電源システムの運転方法
【課題】直流電源に容量の異なる複数台のインバータ装置を並列接続し、直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて電力変換効率が高くなるように起動台数を決定する。
【解決手段】本発明は，複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置からなり、電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときはｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときはｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは大容量インバータ装置をｍ台起動しかつｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する電源システムの運転方法である。
【解決手段】本発明は，複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置からなり、電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときはｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときはｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは大容量インバータ装置をｍ台起動しかつｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する電源システムの運転方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、燃料電池等からの直流電力を複数台並列接続されたインバータ装置によって高効率に交流電力に変換するための電源システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来技術における複数台のインバータ装置が並列接続された電源システムのブロック図である。直流電源ＤＣは、太陽電池、燃料電池等からなり電源出力電力値Ｐ［ｋＷ］の直流電力を出力する。太陽電池では日射強度の変化に伴い、燃料電池では化学反応状態の変化に伴い上記の電源出力電力値Ｐは大きく変動する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiは、同一容量のインバータ装置をｉ台並列接続しており、上記の直流電力を交流電力に変換して電力系統ＡＣ等に供給する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiの定格入力電力をＰｉ［ｋｗ］とする。したがって、電源出力電力値Ｐの定格出力値とインバータ装置の総入力電力値（Ｐｉ・ｉ）とが略等しくなるように構成される。電力検出回路ＰＤは、上記の電源出力電力値Ｐを検出して、電力検出信号Ｐｄ＝Ｐを出力する。運転制御回路ＣＣは、この電力検出信号Ｐｄを入力として、後述する方法によってインバータ装置の起動台数ｙ及び起動インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値Ｐifを決定し、各インバータ装置の累積負担が均一になるように起動インバータ装置を選択し、各インバータ装置を運転制御するための制御信号Ｃｃを出力する。例えば、この制御信号Ｃｃによって、インバータ装置ＩＶ1及びＩＶ3の２台を分担電力Ｐifで起動し、他のインバータ装置は動作を停止させる。
【０００３】
図６は、上述した運転制御回路ＣＣにおける起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートである。ステップＳＴ１において、予め定めた周期が経過したかを判断し、経過したときはステップＳＴ２に進む。この周期は電源出力電力値Ｐの変動速度に追従することができる値であり、例えば太陽電池のときは数十秒から数分程度に設定される。ステップＳＴ２において、電力検出信号Ｐｄを読み込む。ステップＳＴ３において、図７で後述する起動台数決定サブルーチン処理を行い、起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifを決定する。ステップＳＴ４において、累積負担がｈ略均一になるように起動インバータ装置を選択する。この累積負担を略均一にするための方法として、起動インバータ装置をランダムに選択する方法、累積動作時間の少ない順番に選択する方法、起動／停止回数の少ない順番に選択する方法等がある。ステップＳＴ５において、電源システムの運転を終了するかを判断して、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＳＴ１に戻る。
【０００４】
図７は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、上記の電力検出信号Ｐｄ及び最大入力電力値Ｐicを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐic（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は切り上げて整数にする。また、上記の最大入力電力値Ｐic＝Ｋ・Ｐｉとし、係数Ｋは０＜Ｋ≦1.0の範囲であり、Ｐｉはインバータ装置の定格入力電力値である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等に設定する。常にＫ＝1.0としない理由は、周期途中で電源出力電力値Ｐが変動したときにこの変動分に対応する余裕を織り込んで起動台数ｙを決定するためである。ステップＳＢ２において、インバータ装置１台当たりの分担入力電力値Ｐif＝Ｐｄ／ｙを決定する。
【０００５】
上述した起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法について、数値例を以下に示す。インバータ装置の並列接続台数ｉ＝１０、定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷとすると、電源システムの総入力電力値は１００ｋＷとなる。係数Ｋ＝0.9にすると最大入力電力値Ｐic＝９ｋＷとなる。現時点で電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは、起動台数ｙ＝３６／９＝４台となり、分担入力電力値Ｐif＝３６／４＝９ｋＷとなる。次周期（例えば１分後）が経過するまでに電源出力電力値Ｐが３８ｋＷに変動したときは、分担入力電力値Ｐif＝３８／４＝９．５ｋＷに修正される。このように定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷに対して余裕分１ｋＷがあるので、変動を吸収することができる。但し、周期途中の変動が無視できる場合には、係数Ｋ＝1.0としても良い。
