JP2016007122A - Power converter - Google Patents

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JP2016007122A
JP2016007122A JP2015088903A JP2015088903A JP2016007122A JP 2016007122 A JP2016007122 A JP 2016007122A JP 2015088903 A JP2015088903 A JP 2015088903A JP 2015088903 A JP2015088903 A JP 2015088903A JP 2016007122 A JP2016007122 A JP 2016007122A
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良典 則竹
Yoshinori Noritake
良典 則竹
清磨 山岸
Kiyoma Yamagishi
清磨 山岸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter capable of preventing erroneous stop of the power converter even when an instantaneous drop occurs.SOLUTION: A power converter 1 includes: a booster circuit 3 that controls the step-up ratio (first operation amount S1) so that the DC power output from a solar cell 8 is a maximum value or adjacent to the maximum value; and an inverter circuit 4 that receives the DC power output from the booster circuit 3 and converts the DC power into an AC power. The power converter 1 also includes a control section that corrects the step-up ratio using a correction value (second operation amount S2) based on the voltage of the DC power input to the inverter circuit 4 and set a larger correction value during the current value of the AC power exceeds a predetermined value.

Description

本発明は、電力変換装置に関するものである。   The present invention relates to a power conversion device.

従来より、太陽電池が発電した直流電力を昇圧回路で昇圧した後、インバータ回路で商
用の電力系統と同期する交流電力に変換して商用の電力系統へ重畳する電力変換装置が提
供されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a power conversion device that boosts DC power generated by a solar cell with a booster circuit, converts the DC power into AC power synchronized with a commercial power system using an inverter circuit, and superimposes the AC power on the commercial power system.

商用の電力系統は、落雷などの自然現象で瞬間的に電圧が低下したり、また瞬間的に停
電が引き起こされたりすることがあり、所謂、瞬低(瞬停)と呼ばれる現象が起こる。電
力変換装置の設置数は年々増加しており、例えば地域的に瞬低が起きた際、電力変換装置
が電力系統の異常を判断して停止してしまうことがある。この場合、電力系統に大きな電
力変動が生じ電力系統自体が不安定になることがあった。
In a commercial power system, a natural phenomenon such as a lightning strike may cause a voltage to drop instantaneously or a power outage may be caused instantaneously, and a so-called instantaneous drop (instantaneous power failure) occurs. The number of installed power conversion devices is increasing year by year. For example, when an instantaneous drop occurs in a region, the power conversion device may stop due to an abnormality in the power system. In this case, a large power fluctuation may occur in the power system, and the power system itself may become unstable.

商用の電力系統が不安定になることを抑制するために、電力変換装置は瞬低時でも運転
を継続し、また瞬低が回復した際には速やかに電力系統への出力を元に戻す機能(FRT
(Fault Ride Through)機能)が求められている。
In order to prevent the commercial power system from becoming unstable, the power converter continues to operate even during a sag, and when the sag recovers, the function to quickly restore the output to the power system (FRT
(Fault Ride Through function) is demanded.

特許文献1には、昇圧回路とインバータ回路とを繋ぐ直流ラインの電圧が上限値を超え
ると瞬低を判断し、通常モードから瞬低モードに切り替える電力変換装置が記載されてい
る。特許文献1には、電力変換装置の運転が通常モードから瞬低モードへ移行時はインバ
ータの出力電流の値や昇圧回路への直流入力電流の値を記憶し、運転が戻る時には、この
記憶した値を利用するものが記載されていた。
Patent Document 1 describes a power conversion device that determines a voltage sag when a voltage on a DC line connecting a booster circuit and an inverter circuit exceeds an upper limit value and switches from a normal mode to a voltage sag mode. Patent Document 1 stores the value of the output current of the inverter and the value of the DC input current to the booster circuit when the operation of the power converter shifts from the normal mode to the sag mode, and stores this when the operation returns. What used the value was described.

特開2012−55036号公報JP 2012-55036 A

しかしながら、特許文献1に記載の電力変換装置では、瞬低を判断して運転モードを変
える際に制御遅れが生じ、記憶した値の誤検出や誤差で電力変換装置が停止に至ることが
あった。
However, in the power conversion device described in Patent Document 1, a control delay occurs when the operation mode is changed after judging the instantaneous drop, and the power conversion device may stop due to erroneous detection or error of the stored value. .

本願発明は、この様な点に鑑みなされた発明であり、瞬低が起きても電力変換装置の安
定動作を確保する電力変換装置を提供することを目的とする。
This invention is an invention made | formed in view of such a point, and it aims at providing the power converter device which ensures the stable operation | movement of a power converter device even if a sag occurs.

