JP2007318928A - Inverter device - Google Patents

Inverter device Download PDF

Info

Publication number
JP2007318928A
JP2007318928A JP2006146455A JP2006146455A JP2007318928A JP 2007318928 A JP2007318928 A JP 2007318928A JP 2006146455 A JP2006146455 A JP 2006146455A JP 2006146455 A JP2006146455 A JP 2006146455A JP 2007318928 A JP2007318928 A JP 2007318928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
angular velocity
value
current
change amount
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
Application number
JP2006146455A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4662064B2 (en
Inventor
Shinichiro Nagai
真一郎 長井
Takeyuki Matsumoto
剛幸 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanken Electric Co Ltd filed Critical Sanken Electric Co Ltd
Priority to JP2006146455A priority Critical patent/JP4662064B2/en
Publication of JP2007318928A publication Critical patent/JP2007318928A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4662064B2 publication Critical patent/JP4662064B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To speedily and accurately detect the independent operation of an inverter device connected to an AC power system. <P>SOLUTION: An angular velocity variation amount detection means is provided that detects the variation amount of an output voltage of the inverter device connected to an AC power system. A positive phase bias value (+α) is generated in response to a positive value of an angular velocity variation amount (Δω) detected by the angular velocity variation amount detection means, while a negative phase bias value (-α) is generated in response to a negative value. The phase of the inverter output current is controlled by a current phase command with the positive and negative phase bias values. When the angular velocity variation amount shows the same direction continuously and repeatedly, an inclination phase bias value of a divergence type is given. A signal showing the independent operation is outputted when the angular velocity variation amount becomes larger than a reference value. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、太陽光発電装置や燃料電池発電装置などの直流電力を交流電力に変換し、交流電力系統に連系させて負荷に電力を供給するインバータ装置に関し、更に詳細には、単独運転状態を検出する機能を有するインバータ装置に関する。   The present invention relates to an inverter device that converts direct current power such as a solar power generation device or a fuel cell power generation device into alternating current power, and that is connected to an alternating current power system to supply power to a load. The present invention relates to an inverter device having a function of detecting.

太陽光発電装置等の直流電力を交流電力に変換するインバータ装置は、連系点を介して商用電力系統に接続される。従って、正常時には商用電力系統とインバータ装置との両方から負荷に電力が供給される。   An inverter device that converts direct-current power such as a solar power generation device into alternating-current power is connected to a commercial power system via a connection point. Therefore, at normal times, power is supplied to the load from both the commercial power system and the inverter device.

ところで、負荷等の保守点検を行う場合には、負荷を商用電力系統から切り離すと同時にインバータ装置を負荷から切り離すことが必要になる。もし、負荷を商用電力系統及びインバータ装置から確実に切り離すことができれば何らの問題も発生しないが、万一、商用電力系統から負荷が切り離れてはいるが、インバータ装置から負荷が切り離されない状態(以下、単独運転と言う。)が発生すると、負荷の保守点検者に危険が及ぶ可能性がある。従って、インバータ装置の単独運転を正確に検出することが必要になる。   By the way, when carrying out maintenance inspection of a load or the like, it is necessary to disconnect the load from the commercial power system and simultaneously disconnect the inverter device from the load. If the load can be reliably disconnected from the commercial power system and the inverter device, no problem will occur, but in the unlikely event that the load is disconnected from the commercial power system, but the load is not disconnected from the inverter device If this occurs (hereinafter referred to as “independent operation”), there is a possibility that the load maintenance inspector may be at risk. Therefore, it is necessary to accurately detect the independent operation of the inverter device.

系統連系インバータ装置の単独運転の検出は、系統周波数の微小変化を検出することによって達成できる。しかし、まれに、単独運転になっても系統周波数がほとんど変化しないことがある。この種の問題を解決するために、インバータ装置の出力電流位相を所定時間ごとにシフトし、単独運転時と連系運電時とにおける電圧位相変化の相違によって単独運転を検出し、単独運転の発生を阻止することが、特許文献1に開示されている。即ち、特許文献1の方式では、交流電流の1周期又は複数周期の全体において交流電流の位相を所定時間ごとにシフトし、インバータ装置の出力電圧位相を監視し、単独運転時を検出している。   Detection of isolated operation of the grid-connected inverter device can be achieved by detecting minute changes in the grid frequency. However, in rare cases, the system frequency may hardly change even when the unit is operated alone. In order to solve this kind of problem, the output current phase of the inverter device is shifted every predetermined time, and the isolated operation is detected by the difference in voltage phase change between the isolated operation and the interconnected operation. Preventing the occurrence is disclosed in Patent Document 1. That is, in the method of Patent Document 1, the phase of the alternating current is shifted every predetermined time in one cycle or a plurality of cycles of the alternating current, the output voltage phase of the inverter device is monitored, and the single operation is detected. .

しかし、特許文献1の方式では、無効電力が系統周波数の周期で変動し、交流電力系統に外乱を与え、接続されている負荷に不具合を引き起す可能性がある。また、交流電流の1周期又は複数周期にわたってその位相をシフトする方式であるので、単独運転の検出に1周期以上の時間がかかるという問題もある。また、負荷に対して複数の分散化電源(インバータ電源)が接続されている場合には、複数の分散化電源における位相シフトを同期させないと、単独運転の検出ができないという問題もある。
特開平7−31052号公報
However, in the method of Patent Document 1, the reactive power fluctuates with the period of the system frequency, which may cause disturbance in the AC power system and cause a problem in the connected load. In addition, since the phase is shifted over one cycle or a plurality of cycles of the alternating current, there is a problem that it takes more than one cycle to detect the isolated operation. In addition, when a plurality of distributed power supplies (inverter power supplies) are connected to the load, there is a problem that an isolated operation cannot be detected unless the phase shifts of the plurality of distributed power supplies are synchronized.
JP-A-7-31052

従って、本発明が解決しようとする課題は、単独運転の検出を迅速且つ正確に行うことが困難なことであり、本発明の目的は単独運転の検出を迅速且つ正確に行うことができるインバータ装置を提供することである。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is that it is difficult to quickly and accurately detect an isolated operation, and an object of the present invention is an inverter device that can quickly and accurately detect an isolated operation. Is to provide.

上記課題を解決し、上記目的を達成するための本発明は、 交流電力系統と連系して負荷に電力を供給するためのインバータ装置であって、
直流電源に接続される直流入力端子と、
前記負荷及び前記交流電力系統に接続される交流出力端子と、
前記直流入力端子に接続され且つ複数の直流―交流変換用スイッチを有している直流―交流変換回路と、
前記交流出力端子を通って流れる電流を検出するための電流検出手段と、
前記交流出力端子における系統電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段と前記電圧検出手段と前記複数の直流―交流変換用スイッチの制御端子とに接続され且つ前記交流出力端子を流れる電流の位相を前記系統電圧の位相に一致させるように前記複数の直流―交流変換用スイッチをオン・オフ制御するスイッチ制御手段と、
前記系統電圧の位相(θ)を検出する位相検出手段と、
前記系統電圧の角速度変化量(△ω)を検出する角速度変化量検出手段と、
前記角速度変化量検出手段から得られた角速度変化量(△ω)の方向が第1の方向の時に第1の方向の位相バイアス値(+α)を出力し、前記角速度変化量(△ω)の方向が第2の方向の時に第2の方向の位相バイアス値(−α)を出力する位相バイアス値発生手段と、
前記位相検出手段から得られた系統電圧位相検出値(θ)と前記位相バイアス値発生手段から得られた位相バイアス値(Δθ1)とを加算して電流位相指令信号(θi)を前記スイッチ制御手段に供給する加算手段と、
角速度変化量基準値(△ωr)を発生する角速度変化量基準値発生手段と、
前記角速度変化量(△ω)と前記角速度変化量基準値(△ωr)とを比較し、前記角速度変化量(△ω)が前記角速度変化量基準値(△ωr)よりも大きい時に前記負荷に対して前記交流電力系統からの電力供給を伴わないで前記インバータ装置から電力が供給されていることを示す信号を出力する単独運転検出手段とを備えていることを特徴とするインバータ装置に係わるものである。
The present invention for solving the above problems and achieving the above object is an inverter device for supplying power to a load in conjunction with an AC power system,
A DC input terminal connected to a DC power supply;
An AC output terminal connected to the load and the AC power system;
A DC-AC conversion circuit connected to the DC input terminal and having a plurality of DC-AC conversion switches;
Current detection means for detecting current flowing through the AC output terminal;
Voltage detecting means for detecting a system voltage at the AC output terminal;
The plurality of current detection means, the voltage detection means, and the plurality of DC-AC conversion switches connected to the control terminals of the plurality of DC-AC conversion switches so that the phase of the current flowing through the AC output terminal matches the phase of the system voltage. Switch control means for controlling on / off of the DC-AC conversion switch;
Phase detection means for detecting the phase (θ) of the system voltage;
Angular velocity change amount detecting means for detecting the angular velocity change amount (Δω) of the system voltage;
When the direction of the angular velocity variation (Δω) obtained from the angular velocity variation detection means is the first direction, a phase bias value (+ α) in the first direction is output, and the angular velocity variation (Δω) Phase bias value generating means for outputting a phase bias value (−α) in the second direction when the direction is the second direction;
The current phase command signal (θi) is switch-controlled by adding the system voltage phase detection value (θ) obtained from the phase detection means and the phase bias value (Δθ 1 ) obtained from the phase bias value generation means. Adding means for supplying to the means;
Angular velocity variation reference value generating means for generating an angular velocity variation reference value (Δω r );
The angular velocity change amount (Δω) is compared with the angular velocity change amount reference value (Δω r ), and when the angular velocity change amount (Δω) is larger than the angular velocity change amount reference value (Δω r ), An inverter device comprising: an isolated operation detecting unit that outputs a signal indicating that power is supplied from the inverter device without supplying power from the AC power system to a load. It is related.

なお、請求項2に示すように、更に、時間と共に位相バイアス値が増大する傾斜位相バイアス値(Δθ2)を発生する傾斜位相バイアス値発生手段と、前記角速度変化量(△ω)の方向を判定する角速度変化量方向判定手段と、前記角速度変化量方向判定手段の出力に基づいて、前記角速度変化量(△ω)が所定回数又は所定時間以上同一方向を保っているか否かを判定するカウンタ手段と、前記角速度変化量(△ω)が所定回数又は所定時間以上同一方向を保っていることを示す出力が前記カウンタ手段から得られた時に、前記第1の方向の位相バイアス値(+α)と前記第2の方向の位相バイアス値(−α)とからなる前記位相バイアス値(Δθ1)に代わって前記傾斜位相バイアス値(Δθ2)を前記加算手段に供給するモード切換手段とを有していることが望ましい。
また、請求項3に示すように、前記傾斜位相バイアス値発生手段は、前記角速度変化量(△ω)を所定のゲイン(K)を有して増幅する手段から成ることが望ましい。
また、請求項4に示すように、更に、前記単独運転検出手段から得られた前記交流電力系統からの電力供給を伴わないで前記インバータ装置から電力が供給されていることを示す信号に応答して前記インバータ装置から前記負荷への電力供給を遮断する手段を有していることが望ましい。
また、請求項5に示すように、前記スイッチ制御手段は、出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)と、前記出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)から得られた出力電流指令値と前記電流検出手段から得られた電流検出値とに基づいて帰還制御信号を形成する帰還制御信号形成手段(14)と、前記帰還制御信号形成手段(14)から得られた前記帰還制御信号に基づいて前記直流―交流変換用スイッチをオン・オフ制御するためのスイッチ制御パルスを形成するスイッチ制御パルス形成手段(15)とを有し、前記加算手段から得られた電流位相指令信号(θi)は前記帰還制御信号形成手段(14)又は前記出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)に供給されることが望ましい。
According to a second aspect of the present invention, the tilt phase bias value generating means for generating the tilt phase bias value (Δθ 2 ) whose phase bias value increases with time and the direction of the angular velocity change amount (Δω) are further defined. Based on the output of the angular velocity change amount direction determining means and the output of the angular velocity change amount direction determining means, a counter for determining whether or not the angular velocity change amount (Δω) remains in the same direction for a predetermined number of times or for a predetermined time. And a phase bias value (+ α) in the first direction when the counter means obtains an output indicating that the angular velocity change amount (Δω) remains in the same direction for a predetermined number of times or a predetermined time. And a mode switching means for supplying the inclination phase bias value (Δθ 2 ) to the adding means instead of the phase bias value (Δθ 1 ) consisting of the phase bias value (−α) in the second direction. It is desirable that
According to a third aspect of the present invention, it is desirable that the tilt phase bias value generating means comprises means for amplifying the angular velocity change amount (Δω) with a predetermined gain (K).
Further, as shown in claim 4, in response to a signal indicating that power is supplied from the inverter device without power supply from the AC power system obtained from the isolated operation detecting means. It is desirable to have means for interrupting power supply from the inverter device to the load.
Further, as shown in claim 5, the switch control means includes an output current command value creating means (12, 13 or 12a) and an output obtained from the output current command value creating means (12, 13 or 12a). Feedback control signal forming means (14) for forming a feedback control signal based on a current command value and a current detection value obtained from the current detection means, and the feedback obtained from the feedback control signal forming means (14) Switch control pulse forming means (15) for forming a switch control pulse for ON / OFF control of the DC-AC conversion switch based on a control signal, and a current phase command signal obtained from the adding means (Θi) is preferably supplied to the feedback control signal forming means (14) or the output current command value creating means (12, 13 or 12a).

本発明は次の効果を有する。
(1)連系運転時には、角速度変化量(△ω)の振動に基づいて位相バイアス値発生手段から第1の方向の位相バイアス値(+α)と第2の方向の位相バイアス値(−α)とが交互に発生する。この第1の方向の位相バイアス値(+α)と第2の方向の位相バイアス値(−α)はランダムに発生する。この連系運転時における第1の方向の位相バイアス値(+α)と第2の方向の位相バイアス値(−α)との繰り返し時間長も不特定でであるが、最大の繰り返し時間長は系統電圧の周期よりも短い。これに対し、単独運転時には、交流電力系統からインバータ装置及び負荷が切り離されて解列状態になるため、負荷インピーダンスに依存して系統電圧(インバータ出力電圧)の位相変化が生じ、角速度変化量(△ω)の変化方向が連続的に同一方向(例えば第1の方向)になり、位相バイアス値発生手段から第1の方向の位相バイアス値(+α)と第2の方向の位相バイアス値(−α)とが交互に発生しなくなる。この結果、位相バイアス値発生手段から同一方向(例えば第1の方向)の位相バイアス値が連続的に発生し、角速度変化量(△ω)が第1の方向又は第2の方向に加速して増大し、角速度変化量基準値(△ωr)を横切り、単独運転が検出される。従って、単独運転の検出を迅速且つ正確に達成することができる。なお、インバータ出力電力と負荷電力とが平衡している場合の単独運転時であっても、同一方向の位相バイアスを伴ってインバータ出力電流の位相制御が行われるため、系統電圧(インバータ出力電圧)の位相もインバータ出力電流の位相と同方向に変化し、角速度変化量(△ω)が同一方向に保たれ、且つ加速して増大するので、単独運転を迅速且つ正確に検出することができる。
(2)位相バイアスに基づいて単独運転を検出するので、系統周波数付近に外乱を与えることがない。
(3)共通の負荷に対して複数台のインバータ装置(分散化電源)が接続されている場合において、複数台のインバータ装置間で位相バイアスを同期させて単独運転を検出すること不要である。従って、単独運転の検出を容易に行うことができる。
また、請求項2に従って、前記傾斜位相バイアス値(Δθ2)を与えると、角速度変化量(△ω)が更に加速して増大し、単独運転を更に迅速且つ正確に検出することができる。
The present invention has the following effects.
(1) During the interconnected operation, the phase bias value generating means outputs the phase bias value in the first direction (+ α) and the phase bias value in the second direction (−α) based on the vibration of the angular velocity change amount (Δω). Occur alternately. The phase bias value (+ α) in the first direction and the phase bias value (−α) in the second direction are randomly generated. The repetition time length of the phase bias value (+ α) in the first direction and the phase bias value (−α) in the second direction at the time of this interconnection operation is also unspecified, but the maximum repetition time length is Shorter than the voltage period. On the other hand, in the independent operation, the inverter device and the load are disconnected from the AC power system and disconnected, so that the phase change of the system voltage (inverter output voltage) occurs depending on the load impedance, and the angular velocity change amount ( Δω) is continuously changed in the same direction (for example, the first direction), and the phase bias value generating means outputs the phase bias value (+ α) in the first direction and the phase bias value in the second direction (− α) and no longer occur alternately. As a result, phase bias values in the same direction (for example, the first direction) are continuously generated from the phase bias value generating means, and the angular velocity change amount (Δω) is accelerated in the first direction or the second direction. It increases and crosses the angular velocity change amount reference value (Δω r ), and an isolated operation is detected. Accordingly, it is possible to quickly and accurately achieve the isolated operation detection. Even when the inverter output power and the load power are balanced, the phase control of the inverter output current is performed with the phase bias in the same direction even during the single operation, so the system voltage (inverter output voltage) Also changes in the same direction as the phase of the inverter output current, and the angular velocity change amount (Δω) is maintained in the same direction and is accelerated and increased, so that an isolated operation can be detected quickly and accurately.
(2) Since the isolated operation is detected based on the phase bias, there is no disturbance near the system frequency.
(3) In the case where a plurality of inverter devices (distributed power supplies) are connected to a common load, it is not necessary to synchronize the phase bias between the plurality of inverter devices and detect an isolated operation. Accordingly, it is possible to easily detect an isolated operation.
Further, according to claim 2, when the tilt phase bias value (Δθ 2 ) is given, the angular velocity change amount (Δω) is further accelerated and increased, and the isolated operation can be detected more quickly and accurately.

