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太陽光発電用パワーコンディショナ

型式：PPS-503FA1

(定格出力 50.0kW)

電力協議用技術資料

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2019 / 07/ 09

サンケン電気株式会社

担当部門 承認 照査 作成

パワーシステム本部

市場開拓統括部

ソリューション開拓課

藤原

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目次

目次 ................................................................................................................................................................... 2

1. 概説 ........................................................................................................................................................... 3

2. 主回路構成 ............................................................................................................................................... 3

3. 外観説明 ................................................................................................................................................... 5

4. 仕様 ........................................................................................................................................................... 6

4.1. 準拠規格 ....................................................................................................................................................................... 6

4.2. 電気仕様 ....................................................................................................................................................................... 6

4.3. 系統連系保護要素 ........................................................................................................................................................ 8

4.4. その他保護機能 ............................................................................................................................................................ 8

4.5. 解列後の再投入............................................................................................................................................................ 8

4.6. 整定値一覧.................................................................................................................................................................... 9

5. 系統保護 ................................................................................................................................................. 10

5.1. 系統保護ブロック図 .................................................................................................................................................... 10

5.2. 外部 OFF 信号 ........................................................................................................................................................... 11

5.3. 解列シーケンス ........................................................................................................................................................... 12

5.4. 再並列シーケンス ....................................................................................................................................................... 13

6. 単独運転検出について .......................................................................................................................... 14

6.1. 受動的方式「電圧位相跳躍方式」 .............................................................................................................................. 14

6.2. 能動的方式「スリップモード周波数シフト方式」 ......................................................................................................... 14

7. FRT機能について .................................................................................................................................. 15

8. 電圧上昇抑制 ......................................................................................................................................... 17

9. 自動同期機能 ......................................................................................................................................... 18

10. 指定力率制御 ...................................................................................................................................... 19

10.1. 出力制限機能 ........................................................................................................................................................... 19

10.2. 力率一定制御運転 ................................................................................................................................................... 19

11. 遠隔出力制御 ...................................................................................................................................... 20

12. 制御電源 .............................................................................................................................................. 23

