JPH0965660A - 系統連系インバータの制御方法 - Google Patents
系統連系インバータの制御方法Info
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- JPH0965660A JPH0965660A JP7213549A JP21354995A JPH0965660A JP H0965660 A JPH0965660 A JP H0965660A JP 7213549 A JP7213549 A JP 7213549A JP 21354995 A JP21354995 A JP 21354995A JP H0965660 A JPH0965660 A JP H0965660A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力系統に連系する過渡期にインバータ出力
電圧と系統電圧の位相差で有効電力がインバータに流入
して直流過電圧となるのを回避する制御方法。 【解決手段】 インバータ直流電圧ＥD を一定に制御す
る直流電圧制御回路１１の出力信号ｇE に、連系前にイ
ンバータ出力電圧ＶI 位相を系統電圧ＶS より進めるマ
ニュアル調整可能な位相バイアス信号ｇC を必要に応じ
て加算し、この加算信号と系統電圧ＶS を９０゜位相遅
らせた信号を乗じた交流信号をインバータ有効電力制御
信号ＶE とすることで、連系時のインバータ出力電圧Ｖ
I 位相が系統電圧ＶS 位相に遅れないようにして、連系
時にインバータ直流電源部５の容量範囲で有効電力を流
出するモードになるように設定する。インバータ有効電
力制御信号ＶE と系統電圧ＶS とインバータ出力電流用
電圧信号ＶC でインバータ出力電圧指令信号ＶI REFが得
られて、インバータが起動する。
電圧と系統電圧の位相差で有効電力がインバータに流入
して直流過電圧となるのを回避する制御方法。 【解決手段】 インバータ直流電圧ＥD を一定に制御す
る直流電圧制御回路１１の出力信号ｇE に、連系前にイ
ンバータ出力電圧ＶI 位相を系統電圧ＶS より進めるマ
ニュアル調整可能な位相バイアス信号ｇC を必要に応じ
て加算し、この加算信号と系統電圧ＶS を９０゜位相遅
らせた信号を乗じた交流信号をインバータ有効電力制御
信号ＶE とすることで、連系時のインバータ出力電圧Ｖ
I 位相が系統電圧ＶS 位相に遅れないようにして、連系
時にインバータ直流電源部５の容量範囲で有効電力を流
出するモードになるように設定する。インバータ有効電
力制御信号ＶE と系統電圧ＶS とインバータ出力電流用
電圧信号ＶC でインバータ出力電圧指令信号ＶI REFが得
られて、インバータが起動する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励式無効電力補
償装置やアクティブフィルタ、分散電源等に使用される
系統連系インバータの制御方法に関する。
償装置やアクティブフィルタ、分散電源等に使用される
系統連系インバータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統の負荷変動に伴う電圧変動を抑
制する自励式無効電力補償装置に使用される系統連系イ
ンバータの主回路例を、図２に基づき説明すると、系統
連系インバータ４はその直流側にインバータ直流電源部
５を備える。インバータ直流電源部５は、初期充電用整
流回路や太陽電池の分散電源回路であり、図２では補機
電源９の交流電圧を開閉器８の閉成時だけ整流して直流
コンデンサ６を定格のインバータ直流電圧ＥD に充電す
る初期充電用整流回路７が示される。インバータ４は、
系統電源１を有する電力系統に連系用遮断器３を介して
次のように連系される。
制する自励式無効電力補償装置に使用される系統連系イ
ンバータの主回路例を、図２に基づき説明すると、系統
連系インバータ４はその直流側にインバータ直流電源部
５を備える。インバータ直流電源部５は、初期充電用整
流回路や太陽電池の分散電源回路であり、図２では補機
電源９の交流電圧を開閉器８の閉成時だけ整流して直流
コンデンサ６を定格のインバータ直流電圧ＥD に充電す
る初期充電用整流回路７が示される。インバータ４は、
系統電源１を有する電力系統に連系用遮断器３を介して
次のように連系される。
【０００３】遮断器３を開放して開閉器８を閉じ、整流
回路７で直流コンデンサ６を充電して定格のインバータ
直流電圧ＥD が確立されると、インバータ４を起動さ
せ、そのインバータ出力電圧ＶI が系統電圧ＶS と同
相、同振幅になった時点で、遮断器３を投入して連系が
行われる。この連系後、開閉器８が開放され、インバー
タ出力電圧ＶI とインバータ電流Ｉで定まる有効電力Ｐ