次に、図1〜図12を参照して本発明の実施形態を説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の実施例1に従う第1及び第2のインバータ装置100、100´を含む電力系統を示す。第1のインバータ装置100の第1及び第2の直流入力端子1a、1bは、太陽電池、燃料電池、蓄電池等から成る第1の直流電源1に接続されている。第1のインバータ装置100の第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wは抵抗(R),インダクタンス(L),キャパシタンス(C)を有する負荷101に接続され、且つ回路遮断器102を介して3相交流電力系統3に接続されている。従って、第1の直流電源1と第1のインバータ装置100とから成る第1の分散化電源と3相交流電力系統3とが連系して負荷101に電力を供給する。なお、図1の実施例1では、第1の直流電源1及び第1のインバータ装置100とから成る第1の分散化電源の他に、第1の直流電源1及び第1のインバータ装置100と同様に構成された第2の直流電源1´及び第2のインバータ装置100´とから成る第2の分散化電源が設けられており、第2のインバータ装置100´も負荷101に接続されている。即ち、第1及び第2のインバータ装置100、100´は並列接続されている。第2の分散化電源の構成及び機能は第1の分散化電源と実質的に同じであるので、その説明を省略する。また、以下の説明では第1の直流電源1及び第1のインバータ装置100を単に直流電源1、インバータ装置100と呼ぶことにする。   FIG. 1 shows an electric power system including first and second inverter devices 100 and 100 ′ according to the first embodiment of the present invention. The first and second DC input terminals 1a and 1b of the first inverter device 100 are connected to a first DC power source 1 including a solar cell, a fuel cell, a storage battery, and the like. The first, second and third phase AC output terminals 2u, 2v and 2w of the first inverter device 100 are connected to a load 101 having a resistance (R), an inductance (L) and a capacitance (C), and the circuit is interrupted. It is connected to the three-phase AC power system 3 via the device 102. Therefore, the first distributed power source including the first DC power source 1 and the first inverter device 100 and the three-phase AC power system 3 are connected to supply power to the load 101. In Example 1 of FIG. 1, in addition to the first distributed power source including the first DC power source 1 and the first inverter device 100, the first DC power source 1 and the first inverter device 100 A second distributed power source including a second DC power source 1 ′ and a second inverter device 100 ′ configured similarly is provided, and the second inverter device 100 ′ is also connected to the load 101. . That is, the first and second inverter devices 100 and 100 ′ are connected in parallel. Since the configuration and function of the second distributed power supply are substantially the same as those of the first distributed power supply, description thereof is omitted. In the following description, the first DC power source 1 and the first inverter device 100 are simply referred to as the DC power source 1 and the inverter device 100.

インバータ装置100は、3相V結線構成の直流―交流変換回路即ちインバータ回路103を有する。このインバータ回路103は図2に示すように、直流電源1の電圧Vdcを分割するために、第1及び第2の直流入力端子1a、1b間に接続された実質的に同一容量の第1及び第2の電圧分割用コンデンサCa 、Cb の直列回路を有する。第1及び第2の電圧分割用コンデンサCa 、Cb の相互接続点に相当する中間端子1cの電位は、第1及び第2の直流端子1a、1bの電位の中間の値を有する。なお、直流電源1を省き、且つ第1及び第2の電圧分割用コンデンサCa 、Cb の代りに実質的に同一電圧の第1及び第2の直流電源を設けることもできる。 The inverter device 100 includes a DC-AC conversion circuit, that is, an inverter circuit 103 having a three-phase V connection configuration. As shown in FIG. 2, the inverter circuit 103 divides the voltage Vdc of the DC power supply 1 so that the first and second DC input terminals 1a and 1b connected to each other have substantially the same capacity. A series circuit of second voltage dividing capacitors Ca and Cb is provided. The potential of the intermediate terminal 1c corresponding to the interconnection point of the first and second voltage dividing capacitors Ca and Cb has an intermediate value between the potentials of the first and second DC terminals 1a and 1b. The DC power supply 1 can be omitted, and the first and second DC power supplies having substantially the same voltage can be provided in place of the first and second voltage dividing capacitors Ca and Cb.

DC−AC変換用スイッチング回路を構成するために第1及び第2のスイッチS1 、S2 の直列回路、及び第3及び第4のスイッチS3 、S4 の直列回路が第1及び第2の直流端子1a、1b間に接続されている。第1及び第2のスイッチS1 、S2 の直列回路を第1相(U相)スイッチング回路又は第1相ハーフブリッジスイッチング回路と呼び、また第3及び第4のスイッチS3 、S4 の直列回路を第3相(W相)スイッチング回路又は第3相ハーフブリッジスイッチング回路と呼ぶこともできる。
なお、第1〜第4のスイッチS1 〜S4 はIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)で示されているが、これ等をNPN型又はPNP型トランジスタ、電界効果トランジスタ等の別のオン・オフ制御可能な半導体スイッチ等とすることができる。
In order to constitute a DC-AC conversion switching circuit, the series circuit of the first and second switches S1, S2 and the series circuit of the third and fourth switches S3, S4 are the first and second DC terminals 1a. 1b. The series circuit of the first and second switches S1, S2 is called a first-phase (U-phase) switching circuit or a first-phase half-bridge switching circuit, and the series circuit of the third and fourth switches S3, S4 is called a first circuit. It can also be called a three-phase (W-phase) switching circuit or a third-phase half-bridge switching circuit.
The first to fourth switches S1 to S4 are IGBTs (insulated gate type bipolar transistors), but these can be controlled on / off differently such as NPN type or PNP type transistors, field effect transistors, etc. A semiconductor switch or the like.

第1〜第4のスイッチS1 〜S4 に逆方向並列に第1〜第4のダイオードD1 〜D4 が接続されている。この第1〜第4のダイオードD1 〜D4 は個別ダイオードであってもよいし、第1〜第4のスイッチS1 〜S4 の半導体基体中に形成される周知の寄生即ち内蔵ダイオードであってもよい。第1〜第4のダイオードD1 〜D4 は第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2w側から直流電源1側に電力を回生する時に導通する方向性を有する。   First to fourth diodes D1 to D4 are connected in reverse parallel to the first to fourth switches S1 to S4. The first to fourth diodes D1 to D4 may be individual diodes, or may be well-known parasitic or built-in diodes formed in the semiconductor substrate of the first to fourth switches S1 to S4. . The first to fourth diodes D1 to D4 have a direction of conduction when power is regenerated from the first, second and third phase AC terminals 2u, 2v and 2w to the DC power source 1 side.

第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2wは、互いに120度の位相差を有する第1、第2及び第3の線電流Isu、Isv、Iswを出力するものであり、図1の3相交流電力系統3及び3相負荷101に接続される。   The first, second and third phase AC terminals 2u, 2v and 2w output the first, second and third line currents Isu, Isv and Isw having a phase difference of 120 degrees with respect to each other. 1 to a three-phase AC power system 3 and a three-phase load 101.

第1相リアクトルLu は第1及び第2のスイッチS1 、S2 の相互接続点P1 と第1相交流出力端子2uとの間に直列に接続されている。第3相リアクトルLw は第3及び第4のスイッチS3 、S4 の相互接続点P2 と第3相交流出力端子2wとの間に直列に接続されている。第1相及び第3相リアクトルLu 、Lw は第1〜第4のスイッチS1 〜S4 のオン・オフによる高周波成分を除去するフィルタとして機能する。   The first phase reactor Lu is connected in series between the interconnection point P1 of the first and second switches S1, S2 and the first phase AC output terminal 2u. The third phase reactor Lw is connected in series between the interconnection point P2 of the third and fourth switches S3 and S4 and the third phase AC output terminal 2w. The first-phase and third-phase reactors Lu and Lw function as filters that remove high-frequency components caused by turning on and off the first to fourth switches S1 to S4.

第1のフィルタコンデンサCu は第1及び第2相交流出力端子2u、2v間に接続されている。第2のフィルタコンデンサCw は第1のフィルタコンデンサCu と実質的に同一の容量Cを有して第2及び第3相交流出力端子2v、2w間に接続されている。第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw は第1〜第4のスイッチS1〜S4 のオン・オフによる高周波成分を除去するものである。
インバータ回路103と第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wとの間に単独運転阻止用の回路遮断器104が接続されている。
The first filter capacitor Cu is connected between the first and second phase AC output terminals 2u, 2v. The second filter capacitor Cw has substantially the same capacitance C as the first filter capacitor Cu and is connected between the second and third phase AC output terminals 2v, 2w. The first and second filter capacitors Cu and Cw are for removing high-frequency components due to on / off of the first to fourth switches S1 to S4.
A circuit breaker 104 for preventing isolated operation is connected between the inverter circuit 103 and the first, second and third phase AC output terminals 2u, 2v and 2w.

第2相交流出力端子2vは回路遮断器104を介して第1及び第2の電圧分割用コンデンサCa 、Cb の相互接続点即ち中間端子1cに接続されている。従って、第1及び第2のスイッチS1 、S2 と第1相リアクトルLu とによって第1相ハーフブリッジ型変換回路が構成され、また、第3及び第4のスイッチS3 、S4 と第3相リアクトルLw とによって第3相ハーフブリッジ型変換回路が構成されている。   The second-phase AC output terminal 2v is connected to the interconnection point of the first and second voltage dividing capacitors Ca and Cb, that is, the intermediate terminal 1c via the circuit breaker 104. Accordingly, the first and second switches S1 and S2 and the first phase reactor Lu constitute a first phase half-bridge type conversion circuit, and the third and fourth switches S3 and S4 and the third phase reactor Lw. A third-phase half-bridge conversion circuit is configured by the above.

第1〜第4のスイッチS1 〜S4 を力率制御可能にオン・オフ制御するためにCT(電流トランス)で例示されている第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTw と制御回路4とが設けられている。図1及び図2では第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTwが制御回路4の外に設けられているが、第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTwを制御回路4に含めて示すこともできる。なお、図2において、制御回路4は電圧検出手段5と制御部6とで示されている。   The first and third phase current detectors CTu and CTw exemplified by CT (current transformer) for controlling the first to fourth switches S1 to S4 on and off so as to enable power factor control and the control circuit 4 And are provided. 1 and 2, the first and third phase current detectors CTu and CTw are provided outside the control circuit 4. However, the first and third phase current detectors CTu and CTw are provided in the control circuit 4. It can also be included. In FIG. 2, the control circuit 4 is indicated by a voltage detection means 5 and a control unit 6.

第1相電流検出器CTu は、第1及び第2のスイッチS1 、S2 の相互接続点P1 と第1のフィルタコンデンサCu の一端との間の第1相電流通路7uに電磁結合され、第1相電流通路7uを流れる第1相出力電流Iou(瞬時値)を検出し、これをライン8uで制御部6に送る。第2相電流検出器CTw は、第3及び第4のスイッチS3 、S4 の相互接続点P2 と第2のフィルタコンデンサCw の一端との間の第3相電流通路7wに電磁結合され、第3相電流通路7wを流れる第3相出力電流Iow(瞬時値)を検出し、これをライン8wで制御部6に送る。なお、ここでは説明を簡単にするために第1相及び第3相電流通路7u、7wの電流と第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTw の電流を同一のIou、Iowで示すことにする。   The first phase current detector CTu is electromagnetically coupled to the first phase current path 7u between the interconnection point P1 of the first and second switches S1, S2 and one end of the first filter capacitor Cu. The first phase output current Iou (instantaneous value) flowing through the phase current path 7u is detected and sent to the control unit 6 via the line 8u. The second phase current detector CTw is electromagnetically coupled to the third phase current path 7w between the interconnection point P2 of the third and fourth switches S3 and S4 and one end of the second filter capacitor Cw. A third phase output current Iow (instantaneous value) flowing through the phase current passage 7w is detected and sent to the control unit 6 via a line 8w. In order to simplify the explanation, the currents of the first and third phase current paths 7u and 7w and the currents of the first and third phase current detectors CTu and CTw are indicated by the same Iou and Iow. To.

この実施例では、第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wにおける力率を所望値(好ましくは1)に制御するにも拘らず、第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wを流れる第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Iswを検出するための電流検出器が設けられていない。この電流検出器の代りに、図1の実施例では、電圧検出手段5が設けられている。電圧検出手段5は、第1のフィルタコンデンサCu の電圧即ち第1及び第2相交流端子2u、2v間の線間電圧Vuv(瞬時値)を検出する第1の電圧検出回路5aと、第2のフィルタコンデンサCw の電圧即ち第2及び第3相交流端子2v、2w間の線間電圧Vvw(瞬時値)を検出する第2の電圧検出回路5bと、第1及び第2の電圧検出回路5a、5bの出力を位相反転して加算して第3及び第1相交流端子2w、2u間の線間電圧Vwu(瞬時値)を検出する第3の電圧検出回路5cとから成る。なお、第3の電圧検出回路5cを第1及び第2の電圧検出回路5a、5bに接続する代りに、第1及び第3の交流出力端子2u、2wに接続して直接的に線間電圧Vwuを求めることもできる。本実施例では、説明を容易にするために第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wにおける線間電圧と第1、第2及び第3の電圧検出回路5a、5b、5cの出力電圧とを同一のVuv、Vvw、Vwuで示すことにする。第1、第2及び第3の電圧検出回路5a、5b、5cの出力ライン9uv、9vw、9wuは制御部6に接続されている。   In this embodiment, the first, second and third phase are controlled in spite of controlling the power factor at the first, second and third phase AC output terminals 2u, 2v and 2w to a desired value (preferably 1). A current detector for detecting the first, second and third phase interconnection currents Isu, Isv, Isw flowing through the AC output terminals 2u, 2v, 2w is not provided. Instead of this current detector, a voltage detecting means 5 is provided in the embodiment of FIG. The voltage detection means 5 includes a first voltage detection circuit 5a for detecting a voltage of the first filter capacitor Cu, that is, a line voltage Vuv (instantaneous value) between the first and second phase AC terminals 2u and 2v, and a second voltage detection circuit 5a. A second voltage detection circuit 5b for detecting the voltage of the filter capacitor Cw, that is, the line voltage Vvw (instantaneous value) between the second and third phase AC terminals 2v and 2w, and the first and second voltage detection circuits 5a. And a third voltage detection circuit 5c for detecting a line voltage Vwu (instantaneous value) between the third and first phase AC terminals 2w and 2u by inverting and adding the outputs of 5b. Instead of connecting the third voltage detection circuit 5c to the first and second voltage detection circuits 5a and 5b, the line voltage is directly connected to the first and third AC output terminals 2u and 2w. You can also ask for Vwu. In the present embodiment, for ease of explanation, the line voltage at the first, second and third phase AC output terminals 2u, 2v, 2w and the first, second and third voltage detection circuits 5a, 5b, The output voltage of 5c is represented by the same Vuv, Vvw, and Vwu. Output lines 9uv, 9vw, 9wu of the first, second and third voltage detection circuits 5a, 5b, 5c are connected to the control unit 6.

制御部6は、第1及び第2相電流検出器CTu 、CTw から得られた第1及び第3相出力電流Iou、Iowと電圧検出手段5から得られた第1及び第2相間の線間電圧Vuv、第2及び第3相間の線間電圧Vvw、及び第3相及び第1相間の線間電圧Vwuとに基づいて第1、第2及び第3相交流出力端子2u、2v、2wを流れる第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Iswを所望力率(好ましくは1)になるように制御するための第1、第2、第3及び第4のスイッチ制御パルスG1 、G2 、G3 、G4 を形成して第1、第2、第3及び第4のスイッチS1 、S2 、S3 、S4 の制御端子(ゲート)に送る。また、制御部6は、ライン54によって単独運転防止用の回路遮断器104の制御端子に接続されている。従って、制御部6が単独運転を検出した時に、ライン54の単独運転検出信号によって回路遮断器104がオフ制御され、単独運転が防止される。   The control unit 6 is configured to connect the first and third phase output currents Iou and Iow obtained from the first and second phase current detectors CTu and CTw and the line between the first and second phases obtained from the voltage detection means 5. Based on the voltage Vuv, the line voltage Vvw between the second and third phases, and the line voltage Vwu between the third phase and the first phase, the first, second and third phase AC output terminals 2u, 2v and 2w First, second, third and fourth switch control pulses G1 for controlling the flowing first, second and third phase interconnection currents Isu, Isv and Isw to have a desired power factor (preferably 1). , G2, G3, G4 are formed and sent to the control terminals (gates) of the first, second, third and fourth switches S1, S2, S3, S4. The control unit 6 is connected to the control terminal of the circuit breaker 104 for preventing isolated operation by a line 54. Therefore, when the control unit 6 detects an isolated operation, the circuit breaker 104 is turned off by the isolated operation detection signal on the line 54, and the isolated operation is prevented.