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1. 概説

適用範囲

本製品は太陽電池モジュールの直流電源を三相3線の交流電源に変換するトランスレスパワーコンディショナ

です。

製品タイプ

製品のタイプはPPS-503FA1で、定格出力は50kWです。

2. 主回路構成 太陽光発電用パワーコンディショナ(PPS-503FA1)の主回路構成を図 1に示します。

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図 1：主回路構成図

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3. 外観説明 キャビネットサイズ

PPS-503FA1（幅×高さ×奥行）：1075mm×555mm×300mm

キャビネット正面

(1) 保守用扉

(2) LED

ホストパネルカバー

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4. 仕様

4.1. 準拠規格

安全規格/EMC EN/IEC62109-1, EN/IEC62109-2, EN61000-6-1, EN61000-6-3, EN61000-3-2,

EN61000-3-3, EN61000-3-11, EN61000-3-12

連系規格 IEC61727, IEC62116, JEAC9701-2016, JEC2470, JEC2440

4.2. 電気仕様

項目 仕様 備考

直流入力

最大入力電圧 DC1100V 直流過電圧整定値:1055V

最大入力電流（各 MPPT） 22 6回路MPPT、

MPPT回毎22Aまで

MPPT 電圧範囲 DC200V～1000V

最低起動電圧 DC200V

定格電圧

DC640V（AC 420V 時）

DC670V（AC 440V 時）

DC720V（AC 480V 時）

入力回路数 12

MPPT 回路数 6

交流出力

定格出力 三相 3 線，50kW(50kVA,PF=1) ※出力制限機能付

(0.1kW刻み)、10.1参照

最大皮相電力 55.5KVA 50kVA~55.5kVA 設定可能,

初期 50.0kVA

出力電圧 AC420V/440V/480V 電圧設定可能, 初期値440V

出力周波数 50Hz/60Hz 初期値 50Hz

50Hz/60Hz設定可能

定格出力電流

68.8A（AC 420V 時）

65.7A（AC 440V 時）

60.2A（AC 480V 時）

最大出力電流

76.3A（AC 420V 時）

72.9A（AC 440V 時）

66.8A（AC 480V 時）

定格力率 0.99 以上 定格電圧、100%出力時

力率設定範囲 遅れ 0.8～進み 0.8 0.001刻み

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出力電流歪み率 総合 5%以下，各次 3%以下

効率 最大変換効率 98.9%(代表値)(AC480V,DC720V) 内部電源を含む

測定方法はJIS C 8961による 電力変換効率(JIS) 98.6%(代表値)(AC440V,DC670V)

制御方式

変換方式 電圧型電流瞬時値制御方式

スイッチング方式 正弦波 PWM 制御方式

絶縁方式 非絶縁型 トランスレス

電力制御方式 最大電力点追従制御（MPPT）

その他

外部通信方式 RS485

表示 LED 表示ランプ、

ブルートゥース＋APP

サイズ(幅×高×奥行) 1075×555×300 mm

重量 71kg 背面パネルを含む

冷却方式 自然冷却 外部ファン無

夜間自己消費電力 2W 未満

騒音 前面中央 1m において 55dB 未満

(代表値)

点検用端子台 あり

遠隔出力制御 対応

環境条件

標高 4000m以下

保管時周囲温度 -40℃～70℃

運転時周囲温度 -25℃～60℃

相対湿度 0～100% 結露無きこと

防塵防水等級 IP65

絶縁等級 Class I

※出力制限機能：太陽電池の出力がパワーコンディショナの定格出力（50kW）を超える場合、パワーコン

ディショナは自動的に出力を抑制します。

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4.3. 系統連系保護要素 保護機能 設置相数 備考

系統過電圧（OVR） 三相

系統不足電圧（UVR） 三相

系統周波数上昇（OFR） 一相

系統周波数低下（UFR） 一相

単独運転検出（受動方式） 三相 電圧位相跳躍検出方式

単独運転検出（能動方式） 三相 スリップモード周波数シフト方式

FRT要件 2017 年 4 月以後の要件

系統連系用保護リレーのメーカーは Huawei。

4.4. その他保護機能

保護機能

検出レベル ゲート

ブロック動作

リレー動作

動作時間

備考

入力逆接続検出 ―※1 ○ ※4 ○ ― 故障復帰後、パワコンは自動復帰

入力過電流検出 22A ― ― ― MPPT電圧調整により、入力電流

を 22A以下に抑制

入力過電圧検出 1055Ｖ ○ ○ 0.2s 故障復帰後、パワコンは自動復帰

出力過電流検出 117.5A※2 ○ ○ 0.2s 故障復帰後、パワコンは手動復帰

温度異常検出 90 ℃ ○ ○ 2s 故障復帰後、パワコンは自動復帰

直流分検出 1%In※3

以下

○

○

0.5s以内

故障復帰後、パワコンは自動復帰

交流漏洩電流検出

(RCD回路動作)

500mA ○ ○ ― 故障復帰後、パワコンは自動復帰

※1 ：印 ― は、該当しない項目であることを示します、以下同様です。

※2： 117.5A は出力電流実効値。

※3 ：In は定格出力電流（68.8A（定格 420Vac）/65.7（定格 440Vac）/60.2A（定格 480Vac））です。

※4： 印 ○ は、該当項目であることを示します、以下同様です。

4.5. 解列後の再投入 １）自動投入設定

復電150秒（10～900秒設定可能）確認後、系統・パワーコンディショナ故障がないことを確認の上、自

動的に再投入して系統連系します。

２）手動投入設定

手動にて再投入指令があれば、復電150秒（10～900秒設定可能）確認後、系統・パワーコンディショ

ナ故障がないことを確認の上、再投入して系統連系します。

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4.6. 整定値一覧 印 ○ は、該当項目であることを示します、以下同様です。

