JP2000341958A - Distributed control power system - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、離島用電源や災
害地電源などに利用できる電源システムに関するもので
ある。さらに詳述すると、本発明は、電圧制御型インバ
ータ装置及び電流制御型インバータ装置が混在して負荷
に電力を供給する電源システムの改良に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply system that can be used as a power supply for a remote island or a power supply in a disaster area. More specifically, the present invention relates to an improvement in a power supply system for supplying power to a load in which a voltage-controlled inverter and a current-controlled inverter are mixed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】離島用電源や災害地用電源などに好適な
電源システムとしては、従来、独立電源システムが提供
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an independent power supply system has been provided as a power supply system suitable for a power supply for an isolated island, a power supply for a disaster area, and the like.
【０００３】この独立電源システムは、１台の電圧制御
型インバータを主とし、これに複数台の電流制御型イン
バータを従属させる主従制御方式により、負荷に電力を
供給するようにしている。In this independent power supply system, power is supplied to a load by a master-slave control system in which one voltage-controlled inverter is mainly used and a plurality of current-controlled inverters are made dependent on the inverter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この独立電源システム
にあっては、電圧制御型インバータは、電圧及び周波数
の維持を行うとともに無効電力を供給する必要があり、
また、電流制御型インバータは、効率的な運転状態を維
持するため、発電電力の最大値で運転されるようにする
必要がある。このため、各インバータによる電力分担に
対する一定の条件の範囲内のときには、安定して負荷に
電力を供給できるものの、その条件外になると需給が不
均衡になって負荷に電力を供給できなくなってしまう。In this independent power supply system, the voltage-controlled inverter needs to maintain voltage and frequency and supply reactive power.
Further, in order to maintain an efficient operation state, the current control type inverter needs to be operated at the maximum value of the generated power. For this reason, while the power can be stably supplied to the load when the power sharing by each inverter is within a certain range, if the condition is not met, the supply and demand become unbalanced and the power cannot be supplied to the load. .
【０００５】したがって、上述した従来の独立電源シス
テムでは、主従制御方式であることと、効率的な運転を
行なわせるために特定の運転条件で運転しなければなら
ないため、電源システムの柔軟性及び拡張性に制約があ
る。[0005] Therefore, in the above-mentioned conventional independent power supply system, since it is a master-slave control system and must be operated under specific operation conditions for efficient operation, the power supply system has flexibility and expansion. There are restrictions on sex.
【０００６】加えて、従来の独立電源システムでは、上
述したとおり特定の運転条件で運転しなければならこと
から、用途に応じた設計が必要となり、安価なシステム
構築が困難である。In addition, since the conventional independent power supply system must be operated under the specific operating conditions as described above, it is necessary to design according to the application, and it is difficult to construct an inexpensive system.
【０００７】本発明は、電源システムの柔軟性及び拡張
性の制約を取り除き、システム設計の簡素化により安価
な分散制御型電源システムを提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inexpensive distributed control type power supply system which eliminates restrictions on flexibility and expandability of the power supply system and simplifies system design.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、電圧指令によって交流を出
力する電圧型インバータ及び当該電圧型インバータに電
圧指令を与えて駆動制御するインバータ制御手段からな
る電圧制御型インバータ装置と、電流指令によって交流
を出力する電流型インバータ及び当該電流型インバータ
に電流指令を与えて駆動制御するインバータ制御手段か
らなる電流制御型インバータ装置とが混在し、これらイ
ンバータ装置によって負荷に電力を供給する電源システ
ムにおいて、電圧制御型インバータ装置のインバータ制
御手段に、出力電力の増加に応じて出力周波数を低下さ
せる分散制御特性を備え、電圧型インバータから出力さ
れる実際の出力電力と分散制御特性から周波数指令を形
成し、当該指令を基に電圧指令を形成するようにしてい
る。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a voltage type inverter that outputs an alternating current according to a voltage command and an inverter control that controls the voltage type inverter by applying a voltage command to the voltage type inverter. And a current control type inverter device comprising a current type inverter for outputting an alternating current by a current command and an inverter control means for controlling the drive by giving a current command to the current type inverter. In a power supply system that supplies power to a load by an inverter device, the inverter control means of the voltage-controlled inverter device has a distributed control characteristic that lowers an output frequency in accordance with an increase in output power, and the actual output from the voltage-type inverter is A frequency command is formed from the output power of the And so as to form a voltage command to.