【０００６】
図８は、インバータ装置における入力電力比率ε［％］と電力の変換効率η［％］との関係図である。入力電力比率εは、分担入力電力値Ｐif及び定格入力電力値Ｐｉによってε＝100・Ｐif／Ｐｉとして定義される。同図から分かるように、ε≦εａでは変換効率ηは急激に低下する。このεａ・Ｐｉ／100の入力電力値を高効率入力電力値Ｐia［ｋＷ］と定義する。また、ε＝εｂで変換効率ηが最高値となるので、このεｂ・Ｐｉ／100の入力電力値を最高効率入力電力値Ｐibと定義する。例えば、Ｐｉ＝１０ｋＷ、εａ＝２０％及びεｂ＝６０％とすると、Ｐia＝２ｋＷ及びＰib＝６ｋＷとなる。
【０００７】
図９は、上述した図７とは別の起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において点線で示すステップＳＢ11のみが図７のときと異なる。ステップＳＢ１１において、電力検出信号Ｐｄ及び最高効率入力電力値Ｐibを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐib（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は四捨五入して整数にする。数値例を挙げれば、Ｐib＝６ｋＷとし、電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは起動台数ｙ＝３６／６＝６台となる。このときの分担入力電力値Ｐif＝３６／６＝６ｋＷとなる。図７のときは同一条件で分担入力電力値Ｐif＝９ｋＷであった。したがって、同図はε＝６０％であり、図７ではε＝９０％である。上述した図８から明らかなように、ε＝６０％のときの変換効率ηの方が高くなる。このように、同図の方法によれば、変換効率を最高変換効率値近傍することができる特長がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３３２１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術によれば、同一容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムの運転方法において、電力の変換効率を高くするための起動台数の決定を行うことができる。ところで、最近は電源システムが大容量化する傾向にある。数百ｋＷを超えるような場合もある。このような場合、上述した１０ｋＷ程度の小容量インバータ装置を多数台並列接続するのは、各インバータ装置に対する制御が複雑になり、コストも上昇する。したがって、大容量の電源システムは、大容量インバータ装置数台と小容量インバータ装置数台とを並列接続して構成する方が有利である。例えば、２５０ｋＷの電源システムを構成する場合、１０ｋＷの小容量インバータ装置２５台で構成するよりも、１００ｋｗの大容量インバータ装置２台と１０ｋＷの小容量インバータ装置５台とで構成した方が制御が簡単になりコストも削減できる。しかしながら、電源出力電力値Ｐに応じて容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定するときに、従来技術の方法は適用することができない。これは、従、来技術は同一容量の複数台のインバータ装置が並列接続されていることが前提であるためである。
【００１０】
そこで、本発明では、大小２種類の容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムにおいて、電源出力電力値Ｐに応じて変換効率を高くするための起動台数決定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法である。
【００１２】
また、第２の発明は、Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする第１の発明記載の電源システムの運転方法である。
【００１３】
また、第３の発明は、前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする第２の発明記載の電源システムの運転方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、電源出力電力値Ｐによって（１）Ｐ≦Ｐｎ・ｎ、（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍ及び（３）Ｐ＞Ｐｍ・ｍの３つの範囲に分割することで、同一容量のインバータ装置から変換効率が高くなるように起動台数を決定する問題に転換することができる。このために、従来から種々提案されている起動台数の決定方法を使用することができ、容量の異なる複数台のインバータ装置から変換効率が高くなる起動台数の決定が可能となる。
【００１５】
上記第２の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置を全数常に起動状態にするので、小容量インバータ装置の起動／停止の繰り返し回数を減少させることができ、インバータ装置の耐用寿命及び信頼性を向上させることができる。
【００１６】
上記第３の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に高効率入力電力値未満で起動されることがないので、電源システムの電力の変換効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。同図において上述した図５と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図５とは異なる点線で示すブロックについて説明する。
【００１９】
同図においては、インバータ装置は、ｎ台の小容量インバータ装置ＩＶＮ1〜ＩＶＮn及びｍ台の大容量インバータ装置ＩＶＭ1〜ＩＶＭmからなる。小容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｎ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐnc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐna［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐnb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐnc＝Ｋ・Ｐｎ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐnaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｎ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐnbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｎ・εｂ／100で算出される。
