナ70へ制御信号を送信すると共に、図10の結線から図11の結線へ切り替える。このとき、パワーコンディショナ70は、目標電圧波形発生部36によって制御部62からの制御信号に基づいて三相交流電力生成のための出力電圧波形の目標波形を定め、上記したように、目標値演算部35に供給する。すると、目標値演算部35は、供給された目標波形とセンサ34で観測された電圧波形とに基づいて目標値を定め、その目標値をゲートドライブ信号発生部33に送る。すると、ゲートドライブ信号発生部33は、インバータ回路72における3つのインバータに駆動電圧を供給する。例えば、3つのインバータに供給される駆動電圧は、互いに位相差120度となっている。このようにして、高力率の三相交流電力が生成される。   Next, in order to detect a power failure of the system power supply, the control unit 62 periodically transmits a control signal to the power conditioner 70 to change the phase of the single-phase alternating current. At this time, the power conditioner 70 changes the target current value based on the control signal from the controller 62 by the target value calculator 35. When detecting a change in the phase of the single-phase AC voltage, the power failure detection unit 61 determines that the system power supply has failed and notifies the control unit 62 of the power failure. When receiving the notification of the power failure of the system power supply from the power failure detection unit 61, the control unit 62 transmits a control signal to the power conditioner 70 and switches from the connection in FIG. 10 to the connection in FIG. At this time, the power conditioner 70 determines the target waveform of the output voltage waveform for generating the three-phase AC power based on the control signal from the control unit 62 by the target voltage waveform generation unit 36, and as described above, the target value It supplies to the calculating part 35. Then, the target value calculator 35 determines a target value based on the supplied target waveform and the voltage waveform observed by the sensor 34, and sends the target value to the gate drive signal generator 33. Then, the gate drive signal generator 33 supplies drive voltages to the three inverters in the inverter circuit 72. For example, the drive voltages supplied to the three inverters have a phase difference of 120 degrees. In this way, high power factor three-phase AC power is generated.

この変形例の災害時対応分散電源システムでも、第2の実施形態の災害時対応分散電源システムと同様な利点を得ることができる。   Also in this distributed power supply system for disaster response, the same advantages as the distributed power supply system for disaster according to the second embodiment can be obtained.

本変形例では、ゲートドライブ信号発生部33は、単相交流電力生成時と三相交流電力生成時とで、それぞれの力率が高くなるように各インバータの駆動電圧の位相を調整したが、各インバータの駆動電圧の位相を調整せずとも、単相交流電力と三相交流電力とを得ることができる。例えば、インバータ回路72は、常に三相交流電力を生成するように動作し、単相交流電力が必要なときには3相出力のうちの2相の出力を単相交流電力として用いればよい。   In the present modification, the gate drive signal generation unit 33 adjusts the phase of the drive voltage of each inverter so that the respective power factor becomes high when generating single-phase AC power and when generating three-phase AC power. Single-phase AC power and three-phase AC power can be obtained without adjusting the phase of the drive voltage of each inverter. For example, the inverter circuit 72 always operates so as to generate three-phase AC power, and when single-phase AC power is required, the two-phase output of the three-phase outputs may be used as the single-phase AC power.

また、本実施形態及び変形例では、停電検出部61は、電流の位相を変更して電圧の位相変化を検出する単独運転検出機能を備えていたが、停電検出部61は、本実施形態及び変形例以外にも様々な態様であってもよい。例えば、停電検出部61は、過電圧検出機能や、低電圧検出機能、高周波数検出機能、低周波数検出機能などの様々な機能によって実現可能である。   Further, in the present embodiment and the modification, the power failure detection unit 61 has the single operation detection function of detecting the phase change of the voltage by changing the phase of the current. Various modes other than the modified examples may be used. For example, the power failure detection unit 61 can be realized by various functions such as an overvoltage detection function, a low voltage detection function, a high frequency detection function, and a low frequency detection function.

また、本発明の機能を実現するためには、パワーコンディショナとマトリックスコンバータ等の他電力変換機器とを組み合わせて用いる方法も有効である。   Moreover, in order to implement | achieve the function of this invention, the method of using in combination with other power converters, such as a power conditioner and a matrix converter, is also effective.