【０００９】したがって、電圧制御型インバータ装置の
インバータ制御手段は、電圧型インバータの出力電力の
増加とともに出力周波数特性が低下する分散制御特性を
有しているので、負荷の変動により電圧型インバータの
出力電力が増加することにより周波数特性が低下し、出
力電力を抑制する。Therefore, the inverter control means of the voltage-controlled inverter device has a distributed control characteristic in which the output frequency characteristic decreases with an increase in the output power of the voltage-type inverter. As the power increases, the frequency characteristics decrease, and the output power is suppressed.
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の分
散制御型電源システムにおいて、複数の電圧制御型イン
バータ装置が存在するときに、各インバータ制御手段
を、各電圧型インバータ装置の分担する電力が相補され
る状態の分散制御特性で制御するようにしている。According to a second aspect of the present invention, in the distributed control type power supply system according to the first aspect, when a plurality of voltage-controlled inverter devices are present, each inverter control means is assigned to each voltage-type inverter device. The power is controlled by the dispersion control characteristic in a state where the power is complemented.
【００１１】したがって、複数台の電圧型インバータ装
置が同様な特性を有する場合、特定の電圧制御型インバ
ータ装置の出力が増加することなく、負荷による出力変
動は、各々の電圧型インバータ装置で分担されることに
なる。Therefore, when a plurality of voltage type inverter devices have similar characteristics, the output fluctuation due to the load is shared by the respective voltage type inverter devices without increasing the output of a specific voltage controlled inverter device. Will be.
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の分散制御型電源システムにおいて、インバータ制
御手段が、電圧型インバータから出力される出力電圧及
び出力電流から出力電力を求める有効電力演算手段と、
有効電力演算手段からの出力電力が増加するに伴って出
力周波数を低下させる分散制御特性により出力周波数指
令を得る分散制御手段と、分散制御手段から出力された
周波数指令から角周波数に変換する周波数角周波数変換
手段と、周波数角周波数変換手段からの角周波数から出
力位相を得る出力位相演算手段と、出力位相演算手段か
らの出力位相から電圧指令値を得る出力電圧演算手段と
を備えるようにしている。The invention described in claim 3 is the first or second invention.
In the distributed control type power supply system described, the inverter control means, active power calculation means for obtaining output power from the output voltage and output current output from the voltage type inverter,
Dispersion control means for obtaining an output frequency command by means of a dispersion control characteristic for reducing the output frequency as the output power from the active power calculation means increases, and a frequency angle for converting the frequency command output from the dispersion control means into an angular frequency Frequency conversion means, output phase calculation means for obtaining an output phase from the angular frequency from the frequency angular frequency conversion means, and output voltage calculation means for obtaining a voltage command value from the output phase from the output phase calculation means are provided. .
【００１３】したがって、分散制御手段によって、出力
電力が増加するに伴って出力周波数を低下させる分散制
御特性により出力周波数指令が形成され、これを基に電
圧指令値が出力電圧演算手段において形成されて、この
電圧指令値で電圧制御型インバータが駆動制御されるこ
とになる。Accordingly, the output frequency command is formed by the dispersion control means by the dispersion control characteristic of decreasing the output frequency as the output power increases, and the voltage command value is formed by the output voltage calculation means based on the output frequency command. The drive of the voltage-controlled inverter is controlled by the voltage command value.
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の分
散制御型電源システムにおいて、分散制御手段を電圧制
御型インバータが出力する出力最大電力をＰｄ、出力最
大電力Ｐｄのときの最低周波数ｆL、電圧制御型インバ
ータが受け入れる入力最大電力をＰｃ、入力最大電力Ｐ
ｃのときの最高周波数ｆH、入力出力電力が零のときの
周波数ｆn、前記有効電力演算手段で得た出力電力を
Ｐ、周波数指令をｆとすると、次の数式２According to a fourth aspect of the present invention, in the distributed control type power supply system according to the third aspect, the distributed control means outputs the maximum output power of the voltage-controlled inverter as Pd and the lowest frequency fL at the maximum output power Pd. , The maximum input power received by the voltage-controlled inverter is Pc, and the maximum input power P
Assuming that the maximum frequency fH at the time of c, the frequency fn when the input output power is zero, the output power obtained by the active power calculating means is P, and the frequency command is f,
【００１５】[0015]
【数２】 ｆ＝｛（ｆL−ｆH）／（Ｐｄ−Ｐｃ）｝Ｐ＋ｆn からなる分散制御特性でもって周波数指令ｆを得るもの
としている。## EQU00002 ## The frequency command f is obtained by the dispersion control characteristic of f = {(fL-fH) / (Pd-Pc)} P + fn.
