JP6080210B2

JP6080210B2 - 電力変換装置

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Publication number: JP6080210B2
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Inventors: 亮二松井; 佐藤　克彦; 克彦佐藤; 晃浩和泉; 晋吾加藤
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Description

本発明は、電力変換装置に関する。

図１５に、従来の電力変換装置を含む電力システムの回路図を示す（例えば、特許文献１参照）。制御部９２０の制御の下、直流を交流に変換するインバータ回路９１０は、連系運転時には単相２線出力を行い、自立運転時（停電発生時）には単相３線出力を行う。即ち、連系運転時においては、連系開閉器９３１を閉じ、Ｕ相及びＷ相の配線を介して電力系統９６０へ単相の交流電圧（例えば２００Ｖの交流電圧）を出力する。一方、自立運転時においては、連系開閉器９３１を開いてインバータ回路９１０を電力系統９６０から切り離す一方で自立開閉器９３２を閉じ、Ｕ相、Ｗ相及びＮ相の配線を介して自立負荷部９８０に、互いに逆位相の２つの交流電圧（例えば１００Ｖの交流電圧）を出力する。

インバータ回路９１０と、Ｕ相、Ｗ相、Ｎ相の配線との間には、夫々、リアクトルＬ１、Ｌ２、Ｌ３が挿入される。そして、自立運転時における電圧平滑化等を目的として、Ｕ相及びＮ相の配線間にコンデンサＣ１が接続されると共に、Ｗ相及びＮ相の配線間にコンデンサＣ２が接続される。また、連系運転時における電圧平滑化等を目的として、Ｕ相及びＷ相の配線間にコンデンサＣ３が接続される。

特開２００３−１８８５９号公報

自立運転時におけるコンデンサＣ１及びＣ２の接続並びに連系運転時におけるコンデンサＣ３の接続は必要なものであるが、自立運転時においてコンデンサＣ３が接続されているとき、以下のような挙動が生じることがある。

自立運転において、コンデンサＣ１〜Ｃ３の電圧Ｖ_C1〜Ｖ_C3が概ね安定している状態を起点として、Ｗ相及びＮ相間に接続された負荷がオンになる等により、Ｗ相及びＮ相間に突入電流Ｆ１が流れた場合を考える（図１６参照）。この場合、突入電流Ｆ１により電圧Ｖ_C2が急峻に低下し、この低下に応答して、コンデンサＣ３から、コンデンサＣ１及びＣ２の直列回路に対して電流Ｆ２が供給される（図１６参照）。電流Ｆ２の供給は、電圧低下が生じたコンデンサＣ２の電圧Ｖ_C2にとっては問題が無い。しかしながら、電流Ｆ２の供給は、突入電流Ｆ１に基づく電圧低下が生じていないコンデンサＣ１の電圧Ｖ_C1を過渡的に上昇させ、場合によっては、電圧Ｖ_C1の瞬時値が、交流１００Ｖに対する一般的な正常電圧範囲の上限値“１０７×√２”を超えたり、所定の過電圧保護レベル（例えば１７０Ｖ）に達したりすることもある。電圧Ｖ_C1の瞬時値が過電圧保護レベルに達した場合、負荷及び回路等の保護のためにインバータ回路９１０の出力が停止することもある。コンデンサＣ３の存在に伴う、自立運転時における電圧Ｖ_C1の異常上昇（過電圧）は避けられるべきである。

そこで本発明は、連系運転時に必要なコンデンサの影響を自立運転時において抑制可能な電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電力変換装置は、直流を交流に変換するインバータ回路と、インバータ回路の出力側に設けられた第１線、第２線及び中性線と、前記第１線及び第２線を電力系統に接続して前記第１線及び第２線を介し前記インバータ回路から前記電力系統へ交流を出力する連系運転と、前記第１線及び第２線を前記電力系統から切り離して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記インバータ回路から別々の交流を出力する自立運転と、を切り替え実行する運転切替部と、前記連系運転において前記第１線及び第２線間にコンデンサを接続する一方で、前記自立運転において前記コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に別々のコンデンサを接続するコンデンサ接続切替部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、連系運転時に必要なコンデンサの影響を自立運転時において抑制可能な電力変換装置を提供することが可能である。

本発明の第１実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。図１の一部の変形回路図である。本発明の第１実施形態に係り、連系運転時におけるコンデンサの接続関係を示す図である。本発明の第１実施形態に係り、自立運転時におけるコンデンサの接続関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。図５の回路の変形例を示す図である。本発明の第３実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。図７の回路の変形例を示す図である。図８の回路の変形例を示す図である。本発明の第４実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。図１０の回路の変形例を示す図である。本発明の第５実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。本発明の第６実施形態に係る電力変換装置を含む電力システムの回路図である。本発明の第７実施形態に係る電力システムの部分回路図である。従来の電力変換装置を含む電力システムの回路図である。図１５の回路の挙動を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、状態量又は部材等を参照する記号又は符号を記すことによって該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、状態量又は部材等の名称を省略又は略記することがある。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る電力変換装置（インバータ装置）１を含む電力システムの回路図である。電力変換装置１は、インバータ回路１０と、制御部２０と、連系開閉器３１と、自立開閉器３２と、停電検出部３３と、リアクトルＬ１及びＬ２と、コンデンサ接続切替部５０と、それらを所定の関係で接続する配線を備える。コンデンサ接続切替部５０の回路構成は後に示される。電力変換装置１に対し、インバータ回路１０の入力側に直流電源２が接続され、インバータ回路１０の出力側に連系開閉器３１を介して電力系統６０及び系統負荷部７０が接続されると共に自立開閉器３２を介して自立負荷部８０が接続される。

電力変換装置１は、インバータ回路１０と開閉器３１及び３２との間に設けられたＵ相の配線Ｕ１、Ｎ相の配線（中性線）Ｎ１及びＷ相の配線Ｗ１を含んでいる。連系開閉器３１と電力系統６０との間の配線Ｕ２及びＷ２の一部又は全部も電力変換装置１に含まれている、と考えても良い。自立開閉器３２と自立負荷部８０との間の配線Ｕ３、Ｎ３及びＷ３の一部又は全部も電力変換装置１に含まれている、と考えても良い。

直流電源２は、配線３の電位を基準として配線３及び４間に直流電圧Ｖ_DCを出力する。例えば、直流電源２は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の蓄電池から成り、当該蓄電池の出力電圧を直流電圧Ｖ_DCとして出力する。或いは例えば、直流電源２は、自然エネルギ（太陽光、水力、風力、地熱など）に基づく発電を行って当該発電にて得た直流電圧を直流電圧Ｖ_DCとして出力する。直流電源２は、この他の任意のエネルギ源を用いて直流電圧Ｖ_DCを出力するものであっても良い。