【００２０】
上記の大容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｍ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐmc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐma［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐmb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐmc＝Ｋ・Ｐｍ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐmaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｍ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐmbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｍ・εｂ／100で算出される。起動している小容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰbf［ｋＷ］であり、大容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰmf［ｋＷ］である。
【００２１】
実施の形態１におけるインバータ装置の起動台数及び分担入力電力値の決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートは、上述した図６と同一である。但し、ステップＳＴ３に示す起動台数決定サブルーチンの処理内容は、図２で後述する内容となる。
【００２２】
（１）Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ
図２は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｎ・ｎであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ２に進み、ＮＯならばステップＳＢ４に進む。ステップＳＢ２において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐnb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。Ｐnbは、上述したように小容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは、電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ３において、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｄ／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２３】
（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐｄ≦Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ４において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｍ・ｍであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ７に進む。ステップＳＢ５において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝Ｐｄ／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍはｘ＝ｍとする）を決定する。Ｐmbは、上述したように大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の大容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ６において、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ／ｘを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２４】
（３）Ｐｄ＞Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ８において、ｍ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｍを決定し、かつ、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２５】
上述したように、実施の形態１では、電源出力電力値Ｐの値に応じて上記（１）〜（３）の範囲に分割することによって、容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定する問題を、同一容量の複数台のインバータ装置から起動台数を決定する従来技術で解決できる問題に転換していることになる。
【００２６】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップＳＢ４〜５について説明する。
【００２７】
ステップＳＢ４はＰ＞Ｐｎ・ｎのときであり、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このとき小容量インバータ装置は、全数のｎ台が分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎで起動している。したがって、ｎ台の小容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰnf・ｎ＝Ｐｎ・ｎとなる。このために、ｘ台の大容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰｄ−Ｐｎ・ｎとなる。結果的にこのステップは、上記の総分担入力電力値Ｐｄ−Ｐｎ・ｎに基づいてｍ台の大容量インバータ装置の起動台数を決定する問題に転換される。
【００２８】
ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／ｘを決定する。
【００２９】
上述した実施の形態２では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置は全数のｎ台が常に起動しているので、小容量インバータ装置が起動／停止を繰り返すことがなく、装置の耐用寿命及び信頼性が向上するという長所がある。
