JP2013158245A - 分散電源用インバータ及び分散電源用インバータの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、交流端子の単相交流出力電圧の位相と所定の位相差をもつ単相交流を発生させ、発生させた単相交流と交流端子の単相交流出力電圧とを利用してインバータのPWM制御することとした。また、交流端子の有効電力と無効電力とを測定し、所望の有効電力と無効電力になるように単相電圧型交直変換回路を制御することとした。
【選択図】図1
Description
以下、有効電力と無効電力とをそれぞれ独立して制御することをPQ制御と記す。図8は、図3の単相電圧型交直変換装置11(100V,50Hz、1kVA)が100V、50Hzの電力系統に連系している場合のPQ制御の動作をシミュレーションした結果である。時刻60msでPQ制御を開始し、時刻80msで電力指令ベクトルの有効電力指令値が900W、無効電力指令値が436varとなるようにした。単相電圧型交直変換装置の交流端子の単相交流電圧は、PQ制御を開始して100ms後には、ほぼ電力指令ベクトルどおりの値となった。出力電流波形は、ひずみの少ない正弦波となった。
21:直流端子
22:交流端子
30:位相差生成回路
31:出力電圧検出回路
33−1〜33−3:端子
34:出力電流検出回路
35:位相遅れ単相交流生成器
36:位相差電圧生成器
38:変流器
40:単相電圧型交直変換回路
40−1,40−2:単相電圧型交直変換回路
41:ゲート信号発生器
42:単相電圧型交直変換部
43:電流検出回路
44:電圧検出回路
45:単相交流フィルタ回路
50:周波数制御回路
51:規準周波数設定器
53:ループフィルタ
55:時間積分器
56:第二加算器
57:電気角
58:第三加算器
60:下位電圧制御回路
61:規準電圧設定器
62:第一加算器
63:第三減算器
64:電圧制御器
65:第二乗算器
66 :フィルタ電流補償器
67:PWM電流偏差補償器
68:フィードフォワード増幅器
69:第四加算器
70:上位電圧制御回路
71a:第一減算器
71b:第二減算器
72a:第一上位制御増幅器
72b:第二上位制御増幅器
73:第一乗算器
120:上位指令ベクトル
121:リミッタ
130:電力指令ベクトル
140:交流電力測定器
141:規準周波数回路
142:電圧位相遅延回路
143:電流位相遅延回路
144:電力演算回路
145:有効電力値測定回路
146:無効電力値測定回路
147−1、147−2、147−3、147−4:乗算器
148−1:加算器
148−2:減算器
149−1、149−2:ローパスフィルタ
150:電力制御回路
B1:上位指令ベクトル
B2:最上位制御ブロック
B3:ac−AVRブロック
B4:ETM−PWMブロック
B5:主スイッチ
Claims (2)
- 交流端子から見て内部起電圧と内部等価インピーダンスとを持ち、PWM指令に基づいて発生させたゲート信号のパルス幅に応じて直流電圧源からの電圧を単相交流電圧に変換して前記交流端子から出力する単相電圧型交直変換回路と、
前記交流端子の単相出力電力の有効電力値に対する有効電力指令値及び無効電力値に対する無効電力指令値からなる電力指令ベクトルが入力され、前記電力指令ベクトル、前記交流端子の単相出力電力の有効電力値及び前記交流端子の単相出力電力の無効電力値に基づいて、前記交流端子の単相出力電力の有効電力値及び無効電力値が前記電力指令ベクトルによる指令値に近づくように生成した電力制御信号を、前記交流端子の単相交流電圧の振幅に対する電圧振幅指令値及び周波数に対する周波数指令値からなる上位指令ベクトルとして出力する電力制御回路と、
前記交流端子の単相交流電圧の位相を遅延させ、遅延単相交流を発生させる位相遅れ単相交流生成器を有し、前記遅延単相交流に基づいて前記交流端子の単相交流電圧と前記単相電圧型交直変換回路の前記内部起電圧との位相差に相応する電圧を生成する位相差生成回路と、
前記電力制御回路からの前記上位指令ベクトル、前記位相差生成回路からの位相差に相応する電圧並びに前記交流端子の単相交流電圧に基づいて、前記交流端子の単相交流電圧の振幅及び周波数が前記上位指令ベクトルによる指令値に近づくように生成した電圧指令信号及び周波数指令信号を出力する上位電圧制御回路と、
前記交流端子の単相交流電圧の周波数を規定する規準周波数、前記上位電圧制御回路からの周波数指令信号及び前記位相差生成回路からの位相差に相応する電圧に基づいて前記単相電圧型交直変換回路の前記内部起電圧の電気角を生成する周波数制御回路と、
前記交流端子の単相交流電圧の振幅の規準となる規準電圧が設定されており、前記周波数制御回路からの電気角に基づく信号と前記規準電圧とを乗算した値に前記上位電圧制御回路からの電圧指令信号を加算して前記内部起電圧とし、前記内部起電圧と前記単相交流電圧との差分を前記PWM指令として出力する下位電圧制御回路と、を有する単相電圧型交直変換装置を備え、
直流電圧を出力する燃料電池若しくは蓄電システム又は太陽光発電若しくは風力発電の発電方法で発電し整流した直流電圧を出力する電圧源を前記直流電圧源とする分散電源用インバータ。 - 交流端子から見て内部起電圧と内部等価インピーダンスとを持ち、PWM指令に基づいて発生させたゲート信号のパルス幅に応じて直流電圧源からの電圧を単相交流電圧に変換して前記交流端子から出力する単相電圧型交直変換工程と、
前記交流端子の単相出力電力の有効電力値に対する有効電力指令値及び無効電力値に対する無効電力指令値からなる電力指令ベクトルが入力され、前記電力指令ベクトル、前記交流端子の単相出力電力の有効電力値及び前記交流端子の単相出力電力の無効電力値に基づいて、前記交流端子の単相出力電力の有効電力値及び無効電力値が前記電力指令ベクトルによる指令値に近づくように生成した電力制御信号を、前記交流端子の単相交流電圧の振幅に対する電圧振幅指令値及び周波数に対する周波数指令値からなる上位指令ベクトルとして出力する電力制御工程と、
前記交流端子の単相交流電圧の位相を遅延させ、遅延単相交流を発生させ、前記遅延単相交流に基づいて前記交流端子の単相交流電圧と前記単相電圧型交直変換回路の前記内部起電圧との位相差に相応する電圧を生成する位相差生成工程と、
前記電力制御工程で生成された前記上位指令ベクトル、前記位相差生成工程で生成された位相差に相応する電圧並びに前記交流端子の単相交流電圧に基づいて、前記交流端子の単相交流電圧の振幅及び周波数が前記上位指令ベクトルによる指令値に近づくように生成した電圧指令信号及び周波数指令信号を出力する上位電圧制御工程と、
前記交流端子の単相交流電圧の周波数を規定する規準周波数、前記上位電圧制御工程で出力した周波数指令信号及び前記位相差生成工程で生成した位相差に相応する電圧に基づいて前記単相電圧型交直変換回路の前記内部起電圧の電気角を生成する周波数制御工程と、
前記交流端子の単相交流電圧の振幅の規準となる規準電圧が設定されており、前記周波数制御工程で生成した前記電気角に基づく信号と前記規準電圧とを乗算した値に前記上位電圧制御工程で出力した電圧指令信号を加算して前記内部起電圧とし、前記内部起電圧と前記単相交流電圧との差分を前記PWM指令として出力する下位電圧制御工程と、
を備え、
直流電圧を出力する燃料電池若しくは蓄電システム又は太陽光発電若しくは風力発電の発電方法で発電し整流した直流電圧を出力する電圧源を前記直流電圧源とする分散電源用インバータの制御方法。
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JPS62262618A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-14 | 富士電機株式会社 | 系統連系インバ−タの制御方式 |
JP2005003530A (ja) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | 位相検出器 |
JP2007236083A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Origin Electric Co Ltd | 三相電圧型交直変換装置 |
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