CN110537308A - 功率转换装置 - Google Patents

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Abstract

功率转换装置(1)的特征在于，其具有：功率转换器(2)，其与蓄积直流功率的蓄电装置(91)连接，将蓄电装置(91)中蓄积的直流功率转换为交流功率，能够将交流功率输出到电力系统(93)和用户负载(92)；以及控制部(4)，其根据从外部控制器(98)供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值、用户负载(92)的消耗功率、向电力系统(93)供给的潮流电流的电流实效值、和根据在功率转换器(2)与电力系统(93)之间连接的布线用断路器(99)的额定电流设定的电流上限值，对功率转换器(2)进行控制。

Description

功率转换装置
技术领域
本发明涉及能够将蓄电装置中蓄积的直流功率转换为交流功率、并将交流功率输出到电力系统的功率转换装置。
背景技术
以往，公知有将蓄电装置中蓄积的直流功率转换为交流功率、并将交流功率输出到电力系统的功率转换装置(例如参照专利文献1)。专利文献1公开了一种功率转换装置：其具有充放电控制部，该充放电控制部根据电力系统的系统电压值和与电力系统连接的太阳光发电装置的输出功率值，对与电力系统连接的蓄电装置的充放电进行控制。
该充放电控制部具有如下的总输出上限决定部：如果系统电压值小于阈值，则使太阳光发电装置和蓄电装置的总输出上限值恒定，随着系统电压值从阈值以上起增大，降低总输出上限值。该充放电控制部还具有充放电指令值运算部，该充放电指令值运算部根据总输出上限值和太阳光发电装置的输出功率值，计算蓄电装置的充放电指令值。专利文献1所公开的功率转换装置具有无功功率控制部，该无功功率控制部根据系统电压值和充放电指令值，控制向电力系统供给的无功功率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-165593号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所公开的功率转换装置中，为了考虑电力系统整体来控制潮流功率(power flow)，考虑根据从设置在功率转换装置的外部的外部控制器供给的有功功率指令值和无功功率指令值，对功率转换装置输出的功率进行控制。但是，在功率转换装置与电力系统之间连接有布线用断路器的情况下，外部控制器没有掌握布线用断路器的性能，因此，存在如下问题：有时布线用断路器中流过的电流超过额定电流，由于过电流保护功能而使布线用断路器打开。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到如下的功率转换装置：在根据从功率转换装置的外部供给的有功功率指令值和无功功率指令值进行动作的情况下，也能够以抑制在功率转换装置与电力系统之间连接的布线用断路器的打开的方式输出功率。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的，本发明的功率转换装置的特征在于，其具有：功率转换器，其与蓄积直流功率的蓄电装置连接，能够将蓄电装置中蓄积的直流功率转换为交流功率，并将交流功率输出到电力系统和用户负载；以及控制部，其根据从外部控制器供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值、用户负载的消耗功率、向电力系统供给的潮流电流的电流实效值、和根据在功率转换器与电力系统之间连接的布线用断路器的额定电流设定的电流上限值，对功率转换器进行控制。
发明效果
本发明的功率转换装置发挥如下效果：即使在根据从功率转换装置的外部供给的有功功率指令值和无功功率指令值进行动作的情况下，也能够以抑制在功率转换装置与电力系统之间连接的布线用断路器打开的方式输出功率。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的功率转换装置的结构的图。
图2是示出图1所示的功率转换装置输出的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第1例的图。
图3是示出图1所示的功率转换装置输出的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第2例的图。
图4是示出图1所示的功率转换装置输出的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第3例的图。
图5是示出图1所示的控制部对第1有功功率指令值和第1无功功率指令值进行校正的动作的流程图。
图6是示出用于实现图1所示的功率转换装置所具有的检测部和控制部的至少一部分功能的处理电路的图。
图7是示出用于实现图1所示的功率转换装置所具有的检测部和控制部的至少一部分功能的处理器的图。
图8是示出本发明的实施方式2的功率转换装置的结构的图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式的功率转换装置进行详细说明。另外，本发明不由该实施方式进行限定。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的功率转换装置1的结构的图。功率转换装置1是设置在住宅等设施内的装置，是具有将蓄积直流功率的蓄电装置91中蓄积的直流功率转换为交流功率、并将交流功率输出到用户负载92和电力系统93的功能的装置。图1中还示出蓄电装置91、用户负载92和电力系统93。用户负载92是空调、冰箱、照明器具等消耗功率的电气设备。
功率转换装置1具有功率转换器2、检测部3、控制部4。功率转换器2与蓄电装置91连接，具有将蓄电装置91中蓄积的直流功率转换为交流功率的功能，并且具有将交流功率输出到用户负载92和电力系统93的功能。例如，功率转换器2具有逆变器电路。检测部3在连接功率转换器2和电力系统93的电力线94的第1部位95检测潮流电流(power flowcurrent)的电压值和电流值，以计算经由布线用断路器99从功率转换器2供给到电力系统93的潮流功率。控制部4根据检测部3的检测结果，生成用于对功率转换器2进行控制的驱动指令。
用户负载92与电力线94连接。电力线94与布线用断路器99连接，布线用断路器99与电力系统93连接。用户负载92与位于电力线94的功率转换器2与第1部位95之间的第2部位96连接。功率转换器2根据由控制部4生成的驱动指令进行动作。在第1部位95连接有输出交流功率的发电装置97。图1中还示出发电装置97。发电装置97通过太阳光发电而生成直流功率，将所生成的直流功率转换为交流功率，将通过转换而得到的交流功率供给到电力线94。另外，发电装置97也可以不与第1部位95连接。
控制部4具有运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53、无功功率限幅器54。
运算部41根据检测部3的检测结果，计算潮流电流的有功功率值、无功功率值和电流实效值。具体而言，运算部41具有阶数限定(order-specific)有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57。