【００１６】このような分散制御特性としたので、電圧
制御型インバータは出力電力の増加に伴って周波数を低
下するような動作ができる。With such a dispersion control characteristic, the voltage control type inverter can operate such that the frequency decreases with an increase in output power.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
最良の形態に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on the best mode shown in the drawings.
【００１８】図１に本発明に係る分散制御型電源システ
ムの一実施形態を、図２に同分散制御型電源システムに
使用する分散制御特性を示す。FIG. 1 shows an embodiment of a distributed control type power supply system according to the present invention, and FIG. 2 shows distributed control characteristics used in the distributed control type power supply system.
【００１９】この分散制御型電源システム１は、分散制
御を採用した電圧制御型インバータ装置２ａ，２ｂと、
電流制御型インバータ３ａ，３ｂとからなり、これら電
圧制御型インバータ装置２ａ，２ｂと電流制御型インバ
ータ３ａ，３ｂとが並列接続されて負荷４に電力を供給
するように構成されている。This distributed control type power supply system 1 comprises voltage controlled inverter devices 2a and 2b employing distributed control,
The voltage control type inverter devices 2a, 2b and the current control type inverters 3a, 3b are connected in parallel to supply electric power to the load 4.
【００２０】電圧制御型インバータ装置２ａは、電圧指
令によって交流を出力する電圧型インバータ２０ａと、
電圧型インバータ２０ａに対して分散制御特性ＩＮＶ１
（図２参照）で形成した電圧指令を与えて駆動制御する
インバータ制御回路２１ａとからなる。The voltage-controlled inverter device 2a includes a voltage-type inverter 20a that outputs an alternating current according to a voltage command,
Distributed control characteristic INV1 for voltage type inverter 20a
(See FIG. 2).
【００２１】電圧型インバータ２０ａは、その出力端子
にリアクトルＬａを備えている。The voltage type inverter 20a has a reactor La at its output terminal.
【００２２】インバータ制御回路２１ａは、電圧型イン
バータ２０ａの出力電力の増加に応じて出力周波数を低
下させる分散制御特性を備えており、電圧型インバータ
２０ａから出力される実際の出力電力Ｐaと前述の分散
制御特性から周波数指令ｆaを形成し、当該指令ｆaを基
に電圧指令Ｖrefaを形成し、これを電圧型インバータ２
０ａに与えて駆動制御するように構成されている。The inverter control circuit 21a has a dispersion control characteristic of lowering the output frequency in accordance with the increase in the output power of the voltage type inverter 20a. A frequency command fa is formed from the dispersion control characteristic, a voltage command Vrefa is formed based on the command fa, and the voltage command Vrefa is
0a to control the drive.
【００２３】さらに説明すると、インバータ制御回路２
１ａは、電圧型インバータ２０ａから出力される出力電
圧ｖa及び出力電流ｉaから出力電力Ｐaを求める有効電
力演算手段２２ａと、この有効電力演算手段２２ａから
の出力電力Ｐaが増加するに伴って出力周波数を低下さ
せる分散制御特性により出力周波数指令ｆaを得る分散
制御手段２３ａと、この分散制御手段２３ａから出力さ
れた周波数指令ｆaから角周波数ωaに変換する周波数角
周波数変換手段２４ａと、この周波数角周波数変換手段
２４ａからの角周波数ωaから出力位相を得る出力位相
演算手段２５ａと、この出力位相演算手段２５ａからの
出力位相θaから電圧指令Ｖrefaを得る出力電圧演算手
段２６ａとを具備している。More specifically, the inverter control circuit 2
1a is an active power calculating means 22a for obtaining an output power Pa from an output voltage va and an output current ia output from the voltage type inverter 20a, and an output frequency Pa increases as the output power Pa from the active power calculating means 22a increases. Control means 23a for obtaining an output frequency command fa by a dispersion control characteristic for reducing the frequency command frequency, and a frequency angular frequency conversion means 24a for converting the frequency command fa output from the dispersion control means 23a to an angular frequency ωa; An output phase calculator 25a for obtaining an output phase from the angular frequency ωa from the converter 24a, and an output voltage calculator 26a for obtaining a voltage command Vrefa from the output phase θa from the output phase calculator 25a are provided.
