JP2001128366A - 電力変換システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】系統に連系される電力変換器の単独運転を、簡
単な制御装置または制御方法により検出する。 【解決手段】電力変換器の出力電圧指令値に周波数成分
を加算し、システムの出力している電圧から周波数成分
の振幅値を検出する。
単な制御装置または制御方法により検出する。 【解決手段】電力変換器の出力電圧指令値に周波数成分
を加算し、システムの出力している電圧から周波数成分
の振幅値を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は系統と連系し電力を
吸収または放出する電力変換システムの及びその制御装
置に関する。
吸収または放出する電力変換システムの及びその制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平10−248168号公報に記載の電力変
換器の制御装置では、ｎ次の電流源を系統に接続し、自
家発電設備の単独運転時の系統インピーダンス変化を検
出し、自家発電設備を解列する。
換器の制御装置では、ｎ次の電流源を系統に接続し、自
家発電設備の単独運転時の系統インピーダンス変化を検
出し、自家発電設備を解列する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術では、ｎ次の電流源を設置しているため、連系用の電
圧形インバータなどの分散電源を設置する場合、検出用
の電流源と制御装置が別に必要となる。
術では、ｎ次の電流源を設置しているため、連系用の電
圧形インバータなどの分散電源を設置する場合、検出用
の電流源と制御装置が別に必要となる。
【０００４】本発明の目的は、電力変換器の単独運転を
検出するに好適な電力変換システム及びその制御装置を
提供することにある。
検出するに好適な電力変換システム及びその制御装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による電力変換シ
ステムにおいては、電力変換器と電力系統が連系され、
連系部における交流電圧または交流電流が検出される。
検出された交流電圧または交流電流から、系統の周波数
とは異なる周波数の周波数成分すなわち高調波成分が演
算などにより求められる。単独運転のように電力変換器
から系統に流入する電力が増えると、周波数成分の振幅
が大きくなる。従って、周波数成分に基づいて、電力変
換器の単独運転が検出できる。
ステムにおいては、電力変換器と電力系統が連系され、
連系部における交流電圧または交流電流が検出される。
検出された交流電圧または交流電流から、系統の周波数
とは異なる周波数の周波数成分すなわち高調波成分が演
算などにより求められる。単独運転のように電力変換器
から系統に流入する電力が増えると、周波数成分の振幅
が大きくなる。従って、周波数成分に基づいて、電力変
換器の単独運転が検出できる。
【０００６】周波数成分は、電力変換器の出力電圧を制
御するための制御装置または制御方法によって演算など
により作成される出力電圧指令に、周波数成分の周波数
の交流電圧指令を加算することにより得られる。また、
周波数成分は、電力変換器が出力する高調波成分でもよ
い。このような周波数成分により、比較的簡単な制御装
置または制御方法によって高精度に単独運転を検出する
ことができる。
御するための制御装置または制御方法によって演算など
により作成される出力電圧指令に、周波数成分の周波数
の交流電圧指令を加算することにより得られる。また、
周波数成分は、電力変換器が出力する高調波成分でもよ
い。このような周波数成分により、比較的簡単な制御装
置または制御方法によって高精度に単独運転を検出する
ことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】（実施例１）以下本発明の第１の
実施例である電力変換システムについて図１を用いて説
明する。
実施例である電力変換システムについて図１を用いて説
明する。
【０００８】図１において、電力変換器は、連系用トラ
ンス３ａに接続される。連系用トランス３ａは遮断器１
ａを介して電力系統に接続されている。電力変換器の直
流回路部分には２次電池４ａが設置される。電力変換器
は、２次電池に用いて、制御装置１１ａにより有効電力
Ｐ・無効電力Ｑを連系用トランス３ａを介して電力系統
との間で吸収／放出する。
ンス３ａに接続される。連系用トランス３ａは遮断器１
ａを介して電力系統に接続されている。電力変換器の直
流回路部分には２次電池４ａが設置される。電力変換器
は、２次電池に用いて、制御装置１１ａにより有効電力
Ｐ・無効電力Ｑを連系用トランス３ａを介して電力系統