系統連系

保護機能

検出時動作 設定範囲

初期値

ゲート

ブロック リレー 50Hz

地区

60Hz

地区

系統過電圧

(OVR)

○

○

｢定格出力 440V｣検出電圧整定範囲:

AC484～528V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 506V

｢定格出力 480V｣検出電圧整定範囲:

AC528～576V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 552V

｢定格出力 420V｣検出電圧整定範囲:

AC462～504V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 483V

検出時限整定範囲 0.5 ～2.0s

（0.1s ｽﾃｯﾌﾟ） 1.0s

系統不足電圧

(UVR)

○

○

｢定格出力 440V｣検出電圧整定範囲:

AC352～396V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 352V

｢定格出力 480V｣検出電圧整定範囲:

AC384～432V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 384V

｢定格出力 420V｣検出電圧整定範囲:

AC336 ～378V（1V ｽﾃｯﾌﾟ） 336V

検出時限整定範囲 0.5 ～2.0s

（0.1s ｽﾃｯﾌﾟ） 1.0s

系統周波数上昇

(OFR)

○

○

検 出 周 波 数 整 定 範 囲

50.5～51.5Hz （0.1Hz ｽﾃｯﾌﾟ）

60.6～61.8Hz （0.1Hz ｽﾃｯﾌﾟ）

51.5

Hz

61.8

Hz

検出時限整定範囲 0.5 ～2.0s

（0.1s ｽﾃｯﾌﾟ） 1.0s

系統周波数低下

(UFR)

○

○

検 出 周 波 数 整 定 範 囲

47.5～49.5Hz （0.1Hz ｽﾃｯﾌﾟ）

57.0～59.4Hz （0.1Hz ｽﾃｯﾌﾟ）

47.5

Hz

57.0

Hz

検出時限整定範囲 0.5 ～2.0s

（0.1s ｽﾃｯﾌﾟ） 1.0s

単独運転検出

（受動方式）

○

○

検出位相整定範囲 3°～15°

（1°ｽﾃｯﾌﾟ） 6°

検出時限 0.5 s 以内 -

単独運転検出

（能動方式）

○

○ 検出要素 周波数異常 -

検出時限 0.5s～1s -

復電後の一定時

間投入阻止機能 - - 時限 150～900s (1s ｽﾃｯﾌﾟ) 150s

電圧

上昇

抑制

機能

進相無

効電力

制御

-

-

整定範囲 100%～115%（0.1%ｽﾃｯﾌﾟ）

110%

出力制

御 - - 整定範囲 100%～115%（0.1%ｽﾃｯﾌﾟ） 112.5%

力率設定範囲 - - 整定範囲 0.8～1（0.001 ｽﾃｯﾌﾟ） 1.000

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5. 系統保護

5.1. 系統保護ブロック図

保護ブロック図

注：他の故障は直流過電圧動作、交流過電流動作、交流漏洩電流検出（RCD）動作、直流不足電圧

動作、温度異常、通信中断(これによるパワーコンディショナの運転停止が設定可能)。

系統周波数上昇

(OFR)

系統周波数低下

(UFR)

系統過電圧

(OVR)

系統不足電圧

(UVR)

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5.2. 外部OFF信号 PCS内部保護停止機能のほかに、外部装置からの信号（ドライ接点、RS485）をSmartloggerに受け

てPCSを停止（OFF）させます。

注記:OVGR信号はドライ接点信号に属します。

PPS-503FA1

PPS-503FA1

PPS-503FA1

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5.3. 解列シーケンス 解列シーケンス（連系運転時）

その他装置異常

漏洩電流検出

直流分検出

出力過電流検出

OR

入力逆接続検出

単独運転検出（受動方式）動作

OR

単独運転検出（能動方式）動作

周波数低下(UFR) 動作

周波数上昇(OFR) 動作

交流不足電圧(UVR) 動作

停止

OR

交流過電圧(OVR) 動作

入力過電圧検出動作

温度異常検出動作

停止操作(外部OFF信号含)

インバータゲートブロック

連系リレー遮断

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5.4. 再並列シーケンス

再並列シーケンス

周波数上昇(OFR) 動作なし

周波数低下(UFR) 動作なし

単独運転検出（能動方式）動作なし

単独運転検出（受動方式）動作なし

入力過電圧検出動作なし

入力逆接続検出なし

出力過電流検出なし

直流分検出なし

漏洩電流検出なし

その他装置異常なし

温度異常検出動作なし

運転開始 ソフトスター

ト

自動、手動

復帰選択

AND

系統過電圧(OVR) 動作なし

系統不足電圧(UVR) 動作なし

連系リレー投入

遠隔操作信号異常なしを含む

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6. 単独運転検出について

6.1. 受動的方式「電圧位相跳躍方式」

本パワーコンディショナの単独運転検出の受動方式は電圧位相跳躍方式です。

本検出方式は単独運転移行時に発電出力と負荷の不平衡による下図を示すように、電圧位相の急変を

検出する方式です。

電圧位相跳躍原理図

ｔは 1 周期の時間

系統側の電圧波形が電圧ゼロ点を切る時間間隔を 1 周期ごとに計測し、位相の急変を検出する。

6.2. 能動的方式「スリップモード周波数シフト方式」

本パワーコンディショナの単独運転検出の能動方式はスリップモード周波数シフト方式です。

本検出方式は単独運転移行時生じる微小な周波数変化を正帰還して、周波数を発散させ、周

波数異常により単独運転を検出する方式です。

スリップモード周波数シフト方式原理図

fg 定格周波数、f 出力周波数、△θ 位相変化

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7. FRT機能について

電圧低下時

残電圧が20%以上（位相変化はないものとする、下図を参照）の電圧低下に対しては運転を継続し、

電圧の復帰後に電圧低下前の出力の80%以上の出力まで復帰すること。電圧低下時の運転継続

時間、電圧復帰時の出力復帰時間については、下表による。

残電圧が20%未満（位相変化はないものとする、下図を参照）の電圧低下に対しては運転を継続

にて対応する。この場合、電圧復帰後に電圧低下前の出力の80%以上の出力まで復帰すること。

電圧低下時の運転継続時間、電圧復帰時の出力復帰時間については、下表による。

残電圧52％以上、位相変化 41 度以下（二相短絡事故時等、位相変化があるもの）の電圧低下に

対しては運転を継続し、電圧の復帰後に電圧低下前の出力の80%以上の出力まで復帰すること。

電圧低下時の運転継続時間、電圧復帰時の出力復帰時間については、下表による。

残電圧 20%以上 残電圧 20%未満 残電圧 52 ％以上、位相変化 41 度以下

電圧低下継続時間 0.3 秒以下 0.3 秒以下 0.3 秒以下

出力復帰時間 0.1 秒以下 0.2 秒以下 0.1 秒以下

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周波数変動時

ステップ状に＋0.8Hz（50Hz 系統に連系する場合）、＋1.0Hz（60Hz 系統に連系する場合）、3

サイクル間継続する周波数変動に対しては運転を継続する。（下図を参照）

ランプ状の±2Hz/s の周波数変動に対しては運転を継続する。ただし、周波数の上限は OFR 整定

値、周波数の下限は UFR 整定値とする。（下図を参照）

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8. 電圧上昇抑制 本パワーコンディショナ(PCS)と受電点の間に一定な抵抗があるため、PCS が系統に電力出力し