【００２４】ここで、分散制御手段２３ａは、電圧制御
型インバータ装置２ａが出力する出力最大電力をＰｄ、
出力最大電力Ｐｄのときの最低周波数ｆL（周波数の下
限）、電圧制御型インバータが受け入れる入力最大電力
をＰｃ、入力最大電力Ｐｃのときの最高周波数ｆH（周
波数の上限）、入力出力電力が零のときの周波数ｆn、
有効電力演算手段で得た出力電力をＰa、周波数指令を
ｆaとすると、次の数式３Here, the distributed control means 23a calculates the maximum output power output from the voltage-controlled inverter device 2a as Pd,
The lowest frequency fL at the maximum output power Pd (lower limit of the frequency), the maximum input power received by the voltage-controlled inverter is Pc, the maximum frequency fH at the maximum input power Pc (upper limit of the frequency), and the input output power is zero. Frequency fn,
Assuming that the output power obtained by the active power calculating means is Pa and the frequency command is fa, the following equation 3
【００２５】[0025]
【数３】 ｆa＝｛（ｆL−ｆH）／（Ｐｄ−Ｐｃ）｝Ｐa＋ｆn からなる分散制御特性でもって周波数指令ｆa を得るも
のである。なお、電圧制御型インバータ装置２ａのイン
バータ制御回路２１ａにおける分散制御手段２３ａで
は、Ｐｄ＝Ｐ12，Ｐｃ＝Ｐ11，ｆn ＝ｆ1 とすると、前
述の数式３は下記の数式４のようになり、これを図で示
せば図２の分散制御特性ＩＮＶ１となる。## EQU3 ## The frequency command fa is obtained by the dispersion control characteristic of fa = {(fL-fH) / (Pd-Pc)} Pa + fn. In the distributed control means 23a in the inverter control circuit 21a of the voltage-controlled inverter device 2a, if Pd = P12, Pc = P11, and fn = f1, the above-mentioned equation 3 becomes the following equation 4. If it shows in a figure, it will become distribution control characteristic INV1 of FIG.
【００２６】[0026]
【数４】 ｆ＝｛（ｆL−ｆH）／（Ｐ12−Ｐ11）｝Ｐ＋ｆ1F = {(fL−fH) / (P12−P11)} P + f1
【００２７】次に、電圧制御型インバータ装置２ｂの構
成の説明をする。電圧制御型インバータ装置２ｂが上述
した電圧制御型インバータ装置２ａと異なるところは、
分散制御特性ＩＮＶ２（図２参照）だけであり、他の構
成は全く同一である。したがって、各要素の符号ａを符
号ｂに変更し、詳細な説明を省略する。Next, the configuration of the voltage control type inverter device 2b will be described. The difference between the voltage-controlled inverter device 2b and the above-described voltage-controlled inverter device 2a is as follows.
Only the dispersion control characteristic INV2 (see FIG. 2) is used, and the other configurations are exactly the same. Therefore, the symbol a of each element is changed to the symbol b, and the detailed description is omitted.
【００２８】すなわち、電圧制御型インバータ装置２ｂ
は、電圧型インバータ２０ｂとインバータ制御回路２１
ｂとからなる。電圧型インバータ２０ｂの出力端子には
リアクトルＬｂを備えている。また、インバータ制御回
路２１ｂは、有効電力演算手段２２ｂと、分散制御手段
２３ｂと、周波数角周波数変換手段２４ｂと、出力位相
演算手段２５ｂと、出力電圧演算手段２６ｂとからな
る。That is, the voltage control type inverter device 2b
Are the voltage type inverter 20b and the inverter control circuit 21
b. The output terminal of the voltage-type inverter 20b is provided with a reactor Lb. The inverter control circuit 21b includes active power calculating means 22b, dispersion controlling means 23b, frequency angular frequency converting means 24b, output phase calculating means 25b, and output voltage calculating means 26b.
【００２９】ここで、電圧制御型インバータ装置２ｂの
インバータ制御回路２１ｂにおける分散制御手段２３ｂ
は、次の数式５で与えられる。Here, the distributed control means 23b in the inverter control circuit 21b of the voltage control type inverter device 2b.
Is given by the following Equation 5.
【００３０】[0030]
【数５】 ｆ＝｛（ｆL−ｆH）／（Ｐ22−Ｐ21）｝Ｐ＋ｆ2F = {(fL−fH) / (P22−P21)} P + f2
【００３１】また、この数式５を図で示せば図２の分散
制御特性ＩＮＶ２となる。FIG. 2 shows the dispersion control characteristic INV2 shown in FIG.
【００３２】本実施の形態にかかる分散制御型電源シス
テム１では、上述したように二つの電圧制御型インバー
タ装置２ａ，２ｂが存在するので、各インバータ制御回
路２１ａ，２１ｂは、各電圧制御型インバータ装置２
ａ，２ｂの分担する電力が相補される状態の分散制御特
性（ＩＮＶ１，ＩＮＶ２）で制御するものである。In the distributed control type power supply system 1 according to the present embodiment, since the two voltage control type inverter devices 2a and 2b exist as described above, each of the inverter control circuits 21a and 21b includes Device 2
The control is performed by the dispersion control characteristics (INV1, INV2) in a state where the powers shared by a and 2b are complemented.