との間で吸収／放出する。
【０００９】電力変換器の制御装置１１ａは系統に出力
する有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを電流検出器（電流検出
手段)２ｂの出力（交流電流）と電圧検出器（電圧検出
手段)５ａの出力（交流電圧）から電力検出器により演
算する。こうして得られた有効電力Ｐ，無効電力Ｑは有
効電力調整器，無効電力調整器にそれぞれ入力され、有
効電力調整器及び無効電力調整器にて、電力Ｐ及びＱを
指令値Ｐref，Ｑrefに一致させるように電流指令値Ｉd
*，Ｉq*を演算し電流調整器に出力する。
する有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを電流検出器（電流検出
手段)２ｂの出力（交流電流）と電圧検出器（電圧検出
手段)５ａの出力（交流電圧）から電力検出器により演
算する。こうして得られた有効電力Ｐ，無効電力Ｑは有
効電力調整器，無効電力調整器にそれぞれ入力され、有
効電力調整器及び無効電力調整器にて、電力Ｐ及びＱを
指令値Ｐref，Ｑrefに一致させるように電流指令値Ｉd
*，Ｉq*を演算し電流調整器に出力する。
【００１０】位相検出器は系統電圧の位相に追従した位
相信号Ｖcos及びＶsinを出力する。位相信号Ｖcos及び
Ｖsinは座標変換器に入力される。変換器の電流は電流
検出器２ａにより検出され、電流検出値Ｉcnv は座標変
換器により座標変換され、変換結果である２軸の電流検
出値Ｉd，Ｉqを電流調整器に入力する。電流調整器は電
力変換器の電流を指令値Ｉd*及びＩq*に一致するように
制御する。電流調整器の出力Ｖd*及びＶq*は座標変換器
に入力され、座標変換器は電圧指令値Ｖuo*，Ｖvo*，Ｖ
wo*を加算器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに出力する。
相信号Ｖcos及びＶsinを出力する。位相信号Ｖcos及び
Ｖsinは座標変換器に入力される。変換器の電流は電流
検出器２ａにより検出され、電流検出値Ｉcnv は座標変
換器により座標変換され、変換結果である２軸の電流検
出値Ｉd，Ｉqを電流調整器に入力する。電流調整器は電
力変換器の電流を指令値Ｉd*及びＩq*に一致するように
制御する。電流調整器の出力Ｖd*及びＶq*は座標変換器
に入力され、座標変換器は電圧指令値Ｖuo*，Ｖvo*，Ｖ
wo*を加算器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに出力する。
【００１１】検出された連系点（連系部）電圧Ｖacはフ
ィードフォワード（ＦＦ）電圧演算器に入力され、大き
さを調整し、フィードフォワード電圧指令値Ｖuf，Ｖv
f，Ｖwfを加算器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに出力する。
ィードフォワード（ＦＦ）電圧演算器に入力され、大き
さを調整し、フィードフォワード電圧指令値Ｖuf，Ｖv
f，Ｖwfを加算器１５ａ，１５ｂ，１５ｃに出力する。
【００１２】加算器１５ａ，１５ｂ，１５ｃは電圧指令
値Ｖuo*，Ｖvo*，Ｖwo* と前記フィードフォワード電圧
指令値Ｖuf，Ｖvf，Ｖwfの加算結果である電力変換器の
電圧指令値（出力電圧指令）Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を加算器
１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに出力する。
値Ｖuo*，Ｖvo*，Ｖwo* と前記フィードフォワード電圧
指令値Ｖuf，Ｖvf，Ｖwfの加算結果である電力変換器の
電圧指令値（出力電圧指令）Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を加算器
１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに出力する。
【００１３】ｎ次高調波電圧演算器は、ｎ次の三相電圧
指令値Ｖun，Ｖvn，Ｖwn（交流電圧指令）を演算し、加
算器１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに出力する。
指令値Ｖun，Ｖvn，Ｖwn（交流電圧指令）を演算し、加
算器１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに出力する。
【００１４】加算器１５ｄ，１５ｅ，１５ｆは電圧指令
値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*とｎ次の三相電圧指令値Ｖun，Ｖv