図3は図2の制御部6を詳しく示すブロック図である。この制御部6はこの多くの部分をDSP(ディジタル信号処理装置)又はマイコン等のディジタル回路で形成することができるものであり、大別してインバータ回路103の第1〜第4のスイッチS1〜S4を制御するためのスイッチ制御手段10と、本発明に従う位相バイアス及び単独運転検出手段50とから成る。   FIG. 3 is a block diagram showing in detail the control unit 6 of FIG. The control unit 6 can form many parts by a digital circuit such as a DSP (digital signal processing device) or a microcomputer. The control unit 6 is roughly divided into first to fourth switches S1 to S4 of the inverter circuit 103. It comprises switch control means 10 for controlling and phase bias and islanding detection means 50 according to the present invention.

スイッチ制御手段10は、コンデンサ電流値作成手段11と、連系電流指令値発生手段12と、出力電流指令値作成手段13と、帰還制御信号形成手段14と、スイッチ制御パルス形成手段15とから成る。 The switch control means 10 includes a capacitor current value creation means 11, an interconnection current command value generation means 12, an output current command value creation means 13, a feedback control signal formation means 14, and a switch control pulse formation means 15. .

コンデンサ電流値作成手段11は、図2の電圧検出手段5の出力ライン9uv、9vw、9wuに接続され、第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw の3相で示される電流Icu、Icv、Icwの値を計算で求め、この計算値を2相軸で示す第1及び第2の信号Icd、Icqに変換して出力する。このコンデンサ電流値作成手段11から出力される第1及び第2の信号Icd、Icqは、周知の3相/dq座標変換されたd軸成分及びq軸成分を示している。従って、以下の説明において第1の信号Icdをd軸成分電流と呼び、第2の信号Icqをq軸成分電流と呼ぶこともある。このコンデンサ電流値作成手段11の詳細は後述する。   The capacitor current value creating means 11 is connected to the output lines 9uv, 9vw, 9wu of the voltage detecting means 5 in FIG. 2, and currents Icu, Icv, Icw indicated by three phases of the first and second filter capacitors Cu, Cw. Is obtained by calculation, and the calculated value is converted into first and second signals Icd and Icq indicated by a two-phase axis and output. The first and second signals Icd and Icq output from the capacitor current value creating unit 11 indicate the d-axis component and the q-axis component which are well-known three-phase / dq coordinate transformed. Therefore, in the following description, the first signal Icd may be referred to as a d-axis component current, and the second signal Icq may be referred to as a q-axis component current. Details of the capacitor current value creating means 11 will be described later.

連系電流指令値発生手段12は、第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2wを流れる第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Isw(瞬時値)の目標値を示す第1、第2及び第3相目標連系電流Isu′、Isv′、Isw′を周知の3相/dq座標変換して得たd軸成分目標連系電流及びq軸成分目標連系電流に相当する第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*を発生する。第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*は任意に設定することができる。また、連系電流指令値発生手段12を演算回路で構成し、第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*の値を演算で求めることもできる。第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*は、連系電流の周波数をω、実効値をI、力率をcos θとした時に、次の(1)の行列式で示すことができる。 The interconnection current command value generation means 12 is a target of the first, second and third phase interconnection currents Isu, Isv, Isw (instantaneous values) flowing through the first, second and third phase AC terminals 2u, 2v, 2w. D-axis component target interconnection current and q-axis component target linkage obtained by converting the first, second and third phase target interconnection currents Isu ', Isv' and Isw 'indicating the values by known three-phase / dq coordinate transformation. First and second interconnection current command values Isd * and Isq * corresponding to the system current are generated. The first and second interconnection current command values Isd * and Isq * can be arbitrarily set. Further, the interconnection current command value generating means 12 can be constituted by an arithmetic circuit, and the values of the first and second interconnection current command values Isd * and Isq * can be obtained by calculation. The first and second interconnection current command values Isd * and Isq * are expressed by the following determinant of (1), where the frequency of the interconnection current is ω, the effective value is I, and the power factor is cos θ. be able to.

Figure 2007318928
Figure 2007318928

図3の出力電流指令値作成手段13は、連系電流指令値発生手段12から得られた第1の連系電流指令値Isd*にコンデンサ電流値作成手段11から得られたd軸成分信号Icdを加算して第1の出力電流指令値Iod* を作成し、且つ第2の連系電流指令値Isq*にコンデンサ電流作成手段11から得られたq軸成分信号Icqを加算して第2の出力電流指令値Ioq*を作成する。この出力電流指令値作成手段13の詳細は後述する。 The output current command value creating means 13 in FIG. 3 adds the d-axis component signal Icd obtained from the capacitor current value creating means 11 to the first linked current command value Isd * obtained from the connected current command value generating means 12. Is added to create the first output current command value Iod * , and the q-axis component signal Icq obtained from the capacitor current creation means 11 is added to the second interconnection current command value Isq * to obtain the second Create output current command value Ioq * . Details of the output current command value creating means 13 will be described later.

帰還制御信号形成手段14は、出力電流指令値作成手段13から得られた第1及び第2の出力電流指令値Iod*、Ioq*と第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTw から得られたライン8u、8wの第1相及び第3相出力電流Iou、Iowとに基づいて2相軸上のd軸帰還制御信号Ifd、q軸帰還制御信号Ifqを形成し、更に、dq/3相座標変換手段によってd軸帰還制御信号Ifd及びq軸帰還制御信号Ifqを3相軸上の帰還制御信号に回転座標変換して3相軸上の3つの帰還制御信号の内の第1及び第2の帰還制御信号Ifuv、Ifwvを出力するものである。この帰還制御信号形成手段14の詳細は後述する。 The feedback control signal forming means 14 is obtained from the first and second output current command values Iod * and Ioq * obtained from the output current command value creating means 13 and the first and third phase current detectors CTu and CTw. On the basis of the first and third phase output currents Iou and Iow of the lines 8u and 8w, the d-axis feedback control signal Ifd and the q-axis feedback control signal Ifq on the two-phase axis are formed, and dq / 3 The d-axis feedback control signal Ifd and the q-axis feedback control signal Ifq are rotationally transformed into the feedback control signal on the three-phase axis by the phase coordinate conversion means, and the first and the third of the three feedback control signals on the three-phase axis are converted. 2 feedback control signals Ifuv and Ifwv are output. Details of the feedback control signal forming means 14 will be described later.

スイッチ制御パルス形成手段15は、帰還制御信号形成手段14から得られた第1及び第2の帰還制御信号Ifuv、Ifwvに基づいて第1、第2、第3及び第4のスイッチS1 、S2 、S3 、S4 をオン・オフ制御するための周知のスイッチ制御パルスG1 、G2 、G3 、G4 を形成する。このスイッチ制御パルス形成手段15の詳細は後述する。   The switch control pulse forming means 15 is based on the first and second feedback control signals Ifuv and Ifwv obtained from the feedback control signal forming means 14, and the first, second, third and fourth switches S1, S2,. Well-known switch control pulses G1, G2, G3, G4 for ON / OFF control of S3 and S4 are formed. Details of the switch control pulse forming means 15 will be described later.

図4は図3の制御部6を更に詳しく示すブロック図である。この図4から明らかなようにコンデンサ電流値作成手段11は、位相検出手段20を有している。この位相検出手段20は、図1の電圧検出手段5の出力ライン9uv、9vw9wuに接続され、系統電圧Vuv、Vvw、Vwuの系統電圧位相検出値θ=ωtを示す信号を出力する。   FIG. 4 is a block diagram showing the control unit 6 of FIG. 3 in more detail. As is apparent from FIG. 4, the capacitor current value creating means 11 has a phase detecting means 20. This phase detection means 20 is connected to the output lines 9uv, 9vw9wu of the voltage detection means 5 of FIG. 1, and outputs a signal indicating the system voltage phase detection value θ = ωt of the system voltages Vuv, Vvw, Vwu.

位相検出手段20に接続された進み位相角信号形成手段21は、π/2発生器21aと加算手段22bとを有する。加算手段22bは、位相検出手段20から得られた系統電圧位相検出値θ=ωtにπ/2発生器21aから得られた位相角π/2即ち90度を加算してωt+π/2から成る進み位相角信号を形成する。   The lead phase angle signal forming means 21 connected to the phase detecting means 20 has a π / 2 generator 21a and an adding means 22b. The adding means 22b adds the phase angle π / 2 obtained from the π / 2 generator 21a to the system voltage phase detected value θ = ωt obtained from the phase detecting means 20, that is, 90 degrees, and advances by ωt + π / 2. A phase angle signal is formed.

図1の電圧検出手段5の3相の出力ライン9uv、9vw、9wuと進み位相角信号形成手段21に接続された第1の3相/dq座標変換手段22は、電圧検出手段5から得られた3相の各線間電圧Vuv、Vvw、Vwuを進み位相角信号形成手段21から得られた進み位相角(ωt+π/2)にて回転座標変換してdq座標軸で示すd軸成分電圧Vd とq軸成分電圧Vq とを出力する。即ち、第1の3相/dq座標変換手段22では、回転座標変換を用いて、3相から2相に変換する。この第1の3相/dq座標変換手段22に入力される3相の線間電圧Vuv、Vvw、Vwuは次の(2)式で示すことができ、進み位相角ωt+π/2による座標変換行列Tは次の(3)式で示すことができ、第1の3相/dq座標変換手段22から得られるd軸成分電圧Vd 及びq軸成分電圧Vq は次の(4)式で示すことができ、その結果は次の(5)式で示すことができる。なお、次の(2)〜(5)式において、Vは第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2wにおける各線間電圧の実効値を示し、Vs は瞬時値で示す各線間電圧Vuv、Vvw、Vwuを総括して示し、Vdqは瞬時値で示すd軸成分電圧Vd とq軸成分電圧Vq とを一括して示す。   The three-phase output lines 9uv, 9vw, 9wu of the voltage detection means 5 of FIG. 1 and the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 connected to the advance phase angle signal forming means 21 are obtained from the voltage detection means 5. The three-phase line voltages Vuv, Vvw, and Vwu are converted into rotational coordinates at the advance phase angle (ωt + π / 2) obtained from the advance phase angle signal forming means 21, and d-axis component voltages Vd and q indicated by the dq coordinate axes are used. The shaft component voltage Vq is output. That is, the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 converts from three phases to two phases using rotational coordinate conversion. The three-phase line voltages Vuv, Vvw, Vwu input to the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 can be expressed by the following equation (2), and a coordinate conversion matrix based on the lead phase angle ωt + π / 2. T can be expressed by the following equation (3), and the d-axis component voltage Vd and the q-axis component voltage Vq obtained from the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 can be expressed by the following equation (4). The result can be shown by the following equation (5). In the following equations (2) to (5), V represents the effective value of each line voltage at the first, second and third phase AC terminals 2u, 2v and 2w, and Vs represents the line-to-line value represented by the instantaneous value. The voltages Vuv, Vvw, and Vwu are collectively shown, and Vdq is a d-axis component voltage Vd and a q-axis component voltage Vq that are instantaneous values.

Figure 2007318928
Figure 2007318928

第1の3相/dq座標変換手段22に接続された2相軸仮想無効電流信号形成手段23は、第1及び第2の乗算器23a、23bから成る。第1の3相/dq座標変換手段22に接続された第1及び第2の乗算器23a、23bは、第1の3相/dq座標変換手段22から得られたd軸成分電圧Vd 及びq軸成分電圧Vq にωCを乗算してd軸成分仮想無効電流Iad及びq軸成分仮想無効電流Iaqを形成する。ここで、ωは基本波の角周波数を示し、Cは第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw の容量を示す。ここでは、第1及び第2の乗算器23a、23bでd軸及びq軸成分仮想無効電流Iad、Iaqを求めたが、d軸及びq軸成分電圧Vd 、Vq を第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw のインピーダンス1/ωCで除算してd軸及びq軸成分仮想無効電流Iad、Iaqに変換することもできる。ここでのd軸及びq軸成分仮想無効電流Iad、Iaqは図2の第1及び第3相交流端子2u、2w間にも第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw と同一容量のフィルタコンデンサが接続され、3相平衡フィルタコンデンサ回路が形成されていると仮定した場合の値を示している。   The two-phase axis virtual reactive current signal forming unit 23 connected to the first three-phase / dq coordinate conversion unit 22 includes first and second multipliers 23a and 23b. The first and second multipliers 23 a and 23 b connected to the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 are connected to the d-axis component voltages Vd and q obtained from the first three-phase / dq coordinate conversion means 22. The axial component voltage Vq is multiplied by ωC to form the d-axis component virtual reactive current Iad and the q-axis component virtual reactive current Iaq. Here, ω represents the angular frequency of the fundamental wave, and C represents the capacitance of the first and second filter capacitors Cu and Cw. Here, the d-axis and q-axis component virtual reactive currents Iad and Iaq are obtained by the first and second multipliers 23a and 23b, but the d-axis and q-axis component voltages Vd and Vq are converted into the first and second filters. Dividing by the impedance 1 / ωC of the capacitors Cu and Cw can also be converted into d-axis and q-axis component virtual reactive currents Iad and Iaq. The d-axis and q-axis component virtual reactive currents Iad and Iaq here are filter capacitors having the same capacity as the first and second filter capacitors Cu and Cw between the first and third phase AC terminals 2u and 2w in FIG. Are connected to each other, and a value is assumed when a three-phase balanced filter capacitor circuit is formed.

2相軸仮想無効電流信号形成手段23及び位相検出手段20に接続された逆座標変換手段即ちdq/3相座標変換手段24は、2相軸仮想無効電流信号形成手段23から得られたd軸成分仮想無効電流Iadとq軸成分仮想無効電流Iaq とを系統電圧位相検出値(ωt)にて回転逆座標変換し、第1及び第3相交流端子2u、2w間にもフィルタコンデンサが接続されていると仮定した場合における第1、第2及び第3の3相軸仮想無効電流Iau、Iav、Iawを示す信号を出力する。このdq/3相座標変換手段24の入力を次の(6)式で示し、逆座標変換行列T2 を次の(7)式で示し、3相出力を次の(8)式で示し、その結果を(9)式で示すことができる。ここで、Iadq はd軸及びq軸成分仮想無効電流Iad、Iaqを一括して示し、Iauvwは3相軸仮想無効電流Iau、Iav、Iawを一括して示す。   The inverse coordinate conversion means connected to the two-phase axis virtual reactive current signal forming means 23 and the phase detection means 20, that is, the dq / 3-phase coordinate conversion means 24 is the d-axis obtained from the two-phase axis virtual reactive current signal forming means 23. The component virtual reactive current Iad and the q-axis component virtual reactive current Iaq are subjected to rotational inverse coordinate conversion using the system voltage phase detection value (ωt), and a filter capacitor is also connected between the first and third phase AC terminals 2u and 2w. When the signal is assumed to be, signals indicating the first, second, and third three-phase axis virtual reactive currents Iau, Iav, Iaw are output. The input of the dq / 3-phase coordinate conversion means 24 is expressed by the following equation (6), the inverse coordinate conversion matrix T2 is expressed by the following equation (7), and the three-phase output is expressed by the following equation (8). A result can be shown by (9) Formula. Here, Iadq collectively indicates the d-axis and q-axis component virtual reactive currents Iad and Iaq, and Iauvw collectively indicates the three-phase axial virtual reactive currents Iau, Iav, and Iaw.

Figure 2007318928
Figure 2007318928

dq/3相座標変換手段24に接続された無効電流検出部25は、位相反転手段26と終端手段28とで示されている。dq/3相座標変換手段24は、フィルタコンデンサが第1及び第3相交流端子2u、2w間にも接続されていると仮定した3相平衡コンデンサ回路の場合における2相入力を3相に変換し且つ逆回転座標変換している。従って、dq/3相座標変換手段24の出力から第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw の実際の電流を示す信号を形成する必要がある。そこで、無効電流検出部25は、dq/3相座標変換手段24の第1の3相軸仮想無効電流Iauを第1のフィルタコンデンサCu に流れる無効電流を示す第1相信号Icuと見なして伝送する手段としての伝送路25uと、第2の3相軸仮想無効電流Iavを位相反転して第2のフィルタコンデンサCw に流れる無効電流を示す第3相信号Icwと見なして出力する第3相信号形成手段26と、第3の3相軸仮想無効電流Iawを終端する終端手段28とを有する。なお、終端手段28は第3の3相軸仮想無効電流Iawを使用しないための信号終端手段である。   The reactive current detection unit 25 connected to the dq / 3-phase coordinate conversion unit 24 is indicated by a phase inversion unit 26 and a termination unit 28. The dq / 3-phase coordinate conversion means 24 converts the two-phase input into the three-phase in the case of a three-phase balanced capacitor circuit assuming that the filter capacitor is also connected between the first and third phase AC terminals 2u and 2w. And reverse rotation coordinate conversion. Accordingly, it is necessary to form a signal indicating the actual current of the first and second filter capacitors Cu and Cw from the output of the dq / 3-phase coordinate conversion means 24. Therefore, the reactive current detection unit 25 regards the first three-phase virtual virtual reactive current Iau of the dq / 3-phase coordinate conversion means 24 as the first phase signal Icu indicating the reactive current flowing through the first filter capacitor Cu and transmits it. And a third-phase signal that is output as a third-phase signal Icw indicating a reactive current that flows through the second filter capacitor Cw by inverting the phase of the second three-phase virtual virtual reactive current Iav. Forming means 26 and termination means 28 for terminating the third three-phase virtual reactive current Iaw are provided. The termination means 28 is a signal termination means for not using the third three-phase axis virtual reactive current Iaw.

