CN109962638B - 电力转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供电力转换装置，能够适应于实际的负载的特性(阻抗)而实现适当的控制。电力转换装置(100)具有将来自直流电源的直流电转换成交流电的逆变器部(3)、和生成用于控制逆变器部的控制信号的控制部(10)。控制部(10)包括：阻抗估计部(14)，其向负载(6)注入干扰信号，并根据来自被注入了干扰信号的负载的电压信号，求出负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部(13)，其根据阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照控制参数校正输出电流信号；指令值部(12)，其输出表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部(11)，其根据来自指令值部的指令值和来自阻抗补偿器部的电流信号生成控制信号。

Description

电力转换装置
技术领域
本发明涉及将直流电转换成交流电而输出的电力转换装置。
背景技术
已有将用太阳能电池发电而得的直流电转换成交流电的电力转换装置。例如，专利文献1公开了将从直流电源输出的电力输出给电力系统的系统互连体系(系統連系システム)中的电力控制装置。专利文献1的电力控制装置具有：测定单元，其测定电力系统的阻抗；设定单元，其根据测定出的阻抗，设定与向电力系统输出的电力有关的控制参数；以及控制单元，其使用控制参数控制向电力系统输出的电力。根据该结构，在系统互连体系中可靠且稳定地抑制系统电压的上升，并且提高发电效率或利用率。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2005－341680号公报
发明内容
发明要解决的问题
通常，电力转换装置经由配线与系统(具体地，是指柱上变压器(柱上トランス))连接。该配线具有阻抗(下面称为“系统阻抗”)。为了在与系统互连的电力转换装置中进行稳定的控制，需要考虑该系统阻抗来设定控制参数。但是，系统阻抗的值根据配线的长度而变化，根据电力转换装置的设置环境而成为不同的值。
在电力转换装置的设计时，难以事前得知在未来的设置环境中的系统阻抗的值。因此，以往担心控制根据系统阻抗而不稳定，在电力转换装置的设计中，对于交流输出电压的平滑用电感器的电感值，考虑假设的阻抗的最大值而使其具有余量地进行设计。这成为电力转换装置的部件大型化或高成本化的主要原因。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够适应实际的负载的特性(阻抗)而实现适当的控制的电力转换装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式的电力转换装置将来自直流电源的直流电转换成交流电而输出给负载，该电力转换装置具有：逆变器部，其将来自所述直流电源的直流电转换成交流电；电压检测部，其检测所述负载的电压而生成电压信号；电流检测部，其检测所述逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及控制部，其生成用于控制所述逆变器部的控制信号。所述控制部包括：阻抗估计部，其向所述负载注入干扰信号，根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出所述负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部，其根据所述阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照所述控制参数校正所述电流信号；指令值生成部，其生成表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部，其根据来自所述指令值生成部的指令值和来自所述阻抗补偿器部的电流信号生成所述控制信号。
发明效果
根据本发明，求出负载的阻抗的估计值，根据该估计值设定控制参数。因此，能够实现适应于负载的特性的阻抗补偿，能够实现与负载的特性相适应的负载的适当控制。
附图说明
图1是示出本发明的电力转换装置的应用例的图。
图2是示出本实施方式的系统互连逆变器(系統連系インバータ，电力转换装置的一例)的硬件结构例。
图3是示出系统互连逆变器中的阻抗估计部的结构例的图。
图4是示出系统互连逆变器中的控制参数设定动作的顺序的图。
图5是示出从系统互连逆变器输出的干扰信号的波形的一例的图。
图6是示出从针对干扰信号的应答信号求出的干扰波形放大率相对于频率的变化的例子的图。
图7是用于说明根据实测出的谐振频率(fc)计算系统阻抗(LineLz)的方法的图。
图8是示出实测出的谐振频率(fc)与系统阻抗(LineLz)之间的关系的图。
图9是示出阻抗估计的仿真结果的图。
图10是示出在变形例1的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用陷波滤波器(ノッチフィルタ)的结构例的图。
图11是在系统互连逆变器中具有陷波滤波器和没有陷波滤波器时的伯德图。
图12是示出在变形例2的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用进相补偿器的结构例的图。
图13是示出在变形例3的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用观察器的结构例的图。
图14是示出变形例4的系统互连逆变器中的阻抗估计部的硬件结构例的图。
图15是示出变形例5的系统互连逆变器的硬件结构例的图。
标号说明
