CN109247034B - 系统互连用电力变换系统 - Google Patents

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Abstract

经由互连开关(5)将电力系统(3)与电力变换装置(1)互连，并且在电力变换装置(1)与互连开关(5)之间设置用户负载(6)，与互连开关(5)并联地连接用于在系统瞬停时维持用户负载(6)的电压的电压维持用负载(9)与负载切断开关(10)的串联电路，控制成在瞬停发生时，关断互连开关(5)，经由电压维持用负载(9)连接电力系统(3)和电力变换装置(1)，在瞬停恢复时，接通互连开关(5)而连接电力系统(3)和电力变换装置(1)。

Description

系统互连用电力变换系统
技术领域
本发明涉及将太阳能电池、蓄电池等的发电、蓄电装置连接于电力系统并控制来自电力系统的潮流电力、另外切断电力系统而将电力供给到家电等负载的系统互连用电力变换系统。
背景技术
在现有技术中，提出了一种经由互连开关与电力系统连接，并且负载与电力变换器的输出部连接的系统互连用电力变换系统，该系统互连用电力变换系统具备：互连开关控制单元，检测电力系统的状态，控制互连开关的开闭；开关电流指令制作单元，输出与互连开关的开闭控制状态相应的开关电流指令；开关电流控制单元，以追随于开关电流指令的方式控制互连开关的通电电流；以及变换器控制单元，将来自开关电流控制单元的控制信号作为电流指令而控制电力变换器的输出电流(例如，参照下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-333753号公报
发明内容
在系统互连用电力变换系统中，在电力系统的瞬停发生时，为了能够将瞬停恢复时的电力系统状态维持为瞬停发生前的状态，要求在某个一定期间不与电力系统断开。
另一方面，在停电时，互连开关被关断，所以从电力系统向用户负载的供给电压中断。在发生这样的事态的情况下，一般认为在个人电脑等用户负载中，会发生用户负载停止而数据丢失等不好的情况，所以要求继续施加电压以便在停电时也能够使用户负载的动作继续。
在如上述专利文献1所记载那样的以往的系统互连用电力变换系统中，在电力系统的瞬停发生时，降低将电力系统与用户负载进行连接的互连开关的开关电流，从而能够在降低开关任务的同时切断电力系统，但在开关动作的过渡期间中，用户负载的电压下降，根据过渡时间和瞬停剩余电压，用户负载有可能会停止。另外，在瞬停恢复前后，电力系统与用户之间的电力状态发生变化，有可能会对电力系统造成影响。
本发明的目的在于提供一种系统互连用电力变换系统，该系统互连用电力变换系统能够在瞬停发生时保持电力系统与用户负载之间的连接状态，且在瞬停期间中也将用户负载的电压维持在能够继续运转的电压的范围以内，在瞬停恢复时使电力系统与用户之间的电力状态还原到瞬停发生前的状态，能够抑制对电力系统的影响。
本发明提供一种系统互连用电力变换系统，具备经由互连开关与电力系统连接的电力变换装置，其中，与上述互连开关并联地连接串联电路，该串联电路包括用于在上述电力系统的瞬停时维持用户负载所需的电压的电压维持用负载和切断与上述电压维持用负载的连接的负载切断开关，并且上述系统互连用电力变换系统具备：电力信息检测部，检测上述电力系统中的系统电力信息、供给到上述用户负载的负载电力信息、上述用户负载与上述互连开关之间的潮流电力信息中的至少一个信息；电流电压指令制作部，根据来自上述电力信息检测部的电力信息，制作控制上述电力变换装置的输出电流的输出指令；变换器控制部，根据来自上述电流电压指令制作部的上述输出指令来控制上述电力变换装置；以及开关切换控制部，根据来自上述电力信息检测部的电力信息，生成使上述互连开关和上述负载切断开关分别动作的驱动信号。