第2の3相/dq座標変換手段29に、第1及び第2のフィルタコンデンサCu 、Cw の電流(無効電流)を示す第1相及び第3相信号Icu、Icwの伝送路25u、25wが接続され、且つ第2相信号Icvを形成するための第2相信号形成手段27の出力伝送路25vが接続されている。第2相信号形成手段27は、第1相信号Icuと第3相信号Icwとの合成信号(加算信号)の位相反転信号に相当する第2相信号Icvを形成する。   In the second three-phase / dq coordinate conversion means 29, transmission paths 25u and 25w for the first and third phase signals Icu and Icw indicating the currents (reactive currents) of the first and second filter capacitors Cu and Cw are provided. The output transmission path 25v of the second phase signal forming means 27 is connected to form the second phase signal Icv. The second phase signal forming means 27 forms a second phase signal Icv corresponding to a phase inversion signal of a combined signal (addition signal) of the first phase signal Icu and the third phase signal Icw.

第1、第2及び第3相信号Icu、Icv、Icwの伝送路25u、25v、25w及び位相検出手段20に接続された第2の3相/dq座標変換手段29は、第1、第2及び第3相信号Icu、Icv、Icwを系統電圧位相検出値ωtにて回転座標変換してdq座標軸で示すd軸成分電流Icdとq軸成分電流Icqとから成る2相信号を出力する。この第2の3相/dq座標変換手段29の入力、座標変換行列T3 、及び出力を次の(10)(11)(12)式で示すことができる。これ等の式において、Icuvwは入力する第1、第2及び第3相信号Icu、Icv、Icwを一括して示し、Icdqは2つの出力を一括して示している。   The second three-phase / dq coordinate conversion means 29 connected to the transmission paths 25u, 25v, 25w and the phase detection means 20 for the first, second and third phase signals Icu, Icv, Icw are the first, second, The third phase signals Icu, Icv, and Icw are rotationally transformed with the system voltage phase detection value ωt to output a two-phase signal composed of the d-axis component current Icd and the q-axis component current Icq indicated by the dq coordinate axis. The input, coordinate transformation matrix T3, and output of the second three-phase / dq coordinate transformation means 29 can be expressed by the following equations (10), (11), and (12). In these equations, Icuvw collectively indicates the input first, second and third phase signals Icu, Icv and Icw, and Icdq indicates two outputs collectively.

Figure 2007318928
Figure 2007318928

出力電流指令値作成手段13は、第1及び第2の加算手段30、31から成る。第1の加算手段30は連系電流指令値発生手段12から供給される第1の連系電流指令値Isd*と第2の3相/dq座標変換手段29から供給されるd軸成分電流Icdとを加算して第1(d軸)の出力電流指令値Iod*を作成する。第2の加算手段31は、連系電流指令値発生手段12から供給される第2の連系電流指令値Isq*と第2の3相/dq座標変換手段29から供給されるq軸成分電流Icqを加算して第2(q軸)の出力電流指令値Ioq*を作成する。なお、Isd*、Isq*、Icd、Icq、Iod*、Ioq*は瞬時値を示している。 The output current command value creating means 13 includes first and second adding means 30 and 31. The first addition means 30 includes a first interconnection current command value Isd * supplied from the interconnection current command value generation means 12 and a d-axis component current Icd supplied from the second three-phase / dq coordinate conversion means 29. Are added to create a first (d-axis) output current command value Iod * . The second addition means 31 includes a second interconnection current command value Isq * supplied from the interconnection current command value generation means 12 and a q-axis component current supplied from the second three-phase / dq coordinate conversion means 29. Icq is added to create a second (q-axis) output current command value Ioq * . Note that Isd * , Isq * , Icd, Icq, Iod * , and Ioq * indicate instantaneous values.

帰還制御信号形成手段14は、第1及び第2の偏差信号作成手段32、33と第1及び第2の増幅回路34a、34bとdq/3相座標変換手段35と変換手段41とから成る。
変換手段41はライン8u,8wによって図1の第1及び第3相電流検出器CTu、CTwに接続され、且つ本発明に従う位相バイアス及び単独運転検出手段50にも接続され、3相で示される電流を形成し、この3相で示される電流をdq座標軸で示すd軸成分電流Iodとq軸成分電流Ioqとから成る2相の信号に変換し、この信号をライン42,43で第1及び第2の偏差信号作成手段32、33に送る。
The feedback control signal forming unit 14 includes first and second deviation signal generating units 32 and 33, first and second amplifier circuits 34a and 34b, a dq / 3-phase coordinate converting unit 35, and a converting unit 41.
The conversion means 41 is connected to the first and third phase current detectors CTu, CTw of FIG. 1 by lines 8u, 8w, and is also connected to the phase bias and islanding detection means 50 according to the invention and is shown in three phases. Forming a current, and converting the current indicated by the three phases into a two-phase signal composed of a d-axis component current Iod and a q-axis component current Ioq indicated by the dq coordinate axes. This is sent to the second deviation signal creating means 32, 33.

更に詳細には、変換手段41は図5に示すように、第2相信号形成手段44と第3の3相/dq座標変換手段45とを有する。第2相信号形成手段44はライン8u,8wに接続され、ライン8uの第1相出力電流Iouとライン8wの第3相出力電流Iowとの合成信号(加算信号)を位相反転した信号に相当する第2相出力電流Iovをライン8vに送出する。従って、図5の第2相信号形成手段44は図4の第2相信号形成手段27と同様な機能を有する。なお、第2相信号形成手段44を設ける代わりに、図2の中間端子1cと第1及び第2のフィルタコンデンサCu、Cwの相互接続点との間の電流通路の第2相出力電流Iovを検出する第2相電流検出器を設け、この第2相電流検出器の出力をライン8vによって図5の第3の3相/dq座標変換手段45に送ることもできる。 More specifically, as shown in FIG. 5, the converting means 41 includes a second phase signal forming means 44 and a third three-phase / dq coordinate converting means 45. The second phase signal forming means 44 is connected to the lines 8u and 8w and corresponds to a signal obtained by inverting the phase of the combined signal (addition signal) of the first phase output current Iou of the line 8u and the third phase output current Iow of the line 8w. The second phase output current Iov is sent to the line 8v. Therefore, the second phase signal forming means 44 in FIG. 5 has the same function as the second phase signal forming means 27 in FIG. Instead of providing the second phase signal forming means 44, the second phase output current Iov of the current path between the intermediate terminal 1c in FIG. 2 and the connection point of the first and second filter capacitors Cu and Cw is changed. It is also possible to provide a second phase current detector for detection and send the output of the second phase current detector to the third three-phase / dq coordinate conversion means 45 in FIG.

図5のライン8u、8v、8wに接続された第3の3相/dq座標変換手段45は、位相バイアス及び単独運転検出手段50のライン53から得られた位相バイアス加算後の電流位相指令θiにて回転座標変換するものであって、図4の第2の3相/dq座標変換手段29と同様な機能を有し、3相で示めされる第1相、第2相及び第3相出力電流Iou、Iov、Iowを周知のdq座標軸で示すd軸成分電流Iodとq軸成分電流Ioqとから成る2相信号に変換してライン42,43に送出する。 The third three-phase / dq coordinate conversion means 45 connected to the lines 8u, 8v, 8w in FIG. 5 is a current phase command θi after the addition of the phase bias obtained from the line 53 of the phase bias and islanding detection means 50. , Which has the same function as that of the second three-phase / dq coordinate conversion means 29 in FIG. 4, and includes the first phase, the second phase, and the third phase indicated by three phases. The phase output currents Iou, Iov, and Iow are converted into two-phase signals composed of a d-axis component current Iod and a q-axis component current Ioq indicated by the well-known dq coordinate axes, and sent to lines 42 and 43.

図4の第1の偏差信号作成手段32は出力電流指令値作成手段13の第1の加算手段30と変換手段41の出力ライン42とに接続され、第1(d軸)の出力電流指令値Iod*とd軸成分電流Iodとの差を示す信号を出力する。第2の偏差信号作成手段33は出力電流指令値作成手段13の第2の加算手段31と変換手段41の出力ライン43とに接続され、第2(q軸)の出力電流指令値Ioq*とq軸成分電流Ioqとの差を示す信号を出力する。第1及び第2の偏差信号作成手段32、33にそれぞれ接続された第1及び第2の増幅回路34、35はそれぞれの偏差信号を増幅、又は増幅及び調整して2相軸上のd軸帰還制御信号Ifd、q軸帰還制御信号Ifqを形成する。第1及び第2の増幅回路34a、34bに接続された周知のdq/3相座標変換手段35はd軸帰還制御信号Ifd及びq軸帰還制御信号Ifqを3相軸上の帰還制御信号に回転座標変換して3相軸上の3つの帰還制御信号の内の第1及び第2の帰還制御信号Ifuv、Ifwvを出力する。 4 is connected to the first addition means 30 of the output current command value creation means 13 and the output line 42 of the conversion means 41, and the first (d-axis) output current command value. A signal indicating the difference between Iod * and the d-axis component current Iod is output. The second deviation signal creation means 33 is connected to the second addition means 31 of the output current command value creation means 13 and the output line 43 of the conversion means 41, and the second (q-axis) output current command value Ioq * and A signal indicating a difference from the q-axis component current Ioq is output. The first and second amplifying circuits 34 and 35 connected to the first and second deviation signal generating means 32 and 33 respectively amplify, amplify and adjust the respective deviation signals to adjust the d-axis on the two-phase axis. A feedback control signal Ifd and a q-axis feedback control signal Ifq are formed. A known dq / 3-phase coordinate conversion means 35 connected to the first and second amplifier circuits 34a and 34b rotates the d-axis feedback control signal Ifd and the q-axis feedback control signal Ifq to a feedback control signal on the three-phase axis. The first and second feedback control signals Ifuv and Ifwv of the three feedback control signals on the three-phase axis are output after coordinate conversion.

スイッチ制御パルス形成手段15は鋸波発生器36と、第1及び第2の比較器37、38と、駆動回路39とから成る周知のPWMパルス形成回路である。   The switch control pulse forming means 15 is a known PWM pulse forming circuit comprising a sawtooth wave generator 36, first and second comparators 37 and 38, and a drive circuit 39.

鋸波発生器36は第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2wの交流電圧の周波数(例えば50Hz)よりも十分に高い周波数(例えば10〜100kHz)で鋸波電圧Vtを発生する。なお、鋸波発生器36の代りに三角波等の別の比較波(キャリア波又は周期性波形)を発生する手段を設けることもできる。   The sawtooth generator 36 generates a sawtooth voltage Vt at a frequency (for example, 10 to 100 kHz) sufficiently higher than the frequency (for example, 50 Hz) of the AC voltage of the first, second, and third phase AC terminals 2u, 2v, and 2w. To do. Instead of the sawtooth wave generator 36, a means for generating another comparative wave (carrier wave or periodic waveform) such as a triangular wave may be provided.

第1の比較器37は帰還制御信号形成手段14に含まれているdq/3相座標変換手段35の第1の帰還制御信号Ifuvを出力する端子と鋸波発生器36とに接続され、第1の帰還制御信号Ifuvと鋸波電圧Vtとを図9(A)に示すように比較して図9(B)に示す第1のPWMパルスVp1を出力する。第2の比較器38は帰還制御信号形成手段14に含まれているdq/3相座標変換手段35の第2の帰還制御信号Ifwvを出力する端子と鋸波発生器36とに接続され、第2の帰還制御信号Ifwvと鋸波電圧Vtとを図9(A)に示すように比較して図9(C)に示す第2のPWMパルスVp2を出力する。なお、第1の帰還制御信号Ifuvは3相交流の第1相電流を制御するものであるので、これを第1相帰還制御信号と呼ぶこともできる。また、第2の帰還制御信号Ifwvは3相交流の第3相電流を制御するものであるので、これを第3相帰還制御信号と呼ぶこともできる。   The first comparator 37 is connected to the terminal for outputting the first feedback control signal Ifuv of the dq / 3-phase coordinate conversion means 35 included in the feedback control signal forming means 14 and the sawtooth generator 36. The feedback control signal Ifuv of 1 and the sawtooth voltage Vt are compared as shown in FIG. 9A, and the first PWM pulse Vp1 shown in FIG. 9B is output. The second comparator 38 is connected to the terminal for outputting the second feedback control signal Ifwv of the dq / 3-phase coordinate conversion means 35 included in the feedback control signal forming means 14 and the sawtooth generator 36. The second feedback control signal Ifwv and the sawtooth voltage Vt are compared as shown in FIG. 9A, and the second PWM pulse Vp2 shown in FIG. 9C is output. Since the first feedback control signal Ifuv controls the first phase current of the three-phase alternating current, it can also be called the first phase feedback control signal. Further, since the second feedback control signal Ifwv controls the third-phase AC third-phase current, it can also be called a third-phase feedback control signal.

第1及び第2の比較器37、38に接続された駆動回路39は、第1のPWMパルスVp1を増幅して第1の制御パルスG1を形成し、これを図2の第1のスイッチS1に送り、また、第1のPWMパルスVp1を反転増幅して第2の制御パルスG2を形成し、これを第2のスイッチS2に送り、また、第2のPWMパルスVp2を増幅して第3の制御パルスG3を形成し、これを第3のスイッチS3に送り、また、第2のPWMパルスVp2を反転増幅して第4の制御パルスG4を形成し、これを第4のスイッチS4に送る。   The drive circuit 39 connected to the first and second comparators 37 and 38 amplifies the first PWM pulse Vp1 to form the first control pulse G1, which is converted into the first switch S1 in FIG. And the first PWM pulse Vp1 is inverted and amplified to form the second control pulse G2, which is sent to the second switch S2, and the second PWM pulse Vp2 is amplified and the third PWM pulse Vp2 is amplified. Control pulse G3 is formed and sent to the third switch S3, and the second PWM pulse Vp2 is inverted and amplified to form the fourth control pulse G4, which is sent to the fourth switch S4. .

図6は、図3の位相検出手段20と位相バイアス及び単独運転検出手段50とを詳しく示す。位相検出手段20は大別して、角速度検出手段55と系統電圧位相検出手段56とを有し、角速度検出手段55からライン52に角速度ωcを示す信号を出力し、系統電圧位相検出手段56からライン51に系統電圧位相検出値θ=ωtを示す信号を出力する。 FIG. 6 shows in detail the phase detection means 20 and the phase bias and islanding detection means 50 of FIG. The phase detection means 20 is roughly divided into an angular velocity detection means 55 and a system voltage phase detection means 56, which outputs a signal indicating the angular speed ω c from the angular speed detection means 55 to the line 52 and from the system voltage phase detection means 56 to the line. A signal indicating the system voltage phase detection value θ = ωt is output to 51.

図7に図6の系統電圧の位相検出手段20が更に詳しく示されている。この位相検出手段20に含まれている角速度検出手段55は、3相/dq座標変換手段57と比例積分回路58とから成る。角速度検出手段55の3相/dq座標変換手段57は、図4の第1の3相/dq座標変換手段22と同様に3相の出力ライン9uv、9vw、9wuに接続され、且つ系統電圧位相検出値θ=ωtを示す信号を出力するライン51に接続されている。従って、3相/dq座標変換手段57は、電圧検出手段5から得られた3相の各線間電圧Vuv、Vvw、Vwuに基づいて作成された3相の相電圧Vu、Vv、Vwを系統電圧位相検出値ωtで回転座標変換してdq座標軸で示す2相信号を得、2相信号の1つであるq軸成分電圧Vq を出力する。このq軸成分電圧Vqは、3相交流電力系統3の電圧位相(基準位相)と系統電圧位相検出値との位相差を示す情報を含む。従って、3相/dq座標変換手段57に接続された比例積分手段58から系統電圧の角周波数即ち角速度ωcを示す信号を得ることができる。比例積分手段58から得られた角速度ωc(rad/sec)を示す信号は、系統電圧位相検出手段56に送られると共に、位相バイアス及び単独運転検出手段50にも送られる。 FIG. 7 shows the system voltage phase detection means 20 of FIG. 6 in more detail. The angular velocity detection means 55 included in the phase detection means 20 includes a three-phase / dq coordinate conversion means 57 and a proportional integration circuit 58. The three-phase / dq coordinate conversion means 57 of the angular velocity detection means 55 is connected to the three-phase output lines 9uv, 9vw, 9wu as well as the first three-phase / dq coordinate conversion means 22 in FIG. It is connected to a line 51 that outputs a signal indicating the detected value θ = ωt. Therefore, the three-phase / dq coordinate conversion means 57 converts the three-phase phase voltages Vu, Vv, Vw created based on the three-phase line voltages Vuv, Vvw, Vwu obtained from the voltage detection means 5 into the system voltage. A rotational coordinate conversion is performed with the phase detection value ωt to obtain a two-phase signal indicated by the dq coordinate axis, and a q-axis component voltage Vq which is one of the two-phase signals is output. The q-axis component voltage Vq includes information indicating the phase difference between the voltage phase (reference phase) of the three-phase AC power system 3 and the system voltage phase detection value. Accordingly, a signal indicating the angular frequency of the system voltage, that is, the angular velocity ω c can be obtained from the proportional integration means 58 connected to the three-phase / dq coordinate conversion means 57. A signal indicating the angular velocity ω c (rad / sec) obtained from the proportional integration means 58 is sent to the system voltage phase detection means 56 and also to the phase bias and islanding detection means 50.