本願発明の電力変換装置は、太陽電池の出力する直流電力が最大値もしくは最大値付近
になるように昇圧比が制御される昇圧回路と、この昇圧回路から出力される直流電力が入
力されてこの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路とを有する電力変換装置にお
いて、インバータ回路に入力される直流電力の電圧に基づく補正値で昇圧比を補正すると
共に、交流電力の電流値が所定値を超えている時に補正値を大きくする制御部を備えるこ
とを特徴とする。
The power conversion device according to the present invention includes a booster circuit whose boost ratio is controlled so that the DC power output from the solar cell is at or near the maximum value, and the DC power output from the booster circuit is input to the power converter. In a power converter having an inverter circuit for converting DC power to AC power, the boost ratio is corrected with a correction value based on the voltage of DC power input to the inverter circuit, and the current value of AC power exceeds a predetermined value. And a control unit for increasing the correction value when it is in operation.

また、本発明の別の電力変換装置は、太陽電池の出力する直流電力が最大値もしくは最
大値付近になるように昇圧比が制御される昇圧回路と、この昇圧回路から出力される直流
電力が入力されてこの直流電力を交流電力に変換するインバータ回路とを有する電力変換
装置において、交流電力の電流値が所定値を超えている時にインバータ回路に入力される
直流電力の電圧に基づく補正値を当該電圧に基づいて補正された昇圧比に加算する制御部
を備えることを特徴とする。
Further, another power conversion device of the present invention includes a booster circuit in which the boost ratio is controlled so that the DC power output from the solar cell is at or near the maximum value, and the DC power output from the booster circuit is In a power conversion device having an inverter circuit that converts this DC power into AC power that has been input, a correction value based on the voltage of the DC power that is input to the inverter circuit when the current value of the AC power exceeds a predetermined value. A control unit for adding to the boost ratio corrected based on the voltage is provided.

本発明の電力変換装置は、瞬低が起きても電力変換装置の誤停止を抑制することができ
るものである。
The power conversion device of the present invention can suppress erroneous stop of the power conversion device even when a voltage sag occurs.

図1は本実施例の電力変換装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a power conversion apparatus according to the present embodiment. 図2は本実施例の電力変換装置の制御ブロックを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a control block of the power conversion apparatus according to the present embodiment. 図3は本実施例の電力変換装置の制御のフローチャートを示す図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating control of the power conversion apparatus according to this embodiment.

本実施形態では、太陽電池の出力する直流電力をMPPT(Maximum Powe
r Point Tracking)方式に基づいて制御する際の昇圧回路の昇圧比を決
める第1操作量と、瞬低時に昇圧回路から出力される昇圧電圧(直流電圧)に基づく第2
操作量(補正値)とを用いて昇圧回路の昇圧比を制御することで、誤動作による電力変換
装置の停止を抑制することができるものである。
In this embodiment, the DC power output from the solar cell is converted into MPPT (Maximum Power).
The first operation amount that determines the boost ratio of the booster circuit when performing control based on the (r Point Tracking) method, and the second based on the boosted voltage (DC voltage) output from the booster circuit at the time of a sag.
By controlling the boost ratio of the booster circuit using the operation amount (correction value), it is possible to suppress the stop of the power converter due to malfunction.

図1に示すように、電力変換装置1は太陽電池8に接続されており、太陽電池8の出力
する直流電力を昇圧回路3に入力し、商用の電力系統2と同期する交流電力に変換した後
、この交流電力を商用の電力系統2へ重畳する。
As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 is connected to the solar cell 8, and the DC power output from the solar cell 8 is input to the booster circuit 3 and converted into AC power synchronized with the commercial power system 2. Thereafter, this AC power is superimposed on the commercial power system 2.

電力変換装置1は、昇圧回路3、インバータ回路4、フィルタ回路5、昇圧制御回路6
(第1制御回路)、及びインバータ制御回路7(第2制御回路)を備えている。
The power converter 1 includes a booster circuit 3, an inverter circuit 4, a filter circuit 5, and a boost control circuit 6
(First control circuit) and an inverter control circuit 7 (second control circuit).

昇圧回路3は、非絶縁型のチョッパ回路によって構成され、直流リアクトル31、昇圧
用のスイッチ素子32、ダイオード33、及びコンデンサ34を有している。尚、この昇
圧回路は非絶縁型に限るものではなく、絶縁型の昇圧回路など出力電圧を制御できるもの
であれば良い。
The booster circuit 3 is configured by a non-insulated chopper circuit, and includes a DC reactor 31, a boosting switch element 32, a diode 33, and a capacitor 34. Note that this booster circuit is not limited to the non-insulated type, and may be any type that can control the output voltage, such as an isolated type booster circuit.