インバータ回路１０は、レグＬＧ０、ＬＧ１及びＬＧ２から成り、直流電源２からの直流電力を交流電力に変換して得られた交流電力を出力する。

レグＬＧ０〜ＬＧ２の夫々は上アーム及び下アームの直列回路（直列接続回路）であって、レグＬＧ０〜ＬＧ２の夫々に直流電圧Ｖ_DCが加わる。各レグにおいて、上アームの方が下アームよりも高電位が加わる。各レグにおいて、上アーム及び下アームは任意の種類のスイッチング素子にて形成される。具体的には、レグＬＧ０はＩＧＢＴ４１及び４２にて形成され、レグＬＧ１はＩＧＢＴ４３及び４４にて形成され、レグＬＧ２はＩＧＢＴ４５及び４６にて形成される。ＩＧＢＴ４１〜４６の夫々は、Ｎチャネル型の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor；ＩＧＢＴ）である。ＩＧＢＴ４１、４３及び４５が、レグＬＧ０、ＬＧ１及びＬＧ２における上アームに相当し、ＩＧＢＴ４２、４４及び４６が、レグＬＧ０、ＬＧ１及びＬＧ２における下アームに相当する。以下では、ＩＧＢＴ４１〜４６を単にアームとも呼ぶ。ＩＧＢＴ４１〜４６の夫々において、エミッタからコレクタに向かう方向を順方向するダイオードがＩＧＢＴに並列接続されている。

ＩＧＢＴ４１、４３及び４５の各コレクタは、直流電源２の正出力端子に接続された配線４に共通接続され、ＩＧＢＴ４２、４４及び４６の各エミッタは、直流電源２の負出力端子に接続された配線３に共通接続される。ＩＧＢＴ４３のエミッタ及びＩＧＢＴ４４のコレクタは接続点４８にて接続され、接続点４８はリアクトルＬ１を介して配線Ｕ１に接続される。ＩＧＢＴ４５のエミッタ及びＩＧＢＴ４６のコレクタは接続点４９にて接続され、接続点４９はリアクトルＬ２を介して配線Ｗ１に接続される。ＩＧＢＴ４１のエミッタ及びＩＧＢＴ４２のコレクタは接続点４７にて接続され、接続点４７は配線Ｎ１に直列接続される。但し、図２に示す如く、接続点４７はリアクトルＬ０を介して配線Ｎ１に接続されていても良い。

連系開閉器３１は、配線Ｕ１及びＵ２間に直列に介在する開閉器３１Ｕと、配線Ｗ１及びＷ２間に直列に介在する開閉器３１Ｗとから成る。連系開閉器３１は、連系開閉器３１が閉じている閉状態又は連系開閉器３１が開いている開状態をとる。連系開閉器３１が閉じているとき、開閉器３１Ｕ及び３１Ｗが閉じて、配線Ｕ１及びＵ２が互いに接続されると共に配線Ｗ１及びＷ２が互いに接続される。連系開閉器３１が開いているとき、開閉器３１Ｕ及び３１Ｗが開いて、配線Ｕ１及びＵ２間が遮断されると共に配線Ｗ１及びＷ２間が遮断される。配線Ｕ２及びＷ２は電力系統６０に接続される。

電力系統６０は、配線Ｎ２の電位を基準として、それぞれに商用交流電圧を発生及び出力する電力源６１及び６２を有する。配線Ｎ２は、配線Ｕ２の電位と配線Ｗ２の電位のちょうど中間の電位（接地電位）を持つ。電力源６１及び６２の出力する商用交流電圧は、振幅において互いに同じであるが、位相において互いに１８０°ずれている。停電が発生していない場合、電力源６１からの商用交流電圧が配線Ｕ２及びＮ２間に印加されると共に、電力源６２からの商用交流電圧が配線Ｗ２及びＮ２間に印加され、配線Ｕ２及びＷ２間には、それらの商用交流電圧の合成電圧が印加される。系統負荷部７０は、配線Ｕ２及びＮ２間に接続されて配線Ｕ２及びＮ２間の交流電圧に基づき駆動する負荷７０Ｕ、配線Ｗ２及びＮ２間に接続されて配線Ｗ２及びＮ２間の交流電圧に基づき駆動する負荷７０Ｗ、並びに、配線Ｕ２及びＷ２間に接続されて配線Ｕ２及びＷ２間の交流電圧に基づき駆動する負荷７０ＵＷを含む。但し、負荷７０Ｕ、７０Ｗ及び７０ＵＷは、それぞれいくつ接続されていてもよいし、１つも接続されていなくても構わない。各々の負荷は、工業機械、家電製品等である。

自立開閉器３２は、配線Ｕ１及びＵ３間に直列に介在する開閉器３２Ｕと、配線Ｗ１及びＷ３間に直列に介在する開閉器３２Ｗと、配線Ｎ１及びＮ３間に直列に介在する開閉器３２Ｎとから成る。配線Ｕ１、Ｗ１、Ｎ１は、夫々、開閉器３２Ｕ、３２Ｗ、３２Ｎに接続されている。自立開閉器３２は、自立開閉器３２が閉じている閉状態又は自立開閉器３２が開いている開状態をとる。自立開閉器３２が閉じているとき、開閉器３２Ｕ、３２Ｗ及び３２Ｎが閉じて、配線Ｕ１及びＵ３が互いに接続され且つ配線Ｗ１及びＷ３が互いに接続され且つ配線Ｎ１及びＮ３が互いに接続される。自立開閉器３２が開いているとき、開閉器３２Ｕ、３２Ｗ及び３２Ｎが開いて、配線Ｕ１及びＵ３間が遮断され且つ配線Ｗ１及びＷ３間が遮断され且つ配線Ｎ１及びＮ３間が遮断される。自立負荷部８０は、配線Ｕ３及びＮ３間に接続されて配線Ｕ３及びＮ３間の交流電圧に基づき駆動する負荷８０Ｕ、配線Ｗ３及びＮ３間に接続されて配線Ｗ３及びＮ３間の交流電圧に基づき駆動する負荷８０Ｗ、並びに、配線Ｕ３及びＷ３間に接続されて配線Ｕ３及びＷ３間の交流電圧に基づき駆動する負荷８０ＵＷを含む。但し、負荷８０Ｕ、８０Ｗ及び８０ＵＷは、それぞれいくつ接続されていてもよいし、１つも接続されていなくても構わない。各々の負荷は、工業機械、家電製品等である。

停電検出部３３は、電力系統６０に停電が発生している否かを検出し、停電の発生時（即ち電力系統６０からの電力供給の停止時）に停電検出信号を出力する（停電の未発生時において停電検出信号は出力されない）。例えば、停電検出部３３は、所定の基準電位から見た配線Ｕ２及びＷ２の電圧（即ち電力系統６０のＵ相及びＷ相の電圧）若しくは配線Ｕ２及びＷ２間の電圧に基づき、又は、それらの電圧の周波数若しくは周波数変化率などに基づき、公知の方法により、電力系統６０における停電の有無を検出する。