図7の系統電圧位相検出手段56は、基準角速度発生手段59と減算手段60と1/sで示されている積分手段61とから成る。基準角速度発生手段59は3相交流電力系統3の周波数に従う基準角速度ωb(rad/sec)を示す信号を出力する。減算手段60は基準角速度発生手段59から得られた基準角速度ωbと比例積分手段58から得られた角速度ωcとの差を示す信号を出力する。減算手段60に接続された積分手段61は系統電圧位相検出値θ=ωt(rad)を示す信号を出力する。この系統電圧位相検出値θはインバータ出力電流の基準位相指令を意味し、図7の3相/dq座標変換手段57に送られると共に、ライン51によって位相バイアス及び単独運転検出手段50にも送られ、更に図4に示すように、進み位相角信号形成手段21、dq/3相座標変換手段24、3相/dq座標変換手段29、dq/3相座標変換手段35にも送られる。この系統電圧位相検出値θは、インバータ出力電流の位相を3相交流電力系統3の電圧位相(基準位相)に一致させるための値を有する。 The system voltage phase detection means 56 of FIG. 7 comprises a reference angular velocity generation means 59, a subtraction means 60, and an integration means 61 indicated by 1 / s. The reference angular velocity generating means 59 outputs a signal indicating the reference angular velocity ω b (rad / sec) according to the frequency of the three-phase AC power system 3. The subtracting means 60 outputs a signal indicating the difference between the reference angular velocity ω b obtained from the reference angular velocity generating means 59 and the angular velocity ω c obtained from the proportional integration means 58. The integrating means 61 connected to the subtracting means 60 outputs a signal indicating the system voltage phase detection value θ = ωt (rad). This system voltage phase detection value θ means a reference phase command for the inverter output current, and is sent to the three-phase / dq coordinate conversion means 57 of FIG. Further, as shown in FIG. 4, the signal is also sent to the advance phase angle signal forming means 21, the dq / 3 phase coordinate converting means 24, the 3 phase / dq coordinate converting means 29, and the dq / 3 phase coordinate converting means 35. This system voltage phase detection value θ has a value for making the phase of the inverter output current coincide with the voltage phase (reference phase) of the three-phase AC power system 3.

位相バイアス及び単独運転検出手段50は図6から明らかなように大別して、角速度変化量検出手段62と、位相バイアス値発生手段63と、傾斜位相バイアス値発生手段64と、モード切換手段65と、単独運転検出手段66と、位相バイアス加算手段67とを有する。以下、図8の波形図を参照して各部を更に詳しく説明する。   As apparent from FIG. 6, the phase bias and islanding detection means 50 is roughly divided into an angular velocity change amount detection means 62, a phase bias value generation means 63, a tilted phase bias value generation means 64, a mode switching means 65, An independent operation detection unit 66 and a phase bias addition unit 67 are included. Hereinafter, each part will be described in more detail with reference to the waveform diagram of FIG.

角速度変化量検出手段62は、インバータ出力の角速度変化量を検出するものであって、図7に示すように、遅延手段62aと減算手段62bとから成る。遅延手段62aは、1/{1+sT}、ここでTは出力が所定値(0.632)まで立ち上がる所要時間、sは周知の微分記号、で示すことができる周知の1次遅れを与えるものであって、角速度検出手段55に接続され、角速度ωcの遅延信号を出力する。減算手段62bは角速度検出手段55に接続された一方の入力端子と遅延手段62aに接続された他方の入力端子とを有し、角速度検出手段55から得られた角速度ωcと遅延手段62aから得られた遅延信号との差から成る系統電圧の角速度変化量Δωを出力する。
なお、減算手段62bに入力させる角速度ωcを角速度検出手段55から得られた角速度ωcの複数のサンプルの平均とし、また減算手段62bに入力させる遅延信号を遅延手段62aから得られた遅延信号の複数のサンプルの平均とすることができる。従って、本発明の角速度変化量Δωは、1つの角速度変化量又は複数のサンプルの平均の角速度変化量を意味する。
The angular velocity change amount detection means 62 detects the angular velocity change amount of the inverter output, and comprises a delay means 62a and a subtraction means 62b as shown in FIG. The delay means 62a gives 1 / {1 + sT}, where T is the time required for the output to rise to a predetermined value (0.632), and s is a known first order delay that can be represented by a known differential symbol. Therefore, it is connected to the angular velocity detection means 55 and outputs a delayed signal of the angular velocity ω c . The subtracting means 62b has one input terminal connected to the angular velocity detecting means 55 and the other input terminal connected to the delay means 62a. The subtracting means 62b is obtained from the angular velocity ω c obtained from the angular velocity detecting means 55 and the delay means 62a. The system voltage angular velocity change Δω consisting of the difference from the delayed signal is output.
Note that the angular velocity ω c input to the subtraction means 62b is the average of a plurality of samples of the angular speed ω c obtained from the angular velocity detection means 55, and the delay signal input to the subtraction means 62b is the delay signal obtained from the delay means 62a. The average of multiple samples. Therefore, the angular velocity change amount Δω of the present invention means one angular velocity change amount or an average angular velocity change amount of a plurality of samples.

この実施例では角速度検出手段55から得られる角速度変化量△ωの符号に従いインバータ出力電流位相指令値θiが微小な位相バイアスを伴って変化する。図8(A)に点線によって正弦波から成る理想電圧波形Aが示され、実線によって検出電圧波形(実電圧波形)Bが概略的に示されている。理想電圧波形Aは交流端子2uにおける第1相電圧の連系時の理想的な交流系統電圧波形を示す。検出電圧波形Bは交流端子2uにおける第1相電圧の検出電圧波形、即ち実際の系統電圧波形、を示す。インバータ装置100の出力電流は系統電圧と同相になるように制御されているので、インバータ装置100の出力電流波形は図8(A)の検出電圧波形Bに対応する。
図8の時点t0から時点t5までの期間に系統連系運転状態、即ちインバータ装置100と3相交流電力系統3との両方で負荷101に電力が供給されている状態、が示されている。時点t5よりも後に単独運転状態、即ちインバータ装置100のみで負荷101に電力が供給されている状態、が示されている。
時点t5よりも前の系統連系運転時においては、検出電圧波形(実電圧波形)Bが微小位相変化を伴って理想電圧波形Aに添って変化する。また、出力電流も正(第1の方向)の位相バイアス値+αと負(第2の方向)の位相バイアス値−αとに基づく微小位相変化を伴いながら系統電圧即ち検出電圧波形Bに沿って変化する。時点t5よりも後の単独運転時には、インバータ装置100と交流電力系統とが解列するため、負荷インピーダンス特性によって検出電圧波形B(インバータ出力電圧波形)が連系時の理想電圧波形Aから一方向(例えば正方向)に逸脱する。
In this embodiment, the inverter output current phase command value θi changes with a minute phase bias according to the sign of the angular velocity change amount Δω obtained from the angular velocity detecting means 55. In FIG. 8A, an ideal voltage waveform A composed of a sine wave is indicated by a dotted line, and a detection voltage waveform (actual voltage waveform) B is schematically indicated by a solid line. The ideal voltage waveform A shows an ideal AC system voltage waveform when the first phase voltage is connected to the AC terminal 2u. The detected voltage waveform B shows the detected voltage waveform of the first phase voltage at the AC terminal 2u, that is, the actual system voltage waveform. Since the output current of the inverter device 100 is controlled to be in phase with the system voltage, the output current waveform of the inverter device 100 corresponds to the detected voltage waveform B of FIG.
8 shows a grid-connected operation state, that is, a state in which power is supplied to the load 101 in both the inverter device 100 and the three-phase AC power system 3 in the period from time t0 to time t5. A single operation state after time t5, that is, a state where electric power is supplied to the load 101 only by the inverter device 100 is shown.
In the grid interconnection operation before time t5, the detected voltage waveform (actual voltage waveform) B changes along with the ideal voltage waveform A with a slight phase change. The output current also follows the system voltage, that is, the detected voltage waveform B, with a slight phase change based on the positive (first direction) phase bias value + α and the negative (second direction) phase bias value −α. Change. At the time of the independent operation after the time t5, the inverter device 100 and the AC power system are disconnected from each other, so that the detected voltage waveform B (inverter output voltage waveform) is unidirectional from the ideal voltage waveform A at the time of interconnection due to the load impedance characteristics Deviation (for example, in the positive direction).

図8の例えば時点t1では(B)に示す角速度変化量(△ω)が負であるので、t1〜t2期間において位相バイアス値(θ1)として負位相バイアス値−αが付加され、例えば、時点t2では角速度変化量(△ω)が正であるので、t2〜t3期間において位相バイアス値(θ1)として正位相バイアス+αが付加される。
また、図8のt5よりも後の単独運転時には、角速度変化量Δωが一方向(例えば正方向)に傾斜を有して増大する。従って、角速度変化量検出手段62から得られる角速度変化量Δωを監視することによって単独運転か否かを検出することができる。また、角速度変化量Δωに基づいて位相バイアス値を決定することができる。
In FIG. 8, for example, at time t1, the angular velocity change amount (Δω) shown in (B) is negative, so that the negative phase bias value −α is added as the phase bias value (θ1) in the period t1 to t2, Since the angular velocity change amount (Δω) is positive at t2, the positive phase bias + α is added as the phase bias value (θ1) during the period from t2 to t3.
Further, during the single operation after t5 in FIG. 8, the angular velocity change amount Δω increases with an inclination in one direction (for example, the positive direction). Therefore, it is possible to detect whether or not the vehicle is operating alone by monitoring the angular velocity change amount Δω obtained from the angular velocity change amount detecting means 62. Further, the phase bias value can be determined based on the angular velocity change amount Δω.

正負位相バイアス値発生手段63は、モード切換手段65の切換スイッチ65aの接点aを介して角速度変化量検出手段62に接続されている角速度変化量方向判定手段63aと、この角速度変化量方向判定手段63aにそれぞれ接続された正位相バイアス値発生手段63b及び負位相バイアス値発生手段63cとから成る。 The positive / negative phase bias value generating means 63 includes an angular velocity change amount direction determining means 63a connected to the angular velocity change amount detecting means 62 via the contact a of the changeover switch 65a of the mode changing means 65, and the angular velocity change amount direction determining means. It comprises a positive phase bias value generating means 63b and a negative phase bias value generating means 63c connected to 63a, respectively.

角速度変化量方向判定手段63aは角速度変化量Δωが第1の方向即ち正方向の値(なお、この実施例では零も正方向の値と見なす)か否かを判定する。正位相バイアス値発生手段63bは角速度変化量Δωが正方向の値であることを示す角速度変化量方向判定手段63aの出力に応答して図8(C)の例えばt0〜t1期間に示す正位相バイアス値+αを発生する。負位相バイアス値発生手段63cは角速度変化量Δωが正方向の値でないこと、即ち負方向の値であることを示す角速度変化量方向判定手段63aの出力に応答して図8(C)の例えばt1〜t2期間に示す負位相バイアス値-αを発生する。正位相バイアス値+α及び負位相バイアス値-αの発生位置及び持続時間は不規則に変化する。正位相バイアス値+α及び負位相バイアス値-αの持続時間は系統電圧周期よりも十分に短い。
なお、インバータ電流位相に位相バイアスを加えない場合であっても、図8(A)に示す理想電圧波形Aと検出電圧波形Bとが完全に一致しない。従って、正位相バイアス値+α及び負位相バイアス値-αとがインバータ装置の運転開始後に自動的に得られる。
正位相バイアス値発生手段63b及び負位相バイアス値発生手段63cは、正位相バイアス値と負位相バイアス値との合成値から成る正負位相バイアス値Δθ1を伝送する共通の出力ライン63dと更に別のライン68とを介して位相バイアス加算手段67の一方の入力端子に接続されている。位相バイアス加算手段67の他方の入力端子はライン51を介して系統電圧位相検出手段56に接続されている。位相バイアス加算手段67はライン51の系統電圧位相検出値θ=ωt(rad)を示す信号にライン68の位相バイアス値Δθを加算した値からなる電流位相指令値θi=ωitを図8(E)に示すように出力ライン53に出力する。
The angular velocity change amount direction determining means 63a determines whether or not the angular velocity change amount Δω is a value in the first direction, that is, a positive direction (in this embodiment, zero is also regarded as a value in the positive direction). The positive phase bias value generating means 63b responds to the output of the angular velocity change amount direction determining means 63a indicating that the angular velocity change amount Δω is a value in the positive direction, for example, the positive phase shown in the period t0 to t1 in FIG. A bias value + α is generated. The negative phase bias value generating means 63c responds to the output of the angular velocity change amount direction determining means 63a indicating that the angular velocity change amount Δω is not a positive value, that is, a negative value, for example, as shown in FIG. The negative phase bias value −α shown in the period from t1 to t2 is generated. The generation position and the duration of the positive phase bias value + α and the negative phase bias value −α vary irregularly. The duration of the positive phase bias value + α and the negative phase bias value −α is sufficiently shorter than the system voltage period.
Even if no phase bias is applied to the inverter current phase, the ideal voltage waveform A and the detected voltage waveform B shown in FIG. Therefore, the positive phase bias value + α and the negative phase bias value −α are automatically obtained after the operation of the inverter device is started.
The positive phase bias value generating means 63b and the negative phase bias value generating means 63c are further different from a common output line 63d that transmits a positive / negative phase bias value Δθ 1 composed of a composite value of the positive phase bias value and the negative phase bias value. The line 68 is connected to one input terminal of the phase bias adding means 67. The other input terminal of the phase bias adding means 67 is connected to the system voltage phase detecting means 56 via the line 51. The phase bias adding means 67 obtains a current phase command value θ i = ω it which is a value obtained by adding the phase bias value Δθ of the line 68 to the signal indicating the system voltage phase detection value θ = ωt (rad) of the line 51 in FIG. Output to the output line 53 as shown in E).

位相バイアス加算手段67の出力ライン53は、図4に示すように帰還制御信号形成手段14の変換手段41に接続されている。帰還制御信号形成手段14は位相バイアス加算手段67から与えられた電流位相指令値θiに対応したインバータ出力電流を流すための第1及び第2(第1相及び第3相)の帰還制御信号Ifuv,Ifwvを形成する。 The output line 53 of the phase bias adding means 67 is connected to the converting means 41 of the feedback control signal forming means 14 as shown in FIG. The feedback control signal forming means 14 is a first and second (first phase and third phase) feedback control signal for flowing an inverter output current corresponding to the current phase command value θ i given from the phase bias adding means 67. Forms Ifuv, Ifwv.

傾斜位相バイアス値発生手段64は、モード切換手段65の切換スイッチ65aの接点bを介して角速度変化量検出手段62に接続され、図8(D)に示すように単独運転中の時点t8から発散位相バイアス値と呼ぶこともできる傾斜位相バイアス値Δθ2を出力する。この傾斜位相バイアス値発生手段64は、例えばゲインKの増幅手段又は係数Kを乗算する乗算手段で構成することができる。傾斜位相バイアス値発生手段64の出力ライン64aはライン68を介して位相バイアス加算手段67の一方の入力端子に接続されている。位相バイアス加算手段67は、図8の時点t8から系統電圧位相検出値θ=ωtを示す信号にライン68の傾斜位相バイアス値Δθ2を加算した値からなる電流位相指令値θiを図8(E)に示すように出力する。傾斜位相バイアス値発生手段64から発生する傾斜位相バイアス値Δθ2は、角速度変化量Δωの増大を加速させて単独運転の検出を早めるために使用されている。 The inclination phase bias value generation means 64 is connected to the angular velocity change amount detection means 62 via the contact b of the changeover switch 65a of the mode change means 65, and diverges from the time point t8 during the single operation as shown in FIG. A tilt phase bias value Δθ 2, which can also be called a phase bias value, is output. The gradient phase bias value generating means 64 can be constituted by, for example, an amplifying means for gain K or a multiplying means for multiplying a coefficient K. The output line 64 a of the gradient phase bias value generating means 64 is connected to one input terminal of the phase bias adding means 67 via a line 68. The phase bias adding means 67 generates a current phase command value θ i consisting of a value obtained by adding the slope phase bias value Δθ 2 of the line 68 to the signal indicating the system voltage phase detection value θ = ωt from the time point t8 in FIG. Output as shown in E). The tilt phase bias value Δθ 2 generated from the tilt phase bias value generating means 64 is used to accelerate the increase in the angular velocity change amount Δω and accelerate the detection of the single operation.