がインバータ４に流入してインバータ直流電圧ＥD が定
格に制御され、インバータ内部損失電力が補充される。
回路７で直流コンデンサ６を充電して定格のインバータ
直流電圧ＥD が確立されると、インバータ４を起動さ
せ、そのインバータ出力電圧ＶI が系統電圧ＶS と同
相、同振幅になった時点で、遮断器３を投入して連系が
行われる。この連系後、開閉器８が開放され、インバー
タ出力電圧ＶI とインバータ電流Ｉで定まる有効電力Ｐ
がインバータ４に流入してインバータ直流電圧ＥD が定
格に制御され、インバータ内部損失電力が補充される。
【０００４】即ち、電力系統の系統インピーダンス２
（抵抗分Ｒとリアクタンス分ｊＸ）においては、Ｒ≪ｊ
Ｘである関係で、系統電圧ＶS に対して９０゜位相差の
電圧△Ｖをインバータ出力電圧ＶI にて調整することに
より、インバータ４に流入する有効電力Ｐが制御され、
インバータ直流電圧ＥD が定格に調整される。ここで系
統電圧ＶS とインバータ出力電圧ＶI の位相差をθとす
ると、Ｉ∝Ｐ∝θ∝△Ｖなる関係が維持されて、有効電
力Ｐは位相調整で制御され、この位相調整でインバータ
直流電圧ＥD が調整される。
（抵抗分Ｒとリアクタンス分ｊＸ）においては、Ｒ≪ｊ
Ｘである関係で、系統電圧ＶS に対して９０゜位相差の
電圧△Ｖをインバータ出力電圧ＶI にて調整することに
より、インバータ４に流入する有効電力Ｐが制御され、
インバータ直流電圧ＥD が定格に調整される。ここで系
統電圧ＶS とインバータ出力電圧ＶI の位相差をθとす
ると、Ｉ∝Ｐ∝θ∝△Ｖなる関係が維持されて、有効電
力Ｐは位相調整で制御され、この位相調整でインバータ
直流電圧ＥD が調整される。
【０００５】インバータ直流電圧ＥD の調整を行う図３
の制御ブロックを説明すると、同図の制御系は、遮断器
３が投入されてインバータ４が系統連系されてから、イ
ンバータ直流電圧ＥD の制御を開始する。インバータ直
流電圧ＥD とその直流電圧指令信号ＥD REFの誤差信号を
減算器１０で求め、この誤差信号を直流電圧制御回路１
１に入力する。直流電圧制御回路１１は、入力された誤
差信号が小さくなるように制御して、入力に対応した振
幅調整用出力信号ｇE を乗算器１２に出力する。一方、
系統電圧ＶS の位相を９０゜位相器１３で９０゜遅らせ
た位相信号ＶS'を乗算器１２に入力して、これを振幅調
整用出力信号ｇE で振幅調整したインバータ有効電力制
御信号ＶE ［ＶE ＝ｇE ＶS'］を得る。このインバータ
有効電力制御信号ＶE は、上記位相差θを調整する電圧
△Ｖに相当する。
の制御ブロックを説明すると、同図の制御系は、遮断器
３が投入されてインバータ４が系統連系されてから、イ
ンバータ直流電圧ＥD の制御を開始する。インバータ直
流電圧ＥD とその直流電圧指令信号ＥD REFの誤差信号を
減算器１０で求め、この誤差信号を直流電圧制御回路１
１に入力する。直流電圧制御回路１１は、入力された誤
差信号が小さくなるように制御して、入力に対応した振
幅調整用出力信号ｇE を乗算器１２に出力する。一方、
系統電圧ＶS の位相を９０゜位相器１３で９０゜遅らせ
た位相信号ＶS'を乗算器１２に入力して、これを振幅調
整用出力信号ｇE で振幅調整したインバータ有効電力制
御信号ＶE ［ＶE ＝ｇE ＶS'］を得る。このインバータ
有効電力制御信号ＶE は、上記位相差θを調整する電圧
△Ｖに相当する。
【０００６】而して、インバータ有効電力制御信号ＶE
と系統電圧ＶS とインバータ出力電流を得るための電圧
信号ＶC とを加算器１５で加算して、インバータ出力電
圧指令信号ＶI REFを得る。電圧信号ＶC は、インバータ
電流指令信号ＩREF を電圧信号変換回路１４で電圧変換
したＶC ＝（Ｒ＋ｊＸ）ＩREF なる信号である。加算器
１５からのインバータ出力電圧指令信号ＶI REFが図示し
ないＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）に出力されて、イ
ンバータ４が起動する。
と系統電圧ＶS とインバータ出力電流を得るための電圧
信号ＶC とを加算器１５で加算して、インバータ出力電
圧指令信号ＶI REFを得る。電圧信号ＶC は、インバータ
電流指令信号ＩREF を電圧信号変換回路１４で電圧変換
したＶC ＝（Ｒ＋ｊＸ）ＩREF なる信号である。加算器
１５からのインバータ出力電圧指令信号ＶI REFが図示し
ないＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）に出力されて、イ
ンバータ４が起動する。
【０００７】上記インバータ制御において、インバータ
直流電圧ＥD が定格より下がって直流電圧指令信号ＥD
