JP2006067673A - Power supply apparatus - Google Patents
Power supply apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006067673A JP2006067673A JP2004245601A JP2004245601A JP2006067673A JP 2006067673 A JP2006067673 A JP 2006067673A JP 2004245601 A JP2004245601 A JP 2004245601A JP 2004245601 A JP2004245601 A JP 2004245601A JP 2006067673 A JP2006067673 A JP 2006067673A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power
- power supply
- full bridge
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
Description
本発明は、インバータ技術を利用した電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device using inverter technology.
近年、一般家庭の負荷の増加による化石燃料の枯渇、地球温暖化問題などが生じており、太陽光発電システムや節電装置、あるいは系統電圧の安定化装置などによる、クリーンエネルギーの利用や省エネルギー装置が求められている。 In recent years, fossil fuel depletion and global warming have occurred due to an increase in the load on ordinary households. Use of clean energy and energy-saving devices such as solar power generation systems, power-saving devices, and system voltage stabilization devices have been developed. It has been demanded.
従来、この種の電源装置は、発電装置の発電電力を系統側に連系する系統連系電力変換装置として、進相無効成分を含む電流を出力し、需要家負荷の消費電力を低減可能とするものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of power supply device can output a current including a phase advance invalid component as a grid-connected power conversion device that links the generated power of the power generator to the grid side, and can reduce power consumption of a consumer load. Is known (see, for example, Patent Document 1).
以下、その電源装置について図16及び図17を参照しながら説明する。 Hereinafter, the power supply apparatus will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
図16に示すように、系統連系インバータ101から配電系統102へ進相無効成分を含む電流Iinvを出力すると、需要家一般負荷103への供給電圧Vline=Vinvは、系統電圧Vgに系統インピーダンス104(R+j×L)における電圧降下分Vdifを加えた値となる。図17の(a)は太陽光の照射があり直流電源が配電系統102に有効電力を供給している有効電力調整モードで、系統連系インバータ101は直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、配電系統102および需要家一般負荷103に電力供給した場合のベクトル図を示す。この運転モードでは、通常負荷電圧Vlineは系統電圧Vgより高くなる。次に図17の(b)では、系統連系インバータ101の制御を変えて同時に無効電力を配電系統102および需要家一般負荷103に供給している場合のベクトル図を示す。この場合、図に示すように、負荷電圧Vlineが系統電圧Vgより低くなり、系統インピーダンス104の定数を加味して有効電力および無効電力を適切に制御することにより、需要家一般負荷103に供給する負荷電圧Vlineをその運転可能下限電圧以上の範囲で定格電圧より低い電圧値に制御することができることとなる。よって、需要家一般負荷103への供給電圧をその定格電圧未満に制御することができ、需要家一般負荷103の消費電力を低減可能としている。
このような従来の電源装置では、発電装置による発電電力が増加し、進相無効成分を含む電流出力のみでは不十分となり、系統電圧の上昇を抑制することができないという課題があり、確実に系統電圧の上昇を抑制し、かつ発電装置により発電した電力を有効に利用することが要求されている。 In such a conventional power supply device, the power generated by the power generation device increases, and there is a problem that current output including a phase advance invalid component alone is insufficient, and there is a problem that an increase in system voltage cannot be suppressed. It is required to suppress the increase in voltage and to effectively use the power generated by the power generator.
また通常時、力率1制御を基本としており、系統電圧が上昇したことを検出し、フィードバック制御により系統電圧を下げるように制御しているため、制御応答性や必要以上に抑制することで、発電電力の有効利用率が低下するという課題があり、系統の保護協調と発電電力の有効利用を両立させることが要求されている。
In addition, since
さらに、負荷に供給する電源電圧、及び交流電源側の電源電圧を同時に規定範囲に自動で制御することができず、負荷に供給する電源電圧が上昇し、負荷の消費電力が増加するという課題があり、系統の保護協調と同時に負荷で消費する電力量を同時に削減する電源装置が要求されている。 Furthermore, the power supply voltage supplied to the load and the power supply voltage on the AC power supply side cannot be automatically controlled to the specified range at the same time, the power supply voltage supplied to the load increases, and the power consumption of the load increases. There is a need for a power supply apparatus that simultaneously reduces the amount of power consumed by the load simultaneously with system protection coordination.
また、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御のため、系統電圧に対する応答性に起因して発生する過渡的な電圧上昇が発生するという課題があり、規定値に到達する前に系統電圧を制御できるフィードフォワード制御が要求されている。 In addition, there is a problem that a transient voltage increase occurs due to responsiveness to the system voltage because of feedback control based on the result that the system voltage exceeds the specified value. There is a demand for feedforward control that can control the voltage.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、発電装置に相当する節電装置、あるいは電圧安定化装置による節約した過剰電力が増加した際であっても、過剰電力を蓄電池に充電を実施し、かつ負荷への供給電圧を最適な電圧に制御することができる電源装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such a conventional problem, and even when the excessive power saved by the power saving device or the voltage stabilizing device corresponding to the power generation device increases, the excessive power is charged to the storage battery. It is an object of the present invention to provide a power supply device capable of controlling the supply voltage to the load to an optimum voltage.
また、本発明は、負荷に供給する電源電圧、及び交流電源側の電源電圧を同時に規定範囲に自動で制御することができる電源装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a power supply apparatus that can automatically control a power supply voltage supplied to a load and a power supply voltage on an AC power supply side simultaneously within a specified range.
さらに、本発明は、系統のインピーダンスを自動で検出し、検出したインピーダンスと系統電圧から系統電圧を規定値以上に上昇させることない出力電力を判定し、系統側の電圧上昇を発生させること無く、かつ節電装置あるいは電圧安定化装置により節約した過剰電力を有効に利用することができる電源装置を提供することを目的としている。 Furthermore, the present invention automatically detects the impedance of the system, determines the output power that does not increase the system voltage beyond the specified value from the detected impedance and system voltage, without causing a voltage increase on the system side, It is another object of the present invention to provide a power supply device that can effectively use excess power saved by a power saving device or a voltage stabilizing device.
また、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができる電源装置を提供することを目的としている。 It is another object of the present invention to provide a power supply apparatus that can perform feedforward control before reaching the specified value, instead of feedback control based on the result that the system voltage becomes equal to or higher than the specified value.
本発明の電源装置は上記目的を達成するために、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続し、かつ交流電源の電圧の上下変動に応じて充放電を行なう蓄電手段を備える構成としたものである。 In order to achieve the above object, the power supply device of the present invention has a full bridge converter configured by three arms in which diodes antiparallel to switching elements are connected in series vertically, and a full bridge sharing one arm with the full bridge converter. An inverter, a capacitor connected in parallel to the three arms, a series transformer in which an AC power source and a primary winding are connected in series, and a secondary winding is connected in series from the output of the full bridge inverter through a reactor; In the power-saving device constituted by the main circuit control unit for controlling the full-bridge converter and the full-bridge inverter, or the voltage stabilizing device, it is connected in parallel to the capacitor and is charged / discharged according to the vertical fluctuation of the voltage of the AC power source. The power storage means is configured to be provided.