昇圧回路3は、昇圧用のスイッチ素子32を所定のONデューティ比により周期的に導
通/遮断して入力された直流電圧を所望の昇圧比で昇圧して出力する。尚、ONデューテ
ィ比により昇圧比が決定するため昇圧比を制御することはONデューティ比を制御するこ
とと等しい。所望の昇圧比を変えることによって昇圧回路3は、太陽電池8の出力する直
流電力の電圧を制御してインバータ回路4へ出力する。
The booster circuit 3 boosts and outputs the input DC voltage at a desired boost ratio by periodically turning on / off the boost switch element 32 at a predetermined ON duty ratio. Since the boost ratio is determined by the ON duty ratio, controlling the boost ratio is equivalent to controlling the ON duty ratio. By changing the desired boost ratio, the booster circuit 3 controls the voltage of the DC power output from the solar cell 8 and outputs it to the inverter circuit 4.

インバータ回路4は、スイッチ素子41、42を順に直列に接続した直列回路と、スイ
ッチ素子43、44を順に直列に接続した直列回路とを並列に接続した単相ブリッジ回路
から成る。これらのスイッチ素子41〜44を、PWM(パルス幅変調)に基づいて生成
されるパルス信号(スイッチング信号)により周期的に導通/遮断し、昇圧回路3から出
力される直流電力を商用の電力系統と同期した交流電力(疑似正弦波)に変換する。この
変換された交流電力は高周波成分を減衰させるフィルタ回路5(ローパスフィルター)を
通して正弦波状に成形された後、電力系統2に重畳される。このインバータ回路は単相交
流の出力に限らず三相交流を出力するものであっても良く、また単相/多相ブリッジ構成
に限らず中性点クラップ方式、出力クランプ方式や複数レベル出力の可能な回路構成であ
っても良いものである。
The inverter circuit 4 is composed of a single-phase bridge circuit in which a series circuit in which switch elements 41 and 42 are connected in series and a series circuit in which switch elements 43 and 44 are connected in series are connected in parallel. These switch elements 41 to 44 are periodically turned on / off by a pulse signal (switching signal) generated based on PWM (pulse width modulation), and DC power output from the booster circuit 3 is supplied to a commercial power system. To AC power (pseudo sine wave) synchronized with. The converted AC power is shaped into a sine wave through a filter circuit 5 (low-pass filter) that attenuates high-frequency components, and then superimposed on the power system 2. This inverter circuit may output not only single-phase alternating current but also three-phase alternating current, and is not limited to a single-phase / multi-phase bridge configuration, and a neutral point clapping method, output clamping method, or multi-level output. A possible circuit configuration may be used.

昇圧制御回路6は次の(1)〜(4)の動作を行う。(1)太陽電池8の出力する直流
電力が最大値もしくは最大値付近になるように昇圧回路3を制御するための第1操作量S
1(昇圧比)を求める。(2)昇圧回路3から出力される昇圧後の直流電力の直流電圧V
dに基づいて第2操作量S2を求める。この第2操作量S2は直流電圧Vdに基づく変数
a2を乗じた後補正値となる。(3)第1操作量S1を補正値で補正する動作を行う。こ
の補正は第1操作量S1に第2操作量S2(補正値)を加算/減算する動作である。(尚
、乗算/除算すようにアルゴリズムを変更することも可能である。)この場合、第1操作
量S1に直流電圧Vdに基づく変数a1を予め乗じて昇圧比として用いてもよい。(4)
インバータ回路4の出力電流が所定値を超えている時は変数a2による補正値を大きくす
る。すなわち、この時は大きな値の補正値が用いられるものである。
The boost control circuit 6 performs the following operations (1) to (4). (1) A first manipulated variable S for controlling the booster circuit 3 so that the DC power output from the solar cell 8 is at or near the maximum value.
1 (step-up ratio) is obtained. (2) DC voltage V of boosted DC power output from the booster circuit 3
A second operation amount S2 is obtained based on d. The second manipulated variable S2 becomes a correction value after being multiplied by a variable a2 based on the DC voltage Vd. (3) An operation of correcting the first operation amount S1 with the correction value is performed. This correction is an operation of adding / subtracting the second operation amount S2 (correction value) to the first operation amount S1. (It is also possible to change the algorithm so as to multiply / divide.) In this case, the first manipulated variable S1 may be preliminarily multiplied by a variable a1 based on the DC voltage Vd and used as the boost ratio. (4)
When the output current of the inverter circuit 4 exceeds a predetermined value, the correction value by the variable a2 is increased. That is, at this time, a large correction value is used.