本発明の第1の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、通常運転時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster-response distributed power supply system of the 1st Embodiment of this invention, Comprising: The connection at the time of normal operation is shown. 本発明の第1の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、系統電源の停電時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster-response distributed power supply system of the 1st Embodiment of this invention, Comprising: The connection at the time of the power failure of a system power supply is shown. 図1及び図2に示す災害時対応分散電源システムにおけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a power conditioner in the disaster-response distributed power supply system shown in FIGS. 1 and 2. 三相運転モードでのパワーコンディショナ相互の結線を示す図であって、(A)はY結線、(B)はΔ結線、(C)はV結線を示している。It is a figure which shows the connection between power conditioners in a three-phase operation mode, (A) shows Y connection, (B) shows Δ connection, and (C) shows V connection. 図1及び図2に示した災害時対応分散電源システムの動作を示すフローチャートであって、系統電源が停電したことにより三相運転モードを起動するときの処理を示している。It is a flowchart which shows operation | movement of the disaster corresponding distributed power supply system shown to FIG.1 and FIG.2, Comprising: The process when starting a three-phase operation mode because the system power supply failed is shown. 図1及び図2に示した災害時対応分散電源システムの動作を示すフローチャートであって、系統電源が復帰したことにより連系運転を再開するときの処理を示している。It is a flowchart which shows operation | movement of the disaster-response distributed power supply system shown in FIG.1 and FIG.2, Comprising: The process at the time of restarting a grid connection operation | movement by the system power supply returning is shown. 本発明の第2の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、通常運転時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster corresponding distributed power supply system of the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: The connection at the time of normal operation is shown. 本発明の第2の実施形態の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、系統電源の停電時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster corresponding distributed power supply system of the 2nd Embodiment of this invention, Comprising: The connection at the time of the power failure of a system power supply is shown. 図7及び図8に示す災害時対応分散電源システムにおけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a power conditioner in the disaster-response distributed power supply system illustrated in FIGS. 7 and 8. 本発明の変形例の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、通常運転時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster corresponding distributed power supply system of the modification of this invention, Comprising: The connection at the time of normal driving | operation is shown. 本発明の変形例の災害時対応分散電源システムの構成を示すブロック図であって、系統電源の停電時の接続を示している。It is a block diagram which shows the structure of the disaster corresponding distributed power supply system of the modification of this invention, Comprising: The connection at the time of the power failure of a system power supply is shown. 図10及び図11に示す災害時対応分散電源システムにおけるパワーコンディショナの構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a power conditioner in the disaster-response distributed power supply system illustrated in FIGS. 10 and 11.

符号の説明Explanation of symbols

11〜13 直流電源
21〜23 パワーコンディショナ
31 DC昇圧部
32 インバータ回路
33 ゲートドライブ信号発生部
34 センサ
35 目標値演算部
36 目標電圧波形発生部
41 三相分電盤
42 単相分電盤
43 遮断器
44 停電時専用三相分電盤
51 三相負荷
52 単相負荷
11 to 13 DC power supply 21 to 23 Power conditioner 31 DC booster 32 Inverter circuit 33 Gate drive signal generator 34 Sensor 35 Target value calculator 36 Target voltage waveform generator 41 Three-phase distribution board 42 Single-phase distribution board 43 Circuit breaker 44 Three-phase distribution board dedicated for power failure 51 Three-phase load 52 Single-phase load

Claims (9)