この手段により、フルブリッジインバータからの過剰電力を蓄電手段に蓄電することができ、交流電源の電圧が低下した時に負荷側へ供給、あるいは交流電源側に逆潮流することができ、また負荷側の電源電圧を安定化することができる電源装置が得られる。 By this means, excess power from the full-bridge inverter can be stored in the storage means, and when the voltage of the AC power supply drops, it can be supplied to the load side or reversely flowed to the AC power supply side. A power supply device capable of stabilizing the power supply voltage is obtained.
また、フルブリッジコンバータの制御部と蓄電手段の充放電制御部を、相異なるコンデンサ電圧に制御する構成としたものである。 Further, the control unit of the full bridge converter and the charge / discharge control unit of the power storage means are controlled to have different capacitor voltages.
この手段により、コンデンサ電圧の上昇、あるいは低下による制御時定数を設けることができ、蓄電手段の充放電制御とフルブリッジコンバータの電流制御を円滑に行ない、コンデンサの過電圧、過小電圧を発生させることを無くすることができる。 By this means, it is possible to provide a control time constant by increasing or decreasing the capacitor voltage, smoothly performing charge / discharge control of the storage means and current control of the full bridge converter, and generating overvoltage and undervoltage of the capacitor. Can be eliminated.
さらに、蓄電手段の充電時におけるコンデンサ制御電圧を、放電時におけるコンデンサ制御電圧と相異なるようにする構成としたものである。 Further, the capacitor control voltage when charging the power storage means is configured to be different from the capacitor control voltage when discharging.
この手段により、蓄電手段の充電、放電の切り換えを円滑に行なうことができる。 By this means, charging and discharging of the power storage means can be performed smoothly.
また、フルブリッジコンバータの回生時のコンデンサ制御電圧は、力行時におけるコンデンサ制御電圧と相異なる電圧となるように構成したものである。 Further, the capacitor control voltage during regeneration of the full bridge converter is configured to be different from the capacitor control voltage during power running.
この手段により、フルブリッジコンバータの回生、及び力行の切替制御を円滑に行ない、コンデンサの過電圧、過小電圧を発生させることを無くすることができる。 By this means, the regeneration of the full bridge converter and the switching control of the power running can be performed smoothly, and it is possible to eliminate the occurrence of the capacitor overvoltage and undervoltage.
さらに、交流電源の電圧を制御する系統電圧制御手段と、負荷側への供給電源の電圧を制御する負荷電圧制御手段を備える構成としたものである。 Furthermore, the system voltage control means for controlling the voltage of the AC power supply and the load voltage control means for controlling the voltage of the power supply supplied to the load side are provided.
この手段により、交流電源の電圧と、負荷に供給する電圧を同時に規定範囲に自動で制御することができる。 By this means, the voltage of the AC power supply and the voltage supplied to the load can be automatically controlled to the specified range at the same time.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段を備える構成としたものである。 In addition, it is configured to include feedforward control means for preventing the voltage increase or decrease of the AC power source.
この手段により、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができる。 By this means, feed-forward control before reaching the specified value can be performed instead of feedback control based on the result that the system voltage becomes equal to or higher than the specified value.
さらに、交流電源のインピーダンスを判定するインピーダンス判定手段と、インピーダンス判定手段により判定したインピーダンスからフルブリッジコンバータの出力を制限するコンバータ出力制限手段を備える構成としたものである。 Furthermore, the configuration includes impedance determining means for determining the impedance of the AC power supply, and converter output limiting means for limiting the output of the full bridge converter from the impedance determined by the impedance determining means.
この手段により、予め交流電源のインピーダンスが自動で検出されることとなり、交流電源側への過剰な電力出力を避けることができ、交流電源の電圧上昇を発生することを無くすることができる。 By this means, the impedance of the AC power supply is automatically detected in advance, so that excessive power output to the AC power supply side can be avoided, and occurrence of a voltage increase of the AC power supply can be eliminated.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段は、インピーダンス判定手段とコンバータ出力制限手段による構成としたものである。 Further, the feedforward control means for preventing the voltage increase or decrease of the AC power supply is constituted by an impedance determination means and a converter output limiting means.
この手段により、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができる。 By this means, feed-forward control before reaching the specified value can be performed instead of feedback control based on the result that the system voltage becomes equal to or higher than the specified value.
さらに、インピーダンス判定手段は、交流電源の電圧上昇とコンバータ出力の相関から判定するように構成したものである。 Further, the impedance determination means is configured to determine from the correlation between the voltage increase of the AC power supply and the converter output.
この手段により、交流電源のインピーダンスは内部演算で判定することができるため、通信による交流電源のインピーダンスを入力するなどの必要性がなく、回路構成を簡略化することができる。 By this means, the impedance of the AC power supply can be determined by an internal calculation, so there is no need to input the impedance of the AC power supply through communication, and the circuit configuration can be simplified.
また、交流電源のインダクタンスを判定するインダクタンス判定手段と、インダクタンス判定手段により判定したインダクタンスで、フルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する無効電力制御手段を備える構成としたものである。 In addition, an inductance determination unit that determines the inductance of the AC power source and a reactive power control unit that controls the amount of reactive power output from the full bridge converter using the inductance determined by the inductance determination unit are provided.
この手段により、交流電源のインピーダンスは内部演算で自動判定することができ、無効電力の出力を必要最小限でかつ、優れた応答性を確保することができる。 By this means, the impedance of the AC power source can be automatically determined by internal calculation, and the output of reactive power can be minimized and excellent response can be ensured.
さらに、交流電源の電源電圧を常時監視する電圧監視手段と、前記電圧監視手段により検出した電源電圧が上昇した時にフルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する第二無効電力制御手段を備える構成としたものである。 Furthermore, a configuration comprising voltage monitoring means for constantly monitoring the power supply voltage of the AC power supply and second reactive power control means for controlling the amount of reactive power output from the full bridge converter when the power supply voltage detected by the voltage monitoring means rises It is what.
この手段により、交流電源のインピーダンスの自動判定による、無効電力出力で交流電源の電圧上昇抑制のフィードフォワード制御と、電圧監視手段により検出した電源電圧上昇からフィードバック制御とにより構成されるため、よりきめ細かで必要最小限かつ、より優れた応答性を確保することができる。 By this means, it consists of feedforward control of reactive power output to suppress voltage rise of AC power supply by automatic determination of impedance of AC power supply and feedback control from power supply voltage rise detected by voltage monitoring means, so it is finer Therefore, it is possible to secure the minimum necessary and better response.