た場合、系統インピーダンスが高いと受電点の電圧が上昇し、電力会社の運用値を超えないよう

に電圧上昇抑制機能が動作します。PCSの出力電圧は定格電圧の110%になった場合に、力率

を調整し、進相無効電力制御を行い、電圧上昇を抑える動きをします。さらに交流電圧が定格電

圧の112.5%以上になった時には有効電力出力を制限し、電圧上昇を抑えます。

（下図を参照ください）

1） 進相無効電力制御

系統電圧が進相無効電力制御の設定値になると、力率一定運転から進相無効電力制御に移

行し、電圧上昇を抑制します。ただし、力率が0.85～1で運転しているときに限ります。なお、設

定値は0.001刻みです。

2） 有効電力抑制

進相無効電力による電圧上昇抑制が限界に達し、系統電圧が有効電力抑制の設定値にな

ると、PCSの出力を制限して電圧上昇を抑制します。有効電力は100～0%までの範囲で抑

制します。

電圧検出

平均化処理

電圧>110%

進相無効電力=0

電圧>112.5%

MPPT開始

進相無効電力增加（PF調整）最低0.85、0.001ステップ

進相無効電力减少

MPPT禁止電力抑制指令（最低0%、0.1%ステップ）

Y

N

PF制御Y

Y

N

N

設定範囲

進相無効電力制御 有効電力制御

100%—115%

出荷時設定：110%

100%—115%

出荷時設定：112.5%

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9. 自動同期機能

本パワーコンディショナの自動同期は、系統電圧を検出し、電圧信号を所定の位相差を

持って正弦波の出力電流基準信号とすることで同期制御を実施しています。下図に制御

フローを示します。「A」で示される信号は系統電圧に所定の位相差をもって、同期しています。

IGBT 駆動

A

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10. 指定力率制御

10.1. 出力制限機能 パワーコンディショナの最大有効電力値を設定することにより、出力が制限されます。PCSが運転中、有効

電力を下げるコマンドを受けた時、運転中の有効電力が制限指令値より高い場合は、有効電力を制限値

まで下げます(運転は継続)。運転中の有効電力が制限指令値より低い場合は、有効電力はそのままで運

転を継続します。(下記例は有効出力60%に制限された場合)

0%

25%

50%

75%

100%

設定電力

出力制限（60%）

出力制限機能整定例

10.2. 力率一定制御運転 力率一定運転の制御は 0.001 単位で力率 0.800～1.000（系統から見て遅れ）が設定可能です。

下表に力率と有効電力出力の関係を示しています。

最大皮相電力 50KVA の場合:

力率 0.8 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86

有効電力出力（kW） 40 40.5 41 41.5 42 42.5 43

力率 0.87 0.88 0.89 0.9 0.91 0.92 0.93

有効電力出力（kW） 43.5 44 44.5 45 45.5 46 46.5

力率 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1

有効電力出力（kW） 47 47.5 48 48.5 49 49.5 50

最大皮相電力 55.5KVA の場合:

力率 0.8 0.81 0.82 0.83 0.84 0.85 0.86

有効電力出力（kW） 44.4 44.96 45.51 46.07 46.62 47.18 47.73

力率 0.87 0.88 0.89 0.9 0.91 0.92 0.93

有効電力出力（kW） 48.29 48.84 49.4 50 50 50 50

力率 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1

有効電力出力（kW） 50 50 50 50 50 50 50

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11. 遠隔出力制御 PPS-503FA1とSmartLogger1000の組み合わせは「出力制御機能（広義）」に該当します。

SmartLogger1000は出力制御ユニットとして、外部通信環境がある場合、電力会社が提示する出力制御スケ

ジュールを取得や更新し、そのスケジュールに応じて発電出力を制御します。外部通信環境が無い場合、内部

に保存されているスケジュールで発電出力を制御します。システム接続構成は以下となります：

システム接続構成

PPS-503FA1 PPS-503FA1 PPS-503FA1

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本パワーコンディショナ は遠隔出力制御対応品です。遠隔出力制御の技術仕様は下記となります。