モード切換手段65は、前述した切換スイッチ65aの他に、角速度変化量レベル判定手段65bと、カウンタ65cと、切換制御手段65dとを有している。角速変化量検出手段62に接続された角速度変化量方向判定手段65bは、所定のサンプリング周期で角速度変化量△ωの方向が第1の方向即ち正方向(但し、零も正方向と見なす)か否かを判定するものであり、△ω=0の時及び△ω>0の時に正パルスを発生し、△ω<0の時に負パルスを発生する。更に詳しく説明すると、角速度変化量判定手段65bは、例えば、図8においてt4〜t5、t5〜t6、t6〜t7、t7〜t8の期間で図8(B)の角速度変化量△ωの方向を判定し、時点t5、t6、t7、t8において判定結果を出力する。なお、モ−ド切換手段65の角速度変化量方向判定手段65bは、前述した正負位相バイアス値発生手段63の角速度変化量方向判定手段63aと同様な機能を有するので2つの角速度変化量方向判定手段63a、65bのいずれか一方を省いて、残りの1つをモード切換手段65と正負位相バイアス値発生手段63とで兼用することもできる。 The mode switching means 65 includes an angular velocity change level determining means 65b, a counter 65c, and a switching control means 65d in addition to the changeover switch 65a. The angular velocity change amount direction determining means 65b connected to the angular velocity change amount detecting means 62 has a predetermined sampling period in which the direction of the angular velocity change amount Δω is the first direction, that is, the positive direction (however, zero is also regarded as the positive direction). A positive pulse is generated when Δω = 0 and Δω> 0, and a negative pulse is generated when Δω <0. More specifically, for example, the angular velocity change amount determining means 65b indicates the direction of the angular velocity change amount Δω in FIG. 8B during the periods t4 to t5, t5 to t6, t6 to t7, and t7 to t8 in FIG. The determination is made, and the determination results are output at time points t5, t6, t7, and t8. Note that the angular velocity change amount direction determining means 65b of the mode switching means 65 has the same function as the angular velocity change amount direction determining means 63a of the positive / negative phase bias value generating means 63 described above, so two angular velocity change amount direction determining means. Either one of 63a and 65b can be omitted, and the remaining one can be shared by the mode switching means 65 and the positive / negative phase bias value generating means 63.

角速度変化量方向判定手段65bに接続されたカウンタ65cは、角速度変化量方向判定手段65bから所定複数回数(ここでは4回)連続して正方向(零も含む)又は負方向を示す判定結果が得られたか否かを計数するものである。図8(B)のt5〜t8においては連続して4個の正パルスがカウンタ65cに入力するので、カウンタ65cは、t8時点で4個の正パルスを連続してカウントしたことを示す信号を出力する。
即ち、図8の時点t5よりも前の系統連系運転時には、系統電圧の角速度変化量(△ω)は連続して4回同一方向になることはないが、時点t5以後の単独運転時には、検出電圧波形B(インバータ電圧波形)が理想電圧波形A(連系時の系統電圧波形)から逸脱し、4回(4サンプリング周期)以上連続して角速度変化量△ωが正になり、t8時点でカウンタ65cの出力が第1の値(例えば低レベル)から第2の値(例えば高レベル)に転換する。なお、本実施例におけるカウンタ65cは、角速度変化量△ωが正又は負方向であることを示す信号が連続して4回以上発生した時にこれを示す出力を発生しているが、この4回に限ることなく、単独運転を推定することが可能な任意の回数に変更することができる。また、カウンタ65cをこれと等価な機能を有する論理回路に置き換えることができる。
The counter 65c connected to the angular velocity change amount direction determining means 65b receives a determination result indicating a positive direction (including zero) or a negative direction continuously from the angular velocity change amount direction determining means 65b a predetermined number of times (here, four times). It is counted whether it was obtained or not. Since four positive pulses are continuously input to the counter 65c from t5 to t8 in FIG. 8B, the counter 65c outputs a signal indicating that four positive pulses have been continuously counted at time t8. Output.
That is, during the grid connection operation before time t5 in FIG. 8, the amount of change in the angular velocity of the system voltage (Δω) does not continuously become the same direction four times, but during the single operation after time t5, The detected voltage waveform B (inverter voltage waveform) deviates from the ideal voltage waveform A (system voltage waveform at the time of interconnection), and the angular velocity change Δω becomes positive four times (four sampling cycles) continuously, at time t8. Thus, the output of the counter 65c is changed from the first value (for example, low level) to the second value (for example, high level). The counter 65c in the present embodiment generates an output indicating that when the signal indicating that the angular velocity change amount Δω is in the positive or negative direction is continuously generated four times or more, the four times However, the number of times can be changed to any number of times capable of estimating the isolated operation. The counter 65c can be replaced with a logic circuit having an equivalent function.

カウンタ65cに接続された切換制御手段65dは、カウンタ65cから得られる角速度変化量△ωが4回以上正又は負方向であることを示す出力に応答して図8(F)に示すモード切換制御信号Smをモード切換スイッチ65aの制御端子に送り、モード切換スイッチ65aの接点をオンに制御する。   The switching control means 65d connected to the counter 65c responds to the output indicating that the angular velocity change amount Δω obtained from the counter 65c is four times or more in the positive or negative direction, and the mode switching control shown in FIG. The signal Sm is sent to the control terminal of the mode changeover switch 65a, and the contact of the mode changeover switch 65a is turned on.

図8においては、モード切換スイッチ65aの接点bが時点t8でオンになり、傾斜位相バイアス値発生手段64が角速度変化量検出手段62に接続され、図8(C)に示すように発散型の傾斜位相バイアス値△θ2が時点t8から発生する。 In FIG. 8, the contact b of the mode changeover switch 65a is turned on at time t8, the tilt phase bias value generating means 64 is connected to the angular velocity change amount detecting means 62, and the divergent type as shown in FIG. A tilt phase bias value Δθ 2 is generated from time t8.

単独運転検出手段66は基準値発生手段66aと比較手段66bとから成る。基準値発生手段66aは、図8(B)に示すように系統連系運転時の角速度変化量よりも少し高い値の基準値△ωrを発生する。 The isolated operation detecting means 66 comprises a reference value generating means 66a and a comparing means 66b. As shown in FIG. 8B, the reference value generating means 66a generates a reference value Δω r that is a little higher than the amount of change in angular velocity during grid connection operation.

比較手段66bはモード切換スイッチ65aの接点bを介して角速度変化量検出手段62に接続された一方の入力端子と基準値発生手段66aに接続された他方の入力端子とを有し、図8(B)の時点t9に示すよう角速度変化量△ωと基準値△ωrとを比較し、角速度変化量△ωが基準値△ωrよりも高くなった時に第1のレベル(論理の0)から第2のレベル(論値の1)に転換する単独運転検出信号Ssを図8(G)に示すようにライン54に出力する。ライン54は、図2に示すように回路遮断器104の制御端子に接続されており、回路遮断器104はライン54の第2のレベルの単独運転検出信号Ssに応答してオフ状態に転換する。なお、ライン54に音又は光等による警報器を接続し、単独運転を警報器で知らせることもできる。 The comparison means 66b has one input terminal connected to the angular velocity change amount detection means 62 via the contact b of the mode changeover switch 65a and the other input terminal connected to the reference value generation means 66a. The angular velocity change amount Δω is compared with the reference value Δω r as shown at time t9 in B), and the first level (logic 0) when the angular velocity change amount Δω becomes higher than the reference value Δω r. An isolated operation detection signal Ss that changes from the current level to the second level (theoretical value 1) is output to the line 54 as shown in FIG. The line 54 is connected to the control terminal of the circuit breaker 104 as shown in FIG. 2, and the circuit breaker 104 is turned off in response to the second level isolated operation detection signal Ss on the line 54. . It is also possible to connect an alarm device such as sound or light to the line 54 to notify the individual operation by the alarm device.

図6では比較手段66bの一方の入力端子がモード切換スイッチ65aを介して角速度変化量検出手段62に接続されているが、この入力端子を破線69で示すようにモード切換スイッチ65aを介さないで角速度変化量検出手段62に直接に接続することもできる。   In FIG. 6, one input terminal of the comparison means 66b is connected to the angular velocity change amount detection means 62 via the mode changeover switch 65a, but this input terminal does not go through the mode changeover switch 65a as indicated by a broken line 69. It can also be directly connected to the angular velocity change amount detecting means 62.

次に、インバータ装置100を使用して負荷101に電力を供給する動作を説明する。系統連系運転時には、図1の回路遮断器102,104がオン状態に保たれる。図4の連系電流指令値発生手段12は、3相交流電力系統3の電圧Vsと第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Iswとによる力率が1又は1に近い値(0.85以上であることが望ましい。)になることが可能な値を有する第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*を発生する。第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*は、コンデンサ電流値作成手段11の第2の3相/dq座標変換手段29から得られるd軸成分及びq軸成分電流Icd、Icqと同一の周知のdq座標軸(直交座標軸)のd軸成分とq軸成分であるので、両者の合成によって第1及び第2の出力電流指令値Iod*、Ioq*を容易に決定することができる。第1相及び第3相リアクトルLu、Lwに流れる第1相及び第3相出力電流Iou、Iowは、所望力率(好ましくは1)の状態に第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Iswが流れるように帰還制御される。これにより、インバータの第1及び第3相出力電流Iou、Iowの制御によって力率が1となるように第1、第2及び第3相連系電流Isu、Isv、Iswを流すことができる。なお、3相V結線インバータの主回路の動作は周知であるので、その説明を省略する。 Next, an operation for supplying power to the load 101 using the inverter device 100 will be described. During the grid connection operation, the circuit breakers 102 and 104 in FIG. 1 are kept on. The interconnection current command value generation means 12 in FIG. 4 is a value in which the power factor by the voltage Vs of the three-phase AC power system 3 and the first, second and third phase interconnection currents Isu, Isv, Isw is close to 1 or 1. (It is desirable to be 0.85 or more.) First and second interconnection current command values Isd * and Isq * having values that can be obtained are generated. The first and second interconnection current command values Isd * and Isq * are the d-axis component and q-axis component currents Icd and Icq obtained from the second three-phase / dq coordinate conversion unit 29 of the capacitor current value creation unit 11. Are the same d-axis component and q-axis component of the known dq coordinate axis (orthogonal coordinate axis), so that the first and second output current command values Iod * and Ioq * can be easily determined by combining them. . The first-phase and third-phase output currents Iou, Iow flowing in the first-phase and third-phase reactors Lu, Lw are in the state of the desired power factor (preferably 1), the first, second, and third-phase interconnection currents Isu. , Isv, Isw are feedback controlled. As a result, the first, second, and third phase interconnection currents Isu, Isv, Isw can be caused to flow so that the power factor becomes 1 by controlling the first and third phase output currents Iou, Iow of the inverter. Since the operation of the main circuit of the three-phase V-connection inverter is well known, the description thereof is omitted.

負荷101の保守点検時には、原則として回路遮断器102,104をオフにする。もし、一方の回路遮断器102がオフであっても他方の回路遮断器104がオンに保たれていれば、単独運転になり、既に説明したように負荷101の保守点検者に危険を及ぼす。この実施例ではたとえ回路遮断器104の手動によるオフ操作が忘れられたとしても、位相バイアス及び単独運転検出手段50の働きによって単独運転が直ぐに解除され、インバータ装置100から負荷101への電力供給が停止する。   During maintenance inspection of the load 101, the circuit breakers 102 and 104 are turned off in principle. If one circuit breaker 102 is off and the other circuit breaker 104 is kept on, the circuit breaker 104 is in an isolated operation, which poses a risk to the maintenance inspector of the load 101 as already described. In this embodiment, even if the circuit breaker 104 is forgotten to be manually turned off, the single operation is immediately canceled by the action of the phase bias and the single operation detection means 50, and the power supply from the inverter device 100 to the load 101 is stopped. Stop.

本実施例は次の効果を有する。
(1)本実施例では系統周波数に依存しないように変化する正負位相バイアス値Δθ1を作成し、この正負位相バイアス値Δθ1によってインバータ出力電流の位相をシフトし、これに基づいてインバー装置100の単独運転を検出している。従って、系統周波数又はこの付近に外乱を与えることなしに、単独運転を検出することができる。このため負荷101に系統周波数又はこの付近に外乱を与えることがなく、負荷101の誤動作を防ぐことができる。なお、本実施例における正負位相バイアス値Δθ1によるインバータ出力電流の微小変化はIEC60950に定められたTHD以内であり、負荷101に対して悪影響を及ぼさない。
(2)角速度変化量Δωは、系統連系運転時に系統電圧周期よりも十分に短い時間で変化し、単独運転時には同一方向の値を連続的に示すので、単独運転の検出を迅速(例えば系統電圧周期の1周期以内)に行うことができる。
(3)発散型の傾斜位相バイアス値Δθ2を電流位相指令に加算して、単独運転を検出するので、単独運転の検出を迅速かつ正確に行うことができる。
(4) 本実施例では、第1相及び第3相連系電流Isu、Iswを検出するための2つの電流検出器を設けない回路で力率を1又はほぼ1に制御することができる。従って、3相V結線インバータの小型化及び低コスト化を図ることができる。なお、この効果は、位相バイアス値Δθ1の加算とは無関係に得られる。従って、この効果のみを得る時には、位相バイアス及び単独運転検出手段50を省いて、変換手段41を位相検出手段20の出力ライン51に直接に接続することができる。また、位相バイアス及び単独運転検出手段50の出力ライン53と位相検出手段20の出力ライン51とを選択的に変換手段41に接続することもできる。
(5) 3相V結線インバータであるので、3相フルブリッジ型インバータに比べてスイッチの数を2個減らすことができ、小型化及び低コスト化が達成される。
(6) コンデンサ電流値作成手段11によってd軸成分電流Icdとq軸成分電流Icqとを形成し、連系電流指令値発生手段12からd軸及びq軸成分としての第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*を発生させるので、3相V結線インバータの制御を容易に達成できる。
(7)単独運転検出のための第1及び第2のインバータ装置100、100´における電流位相指令値θiを同期させることが不要である。従って、第1のインバータ装置100の単独運転検出を、第2のインバータ装置100´の単独運転検出に拘束されずに独立に行うことが出来る。
This embodiment has the following effects.
(1) In this embodiment, a positive / negative phase bias value Δθ 1 that changes so as not to depend on the system frequency is created, the phase of the inverter output current is shifted by this positive / negative phase bias value Δθ 1 , and the inverter device 100 is based on this. Detecting isolated operation. Therefore, it is possible to detect an isolated operation without giving a disturbance at or near the system frequency. For this reason, the load 101 is not disturbed at or near the system frequency, and the malfunction of the load 101 can be prevented. Note that the minute change in the inverter output current due to the positive / negative phase bias value Δθ 1 in this embodiment is within the THD defined in IEC60950 and does not adversely affect the load 101.
(2) The angular velocity change amount Δω changes in a time sufficiently shorter than the system voltage cycle during grid connection operation, and continuously shows the value in the same direction during the single operation, so that the single operation can be detected quickly (for example, the system Within one cycle of the voltage cycle).
(3) Since the isolated operation is detected by adding the divergence type tilt phase bias value Δθ 2 to the current phase command, the isolated operation can be detected quickly and accurately.
(4) In this embodiment, the power factor can be controlled to 1 or almost 1 with a circuit that does not include two current detectors for detecting the first-phase and third-phase interconnection currents Isu and Isw. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the three-phase V-connection inverter. This effect is obtained regardless of the addition of the phase bias value Δθ 1 . Therefore, when only this effect is obtained, the conversion means 41 can be directly connected to the output line 51 of the phase detection means 20 without the phase bias and the isolated operation detection means 50. Further, the output line 53 of the phase bias and islanding detection means 50 and the output line 51 of the phase detection means 20 can be selectively connected to the conversion means 41.
(5) Since it is a three-phase V-connection inverter, the number of switches can be reduced by two compared to a three-phase full-bridge type inverter, and miniaturization and cost reduction are achieved.
(6) The d-axis component current Icd and the q-axis component current Icq are formed by the capacitor current value creation means 11, and the first and second linkages as the d-axis and q-axis components from the interconnection current command value generation means 12. Since system current command values Isd * and Isq * are generated, control of the three-phase V-connection inverter can be easily achieved.
(7) It is not necessary to synchronize the current phase command values θ i in the first and second inverter devices 100 and 100 ′ for detecting an independent operation. Therefore, the isolated operation detection of the first inverter device 100 can be performed independently without being restricted by the isolated operation detection of the second inverter device 100 ′.

実施例2のインバータ装置は実施例1のコンデンサ電流作成手段11を図10に示すコンデンサ電流値作成手段11aに変形し、この他は実施例1と同一に形成してものである。従って、実施例2の説明においても実施例1を示す図1〜図9を参照し、且つ共通する部分の説明を省略する。   In the inverter device of the second embodiment, the capacitor current creating means 11 of the first embodiment is transformed into a capacitor current value creating means 11a shown in FIG. Therefore, also in the description of the second embodiment, reference is made to FIGS. 1 to 9 showing the first embodiment, and description of common portions is omitted.