制御部２０は、マイクロコンピュータ等から成り、停電検出部３３の出力等に基づきつつ、開閉器３１及び３２の状態制御並びにインバータ回路１０内の各アームのオン／オフ制御を行う。各アームのオン／オフ制御は、各アームのゲート電位の制御により実現される。

制御部２０は、停電が発生していないとき、即ち、停電検出部３３から停電検出信号が出力されていないときには、連系運転を行い、停電が発生しているとき、即ち、停電検出部３３から停電検出信号が出力されているときには、自立運転を行う。但し、停電検出部３３から停電検出信号が出力されていないときにおいても、外部から所定の指示が入力された場合には、制御部２０は自立運転を行っても良い。

連系運転において、制御部２０は、連系開閉器３１を閉状態にすると共に自立開閉器３２を開状態にし、レグＬＧ１及びＬＧ２をインバータとして駆動させる。つまり、配線３及び４間の中間電位を基準とした互いに１８０°の位相差を有する２つの交流電圧が配線Ｕ１及びＷ１に発生するように、制御部２０は、レグＬＧ１及びＬＧ２の各アームのオン／オフ制御を行う。この際、インバータ回路１０の出力に基づく配線Ｕ１及びＷ１間の交流電圧Ｖ_UWと、電力系統６０からの供給電力に基づく配線Ｕ２及びＷ２間の交流電圧とが、実効値及び位相において互いに一致するよう、制御部２０は、レグＬＧ１及びＬＧ２の各アームのオン／オフ制御を行う。この結果、直流電源２の出力電力を電力系統６０に供給することが可能となる。電力系統６０への電力の供給は、系統負荷部７０への電力の供給を含む。後述の図１４のように電力システムを構成した場合、直流電源２の出力電力に基づき電力系統６０へ供給された電力は、自立負荷部８０へ供給されることもある。尚、連系運転において、配線Ｕ１及びＷ１間の交流電圧の実効値は例えば２００Ｖである。連系運転において、レグＬＧ０を駆動させる必要は無い。

自立運転において、制御部２０は、連系開閉器３１を開状態にすると共に自立開閉器３２を閉状態にし、レグＬＧ０、ＬＧ１及びＬＧ２をインバータとして駆動させる。つまり、配線Ｎ１の電位を基準として互いに１８０°の位相差を有する２つの交流電圧が配線Ｕ１及びＷ１に発生するように、制御部２０は、レグＬＧ０、ＬＧ１及びＬＧ２の各アームのオン／オフ制御を行う。

具体的には例えば、自立運転において、アーム４１及び４２は交互に且つ均一にオンとされ、結果、配線３及びＮ１間の直流電位はＶ_DC／２となる。配線Ｎ１の電位を基準とした配線Ｕ１の電圧Ｖ_UN並びに配線Ｗ１の電圧Ｖ_WNを検出する電圧センサ（不図示）を電力変換装置１に設けておくことができる。そして、制御部２０は、電圧Ｖ_UN及びＶ_WNが互いに１８０°の位相差を有し且つ所望の振幅を持つように、電圧センサの検出値に基づくフィードバック制御をレグＬＧ１及びＬＧ２に行えば良い。尚、自立運転において、交流電圧Ｖ_UN及びＶ_WNの夫々の実効値は、例えば１００Ｖである。自立運転において、自立負荷部８０は、自立開閉器３２を介しインバータ回路１０の出力交流電圧を受ける。自立運転において、自立負荷部８０中の負荷８０Ｕに対し交流電圧Ｖ_UNを供給することができ、自立負荷部８０中の負荷８０Ｗに対し交流電圧Ｖ_WNを供給することができ、自立負荷部８０中の負荷８０ＵＷに対し交流電圧Ｖ_UN及びＶ_WNの合成交流電圧（例えば２００Ｖ）を供給することができる。負荷８０ＵＷは、例えばエアーコンディショナである。

このように、電力変換装置１は、連系運転時において、配線Ｕ１及びＷ１を電力系統６０に接続して配線Ｕ１及びＷ１を介しインバータ回路１０から電力系統６０へ交流（電力、電圧、電流）を出力する（即ち単相２線出力を行う）。自立運転時において、電力変換装置１は、連系開閉器３１を開くことで配線Ｕ１及びＷ１を電力系統６０から切り離し、配線Ｕ１及びＮ１間と配線Ｗ１及びＮ１間にインバータ回路１０から別々の交流（電力、電圧、電流）を出力する（即ち単相３線出力を行う）。

図３及び図４を参照して、コンデンサ接続切替部５０を説明する。図３は、連系運転時におけるコンデンサの接続状態を示す図である。図４は、自立運転時におけるコンデンサの接続状態を示す図である。コンデンサ接続切替部５０は、２以上のコンデンサ及び１以上のスイッチを含んで構成され、スイッチを制御することで、連系運転において配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ_UWが接続する（図３参照）。一方、自立運転において、コンデンサ接続切替部５０は、スイッチの制御を通じて、コンデンサＣ_UWによる配線Ｕ１及びＷ１間の接続を遮断すると共に配線Ｕ１及びＮ１間と配線Ｗ１及びＮ１間に別々のコンデンサＣ_UN及びＣ_WNを接続する（図４参照）。これを実現する回路構成の幾つかを後述の実施形態の中で例示するが、ここで述べるコンデンサ接続切替部５０の機能が実現される限り、コンデンサ接続切替部５０におけるコンデンサ及びスイッチの個数並びにそれらの接続関係は任意である。配線Ｕ１及びＮ１間におけるコンデンサＣ_UNの接続並びに配線Ｗ１及びＮ１間におけるコンデンサＣ_WNの接続は、連系運転時において維持されていても良い。

連系運転において、リアクトルＬ１及びＬ２並びにコンデンサＣ_UWは、接続点４８及び４９間の電位差を平滑化して、連系に必要な品質を持った交流電圧Ｖ_UW又は交流電流Ｉ_UWを得るための連系フィルタ回路を形成する。交流電流Ｉ_UWは、交流電圧Ｖ_UWに基づき配線Ｕ１及びＷ１に流れる電流である。この連系フィルタ回路は、ノイズの影響抑制にも資する。自立運転において、リアクトルＬ１及びコンデンサＣ_UNは、配線Ｎ１の電位を基準とする接続点４８の電圧を平滑化してＵ相の交流電圧Ｖ_UNを得るためのフィルタ回路を形成し、リアクトルＬ２及びコンデンサＣ_WNは、配線Ｎ１の電位を基準とする接続点４９の電圧を平滑化してＷ相の交流電圧Ｖ_WNを得るためのフィルタ回路を形成する。これらのフィルタ回路は、ノイズの影響抑制にも資する。尚、コンデンサＣ_UN及びＣ_WNは、自立開閉器３２と自立負荷部８０との間に設けられうる（後述の図１０参照）。また、共通のコンデンサがコンデンサＣ_UWとコンデンサＣ_UN又はＣ_WNの機能を兼務しうる（後述の図１２参照）。