阶数限定有功功率运算部51是根据由检测部3检测到的电压和电流计算潮流功率的有功功率值的第1有功功率运算部。具体而言，阶数限定有功功率运算部51计算电力系统93的交流功率的频率的有功功率值和基于上述频率的一个或多个倍增频率的有功功率值。下面，电力系统93的交流功率的频率有时记载为基准频率。阶数限定无功功率运算部52是根据由检测部3检测到的电压和电流计算潮流功率的无功功率值的第1无功功率运算部。具体而言，阶数限定无功功率运算部52计算基准频率的无功功率值和基于基准频率的一个或多个倍增频率的无功功率值。电流实效值运算部57根据由检测部3检测到的电流计算潮流功率的电流实效值。
有功功率指令生成部42根据从位于功率转换装置1的外部的外部控制器98供给的第1有功功率指令值、由运算部41计算出的有功功率值和电流实效值，生成第2有功功率指令值。外部控制器98是将对功率转换器2进行控制的指令值即第1有功功率指令值和第1无功功率指令值供给到功率转换装置1的设备，能够考虑电力系统93整体而生成对功率转换器2进行控制的指令值。由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值用于使潮流功率追随于第1有功功率指令值。
有功功率指令生成部42根据由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值和倍增频率的有功功率值中的至少任意一方、以及从外部控制器98供给的第1有功功率指令值，生成第2有功功率指令值。具体而言，有功功率指令生成部42从第1有功功率指令值中减去由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值及一个或多个倍增频率的有功功率值，由此计算每个阶数(order)的偏差，按照每个阶数进行PI(Proportional Integral：比例积分)控制等控制以使得该偏差较小，生成第2有功功率指令值。
有功功率指令生成部42也可以根据第1有功功率指令值和由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值，来生成上述第2有功功率指令值。具体而言，有功功率指令生成部42从第1有功功率指令值中减去由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值，由此计算每个阶数的偏差，按照每个阶数进行PI控制等控制以使得该偏差较小，生成第2有功功率指令值。
有功功率指令生成部42在由运算部41计算出的电流实效值超过根据布线用断路器99的额定电流等设定的电流上限值的情况下，能够对第1有功功率指令值进行校正。例如，有功功率指令生成部42能够根据由运算部41计算出的有功功率值、无功功率值和电流实效值，对第1有功功率指令值进行校正。此时，有功功率指令生成部42减小第1有功功率指令值的绝对值。有功功率指令生成部42在对第1有功功率指令值进行了校正的情况下，使用校正后的第1有功功率指令值生成第2有功功率指令值。有功功率指令生成部42将所生成的第2有功功率指令值输出到驱动指令生成部44。
无功功率指令生成部43根据从外部控制器98供给的第1无功功率指令值、由运算部41计算出的无功功率值和电流实效值，生成第2无功功率指令值。由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值用于使潮流功率追随于第1无功功率指令值。
无功功率指令生成部43根据由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的无功功率值和倍增频率的无功功率值中的至少任意一方、以及从外部控制器98供给的第1无功功率指令值，生成第2无功功率指令值。具体而言，无功功率指令生成部43从第1无功功率指令值中减去由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的无功功率值及一个或多个倍增频率的无功功率值，由此计算每个阶数的偏差，按照每个阶数进行PI控制等控制以使得该偏差较小，生成第2无功功率指令值。
无功功率指令生成部43也可以根据第1无功功率指令值和由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的无功功率值，生成上述第2无功功率指令值。具体而言，无功功率指令生成部43从第1无功功率指令值中减去由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的有功功率值，由此计算每个阶数的偏差，按照每个阶数进行PI控制等控制以使得该偏差较小，生成第2无功功率指令值。
无功功率指令生成部43在由运算部41计算出的电流实效值超过根据布线用断路器99的额定电流等设定的电流上限值的情况下，能够对第1无功功率指令值进行校正。例如，无功功率指令生成部43能够根据由运算部41计算出的有功功率值、无功功率值和电流实效值，对第1无功功率指令值进行校正。此时，无功功率指令生成部43减小第1无功功率指令值的绝对值。无功功率指令生成部43在对第1无功功率指令值进行了校正的情况下，使用校正后的第1无功功率指令值生成第2无功功率指令值。无功功率指令生成部43将所生成的第2无功功率指令值输出到驱动指令生成部44。
有功功率限幅器53根据第1无功功率指令值和功率转换器2能够输出的视在功率的上限值，设定第2有功功率指令值的上限。有功功率指令生成部42生成由有功功率限幅器53设定的上限以下的第2有功功率指令值。
无功功率限幅器54根据第1有功功率指令值和上述视在功率的上限值，设定第2无功功率指令值的上限。无功功率指令生成部43生成由无功功率限幅器54设定的上限以下的第2无功功率指令值。
驱动指令生成部44根据有功功率指令生成部42输出的第2有功功率指令值和无功功率指令生成部43输出的第2无功功率指令值，生成用于对功率转换器2进行控制的驱动指令。具体而言，驱动指令生成部44对第2有功功率指令值加上第2无功功率指令值，生成驱动指令。
接着，对功率转换装置1的动作进行说明。即，说明功率转换装置1进行的潮流功率的控制方法。图2是示出与图1所示的功率转换装置1输出的潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第1例的图。图2示出用户负载92为电阻负载、且用户负载92与实施方式1的功率转换装置1的功率转换器2连接的情况下的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的一例。使用图2对用户负载92与功率转换器2连接的情况下的潮流功率的控制方法进行说明。图2所示的时刻t1表示用户负载92与功率转换器2连接的负载接入的时点。
图2是示出从外部控制器98供给的有功功率指令值不是0W、无功功率指令值为0Var、且用户负载92为电阻负载、且用户负载92与实施方式1的功率转换装置1的功率转换器2连接的情况下的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的一例的图。使用图2对有功功率的控制方法进行说明。在图2中，关于电流的极性，定义为电流从功率转换器2和发电装置97流向电力系统93的方向为正方向。关于有功功率的极性，定义为从功率转换器2和发电装置97向电力系统93进行放电的方向为正方向。进行放电的方向是进行售电的方向。关于无功功率的极性，定义为从功率转换器2和发电装置97向电力系统93进行进相无功功率的放电的方向为正方向。
图2的(a)是示出由检测部3检测到的电压的波形的图。图2的(b)是示出由检测部3检测到的电流的波形的图。图2的(c)是示出图2的(b)的电流的实效值的图。图2的(d)是示出由有功功率指令生成部42计算出的第1有功功率指令值的图。图2的(e)是示出由无功功率指令生成部43计算出的第1无功功率指令值的图。图2的(d)所示的第1有功功率指令值和图2的(e)所示的第1无功功率指令值在电流实效值超过了电流上限值的情况下成为校正后的值。如图2的(b)所示，当用户负载92与功率转换器2连接后，基准频率的有功功率在负方向、即买电方向上增加。此时，例如，在单相三线式的一个相连接有用户负载92的一部分的情况下，各相的电流值不平衡，与将从外部控制器98供给的第1有功功率指令值简单除以电压实效值而得到的电流值相比，有时电流实效值较大。
有功功率指令生成部42在由运算部41计算出的电流实效值超过电流上限值时，将第1有功功率指令值校正为绝对值比从外部控制器98供给的值小的值，以使得电流实效值较小。此时，有功功率指令生成部42计算第1有功功率指令值，以使得电流实效值超过电流上限值的检测期间T1和将有功功率指令值的绝对值设定为较小值的抑制期间T2的电流实效值的平均值成为电流上限值以下。
阶数限定有功功率运算部51根据由检测部3检测到的电压和电流，计算由于用户负载92与功率转换器2连接而变动的基准频率的有功功率值。阶数限定有功功率运算部51以包含极性的方式计算基准频率的有功功率值。例如，阶数限定有功功率运算部51以包含表示放电或充电的极性的方式，计算基准频率的有功功率值。同样，阶数限定有功功率运算部51以包含极性的方式计算一个或多个倍增频率的有功功率值。
具体而言，阶数限定有功功率运算部51对由检测部3检测到的电压和由检测部3检测到的电流分别进行傅里叶变换，或者使用使特定频带以外的频带的值衰减的滤波处理，由此计算基准频率的有功功率值及一个或多个倍增频率的有功功率值。
倍增频率的上限例如根据检测部3的检测特性或根据功率转换器2的功率的输出特性来决定。检测部3的检测特性例如是与精度或检测时间有关的特性。功率转换器2的功率的输出特性例如是与精度或输出功率的响应时间有关的特性。例如，阶数限定有功功率运算部51计算基准频率的7倍的频率即7次的倍增频率为止的有功功率值。倍增频率的上限也可以根据用户负载92的特性来决定。例如，在用户负载92为JIS C 61000-3-2的电容器的情况下，阶数限定有功功率运算部51计算基准频率的13倍的频率即13次的倍增频率的有功功率值。
有功功率指令生成部42生成与基准频率及一个或多个倍增频率分别有关的第2有功功率指令值，以使得由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值及一个或多个倍增频率的有功功率值与从外部控制器98供给的第1有功功率指令值之差较小。有功功率指令生成部42也可以针对基准频率及一个或多个倍增频率，分别从外部控制器98接收第1有功功率指令值。有功功率指令生成部42也可以判断为从外部控制器98供给的第1有功功率指令值中的特定的频率以外的频率的第1有功功率指令值为零，仅接收特定的频率的第1有功功率指令值。特定的频率的一例是基准频率。
由于基准频率的无功功率值和倍增频率的无功功率值没有变动，因此，由阶数限定无功功率运算部52计算出的无功功率值为0Var。第1无功功率指令值也为0Var，因此，由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值为0Var。
驱动指令生成部44根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，生成驱动指令。具体而言，驱动指令生成部44对由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值加上由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，从而生成驱动指令。功率转换器2根据由驱动指令生成部44生成的驱动指令进行动作。功率转换器2根据驱动指令进行动作，因此，功率转换器2输出的功率追随于由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值。潮流功率追随于从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值，或者，在电流实效值超过电流上限值的情况下，追随于校正后的第1有功功率指令值和校正后的第1无功功率指令值。
在从功率转换器2取下了电阻负载即用户负载92的情况下，以及在发电装置97的基准频率的有功功率值变动的情况下，功率转换装置1进行的潮流功率的控制方法也与使用图2说明的上述电阻负载即用户负载92与功率转换器2连接的情况下的潮流功率的控制方法相同。
图3是示出图1所示的功率转换装置1输出的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第2例的图。图3示出从外部控制器98供给的无功功率指令值不是0W、有功功率指令值为0W、且用户负载92为电容器负载、且用户负载92与实施方式1的功率转换装置1的功率转换器2连接的情况下的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的一例。使用图3对无功功率的控制方法进行说明。图3所示的时刻t1表示用户负载92与功率转换器2连接的负载接入的时点。
图3的(a)是示出由检测部3检测到的电压的波形的图。图3的(b)是示出由检测部3检测到的电流的波形的图。图3的(c)是示出图3的(b)的电流的实效值的图。图3的(d)是示出由有功功率指令生成部42计算出的第1有功功率指令值的图。图3的(e)是示出由无功功率指令生成部43计算出的第1无功功率指令值的图。图3的(d)所示的第1有功功率指令值和图3的(e)所示的第1无功功率指令值在电流实效值超过电流上限值的情况下成为校正后的值。如图3的(b)所示，当用户负载92与功率转换器2连接后，基准频率的无功功率在负方向、即买电方向上增加。此时，例如，在单相三线式的一个相连接有用户负载92的一部分的情况下，各相的电流值不平衡，与将从外部控制器98供给的第1无功功率指令值简单除以电压实效值而得到的电流值相比，有时电流实效值较大。
无功功率指令生成部43在由运算部41计算出的电流实效值超过电流上限值时，将第1无功功率指令值校正为绝对值比从外部控制器98供给的值小的值，以使得电流实效值较小。此时，无功功率指令生成部43计算第1无功功率指令值，以使得电流实效值超过电流上限值的检测期间T1和将有功功率指令值的绝对值设定为较小值的抑制期间T2的电流实效值的平均值成为电流上限值以下。
阶数限定无功功率运算部52根据由检测部3检测到的电压和电流，计算由于用户负载92与功率转换器2连接而变动的基准频率的无功功率值。阶数限定无功功率运算部52以包含极性的方式计算基准频率的无功功率值。例如，阶数限定无功功率运算部52以包含表示放电或充电的极性的方式计算基准频率的无功功率值。同样，阶数限定无功功率运算部52以包含极性的方式计算一个或多个倍增频率的无功功率值。
具体而言，与阶数限定有功功率运算部51计算有功功率值的情况同样，阶数限定无功功率运算部52对由检测部3检测到的电压和由检测部3检测到的电流分别进行傅里叶变换，或者使用使特定频带以外的频带的值衰减的滤波处理，由此计算基准频率的无功功率值及一个或多个倍增频率的无功功率值。
与阶数限定有功功率运算部51计算有功功率值的情况同样，倍增频率的上限例如根据检测部3的检测特性或根据功率转换器2的功率的输出特性来决定。检测部3的检测特性例如是与精度或检测时间有关的特性。功率转换器2的功率的输出特性例如是与精度或输出功率的响应时间有关的特性。例如，阶数限定无功功率运算部52计算基准频率的7倍的频率即7次的倍增频率为止的无功功率值。倍增频率的上限也可以根据用户负载92的特性来决定。例如，在用户负载92为JIS C 61000-3-2的电容器的情况下，阶数限定无功功率运算部52计算基准频率的13倍的频率即13次的倍增频率的无功功率值。