昇圧制御回路6は上記(1)〜(4)の動作を行うことにより、インバータ回路4の出
力電流が所定値を超えている時に、昇圧回路3から出力される直流電力の直流電圧Vdを
通常運転時には使用しない電位の目標昇圧電圧Vdt(定数の所定電圧)まで上昇させる
ことなる。具体的には図2(a)の昇圧制御回路6の制御ブロックの図に示す。昇圧制御
回路6は、補正値を求めるために、昇圧回路3から出力される直流電圧Vd(インバータ
回路4に入力される直流電力の直流電圧)と目標昇圧電圧Vdtとを加算器66aに入力
して差分を求める動作を行う。次に、演算部62でこの差分をゼロにするための第2操作
量S2を求める。この演算部62の動作は、目標昇圧電圧Vdtと直流電圧Vdとの差分
そのものであっても良く、この差分に所定の値を乗算するものであっても良く、所定の函
数(PIDなどの予測演算)処理を行ったものでも良く、電力変換装置の定格や規定され
る応答速度などの環境条件に応じて任意に設定することができる。演算部62からの第2
操作量S2は変数a2を用いて重み積算回路67bにより重みづけされた後補正値となっ
て加算器66cへ送られる。目標昇圧電圧Vdtは電力系統2の電圧より高くかつ電力変
換装置の動作可能範囲内に設定される上限電圧の値である。すなわちこの電圧を超えると
保護装置が作動して電力変換装置は運転を停止する。
The step-up control circuit 6 performs the operations (1) to (4) above so that when the output current of the inverter circuit 4 exceeds a predetermined value, the DC voltage Vd of the DC power output from the step-up circuit 3 is normally set. The voltage is raised to a target boost voltage Vdt (a constant predetermined voltage) that is not used during operation. Specifically, a control block diagram of the boost control circuit 6 in FIG. In order to obtain a correction value, the boost control circuit 6 inputs the DC voltage Vd output from the booster circuit 3 (DC voltage of DC power input to the inverter circuit 4) and the target boost voltage Vdt to the adder 66a. To obtain the difference. Next, the operation unit 62 obtains a second operation amount S2 for making this difference zero. The operation of the calculation unit 62 may be the difference itself between the target boost voltage Vdt and the DC voltage Vd, or may be obtained by multiplying this difference by a predetermined value. It may be one that has been subjected to (computation) processing, and can be arbitrarily set according to environmental conditions such as the rating of the power conversion device and the prescribed response speed. Second from the calculation unit 62
The manipulated variable S2 is weighted by the weight integrating circuit 67b using the variable a2 and then sent to the adder 66c as a correction value. The target boost voltage Vdt is a value of an upper limit voltage that is higher than the voltage of the power system 2 and set within the operable range of the power converter. That is, when this voltage is exceeded, the protection device is activated and the power converter stops operation.

昇圧制御回路6は、さらに第1操作量S1の演算を行う。昇圧制御回路6は、太陽電池
8から出力されるところの昇圧回路3への入力電圧Vi、及び入力電流Iiを入力し、こ
れらの値を乗算して太陽電池8の出力電力Pを求める。次に、演算部61では太陽電池8
の出力電力Pが最大になるように目標入力電圧Vitを求める。
The boost control circuit 6 further calculates the first manipulated variable S1. The step-up control circuit 6 receives the input voltage Vi and the input current Ii output from the solar cell 8 to the step-up circuit 3 and multiplies these values to obtain the output power P of the solar cell 8. Next, the calculation unit 61 uses the solar cell 8.
The target input voltage Vit is obtained so that the output power P of the output becomes maximum.

目標入力電圧Vitの求め方は、前回の太陽電池8の出力電力Pdと前回の目標入力電
圧Vitの変化する方向とを記憶しておき、今回検出した出力電力Pが前回の出力電力よ
りも大きくなった場合は、前回と同じ方向に目標入力電圧Vitを変化させる。即ち、前
回の目標入力電圧Vitを減少させた場合は今回も同様に目標入力電圧Vitを減少させ
、前回の目標入力電圧Vitを増加させている場合には今回も同様に目標入力電圧Vit
を増加させる。
The target input voltage Vit is obtained by storing the previous output power Pd of the solar cell 8 and the direction in which the previous target input voltage Vit changes, and the output power P detected this time is larger than the previous output power. If it becomes, the target input voltage Vit is changed in the same direction as the previous time. That is, when the previous target input voltage Vit is decreased, the target input voltage Vit is also decreased this time, and when the previous target input voltage Vit is increased, the target input voltage Vit is also increased this time.
Increase.

逆に、今回検出した出力電力Pが前回の出力電力Pdよりも小さくなった場合は、前回
と逆方向に目標入力電圧Vitを変化させる。即ち、前回の目標入力電圧Vitを減少さ
せた場合、今回は目標入力電圧Vitを増加させ、前回の目標入力電圧Vitを減少させ
ている場合、今回は目標入力電圧Vitを増加させる。このようなMPPT動作を演算部
61で行う。
Conversely, when the output power P detected this time is smaller than the previous output power Pd, the target input voltage Vit is changed in the opposite direction to the previous time. That is, when the previous target input voltage Vit is decreased, the target input voltage Vit is increased this time, and when the previous target input voltage Vit is decreased, the target input voltage Vit is increased this time. Such an MPPT operation is performed by the calculation unit 61.

目標入力電圧Vitを求めた後、加算器66bにより目標入力電圧Vitと昇圧回路3
の入力電圧Viとの差分を求める。次に、演算部63により目標入力電圧Vitと昇圧回
路3の入力電圧Viとの差分がゼロになるように第1操作量S1を求める。この演算部6
3は演算部62と同様に環境条件に合わせて所定の処理を行うことができる。第1操作量
S1は重み積算回路67aにより変数a1を用いて重みづけされた後加算器66cへ昇圧
比として送られる。
After obtaining the target input voltage Vit, the adder 66b and the booster circuit 3
The difference from the input voltage Vi is obtained. Next, the first operation amount S1 is obtained by the calculation unit 63 so that the difference between the target input voltage Vit and the input voltage Vi of the booster circuit 3 becomes zero. This calculation unit 6
3 can perform a predetermined process according to the environmental conditions in the same manner as the calculation unit 62. The first manipulated variable S1 is weighted by the weight integrating circuit 67a using the variable a1, and then sent to the adder 66c as a step-up ratio.

重み積算回路67a、67bで用いる変数a1、a2は図3に示すように、0〜1の範
囲の変数であり、これらの変数a1、a2の和が常に1になるように設定される(a1+
a2=1)。また、変数a1、a2は、直流電圧Vdに応じて変化し、直流電圧Vdが目
標昇圧電圧Vdtになると変数a1が0になり、変数a2が1になる。また、直流電圧V
dが目標昇圧電圧Vsになると変数a1が1になり、変数a2が0になる。重み積算回路
67bでは第2操作量S2に変数a2を乗算して重みづけの処理を行うので、直流電圧V
d(昇圧回路3から出力される昇圧電圧に相当)が高くなるほど重みづけされた後の前記
第2操作量S2(補正値)は大きな値に成る。同時に重み積算回路67aでは第1操作量
S1に変数a1を乗算して重みづけの処理を行い、直流電圧Vdが高くなるほど前記第1
操作量S1を小さくしている。目標昇圧電圧Vsはインバータ回路4から電力系統2へ電
力変換装置1が定格電力を出力している場合、又は予め定めた所定の電力を出力している
場合の直流電圧Vdに相当する。例えば、電力変換装置1が定格出力付近で運転を行って
いる時の直流電圧Vdが目標昇圧電圧Vsであり、目標昇圧電圧Vsはこの直流電圧Vd
+αの値であってもよい。
As shown in FIG. 3, the variables a1 and a2 used in the weight integration circuits 67a and 67b are in the range of 0 to 1, and are set so that the sum of these variables a1 and a2 is always 1 (a1 +
a2 = 1). The variables a1 and a2 change according to the DC voltage Vd. When the DC voltage Vd reaches the target boost voltage Vdt, the variable a1 becomes 0 and the variable a2 becomes 1. DC voltage V
When d reaches the target boost voltage Vs, the variable a1 becomes 1 and the variable a2 becomes 0. The weight integrating circuit 67b performs weighting processing by multiplying the second manipulated variable S2 by the variable a2, so that the DC voltage V
The higher the d (corresponding to the boosted voltage output from the booster circuit 3) is, the larger the second manipulated variable S2 (correction value) after weighting becomes. At the same time, the weight integrating circuit 67a performs the weighting process by multiplying the first manipulated variable S1 by the variable a1, and as the DC voltage Vd increases, the first operation amount S1 increases.
The operation amount S1 is reduced. The target boosted voltage Vs corresponds to the DC voltage Vd when the power conversion device 1 outputs the rated power from the inverter circuit 4 to the power system 2 or when the predetermined predetermined power is output. For example, the DC voltage Vd when the power conversion device 1 is operating near the rated output is the target boost voltage Vs, and the target boost voltage Vs is the DC voltage Vd.
It may be a value of + α.

加算器66cへ送られた第1操作量S1と第2操作量S2は加算/減算等(補正)され
て操作量Mvとなる。操作量Mvは、昇圧回路3のスイッチ素子32を駆動するためのパ
ルス信号PaのONデューティ比(昇圧比)を示す信号であり、この信号を元に演算部6
5によりパルス信号Paが生成され、昇圧回路3のスイッチ素子32に供給される。
The first manipulated variable S1 and the second manipulated variable S2 sent to the adder 66c are added / subtracted (corrected) to become the manipulated variable Mv. The manipulated variable Mv is a signal indicating the ON duty ratio (boost ratio) of the pulse signal Pa for driving the switch element 32 of the booster circuit 3, and based on this signal, the calculation unit 6
5 generates a pulse signal Pa and supplies it to the switch element 32 of the booster circuit 3.

インバータ制御回路7は、インバータ回路4の出力する交流電力Poが目標電力Ptに
なるようにインバータ回路4を制御すると共に、交流電力Poの出力電流Ioが所定電流
を超えないように制限をかける動作を行う。
The inverter control circuit 7 controls the inverter circuit 4 so that the AC power Po output from the inverter circuit 4 becomes the target power Pt, and restricts the output current Io of the AC power Po so as not to exceed a predetermined current. I do.

具体的には、図2(b)のインバータ制御回路7の制御ブロックの図に示す。インバー
タ制御回路7は、インバータ回路4の出力電圧Voを検出し、インバータ回路4の出力す
る交流電力が目標電力Ptになるに要するインバータ回路の目標出力電流Iotを求める
。目標出力電流Iotはリミッタ72に入力される。リミッタ72では目標出力電流Io
tが所定電流Icを超える場合、目標出力電流Iotを所定電流Icにクランプする。こ
の所定電流Icは目標電力Ptを、例えば電力変換装置の定格出力電力または予め定めた
出力電力とした際の値であるが、電力変換装置の耐電流に応じてこの値より少し大きな値
を用いることもできる。尚、出力電圧Ioが所定電流Icでクランプされている時は直流
電圧Vdは目標昇圧電圧Vsを超えていることになる。
Specifically, a control block diagram of the inverter control circuit 7 in FIG. The inverter control circuit 7 detects the output voltage Vo of the inverter circuit 4 and obtains the target output current Iot of the inverter circuit required for the AC power output from the inverter circuit 4 to become the target power Pt. The target output current Iot is input to the limiter 72. In the limiter 72, the target output current Io
When t exceeds the predetermined current Ic, the target output current Iot is clamped to the predetermined current Ic. The predetermined current Ic is a value when the target power Pt is set to, for example, the rated output power of the power converter or a predetermined output power, but a value slightly larger than this value is used according to the withstand current of the power converter. You can also. When the output voltage Io is clamped with the predetermined current Ic, the DC voltage Vd exceeds the target boost voltage Vs.

次に、目標出力電流Iotが加算器73に入力され、加算器73により出力電流Ioと
の差分が求められる。演算部74ではこの差分がゼロになるような操作信号Mvaが求め
られる。この演算部74は演算部62、演算部63と同様に環境条件などに合わせた処理
を行うものである。演算部75では、搬送波をこの操作信号Mvaで変調するPWM(P
ulse Width Modulation)を行い、インバータ回路4のスイッチ素
子41〜44を動作するためのパルス信号Pi1、Pi2を生成しスイッチ素子41〜4
4へ供給する。
Next, the target output current Iot is input to the adder 73, and the adder 73 obtains a difference from the output current Io. The calculation unit 74 obtains an operation signal Mva that makes this difference zero. Similar to the calculation unit 62 and the calculation unit 63, the calculation unit 74 performs processing according to environmental conditions. The arithmetic unit 75 modulates the carrier wave with this operation signal Mva PWM (P
pulse widths Pi1 and Pi2 for operating the switch elements 41 to 44 of the inverter circuit 4 to generate the switch elements 41 to 4
4 is supplied.

この様に昇圧制御回路6、インバータ制御回路7により電力変換装置1を制御すること
で、出力電流Ioが所定電流Icを超えていない正常な範囲内の間では、インバータ制御
回路7によって求まる目標出力電流Iotに制限(クランプ)がかからないため、直流電
圧Vdは電圧Vsに収束する。また、昇圧制御回路6は、目標出力電流Iotに制限がか
からない時の電圧Vs付近までは直流電圧Vdを制御し、この制御は変数a1が1、変数
a2が0となり、MPPT動作を主とした制御になる。
By controlling the power converter 1 by the boost control circuit 6 and the inverter control circuit 7 in this way, the target output obtained by the inverter control circuit 7 is within a normal range where the output current Io does not exceed the predetermined current Ic. Since the current Iot is not limited (clamped), the DC voltage Vd converges to the voltage Vs. Further, the boost control circuit 6 controls the DC voltage Vd up to the vicinity of the voltage Vs when the target output current Iot is not limited. This control has the variable a1 as 1 and the variable a2 as 0, and the MPPT operation is mainly performed. Become control.

電力系統2において瞬低(電圧低下)が起きると、インバータ制御回路7は出力電力が
目標電力Ptになるように目標出力電流Iotを求める。この時、瞬低で系統電圧Voが
低くなる分、目標出力電流Iotが高くなる(目標出力電流Iot=目標電力Pt/系統
電圧)が、目標出力電流Iotは所定電流Icにクランプ(制限)される。
When an instantaneous drop (voltage drop) occurs in the power system 2, the inverter control circuit 7 obtains the target output current Iot so that the output power becomes the target power Pt. At this time, the target output current Iot increases (target output current Iot = target power Pt / system voltage) as the system voltage Vo decreases due to the instantaneous drop, but the target output current Iot is clamped (limited) to the predetermined current Ic. The

目標出力電流Iotが所定電流Icに制限されると、太陽電池8からの電力、すなわち
昇圧回路3の出力する電力がインバータ回路4の出力する電力よりも大きくなる。この電
力の差分はコンデンサ34に充電され直流電圧Vd(コンデンサ34の電圧)が高くなる
When the target output current Iot is limited to the predetermined current Ic, the power from the solar cell 8, that is, the power output from the booster circuit 3 becomes larger than the power output from the inverter circuit 4. This difference in power is charged in the capacitor 34 and the DC voltage Vd (the voltage of the capacitor 34) increases.

直流電圧Vdが高くなると変数a1は減少し変数a2が増加する。直流電圧Vdが目標
昇圧電圧Vdtに達すると(電力系統2へ出力される交流電力の電流値が所定値(例えば
、電力系統2が正常時の定格電流値)を超えている間)、変数a1が0、変数a2が1と
なり、昇圧制御回路6の制御は、MPPT動作を主とした制御から直流電圧Vdが目標昇
圧電圧Vdtになるように昇圧回路3を動作させる定電圧の制御が主となる(第2操作量
S2を大きくした際の制御となる。)。
As the DC voltage Vd increases, the variable a1 decreases and the variable a2 increases. When the DC voltage Vd reaches the target boost voltage Vdt (while the current value of the AC power output to the power system 2 exceeds a predetermined value (for example, the rated current value when the power system 2 is normal)), the variable a1 Is 0 and the variable a2 is 1. The control of the boost control circuit 6 is mainly controlled by a constant voltage that operates the boost circuit 3 so that the DC voltage Vd becomes the target boost voltage Vdt from the control mainly of the MPPT operation. (This is the control when the second operation amount S2 is increased.)

電力系統2の瞬低が回復すると、電力系統2の電圧が上昇するのでインバータ制御回路
7から出力される電流の目標出力電流Iotは小さくなる。目標出力電流Iotが小さく
なり目標出力電流Iotの制限が解除される。
When the instantaneous drop of the electric power system 2 is recovered, the voltage of the electric power system 2 increases, so that the target output current Iot of the current output from the inverter control circuit 7 becomes small. The target output current Iot becomes small and the restriction on the target output current Iot is released.

目標出力電流Iotの制限が解除されると、インバータ回路4の出力が大きくなり、そ
の分コンデンサ34の電荷が放電されて行き直流電圧Vdの電圧が下がる。
When the restriction on the target output current Iot is released, the output of the inverter circuit 4 increases, and the charge of the capacitor 34 is discharged correspondingly, and the voltage of the DC voltage Vd decreases.

直流電圧Vdが高くなると変数a1は減少し変数a2が増加する。この後、直流電圧V
dが減少し電圧Vsに達する頃には、変数a1が1、変数a2が0となり、昇圧制御回路
6の制御は、昇圧回路3をMPPT動作させる制御が主となる。
As the DC voltage Vd increases, the variable a1 decreases and the variable a2 increases. After this, the DC voltage V
When d decreases and reaches the voltage Vs, the variable a1 becomes 1 and the variable a2 becomes 0, and the boost control circuit 6 mainly controls the boost circuit 3 to perform the MPPT operation.

この様に、本実施例では、第1操作量S1により昇圧回路はMPPT動作を行い、第2
操作量S2により瞬低時に中間電圧が上昇した場合に目標昇圧電圧Vdtで上昇を止め中
間電圧(コンデンサ34の端子電圧)の上昇による電力変換装置の停止を抑制することがで
きる。
Thus, in this embodiment, the booster circuit performs the MPPT operation by the first operation amount S1, and the second operation amount S1.
When the intermediate voltage increases at the time of the instantaneous drop due to the operation amount S2, the increase can be stopped at the target boost voltage Vdt, and the stop of the power converter due to the increase of the intermediate voltage (terminal voltage of the capacitor 34) can be suppressed.

また、瞬低回復後は、インバータ回路の出力電流の制限が解除され、目標電流値Iot
が定格出力の値になるため速やかに出力を元に戻すことができる。
In addition, after the instantaneous drop recovery, the limitation on the output current of the inverter circuit is released, and the target current value Iot
Since the value becomes the rated output value, the output can be quickly restored.

また、第1操作量S1及び第2操作量S2を用いて昇圧回路を制御しているため、電力
系統2に瞬低が発生していてもいなくても昇圧制御回路6の制御ブロックに変化はなく瞬
低による制御の切換えの必要がない(瞬低の検出も必要がない)。また、瞬低前の制御量
などを記憶する必要もない。従って、制御遅れ等により記憶したインバータの出力電流や
昇圧回路への直流入力電流などの誤検出や瞬低の誤検出による電力変換装置1の誤停止を
抑制することができる。
In addition, since the booster circuit is controlled using the first manipulated variable S1 and the second manipulated variable S2, there is no change in the control block of the booster control circuit 6 regardless of whether or not an instantaneous drop occurs in the power system 2. There is no need to switch control due to a sag (no need to detect sag). Further, it is not necessary to store the control amount before the voltage drop. Accordingly, it is possible to suppress erroneous stop of the power conversion apparatus 1 due to erroneous detection of the output current of the inverter stored due to control delay or the like, or DC input current to the booster circuit, or erroneous detection of instantaneous drop.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.

例えば、変数a1、a2両方を用いて制御を行っているが、瞬低時や正常時に夫々に対
応した動作が行えるようであればどちらか一方を用いても良い。
For example, the control is performed using both the variables a1 and a2, but either one may be used as long as the corresponding operation can be performed at the time of a sag or normal.

本実施形態の電力変換装置は、太陽電池8を含む太陽電池システム等としても利用する
ことができる。また、本実施形態の電力変換装置は、単相の交流電力を出力するものであ
るが、三相の交流電力を出力するものにも適用することができる。
The power conversion device of this embodiment can also be used as a solar cell system including the solar cell 8 or the like. Moreover, although the power converter device of this embodiment outputs single-phase alternating current power, it is applicable also to what outputs three-phase alternating current power.

1 電力変換装置
2 電力系統
3 昇圧回路
4 インバータ回路
5 フィルタ回路
6 昇圧制御回路
7 インバータ制御回路
8 太陽電池
31 直流リアクトル
32 スイッチ素子
33 ダイオード
34 コンデンサ
41〜44 スイッチ素子
a1 変数
a2 変数
S1 第1操作量
S2 第2操作量
Pa パルス信号
Pi1〜Pi2 パルス信号
Po 交流電力
Vd 直流電圧
Vdt 目標昇圧電圧
Vi 入力電圧
Vit 目標入力電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Power system 3 Booster circuit 4 Inverter circuit 5 Filter circuit 6 Booster control circuit 7 Inverter control circuit 8 Solar cell 31 DC reactor 32 Switch element 33 Diode 34 Capacitor 41-44 Switch element a1 Variable a2 Variable S1 1st operation Amount S2 second manipulated variable Pa pulse signal Pi1 to Pi2 pulse signal Po AC power Vd DC voltage Vdt target boost voltage Vi input voltage Vit target input voltage

Claims (5)

太陽電池の出力する直流電力が最大値もしくは最大値付近になるように昇圧比が制御さ
れる昇圧回路と、この昇圧回路から出力される直流電力が入力されてこの直流電力を交流
電力に変換するインバータ回路とを有する電力変換装置において、
前記インバータ回路に入力される直流電力の電圧に基づく補正値で前記昇圧比を補正す
ると共に、前記交流電力の電流値が所定値を超えている時は前記補正値を大きくする制御
部を備えることを特徴とする電力変換装置。
The step-up ratio is controlled so that the DC power output from the solar cell is at or near the maximum value, and the DC power output from the boost circuit is input to convert the DC power to AC power. In a power converter having an inverter circuit,
A controller that corrects the step-up ratio with a correction value based on the voltage of the DC power input to the inverter circuit, and increases the correction value when the current value of the AC power exceeds a predetermined value; The power converter characterized by this.
太陽電池の出力する直流電力が最大値もしくは最大値付近になるように昇圧比が制御さ
れる昇圧回路と、この昇圧回路から出力される直流電力が入力されてこの直流電力を交流
電力に変換するインバータ回路とを有する電力変換装置において、
前記交流電力の電流値が所定値を超えている時に前記インバータ回路に入力される直流
電力の電圧に基づく補正値を当該電圧に基づいて補正された前記昇圧比に加算する制御部
を備えることを特徴とする電力変換装置。
The step-up ratio is controlled so that the DC power output from the solar cell is at or near the maximum value, and the DC power output from the boost circuit is input to convert the DC power to AC power. In a power converter having an inverter circuit,
A controller that adds a correction value based on the voltage of the DC power input to the inverter circuit to the boost ratio corrected based on the voltage when the current value of the AC power exceeds a predetermined value; A power conversion device.
前記インバータ回路に入力される直流電力の電圧が高くなるほど前記補正値を大きくす
ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
The power converter according to claim 1 or 2, wherein the correction value is increased as the voltage of the DC power input to the inverter circuit increases.
前記補正値は、前記昇圧回路3の出力電圧が所定電圧になるように演算されることを特
徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the correction value is calculated so that an output voltage of the booster circuit 3 becomes a predetermined voltage.
前記昇圧回路を制御する第1制御回路と、
前記インバータ回路を制御する第2制御回路と、を備えたことを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
A first control circuit for controlling the booster circuit;
The power converter according to claim 1, further comprising a second control circuit that controls the inverter circuit.
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