電圧の平滑化及びノイズ対策のために、連系運転時におけるコンデンサＣ_UWの接続は必要であると共に自立運転時におけるコンデンサＣ_UN及びＣ_WNの接続も必要である。一方、自立運転時にコンデンサＣ_UWが接続されている場合、図１６を参照して上述したように、自立負荷部８０へのサージ電流（突入電流）の発生時などにおいて、コンデンサＣ_UN又はＣ_WNの電圧が異常に上昇して過電圧になることがある。

これを回避すべく、電力変換装置１では、連系運転時における配線Ｕ１及びＷ１間のコンデンサＣ_UWの接続が、自立運転時において解消される（自立運転時において配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ_UWが接続されない）。結果、自立運転時において第１相（例えばＷ相）のサージ電流によって誘発される第２相（例えばＵ相）の電圧変動が抑制される。当該電圧変動には過電圧が含まれうる。このため、第２相の過電圧保護が作動することによる電力変換装置１自体の動作停止や、部品の破損、及び、第２相の負荷としての家電機器等の動作停止や破損などを防止することが期待される。

尚、自立運転時における上述のフィードバック制御は、第１相（例えばＷ相）のサージ電流によって誘発される第２相（例えばＵ相）の電圧変動を抑制するように作用するが、当該フィードバック制御は、第２相の電圧変動を認知してからの制御になるため、必然的に制御に遅れが生じる。電力変換装置１によれば、好ましくない第２相の電圧変動（過電圧等）が根本的に解決される。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態及び後述の第３〜第７実施形態は第１実施形態を基礎とする実施形態であり、第２〜第７実施形態において特に述べない事項に関しては、特に記述無き限り且つ矛盾の無い限り、第１実施形態の記載が第２〜第７実施形態にも適用される。

図５は、第２実施形態に係る電力変換装置１ａを含む電力システムの回路図である。電力変換装置１ａ及びコンデンサ接続切替部５０ａは、図１の電力変換装置１及びコンデンサ接続切替部５０の例である。コンデンサ接続切替部５０ａは、コンデンサＣ１〜Ｃ３及びスイッチ１０１を有する。

電力変換装置１ａにおいて、接続点４８はリアクトルＬ１の一端に接続され、リアクトルＬ１の他端は、コンデンサＣ１の一端とスイッチ１０１の一端に共通接続される。リアクトルＬ１の他端、コンデンサＣ１の一端及びスイッチ１０１の一端を共通接続する配線が配線Ｕ１である。コンデンサＣ１の他端は配線Ｎ１に接続され、スイッチ１０１の他端はコンデンサＣ３の一端に接続されると共に開閉器３１Ｕに接続される。即ち、電力変換装置１ａにおいて、配線Ｕ１はスイッチ１０１を介して開閉器３１Ｕに接続される。コンデンサＣ３の他端は配線Ｗ１に接続される。接続点４９はリアクトルＬ２の一端に接続され、リアクトルＬ２の他端は配線Ｗ１に接続される。コンデンサＣ２の一端と他端は、夫々、配線Ｗ１及びＮ１に接続される。配線Ｕ１、Ｎ１、Ｗ１は、夫々、開閉器３２Ｕ、３２Ｎ、３２Ｗに接続される。尚、図５では、図面の煩雑化防止のため、リアクトルＬ１及びスイッチ１０１間の配線のみが配線Ｕ１であるかのように示しているが、それに結合される配線（例えば、リアクトルＬ１及びスイッチ１０１間の接続点と開閉器３２Ｕとを結ぶ配線）も配線Ｕ１に含まれる（後述の図８等についても同様）。

このように、電力変換装置１ａでは、配線Ｕ１及びＮ１間にコンデンサＣ１が常時接続されると共に配線Ｗ１及びＮ１間にコンデンサＣ２が常時接続され、一方で、コンデンサＣ３は、スイッチ１０１を介して配線Ｕ１に接続される。換言すれば、スイッチ１０１及びコンデンサＣ３の直列回路が、配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。

そして、コンデンサ接続切替部５０ａは、連系運転時において、スイッチ１０１をオンにすることにより配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ３を接続する一方で、自立運転時において、スイッチ１０１をオフにすることでコンデンサＣ３による配線Ｕ１及びＷ１間の接続を遮断する。これにより、第１実施形態で述べた作用及び効果が実現される。コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、夫々、図３又は図４に示されるコンデンサＣ_UN、Ｃ_WN、Ｃ_UWとして機能する（後述の第２〜第４実施形態においても同様）。但し、連系運転時には、図５に示す関係で接続されたコンデンサＣ１、Ｃ２及びＣ３の合成容量“（（Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２））＋Ｃ３”がコンデンサＣ_UWの容量として機能することになる。

尚、当然であるが、スイッチ１０１のオンとは、スイッチ１０１の一端及び他端間を接続状態にすること指し、スイッチ１０１のオフとは、スイッチ１０１の一端及び他端間を遮断状態にすること指す（後述の他のスイッチについても同様）。スイッチ１０１のオン／オフは、制御部２０に制御されても良い（後述の他のスイッチについても同様）。スイッチ１０１は、トライアック等の半導体スイッチング素子、リレー又はブレーカにより構成される双方向スイッチである（後述の他のスイッチについても同様）。コンデンサＣ１、Ｃ２及びＣ３の容量は任意である（後述の他の実施形態においても同様）。例えば、コンデンサＣ１及びＣ２の夫々の容量を１０μＦ（マイクロファラド）程度とし、コンデンサＣ３の容量を５μＦ程度とする。

また、図５の電力変換装置１ａ及びコンデンサ接続切替部５０ａを図６の電力変換装置１ａ’及びコンデンサ接続切替部５０ａ’へと変形しても良い。電力変換装置１ａ’においては、配線Ｕ１はスイッチ１０１を介することなく開閉器３１Ｕに直接接続され、且つ、スイッチ１０１の一端は配線Ｕ１を介してリアクトルＬ１、コンデンサＣ１及び開閉器３１Ｕに共通接続され、且つ、スイッチ１０１の他端はコンデンサＣ３の一端に接続され、且つ、コンデンサＣ３の他端は配線Ｗ１に接続される。その他の点において、電力変換装置１ａ及び１ａ’は同様である。電力変換装置１ａ’においても、電力変換装置１ａと同様、スイッチ１０１及びコンデンサＣ３の直列回路が配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を説明する。図７は、第３実施形態に係る電力変換装置１ｂを含む電力システムの回路図である。電力変換装置１ｂ及びコンデンサ接続切替部５０ｂは、図１の電力変換装置１及びコンデンサ接続切替部５０の例である。コンデンサ接続切替部５０ｂは、コンデンサＣ１〜Ｃ３及びスイッチ１１１〜１１３を有する。