REFとの誤差が大きくなると、その誤差に応じてインバ
ータ有効電力制御信号ＶE が増大し、インバータ４に流
入する有効電力Ｐが増大する。その結果が直流電圧ＥD
の増加に反映され、最終的にＥD ＝ＥD REFとなるように
フィードバック制御される。
直流電圧ＥD が定格より下がって直流電圧指令信号ＥD
REFとの誤差が大きくなると、その誤差に応じてインバ
ータ有効電力制御信号ＶE が増大し、インバータ４に流
入する有効電力Ｐが増大する。その結果が直流電圧ＥD
の増加に反映され、最終的にＥD ＝ＥD REFとなるように
フィードバック制御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】遮断器３を投入してイ
ンバータ４を系統連系させるとき、インバータ出力電圧
ＶI と系統電圧ＶS の位相を一致させているが、インバ
ータ主回路やＰＷＭ回路のスイッチング素子のオンオフ
動作ズレ等の影響でインバータ出力電圧ＶI とインバー
タ出力電圧指令信号ＶI REFが一致せず、インバータ出力
電圧ＶI の位相が系統電圧ＶS の位相より若干遅れるこ
とがある。このような位相誤差が有る段階でインバータ
４を系統連系させると、直流電圧制御回路１１が定常状
態になってＥD ＝ＥD REFのフィードバック制御が働くま
での過渡期に、インバータ出力電圧ＶI と系統電圧ＶS
の位相差による有効電力がインバータ４に流入して、イ
ンバータ４の直流側を過電圧状態にする不具合が発生す
ることがあった。
ンバータ４を系統連系させるとき、インバータ出力電圧
ＶI と系統電圧ＶS の位相を一致させているが、インバ
ータ主回路やＰＷＭ回路のスイッチング素子のオンオフ
動作ズレ等の影響でインバータ出力電圧ＶI とインバー
タ出力電圧指令信号ＶI REFが一致せず、インバータ出力
電圧ＶI の位相が系統電圧ＶS の位相より若干遅れるこ
とがある。このような位相誤差が有る段階でインバータ
４を系統連系させると、直流電圧制御回路１１が定常状
態になってＥD ＝ＥD REFのフィードバック制御が働くま
での過渡期に、インバータ出力電圧ＶI と系統電圧ＶS
の位相差による有効電力がインバータ４に流入して、イ
ンバータ４の直流側を過電圧状態にする不具合が発生す
ることがあった。
【０００９】即ち、連系時の過渡期にインバータ４に有
効電力が流入すると、流入した有効電力は整流回路７で
遮断された形となって直流コンデンサ６をチャージアッ
プし、その結果、インバータ直流電圧ＥD が異常に上昇
する直流過電圧状態となり、このような場合、過電圧保
護リレーが動作して無効電力補償装置等の装置故障が生
じる可能性があって、系統連系時での信頼性に問題があ
った。
効電力が流入すると、流入した有効電力は整流回路７で
遮断された形となって直流コンデンサ６をチャージアッ
プし、その結果、インバータ直流電圧ＥD が異常に上昇
する直流過電圧状態となり、このような場合、過電圧保
護リレーが動作して無効電力補償装置等の装置故障が生
じる可能性があって、系統連系時での信頼性に問題があ
った。
【００１０】それ故に、本発明の目的とするところは、
系統連系インバータを常に安定させて連系させる制御方
法を提供することにある。
系統連系インバータを常に安定させて連系させる制御方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、初期充電用整
流回路等のインバータ直流電源部で与えられる定格のイ
ンバータ直流電圧を交流変換する系統連系インバータに
おいて、連系時のインバータ出力電圧位相が系統電圧位
相に遅れないようにするため、インバータ直流電圧を一
定に制御する直流電圧制御回路の出力信号に、連系前に
インバータ出力電圧位相を系統電圧より進めるマニュア
ル調整可能な位相バイアス信号を加算し、この加算信号
と系統電圧を９０゜位相遅らせた信号を乗じた交流信号
をインバータ有効電力制御信号とすることで、連系時に
インバータ直流電源部の容量範囲で有効電力を流出する
モードになるようにしたことを特徴とする。
流回路等のインバータ直流電源部で与えられる定格のイ
ンバータ直流電圧を交流変換する系統連系インバータに
おいて、連系時のインバータ出力電圧位相が系統電圧位
相に遅れないようにするため、インバータ直流電圧を一
定に制御する直流電圧制御回路の出力信号に、連系前に
インバータ出力電圧位相を系統電圧より進めるマニュア
ル調整可能な位相バイアス信号を加算し、この加算信号
と系統電圧を９０゜位相遅らせた信号を乗じた交流信号
をインバータ有効電力制御信号とすることで、連系時に
インバータ直流電源部の容量範囲で有効電力を流出する
モードになるようにしたことを特徴とする。