1直流电源；2电容器；3逆变器电路；4LC滤波器电路；5系统阻抗；6系统；7电流检测部；8电压检测部；9PWM波形生成部；10控制部；12指令值生成部；13阻抗抑制补偿器部；13b陷波滤波器(阻抗抑制补偿器部的例子)；13c进相补偿器(阻抗抑制补偿器部的例子)；13d观察器(阻抗抑制补偿器部的例子)；14阻抗估计部；100系统互连逆变器。
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的一个方面的实施方式。
§1适用例
使用图1说明应用本发明的电力转换装置的情况的一例。图1是示意地示出将本发明的电力转换装置应用于系统互连逆变器100的例子的图。系统互连逆变器100经由配线520与柱上变压器500连接。系统互连逆变器100将由太阳能电池300发电而得的直流电转换成交流电而提供给系统。系统互连逆变器100估计从系统互连逆变器100到柱上变压器500的配线520的阻抗即系统阻抗(特别是电感成分(LineLz))，根据估计出的系统阻抗设定控制参数，使得控制系统变稳定。其中，所谓控制参数是指用于控制系统互连逆变器100的动作特性的设定值。
具体地，系统互连逆变器100向系统500注入干扰(干扰信号)，从系统500接收针对干扰的应答，根据该应答估计系统阻抗(LineLz)，根据估计出的系统阻抗设定与阻抗补偿有关的控制参数，使得控制系统变稳定。由此，能够实现与系统互连逆变器100的设置场所的条件对应的适当的阻抗补偿，实现稳定的控制。并且，由于使用在系统互连逆变器100的设置环境中估计(测定)出的系统阻抗来设定控制参数，因而不需要使用预先具有余量的较大型部件来进行设计，能够实现部件的小型化、低成本化。
在下面的说明中，作为本发明的电力转换装置的一例说明了系统互连逆变器，但本发明的电力转换装置不限于系统互连逆变器，也可以应用于在无停电电源装置(UPS)、独立逆变器、伺服控制装置及电机控制装置中分别使用的逆变器电路。即，本发明的电力转换装置能够广泛应用于将直流电转换成交流电而提供给负载(控制对象)的各种装置。例如，也可以将本发明的电力转换装置应用于控制电机(负载)的电机控制装置的逆变器电路，估计电机的阻抗，并根据估计出的阻抗值设定与阻抗补偿有关的控制参数。
§2结构例
2.1硬件结构
2.1.1系统互连逆变器
使用图2说明本发明的电力转换装置的一个实施方式即系统互连逆变器100的硬件结构的一例。图2是示意地示出系统互连逆变器100的硬件结构的一例的图。系统互连逆变器100是将来自直流电源1的直流电转换成交流电而向系统6输出的装置。其中，直流电源1是输出直流电压的电源，例如是太阳能电池、燃料电池。
在图2的例子中，系统互连逆变器100具有电容器2、逆变器电路3、LC滤波器电路4、电流检测部7、电压检测部8、PWM波形生成部9、控制部10。
电容器2使来自直流电源1的直流电压变平滑。逆变器电路3是将经由电容器2输入的直流电压转换成具有期望的频率、电压的交流电压的电路。逆变器电路3包括开关元件的全桥电路。LC滤波器电路4包括电感器和电容器。LC滤波器电路4具有将从逆变器电路3输出的脉冲状的波形整形成正弦波状的波形的功能。系统互连逆变器100经由LC滤波器电路4与系统6连接，向系统6输出电力。
在图2中，将系统互连逆变器100和系统6(具体地是柱上变压器)之间的导线路径的阻抗表示为系统阻抗5。系统阻抗5包括电感成分和电阻成分。另外，在本实施方式中，作为系统阻抗5的虚部的成分，认为电容成分小至可以忽视的程度，因而仅考虑电感成分，但是在系统阻抗的虚部中也可以包括电容成分。
电压检测部8检测系统6的电压，并输出表示所检测出的电压值的电压信号。电流检测部7检测系统互连逆变器100的输出电流，并输出表示输出电流的值的电流信号。
PWM波形生成部9根据来自控制部10的控制信号，生成用于驱动逆变器电路3的各开关元件的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)信号，并输出给逆变器电路3。
逆变器电路3将由电容器2平滑后的直流电压转换成交流电压，并经由LC滤波器电路4向系统6输出。
控制部10根据来自电流检测部7的电流信号及来自电压检测部8的电压信号，生成用于控制逆变器电路3的控制信号，使得系统互连逆变器100的输出电流成为控制目标值。控制部10具有控制补偿器部11、指令值生成部12、阻抗抑制补偿器部13、阻抗估计部14、切换开关15、减法器31和加法器32。控制部10包括CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等，根据信息处理进行各构成要素的控制。控制部10中执行的程序也可以经由网络或者经由如光盘或存储卡那样的记录介质来提供。并且，控制部10还可以是为实现规定的功能而专门设计的半导体元件(FPAG、ASIC等)。
指令值生成部12生成作为系统互连逆变器100的输出的控制目标值(目标电流值)的指令值，并输出给控制补偿器部11。
控制补偿器部11按照来自指令值生成部12的指令值和来自阻抗抑制补偿器部13的输出进行PID(Proportional Integral Differential，比例积分微分)控制，生成用于驱动逆变器电路3的控制信号。
阻抗估计部14估计(测定)系统阻抗。即，阻抗估计部14求出起因于系统阻抗的电感成分的虚部(LineLz)的值作为系统阻抗的估计值。另外，在下面的说明中，为了便于进行说明，将系统阻抗5的虚部简称为“系统阻抗”。
具体地，阻抗估计部14生成正弦波的干扰信号并向系统6注入。并且，阻抗估计部14接收来自被注入了干扰信号的系统6的应答(电压信号)，根据该应答求出系统阻抗的估计值(LineLz)。关于阻抗估计部14的具体结构在后面进行说明。通过阻抗估计部14求出的系统阻抗的估计值被发送给阻抗抑制补偿器部13。
切换开关15是用于切换是否将从阻抗估计部14输出的干扰信号向系统6注入的开关。在切换开关15接通时，向系统6注入干扰信号。