電力変換装置１ｂにおいて、接続点４８はリアクトルＬ１の一端に接続され、且つ、リアクトルＬ１の他端は配線Ｕ１に接続され、且つ、配線Ｕ１は開閉器３１Ｕ及び３２Ｕに接続されると共にスイッチ１１３及び１１１の夫々の一端に共通接続される。スイッチ１１３、１１１の他端は、夫々、コンデンサＣ３の一端、コンデンサＣ１の一端に接続され、コンデンサＣ３の他端、コンデンサＣ１の他端は、夫々、配線Ｗ１、Ｎ１に接続される。電力変換装置１ｂにおいて、接続点４９はリアクトルＬ２の一端に接続され、且つ、リアクトルＬ２の他端は配線Ｗ１に接続され、且つ、配線Ｗ１は開閉器３１Ｗ及び３２Ｗに接続されると共にスイッチ１１２の一端に接続される。スイッチ１１２の他端はコンデンサＣ２の一端に接続され、コンデンサＣ２の他端は配線Ｎ１に接続される。配線Ｎ１は開閉器３２Ｎに接続される。

このように、電力変換装置１ｂでは、コンデンサＣ１がスイッチ１１１を介して配線Ｕ１及びＮ１間に接続され、且つ、コンデンサＣ２がスイッチ１１２を介して配線Ｗ１及びＮ１間に接続され、且つ、コンデンサＣ３がスイッチ１１３を介して配線Ｕ１及びＷ１間に接続されている。換言すれば、スイッチ１１１及びコンデンサＣ１の直列回路が配線Ｕ１及びＮ１間に直列に介在し、スイッチ１１２及びコンデンサＣ２の直列回路が配線Ｗ１及びＮ１間に直列に介在し、スイッチ１１３及びコンデンサＣ３の直列回路が配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。

そして、コンデンサ接続切替部５０ｂは、連系運転時において、スイッチ１１１及び１１２をオフ且つスイッチ１１３をオンにすることにより配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ３を接続する。一方、自立運転時において、コンデンサ接続切替部５０ｂは、スイッチ１１３をオフにすることでコンデンサＣ３による配線Ｕ１及びＷ１間の接続を遮断しつつ、スイッチ１１１及び１１２をオンにすることで配線Ｕ１及びＮ１間にコンデンサＣ１を接続すると共に配線Ｗ１及びＮ１間にコンデンサＣ２を接続する。これにより、第１実施形態で述べた作用及び効果が実現される。また、連系運転時に必要なコンデンサの容量と自立運転時に必要なコンデンサの容量を、独立して自由に設定することができる。

また、図７の電力変換装置１ｂ及びコンデンサ接続切替部５０ｂを図８の電力変換装置１ｂ’及びコンデンサ接続切替部５０ｂ’へと変形しても良い。電力変換装置１ｂ’においては、電力変換装置１ｂと異なり、リアクトルＬ１に接続された配線Ｕ１がスイッチ１１３を介して開閉器３１Ｕに接続されており、スイッチ１１３及び開閉器３１Ｕ間の接続点と配線Ｗ１との間にコンデンサＣ３が接続される。その他の点において、電力変換装置１ｂ及び１ｂ’は同様である。電力変換装置１ｂ’においても、電力変換装置１ｂと同様、スイッチ１１３及びコンデンサＣ３の直列回路が配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。

また、電力変換装置１ｂ’において、図９に示す如く、スイッチ１１１をリアクトルＬ１と開閉器３２Ｕとの間であって且つリアクトルＬ１とコンデンサＣ１との間に直列に介在させても良いし、スイッチ１１２をリアクトルＬ２と開閉器３２Ｗとの間であって且つリアクトルＬ２とコンデンサＣ２との間に直列に介在させても良い。電力変換装置１ｂに対して同様の変形を行うことも可能である。

また、図７の電力変換装置１ｂ、又は、図８若しくは図９の電力変換装置１ｂ’において、スイッチ１１１及び１１２の内、任意の何れか一方を削除しても良い。連系運転時にはレグＬＧ０を駆動させる必要がないため、スイッチ１１１及び１１２の一方が無くても問題は生じない又は少ないと考えられるからである。スイッチ１１１を削除した場合、コンデンサＣ１は配線Ｕ１及びＮ１間に直接接続され（即ち常時接続され）、スイッチ１１２を削除した場合、コンデンサＣ２は配線Ｗ１及びＮ１間に直接接続される（即ち常時接続される）。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態を説明する。図１０は、第４実施形態に係る電力変換装置１ｃを含む電力システムの回路図である。電力変換装置１ｃ及びコンデンサ接続切替部５０ｃは、図１の電力変換装置１及びコンデンサ接続切替部５０の例である。コンデンサ接続切替部５０ｃは、コンデンサＣ１〜Ｃ３及びスイッチ１２１を有する。

電力変換装置１ｃにおいて、接続点４８はリアクトルＬ１の一端に接続され、リアクトルＬ１の他端はスイッチ１２１の一端に接続される。リアクトルＬ１の他端とスイッチ１０１の一端を共通接続する配線が配線Ｕ１である。スイッチ１０１の他端はコンデンサＣ３の一端に接続されると共に開閉器３１Ｕに接続される。即ち、電力変換装置１ｃにおいて、配線Ｕ１はスイッチ１２１を介して開閉器３１Ｕに接続される。コンデンサＣ３の他端は配線Ｗ１に接続される。従って、スイッチ１２１及びコンデンサＣ３の直列回路が、配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。配線Ｕ１、Ｎ１、Ｗ１は、夫々、開閉器３２Ｕ、３２Ｎ、３２Ｗに接続される。

コンデンサＣ１及びＣ２は、自立負荷部８０に対し常時接続されている。即ち、電力変換装置１ｃにおけるコンデンサＣ１及びＣ２は、自立開閉器３２と自立負荷部８０とを接続する３本の配線Ｕ３、Ｎ３及びＷ３に常時接続されている。より具体的には、コンデンサＣ１の一端、コンデンサＣ２の一端は、夫々、配線Ｕ３、Ｗ３に接続され、コンデンサＣ１及びＣ２の各他端は配線Ｎ３にて共通接続されている。故に、自立開閉器３２が閉じているときには、コンデンサＣ１が開閉器３２Ｕ及び３２Ｎを介して配線Ｕ１及びＮ１間に接続されることになり、且つ、コンデンサＣ２が開閉器３２Ｗ及び３２Ｎを介して配線Ｗ１及びＮ１間に接続されることになる。