【００３０】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップについて説明する。
【００３１】
ステップＳＢ４において、Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ６に進む。Ｐnaは小容量インバータ装置の高効率入力電力値であり、Ｐｍは大容量インバータ装置の定格入力電力値である。
【００３２】
ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、起動する１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ−Ｐna・ｎを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００３３】
ステップＳＢ６において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐnfは小容量インバータ装置の分担入力電力値である。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。
【００３４】
ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値をＰnfとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／ｘを決定する。ここで、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ）／ｎとし、Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとする。また、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｎとしても良い。
【００３５】
上述した実施の形態２では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐの範囲において小容量インバータ装置を定格入力電力値Ｐｎで起動する。このために、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐmaの範囲において起動される１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf≦Ｐmaとなる。図８で上述したように、インバータ装置が高効率入力電力値Ｐma以下で運転されると電力の変換効率が低下する。これに対して、実施の形態３では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍの範囲においてｎ台の小容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐnaで起動し、１台の大容量インバータ装置は最小でもＰｎ・ｎ−Ｐna・ｎで起動する。ここで、Ｐma＜（Ｐｎ・ｎ−Ｐna・ｎ）に通常設定されるので、大容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐma以上で起動することになる。このように、実施の形態３では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に電力の変換効率が低下する状態で起動されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態３に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図５】従来技術における電源システムのブロック図である。
【図６】従来技術における電源システムの運転方法を示すフローチャートである。
【図７】従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図８】インバータ装置の入力電力比率εと変換効率ηとの関係図である。
【図９】別の従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
ＡＣ 電力系統
ＣＣ 運転制御回路
Ｃｃ 制御信号
ＤＣ 直流電源
ｉ インバータ装置の並列台数
ＩＶ インバータ装置
ＩＶＭ 大容量インバータ装置
ＩＶＮ 小容量インバータ装置
Ｋ 係数
ｍ 大容量インバータ装置の並列台数
ｎ 小容量インバータ装置の並列台数
Ｐ 電源出力電力値
ＰＤ 電力検出回路
Ｐｄ 電力検出信号
Ｐｉ インバータ装置の定格入力電力値
Ｐia インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐib インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐic インバータ装置の最大入力電力値
Ｐif インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｍ 大容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐma 大容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐmb 大容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐmc 大容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐmf 大容量インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｎ 小容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐna 小容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐnb 小容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐnc 小容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐnf 小容量インバータ装置の分担入力電力値
ＳＢ サブルーチンのステップ
ＳＴ ステップ
ｘ 大容量インバータ装置の起動台数
ｙ インバータ装置／小容量インバータ装置の起動台数
ε 入力電力比率
εａ 高効率入力電力比率
εａ 最高効率入力電力比率
η 電力の変換効率
ηａ 高変換効率値
