JP2011036045A - 系統連系インバータシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】系統連系インバータシステムにおいて、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置を互いに並列接続し、出力側の接続点と系統との間に変圧器を設けた。
【選択図】図1
Description
態として、インバータ装置a、bのスイッチング素子Q1、Q2の状態にのみ着目する。インバータ装置aのスイッチング素子Q1とインバータ装置bのスイッチング素子Q1とが同じタイミングでオンとオフの切り替えを行っている場合(インバータ装置aのスイッチング素子Q2とインバータ装置bのスイッチング素子Q2とも同じタイミングでオンとオフの切り替えを行っている)、各インバータ装置a,bのVa,Vbのポイントでの電圧(以下、「出力電圧Va,Vb」とする)は、Vin1(=Vin2)又は接地電位に固定
されるので、循環電流は発生しない。ここで、各インバータ装置a、bのスイッチング素子Q1、Q2のオンとオフの切り替えタイミングが一致しない場合、すなわち、インバータ装置a、bに入力されるPWM信号に位相差が発生している場合を考える。
Izc(t)=Iz(t)・cos 3ωt ・・・(7)
ここで、ω=2πf[rad/s]であり、周波数f[Hz]の値は、PLL等によって、系統電圧の周波数に一致しているものとする。
Izcr(t)=2・Xcpi・cos(3ωt+φ) ・・・(9)
ここで、φは、零相電流検出回路の遅れ要素や、インバータ装置の循環電流経路上の遅れ要素(インダクタンス成分)を補償するための値であり、各種インバータ装置に応じて適切な値に設定される。
10,10a,10b,10c 直流電源
20a,20b,20c インバータ装置
21 DC/DCコンバータ回路
22 インバータ回路
23 フィルタ回路
24、24a,24b,24c 制御回路
1a 内部発振部
2a,2b,2c キャリア信号生成部
3,3a,3b,3c PWM信号生成部
4a,41a,42a,4b,4c 位相補正部
4a’ 位相補正部
5 直流成分抽出部
6 指令値信号生成部
61,62 PI制御部
63 電流制御部
64 零相3次成分制御部
641 回転変換部
642,643 フィルタ部
644,645 PI制御部
646 補正値生成部
25 バス電圧検出回路
26 零相電流検出回路
30 変圧器
40 商用電力系統
Claims (9)
- 互いに並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を変圧器を介さずに出力する複数のインバータ装置と、
前記複数のインバータ装置の出力側の接続点と、電力系統との間に設けられている変圧器と、
を備えていることを特徴とする系統連系インバータシステム。 - 前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、前記直流電力を交流電力に変換するPWM制御インバータ回路と、クロックパルス信号に基づいて生成されるキャリア信号と指令値信号との比較により、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路とを備えており、
前記複数のインバータ装置のうちの一のマスタインバータ装置の制御回路は、前記クロックパルス信号を生成する内部発信手段と、前記内部発信手段から出力されるクロックパルス信号に基づいて前記キャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、を備え、
前記マスタインバータ装置以外のスレーブインバータ装置の制御回路は、前記マスタインバータ装置の制御回路から送信されるクロックパルス信号に基づいて前記キャリア信号を生成するキャリア信号生成手段を備えている、
請求項1に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記スレーブインバータ装置の制御回路は、
前記マスタインバータ装置の制御回路から送信されるクロックパルス信号の位相を、予め設定された第1の値だけ進めたクロックパルス信号を生成する位相補正手段をさらに備え、
前記キャリア信号生成手段は、前記位相補正手段が生成するクロックパルス信号に基づいて前記キャリア信号を生成する、
請求項2に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、前記直流電力を交流電力に変換するPWM制御インバータ回路と、クロックパルス信号に基づいて生成されるキャリア信号と指令値信号との比較により、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路とを備えており、
前記複数のインバータ装置のうちの一のマスタインバータ装置の制御回路は、前記クロックパルス信号を生成する内部発信手段と、前記内部発信手段から出力されるクロックパルス信号に基づいて前記キャリア信号を生成するキャリア信号生成手段と、を備え、
前記マスタインバータ装置以外のスレーブインバータ装置の制御回路は、前記マスタインバータ装置の制御回路から送信されるキャリア信号に基づいて前記PWM信号を生成する、
請求項1に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記マスタインバータ装置の制御回路は、
前記キャリア信号生成手段が生成するキャリア信号の位相を、予め設定された第2の値だけ進めたキャリア信号を生成する第2の位相補正手段をさらに備え、
前記第2の位相補正手段が生成したキャリア信号を前記スレーブインバータ装置の制御回路に送信する、
請求項4に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、
前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、
前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から直流成分を抽出する直流成分抽出手段と、
前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する、
請求項1に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記指令値信号生成手段は、
前記直流成分抽出手段によって抽出された直流成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第1のPI制御手段と、
予め設定された目標値に前記第1のPI制御手段から出力される補正値を加算補正した補正目標値と、前記PWM制御インバータ回路の入力電圧との偏差を入力され、PI制御を行なって補正値を出力する第2のPI制御手段と、
前記第2のPI制御手段が出力する補正値に基づいて、前記指令値信号を生成する生成回路と、
を備えている、請求項6に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記直流電源の一対の出力端の一方は接地されており、
前記複数のインバータ装置は、それぞれ、PWM制御インバータ回路と、前記PWM制御インバータ回路を制御するためのPWM信号を生成する制御回路と、前記PWM制御インバータ回路の出力電流から零相電流を検出する零相電流検出回路とを備えており、
前記各インバータ装置のいずれかの制御回路は、
前記零相電流検出回路によって検出された零相電流信号から3次成分を抽出する3次成分抽出手段と、
前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分をゼロにするように制御するための指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段により生成された指令値信号をキャリア信号と比較して前記PWM信号を生成する、
請求項1に記載の系統連系インバータシステム。 - 前記3次成分抽出手段は、
前記零相電流検出回路より入力される零相電流信号に前記電力系統の電圧の周波数の3倍の周波数に対応する回転角の回転座標変換を行って、変換零相電流信号を算出する回転変換手段と、
前記変換零相電流信号の直流成分を、前記零相電流信号の3次成分として、抽出するフィルタ手段と、を備え、
前記指令値信号生成手段は、
前記3次成分抽出手段によって抽出された3次成分を入力され、PI制御を行なって補正値を出力するPI制御手段と、
前記補正値に前記回転角の逆回転座標変換を行って、変換補正値を算出する逆回転変換手段と、を備え、
前記逆回転変換手段により算出される変換補正値に基づいて指令値信号を生成する、
請求項8に記載の系統連系インバータシステム。
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