CN111628629B - 电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法 - Google Patents

电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法 Download PDF

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Abstract

电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法。一种装置包括：第一电力转换单元，其被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力；以及控制电路，其被配置为：生成与次级侧电力相关联的命令值；通过修改命令值以使得命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，第一电力转换电路是基于受限命令值来控制的；向第二电力转换装置发送受限命令值，第二电力转换装置包括与第一电力转换电路并联连接的第二电力转换电路；从第二电力转换装置接收指示调整值的信息，其中，调整值被加至用于控制第二电力转换电路的受限命令值；以及基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与调整值之间的差来修改次级侧极限。

Description

电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法
技术领域
本公开涉及一种电力转换装置、电力转换系统及电力转换方法。
背景技术
日本待审专利公开H5-184154号公报公开了用于并行地操作多个AC输出转换器的并行转换器系统中的用于控制转换器的输出电压以使得在转换器之间流动的横流(环流)被抑制的并行操作控制装置。
发明内容
本公开提供了一种有效地实现了并行操作的多个电力转换装置的输出稳定性以及每个电力转换装置中电压利用率的提高二者的电力转换系统。
根据本公开的一个方面的电力转换装置包括：第一电力转换单元，其具有初级侧和次级侧，被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力；命令生成单元，其被配置为生成与次级侧电力相关联的命令值；限制器，其被配置为通过修改命令值使得命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，第一电力转换单元是基于受限命令值来控制的；命令发送单元，其被配置为向第二电力转换装置发送受限命令值，第二电力转换装置包括与第一电力转换单元并联连接的第二电力转换单元；校正信息接收单元，其被配置为从第二电力转换装置接收指示调整值的信息，其中，调整值被加至用于控制第二电力转换单元的受限命令值；以及上限更改单元，其被配置为基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与调整值之间的差来修改次级侧极限。
根据本公开的另一方面的电力转换系统包括上述的电力转换装置和第二电力转换装置。
根据本公开的又一方面的电力转换方法包括以下步骤：生成与次级侧电力相关联的命令值；通过修改命令值使得命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中基于受限命令值来控制第一电力转换单元；向第二电力转换装置发送受限命令值，第二电力转换装置包括与第一电力转换单元并联连接的第二电力转换单元；从第二电力转换装置接收指示调整值的信息，其中，调整值被加至用于控制第二电力转换单元的受限命令值；以及基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与调整值之间的差来修改次级侧极限。
根据本公开，可以提供一种有效地用于实现并行操作的多个电力转换装置的输出稳定性以及每个电力转换装置中电压利用率的提高二者的电力转换系统。
附图说明
图1是例示了电力转换系统的示意性配置的示意图；
图2是例示了控制电路的功能配置的框图；
图3是例示了主模式控制单元的功能配置的框图；
图4是例示了从模式控制单元的功能配置的框图；
图5是例示了控制电路的硬件结构的框图；
图6是例示了主模式控制过程的流程图；
图7是例示了从模式控制过程的流程图；以及
图8是例示了控制模式选择过程的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述实施方式。在描述中，相同的元件或具有相同功能的元件由相同的附图标记表示，并且省略冗余描述。
电力转换系统
图1所示的电力转换系统1是由多个电力转换装置向同一负载提供电力的并行操作系统。电力转换系统1包括：主装置2A(第一电力转换装置)，其基于由主装置2A生成的命令值将初级侧(例如，电源侧)的电力转换成次级侧(例如，负载侧)的电力；以及从装置2B(第二电力转换装置)，其基于由主装置2A生成的命令值将初级侧的电力转换为次级侧的电力。如图1所示，电力转换系统1可以包括多个从装置2B。
主装置2A和从装置2B中的每一个包括电力转换电路10(第一电力转换电路、第一电力转换单元)。电力转换电路10具有初级侧和次级侧。例如，初级侧连接到电源PS，而次级侧连接到负载LD。主装置2A的电力转换电路10(主电力转换电路、主电力转换单元)将电源PS侧的初级侧电力转换为负载LD侧的次级侧电力。从装置2B的电力转换电路10(从电力转换电路、从电力转换单元)并联连接到主装置2A的电力转换电路10，并且将电源PS侧的电力转换为负载LD侧的电力。电源PS侧上的电力类型和负载LD侧上的电力类型没有特别限制。电源PS侧上的电力类型和负载LD侧上的电力类型可以是直流电或交流电。例如，图1示出了其中电源PS侧上的电力和负载LD侧上的电力二者为三相交流电的配置。电源PS的具体示例包括电力系统和发电机。负载LD的具体示例包括电动机、加热器和光源。主装置2A和从装置2B可以由能够根据用户设置而用作主装置2A或从装置2B的电力转换装置2来实现。
在下文中，将描述电力转换装置2的具体配置。电力转换装置2包括电力转换电路10、控制电路100、电流传感器14U、14V和14W以及电感器15U、15V和15W。电力转换电路10包括整流器电路11、电容器12和逆变器电路13。整流器电路11例如是二极管桥接电路，并且将电源PS侧上的三相交流电转换成直流电。电容器12使直流电的电压(以下称为“DC总线电压”)平稳。
逆变器电路13将直流电转换成负载LD侧上的三相交流电。逆变器电路13具有多个(例如，六个)开关元件，并且通过接通/断开开关元件将直流电转换成三相交流电。开关元件例如是功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等，并且根据栅驱动信号而导通/截止。
注意，电力转换电路10的配置仅是示例。电力转换电路10可以以任何方式配置，只要能够将电源PS侧上的电力转换成负载LD侧上的电力即可。例如，整流器电路11可以是PWM转换器。另外，彼此并行的电力转换电路10的DC总线可以连接。此外，电力转换电路10可以是矩阵转换器，该矩阵转换器将电源PS侧上的交流电转换为负载LD侧上的交流电，而无需从AC到DC的电力转换。
电流传感器14U、14V和14W检测在逆变器电路13和负载LD之间流动的电流。例如，电流传感器14U、14V和14W分别检测U相、V相和W相交流电流。电流传感器14U、14V和14W的检测值被用于由控制电路100来控制电力转换电路10。电感器15U、15V和15W抑制彼此并联连接的电力转换电路10之间的环流。通过使用逆变器电路13与负载LD之间的布线的电感分量，可以省略电感器15U、15V和15W。
控制电路100被配置为响应于用户输入而选择主模式控制或从模式控制。在主模式控制中，电力转换装置2作为主装置2A操作。在从模式控制中，电力转换装置2作为从装置2B操作。
主模式控制包括：生成与次级侧电力相关联的命令值；通过修改命令值以使得命令值等于或小于上限(次级侧极限)来计算受限命令值；将受限命令值发送给从装置2B(另一装置)；自从装置2B接收指示从侧调整值(从调整值)的校正信息，该从侧调整值是被添加到从装置2B中的用于控制从电力转换电路10的受限命令值的调整值；以及基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与从侧调整值之间的差来修改上限。基于受限命令值来控制第一电力转换电路10(主电力转换电路10)。从侧调整值可以被添加至从装置2B中的受限命令值，以抑制从电力转换电路10与主电力转换电路10之间的环流。可以修改上限以减小关于初级侧极限的上限的裕度与其它装置调整值之间的差。裕度是初级侧极限与上限之间的差。
从模式控制包括：接收从主装置2A发送的受限命令值(主命令值)；通过将从侧调整值与主命令值相加来计算从命令值；以及向主装置2A发送指示从侧调整值的信息。基于从命令值来控制第一电力转换电路10(从电力转换电路10)。
如图2所示，控制电路100包括作为功能配置(以下称为“功能模块”)的电力转换控制单元114、主模式控制单元120、从模式控制单元130、模式选择单元111以及模式存储单元112。
电力转换控制单元114控制电力转换电路10，使得电源PS侧上的电力(初级侧电力)根据命令值被转换为负载LD侧上的电力(次级侧电力)。例如，电力转换控制单元114控制电力转换电路10，使得电源PS侧上的电力根据命令值被转换成负载LD侧上的电力。该命令值可以是任何值，只要它可以是负载LD侧上的电力的目标值即可。命令值的具体示例包括用于电力转换电路10的空间矢量控制的电压命令值。命令值可以是以调制因子表示电压命令值的幅值的调制因子命令值。
调制因子是电压命令值与DC总线电压的比率。例如，电力转换控制单元114接通/断开逆变器电路13的开关元件，使得逆变器电路13的输出电压跟随命令值。
主模式控制单元120被配置为基于受限命令值来控制第一电力转换电路10。例如，主模式控制单元120生成用于主模式控制的命令值(即，用于将电力转换装置2作为主装置2A进行操作的命令值)，并将该命令值输出到电力转换控制单元114。换句话说，主模式控制单元120经由电力转换控制单元114执行主模式控制。
例如，主模式控制单元120计算用于使负载LD跟随从主机控制器等获取的控制目标值的目标电流值，并通过比例计算、比例积分计算或比例积分微分计算来计算用于减小目标电流值与电流检测值(例如，电流传感器14U、14V和14W的检测值)之间的偏差的命令值。控制目标值的具体示例包括关于作为负载LD的示例的电动机的速度命令值。
此外，主模式控制单元120将命令值限制为等于或低于规定的上限；向从装置2B发送被限制为等于或低于上限的命令值；自从装置2B接收指示另一装置调整值的校正信息，该另一装置调整值是被添加至从装置2B中的命令值以便抑制电力转换装置2的电力转换电路10与从装置2B的电力转换电路10之间的环流的调整值；以及改变该上限以减小电力转换电路10能够跟随的最大命令值的上限的裕度与另一装置调整值之间的差。
从模式控制单元130被配置为基于在主电力转换装置2A中生成的主命令值来控制第一电力转换电路10。例如，从模式控制单元130生成用于从模式控制的命令值(即，用于使电力转换装置2作为从装置2B进行操作的命令值)，并将该命令值输出到电力转换控制单元114。换句话说，从模式控制单元130经由电力转换控制单元114执行从模式控制。
从模式控制单元130接收从主装置2A的主模式控制单元120发送的受限命令值，并且通过将从侧调整值与受限命令值相加来计算从命令值。此外，从模式控制单元130向主装置2A的主模式控制单元120发送指示从侧调整值的信息。
模式选择单元111根据用户输入来选择由主模式控制单元120进行控制还是由从模式控制单元130进行控制。例如，模式选择单元111根据用户输入将电力转换电路10的控制模式设置为主模式或从模式，并且将设置结果存储在模式存储单元112中。当存储在模式存储单元112中的控制模式是主模式时，主模式控制单元120生成命令值，并将该命令值输出到电力转换控制单元114。当存储在模式存储单元112中的控制模式是从模式时，从模式控制单元130生成命令值，并将该命令值输出到电力转换控制单元114。
在下文中，将更详细地描述主模式控制单元120和从模式控制单元130的配置。如图3所示，主模式控制单元120包括作为更详细的功能模块的命令生成单元121、上限存储单元122、限制器123、调整值计算单元141、命令校正单元142、命令发送单元124、校正信息接收单元126、上限更改单元127和电流信息发送单元128。换言之，主模式控制单元120使用这些功能模块来控制电力转换装置2的电力转换电路10。
命令生成单元121生成与次级侧电力相关联的命令值。例如，命令生成单元121生成用于第一电力转换电路10的命令值。上限存储单元122存储针对命令值预先设置的上限。限制器123通过修改命令值以使得命令值等于或小于上限(次级侧极限)来计算受限命令值。基于受限命令值来控制第一电力转换电路10。例如，限制器123将命令值限制为等于或低于上限存储单元122中所存储的上限，并且将受限命令值输出到命令校正单元142。例如，限制器123切除由命令生成单元121生成的命令值中的超过上限的部分。限制器123可以将上限输出到命令生成单元121，并使命令生成单元121限制命令值。在这种情况下，命令生成单元121计算受限命令值，并将受限命令值输出到命令校正单元142。
调整值计算单元141(自调整值计算单元)基于由第一电力转换电路10在次级侧生成的电流(下文称为“自装置电流”)计算自调整值(以下称为“主侧调整值”)。例如，调整值计算单元141计算主侧调整值，该主侧调整值包括用于死区时间(dead time)补偿的校正分量、用于共模(零相)电流抑制的校正分量等。命令校正单元142通过将由调整值计算单元141计算出的主侧调整值与受限命令值(由限制器123限制的命令值)相加来计算调整后的命令值，以校正第一电力转换电路10的命令值，并且将调整后的命令值输出到电力转换控制单元114，使得基于调整后的命令值来控制第一电力转换电路10。这里的相加包括负值的相加(即，绝对值的相减)。
命令发送单元124向从装置2B发送受限命令值(命令校正单元142校正之前的命令值)。当电力转换系统1包括多个从装置2B时，命令发送单元124可以向多个从装置2B发送受限命令值。
校正信息接收单元126自从装置2B接收指示被添加至从装置2B中的用于控制第二电力转换电路10的受限命令值(由命令发送单元124发送的命令值)的从侧调整值的信息。当电力转换系统1包括多个从装置2B时，校正信息接收单元126可以从多个从装置2B接收指示从侧调整值的信息。从侧调整值各自是被添加至用于控制多个从装置2B中的一个的电力转换电路10的受限命令值的值。指示从侧调整值的信息可以是任何信息，只要它能够标识从侧调整值即可。例如，指示从侧调整值的信息可以是指示从侧调整值的幅值的数字信息。指示从侧调整值的信息可以是指示通过与从侧调整值相加而得到的命令值(以下称为“校正后的命令值”)的幅值的数值信息。在这种情况下，可以通过从校正后的命令值中减去校正前的命令值(命令生成部121生成的命令值)来识别从侧调整值。
上限更改单元127基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与从侧调整值之间的差来修改上限。例如，上限更改单元127修改(更改)上限，以减小关于初级侧极限的上限的裕度与从侧调整值之间的差。初级侧极限可以是电力转换电路10可跟随的最大命令值。例如，当命令值是电压命令值时，最大命令值是DC总线电压值。DC总线电压与初级侧电力相关联。当命令值为调制因子命令值时，最大命令值为1。请注意，由于取决于使用电力转换装置2的条件(驱动负载LD的容许电压、电流失真条件)的限制，最大命令值可以小于DC总线电压值(当命令值为调制因子命令值时为1)。
例如，上限更改单元127计算上限以减小关于最大命令值的上限的裕度与从侧调整值之间的差，并且使计算结果覆盖上限存储单元122中所存储的上限。例如，当裕度大于从侧调整值时，上限更改单元127增大上限，使得裕度与从侧调整值之差减小。另一方面，当裕度小于从侧调整值时，上限更改单元127减小上限，使得从侧调整值与裕度之间的差减小。
作为示例，上限更改单元127可以计算上限，使得关于最大命令值的上限的裕度与从侧调整值匹配。上限更改单元127可以计算上限，使得关于最大命令值的上限的裕度与通过将预定裕度与从侧调整值相加而获得的值匹配。上限更改单元127可以基于从侧调整值与主侧调整值之间的比较来修改上限。当从侧调整值大于主侧调整值时，可以基于初级侧极限和从侧调整值之间的差来修改上限。当主侧调整值大于从侧调整值时，可以基于初级侧极限和主侧调整值之间的差来修改上限。例如，当主侧调整值大于从侧调整值时，上限更改单元127可以计算上限以减小裕度和主侧调整值之间的差，并且当从侧调整值大于主侧调整值时，上限更改单元127可以计算上限以减小裕度和从侧调整值之间的差。因此，计算上限以减小裕度和从侧调整值之间的差的步骤包括：仅当从侧调整值大于主侧调整值时，计算上限以减小裕度和从侧调整值之间的差。
当校正信息接收单元126从多个从装置2B接收到指示从侧调整值的信息时，上限更改单元127可以选择从侧调整值中的最大值作为调整值，并且基于初级侧极限与该调整值之间的差来修改上限。例如，上限更改单元127可以选择最大值作为调整值并更改上限以减小裕度和从侧调整值之间的差。
上限更改单元127可以被配置为在开始基于从侧调整值更改上限之前，将上限的初始值保存在上限存储单元122中。例如，预先确定上限的初始值，使得裕度大于基于过去数据等所预期的最大从侧调整值。
电流信息发送单元128向从装置2B发送指示由第一电力转换电路10在负载LD侧产生的电流的信息。例如，电流信息发送单元128向从装置2B发送由电力转换装置2的电力转换控制单元114从电流传感器14U、14V和14W获取的检测到的电流值。
如图4所示，从模式控制单元130包括作为更详细功能模块的命令接收单元131、电流信息接收单元132、环流计算单元133、调整值计算单元134、命令校正单元135和校正信息发送单元136。换句话说，从模式控制单元130使用这些功能模块来控制电力转换装置2的电力转换电路10。
命令接收单元131从主装置2A的命令发送单元124接收受限命令值(主命令值)，作为用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值。电流信息接收单元132从主装置2A的电流信息发送单元128接收指示由主电力转换电路10在次级侧中产生的电流的主电流信息(流过主装置2A的电力转换电路10的次级侧的电流)。
环流计算单元133基于由电力转换装置2的第一电力转换电路10在次级侧中生成的电流(以下称为“从电流”)与由电流信息接收单元132接收到的主电流信息所指示的电流(以下称为“主电流”)之间的差来计算环流。当从主装置2A到从装置2B的流动方向被定义为环流的正方向时，环流计算单元133通过从主电流中减去从电流来计算环流。相反，当自从装置2B到主装置2A的流动方向被定义为环流的正方向时，环流计算单元133通过自从电流中减去主电流来计算环流。
调整值计算单元134(从调整值计算单元)基于由环流计算单元133计算出的环流来计算从侧调整值。例如，调整值计算单元134计算从侧调整值，使得环流减小。例如，当产生了从主装置2A到从装置2B的环流时，调整值计算单元134通过对环流的值执行比例计算、比例积分计算、比例积分微分计算等，来计算从侧调整值。以这种方式计算出的从侧调整值被添加至用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值，由此减小了从主装置2向从装置2B的环流。
调整值计算单元134可以进一步基于指示环流的另一信息来计算从侧调整值。例如，调整值计算单元134可以通过将基于从电流的校正分量(例如，用于死区时间补偿的校正分量、用于共模(零相)电流抑制的校正分量)与通过对环流的值执行比例计算、比例积分计算、比例积分微分计算等而获得的值相加，来计算从侧调整值。
命令校正单元135通过将由调整值计算单元134计算出的从侧调整值与主命令值(由命令接收单元131接收到的命令值)相加来计算从命令值，并将从命令值输出到电力转换控制单元114，使得基于从命令值来控制第一电力转换电路10。这里的相加包括负值的相加(即，绝对值的相减)。
校正信息发送单元136向主装置2A的校正信息接收单元126发送指示由调整值计算单元134计算出的从侧调整值的信息。如上所述，指示从侧调整值的信息可以是任何信息，只要它能够标识从侧调整值即可。
图5是例示了控制电路100的硬件配置的图。如图5所示，控制电路100包括一个或更多个处理器191、存储器192、储存器193、输入/输出端口194、通信端口195、显示装置196和输入装置197。
储存器193存储用于使控制电路100响应于用户输入而从主模式控制和从模式控制中选择控制并执行所选控制的程序。
该程序可以被配置为使控制电路100：生成与次级侧电力相关联的命令值；通过修改命令值以使得命令值等于或小于上限来计算受限命令值；向从装置2B发送受限命令值；自从装置2B接收指示从侧调整值的校正信息；以及基于初级侧极限与从侧调整值之间的差来修改上限。
另外，当以从模式来控制电力转换电路10时，该程序可以被配置为使控制电路100：接收从主装置2A发送的主命令值；通过将从侧调整值与主命令值相加来计算从命令值；以及向主装置2A发送指示从侧调整值的信息。
例如，储存器193是诸如至少一个硬盘或非易失性存储器之类的储存介质，并且存储用于实现控制电路100的功能模块的程序。
存储器192临时存储从储存器193加载的程序、处理器191的计算结果等。处理器191与存储器192协作执行程序。输入/输出端口194根据来自处理器191的指示在电力转换电路10与电流传感器14U、14V和14W之间输入和输出电信号。通信端口195根据来自处理器191的指示，经由有线通信路径或无线通信路径与另一控制电路100的通信端口195通信信息。显示装置196例如包括液晶显示器并且用于向用户显示信息。输入装置197例如是键盘等，并且获取由用户输入的输入信息。显示装置196和输入装置197可以像所谓的触摸板一样集成在一起。
电力转换方法
随后，将描述由控制电路100执行的电力转换控制过程作为电力转换方法的示例。该过程包括用于在其中电力转换装置2作为主装置2A操作的主模式控制下控制电力转换电路10的主模式控制过程、用于在其中电力转换装置2作为从装置2B操作的从模式控制下控制电力转换电路10的从模式控制过程、以及用于响应于用户输入而选择主模式控制或从模式控制的控制模式选择过程。下面将描述每个过程。
主模式控制过程
主模式控制过程包括：生成与次级侧电力相关联的命令值；通过修改命令值以使得命令值等于或小于上限来计算受限命令值；向从装置2B发送受限命令值；自从装置2B接收指示从侧调整值的校正信息；以及基于与初级侧电力相关联的初级侧极限与从侧调整值之间的差来修改上限。
如图6所示，控制电路100执行步骤S01、S02、S03、S04、S05、S06、S07、S08、S09和S10。在步骤S01中，上限更改单元127将上限的初始值存储在上限存储单元122中。在步骤S02中，命令生成单元121生成用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值。在步骤S03中，限制器123将由命令生成单元121生成的命令值限制为等于或低于上限存储单元122中所存储的上限。在步骤S04中，调整值计算单元141计算主侧调整值。在步骤S05中，命令校正单元142将由调整值计算单元141计算出的主侧调整值与受限命令值(由限制器123限制的命令值)相加，以校正用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值。在步骤S06中，命令发送单元124向从装置2B的命令接收单元131发送受限命令值。在步骤S07中，电流信息发送单元128向从装置2B发送由电力转换装置2的电力转换控制单元114从电流传感器14U、14V、14W获取的检测到的电流值。
在步骤S08中，命令校正单元142向电力转换装置2的电力转换控制单元114输出校正后的命令值。响应于该命令值的输出，电力转换控制单元114控制电力转换电路10，使得电源PS侧上的电力根据命令值被转换为负载LD侧上的电力。在步骤S09中，校正信息接收单元126自从装置2B接收指示在从装置2B中被添加至由命令发送单元124发送的命令值的从侧调整值的信息。
在步骤S10中，上限更改单元127计算上限以减小关于最大命令值的上限的裕度与从侧调整值之间的差，并且使计算结果覆盖上限存储单元122中所存储的上限。然后，控制电路100使处理返回到步骤S02。此后，重复进行基于通过更改后的上限所限制的命令值来控制电力转换电路10，以及基于从装置2B中的从侧调整值进一步更改上限。
该过程仅是示例，并且可以适当地更改。例如，步骤S06中的发送命令值可以至少在步骤S03中的限制命令值与步骤S09中的接收校正信息(指示从侧调整值的信息)之间执行。也就是说，可以在步骤S07之后或步骤S08之后发送命令值。另外，可以至少在步骤S09中的接收校正信息之前，执行步骤S08中的发送电力转换装置2的电流信息。也就是说，可以在步骤S03中的限制命令值之前或者在步骤S02中的生成命令之前发送电流信息。
从模式控制过程
从模式控制过程包括：接收从主装置2A发送的受限命令值(主命令值)；通过将从侧调整值与主命令值相加来计算从命令值；以及向主装置2A发送指示从侧调整值的信息。
