JP2003339171A - 系統連系電力変換装置 - Google Patents
系統連系電力変換装置Info
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Abstract
を含む共振回路を形成させず、共振抑制抵抗を不要にし
て損失の低減、効率の向上を図る。 【解決手段】 リアクトル50またはトランス31(3
2)を介して電力系統10に連系された単相インバータ
40A,40B,40Cを有する電力変換装置に関す
る。Y結線された高調波フィルタの20の中性点N2、
または、トランス31(32)の負荷側Y結線の中性点
N3と、単相インバータ相互の中性点N1とを接続して
零相電流の経路を形成する。更に、高調波フィルタ20
の中性点N2とトランス32の系統側Y結線の中性点N
4とを接続する。単相インバータ40A,40B,40
Cによる無効電力補償等の際に、各インバータの構成部
品のバラツキ等に起因する損失を補償する電流の零相分
を前記経路に流して、各インバータの直流電圧を所定値
に制御する。
Description
トランスを介して電力系統に連系し、かつY結線された
複数台の電力変換器を有する系統連系電力変換装置に関
するものである。
60の従来技術を示している。図5において、10は三
相電力系統、20は電力系統10に接続され、かつ抵抗
21及びコンデンサ22からなるY結線された高調波フ
ィルタ、30はトランスである。また、40A,40
B,40Cは何れも同一構成であって互いにY結線され
た電力変換器としての単相インバータであり、逆並列ダ
イオードを有する半導体スイッチング素子41〜44
と、これらのスイッチングアーム直列回路に並列に接続
された直流電源としてのコンデンサ45とから構成さ
れ、各インバータ40A,40B,40Cの出力端子は
トランス30の負荷側に接続されている。なお、46,
48は単相インバータ40A,40B,40Cのコンデ
ンサ45の相互間に存在する配線のインダクタンス、4
7,49は共振抑制抵抗である。
力変換装置60は、系統に連系して無効電力補償等を行
っており、通常、各インバータ40A,40B,40C
は構成部品のバラツキ等によって損失が異なっている。
各インバータ40A,40B,40Cの直流電圧を一定
に維持するためには、各インバータ40A,40B,4
0Cの直流回路を共通接続し、各インバータ40A,4
0B,40Cが電力系統10からインバータ3台分の損
失に相当する有効電力を得ることにより、直流電圧を所
望の値に維持している。
て、各インバータ40A,40B,40Cを構成する半
導体スイッチング素子41〜44のサージ電圧を抑制す
るためには、コンデンサ45をスイッチング素子41〜
44の近傍にそれぞれ配置して配線インダクタンスを小
さくする必要がある。このため、各インバータ40A,
40B,40Cの合計3個のコンデンサ45を集中して
配置することができず、これらのコンデンサ45とその
相互間に存在するインダクタンス46,48とによって
直列共振が発生するので、共振抑制抵抗47,49を設
ける必要が生じる。しかしながら、上記共振抑制抵抗4
7,49によって抵抗損失が発生し、電力変換装置60
の全体的な効率が低下するという問題を生じていた。
変換器のコンデンサを含む共振回路を形成させず、共振
抑制抵抗を不要にして損失の低減、効率の向上を可能に
した系統連系電力変換装置を提供しようとするものであ
る。
め、請求項1記載の発明は、Y結線された複数台の電力
変換器の非中性点側の出力端子がリアクトルを介して電
力系統に連系されてなる系統連系電力変換装置におい
て、電力系統に接続され、かつY結線された高調波フィ
ルタの中性点と、前記複数台の電力変換器相互の中性点
とを接続して零相電流の経路を形成し、前記複数台の電
力変換器の動作時に、各電力変換器の損失を補償する電
流の零相分を前記経路に流して各電力変換器の直流電圧
を所定値に制御するものである。
台の電力変換器の非中性点側の出力端子がトランスを介
して電力系統に連系されてなる系統連系電力変換装置に
おいて、前記トランスの電力変換器側Y結線の中性点
と、前記複数台の電力変換器相互の中性点とを接続して
零相電流の経路を形成し、前記複数台の電力変換器の動
作時に、各電力変換器の損失を補償する電流の零相分を
前記経路に流して各電力変換器の直流電圧を所定値に制
御するものである。
台の電力変換器の非中性点側の出力端子がトランスを介
して電力系統に連系されてなる系統連系電力変換装置に
おいて、電力系統に接続され、かつY結線された高調波
フィルタの中性点と前記トランスの系統側Y結線の中性
点とを接続すると共に、前記トランスの電力変換器側Y
結線の中性点と前記複数台の電力変換器相互の中性点と
を接続して零相電流の経路を形成し、前記複数台の電力
変換器の動作時に、各電力変換器の損失を補償する電流
の零相分を前記経路に流して各電力変換器の直流電圧を
所定値に制御するものである。
態を説明する。図1は本発明の第1実施形態を示す回路
図であり、請求項1の発明に相当する。図1において、
図5と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明
を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
いて、電力変換器としての単相インバータ40A,40
B,40Cは中性点N1により互いに接続されてY結線
されていると共に、各インバータ40A,40B,40
Cの非中性点側の出力端子は三相リアクトル50の各相
リアクトルを介して三相電力系統10の各相にそれぞれ
接続されている。また、前記中性点N1は、電力系統1
0に接続された高調波フィルタ20の中性点N2に接続
されている。
構成する各インバータ40A,40B,40Cは、構成
部品のバラツキ等によって損失が異なるため、その損失
を補償する電流は零相分I0を含むことになる。ここ
で、図4は、各インバータ40A,40B,40Cの損
失補償電流I40A,I40B,I40C及び零相電流
I0を示すベクトル図である。
態では、Y結線された単相インバータ40A,40B,
40Cの中性点N1と高調波フィルタ20の中性点N2
とを接続することにより、零相電流I0の経路を確保し
ている。この零相電流I0を電力系統10側から高調波
フィルタ20の中性点N2及び単相インバータ側の中性
点N1を介して供給することにより、各インバータ40
A,40B,40Cの直流電圧を所望の電圧に制御する
ことができる。
タ40A,40B,40Cの直流回路を共通接続しなく
ても中性点N1,N2を含む経路に流れる零相電流I0
によって各インバータ40A,40B,40Cの直流電
圧を所望の値に制御することが可能である。このため、
図5の従来技術のように各インバータ40A,40B,
40Cのコンデンサ間に直列共振回路が形成されること
もなく、結果的に共振抑制抵抗を設ける必要もなくなる
ので、損失の低減による効率の向上が達成される。
回路図であり、請求項2の発明に相当する。この実施形
態では、各インバータ40A,40B,40Cの非中性
点側の出力端子をY−Y結線されたトランス31のイン
バータ側Y結線の各相端子にそれぞれ接続すると共に、
このインバータ側Y結線の中性点N3と単相インバータ
相互の中性点N1とを接続して零相電流I0の経路を確
保したものである。
る各インバータ40A,40B,40Cごとに異なる損
失を補償する電流には、零相電流I0が含まれるが、こ
の零相電流I0をトランス31のインバータ側Y結線の
中性点N3及び単相インバータ相互の中性点N1を介し
て供給することにより、各インバータ40A,40B,
40Cの直流電圧を所望の電圧に制御することができ
る。また、各インバータ40A,40B,40C間に直
列共振回路が形成されず共振抑制抵抗を設ける必要もな
いため、効率の向上が可能である。なお、本実施形態に
おいて、トランス31の系統側の結線は必ずしもY結線
である必要はなく、△結線であっても良い。
す回路図であり、請求項3の発明に相当する。この実施
形態の電力変換装置63は、図2におけるトランス31
の系統側Y結線の中性点N4と高調波フィルタ20の中
性点N2とを接続したものに相当する。なお、図3で
は、Y−Y結線されたトランスを便宜的に参照符号32
で示してある。
0A,40B,40Cごとに異なる損失を補償する電流
には零相電流I0が含まれるが、この零相電流I0を高
調波フィルタ20の中性点N2、トランス32の系統側
Y巻線の中性点N4、同インバータ側Y結線の中性点N
3及び単相インバータ相互の中性点N1を介して供給す
ることにより、各インバータ40A,40B,40Cの
直流電圧を所望の電圧に制御することができる。また、
各インバータ40A,40B,40C間に直列共振回路
が形成されず共振抑制抵抗を設ける必要もないため、効
率の向上が可能である。
明によれば、Y結線された複数台の電力変換器を有する
系統連系電力変換装置において、無効電力補償等を行っ
た場合にも、各電力変換器の直流電圧を所定値に維持す
るためにそれらの直流回路を共通接続する必要がなく、
各電力変換器のコンデンサを含む直列共振回路が形成さ
れるおそれもない。このため、共振抑制抵抗が不要にな
り、損失の低減によって従来よりも電力変換装置の効率
を改善することができる。
補償電流及び零相電流のベクトル図である。
Claims (3)
- 【請求項1】Y結線された複数台の電力変換器の非中性
点側の出力端子がリアクトルを介して電力系統に連系さ
れてなる系統連系電力変換装置において、 電力系統に接続され、かつY結線された高調波フィルタ
の中性点と、前記複数台の電力変換器相互の中性点とを
接続して零相電流の経路を形成し、 前記複数台の電力変換器の動作時に、各電力変換器の損
失を補償する電流の零相分を前記経路に流して各電力変
換器の直流電圧を所定値に制御することを特徴とする系
統連系電力変換装置。 - 【請求項2】Y結線された複数台の電力変換器の非中性
点側の出力端子がトランスを介して電力系統に連系され
てなる系統連系電力変換装置において、 前記トランスの電力変換器側Y結線の中性点と、前記複
数台の電力変換器相互の中性点とを接続して零相電流の
経路を形成し、 前記複数台の電力変換器の動作時に、各電力変換器の損
失を補償する電流の零相分を前記経路に流して各電力変
換器の直流電圧を所定値に制御することを特徴とする系
統連系電力変換装置。 - 【請求項3】Y結線された複数台の電力変換器の非中性
点側の出力端子がトランスを介して電力系統に連系され
てなる系統連系電力変換装置において、 電力系統に接続され、かつY結線された高調波フィルタ
の中性点と前記トランスの系統側Y結線の中性点とを接
続すると共に、前記トランスの電力変換器側Y結線の中
性点と前記複数台の電力変換器相互の中性点とを接続し
て零相電流の経路を形成し、 前記複数台の電力変換器の動作時に、各電力変換器の損
失を補償する電流の零相分を前記経路に流して各電力変
換器の直流電圧を所定値に制御することを特徴とする系
統連系電力変換装置。
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006100918A1 (ja) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | The Kansai Electric Power Co., Inc. | 電力供給装置 |
JP2012228025A (ja) * | 2011-04-18 | 2012-11-15 | Hitachi Ltd | 単位セルとこれを用いた交直変換装置 |
CN106208642A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 合肥工业大学 | 应用于开绕组变压器式双逆变器的输出滤波器 |
US9948176B2 (en) | 2015-08-19 | 2018-04-17 | Lsis Co., Ltd. | Static VAR compensator apparatus and operating method thereof |
JP2022120255A (ja) * | 2021-02-05 | 2022-08-18 | 株式会社豊田中央研究所 | 電源システム |
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- 2002-05-21 JP JP2002145972A patent/JP3807345B2/ja not_active Expired - Fee Related
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