WO2022201471A1 - 電力変換装置及び制御装置 - Google Patents

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達人 中島
康晃 三ツ木
朋也 勝倉
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Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a power conversion device and its control device.
  • a voltage source voltage control type power converter (grid forming inverter) is known.
  • a voltage source voltage control type power converter can realize a seamless transition between grid-connected operation and isolated operation compared to a voltage source current control type power converter (grid following inverter).
  • the power conversion device and its control device be capable of suppressing the occurrence of overcurrent even when the voltage control operation is performed.
  • Embodiments of the present invention provide a power conversion device and its control device that can suppress the occurrence of overcurrent even when voltage control operation is performed.
  • a main circuit section including a power conversion section that converts input power into AC power, and a filter circuit that approximates the AC power output from the power conversion section to a sine wave. and a control device for controlling the conversion of power by the main circuit unit by controlling the operation of the power conversion unit, the control device receiving an active power command value and a reactive power command value, and , the measured values of the active power and the reactive power at the output terminal of the main circuit unit are input, and the alternating current output from the main circuit unit is based on the active power command value and the measured value of the active power
  • a command value calculation for calculating a phase voltage phase command value of electric power, and calculating a phase voltage amplitude command value of said AC power to be output from said main circuit unit based on said reactive power command value and said measured value of said reactive power.
  • phase voltage phase command value the phase voltage amplitude command value, the measured values of the phase voltage and line current of the AC power of the power conversion section, and the phase voltage and line current of the AC power of the main circuit section
  • a power conversion device is provided.
  • a power conversion device and its control device are provided that can suppress the occurrence of overcurrent even when voltage-controlled operation is performed.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a power conversion device according to an embodiment.
  • the power conversion device 10 includes a main circuit section 12, a control device 14, a first measurement device 16, and a second measurement device 18.
  • the main circuit unit 12 converts electric power.
  • the control device 14 controls power conversion by the main circuit section 12 .
  • the main circuit section 12 is connected to the power system 2 and the power supply device 4 .
  • the power system 2 is an AC power system.
  • the AC power of the power system 2 is, for example, three-phase AC power. However, the AC power of the power system 2 may be single-phase AC power or the like.
  • the power supply device 4 is, for example, a power storage device using a storage battery or the like. The power supply device 4 outputs DC power to the main circuit section 12 .
  • the main circuit unit 12 converts, for example, DC power input from the power supply device 4 into AC power corresponding to the power system 2, outputs the converted AC power to the power system 2, and receives input from the power system 2.
  • the power supply device 4 is charged by converting the AC power into DC power. Thereby, the main circuit unit 12 connects the power supply device 4 with the power system 2 .
  • the power supply device 4 is not limited to a power storage device, and may be, for example, a solar battery panel. In this case, the main circuit section 12 may not have the function of converting AC power input from the power system 2 into DC power.
  • the power supply device 4 may be, for example, another power generator such as a wind power generator or a gas turbine power generator.
  • the power input from the power supply device 4 to the main circuit unit 12 is not limited to DC power, and may be AC power.
  • the main circuit unit 12 may be configured to convert the AC power input from the power supply device 4 into another AC power corresponding to the power system 2 .
  • the power supply device 4 may be, for example, another power system different from the power system 2 .
  • the main circuit unit 12 may be, for example, a frequency conversion device that connects two electric power systems with different frequencies.
  • the conversion of power by the main circuit unit 12 is not limited to conversion from DC to AC, and may be any conversion that converts the power of the power supply device 4 into AC power compatible with the power system 2 .
  • the main circuit section 12 has a power conversion section 20 and a filter circuit 22 .
  • the power conversion unit 20 converts power.
  • the power converter 20 has, for example, a plurality of switching elements, and performs power conversion by switching the plurality of switching elements.
  • the power converter 20 has, for example, a plurality of switching elements connected in a three-phase bridge.
  • the configuration of the power conversion unit 20 may be any configuration that can convert input power into AC power compatible with the power system 2 by switching a plurality of switching elements or the like.
  • the filter circuit 22 is provided on the AC side of the power converter 20 .
  • filter circuit 22 is provided between power converter 20 and power system 2 .
  • the filter circuit 22 brings the AC power output from the power converter 20 closer to a sine wave.
  • the filter circuit 22 brings the AC power output from the power conversion unit 20 closer to a sine wave by, for example, suppressing high-frequency components contained in the AC power output from the power conversion unit 20 .
  • the filter circuit 22 has, for example, a reactor 24 connected in series with the AC output point of the power converter 20 and a capacitor 26 connected in parallel with the AC output point of the power converter 20 .
  • a reactor 24 and a capacitor 26 are provided for each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the configuration of the filter circuit 22 is not limited to this, and may be any configuration capable of making the AC power output from the power converter 20 approximate a sine wave.
  • the first measuring device 16 measures the phase voltages Va (INV), Vb (INV), and Vc (INV) of each phase of the AC power output from the power converter 20, and the line currents Ia (INV) and Ib of each phase. (INV) and Ic(INV) are measured, and the measurement results are input to the control device 14 .
  • the second measuring device 18 measures the phase voltage Va (PCS), Vb (PCS), Vc (PCS) of each phase of the AC power output from the main circuit unit 12 (filter circuit 22), the line current Ia ( PCS), Ib (PCS), Ic (PCS), the active power P (PCS) at the output terminal of the main circuit section 12, and the reactive power Q (PCS) at the output terminal of the main circuit section 12 are measured, and the measurement results are Input to controller 14 .
  • PCS phase voltage Va
  • Vb PCS
  • Vc PCS
  • the control device 14 controls power conversion by the main circuit section 12 by controlling the operation of the power conversion section 20 . In other words, the control device 14 controls switching of the plurality of switching elements of the power converter 20 .
  • the measurement results of the first measuring device 16 and the second measuring device 18 are input to the control device 14, and the active power command value and the reactive power command value of the AC power output from the main circuit unit 12 are input to a higher controller. and so on.
  • the control device 14 performs power conversion based on the measurement results input from the first measuring device 16 and the second measuring device 18, and the active power command value and reactive power command value input from a higher controller or the like. It controls the operation of unit 20 .
  • the control device 14 Based on the input measurement results, active power command value, and reactive power command value, the control device 14 outputs an instantaneous value voltage output command for each phase of the AC power output from the power conversion unit 20. Values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) are calculated, and voltages corresponding to the calculated instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) are supplied to the power conversion unit 20 The operation of the power conversion unit 20 is controlled so that the output is from .
  • control device 14 controls the output voltage of the main circuit section 12 .
  • the control device 14 performs voltage control operation of the main circuit section 12 .
  • each measurement result is not limited to being directly input to the control device 14 from the first measuring device 16 and the second measuring device 18, and is input to the control device 14 via, for example, a higher-level controller. good too.
  • the measured value of the active power P (PCS) at the output terminal of the main circuit section 12 and the measured value of the reactive power Q (PCS) at the output terminal of the main circuit section 12 are transmitted from the second measuring device 18 to the control device 14.
  • phase voltage Va (PCS), Vb (PCS), Vc (PCS) of each phase, line current Ia (PCS), Ib (PCS), Ic (PCS) of each phase may be calculated in the control device 14 based on each measured value.
  • the second measuring device 18 does not necessarily have to measure the active power P(PCS) and the reactive power Q(PCS).
  • the control device 14 has a command value calculation section 30 and an overcurrent suppression control section 32 .
  • the active power command value and the reactive power command value input from a host controller or the like are input to the command value calculation unit 30, and the active power P (PCS) and the reactive power Q measured by the second measuring device 18 are input. Each measured value of (PCS) is input.
  • the command value calculation unit 30 calculates the phase voltage phase command value ⁇ of the AC power output from the main circuit unit 12 based on the active power command value and the measured value of the active power P(PCS). Then, the command value calculation unit 30 calculates the phase voltage amplitude command value
  • the command value calculator 30 inputs the calculated phase voltage phase command value ⁇ and phase voltage amplitude command value
  • a well-known calculation method may be used to calculate the phase voltage phase command value ⁇ and the phase voltage amplitude command value
  • the overcurrent suppression control unit 32 controls the phase voltage phase command value ⁇ , phase voltage amplitude command value
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing an overcurrent suppression controller according to the embodiment.
  • the overcurrent suppression control unit 32 includes a dq inverse transform unit 40, an overcurrent detector 42, a proportional calculator 44, a subtractor 46, and a control signal generator 48. .
  • are input to the dq inverse transform unit 40 .
  • is input to the dq inverse transform section 40 as a voltage signal of the d-axis component.
  • “0” is input to the dq inverse transform unit 40 as the voltage signal of the q-axis component.
  • the dq inverse transform unit 40 performs dq inverse transform (inverse park transform) on the input phase voltage phase command value ⁇ , phase voltage amplitude command value
  • the dq inverse transform unit 40 based on the phase voltage phase command value ⁇ and the phase voltage amplitude command value
  • Measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power of the power converter 20 measured by the first measuring device 16 are input to the overcurrent detector 42 . be.
  • the overcurrent detector 42 detects the magnitude of the overcurrent of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of the power converter 20 .
  • the overcurrent detector 42 for example, sets a dead band for the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of the power converter 20, thereby detecting components exceeding the dead band. Detected as the magnitude of the current.
  • the overcurrent detector 42 sets upper and lower limits for the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of the power converter 20 .
  • the upper limit is, in other words, the positive overcurrent threshold.
  • the lower limit value is, in other words, the negative overcurrent threshold.
  • the overcurrent detector 42 sets a dead zone between the upper limit value and the lower limit value.
  • the overcurrent detector 42 detects the line currents Ia (INV), Ib (INV), Ic (INV ), the value exceeding the upper limit value is detected as the magnitude of the overcurrent.
  • the overcurrent detector 42 detects the line currents Ia (INV), Ib (INV), Ic (INV ), the value exceeding the lower limit value is detected as the magnitude of the overcurrent.
  • the overcurrent detector 42 outputs "0" when the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) are within the range between the upper limit and the lower limit. Detected as the magnitude of overcurrent.
  • the overcurrent detector 42 inputs the detected overcurrent magnitudes of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) to the proportional calculator 44 .
  • the proportional calculator 44 multiplies the magnitude of the overcurrent input from the overcurrent detector 42 by a proportionality constant Kp to obtain a correction value for the instantaneous voltage of each phase of the AC power of the main circuit unit 12. Calculate. More specifically, the correction values are for reducing the magnitudes of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of the power converter 20 by the magnitudes of the detected overcurrents. It is the correction value of the instantaneous value voltage of each phase of the AC power of the main circuit unit 12 .
  • the proportional calculator 44 inputs the calculated correction value to the subtractor 46 .
  • the subtractor 46 subtracts the correction value input from the proportional calculator 44 from the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous voltage values of the respective phases of the AC power of the main circuit unit 12 input from the dq inverse transform unit 40. . That is, the subtractor 46 suppresses the instantaneous voltage command values Va, Vb, and Vc in accordance with the detected overcurrent component (component exceeding the current dead band). As a result, the subtractor 46 prevents an overcurrent from occurring in the main circuit section 12 due to a potential difference instantaneously generated due to a sudden change in the system voltage of the electric power system 2 or the like.
  • the subtractor 46 sets the subtraction result to the instantaneous voltage output command values Va (ref), Vb (ref), and Vc (ref) of each phase of the AC power of the power conversion unit 20, and calculates the instantaneous voltage output of each phase.
  • the command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) are input to the control signal generator 48 .
  • the control signal generation unit 48 outputs from the power conversion unit 20 voltages corresponding to the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) of each phase input from the subtractor 46. and inputs the generated control signal to the power converter 20 . Thereby, the control signal generation unit 48 causes the power conversion unit 20 to output voltages corresponding to the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) of each phase.
  • the control signal generation unit 48 performs sine wave pulse width modulation control based on, for example, the instantaneous voltage output command values Va (ref), Vb (ref), and Vc (ref) of each phase, so that the power conversion unit A control signal is generated for controlling the switching of each of the 20 switching elements.
  • the configuration of the control signal generation unit 48 is not limited to this, and the voltage corresponding to the instantaneous voltage output command values Va (ref), Vb (ref), and Vc (ref) of each phase is generated from the power conversion unit 20. Any configuration capable of generating a control signal for output may be used.
  • control signal generation unit 48 is provided on the main circuit unit 12 side, and the instantaneous value voltage output command values Va (ref), Vb ( ref) and Vc(ref) may be input, and a control signal may be generated on the main circuit section 12 side.
  • the overcurrent suppression controller 32 does not necessarily have to have the control signal generator 48 .
  • the overcurrent suppression control unit 32 provides the phase voltage phase command value ⁇ , the phase voltage amplitude command value
  • the first measuring device 16 does not necessarily have to measure the phase voltages Va (INV), Vb (INV), and Vc (INV) of each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the first measuring device 16 may be configured to measure only the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the second measuring device 18 does not necessarily measure the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase of the AC power output from the main circuit section 12, and the line current of each phase. It is not necessary to input the measurement results of Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) to the control device 14 .
  • the second measuring device 18 may be configured to input only the measurement results of the active power P (PCS) at the output end of the main circuit section 12 and the reactive power Q (PCS) at the output end of the main circuit section 12 to the control device 14. good.
  • FIG. 3 is a graph that schematically represents an example of the operation of the power converter according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the operation of a reference power converter.
  • FIG. 4 schematically shows an example of the operation of a reference power conversion device in which the control device 14 does not have the overcurrent suppression control section 32 . 3 and 4, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents output current (pu: per unit) based on the rated output of the main circuit section 12.
  • FIG. 3 is a graph that schematically represents an example of the operation of the power converter according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing an example of the operation of a reference power converter.
  • FIG. 4 schematically shows an example of the operation of a reference power conversion device in which the control device 14 does not have the overcurrent suppression control section 32 . 3 and 4, the horizontal axis represents time (seconds), and the vertical axis represents output current (pu: per unit) based on the rated output
  • FIG. 3 shows an example of the operation of the power conversion device 10 when a three-line ground fault with a fault point residual voltage of approximately 50% occurs between times t1 and t2.
  • FIG. 4 shows an example of the operation of a reference power converter in a similar case.
  • the upper limit value of the dead band in the overcurrent detector 42 of the overcurrent suppression control unit 32 is +1.2 (pu), and the lower limit value of the dead band is -1.2 (pu ).
  • the output current of the main circuit unit 12 can be suppressed to about ⁇ 1.2 (pu). ing.
  • generation of overcurrent can be suppressed even when an accident occurs, compared to the reference power conversion device that does not have the overcurrent suppression control unit 32.
  • the control device 14 has the overcurrent suppression control section 32 .
  • the overcurrent suppression control section 32 it is possible to suppress the occurrence of overcurrent even when the voltage control operation is performed. For example, when an instantaneous potential difference occurs due to a sudden change in the system voltage, etc., an overcurrent occurs in the main circuit unit 12, and parts inside the main circuit unit 12 such as the switching elements of the power conversion unit 20 malfunction. You can prevent it from happening.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically showing a modification of the overcurrent suppression control section according to the embodiment. It should be noted that the same reference numerals are given to the parts that are substantially the same as those of the above-described embodiment in terms of function and configuration, and detailed description thereof will be omitted.
  • the input of the overcurrent detector 42 is the line current Ia (PCS ), Ib(PCS), and Ic(PCS).
  • the overcurrent suppression control unit 32a detects the magnitude of the overcurrent of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of the main circuit unit 12, and calculates an instantaneous value according to the detected overcurrent component. By suppressing the voltage command values Va, Vb, and Vc, overcurrent at the output terminal of the main circuit section 12 is suppressed.
  • the overcurrent suppression control unit 32a controls the phase voltage phase command value ⁇ , the phase voltage amplitude command value
  • the power converter 10 does not necessarily have to include the first measuring device 16 .
  • the power converter 10 may be configured to include only the second measuring device 18 .
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing a modification of the overcurrent suppression control section according to the embodiment.
  • the overcurrent suppression control unit 32b includes a dq inverse transform unit 50, a first subtractor 51, a first proportional calculator 52, a limiter 53, a second subtractor 54, and a It has a 2-proportional calculator 55 , an adder 56 and a control signal generator 57 .
  • the dq inverse transform unit 50 is the same as the dq inverse transform unit 40 described with reference to FIG. 2, so detailed description will be omitted.
  • the dq inverse transform unit 50 inputs the calculated instantaneous voltage command values Va, Vb, and Vc to the first subtractor 51 .
  • the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous value voltage of each phase are input to the first subtractor 51 from the dq inverse transforming unit 50, and the AC power of the main circuit unit 12 measured by the second measuring device 18 Measured values of phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase are inputted.
  • the first subtractor 51 subtracts the measured values of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of the respective phases from the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous voltage values of the respective phases. Differences between the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous value voltages of the phases and the measured values of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of the respective phases are calculated.
  • the first proportional calculator 52 multiplies the difference calculated by the first subtractor 51 by the first proportionality constant Kp1 to obtain the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase.
  • the first proportional calculator 52 inputs the calculated command value to the limiter 53 .
  • the limiter 53 controls the phase line currents Ia (PCS), Ib ( PCS) and Ic (PCS) command values are limited to the upper limit values, and the input command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase are equal to or less than the lower limit values First, the command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase are limited to lower limits.
  • the limiter 53 When each input command value is greater than the lower limit value and less than the upper limit value, the limiter 53 inputs each input command value as it is to the second subtractor 54 .
  • the limiter 53 limits each command value to the lower limit value when each input command value is equal to or less than the lower limit value, and inputs each command value after the limit to the second subtractor 54 .
  • the limiter 53 limits each command value to the upper limit value, and inputs each command value after the limit to the second subtractor 54 .
  • the limiter 53 prevents overcurrent from occurring in the main circuit section 12 due to a potential difference instantaneously generated due to a sudden change in the system voltage of the electric power system 2 or the like.
  • the command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase are inputted from the limiter 53 to the second subtractor 54, and the main circuit Measured values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase of the AC power of the unit 12 are input.
  • a second subtractor 54 calculates line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of the phases from command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of the phases. By subtracting the measured values, the command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase and the line currents of Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase are obtained. Calculate the difference from the measured value.
  • the second proportional calculator 55 multiplies the difference calculated by the second subtractor 54 by the second proportionality constant Kp2 to obtain line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of each phase.
  • a correction value for outputting a current corresponding to the command value from the power conversion unit 20 is calculated. More specifically, the correction values are correction values for the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of the AC power output from the main circuit section 12 .
  • the second proportional calculator 55 inputs the calculated correction value to the adder 56 .
  • the adder 56 receives the correction value from the second proportional calculator 55 and the phase voltages Va (PCS), Vb ( PCS) and Vc (PCS) are input.
  • the adder 56 adds the correction value to the measured values of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase. Thereby, the adder 56 calculates the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) for each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the adder 56 inputs the calculated instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) for each phase to the control signal generator 57 .
  • the control signal generator 57 is the same as the control signal generator 48 described with reference to FIG. 2, so detailed description thereof will be omitted.
  • phase voltage phase command value ⁇ phase voltage amplitude command value
  • the instantaneous voltage output command values Va (ref), Vb (ref), and Vc are calculated so as to suppress overcurrent at the output end of the main circuit section 12. (ref) is calculated.
  • the limiter 53 sets the command values of the line currents Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) of the phases of the AC power output from the main circuit unit 12 to lower and upper limits.
  • the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) are calculated so as to suppress overcurrent at the output end of the main circuit unit 12 by limiting between be able to.
  • the overcurrent suppression control unit 32b controls the phase voltage phase command value ⁇ , the phase voltage amplitude command value
  • the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) may be calculated so as to suppress overcurrent at the output terminal of the unit 12 .
  • the power converter 10 does not necessarily have to include the first measuring device 16 .
  • the power converter 10 may be configured to include only the second measuring device 18 .
  • FIG. 7 is a block diagram schematically showing a modification of the overcurrent suppression control section according to the embodiment.
  • the overcurrent suppression control unit 32c includes a voltage estimation unit 60, a dq inverse transform unit 61, a first subtractor 62, a first proportional calculator 63, and a first adder 64. , a limiter 65 , a second subtractor 66 , a second proportional calculator 67 , a second adder 68 , and a control signal generator 69 .
  • the voltage estimation unit 60 estimates each phase of the AC power of the main circuit unit 12 based on the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power of the power conversion unit 20. phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) are estimated.
  • the voltage estimation unit 60 stores the phase voltage phase command value ⁇ calculated by the command value calculation unit 30 and the line current Ia ( INV), Ib(INV), and Ic(INV) are input.
  • the voltage estimator 60 determines the AC voltage of the main circuit unit 12. Estimated values Va (virtual), Vb (virtual), Vc (virtual) of phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), Vc (PCS) of each phase of electric power are calculated.
  • the voltage estimator 60 has, for example, a dq transform unit 80, a coefficient calculator 81, a dq inverse transform unit 82, and a proportional control calculator 83.
  • the dq conversion unit 80 receives the phase voltage phase command value ⁇ and the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power of the power conversion unit 20. be.
  • the dq conversion unit 80 performs dq conversion (park conversion) on the input phase voltage phase command value ⁇ and the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase. , based on the phase voltage phase command value ⁇ and the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase, the line current Ia (INV) of each phase , Ib(INV), and Ic(INV), and a current signal Iq representing the q-axis components of the line currents Ia(INV), Ib(INV), and Ic(INV) of each phase. , is calculated.
  • the dq transform unit 80 inputs the calculated current signal Id to the dq inverse transform unit 82 and inputs the calculated current signal Iq to the coefficient calculator 81 .
  • the coefficient calculator 81 multiplies the input current signal Iq by a coefficient "-1", and inputs the current signal -Iq after the calculation to the dq inverse transform unit .
  • the DQ voltage is proportional to the DQ current phase-shifted by 90 degrees.
  • a voltage signal Vq representing the q-axis components of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase of the AC power of the main circuit unit 12 corresponds to the line of each phase of the AC power of the power conversion unit 20. It can be estimated by the current signal Id representing the d-axis components of the currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV).
  • the voltage signal Vd representing the d-axis component of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase of the AC power of the main circuit unit 12 corresponds to each phase of the AC power of the power converter 20.
  • the current signal -Iq obtained by multiplying the current signal Iq representing the q-axis component of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of , by "-1".
  • the dq transform unit 80 inputs the calculated current signal Id to the dq inverse transform unit 82 as the voltage signal Vq.
  • the coefficient calculator 81 inputs the calculated current signal -Iq to the dq inverse transform unit 82 as the voltage signal Vd.
  • the voltage signal Vq (current signal Id) and the voltage signal Vd (current signal -Iq) are input to the dq inverse transforming unit 82, and the phase voltage phase command value ⁇ is also input.
  • the dq inverse transform unit 82 performs dq inverse transform (inverse park transform) on the input phase voltage phase command value ⁇ and the voltage signals Vq and Vd, thereby converting three phases based on the voltage signals Vq and Vd. Calculate the instantaneous voltage.
  • the dq inverse transformer 82 inputs the calculated three-phase instantaneous voltages to the proportional control calculator 83 .
  • the proportional control calculator 83 performs a proportional calculation on the input instantaneous three-phase voltages, thereby controlling each phase of the AC power of the main circuit unit 12 based on the input instantaneous three-phase voltages. Estimated values Va(virtual), Vb(virtual), Vc(virtual) of phase voltages Va(PCS), Vb(PCS), Vc(PCS) are calculated.
  • the configuration of the voltage estimation unit 60 is not limited to the above.
  • the configuration of the voltage estimator 60 is such that the phase voltage Va (PCS ), Vb(PCS), and Vc(PCS) estimated values Va(virtual), Vb(virtual), and Vc(virtual).
  • the dq inverse transform unit 61 is the same as the dq inverse transform unit 40 described with reference to FIG. 2, so detailed description is omitted.
  • the dq inverse transform unit 61 inputs the calculated instantaneous voltage command values Va, Vb, and Vc to the first subtractor 62 .
  • the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous value voltage of each phase are input to the first subtractor 62 from the dq inverse transforming section 61, and the AC power of the main circuit section 12 calculated by the voltage estimating section 60 is input to the first subtractor 62.
  • Estimated values Va(virtual), Vb(virtual) and Vc(virtual) of phase voltages Va(PCS), Vb(PCS) and Vc(PCS) of respective phases are inputted.
  • a first subtractor 62 calculates estimated values Va (virtual), Vb By subtracting (virtual) and Vc (virtual), the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous value voltage of each phase and the estimated values of the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase Differences from Va (virtual), Vb (virtual), and Vc (virtual) are calculated.
  • the first proportional calculator 63 multiplies the difference calculated by the first subtractor 62 by the first proportionality constant Kp1 to obtain the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase. Correction values are calculated to approximate the command values Va, Vb, and Vc of the instantaneous value voltages of the respective phases. More specifically, the correction values are correction values for the phase line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of the AC power of the power converter 20 . The first proportional calculator 63 inputs the calculated correction value to the first adder 64 .
  • the correction value is input from the first proportional calculator 63 to the first adder 64, and the line current Ia (INV) of each phase of the AC power of the power conversion unit 20 measured by the first measuring device 16, Measured values of Ib(INV) and Ic(INV) are input.
  • the first adder 64 adds a correction value to the measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase.
  • the first adder 64 converts the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of the phases of the AC power output from the main circuit unit 12 into the command values of the instantaneous voltages of the phases.
  • the command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the power converter 20 required to approach Va, Vb, and Vc are calculated.
  • the first adder 64 inputs the calculated command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase to the limiter 65 .
  • the limiter 65 controls the phase line currents Ia (INV), Ib ( (INV) and Ic (INV) are limited to the upper limit, and the input command values for the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase are below the lower limit. First, the command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase are limited to lower limits.
  • the limiter 65 When each input command value is greater than the lower limit value and less than the upper limit value, the limiter 65 inputs each input command value as it is to the second subtractor 66 .
  • the limiter 65 limits each command value to the lower limit value when each input command value is equal to or less than the lower limit value, and inputs each command value after the limit to the second subtractor 66 .
  • the limiter 65 limits each command value to the upper limit value and inputs each command value after the limit to the second subtractor 66 .
  • the limiter 65 prevents an overcurrent from occurring in the main circuit section 12 due to a potential difference instantaneously generated due to a sudden change in the system voltage of the electric power system 2 or the like.
  • the command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase are input from the limiter 65 to the second subtractor 66, and the power conversion measured by the first measuring device 16 is input. Measured values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the unit 20 are input.
  • a second subtractor 66 calculates line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase from command values of line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase. By subtracting the measured values, the command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase and the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase are obtained. Calculate the difference from the measured value.
  • the second proportional calculator 67 multiplies the difference calculated by the second subtractor 66 by the second proportionality constant Kp2 to obtain line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase.
  • a correction value for outputting a current corresponding to the command value from the power conversion unit 20 is calculated. More specifically, the correction values are correction values for the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of the AC power output from the main circuit section 12 .
  • the second proportional calculator 67 inputs the calculated correction value to the second adder 68 .
  • the correction value is input from the second proportional calculator 67 to the second adder 68, and the phase voltages Va (PCS) and Vb of the AC power of the main circuit section 12 calculated by the voltage estimating section 60 are calculated.
  • Estimated values Va (virtual), Vb (virtual), and Vc (virtual) of (PCS) and Vc (PCS) are input.
  • the second adder 68 adds a correction value to the estimated values Va(virtual), Vb(virtual) and Vc(virtual) of the phase voltages Va(PCS), Vb(PCS) and Vc(PCS) of each phase. Thereby, the second adder 68 calculates the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) for each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the second adder 68 inputs the calculated instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) for each phase to the control signal generator 69 .
  • the control signal generator 69 is the same as the control signal generator 48 described with reference to FIG. 2, so detailed description thereof will be omitted.
  • the overcurrent suppression control unit 32c controls the phase voltage phase command value ⁇ , the phase voltage amplitude command value
  • Estimated values Va (virtual), Vb (virtual), and Vc (virtual) of Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) are used to suppress overcurrent at the output terminal of the main circuit unit 12. Then, the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref) and Vc(ref) are calculated.
  • the limiter 65 sets the command values of the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power output from the power conversion unit 20 to the lower limit value and the upper limit value.
  • the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) are calculated so as to suppress overcurrent at the output end of the main circuit unit 12 by limiting between be able to.
  • the overcurrent suppression control unit 32c controls the phase voltage phase command value ⁇ , the phase voltage amplitude command value
  • the instantaneous voltage output command values Va(ref), Vb(ref), and Vc(ref) may be calculated so as to suppress overcurrent at .
  • the first measuring device 16 does not necessarily have to measure the phase voltages Va (INV), Vb (INV), and Vc (INV) of each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the first measuring device 16 may be configured to measure only the line currents Ia (INV), Ib (INV), and Ic (INV) of each phase of the AC power output from the power converter 20 .
  • the second measuring device 18 does not necessarily measure the phase voltages Va (PCS), Vb (PCS), and Vc (PCS) of each phase of the AC power output from the main circuit section 12, and the line current of each phase. It is not necessary to input the measurement results of Ia (PCS), Ib (PCS), and Ic (PCS) to the control device 14 .
  • the second measuring device 18 may be configured to input only the measurement results of the active power P (PCS) at the output end of the main circuit section 12 and the reactive power Q (PCS) at the output end of the main circuit section 12 to the control device 14. good.
  • the configuration of the overcurrent suppression control unit is not limited to the above, but includes phase voltage phase command value ⁇ , phase voltage amplitude command value

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Abstract

入力された電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部から出力された前記交流電力を正弦波に近付けるフィルタ回路と、を有する主回路部と、前記電力変換部の動作を制御することにより、前記主回路部による電力の変換を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記主回路部の出力端での過電流を抑制するように、前記電力変換部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する過電流抑制制御部を有する電力変換装置が提供される。これにより、電圧制御運転をした場合にも、過電流の発生を抑制できる電力変換装置及びその制御装置が提供される。

Description

電力変換装置及び制御装置
　本発明の実施形態は、電力変換装置、及びその制御装置に関する。
　電圧源電圧制御型の電力変換装置（Grid forming inverter）が知られている。電圧源電圧制御型の電力変換装置は、電圧源電流制御型の電力変換装置（Grid following inverter）と比べて、系統連系運転と自立運転とのシームレスな移行を実現することができる。
　しかしながら、電力変換装置が電圧制御運転をした場合、系統電圧の急変などで瞬時的に発生する電位差により、電力変換装置に過電流が発生し、スイッチング素子などの電力変換装置の内部の部品が故障してしまう可能性がある。
　このため、電力変換装置及びその制御装置においては、電圧制御運転をした場合にも、過電流の発生を抑制できるようにすることが望まれる。
特開２０２０－１９８７０５号公報
　本発明の実施形態は、電圧制御運転をした場合にも、過電流の発生を抑制できる電力変換装置及びその制御装置を提供する。
　本発明の実施形態によれば、入力された電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部から出力された前記交流電力を正弦波に近付けるフィルタ回路と、を有する主回路部と、前記電力変換部の動作を制御することにより、前記主回路部による電力の変換を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、有効電力指令値及び無効電力指令値が入力されるとともに、前記主回路部の出力端の前記有効電力及び前記無効電力の各測定値が入力され、前記有効電力指令値と前記有効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧位相指令値を演算し、前記無効電力指令値と前記無効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧振幅指令値を演算する指令値演算部と、前記相電圧位相指令値、前記相電圧振幅指令値、前記電力変換部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値、及び前記主回路部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値の各入力情報のいずれかを用いて、前記主回路部の出力端での過電流を抑制するように、前記電力変換部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する過電流抑制制御部と、を有し、演算した前記瞬時値電圧出力指令値に応じた電圧が前記電力変換部から出力されるように、前記電力変換部の動作を制御する電力変換装置が提供される。
　本発明の実施形態によれば、電圧制御運転をした場合にも、過電流の発生を抑制できる電力変換装置及びその制御装置が提供される。
実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。 実施形態に係る過電流抑制制御部を模式的に表すブロック図である。 実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。 参考の電力変換装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。 実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。 実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。 実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。
　以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
　なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
　なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　図１は、実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
　図１に表したように、電力変換装置１０は、主回路部１２と、制御装置１４と、第１計測装置１６と、第２計測装置１８と、を備える。主回路部１２は、電力の変換を行う。制御装置１４は、主回路部１２による電力の変換を制御する。
　主回路部１２は、電力系統２及び電源装置４と接続される。電力系統２は、交流の電力系統である。電力系統２の交流電力は、例えば、三相交流電力である。但し、電力系統２の交流電力は、単相交流電力などでもよい。電源装置４は、例えば、蓄電池などを用いた蓄電装置である。電源装置４は、主回路部１２に直流電力を出力する。
　主回路部１２は、例えば、電源装置４から入力された直流電力を電力系統２に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を電力系統２に出力するとともに、電力系統２から入力された交流電力を直流電力に変換することにより、電源装置４を充電する。これにより、主回路部１２は、電源装置４を電力系統２と連系させる。
　電源装置４は、蓄電装置に限ることなく、例えば、太陽電池パネルなどでもよい。この場合、主回路部１２は、電力系統２から入力された交流電力を直流電力に変換する機能を有しなくてもよい。
　また、電源装置４は、例えば、風力発電機やガスタービン発電機などの他の発電機でもよい。電源装置４から主回路部１２に入力される電力は、直流電力に限ることなく、交流電力でもよい。主回路部１２は、電源装置４から入力された交流電力を電力系統２に対応した別の交流電力に変換する構成でもよい。電源装置４は、例えば、電力系統２と異なる別の電力系統でもよい。主回路部１２は、例えば、周波数の異なる２つの電力系統を連系させる周波数変換装置などでもよい。
　このように、主回路部１２による電力の変換は、直流から交流への変換に限ることなく、電源装置４の電力を電力系統２に対応した交流電力に変換する任意の変換でよい。
　主回路部１２は、電力変換部２０と、フィルタ回路２２と、を有する。電力変換部２０は、電力の変換を行う。電力変換部２０は、例えば、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子のスイッチングにより、電力の変換を行う。電力変換部２０は、例えば、三相ブリッジ接続された複数のスイッチング素子を有する。電力変換部２０の構成は、複数のスイッチング素子のスイッチングなどにより、入力された電力を電力系統２に対応した交流電力に変換可能な任意の構成でよい。
　フィルタ回路２２は、電力変換部２０の交流側に設けられる。換言すれば、フィルタ回路２２は、電力変換部２０と電力系統２との間に設けられる。フィルタ回路２２は、電力変換部２０から出力された交流電力を正弦波に近付ける。フィルタ回路２２は、例えば、電力変換部２０から出力された交流電力に含まれる高周波成分を抑制することにより、電力変換部２０から出力された交流電力を正弦波に近付ける。
　フィルタ回路２２は、例えば、電力変換部２０の交流出力点に対して直列に接続されるリアクトル２４と、電力変換部２０の交流出力点に対して並列に接続されるコンデンサ２６と、を有する。リアクトル２４及びコンデンサ２６は、電力変換部２０から出力される交流電力の各相毎に設けられる。但し、フィルタ回路２２の構成は、これに限ることなく、電力変換部２０から出力された交流電力を正弦波に近付けることが可能な任意の構成でよい。
　第１計測装置１６は、電力変換部２０から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）、及び各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）を測定し、測定結果を制御装置１４に入力する。
　第２計測装置１８は、主回路部１２（フィルタ回路２２）から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）、主回路部１２の出力端における有効電力Ｐ（ＰＣＳ）、及び主回路部１２の出力端における無効電力Ｑ（ＰＣＳ）を測定し、測定結果を制御装置１４に入力する。
　制御装置１４は、電力変換部２０の動作を制御することにより、主回路部１２による電力の変換を制御する。換言すれば、制御装置１４は、電力変換部２０の複数のスイッチング素子のスイッチングを制御する。
　制御装置１４には、第１計測装置１６及び第２計測装置１８の測定結果が入力されるとともに、主回路部１２から出力する交流電力の有効電力指令値及び無効電力指令値が、上位のコントローラなどから入力される。
　制御装置１４は、第１計測装置１６及び第２計測装置１８から入力された各測定結果と、上位のコントローラなどから入力された有効電力指令値及び無効電力指令値と、を基に、電力変換部２０の動作を制御する。
　より具体的には、制御装置１４は、入力された各測定結果、有効電力指令値、及び無効電力指令値を基に、電力変換部２０から出力する交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算し、演算した瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）に応じた電圧が電力変換部２０から出力されるように、電力変換部２０の動作を制御する。
　このように、制御装置１４は、主回路部１２の出力電圧を制御する。制御装置１４は、主回路部１２の電圧制御運転を行う。なお、各測定結果は、第１計測装置１６及び第２計測装置１８から直接的に制御装置１４に入力することに限ることなく、例えば、上位のコントローラなどを介して制御装置１４に入力してもよい。
　また、主回路部１２の出力端における有効電力Ｐ（ＰＣＳ）の測定値、及び主回路部１２の出力端における無効電力Ｑ（ＰＣＳ）の測定値は、第２計測装置１８から制御装置１４に入力する構成に限ることなく、例えば、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の各測定値を基に、制御装置１４内で演算して求めてもよい。第２計測装置１８は、必ずしも有効電力Ｐ（ＰＣＳ）及び無効電力Ｑ（ＰＣＳ）を測定しなくてもよい。
　制御装置１４は、指令値演算部３０と、過電流抑制制御部３２と、を有する。指令値演算部３０には、上位のコントローラなどから入力された有効電力指令値及び無効電力指令値が入力されるとともに、第２計測装置１８によって測定された有効電力Ｐ（ＰＣＳ）及び無効電力Ｑ（ＰＣＳ）の各測定値が入力される。
　指令値演算部３０は、有効電力指令値と有効電力Ｐ（ＰＣＳ）の測定値とを基に、主回路部１２から出力する交流電力の相電圧位相指令値θを演算する。そして、指令値演算部３０は、無効電力指令値と無効電力Ｑ（ＰＣＳ）の測定値とを基に、主回路部１２から出力する交流電力の相電圧振幅指令値｜Ｖ｜を演算する。指令値演算部３０は、演算した相電圧位相指令値θ及び相電圧振幅指令値｜Ｖ｜を過電流抑制制御部３２に入力する。なお、相電圧位相指令値θ及び相電圧振幅指令値｜Ｖ｜の演算には、周知の演算方法を用いればよい。
　過電流抑制制御部３２には、指令値演算部３０から相電圧位相指令値θ及び相電圧振幅指令値｜Ｖ｜が入力されるとともに、第１計測装置１６によって測定された相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）、及び第２計測装置１８によって測定された相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の各測定値のいずれかが入力される。
　過電流抑制制御部３２は、相電圧位相指令値θ、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜、相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）、相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の各入力情報のいずれかを用いて、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　図２は、実施形態に係る過電流抑制制御部を模式的に表すブロック図である。
　図２に表したように、過電流抑制制御部３２は、ｄｑ逆変換部４０と、過電流検出器４２と、比例演算器４４と、減算器４６と、制御信号生成部４８と、を有する。
　ｄｑ逆変換部４０には、相電圧位相指令値θと相電圧振幅指令値｜Ｖ｜とが入力される。相電圧振幅指令値｜Ｖ｜は、ｄ軸成分の電圧信号としてｄｑ逆変換部４０に入力される。また、ｄｑ逆変換部４０には、ｑ軸成分の電圧信号として「０」が入力される。ｄｑ逆変換部４０は、入力された相電圧位相指令値θ、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜、及びｑ軸成分の電圧信号に対してｄｑ逆変換（逆ｐａｒｋ変換）を行う。これにより、ｄｑ逆変換部４０は、相電圧位相指令値θ及び相電圧振幅指令値｜Ｖ｜を基に、主回路部１２から出力する交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを演算する。そして、ｄｑ逆変換部４０は、演算した瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを減算器４６に入力する。
　過電流検出器４２には、第１計測装置１６によって測定された電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が入力される。
　過電流検出器４２は、電力変換部２０の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の過電流の大きさを検出する。過電流検出器４２は、例えば、電力変換部２０の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値に対して不感帯を設定することにより、不感帯を超過した成分を過電流の大きさとして検出する。
　過電流検出器４２は、換言すれば、電力変換部２０の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）に対して上限値と下限値とを設定する。上限値は、換言すれば、正側の過電流の閾値である。下限値は、換言すれば、負側の過電流の閾値である。過電流検出器４２は、上限値と下限値との間を不感帯として設定する。
　過電流検出器４２は、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が上限値以上である場合に、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値のうちの上限値を超えた分の値を過電流の大きさとして検出する。
　過電流検出器４２は、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が下限値以下である場合に、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値のうちの下限値を超えた分の値を過電流の大きさとして検出する。
　そして、過電流検出器４２は、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が上限値と下限値との間の範囲内にある場合には、「０」を過電流の大きさとして検出する。
　過電流検出器４２は、検出した線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の過電流の大きさを比例演算器４４に入力する。
　比例演算器４４は、過電流検出器４２から入力された過電流の大きさに対して比例定数Ｋｐを乗算することにより、主回路部１２の交流電力の各相の瞬時値電圧の補正値を演算する。補正値は、より詳しくは、検出された過電流の大きさに応じた分だけ電力変換部２０の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の大きさを減少させるための主回路部１２の交流電力の各相の瞬時値電圧の補正値である。比例演算器４４は、演算した補正値を減算器４６に入力する。
　減算器４６は、比例演算器４４から入力された補正値をｄｑ逆変換部４０から入力された主回路部１２の交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃから減算する。すなわち、減算器４６は、検出された過電流の成分（電流不感帯を超過した成分）に応じて瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを抑制する。これにより、減算器４６は、電力系統２の系統電圧の急変などで瞬時的に発生する電位差により、主回路部１２に過電流が発生してしまうことを抑制する。
　減算器４６は、減算結果を電力変換部２０の交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）とし、演算した各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を制御信号生成部４８に入力する。
　制御信号生成部４８は、減算器４６から入力された各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）に応じた電圧を電力変換部２０から出力するための制御信号を生成し、生成した制御信号を電力変換部２０に入力する。これにより、制御信号生成部４８は、各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）に応じた電圧を電力変換部２０に出力させる。
　制御信号生成部４８は、例えば、各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を基に、正弦波パルス幅変調制御を行うことにより、電力変換部２０の各スイッチング素子のスイッチングを制御するための制御信号を生成する。但し、制御信号生成部４８の構成は、これに限ることなく、各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）に応じた電圧を電力変換部２０から出力するための制御信号を生成可能な任意の構成でよい。
　例えば、制御信号生成部４８は、主回路部１２側に設け、制御装置１４（過電流抑制制御部３２）から主回路部１２に各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を入力し、主回路部１２側で制御信号を生成する構成としてもよい。過電流抑制制御部３２は、必ずしも制御信号生成部４８を有しなくてもよい。
　このように、この例において、過電流抑制制御部３２は、相電圧位相指令値θと、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜と、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、を基に、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　この場合、第１計測装置１６は、必ずしも電力変換部２０から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）を測定しなくてもよい。第１計測装置１６は、電力変換部２０から出力される交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のみを測定する構成でもよい。
　また、この場合、第２計測装置１８は、必ずしも主回路部１２から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定結果を制御装置１４に入力しなくてもよい。第２計測装置１８は、主回路部１２の出力端における有効電力Ｐ（ＰＣＳ）、及び主回路部１２の出力端における無効電力Ｑ（ＰＣＳ）の測定結果のみを制御装置１４に入力する構成でもよい。
　図３は、実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。
　図４は、参考の電力変換装置の動作の一例を模式的に表すグラフである。
　図４は、制御装置１４が過電流抑制制御部３２を有していない参考の電力変換装置の動作の一例を模式的に表す。
　図３及び図４において、横軸は、時間（秒）であり、縦軸は、主回路部１２の定格出力を基準とした出力電流（ｐｕ：ｐｅｒ　ｕｎｉｔ）である。
　図３は、時刻ｔ１～ｔ２において、事故点残留電圧が約５０％の三線地絡事故が発生した場合の電力変換装置１０の動作の一例を表す。図４は、同様の場合の参考の電力変換装置の動作の一例を表す。
　図４に表したように、過電流抑制制御部３２を有していない参考の電力変換装置では、事故の発生の際に、主回路部１２の出力電流が、±２（ｐｕ）を超えている。
　これに対し、実施形態に係る電力変換装置１０では、過電流抑制制御部３２の過電流検出器４２において不感帯の上限値を＋１．２（ｐｕ）、不感帯の下限値を－１．２（ｐｕ）に設定している。これにより、実施形態に係る電力変換装置１０では、図３に表したように、事故の発生の際にも、主回路部１２の出力電流を±１．２（ｐｕ）程度に抑えることができている。電力変換装置１０では、過電流抑制制御部３２を有しない参考の電力変換装置と比べて、事故の発生の際にも、過電流の発生を抑制することができている。
　以上、説明したように、本実施形態に係る電力変換装置１０では、制御装置１４が、過電流抑制制御部３２を有する。これにより、電圧制御運転をした場合にも、過電流の発生を抑制することができる。例えば、系統電圧の急変などで瞬時的な電位差が発生した場合などにも、主回路部１２に過電流が発生し、電力変換部２０のスイッチング素子などの主回路部１２の内部の部品が故障してしまうことを抑制することができる。
　図５は、実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。
　なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
　図５に表したように、過電流抑制制御部３２ａでは、過電流検出器４２の入力が、第２計測装置１８によって測定された主回路部１２の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値に置き換えられている。
　過電流抑制制御部３２ａは、主回路部１２の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の過電流の大きさを検出し、検出した過電流の成分に応じて瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを抑制することにより、主回路部１２の出力端での過電流を抑制する。
　このように、過電流抑制制御部３２ａは、相電圧位相指令値θと、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜と、主回路部１２の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値と、を基に、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する構成でもよい。この場合、電力変換装置１０は、必ずしも第１計測装置１６を備えていなくてもよい。電力変換装置１０は、第２計測装置１８のみを備える構成でもよい。
　図６は、実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。
　図６に表したように、過電流抑制制御部３２ｂは、ｄｑ逆変換部５０と、第１減算器５１と、第１比例演算器５２と、リミッタ５３と、第２減算器５４と、第２比例演算器５５と、加算器５６と、制御信号生成部５７と、を有する。
　ｄｑ逆変換部５０は、図２に関して説明したｄｑ逆変換部４０と同様であるから、詳細な説明は省略する。ｄｑ逆変換部５０は、演算した瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを第１減算器５１に入力する。
　第１減算器５１には、ｄｑ逆変換部５０から各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが入力されるとともに、第２計測装置１８によって測定された主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値が入力される。
　第１減算器５１は、各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃから各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値を差し引くことにより、各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃと各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値との差分を演算する。
　第１比例演算器５２は、第１減算器５１によって演算された差分に第１比例定数Ｋｐ１を乗算することにより、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）を各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに近付けるための、主回路部１２から出力される交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値を演算する。第１比例演算器５２は、演算した指令値をリミッタ５３に入力する。
　リミッタ５３は、入力された各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値が上限値以上である場合に、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値を上限値に制限するとともに、入力された各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値が下限値以下である場合に、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値を下限値に制限する。
　リミッタ５３は、入力された各指令値が下限値よりも大きくかつ上限値よりも小さい場合には、入力された各指令値をそのまま第２減算器５４に入力する。リミッタ５３は、入力された各指令値が下限値以下である場合には、各指令値を下限値に制限し、制限後の各指令値を第２減算器５４に入力する。そして、リミッタ５３は、入力された各指令値が上限値以上である場合には、各指令値を上限値に制限し、制限後の各指令値を第２減算器５４に入力する。これにより、リミッタ５３は、電力系統２の系統電圧の急変などで瞬時的に発生する電位差により、主回路部１２に過電流が発生してしまうことを抑制する。
　第２減算器５４には、リミッタ５３から各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値が入力されるとともに、第２計測装置１８によって測定された主回路部１２の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値が入力される。