1

部分制御

制御分解能

0%～100％に設定可能（定格出力の 1%単位）

（ 精度は定格出力の±5％ 以内（常温）とすること）

0%出力のときは、ゲートロックし、リレーは閉路したままとなる。

2

部分制御

出力増減

PCS 定格出力の 100→0％出力（0→100％出力）までの出力変

化時間を、5～10 分の間で 1 分単位で調整可能とすること（誤差

は±5％（常温））。

3

部分制御

制御分解能契約容量換算

出力制御装置にパネル容量と PCS 容量を入力する機能を有す

る。契約容量値が PCS 容量値よりも低い場合、出力制御量を

「PCS 容量ベース」から「契約容量ベース」に換算して、PCS（狭

義）に指令できる機能を具備する。

4

部分制御

契約容量換算値の書き換え

防止（セキュリティ）

容量換算の入力にはパスワードを設けるなど、セキュリティを確

保すること。

5

部分制御

入力電力急増

制御指令値が、負荷消費に追従する。発電量より負荷が大きい

場合に、制御指令値は、負荷消費量を上限とする、制御指令値を

増加させ続けたときに、日射量増加もしくは負荷減少によるオー

バーシュートは発生しない。

6 オンライン制御通信頻度

出力制御スケジュールは、最短 30 分単位で更新可能とするこ

と。また更新周期は、電力サーバーから指定できる仕様とするこ

と。

7 スケジュール制御日数

制御日数のデータ構成は、一括用（19200 点）と分割（1488 点）

のどちらであるか。任意期間（日単位など）でのスケジュール部分

書き換えが可能です。

8

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計改ざん対策

（時計調整許容範囲を超

通信機能を持たない場合は、GPS 等による時刻同期、もしくはサ

ービスマンにて実施される。なお手動による時刻調整は、1日につ

き±10 分以内。

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える設定、進みの場合）

9

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計改ざん対策

（時計調整許容範囲を超え

る設定、遅れの場合）

通信機能を持たない場合は、GPS 等による時刻同期、もしくはサ

ービスマンにて実施される。なお手動による時刻調整は、1日につ

き±10 分以内。

10

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計消失対策

（停電時時計機能の保持）

通信機能を持たない場合は、停電時に内部時計が停止しない。も

し時計情報を消失した場合には、再設定されるまで狭義PCSは停

止される。

11

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計消失対策

（時計情報を消失時の運転

停止）

通信機能を持たない場合は、内部時計は水晶発振器による時計

等と同期させる。固定スケジュール更新時に、時刻を補正する。

12

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計の精度

内部の時計誤差は±60 秒以内／月（常温）である。

13

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

時計

電力サーバー時計情報と同期する。

14

パワーコンディショナ

（広義）通信故障等

上位系統からの通信故障

上位系統からの通信故障の場合、故障前の最新の出力制御スケ

ジュール（固定もしくは更新）情報に基づいて出力制御とすること。

スケジュールはなくなると、狭義 PCS は 0%出力となる。

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12. 制御電源 制御電源ブロック図を以下に示します。本装置のDC/DC補助電源は太陽電池の直流側から供給し、監

視回路用AC/DC補助電源は系統側と太陽電池の直流側から供給しております。

系統側の停電により連系リレーが自動的に解列した場合でも、DC/DC補助電源が正常に確立されてい

るため、系統が正常に復電した時に速やかに再投入することや、復電後の一定時間再投入阻止等を実

行することができます。

①系統電圧が検出できない限り復帰タイマーが動作せず連系に至らない。

②解列リレー のデフォルト状態はオープンなので、補助電源が故障した際に開放される。

③夜間、PCS が解列中であっても．系統側で事故があった際には、異常状態を保持し、手

動(遠隔起動指令)で再投入を行うまで、運転停止状態を保持する機能を有する。

④連系リレーのドライブ電源(電圧引き外し)は「解列リレードライブ電源」DC12V から供給されている。