JP7563264B2 - 連系インバータシステムおよび連系インバータシステムの製造方法 - Google Patents

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Description

この開示は、連系インバータシステムおよび連系インバータシステムの製造方法に関し、特に、直流電力を交流電力の電力線に連系させるのに適した連系インバータシステムおよび連系インバータシステムの製造方法に関する。
従来、電力系統と負荷との間の電力ラインに流れる電力に関する計測値を取得する計測値取得部と、蓄電装置から電力ラインに入出力すべき電力を示す指示値を取得する指示値取得部と、指示値に従い蓄電装置から入出力される電力が制御されて電力ラインに入出力されたとき、計測値が、対応する指示値になるように、指示値を補正する補正係数を算出する算出部とを備える装置があった（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０１７－２１２８６１号公報
特許文献１の装置においては、電力制御は、系統電圧値の測定センサがあり、その電圧と電力ラインに入出力する電流値とを用いて、電力ラインに入出力される電力値を換算することで行われる。ここで、車両に搭載されたインバータシステムを系統連系に転用することを考える。車載インバータシステムはモータのトルクを制御するものであるため、３相電流センサは備えられているが、３相電圧センサは備えられていない。そのため、車載インバータシステムを系統連系に使用する場合には、３相電圧センサなどの回路構成の追加が必要となり、コストが増大するといった問題が生じる。
この開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムおよび連系インバータシステムの製造方法を提供することである。
この開示に係る連系インバータシステムは、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路と、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサと、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサと、インバータ回路を制御する制御ユニットとを備える。制御ユニットは、電圧センサによって検出された電圧値と、直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、算出した実電力が外部からの電力指令値に追従するようインバータ回路を制御する。
電圧センサは車載インバータシステムに搭載されており、場合によっては、直流電流センサも車載インバータシステムに搭載されている。このような構成によれば、これらのセンサを用いて実電力を算出できるため、車載インバータシステムからの転用の際に、実電力を算出するために３相電圧センサを追加しなくてもよい。その結果、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムを提供することができる。
制御ユニットは、インバータ回路の素子損失の補償分をさらに考慮してインバータ回路を制御するようにしてもよい。
インバータ回路には素子損失があるため、インバータ回路への入力の側の電圧値を用いて算出した電力と、インバータ回路から出力される電力とには差が生じる。このような構成によれば、インバータ回路の素子損失の分を補償することで、より精度の高い電力制御を行うことができる。
インバータ回路の交流電力線の側の交流電力の３相のうちの少なくとも２相の電流を検出する交流電流センサをさらに備え、制御ユニットは、補償分の少なくとも一部を、交流電流センサによって検出された電流値を用いて算出するようにしてもよい。
インバータ回路の素子損失は、インバータ回路への入力の側の電圧と、インバータ回路を流れる電流とで推測できる。インバータ回路を流れる電流は、インバータ回路からの出力の側の３相の電流と相関がある。３相のうちの２相の電流値が分かれば、残りの１相の電流値も分かる。このような構成によれば、インバータ回路の素子損失を推測して補償できる。
直流電源からの直流電力を昇圧する昇圧回路をさらに備え、制御ユニットは、補償分の少なくとも一部として、昇圧回路の素子損失の補償分を、直流電流センサによって検出された電流値を用いて算出するようにしてもよい。
このような構成によれば、インバータ回路に昇圧回路が含まれる場合に、昇圧回路の素子損失を補償できる。