また、フルブリッジコンバータの出力制限により生じた余剰電力を蓄電手段に蓄電する余剰電力制御手段を備える構成としたものである。 Moreover, it is set as the structure provided with the surplus electric power control means which stores the surplus electric power produced by the output restriction | limiting of a full bridge converter in an electrical storage means.
この手段により、フルブリッジコンバータの出力制限が生じた際であっても、蓄電手段に一時的に余剰電力を蓄電でき、かつ出力制限解除あるいは出力制限値を下回った場合に蓄電してある過去の節約した過剰電力を出力することができ、節電装置あるいは電圧安定化装置により得られた過剰電力の有効利用をすることができる。 By this means, even when the output of the full bridge converter is limited, surplus power can be temporarily stored in the power storage means, and the past power stored when the output limit is canceled or falls below the output limit value is stored. The saved excess power can be output, and the excess power obtained by the power saving device or the voltage stabilization device can be used effectively.
さらに、フルブリッジコンバータの出力制限、及び蓄電手段に蓄電する余剰電力制御の限界時に、フルブリッジインバータの出力を制限するインバータ制限手段を備える構成としたものである。 Furthermore, the configuration is provided with inverter limiting means for limiting the output of the full bridge inverter when the output of the full bridge converter is limited and the surplus power control stored in the power storage means is limited.
この手段により、フルブリッジコンバータの出力制限、及び蓄電池が満充電に近い状態となった場合であっても節約する過剰電力を制限することで、交流電源の電源電圧を規定範囲内で運用することができる。 By this means, the power supply voltage of the AC power supply can be operated within the specified range by limiting the output of the full bridge converter and the excessive power to be saved even when the storage battery is almost fully charged. Can do.
本発明によれば、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続し、かつ交流電源の電圧の上下変動に応じて充放電を行なう蓄電手段を備える構成とすることで、フルブリッジインバータからの過剰電力を蓄電手段に蓄電することができ、交流電源の電圧が低下した時に負荷側へ供給、あるいは交流電源側に逆潮流することができ、交流電源の電圧を最適電圧に制御することができるという効果のある電源装置を提供できる。 According to the present invention, a full-bridge converter constituted by three arms in which diodes antiparallel to switching elements are connected in series up and down, a full-bridge inverter sharing one arm with a full-bridge converter, and the three arms A capacitor connected in parallel, an AC power source and a primary winding connected in series, and a series transformer in which a secondary winding is connected in series from the output of the full bridge inverter through a reactor, the full bridge converter, and the full bridge inverter In a power saving device or a voltage stabilization device configured by a main circuit control unit for controlling the power supply, the power storage device is connected in parallel to the capacitor and includes a power storage unit that charges and discharges according to the vertical fluctuation of the voltage of the AC power supply. The excess power from the full-bridge inverter A power supply device that can be supplied to the load side when the voltage of the AC power source drops or can flow backward to the AC power source side and can control the AC power source voltage to the optimum voltage. Can be provided.
また、フルブリッジコンバータの制御部と蓄電手段の充放電制御部を、相異なるようにコンデンサ電圧に制御する構成とすることで、コンデンサ電圧の上昇、あるいは低下による制御時定数を設けることができ、蓄電手段の充放電制御とフルブリッジコンバータの電流制御を円滑に行ない、コンデンサの過電圧、過小電圧を発生させることを無くすることができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, by setting the control unit of the full bridge converter and the charge / discharge control unit of the power storage means to control the capacitor voltage differently, it is possible to provide a control time constant by increasing or decreasing the capacitor voltage, Thus, it is possible to provide a power supply apparatus that can smoothly perform charging / discharging control of the power storage means and current control of the full bridge converter, and can eliminate the occurrence of overvoltage and undervoltage of the capacitor.
さらに、蓄電手段の充電時におけるコンデンサ制御電圧を、放電時におけるコンデンサ制御電圧と相異なる電圧に制御する構成とすることで、蓄電手段の充電、放電の切り換えを円滑に行なうことができるという効果のある電源装置を提供できる。 Furthermore, the capacitor control voltage at the time of charging the power storage means is controlled to a voltage different from the capacitor control voltage at the time of discharge, so that charging and discharging of the power storage means can be performed smoothly. A power supply can be provided.
また、フルブリッジコンバータの回生時のコンデンサ制御電圧は、力行時におけるコンデンサ制御電圧と相異なる電圧となるように制御する構成とすることで、蓄電手段の充放電指令をコンデンサの電圧で代用することができ、通信手段を必要とせず、構成を簡略化することができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, the capacitor control voltage during regeneration of the full bridge converter is controlled to be different from the capacitor control voltage during power running, so that the charge / discharge command of the power storage means can be substituted with the capacitor voltage. Therefore, it is possible to provide a power supply device that is effective in that the configuration can be simplified without requiring communication means.
さらに、交流電源の電圧を制御する系統電圧制御手段と、負荷側への供給電源の電圧を制御する負荷電圧制御手段を備える構成とすることで、交流電源の電圧と、負荷に供給する電圧を同時に規定範囲に自動で制御することができるという効果のある電源装置を提供できる。 Furthermore, the system voltage control means for controlling the voltage of the AC power supply and the load voltage control means for controlling the voltage of the power supply to the load side are provided, so that the voltage of the AC power supply and the voltage supplied to the load can be reduced. At the same time, it is possible to provide a power supply device that can be automatically controlled within a specified range.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段を備える構成とすることで、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, by adopting a configuration including a feedforward control means for preventing an increase or a decrease in the voltage of the AC power source, feedback control based on a result that the system voltage becomes equal to or higher than the specified value, but before reaching the specified value It is possible to provide a power supply device having an effect that feedforward control can be performed.
さらに、交流電源のインピーダンスを判定するインピーダンス判定手段と、インピーダンス判定手段により判定したインピーダンスからフルブリッジコンバータの出力を制限するコンバータ出力制限手段を備える構成とすることで、予め交流電源のインピーダンスが既知であるため、過剰な逆潮流を避けることができ、交流電源の電圧上昇を発生することを無くすることができるという効果のある電源装置を提供できる。 Furthermore, the impedance determination means for determining the impedance of the AC power supply, and the converter output limiting means for limiting the output of the full bridge converter from the impedance determined by the impedance determination means, the impedance of the AC power supply is known in advance. Therefore, it is possible to provide a power supply device that can avoid an excessive reverse power flow and can eliminate an increase in the voltage of the AC power supply.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段は、インピーダンス判定手段とコンバータ出力制限手段による構成とすることで、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, the feedforward control means for preventing the voltage increase or decrease of the AC power supply in advance is configured by the impedance determination means and the converter output limiting means, so that feedback control based on the result that the system voltage becomes a specified value or more is possible. In addition, it is possible to provide a power supply device that can perform feedforward control before reaching the specified value.