加法器32将来自阻抗估计部14的干扰信号与来自指令值生成部12的指令值相加。
阻抗抑制补偿器部13是对系统阻抗的影响进行补偿的单元。阻抗抑制补偿器部13的控制参数是根据系统阻抗的估计值设定的。阻抗抑制补偿器部13从电流检测部7输入电流信号。在求出系统阻抗的估计值的动作中，阻抗抑制补偿器部13将来自电流检测部7的电流信号直接输出(即，将来自电流检测部7的电流信号按照增益1进行放大并输出)。另一方面，在系统互连逆变器100的通常运转时，阻抗抑制补偿器部13按照控制参数对来自电流检测部7的电流信号进行校正。控制参数是用于控制阻抗抑制补偿器部13的动作特性的参数，例如是用于控制阻抗抑制补偿器部13的输出的增益及/或相位的设定值。
减法器31计算加法器32的输出与阻抗抑制补偿器部13的输出的差分。
控制补偿器部11根据来自减法器31的输出生成用于对逆变器电路3的各开关元件进行PWM驱动的控制信号，使得逆变器电路3的输出电流达到目标值。
2.1.2阻抗估计部
图3是示意地示出系统互连逆变器100中的阻抗估计部14的结构的一例的图。阻抗估计部14具有干扰频率生成部16、干扰生成部17、存储部18、谐振频率估计部19、阻抗运算部20。
干扰频率生成部16决定干扰信号的频率，并输出表示频率的信号。干扰频率生成部16使干扰信号的频率在规定的范围内(f_min～f_max)变化。干扰生成部17根据来自干扰频率生成部16的输出信号，生成干扰频率生成部16所指示的频率的干扰信号。其中，干扰信号(Pd)是正弦波的微小功率，用下式表示。
Pd＝Asin(2πft)
f_min≤f≤f_max
其中，A表示干扰信号的振幅，t表示时间，f表示干扰信号的频率，f_min表示干扰信号的频率的最小值，f_max表示干扰信号的频率的最大值。
存储部18将针对干扰信号的应答信号的值、与干扰信号的频率关联起来进行存储。存储部18例如是RAM。谐振频率估计部19使用存储部18中存储的信息求出应答信号的谐振频率fc。阻抗运算部20根据谐振频率fc求出系统阻抗的虚部(LineLz)并输出。
§3.动作例
对如上所述构成的系统互连逆变器100的动作进行说明。系统互连逆变器100在与系统6连接时进行控制参数的设定动作。具体地，估计系统阻抗，根据估计出的系统阻抗的值设定阻抗抑制补偿器部13的控制参数。然后，系统互连逆变器100进行将来自直流电源的直流转换成交流而向系统6输出的通常运转动作。下面，对系统互连逆变器100的通常运转动作及控制参数的设定动作分别进行说明。
3.1通常运转
首先，对系统互连逆变器100的通常运转动作进行说明。通常运转动作是指实现系统互连逆变器100的本来的功能的动作，即，将直流电源1的直流电转换成交流电而提供给系统6。通常运转动作是在设定了控制参数之后进行的。
系统互连逆变器100从直流电源1输入直流电压。所输入的直流电压通过电容器2变平滑，并向逆变器电路3输出。逆变器电路3将直流电转换成交流电。
LC滤波器电路4使逆变器电路3的输出变平滑并向系统6输出。电流检测部7检测逆变器电路3的输出电流，并输出表示检测值的电流信号。电压检测部8检测逆变器电路3的输出电压，并输出表示检测值的电压信号。控制部50使用来自电流检测部7的电流信号及来自电压检测部8的电压信号，生成用于驱动逆变器电路3的控制信号。
在控制部10中，在通常运转动作时，切换开关15被控制成断开(off)，阻抗估计部14停止其动作。由此，在通常运转动作时，不向系统6注入干扰信号。
指令值生成部12接收来自电压检测部8的电压信号，生成作为控制目标值的指令值(电流指令值)。具体地，指令值生成部12接收来自电压检测部8的电压信号，根据电压信号的过零(zero cross)的定时生成正弦波，按照该正弦波生成指令值。
减法器31计算由指令值生成部12生成的指令值与来自阻抗抑制补偿器部13的电流信号的差分(电流差)。控制补偿器部11根据该差分生成用于驱动逆变器电路3的控制信号。
此时，阻抗抑制补偿器部13对来自电流检测部7的电流信号进行校正并输出。阻抗抑制补偿器部13的控制参数是事前根据系统阻抗的估计值设定的。因此，从阻抗抑制补偿器部13输出对系统阻抗的影响进行了补偿的电流信号(反馈信号)。
PWM波形生成部9按照来自控制部10的控制信号，生成用于驱动逆变器电路3的各开关元件的驱动信号(PWM信号)，并输出给逆变器电路3。由此，在逆变器电路3中对各开关元件进行驱动，并生成期望的交流电进行输出。
3.2基于系统阻抗的控制参数的设定
下面，对系统互连逆变器100中的控制参数的设定动作进行说明。控制参数的设定动作例如在系统互连逆变器100的设置时实施。在控制参数的设定动作中，计算系统阻抗(LineLz)的估计值，根据所计算出的估计值设定阻抗抑制补偿器部13的控制参数。
图4是示出与系统互连逆变器100的控制参数的设定动作相关的动作顺序的图。下面，使用图4说明系统互连逆变器100的控制参数的设定动作。
首先，系统互连逆变器100的逆变器电路3开始与系统电力同步的电压的输出(S1)。因此，控制部10的指令值生成部12生成表示控制目标值的指令值并进行输出。
然后，控制部10为了计算系统阻抗的估计值而将切换开关15控制成接通(ON)(S2)。由此，能够向系统6注入用于估计系统阻抗的干扰信号。
在阻抗估计部14中，干扰频率生成部16将干扰信号的频率设定为初始值f_min(S3)。初始值f_min是干扰信号的频率的最小值。干扰生成部17生成具有由干扰频率生成部16设定的频率(f_min)的干扰信号的指令值(下面称为(干扰指令值))并进行输出(S4)。此时，切换开关15接通，因而来自阻抗估计部14的干扰指令值通过加法器32与来自指令值生成部12的指令值相加(S4)。
在减法器31中，运算被加上了干扰指令值的指令值与来自阻抗抑制补偿器部13的电流信号之间的差分。此时(计算系统阻抗的估计值的期间)，阻抗抑制补偿器部13将来自电流检测部7的输出信号直接输出，即，对输出信号乘以增益1进行输出。