この開示の他の局面によれば、連系インバータシステムの製造方法は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサと、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサと、インバータ回路からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータと、インバータ回路を制御する制御ユニットとを備えるシステムを転用する方法である。
連系インバータシステムの製造方法は、インバータ回路への直流電力の入力を直流電源に接続するための端子を設ける工程と、インバータ回路からの交流電力の出力を交流電力線に接続するための端子を設ける工程と、電圧センサによって検出された電圧値と、直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、算出した実電力が外部からの電力指令値に追従するようインバータ回路を制御するように、制御ユニットによる制御方法を変更する工程とを含む。
このような構成によれば、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムの製造方法を提供することができる。
この開示によれば、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムおよび連系インバータシステムの製造方法を提供することができる。
この実施の形態における車載時のインバータシステムの構成の概略を示す図である。 系統連系に使用するインバータシステムを制御するための電流指令を得る従来の流れを示すブロック線図である。 系統連系に使用するインバータシステムから出力される実電力を得る従来の流れを示すブロック線図である。 この開示の実施の形態における系統連系に使用するインバータシステムを制御するための電流指令を得る流れを示すブロック線図である。 第１実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステムの構成の概略を示す図である。 第２実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステムの構成の概略を示す図である。 第３実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステムの構成の概略を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態は説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。
［第１実施形態］
図１は、この実施の形態における車載時のインバータシステムの構成の概略を示す図である。図１を参照して、車両１は、蓄電装置２０と、モータジェネレータ３０と、レゾルバ３１と、電流センサ３２Ｖ，３２Ｗと、コイル６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗおよびコンデンサ７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗで構成される３相の各相のＬＣフィルタと、モータＥＣＵ１００と、インバータ回路１２０と、昇圧コンバータ回路１３０と、レゾルバデジタルコンバータ（以下「ＲＤＣ」という）１４０と、平滑コンデンサ１５０と、電圧センサ１５１と、直流電流センサ１６１と、ＨＶ－ＥＣＵ２００とを含む。
モータＥＣＵ１００およびＨＶ－ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含む。モータＥＣＵ１００は、インバータ回路１２０および昇圧コンバータ回路１３０を制御する。ＨＶ－ＥＣＵ２００は、モータＥＣＵ１００を含む車両１のシステムの全体を制御する。
蓄電装置２０は、複数のセルを含む組電池を含む。各セルは、たとえば、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。蓄電装置２０は、車両１の駆動力を発生させるための電力をモータジェネレータ３０に供給するとともに、モータジェネレータ３０により発電された電力を蓄える。
昇圧コンバータ回路１３０は、リアクトル１６２と、スイッチング部１３１，１３２とを含み、蓄電装置２０の側の電圧を昇圧して、インバータ回路１２０の側に供給する。スイッチング部１３１，１３２は、それぞれ、電力用半導体スイッチング素子（以下「スイッチング素子」という）と逆並列ダイオードとを含む。スイッチング素子は、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、または、電力用バイポーラトランジスタで構成される。スイッチング素子のオンオフは、モータＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。