　第２減算器５４は、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値から各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値を差し引くことにより、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値と各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値との差分を演算する。
　第２比例演算器５５は、第２減算器５４によって演算された差分に第２比例定数Ｋｐ２を乗算することにより、各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値に応じた電流を電力変換部２０から出力するための補正値を演算する。補正値は、より詳しくは、主回路部１２から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の補正値である。第２比例演算器５５は、演算した補正値を加算器５６に入力する。
　加算器５６には、第２比例演算器５５から補正値が入力されるとともに、第２計測装置１８によって測定された主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値が入力される。
　加算器５６は、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値に補正値を加算する。これにより、加算器５６は、電力変換部２０から出力する交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　加算器５６は、演算した各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を制御信号生成部５７に入力する。制御信号生成部５７は、図２に関して説明した制御信号生成部４８と同様であるから、詳細な説明は省略する。
　過電流抑制制御部３２ｂは、相電圧位相指令値θ、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜、相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の各測定値を用いて、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　過電流抑制制御部３２ｂでは、リミッタ５３が、主回路部１２から出力される交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の指令値を下限値と上限値との間に制限することにより、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算することができる。
　このように、過電流抑制制御部３２ｂは、相電圧位相指令値θと、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜と、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の測定値と、主回路部１２の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定値と、を基に、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する構成でもよい。この場合も、電力変換装置１０は、必ずしも第１計測装置１６を備えていなくてもよい。電力変換装置１０は、第２計測装置１８のみを備える構成でもよい。
　図７は、実施形態に係る過電流抑制制御部の変形例を模式的に表すブロック図である。
　図７に表したように、過電流抑制制御部３２ｃは、電圧推定部６０と、ｄｑ逆変換部６１と、第１減算器６２と、第１比例演算器６３と、第１加算器６４と、リミッタ６５と、第２減算器６６と、第２比例演算器６７と、第２加算器６８と、制御信号生成部６９と、を有する。
　電圧推定部６０は、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値を基に、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定を行う。
　電圧推定部６０には、例えば、指令値演算部３０で演算された相電圧位相指令値θと、第１計測装置１６によって測定された電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、が入力される。
　電圧推定部６０は、例えば、相電圧位相指令値θと、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、を基に、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）を演算する。
　電圧推定部６０は、例えば、ｄｑ変換部８０と、係数演算器８１と、ｄｑ逆変換部８２と、比例制御演算器８３と、を有する。
　ｄｑ変換部８０には、相電圧位相指令値θと、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、が入力される。
　ｄｑ変換部８０は、入力された相電圧位相指令値θと、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、に対してｄｑ変換（ｐａｒｋ変換）を行うことにより、相電圧位相指令値θと、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、を基に、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のｄ軸成分を表す電流信号Ｉｄと、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のｑ軸成分を表す電流信号Ｉｑと、を演算する。ｄｑ変換部８０は、演算した電流信号Ｉｄをｄｑ逆変換部８２に入力するとともに、演算した電流信号Ｉｑを係数演算器８１に入力する。
　係数演算器８１は、入力された電流信号Ｉｑに係数「－１」を乗算する演算を行い、演算後の電流信号－Ｉｑをｄｑ逆変換部８２に入力する。
　ＤＱ電圧は、ＤＱ電流の位相を９０度ずらしたものに比例する。主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）のｑ軸成分を表す電圧信号Ｖｑは、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のｄ軸成分を表す電流信号Ｉｄによって推定することができる。そして、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）のｄ軸成分を表す電圧信号Ｖｄは、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のｑ軸成分を表す電流信号Ｉｑに「－１」を乗算した電流信号－Ｉｑによって推定することができる。
　このため、ｄｑ変換部８０は、演算した電流信号Ｉｄを電圧信号Ｖｑとしてｄｑ逆変換部８２に入力する。係数演算器８１は、演算した電流信号－Ｉｑを電圧信号Ｖｄとしてｄｑ逆変換部８２に入力する。
　ｄｑ逆変換部８２には、電圧信号Ｖｑ（電流信号Ｉｄ）及び電圧信号Ｖｄ（電流信号－Ｉｑ）が入力されるとともに、相電圧位相指令値θが入力される。
　ｄｑ逆変換部８２は、入力された相電圧位相指令値θ、電圧信号Ｖｑ、Ｖｄに対してｄｑ逆変換（逆ｐａｒｋ変換）を行うことにより、電圧信号Ｖｑ、Ｖｄを基に、三相の瞬時値電圧を演算する。ｄｑ逆変換部８２は、演算した三相の瞬時値電圧を比例制御演算器８３に入力する。
　比例制御演算器８３は、入力された三相の瞬時値電圧に対して比例演算を行うことにより、入力された三相の瞬時値電圧を基に、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）を演算する。
　なお、電圧推定部６０の構成は、上記に限定されるものではない。電圧推定部６０の構成は、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値を基に、主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）を演算可能な任意の構成でよい。
　ｄｑ逆変換部６１は、図２に関して説明したｄｑ逆変換部４０と同様であるから、詳細な説明は省略する。ｄｑ逆変換部６１は、演算した瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを第１減算器６２に入力する。
　第１減算器６２には、ｄｑ逆変換部６１から各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが入力されるとともに、電圧推定部６０によって演算された主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）が入力される。
　第１減算器６２は、各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃから各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）を差し引くことにより、各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃと各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）との差分を演算する。
　第１比例演算器６３は、第１減算器６２によって演算された差分に第１比例定数Ｋｐ１を乗算することにより、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）を各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに近付けるための補正値を演算する。補正値は、より詳しくは、電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の補正値である。第１比例演算器６３は、演算した補正値を第１加算器６４に入力する。
　第１加算器６４には、第１比例演算器６３から補正値が入力されるとともに、第１計測装置１６によって測定された電力変換部２０の交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が入力される。
　第１加算器６４は、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値に補正値を加算する。これにより、第１加算器６４は、主回路部１２から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）を各相の瞬時値電圧の指令値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに近付けるために必要な電力変換部２０の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値を演算する。第１加算器６４は、演算した各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値をリミッタ６５に入力する。
　リミッタ６５は、入力された各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値が上限値以上である場合に、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値を上限値に制限するとともに、入力された各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値が下限値以下である場合に、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値を下限値に制限する。
　リミッタ６５は、入力された各指令値が下限値よりも大きくかつ上限値よりも小さい場合には、入力された各指令値をそのまま第２減算器６６に入力する。リミッタ６５は、入力された各指令値が下限値以下である場合には、各指令値を下限値に制限し、制限後の各指令値を第２減算器６６に入力する。そして、リミッタ６５は、入力された各指令値が上限値以上である場合には、各指令値を上限値に制限し、制限後の各指令値を第２減算器６６に入力する。これにより、リミッタ６５は、電力系統２の系統電圧の急変などで瞬時的に発生する電位差により、主回路部１２に過電流が発生してしまうことを抑制する。
　第２減算器６６には、リミッタ６５から各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値が入力されるとともに、第１計測装置１６によって測定された電力変換部２０の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値が入力される。
　第２減算器６６は、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値から各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値を差し引くことにより、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値と各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値との差分を演算する。
　第２比例演算器６７は、第２減算器６６によって演算された差分に第２比例定数Ｋｐ２を乗算することにより、各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値に応じた電流を電力変換部２０から出力するための補正値を演算する。補正値は、より詳しくは、主回路部１２から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の補正値である。第２比例演算器６７は、演算した補正値を第２加算器６８に入力する。
　第２加算器６８には、第２比例演算器６７から補正値が入力されるとともに、電圧推定部６０によって演算された主回路部１２の交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）が入力される。
　第２加算器６８は、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）に補正値を加算する。これにより、第２加算器６８は、電力変換部２０から出力する交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　第２加算器６８は、演算した各相の瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を制御信号生成部６９に入力する。制御信号生成部６９は、図２に関して説明した制御信号生成部４８と同様であるから、詳細な説明は省略する。
　過電流抑制制御部３２ｃは、相電圧位相指令値θ、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値、及び各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）を用いて、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する。
　過電流抑制制御部３２ｃでは、リミッタ６５が、電力変換部２０から出力される交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の指令値を下限値と上限値との間に制限することにより、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算することができる。
　このように、過電流抑制制御部３２ｃは、相電圧位相指令値θと、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜と、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）の測定値と、各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）の推定値Ｖａ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｂ（ｖｉｒｔｕａｌ）、Ｖｃ（ｖｉｒｔｕａｌ）と、を基に、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算する構成でもよい。
　この場合、第１計測装置１６は、必ずしも電力変換部２０から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）を測定しなくてもよい。第１計測装置１６は、電力変換部２０から出力される交流電力の各相の線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）のみを測定する構成でもよい。
　また、この場合、第２計測装置１８は、必ずしも主回路部１２から出力される交流電力の各相の相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び各相の線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の測定結果を制御装置１４に入力しなくてもよい。第２計測装置１８は、主回路部１２の出力端における有効電力Ｐ（ＰＣＳ）、及び主回路部１２の出力端における無効電力Ｑ（ＰＣＳ）の測定結果のみを制御装置１４に入力する構成でもよい。
　なお、過電流抑制制御部の構成は、上記に限ることなく、相電圧位相指令値θ、相電圧振幅指令値｜Ｖ｜、相電圧Ｖａ（ＩＮＶ）、Ｖｂ（ＩＮＶ）、Ｖｃ（ＩＮＶ）、線電流Ｉａ（ＩＮＶ）、Ｉｂ（ＩＮＶ）、Ｉｃ（ＩＮＶ）、相電圧Ｖａ（ＰＣＳ）、Ｖｂ（ＰＣＳ）、Ｖｃ（ＰＣＳ）、及び線電流Ｉａ（ＰＣＳ）、Ｉｂ（ＰＣＳ）、Ｉｃ（ＰＣＳ）の各入力情報のいずれかを用いて、主回路部１２の出力端での過電流を抑制するように、瞬時値電圧出力指令値Ｖａ（ｒｅｆ）、Ｖｂ（ｒｅｆ）、Ｖｃ（ｒｅｆ）を演算可能な任意の構成でよい。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (7)

  1. 　入力された電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部から出力された前記交流電力を正弦波に近付けるフィルタ回路と、を有する主回路部と、
    　前記電力変換部の動作を制御することにより、前記主回路部による電力の変換を制御する制御装置と、
    　を備え、
    　前記制御装置は、
    　　有効電力指令値及び無効電力指令値が入力されるとともに、前記主回路部の出力端の前記有効電力及び前記無効電力の各測定値が入力され、前記有効電力指令値と前記有効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧位相指令値を演算し、前記無効電力指令値と前記無効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧振幅指令値を演算する指令値演算部と、
    　　前記相電圧位相指令値、前記相電圧振幅指令値、前記電力変換部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値、及び前記主回路部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値の各入力情報のいずれかを用いて、前記主回路部の出力端での過電流を抑制するように、前記電力変換部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する過電流抑制制御部と、
    　を有し、演算した前記瞬時値電圧出力指令値に応じた電圧が前記電力変換部から出力されるように、前記電力変換部の動作を制御する電力変換装置。
  2. 　前記過電流抑制制御部は、
    　　前記相電圧位相指令値及び前記相電圧振幅指令値を基に、ｄｑ逆変換を行うことにより、前記主回路部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値を演算するｄｑ逆変換部と、
    　　前記電力変換部の前記交流電力の線電流の過電流の大きさを検出する過電流検出器と、
    　　前記過電流検出器から入力された過電流の大きさに対して比例定数を乗算することにより、前記主回路部の前記交流電力の各相の瞬時値電圧の補正値を演算する比例演算器と、
    　　前記比例演算器から入力された前記補正値を前記ｄｑ逆変換部から入力された前記主回路部の前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値から減算することにより、減算結果を前記電力変換部の前記交流電力の前記各相の瞬時値電圧出力指令値として演算する減算器と、
    　を有する請求項１記載の電力変換装置。
  3. 　前記過電流抑制制御部は、
    　　前記相電圧位相指令値及び前記相電圧振幅指令値を基に、ｄｑ逆変換を行うことにより、前記主回路部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値を演算するｄｑ逆変換部と、
    　　前記主回路部の前記交流電力の線電流の過電流の大きさを検出する過電流検出器と、
    　　前記過電流検出器から入力された過電流の大きさに対して比例定数を乗算することにより、前記主回路部の前記交流電力の各相の瞬時値電圧の補正値を演算する比例演算器と、
    　　前記比例演算器から入力された前記補正値を前記ｄｑ逆変換部から入力された前記主回路部の前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値から減算することにより、減算結果を前記電力変換部の前記交流電力の前記各相の瞬時値電圧出力指令値として演算する減算器と、
    　を有する請求項１記載の電力変換装置。
  4. 　前記過電流抑制制御部は、
    　　前記相電圧位相指令値及び前記相電圧振幅指令値を基に、ｄｑ逆変換を行うことにより、前記主回路部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値を演算するｄｑ逆変換部と、
    　　演算された前記各相の瞬時値電圧の指令値から前記主回路部の交流電力の各相の相電圧の測定値を差し引くことにより、前記各相の瞬時値電圧の指令値と前記各相の相電圧の測定値との差分を演算する第１減算器と、
    　　前記第１減算器によって演算された前記差分に第１比例定数を乗算することにより、前記主回路部の交流電力の前記各相の相電圧を、演算された前記各相の瞬時値電圧の指令値に近付けるための、前記主回路部から出力される前記交流電力の各相の線電流の指令値を演算する第１比例演算器と、
    　　前記各相の線電流の指令値が上限値以上である場合に、前記各相の線電流の指令値を前記上限値に制限するとともに、前記各相の線電流の指令値が下限値以下である場合に、前記各相の線電流の指令値を前記下限値に制限するリミッタと、
    　　前記リミッタから入力された前記各相の線電流の指令値から前記主回路部の前記交流電力の各相の線電流Ｉａの測定値を差し引くことにより、前記各相の線電流の指令値と前記各相の線電流の測定値との差分を演算する第２減算器と、
    　　前記第２減算器によって演算された前記差分に第２比例定数を乗算することにより、前記各相の線電流Ｉａの指令値に応じた電流を前記電力変換部から出力するための補正値を演算する第２比例演算器と、
    　　前記主回路部の前記交流電力の前記各相の相電圧の測定値に前記補正値を加算することにより、前記電力変換部から出力する前記交流電力の前記各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する加算器と、
    　を有する請求項１記載の電力変換装置。
  5. 　前記過電流抑制制御部は、
    　　前記電力変換部の前記交流電力の各相の線電流の測定値を基に、前記主回路部の前記交流電力の各相の相電圧の推定値を演算する電圧推定部と、
    　　前記相電圧位相指令値及び前記相電圧振幅指令値を基に、ｄｑ逆変換を行うことにより、前記主回路部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧の指令値を演算するｄｑ逆変換部と、
    　　前記各相の瞬時値電圧の指令値から前記各相の相電圧の推定値を差し引くことにより、前記各相の瞬時値電圧の指令値と前記各相の相電圧の推定値との差分を演算する第１減算器と、
    　　前記第１減算器によって演算された前記差分に第１比例定数を乗算することにより、前記主回路部の前記交流電力の各相の相電圧を前記各相の瞬時値電圧の指令値に近付けるための補正値を演算する第１比例演算器と、
    　　前記電力変換部の前記交流電力の各相の線電流の測定値に前記第１比例演算器で演算された前記補正値を加算することにより、前記主回路部から出力される前記交流電力の各相の相電圧を前記各相の瞬時値電圧の指令値に近付けるために必要な前記電力変換部の前記交流電力の各相の線電流の指令値を演算する第１加算器と、
    　　前記各相の線電流の指令値が上限値以上である場合に、前記各相の線電流の指令値を前記上限値に制限するとともに、前記各相の線電流の指令値が下限値以下である場合に、前記各相の線電流の指令値を前記下限値に制限するリミッタと、
    　　前記リミッタから入力された前記各相の線電流の指令値から前記電力変換部の前記交流電力の各相の線電流の測定値を差し引くことにより、前記各相の線電流の指令値と前記各相の線電流の測定値との差分を演算する第２減算器と、
    　　前記第２減算器によって演算された前記差分に第２比例定数を乗算することにより、前記各相の線電流の指令値に応じた電流を前記電力変換部から出力するための補正値を演算する第２比例演算器と、
    　　前記各相の相電圧の推定値に前記第２比例演算器で演算された前記補正値を加算することにより、前記電力変換部から出力する前記交流電力の前記各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する第２加算器と、
    　を有する請求項１記載の電力変換装置。
  6. 　前記電圧推定部は、
    　　前記相電圧位相指令値と、前記電力変換部の前記交流電力の各相の線電流の測定値と、に対してｄｑ変換を行うことにより、前記相電圧位相指令値と、前記各相の線電流の測定値と、を基に、前記各相の線電流のｄ軸成分を表す電流信号と、前記各相の線電流のｑ軸成分を表す電流信号と、を演算する変換部と、
    　　前記ｑ軸成分を表す電流信号に－１を乗算する演算を行う係数演算器と、
    　　前記相電圧位相指令値、前記ｄ軸成分を表す電流信号、及び前記係数演算器で演算された後の前記ｑ軸成分を表す電流信号に対してｄｑ逆変換を行うことにより、前記ｄ軸成分を表す電流信号及び前記ｑ軸成分を表す電流信号を基に、三相の瞬時値電圧を演算する逆変換部と、
    　　前記三相の瞬時値電圧に対して比例演算を行うことにより、前記三相の瞬時値電圧を基に、前記主回路部の前記交流電力の前記各相の相電圧の推定値を演算する比例制御演算器と、
    　を有する請求項５記載の電力変換装置。
  7. 　入力された電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記電力変換部から出力された前記交流電力を正弦波に近付けるフィルタ回路と、を有する主回路部を備えた電力変換装置に用いられ、前記電力変換部の動作を制御することにより、前記主回路部による電力の変換を制御する制御装置であって、
    　有効電力指令値及び無効電力指令値が入力されるとともに、前記主回路部の出力端の有効電力及び無効電力の各測定値が入力され、前記有効電力指令値と前記有効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧位相指令値を演算し、前記無効電力指令値と前記無効電力の測定値とを基に、前記主回路部から出力する前記交流電力の相電圧振幅指令値を演算する指令値演算部と、
    　前記相電圧位相指令値、前記相電圧振幅指令値、前記電力変換部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値、及び前記主回路部の前記交流電力の相電圧及び線電流の各測定値の各入力情報のいずれかを用いて、前記主回路部の出力端での過電流を抑制するように、前記電力変換部から出力する前記交流電力の各相の瞬時値電圧出力指令値を演算する過電流抑制制御部と、
    　を備え、
    　演算した前記瞬時値電圧出力指令値に応じた電圧が前記電力変換部から出力されるように、前記電力変換部の動作を制御する制御装置。
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