【００１２】ここで、上記の位相バイアス信号は、連系
前にインバータ出力電圧とその指令信号の位相誤差を計
測する等して必要に応じて直流電圧制御回路の出力信号
に加算され、この加算でもって連系時のインバータ出力
電圧が系統電圧に対して進んだ位相状態となり、連系時
に有効電力を流出するモードが設定される。
前にインバータ出力電圧とその指令信号の位相誤差を計
測する等して必要に応じて直流電圧制御回路の出力信号
に加算され、この加算でもって連系時のインバータ出力
電圧が系統電圧に対して進んだ位相状態となり、連系時
に有効電力を流出するモードが設定される。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明方法による系統連系
インバータ４の制御ブロックを示すと、これは基本的に
図３の制御ブロックと同様でよい。本発明においては、
直流電圧制御回路１１と乗算器１２の間に加算器１７を
追加設置し、この加算器１７で直流電圧制御回路１１の
出力信号ｇE にマニュアル調整可能な位相バイアス信号
ｇC を必要に応じて加算することを特徴とする。直流電
圧制御回路１１の出力信号ｇEと位相バイアス信号ｇC
の加算信号ｇE'［ｇE 、又は、（ｇE ＋ｇC ）］と、系
統電圧ＶS の位相を９０゜位相器１３で９０゜遅らせた
位相信号ＶS'が乗算器１２で乗算されて振幅調整された
インバータ有効電力制御信号ＶE が得られる。
インバータ４の制御ブロックを示すと、これは基本的に
図３の制御ブロックと同様でよい。本発明においては、
直流電圧制御回路１１と乗算器１２の間に加算器１７を
追加設置し、この加算器１７で直流電圧制御回路１１の
出力信号ｇE にマニュアル調整可能な位相バイアス信号
ｇC を必要に応じて加算することを特徴とする。直流電
圧制御回路１１の出力信号ｇEと位相バイアス信号ｇC
の加算信号ｇE'［ｇE 、又は、（ｇE ＋ｇC ）］と、系
統電圧ＶS の位相を９０゜位相器１３で９０゜遅らせた
位相信号ＶS'が乗算器１２で乗算されて振幅調整された
インバータ有効電力制御信号ＶE が得られる。
【００１４】位相バイアス信号ｇC は、インバータ４の
系統連系時のインバータ出力電圧Ｖ I の位相が系統電圧
ＶS の位相に遅れないようにする位相調整信号で、仮に
連系時にインバータ出力電圧ＶI が系統電圧より位相遅
れの状態にあると、位相バイアス信号ｇC の加算でイン
バータ出力電圧ＶI の位相が系統電圧ＶS の位相に一致
するように進められる。直流電圧制御回路１１の出力信
号ｇE への位相バイアス信号ｇC の加算は、インバータ
製造後で例えばインバータ出荷時に製造メーカによって
必要に応じ行われる。
系統連系時のインバータ出力電圧Ｖ I の位相が系統電圧
ＶS の位相に遅れないようにする位相調整信号で、仮に
連系時にインバータ出力電圧ＶI が系統電圧より位相遅
れの状態にあると、位相バイアス信号ｇC の加算でイン
バータ出力電圧ＶI の位相が系統電圧ＶS の位相に一致
するように進められる。直流電圧制御回路１１の出力信
号ｇE への位相バイアス信号ｇC の加算は、インバータ
製造後で例えばインバータ出荷時に製造メーカによって
必要に応じ行われる。
【００１５】即ち、インバータ出荷の段階でインバータ
出力電圧ＶI とインバータ出力電圧指令信号ＶI REFの位
相ズレの有無を実測して調べる。そして、この調査で系
統連系時にインバータ出力電圧ＶI の位相が系統電圧Ｖ
S と一致すると判断されると、位相バイアス信号ｇC の
加算は必要無いと判断されて加算することなく出荷され
る。また、上記調査で系統連系時にインバータ出力電圧
ＶI の位相が系統電圧ＶS より遅れると判断されると、
位相バイアス信号ｇC の加算が手動で行われ、位相バイ
アス信号ｇC を加算したまま出荷される。
出力電圧ＶI とインバータ出力電圧指令信号ＶI REFの位
相ズレの有無を実測して調べる。そして、この調査で系
統連系時にインバータ出力電圧ＶI の位相が系統電圧Ｖ
S と一致すると判断されると、位相バイアス信号ｇC の
加算は必要無いと判断されて加算することなく出荷され
る。また、上記調査で系統連系時にインバータ出力電圧
ＶI の位相が系統電圧ＶS より遅れると判断されると、
位相バイアス信号ｇC の加算が手動で行われ、位相バイ
アス信号ｇC を加算したまま出荷される。
【００１６】位相バイアス信号ｇC の加算により、イン
バータ４は連系時においてインバータ出力電圧ＶI の位
相が系統電圧ＶS に対して常に進んだ状態から動作す
る。そのため、インバータ４はその連系時の過渡期に有
効電力を流出するモードとなって、連系過渡期における
有効電力流入を抑制し、インバータ直流過電圧発生が回
避される。位相バイアス信号ｇC の加算により連系過渡