直流電流センサ１６１は、昇圧コンバータ回路１３０に入力される直流電力の電流を検出し、検出した電流値を示す信号をモータＥＣＵ１００に出力する。平滑コンデンサ１５０は、両端の電圧を平滑化する。電圧センサ１５１は、平滑コンデンサ１５０の両端の電圧を検出し、検出した電圧値を示す信号をモータＥＣＵ１００に出力する。
インバータ回路１２０は、Ｕ相上アーム１２１と、Ｖ相上アーム１２２と、Ｗ相上アーム１２３と、Ｕ相下アーム１２６と、Ｖ相下アーム１２７と、Ｗ相下アーム１２８とを含み、昇圧コンバータ回路１３０からの直流電力を３相交流電力に変換し、変換した３相交流電力をモータジェネレータ３０に出力する。Ｕ相上アーム１２１、Ｖ相上アーム１２２、Ｗ相上アーム１２３、Ｕ相下アーム１２６、Ｖ相下アーム１２７、および、Ｗ相下アーム１２８は、それぞれ、電力用半導体スイッチング素子（以下「スイッチング素子」という）と逆並列ダイオードとを含む。スイッチング素子は、たとえば、ＩＧＢＴ、電力用ＭＯＳトランジスタ、または、電力用バイポーラトランジスタで構成される。ＨＶ－ＥＣＵ２００は、必要なトルクを示す信号をモータＥＣＵ１００に送信する。スイッチング素子のオンオフは、ＨＶ－ＥＣＵ２００からの信号に応じたモータＥＣＵ１００からの制御信号によって制御される。
電流センサ３２Ｖ，３２Ｗは、それぞれ、インバータ回路１２０から出力された３相交流のＶ相、Ｗ相の電流を検出し、検出した電流値を示す信号をモータＥＣＵ１００に出力する。
モータジェネレータ３０は、インバータ回路１２０から供給された交流電力に応じて回転することによって車両１の車輪を駆動する一方、車輪からの減速力を回生することによって回生された３相交流電力をインバータ回路１２０に供給する。インバータ回路１２０は、３相交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を昇圧コンバータ回路１３０に供給する。昇圧コンバータ回路１３０は、インバータ回路１２０からの回生された直流電力を降圧して、蓄電装置２０に充電する。
レゾルバ３１は、ロータの回転角度を２相の交流電圧（アナログ信号）として出力する角度センサであり、励磁コイルと、中継コイルを含むロータと、ロータの回転軸を中心として９０度をなすように配置される２相の出力コイルとを含む。この実施においては、レゾルバ３１のロータは、モータジェネレータ３０の回転軸に接続されているため、レゾルバ３１は、モータジェネレータ３０の角度センサとして機能する。
レゾルバ３１において、一次側の励磁コイルに励磁信号を印加すると、モータジェネレータ３０の軸に接続されたロータが回転し、励磁信号が回転するロータの中継コイルに誘導起電力を発生させ、中継コイルの誘導起電力が、出力コイルに誘導起電力を発生させることで、ロータの角度に対応したｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号が、二次側の２相の出力コイルからそれぞれ出力される。
ＲＤＣ１４０は、レゾルバ３１から入力された信号を用いてレゾルバ３１のロータの回転角度（以下「レゾルバ角」という。）を算出し、回転角度を示すデジタル信号をモータＥＣＵ１００に出力するＩＣ（Integrated Circuit）である。この実施の形態においては、レゾルバ３１のロータは、モータジェネレータ３０の回転軸に接続されているため、ＲＤＣ１４０は、モータジェネレータ３０の回転角度を算出する。
ここで、車両１に搭載されたインバータシステムを系統連系に転用することを考える。図２は、系統連系に使用するインバータシステムを制御するための電流指令を得る従来の流れを示すブロック線図である。図２を参照して、電圧型のインバータシステムでは、通常、出力される電流を制御している。系統連系に使用するインバータシステムにおいて出力電力を制御する際には、電力指令が電流指令に置換えられる。具体的には、図２で示されるように、電力指令から実電力を減算したものにゲインを乗算することで電流指令が得られる。この電流指令にしたがって公知の方法を用いてモータＥＣＵ１００がインバータ回路１２０を制御する。これにより、インバータ回路１２０から出力される実電力が外部からの電力指令に追従する。