ηｂ 最高変換効率値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池、燃料電池等からの直流電力を複数台並列接続されたインバータ装置によって高効率に交流電力に変換するための電源システムの運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来技術における複数台のインバータ装置が並列接続された電源システムのブロック図である。直流電源ＤＣは、太陽電池、燃料電池等からなり電源出力電力値Ｐ［ｋＷ］の直流電力を出力する。太陽電池では日射強度の変化に伴い、燃料電池では化学反応状態の変化に伴い上記の電源出力電力値Ｐは大きく変動する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiは、同一容量のインバータ装置をｉ台並列接続しており、上記の直流電力を交流電力に変換して電力系統ＡＣ等に供給する。インバータ装置ＩＶ1〜ＩＶiの定格入力電力をＰｉ［ｋｗ］とする。したがって、電源出力電力値Ｐの定格出力値とインバータ装置の総入力電力値（Ｐｉ・ｉ）とが略等しくなるように構成される。電力検出回路ＰＤは、上記の電源出力電力値Ｐを検出して、電力検出信号Ｐｄ＝Ｐを出力する。運転制御回路ＣＣは、この電力検出信号Ｐｄを入力として、後述する方法によってインバータ装置の起動台数ｙ及び起動インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値Ｐifを決定し、各インバータ装置の累積負担が均一になるように起動インバータ装置を選択し、各インバータ装置を運転制御するための制御信号Ｃｃを出力する。例えば、この制御信号Ｃｃによって、インバータ装置ＩＶ1及びＩＶ3の２台を分担電力Ｐifで起動し、他のインバータ装置は動作を停止させる。
【０００３】
図６は、上述した運転制御回路ＣＣにおける起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートである。ステップＳＴ１において、予め定めた周期が経過したかを判断し、経過したときはステップＳＴ２に進む。この周期は電源出力電力値Ｐの変動速度に追従することができる値であり、例えば太陽電池のときは数十秒から数分程度に設定される。ステップＳＴ２において、電力検出信号Ｐｄを読み込む。ステップＳＴ３において、図７で後述する起動台数決定サブルーチン処理を行い、起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifを決定する。ステップＳＴ４において、累積負担がｈ略均一になるように起動インバータ装置を選択する。この累積負担を略均一にするための方法として、起動インバータ装置をランダムに選択する方法、累積動作時間の少ない順番に選択する方法、起動／停止回数の少ない順番に選択する方法等がある。ステップＳＴ５において、電源システムの運転を終了するかを判断して、ＹＥＳならば終了し、ＮＯならばステップＳＴ１に戻る。
【０００４】
図７は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、上記の電力検出信号Ｐｄ及び最大入力電力値Ｐicを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐic（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は切り上げて整数にする。また、上記の最大入力電力値Ｐic＝Ｋ・Ｐｉとし、係数Ｋは０＜Ｋ≦1.0の範囲であり、Ｐｉはインバータ装置の定格入力電力値である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等に設定する。常にＫ＝1.0としない理由は、周期途中で電源出力電力値Ｐが変動したときにこの変動分に対応する余裕を織り込んで起動台数ｙを決定するためである。ステップＳＢ２において、インバータ装置１台当たりの分担入力電力値Ｐif＝Ｐｄ／ｙを決定する。
【０００５】
上述した起動台数ｙ及び分担入力電力値Ｐifの決定方法について、数値例を以下に示す。インバータ装置の並列接続台数ｉ＝１０、定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷとすると、電源システムの総入力電力値は１００ｋＷとなる。係数Ｋ＝0.9にすると最大入力電力値Ｐic＝９ｋＷとなる。現時点で電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは、起動台数ｙ＝３６／９＝４台となり、分担入力電力値Ｐif＝３６／４＝９ｋＷとなる。次周期（例えば１分後）が経過するまでに電源出力電力値Ｐが３８ｋＷに変動したときは、分担入力電力値Ｐif＝３８／４＝９．５ｋＷに修正される。このように定格入力電力値Ｐｉ＝１０ｋＷに対して余裕分１ｋＷがあるので、変動を吸収することができる。但し、周期途中の変動が無視できる場合には、係数Ｋ＝1.0としても良い。
【０００６】
図８は、インバータ装置における入力電力比率ε［％］と電力の変換効率η［％］との関係図である。入力電力比率εは、分担入力電力値Ｐif及び定格入力電力値Ｐｉによってε＝100・Ｐif／Ｐｉとして定義される。同図から分かるように、ε≦εａでは変換効率ηは急激に低下する。このεａ・Ｐｉ／100の入力電力値を高効率入力電力値Ｐia［ｋＷ］と定義する。また、ε＝εｂで変換効率ηが最高値となるので、このεｂ・Ｐｉ／100の入力電力値を最高効率入力電力値Ｐibと定義する。例えば、Ｐｉ＝１０ｋＷ、εａ＝２０％及びεｂ＝６０％とすると、Ｐia＝２ｋＷ及びＰib＝６ｋＷとなる。
【０００７】
図９は、上述した図７とは別の起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において点線で示すステップＳＢ11のみが図７のときと異なる。ステップＳＢ１１において、電力検出信号Ｐｄ及び最高効率入力電力値Ｐibを入力として、起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐib（但しｙ＞ｉのときはｙ＝ｉである）を決定する。ここで小数点は四捨五入して整数にする。数値例を挙げれば、Ｐib＝６ｋＷとし、電源出力電力値Ｐ＝３６ｋＷのときは起動台数ｙ＝３６／６＝６台となる。このときの分担入力電力値Ｐif＝３６／６＝６ｋＷとなる。図７のときは同一条件で分担入力電力値Ｐif＝９ｋＷであった。したがって、同図はε＝６０％であり、図７ではε＝９０％である。上述した図８から明らかなように、ε＝６０％のときの変換効率ηの方が高くなる。このように、同図の方法によれば、変換効率を最高変換効率値近傍することができる特長がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３３２１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来技術によれば、同一容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムの運転方法において、電力の変換効率を高くするための起動台数の決定を行うことができる。ところで、最近は電源システムが大容量化する傾向にある。数百ｋＷを超えるような場合もある。このような場合、上述した１０ｋＷ程度の小容量インバータ装置を多数台並列接続するのは、各インバータ装置に対する制御が複雑になり、コストも上昇する。したがって、大容量の電源システムは、大容量インバータ装置数台と小容量インバータ装置数台とを並列接続して構成する方が有利である。例えば、２５０ｋＷの電源システムを構成する場合、１０ｋＷの小容量インバータ装置２５台で構成するよりも、１００ｋｗの大容量インバータ装置２台と１０ｋＷの小容量インバータ装置５台とで構成した方が制御が簡単になりコストも削減できる。しかしながら、電源出力電力値Ｐに応じて容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定するときに、従来技術の方法は適用することができない。これは、従、来技術は同一容量の複数台のインバータ装置が並列接続されていることが前提であるためである。