また、インピーダンス判定手段は、交流電源の電圧上昇とコンバータ出力の相関から判定するように構成することで、交流電源のインピーダンスは内部演算で判定することができるため、回路構成を簡略化することができるという効果のある電源装置を提供できる。 Further, the impedance determination means is configured to determine from the correlation between the voltage increase of the AC power supply and the converter output, so that the impedance of the AC power supply can be determined by an internal calculation, so that the circuit configuration can be simplified. It is possible to provide a power supply device that has the effect of being able to.
さらに、交流電源のインダクタンスを判定するインダクタンス判定手段と、インダクタンス判定手段により判定したインダクタンスで、フルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する無効電力制御手段を備える構成とすることで、交流電源のインピーダンスは内部演算で自動判定することができ、無効電力の出力を必要最小限でかつ、優れた応答性を確保することができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, an inductance determination unit that determines the inductance of the AC power source, and a reactive power control unit that controls the reactive power amount output from the full bridge converter with the inductance determined by the inductance determination unit, The impedance can be automatically determined by an internal calculation, and a power supply apparatus having an effect that the output of reactive power can be minimized and excellent responsiveness can be ensured can be provided.
また、交流電源の電源電圧を常時監視する電圧監視手段と、前記電圧監視手段により検出した電源電圧が上昇した時にフルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する第二無効電力制御手段を備える構成とすることで、交流電源のインピーダンスの自動判定による、無効電力出力で交流電源の電圧上昇抑制のフィードフォワード制御と、電圧監視手段により検出した電源電圧上昇からフィードバック制御とにより構成されるため、よりきめ細かで必要最小限かつ、より優れた応答性を確保することができるという効果のある電源装置を提供できる。 Also, a configuration comprising voltage monitoring means for constantly monitoring the power supply voltage of the AC power supply, and second reactive power control means for controlling the amount of reactive power output from the full bridge converter when the power supply voltage detected by the voltage monitoring means rises Because it is composed of feedforward control of suppression of voltage rise of AC power supply with reactive power output by automatic determination of impedance of AC power supply, and feedback control from power supply voltage rise detected by voltage monitoring means, It is possible to provide a power supply device that is effective in being capable of ensuring fine response with a fine and necessary minimum.
さらにフルブリッジコンバータの出力制限により生じた余剰電力を蓄電手段に蓄電する余剰電力制御手段を備える構成とすることで、フルブリッジコンバータの出力制限が生じた際であっても、蓄電手段に一時的に余剰電力を蓄電でき、かつ出力制限解除あるいは出力制限値を下回った場合に蓄電してある過去の節約した過剰電力を出力することができ、節電装置あるいは電圧安定化装置により得られた節約した過剰電力の有効利用をすることができるという効果のある電源装置を提供できる。 Further, the power storage means is provided with a surplus power control means for storing the surplus power generated by the output restriction of the full bridge converter in the power storage means, so that even if the output restriction of the full bridge converter occurs, the power storage means temporarily Can store the surplus power, and when the output limit is canceled or the output limit value is exceeded, the past saved surplus power can be output and saved by the power saving device or voltage stabilization device It is possible to provide a power supply device having an effect that the excess power can be effectively used.
また、フルブリッジコンバータの出力制限、及び蓄電手段に蓄電する余剰電力制御の限界時に、フルブリッジインバータの出力を制限するインバータ制限手段を備える構成とすることで、交流電源側への出力が不可で、かつ蓄電池が満充電に近い状態となった場合であってもフルブリッジインバータの電力を制限することで、交流電源の電源電圧を規定範囲内で運用することができるという効果のある電源装置を提供できる。 In addition, when the limit of the output of the full bridge converter and the limit of surplus power control stored in the storage means are provided, the inverter is provided with an inverter limiting means for limiting the output of the full bridge inverter, so that output to the AC power supply side is impossible. In addition, even when the storage battery is almost fully charged, by limiting the power of the full-bridge inverter, a power supply device that can operate the AC power supply voltage within the specified range Can be provided.
本発明の請求項1記載の発明は、スイッチング素子と逆並列したダイオードを上下に直列接続した3つのアームにより構成したフルブリッジコンバータ、及び1つのアームをフルブリッジコンバータと共用したフルブリッジインバータと、前記3つのアームに並列に接続したコンデンサと、交流電源と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータの出力からリアクトルを通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器と、前記フルブリッジコンバータ、フルブリッジインバータを制御する主回路制御部により構成される節電装置、あるいは電圧安定化装置において、前記コンデンサに並列接続し、かつ交流電源の電圧の上下変動に応じて充放電を行なう蓄電手段を備える構成としたものであり、フルブリッジインバータからの過剰電力を蓄電手段に蓄電することができ、交流電源の電圧が低下した時に負荷側へ供給、あるいは交流電源側に逆潮流することができるという作用を有する。
The invention according to
また、フルブリッジコンバータの制御部と蓄電手段の充放電制御部を、相異なるコンデンサ電圧に制御する構成としたものであり、コンデンサ電圧の上昇、あるいは低下による制御時定数を設けることができ、蓄電手段の充放電制御とフルブリッジコンバータの電流制御を円滑に行ない、コンデンサの過電圧、過小電圧を発生させることを無くすることができるという作用を有する。 In addition, the control unit of the full bridge converter and the charge / discharge control unit of the power storage means are configured to control different capacitor voltages, and a control time constant can be provided by increasing or decreasing the capacitor voltage. The charging / discharging control of the means and the current control of the full bridge converter are smoothly performed, and it is possible to eliminate the occurrence of overvoltage and undervoltage of the capacitor.
さらに、蓄電手段の充電時におけるコンデンサ制御電圧を、放電時におけるコンデンサ制御電圧と相異なる電圧に制御する構成としたものであり、蓄電手段の充電、放電の切り換えを円滑に行なうことができるという作用を有する。 Further, the capacitor control voltage at the time of charging the power storage means is controlled to a voltage different from the capacitor control voltage at the time of discharging, and the function of smoothly switching between charging and discharging of the power storage means. Have
また、フルブリッジコンバータの回生時のコンデンサ制御電圧を、力行時におけるコンデンサ制御電圧と相異なる電圧となるように制御する構成としたものであり、蓄電手段の充放電指令をコンデンサの電圧で代用することができ、通信手段を必要とせず、構成を簡略化することができるという作用を有する。 In addition, the capacitor control voltage during regeneration of the full bridge converter is controlled to be a voltage different from the capacitor control voltage during power running, and the charge / discharge command of the storage means is substituted with the capacitor voltage. Therefore, the communication means is not required and the configuration can be simplified.