そして、コンデンサ接続切替部５０ｃは、連系運転時において、スイッチ１２１をオンにすることにより配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ３を接続する一方で、自立運転時において、スイッチ１２１をオフにすることでコンデンサＣ３による配線Ｕ１及びＷ１間の接続を遮断する。上述したように、自立運転時には自立開閉器３２が閉じられるため、コンデンサＣ１は開閉器３２Ｕ及び３２Ｎを介して配線Ｕ１及びＮ１間に接続され且つコンデンサＣ２は開閉器３２Ｗ及び３２Ｎを介して配線Ｗ１及びＮ１間に接続される。これにより、第１実施形態で述べた作用及び効果が実現される。また、図１０の構成では、図７の構成との比較において、コンデンサＣ１及びＣ２に対するスイッチ（１１１、１１２）の付与を割愛できる。

尚、コンデンサＣ３を連系開閉器３１から見て電力系統６０側に配置することも考えられる。しかし、そのような配置を行った場合、仮にコンデンサＣ３に短絡故障が発生してもコンデンサＣ３を電力系統６０から切り離すことができないため、電力系統６０の保護が困難となる。但し、コンデンサＣ１及びＣ２については、図１０に示すような位置に配置しても安全を確保可能である。図１０のコンデンサＣ１又はＣ２に短絡故障が発生したとしても、インバータ回路１０の出力を停止することで、短絡による弊害（異常発熱等）を回避可能だからである。

また、図１０の電力変換装置１ｃ及びコンデンサ接続切替部５０ｃを図１１の電力変換装置１ｃ’及びコンデンサ接続切替部５０ｃ’へと変形しても良い。電力変換装置１ｃ’においては、配線Ｕ１はスイッチ１２１を介することなく開閉器３１Ｕに直接接続され、且つ、スイッチ１２１の一端は配線Ｕ１を介してリアクトルＬ１及び開閉器３１Ｕに共通接続され、且つ、スイッチ１０１の他端はコンデンサＣ３の一端に接続され、且つ、コンデンサＣ３の他端は配線Ｗ１に接続される。その他の点において、電力変換装置１ｃ及び１ｃ’は同様である。電力変換装置１ｃ’においても、電力変換装置１ｃと同様、スイッチ１２１及びコンデンサＣ３の直列回路が配線Ｕ１及びＷ１間に直列に介在している。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態を説明する。図１２は、第５実施形態に係る電力変換装置１ｄを含む電力システムの回路図である。電力変換装置１ｄ及びコンデンサ接続切替部５０ｄは、図１の電力変換装置１及びコンデンサ接続切替部５０の例である。コンデンサ接続切替部５０ｄは、コンデンサＣ２及びＣ３並びに切替スイッチ１３１を有する。

電力変換装置１ｄにおいて、接続点４８はリアクトルＬ１の一端に接続され、且つ、リアクトルＬ１の他端は配線Ｕ１に接続され、且つ、配線Ｕ１は開閉器３１Ｕ及び３２Ｕに接続されると共にコンデンサＣ３（切替用コンデンサ）の一端に接続される。コンデンサＣ３の他端は、切替スイッチ１３１を介して配線Ｎ１又はＷ１に選択的に接続される。つまり、切替スイッチ１３１は、一端が配線Ｕ１に常時接続されたコンデンサＣ３の他端を配線Ｎ１又はＷ１に選択的に接続するスイッチである。他方、コンデンサＣ２（非切替用コンデンサ）の一端、他端は、夫々、配線Ｎ１、Ｗ１に常時接続される。配線Ｎ１は開閉器３２Ｎに接続され、配線Ｗ１は開閉器３１Ｗ及び３２Ｗに共通接続される。

コンデンサ接続切替部５０ｄは、連系運転時において、切替スイッチ１３１の制御を通じ、配線Ｕ１及びＷ１間にコンデンサＣ３を接続する。一方、自立運転時において、コンデンサ接続切替部５０ｄは、切替スイッチ１３１の制御を通じ、コンデンサＣ３による配線Ｕ１及びＷ１間の接続を遮断してコンデンサＣ３を配線Ｕ１及びＮ１間に接続する。これにより、第１実施形態で述べた作用及び効果が実現される。また、図１２の構成によれば、第２〜第４実施形態の構成との比較において、コンデンサＣ１の設置を割愛できる。電力変換装置１ｄにおいて、コンデンサＣ２は、図４のコンデンサＣ_WNに相当し、コンデンサＣ３は、図３のコンデンサＣ_UWとしての機能と図４のコンデンサＣ_UNとしての機能を選択的に実現する（時分割で兼務する）。

＜第６実施形態＞
本発明の第６実施形態を説明する。図１３は、第６実施形態に係る電力変換装置１Ｊを含む電力システムの回路図である。図１３の電力システムでは、図１の電力システムを基準として、直流電源２の代わりに直流電源２０１及び２０２の直列回路とコンデンサ２０３及び２０４の直列回路が設けられており、且つ、インバータ回路１０からレグＬＧ０が削除されている。これらの点を除き、図１の電力システム及び図１３の電力システム間で回路構成は同じである。但し、電力変換装置１Ｊでは、配線Ｎ１が、コンデンサ２０３及び２０４間の接続点と直流電源２０１及び２０２間の接続点に共通接続されている。

直流電源２０１及び２０２は直流電源２と同様の直流電源であり、直流電源２０１及び２０２の各々がＶ_DC／２の直流電圧を出力する。直流電源２０２が直流電源２０１よりも高電圧側に位置する。従って、直流電源２０１の負出力端子が配線３に接続されると共に直流電源２０２の正出力端子が配線４に接続され、直流電源２０１の正出力端子及び直流電源２０２の負出力端子が互いに接続される。コンデンサ２０３は直流電源２０１に並列接続され、コンデンサ２０４は直流電源２０２に並列接続される。電力変換装置１ＪにはレグＬＧ０が存在しないため、電力変換装置１Ｊにおいて、レグＬＧ０内のアームへの制御は当然に不要である。レグレグＬＧ０内のアームへの制御が無いことを除き、電力変換装置１Ｊにおける各部位の動作は、図１の電力変換装置１のそれと同様である。第２〜第５実施形態で述べたコンデンサ接続切替部の構成を第６実施形態に適用しても良い。

＜第７実施形態＞
本発明の第７実施形態を説明する。第７実施形態では、第１〜第６実施形態に共通して適用可能な技術を説明する。第７実施形態で述べる電力変換装置１は、上述の任意の実施形態で説明した任意の電力変換装置（１、１ａ〜１ｄ、１ａ’〜１ｃ’、１Ｊ）を指す。電力変換装置１に図１４に示す分電盤９０が接続されていても良い。分電盤９０は、電力変換装置１の構成要素、又は、電力変換装置１を内包する電力システムの構成要素である、と考えても良い。