如图7所示，控制电路100执行步骤S11、S12、S13、S14、S15、S16、S17和S18。在步骤S11中，命令接收单元131等待直到从主装置2A的命令发送单元124接收到命令值。在步骤S12中，电流信息接收单元132等待，直到从主装置2A的电流信息发送单元128接收到指示由主装置2A的电力转换电路10在次级侧产生的电流的信息。
在步骤S13中，环流计算单元133从电力转换装置2的电力转换控制单元114获取指示由电力转换装置2的电力转换电路10在次级侧产生的电流(从电流)的信息。在步骤S14中，环流计算单元133基于从电流与由电流信息接收单元132接收到的信息所指示的电流(主电流)之间的差来计算环流。在步骤S15中，调整值计算单元134基于由环流计算单元133计算出的环流来计算从侧调整值。
在步骤S16中，命令校正单元135将由调整值计算单元134计算出的从侧调整值与由命令接收单元131接收到的命令值相加，从而校正用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值。在步骤S17中，命令校正单元135将校正后的命令值输出到电力转换装置2的电力转换控制单元114。响应于命令值的输出，电力转换控制单元114控制电力转换电路10，使得电源PS侧上的电力根据命令值被转换成负载LD侧上的电力。
在步骤S18中，校正信息发送单元136向主装置2A的校正信息接收单元126发送指示由调整值计算单元134计算出的从侧调整值的信息。然后，控制电路100使过程返回到步骤S11。此后，重复进行从主装置2A接收命令值的步骤、对接收到的命令值进行校正并通过校正后的命令值控制电力转换电路10的步骤以及向主装置2A发送校正信息(指示从侧调整值的信息)的步骤。
选择控制模式的过程
如图8所示，控制电路100执行步骤S21和S22。在步骤S21中，模式选择单元111等待用户用于设置控制模式的输入。在步骤S22中，模式选择单元111根据用户输入将电力转换电路10的控制模式设置为主模式或从模式，并且将设置结果存储在模式存储单元112中。控制电路100重复以上过程。
本实施方式的效果
如上所述，电力转换装置2包括：电力转换电路10，其根据命令值将初级侧的电力转换为次级侧的电力；命令生成单元121，其生成用于电力转换电路10的命令值；限制器123，其将命令值限制为等于或低于规定的上限；命令发送单元124，其向包括与电力转换装置2的电力转换电路10并联连接的电力转换电路10的另一装置发送受限命令值(由限制器123限制的命令值)；校正信息接收单元126，其从另一装置接收指示被添加至另一装置中的命令值的从侧调整值的信息；以及上限更改单元127，其更改上限以减小用于电力转换电路10能够跟随的最大命令值的上限的裕度与从侧调整值。当裕度大于从侧调整值时，上限更改单元127可以增加上限使得裕度与从侧调整值之间的差减小。当裕度小于从侧调整值时，上限更改单元127可以减小上限，使得裕度与从侧调整值之间的差减小。
为了提高并行操作的多个电力转换装置2的输出的稳定性，需要确保允许在另一装置中添加从侧调整值。另一方面，如果在最大命令值和上限之间提供过多的裕度来确保允许添加从侧调整值，则每个电力转换装置2中的电压利用率变得过小。相反，根据本公开的电力转换装置2，基于添加至另一装置中的命令值的从侧调整值来设置裕度。结果，在能够保持允许添加从侧调整值的范围内，电压利用率最大化。因此，这对于实现并行操作的多个电力转换装置2的输出的稳定性和提高每个电力转换装置2中的电压利用率两者都有效。
命令发送单元124可以向多个其它装置发送受限命令值，校正信息接收单元126可以从多个其它装置接收指示从侧调整值的信息，并且上限更改单元可以更改上限，以减小裕度与由校正信息接收单元126接收到的信息所指示的最大从侧调整值之间的差。在这种情况下，在电力转换装置2与多个其它电力转换装置2并联操作的系统中，能够更可靠地实现并联操作的多个电力转换装置2的输出稳定性和电压利用率的提高。
电力转换装置2还可包括：命令接收单元131，其从另一装置接收命令值作为用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值；命令校正单元135，其通过将从侧调整值加至由命令接收单元131接收到的命令值来校正用于电力转换装置2的电力转换电路10的命令值；校正信息发送单元136，其向另一装置发送指示从侧调整值的信息；主模式控制单元120，其使用命令生成单元121、限制器123、命令发送单元124、校正信息接收单元126和上限更改单元127来控制电力转换装置2的电力转换电路10；从模式控制单元130，其使用命令接收单元131、命令校正单元135和校正信息发送单元136来控制电力转换装置2的电力转换电路10；以及模式选择单元111，其响应于由用户执行的输入而选择由主模式控制单元120进行控制还是由从模式控制单元130进行控制。在这种情况下，在主侧和从侧之间共享装置配置，从而能够提高电力转换装置2的制造效率。
电力转换装置2可以还包括：电流信息接收单元132，其从另一装置接收指示流过另一装置的电力转换电路10的次级侧的电流的信息；环流计算单元133，其基于由电力转换装置2的电力转换电路10在次级侧产生的电流与由电流信息接收单元132接收到的信息所指示的电流之间的差来计算环流；以及调整值计算单元134，其基于由环流计算单元133计算出的环流来计算从侧调整值，其中，从模式控制单元130可以进一步使用电流信息接收单元132、环流计算单元133和调整值计算单元134来控制电力转换装置2的电力转换电路10。在这种情况下，能够实现环流的抑制和电压利用率的提高二者。
尽管上面已经描述了实施方式，但是本公开内容不一定限于上述实施方式，并且在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种变型。上述实施方式描述了公共电力转换装置2由于设置而选择性地用于主装置2A和从装置2B的示例，但本发明不限于此。例如，电力转换系统1可以包括专用于主模式的主装置2A和专用于从模式的从装置2B。在这种情况下，主装置2A不具有从模式控制单元130，并且从装置2B不具有主模式控制单元120。
关于上述实施方式，附加了以下内容。
(附记1)一种电力转换装置，该电力转换装置包括：
第一电力转换单元，该第一电力转换单元具有初级侧和次级侧，并且被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力；
命令生成单元，该命令生成单元被配置为生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
限制器，该限制器被配置为通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述受限命令值来控制的；
命令发送单元，该命令发送单元被配置为向第二电力转换装置发送所述受限命令值，所述第二电力转换装置包括与所述第一电力转换单元并联连接的第二电力转换单元；
校正信息接收单元，该校正信息接收单元被配置为从所述第二电力转换装置接收指示调整值的信息，其中，所述调整值被加至用于控制所述第二电力转换单元的受限命令值；以及
上限更改单元，该上限更改单元被配置为基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
(附记2)根据附记1所述的电力转换装置，其中，所述命令发送单元向包括所述第二电力转换装置的多个电力转换装置发送所述受限命令值，所述多个电力转换装置各自包括与所述第一电力转换单元并联连接的电力转换单元，
所述校正信息接收单元从所述多个电力转换装置接收指示多个调整值的信息，所述多个调整值各自是被加至用于控制所述多个电力转换装置中的一个的所述电力转换单元的所述受限命令值的值，并且
所述上限更改单元选择所述多个调整值中的最大值作为所述调整值，并基于所述初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
(附记3)根据附记1或2所述的电力转换装置，其中，当所述初级侧极限与所述次级侧极限之间的差大于所述调整值时，所述上限更改单元增大所述次级侧极限。
(附记4)根据附记3所述的电力转换装置，
其中，当所述初级侧极限与所述次级侧极限之间的差小于所述调整值时，所述上限更改单元减小所述次级侧极限。
(附记5)根据附记1至4中的任一项所述的电力转换装置，该电力转换装置还包括：
调整值计算单元，该调整值计算单元被配置为基于由所述第一电力转换单元在所述次级侧产生的电流来计算自调整值；以及
命令校正单元，该命令校正单元被配置为通过将所述自调整值与所述受限命令值相加来计算调整后的命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述调整后的命令值来控制的，
其中，所述上限更改单元基于所述调整值和所述自调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述调整值大于所述自调整值时，基于所述初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且当所述自调整值大于所述调整值时，基于所述初级侧极限与所述自调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
(附记6)根据附记1至4中的任一项所述的电力转换装置，该电力转换装置还包括：
主模式控制单元，该主模式控制单元被配置为基于所述受限命令值来控制所述第一电力转换单元；
从模式控制单元，该从模式控制单元被配置为基于在包括与所述第一电力转换单元并联连接的主电力转换单元的主电力转换装置中产生的主命令值来控制所述第一电力转换单元；以及
模式选择单元，该模式选择单元被配置为响应于用户输入而在由所述主模式控制单元进行控制与由所述从模式控制单元进行控制之间切换，
其中，所述主模式控制单元包括所述命令生成单元、所述限制器、所述命令发送单元、所述校正信息接收单元和所述上限更改单元。
(附记7)根据附记6所述的电力转换装置，其中，所述从模式控制单元包括：
命令接收单元，该命令接收单元被配置为从所述主电力转换装置接收所述主命令值；
命令校正单元，该命令校正单元被配置为通过将从调整值加至所述主命令值来计算从命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述从命令值来控制的；以及
校正信息发送单元，该校正信息发送单元被配置为向所述主电力转换装置发送指示所述从调整值的信息。
(附记8)根据附记7所述的电力转换装置，其中，所述从模式控制单元还包括：
电流信息接收单元，该电流信息接收单元被配置为从所述主电力转换装置接收指示由所述主电力转换单元在所述次级侧产生的电流的主电流信息；
环流计算单元，该环流计算单元被配置为基于由所述第一电力转换单元在所述次级侧产生的电流与由所述主电流信息指示的电流之间的差来计算环流；以及
从调整值计算单元，该从调整值计算单元被配置为基于所述环流来计算所述从调整值。
(附记9)根据附记6至8中的任一项所述的电力转换装置，其中，所述主模式控制单元还包括：
自调整值计算单元，该自调整值计算单元被配置为基于由所述第一电力转换单元在所述次级侧产生的电流来计算自调整值；以及
命令校正单元，该命令校正单元被配置为通过将所述自调整值与所述受限命令值相加来计算调整后的命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述调整后的命令值来控制的，并且
所述上限更改单元基于所述调整值和所述自调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述调整值大于所述自调整值时，基于所述初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且其中，当所述自调整值大于所述调整值时，基于所述初级侧极限与所述自调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
(附记10)一种电力转换系统，该电力转换系统包括：
根据附记1至4中的任一项所述的电力转换装置，以及
所述第二电力转换装置。
(附记11)根据附记10所述的电力转换系统，其中，所述第二电力转换装置还包括：
命令接收单元，该命令接收单元被配置为接收从所述第一电力转换装置的所述命令发送单元发送的所述受限命令值，
命令校正单元，该命令校正单元被配置为通过将所述调整值与所述受限命令值相加来计算从命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述从命令值来控制的，以及
校正信息发送单元，该校正信息发送单元被配置为向所述第一电力转换装置发送指示所述调整值的信息。
(附记12)根据附记11所述的电力转换系统，其中，所述第二电力转换装置还包括：
电流信息接收单元，该电流信息接收单元被配置为从所述第一电力转换装置接收指示由所述第一电力转换单元在所述次级侧产生的电流的主电流信息；
环流计算单元，该环流计算单元被配置为基于由所述第二电力转换单元在所述次级侧产生的电流与由所述主电流信息所指示的电流之间的差来计算环流；以及
从调整值计算单元，该从调整值计算单元被配置为基于所述环流来计算调整值。
(附记13)根据附记11或12所述的电力转换系统，其中，所述第一电力转换装置还包括：
自调整值计算单元，该自调整值计算单元被配置为基于所述第一电力转换单元在所述次级侧产生的电流来计算自调整值；以及
命令校正单元，该命令校正单元被配置为通过将所述自调整值与所述受限命令值相加来计算调整后的命令值，其中，所述第一电力转换单元是基于所述调整后的命令值来控制的，并且
所述上限更改单元基于所述调整值和所述自调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述调整值大于所述自调整值时，基于所述初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且其中，当所述自调整值大于所述调整值时，基于所述初级侧极限与所述自调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
(附记14)一种用于控制具有初级侧和次级侧的被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力的第一电力转换单元的电力转换方法，该电力转换方法包括以下步骤：
生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，基于所述受限命令值来控制所述第一电力转换单元；
将所述受限命令值发送到第二电力转换装置，所述第二电力转换装置包括与所述第一电力转换单元并联连接的第二电力转换单元；
从所述第二电力转换装置接收指示调整值的信息，其中，所述调整值被加至用于控制所述第二电力转换单元的所述受限命令值；以及
基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述调整值之间的差来修改所述次级侧极限。

Claims (12)

1.一种电力转换装置，该电力转换装置包括：
主电力转换单元，该主电力转换单元具有初级侧和次级侧，并且被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力，其中，所述主电力转换单元与从电力转换装置的从电力转换单元并联连接；
命令生成单元，该命令生成单元被配置为生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
限制器，该限制器被配置为通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述受限命令值来控制的；
命令发送单元，该命令发送单元被配置为向所述从电力转换装置发送所述受限命令值，其中，在所述从电力转换装置中，基于通过将从调整值添加至所述受限命令值而生成的从调整命令值控制所述从电力转换单元；
校正信息接收单元，该校正信息接收单元被配置为从所述从电力转换装置接收指示所述从调整值的信息；以及
上限更改单元，该上限更改单元被配置为基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述命令发送单元向多个从电力转换装置发送所述受限命令值，所述多个从电力转换装置各自包括与所述主电力转换单元并联连接的所述从电力转换单元，
所述校正信息接收单元从所述多个从电力转换装置接收指示多个从调整值的信息，所述多个从调整值各自被添加至所述受限命令值而生成所述从调整命令值以控制所述多个从电力转换装置中的对应的从电力转换装置的所述从电力转换单元，并且
所述上限更改单元选择所述多个从调整值中的最大值作为所述从调整值，并基于所述初级侧极限与选择的所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其中，当所述初级侧极限与所述次级侧极限之间的差大于所述从调整值时，所述上限更改单元增大所述次级侧极限。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置，
其中，当所述初级侧极限与所述次级侧极限之间的差小于所述从调整值时，所述上限更改单元减小所述次级侧极限。
5.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，该电力转换装置还包括：
主调整值计算单元，该主调整值计算单元被配置为基于由所述主电力转换单元在所述次级侧产生的电流来计算主调整值；以及
主命令校正单元，该主命令校正单元被配置为通过将所述主调整值与所述受限命令值相加来计算主调整命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述主调整命令值来控制的，
其中，所述上限更改单元基于所述从调整值和所述主调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述从调整值大于所述主调整值时，基于所述初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且当所述主调整值大于所述从调整值时，基于所述初级侧极限与所述主调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
6.一种电力转换装置，该电力转换装置包括：
电力转换单元，该电力转换单元具有初级侧和次级侧，并且被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力；
主模式控制单元，该主模式控制单元被配置为控制作为与从电力转换装置的从电力转换单元并联连接的主电力转换单元的所述电力转换单元；
从模式控制单元，该从模式控制单元被配置为控制作为与主电力转换装置的所述主电力转换单元并联连接的所述从电力转换单元的所述电力转换单元；以及
模式选择单元，该模式选择单元被配置为响应于用户输入而选择由所述主模式控制单元进行控制还是由所述从模式控制单元进行控制，
其中，所述主模式控制单元包括：
命令生成单元，该命令生成单元被配置为生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
限制器，该限制器被配置为通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述受限命令值来控制的；
命令发送单元，该命令发送单元被配置为向所述从电力转换装置发送所述受限命令值，其中，在所述从电力转换装置中，所述从电力转换单元是基于通过将从调整值添加至所述受限命令值而生成的从调整命令值来控制的；
校正信息接收单元，该校正信息接收单元被配置为从所述从电力转换装置接收指示所述从调整值的信息；以及
上限更改单元，该上限更改单元被配置为基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限，
其中，所述从模式控制单元包括：
命令接收单元，该命令接收单元被配置为从所述主电力转换装置接收所述受限命令值；
从命令校正单元，该从命令校正单元被配置为通过将所述从调整值与所述受限命令值相加来计算所述从调整命令值，其中，所述从电力转换单元是基于所述从调整命令值来控制的；以及
校正信息发送单元，该校正信息发送单元被配置为向所述主电力转换装置发送指示所述从调整值的信息。
7.根据权利要求6所述的电力转换装置，其中，所述从模式控制单元还包括：
电流信息接收单元，该电流信息接收单元被配置为从所述主电力转换装置接收指示由所述主电力转换单元在所述次级侧产生的主电流的主电流信息；
环流计算单元，该环流计算单元被配置为基于由所述从电力转换单元在所述次级侧产生的从电流与所述主电流之间的差来计算环流；以及
从调整值计算单元，该从调整值计算单元被配置为基于所述环流来计算所述从调整值。
8.根据权利要求6所述的电力转换装置，其中，所述主模式控制单元还包括：
主调整值计算单元，该主调整值计算单元被配置为基于由所述主电力转换单元在所述次级侧产生的电流来计算主调整值；以及
主命令校正单元，该主命令校正单元被配置为通过将所述主调整值与所述受限命令值相加来计算主调整命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述主调整命令值来控制的，并且
所述上限更改单元基于所述从调整值和所述主调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述从调整值大于所述主调整值时，基于所述初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且其中，当所述主调整值大于所述从调整值时，基于所述初级侧极限与所述主调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
9.一种电力转换系统，该电力转换系统包括主电力转换装置和从电力转换装置，
其中，所述主电力转换装置包括：
主电力转换单元，该主电力转换单元具有初级侧和次级侧，并且被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力；
命令生成单元，该命令生成单元被配置为生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
限制器，该限制器被配置为通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述受限命令值来控制的；
命令发送单元，该命令发送单元被配置为向所述从电力转换装置发送所述受限命令值；
校正信息接收单元，该校正信息接收单元被配置为从所述从电力转换装置接收指示从调整值的信息；以及
上限更改单元，该上限更改单元被配置为基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限，
其中，所述从电力转换装置包括：
从电力转换单元，该从电力转换单元与所述主电力转换单元并联连接；
命令接收单元，该命令接收单元被配置为接收从所述主电力转换装置的所述命令发送单元发送的所述受限命令值；
从命令校正单元，该从命令校正单元被配置为通过将所述从调整值与所述受限命令值相加来计算从调整命令值，其中，所述从电力转换单元是基于所述从调整命令值来控制的；以及
校正信息发送单元，该校正信息发送单元被配置为向所述主电力转换装置发送指示所述从调整值的信息。
10.根据权利要求9所述的电力转换系统，其中，所述从电力转换装置还包括：
电流信息接收单元，该电流信息接收单元被配置为从所述主电力转换装置接收指示由所述主电力转换单元在所述次级侧产生的主电流的主电流信息；
环流计算单元，该环流计算单元被配置为基于由所述从电力转换单元在所述次级侧产生的从电流与所述主电流之间的差来计算环流；以及
从调整值计算单元，该从调整值计算单元被配置为基于所述环流来计算所述从调整值。
11.根据权利要求9所述的电力转换系统，其中，所述主电力转换装置还包括：
主调整值计算单元，该主调整值计算单元被配置为基于所述主电力转换单元在所述次级侧产生的主电流来计算主调整值；以及
主命令校正单元，该主命令校正单元被配置为通过将所述主调整值与所述受限命令值相加来计算主调整命令值，其中，所述主电力转换单元是基于所述主调整命令值来控制的，并且
所述上限更改单元基于所述从调整值和所述主调整值之间的比较来修改所述次级侧极限，其中，当所述从调整值大于所述主调整值时，基于所述初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限，并且其中，当所述主调整值大于所述从调整值时，基于所述初级侧极限与所述主调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
12.一种用于控制主电力转换单元和从电力转换单元的电力转换方法，所述主电力转换单元具有初级侧和次级侧且被配置为将初级侧电力转换为次级侧电力，所述从电力转换单元与所述主电力转换单元并联连接，该电力转换方法包括以下步骤：
在具有所述主电力转换单元的主电力转换装置中生成与所述次级侧电力相关联的命令值；
在所述主电力转换装置中通过修改所述命令值以使得所述命令值等于或小于次级侧极限来计算受限命令值，其中，基于所述受限命令值来控制所述主电力转换单元；
从所述主电力转换装置向具有所述从电力转换单元的从电力转换装置发送所述受限命令值，其中，在所述从电力转换装置中，基于通过将从调整值添加至所述受限命令值而生成的从调整命令值控制所述从电力转换单元；
从所述从电力转换装置向所述主电力转换装置发送指示所述从调整值的信息；以及
在所述主电力转换装置中基于与所述初级侧电力相关联的初级侧极限与所述从调整值之间的差来修改所述次级侧极限。
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