図３は、系統連系に使用するインバータシステムから出力される実電力を得る従来の流れを示すブロック線図である。図３を参照して、インバータシステムから系統への出力電力のＵ相の、電圧センサによって得られる電圧値および電流センサによって得られる電流値から、Ｕ相の実電力が算出される。同様に、インバータシステムから系統への出力電力のＶ相およびＷ相それぞれの、電圧センサによって得られる電圧値および電流センサによって得られる電流値から、Ｖ相およびＷ相の実電力が算出される。算出されたＵ相、Ｖ相およびＷ相の実電力から、系統への３相電力の実電力が算出される。
車載のインバータシステムはモータジェネレータ３０のトルクを制御するものであるため、３相交流電力の電流センサは備えられているが、３相交流電力の電圧センサは備えられていない。そのため、車載のインバータシステムを系統連系に使用する場合には、３相交流電力の電圧センサなどの回路構成の追加が必要となり、コストが増大するといった問題が生じる。
そこで、この開示においては、系統連系に転用するインバータシステム１０は、直流電源である蓄電装置２０からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路１２０と、インバータ回路１２０の直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサ１５１と、インバータ回路１２０の直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサ１６１と、インバータ回路１２０を制御するモータＥＣＵ１００とを備える。モータＥＣＵ１００は、電圧センサ１５１によって検出された電圧値と、直流電流センサ１６１によって検出された電流値との積を用いて、インバータ回路１２０から出力される交流電力の実電力を算出し、算出した実電力が外部からの電力指令値に追従するようインバータ回路１２０を制御するようにする。
電圧センサ１５１は車載インバータシステムに搭載されており、場合によっては、直流電流センサ１６１も車載インバータシステムに搭載されている。これにより、これらのセンサを用いて実電力を算出できるため、車載インバータシステムからの転用の際に、実電力を算出するために３相交流電力の電圧センサを追加しなくてもよい。その結果、コストの増加を抑えて車載のインバータシステムから転用することが可能な連系用のインバータシステム１０を提供することができる。
図１を再び参照して、転用するために、まず、車載のインバータシステムにおいて、昇圧コンバータ回路１３０の蓄電装置２０の側の電線に、端子５１Ｐ，５１Ｍが設けられる工程が実行され、インバータ回路１２０の出力側の３相の電線に、それぞれ、端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗが設けられる工程が実行される。
次に、モータＥＣＵ１００のメモリに記憶されている、電流指令を得るためのプログラムが、図２で示した演算をするプログラムから、図４で示す演算をするプログラムに変更される工程が実行される。これらの工程を経て、系統用のインバータシステム１０が得られる。
図４は、この開示の実施の形態における系統連系に使用するインバータシステム１０を制御するための電流指令を得る流れを示すブロック線図である。図４を参照して、図２で示される従来の方法と異なり、電力指令に、インバータ回路１２０および昇圧コンバータ回路１３０等の回路の損失電力を補償して、実電力を減算したものにゲインを乗算することで電流指令が得られる。また、実電力は、電圧センサ１５１によって検出されるインバータ回路１２０に入力される直流電力の電圧値ＶＨに、直流電流センサ１６１によって検出されるインバータ回路１２０に入力される直流電力の電流値ＩＬを掛けることで算出される。
Figure 0007563264000001
表１は、昇圧コンバータ回路１３０の素子損失を演算するためのマップの例を示す。表１を参照して、このようなマップを用いることで、直流電流センサ１６１によって検出される直流電力の電流値ＩＬ（Ａ）を引数として、昇圧コンバータ回路１３０の上素子のオン損失（Ｗ）を特定することができる。たとえば、ＩＬが５０（Ａ）の場合、損失は２００（Ｗ）である。なお、表１の数字は架空値である。
Figure 0007563264000002
表２は、インバータ回路１２０の素子損失を演算するためのマップの例を示す。表２を参照して、このようなマップを用いることで、電圧センサ１５１によって検出される直流電力の電圧値ＶＨと、電流センサ３２Ｖによって検出される３相交流電力のＶ相の電流値の直流換算値Ｉｖ（Ａrms（root mean square））とを引数として、Ｖ相の上下素子の損失（Ｗ）を特定することができる。素子損失は、電圧値ＶＨと素子を流れる電流とで決めることができる。素子を流れる電流は、ＬＣフィルタの素子と反対側の電流Ｉｖと相関関係がある。このため、Ｖ相の上下素子の素子損失は、電圧値ＶＨと電流Ｉｖとを用いて算出できる。たとえば、ＶＨが４００（Ｖ）でＩｖが７５（Ａrms）である場合、Ｖ相の上下素子の損失は１６００（Ｗ）である。なお、表２の数字は架空値である。