図10の実施例2のコンデンサ電流値作成手段11aは、固定電流値発生手段40と位相検出手段20と第2相信号形成手段27と3相/dq座標変換手段29とを有する。   10 includes a fixed current value generating means 40, a phase detecting means 20, a second phase signal forming means 27, and a three-phase / dq coordinate converting means 29.

固定電流値発生手段40は、図4の実施例1のコンデンサ電流値作成手段11における無効電流検出部25及びこれよりも前の部分と実質的に同一の機能を有し、図4において第1及び第3相信号Icu、Icwと実質的に同一の信号を固定的に発生する。即ち、固定電流値発生手段40から発生する第1相及び第3相信号Icu、Icwは、第1、第2及び第3相交流端子2u、2v、2wの線間電圧の実効値V、周波数ω、第1及び第2のフィルタコンデンサCu、Cwの容量Cを固定値として次の(13)(14)(15)式に従う計算で決定される。   The fixed current value generation means 40 has substantially the same function as the reactive current detection unit 25 and the portion before this in the capacitor current value creation means 11 of the first embodiment of FIG. In addition, a signal substantially the same as the third phase signals Icu and Icw is fixedly generated. That is, the first-phase and third-phase signals Icu and Icw generated from the fixed current value generating means 40 are the effective value V and the frequency of the line voltage at the first, second and third-phase AC terminals 2u, 2v and 2w. ω and the capacitance C of the first and second filter capacitors Cu and Cw are fixed values, and are determined by calculations according to the following equations (13), (14), and (15).

Figure 2007318928
Figure 2007318928

図10の位相検出手段20、第2相信号形成手段27、3相/dq座標変換手段29は図4で同一記号で示すものと同一であるので、その説明を省略する。   Since the phase detection means 20, the second phase signal formation means 27, and the three-phase / dq coordinate conversion means 29 in FIG. 10 are the same as those indicated by the same symbols in FIG.

この実施例2において、3相交流電力系統3の電圧が安定している場合には、これを固定して第1及び第2のフィルタコンデンサCu、Cwの無効電流を示す第1相及び第3相信号Icu、Icwを決定しても、これ等の値は実測値を使用する場合とほぼ同一の値となる。   In the second embodiment, when the voltage of the three-phase AC power system 3 is stable, the first phase and the third phase indicating the reactive currents of the first and second filter capacitors Cu and Cw are fixed. Even if the phase signals Icu and Icw are determined, these values are almost the same as when the actual measurement values are used.

実施例2は実施例1と同一効果を有する他に、固定電流値発生手段40で第1相及び第3相信号Icu、Icwを発生させるので、コンデンサ電流値作成手段11aにおける演算回数を実施例1に比べて削減でき、高速な演算処理が可能になるという効果を有する。   The second embodiment has the same effect as the first embodiment. In addition, since the first and third phase signals Icu and Icw are generated by the fixed current value generating means 40, the number of operations in the capacitor current value creating means 11a is determined according to the embodiment. Compared to 1, it has the effect of being able to reduce and enabling high-speed arithmetic processing.

実施例3のインバータ装置は実施例1の図4の制御部6を図11の制御部6aに変形した他は、実施例1と同一に形成してものである。従って、実施例3の説明においても実施例1を示す図1〜図9を参照し、且つ共通する部分の説明を省略する。   The inverter device of Example 3 is the same as that of Example 1 except that the control unit 6 of FIG. 4 of Example 1 is changed to the control unit 6a of FIG. Therefore, also in description of Example 3, FIGS. 1-9 which show Example 1 are referred, and description of a common part is abbreviate | omitted.

図11の変形された制御部6aは、図4に示す帰還制御信号形成手段14に含まれている変換手段41に位相バイアス及び単独運転検出手段50の電流位相指令θiを伝送するライン53を接続する代りに、ライン53を連系電流指令値発生手段12に接続し、この他は図4と同一に形成したものである。 Modified control unit 6a in FIG. 11, a line 53 for transmitting the current phase command theta i of phase bias and independent operation detecting unit 50 to the converting means 41 contained in the feedback control signal forming means 14 shown in FIG. 4 Instead of the connection, the line 53 is connected to the interconnection current command value generating means 12, and the others are formed in the same manner as in FIG.

図11の連系電流指令値発生手段12は、位相バイアス及び単独運転検出手段50から与えられた電流位相指令θiに従う第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*を発生する。図11の第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*は、インバータ出力電流の目標値を示すものであって図4の第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*と同様に作成される。 11 generates first and second interconnection current command values Isd * and Isq * in accordance with the current phase command θ i given from the phase bias and islanding detection means 50. The interconnection current command value generation unit 12 shown in FIG. . The first and second interconnection current command values Isd * and Isq * in FIG. 11 indicate target values of the inverter output current, and the first and second interconnection current command values Isd * , It is created in the same way as Isq * .

図11の実施例3に示すようにインバータ出力電流の目標値の位相をライン53の電流位相指令θiに従って変化させても、実施例1と同様に単独運転を迅速且つ正確に検出することができ、実施例1と同様な効果を得ることができる。 As shown in the third embodiment of FIG. 11, even if the phase of the target value of the inverter output current is changed according to the current phase command θ i of the line 53, the isolated operation can be detected quickly and accurately as in the first embodiment. And the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

図12は実施例4に従う変形されたインバータ装置100aを含む電力系統を示す。図12の変形されたインバータ装置100aは、図1及び図2に示す3相V結線構成のインバータ装置100を3相フル・ブリッジ構成のインバータ装置100aに置き換え、この他は実施例1のインバータ装置100と同様に構成したものである。従って、図12において図1〜図7と実質的に同一に構成されている部分には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。 FIG. 12 shows an electric power system including a modified inverter device 100a according to the fourth embodiment. The modified inverter device 100a of FIG. 12 replaces the inverter device 100 having the three-phase V-connection configuration shown in FIGS. 1 and 2 with the inverter device 100a having the three-phase full bridge configuration, and the other configuration is the inverter device of the first embodiment. 100. Therefore, in FIG. 12, the same reference numerals are given to the portions configured substantially the same as those in FIGS. 1 to 7, and the description thereof is omitted.

図12のインバータ装置100aに含まれているインバータ回路103aは6個のスイッチング素子を含む周知の3相フル・ブリッジ構成のインバータ回路から成る。インバータ回路103aと第1、第2及び第3の交流出力端子2u,2v,2wとの間に各相のリアクトルLu,Lv,Lwが接続されている。また、第1、第2及び第3の交流ラインにY結線された第1、第2及び第3のフィルタ用コンデンサCu,Cv,Cwが接続されている。なお、第1、第2及び第3のフィルタ用コンデンサCu,Cv,Cwを第1、第2及び第3の交流ラインの各線間に接続することもできる。また、第1、第2及び第3の交流出力端子2u,2v,2wに流れる電流を検出するための第1、第2及び第3相電流検出器CTu、CTv、CTwが第1、第2及び第3相交流ラインに電磁結合されている。 The inverter circuit 103a included in the inverter device 100a of FIG. 12 is formed of an inverter circuit having a well-known three-phase full bridge configuration including six switching elements. Reactors Lu, Lv, Lw of each phase are connected between the inverter circuit 103a and the first, second, and third AC output terminals 2u, 2v, 2w. Further, first, second and third filter capacitors Cu, Cv, Cw Y-connected to the first, second and third AC lines are connected. The first, second, and third filter capacitors Cu, Cv, and Cw can be connected between the first, second, and third AC lines. The first, second, and third phase current detectors CTu, CTv, CTw for detecting the current flowing through the first, second, and third AC output terminals 2u, 2v, 2w are the first, second. And electromagnetically coupled to the third phase AC line.

図12の制御回路4´は図1の制御回路4と同様な機能を有するものであり、図3のスイッチ制御手段10と同様な機能を得るために連系電流指令値発生手段12aと、帰還制御信号形成手段14aと、スイッチ制御パルス形成手段15aと、位相検出手段20とを有し、更に本発明に従う位相バイアス及び単独運転検出手段50を有する。図示の都合上制御回路4´の外に示されている電圧検出手段5´は第1、第2及び第3相交流ラインに接続され、図2の電圧検出手段5と同様な機能を有する。なお、電圧検出手段5´及び第1、第2及び第3の電流検出器CTu、CTv、CTwを制御回路4´に含めて示すこともできる。 12 has the same function as that of the control circuit 4 of FIG. 1, and in order to obtain the same function as the switch control means 10 of FIG. It has a control signal forming means 14a, a switch control pulse forming means 15a, and a phase detection means 20, and further has a phase bias and islanding detection means 50 according to the present invention. For convenience, the voltage detection means 5 'shown outside the control circuit 4' is connected to the first, second and third phase AC lines and has the same function as the voltage detection means 5 of FIG. The voltage detection means 5 ′ and the first, second and third current detectors CTu, CTv, CTw can be included in the control circuit 4 ′.

連系電流指令値発生手段12aは、図3の連系電流指令値発生手段12及び出力電流指令値作成手段13と同様な機能を有し、連系電流指令値即ちインバータ出力電流指令値を発生する周知の回路である。図12では本発明に従う位相バイアス及び単独運転検出手段50から発生する電流位相指令θiが連系電流指令値発生手段12aに供給されている。 The interconnection current command value generation means 12a has the same function as the interconnection current command value generation means 12 and the output current command value creation means 13 in FIG. 3, and generates an interconnection current command value, that is, an inverter output current command value. This is a known circuit. In FIG. 12, the current phase command θ i generated from the phase bias and isolated operation detecting means 50 according to the present invention is supplied to the interconnection current command value generating means 12a.

連系電流指令値発生手段12aと第1、第2及び第3の電流検出器CTu、CTv、CTwとに接続された帰還制御信号形成手段14aは図3の帰還制御信号形成手段14と同様な機能を有する周知の回路である。帰還制御信号形成手段14aに接続されたスイッチ制御パルス形成手段15aは図3のスイッチ制御パルス形成手段15と同様な機能を有する周知の回路であって、インバータ回路103aの6個のスイッチの制御パルスを形成する。図12の位相検出手段20及び位相バイアス及び単独運転検出手段50は図3で同一参照符号で示すものと同様に構成されている。   The feedback control signal forming means 14a connected to the interconnection current command value generating means 12a and the first, second and third current detectors CTu, CTv, CTw is similar to the feedback control signal forming means 14 of FIG. This is a known circuit having a function. The switch control pulse forming means 15a connected to the feedback control signal forming means 14a is a well-known circuit having the same function as the switch control pulse forming means 15 of FIG. 3, and is a control pulse for the six switches of the inverter circuit 103a. Form. The phase detection means 20 and the phase bias / independent operation detection means 50 of FIG. 12 are configured in the same manner as shown by the same reference numerals in FIG.

図12の3相フル・ブリッジ構成のインバータ装置100aは、図3と同様な位相バイアス及び単独運転検出手段50を有するので、図1〜図9の実施例1と同様な効果を有する。 The inverter device 100a having the three-phase full bridge configuration in FIG. 12 has the same phase bias and single operation detection means 50 as in FIG. 3, and thus has the same effect as that of the first embodiment in FIGS.

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なものである。
(1) 図1の第1相及び第3相電流検出器CTu、CTwを第1及び第2のフィルタコンデンサCu、Cwと第1及び第3相交流端子2u、2wとの間の電流通路に移動し、第1相及び第3相連系電流Isu,Iswを検出するように変形することができる。この変形例の場合には、図2のコンデンサ電流値作成手段11又は図6のコンデンサ電流値作成手段11aと同一のものを設け、また、図2の連系電流指令値発生手段12の位置に出力電流指令値作成手段を配置し、図2の出力電流指令値作成手段13の位置に連系電流指令値発生手段を配置し、この連系電流指令値発生手段の出力段に図2と同様に帰還制御信号形成手段14とスイッチ制御パルス形成手段15とを配置する。
この変形例の場合の出力電流指令値作成手段は、図1のインバータの第1、第2及び第3相出力電流Iou,Iov,Iowの目標値を2相軸に変換したものに相当する第1(d軸)及び第2(q軸)の出力電流指令値Iod*、Ioq*を発生するように構成する。また、この変形例の場合の連系電流指令値発生手段は、この変形例の出力電流指令値作成手段から得られた第1(d軸)の出力電流指令値Iod*とコンデンサ電流値作成手段11又は11aから得られた第1の信号Icdとに基づいて第1(d軸)の連系電流指令値Isd*を作成し、且つ第2(q軸)の出力電流指令値Ioq*とコンデンサ電流値作成手段11又は11aから得られた第2の信号Icqとに基づいて第2(q軸)の連系電流指令値Isq*を作成する。また、この変形例の場合の帰還制御信号形成手段には、第1相及び第3相電流検出器CTu 、CTw から得られた第1相及び第3相連系電流Isu、Iswの検出値を入力させ、且つ第1相及び第3相連系電流Isu、Iswの検出値に基づいて第2相連系電流Isvを形成する手段を設け、更に第1相、第2及び第3相連系電流Isu、Isv,Iswを回転座標変換してdq座標軸のd軸成分電流Isd及びq軸成分電流Isdを得る3相/dq座標変換手段を設ける。図3に示す第1及び第2の偏差信号作成手段32,33は連系電流指令値作成手段から得られた第1及び第2の連系電流指令値Isd*、Isq*と3相/dq座標変換手段から得られたd軸成分電流Isd及びq軸成分電流Isdとの偏差を求めて2相軸上のd軸帰還制御信号Ifd及びq軸帰還制御信号Ifqを形成する。更に、図4と同様に周知のdq/3相座標変換手段によってd軸帰還制御信号Ifd及びq軸帰還制御信号Ifqを3相軸上の帰還制御信号に回転座標変換して3相軸上の3つの帰還制御信号の内の第1及び第3相帰還制御信号Ifuv、Ifwvを形成する。なお、この変形例の場合においても、第2相連系電流Isvを演算で求める代わりに、第2連系電流Isvを検出する第2相電流検出器を設けることができる。
(2) 同一容量の第1及び第2の電圧分割用コンデンサCa、Cbの代りに同一電圧の第1及び第2の蓄電池を接続することができる。
(3) 連系電流Isu、Isv、Iswに高調波成分又は高周波成分が含まれても差し支えない場合には、これに対応するように連系電流指令値発生手段12を変形することができる。
(4)位相制御用の位相検出手段20を角速度変化量検出手段62で兼用しないで、角速度変化量検出手段62のための専用の位相検出手段を設けることができる。
(5)図6において、カウンタ65cで角速度変化量△ωが連続して4回正方向になるか否かを検出する代りに、角速度変化量△ωが所定時間以上連続して正方向を示しているか否かを検出し、単独運転を検出することができる。
(6)カウンタ65cによって単独運転が正確に検出することができる場合には、傾斜位相バイアス値発生手段64を省くことができる。
(7) 図6では、角速度変化量方向判定手段63aが正位相バイアス値発生手段63b及び負位相バイアス値発生手段63cと分けて示されているが、角速度変化量方向判定手段63aと正位相バイアス値発生手段63bとを一体化すること、角速度変化量方向判定手段63aと負位相バイアス値発生手段63cとを一体化すること、又は角速度変化量方向判定手段63aと正位相バイアス値発生手段63bと負位相バイアス値発生手段63cとを一体化することができる。要するに、正負位相バイアス値発生手段63は角速度変化量に応じて、正位相バイアス値及び負位相バイアス値を発生することがでれば、どのような回路であっても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the following modifications are possible.
(1) The first-phase and third-phase current detectors CTu and CTw in FIG. 1 are connected to the current path between the first and second filter capacitors Cu and Cw and the first and third-phase AC terminals 2u and 2w. The first phase and the third phase interconnection currents Isu and Isw can be detected by moving. In the case of this modification, the same capacitor current value creating means 11 of FIG. 2 or the capacitor current value creating means 11a of FIG. 6 is provided, and the position of the interconnecting current command value generating means 12 of FIG. An output current command value creating means is arranged, and a linkage current command value generating means is arranged at the position of the output current command value creating means 13 in FIG. 2, and the output stage of this linkage current command value generating means is the same as in FIG. The feedback control signal forming means 14 and the switch control pulse forming means 15 are arranged in the above.
The output current command value creating means in the case of this modification corresponds to the first, second and third phase output currents Iou, Iov, Iow of the inverter of FIG. 1 (d axis) and second (q axis) output current command values Iod * and Ioq * are generated. Further, the interconnected current command value generating means in the case of this modification is the first (d-axis) output current command value Iod * and the capacitor current value creating means obtained from the output current command value creating means of this modification. The first (d-axis) interconnection current command value Isd * is created based on the first signal Icd obtained from 11 or 11a, and the second (q-axis) output current command value Ioq * and the capacitor Based on the second signal Icq obtained from the current value creating means 11 or 11a, a second (q-axis) interconnection current command value Isq * is created. In addition, the feedback control signal forming means in this modification example is input with the detected values of the first and third phase interconnection currents Isu and Isw obtained from the first and third phase current detectors CTu and CTw. And a means for forming the second phase interconnection current Isv based on the detected values of the first phase and third phase interconnection currents Isu and Isw, and further, the first phase, second and third phase interconnection currents Isu and Isv. , Isw is subjected to rotational coordinate conversion to provide a three-phase / dq coordinate conversion means for obtaining a d-axis component current Isd and a q-axis component current Isd of the dq coordinate axis. The first and second deviation signal creation means 32 and 33 shown in FIG. 3 are the first and second linkage current command values Isd * and Isq * obtained from the linkage current command value creation means and the three-phase / dq. A deviation between the d-axis component current Isd and the q-axis component current Isd obtained from the coordinate conversion means is obtained to form a d-axis feedback control signal Ifd and a q-axis feedback control signal Ifq on the two-phase axis. Further, similarly to FIG. 4, the d-axis feedback control signal Ifd and the q-axis feedback control signal Ifq are rotationally converted into feedback control signals on the three-phase axis by known dq / 3-phase coordinate conversion means, and the three-axis axis is converted. Of the three feedback control signals, the first and third phase feedback control signals Ifuv and Ifwv are formed. Even in this modification, a second phase current detector for detecting the second interconnection current Isv can be provided instead of obtaining the second phase interconnection current Isv by calculation.
(2) Instead of the first and second voltage dividing capacitors Ca and Cb having the same capacity, the first and second storage batteries having the same voltage can be connected.
(3) If the harmonic currents or the high-frequency components may be included in the interconnection currents Isu, Isv, Isw, the linkage current command value generation means 12 can be modified to correspond to this.
(4) The phase detection means 20 for phase control is not used as the angular velocity change amount detection means 62, but a dedicated phase detection means for the angular velocity change amount detection means 62 can be provided.
(5) In FIG. 6, instead of detecting whether or not the angular velocity change amount Δω is continuously in the positive direction four times by the counter 65c, the angular velocity change amount Δω indicates the positive direction continuously for a predetermined time or more. It is possible to detect whether or not the vehicle is isolated.
(6) When the single operation can be accurately detected by the counter 65c, the gradient phase bias value generating means 64 can be omitted.
(7) In FIG. 6, the angular velocity change amount direction determining means 63a is shown separately from the positive phase bias value generating means 63b and the negative phase bias value generating means 63c, but the angular velocity change amount direction determining means 63a and the positive phase bias are shown. The value generating unit 63b is integrated, the angular velocity change amount direction determining unit 63a and the negative phase bias value generating unit 63c are integrated, or the angular velocity change amount direction determining unit 63a and the positive phase bias value generating unit 63b. The negative phase bias value generating means 63c can be integrated. In short, the positive / negative phase bias value generating means 63 may be any circuit as long as it can generate the positive phase bias value and the negative phase bias value according to the angular velocity change amount.

本発明の実施例1に従うインバータ装置を含む電力系統を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric power grid | system containing the inverter apparatus according to Example 1 of this invention. 図1のインバータ装置を詳しく示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the inverter apparatus of FIG. 1 in detail. 図2の制御部を詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control part of FIG. 2 in detail. 図3の制御部を更に詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control part of FIG. 3 in more detail. 図4の帰還制御信号形成手段に含まれている変換手段を詳しく示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating in detail a conversion unit included in the feedback control signal forming unit of FIG. 4. 図4の位相検出手段と位相バイアス及び単独運転検出手段とを詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows in detail the phase detection means of FIG. 4, a phase bias, and an independent operation detection means. 図6の位相検出手段及び角速度変化量検出手段を更に詳しく示すブロック図である。It is a block diagram which shows the phase detection means and angular velocity change amount detection means of FIG. 6 in more detail. 図2及び図6の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG.2 and FIG.6. 図4の各部の状態を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the state of each part of FIG. 実施例2のコンデンサ電流値作成手段を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the capacitor electric current value preparation means of Example 2. 実施例3の制御部を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a control unit according to a third embodiment. 実施例4に従うインバータ装置を含む電力系統を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electric power system containing the inverter apparatus according to Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

1 直流電源
1a、1b 第1及び第2の直流入力端子
2u、2v、2w 第1、第2及び第3相交流出力端子
3 3相交流電力系統
4 制御回路
5 電圧検出手段
6 制御部
20 位相検出手段
50 位相バイアス及び単独運転検出手段
62 角速度変化量検出手段
63 正負位相バイアス値発生手段
64 傾斜位相バイアス値発生手段
67 位相バイアス加算手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 1a, 1b 1st and 2nd DC input terminal 2u, 2v, 2w 1st, 2nd, and 3rd phase alternating current output terminal 3 3 phase alternating current power system 4 Control circuit 5 Voltage detection means 6 Control part 20 Phase Detection means 50 Phase bias and isolated operation detection means 62 Angular velocity change amount detection means 63 Positive / negative phase bias value generation means 64 Inclination phase bias value generation means 67 Phase bias addition means

Claims (5)

交流電力系統と連系して負荷に電力を供給するためのインバータ装置であって、
直流電源に接続される直流入力端子と、
前記負荷及び前記交流電力系統に接続される交流出力端子と、
前記直流入力端子に接続され且つ複数の直流―交流変換用スイッチを有している直流―交流変換回路と、
前記交流出力端子を通って流れる電流を検出するための電流検出手段と、
前記交流出力端子における系統電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段と前記電圧検出手段と前記複数の直流―交流変換用スイッチの制御端子とに接続され且つ前記交流出力端子を流れる電流の位相を前記系統電圧の位相に一致させるように前記複数の直流―交流変換用スイッチをオン・オフ制御するスイッチ制御手段と、
前記系統電圧の位相(θ)を検出する位相検出手段と、
前記系統電圧の角速度変化量(△ω)を検出する角速度変化量検出手段と、
前記角速度変化量検出手段から得られた角速度変化量(△ω)の方向が第1の方向の時に第1の方向の位相バイアス値(+α)を出力し、前記角速度変化量(△ω)の方向が第2の方向の時に第2の方向の位相バイアス値(−α)を出力する位相バイアス値発生手段と、
前記位相検出手段から得られた系統電圧位相検出値(θ)と前記位相バイアス値発生手段から得られた位相バイアス値(Δθ1)とを加算して電流位相指令信号(θi)を前記スイッチ制御手段に供給する加算手段と、
角速度変化量基準値(△ωr)を発生する角速度変化量基準値発生手段と、
前記角速度変化量(△ω)と前記角速度変化量基準値(△ωr)とを比較し、前記角速度変化量(△ω)が前記角速度変化量基準値(△ωr)よりも大きい時に前記負荷に対して前記交流電力系統からの電力供給を伴わないで前記インバータ装置から電力が供給されていることを示す信号を出力する単独運転検出手段と
を備えていることを特徴とするインバータ装置。
An inverter device for supplying power to a load in connection with an AC power system,
A DC input terminal connected to a DC power supply;
An AC output terminal connected to the load and the AC power system;
A DC-AC conversion circuit connected to the DC input terminal and having a plurality of DC-AC conversion switches;
Current detection means for detecting current flowing through the AC output terminal;
Voltage detecting means for detecting a system voltage at the AC output terminal;
The plurality of current detection means, the voltage detection means, and the plurality of DC-AC conversion switches connected to the control terminals of the plurality of DC-AC conversion switches so that the phase of the current flowing through the AC output terminal matches the phase of the system voltage. Switch control means for controlling on / off of the DC-AC conversion switch;
Phase detection means for detecting the phase (θ) of the system voltage;
Angular velocity change amount detecting means for detecting the angular velocity change amount (Δω) of the system voltage;
When the direction of the angular velocity variation (Δω) obtained from the angular velocity variation detection means is the first direction, a phase bias value (+ α) in the first direction is output, and the angular velocity variation (Δω) Phase bias value generating means for outputting a phase bias value (−α) in the second direction when the direction is the second direction;
The current phase command signal (θi) is switch-controlled by adding the system voltage phase detection value (θ) obtained from the phase detection means and the phase bias value (Δθ 1 ) obtained from the phase bias value generation means. Adding means for supplying to the means;
Angular velocity variation reference value generating means for generating an angular velocity variation reference value (Δω r );
The angular velocity change amount (Δω) is compared with the angular velocity change amount reference value (Δω r ), and when the angular velocity change amount (Δω) is larger than the angular velocity change amount reference value (Δω r ), An inverter device comprising: an isolated operation detecting unit that outputs a signal indicating that power is supplied from the inverter device without supplying power from the AC power system to a load.
更に、時間と共に位相バイアス値が増大する傾斜位相バイアス値(Δθ2)を発生する傾斜位相バイアス値発生手段と、
前記角速度変化量(△ω)の方向を判定する角速度変化量方向判定手段と、
前記角速度変化量方向判定手段の出力に基づいて、前記角速度変化量(△ω)が所定回数又は所定時間以上同一方向を保っているか否かを判定するカウンタ手段と、
前記角速度変化量(△ω)が所定回数又は所定時間以上同一方向を保っていることを示す出力が前記カウンタ手段から得られた時に、前記第1の方向の位相バイアス値(+α)と前記第2の方向の位相バイアス値(−α)とからなる前記位相バイアス値(Δθ1)に代わって前記傾斜位相バイアス値(Δθ2)を前記加算手段に供給するモード切換手段と、
を有していることを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。
Furthermore, a tilt phase bias value generating means for generating a tilt phase bias value (Δθ 2 ) whose phase bias value increases with time,
Angular velocity change amount direction determining means for determining the direction of the angular velocity change amount (Δω);
Counter means for determining, based on the output of the angular velocity change amount direction determining means, whether or not the angular velocity change amount (Δω) remains in the same direction for a predetermined number of times or for a predetermined time;
When the counter means obtains an output indicating that the angular velocity change amount (Δω) remains in the same direction a predetermined number of times or for a predetermined time, the phase bias value (+ α) in the first direction and the first Mode switching means for supplying the tilting phase bias value (Δθ 2 ) to the adding means instead of the phase bias value (Δθ 1 ) composed of the phase bias value (−α) in the direction of 2;
The inverter device according to claim 1, comprising:
前記傾斜位相バイアス値発生手段は、前記角速度変化量(△ω)を所定のゲイン(K)を有して増幅する手段から成ることを特徴とする請求項2記載のインバータ装置。   3. The inverter device according to claim 2, wherein the tilt phase bias value generating means comprises means for amplifying the angular velocity change amount (Δω) with a predetermined gain (K). 更に、前記単独運転検出手段から得られた前記交流電力系統からの電力供給を伴わないで前記インバータ装置から電力が供給されていることを示す信号に応答して前記インバータ装置から前記負荷への電力供給を遮断する手段を有していることを特徴とする請求項1又は2又は3記載のインバータ装置。   Further, the power from the inverter device to the load is obtained in response to a signal indicating that power is supplied from the inverter device without power supply from the AC power system obtained from the isolated operation detecting means. 4. The inverter device according to claim 1, further comprising means for interrupting supply. 前記スイッチ制御手段は、
出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)と、
前記出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)から得られた出力電流指令値と前記電流検出手段から得られた電流検出値とに基づいて帰還制御信号を形成する帰還制御信号形成手段(14)と、
前記帰還制御信号形成手段(14)から得られた前記帰還制御信号に基づいて前記直流―交流変換用スイッチをオン・オフ制御するためのスイッチ制御パルスを形成するスイッチ制御パルス形成手段(15)と
を有し、
前記加算手段から得られた電流位相指令信号(θi)は前記帰還制御信号形成手段(14)又は前記出力電流指令値作成手段(12、13又は12a)に供給されることを特徴とする請求項1又は2又は3又は4記載のインバータ装置。
The switch control means includes
Output current command value creating means (12, 13 or 12a);
Feedback control signal forming means for forming a feedback control signal based on the output current command value obtained from the output current command value creating means (12, 13 or 12a) and the current detection value obtained from the current detecting means ( 14)
Switch control pulse forming means (15) for forming a switch control pulse for on / off control of the DC-AC conversion switch based on the feedback control signal obtained from the feedback control signal forming means (14); Have
The current phase command signal (θi) obtained from the adding means is supplied to the feedback control signal forming means (14) or the output current command value creating means (12, 13 or 12a). The inverter device according to 1 or 2 or 3 or 4.
JP2006146455A 2006-05-26 2006-05-26 Inverter device Expired - Fee Related JP4662064B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006146455A JP4662064B2 (en) 2006-05-26 2006-05-26 Inverter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006146455A JP4662064B2 (en) 2006-05-26 2006-05-26 Inverter device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007318928A true JP2007318928A (en) 2007-12-06
JP4662064B2 JP4662064B2 (en) 2011-03-30

Family

ID=38852262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006146455A Expired - Fee Related JP4662064B2 (en) 2006-05-26 2006-05-26 Inverter device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4662064B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011072056A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Meidensha Corp Grid-connected power generating system
JP2011193652A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Oki Joho Systems:Kk Islanding determining device
JP2012044815A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp Individual operation detector and individual operation detection method
JP2012075245A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Sanyo Electric Co Ltd Power conversion apparatus and power supply system
JP2013121272A (en) * 2011-12-08 2013-06-17 Daikin Ind Ltd Power conversion device
KR101529889B1 (en) * 2015-04-10 2015-06-18 한양전공주식회사 Switchgear capable of power factor correction
CN112583024A (en) * 2021-03-01 2021-03-30 四川华泰电气股份有限公司 Rapid grid-connected and grid-disconnected switching method and system of energy storage grid-connected converter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077857A (en) * 1993-06-14 1995-01-10 Toshiba Fa Syst Eng Kk System interconnection protection equipment for inverter
JPH09322409A (en) * 1996-03-29 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp System-linked inverter device
JPH10215521A (en) * 1997-01-30 1998-08-11 Toshiba Fa Syst Eng Kk System interconnection protector for power generation facility
JP2000236671A (en) * 1999-02-15 2000-08-29 Sanyo Electric Co Ltd System interconnecting generator
JP2001268802A (en) * 2000-03-17 2001-09-28 Mitsubishi Electric Corp System connection protection method and device of distributed power supply
JP2005261070A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Toshiba Corp Distributed power supply control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077857A (en) * 1993-06-14 1995-01-10 Toshiba Fa Syst Eng Kk System interconnection protection equipment for inverter
JPH09322409A (en) * 1996-03-29 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp System-linked inverter device
JPH10215521A (en) * 1997-01-30 1998-08-11 Toshiba Fa Syst Eng Kk System interconnection protector for power generation facility
JP2000236671A (en) * 1999-02-15 2000-08-29 Sanyo Electric Co Ltd System interconnecting generator
JP2001268802A (en) * 2000-03-17 2001-09-28 Mitsubishi Electric Corp System connection protection method and device of distributed power supply
JP2005261070A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Toshiba Corp Distributed power supply control device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011072056A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Meidensha Corp Grid-connected power generating system
JP2011193652A (en) * 2010-03-15 2011-09-29 Oki Joho Systems:Kk Islanding determining device
JP2012044815A (en) * 2010-08-20 2012-03-01 Toshiba Corp Individual operation detector and individual operation detection method
JP2012075245A (en) * 2010-09-28 2012-04-12 Sanyo Electric Co Ltd Power conversion apparatus and power supply system
JP2013121272A (en) * 2011-12-08 2013-06-17 Daikin Ind Ltd Power conversion device
KR101529889B1 (en) * 2015-04-10 2015-06-18 한양전공주식회사 Switchgear capable of power factor correction
CN112583024A (en) * 2021-03-01 2021-03-30 四川华泰电气股份有限公司 Rapid grid-connected and grid-disconnected switching method and system of energy storage grid-connected converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP4662064B2 (en) 2011-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4662064B2 (en) Inverter device
Wang et al. A fault-tolerant permanent-magnet traction module for subway applications
JP2575500B2 (en) Three-phase converter
JP2013255317A (en) Control device for three-level inverter
JP2013106424A (en) Motor controller
JP6159659B2 (en) Power converter control device and electric vehicle
JP2011217501A (en) Dc-three-phase conversion equipment of neutral point step-up system
JP4867307B2 (en) Inverter dead time compensation device
JP2003169480A (en) Control apparatus for neutral point clamp system power converter
JP2004304868A (en) Motor controller
Yu et al. Universal control scheme of dual three-phase PMSM drives with single open-phase fault
JP2733724B2 (en) Current control device for multi-winding AC motor
JP2012157103A (en) Inverter device, fan drive device, compressor drive device and air conditioner
JP2007221902A (en) Power conversion device
Chikondra et al. Open-phase fault-tolerant DTC technique for three-level NPC VSI-fed five-phase induction motor drives
JP3547117B2 (en) Torque detection device and drive control device for AC motor
JP2020188590A (en) Control arrangement of rotary electric machine
Estima et al. Efficiency evaluation of fault-tolerant operating strategies applied to three-phase permanent magnet synchronous motor drives
Kumar et al. Simplified Fault Detection Algorithm for Voltage Source Fed Induction Motor
JPWO2019016949A1 (en) Power converter with arm fuse fusing detection means
JPH1198899A (en) Ac motor driver
JP4839641B2 (en) 3-phase V-connection inverter
JP5861259B2 (en) Voltage error compensation method for serial multiple PWM inverter device
JP2004040949A (en) System and method for wind power generation
JP2004297970A (en) Parallel operation controller for inverter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090508

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101101

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: 20101208

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: 20101221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4662064

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees