JP2012065490A - 系統連系用給電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】負荷変動によって系統の実際の周波数が基準周波数から逸脱した時、発電機とインバータとの間で発生する横流を抑制する。
【解決手段】系統連系用給電システムにおいて、インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
【選択図】図1
【解決手段】系統連系用給電システムにおいて、インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
【選択図】図1
Description
本発明は、電力系統(以下、系統)に連系可能な系統連系インバータの制御に関するものである。
図5は従来の系統連系システムの構成を示しており、図5に基づいて背景技術を説明する。
発電機システム20は燃料供給装置1とディーゼルエンジン2と発電機3から構成されている。
燃料供給装置1は発電機3が出力する三相交流電力の周波数が系統4の基準周波数と一致するようにディーゼルエンジン2に供給する燃料の供給量を調整するものである。但し、基準周波数は一定とする。
ディーゼルエンジン2は燃料供給装置1から供給される燃料によって、同軸で直結されている発電機3を回転させる。
ここで、発電機3はディーゼルエンジン2によって運転され三相交流電力を系統4に供給する。
燃料供給装置1は発電機3が出力する三相交流電力の周波数が系統4の基準周波数と一致するようにディーゼルエンジン2に供給する燃料の供給量を調整するものである。但し、基準周波数は一定とする。
ディーゼルエンジン2は燃料供給装置1から供給される燃料によって、同軸で直結されている発電機3を回転させる。
ここで、発電機3はディーゼルエンジン2によって運転され三相交流電力を系統4に供給する。
給電システム21はインバータ7で構成されている。
インバータ7は図6で示すとおり周波数指令器13とアンプ15から構成されている。
周波数指令器13は系統4の基準周波数と同じである一定の周波数指令Fo_rを出力し、アンプ15は周波数Fo_rの三相交流電力を系統4に供給する。
インバータ7は図6で示すとおり周波数指令器13とアンプ15から構成されている。
周波数指令器13は系統4の基準周波数と同じである一定の周波数指令Fo_rを出力し、アンプ15は周波数Fo_rの三相交流電力を系統4に供給する。
負荷5は系統4に接続されており、発電機3とインバータ7が出力する電力を消費する。
以下に、系統の周波数と電力バランスについて説明する。
発電機3とインバータ7と負荷5の電力のバランスが整った時、系統4の実際の周波数は基準周波数と同一のものとなる。
発電機3とインバータ7と負荷5の電力のバランスが整った時、系統4の実際の周波数は基準周波数と同一のものとなる。
系統4の実際の周波数が基準周波数と同一である時、発電機3とインバータ7の出力周波数は同じであり、かつ、系統4の実際の周波数と同じものとなる。その場合、発電機3とインバータ7の負荷5に対する負荷分担は1:1となる。
負荷5の変動によって発電機3とインバータ7と負荷5の電力がアンバランスなものとなった時、系統4の実際の周波数は基準周波数から逸脱し、発電機とインバータの出力周波数はずれることとなる。
この時、発電機3の出力周波数よりインバータ7の出力周波数が高い時は、インバータ7から発電機3に電力の横流が発生する。
インバータ7から発電機3への電力の横流が大きくなるとインバータ7の出力は有限であるため過負荷状態となり運転継続が困難となる。
インバータ7から発電機3への電力の横流が大きくなるとインバータ7の出力は有限であるため過負荷状態となり運転継続が困難となる。
また、発電機3の出力周波数よりインバータ7の出力周波数が低い時は、発電機3からインバータ7に電力の横流が発生する。横流した電力は負荷5には供給されないため燃料が無駄となる。
負荷変動によって系統4の実際の周波数が基準周波数から逸脱した時、発電機3とインバータ7との間で発生する横流を抑制する。
本発明の請求項1によれば、ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、供給された燃料によって駆動するディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンによって回転し系統に三相交流電力を供給する発電機からなる発電機システムと、系統の基準周波数に基づいて設定された基準周波数指令によって一定の周波数を出力するインバータからなり三相交流電力を供給する給電システムがあって、前記発電機システムと前記給電システムが同一の系統に接続され、前記発電機システムと前記給電システムが供給する三相交流電力を消費する負荷とを具備する系統連系用給電システムにおいて、
前記インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
前記インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
系統の実際の周波数が基準周波数から逸脱することによって起こる横流を抑制するので、インバータの出力を最大に活用できる。
図1に本発明の実施の形態を適用した系統連系インバータのシステムの一例を示し、図1から図4に基づいて本発明の詳細な説明をする。
図1の発電機システム20については背景技術の図5と同様な役割を果たすため説明を省略する。
さらに、図2のインバータ71内周波数指令器13とアンプ151も背景技術の図6と同様な役割を果たすため説明を省略する。
さらに、図2のインバータ71内周波数指令器13とアンプ151も背景技術の図6と同様な役割を果たすため説明を省略する。
図2において、電圧検出器6はインバータ71が出力する各相の電圧、U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの大きさを検出し有効電流演算器11に入力する。
電流検出器10はインバータ71が出力する各相の電流、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwの大きさを検出し有効電流演算器11に入力する。
有効電流演算器11は電圧検出器6から入力された各相の電圧検出値と電流検出器10から入力された各相の電流検出値とにより、インバータ71が出力する三相交流電流の有効分である有効電流ipを算出し周波数垂下演算器12に入力する。
垂下ゲイン16は、周波数垂下演算器12の垂下量ΔDを設定する。
垂下ゲイン16は、周波数垂下演算器12の垂下量ΔDを設定する。
周波数垂下演算器12は入力されたipとΔDとからGainを乗算器14に入力する。但し、図3に示す様にipが負である時は、Gainは1より大きくなる。また、ipが正である時は、Gainは1より小さくなる。
乗算器14はGainとFo_rを乗算し、Frefとしてアンプ151に入力する。
アンプ151は周波数Frefの三相交流電力を系統4に供給する。
アンプ151は周波数Frefの三相交流電力を系統4に供給する。
ここで、有効電流演算器11がipを算出する方法について詳細な説明をする。
有効電流演算器11は電圧検出器6から入力された各相の電圧検出値であるU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwから(1)式より三相−二相変換を行いVa、Vbを求める。
同様に、電流検出器10から入力された各相の電流検出値U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwから(2)式より三相−二相変換を行いia、ibを求める。
VaはVbより90度位相が進んでいる電圧であり、iaはibより90度位相が進んでいる電流である。
インバータ71の有効電流ipは実効電圧vrmsと有効電力Preから下記(3)式より求めることが出来る。
同様に、電流検出器10から入力された各相の電流検出値U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwから(2)式より三相−二相変換を行いia、ibを求める。
インバータ71の有効電流ipは実効電圧vrmsと有効電力Preから下記(3)式より求めることが出来る。
次に、本実施例でインバータ71の出力周波数Frefと発電機3の周波数fgを一致させる方法について、図4に基づいて詳細な説明をする。
周波数垂下演算器12が出力するGainは図3に示す通りipの値によって変化する。
図4はFrefとfgが変化した時のipの変化を示している。
Fref<fgの関係になった時、発電機3からインバータ71へ電力の横流が発生しipは負の値となる(図4の(1)の部分)。
ipが負である時は、図3より周波数垂下演算器12が出力するGainは1より大きくなる。
Gainが1より大きいと系統4の基準周波数と同値であるFo_rよりFrefは大きくなるためfgに近づき、インバータ71は発電機3からの横流が減りipは0に近づく。
また、Fref>fgの関係になった時、インバータ71から発電機3へ電力の横流が発生しipは正の値となる(図4の(2)の部分)。
ipが正である時は、周波数垂下演算器12が出力するGainは1より小さくなる。
Gainが1より小さいと系統4の基準周波数と同値であるFo_rよりFrefは小さくなるためfgに近づき、発電機3はインバータ71からの横流が減りipは0に近づく。
これらの一連の動作をFref=fgとなるまで繰り返すことによって、電力の横流を抑制することができる。
本発明の系統連系インバータの制御方法を用いることによって、電力の横流を抑制することが可能となる。
1:燃料供給装置
2:ディーゼルエンジン
3:発電機
4:系統
5:負荷
6:電圧検出器
7:インバータ
71:インバータ
10:電流検出器
11:有効電流演算器
12:周波数垂下演算器
13:周波数指令器
14:乗算器
15:アンプ
151:アンプ
16:垂下ゲイン
20:発電機システム
21:給電システム
2:ディーゼルエンジン
3:発電機
4:系統
5:負荷
6:電圧検出器
7:インバータ
71:インバータ
10:電流検出器
11:有効電流演算器
12:周波数垂下演算器
13:周波数指令器
14:乗算器
15:アンプ
151:アンプ
16:垂下ゲイン
20:発電機システム
21:給電システム
Claims (1)
- ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、供給された燃料によって駆動するディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンによって回転し系統に三相交流電力を供給する発電機からなる発電機システムと、系統の基準周波数に基づいて設定された基準周波数指令によって一定の周波数を出力するインバータからなり三相交流電力を供給する給電システムがあって、前記発電機システムと前記給電システムが同一の系統に接続され、前記発電機システムと前記給電システムが供給する三相交流電力を消費する負荷とを具備する系統連系用給電システムにおいて、前記インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010209329A JP2012065490A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 系統連系用給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010209329A JP2012065490A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 系統連系用給電システム |
Publications (1)
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ID=46060629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010209329A Pending JP2012065490A (ja) | 2010-09-17 | 2010-09-17 | 系統連系用給電システム |
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JP (1) | JP2012065490A (ja) |
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2010
- 2010-09-17 JP JP2010209329A patent/JP2012065490A/ja active Pending
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