同様に、表２のようなマップを用いることで、電圧センサ１５１によって検出される直流電力の電圧値ＶＨと、電流センサ３２Ｗによって検出される３相交流電力のＷ相の電流値の直流換算値Ｉｗ（Ａrms）とを引数として、Ｗ相の上下素子の損失（Ｗ）を特定することができる。
また、３相交流電力のＵ相の電流値の直流換算値Ｉｕ（Ａrms）は、電流センサ３２Ｖ，３２Ｗによってそれぞれ検出される３相交流電力のＶ相，Ｗ相の電流値の直流換算値Ｉｖ，Ｉｗから求めることができる。表２のようなマップを用いることで、電圧センサ１５１によって検出される直流電力の電圧値ＶＨと、３相交流電力のＵ相の電流値の直流換算値Ｉｕ（Ａrms）とを引数として、Ｕ相の上下素子の損失（Ｗ）を特定することができる。
図５は、第１実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステム１０の構成の概略を示す図である。図５を参照して、系統連系用のインバータシステム１０の端子５１Ｐ，５１Ｍと端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗとの間の回路およびモータＥＣＵ１００は、図１で説明した車載用のインバータシステムと同様であるので、重複する説明は繰り返さない。
宅内制御装置３００は、住宅またはビルなどの建物内の電力系統９０を制御するための装置であり、ＣＰＵおよびメモリを含む。この実施の形態においては、車載用から系統連系用にシステムを転用するときに、宅内制御装置３００は、モータＥＣＵ１００とＬＡＮ（Local Area Network）で接続される。宅内制御装置３００は、ＬＡＮを経由してモータＥＣＵ１００に電力指令を出力する。
転用時には、端子５１Ｐ，５１Ｍに電池５０が接続され、端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗに３相交流の電力系統９０が接続される。電池５０は、一次電池、二次電池、太陽電池および燃料電池などのどのような電池であってもよい。なお、昇圧コンバータ回路１３０の上のスイッチング部１３１はオン状態とされ、下のスイッチング部１３２はオフ状態とされる。
［第２実施形態］
第１実施形態においては、昇圧コンバータ回路１３０を備える車載用のインバータシステムを系統連系用のインバータシステム１０に転用する場合について説明した。第２実施形態においては、昇圧コンバータ回路１３０を備えない車載用のインバータシステムを系統連系用のインバータシステム１０Ａに転用する場合について説明する。
図６は、第２実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステム１０Ａの構成の概略を示す図である。図６を参照して、第１実施形態においては、昇圧コンバータ回路１３０に含まれていた直流電流センサ１６１が無いため、新たに、直流電流センサ１６１Ａが設けられる。
直流電流センサ１６１Ａは、インバータ回路１２０Ａに入力される直流電力の電流を検出し、検出した電流値ＩＨを示す信号をモータＥＣＵ１００に出力する。これにより、第１実施形態と同様に、インバータ回路１２０Ａから出力される実電力が、電圧センサ１５１Ａによって検出されるインバータ回路１２０Ａに入力される直流電力の電圧値ＶＨに、直流電流センサ１６１Ａによって検出されるインバータ回路１２０Ａに入力される直流電力の電流値ＩＨを掛けることで算出される。
インバータ回路１２０Ａの損失電力は、第１実施形態の表２の説明と同様に算出することができる。昇圧コンバータ回路は備えられないので、昇圧コンバータ回路の損失電力は考慮する必要がない。
この第２実施形態のように直流電流センサ１６１Ａを設ける場合は、従来のように３相交流電力の電圧センサを新たに設ける場合と比較して、コストを小さくすることができる。
［第３実施形態］
第１実施形態においては、直流電流センサ１６１を含む比較的新しいタイプの昇圧コンバータ回路１３０を備える車載用のインバータシステムを系統連系用のインバータシステム１０に転用する場合について説明した。第３実施形態においては、直流電流センサ１６１を含まない比較的古いタイプの昇圧コンバータ回路１３０Ｂを備える車載用のインバータシステムを系統連系用のインバータシステム１０Ｂに転用する場合について説明する。
図７は、第３実施形態における車載用から系統連系用に転用した後のインバータシステム１０Ｂの構成の概略を示す図である。図７を参照して、第１実施形態においては、昇圧コンバータ回路１３０に含まれていた直流電流センサ１６１が無いため、新たに、直流電流センサ１６１Ｂが設けられる。
直流電流センサ１６１Ｂは、インバータ回路１２０Ｂに入力される直流電力の電流を検出し、検出した電流値ＩＨを示す信号をモータＥＣＵ１００に出力する。これにより、第１実施形態と同様に、インバータ回路１２０Ｂから出力される実電力が、電圧センサ１５１Ｂによって検出されるインバータ回路１２０Ｂに入力される直流電力の電圧値ＶＨに、直流電流センサ１６１Ｂによって検出されるインバータ回路１２０Ｂに入力される直流電力の電流値ＩＨを掛けることで算出される。
インバータ回路１２０Ｂの損失電力は、第１実施形態の表２の説明と同様に算出することができる。昇圧コンバータ回路１３０Ｂは備えられているが、バイパスされているので、昇圧コンバータ回路１３０Ｂの損失電力は考慮する必要がない。
この第３実施形態のように直流電流センサ１６１Ｂを設ける場合は、従来のように３相交流電力の電圧センサを新たに設ける場合と比較して、コストを小さくすることができる。
［その他の変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、図４で説明したように、損失電力を補償するようにした。しかし、これに限定されず、損失電力を補償しないようにしてもよい。
（２） 前述した実施の形態においては、図４および図５で説明したように、インバータ回路１２０および昇圧コンバータ回路１３０の両方の損失電力を補償するようにした。しかし、これに限定されず、インバータ回路１２０および昇圧コンバータ回路１３０のいずれかの損失電力を補償するようにしてもよい。
（３） 前述した実施の形態においては、図１および図５から図７で示したように、交流電力の電流センサとして、Ｖ相およびＷ相の電流センサ３２Ｖ，３２Ｗが備えられるようにした。しかし、これに限定されず、３相のうちの２相の電流を検出する交流電力の電流センサが備えられるようにすればよく、たとえば、Ｕ相およびＶ相の電流センサが備えられるようにしてもよいし、Ｕ相およびＷ相の電流センサが備えられるようにしてもよい。
（４） 前述した実施の形態においては、図１および図４から図７で示したように、インバータ回路１２０からの出力電力の実電力、ならびに、インバータ回路１２０および昇圧コンバータ回路１３０の損失電力を算出するために必要なセンサについて説明した。しかし、これに限定されず、他のセンサが備えられるようにしてもよく、たとえば、系統電圧の周波数または位相に同期するために用いる３相交流のいずれかの電圧を検出するセンサが設けられるようにしてもよい。
（５） 前述した実施の形態においては、図５で示したように、車載用のインバータシステムが建物内の系統連系用のインバータシステム１０として転用される場合について示した。しかし、これに限定されず、電力会社の電力系統との系統連系用として転用されるようにしてもよい。この場合は、宅内制御装置３００に替えて、電力会社のサーバに、モータＥＣＵ１００が接続されるようにしてもよい。
（６） 前述した実施の形態においては、図５で示したように、電力系統９０に連系する場合について説明した。しかし、これに限定されず、電力系統から独立した交流電力線に連系するようにしてもよい。
（７） 前述した実施の形態においては、図５で示したように、電池５０の直流電力を、インバータシステム１０で交流電力に変換して、電力系統９０の交流の電力線に交流電力を供給することを説明した。しかし、電力系統９０の交流電力を、インバータシステム１０で直流電力に変換して、電池５０に充電するようにしてもよい。
（８） 前述した実施の形態を、図５から図７で示したような連系用のインバータシステム１０，１０Ａ，１０Ｂの開示と捉えてもよいし、車載用のインバータシステムを連系用のインバータシステム１０，１０Ａ、１０Ｂに転用することにより連系用のインバータシステム１０，１０Ａ、１０Ｂを製造する方法の開示と捉えてもよいし、車載用のインバータシステムを連系用のインバータシステム１０，１０Ａ，１０Ｂに転用する方法の開示と捉えてもよいし、連系用のインバータシステム１０，１０Ａ，１０Ｂにより電力系統または独立電力線に連系する方法の開示と捉えてもよい。
［まとめ］
