JP2014100026A - 無効電力補償装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係る無効電力補償装置は、三相各相にそれぞれ構成される多段インバータ回路と、系統連系端と各多段インバータ回路の出力端の間に接続され、高調波を低減するためのフィルタ回路と、前記各多段インバータ回路を制御して所定の三相交流電圧を出力させる制御部とを具備する。前記各多段インバータ回路は、直流電圧を、電圧指令値の基本波1周期あたり正負それぞれ1回のワンパルス電圧に変換する、単相フルブリッジ構成のワンパルスインバータを1以上直列接続して構成され、前記各多段インバータ回路の系統の反対側端は、中性点として全相接続されている。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態に係る無効電力補償装置の構成を示す図である。
図3は、第2実施形態に係る無効電力補償装置の構成を示す図である。なお、以下においては、図1に示す無効電力補償装置の構成要素と同一または相当する構成要素には、図1で使用した符号と同一の符号を付して説明する。
図5、図6は、本発明の実施例1または実施例2に係るワンパルスインバータ1の直流コンデンサ12の電圧を制御する方法の原理を示す図である。
図7は、第4実施形態に係る無効電力補償装置の電圧指令値に対しワンパルス電圧のタイミングを決定する閾値の比較を示す図である。本図では正弦波の正の半周期について示している。
第5実施形態に関わる無効電力補償装置は、各相において複数のワンパルスインバータ1を備え、各相の複数あるワンパルスインバータ1の中で、ワンパルス電圧のパルスパターンを一定周期で入れ替える。
図10は、第6実施形態に係る連系フィルタをリアクトルとコンデンサで構成した無効電力補償装置を示す図である。
Claims (13)
- 三相各相にそれぞれ構成される多段インバータ回路と、
系統連系端と各多段インバータ回路の出力端の間に接続され、高調波を低減するためのフィルタ回路と、
前記各多段インバータ回路を制御して所定の三相交流電圧を出力させる制御部と、を具備し、
前記各多段インバータ回路は、直流電圧を、電圧指令値の基本波1周期あたり正負それぞれ1回のワンパルス電圧に変換する、単相フルブリッジ構成のワンパルスインバータを2以上直列接続して構成され、
前記各多段インバータ回路の系統の反対側端は、中性点として全相接続されていることを特徴とする無効電力補償装置。 - 前記ワンパルスインバータがそれぞれ備える直流電圧源のいずれか、または全てがコンデンサであることを特徴とする請求項1記載の無効電力補償装置。
- 前記制御部は、前記ワンパルスインバータが出力するワンパルスのオンとオフの位相を、それぞれ同一量かつ同一方向にずらすことにより、前記コンデンサの電圧を個別に制御することを特徴とする請求項1又は2記載の無効電力補償装置。
- 前記制御部は、
前記ワンパルスインバータの電圧指令値と閾値との比較に基づいて、前記ワンパルスインバータがワンパルスを出力するワンパルス位相を決定するものであり、
前記ワンパルスインバータの直流側コンデンサのコンデンサ電圧と、コンデンサ電圧指令値の差分にゲインを乗算して得られる閾値制御量に基づいて、前記ワンパルス位相をずらし前記コンデンサ電圧を制御することを特徴とする請求項1乃至3のうち1項記載の無効電力補償装置。 - 前記制御部は、出力する電流が進み電流か遅れ電流かを、無効電流の指令値から判別し、該判別結果に応じて、前記ワンパルス位相をずらす方向を決定することを特徴とする請求項4記載の無効電力補償装置。
- 前記ゲインは、全ての前記ワンパルスインバータにおける前記コンデンサ電圧の制御において同一の値であることを特徴とする請求項4又は5記載の無効電力補償装置。
- 前記制御部は、一定周期ごとに、各相の前記ワンパルスインバータの間で、出力するワンパルス電圧のパルスを入れ替えることを特徴とする請求項1乃至6のうち1項記載の無効電力補償装置。
- 三相各相にそれぞれ構成される多段インバータ回路と、
系統連系端と各多段インバータ回路の出力端の間に接続され、高調波を低減するためのフィルタ回路と、
前記各多段ワンパルスインバータ回路を制御して所定の三相交流電圧を出力させる制御部と、を具備し、
各多段インバータ回路は、
直流電圧を、電圧指令値の基本波1周期あたり正負それぞれ1回のワンパルス電圧に変換する、単相フルブリッジ構成のワンパルスインバータを1以上直列接続した第1インバータ回路と、
前記第1インバータ回路に直列に接続され、直流電圧を、電圧指令値に対する前記第1ワンパルスインバータ回路の出力を補償するようパルス幅変調する、単相フルブリッジ構成のPWMインバータを1以上直列接続した第2インバータ回路と、を具備し、
各相の系統の反対側端は中性点として全相接続され、
前記ワンパルスインバータの直流電圧は、前記PWMインバータの直流電圧よりも大きく、
前記ワンパルスインバータを構成する半導体素子の耐圧は、前記PWMインバータを構成する半導体素子の耐圧よりも高いことを特徴とする無効電力補償装置。 - 前記PWMインバータの直流電圧の各相あたりの合計値は、前記ワンパルスインバータの1段あたりの直流電圧の50%〜100%であることを特徴とする請求項8記載の無効電力補償装置。
- 前記制御部は、前記ワンパルスインバータが出力するワンパルスのオンとオフの位相を、それぞれ同一量かつ同一方向にずらすことにより、前記コンデンサの電圧を個別に制御することを特徴とする請求項8又は9記載の無効電力補償装置。
- 前記制御部は、
前記ワンパルスインバータの電圧指令値と閾値との比較に基づいて、前記ワンパルスインバータがワンパルスを出力するワンパルス位相を決定するものであり、
前記ワンパルスインバータの直流側コンデンサのコンデンサ電圧と、コンデンサ電圧指令値の差分にゲインを乗算して得られる閾値制御量に基づいて、前記ワンパルス位相をずらし、前記コンデンサ電圧を制御することを特徴とする請求項8乃至10のうち1項記載の無効電力補償装置。 - 前記フィルタ回路が、リアクトルのみで構成されることを特徴とする請求項1乃至11のうち1項記載の無効電力補償装置。
- 前記フィルタ回路が、リアクトルとコンデンサで構成されることを特徴とする請求項1乃至11のうち1項記載の無効電力補償装置。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016063610A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
JP2018102051A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 東芝産業機器システム株式会社 | 単相インバータ |
WO2018127960A1 (ja) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
JP2018121464A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 東芝産業機器システム株式会社 | 変換装置 |
JP2019062667A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019106823A (ja) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019140859A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東海旅客鉄道株式会社 | 直列多重インバータ装置およびその制御方法 |
JP2019140858A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東海旅客鉄道株式会社 | 直列多重インバータ装置およびその制御方法 |
JP2020054072A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 株式会社明電舎 | 直列多重電力変換装置およびその制御方法 |
WO2021044681A1 (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 株式会社明電舎 | 直列多重インバータの制御装置 |
JP7472961B1 (ja) | 2022-12-21 | 2024-04-23 | 株式会社明電舎 | セル多重インバータ |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9209679B2 (en) * | 2013-12-18 | 2015-12-08 | Abb Technology Ag | Method and apparatus for transferring power between AC and DC power systems |
US9458830B2 (en) * | 2014-09-05 | 2016-10-04 | General Electric Company | System and method for improving reactive current response time in a wind turbine |
KR102485705B1 (ko) * | 2016-02-18 | 2023-01-05 | 엘에스일렉트릭(주) | 멀티 레벨 인버터의 3상 평형 전압 제어 방법 |
US10622915B2 (en) | 2016-08-11 | 2020-04-14 | University Of Florida Research Foundation, Incorporated | Four-quadrant modulation technique to extend modulation index range for multilevel selective harmonic elimination / compensation |
US10205379B2 (en) * | 2017-01-05 | 2019-02-12 | General Electric Company | Multilevel inverter for cryogenic power systems |
US10116229B1 (en) | 2017-09-19 | 2018-10-30 | King Saud University | Multilevel cascade hexagonal voltage source converter with isolated DC sources |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5642275A (en) * | 1995-09-14 | 1997-06-24 | Lockheed Martin Energy System, Inc. | Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources |
JP2009165222A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
JP2009201350A (ja) * | 2003-10-27 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電源装置 |
JP2012147559A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 半導体電力変換装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9413661D0 (en) * | 1994-07-07 | 1994-08-24 | Pifco Ltd | Improvements to heating apparatus |
US6867987B2 (en) * | 2003-06-13 | 2005-03-15 | Ballard Power Systems Corporation | Multilevel inverter control schemes |
EP2171837B1 (en) * | 2007-07-09 | 2016-04-13 | Power Concepts NZ Limited | Multi output inverter |
EP2667279B1 (en) * | 2011-01-18 | 2019-05-29 | Tokyo Institute of Technology | Power converter and method for controlling same |
JP5593253B2 (ja) | 2011-02-23 | 2014-09-17 | 一般財団法人電力中央研究所 | 無効電力補償装置 |
-
2012
- 2012-11-15 JP JP2012251426A patent/JP6139111B2/ja active Active
-
2013
- 2013-11-14 US US14/080,456 patent/US9379548B2/en active Active
- 2013-11-15 DE DE102013223332.9A patent/DE102013223332A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5642275A (en) * | 1995-09-14 | 1997-06-24 | Lockheed Martin Energy System, Inc. | Multilevel cascade voltage source inverter with seperate DC sources |
JP2009201350A (ja) * | 2003-10-27 | 2009-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 電源装置 |
JP2009165222A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
JP2012147559A (ja) * | 2011-01-12 | 2012-08-02 | Toshiba Corp | 半導体電力変換装置 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016063610A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
JP2018102051A (ja) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | 東芝産業機器システム株式会社 | 単相インバータ |
JPWO2018127960A1 (ja) * | 2017-01-05 | 2019-11-07 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
WO2018127960A1 (ja) * | 2017-01-05 | 2018-07-12 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
JP2018121464A (ja) * | 2017-01-26 | 2018-08-02 | 東芝産業機器システム株式会社 | 変換装置 |
JP2019062667A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019106823A (ja) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
JP2019140859A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東海旅客鉄道株式会社 | 直列多重インバータ装置およびその制御方法 |
JP2019140858A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東海旅客鉄道株式会社 | 直列多重インバータ装置およびその制御方法 |
JP7002958B2 (ja) | 2018-02-15 | 2022-01-20 | 東海旅客鉄道株式会社 | 直列多重インバータ装置およびその制御方法 |
JP2020054072A (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 株式会社明電舎 | 直列多重電力変換装置およびその制御方法 |
JP7021624B2 (ja) | 2018-09-26 | 2022-02-17 | 株式会社明電舎 | 直列多重電力変換装置およびその制御方法 |
WO2021044681A1 (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 株式会社明電舎 | 直列多重インバータの制御装置 |
JP2021044852A (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 株式会社明電舎 | 直列多重インバータの制御装置 |
US11575331B2 (en) | 2019-09-06 | 2023-02-07 | Meidensha Corporation | Serial multiplex inverter control device |
JP7472961B1 (ja) | 2022-12-21 | 2024-04-23 | 株式会社明電舎 | セル多重インバータ |
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