控制补偿器部11根据在减法器31运算出的差分生成逆变器电路3的控制信号，并发送给PWM波形生成部9。PWM波形生成部9按照控制信号对逆变器电路3进行驱动，并生成输出给系统6的交流电。其结果是，针对系统6，除了根据来自直流电源1的直流电被转换而得的交流电以外，还向系统6注入干扰信号。
图5是示出注入系统6的干扰信号的波形的一例的图。图5(B)是在图5(A)所示的波形中将过零附近的波形放大示出的图。如图5所示，在系统互连逆变器100的本来的输出电力的波形P(较低频率的正弦波)上叠加了干扰信号Pd(较高频率的正弦波)。
返回到图4，控制部10的阻抗估计部14接收来自电压检测部8的电压信号作为针对干扰信号的应答。阻抗估计部14根据所接收到的应答测定干扰波形的放大率G，将该放大率G与所注入的干扰信号的频率f关联地保存在存储部18中(S5)。
控制部10一面使注入的干扰信号的频率按照规定的间隔(fstep)变化(S11)，一面反复进行上述的处理(S4、S6～S11)，一直到干扰频率达到最大值(f_max)为止。按照以上所述，一面在规定范围(f_min～f_max)中使干扰信号的频率分阶段(每fstep)地变化，一面向系统6注入干扰信号，测定在各频率下的应答，求出干扰波形的放大率G。
在关于规定范围(f_min～f_max)的频率完成针对干扰信号的应答的测定时(S6：是)，干扰生成部17停止干扰指令值的输出(S7)。谐振频率估计部19使用存储部18中存储的数据求出谐振频率fc(S7)。图6是示出由针对干扰信号的应答求出的干扰波形放大率G相对于频率的变化的例子的图。谐振频率估计部19求出干扰波形放大率G达到最大时的频率作为谐振频率fc。
然后，切换开关15被设定为断开(S8)。阻抗运算部20根据谐振频率fc计算系统阻抗的估计值(LineLz)(S9)。关于系统阻抗的估计值(LineLz)的计算方法在后面进行说明。
阻抗抑制补偿器部13根据所计算出的系统阻抗的估计值(LineLz)设定控制参数(S10)。关于阻抗抑制补偿器部13的结构、动作的具体情况在后面进行说明。
如上所述，本实施方式的系统互连逆变器100向系统6注入干扰信号，测定针对所注入的干扰信号的应答，根据测定出的应答测定系统阻抗(LineLz)。并且，根据测定出的系统阻抗(LineLz)设定阻抗抑制补偿器部13的控制参数。
这样，实际测定系统阻抗(LineLz)，根据测定出的系统阻抗设定控制参数，因而能够进行与系统互连逆变器100的设置状况(系统阻抗)适应的适当的控制。
3.2.1系统阻抗的估计值的计算
下面，参照图7说明根据谐振频率fc计算系统阻抗(LineLz)的方法。
图7是示出本实施方式的系统互连逆变器100的逆变器电路3及系统6的等效电路的图。针对图7的等效电路的电路方程式如下式(1)所示。
【数式1】
Figure BDA0001858228640000101
其中，Vinv表示逆变器电路3的输出，Vout表示系统互连逆变器100的输出，ACL表示LC滤波器电路4的电感成分，ACC表示LC滤波器电路4的电容成分，LineLz表示系统阻抗的虚部(电感器贡献量)的值。
在式(1)中，系统互连逆变器100的输出Vout(a)达到最大时是分母成为最小的情况，即分母无限接近0的情况。因此，设分母＝0，对LineLz进行求解，求得下式(2)。
【数式2】
Figure BDA0001858228640000102
其中，设s＝j2πf(j是虚数单位，f是频率)。
ACL、ACC是部件常数，是已知的值。系统互连逆变器100的输出Vout(s)达到最大是在频率f为谐振频率fc的时候。因此，在式(2)中，通过向f代入谐振频率fc的值，能够求出系统阻抗LineLz。
ACL、ACC的值是在硬件设计时决定的。图8是示出例如在ACL＝0.00036H以及ACC＝0.000015F时的、基于上式(2)的谐振频率fc与系统阻抗LineLz的关系的图。关于系统阻抗LineLz的范围，由设计者作为规格适当设定。如果预先得知想要测定的系统阻抗LineLz的值的范围，则能够根据图8的关系决定应答信号的频率的可变范围即频率的最小值f_min及最大值f_max。例如，在ACL＝0.00036H、ACC＝0.000015F、而且想要求出的系统阻抗LineLz的范围是0.1mH～8mH的情况下，根据式(2)的关系，频率的最大值f_max＝4645.176Hz，最小值f_min＝2214.019Hz。
图9是用于说明利用上述方法求出的系统阻抗的估计值的精度的图。图9(A)是对不同的三个系统阻抗，用数值对比示出其真值与估计值之间的误差的图。图9(B)是用曲线表现图9(A)所示的值的图。根据这些图可知，利用本实施方式所示的方法可以精度良好地求出系统阻抗的估计值。
3.3作用、效果
如上所述，本实施方式的系统互连逆变器100(电力转换装置的一例)是将来自直流电源1的直流电转换成交流电并输出给系统6(负载的一例)的装置。系统互连逆变器100具有：逆变器电路3(逆变器部的一例)，其将来自直流电源1的直流电转换成交流电；电压检测部8，其检测系统6的电压而生成电压信号；电流检测部7，其检测逆变器电路3的输出电流而生成电流信号；以及控制部10，其生成用于控制逆变器电路3的控制信号。
控制部10包括：阻抗估计部14，其向系统6注入干扰信号，根据来自被注入了干扰信号的系统6的电压信号，求出系统阻抗(负载的阻抗的一例)的估计值；阻抗抑制补偿器部13(阻抗补偿器部的一例)，其根据系统阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照控制参数校正电流信号；指令值生成部12(指令值部的一例)，其输出表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部11，其根据来自指令值生成部12的指令值和来自阻抗抑制补偿器部13的电流信号生成控制信号。
根据以上的结构，系统互连逆变器100向系统6注入干扰信号，根据其应答求出系统阻抗的估计值(LineLz)，根据该估计值设定控制参数。因此，能够根据系统互连逆变器100的实际使用环境中的系统阻抗实现阻抗补偿，实现与系统阻抗适应的适当的电力控制。其结果是，不需要如以往那样考虑预先假设的阻抗的最大值而使其具有余量地进行设计，可以将系统互连逆变器100的部件在物理上设计得较小，因而能够抑制系统互连逆变器100的大型化、高成本化。
§4变形例
4.1变形例1
在变形例1中，说明控制部10的阻抗抑制补偿器部13的具体结构的例子。在变形例1中，为了抑制因系统阻抗(LineLz)及LC滤波器电路4的阻抗(ACL、ACC)的谐振点引起的增益上升，阻抗抑制补偿器部13采用陷波滤波器。
图10示出采用了陷波滤波器13b的系统互连逆变器100的结构例。陷波滤波器13b的特性(传递函数)使用中心频率fs表示如下。
【数式3】
Figure BDA0001858228640000121
另一方面，电流控制系统的谐振点fs用下式求出。其中，ACL表示LC滤波器电路4的电感成分，ACC表示LC滤波器电路4的电容成分。
【数式4】
Figure BDA0001858228640000122
控制部10按照从阻抗估计部14接收到的系统阻抗LineLz的估计值和式(4)计算谐振点fs的值，将计算出的谐振点fs的值设定为陷波滤波器13b中的中心频率fs(参照式(3))。这样，根据系统阻抗LineLz的估计值设定陷波滤波器13b的中心频率fs作为控制参数，由此抑制在谐振点的增益。
图11是具有陷波滤波器13b和没有陷波滤波器13b时的系统互连逆变器100的伯德图。如图11所示，在没有陷波滤波器13b的情况下，如双点划线所示，在相位偏移了180°的频率下的增益(B点)超过0dB。因此，控制系统不稳定。另一方面，在对阻抗抑制补偿器部13导入陷波滤波器13b的情况下，如图11的实线所示，相位偏移了180°的频率下的增益(A点)被抑制，低于0dB。因此，能够使控制系统稳定。
4.2变形例2
在变形例2中，说明控制部10的阻抗抑制补偿器部13的另一具体结构例。在变形例2中，为了抑制因系统阻抗(LineLz)及LC滤波器电路4的阻抗(ACL、ACC)的谐振点引起的相位延迟，阻抗抑制补偿器部13采用进相补偿器。
图12示出采用进相补偿器13c的系统互连逆变器100的结构例。进相补偿器13c的特性用下式表示。
【数式5】
Figure BDA0001858228640000123
控制部10按照从阻抗估计部14接收到的系统阻抗LineLz的估计值和式(4)计算谐振点fs，根据计算出的谐振点fs的值设定式(5)所示的频率f1、f2，由此设定进相补偿器13c的特性。这样，根据系统阻抗LineLz的估计值设定进相补偿器13c的特性，由此抑制由谐振点导致的相位延迟。
具体地构成为，在进相补偿器13c中，在比谐振点fs低的频率时设定拐点频率，使谐振点fs的相位提前，并且维持谐振点fs的相位<180°。即，在式(5)中，根据由系统阻抗LineLz的估计值求出的谐振点fs，设定f1、f2，使得满足f1<fs、f2>fs，由此能够在fs-f1～fs+f2的频带中使相位提前。因此，能够使控制系统稳定。这样，在变形例2中，用于控制进相补偿器13c的进相量的控制参数(f1、f2)根据系统阻抗LineLz的估计值而设定。
4.3变形例3
在变形例3中，说明控制部10的阻抗抑制补偿器部13的又另一具体结构例。在变形例3中，设定观察器13d作为阻抗抑制补偿器部13，通过基于状态反馈的极配置来确保稳定性。
图13示出阻抗抑制补偿器部13采用观察器13d的系统互连逆变器100的结构例。变形例3的阻抗估计部14计算系统阻抗的实部的估计值(Rz)。具体地，阻抗估计部14根据电压信号和电流信号计算包括实部和虚部双方的系统阻抗整体的值Z。并且，阻抗估计部14根据系统阻抗整体的值(Z)和系统阻抗的虚部的估计值(LineLz)，根据下述的关系式求出系统阻抗的实部的估计值(Rz)。
【数式6】
Figure BDA0001858228640000131
观察器13d是以进行与系统互连逆变器100的电路模型相同的举动的方式构建的。观察器13d使在电路模型中反映出阻抗估计部14的估计结果。即，观察器13d在电路模型中代入系统阻抗的实部的估计值(Rz)作为电阻成分、代入系统阻抗的虚部的估计值(LineLz)作为电感成分进行仿真，并输出逆变器电路3的输出电流值的仿真结果。观察器13d求出实际不进行测定的系统阻抗的两端电压、电流的估计值，根据这些估计值构建状态反馈。观察器13d设定状态反馈增益，通过极配置确保稳定性。这样，在变形例3中，根据系统阻抗LineLz的估计值设定观察器13d的电路模型的电路常数作为控制参数。另外，也可以对观察器13d仅代入系统阻抗的虚部的估计值(LineLz)。
4.4变形例4
在上述的实施方式中，在干扰信号注入过程中使干扰信号的振幅一定(固定)。在这种情况下，根据作为负载的系统6的谐振的Q值，所注入的干扰信号被大幅放大，有时干扰信号对系统6造成过大的影响。在变形例4中，说明用于降低因这样的干扰信号的放大而对系统6造成的影响的结构。
变形例4的系统互连逆变器100的阻抗估计部的结构与上述实施方式的结构不同。图14是示意地示出变形例4的系统互连逆变器100中的阻抗估计部14b的硬件结构例的图。变形例4的阻抗估计部14b具有控制所注入的干扰信号的振幅的功能。因此，如图14所示，阻抗估计部14b在图3所示的阻抗估计部14的结构基础上，还具有带通滤波器22、波高值计算部23、干扰振幅基准值生成部24、干扰振幅补偿器21、减法器33、和乘法器34。
带通滤波器22仅使来自电压检测部8的电压信号中的、与干扰信号相同的频率成分的信号通过。波高值计算部23接收来自带通滤波器22的输出，并计算系统的电压的波高值。
干扰振幅基准值生成部24设定作为正弦波的干扰信号的振幅的基准值。例如，在假设输出电压的波高值的最大值是“1”的情况下，设定“1”作为干扰信号的振幅的基准值。
减法器33运算由干扰振幅基准值生成部24设定的基准值与由波高值计算部23求出的波高值之间的差分。干扰振幅补偿器21根据由减法器33运算出的差分，生成用于控制干扰信号的振幅的增益。
乘法器34将从干扰生成部17输出的指令值乘以由干扰振幅补偿器21生成的增益，并作为最终的干扰指令值进行输出。此时，按照变化的每个频率，将从干扰振幅补偿器21输出的增益与干扰信号的频率关联起来存储在存储部18中。
根据如上所述的结构，根据基于所注入的干扰信号的变动成分(振幅)控制(调整)注入系统6的干扰信号的振幅。即，在因注入系统6的干扰信号引起的系统6的电力的变动较大时，进行控制使得干扰信号的振幅减小。由此，能够抑制因注入系统6内的干扰信号引起的电力变动，降低干扰注入对系统6造成的影响。
4.5变形例5
在图2所示的系统互连逆变器100中，在注入干扰信号的过程中，在通过电流检测部7检测出的电流信号中，除了因指令值生成部12的本来的指令值而产生的电流成分以外，还包括因所注入的干扰而产生的电流成分。此时，控制补偿器部11在使用该电流信号作为反馈信号的情况下，导致抑制注入系统的干扰信号，其结果是，有时不能得到正确的应答信号。在变形例5中，说明解决该问题的系统互连逆变器100的结构。
图15是示出变形例5的系统互连逆变器100的结构例的图。如图15所示，变形例5的系统互连逆变器100的控制部10在图2所示的结构基础上，还具有陷波滤波器25、和切换开关15b、15c。
陷波滤波器25是具有如式(3)所示的特性且使规定的频带(中心频率fs)的信号衰减的滤波器。从电流检测部7向陷波滤波器25输入电流信号。
切换开关15b有选择地将阻抗抑制补偿器部13及陷波滤波器25任意一方的输出与减法器31连接。切换开关15c有选择地将阻抗估计部14输出与阻抗抑制补偿器部13及陷波滤波器25任意一方的输入连接。
在为了求出系统阻抗的估计值而注入干扰的期间，控制部10进行控制使得将切换开关15b、15c与陷波滤波器25侧连接。由此，从阻抗估计部14经由切换开关15c向陷波滤波器25输入表示干扰信号的频率的信息。
陷波滤波器25按照从阻抗估计部14输入的信息，将中心频率fs设定为与干扰信号的频率相同的频率。由此，陷波滤波器25输出从来自电流检测部7的电流信号中去除了与干扰信号相同频率成分的信号而得的信号。这样，在电流信号中，通过陷波滤波器25仅抑制所注入的干扰信号的频带，由此能够使仅在注入频带中感觉不到控制应答。其结果是，能够针对干扰信号得到正确的应答信号。
在系统阻抗的估计值的计算结束后(即，干扰信号的注入结束后)，切换开关15b、15c被切换到阻抗抑制补偿器部13侧。由此，在系统互连逆变器100的通常动作时，如前面所述，根据所估计的系统阻抗值利用设定了控制参数的阻抗抑制补偿器部13对电流信号进行处理。因此，能够实现稳定的控制。
另外，在使用如图10所示的陷波滤波器13b作为阻抗抑制补偿器部13的情况下，还可以在系统阻抗的估计动作中使陷波滤波器13b作为陷波滤波器25进行动作。在这种情况下，不需要切换开关15b、15c。
变形例4、5中说明的具体结构可以与在上述实施方式及其它变形例中说明的结构进行适当组合。
以上说明的实施方式只不过是本发明的具体结构的示例。当然可以在不脱离本发明的范围的情况下进行变形、置换、删除等各种改进。
§5附记
上述实施方式中的说明公开了以下的结构。
A)一种电力转换装置(100)，其将来自直流电源(1)的直流电转换成交流电而输出给负载(6)，该电力转换装置具有：
逆变器部(3)，其将来自直流电源的直流电转换成交流电；
电压检测部(8)，其检测负载的电压而生成电压信号；
电流检测部(7)，其检测逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及
控制部(10)，其生成用于控制逆变器部的控制信号，
控制部(10)包括：
阻抗估计部(14)，其向负载注入干扰信号，并根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出负载的阻抗的估计值；
阻抗补偿器部(13)，其根据阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照控制参数校正电流信号；
指令值生成部(12)，其输出表示控制目标值的指令值；以及
控制补偿器部(11)，其根据来自指令值生成部的指令值和来自阻抗补偿器部的电流信号生成控制信号。
根据该结构，求出负载的阻抗的估计值，根据该估计值设定控制参数。因此，能够实现与电力转换装置的使用环境(即负载的阻抗)适应的阻抗补偿，实现与负载的特性适应的适当的控制。
B)在A)的电力转换装置中，也可以是，阻抗估计部求出负载的阻抗的虚部(LineLz)作为阻抗的估计值。在控制稳定性方面，阻抗的虚部的影响较大。因此，通过求出阻抗的虚部，能够进一步提高控制稳定性。
C)在A)的电力转换装置中，也可以是，阻抗补偿器部(13)一边使干扰信号在规定范围内改变频率，一边使干扰信号注入负载(6)，根据被注入了干扰信号的负载测定每个频率的电压信号，根据接收到最大的电压信号时的干扰信号的频率(fc)求出阻抗的估计值。根据该方法，能够精度良好地求出阻抗的估计值(参照图9)。
D)在A)～C)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，阻抗补偿器部(13)是使电流信号中包含中心频率的规定的频带成分衰减的陷波滤波器(13b)，陷波滤波器的中心频率是根据阻抗的估计值(LineLz)而设定的。利用陷波滤波器抑制因系统阻抗(LineLz)和LC滤波器电路4的阻抗(ACL、ACC)的谐振点引起的增益上升，能够使控制系统稳定。
E)在A)～C)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，阻抗抑制补偿器部(13)是使电流信号的相位提前的进相补偿器(13c)，进相补偿器的特性是根据阻抗的估计值而设定的。根据该结构，能够抑制因系统阻抗(LineLz)和LC滤波器电路4的阻抗(ACL、ACC)的谐振点引起的相位延迟，能够使控制系统稳定。
F)在A)～C)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，阻抗补偿器部(13)是对该电力转换装置的电路模型进行仿真的观察器(13d)，电路模型中的阻抗的值是根据阻抗的估计值(LineLz)而设定的。根据该结构，能够通过基于状态反馈的极配置来确保稳定性。
G)在A)～F)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，阻抗估计部(14b)具有干扰振幅补偿器(21)，该干扰振幅补偿器控制注入负载(6)的干扰信号的振幅，使得电压信号中与干扰信号相同频率成分的信号的振幅固定(参照图14)。根据该结构，能够降低干扰信号的放大对负载(6)的影响。
H)在A)～F)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，控制部(10)还具有滤波器(25)，该滤波器在干扰信号注入负载时，去除电流信号中与干扰信号相同频率成分的信号(参照图15)。因此，在干扰信号的注入时，能够精度良好地得到作为反馈信号的电流信号。
I)在A)～F)中任意一项的电力转换装置中，也可以是，控制部(10)还具有切换部(15)，该切换部切换是否将来自阻抗估计部(14)的干扰信号注入负载(6)。

Claims (8)

1.一种电力转换装置，其将来自直流电源的直流电转换成交流电而输出给负载，该电力转换装置具有：
逆变器部，其将来自所述直流电源的直流电转换成交流电；
电压检测部，其检测所述负载的电压而生成电压信号；
电流检测部，其检测所述逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及
控制部，其生成用于控制所述逆变器部的控制信号，
所述控制部包括：
阻抗估计部，其向所述负载注入干扰信号，并根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出所述负载的阻抗的估计值；
阻抗补偿器部，其根据所述阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照所述控制参数校正所述电流信号；
指令值部，其输出表示控制目标值的指令值；以及
控制补偿器部，其根据来自所述指令值部的指令值和来自所述阻抗补偿器部的电流信号生成所述控制信号，
所述阻抗补偿器部一边使所述干扰信号在规定范围内改变频率，一边将所述干扰信号注入所述负载，根据被注入了所述干扰信号的所述负载测定每个频率的电压信号，根据接收到最大的电压信号时的干扰信号的频率求出所述阻抗的估计值。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，
所述阻抗估计部求出所述负载的阻抗的虚部作为所述阻抗的估计值。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述阻抗补偿器部是使所述电流信号中包含中心频率的规定的频带成分衰减的陷波滤波器，所述陷波滤波器的中心频率是根据所述阻抗的估计值而设定的。
4.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述阻抗补偿器部是使所述电流信号的相位提前的进相补偿器，所述进相补偿器的特性是根据所述阻抗的估计值而设定的。
5.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述阻抗补偿器部是对该电力转换装置的电路模型进行仿真的观察器，所述电路模型中的阻抗的值是根据所述阻抗的估计值而设定的。
6.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述阻抗估计部具有干扰振幅补偿器，该干扰振幅补偿器控制注入所述负载的干扰信号的振幅，使得所述电压信号中与干扰信号相同频率成分的信号的振幅固定。
7.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述控制部还具有滤波器，该滤波器在干扰信号注入所述负载时，去除所述电流信号中与干扰信号相同频率成分的信号。
8.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，
所述控制部还具有切换部，该切换部切换是否将来自所述阻抗估计部的干扰信号注入所述负载。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7156131B2 (ja) * 2019-03-27 2022-10-19 オムロン株式会社 サーボｄｃ給電システム及びモータ制御装置
WO2021033267A1 (ja) * 2019-08-20 2021-02-25 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US11349310B2 (en) * 2019-11-15 2022-05-31 Smart Wires Inc. Adaptive control technique for stability of impedance injection unit
CN110989748A (zh) * 2019-12-26 2020-04-10 苏州乾能电气有限公司 一种三相交流电压幅值控制方法
JP2021144493A (ja) * 2020-03-12 2021-09-24 三菱重工業株式会社 補償器、制御システム、補償方法、及びプログラム
JP7260056B2 (ja) 2020-03-12 2023-04-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
JP7408500B2 (ja) * 2020-07-16 2024-01-05 東芝エネルギーシステムズ株式会社 電力変換装置
CN114598152A (zh) 2020-09-07 2022-06-07 华为技术有限公司 一种dc/dc变换器及通信电源
JP7120474B1 (ja) * 2020-10-08 2022-08-17 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CN113370807B (zh) * 2021-07-16 2022-11-15 集美大学 深远海船舶氢储直流电力推进系统的自适应阻抗匹配方法
CN114563720A (zh) * 2022-03-14 2022-05-31 苏州溯驭技术有限公司 一种产生扰动信号用于检测燃料电池电化学阻抗的设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101204003A (zh) * 2005-06-27 2008-06-18 国立大学法人德岛大学 电力变换控制装置、电力变换控制方法、以及电力变换控制用程序
JP2011055705A (ja) * 2004-10-29 2011-03-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 分散型電源、配電設備及び電力供給方法
CN102832642A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 湖南大学 一种微源并网电能质量控制系统控制方法
CN103259268A (zh) * 2013-04-24 2013-08-21 合肥工业大学 一种微网无功-电压控制装置及其控制方法
CN105322548A (zh) * 2014-07-23 2016-02-10 Det国际控股有限公司 阻抗补偿
CN106208059A (zh) * 2016-07-28 2016-12-07 华北电力大学（保定） 可调阻抗式分布式光伏发电集群谐振抑制系统及抑制方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001298865A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Nissin Electric Co Ltd 分散型電源の運転監視装置
JP2002171667A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Nissin Electric Co Ltd 系統安定化装置
JP2005341680A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Canon Inc 電力制御装置及び電力制御方法
KR101120367B1 (ko) * 2010-06-22 2012-03-02 성균관대학교산학협력단 전력 제어 시스템의 단독 운전 방지 장치 및 방법
US9714913B2 (en) * 2012-02-14 2017-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for exhaust gas sensor
WO2014202077A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-24 Vestas Wind Systems A/S Compensating electrical harmonics on the electrical grid
TWI519054B (zh) * 2014-08-26 2016-01-21 國立清華大學 一種基於分切合整的ｌｃｌ電容電流補償控制方法
US9581649B2 (en) * 2015-02-16 2017-02-28 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for load fault detection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011055705A (ja) * 2004-10-29 2011-03-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 分散型電源、配電設備及び電力供給方法
CN101204003A (zh) * 2005-06-27 2008-06-18 国立大学法人德岛大学 电力变换控制装置、电力变换控制方法、以及电力变换控制用程序
CN102832642A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 湖南大学 一种微源并网电能质量控制系统控制方法
CN103259268A (zh) * 2013-04-24 2013-08-21 合肥工业大学 一种微网无功-电压控制装置及其控制方法
CN105322548A (zh) * 2014-07-23 2016-02-10 Det国际控股有限公司 阻抗补偿
CN106208059A (zh) * 2016-07-28 2016-12-07 华北电力大学（保定） 可调阻抗式分布式光伏发电集群谐振抑制系统及抑制方法

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