分電盤９０は、第１入力端子群及び第２入力端子群と、第１又は第２入力端子群が選択的に接続される出力端子群と、を有する。分電盤９０が電力変換装置１に接続される場合、分電盤９０の第１入力端子群に対し、電力系統６０に接続された配線Ｕ２、Ｎ２及びＷ２が接続される。また、本実施形態において、自立開閉器３２に接続された配線Ｕ３、Ｎ３及びＷ３は、自立負荷部８０に直接接続されるのではなく分電盤９０の第２入力端子群に接続される。そして、分電盤９０の出力端子群が自立負荷部８０に接続される。故に、配線Ｕ２、Ｎ２及びＷ２から成る配線群又は配線Ｕ３、Ｎ３及びＷ３から成る配線群が、択一的に分電盤９０を介して自立負荷部８０に接続されることになる。

具体的には、分電盤９０は、連系用状態又は自立用状態を択一的にとる。分電盤９０が連系用状態にあるとき、配線Ｕ２、Ｎ２及びＷ２が分電盤９０を介して自立負荷部８０に接続され、結果、配線Ｕ２及びＮ２間の電圧、配線Ｗ２及びＮ２間の電圧、配線Ｕ２及びＷ２間の電圧が、夫々、負荷８０Ｕ、８０Ｗ、８０ＵＷに供給される。一方、分電盤９０が自立用状態にあるとき、配線Ｕ３、Ｎ３及びＷ３が分電盤９０を介して自立負荷部８０に接続され、結果、配線Ｕ３及びＮ３間の電圧、配線Ｗ３及びＮ３間の電圧、配線Ｕ３及びＷ３間の電圧が、夫々、負荷８０Ｕ、８０Ｗ、８０ＵＷに供給される。

図１４の構成は、停電時に自立負荷部８０（家電機器等）を自立運転によって駆動する一般的な構成の一種である。即ち、連系運転を行う場合には、分電盤９０の状態を連系用状態とし、停電時等において自立運転を行う場合には、分電盤９０の状態を自立用状態にすれば良い。連系用状態及び自立用状態間における分電盤９０の状態の切り替えは、ユーザによる手動切り替えで実現されても良いし、電力変換装置１からの分電盤制御信号に基づき行われても良い。上述の停電検出部３３の検出結果に基づき、停電の発生時には分電盤９０の状態が自立用状態になるように且つ停電の未発生時には分電盤９０の状態が連系用状態になるように、分電盤制御信号が生成される。停電検出部３３を分電盤９０に内包させ、分電盤９０内で分電盤制御信号を発生させても良い。

＜変形等＞
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本発明の実施形態の例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。

上述の各電力変換装置では、直流／交流変換のみが行われているが、交流／交流変換が行われても良い。即ち、上述の各電力変換装置（１、１ａ〜１ｄ、１ａ’〜１ｃ’、１Ｊ）において、直流電源２、２０１及び２０２は、電力変換装置に供給された交流電圧を整流することで得られても良い。この場合、供給された交流電圧から直流電圧Ｖ_DC又はＶ_DC／２を得るコンバータが、電力変換装置（１、１ａ〜１ｄ、１ａ’〜１ｃ’、１Ｊ）に付加される。

上述の各実施形態では、レグ（ＬＧ０〜ＬＧ２）を形成するスイッチング素子がＩＧＢＴであることを想定したが、レグ（ＬＧ０〜ＬＧ２）を形成するスイッチング素子は、ＩＧＢＴ以外の任意の種類の半導体スイッチング素子（電界効果トランジスタ等）であっても良いし、リレー等の機械式のスイッチング素子であっても良い。

＜発明内容の考察＞
以下、本発明の内容について考察する。尚、以下の考察の文章中において、カッコ内に示された符号は、第１線がＵ相の配線Ｕ１であると仮定した場合の符号であるが、第１線はＷ相の配線Ｗ１でありうる。

例えば図１、図３及び図４を参照し、本発明の一側面に係る電力変換装置（１、１ａ〜１ｄ、１ａ’〜１ｃ’、１Ｊ）は、直流を交流に変換するインバータ回路（１０）と、インバータ回路の出力側に設けられた第１線（Ｕ１）、第２線（Ｗ１）及び中性線（Ｎ１）と、前記第１線及び第２線を電力系統（６０）に接続して前記第１線及び第２線を介し前記インバータ回路から前記電力系統へ交流（Ｖ_UW）を出力する連系運転と、前記第１線及び第２線を前記電力系統から切り離して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記インバータ回路から別々の交流（Ｖ_UN、Ｖ_WN）を出力する自立運転と、を切り替え実行する運転切替部（２０）と、前記連系運転において前記第１線及び第２線間にコンデンサ（Ｃ_UW）を接続する一方で、前記自立運転において前記コンデンサ（Ｃ_UW）による前記第１線及び第２線間の接続を遮断して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に別々のコンデンサ（Ｃ_UN、Ｃ_WN）を接続するコンデンサ接続切替部（５０）と、を備えている。

連系運転時において第１線及び第２線間にコンデンサを接続することで、連系運転時における電圧の品質を良好にすることができる。自立運転時には、そのコンデンサによる第１線及び第２線間の接続を遮断して、第１線及び中性線間と第２線及び中性線間に別々のコンデンサを接続する。これにより、第１線及び第２線間のコンデンサの存在に伴う不要な電圧変動（第１線又は第２線と中性線との間の電圧の異常上昇など）を抑制することができる。即ち、連系運転時に必要なコンデンサの影響を自立運転時において抑制することが可能となる。

具体的には例えば（図５、図６等参照）、前記コンデンサ接続切替部（５０ａ、５０ａ’）は、前記第１線及び中性線間に接続された第１コンデンサ（Ｃ１）と、前記第２線及び中性線間に接続された第２コンデンサ（Ｃ２）と、前記第１線及び第２線間に介在する、スイッチ（１０１）及び第３コンデンサ（Ｃ３）の直列回路と、を有し、前記連系運転において、前記スイッチをオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、前記自立運転において、前記スイッチをオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断しても良い。

この構成により、自立運転時には第３コンデンサによる第１線及び第２線間の接続が遮断されるため、自立運転時において、第３コンデンサの接続に伴う不要な電圧変動を抑制することができる。

或いは例えば（図７、図８、図９等参照）、前記コンデンサ接続切替部（５０ｂ、５０ｂ’）は、前記第１線及び中性線間に介在する第１コンデンサ（Ｃ１）と、前記第２線及び中性線間に介在する第２コンデンサ（Ｃ２）と、前記第１線及び第２線間に介在する、連系用スイッチ（１１３）及び第３コンデンサ（Ｃ３）の直列回路と、を有するとともに、自立用スイッチ（１１１、１１２）を有し、前記自立用スイッチは、前記第１コンデンサに直列接続されるスイッチ（１１１）及び前記第２コンデンサに直列接続されるスイッチ（１１２）の内の少なくとも一方を含み、前記連系運転において、前記自立用スイッチをオフ且つ前記連系用スイッチをオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、前記自立運転において、前記自立用スイッチをオン且つ前記連系用スイッチをオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断するとともに前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記第１及び第２コンデンサを接続しても良い。