【００１０】
そこで、本発明では、大小２種類の容量のインバータ装置が複数台並列接続された電源システムにおいて、電源出力電力値Ｐに応じて変換効率を高くするための起動台数決定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法である。
【００１２】
また、第２の発明は、Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする第１の発明記載の電源システムの運転方法である。
【００１３】
また、第３の発明は、前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする第２の発明記載の電源システムの運転方法である。
【発明の効果】
【００１４】
上記第１の発明によれば、電源出力電力値Ｐによって（１）Ｐ≦Ｐｎ・ｎ、（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍ及び（３）Ｐ＞Ｐｍ・ｍの３つの範囲に分割することで、同一容量のインバータ装置から変換効率が高くなるように起動台数を決定する問題に転換することができる。このために、従来から種々提案されている起動台数の決定方法を使用することができ、容量の異なる複数台のインバータ装置から変換効率が高くなる起動台数の決定が可能となる。
【００１５】
上記第２の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置を全数常に起動状態にするので、小容量インバータ装置の起動／停止の繰り返し回数を減少させることができ、インバータ装置の耐用寿命及び信頼性を向上させることができる。
【００１６】
上記第３の発明によれば、上記の効果に加えて、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に高効率入力電力値未満で起動されることがないので、電源システムの電力の変換効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。同図において上述した図５と同一のブロックには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図５とは異なる点線で示すブロックについて説明する。
【００１９】
同図においては、インバータ装置は、ｎ台の小容量インバータ装置ＩＶＮ1〜ＩＶＮn及びｍ台の大容量インバータ装置ＩＶＭ1〜ＩＶＭmからなる。小容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｎ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐnc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐna［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐnb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐnc＝Ｋ・Ｐｎ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐnaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｎ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐnbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｎ・εｂ／100で算出される。
【００２０】
上記の大容量インバータ装置は同一容量であり、定格入力電力値Ｐｍ［ｋＷ］、最大入力電力値Ｐmc［ｋＷ］、高効率入力電力値Ｐma［ｋＷ］及び最高効率入力電力値Ｐmb［ｋＷ］である。上述したように、最大入力電力値Ｐmc＝Ｋ・Ｐｍ（但し０＜Ｋ≦1.0）である。係数Ｋは、例えば0.9、1.0等である。また、図８で上述したように、高効率入力電力値Ｐmaは、変換効率ηが急低下しない所定の高効率値ηａとなる入力電力比率εａを求め、Ｐｍ・εａ／100で算出される。同様に、最高効率入力電力値Ｐmbは、変換効率ηが最高効率値ηｂとなる入力電力比率εｂを求め、Ｐｍ・εｂ／100で算出される。起動している小容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰbf［ｋＷ］であり、大容量インバータ装置の１台当たりの分担入力電力値はＰmf［ｋＷ］である。
【００２１】
実施の形態１におけるインバータ装置の起動台数及び分担入力電力値の決定方法並びに起動インバータ装置の選択方法を示すフローチャートは、上述した図６と同一である。但し、ステップＳＴ３に示す起動台数決定サブルーチンの処理内容は、図２で後述する内容となる。
【００２２】
（１）Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ
図２は、起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。ステップＳＢ１において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｎ・ｎであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ２に進み、ＮＯならばステップＳＢ４に進む。ステップＳＢ２において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝Ｐｄ／Ｐnb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。Ｐnbは、上述したように小容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは、電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ３において、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｄ／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２３】
（２）Ｐｎ・ｎ＜Ｐｄ≦Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ４において、電力検出信号Ｐｄの値がＰｄ≦Ｐｍ・ｍであるかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ７に進む。ステップＳＢ５において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝Ｐｄ／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍはｘ＝ｍとする）を決定する。Ｐmbは、上述したように大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の大容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ６において、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ／ｘを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２４】
（３）Ｐｄ＞Ｐｍ・ｍ
ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数ｙ＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／Ｐmb（但し小数点は四捨五入し、ｙ＞ｎのときはｙ＝ｎである）を決定する。最高効率入力電力値Ｐnbの代わりに最大入力電力値Ｐncを使用しても良い。このステップでは電力検出信号Ｐｄの値に基づいて同一容量の小容量インバータ装置の起動台数を決定することになるので、この決定方法は従来技術の方法が適用できる。ステップＳＢ８において、ｍ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｍを決定し、かつ、ｙ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｙを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００２５】
上述したように、実施の形態１では、電源出力電力値Ｐの値に応じて上記（１）〜（３）の範囲に分割することによって、容量の異なる複数台のインバータ装置から起動台数を決定する問題を、同一容量の複数台のインバータ装置から起動台数を決定する従来技術で解決できる問題に転換していることになる。
【００２６】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップＳＢ４〜５について説明する。
【００２７】
ステップＳＢ４はＰ＞Ｐｎ・ｎのときであり、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。このとき小容量インバータ装置は、全数のｎ台が分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎで起動している。したがって、ｎ台の小容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰnf・ｎ＝Ｐｎ・ｎとなる。このために、ｘ台の大容量インバータ装置の総分担入力電力値はＰｄ−Ｐｎ・ｎとなる。結果的にこのステップは、上記の総分担入力電力値Ｐｄ−Ｐｎ・ｎに基づいてｍ台の大容量インバータ装置の起動台数を決定する問題に転換される。
【００２８】
ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐｎ・ｎ)／ｘを決定する。
【００２９】
上述した実施の形態２では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲においては小容量インバータ装置は全数のｎ台が常に起動しているので、小容量インバータ装置が起動／停止を繰り返すことがなく、装置の耐用寿命及び信頼性が向上するという長所がある。
【００３０】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。同図において上述した図２と同一のステップには同一符号を付してそれらの説明は省略する。以下、図２とは異なる点線で示すステップについて説明する。
【００３１】
ステップＳＢ４において、Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍかを判断して、ＹＥＳならばステップＳＢ５に進み、ＮＯならばステップＳＢ６に進む。Ｐnaは小容量インバータ装置の高効率入力電力値であり、Ｐｍは大容量インバータ装置の定格入力電力値である。
【００３２】
ステップＳＢ５において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、起動する１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝Ｐｄ−Ｐna・ｎを決定し、サブルーチン処理を終了する。
【００３３】
ステップＳＢ６において、ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数ｘ＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／Ｐmb（小数点は四捨五入し、ｘ＞ｍのときはｘ＝ｍである）を決定する。Ｐnfは小容量インバータ装置の分担入力電力値である。Ｐmbは大容量インバータ装置の最高効率入力電力値である。この最高効率入力電力値Ｐmbの代わりに最大入力電力値Ｐmcを使用しても良い。
【００３４】
ステップＳＢ７において、ｎ台の小容量インバータ装置の分担入力電力値をＰnfとし、ｘ台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf＝(Ｐｄ−Ｐnf・ｎ)／ｘを決定する。ここで、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ）／ｎとし、Ｐｎ・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐｎとする。また、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ＜Ｐｄ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝Ｐnaとし、Ｐna・ｎ＋Ｐｍ・ｍ＜Ｐｄの範囲では小容量インバータ装置ｎ台の分担入力電力値Ｐnf＝（Ｐｄ−Ｐｍ・ｍ）／ｎとしても良い。
【００３５】