さらに、交流電源の電圧を制御する系統電圧制御手段と、負荷側への供給電源の電圧を制御する負荷電圧制御手段を備える構成としたものであり、交流電源の電圧と、負荷に供給する電圧を同時に規定範囲に自動で制御することができるという作用を有する。 Furthermore, the system voltage control means for controlling the voltage of the AC power supply and the load voltage control means for controlling the voltage of the power supply supplied to the load side are provided, and the voltage of the AC power supply and the voltage supplied to the load are provided. Can be controlled automatically within a specified range at the same time.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段を備える構成としたものであり、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができるという作用を有する。 In addition, it is configured to have a feedforward control means for preventing the voltage increase or decrease of the AC power supply before it reaches the specified value rather than the feedback control based on the result that the system voltage exceeds the specified value. The feedforward control can be performed.
さらに、交流電源のインピーダンスを判定するインピーダンス判定手段と、インピーダンス判定手段により判定したインピーダンスからフルブリッジコンバータの出力を制限するコンバータ出力制限手段を備える構成としたものであり、予め交流電源のインピーダンスが既知であるため、過剰な逆潮流を避けることができ、交流電源の電圧上昇を発生することを無くすることができるという作用を有する。 Furthermore, it is configured to include an impedance determination unit that determines the impedance of the AC power source and a converter output limiting unit that limits the output of the full bridge converter from the impedance determined by the impedance determination unit, and the impedance of the AC power source is known in advance. Therefore, an excessive reverse power flow can be avoided, and the occurrence of an increase in voltage of the AC power supply can be eliminated.
また、交流電源の電圧上昇、あるいは低下を未然に防止するフィードフォワード制御手段は、インピーダンス判定手段とコンバータ出力制限手段による構成としたものであり、系統電圧が規定値以上になった結果によるフィードバック制御でなく、規定値に到達する前のフィードフォワード制御を行なうことができるという作用を有する。 In addition, the feedforward control means for preventing an increase or decrease in the voltage of the AC power source is constituted by an impedance determination means and a converter output limiting means, and feedback control based on the result of the system voltage exceeding a specified value. In addition, the feedforward control before reaching the specified value can be performed.
さらに、インピーダンス判定手段は、交流電源の電圧上昇とコンバータ出力の相関から判定するように構成したものであり、交流電源のインピーダンスは内部演算で判定することができるため、回路構成を簡略化することができるという作用を有する。 Furthermore, the impedance determination means is configured to determine from the correlation between the voltage increase of the AC power supply and the converter output, and the impedance of the AC power supply can be determined by internal calculation, thus simplifying the circuit configuration. Has the effect of being able to
また、交流電源のインダクタンスを判定するインダクタンス判定手段と、インダクタンス判定手段により判定したインダクタンスで、フルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する無効電力制御手段を備える構成としたものであり、交流電源のインピーダンスは内部演算で自動判定することができ、無効電力の出力を必要最小限でかつ、優れた応答性を確保することができるという作用を有する。 In addition, an inductance determination unit that determines the inductance of the AC power source, and a reactive power control unit that controls the amount of reactive power output from the full bridge converter using the inductance determined by the inductance determination unit. The impedance can be automatically determined by internal calculation, and has the effect that the output of reactive power can be minimized and excellent responsiveness can be ensured.
さらに、交流電源の電源電圧を常時監視する電圧監視手段と、前記電圧監視手段により検出した電源電圧が上昇した時にフルブリッジコンバータから出力する無効電力量を制御する第二無効電力制御手段を備える構成としたものであり、交流電源のインピーダンスの自動判定による、無効電力出力で交流電源の電圧上昇抑制のフィードフォワード制御と、電圧監視手段により検出した電源電圧上昇からフィードバック制御とにより構成されるため、よりきめ細かで必要最小限かつ、より優れた応答性を確保することができるという作用を有する。 Furthermore, a configuration comprising voltage monitoring means for constantly monitoring the power supply voltage of the AC power supply and second reactive power control means for controlling the amount of reactive power output from the full bridge converter when the power supply voltage detected by the voltage monitoring means rises Because it is configured by feedforward control of reactive power output to suppress voltage rise of AC power supply by automatic determination of impedance of AC power supply and feedback control from power supply voltage rise detected by voltage monitoring means, It has the effect of being able to ensure a finer and more necessary minimum and better response.
また、フルブリッジコンバータの出力制限により生じた余剰電力を蓄電手段に蓄電する余剰電力制御手段を備える構成としたものであり、フルブリッジコンバータの出力制限が生じた際であっても、蓄電手段に一時的に余剰電力を蓄電でき、かつ出力制限解除あるいは出力制限値を下回った場合に蓄電してある過去の節約した過剰電力を出力することができ、節電装置あるいは電圧安定化装置により節約した過剰電力の有効利用をすることができるという作用を有する。 In addition, it is configured to include surplus power control means for storing surplus power generated by the output restriction of the full bridge converter in the power storage means, and even when output restriction of the full bridge converter occurs, Surplus power can be temporarily stored, and when the output limit is canceled or the output limit value is exceeded, the past saved excess power can be output, and the excess saved by the power saving device or voltage stabilization device It has an effect that the electric power can be effectively used.
さらに、フルブリッジコンバータの出力制限、及び蓄電手段に蓄電する余剰電力制御の限界時に、フルブリッジインバータの出力を制限するインバータ制限手段を備える構成としたものであり、フルブリッジコンバータの出力制限、及び蓄電池が満充電に近い状態となった場合であってもフルブリッジインバータの電力を制限することで、交流電源の電源電圧を規定範囲内で運用することができるという作用を有する。 Further, the output limit of the full bridge converter, and at the limit of surplus power control stored in the power storage means, it is configured to include an inverter limit means for limiting the output of the full bridge inverter, the output limit of the full bridge converter, and Even when the storage battery is almost fully charged, by limiting the power of the full bridge inverter, the power supply voltage of the AC power supply can be operated within the specified range.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device according to the first embodiment.