系統電源に連系する災害時対応分散電源システムにおいて、
分散電源と、
前記分散電源を前記系統電源に連系させるパワーコンディショナと、
を備え、
前記分散電源と前記系統電源との連系時には単相交流電力を出力し、前記系統電源の停電時には前記系統電源から前記パワーコンディショナを切り離して三相交流電力を出力することを特徴とする、災害時対応分散電源システム。
In a distributed power system for disasters linked to the grid power supply,
Distributed power supply,
A power conditioner for connecting the distributed power supply to the system power supply;
With
When the distributed power supply and the system power supply are interconnected, single-phase AC power is output, and when the system power supply is interrupted, the power conditioner is disconnected from the system power supply to output three-phase AC power, A distributed power system for disasters.
前記系統電源の停電を検出する停電検出手段と、
前記停電検出手段によって前記系統電源の停電が検出された場合に、前記系統電源から前記パワーコンディショナを切り離させると共に、単相交流電力出力から三相交流電力出力へ切り換えさせる制御を行う制御手段と、
を更に備える、請求項1に記載の災害時対応分散電源システム。
A power failure detection means for detecting a power failure of the system power supply;
Control means for performing control to disconnect the power conditioner from the system power supply and switch from a single-phase AC power output to a three-phase AC power output when a power failure of the system power supply is detected by the power failure detection means; ,
The disaster-supported distributed power supply system according to claim 1, further comprising:
複数台の前記パワーコンディショナを備え、
前記系統電源に連系させるときは前記複数台のパワーコンディショナを相互に並列接続して前記系統電源に接続し、前記系統電源の停電時には、前記系統電源から前記複数台のパワーコンディショナを切り離し、前記複数台のパワーコンディショナの交流出力間に所定の位相差が生ずるようにして前記複数台のパワーコンディショナを運転させ、三相交流電力が得られるようにしたことを特徴とする、請求項1及び2に記載の災害時対応分散電源システム。
A plurality of the inverters are provided,
When interconnecting to the system power supply, the plurality of power conditioners are connected in parallel to each other and connected to the system power supply, and when the system power supply fails, the plurality of power conditioners are disconnected from the system power supply. The three-phase AC power can be obtained by operating the plurality of power conditioners so that a predetermined phase difference is generated between the AC outputs of the plurality of power conditioners. Item 3. A distributed power supply system for disasters according to items 1 and 2.
3台の前記パワーコンディショナを有し、三相交流電力を得るときには前記3台のパワーコンディショナの出力をY結線またはΔ結線で接続する、請求項3に記載の災害時対応分散電源システム。   The distributed power supply system for disasters according to claim 3, comprising three power conditioners and connecting outputs of the three power conditioners by Y connection or Δ connection when obtaining three-phase AC power. 2台の前記パワーコンディショナを有し、三相交流電力を得るときには前記2台のパワーコンディショナの出力をV結線で接続する、請求項3に記載の災害時対応分散電源システム。   The distributed power supply system for disasters according to claim 3, comprising two power conditioners and connecting the outputs of the two power conditioners with a V connection when obtaining three-phase AC power. 前記各パワーコンディショナの定格出力が0.1kW以上100kW以下である、請求項3〜5の何れか1項に記載の災害時対応分散電源システム。   The distributed power supply for disasters according to any one of claims 3 to 5, wherein a rated output of each power conditioner is 0.1 kW or more and 100 kW or less. 前記複数台のパワーコンディショナのうちの1台がマスタとなって、前記三相交流電力の各相の基準となる信号を生成し他のパワーコンディショナに送信する、請求項3〜6の何れか1項に記載の災害時対応分散電源システム。   One of the plurality of power conditioners serves as a master, generates a signal serving as a reference for each phase of the three-phase AC power, and transmits the signal to another power conditioner. 2. A distributed power supply system for disasters according to claim 1. 燃料を供給する燃料供給ステーションに設けられ、前記三相交流電力は、前記燃料を移送する燃料ポンプを駆動する三相モータに供給される、請求項1〜7の何れか1項に記載の災害時対応分散電源システム。   The disaster according to any one of claims 1 to 7, wherein the disaster is provided in a fuel supply station that supplies fuel, and the three-phase AC power is supplied to a three-phase motor that drives a fuel pump that transfers the fuel. Distributed power system for time. 分散電源を系統電源に連系させる複数台のパワーコンディショナの運転方法において、
前記系統電源に連系させるときには前記複数台のパワーコンディショナの出力を並列に接続して前記系統電源に接続し、前記複数台のパワーコンディショナを電流制御モードで動作させ、
前記系統電源に連系させない場合には、前記複数台のパワーコンディショナの出力を前記系統電源から切り離し、前記複数台のパワーコンディショナの交流出力間に所定の位相差が生じて前記交流出力が三相交流の各相に対応するように、前記複数台のパワーコンディショナを電圧制御モードで動作させることを特徴とするパワーコンディショナの運転方法。
In the operation method of multiple inverters that connect the distributed power supply to the system power supply,
When connecting to the system power supply, the outputs of the plurality of power conditioners are connected in parallel and connected to the system power supply, and the plurality of power conditioners are operated in a current control mode,
When not connecting to the system power supply, the outputs of the plurality of power conditioners are disconnected from the system power supply, and a predetermined phase difference occurs between the AC outputs of the plurality of power conditioners, so that the AC output is A method of operating a power conditioner, wherein the plurality of power conditioners are operated in a voltage control mode so as to correspond to each phase of a three-phase alternating current.
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