上述した実施の形態２では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐの範囲において小容量インバータ装置を定格入力電力値Ｐｎで起動する。このために、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｎ・ｎ＋Ｐmaの範囲において起動される１台の大容量インバータ装置の分担入力電力値Ｐmf≦Ｐmaとなる。図８で上述したように、インバータ装置が高効率入力電力値Ｐma以下で運転されると電力の変換効率が低下する。これに対して、実施の形態３では、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍの範囲においてｎ台の小容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐnaで起動し、１台の大容量インバータ装置は最小でもＰｎ・ｎ−Ｐna・ｎで起動する。ここで、Ｐma＜（Ｐｎ・ｎ−Ｐna・ｎ）に通常設定されるので、大容量インバータ装置は高効率入力電力値Ｐma以上で起動することになる。このように、実施の形態３では、Ｐ＞Ｐｎ・ｎの範囲において大容量インバータ装置及び小容量インバータ装置共に電力の変換効率が低下する状態で起動されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電源システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態３に係る起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図５】従来技術における電源システムのブロック図である。
【図６】従来技術における電源システムの運転方法を示すフローチャートである。
【図７】従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【図８】インバータ装置の入力電力比率εと変換効率ηとの関係図である。
【図９】別の従来技術における起動台数決定サブルーチン処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
ＡＣ 電力系統
ＣＣ 運転制御回路
Ｃｃ 制御信号
ＤＣ 直流電源
ｉ インバータ装置の並列台数
ＩＶ インバータ装置
ＩＶＭ 大容量インバータ装置
ＩＶＮ 小容量インバータ装置
Ｋ 係数
ｍ 大容量インバータ装置の並列台数
ｎ 小容量インバータ装置の並列台数
Ｐ 電源出力電力値
ＰＤ 電力検出回路
Ｐｄ 電力検出信号
Ｐｉ インバータ装置の定格入力電力値
Ｐia インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐib インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐic インバータ装置の最大入力電力値
Ｐif インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｍ 大容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐma 大容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐmb 大容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐmc 大容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐmf 大容量インバータ装置の分担入力電力値
Ｐｎ 小容量インバータ装置の定格入力電力値
Ｐna 小容量インバータ装置の高効率入力電力値
Ｐnb 小容量インバータ装置の最高効率入力電力値
Ｐnc 小容量インバータ装置の最大入力電力値
Ｐnf 小容量インバータ装置の分担入力電力値
ＳＢ サブルーチンのステップ
ＳＴ ステップ
ｘ 大容量インバータ装置の起動台数
ｙ インバータ装置／小容量インバータ装置の起動台数
ε 入力電力比率
εａ 高効率入力電力比率
εａ 最高効率入力電力比率
η 電力の変換効率
ηａ 高変換効率値
ηｂ 最高変換効率値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法。
【請求項２】
Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の電源システムの運転方法。
【請求項３】
前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする請求項２記載の電源システムの運転方法。
【請求項１】
直流電源に複数台の同一容量のインバータ装置を並列接続し、前記直流電源からの電源出力電力値Ｐに基づいて前記インバータ装置の起動台数を決定して運転する電源システムの運転方法において、
前記複数台のインバータ装置が定格入力電力値Ｐｍのｍ台の大容量インバータ装置及び定格入力電力値Ｐｎのｎ台の小容量インバータ装置（但しＰｎ・ｎ＜Ｐｍ）からなり、
前記電源出力電力値Ｐに基づいて、Ｐ≦Ｐｎ・ｎのときは前記ｎ台の小容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐｍ・ｍのときは前記ｍ台の大容量インバータ装置のみから起動台数を決定し、Ｐ＞Ｐｍ・ｍのときは前記大容量インバータ装置をｍ台起動しかつ前記ｎ台の小容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする電源システムの運転方法。
【請求項２】
Ｐ＞Ｐｎ・ｎのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置をｎ台起動しかつ前記ｍ台の大容量インバータ装置から起動台数を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の電源システムの運転方法。
【請求項３】
前記小容量インバータ装置における電力の変換効率が予め定めた高効率値となる高効率入力電力値Ｐna（但しＰna＜Ｐｎ）を設定し、Ｐｎ・ｎ＜Ｐ≦Ｐna・ｎ＋Ｐｍのときは前記電源出力電力値Ｐに基づいて前記小容量インバータ装置を前記高効率入力電力値Ｐnaでｎ台起動しかつ前記大容量インバータ装置を１台起動する、ことを特徴とする請求項２記載の電源システムの運転方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−３３３６２５（Ｐ２００６−３３３６２５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５３６６２（Ｐ２００５−１５３６６２）
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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