【００３３】すなわち、電圧制御型インバータ装置２
ａ，２ｂは、数式４及び数式５で示す分散制御特性で制
御されることにより、これら電圧制御型インバータ装置
２ａ，２ｂは最終的に数式６で示す分散制御特性で負荷
を分担する形になる。That is, the voltage control type inverter device 2
Since a and 2b are controlled by the distributed control characteristics shown by Expressions 4 and 5, these voltage-controlled inverter devices 2a and 2b finally share the load with the distributed control characteristics shown by Expression 6. .
【００３４】[0034]
【数６】 (Equation 6)
【００３５】この数式６を図で示せば、図２の分散制御
特性（ＩＮＶ１＋ＩＮＶ２）で制御されることになる。
したがって、特定の電圧制御型インバータ装置の出力が
増加することなく、負荷による出力変動は、各々の電圧
型インバータ装置で分担されることになる。If this equation 6 is shown in the figure, it is controlled by the dispersion control characteristic (INV1 + INV2) shown in FIG.
Therefore, the output fluctuation due to the load is shared by the respective voltage type inverter devices without increasing the output of the specific voltage type inverter device.
【００３６】このような分散制御型電源システムの動作
を図１〜図３を参照して説明する。なお、図３に、同分
散制御型電源システムの負荷変動に対する動作のタイム
チャートを示し、（ａ）が周波数に関する特性を、
（ｂ）が出力有効電力に関する特性をそれぞれ示す。ま
た、電圧制御型インバータ装置２ａの動作と電圧制御型
インバータ装置２ｂの動作は分散制御特性が異なるだけ
であるので、電圧制御型インバータ装置２ａの動作のみ
を説明する。The operation of such a distributed control type power supply system will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a time chart of the operation of the distributed control type power supply system with respect to a load change. FIG.
(B) shows the characteristic regarding the output active power. Also, the operation of the voltage-controlled inverter 2a and the operation of the voltage-controlled inverter 2b differ only in the dispersion control characteristics, and therefore only the operation of the voltage-controlled inverter 2a will be described.
【００３７】電圧型インバータ２０ａの出力電流ｉaと
出力電圧ｖaを有効電力演算手段２２ａに取り込む。有
効電力演算手段２２ａは、出力電流ｉaと出力電圧ｖaと
から有効電力Ｐaを演算し、分散制御手段２３ａに与え
る。The output current ia and output voltage va of the voltage type inverter 20a are taken into the active power calculation means 22a. The active power calculator 22a calculates the active power Pa from the output current ia and the output voltage va, and supplies the calculated active power Pa to the dispersion controller 23a.
【００３８】分散制御手段２３ａは、与えられた有効電
力Ｐaを、図２の分散制御特性ＩＮＶ１に基づき出力周
波数ｆaを演算して周波数角周波数変換手段２４ａに与
える。The dispersion control means 23a calculates the output frequency fa of the given active power Pa based on the dispersion control characteristic INV1 of FIG. 2 and supplies it to the frequency angular frequency conversion means 24a.
【００３９】この出力周波数ｆaは、周波数角周波数変
換手段２４ａにより角周波数ωaに変換されて、出力位
相演算手段２５ａに与えられる。角周波数ωaは、出力
位相演算手段２５ａにより出力位相θaに変換される。
さらに、出力電圧演算手段２６ａは、出力位相θaから
電圧指令信号Ｖrefaを得る。この電圧指令信号Ｖrefa
は、電圧型インバータ２０ａに供給されて電圧型インバ
ータ２０ａを駆動制御する。The output frequency fa is converted into an angular frequency ωa by the frequency angular frequency converting means 24a, and given to the output phase calculating means 25a. The angular frequency ωa is converted into an output phase θa by the output phase calculation means 25a.
Further, the output voltage calculation means 26a obtains the voltage command signal Vrefa from the output phase θa. This voltage command signal Vrefa
Is supplied to the voltage type inverter 20a to drive and control the voltage type inverter 20a.
【００４０】なお、電圧制御型インバータ装置２ｂも、
分散制御特性が異なるだけで上述と同様の動作をするの
で、説明を省略する。The voltage control type inverter device 2b is also
The same operation as described above is performed except for the difference in the dispersion control characteristics, and thus the description is omitted.
【００４１】したがって、各電圧制御型インバータ装置
２ａ，２ｂは、出力電力増加とともに出力周波数が低下
する特性をもつ動作をし、これにより、負荷の変動によ
る出圧の変換は、各電圧型インバータ２０ａ，２０ｂの
出力周波数を変化させる。Accordingly, each of the voltage-controlled inverter devices 2a and 2b operates with the characteristic that the output frequency decreases as the output power increases, whereby the conversion of the output voltage due to the fluctuation of the load is performed by each of the voltage-type inverters 20a and 2b. , 20b.
【００４２】ここで、電圧型インバータ２０ａ，２０ｂ
の出力端子には、リアクトルＬａ，Ｌｂを有するため、
周波数が低下すると出力電力を抑制する。なお、周波数
の増加は、出力電力を増加させる。Here, the voltage type inverters 20a, 20b
Output terminals have reactors La and Lb,
When the frequency decreases, the output power is suppressed. Note that an increase in frequency increases output power.
【００４３】次に、有効電力の分担について詳細に説明
する。Next, the sharing of the active power will be described in detail.
【００４４】図２における特性ＩＮＶ１，特性ＩＮＶ２
は、既に説明したが、数式４及び数式５により与えられ
る。また、電圧制御型インバータ装置２ａ，２ｂは、図
１に示すように並列運転しているので、特性ＩＮＶ１と
特性ＩＮＶ２による合成特性は、既に説明したように、
前述の数式６により与えられる。The characteristics INV1 and INV2 in FIG.
Is given by Equations 4 and 5 as described above. Further, since the voltage-controlled inverter devices 2a and 2b operate in parallel as shown in FIG. 1, the combined characteristics of the characteristic INV1 and the characteristic INV2 are as described above.
It is given by Equation 6 above.
【００４５】したがって、分散制御型電源システム１の
周波数ｆは、数式６により、図２の特性（ＩＮＶ１＋Ｉ
ＮＶ２）の直線で示され、一意に定まる。ここで、電圧
制御型インバータ装置２ａ，２ｂの合成出力有効電力を
ゼロとすると、周波数はｆｏとなる。このときの電圧制
御型インバータ装置２ａ，２ｂ出力有効電力の分担は、
それぞれＰ２２とＰ１１となる。Therefore, the frequency f of the distributed control type power supply system 1 is calculated by the following equation (6) using the characteristic (INV1 + I
NV2), and is uniquely determined. Here, if the combined output active power of the voltage-controlled inverter devices 2a and 2b is set to zero, the frequency becomes fo. At this time, the sharing of the output active power of the voltage control type inverter devices 2a and 2b is as follows.
They are P22 and P11, respectively.
【００４６】ここで、電圧制御型インバータ装置２ａ，
２ｂにかかる負荷が、図３（ｂ）に示すように、０．５
秒おきに増加したとすると、各電圧制御型インバータ装
置２ａ，２ｂの周波数は、負荷の増加に従って低下する
ことになる。このとき、各電圧制御型インバータ装置２
ａ，２ｂの出力有効電力は、図２の電圧制御型インバー
タの自立分散制御特性に従って分担されることになる。Here, the voltage control type inverter device 2a,
As shown in FIG. 3B, the load on 2b is 0.5
Assuming that the frequency increases every second, the frequency of each voltage-controlled inverter device 2a, 2b decreases as the load increases. At this time, each voltage-controlled inverter device 2
Output active powers a and 2b are shared according to the self-sustained distributed control characteristic of the voltage-controlled inverter of FIG.
【００４７】なお、図３で使用した電圧制御型インバー
タ装置２ａ，２ｂの自立分散制御特性における具体的な
設定値は、Ｐ１１＝５０Ｗ、Ｐ１２＝１５０Ｗ、ｆ1＝
５０．１Hz、Ｐ２１＝１５０Ｗ、Ｐ２２＝５０Ｗ、ｆ2
＝４９．９Hz、ｆH＝５０．２Hz、ｆL＝４９．８Hzであ
った。The specific set values of the self-sustained dispersion control characteristics of the voltage-controlled inverter devices 2a and 2b used in FIG. 3 are P11 = 50W, P12 = 150W, and f1 =
50.1Hz, P21 = 150W, P22 = 50W, f2
= 49.9 Hz, fH = 50.2 Hz, fL = 49.8 Hz.
【００４８】この実施の形態によれば、負荷の変動によ
る電力の変化は、各々の電圧制御型インバータ装置２
ａ，２ｂに分散されるため、電圧制御型インバータ装置
２ａ，２ｂの追加を自由に行うことができ、電源システ
ムの柔軟性及び拡張性の制約を取り除くことができる。According to this embodiment, the change in power due to the change in load is determined by the
a, 2b, the voltage-controlled inverter devices 2a, 2b can be added freely, and restrictions on flexibility and expandability of the power supply system can be removed.
【００４９】さらに、この実施の形態によれば、電圧制
御型インバータ装置２ａ，２ｂの分担が容易であるた
め、システム設計が簡略されることになり安価な電源シ
ステムを得ることができる。Further, according to this embodiment, since the voltage-controlled inverter devices 2a and 2b can be easily shared, the system design is simplified and an inexpensive power supply system can be obtained.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、負荷の変動による電力の変化が各々の電圧制
御型インバータに分散されるため、電圧制御型インバー
タの追加を自由に行うことができ、柔軟性及び拡張性の
高い電源システムを提供できるとともに、システム設計
が簡略化し安価な電源システムとできる。As is apparent from the above description, according to the present invention, since the power change due to the load fluctuation is distributed to each voltage-controlled inverter, the voltage-controlled inverter can be freely added. A power supply system with high flexibility and expandability can be provided, and the system design can be simplified to provide an inexpensive power supply system.
【００５１】また、請求項２記載の発明によると、複数
台の電圧型インバータ装置が同様な特性を有する場合、
特定の電圧制御型インバータ装置の出力が増加すること
なく、負荷による出力変動は、各々の電圧型インバータ
装置で分担されることになる。According to the second aspect of the present invention, when a plurality of voltage type inverter devices have similar characteristics,
The output fluctuation due to the load is shared by the respective voltage type inverter devices without increasing the output of the specific voltage type inverter device.
【００５２】また、請求項３記載の発明によると、分散
制御手段によって、出力電力が増加するに伴って出力周
波数を低下させる分散制御特性により出力周波数指令が
形成され、これを基に電圧指令値が出力電圧演算手段に
おいて形成されて、この電圧指令値で電圧制御型インバ
ータが駆動制御されることになる。According to the third aspect of the present invention, the output frequency command is formed by the dispersion control means by the dispersion control characteristic of decreasing the output frequency as the output power increases. Is formed in the output voltage calculation means, and the voltage control type inverter is driven and controlled by the voltage command value.
【００５３】また、請求項４記載の発明によると、電圧
制御型インバータは出力電力の増加に伴って周波数を低
下するような動作ができる。According to the fourth aspect of the present invention, the voltage-controlled inverter can perform an operation of lowering the frequency as the output power increases.
【図１】本発明の実施の形態に係る分散制御型電源シス
テムを示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a distributed control type power supply system according to an embodiment of the present invention.
【図２】同分散制御型電源システムに使用する分散制御
特性を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing distributed control characteristics used in the distributed control type power supply system.
【図３】同分散制御型電源システムの負荷変動に対する
動作を説明するためのタイムチャートで、（ａ）は周波
数に関する特性を、（ｂ）は出力有効電力に関する特性
をそれぞれ示す。3A and 3B are time charts for explaining the operation of the distributed control type power supply system with respect to a load change, wherein FIG. 3A shows a characteristic relating to frequency, and FIG. 3B shows a characteristic relating to output active power.
１ 分散制御型電源システム ２ａ，２ｂ 電圧制御型インバータ装置 ２０ａ，２０ｂ 電圧型インバータ ２１ａ，２１ｂ インバータ制御回路 ２２ａ，２２ｂ 有効電力演算手段 ２３ａ，２３ｂ 分散制御手段 ２４ａ，２４ｂ 周波数角周波数変換手段 ２５ａ，２５ｂ 出力位相演算手段 ２６ａ，２６ｂ 出力電圧演算手段 Ｌａ，Ｌｂ リアクトル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Distributed control type power supply system 2a, 2b Voltage control type inverter apparatus 20a, 20b Voltage type inverter 21a, 21b Inverter control circuit 22a, 22b Active power calculation means 23a, 23b Distributed control means 24a, 24b Frequency angular frequency conversion means 25a, 25b Output phase calculating means 26a, 26b Output voltage calculating means La, Lb Reactor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 治人 東京都狛江市岩戸北２−11−１ 財団法人 電力中央研究所 狛江研究所内 Ｆターム(参考） 5G066 HA15 HB03 5H007 AA05 CB01 CB02 CC03 DA03 DA04 DB01 DC05 EA09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Haruto Taniguchi 2-1-1-1, Iwatokita, Komae-shi, Tokyo F-term in Komae Research Institute, Central Research Institute of Electric Power Industry 5G066 HA15 HB03 5H007 AA05 CB01 CB02 CC03 DA03 DA04 DB01 DC05 EA09
Claims (4)
インバータ及び当該電圧型インバータに電圧指令を与え
て駆動制御するインバータ制御手段からなる電圧制御型
インバータ装置と、電流指令によって交流を出力する電
流型インバータ及び当該電流型インバータに電流指令を
与えて駆動制御するインバータ制御手段からなる電流制
御型インバータ装置とが混在し、これらインバータ装置
によって負荷に電力を供給する電源システムにおいて、
前記電圧制御型インバータ装置の前記インバータ制御手
段は、出力電力の増加に応じて出力周波数を低下させる
分散制御特性を備え、前記電圧型インバータから出力さ
れる実際の出力電力と前記分散制御特性から周波数指令
を形成し、当該指令を基に電圧指令を形成する手段を備
えたものであることを特徴とする分散制御型電源システ
ム。1. A voltage-controlled inverter device comprising: a voltage-type inverter for outputting an alternating current according to a voltage command; an inverter control means for controlling the voltage-type inverter by applying a voltage command; and a current-type inverter for outputting an alternating current by a current command. In a power supply system in which an inverter and a current control type inverter device including an inverter control means for performing drive control by giving a current command to the current type inverter are mixed, and these inverter devices supply power to a load,
The inverter control means of the voltage-controlled inverter device has a dispersion control characteristic for decreasing an output frequency in accordance with an increase in output power, and a frequency based on the actual output power output from the voltage-type inverter and the dispersion control characteristic. A distributed control type power supply system comprising means for forming a command and forming a voltage command based on the command.
するときには、前記各インバータ制御手段は、前記各電
圧型インバータ装置の分担する電力が相補される状態の
分散制御特性で制御するものであることを特徴とする請
求項１記載の独立電源システム。2. When there are a plurality of voltage-controlled inverter devices, each of the inverter control means is controlled by a distributed control characteristic in a state where the power shared by each of the voltage-controlled inverter devices is complemented. The independent power supply system according to claim 1, wherein:
インバータから出力される出力電圧及び出力電流から出
力電力を求める有効電力演算手段と、前記有効電力演算
手段からの出力電力が増加するに伴って出力周波数を低
下させる分散制御特性により出力周波数指令を得る分散
制御手段と、前記分散制御手段から出力された周波数指
令から角周波数に変換する周波数角周波数変換手段と、
前記周波数角周波数変換手段からの角周波数から出力位
相を得る出力位相演算手段と、前記出力位相演算手段か
らの出力位相から電圧指令値を得る出力電圧演算手段と
を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の分散
制御型電源システム。3. The active power calculating means for obtaining output power from an output voltage and an output current output from the voltage type inverter, and the inverter control means includes an output power from the active power calculating means. Dispersion control means for obtaining an output frequency command by a dispersion control characteristic for lowering the output frequency, and a frequency angular frequency conversion means for converting the frequency command output from the dispersion control means to an angular frequency,
An output phase calculating means for obtaining an output phase from an angular frequency from said frequency angular frequency converting means, and an output voltage calculating means for obtaining a voltage command value from an output phase from said output phase calculating means. Item 3. The distributed control type power supply system according to item 1 or 2.
ータが出力する出力最大電力をＰｄ、出力最大電力Ｐｄ
のときの最低周波数ｆL、前記電圧型インバータが受け
入れる入力最大電力をＰｃ、入力最大電力Ｐｃのときの
最高周波数ｆH、入出力電力が零のときの周波数ｆn、前
記有効電力演算手段で得た出力電力をＰ、周波数指令を
ｆとすると、次の数式１ 【数１】 ｆ＝｛（ｆL−ｆH）／（Ｐｄ−Ｐｃ）｝Ｐ＋ｆn からなる分散制御特性でもって周波数指令ｆを得るもの
であることを特徴とする請求項３記載の分散制御型電源
システム。4. The distributed control means outputs the maximum output power of the voltage-type inverter as Pd and the maximum output power Pd.
, The maximum input power received by the voltage type inverter is Pc, the maximum frequency fH when the input maximum power is Pc, the frequency fn when the input / output power is zero, and the output obtained by the active power calculation means. Assuming that P is the power and f is the frequency command, the frequency command f is obtained by the dispersion control characteristic of f = {(fL−fH) / (Pd−Pc)} P + fn. The distributed control type power supply system according to claim 3, wherein:
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