図に示すように、負荷側への供給電圧を制御する負荷電圧制御手段としての電圧安定化装置1は、スイッチング素子2と逆並列したダイオード3を上下に直列接続した3つのアーム4aから4cにより構成したフルブリッジコンバータ5、及び1つのアーム4bをフルブリッジコンバータ5と共用したフルブリッジインバータ6と、前記3つのアーム4aから4cに並列に接続したコンデンサ7と、交流電源8と一次巻線を直列に接続し、かつフルブリッジインバータ6の出力からリアクトル9を通して二次巻線を直列に接続した直列変圧器10と、前記フルブリッジコンバータ5、フルブリッジインバータ6を制御する主回路制御部11により構成される。また電圧安定化装置1のコンデンサ7と並列に、交流電源8の電源電圧が上昇した際には充電し、電源電圧が低下した際には放電制御を行なう交流電源8の電圧を制御する系統電圧制御手段としての蓄電手段12を備えている。
As shown in the figure, the
次に図2に、主回路制御部11の制御フローチャートを示す。
Next, FIG. 2 shows a control flowchart of the main
図に示すように、主回路制御部11のフルブリッジインバータ6の制御は、負荷に供給する電源電圧を入力し、設定電圧との偏差を算出する。設定電圧との偏差をPI制御器に入力し、フルブリッジインバータ6の出力電圧を演算する。また、主回路制御部11のフルブリッジコンバータ5の制御は、コンデンサ7の電圧を一定に制御するよう構成している。コンデンサ7の電圧を入力し、コンデンサ7の目標電圧との差分値からPI制御を行なうことで、コンデンサ7の電圧が一定となるように制御する。交流電源8への電流出力の指令値は、前記コンデンサ7の電圧Vtと目標電圧Vt*との偏差をPI制御器に入力することで指令値として計算する。この時の目標電圧Vt*は、力行時をVta*とし、回生時をVtb*としており、Vta*はVtb*より低い電圧となる。
As shown in the figure, the control of the full bridge inverter 6 of the main
次に、電圧安定化装置1としての動作について、図3を参照しながら説明する。
Next, the operation as the
図において、フルブリッジインバータ6の出力端にはリアクトル9を通して直列変圧器10が接続されており、直列変圧器10の一次巻線、二次巻線の巻数比はN1対N2としていることから、直列変圧器10の一次巻線側の電圧は、フルブリッジインバータ6の出力電圧のN1/N2倍の電圧となる。従って、交流電源8の電圧位相と一次巻線側の電圧位相が同相であった場合、交流電源8の電源電圧から一次巻線の電圧を差し引いた電圧が負荷に印加されることとなる。逆に交流電源8の電圧位相と一次巻線側の電圧位相が逆相であれば、交流電源8の電源電圧に一次巻線の電圧を加算した電圧が負荷に印加されることとなる。従って、負荷への供給する設定電圧と、交流電源8の相関によって、フルブリッジインバータ6の目標電圧を決定することとなる。フルブリッジコンバータ5はコンデンサ7の電圧を一定となるように制御すると同時に、負荷へ供給する設定電圧が交流電源8の電源電圧より低い場合は交流電源8に力率1で電流出力する。また、フルブリッジコンバータ5は、負荷へ供給する設定電圧が交流電源8の電源電圧より高い場合は、交流電源8に力率1で電流を引き込む制御を基本とする。
In the figure, a
次に、蓄電手段12の制御フローチャートについて図4を参照しながら説明する。
Next, a control flowchart of the
蓄電手段12は、鉛蓄電池12aと双方向コンバータ12bにより構成されており、コンデンサ7の電圧Vtと蓄電手段12の制御に使用する目標電圧Vt2*との偏差をPI制御器に入力することで、充放電電流指令値を計算する。この時、蓄電手段12の充電時の目標電圧Vcha*は、放電時の目標電圧Vdis*より高い電圧に設定している。またフルブリッジコンバータ5によるコンデンサ7の目標電圧Vt*は、Vcha*とVdis*の間の電圧に設定している。この充放電の目標電圧をVcha*、Vdis*で分離することで、交流電源8の電源電圧の上下変動に応じて、充放電の制御を行なうこととなる。
The power storage means 12 includes a lead storage battery 12a and a bidirectional converter 12b. By inputting a deviation between the voltage Vt of the capacitor 7 and a target voltage Vt2 * used for controlling the power storage means 12, to the PI controller, Calculate charge / discharge current command value. At this time, the target voltage Vcha * at the time of charging the power storage means 12 is set to a voltage higher than the target voltage Vdis * at the time of discharging. The target voltage Vt * of the capacitor 7 by the
以上のように、本実施の形態1によれば、負荷に対して安定した電圧にて電力供給すると共に、電圧安定化のための過剰な電力でかつ交流電源8の電圧が高い場合、蓄電手段12へ過剰電力を充電することができる。また、電圧安定化のための不足電力が生じ、交流電源8の電圧が低い場合、蓄電手段12から不足電力を放電することができる。また、コンデンサ7の電圧は、フルブリッジコンバータ5の目標電圧と、蓄電手段12の目標電圧を相異なる電圧に制御することで、コンデンサ電圧の上昇、あるいは低下による制御時定数を設けることができ、蓄電手段の充放電制御とフルブリッジコンバータの電流制御を円滑に行ない、コンデンサの過電圧、過小電圧を発生させることを無くすることができる。また、力行時は、コンデンサ7の目標電圧は低くし、回生時は高くすることで、蓄電手段12はフルブリッジコンバータ5及びフルブリッジインバータ6の制御部の力行回生動作をコンデンサ7の電圧監視で判別することができる。
As described above, according to the first embodiment, power is supplied to a load at a stable voltage, and when the power of the
なお、本実施の形態においては、蓄電手段12の蓄電媒体として鉛蓄電池としたが、電気二重層コンデンサ、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等であってもよい。 In the present embodiment, a lead storage battery is used as the storage medium of the storage means 12, but an electric double layer capacitor, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, or the like may be used.
(実施の形態2)
図5は、本実施の形態2における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a configuration diagram of the power supply device according to the second embodiment.
図に示すように、電圧安定化装置1には、フィードフォワード制御手段13としての交流電源8のインピーダンスを検出判定するインピーダンス判定手段14及び検出したインピーダンスによりフルブリッジコンバータ5から交流電源8に出力する電力の制限を行なうコンバータ出力制限手段15を備えている。
As shown in the figure, the
図6にインピーダンス判定手段14のフローチャートを示す。 FIG. 6 shows a flowchart of the impedance determination means 14.
図に示すように、インピーダンス判定手段14は、フルブリッジコンバータ5からの出力電流を最大Iwとするように主回路制御部11へ出力有効電流Iwを指令する。フルブリッジコンバータ5の出力有効電流Iw時の交流電源8の電源電圧V1を検出、及び記憶する。次にインピーダンス判定手段14は、主回路制御部11へ出力電流に力率を0.85まで変動させ、有効電流はIwで、かつ無効電流Iqを同時に出力するようフルブリッジコンバータ5に指令を出力する。この時の変動した交流電源8の電源電圧V2を検出する。次にフルブリッジコンバータ5の出力をゼロとし、その時の交流電源8の電源電圧Voを検出する。この時、Vo、V1、V2、Iw、Iqの関係は、交流電源8のインピーダンスをRs+jXsとすると、数式1にて連立方程式が成立する。数式1をRs、Xsについて解くと、数式2を導くことができる。
As shown in the figure, the
さらに、求めたRs、Xsと交流電源8の許容できる最大電圧Vmaxと、フルブリッジコンバータ5からの出力がゼロの時の交流電源8の電源電圧Voから、フルブリッジコンバータ5から回生できる電流最大値Iw_maxは、数式3にて演算することができる。
Furthermore, from the obtained Rs, Xs and the maximum allowable voltage Vmax of the
次にコンバータ出力制限手段15のフローチャートについて図7を参照しながら説明する。
Next, a flowchart of the converter
図に示すように、コンバータ出力制限手段15は、インピーダンス判定手段14により演算した回生できる電流最大値Iw_maxを入力する。入力した電流最大値Iw_maxとフルブリッジコンバータ5の出力定格電流Icon_maxを比較する。何れか低い電流値を最大出力電流リミッタとして主回路制御部11に設定値を出力する。
As shown in the figure, the converter
以上のように、本実施の形態2によれば、インピーダンス判定手段14により交流電源8のインピーダンスを検出判定することができる。また、インピーダンス判定手段14により検出判定した交流電源8のインピーダンスから、フルブリッジコンバータ5から回生できる電流最大値を演算し、コンバータ出力制限手段15により出力電流をリミットすることとなる。この出力電流リミットにより、過剰な逆潮流を避けることができ、交流電源8の電圧上昇の発生を無くすることができる。
As described above, according to the second embodiment, the
(実施の形態3)
図8は、本実施の形態3における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 3)
FIG. 8 shows a configuration diagram of the power supply device according to the third embodiment.
図に示すように、実施の形態3における電源装置は、交流電源8のインダクタンスを判定するインダクタンス判定手段16と、インダクタンス判定手段16により判定したインダクタンスで、フルブリッジコンバータ5から無効電力を出力する無効電力制御手段17を備えている。
As shown in the figure, the power supply apparatus according to the third embodiment includes an
図9にインダクタンス判定手段16のフローチャートを示す。
FIG. 9 shows a flowchart of the
図に示すように、インダクタンス判定手段16は、フルブリッジコンバータ5からの出力電流を最大Iwとするように主回路制御部11へ出力有効電流Iwを指令する。フルブリッジコンバータ5の出力有効電流Iw時の交流電源8の電源電圧V1を検出、及び記憶する。次にインダクタンス判定手段16は、主回路制御部11へ出力電流に力率を0.85まで変動させ、有効電流はIwで、かつ無効電流Iqを同時に出力するようフルブリッジコンバータ5に指令を出力する。この時の変動した交流電源8の電源電圧V2を検出する。次にフルブリッジコンバータ5の出力をゼロとし、その時の交流電源8の電源電圧Voを検出する。この時、Vo、V1、V2、Iw、Iqの関係は、交流電源8のインピーダンスをRs+jXsとすると、数式4にて連立方程式が成立する。数式4をXsについて解くと、数式5を導くことができる。
As shown in the figure, the inductance determining means 16 commands the main
さらに、求めたRs、Xsと交流電源8の許容できる最大電圧Vmaxと、フルブリッジコンバータ5からの出力がゼロの時の交流電源8の電源電圧Voから、力率0.85とした場合の無効電力の最大値Iq_maxを計算する。
Further, from the obtained Rs, Xs and the maximum allowable voltage Vmax of the
次に、無効電力制御手段17のフローチャートについて、図10を参照しながら説明する。 Next, the flowchart of the reactive power control means 17 will be described with reference to FIG.
図に示すように、無効電流Iq_maxは、力率0.85のためIw_maxに定数0.62を乗じた値となる。これにより、無効電力制御手段17は、無効電力の最大値Iq_maxと有効電力の最大値Iw_maxとのベクトル和が、フルブリッジコンバータ5の定格電流を超えていないか判定する。判定した結果、定格電流を超えていれば、ベクトル和を定格電流に更新し、更に定格電流に0.85を乗じた値をIw_max、更新したIw_maxに0.62を乗じた値をIq_maxに更新する。
As shown in the figure, the reactive current Iq_max is a value obtained by multiplying Iw_max by a constant 0.62 because the power factor is 0.85. Accordingly, the reactive
以上のように、本実施の形態3によれば、インダクタンス判定手段16により交流電源8のインダクタンスを検出判定することができる。また、インダクタンス判定手段16により検出判定した交流電源8のインダクタンスから、フルブリッジコンバータ5から回生できる電流最大値を演算し、無効電力制御手段17により出力電流をリミットすることとなる。この出力電流リミットにより、過剰な逆潮流を避けることができると同時に、無効電力の出力を必要最小限とし、交流電源8の電圧上昇の発生を無くすることができる。
As described above, according to the third embodiment, the
(実施の形態4)
図11は、本実施の形態4における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a configuration diagram of the power supply device according to the fourth embodiment.
図に示すように、実施の形態4における電源装置は、交流電源8の電源電圧を常時監視する電圧監視手段18としての電圧センサ18aと電圧センサ18aによる検出信号を電圧値に変換する電圧変換部18bと、前記電圧監視手段18により検出した電源電圧が上昇した時にフルブリッジコンバータ5から無効電力を出力する第二無効電力制御手段19を備える構成としている。
As shown in the figure, the power supply device according to the fourth embodiment includes a
次に、第二無効電力制御手段19の制御ブロックについて、図12を参照しながら説明する。 Next, the control block of the second reactive power control means 19 will be described with reference to FIG.
図に示すように、第二無効電力制御手段19は、交流電源8のインピーダンスの自動判定による無効電力出力で交流電源8の電圧上昇抑制のフィードフォワード制御部と、電圧監視手段18により検出した電源電圧上昇から制御を行なうフィードバック制御部とにより構成している。インピーダンスの自動判定によるフィードフォワード制御により、定常出力制限を行ない、電圧監視手段18により検出した電源電圧上昇からフィードバック制御により、過渡制限を行なうこととなる。
As shown in the figure, the second reactive power control means 19 is a power supply detected by the feedforward control section for suppressing the voltage rise of the
以上のように、本実施の形態4によれば、電圧監視手段18と第二無効電力制御手段19とにより、交流電源8の電源電圧上昇を抑制することができる。このフィードフォワード制御、及びフィードバック制御により、よりきめ細かで必要最小限かつ、より優れた無効電力制御の応答性を確保することができることとなる。
As described above, according to the fourth embodiment, the voltage monitoring means 18 and the second reactive power control means 19 can suppress an increase in the power supply voltage of the
(実施の形態5)
図13は、本実施の形態5における電源装置の構成図を示す。
(Embodiment 5)
FIG. 13 is a configuration diagram of the power supply device according to the fifth embodiment.
図に示すように、実施の形態5における電源装置は、フルブリッジコンバータ5の出力制限により生じた余剰電力を、蓄電手段12に蓄電する余剰電力制御手段20と、フルブリッジコンバータ5の出力制限、及び蓄電手段12に蓄電する余剰電力制御の限界時に、電圧安定化装置1の節約する過剰電力を制限するインバータ制限手段21を備える構成としている。
As shown in the figure, the power supply device according to the fifth embodiment includes a surplus
次に、余剰電力制御手段20の制御ブロックについて、図14を参照しながら説明する。 Next, the control block of the surplus power control means 20 will be described with reference to FIG.