n，Ｖwnの加算結果である電力変換器の電圧指令値Ｖu
1，Ｖvl，Ｖw1をＰＷＭ演算器に出力し、ＰＷＭ演算器
は電力変換器の電圧指令値Ｖu1，Ｖvl，Ｖw1に基づいた
ゲートパルスＧＰを電力変換器に出力する。
値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*とｎ次の三相電圧指令値Ｖun，Ｖv
n，Ｖwnの加算結果である電力変換器の電圧指令値Ｖu
1，Ｖvl，Ｖw1をＰＷＭ演算器に出力し、ＰＷＭ演算器
は電力変換器の電圧指令値Ｖu1，Ｖvl，Ｖw1に基づいた
ゲートパルスＧＰを電力変換器に出力する。
【００１５】電力変換器の電圧指令に重畳させるｎ次の
周波数成分としては変換器が出力することなく、系統側
にも含まれることの少ない次数として例えば偶数次を用
いるとより精度が向上する。
周波数成分としては変換器が出力することなく、系統側
にも含まれることの少ない次数として例えば偶数次を用
いるとより精度が向上する。
【００１６】また、連系トランスにデルタ巻線を有する
場合には３の倍数調波は系統に流出しないので、電圧指
令値に重畳させるｎ次成分として３の倍数調波以外を用
いる。
場合には３の倍数調波は系統に流出しないので、電圧指
令値に重畳させるｎ次成分として３の倍数調波以外を用
いる。
【００１７】また、連系点電圧検出器の出力は、ｎ次高
調波検出器１４ａに入力され、ｎ次高調波検出器１４ａ
により電圧振幅を演算し、振幅の急変または増減により
単独運転を検出し、電力変換装置を系統から切り離すた
め遮断器１ａを動作させる信号Ｓａを出力する。
調波検出器１４ａに入力され、ｎ次高調波検出器１４ａ
により電圧振幅を演算し、振幅の急変または増減により
単独運転を検出し、電力変換装置を系統から切り離すた
め遮断器１ａを動作させる信号Ｓａを出力する。
【００１８】図２は、図１におけるｎ次高調波検出器１
４ａの構成を詳細に示している。検出された連系点の電
圧検出値Ｖacを３相２相変換器に入力し、３相２相変換
器は対称座標法により正相分と逆相分の電圧成分をそれ
ぞれ演算しＶａ，Ｖｂを出力する。
４ａの構成を詳細に示している。検出された連系点の電
圧検出値Ｖacを３相２相変換器に入力し、３相２相変換
器は対称座標法により正相分と逆相分の電圧成分をそれ
ぞれ演算しＶａ，Ｖｂを出力する。
【００１９】電圧成分Ｖａ及びＶｂは基本波演算手段と
加算器１５ｇ，１５ｈのそれぞれに入力される。該基本
波演算手段は、入力された信号Ｖａ,Ｖｂの基本波成分
ＶaＲ，ＶｂＲ（電源周波数成分）をフーリエ変換によ
り検出して加算器に出力する。加算器１５ｇ，１５ｈ
は、３相２相変換器の出力Ｖａ及びＶｂから、基本波演
算手段の出力ＶａＲ，ＶｂＲを減算した結果であるＶａ
Ｓ，ＶｂＳをｎ次高調波成分検出器に出力する。ｎ次高
調波成分検出器は、入力された信号Ｖas，Ｖbsにｎ次成
分を基準とするフーリエ変換を行い、ｎ次の成分Ｖａ
Ｎ，ＶｂＮを検出し、振幅演算器に出力する。振幅演算
器はＶａＮとＶｂＮの二乗和ルートを演算してｎ次の電
圧振幅値Ｖｎをレベル判定器１０ａに出力する。レベル
判定器１０ａはｎ次の電圧振幅Ｖｎが所定の値以上にな
った場合または以下になった場合に単独運転と判定し、
システムを系統から切り離し停止させる。
加算器１５ｇ，１５ｈのそれぞれに入力される。該基本
波演算手段は、入力された信号Ｖａ,Ｖｂの基本波成分
ＶaＲ，ＶｂＲ（電源周波数成分）をフーリエ変換によ
り検出して加算器に出力する。加算器１５ｇ，１５ｈ
は、３相２相変換器の出力Ｖａ及びＶｂから、基本波演
算手段の出力ＶａＲ，ＶｂＲを減算した結果であるＶａ
Ｓ，ＶｂＳをｎ次高調波成分検出器に出力する。ｎ次高
調波成分検出器は、入力された信号Ｖas，Ｖbsにｎ次成
分を基準とするフーリエ変換を行い、ｎ次の成分Ｖａ
Ｎ，ＶｂＮを検出し、振幅演算器に出力する。振幅演算
器はＶａＮとＶｂＮの二乗和ルートを演算してｎ次の電
圧振幅値Ｖｎをレベル判定器１０ａに出力する。レベル
判定器１０ａはｎ次の電圧振幅Ｖｎが所定の値以上にな
った場合または以下になった場合に単独運転と判定し、
システムを系統から切り離し停止させる。
【００２０】レベル判定器１０ａの設定レベルは運転開
始時の値をあらかじめ検出してこれを記憶しておき、こ
れを基準として上下数％に設定する。
始時の値をあらかじめ検出してこれを記憶しておき、こ
れを基準として上下数％に設定する。
【００２１】また、ＶａＳ，ＶｂＳの二乗和ルートによ
り求まる全ての高調波電圧の歪みの大きさの値から単独
運転を検出しても良い。
り求まる全ての高調波電圧の歪みの大きさの値から単独
運転を検出しても良い。
【００２２】図３は、系統の電源Ｖsoと、系統の線路イ
ンピーダンスＺ２及び電力変換器システムと連系点まで
のインピーダンスＺ１及び負荷Ｚ３が接続されている回
路を示す。電力変換器システムは単独運転検出のためｎ
次電圧Ｖｎを重畳させている。このときのｎ次電圧のみ
に着目した場合、系統の電源Ｖsoは短絡して考えてよ
く、システムの連系点の電圧Ｖｎ′は、Ｚ１による電圧
降下分低下し、式(数１)で表される。
ンピーダンスＺ２及び電力変換器システムと連系点まで
のインピーダンスＺ１及び負荷Ｚ３が接続されている回
路を示す。電力変換器システムは単独運転検出のためｎ
次電圧Ｖｎを重畳させている。このときのｎ次電圧のみ
に着目した場合、系統の電源Ｖsoは短絡して考えてよ
く、システムの連系点の電圧Ｖｎ′は、Ｚ１による電圧
降下分低下し、式(数１)で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】一般に電力系統の容量に比べ、電力変換器
と二次電池を有する電力貯蔵システムの容量は小さく、
従ってＺ２はＺ１に比べると小さな値になる。また、単
独運転が成立するような条件ではＺ３はＺ２にくらべ大
きな値となる。従って式（数２）及び式（数３）が成立
する。
と二次電池を有する電力貯蔵システムの容量は小さく、
従ってＺ２はＺ１に比べると小さな値になる。また、単
独運転が成立するような条件ではＺ３はＺ２にくらべ大
きな値となる。従って式（数２）及び式（数３）が成立
する。
【００２５】
【数２】 ｜Ｚ２｜≪｜Ｚ１｜ …（数２）
【００２６】
【数３】 ｜Ｚ３｜≫｜Ｚ２｜ …（数３） 従って、式（数３）より式（数４）を得る。
【００２７】
【数４】
【００２８】さらに、式（数２）より式（数５）を得
る。
る。
【００２９】
【数５】
【００３０】従って連系点におけるｎ次電圧はほぼ零に
なる。
なる。
【００３１】次に電力系統が切り離された状態を考えて
みると、図３においてスイッチＳＷが開放された状態の
回路となり、電力貯蔵システムは負荷に電力を供給し、
単独運転状態に陥る。このとき系統のインピーダンスは
Ｚ２が無くなったため、例えばシステム容量と同等の負
荷Ｚが接続されていると１００％インピーダンスが接続
されたことになり、単独運転前と比べシステムから見た
インピーダンスは大きくなる。従って連系点で観測され
るｎ次電圧Ｖｎ′は式（数６）により表される。
みると、図３においてスイッチＳＷが開放された状態の
回路となり、電力貯蔵システムは負荷に電力を供給し、
単独運転状態に陥る。このとき系統のインピーダンスは
Ｚ２が無くなったため、例えばシステム容量と同等の負
荷Ｚが接続されていると１００％インピーダンスが接続
されたことになり、単独運転前と比べシステムから見た
インピーダンスは大きくなる。従って連系点で観測され
るｎ次電圧Ｖｎ′は式（数６）により表される。
【００３２】
【数６】
【００３３】Ｚ１はトランスの漏れ分と、システム内部
のインピーダンスの合計で、例えば１５％程度であると
して上式(数６)に代入してＶｎ′を計算してみると、Ｖ
ｎ′＝０.８７Ｖｎとなる。
のインピーダンスの合計で、例えば１５％程度であると
して上式(数６)に代入してＶｎ′を計算してみると、Ｖ
ｎ′＝０.８７Ｖｎとなる。
【００３４】このように単独運転になった際に連系点の
ｎ次電圧は大きく変わり、その変化を容易にとらえるこ
とができる。
ｎ次電圧は大きく変わり、その変化を容易にとらえるこ
とができる。
【００３５】また、単独運転の検出にはｎ次の電流を用
いても良い。但し、重畳するｎ次電圧の周波数を電流制
御の応答と比較し、応答よりも高い次数を用いれば、ｎ
次電流の大きさは電流制御系で抑制されにくく単独運転
移行前後の変化が大きく検出精度が向上する。
いても良い。但し、重畳するｎ次電圧の周波数を電流制
御の応答と比較し、応答よりも高い次数を用いれば、ｎ
次電流の大きさは電流制御系で抑制されにくく単独運転
移行前後の変化が大きく検出精度が向上する。
【００３６】本実施例では、単独運転の判定にレベル判
定を用いて説明してきたが、変化率により単独運転を検
出しても良い。
定を用いて説明してきたが、変化率により単独運転を検
出しても良い。
【００３７】また、本実施例では、常時ｎ次電圧を加算
する方式で説明してきたが、時間パターンを用いて例え
ば１００ｍｓに１回ｎ次電圧を重畳して単独運転を検出
しても良い。この場合、複数台の変換器システムに個別
にパターンを設定することで誤検出を防止できる。
する方式で説明してきたが、時間パターンを用いて例え
ば１００ｍｓに１回ｎ次電圧を重畳して単独運転を検出
しても良い。この場合、複数台の変換器システムに個別
にパターンを設定することで誤検出を防止できる。
【００３８】また、停止中の高調波スペクトルを検出
し、検出結果から高調波が小さい次数を自動選択して、
運転中に高調波が小さい次数を電圧指令値に加算すると
検出精度が向上できる。
し、検出結果から高調波が小さい次数を自動選択して、
運転中に高調波が小さい次数を電圧指令値に加算すると
検出精度が向上できる。
【００３９】また、運転中のｎ次高調波振幅検出値を用
いて、電圧指令値に加算するｎ次高調波の振幅値を自動
調整することで複数台設置した場合の系統に与える電圧
高調波の影響を小さくできる。
いて、電圧指令値に加算するｎ次高調波の振幅値を自動
調整することで複数台設置した場合の系統に与える電圧
高調波の影響を小さくできる。
【００４０】本実施例によれば、変換器の出力電圧にｎ
次の高調波電圧成分を重畳させ、システムが出力してい
るｎ次の電圧成分の大きさを検出しているため、系統イ
ンピーダンスの変化がｎ次電圧に与える影響を利用し
て、その変化から単独運転状態を検出でき、システムを
安全に停止させることができる。
次の高調波電圧成分を重畳させ、システムが出力してい
るｎ次の電圧成分の大きさを検出しているため、系統イ
ンピーダンスの変化がｎ次電圧に与える影響を利用し
て、その変化から単独運転状態を検出でき、システムを
安全に停止させることができる。
【００４１】（実施例２）次に、本発明の他の実施例を
説明する。なお、各図を通して同等の構成要素には同一
の符号を付して、詳細な説明は省略することにする。
説明する。なお、各図を通して同等の構成要素には同一
の符号を付して、詳細な説明は省略することにする。
【００４２】図４は、本発明による電力変換システムの
第２の実施例である。
第２の実施例である。
【００４３】この実施例では、第１の実施例のｎ次電圧
指令値の加算をなくした構成としている。
指令値の加算をなくした構成としている。
【００４４】本実施の形態によれば、第１の実施例と同
様のｎ次電圧検出方法により電力変換器が原理的に出力
する高調波成分（たとえば５次や７次）を利用して単独
運転を検出できるので制御の構成を簡略化できる。
様のｎ次電圧検出方法により電力変換器が原理的に出力
する高調波成分（たとえば５次や７次）を利用して単独
運転を検出できるので制御の構成を簡略化できる。
【００４５】（実施例３）図５は、本発明による電力変
換システムの第３の実施例である。
換システムの第３の実施例である。
【００４６】この実施例では、第２の実施例のｎ次電圧
振幅検出器にｎ次電流振幅検出器を加えた構成としてい
る。
振幅検出器にｎ次電流振幅検出器を加えた構成としてい
る。
【００４７】図６は、ｎ次電圧・電流振幅検出器１００
ａの構成を示している。第１の実施例で説明したｎ次電
圧振幅検出器の入力を電流とすることで、ｎ次電流振幅
検出が可能となる。ｎ次電流振幅の変化とｎ次の電圧振
幅の変化のどちらかが設定値を越えたとき、単独運転を
検出し、遮断器開の指令を出力する。また、単独運転の
判定には、振幅の変化率を用いてもよい。
ａの構成を示している。第１の実施例で説明したｎ次電
圧振幅検出器の入力を電流とすることで、ｎ次電流振幅
検出が可能となる。ｎ次電流振幅の変化とｎ次の電圧振
幅の変化のどちらかが設定値を越えたとき、単独運転を
検出し、遮断器開の指令を出力する。また、単独運転の
判定には、振幅の変化率を用いてもよい。
【００４８】また、電流と電圧よりインピーダンスを演
算し、演算したインピーダンスの変化より単独運転を判
定しても良い。
算し、演算したインピーダンスの変化より単独運転を判
定しても良い。
【００４９】本実施例によれば、第１または第２の実施
例と同等の効果に加え、ｎ次の電流からも単独運転状態
を検出できるので、より確実に検出可能となる。
例と同等の効果に加え、ｎ次の電流からも単独運転状態
を検出できるので、より確実に検出可能となる。
【００５０】ここでは主に第２の実施例の制御装置及び
制御方法に適用した場合について説明したが、他の実施
例で説明した制御装置及び制御方法を用いてもよい。
制御方法に適用した場合について説明したが、他の実施
例で説明した制御装置及び制御方法を用いてもよい。
【００５１】（実施例４）図７は、第２の実施例の２次
電池４ａを用いた電力貯蔵用変換器に、無効電力補償装
置（ＳＶＣ）を適用した場合の実施例である。無効電力
補償装置の電力変換器の直流部分にはコンデンサ６が設
置されており、無効電力補償装置は制御装置１１ｆから
の指令により無効電力を系統とやりとりする。
電池４ａを用いた電力貯蔵用変換器に、無効電力補償装
置（ＳＶＣ）を適用した場合の実施例である。無効電力
補償装置の電力変換器の直流部分にはコンデンサ６が設
置されており、無効電力補償装置は制御装置１１ｆから
の指令により無効電力を系統とやりとりする。
【００５２】本実施例では、ＳＶＣを含む発電機器の単
独運転を防止することが可能になる。
独運転を防止することが可能になる。
【００５３】また、図８に示すような、太陽光発電装置
も適用できる。太陽光発電装置の、電力変換器の直流部
分には太陽電池パネル７が設置されており、制御装置１
１ｃからの指令により電力を系統へ放出する。
も適用できる。太陽光発電装置の、電力変換器の直流部
分には太陽電池パネル７が設置されており、制御装置１
１ｃからの指令により電力を系統へ放出する。
【００５４】また、図９に示すような、超電導電力貯蔵
装置も適用できる。超電導電力貯蔵装置の、電力変換器
の直流部分には超電導コイル８が設置されており、制御
装置１１ｄからの指令により電力を系統から吸収あるい
は系統へ放出する。
装置も適用できる。超電導電力貯蔵装置の、電力変換器
の直流部分には超電導コイル８が設置されており、制御
装置１１ｄからの指令により電力を系統から吸収あるい
は系統へ放出する。
【００５５】また、図１０に示すような、風力発電装置
も適用できる。風力発電装置の出力は、電力変換器によ
り一旦直流に変換され、電力変換器により系統へ電力を
供給する。
も適用できる。風力発電装置の出力は、電力変換器によ
り一旦直流に変換され、電力変換器により系統へ電力を
供給する。
【００５６】ここでは主に第２の実施例の制御装置及び
制御方法に適用した場合について説明したが、他の実施
例で説明した制御装置及び制御方法に用いてもよい。
制御方法に適用した場合について説明したが、他の実施
例で説明した制御装置及び制御方法に用いてもよい。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、出力電圧指令に交流電
圧指令を加算することによって電力変換器の出力電圧に
重畳される周波数成分の大きさを検出している。また、
電力変換器が出す高調波成分を検出する。従って、制御
装置または制御方法を簡略化できる。
圧指令を加算することによって電力変換器の出力電圧に
重畳される周波数成分の大きさを検出している。また、
電力変換器が出す高調波成分を検出する。従って、制御
装置または制御方法を簡略化できる。
【図１】本発明の第１の実施例である電力変換システ
ム。
ム。
【図２】図１の構成を説明する図。
【図３】第１の実施例の効果を説明する図。
【図４】本発明の第２の実施例を説明する図。
【図５】本発明の第３の実施例を説明する図。
【図６】図５の構成を説明する図。
【図７】本発明の第２の実施例の変形例を説明する図。
【図８】本発明の第２の実施例の変形例を説明する図。
【図９】本発明の第２の実施例の変形例を説明する図。
【図１０】本発明の第２の実施例の変形例を説明する
図。
図。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ…遮断器、２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２
ｊ，２ｋ，２ｌ…電流検出器、３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ…連系用トランス、４ａ，４ｂ…２次電
池、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ…電圧検出
器、６…コンデンサ、７…太陽電池、８…超伝導コイ
ル、９…風力発電機、１０ａ…レベル判定器、１１ａ,
１１ｂ,１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ…電力変換器
制御装置、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，
１４ｆ，１００ａ…ｎ次電圧検出器、１５ａ，１５ｂ，
１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１
５ｉ，１５ｊ，１５ｋ，１５ｌ，１５ｍ，１５ｎ，１５
ｏ，１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ，１５ｓ，１５ｔ，１５
ｕ，１５ｖ，１５ｗ…加算器、Ｉac…連系点電流検出
値、Ｖac…連系点電圧検出値、Ｉcnv…変換器電流検出
値、Ｐref…有効電力指令値、Ｑref …無効電力指令
値、Ｐ…有効電力、Ｑ…無効電力、Ｉd*…有効分電流指
令値、Ｉq*…無効分電流指令値、Ｉｄ…有効分電流検出
値、Ｉｑ…無効分電流検出値、Ｖcos，Ｖsin…位相信
号、Ｖd*…有効分電流指令値、Ｖq*…無効分電流指令
値、Ｖuo*，Ｖvo*,Ｖwo*…電圧指令値、Ｖuf，Ｖvf，Ｖ
wf…フィードフォワード電圧指令値、Ｖun,Ｖvn,Ｖwn…
ｎ次電圧指令値、Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*，Ｖu1，Ｖvl，Ｖw1
…変換器出力電圧指令値、ＧＰ…ゲートパルス、Ｖdc…
直流電圧検出値、Ｖdcref …直流電圧指令値、Ｓａ…遮
断器動作信号、Ｖａ…電圧α成分、Ｖｂ…電圧β成分、
ＶａＲ…電圧α成分の基本波成分、ＶｂＲ…電圧β成分
の基本波成分、ＶａＳ…高調波電圧α成分、ＶｂＳ…高
調波電圧β成分、ＶａＮ…ｎ次高調波電圧α成分、Ｖｂ
Ｎ…ｎ次高調波電圧β成分、Ｖｎ…ｎ次電圧振幅、Ｖso
…系統電圧。
２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２
ｊ，２ｋ，２ｌ…電流検出器、３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ，３ｅ，３ｆ…連系用トランス、４ａ，４ｂ…２次電
池、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ…電圧検出
器、６…コンデンサ、７…太陽電池、８…超伝導コイ
ル、９…風力発電機、１０ａ…レベル判定器、１１ａ,
１１ｂ,１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ…電力変換器
制御装置、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，
１４ｆ，１００ａ…ｎ次電圧検出器、１５ａ，１５ｂ，
１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１
５ｉ，１５ｊ，１５ｋ，１５ｌ，１５ｍ，１５ｎ，１５
ｏ，１５ｐ，１５ｑ，１５ｒ，１５ｓ，１５ｔ，１５
ｕ，１５ｖ，１５ｗ…加算器、Ｉac…連系点電流検出
値、Ｖac…連系点電圧検出値、Ｉcnv…変換器電流検出
値、Ｐref…有効電力指令値、Ｑref …無効電力指令
値、Ｐ…有効電力、Ｑ…無効電力、Ｉd*…有効分電流指
令値、Ｉq*…無効分電流指令値、Ｉｄ…有効分電流検出
値、Ｉｑ…無効分電流検出値、Ｖcos，Ｖsin…位相信
号、Ｖd*…有効分電流指令値、Ｖq*…無効分電流指令
値、Ｖuo*，Ｖvo*,Ｖwo*…電圧指令値、Ｖuf，Ｖvf，Ｖ
wf…フィードフォワード電圧指令値、Ｖun,Ｖvn,Ｖwn…
ｎ次電圧指令値、Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*，Ｖu1，Ｖvl，Ｖw1
…変換器出力電圧指令値、ＧＰ…ゲートパルス、Ｖdc…
直流電圧検出値、Ｖdcref …直流電圧指令値、Ｓａ…遮
断器動作信号、Ｖａ…電圧α成分、Ｖｂ…電圧β成分、
ＶａＲ…電圧α成分の基本波成分、ＶｂＲ…電圧β成分
の基本波成分、ＶａＳ…高調波電圧α成分、ＶｂＳ…高
調波電圧β成分、ＶａＮ…ｎ次高調波電圧α成分、Ｖｂ
Ｎ…ｎ次高調波電圧β成分、Ｖｎ…ｎ次電圧振幅、Ｖso
…系統電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 茂太 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5G066 HA11 HB04 5H007 CC23 CC32 DC02 DC04 DC05 EA02 5H420 BB16 CC02 DD04 EB39 FF03 FF04 FF25
Claims (7)
- 【請求項１】系統と連系される電力変換器と、連系部に
おける交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電力変
換器の出力電圧指令を演算する制御手段とを備える電力
変換システムにおいて、系統電圧の周波数と異なる周波
数の交流電圧指令を演算する手段を有し、前記出力電圧
指令に前記交流電圧指令を加算し、前記電圧検出手段に
よって検出された前記交流電圧から前記交流電圧指令の
周波数の周波数成分の電圧振幅を演算する手段と、前記
電圧振幅から前記電力変換器の単独運転を検出する手段
と、を備えることを特徴とする電力変換システム。 - 【請求項２】系統と連系された電力変換器と、連系部に
おける交流電流を検出する電流検出手段と、前記電力変
換器の出力電圧指令を演算する制御手段とを備える電力
変換システムにおいて、系統電圧の周波数と異なる周波
数の交流電圧指令を演算する手段を有し、前記出力電圧
指令に前記交流電圧指令を加算し、前記電流検出手段に
よって検出された交流電流から前記電圧指令の周波数の
周波数成分の電流振幅を演算する手段と、前記電流振幅
から前記電力変換器の単独運転を検出する手段と、を備
えることを特徴とする電力変換システム。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記交流電圧
指令の周波数を、前記系統電圧の周波数の整数倍とする
ことを特徴とする電力変換システム。 - 【請求項４】請求項２において、前記交流電圧指令の周
波数を、電流制御応答より高い次数とすることを特徴と
する電力変換システム。 - 【請求項５】請求項１または２において、前記交流電圧
指令の周波数を、時間パターンで加えることを特徴とす
る電力変換システム。 - 【請求項６】系統と連系される電力変換器と、連系部に
おける交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記電力変
換器の出力電圧指令を演算する制御手段とを備える電力
変換システムにおいて、前記電圧検出手段によって検出
された前記交流電圧から前記電力変換器が出力する高調
波成分の電圧振幅を演算し、前記電圧振幅から電力変換
器の単独運転を検出する手段を備えることを特徴とする
電力変換システム。 - 【請求項７】系統と連系される電力変換器と、連系部に
おける交流電流を検出する電流検出手段と、前記電力変
換器の出力電圧指令を演算する制御手段とを備える電力
変換システムにおいて、前記電流検出手段によって検出
された前記交流電流から前記電力変換器が通常運転時に
出力する高調波成分の電流振幅を演算し、演算した電流
振幅から電力変換器の単独運転を検出する手段を備える
ことを特徴とする電力変換システム。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP30349499A JP3944338B2 (ja) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | 電力変換システム |
| JP2006312381A JP4127308B2 (ja) | 1999-10-26 | 2006-11-20 | 電力変換システム |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007020361A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Meidensha Corp | 系統安定化装置 |
| JP2007087154A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体スイッチの制御装置 |
| JP2008259287A (ja) * | 2007-04-03 | 2008-10-23 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 単独運転検出方法および単独運転検出装置 |
| JP2012200111A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 電圧上昇抑制装置および分散電源連系システム |
| JP2013090438A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Daihen Corp | 単独運転検出装置、系統連系インバータシステム、および、単独運転検出方法 |
| JP2016103902A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置およびその制御方法 |
| JP2018148664A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 富士電機株式会社 | 無効電力補償装置及び該装置の制御方式 |
| JP2020010546A (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 愛知電機株式会社 | 自励式無効電力補償装置 |
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-
1999
- 1999-10-26 JP JP30349499A patent/JP3944338B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-11-20 JP JP2006312381A patent/JP4127308B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007087154A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体スイッチの制御装置 |
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|---|---|
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| JP4127308B2 (ja) | 2008-07-30 |
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