この構成によっても、自立運転時には第３コンデンサによる第１線及び第２線間の接続が遮断されるため、自立運転時において、第３コンデンサの接続に伴う不要な電圧変動を抑制することができる。

或いは例えば（図１０、図１１等参照）、前記自立運転において前記インバータ回路の出力交流電圧を受ける自立負荷部（８０）と、前記第１線、第２線及び中性線（Ｕ１、Ｗ１、Ｎ１）と、の間に介在する自立開閉器（３２）を、電力変換装置は更に備えていても良く、前記コンデンサ接続切替部（５０ｃ、５０ｃ’）は、前記自立開閉器と前記自立負荷部とを接続する３本の配線（Ｕ３、Ｗ３、Ｎ３）に接続された第１及び第２コンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）と、前記第１線及び第２線間に介在する、スイッチ（１２１）及び第３コンデンサ（Ｃ３）の直列回路と、を有し、前記自立開閉器が閉じているときに前記自立開閉器を介して前記第１線及び中性線間に前記第１コンデンサが接続され且つ前記自立開閉器を介して前記第２線及び中性線間に前記第２コンデンサが接続されるように、前記第１及び第２コンデンサは配置され、前記コンデンサ接続切替部は、前記連系運転において、前記スイッチ（１２１）をオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、前記自立運転において、前記スイッチ（１２１）をオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断するとともに、前記自立開閉器を閉じることで前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記第１及び第２コンデンサを接続しても良い。

この構成によっても、自立運転時には第３コンデンサによる第１線及び第２線間の接続が遮断されるため、自立運転時において、第３コンデンサの接続に伴う不要な電圧変動を抑制することができる。また、第１〜第３スイッチが必要となる上記構成との比較において、スイッチの個数を低減することが可能となる。

或いは例えば（図１２等参照）、前記コンデンサ接続切替部（５０ｄ）は、前記第２線及び中性線間に接続された非切替用コンデンサ（Ｃ２）と、一端が前記第１線（Ｕ１）に接続された切替用コンデンサ（Ｃ３）と、前記切替用コンデンサの他端を前記中性線（Ｎ１）又は前記第２線（Ｗ１）に選択的に接続する切替スイッチ（１３１）と、を有し、前記連系運転において、前記切替スイッチの制御を通じ、前記第１線及び第２線間に前記切替用コンデンサを接続する一方で、前記自立運転において、前記切替スイッチの制御を通じ、前記切替用コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断して前記切替用コンデンサを前記第１線及び中性線間に接続しても良い。

この構成によっても、自立運転時にはコンデンサによる第１線及び第２線間の接続が遮断されるため、自立運転時において、第１線及び第２線間のコンデンサの接続に伴う不要な電圧変動を抑制することができる。また、第１〜第３コンデンサが必要となる構成との比較において、コンデンサの個数を低減することが可能となる。

１、１ａ〜１ｄ、１ａ’〜１ｃ’、１Ｊ電力変換装置
１０インバータ回路
２０制御部
３１連系開閉器
３２自立開閉器
３３停電検出部
５０、５０ａ〜５０ｄ、５０ａ’〜５０ｃ’
６０電力系統
７０系統負荷部
８０自立負荷部
９０分電盤

Claims

直流を交流に変換するインバータ回路と、
インバータ回路の出力側に設けられた第１線、第２線及び中性線と、
前記第１線及び第２線を電力系統に接続して前記第１線及び第２線を介し前記インバータ回路から前記電力系統へ交流を出力する連系運転と、前記第１線及び第２線を前記電力系統から切り離して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記インバータ回路から別々の交流を出力する自立運転と、を切り替え実行する運転切替部と、
前記連系運転において前記第１線及び第２線間にコンデンサを接続する一方で、前記自立運転において前記コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断して前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に別々のコンデンサを接続するコンデンサ接続切替部と、を備えた
ことを特徴とする電力変換装置。
前記コンデンサ接続切替部は、
前記第１線及び中性線間に接続された第１コンデンサと、
前記第２線及び中性線間に接続された第２コンデンサと、
前記第１線及び第２線間に介在する、スイッチ及び第３コンデンサの直列回路と、を有し、
前記連系運転において、前記スイッチをオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、
前記自立運転において、前記スイッチをオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記コンデンサ接続切替部は、
前記第１線及び中性線間に介在する第１コンデンサと、
前記第２線及び中性線間に介在する第２コンデンサと、
前記第１線及び第２線間に介在する、連系用スイッチ及び第３コンデンサの直列回路と、を有するとともに、自立用スイッチを有し、前記自立用スイッチは、前記第１コンデンサに直列接続されるスイッチ及び前記第２コンデンサに直列接続されるスイッチの内の少なくとも一方を含み、
前記連系運転において、前記自立用スイッチをオフ且つ前記連系用スイッチをオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、
前記自立運転において、前記自立用スイッチをオン且つ前記連系用スイッチをオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断するとともに前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記第１及び第２コンデンサを接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記自立運転において前記インバータ回路の出力交流電圧を受ける自立負荷部と、前記第１線、第２線及び中性線と、の間に介在する自立開閉器を更に備え、
前記コンデンサ接続切替部は、
前記自立開閉器と前記自立負荷部とを接続する３本の配線に接続された第１及び第２コンデンサと、
前記第１線及び第２線間に介在する、スイッチ及び第３コンデンサの直列回路と、を有し、
前記自立開閉器が閉じているときに前記自立開閉器を介して前記第１線及び中性線間に前記第１コンデンサが接続され且つ前記自立開閉器を介して前記第２線及び中性線間に前記第２コンデンサが接続されるように、前記第１及び第２コンデンサは配置され、
前記コンデンサ接続切替部は、
前記連系運転において、前記スイッチをオンにして前記第１線及び第２線間に前記第３コンデンサを接続する一方で、
前記自立運転において、前記スイッチをオフにして前記第３コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断するとともに、前記自立開閉器を閉じることで前記第１線及び中性線間と前記第２線及び中性線間に前記第１及び第２コンデンサを接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記コンデンサ接続切替部は、
前記第２線及び中性線間に接続された非切替用コンデンサと、
一端が前記第１線に接続された切替用コンデンサと、
前記切替用コンデンサの他端を前記中性線又は前記第２線に選択的に接続する切替スイッチと、を有し、
前記連系運転において、前記切替スイッチの制御を通じ、前記第１線及び第２線間に前記切替用コンデンサを接続する一方で、
前記自立運転において、前記切替スイッチの制御を通じ、前記切替用コンデンサによる前記第１線及び第２線間の接続を遮断して前記切替用コンデンサを前記第１線及び中性線間に接続する
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。