図に示すように、余剰電力制御手段20は、フルブリッジコンバータ5の出力指令を入力する。入力した出力指令をPI制御器に入力し、蓄電手段12に蓄電する充電電流指令値のフィードフォワード項を算出する。次に、コンデンサ7の電圧情報を入力し、コンデンサ7の電圧を一定電圧Vconに保つようにPI制御器へ入力し、蓄電手段12に蓄電する充電電流指令値のフィードバック項を算出する。算出した、フィードフォワード項及びフィードバック項を加算することで最終的な充電電流指令値を算出する。また、余剰電力制御手段20により放電側に電流指令値が計算された場合は、放電指令として電流制御を行なうこととなる。
As shown in the figure, the surplus power control means 20 inputs an output command of the
次に、インバータ制限手段21のフローチャートについて、図15を参照しながら説明する。
Next, a flowchart of the
図に示すように、インバータ制御手段21は、フルブリッジコンバータ5の指令電流値を入力し、さらにフルブリッジコンバータ5の定格電流値を比較する。比較した結果、定格電流値を上回る場合、フルブリッジインバータ6の電圧指令値を下げるように制御する。
As shown in the figure, the inverter control means 21 inputs the command current value of the
以上のように、本実施の形態5によれば、フルブリッジコンバータ5の出力制限が生じた際であっても、蓄電手段12に一時的に余剰電力を蓄電でき、かつ出力制限解除あるいは出力制限値を下回った場合に蓄電してある過去の節約した過剰電力を出力することができ、電圧安定化装置1により得られた節約した過剰電力の有効利用をすることができることとなる。また、フルブリッジコンバータ5の出力制限、及び蓄電池が満充電に近い状態となった場合であっても節約する過剰電力を制限することで、交流電源8の電源電圧を規定範囲内で運用することができることとなる。
As described above, according to the fifth embodiment, even when the output of
太陽電池や燃料電池を用いた発電手段を、コンデンサに対して並列接続したシステムに対して、蓄電手段を用いて容易に発電電力のピークシフトができるため、発電電力の平準化あるいは負荷の平準化が必要となる家庭向けにも適用でき、また、交流電源側のインピーダンスを自動判定することにより、系統連系の際の出力抑制を未然に予測することができるため、系統側との調和を図る必要のある集中連系の用途にも適用できる。 Since the power generation means using solar cells and fuel cells can be easily connected to the capacitor in parallel, the generated power can be easily peak shifted using the power storage means. It can also be applied to households that require power, and by automatically determining the impedance on the AC power supply side, output suppression during grid interconnection can be predicted in advance, so that harmony with the system side is aimed at It can also be applied to centralized interconnection applications where necessary.
1 電圧安定化装置
2 スイッチング素子
3 ダイオード
4 アーム
5 フルブリッジコンバータ
6 フルブリッジインバータ
7 コンデンサ
8 交流電源
9 リアクトル
10 直列変圧器
11 主回路制御部
12 蓄電手段
13 フィードフォワード制御手段
14 インピーダンス判定手段
15 コンバータ出力制限手段
16 インダクタンス判定手段
17 無効電力制御手段
18 電圧監視手段
19 第二無効電力制御手段
20 余剰電力制御手段
21 インバータ制限手段
DESCRIPTION OF
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004245601A JP4337687B2 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004245601A JP4337687B2 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006067673A true JP2006067673A (en) | 2006-03-09 |
JP4337687B2 JP4337687B2 (en) | 2009-09-30 |
Family
ID=36113654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004245601A Expired - Fee Related JP4337687B2 (en) | 2004-08-25 | 2004-08-25 | Power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4337687B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007105613A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | The University Of Tokushima | Power compensation device, power compensation facility, uninterruptible power supply device, and uninterruptible power supply facility |
JP2012029541A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Panasonic Corp | Hybrid power supply device |
WO2012043745A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Charging control unit |
WO2012043138A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Power source system |
JPWO2014016918A1 (en) * | 2012-07-25 | 2016-07-07 | 三菱電機株式会社 | Power transmission equipment |
WO2023108342A1 (en) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 华为技术有限公司 | Conversion apparatus, electronic device, and method for controlling conversion apparatus |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4569223B2 (en) * | 2004-08-25 | 2010-10-27 | パナソニック株式会社 | Power supply |
-
2004
- 2004-08-25 JP JP2004245601A patent/JP4337687B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007105613A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | The University Of Tokushima | Power compensation device, power compensation facility, uninterruptible power supply device, and uninterruptible power supply facility |
JP5028631B2 (en) * | 2006-03-14 | 2012-09-19 | 国立大学法人徳島大学 | Power supply compensation device, power supply compensation facility, uninterruptible power supply device, and uninterruptible power supply facility |
JP2012029541A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-09 | Panasonic Corp | Hybrid power supply device |
WO2012043745A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Charging control unit |
WO2012043138A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | Power source system |
JPWO2014016918A1 (en) * | 2012-07-25 | 2016-07-07 | 三菱電機株式会社 | Power transmission equipment |
WO2023108342A1 (en) * | 2021-12-13 | 2023-06-22 | 华为技术有限公司 | Conversion apparatus, electronic device, and method for controlling conversion apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4337687B2 (en) | 2009-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8373312B2 (en) | Solar power generation stabilization system and method | |
JP4170565B2 (en) | Power fluctuation smoothing apparatus and control method of distributed power supply system including the same | |
JP5717172B2 (en) | Power supply system | |
JP5641144B2 (en) | Power converter | |
KR101156536B1 (en) | A energy storage system, and a method for controlling the same | |
JP4566658B2 (en) | Power supply | |
JP2008154334A (en) | Power conditioner | |
JP2007159370A (en) | Bidirectional power conversion device with reverse power flow prevention function | |
KR20110132122A (en) | Energy storage system and controlling method of the same | |
JP2008131736A (en) | Distributed power system and step-up/step-down chopper device | |
JP6455661B2 (en) | Independent operation system | |
CN106159980B (en) | Power generation system and energy management method | |
KR20160041062A (en) | Power control method for ship | |
JP4569223B2 (en) | Power supply | |
JP4337687B2 (en) | Power supply | |
CN111106601A (en) | Control of DC voltage distribution system | |
JP4267541B2 (en) | Power supply | |
CN106786803A (en) | Independent operating photovoltaic generating system is for more than a kind of lossless power-balance method for taking | |
RU2662791C1 (en) | Local network with different energy sources inverter charging and discharge converter system | |
WO2018138710A1 (en) | Dc power supply system | |
JP6817565B2 (en) | Power converter, power conversion system | |
EP3487034B1 (en) | Power conversion system, power supply system, and power conversion apparatus | |
WO2021261094A1 (en) | Dc bus control system | |
JP2018170929A (en) | Electric power conversion system, and electric power conversion device | |
JP6857828B2 (en) | Power converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070808 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20070912 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090515 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090609 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090622 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120710 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |