JP2012080666A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power conversion apparatus.
近年の電力系統において、太陽光や風力発電などの自然エネルギーの導入が進んでいる。自然エネルギーは常に発電電力が変動しているが、発電電力を有効活用するために発電が過剰の場合には電力貯蔵装置に充電し、発電が不足している場合は放電する蓄電システムが必要となる。 In recent electric power systems, the introduction of natural energy such as solar power and wind power generation is progressing. Natural energy always generates fluctuating electric power, but in order to make effective use of generated electric power, a power storage system is needed to charge the power storage device when power generation is excessive, and to discharge when power generation is insufficient. Become.
電力系統に連系する場合、一台の電力変換器による電力貯蔵システムの構成では、電力変換器には高耐圧、電力貯蔵装置には高耐圧、大容量であることが要求される。また一般的な2レベル、もしくは3レベルの電力変換器の出力部には高調波成分を抑制するフィルタ回路が必要となり、電力貯蔵システム全体の体積の増加や、効率の低減等の問題が挙げられる。 When connecting to a power system, the power storage system configuration using a single power converter requires the power converter to have a high withstand voltage and the power storage device to have a high withstand voltage and a large capacity. In addition, a filter circuit that suppresses harmonic components is required at the output portion of a general two-level or three-level power converter, and there are problems such as an increase in the volume of the entire power storage system and a reduction in efficiency. .
そこで、電力貯蔵装置を有する複数の単位電力変換回路を多段に直並列接続する多段電力変換器が研究されている。複数の電力変換器を多段に直並列接続しているため、1台あたりの電力変換器および電力貯蔵装置の耐圧や容量は接続数を増加させることで軽減できる。 In view of this, multistage power converters in which a plurality of unit power conversion circuits having power storage devices are connected in series and parallel are being studied. Since a plurality of power converters are connected in series and parallel in multiple stages, the withstand voltage and capacity of each power converter and power storage device can be reduced by increasing the number of connections.
また、接続数を増加させることにより、電力変換器システム全体の出力電圧レベル数を増加させることができるため、出力電圧波形が正弦波に近づき、フィルタ回路の小型化、もしくは連系リアクトルのみでフィルタレスの構成を実現できる。 In addition, since the number of output voltage levels of the entire power converter system can be increased by increasing the number of connections, the output voltage waveform approaches a sine wave, and the filter circuit can be reduced in size, or can be filtered only with a connected reactor. Can be realized.
しかしながら多数の電力変換器を制御する必要があるため、システムが煩雑化、膨大化する可能性がある。そこで各電流や電圧の検出については、系統電圧検出器と変換器出力電流検出器のみで、各単位電力変換回路の直流電圧検出器等は設置しない構成が望まれる。しかし各電力変換器の直流電圧が異なる場合には、各単位電力変換回路の直流電圧値や変換器出力電圧値の検出手段を持たないために変換器出力電圧が三相不平衡となり、変換器出力電流が三相不平衡となることで系統に悪影響を与えることが懸念される。 However, since it is necessary to control a large number of power converters, the system may become complicated and large. Therefore, for the detection of each current and voltage, a configuration is desired in which only the system voltage detector and the converter output current detector are used, and no DC voltage detector or the like of each unit power conversion circuit is installed. However, if the DC voltage of each power converter is different, the converter output voltage becomes three-phase unbalanced because there is no means for detecting the DC voltage value or converter output voltage value of each unit power converter circuit, and the converter There is a concern that the output current may be adversely affected by the three-phase imbalance.
本発明では以上のような技術的課題を解決するためになされたもので、各単位電力変換回路の直流電圧検出器は設置せずに、変換器出力電流の三相平衡化が可能となる電力変換装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above technical problems. The power that enables three-phase balancing of the converter output current without installing the DC voltage detector of each unit power conversion circuit. The object is to obtain a conversion device.
実施形態の電力変換装置は、各相毎に複数の単位電力変換回路と電力貯蔵手段を有する電力変換器と、電力変換器の交流電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段から得られる三相交流電流値より三相交流電流不平衡成分を検出し、三相交流電流が平衡となるように電力変換器への出力交流電圧指令値を各相毎に補正する制御装置とを有している。 The power conversion device of the embodiment includes a power converter having a plurality of unit power conversion circuits and power storage means for each phase, a current detection means for detecting an alternating current of the power converter, and three obtained from the current detection means. A control device that detects a three-phase AC current unbalanced component from the phase AC current value and corrects the output AC voltage command value to the power converter for each phase so that the three-phase AC current is balanced. Yes.
以下、実施形態の電力変換装置を図面を参照して説明する。 Hereinafter, the power converter of an embodiment is explained with reference to drawings.
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1乃至図2を参照し、詳細に説明する。
(First embodiment)
The first embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
(構成)
本実施形態の電力貯蔵システム100では、単相コンバータ1a〜1cが直列に接続されてU相、2a〜2cが直列に接続されてV相、3a〜3cが直列に接続されてW相を構成し、連系リアクトル10〜12を介して電力系統20と接続される。それぞれの単相コンバータの直流部には電力貯蔵装置4a〜6cとフィルタキャパシタ7a〜9cが接続されている。
(Constitution)
In the power storage system 100 of this embodiment, the single-phase converters 1a to 1c are connected in series, the U phase, 2a to 2c are connected in series, the V phase, and 3a to 3c are connected in series to form the W phase. And it is connected with the electric power grid |
また電力変換器の電流を検出する電流検出器13〜15、電力系統電圧を検出する電圧検出器16〜18を有し、それぞれの情報はコンバータ制御装置19に伝送され、各単相コンバータの半導体素子のスイッチング指令を算出し、各単相コンバータに伝送される。
Moreover, it has the current detectors 13-15 which detect the electric current of a power converter, and the voltage detectors 16-18 which detect an electric power system voltage, Each information is transmitted to the
(作用)
電力貯蔵装置4a〜6cについては、例えばリチウムイオン電池のような二次電池が用いられる。二次電池は内部抵抗やSOCにより、出力端電圧すなわち単相コンバータ直流電圧が変動する。内部抵抗値やSOCが一様であれば、直流電圧値を検出していない場合でも直流電圧の変動分が同等のため、コンバータ出力電圧の過不足量は電流制御部のPI制御によって補正することができるが、しかしながら、各二次電池の内部抵抗値やSOCがばらついている場合には各コンバータの直流電圧に差異が生じ、出力電圧指令値を適切に算出することができず、コンバータ電流が三相不平衡となる恐れがある。
(Function)
For the power storage devices 4a to 6c, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery is used. In the secondary battery, the output terminal voltage, that is, the single-phase converter DC voltage varies depending on the internal resistance and the SOC. If the internal resistance value and SOC are uniform, the DC voltage fluctuation is the same even when the DC voltage value is not detected. Therefore, the excess / deficiency of the converter output voltage should be corrected by PI control of the current control unit. However, if the internal resistance value or SOC of each secondary battery varies, there will be a difference in the DC voltage of each converter, the output voltage command value cannot be calculated properly, and the converter current will be There is a risk of a three-phase imbalance.
図2に示すように、位相検出部26より検出された系統電圧位相より三相系統電圧を二軸の回転座標系にdq変換部24で変換(以降dq変換と呼ぶ)し、d軸に系統電圧の線間実効値、q軸は0となるようにdq変換を定義している。また有効電力と無効電力の指令値よりコンバータ電流指令値を算出し、コンバータ電流の検出値との偏差によりdq軸コンバータ出力電圧指令値を算出する電流制御部21、dq軸コンバータ出力電圧指令値を三相コンバータ出力電圧指令値に変換する逆dq変換部22、一定の直流電圧規格値でコンバータ出力電圧指令値を規格化するコンバータ出力電圧指令値規格化23、コンバータ電流をdq変換するdq変換部25、得られた変調波を三角波と比較する三角波比較部30を備え、さらに本発明の特徴であるコンバータ出力電圧過不足量算出部27、コンバータ出力電圧補正量算出部28、コンバータ出力電圧指令値補正部29を有し、算出されたコンバータ出力電圧過不足量に応じてコンバータ出力電圧を補正することでコンバータ出力電圧の三相平衡化を実現する。例えば、U相コンバータ出力電圧が過剰な場合にはU相の出力電圧指令値の振幅を低減させ、逆にU相コンバータ出力電圧が不足している場合には、U相の出力電圧指令値の振幅を増加させる。
As shown in FIG. 2, a three-phase system voltage is converted into a biaxial rotational coordinate system by a dq converter 24 (hereinafter referred to as dq conversion) from the system voltage phase detected by the
(効果)
以上述べた実施形態の電力変換装置によれば、変換器電流から算出された変換器出力電圧過不足量に応じて、変換器出力電圧が過剰な場合には出力電圧指令値の振幅を低減させ、逆に変換器出力電圧が不足している場合には出力電圧指令値の振幅を増加させるように変換器出力電圧指令値を補正することで、各単位電力変換回路の直流電圧検出器を設置することなく、変換器電流値の検出のみで変換器出力電圧および変換器電流の三相平衡化を実現することが可能である。
(effect)
According to the power conversion device of the embodiment described above, when the converter output voltage is excessive, the amplitude of the output voltage command value is reduced according to the converter output voltage excess / deficiency calculated from the converter current. Conversely, if the converter output voltage is insufficient, the DC voltage detector for each unit power conversion circuit is installed by correcting the converter output voltage command value so that the amplitude of the output voltage command value is increased. Without this, it is possible to realize three-phase balancing of the converter output voltage and the converter current only by detecting the converter current value.
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図3乃至図5を参照し、詳細に説明する。図3はコンバータ出力電圧過不足量の算出モデル、図4は電流制御演算部21の内部構成であり、図3および図4よりコンバータ出力電圧過不足量算出部27の算出式を導出する。尚、図1乃至2と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a calculation model of the converter output voltage excess / deficiency, and FIG. 4 is an internal configuration of the current
(構成)
図3では、図1の単相コンバータ1a〜1cを1つのU相単相コンバータ40、単相コンバータ2a〜2cを1つのV相単相コンバータ41、単相コンバータ3a〜3cを1つのW相単相コンバータ42として扱う。またコンバータ出力電圧は正弦波であるとみなし、電流の向きはコンバータに入力される方向を正とする。
(Constitution)
In FIG. 3, the single-phase converters 1a to 1c of FIG. 1 are one U-phase single-phase converter 40, the single-phase converters 2a to 2c are one V-phase single-
(作用)
ここではコンバータ出力電圧指令値とコンバータ出力電圧の実際値との差を変調率の過不足量としてΔu、Δv、Δw(直流値)とおく。この過不足量は図2のコンバータ出力電圧指令値規格化23で発生する。また所望のコンバータ電流を得るために本来出力すべきコンバータ出力電圧と実際値との差を変調率の過不足量としてΔu´、Δv´、Δw´(直流値)とし、定常時では以下の通り定義する。
Here, the difference between the converter output voltage command value and the actual value of the converter output voltage is set as Δu, Δv, Δw (DC value) as the excess / deficiency of the modulation rate. This excess / deficiency occurs in the converter output voltage command value normalization 23 of FIG. Also, the difference between the converter output voltage and the actual value that should be output in order to obtain the desired converter current is Δu ′, Δv ′, Δw ′ (DC value) as the excess or deficiency of the modulation rate, and in a steady state, as follows: Define.
Δu´、Δv´、Δw´の和が0となるのは、後にも述べるが電流制御部21のPI制御器62および67の積分制御項により、本来出力すべきコンバータ出力電圧と実際の出力電圧の振幅の和が、定常時は等しくなっているとみなすためである。
The sum of Δu ′, Δv ′, and Δw ′ becomes 0, as will be described later, the converter output voltage that should be output and the actual output voltage according to the integral control terms of the
系統電圧47〜49は三相平衡とし、線間電圧実効値Vg、周波数f(ω=2πf)とするとそれぞれの系統相電圧は以下のように与える。
vid_ref、viq_refは、電流制御演算部21で算出されるdq軸コンバータ出力電圧指令値である。
vid_ref and viq_ref are dq-axis converter output voltage command values calculated by the current
逆dq変換により、各相コンバータ出力電圧指令値は以下の通り与えられる。
ここでコンバータ出力電圧指令値の変調率の過不足量を考慮すると、実際の各相コンバータ出力電圧は以下の通りとなる。
Here, considering the excess and deficiency of the modulation rate of the converter output voltage command value, the actual phase converter output voltage is as follows.
またコンバータ出力電圧が不平衡のため、コンバータ中性点51に以下の零相電圧v0が生じる。
Further, since the converter output voltage is unbalanced, the following zero-phase voltage v 0 is generated at the converter
よってコンバータ出力電圧とコンバータ中性点51間の電圧は以下の通りとなる。
Therefore, the voltage between the converter output voltage and the converter
ここでΔu´、Δv´、Δw´をそれぞれ0とした場合、
Here, when Δu ′, Δv ′, and Δw ′ are each 0,
よってコンバータ出力電圧は平衡となり、Δdによる所望のコンバータ電圧値と実際のコンバータ出力電圧値の偏差は電流制御部21のPI制御器62および67の積分制御項で補償される。つまりΔu´、Δv´、Δw´がそれぞれ0となるようにコンバータ出力電圧指令値の振幅を増減させれば、コンバータ電圧が三相平衡に近づくことになる。ここで上で得られたコンバータ出力電圧の実際値をdq変換すると、
Therefore, the converter output voltage is balanced, and the deviation between the desired converter voltage value and the actual converter output voltage value due to Δd is compensated by the integral control terms of the
零相電圧は相殺されるため、dq軸コンバータ電圧はそれぞれ、
Since the zero phase voltage cancels out, the dq axis converter voltage is
以上より、コンバータ出力電圧が不平衡の場合はdq軸上の値に2倍の基本周波数成分の振動が発生し、dq軸コンバータ電流においても2倍の基本周波数成分の振動が発生する。dq軸コンバータ出力電圧やdq軸コンバータ電流の振動は、各コンバータ電圧値の過不足量Δu´、Δv´、Δw´に依存する。本発明ではコンバータ電流三相不平衡によるdq軸コンバータ電流の振動を検出し、その振動成分からΔu´、Δv´、Δw´を導出する。
As described above, when the converter output voltage is unbalanced, the vibration of the fundamental frequency component twice as much as the value on the dq axis is generated, and the vibration of the fundamental frequency component twice as much as that occurs in the dq axis converter current. The vibration of the dq-axis converter output voltage and the dq-axis converter current depends on the excess / deficiency Δu ′, Δv ′, Δw ′ of each converter voltage value. In the present invention, vibration of the dq-axis converter current due to the converter current three-phase imbalance is detected, and Δu ′, Δv ′, and Δw ′ are derived from the vibration components.
以降では図3のコンバータ出力電圧過不足量の算出モデルより、dq軸コンバータ電流からΔu、Δv、ΔwおよびΔu´、Δv´、Δw´を算出する過程を示す。 Hereinafter, a process of calculating Δu, Δv, Δw and Δu ′, Δv ′, Δw ′ from the dq-axis converter current from the calculation model of the converter output voltage excess / deficiency in FIG.
図3の連系リアクトル44〜46のインダクタンス値をL[H]とすると、u相のコンバータ電流は以下の式で求められる。
ここでコンバータ出力電圧が三相不平衡の場合、上でも述べたようにdq軸コンバータ電流にも同様に2倍の基本周波数成分の振動が重畳する。電流制御の制御系は図4に示す構成となっており、dq軸コンバータ電流値をフィードバックしてdq軸コンバータ出力電圧指令値を算出しているため、dq軸コンバータ出力電圧指令値にも2倍周波成分の振動が重畳する。定式化すると以下の通りとなる。
Here, when the converter output voltage is three-phase unbalanced, as described above, the dq-axis converter current is also superposed with twice the vibration of the fundamental frequency component. The control system of the current control is configured as shown in FIG. 4, and the dq-axis converter output voltage command value is calculated by feeding back the dq-axis converter current value. Therefore, the dq-axis converter output voltage command value is also doubled. Frequency component vibrations are superimposed. The formulation is as follows.
(Vd,Vqはそれぞれdq軸系統電圧、Vg=Vd、Vq=0)定常状態におけるdq軸コンバータ電圧指令値vid_ref、viq_refは、直流成分Vid_dcおよびViq_dcと、基本周波数成分の2倍の振動成分の和となり、viq_refはvid_refより90°進むとするとそれぞれ以下の通り定義できる。
(Vd, Vq are dq axis system voltage, Vg = Vd, Vq = 0, respectively) dq axis converter voltage command values vid_ref, viq_ref in the steady state are DC components Vid_dc and Viq_dc and twice the vibration component of the fundamental frequency component. Assuming that the viq_ref is 90 degrees ahead of the vid_ref, the following can be defined as follows.
部分積分は以下の通りとなる。
The partial integration is as follows.
部分積分の結果を、それぞれvid_ref、viq_refの部分積分式に戻すと
When the partial integration results are returned to the partial integration expressions of vid_ref and viq_ref, respectively.
よって、u相電流は以下の通り定義できる。
Therefore, the u-phase current can be defined as follows.
v、w相も同様に、
Similarly for v and w phases,
よって、dq軸コンバータ電流はそれぞれ以下の通り与えられる。
Therefore, the dq axis converter current is given as follows.
それぞれ代入して計算を行うと、零相電圧の積分項は相殺されて以下のようになる。
When calculation is performed by substituting each, the integral term of the zero-phase voltage is canceled and becomes as follows.
上のd軸コンバータ電流およびq軸コンバータ電流の式において、ともに右辺第1項、第2項は2ωtの正弦波×(直流値−2ωtの正弦波)となっている。以下では2ωtの正弦波同士の積は無視することとし、さらにd軸コンバータ電圧はq軸コンバータ電圧より十分大きいとして第2項を無視することとする。また指令値電流を出力するために必要なdq軸コンバータ電圧はそれぞれ以下の通りである。
In the above equations for the d-axis converter current and the q-axis converter current, the first term and the second term on the right side are both 2 ωt sine waves × (DC value −2 ωt sine waves). In the following, the product of 2ωt sine waves is ignored, and the second term is ignored, assuming that the d-axis converter voltage is sufficiently larger than the q-axis converter voltage. The dq axis converter voltages necessary for outputting the command value current are as follows.
dq軸コンバータ電圧の直流値は、定常時は所望のdq軸コンバータ電圧と等しくなっているとみなすため、上で求めたdq軸コンバータ電圧より、以下の等式が成り立つ。
Since the direct current value of the dq-axis converter voltage is considered to be equal to the desired dq-axis converter voltage in the steady state, the following equation is established from the dq-axis converter voltage obtained above.
以上の近似を行うと、dq軸コンバータ電流の式は以下のように簡易化できる。
By performing the above approximation, the dq axis converter current equation can be simplified as follows.
また図4よりvid_ref、viq_refをそれぞれ以下の通りおく。
Further, from FIG. 4, vid_ref and viq_ref are respectively set as follows.
それぞれ直流分と振動成分に分けた場合、
When divided into DC component and vibration component respectively,
Kd_dc、Kq_dcは、それぞれΔu+Δv+Δwによる直流分の偏差をなくすように働くため、以下のように近似する。
Since Kd_dc and Kq_dc work to eliminate the deviation of the direct current due to Δu + Δv + Δw, they are approximated as follows.
またΔid、Δiqに対しては、3+Δu+Δv+Δw≒3とみなすと、それぞれ、
For Δid and Δiq, assuming that 3 + Δu + Δv + Δw≈3,
以上の結果を代入すると、Δid、ΔiqとΔu、Δv、Δwの関係を求めることができる。
By substituting the above results, the relationship between Δid and Δiq and Δu, Δv, and Δw can be obtained.
上の式より、Δu´のみを残した場合、
From the above formula, if only Δu ′ is left,
同様にΔv´、Δw´のみ残した場合、
Similarly, if only Δv ′ and Δw ′ are left,
よってΔu´、Δv´、Δw´についてまとめると、それぞれ以下の通りとなる。
Therefore, Δu ′, Δv ′, and Δw ′ are summarized as follows.
以上の式を用いて、コンバータ出力電流値から本来出力すべきコンバータ出力電圧と実際値との差を生じさせる変調率の過不足量を求めることができる。
Using the above equation, the excess or deficiency of the modulation rate that causes the difference between the converter output voltage to be output and the actual value can be obtained from the converter output current value.
得られた式より、変調率の過不足量を求めるコンバータ出力電圧過不足量算出部27を図5に示す。なおKdeltaを乗算することにより変調率に変換されるが、Kdeltaを乗算しない場合でも三相コンバータ電圧間での過不足量の相対値は変わらない。そのため、コンバータ出力電圧補償量算出部28のPI制御ゲインを調整すればKdeltaを乗算する必要はない。
FIG. 5 shows a converter output voltage excess /
(効果)
以上述べたすくなくとも一つの実施形態の電力変換装置によれば、変換器電流から算出された変換器出力電圧過不足量に応じて、変換器出力電圧が過剰な場合には出力電圧指令値の振幅を低減させ、逆に変換器出力電圧が不足している場合には出力電圧指令値の振幅を増加させるように変換器出力電圧指令値を補正することで、各単位電力変換回路の直流電圧検出器を設置することなく、変換器電流値の検出のみで変換器出力電圧および変換器電流の三相平衡化を実現することが可能である。
(effect)
According to the power conversion device of at least one embodiment described above, the amplitude of the output voltage command value when the converter output voltage is excessive according to the converter output voltage excess / deficiency calculated from the converter current. If the converter output voltage is insufficient, the converter output voltage command value is corrected so as to increase the amplitude of the output voltage command value, thereby detecting the DC voltage of each unit power conversion circuit. Without installing a converter, it is possible to achieve three-phase balancing of the converter output voltage and the converter current only by detecting the converter current value.
(第3の実施形態)
第3の実施形態について図6を参照し、詳細に説明する。尚、図1乃至5と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
The third embodiment will be described in detail with reference to FIG. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
コンバータ出力電圧過不足量算出部27より得られたコンバータ出力電圧の過不足量は、理想的なコンバータ出力電圧と現状のコンバータ出力電圧の偏差である。よって偏差分に比例積分制御を行い、偏差が0となるように変調率の増減を行うことが可能である。
The converter output voltage excess / deficiency obtained by the converter output voltage excess /
(作用)
図6に示すように、導出したコンバータ出力電圧の過不足量に対してPI制御器111、114および117により比例積分制御を行い、補正直流量を算出する。また補正直流量をコンバータ出力電圧指令値に同期した交流波形に変換するため、乗算部112、115および118で補正直流量とコンバータ出力電圧指令値を積算し、その積算値をコンバータ出力電圧指令値から減算部113、116および119で減算することで、コンバータ出力電圧が過剰な場合は変調率が減少し、コンバータ出力電圧が不足している場合には変調率が増加するように動作する。それぞれのコンバータ出力電圧の過不足量が0に近づくにつれ、PI制御器111、114および117の積分項に保持された直流量が補正直流量として支配的となっていき、コンバータ電圧が三相平衡、すなわちコンバータ電流が三相平衡に近づくように動作する。
(Function)
As shown in FIG. 6, proportional integral control is performed by the
また、実際のコンバータ電圧およびコンバータ電流には低次高調波やスイッチングに起因する高調波が含まれるため、コンバータ電圧過不足量に振動成分が重畳することが考えられる。そこで実用に際しては図7に示すように、導出したコンバータ出力電圧の過不足量にローパスフィルタ121、125および129を通し、高調波成分を除去した値を用いて補正直流量の算出を行うことで、補正直流量の振動を防ぐことができる。
Further, since the actual converter voltage and converter current include low-order harmonics and harmonics resulting from switching, it is conceivable that vibration components are superimposed on the converter voltage excess / deficiency. Therefore, in practical use, as shown in FIG. 7, the corrected DC amount is calculated by using the values obtained by removing the harmonic components through low-
(効果)
以上述べたすくなくとも一つの実施形態の電力変換装置によれば、変換器電流から算出された変換器出力電圧過不足量に応じて、変換器出力電圧が過剰な場合には出力電圧指令値の振幅を低減させ、逆に変換器出力電圧が不足している場合には出力電圧指令値の振幅を増加させるように変換器出力電圧指令値を補正することで、各単位電力変換回路の直流電圧検出器を設置することなく、変換器電流値の検出のみで変換器出力電圧および変換器電流の三相平衡化を実現することが可能である。
(effect)
According to the power conversion device of at least one embodiment described above, the amplitude of the output voltage command value when the converter output voltage is excessive according to the converter output voltage excess / deficiency calculated from the converter current. If the converter output voltage is insufficient, the converter output voltage command value is corrected so as to increase the amplitude of the output voltage command value, thereby detecting the DC voltage of each unit power conversion circuit. Without installing a converter, it is possible to achieve three-phase balancing of the converter output voltage and the converter current only by detecting the converter current value.
1a:U相第1段目単相コンバータ
1b:U相第2段目単相コンバータ
1c:U相第3段目単相コンバータ
2a:V相第1段目単相コンバータ
2b:V相第2段目単相コンバータ
2c:V相第3段目単相コンバータ
3a:W相第1段目単相コンバータ
3b:W相第2段目単相コンバータ
3c:W相第3段目単相コンバータ
4a〜6c:電力貯蔵装置
7a〜9c:フィルタコンデンサ
10〜12:連系リアクトル
13〜15:コンバータ電流検出器
16〜18:系統電圧検出器
19:コンバータ制御装置
20:電力系統
21:コンバータ電流制御演算部
22:dq軸コンバータ電圧指令値逆dq変換部
23:三相コンバータ出力電圧指令値規格部
24:系統電圧dq変換部
25:コンバータ電流dq変換部
26:系統電圧位相検出部
27:コンバータ出力電圧過不足量算出部
28:コンバータ出力電圧補正量算出部
29:コンバータ出力電圧指令値補正部
30:三角波比較部
41:u相コンバータ
42:v相コンバータ
43:w相コンバータ
44〜46:連系リアクトル
47〜49:電力系統
50電力系統接地点
51:コンバータ中性点
61:減算器
62:PI制御器
63:減算器
64:加算器
65:ゲイン
66:減算器
67:PI制御器
68:減算器
69:加算器
71:加算器
72:減算器
73〜75:ゲイン
76:減算器
77:減算器
78〜80:ゲイン
81〜82:乗算器
83:sin波発生器
84:cos波発生器
85:加算器
86:減算器
87〜88:乗算器
89:sin波発生器
90:cos波発生器
91〜92:乗算器
93:sin波発生器
94:cos波発生器
95〜97:加算器
98:ゲイン
100:電力貯蔵システム
111:PI制御器
112:乗算器
113:減算器
114:PI制御器
115:乗算器
116:減算器
117:PI制御器
118:乗算器
119:減算器
121:ローパスフィルタ
122:PI制御器
123:乗算器
124:減算器
125:ローパスフィルタ
126:PI制御器
127:乗算器
128:減算器
129:ローパスフィルタ
130:PI制御器
131:乗算器、
132:減算器
1a: U-phase first stage single-phase converter 1b: U-phase second-stage single-phase converter 1c: U-phase third-stage single-phase converter 2a: V-phase first-stage single-phase converter 2b: V-phase second Stage single phase converter 2c: V phase third stage single phase converter 3a: W phase first stage single phase converter 3b: W phase second stage single phase converter 3c: W phase third stage single phase converter 4a ˜6c: power storage devices 7a-9c: filter capacitors 10-12: interconnection reactors 13-15: converter current detectors 16-18: system voltage detector 19: converter controller 20: power system 21: converter current control calculation Unit 22: dq axis converter voltage command value reverse dq conversion unit 23: Three-phase converter output voltage command value standard unit 24: System voltage dq conversion unit 25: Converter current dq conversion unit 26: System voltage phase detection unit 27: Data output voltage excess / deficiency calculation unit 28: converter output voltage correction amount calculation unit 29: converter output voltage command value correction unit 30: triangular wave comparison unit 41: u-phase converter 42: v-phase converter 43: w-phase converters 44 to 46 : Interconnection reactors 47 to 49: Power system 50 Power system ground point 51: Converter neutral point 61: Subtractor 62: PI controller 63: Subtractor 64: Adder 65: Gain 66: Subtractor 67: PI controller 68: Subtractor 69: Adder 71: Adder 72: Subtractor 73-75: Gain 76: Subtractor 77: Subtractor 78-80: Gain 81-82: Multiplier 83: Sin wave generator 84: Cosine wave Generator 85: Adder 86: Subtractors 87-88: Multiplier 89: Sine wave generator 90: Cosine wave generator 91-92: Multiplier 93: Sin wave generator 94: Cosine wave generator 95 97: Adder 98: Gain 100: Power storage system 111: PI controller 112: Multiplier 113: Subtractor 114: PI controller 115: Multiplier 116: Subtractor 117: PI controller 118: Multiplier 119: Subtraction Unit 121: Low-pass filter 122: PI controller 123: Multiplier 124: Subtractor 125: Low-pass filter 126: PI controller 127: Multiplier 128: Subtractor 129: Low-pass filter 130: PI controller 131: Multiplier
132: Subtractor
Claims (4)
前記電力変換器の交流電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段から得られる三相交流電流値より三相交流電流不平衡成分を検出し、三相交流電流が平衡となるように前記電力変換器への出力交流電圧指令値を各相毎に補正する制御装置と、
を有する電力変換装置 A power converter having a plurality of unit power conversion circuits and power storage means for each phase;
Current detecting means for detecting an alternating current of the power converter;
The three-phase alternating current unbalanced component is detected from the three-phase alternating current value obtained from the current detecting means, and the output alternating voltage command value to the power converter is set for each phase so that the three-phase alternating current is balanced. A control device to correct,
Power conversion device having
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- 2010-09-30 JP JP2010223221A patent/JP2012080666A/en active Pending
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