根据本发明，能够在瞬停发生时关断互连开关，但利用负载切断开关经由电压维持用负载将用户负载和电力变换器连接于电力系统，且利用电力变换器的输出将用户负载的电压维持为一定电压，所以能够防止瞬停时的用户负载的停止。另外，能够当在瞬停恢复时互连开关接通时，使电力系统与用户之间的电力状态还原到瞬停发生前的状态，所以能够抑制对电力系统的影响，能够容易地进行潮流电力向电力系统的恢复。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的整体的概略的结构图。
图2是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的针对电力系统的状态变化的运转手法的一个例子的流程图。
图3是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的瞬停发生时的动作的时序图。
图4是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的停电发生时的动作的时序图。
图5是基于本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的电压维持用负载的电力接受点电压的维持原理的说明图。
图6是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的结构、特别是变换器控制部的内部结构的图。
图7是示出本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统的整体的概略的结构图。
图8是在本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统中设置有辅助开关的情况下的互连开关和辅助开关的接通、关断动作的说明图。
图9是在本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统中设置有辅助开关的情况下的互连开关和辅助开关的接通、关断动作的说明图。
图10是示出图1所示的实施方式1中的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图。
图11是示出图7所示的实施方式2中的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图。
图12是示出与图1所示的实施方式1对应的本发明的实施方式3的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图。
图13是示出与图7所示的实施方式2对应的本发明的实施方式3的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的整体的概略的结构图。
该实施方式1中的系统互连用电力变换系统具备对来自基于蓄电池、电动汽车(EV)等的蓄电装置2的电源的输出电力进行DC/DC变换、DC/AC变换等的电力变换装置1。在该电力变换装置1的输出侧与电力系统3之间设置有互连开关5，该互连开关5用于在停电时等电力系统3发生异常时切断电力系统3和电力变换装置1。另外，用户负载6、太阳能电池等发电装置7连接于电力变换装置1与互连开关5之间。
另外，与互连开关5并联地，用于在瞬停时将电力变换装置1的输出电压保持成一定以上的电压维持用负载9与用于切断与该电压维持用负载9的连接的负载切断开关10相互串联地连接。
进而，该系统互连用电力变换系统具有：电力信息检测部21，用于检测与电力系统3的电力供求状况及电力系统3的状态(具体而言例如，电力系统3的系统电力Ps、发电装置7的发电电力Pg、供给到用户负载6的负载电力Pr、电力变换装置1的输出与发电装置7的输出合流的电力接受点po处的电力接受点电压Vp、从电力变换装置1朝向电力系统3的潮流电力Pss、从电力系统3朝向用户负载6的逆潮流电力Prs等)；电流电压指令制作部22，根据该电力信息检测部21的检测输出来制作电力变换装置1输出到电力接受点po的电流电压的输出指令Co；变换器控制部23，根据来自该电流电压指令制作部22的输出指令Co来输出用于控制电力变换装置1的动作的电力变换装置驱动指令Cc；开关切换控制部24，根据电力信息检测部21的检测输出来进行互连开关5和负载切断开关10的接通/关断控制；以及开关驱动电路25，根据来自该开关切换控制部24的开关驱动指令Cs来对互连开关5和负载切断开关10进行接通/关断驱动。
此外，作为上述负载切断开关10，例如应用三端双向可控硅开关(triac)。另外，作为电压维持用负载9，例如能够使用电感、电容器、电阻等，另外，也可以利用由IGBT等有源元件构成的逆变器或转换器模拟地实现电压下降Vrs。
另外，本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统的电力变换装置1作为运转模式而切换控制互连运转模式Mr和自主运转模式Mi，在上述互连运转模式Mr下，与电力系统3连接并通过控制电力变换装置1的输出电流，控制电力系统3与用户负载6或者发电装置7之间的电力流通量，在上述自主运转模式Mi下，在与电力系统3解列的情况下控制电力变换装置1的输出电压以使向用户负载6或者发电装置7的施加电压成为预定的值。
在此，用户负载6或发电装置7通常当由于停电等而电力系统3的电压下降继续某种程度时，使动作停止。另外，当由于瞬停发生，发电装置7或系统互连用电力变换系统停止而从电力系统3解列、或者发电装置7或系统互连用电力变换系统的输出电力在瞬停前后变动时，在瞬停发生前后，电力系统3与用户负载6或发电装置7之间的电力流通急剧地变化，所以要求调整电力变换装置1的输出，以便尽量在瞬停发生前后使电力系统3与用户负载6以及发电装置7之间的电力流通不变动。
图2是示出本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统中的针对电力系统3的状态变化的运转手法的一个例子的流程图。另外，
图3是示出系统互连用电力变换系统的瞬停发生时的动作的时序图，
图4是示出停电发生时的动作的时序图。此外，在图3、图4中，为了简化说明，未考虑发电装置7。
参照图2所示的流程图、以及图3、图4所示的时序图，以下，说明针对电力系统3的状态变化的系统互连用电力变换系统的动作。此外，在图2中，以一定的运算循环反复执行从开始至结束为止的处理。
在根据由电力信息检测部21检测的系统信息(上述系统电力Ps、发电电力Pg、负载电力Pr、电力接受点电压Vp等信息)被判断为电力系统3维持为正常的系统电压Vs的情况(标志F＝0)下，互连开关5被接通，并且负载切断开关10也始终被接通，电压维持用负载9始终与电力系统3连接。此时，互连开关5的接通时的阻抗比电压维持用负载9的阻抗足够小，所以电力系统3与用户负载6之间的电流主要通过互连开关5。
另外，该系统互连用电力变换系统在电力系统3的正常时，使电力变换装置1的运转状态成为互连运转模式Mr，由电力信息检测部21监视电力系统3的系统电压Vs(步骤S1)。在系统电压Vs比预先设定的判定值下降的情况(图3的时刻t0)下，判定为电力系统3为瞬停(标志F＝1)，开关切换控制部24控制开关驱动电路25而关断互连开关5(图3的时刻t1)。此外，即使在该情况下，负载切断开关10也维持为接通状态，另外，电力变换装置1维持为互连运转模式Mr(步骤S2)。
在步骤S2中，当互连开关5被关断时，用户负载6与电力系统3经由电压维持用负载9而被连接。此时，如图5所示，当在停电发生前使电力从系统互连用电力变换系统或发电装置7流到电力系统3的情况(售电的情况)下，由于潮流电流而在电压维持用负载9的两端产生电压下降Vrs，所以在电力系统3的系统电压Vs下降的情况下，用户负载6的端部电压(电力接受点po处的电力接受点电压)Vp也成为Vp＝Vs+Vrs，并且被保持成一定以上以便收敛于用户负载6维持动作所需的容许电压范围内。
由此，用户负载6的端部电压Vp下降的期间仅为从电力系统3的系统电压Vs比预先设定的判定值下降的时间点(时刻t0)至互连开关5被关断的时间点(时刻t1)为止的延迟时间Td。该延迟时间Td通常为几毫秒(msec)～几十毫秒左右。通常，该延迟时间Td比用户负载6或发电装置7因电压下降而停止为止的时间足够短，所以能够抑制用户负载6的意外的停止。