无功功率指令生成部43生成与基准频率及一个或多个倍增频率分别有关的第2无功功率指令值，以使得由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的无功功率值及一个或多个倍增频率的无功功率值与从外部控制器98供给的第1无功功率指令值之差较小。无功功率指令生成部43也可以针对基准频率及一个或多个倍增频率，分别从外部控制器98接收第1无功功率指令值。无功功率指令生成部43也可以判断为从外部控制器98供给的第1无功功率指令值中的特定的频率以外的频率的第1无功功率指令值为零，仅接收特定的频率的第1无功功率指令值。特定的频率的一例是基准频率。
由于基准频率的有功功率值和倍增频率的有功功率值没有变动，因此，由阶数限定有功功率运算部51计算出的有功功率值为0W。第1有功功率指令值也为0W，因此，由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值为0W。
驱动指令生成部44根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，生成驱动指令。具体而言，驱动指令生成部44对由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值加上由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，从而生成驱动指令。功率转换器2根据由驱动指令生成部44生成的驱动指令进行动作。功率转换器2根据驱动指令进行动作，因此，功率转换器2输出的功率追随于由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值。潮流功率追随于从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值，或电者，在流实效值超过电流上限值的情况下，追随于校正后的第1有功功率指令值和校正后的第1无功功率指令值。
在从功率转换器2取下了电容器负载即用户负载92的情况下，在用户负载92为感应性负载且用户负载92与功率转换器2连接的情况下，在用户负载92为感应性负载且从功率转换器2取下了用户负载92的情况下，以及在发电装置97的基准频率的无功功率值发生了变动的情况下，功率转换装置1进行的潮流功率的控制方法也与使用图3说明的上述电容器负载即用户负载92与功率转换器2连接的情况下的潮流功率的控制方法相同。
图4是示出图1所示的功率转换装置1输出的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的第3例的图。图4示出从外部控制器98供给的有功功率指定值不是0W、无功功率指定值不是0Var、且用户负载92为对电阻负载和电容器负载合成后的负载、且用户负载92与实施方式1的功率转换装置1的功率转换器2连接的情况下的与潮流功率相关联的电压和电流的波形以及潮流功率的波形的一例。使用图4来说明对有功功率和无功功率进行合成后的功率的控制方法进行说明。图4所示的时刻t1表示用户负载92与功率转换器2连接的负载接入的时点。
图4的(a)是示出由检测部3检测到的电压的波形的图。图4的(b)是示出由检测部3检测到的电流的波形的图。图4的(c)是示出图4的(b)的电流的实效值的图。图4的(d)是示出由有功功率指令生成部42计算出的第1有功功率指令值的图。图4的(e)是示出由无功功率指令生成部43计算出的第1无功功率指令值的图。图4的(d)所示的第1有功功率指令值和图4的(e)所示的第1无功功率指令值在电流实效值超过电流上限值的情况下成为校正后的值。如图4的(b)所示，当用户负载92与功率转换器2连接后，基准频率的有功功率和无功功率在负方向、即买电方向上增加。此时，例如，在单相三线式的一个相连接有用户负载92的一部分的情况下，各相的电流值不平衡，与将从外部控制器98供给的有功功率指令值和无功功率指令值简单除以电压实效值而得到的电流值相比，有时电流实效值较大。
有功功率指令生成部42和无功功率指令生成部43在由运算部41计算出的电流实效值超过电流上限值时，以使得绝对值变小的方式对从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值进行校正，以使得电流实效值较小。此时，有功功率指令生成部42和无功功率指令生成部43计算第1有功功率指令值和第1无功功率指令值，以使得电流实效值超过电流上限值的检测期间T1和将有功功率指令值的绝对值设定为较小值的抑制期间T2的电流实效值的平均值成为电流上限值以下。
阶数限定有功功率运算部51根据由检测部3检测到的电压和电流，计算由于用户负载92与功率转换器2连接而变动的基准频率的有功功率值。阶数限定无功功率运算部52根据由检测部3检测到的电压和电流，计算由于用户负载92与功率转换器2连接而变动的基准频率的无功功率值和倍增频率的无功功率值。阶数限定有功功率运算部51的动作与使用图2说明的阶数限定有功功率运算部51的动作相同。阶数限定无功功率运算部52的动作与使用图3说明的阶数限定无功功率运算部52的动作相同。
有功功率指令生成部42生成与基准频率及一个或多个倍增频率分别有关的第2有功功率指令值，以使得由阶数限定有功功率运算部51计算出的基准频率的有功功率值及一个或多个倍增频率的有功功率值与第1有功功率指令值之差较小。无功功率指令生成部43生成与基准频率及一个或多个倍增频率分别有关的第2无功功率指令值，以使得由阶数限定无功功率运算部52计算出的基准频率的无功功率值及一个或多个倍增频率的无功功率值与第1无功功率指令值之差较小。
驱动指令生成部44根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，生成驱动指令。具体而言，驱动指令生成部44对由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值加上由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值，生成驱动指令。功率转换器2根据由驱动指令生成部44生成的驱动指令进行动作。功率转换器2根据驱动指令进行动作，因此，功率转换器2输出的功率追随于由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值。潮流功率追随于从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值，或者在电流实效值超过电流上限值的情况下，追随于校正后的第1有功功率指令值和校正后的第1无功功率指令值。
在从功率转换器2取下了对电阻负载和电容器负载进行合成的负载即用户负载92的情况下，在用户负载92的电容器负载为感应性负载且用户负载92与功率转换器2连接的情况下，在用户负载92的电容器负载为感应性负载且从功率转换器2取下了用户负载92的情况下，以及在发电装置97的基准频率的有功功率值和无功功率值发生了变动的情况下，功率转换装置1进行的潮流功率的控制方法也与使用图4说明的产生上述高次谐波的负载即用户负载92与功率转换器2连接的情况下的潮流功率的控制方法相同。
图5是示出图1所示的控制部4对第1有功功率指令值和第1无功功率指令值进行校正的动作的流程图。使用图5对电流实效值超过电流上限值的情况下的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值的校正方法进行说明。另外，本发明不由该方法进行限定，例如，也可以是对第1有功功率指令值和第1无功功率指令值进行反馈控制以使得电流实效值被限制为电流上限值以内的控制方法。
首先，控制部4根据由检测部3检测到的电压和由检测部3检测到的电流，计算由运算部41计算出的有功功率值、视在功率值、电压实效值和电流实效值的检测期间T1的平均值即有功功率平均值P1、视在功率平均值S1、电压实效值平均值V1和电流实效值平均值I1(步骤S101)。平均值的运算方法可以是检测期间T1的区间平均，也可以是检测期间T1的移动平均。另外，例如，在单相三线式或三相三线式的情况下，也可以在各相运算平均值。
控制部4判定计算出的电流实效值平均值I1是否超过电流上限值Ilim(步骤S102)。在电流实效值平均值I1超过电流上限值Ilim的情况下(步骤S102：是)，控制部4运算第1有功功率指令值和第1无功功率指令值(步骤S103)。在电流实效值平均值I1未超过电流上限值Ilim的情况下(步骤S102：否)，控制部4反复进行步骤S101的处理。
控制部4将抑制期间T2的第1无功功率指令值Q*设定为0Var。控制部4为了使第1有功功率指令值P*和第1无功功率指令值Q*的计算容易，也可以将第1无功功率指令值Q*固定为0Var而仅计算第1有功功率指令值P*，也可以将第1有功功率指令值P*固定为0W而仅计算第1无功功率指令值Q*。
控制部4运算检测期间T1的无功功率平均值Q1(步骤S104)。控制部4能够根据视在功率平均值S1和有功功率平均值P1，使用下述数学式(1)计算无功功率平均值Q1。
【数学式1】
控制部4运算抑制期间T2的视在功率目标值S2(步骤S105)。当设定视在功率目标值S2以使得合并了检测期间T1和抑制期间T2的全部期间的电流实效值平均值成为电流上限值Ilim时，能够根据视在功率平均值S1、电压实效值平均值V1、电流上限值Ilim、检测期间T1、抑制期间T2，使用下述数学式(2)计算视在功率目标值S2。另外，也可以设定视在功率目标值S2，以使得全部期间的电流实效值平均值成为比电流上限值Ilim小的值且在全部期间的电流实效值平均值与电流上限值Ilim之间具有余裕。
【数学式2】
接着，控制部4判定S22-Q12是否是正值(步骤S106)。步骤S106的处理是判定第1有功功率指令值P*是否不是复数的处理，在S22-Q12不是正值的情况下(步骤S106：否)，控制部4将抑制期间T2的第1有功功率指令值P*设定为下限值的0W(步骤S109)。
在S22-Q12是正值的情况下(步骤S106：是)，控制部4运算抑制期间T2的第1有功功率指令值P*(步骤S107)。例如，假设为三相三线式且用户负载集中于一个相，即使减少第1有功功率指令值P*，一个相的电流实效值也仅减少一半。此外，在步骤S103中，将第1无功功率指令值Q*设定为了0Var，因此，抑制期间T2的无功功率值应该小于检测期间T1的无功功率平均值Q1，但是，当假设没有从检测期间T1的无功功率平均值Q1变化时，能够根据有功功率平均值P1、无功功率平均值Q1、视在功率目标值S2，使用下述数学式(3)计算第1有功功率指令值P*。
【数学式3】
控制部4判定抑制期间T2的第1有功功率指令值P*是否大于0(步骤S108)。在步骤S107中计算出的第1有功功率指令值P*为0以下的情况下(步骤S108：否)，将抑制期间T2的第1有功功率指令值“P*”设定为作为下限值的0W(步骤S109)。
在步骤S107中计算出的第1有功功率指令值P*大于0的情况下(步骤S108：是)、或在将第1有功功率指令值P*设定为作为下限值的0W后，控制部4判定是否从设定抑制期间T2的第1有功功率指令值P*和第1无功功率指令值Q*起经过了抑制期间T2(步骤S110)。在经过了抑制期间T2的情况下(步骤S110：是)，控制部4使第1有功功率指令值P*和第1无功功率指令值Q*恢复为从外部控制器98供给的校正前的第1有功功率指令值P*和校正前的第1无功功率指令值Q*(步骤S111)。但是，由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值被有功功率限幅器53限制，由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值被无功功率限幅器54限制，有时潮流功率未追随于第1有功功率指令值P*和第1无功功率指令值Q*，因此，也可以判定合并了检测期间T1和抑制期间T2的全部期间的电流实效值平均值是否超过了电流上限值Ilim，在全部期间的电流实效值平均值超过了电流上限值Ilim的情况下，保持第1有功功率指令值P*。进一步讲，也可以在全部期间的电流实效值平均值超过了电流上限值Ilim的状态持续的情况下，停止功率转换器2的输出。
功率转换器2无法输出超过视在功率的上限值的功率。如上所述，控制部4具有有功功率限幅器53和无功功率限幅器54。在功率转换器2优先输出有功功率的情况下，有功功率限幅器53进行动作，无功功率限幅器54不进行动作。在功率转换器2优先输出无功功率的情况下，无功功率限幅器54进行动作，有功功率限幅器53不进行动作。
在功率转换器2优先输出有功功率的情况下，有功功率限幅器53将第2有功功率指令值的上限即第1设定上限设定为使用下述式(4)确定的Plim。功率转换器2优先输出有功功率的情况是使针对第2有功功率指令值的追随优先于针对第2无功功率指令值的追随的情况。在式(4)中，Plim是由有功功率限幅器53设定的第1设定上限，Slim是视在功率的上限值。
【数学式4】
Plim＝Slim…(4)
即，由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值被限制为由式(4)确定的Plim以下。
在功率转换器2优先输出有功功率的情况下，无功功率限幅器54运算使用下述式(5)确定的Qlim，将第2无功功率指令值的上限即第2设定上限设定为使用式(5)确定的Qlim。在式(5)中，Qlim是由无功功率限幅器54设定的第2设定上限，Pref是从外部控制器98供给的第1有功功率指令值。
【数学式5】
即，由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值被限制为由式(5)确定的Qlim以下。
为了不使功率转换器2输出超过视在功率的上限值的功率，按照下述第1处理、第2处理、第3处理的顺序进行运算。
第1处理：有功功率指令生成部42进行的运算
第2处理：无功功率限幅器54计算Qlim的运算
第3处理：无功功率指令生成部43进行的运算
在功率转换器2优先输出无功功率的情况下，无功功率限幅器54将第2无功功率指令值的上限即第3设定上限设定为使用下述式(6)确定的Qlim。功率转换器2优先输出无功功率的情况是使针对第2无功功率指令值的追随优先于针对第2有功功率指令值的追随的情况。在式(6)中，Qlim是由无功功率限幅器54设定的第3设定上限，Slim是视在功率的上限值。
【数学式6】
Qlim＝Slim…(6)
即，由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值被限制为由式(6)确定的Qlim以下。
在功率转换器2优先输出无功功率的情况下，有功功率限幅器53运算由下述式(7)确定的Plim，将第2有功功率指令值的上限即第4设定上限设定为由式(7)确定的Plim。在式(7)中，Plim是由有功功率限幅器53设定的第4设定上限，Qref是从外部控制器98供给的第1无功功率指令值。
【数学式7】
即，由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值被限制为由式(7)确定的Plim以下。
为了不使功率转换器2输出超过视在功率的上限值的功率，按照下述第4处理、第5处理、第6处理的顺序进行运算。
第4处理：无功功率指令生成部43进行的运算
第5处理：有功功率限幅器53计算“Plim”的运算
第6处理：有功功率指令生成部42进行的运算
如上所述，在实施方式1的功率转换装置1连接有蓄电装置91，功率转换装置1具有将蓄电装置91中蓄积的直流功率转换为交流功率的功能。在功率转换装置1还连接有用户负载92和电力系统93，功率转换装置1具有将通过转换而得到的交流功率输出到用户负载92和电力系统93中的一方或双方的功能。在功率转换装置1还连接有外部控制器98，外部控制器98将有功功率指令值和无功功率指令值供给到功率转换装置1。
在蓄电装置91、用户负载92、电力系统93和外部控制器98与功率转换装置1连接的状况下，功率转换装置1检测连接功率转换器2和电力系统93的电力线94的第1部位95的电压和电流，根据检测到的电压和电流以及从外部控制器98供给的有功功率指令值和无功功率指令值，生成用于对功率转换器2进行控制的驱动指令，其中，该功率转换器2具有将蓄电装置91中蓄积的直流功率转换为交流功率的功能。功率转换器2根据所生成的驱动指令进行动作。因此，功率转换装置1发挥如下效果：能够考虑从所连接的蓄电装置91输出的功率、用户负载92的消耗功率、从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值来输出功率。
进一步讲，功率转换装置1在连接有蓄电装置91和用户负载92的状况下，能够使功率转换装置1与电力系统93之间的潮流功率追随于从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值。因此，功率转换装置1能够将配电系统整体所需要的有功功率和无功功率供给到电力系统93。
功率转换装置1具有有功功率限幅器53和无功功率限幅器54，因此，作为驱动指令的基础的第2有功功率指令值和第2无功功率指令值成为不会使得输出超过视在功率的上限值的功率的值。因此，功率转换装置1能够避免必须输出超过视在功率的上限值的功率的情况。进而，抑制了功率转换装置1中产生异常。
另外，在上述实施方式1中，控制部4中包含的驱动指令生成部44根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值来生成驱动指令。但是，驱动指令生成部44也可以根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值中的一方来生成驱动指令。即，驱动指令生成部44根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值和由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值中的一方或双方来生成驱动指令。
在驱动指令生成部444根据由有功功率指令生成部42生成的第2有功功率指令值生成驱动指令的情况下，功率转换装置1发挥如下效果：能够考虑从所连接的蓄电装置91输出的功率、用户负载92的消耗功率、从外部控制器98供给的第1有功功率指令值来输出功率。在驱动指令生成部44根据由无功功率指令生成部43生成的第2无功功率指令值生成驱动指令的情况下，功率转换装置1发挥如下效果：能够考虑从所连接的蓄电装置91输出的功率、用户负载92的消耗功率、从外部控制器98供给的第1无功功率指令值来输出功率。此外，有功功率指令生成部42和无功功率指令生成部43能够根据向电力系统93供给的潮流电流的电流实效值以及连接在功率转换器2与电力系统93之间的布线用断路器99的额定电流，对第1有功功率指令值和第1无功功率指令值进行校正。因此，控制部4能够根据向电力系统93供给的潮流电流的电流实效值和连接在功率转换器2与电力系统93之间的布线用断路器99的额定电流，对功率转换器2进行控制。因此，能够输出功率以抑制布线用断路器99的打开。
此外，在上述实施方式1中，控制部4中包含的运算部41根据由检测部3检测到的电压和电流，计算潮流功率的有功功率值和无功功率值。运算部41能够计算潮流功率的有功功率值和无功功率值即可，也可以根据蓄电装置91输出的功率、功率转换器2输出的功率、用户负载92中消耗的功率、发电装置97输出的功率中的一部分或全部，计算潮流功率的有功功率值和无功功率值。
图6是示出用于实现实施方式1的功率转换装置1所具有的检测部3和控制部4中的至少一部分功能的处理电路71的图。即，检测部3和控制部4的功能中的至少一部分也可以通过处理电路71实现。进一步讲，运算部41所具有的阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52、以及控制部4所具有的运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54的功能中的至少一部分也可以通过处理电路71实现。
处理电路71是专用硬件。处理电路71例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)或它们的组合。检测部3和控制部4的一部分也可以是独立于其余部分的专用硬件。进一步讲，阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54的一部分也可以是独立于其余部分的专用硬件。
图7是示出用于实现实施方式1的功率转换装置1所具有的检测部3和控制部4中的至少一部分功能的处理器81的图。即，功率转换装置1所具有的检测部3和控制部4中的至少一部分功能也可以通过执行存储器82中存储的程序的处理器81实现。
进一步讲，阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分功能也可以通过执行存储器82中存储的程序的处理器81实现。处理器81是CPU(Central Processing Unit)、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机或DSP(Digital Signal Processor)。图7中还示出存储器82。
在检测部3和控制部4中的至少一部分功能通过处理器81实现的情况下，这一部分功能通过处理器81与软件、固件或软件及固件的组合实现。进一步讲，在阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分功能通过处理器81实现的情况下，这一部分功能通过处理器81与软件、固件或软件及固件的组合实现。
软件或固件被记述为程序，存储在存储器82中。处理器81读出并执行存储器82中存储的程序，由此实现检测部3和控制部4中的至少一部分功能。进一步讲，处理器81读出并执行存储器82中存储的程序，由此实现阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分功能。
即，在检测部3和控制部4中的至少一部分功能通过处理器81实现的情况下，功率转换装置1具有存储器82，该存储器82用于存储结果执行由检测部3和控制部4中的至少一部分执行的步骤的程序。
进一步讲，在阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分功能通过处理器81实现的情况下，功率转换装置1具有存储器82，该存储器82用于存储结果执行由阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分执行的步骤的程序。
可以说存储器82中存储的程序使计算机执行由检测部3和控制部4中的至少一部分执行的步骤或方法。进一步讲，可以说存储器82中存储的程序使计算机执行由阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54中的至少一部分执行的步骤或方法。
存储器82例如是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(注册商标)(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘或DVD(Digital Versatile Disk)等。
关于检测部3和控制部4的多个功能，可以通过专用硬件实现这多个功能的一部分，通过软件或固件实现这多个功能的其余部分。这样，检测部3和控制部4的多个功能能够通过硬件、软件、固件或它们的组合实现。
进一步讲，关于阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54的多个功能，可以通过专用硬件实现这多个功能的一部分，并通过软件或固件实现这多个功能的其余部分。这样，阶数限定有功功率运算部51、阶数限定无功功率运算部52、电流实效值运算部57、运算部41、有功功率指令生成部42、无功功率指令生成部43、驱动指令生成部44、有功功率限幅器53和无功功率限幅器54的多个功能能够通过硬件、软件、固件或它们的组合实现。
实施方式2
接着，对实施方式2的功率转换装置1A进行说明。图8是示出本发明的实施方式2的功率转换装置1A的结构的图。对实施方式1的图1和实施方式2的图8进行对比可知，功率转换装置1A具有实施方式1的功率转换装置1所具有的全部结构要素中的、除了阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52以外的结构要素。功率转换装置1A代替阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52而具有全阶(all-order)有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56。功率转换装置1A代替功率转换装置1的运算部41而具有包含全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56的运算部41a。在实施方式2中，发电装置97a不与电力线94连接。在实施方式2中，主要对与实施方式1不同的部分进行说明。
在实施方式2中，在功率转换器2上，与蓄电装置91并联连接有生成直流功率的发电装置97a。例如，发电装置97a是通过太阳光发电生成直流功率的装置。功率转换器2还具有将由蓄电装置91和发电装置97a生成的直流功率转换为交流功率的功能、以及将基于由蓄电装置91和发电装置97a生成的直流功率的交流功率输出到用户负载92和电力系统93的功能。另外，也可以是蓄电装置91和发电装置97a中的仅一方与功率转换器2连接。此外，发电装置97a也可以与蓄电装置91并联连接在实施方式1的功率转换装置1所具有的功率转换器2上。
全阶有功功率运算部55根据由检测部3检测到的电压和电流计算全阶有功功率值，该全阶有功功率值是对基准频率的有功功率值加上将2到2以上的预先决定的整数分别乘以上述频率得到的一个或多个倍增频率的有功功率值而得到的。即，全阶有功功率运算部55是如下的第2有功功率运算部，该第2有功功率运算部计算对电力系统93的交流功率的基准频率的有功功率值和基于基准频率的一个或多个倍增频率的有功功率值进行相加后得到的全阶有功功率值。全阶无功功率运算部56根据由检测部3检测到的电压和电流计算全阶无功功率值，该全阶无功功率值是对电力系统93的交流功率的频率的无功功率值加上将2到2以上的预先决定的整数分别乘以上述频率得到的一个或多个倍增频率的无功功率值而得到的。即，全阶无功功率运算部56是如下的第2无功功率运算部，该第2无功功率运算部计算对电力系统93的交流功率的频率的无功功率值和基于上述的频率的一个或多个倍增频率的无功功率值进行相加后得到的全阶无功功率值。上述频率是基准频率。
有功功率指令生成部42根据从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和由全阶有功功率运算部55计算出的全阶有功功率值，生成第2有功功率指令值。具体而言，有功功率指令生成部42为了减小第1有功功率指令值与由全阶有功功率运算部55计算出的全阶有功功率值之差，从有功功率指令值中减去全阶有功功率值从而计算偏差，进行PI控制等控制以使得该偏差较小，生成第2有功功率指令值。
无功功率指令生成部43根据从外部控制器98供给的第1无功功率指令值和由全阶无功功率运算部56计算出的全阶无功功率值，生成第2无功功率指令值。具体而言，无功功率指令生成部43为了减小第1无功功率指令值与由全阶无功功率运算部56计算出的全阶无功功率值之差，从无功功率指令值中减去全阶无功功率值从而计算偏差，进行PI控制等控制以使得该偏差较小，生成第2无功功率指令值。
实施方式2与实施方式1的主要不同之处在于，实施方式2的功率转换装置1A代替实施方式1的功率转换装置1所具有的阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52而具有全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56。在实施方式1的功率转换装置1中，构成为分别控制基准频率的有功功率值和倍增频率的有功功率值、以及基准频率的无功功率值和倍增频率的无功功率值，与此相对，在实施方式2的功率转换装置1A中，构成为控制对基准频率的有功功率值和一个或多个倍增频率的有功功率值进行相加后的全阶有功功率值、以及对基准频率的无功功率值和一个或多个倍增频率的无功功率值进行相加后的全阶无功功率值。
功率转换装置1A检测连接功率转换器2和电力系统93的电力线94的第1部位95的电压和电流，根据检测到的电压和电流以及从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值，生成用于对功率转换器2进行控制的驱动指令。功率转换装置1A发挥能够如下效果：考虑从所连接的蓄电装置91输出的功率、用户负载92的消耗功率、从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值来输出功率。进一步讲，功率转换装置1A能够使潮流功率追随于从外部控制器98供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值。因此，功率转换装置1A能够将配电系统整体所需要的有功功率和无功功率供给到电力系统93。
功率转换装置1A具有有功功率限幅器53和无功功率限幅器54，因此，作为驱动指令的基础的第2有功功率指令值和第2无功功率指令值成为不会输出超过视在功率的上限值的功率的值。因此，功率转换装置1A能够避免必须输出超过视在功率的上限值的功率的情况。进而，抑制了功率转换装置1A中产生异常。
如上所述，实施方式2的功率转换装置1A代替实施方式1的功率转换装置1所具有的阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52而具有全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56。全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56计算全阶有功功率值或全阶无功功率值，而不计算多个倍增频率的有功功率值或无功功率值，因此，与阶数限定有功功率运算部51和阶数限定无功功率运算部52相比，能够更加容易地计算有功功率值或无功功率值。
全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56的一部分或全部也可以是具有与实施方式1中说明的处理电路71相同的功能的处理电路。全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56的功能中的至少一部分也可以通过具有与实施方式1中说明的处理器81相同的功能的处理器实现。在全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56的功能中的至少一部分通过处理器实现的情况下，功率转换装置1A具有存储器，该存储器用于存储结果执行由全阶有功功率运算部55和全阶无功功率运算部56中的至少一部分执行的步骤的程序。该存储器是具有与实施方式1中说明的存储器82相同的功能的存储器。
另外，在实施方式2中，实施方式1中说明的发电装置97也可以与位于电力线94的功率转换器2与第1部位95之间的第2部位96连接。
以上实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例，能够与其他公知技术进行组合，还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
标号说明
1、1A：功率转换装置；2：功率转换器；3：检测部；4：控制部；41、41a：运算部；42：有功功率指令生成部；43：无功功率指令生成部；44：驱动指令生成部；51：阶数限定有功功率运算部；52：阶数限定无功功率运算部；53：有功功率限幅器；54：无功功率限幅器；55：全阶有功功率运算部；56：全阶无功功率运算部；57：电流实效值运算部；71：处理电路；81：处理器；82：存储器；91：蓄电装置；92：用户负载；93：电力系统；94：电力线；95：第1部位；96：第2部位；97、97a：发电装置；98：外部控制器；99：布线用断路器。

Claims (10)

1.一种功率转换装置，其特征在于，所述功率转换装置具有：
功率转换器，其与蓄积直流功率的蓄电装置连接，能够将所述蓄电装置中蓄积的直流功率转换为交流功率，并将所述交流功率输出到电力系统和用户负载；以及
控制部，其根据从外部控制器供给的第1有功功率指令值和第1无功功率指令值、所述用户负载的消耗功率、向所述电力系统供给的潮流电流的电流实效值、和根据在所述功率转换器与所述电力系统之间连接的布线用断路器的额定电流设定的电流上限值，对所述功率转换器进行控制。
2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换装置还具有检测部，该检测部检测所述功率转换器与所述电力系统之间的潮流电流，
所述控制部根据所述检测部的检测结果对所述功率转换器进行控制。
3.根据权利要求2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述控制部具有：
第1有功功率运算部，其根据所述检测部的检测结果，计算所述电力系统的交流电流的频率即基准频率的有功功率值和基于所述基准频率的倍增频率的有功功率值；
第1无功功率运算部，其根据所述检测部的检测结果，计算所述基准频率的无功功率值和基于所述基准频率的倍增频率的无功功率值；
有功功率指令生成部，其根据由所述第1有功功率运算部计算出的所述基准频率的有功功率值和所述倍增频率的有功功率值中的至少一方、以及所述第1有功功率指令值，生成第2有功功率指令值，在所述电流实效值超过所述电流上限值的情况下，对所述第2有功功率指令值进行校正；
无功功率指令生成部，其根据由所述第1无功功率运算部计算出的所述基准频率的无功功率值和所述倍增频率的无功功率值中的至少一方、以及所述第1无功功率指令值，生成第2无功功率指令值，在所述电流实效值超过所述电流上限值的情况下，对所述第2无功功率指令值进行校正；以及
驱动指令生成部，其根据所述第2有功功率指令值和所述第2无功功率指令值中的至少一方，生成用于对所述功率转换器进行控制的驱动指令。
4.根据权利要求2所述的功率转换装置，其特征在于，
所述控制部具有：
第2有功功率运算部，其根据所述检测部的检测结果，计算对所述电力系统的交流电流的频率的有功功率值和基于所述频率的倍增频率的有功功率值进行相加后得到的全阶有功功率值；
第2无功功率运算部，其根据所述检测部的检测结果，计算对所述电力系统的交流电流的频率的无功功率值和基于所述频率的倍增频率的无功功率值进行相加后得到的全阶无功功率值；
有功功率指令生成部，其根据所述第1有功功率指令值和所述全阶有功功率值生成第2有功功率指令值，在所述电流实效值超过所述电流上限值的情况下，对所述第2有功功率指令值进行校正；
无功功率指令生成部，其根据所述第1无功功率指令值和所述全阶无功功率值生成第2无功功率指令值，在所述电流实效值超过所述电流上限值的情况下，对所述第2无功功率指令值进行校正；以及
驱动指令生成部，其根据所述第2有功功率指令值和所述第2无功功率指令值中的至少一方，生成用于对所述功率转换器进行控制的驱动指令。
5.根据权利要求3或4所述的功率转换装置，其特征在于，
所述控制部还具有有功功率限幅器，该有功功率限幅器根据所述第1无功功率指令值和所述功率转换器能够输出的视在功率的上限值，设定所述第2有功功率指令值的上限，
所述有功功率指令生成部生成由所述有功功率限幅器设定的所述上限以下的所述第2有功功率指令值。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述控制部还具有无功功率限幅器，该无功功率限幅器根据所述第1有功功率指令值和所述功率转换器能够输出的视在功率的上限值，设定所述第2无功功率指令值的上限，
所述无功功率指令生成部生成由所述无功功率限幅器设定的所述上限以下的所述第2无功功率指令值。
7.根据权利要求3～6中的任意一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述有功功率指令生成部在对所述第2有功功率指令值进行校正后，当所述电流实效值低于所述电流上限值时，使所述第2有功功率指令值恢复为校正前的状态，
所述无功功率指令生成部在对所述第2无功功率指令值进行校正后，当所述电流实效值低于所述电流上限值时，使所述第2无功功率指令值恢复为校正前的状态。
8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述功率转换器与所述布线用断路器之间连接有输出交流功率的发电装置。
9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的功率转换装置，其特征在于，
生成直流功率的发电装置与所述蓄电装置并联地连接于所述功率转换器，
所述功率转换器还具有将由所述发电装置生成的直流功率转换为交流功率的功能。
10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述功率转换器在所述电流实效值超过了所述电流上限值的状态持续预定的期间时，停止所述交流功率的输出。
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