期にインバータ４から出力される有効電力は、インバー
タ直流電源部５の容量の範囲内にマニュアル設定され
る。
バータ４は連系時においてインバータ出力電圧ＶI の位
相が系統電圧ＶS に対して常に進んだ状態から動作す
る。そのため、インバータ４はその連系時の過渡期に有
効電力を流出するモードとなって、連系過渡期における
有効電力流入を抑制し、インバータ直流過電圧発生が回
避される。位相バイアス信号ｇC の加算により連系過渡
期にインバータ４から出力される有効電力は、インバー
タ直流電源部５の容量の範囲内にマニュアル設定され
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、既存の直流電圧制御回
路とは別に、マニュアル調整可能な位相バイアス信号の
マニュアル調整でインバータ出力電圧の位相調整が可能
となるため、電力系統への連系時のインバータ出力電圧
位相を系統電圧に対して所望量だけ進めて、連系の過渡
期にインバータから有効電力を出力するモードに設定す
ることにより、連系過渡期に有効電力流入による直流過
電圧が防止できて、常に安定した系統連系が実行できる
ようになる。
路とは別に、マニュアル調整可能な位相バイアス信号の
マニュアル調整でインバータ出力電圧の位相調整が可能
となるため、電力系統への連系時のインバータ出力電圧
位相を系統電圧に対して所望量だけ進めて、連系の過渡
期にインバータから有効電力を出力するモードに設定す
ることにより、連系過渡期に有効電力流入による直流過
電圧が防止できて、常に安定した系統連系が実行できる
ようになる。
【００１８】また、既設のインバータ装置の一部にマニ
ュアルによる位相バイアス信号を加算する簡単な加算回
路を追加設置するだけで実施できるので、既存設備への
適用が容易であり、設備投資的に有利に実施できる。
ュアルによる位相バイアス信号を加算する簡単な加算回
路を追加設置するだけで実施できるので、既存設備への
適用が容易であり、設備投資的に有利に実施できる。
【図１】本発明制御方法における制御ブロック図。
【図２】系統連系インバータの主回路図。
【図３】従来の系統連系インバータの制御方法の制御ブ
ロック図。
ロック図。
４ 系統連系インバータ ５ インバータ直流電源部 １１ 直流電圧制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 インバータ直流電源部で与えられる定格
のインバータ直流電圧を交流変換する系統連系インバー
タにおいて、インバータ直流電圧を一定に制御する直流
電圧制御回路の出力信号に、連系前にインバータ出力電
圧位相を系統電圧より進めるマニュアル調整可能な位相
バイアス信号を加算し、この加算信号と系統電圧を９０
゜位相遅らせた信号を乗じた交流信号をインバータ有効
電力制御信号とすることで、連系時にインバータ直流電
源部の容量範囲で有効電力を流出するモードとなるよう
にしたことを特徴とする系統連系インバータの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7213549A JPH0965660A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 系統連系インバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7213549A JPH0965660A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 系統連系インバータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0965660A true JPH0965660A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16641047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7213549A Withdrawn JPH0965660A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 系統連系インバータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0965660A (ja) |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP7213549A patent/JPH0965660A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |