JP2000308264A - 電力変換システム - Google Patents
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Abstract
力と無効電力がバランスしている場合、周波数変化が生
じず、単独運転状態を検出できないおそれがある。 【解決手段】電力変換器の電圧指令値に特定次数の周波
数成分を加算する構成とし、システムの出力している電
流から前記特定次数の周波数成分の振幅値を検出する。
そして、前記特定次数の周波数成分の振幅値の変化から
単独運転を検出する構成とした。
Description
に関し、特に系統と連係して運転される電力変換システ
ムに関する。
の制御装置では、連系点の周波数変化を検出し、該周波
数変化を助長させるように無効電力基準を制御し、周波
数をハンチング状態にさせて単独運転状態を検出してい
る。
術では、単独運転時の周波数変化をとらえ、それを基に
単独運転を検出しているため、たとえば、電力変換器と
負荷の間で有効電力と無効電力がバランスしている場
合、周波数変化が生じず、単独運転状態を検出できない
おそれがある。
検出するに好適な電力変換システムを提供することにあ
る。
め、電力変換器の電圧指令値に特定次数の周波数成分を
加算する構成とし、システムの出力している電流から特
定次数の周波数成分の振幅値を検出する。そして、特定
次数の周波数成分の振幅値の変化から単独運転を検出す
る構成とする。
例について図1を用いて説明する。
実現するための一実施例を示している。
トランス3aに接続されており、連系用トランス3aは
電力系統に接続されている。電力変換器1aの直流部分
には2次電池4aを設置してあり、制御装置18aによ
り有効電力P,無効電力Qを連系用トランス3aを介し
て電力系統に供給する。
出力する有効電力P及び無効電力Qを電流検出器2bの
出力と電圧検出器5aの出力から電力検出器6aにより
演算する。こうして得られた有効電力P,無効電力Qは
有効電力調整器9a,無効電力調整器8aにそれぞれ入
力され、該有効電力調整器9a及び無効電力調整器8a
により電力を指令値Pref,Qrefに一致させるように電
流指令値Id*,Iq*を演算し電流調整器10aに出力す
る。
た位相信号Vcos及びVsinを出力する。前記位相信号V
cos及びVsinは座標変換器16a,17aに入力され
る。電流検出値Icnv は座標変換器17aにより座標変
換され、変換結果である2軸の電流検出値Id,Iqを電
流調整器10aに入力する。電流調整器10aは電力変
換器1aの電流を前記指令値Id*及びIq*に一致するよ
うに制御する。電流調整器10aの出力Vd*及びVq*は
座標変換器16aに入力され、座標変換器16aは電圧
指令値Vuo*,Vvo*,Vwo* を加算器15a,15b,
15cに出力する。
ワード電圧演算器12aに入力され、大きさを調整し、
フィードフォワード電圧指令値Vuf,Vvf,Vwfを加算
器15a,15b,15cに出力する。
指令値Vuo*,Vvo*,Vwo* と前記フィードフォワード
電圧指令値Vuf,Vvf,Vwfの加算結果である電力変換
器の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を加算器15d,15
e,15fに出力する。
電圧指令値Vun,Vvn,Vwnを演算し、加算器15d,
15e,15fに出力する。
指令値Vu*,Vv*,Vw*と前記n次の三相電圧指令値の
加算結果である電力変換器の電圧指令値Vu1,Vv1,V
w1をPWM演算器11aに出力し、PWM演算器11a
は前記電力変換器の電圧指令値Vu1,Vv1,Vw1に基づ
いたゲートパルスGPを電力変換器1aに出力する。ま
た、連系点電流検出器2bの出力は、n次高調波電流検
出器14aに入力され、n次電流検出器14aにより電
流振幅を演算し、振幅の急変または増減により単独運転
を検出し、電力変換装置を系統から切り離すため遮断器
19aを動作させる信号Saを出力する。
成を詳細に示している。検出された連系点の電流検出値
Iacを3相2相変換器28に入力し、3相2相変換器2
8は対称座標法により正相分と逆相分の電流成分を演算
しIa,Ibを出力する。
20aと加算器15g,15hのそれぞれに入力され
る。該基本波演算手段20aは、入力された信号Ia,
Ibの基本波成分IaR,IbR(電源周波数成分)をフ
ーリエ変換により検出して加算器に出力する。
器28の出力Ia及びIbから、基本波演算手段20aの
出力IaR,IbRを減算した結果であるIaS,IbSを
n次高調波成分検出器21aに出力する。n次高調波成
分検出器21aは、入力された信号Ias,Ibsにn次成
分を基準とするフーリエ変換を行い、n次の成分Ia
N,IbN のみを振幅演算器22aに出力する。該振幅
演算器22aはIaNとIbN の二乗和ルートを演算し
てn次の電流振幅値Inをレベル判定器23aに出力す
る。レベル判定器23aは該n次の電流振幅Inが所定
の値以上になった場合または以下になった場合に単独運
転と判定し、システムを系統から切り離し停止させる。
始時の値を基準として上下数%に設定する。
単独運転を検出しても良い。
より求まる全ての高調波電流の歪みの大きさの値から単
独運転を検出しても良い。
周波数成分としては変換器が出力しないような偶数次を
用いるとより精度が向上する。
の倍数調波は系統に流出しないので、電圧指令値に重畳
させるn次成分として3の倍数調波以外を用いる。
次の高調波電圧成分を重畳させ、システムが出力してい
るn次の電流成分の大きさを検出しているため、単独運
転状態になった際の系統インピーダンスの変化をn次電
流から判定して単独運転状態を検出でき、システムを停
止させることができる。
お、各図を通して同等の構成要素には同一の符号を付し
て、詳細な説明は省略することにする。
換システムを実現するための他の実施例である。この実
施例では、実施例1のn次電圧指令値の加算をなくした
構成としている。
電流検出方法により電力変換器が出す高調波成分(たと
えば5次や7次)を利用して単独運転を検出できるので
制御の構成を簡略化できる。
4aを用いた電力貯蔵用変換器1aに、無効電力補償装
置(SVC)を適用した場合の実施例である。無効電力
補償装置の電力変換器1fの直流部分にはコンデンサ2
7が設置されており、該無効電力補償装置は制御装置1
8fからの指令により無効電力を系統とやりとりする。
ることが可能になる。
ような、太陽光発電装置も適用できる。太陽光発電装置
の、電力変換器1cの直流部分には太陽電池パネル24
が設置されており、制御装置18cからの指令により電
力を系統へ放出する。
ような、超伝導電力貯蔵装置も適用できる。超電導電力
貯蔵装置の電力変換器1dの直流部分には超伝導コイル
25が設置されており、制御装置18dからの指令によ
り電力を系統から吸収あるいは放出する。
ような、風力発電装置も適用できる。風力発電装置の出
力は、電力変換器1eにより一旦直流に変換され、電力
変換器1gにより系統へ電力を供給する。
に適用した場合について説明したが、他の実施例で説明
した制御装置及び方法を用いてもよい。
分を重畳させ、システムが出力しているn次の電流成分
の大きさを検出しているため、単独運転状態になった際
の系統インピーダンスの変化をn次電流から検出して、
単独運転を検出しシステムを停止させることができる。
装置。
器、2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g,2
h,2i,2j,2k,2l…電流検出器、3a,3
b,3c,3d,3e,3f…連系用トランス、4a,
4b…2次電池、5a,5b,5c,5d,5e,5f
…電圧検出器、6a,6b,6c,6d,6e,6f…
電力検出器、7a,7b,7c,7d,7e,7f…位
相検出器、8a,8b,8c,8d,8e,8f…無効
電力調整器、9a,9b,9c,9d,9e…有効電力
調整器、10a,10b,10c,10d,10e,10
f…電流調整器、11a,11b,11c,11d,1
1e,11f…PWM演算器、12a,12b,12
c,12d,12e,12f…フィードフォワード電圧
演算器、13…n次電圧指令発振器、14a,14b,
14c,14d,14e,14f…n次電流検出器、15
a,15b,15c,15d,15e,15f,15
g,15h,15i,15j,15k,15l,15
m,15n,15o,15p,15q,15r,15
s,15t,15u,15v,15w…加算器、16
a,16b,16c,16d,16e,16f,17
a,17b,17c,17d,17e,17f…座標変
換器、18a,18b,18c,18d,18e,18
f…電力変換器制御装置、19a,19b,19c,1
9d,19e,19f…遮断器、20a…基本波演算
器、21a…n次成分演算器、22a…振幅演算器、2
3a…レベル判定器、24…太陽電池、25…超伝導コ
イル、26…風力発電機、27…コンデンサ、28…3
相2相変換器、29…直流電圧調節器、Iac…連系点電
流検出値、Vac…連系点電圧検出値、Icnv …変換器電
流検出値、Pref…有効電力指令値、Qref …無効電力
指令値、P…有効電力、Q…無効電力、Id*…有効分電
流指令値、Iq*…無効分電流指令値、Id…有効分電流
検出値、Iq …無効分電流検出値、Vcos,Vsin…位相
信号、Vd*…有効分電流指令値、Vq*…無効分電流指令
値、Vuo*,Vvo*,Vwo* …電圧指令値、Vuf,Vv
f,Vwf…フィードフォワード電圧指令値、Vun,Vv
n,Vwn…n次電圧指令値、Vu*,Vv*,Vw*,Vu1,
Vv1,Vw1…変換器出力電圧指令値、GP…ゲートパル
ス、Vdc…直流電圧検出値、Vdcref…直流電圧指令
値、Sa…遮断器動作信号。
Claims (9)
- 【請求項1】系統と連系された電力変換器と、システム
の交流電流を検出する手段と、該電力変換器の出力電圧
指令値を演算する制御手段とを備えた電力変換システム
において、系統電圧の周波数と異なる周波数の交流電圧
指令値を演算する手段を有し、該出力電圧指令値に該異
なる周波数の交流電圧指令値を加算し、システムの電流
検出値から電圧指令値に加えた周波数成分と同一の周波
数成分の電流振幅を演算し、演算した電流振幅値の定常
値からの変化分から電力変換器の単独運転を検出する機
能を備えたことを特徴とする電力変換システム。 - 【請求項2】請求項1において、電圧指令値に加える周
波数を系統電圧の周波数の整数倍とすることを特徴とす
る電力変換システム。 - 【請求項3】系統と連系された電力変換器と、システム
の交流電流を検出する手段と、該電力変換器の出力電圧
指令値を演算する制御手段とを備えた電力変換システム
において、システムの電流検出値から変換器が通常運転
時に出力する高調波成分の電流振幅を演算し、演算した
電流振幅値の定常値からの変化分から電力変換器の単独
運転を検出する機能を備えたことを特徴とする電力変換
システム。 - 【請求項4】請求項1または3において、システムの電
流検出値から対称座標法により正相成分を演算する手段
と、該正相成分から基本波検出手段により正相成分の基
本波成分を抽出する手段を有し、該正相成分と該抽出し
た正相基本波成分との差を演算して基本波成分を取り除
き、該正相成分から基本波成分のみを除去した成分を用
いてシステムの特定次数の周波数成分の変化を検出し単
独運転を検出する機能を備えたことを特徴とする電力変
換システム。 - 【請求項5】請求項1または3または4において、電力
変換器の直流部分に電池を備え、電力を系統との間で吸
収・放出する電力貯蔵システムに用いることを特徴とす
る電力変換システム。 - 【請求項6】請求項1または3または4において、無効
電力補償システムに用いることを特徴とする電力変換シ
ステム。 - 【請求項7】請求項1または3または4において、太陽
光発電システムに用いることを特徴とする電力変換シス
テム。 - 【請求項8】請求項1または3または4において、超電
導電力貯蔵システムに用いることを特徴とする電力変換
システム。 - 【請求項9】請求項1または3または4において、風力
発電システムに用いることを特徴とする電力変換システ
ム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10890699A JP3598871B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 単独運転検出機能を有する系統連系用電力変換システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10890699A JP3598871B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 単独運転検出機能を有する系統連系用電力変換システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000308264A true JP2000308264A (ja) | 2000-11-02 |
JP3598871B2 JP3598871B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=14496643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10890699A Expired - Lifetime JP3598871B2 (ja) | 1999-04-16 | 1999-04-16 | 単独運転検出機能を有する系統連系用電力変換システム |
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-
1999
- 1999-04-16 JP JP10890699A patent/JP3598871B2/ja not_active Expired - Lifetime
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