在此，互连开关5为接通状态的情况下的潮流电流Is(用图5的虚线表示)与互连开关5被关断的情况下的潮流电流Is1(用图5的实线表示)不一定相同，互连开关5被关断时的电力接受点电压Vp(＝Vs+Vrs)根据电压维持用负载9的阻抗或停电时的潮流电流Is1的大小而有时产生过剩的电压失真，或者电压变得过大。而且，当过大的电压被施加到用户负载6时，有可能会由此招致用户负载6的不必要停止或损坏。
另外，关于电压维持用负载9，如果为了抑制其电力消耗而预先设定为足够大的阻抗，则相对于互连开关5被关断时的潮流电流Is1，作为电压下降量Vrs而产生的电压变大，上述电压失真或电压变得过大的可能性变高。如果为了避免这种情况而将电压维持用负载9的阻抗设定成小至某种程度，则相反地电力消耗变大，另外，有可能会导致电压维持用负载9的成本或尺寸的增大。
因而，在本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统中，作为互连开关5被关断时的对策，如图6所示构成电力变换装置1的变换器控制部23。此外，图6是用于以图1的系统互连用电力变换系统中的特别是变换器控制部23的结构为中心进行说明的图。
在图6中，变换器控制部23具备输出控制部23a和输出电压限制器23b。通常，根据来自电流电压指令制作部22的输出指令Co，输出控制部23a如输出指令Co那样驱动电力变换装置1。然后，在由电力信息检测部21检测到电力系统3的瞬停、且电力接受点电压Vp超过预先设定的基准值而成为过大电压的情况下，变换器控制部23的输出电压限制器23b动作，驱动电力变换装置1以便将电力接受点电压Vp维持成一定以下且还降低电压失真。由此，抑制根据互连开关5被关断时的电压维持用负载9或电力变换装置1与电力系统3之间的潮流电流Is1的大小来而在电力接受点po处产生过剩的电压失真及过大的电压。
通过进行这样的控制，能够在伴随瞬停发生而互连开关5被关断时对用户负载6施加适当的电压，且即使作为电压维持用负载9而具有比较大的阻抗，电力变换装置1也控制成将电力接受点电压Vp保持成恒定，所以能够抑制电压维持用负载9的电力消耗，能够抑制电压维持用负载9的成本及尺寸的增大。
接下来，如图2的流程图所示，系统互连用电力变换系统监视从电力系统3的电压的瞬停判定时间点(图3的时刻t0)起的经过时间(步骤S3)。
在处于被判定为电力系统3是瞬停(标志F＝1)的状态、且在从瞬停判定时间点(时刻t0)起的经过时间经过规定时间Tq为止的期间(即，当在步骤S3中为否的判断之后)，系统电压恢复到判定值以上的情况(在步骤S1中为否的判断)下，确定电力系统3为瞬停。
当确定为瞬停时，接下来，开关切换控制部24判定互连开关5是否关断(步骤S5)。当在步骤S5中确认互连开关5关断之后，电流电压指令制作部22根据由电力信息检测部21检测的负载电力Pr、逆潮流电力Prs、发电电力Pg等信息，对电力变换装置1提供电压或电流的输出指令Co，以使在互连开关5的接通后通过互连开关5的电流尽量成为最小(步骤S6)。变换器控制部23根据该输出指令Co驱动电力变换装置1，所以电力变换装置1输出追随于该输出指令Co的电流Iout。
然后，开关切换控制部24根据电力信息检测部21的检测输出，判断是否通过电力变换装置1的输出电流Iout的控制而互连开关5被接通的情况下的该互连开关5的潮流电流Is为最小、且恢复后的系统电压Vs与由电力变换装置1和电压维持用负载9确定的电力接受点电压Vp之差为一定以下(步骤S7)。然后，当判断为在互连开关5的接通后的潮流电流Is为最小、且恢复后的系统电压Vs与电力接受点电压Vp之差为一定以下时，开关切换控制部24控制开关驱动电路25而接通互连开关5(图3的时刻t2)(步骤S8)。
通过该切换动作，能够降低接通互连开关5时的互连开关5的任务。此外，在瞬停确定时，负载切断开关10维持接通状态，所以在步骤S8中负载切断开关10不会重新被接通。
在互连开关5被接通之后，电流电压指令制作部22对变换器控制部23提供输出指令以使电力系统3与用户负载6或发电装置7之间的潮流电力在瞬停发生前后大致相等，所以与其相应地，变换器控制部23控制电力变换装置1。由此，能够将瞬停前后的电力系统3与用户负载6或发电装置7之间的潮流电力保持成大致相同，所以能够抑制瞬停发生所致的对电力系统3的影响。
另一方面，当在步骤S3中处于被判定为电力系统3是瞬停(标志F＝1)的状态、且即使从系统电压的瞬停判定时间点(图4的时刻t0)起经过规定时间Tq，电力系统3的电压也不恢复到判定值以上的情况(在步骤S3中为是的判断)下，在步骤S4中，判定为电力系统3是停电(标志F＝2)。然后，变换器控制部23根据电流电压指令制作部22的输出指令，将电力变换装置1的输出状态从互连运转模式Mr切换到自主运转模式Mi(图4的时刻t2)，另外，开关切换控制部24输出针对负载切断开关10的开关关断指令，所以利用开关驱动电路25而负载切断开关10在经过一定的延迟时间Te之后变为关断(图4的时刻t3)。
当由于之后的时间经过而电力系统3的系统电压Vs恢复到预先设定的判定值以上时(在步骤S1中为否的判断)，开关切换控制部24判定互连开关5是否关断，当确认互连开关5关断时，与系统电压Vs从瞬停恢复的情况同样地，经由步骤S6～步骤S8而接通互连开关5，并且负载切断开关10也接通，进而成为表示系统电压Vs正常的判定状态(标志F＝0)。另外，变换器控制部23根据电流电压指令制作部22的输出指令将电力变换装置1从自主运转模式Mi切换到互连运转模式Mr(步骤S8)。
在接通互连开关5之后，电流电压指令制作部22与从瞬停恢复的情况同样地，将向电力变换装置1的输出指令设定成使电力系统3与用户负载6或发电装置7之间的潮流电力在瞬停发生前后大致相等。
如上那样，本发明的实施方式1的系统互连用电力变换系统在瞬停发生时和停电发生时都经由电压维持用负载9连接于电力系统3，从而能够抑制向用户负载6或发电装置7的施加电压在短时间下降。另外，通过由电力变换装置1，将电力接受点电压Vp控制在预定的值以内，能够抑制电压维持用负载9及负载切断开关10的成本及尺寸的增大。
另外，在从瞬停发生或停电发生起的恢复时再次连接互连开关5，但控制电力变换装置1的输出电流Iout以便降低此时在互连开关5中流过的潮流电流Is，在互连开关5接通之后，控制电力变换装置1的输出电流Iout以便在瞬停或停电发生前后使电力系统3和用户负载6或发电装置7的潮流电力尽量不变化。因此，对用户负载6或发电装置7施加适当的电压，所以能够抑制不必要的停止。另外，能够抑制瞬停或停电发生前后的电力系统3和用户负载6或发电装置7的潮流电力的变动所致的电力系统3的异常。
实施方式2.
图7是示出本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统的整体的概略的结构图，对与图1所示的实施方式1对应的结构部分附加相同的附图标记。
该实施方式2中的系统互连用电力变换系统的特征在于，除了与上述互连开关5并联地连接包括上述电压维持用负载9和上述负载切断开关10的串联电路之外，还与上述互连开关5并联地连接辅助开关11。另外，上述开关切换控制部24构成为根据来自上述电力信息检测部21的电力信息，经由开关驱动电路25使上述互连开关5、上述负载切断开关10以及上述辅助开关11分别动作。
作为上述辅助开关11，应用能够以比互连开关5高的速度进行开关的半导体开关(例如，三端双向可控硅开关)。
实施方式2的系统互连用电力变换系统的动作与实施方式1所示的系统互连用电力变换系统的动作大致相同，但仅辅助开关11的动作不同。
图8以及图9是设置有辅助开关11的情况下的互连开关5的接通/关断时的动作概要的说明图，图8示出了从电力系统3解列用户负载6、发电装置7、电力变换装置1的情况下的动作，图9示出了将电力系统3与用户负载6、发电装置7、电力变换装置1互连的情况下的动作。
在系统正常的情况下，利用开关切换控制部24而辅助开关11始终被接通，互连开关5的接通时的阻抗比辅助开关11及先前的负载切断开关10的接通时的阻抗足够小，所以电力系统3与系统互连用电力变换系统之间的电流主要通过互连开关5。
如图8所示，开关切换控制部24在由于发生瞬停、发生停电等而关断互连开关5时，将辅助开关11维持成接通状态。因而，在关断互连开关5时，主要流经互连开关5的潮流电流Is(用图8的虚线表示)如图8的实线所示换流到辅助开关11。因此，互连开关5以低电流进行开关。由此，能够降低互连开关5的开关任务，且能够高速地关断互连开关5。
开关切换控制部24在互连开关5的关断后关断辅助开关11，所以完成与电力系统3的解列。辅助开关11能够进行速度比互连开关5高的开关，所以能够更高速地与电力系统3解列。因此，能够进一步降低电力接受点电压Vp的下降时间。
如图9所示，开关切换控制部24在由于电力恢复等而接通互连开关5时，先从辅助开关11接通，之后接通互连开关5。此时，辅助开关11能够高速地接通，且在电流在辅助开关11中流过的状态下接通互连开关5，所以互连开关5以低电流进行开关，所以能够降低其开关任务。
此外，关于瞬停时及停电时的负载切断开关10的动作，与实施方式1的情况相同。
如上那样，在本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统中，与互连开关5并联地设置辅助开关11，从而能够一边降低互连开关5的开关任务，一边以比互连开关5单体高的速度进行电力系统3与用户负载6、发电装置7以及电力变换装置1的解列、互连。
另外，在本发明的实施方式2的系统互连用电力变换系统中，能够利用辅助开关11降低在接通/关断互连开关5时流过的潮流电流Is，所以也可以不实施基于如实施方式1所示的电力变换装置1的开关电流的降低控制。即，无需在如图6所示的变换器控制部23设置输出电压限制器23b，或者控制成如图2的步骤S6那样在互连开关5的接通后通过互连开关5的潮流电流Is尽量成为最小。因此，能够实现控制的简化。
实施方式3.
图10是示出图1所示的实施方式1中的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图，图11是示出图7所示的实施方式2中的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图，对与图1以及图7分别对应的结构部分附加相同的附图标记。
如图10以及图11所示，作为图1以及图7所示的电力变换装置1的具体例，包括：DC/DC变换部1a，将来自蓄电池或电动汽车(EV)等的蓄电装置2的电力变换为对于系统互连适当的直流的输出电力；以及DC/AC变换部1b，将来自该DC/DC变换部1a的输出电力变换为与电力系统3的系统互连所需的交流电力。
相同地，如图10以及图11所示，作为图1以及图7所示的发电装置7的具体例，包括：DC/DC变换部7a，将来自太阳能电池7c的电力变换为对于系统互连适当的直流的输出电力；以及DC/AC变换部7b，将来自该DC/DC变换部7a的输出电力变换为与电力系统3的系统互连所需的交流电力。
而且，在图10以及图11所示的实施方式1以及2中的系统互连用电力变换系统中，经由电力变换装置1的DC/AC变换部1b的输出与经由发电装置7的DC/AC变换部7b的输出在交流侧的电力接受点po处共同地连接。
在此，在具备太阳能电池7c的发电装置7中，检测电力接受点po处的电力接受点电压Vp，判定其电压变动，从而检测电力系统3的异常的有无，有时要求在电力系统3异常时使发电装置7的输出停止而从电力系统3切断。
在这样的情况下，当在瞬停时根据电力接受点电压Vp的电压变动来检测电力系统3的异常时，发电装置7停止，从发电装置7的停止起再次启动花费时间，其结果，难以使瞬停恢复时的潮流电力还原到瞬停发生前的潮流电力。
另外，具备太阳能电池7c的发电装置7一般优先使能够从太阳能电池7c取得的输出电力成为最大电力，所以执行用于维持从发电装置7输出的交流电力的交流电流控制，但不积极地进行抑制电力接受点po处的电力接受点电压Vp的变动的控制。因此，上述实施方式1(图10)以及实施方式2(图11)所示的停电时的电力接受点电压Vp的维持需要主要由与蓄电装置2连接的电力变换装置1进行。
然而，在发电装置7判定电力接受点po处的电力接受点电压Vp的电压变动的情况下，根据电力接受点电压Vp的频率来判定的情况较多。另外，关于电力接受点电压Vp的频率，多使用用交流电压的极性切换时间点的电压来检测的方式，为了维持频率，需要用于高速地维持电力接受点电压Vp的控制性能。
即，当如图10以及图11所示做成在交流侧电力接受点处连接电力变换装置1和发电装置7的装置结构时，对于与蓄电装置2连接的电力变换装置1，如上所述为了防止在停电时等发电装置7检测到电力系统的异常而停止，需要用于高速地维持电力接受点电压Vp的控制性能。这样，为了实现用于高速地维持电力接受点电压Vp的控制性能，需要高速的电力信息检测部21及用于高速地控制电压电流的CPU(电流电压指令制作部22、变换器控制部23)，存在装置整体变昂贵这样的课题。
因而，在该实施方式3中，将系统互连用电力变换系统的电力变换装置1和发电装置7设为如图12或者图13所示的结构。
图12是示出与图1所示的实施方式1对应的本发明的实施方式3的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图，图13是示出与图7所示的实施方式2对应的本发明的实施方式3的系统互连用电力变换系统的蓄电装置、发电装置以及电力变换装置的具体的一个例子的结构图，对与图1或者图7所示的实施方式1或者2分别对应的结构部分附加相同的附图标记。
如图12以及图13所示，在该实施方式3中，作为发电装置7，仅由太阳能电池构成，对该发电装置7连接变换为对于系统互连适当的直流的输出电压的DC/DC变换部1c，另一方面，对蓄电池或电动汽车(EV)等的蓄电装置2连接变换为对于系统互连适当的直流的输出电压的DC/DC变换部1a，进而，设置将各个DC/DC变换部1a以及1c的输出变换为与电力系统3的系统互连所需的交流的DC/AC变换部1b，在DC/AC变换部1b的输入点pin处共同连接各个DC/DC变换部1a、1c的输出侧。而且，由上述DC/DC变换部1a、1c和DC/AC变换部1b构成电力变换装置1。
通过这样设为图12或者图13所示的结构，从而发电装置7不会直接与电力接受点po连接，所以无需如实施方式1、2那样具有通过作为发电装置7而检测电力接受点电压Vp的变动来检测电力系统3的异常而使其停止这样的功能。
如上那样，在该实施方式3的系统互连用电力变换系统中，构成为具备将发电装置7和蓄电装置2的电力变换为对于系统互连适当的电压的DC/DC变换部1a、1c，在DC/AC变换部1b的输入点pin处连接与发电装置7和蓄电装置2分别连接的DC/DC变换部1a、1c的输出，从而无需具有通过由发电装置7检测电力接受点电压Vp的变动来检测电力系统3的异常而停止的功能。由此，容许以比较低的速度维持电力变换装置1的电力接受点电压Vp。即，作为系统互连用电力变换系统，不需要高速的电力信息检测部21、及用于高速地控制电压电流的CPU(电流电压指令制作部22、变换器控制部23)，所以能够降低装置的费用。
此外，在图12以及图13所示的实施方式3中，蓄电装置2与发电装置7分别单独设置，各个蓄电装置2、发电装置7与电力变换装置1的各DC/DC变换部1a、1c单独地连接，但在蓄电装置2及发电装置7中的至少一方设置有多台的情况下，能够采用如下结构：相对于这些多台而分别单独地设置DC/DC变换部1a、1c，在DC/AC变换部1b的输入点pin处共同连接这些DC/DC变换部1a、1c。
此外，本发明并不仅限定于上述实施方式1～3的结构，能够在不脱离本发明的要旨的范围对各实施方式1～3的结构的一部分施加变形，或者省略结构的一部分，进而能够适当地组合各实施方式1～3的结构。

Claims (11)

1.一种系统互连用电力变换系统，具备经由互连开关与电力系统连接的电力变换装置，其中，
在所述系统互连用电力变换系统中所述互连开关与串联电路并联地连接，该串联电路包括用于在所述电力系统的瞬停时维持用户负载所需的电压的电压维持用负载和切断与所述电压维持用负载的连接的负载切断开关，并且所述系统互连用电力变换系统具备：
电力信息检测部，检测所述电力系统中的系统电力信息、供给到所述用户负载的负载电力信息、所述用户负载与所述互连开关之间的潮流电力信息中的至少一个信息；
电流电压指令制作部，根据来自所述电力信息检测部的电力信息，制作控制所述电力变换装置的输出电流的输出指令；
变换器控制部，根据来自所述电流电压指令制作部的所述输出指令来控制所述电力变换装置；以及
开关切换控制部，根据来自所述电力信息检测部的电力信息，生成使所述互连开关和所述负载切断开关分别动作的驱动信号。
2.根据权利要求1所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述开关切换控制部根据来自所述电力信息检测部的电力信息，监视所述互连开关的电力系统侧的电压，在所述电力系统的电压比预先设定的判定值下降的情况下，关断所述互连开关，经由所述电压维持用负载连接所述电力变换装置和所述电力系统。
3.根据权利要求1或者2所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述变换器控制部根据来自所述电流电压指令制作部的所述输出指令控制成使所述互连开关的关断时的所述电力变换装置的输出电压收敛于所述用户负载所需的容许电压以内。
4.根据权利要求1或者2所述的系统互连用电力变换系统，其中，
在由所述开关切换控制部在瞬停恢复时将所述互连开关从关断切换到接通之后，所述电流电压指令制作部对变换器控制部提供输出指令以使电力系统与用户负载以及发电装置之间的潮流电力在瞬停发生前后相等。
5.根据权利要求1或者2所述的系统互连用电力变换系统，其中，
在由所述开关切换控制部在瞬停恢复时将所述互连开关从关断切换到接通时，所述电流电压指令制作部对所述电力变换装置提供电流指令以使在所述互连开关中流过的电流最小。
6.根据权利要求1或者2所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述互连开关除了与包括所述电压维持用负载和所述负载切断开关的所述串联电路并联地连接之外，还与辅助开关并联地连接，并且
所述开关切换控制部根据来自所述电力信息检测部的电力信息，制作使所述互连开关、所述负载切断开关以及所述辅助开关分别动作的驱动信号。
7.根据权利要求6所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述辅助开关能够进行速度比所述互连开关高的开关。
8.根据权利要求6所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述开关切换控制部在瞬停发生时控制成在关断互连开关之后关断辅助开关，另一方面，在瞬停恢复时控制成在先接通辅助开关之后接通互连开关。
9.根据权利要求7所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述开关切换控制部在瞬停发生时控制成在关断互连开关之后关断辅助开关，另一方面，在瞬停恢复时控制成在先接通辅助开关之后接通互连开关。
10.根据权利要求1或者2所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述系统互连用电力变换系统具备发电装置和蓄电装置，所述电力变换装置具备：DC/DC变换部，将所述发电装置和所述蓄电装置的电力分别单独地变换为对于系统互连适当的电压；以及DC/AC变换部，将各个所述DC/DC变换部的输出变换为与所述电力系统的系统互连所需的交流，在所述DC/AC变换部的输入点共同地连接各个所述DC/DC变换部的输出侧。
11.根据权利要求10所述的系统互连用电力变换系统，其中，
所述发电装置和所述蓄电装置中的至少一方设置有多台，针对这些多台而分别单独地设置有所述DC/DC变换部。
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