（１） 図１および図５から図７に示したように、連系インバータシステム（たとえば、連系インバータシステム１０，１０Ａ，１０Ｂ）は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路（たとえば、インバータ回路１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ）と、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサ（たとえば、電圧センサ１５１，１５１Ａ，１５１Ｂ）と、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサ（たとえば、直流電流センサ１６１，１６１Ａ，１６１Ｂ）と、インバータ回路を制御する制御ユニット（たとえば、モータＥＣＵ１００，１００Ａ，１００Ｂ）とを備える。図４で説明したように、制御ユニットは、電圧センサによって検出された電圧値と、直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、算出した実電力が外部からの電力指令値に追従するようインバータ回路を制御する。
電圧センサは車載インバータシステムに搭載されており、場合によっては、直流電流センサも車載インバータシステムに搭載されている。これにより、これらのセンサを用いて実電力を算出できるため、車載インバータシステムからの転用の際に、実電力を算出するために３相電圧センサを追加しなくてもよい。その結果、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムを提供することができる。
（２） 図４および表２で示したように、制御ユニットは、インバータ回路の素子損失の補償分をさらに考慮してインバータ回路を制御する。
インバータ回路には素子損失があるため、インバータ回路への入力の側の電圧値を用いて算出した電力と、インバータ回路から出力される電力とには差が生じる。これにより、インバータ回路の素子損失の分を補償することで、より精度の高い電力制御を行うことができる。
（３） 図１および図５から図７に示したように、連系インバータシステムは、インバータ回路の交流電力線の側の交流電力の３相のうちの少なくとも２相の電流を検出する交流電流センサ（たとえば、電流センサ３２Ｖ，３２Ｗ）をさらに備える。図４および表２で示したように、制御ユニットは、補償分の少なくとも一部を、交流電流センサによって検出された電流値を用いて算出する。
インバータ回路の素子損失は、インバータ回路への入力の側の電圧と、インバータ回路を流れる電流とで推測できる。インバータ回路を流れる電流は、インバータ回路からの出力の側の３相の電流と相関がある。３相のうちの２相の電流値が分かれば、残りの１相の電流値も分かる。これにより、インバータ回路の素子損失を推測して補償できる。
（４） 図１および図５に示したように、連系インバータシステムは、直流電源からの直流電力を昇圧する昇圧回路（たとえば、昇圧コンバータ回路１３０，１３０Ｂ）をさらに備える。図４および表１で示したように、制御ユニットは、補償分の少なくとも一部として、昇圧回路の素子損失の補償分を、直流電流センサによって検出された電流値を用いて算出する。
これにより、インバータ回路に昇圧回路が含まれる場合に、昇圧回路の素子損失を補償できる。
（５） 図１および図５から図７に示したように、連系インバータシステムの製造方法は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサと、インバータ回路の直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサと、インバータ回路からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータと、インバータ回路を制御する制御ユニットとを備えるシステムを転用する方法である。
図１、図４、および、図５で説明したように、連系インバータシステムの製造方法は、インバータ回路への直流電力の入力を直流電源に接続するための端子（たとえば、端子５１Ｐ，５１Ｍ，５１ＰＡ，５１ＭＡ，５１ＰＢ，５１ＭＢ）を設ける工程と、インバータ回路からの交流電力の出力を交流電力線に接続するための端子（たとえば、端子６１Ｕ，６１Ｖ，６１Ｗ，６１ＵＡ，６１ＶＡ，６１ＷＡ，６１ＵＢ，６１ＶＢ，６１ＷＢ）を設ける工程と、電圧センサによって検出された電圧値と、直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、算出した実電力が外部からの電力指令値に追従するようインバータ回路を制御するように、制御ユニットによる制御方法を変更（たとえば、モータＥＣＵ１００のメモリに記憶されている、電力指令を得るためのプログラムを、図２で示した演算をするプログラムから、図４で示す演算をするプログラムに変更）する工程とを含む。
これにより、コストの増加を抑えて車載インバータシステムから転用することが可能な連系インバータシステムの製造方法を提供することができる。
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 車両、１０，１０Ａ，１０Ｂ インバータシステム、２０ 蓄電装置、３０ モータジェネレータ、３１ レゾルバ、３２Ｖ，３２Ｗ 電流センサ、５０ 電池、５１Ｍ，５１Ｐ，６１Ｕ，６１ＵＡ，６１ＵＢ，６１Ｖ，６１ＶＡ，６１ＶＢ，６１Ｗ，６１ＷＡ，６１ＷＢ 端子、６０Ｕ，６０Ｖ，６０Ｗ コイル、７０Ｕ，７０Ｖ，７０Ｗ コンデンサ、９０ 電力系統、１００，１００Ａ，１００Ｂ モータＥＣＵ、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ インバータ回路、１２１ Ｕ相上アーム、１２２ Ｖ相上アーム、１２３ Ｗ相上アーム、１２６ Ｕ相下アーム、１２７ Ｖ相下アーム、１２８ Ｗ相下アーム、１３０，１３０Ｂ 昇圧コンバータ回路、１３１，１３２ スイッチング部、１４０ ＲＤＣ、１５０ 平滑コンデンサ、１５１，１５１Ａ，１５１Ｂ 電圧センサ、１６１，１６１Ａ，１６１Ｂ 直流電流センサ、１６２ リアクトル、２００ ＨＶ－ＥＣＵ、３００ 宅内制御装置。

Claims (3)

  1. 直流電源からの直流電力を交流電力に変換して交流電力線に出力するインバータ回路と、
    前記インバータ回路の前記直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサと、
    前記インバータ回路の前記直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサと、
    前記インバータ回路を制御する制御ユニットと、
    前記直流電源からの直流電力を昇圧する昇圧回路とを備え、
    前記制御ユニットは、
    前記電圧センサによって検出された電圧値と、前記直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、前記インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、
    前記インバータ回路の素子損失の補償分の少なくとも一部として、前記昇圧回路の素子損失の補償分を、前記直流電流センサによって検出された電流値を用いて算出し、
    前記インバータ回路の素子損失の補償分を考慮して、算出した前記実電力が外部からの電力指令値に追従するよう前記インバータ回路を制御する、連系インバータシステム。
  2. 前記インバータ回路の前記交流電力線の側の交流電力の３相のうちの少なくとも２相の電流を検出する交流電流センサをさらに備え、
    前記制御ユニットは、前記補償分の少なくとも一部を、前記交流電流センサによって検出された電流値を用いて算出する、請求項１に記載の連系インバータシステム。
  3. 連系インバータシステムの製造方法であって、
    前記製造方法は、
    直流電源からの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路の前記直流電源の側の直流電力の電圧を検出する電圧センサと、前記インバータ回路の前記直流電源の側の直流電力の電流を検出する直流電流センサと、前記インバータ回路からの交流電力を用いて駆動力を発生するモータと、前記インバータ回路を制御する制御ユニットと、前記直流電源からの直流電力を昇圧する昇圧回路とを備えるシステムを転用する方法であり、
    前記インバータ回路への直流電力の入力を前記直流電源に接続するための端子を設ける工程と、
    前記インバータ回路からの交流電力の出力を交流電力線に接続するための端子を設ける工程と、
    前記電圧センサによって検出された電圧値と、前記直流電流センサによって検出された電流値との積を用いて、前記インバータ回路から出力される交流電力の実電力を算出し、前記インバータ回路の素子損失の補償分の少なくとも一部として、前記昇圧回路の素子損失の補償分を、前記直流電流センサによって検出された電流値を用いて算出し、前記インバータ回路の素子損失の補償分を考慮して、算出した前記実電力が外部からの電力指令値に追従するよう前記インバータ回路を制御するように、前記制御ユニットによる制御方法を変更する工程とを含む、連系インバータシステムの製造方法。
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