JP2016063575A - Power conditioner - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conditioner capable of avoiding a stop of autonomous operation and maintaining electric power supply to a load by properly controlling output voltages to a single-phase three-wire type electric power line.SOLUTION: A power conditioner connected to a single-phase three-wire type electric power line and a DC power source comprises an inverter which converts DC electric power of the DC power source into AC electric power of a single-phase three-wire type and a control unit which controls the inverter. The control unit receives a first voltage value of a first phase and a second voltage value of a second phase, receives a first current value of a first voltage line, and controls a voltage output from the inverter for the first phase and second phase upon the basis of the first and second voltage values and the first current value. The control unit instructs the inverter to lower a voltage output for the first phase below the first voltage value and also to make a voltage output for the second phase equal to or lower than the second voltage value when the first current value is equal to or higher than a reference current value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、パワーコンディショナに関し、特に、直流電力を単相3線式の交流電力に変換することが可能なパワーコンディショナに関する。   The present disclosure relates to a power conditioner, and more particularly, to a power conditioner capable of converting DC power into single-phase, three-wire AC power.

近年、一般家庭に、環境への影響の少ない太陽電池、リチウムイオン電池等の蓄電池などを備えた分散型電源システムの普及が進んでいる。このような分散型電源システムにおいては、太陽電池などで発電された直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナが用いられる。パワーコンディショナには、商用の交流電力系統と連系して動作するものがある。   2. Description of the Related Art In recent years, a distributed power supply system including a solar battery and a storage battery such as a lithium ion battery that have little influence on the environment has been widely used in general households. In such a distributed power supply system, a power conditioner that converts DC power generated by a solar cell or the like into AC power is used. Some power conditioners operate in conjunction with a commercial AC power system.

商用の交流電力系統では、たとえば単相3線方式が用いられる。単相3線方式では、電圧線Uと中性線Oとの間(「U相」とも呼ばれる)、および電圧線Vと中性線Oとの間(「V相」とも呼ばれる)にそれぞれ100Vの交流電力が供給される。単相3線式の交流電力系統と連系可能に構成されたパワーコンディショナは、U相およびV相に交流電力を出力可能に構成される。   In a commercial AC power system, for example, a single-phase three-wire system is used. In the single-phase three-wire system, 100 V is provided between the voltage line U and the neutral line O (also referred to as “U phase”) and between the voltage line V and the neutral line O (also referred to as “V phase”). AC power is supplied. The power conditioner configured to be capable of being connected to a single-phase three-wire AC power system is configured to be able to output AC power to the U phase and the V phase.

また、パワーコンディショナは、交流電力系統が利用できなくなった場合には(たとえば、停電時)、交流電力系統から自立して運転する自立運転を開始して、太陽電池などからの直流電力を交流電力に変換してU相およびV相に出力する。   In addition, when the AC power system becomes unavailable (for example, during a power failure), the power conditioner starts a self-sustained operation that operates independently from the AC power system, and converts DC power from solar cells to AC. It converts into electric power and outputs it to U phase and V phase.

電力変換に関する技術として、たとえば、特開2000−102265号公報(特許文献1)は、太陽光発電用電力変換装置を開示している。この電力変換装置は、直流入力部間に複数のコンデンサを直列接続し、これらコンデンサの接続部とインバータ回路の出力線との間に開閉器を設け、この開閉器を系統電源に応じて開閉してインバータ回路の制御を切り替え可能としたものである。   As a technique related to power conversion, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-102265 (Patent Document 1) discloses a power conversion device for photovoltaic power generation. In this power converter, a plurality of capacitors are connected in series between DC input sections, a switch is provided between the connection section of these capacitors and the output line of the inverter circuit, and this switch is opened and closed according to the system power supply. Thus, the control of the inverter circuit can be switched.

特開2000−102265号公報JP 2000-102265 A

しかしながら、パワーコンディショナの自立運転時には、突入電流などにより電圧線Uまたは電圧線Vの電流が基準値よりも大きくなったり、一方の相(たとえばU相)の電圧が基準値よりも大きくなったりして異常が検出される場合がある。特開2000−102265号公報に開示された技術では、開閉器を開閉してインバータ回路の制御を切り替えているが、インバータからの電力の出力中に上記のような異常が検出された場合に対する対応策については考慮されていない。   However, during the independent operation of the power conditioner, the current of the voltage line U or the voltage line V becomes larger than the reference value due to an inrush current or the like, or the voltage of one phase (for example, U phase) becomes larger than the reference value. Anomalies may be detected. In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-102265, the control of the inverter circuit is switched by opening and closing the switch, but the countermeasure for the case where the above abnormality is detected during the output of power from the inverter No measures are taken into account.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、単相3線式電力線への出力電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避して負荷への電力供給を維持することが可能なパワーコンディショナを提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object in one aspect is to stop autonomous operation by appropriately controlling the output voltage to the single-phase three-wire power line. It is an object of the present invention to provide a power conditioner capable of avoiding the problem and maintaining the power supply to the load.

ある実施の形態に従うと、第1および第2の電圧線と中性線とを有する単相3線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナが提供される。直流電源の直流電力を単相3線式の交流電力に変換するインバータと、インバータを制御する制御部とを備える。制御部は、第1の電圧線および中性線から構成される第1相の第1の電圧値と、第2の電圧線および中性線から構成される第2相の第2の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、第1の電圧線の第1の電流値を受け付ける電流入力手段と、第1および第2の電圧値と、第1の電流値とに基づいて、インバータから第1相および第2相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含む。電圧制御部は、第1の電流値が基準電流値以上である場合に、第1相に出力される電圧を第1の電圧値よりも低下させるとともに、第2相に出力される電圧を第2の電圧値以下にするようにインバータに指示する。   According to an embodiment, a power conditioner is provided that is connected to a single-phase three-wire power line having first and second voltage lines and a neutral line, and a DC power source. An inverter that converts DC power of a DC power source into single-phase three-wire AC power and a control unit that controls the inverter are provided. The control unit includes a first voltage value of the first phase composed of the first voltage line and the neutral line, and a second voltage value of the second phase composed of the second voltage line and the neutral line. From the inverter based on the voltage input means for receiving the current input means, the current input means for receiving the first current value of the first voltage line, the first and second voltage values, and the first current value. And a voltage control unit for controlling the voltage output to the phase and the second phase. The voltage control unit lowers the voltage output to the first phase below the first voltage value when the first current value is equal to or higher than the reference current value, and sets the voltage output to the second phase to The inverter is instructed to make the voltage value 2 or less.

本開示によると、単相3線式電力線への出力電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避して負荷への電力供給を維持することが可能となる。   According to the present disclosure, by appropriately controlling the output voltage to the single-phase three-wire power line, it is possible to avoid the stop of the self-sustaining operation and maintain the power supply to the load.

実施の形態1に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure of the electric power supply system to which the power conditioner according to Embodiment 1 is applied. 実施の形態1に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power conditioner according to Embodiment 1. 関連技術に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the control system of the power conditioner according to related technology. 実施の形態1に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the control system of the power conditioner according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に従う制御部の構成を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a control unit according to the first embodiment. 過電圧値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of an overvoltage value. 電圧制御方式(その1)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a voltage control system (the 1). 電圧制御方式(その2)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a voltage control system (the 2). 電圧制御方式(その3)を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a voltage control system (the 3). 実施の形態1に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。6 is a flowchart for illustrating a processing procedure of a control unit according to the first embodiment. 実施の形態2に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power conditioner according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態2に従う制御部の構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a control unit according to a second embodiment. スイッチング制御信号の生成方式を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the production | generation system of a switching control signal. 実施の形態2に従う制御部の処理手順を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for illustrating a processing procedure of a control unit according to the second embodiment. 実施の形態3に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power conditioner according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態4に従うパワーコンディショナの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power conditioner according to Embodiment 4. 実施の形態4に従う制御部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the control part according to Embodiment 4.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
<全体構成>
図1は、実施の形態1に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの全体構成の概略図である。
[Embodiment 1]
<Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram of an overall configuration of a power supply system to which a power conditioner according to the first embodiment is applied.

図1を参照して、電力供給システムは、パワーコンディショナ2と、電力線3と、直流電源4と、交流電力系統6と、負荷群300A,300B,300C(以下「負荷群300」とも総称する。)とを含む。電力供給システムの一部は、たとえば、住宅やオフィスなどの家屋内に設置される。   Referring to FIG. 1, the power supply system includes a power conditioner 2, a power line 3, a DC power supply 4, an AC power system 6, and load groups 300A, 300B, and 300C (hereinafter also referred to as “load group 300”). .). A part of the power supply system is installed in a house such as a house or an office, for example.

電力線3は、電圧線Uと中性線Oと電圧線Vとを含む。電力線3は、図示しない分電盤を介して家屋内に配線され、接地された接地線である中性線Oおよび両側の電圧線U,Vのうち、いずれか2本の線間に接続された負荷に電力を供給する。   The power line 3 includes a voltage line U, a neutral line O, and a voltage line V. The power line 3 is wired in the house through a distribution board (not shown), and is connected between any two of the grounded neutral line O and the voltage lines U and V on both sides. Supply power to the load.

具体的には、電力線3は、単相3線式電力線である。電圧線Uと中性線Oとの間(第1相)および電圧線Vと中性線Oとの間(第2相)には、交流電圧(たとえば、100V)が出力(供給)される。電圧線Uと電圧線Vとの間に出力される交流電圧は、第1相に出力される交流電圧および第2相に出力される交流電圧よりも大きく、たとえば、200Vである。   Specifically, the power line 3 is a single-phase three-wire power line. An AC voltage (for example, 100 V) is output (supplied) between the voltage line U and the neutral line O (first phase) and between the voltage line V and the neutral line O (second phase). . The AC voltage output between the voltage line U and the voltage line V is larger than the AC voltage output to the first phase and the AC voltage output to the second phase, for example, 200V.

本開示においては、電圧線Uと中性線Oとの間、すなわち第1相を、以後「U相」とも称して図示する。電圧線Vと中性線Oとの間、すなわち第2相を、以後「V相」とも称して図示する。   In the present disclosure, the voltage line U and the neutral line O, that is, the first phase is hereinafter also referred to as “U phase”. The voltage line V and the neutral line O, that is, the second phase is hereinafter also referred to as “V phase”.

電圧線U、中性線Oおよび電圧線Vには、電気機器などが負荷として接続されて使用される。図1に示す例では、電圧線Uおよび中性線Oから構成されるU相(第1相)には、負荷群300Aが接続される。電圧線Vおよび中性線Oから構成されるV相(第2相)には、負荷群300Bが接続される。電圧線Uおよび電圧線Vには、負荷群300Cが接続される。   The voltage line U, the neutral line O, and the voltage line V are used with electric devices or the like connected as loads. In the example shown in FIG. 1, a load group 300 </ b> A is connected to a U phase (first phase) composed of a voltage line U and a neutral line O. A load group 300 </ b> B is connected to the V phase (second phase) configured by the voltage line V and the neutral line O. A load group 300 </ b> C is connected to the voltage line U and the voltage line V.

直流電源4は、直流電力を発生させる。直流電源4は、たとえば、太陽電池、燃料電池、風力発電装置、電気自動車、プラズマ発電装置、キャパシタなど直流電力を発生するものであればよく、特に限定されるものではない。また、直流電源はこれらの組み合わせでもよい。   The DC power source 4 generates DC power. The DC power source 4 is not particularly limited as long as it generates DC power, such as a solar cell, a fuel cell, a wind power generator, an electric vehicle, a plasma power generator, and a capacitor. The DC power supply may be a combination of these.

負荷群300は、複数の電気機器で構成されている。電気機器は、たとえば、AC100V用の扇風機、掃除機、冷蔵庫、またはAC200V用のエアコンなどである。なお、電気機器は、これに限らず、テレビ、パソコン、電子レンジなどであってもよい。本実施の形態では、負荷群300は、複数の電気機器で構成されているが、単一の電気機器で構成されていてもよい。   The load group 300 includes a plurality of electric devices. The electric device is, for example, an AC 100 V fan, a vacuum cleaner, a refrigerator, or an AC 200 V air conditioner. Note that the electrical device is not limited to this, and may be a television, a personal computer, a microwave oven, or the like. In the present embodiment, load group 300 is composed of a plurality of electrical devices, but may be composed of a single electrical device.

パワーコンディショナ2は、直流電源4からの直流電力を、U相の交流電力およびV相の交流電力に変換して、負荷群300に供給(出力)する。負荷群300には、交流電力系統6からの単相3線式の交流電力も供給される。   The power conditioner 2 converts DC power from the DC power supply 4 into U-phase AC power and V-phase AC power, and supplies (outputs) the load power to the load group 300. The load group 300 is also supplied with single-phase three-wire AC power from the AC power system 6.

パワーコンディショナ2は、交流電力系統6と連系して負荷群300に交流電力を供給することができる(連系運転)。連系運転時の交流電力の周波数は商用周波数(たとえば50Hzまたは60Hz)である。なお、連系運転においては、パワーコンディショナ2から交流電力系統6に電力が逆潮流されてもよい。   The power conditioner 2 can be connected to the AC power system 6 to supply AC power to the load group 300 (interconnection operation). The frequency of the AC power during the interconnection operation is a commercial frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz). In the grid operation, power may be reversely flowed from the power conditioner 2 to the AC power system 6.

連系運転に替えて、パワーコンディショナ2は、交流電力系統6から自立して負荷群300に交流電力を供給することもできる(自立運転)。自立運転時の交流電力の周波数は、たとえば商用周波数に近い周波数となるように制御される。自立運転時には、交流電力系統6と、負荷群300とは、図示しないリレーまたはブレーカなどによって電気的に切離されてもよい。   Instead of the interconnected operation, the power conditioner 2 can also supply AC power to the load group 300 independently from the AC power system 6 (independent operation). The frequency of the AC power during the independent operation is controlled to be a frequency close to the commercial frequency, for example. During the independent operation, the AC power system 6 and the load group 300 may be electrically disconnected by a relay or breaker (not shown).

パワーコンディショナ2は、端子201〜205を含む。端子204および端子205には、直流バス150を介して直流電源4からの直流電力が入力される。直流バス150は、直流電源4から供給される直流電力をパワーコンディショナ2に伝達する電力線である。直流バス150は、電力線対である正母線PLおよび負母線SLで構成される。   The power conditioner 2 includes terminals 201 to 205. DC power from the DC power supply 4 is input to the terminals 204 and 205 via the DC bus 150. The DC bus 150 is a power line that transmits DC power supplied from the DC power supply 4 to the power conditioner 2. DC bus 150 includes a positive bus PL and a negative bus SL, which are power line pairs.

端子204および端子205に入力された直流電力は、単相3線式の交流電力に変換されて、端子201〜203に出力される。端子201には、電圧線Uが接続される。端子202には、中性線Oが接続される。端子203には、電圧線Vが接続される。たとえば、端子201と端子202との間には、電圧が100Vの交流電力が出力される。端子203と端子202との間には、電圧が100Vの交流電力が出力される。端子201と端子203との間には、電圧が200Vの交流電力が出力される。パワーコンディショナ2の詳細な構成については、後に図2を参照してさらに説明する。   The DC power input to the terminals 204 and 205 is converted into single-phase three-wire AC power and output to the terminals 201 to 203. A voltage line U is connected to the terminal 201. A neutral wire O is connected to the terminal 202. A voltage line V is connected to the terminal 203. For example, AC power with a voltage of 100 V is output between the terminal 201 and the terminal 202. AC power having a voltage of 100 V is output between the terminal 203 and the terminal 202. AC power having a voltage of 200 V is output between the terminal 201 and the terminal 203. The detailed configuration of the inverter 2 will be further described later with reference to FIG.

交流電力系統6は、単相3線式の商用交流電力系統であり、電力線3を介して電力を家庭に供給する。交流電力系統6は、電圧線U、中性線Oおよび電圧線V、すなわちU相およびV相に接続される。交流電力系統6は、負荷群300に交流電力を供給する。   The AC power system 6 is a single-phase three-wire commercial AC power system, and supplies power to the home via the power line 3. AC power system 6 is connected to voltage line U, neutral line O and voltage line V, that is, the U phase and the V phase. The AC power system 6 supplies AC power to the load group 300.

<パワーコンディショナの構成>
図2は、実施の形態1に従うパワーコンディショナ2の構成を示す図である。図2を参照して、パワーコンディショナ2は、制御部10と、インバータ20と、電流センサ41,42と、電圧センサ51,52と、リアクトルL1〜L3と、端子201〜205とを含む。
<Configuration of the inverter>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the power conditioner 2 according to the first embodiment. Referring to FIG. 2, power conditioner 2 includes a control unit 10, an inverter 20, current sensors 41 and 42, voltage sensors 51 and 52, reactors L <b> 1 to L <b> 3, and terminals 201 to 205.

インバータ20は、制御部10からのスイッチング制御信号S1〜S6に応じて、直流バス150を介して直流電源4から供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力を電力線3に出力する。   The inverter 20 converts the DC power supplied from the DC power supply 4 via the DC bus 150 into AC power in accordance with the switching control signals S1 to S6 from the control unit 10, and the AC power obtained by the conversion is converted. Output to the power line 3.

インバータ20は、互いに並列接続されたレグ21、レグ22およびレグ23を含む。レグ21は、上アーム(トランジスタQ1およびダイオードD1)と下アーム(トランジスタQ2およびダイオードD2)とを含む。レグ22は、上アーム(トランジスタQ3およびダイオードD3)と下アーム(トランジスタQ4およびダイオードD4)とを含む。レグ23は、上アーム(トランジスタQ5およびダイオードD5)と下アーム(トランジスタQ6およびダイオードD6)とを含む。   Inverter 20 includes a leg 21, a leg 22, and a leg 23 connected in parallel to each other. Leg 21 includes an upper arm (transistor Q1 and diode D1) and a lower arm (transistor Q2 and diode D2). Leg 22 includes an upper arm (transistor Q3 and diode D3) and a lower arm (transistor Q4 and diode D4). Leg 23 includes an upper arm (transistor Q5 and diode D5) and a lower arm (transistor Q6 and diode D6).

トランジスタQ1,Q2は、直流バス150を構成する正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ1とトランジスタQ2との中間点は、リアクトルL1を介して端子201に接続される。   Transistors Q1 and Q2 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL forming DC bus 150. An intermediate point between transistor Q1 and transistor Q2 is connected to terminal 201 via reactor L1.

トランジスタQ3,Q4は、正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ3とトランジスタQ4との中間点は、リアクトルL2を介して端子202に接続される。   Transistors Q3 and Q4 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL. An intermediate point between transistor Q3 and transistor Q4 is connected to terminal 202 via reactor L2.

トランジスタQ5,Q6は、正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ5とトランジスタQ6との中間点は、リアクトルL3を介して端子203に接続される。   Transistors Q5 and Q6 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL. An intermediate point between transistors Q5 and Q6 is connected to terminal 203 via reactor L3.

なお、トランジスタQ1〜Q6として、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いることができる。または、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)などの電力スイッチング素子が用いられてもよい。   For example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) can be used as the transistors Q1 to Q6. Alternatively, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) may be used.

トランジスタQ1〜Q6は、それぞれ制御部10からのスイッチング制御信号S1〜S6に応答してオン/オフする。トランジスタQ1〜Q6を所定のタイミングでオン/オフさせることにより、直流電源4から供給される直流電力を単相3線式の交流電力に変換することができる。   Transistors Q1-Q6 are turned on / off in response to switching control signals S1-S6 from control unit 10, respectively. By turning on / off the transistors Q1 to Q6 at a predetermined timing, the DC power supplied from the DC power supply 4 can be converted into single-phase three-wire AC power.

電流センサ41は、たとえば端子201およびリアクトルL1の間に設けられる。電流センサ41は、電圧線Uに流れる電流(以下「U線電流」とも称する。)を検出し、その検出結果を制御部10に入力する。電流センサ41の検出結果には、U線電流の電流値Iuを示す情報が含まれる。電流センサ42は、たとえば端子203およびリアクトルL3の間に設けられる。電流センサ42は、電圧線Vに流れる電流(以下「V線電流」とも称する。)を検出し、その検出結果を制御部10に入力する。電流センサ42の検出結果には、V線電流の電流値Ivを示す情報が含まれる。   Current sensor 41 is provided between terminal 201 and reactor L1, for example. The current sensor 41 detects a current flowing through the voltage line U (hereinafter also referred to as “U-line current”), and inputs the detection result to the control unit 10. The detection result of the current sensor 41 includes information indicating the current value Iu of the U-line current. Current sensor 42 is provided between terminal 203 and reactor L3, for example. The current sensor 42 detects a current flowing through the voltage line V (hereinafter also referred to as “V-line current”), and inputs the detection result to the control unit 10. The detection result of the current sensor 42 includes information indicating the current value Iv of the V-line current.

電圧センサ51は、電圧線Uと中性線Oとの間に接続され、U相の電圧(以下、単に「U相電圧」とも称する。)を検出し、その検出結果を制御部10に入力する。電圧センサ51の検出結果には、U相電圧の電圧値Vuを示す情報が含まれる。電圧センサ52は、電圧線Vと中性線Oとの間に接続され、V相の電圧(以下、単に「V相電圧」とも称する。)を検出し、その検出結果を制御部10に入力する。電圧センサ52の検出結果には、V相電圧の電圧値Vvを示す情報が含まれる。   Voltage sensor 51 is connected between voltage line U and neutral line O, detects a U-phase voltage (hereinafter also simply referred to as “U-phase voltage”), and inputs the detection result to control unit 10. To do. The detection result of the voltage sensor 51 includes information indicating the voltage value Vu of the U-phase voltage. Voltage sensor 52 is connected between voltage line V and neutral line O, detects a V-phase voltage (hereinafter also simply referred to as “V-phase voltage”), and inputs the detection result to control unit 10. To do. The detection result of the voltage sensor 52 includes information indicating the voltage value Vv of the V-phase voltage.

制御部10は、パワーコンディショナ2から負荷群300に供給する電力を制御する。制御部10は、回路等のハードウェアで実現されてもよいし、図示しないCPU(Central Processing Unit)を含み、CPUが図示しないメモリに格納されたデータおよびプログラムを実行することによって実現される構成であってもよい。   The control unit 10 controls the power supplied from the power conditioner 2 to the load group 300. The control unit 10 may be realized by hardware such as a circuit, or includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), and is realized by the CPU executing data and programs stored in a memory (not shown). It may be.

制御部10は、電流センサ41,42からそれぞれ受けた電流値Iu,Ivと、電圧センサ51,52からそれぞれ受けた電圧値Vu,Vvとに基づいて、後述する制御方式に従って、トランジスタQ1〜Q6のオン/オフを制御するためのスイッチング制御信号S1〜S6を生成し、当該スイッチング制御信号をインバータ20に出力する。   Based on current values Iu and Iv received from current sensors 41 and 42 and voltage values Vu and Vv received from voltage sensors 51 and 52, control unit 10 performs transistors Q1 to Q6 according to a control method to be described later. Switching control signals S <b> 1 to S <b> 6 for controlling ON / OFF of the signal are generated and the switching control signals are output to the inverter 20.

<制御方式の概要>
ここでは、図3および図4を参照して、実施の形態1に従うパワーコンディショナ2の制御方式の概要について、本発明の関連技術の制御方式と比較しながら説明する。
<Outline of control method>
Here, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, an outline of the control method of power conditioner 2 according to the first embodiment will be described in comparison with the control method of the related art of the present invention.

図3は、関連技術に従うパワーコンディショナの制御方式の概要を説明するための図である。図4は、実施の形態1に従うパワーコンディショナ2の制御方式の概要を説明するための図である。なお、以下の説明では、パワーコンディショナが自立運転している状態であるとする。   FIG. 3 is a diagram for explaining an outline of a control method of the power conditioner according to the related art. FIG. 4 is a diagram for describing an overview of a control method of power conditioner 2 according to the first embodiment. In the following description, it is assumed that the power conditioner is operating independently.

まず、関連技術の制御方式について説明する。図3を参照して、コンデンサ5Aは電圧線Uと中性線Oとの間に接続され、コンデンサ5Bは中性線Oと電圧線Vとの間に接続され、コンデンサ5Cは電圧線Uと電圧線Vとの間に接続されている。   First, a related art control method will be described. Referring to FIG. 3, capacitor 5A is connected between voltage line U and neutral line O, capacitor 5B is connected between neutral line O and voltage line V, and capacitor 5C is connected to voltage line U. It is connected between the voltage lines V.

典型的には、コンデンサ5Aは負荷群300Aに含まれており、コンデンサ5Bは負荷群300Bに含まれており、コンデンサ5Cは、負荷群300Cに含まれている。コンデンサ5Aの静電容量は電圧線Uと中性線Oとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量であり、コンデンサ5Bの静電容量は電圧線Vと中性線Oとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量であり、コンデンサ5Cの静電容量は電圧線Uと電圧線Vとの間に接続される複数のコンデンサの合成容量である。   Typically, the capacitor 5A is included in the load group 300A, the capacitor 5B is included in the load group 300B, and the capacitor 5C is included in the load group 300C. The capacitance of the capacitor 5A is a combined capacitance of a plurality of capacitors connected between the voltage line U and the neutral line O, and the capacitance of the capacitor 5B is between the voltage line V and the neutral line O. The combined capacitance of a plurality of capacitors connected, and the capacitance of the capacitor 5C is the combined capacitance of a plurality of capacitors connected between the voltage line U and the voltage line V.

図3(a)の状態では、U相電圧およびV相電圧はそれぞれ100Vであり、電圧線Uおよび電圧線V間の電圧は200Vである。ここで、たとえば、突入電流などにより電圧線Uに基準電流値以上の電流が発生した場合には、この電流を抑制するため、パワーコンディショナは、U相電圧を低下させるためのスイッチング制御信号を生成してインバータ20に出力する。これにより、たとえば、図3(b)に示すようにU相電圧が100Vから50Vに一時的に低下する。しかし、U相電圧が低下したことにより、コンデンサ5Cからコンデンサ5A,5Bに電荷が供給されることから、たとえば、図3(c)に示すように、U相電圧およびV相電圧はそれぞれ70Vおよび120Vまで上昇して落ち着く。このとき、電圧線Uおよび電圧線V間の電圧は190Vである。   In the state of FIG. 3A, the U-phase voltage and the V-phase voltage are each 100V, and the voltage between the voltage line U and the voltage line V is 200V. Here, for example, when a current exceeding the reference current value is generated in the voltage line U due to an inrush current or the like, the power conditioner outputs a switching control signal for reducing the U-phase voltage in order to suppress this current. And output to the inverter 20. Thereby, for example, as shown in FIG. 3B, the U-phase voltage temporarily decreases from 100V to 50V. However, since the electric charge is supplied from the capacitor 5C to the capacitors 5A and 5B due to the decrease in the U-phase voltage, for example, as shown in FIG. 3C, the U-phase voltage and the V-phase voltage are 70V and It rises to 120V and settles down. At this time, the voltage between the voltage line U and the voltage line V is 190V.

このように、U相電圧は低下して予め定められた基準電圧値(たとえば、110V)以下になるが、V相電圧は初期状態(図3(a)の状態)よりも上昇してしまい基準電圧値以上になる。そのため、関連技術のパワーコンディショナは、V相において基準電圧値以上の電圧が発生したと判断して運転を停止してしまうという問題がある。   In this way, the U-phase voltage decreases and becomes a predetermined reference voltage value (for example, 110 V) or less, but the V-phase voltage increases from the initial state (the state of FIG. 3A) and becomes the reference It becomes more than the voltage value. Therefore, the related art power conditioner has a problem that the operation is stopped when it is determined that a voltage higher than the reference voltage value is generated in the V phase.

そこで、上記の問題点を考慮して、実施の形態1に従うパワーコンディショナは2は、以下のような制御方式に従ってインバータ20から出力される電圧を適切に制御することにより、自立運転の停止を回避するとともに負荷群300への電力供給を維持する。   Therefore, in consideration of the above problems, the power conditioner 2 according to the first embodiment stops the autonomous operation by appropriately controlling the voltage output from the inverter 20 according to the following control method. While avoiding, power supply to the load group 300 is maintained.

図4(a)の状態において、U相電圧およびV相電圧はそれぞれ100Vであり、電圧線Uおよび電圧線V間の電圧は200Vである。ここで、たとえば、突入電流などにより電圧線Uに予め定められた基準電流値以上の電流が発生した場合には、この電流を抑制するため、パワーコンディショナ2は、U相電圧およびV相電圧を低下させるためのスイッチング制御信号を生成してインバータ20に出力する。これにより、たとえば、図4(b)に示すようにU相電圧およびV相電圧がそれぞれ100Vから50Vに一時的に低下する。   In the state of FIG. 4A, the U-phase voltage and the V-phase voltage are each 100V, and the voltage between the voltage line U and the voltage line V is 200V. Here, for example, when a current greater than a predetermined reference current value is generated in the voltage line U due to an inrush current or the like, the power conditioner 2 controls the U-phase voltage and the V-phase voltage to suppress this current. Is generated and output to the inverter 20. Thereby, for example, as shown in FIG. 4B, the U-phase voltage and the V-phase voltage are temporarily reduced from 100 V to 50 V, respectively.

ここで、U相およびV相の両方の電圧が低下したことにより、コンデンサ5Cからコンデンサ5A,5Bに電荷が供給されて、たとえば、図4(c)に示すように、U相電圧およびV相電圧はそれぞれ80Vまで上昇する。このとき、電圧線Uおよび電圧線V間の電圧は160Vである。   Here, since the voltage of both the U-phase and the V-phase is lowered, electric charges are supplied from the capacitor 5C to the capacitors 5A and 5B. For example, as shown in FIG. Each voltage rises to 80V. At this time, the voltage between the voltage line U and the voltage line V is 160V.

パワーコンディショナ2は、上記のように、U相電圧およびV相電圧の両方を低下させるため、電荷が移動したとしても両方の電圧を基準電圧値以下にすることができる。そのため、実施の形態1に従うパワーコンディショナ2は、関連技術のパワーコンディショナのように自立運転を停止してしまうことなく、負荷群300への電力供給を維持することができる。   Since the power conditioner 2 reduces both the U-phase voltage and the V-phase voltage as described above, both voltages can be made to be equal to or lower than the reference voltage value even if the charge moves. Therefore, the power conditioner 2 according to the first embodiment can maintain the power supply to the load group 300 without stopping the self-sustaining operation like the power conditioners of the related art.

<制御部の構成>
図5は、実施の形態1に従う制御部10の構成を示す模式図である。図5を参照して
、制御部10は、電圧入力部11と、電流入力部12と、電圧制御部13とを含む。
<Configuration of control unit>
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of control unit 10 according to the first embodiment. Referring to FIG. 5, control unit 10 includes a voltage input unit 11, a current input unit 12, and a voltage control unit 13.

電圧入力部11は、電圧センサ51により検出されたU相電圧の電圧値Vu、および電圧センサ52により検出されたV相電圧の電圧値Vvの入力を受け付ける。電圧入力部11は、電圧値Vu,Vvを電圧制御部13に送出する。   The voltage input unit 11 receives input of the voltage value Vu of the U-phase voltage detected by the voltage sensor 51 and the voltage value Vv of the V-phase voltage detected by the voltage sensor 52. The voltage input unit 11 sends the voltage values Vu and Vv to the voltage control unit 13.

電流入力部12は、電流センサ41により検出されたU線電流の電流値Iu、および電流センサ42により検出されたV線電流の電流値Ivの入力を受け付ける。電流入力部12は、電流値Iu,Ivを電圧制御部13に送出する。   The current input unit 12 receives input of the current value Iu of the U-line current detected by the current sensor 41 and the current value Iv of the V-line current detected by the current sensor 42. The current input unit 12 sends the current values Iu and Iv to the voltage control unit 13.

ある局面では、電圧制御部13は、電圧値Vu,Vvおよび電流値Iu,Ivに基づいて、インバータ20からU相およびV相に出力される電圧を制御する。   In one aspect, voltage control unit 13 controls the voltage output from inverter 20 to the U phase and the V phase based on voltage values Vu, Vv and current values Iu, Iv.

電圧制御部13は、電流値Iuが基準電流値以上である場合に、U相およびV相に出力される電圧を低下させる。具体的には、電圧制御部13は、U相電圧の電圧値を、電圧入力部11により受け付けられた電圧値Vuよりも小さくするようにインバータ20に指示する。また、電圧制御部13Aは、V相電圧の電圧値を、電圧制御部13により受け付けられた電圧値Vvよりも小さくするようにインバータ20に指示する。詳細には、電圧制御部13は、U相電圧およびV相電圧を低下させるために、デューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号をインバータ20に出力する。   The voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase and the V phase when the current value Iu is equal to or greater than the reference current value. Specifically, voltage control unit 13 instructs inverter 20 to make the voltage value of the U-phase voltage smaller than voltage value Vu received by voltage input unit 11. Further, the voltage control unit 13A instructs the inverter 20 to make the voltage value of the V-phase voltage smaller than the voltage value Vv accepted by the voltage control unit 13. Specifically, the voltage control unit 13 generates a switching control signal with a changed duty ratio in order to reduce the U-phase voltage and the V-phase voltage, and outputs the generated switching control signal to the inverter 20.

また、電圧制御部13は、電流値Ivが基準電流値以上である場合に、V相電圧の電圧値を、電圧入力部11により受け付けられた電圧値Vvよりも小さくするようにインバータ20に指示するとともに、U相電圧の電圧値を、電圧入力部11により受け付けられた電圧値Vuよりも小さくするようにインバータ20に指示する。   Further, the voltage control unit 13 instructs the inverter 20 to make the voltage value of the V-phase voltage smaller than the voltage value Vv accepted by the voltage input unit 11 when the current value Iv is equal to or greater than the reference current value. At the same time, the inverter 20 is instructed to make the voltage value of the U-phase voltage smaller than the voltage value Vu accepted by the voltage input unit 11.

電圧制御部13は、電流値Ivまたは電流値Ivが予め定められた過電流値以上になった場合には、トランジスタQ1〜Q6を保護するためインバータ20を停止させる。基準電流値は、この過電流値よりも小さい値に設定される。このように、基準電流値を過電流値よりも小さく設定しておくことにより、電圧線Uまたは電圧線Vの電流値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で上記の電圧制御が実行されるため、インバータ20の停止を防ぐことができる。ただし、基準電流値は、過電流値に設定される場合であってもよい。   When the current value Iv or the current value Iv is equal to or higher than a predetermined overcurrent value, the voltage control unit 13 stops the inverter 20 to protect the transistors Q1 to Q6. The reference current value is set to a value smaller than this overcurrent value. As described above, by setting the reference current value to be smaller than the overcurrent value, even when the current value of the voltage line U or the voltage line V is increased, the above-described values are obtained at the stage before these become the overcurrent value. Since voltage control is executed, the inverter 20 can be prevented from stopping. However, the reference current value may be set to an overcurrent value.

(電圧制御部の他の局面)
上記では、電圧制御部13が、電流入力部12により受け付けられた電流値に基づいて、U相およびV相に出力される電圧を低下させる場合について説明した。しかし、他の局面において、電圧制御部13は、電圧入力部11により受け付けられた電圧値に基づいて、U相およびV相に出力される電圧を低下させてもよい。
(Other aspects of the voltage controller)
The case where the voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase and the V phase based on the current value received by the current input unit 12 has been described above. However, in another aspect, the voltage control unit 13 may reduce the voltage output to the U phase and the V phase based on the voltage value received by the voltage input unit 11.

電圧制御部13は、電圧値Vuが基準電圧値以上である場合に、U相電圧の電圧値を、電圧入力部11により受け付けられた電圧値Vuよりも小さくするようにインバータ20に指示する。また、電圧制御部13は、V相電圧の電圧値を、電圧入力部11により受け付けられた電圧値Vvよりも小さくするようにインバータ20に指示する。具体的には、電圧制御部13は、U相電圧およびV相電圧を低下させるために、デューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号をインバータ20に出力する。   The voltage control unit 13 instructs the inverter 20 to make the voltage value of the U-phase voltage smaller than the voltage value Vu received by the voltage input unit 11 when the voltage value Vu is equal to or higher than the reference voltage value. Further, the voltage control unit 13 instructs the inverter 20 to make the voltage value of the V-phase voltage smaller than the voltage value Vv accepted by the voltage input unit 11. Specifically, the voltage control unit 13 generates a switching control signal with a changed duty ratio in order to decrease the U-phase voltage and the V-phase voltage, and outputs the generated switching control signal to the inverter 20. .

また、電圧制御部13は、電圧値Vvが基準電圧値以上である場合に、V相電圧を電圧値Vvよりも低下させ、U相電圧を電圧値Vuよりも低下させるようにインバータ20に指示する。   The voltage control unit 13 instructs the inverter 20 to lower the V-phase voltage below the voltage value Vv and lower the U-phase voltage below the voltage value Vu when the voltage value Vv is equal to or higher than the reference voltage value. To do.

電圧制御部13は、電圧値Vuまたは電圧値Vvが予め定められた過電圧値以上になった場合には、トランジスタQ1〜Q6を保護するためインバータ20を停止させる。基準電圧値は、この過電圧値よりも小さい値に設定される。基準電圧値を過電圧値よりも小さく設定しておくことにより、電圧線Uまたは電圧線Vの電圧値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で上記の電圧制御が実行されるため、インバータ20の停止を防ぐことができる。ただし、基準電圧値は、過電圧値に設定される場合であってもよい。ここで、過電圧値は、たとえば、図6に示すグラフに従う電圧値である。   When voltage value Vu or voltage value Vv is equal to or higher than a predetermined overvoltage value, voltage control unit 13 stops inverter 20 to protect transistors Q1-Q6. The reference voltage value is set to a value smaller than this overvoltage value. By setting the reference voltage value to be smaller than the overvoltage value, even when the voltage value of the voltage line U or the voltage line V increases, the above voltage control is executed at a stage before these become the overcurrent value. Therefore, the stop of the inverter 20 can be prevented. However, the reference voltage value may be set to an overvoltage value. Here, the overvoltage value is, for example, a voltage value according to the graph shown in FIG.

図6は、過電圧値の一例を示すグラフである。図6に示す例では、過電圧値は、定常値の+10%の電圧値である。たとえば、図6に示すグラフは、制御部10のメモリ(図示しない)に格納されている。   FIG. 6 is a graph showing an example of the overvoltage value. In the example shown in FIG. 6, the overvoltage value is a voltage value of + 10% of the steady value. For example, the graph shown in FIG. 6 is stored in a memory (not shown) of the control unit 10.

このように、電圧制御部13は、電流入力部12から受ける電流値を用いずに、電圧入力部11から受ける電圧値を用いてU相およびV相に出力される電圧を低下させる制御を実行することもできる。   In this way, the voltage control unit 13 performs control to reduce the voltage output to the U phase and the V phase using the voltage value received from the voltage input unit 11 without using the current value received from the current input unit 12. You can also

<電圧制御方式の詳細>
ここで、図7〜図9を参照して、電圧制御部13による電圧制御方式についてさらに詳細に説明する。電圧制御部13は、インバータ20からU相およびV相に出力される電圧を制御するためのスイッチング制御信号S1〜S6を生成して、当該生成されたスイッチング制御信号S1〜S6をインバータ20に出力する。
<Details of voltage control method>
Here, the voltage control method by the voltage control unit 13 will be described in more detail with reference to FIGS. The voltage control unit 13 generates switching control signals S1 to S6 for controlling the voltage output from the inverter 20 to the U phase and the V phase, and outputs the generated switching control signals S1 to S6 to the inverter 20. To do.

図7は、電圧制御方式(その1)を説明するための図である。なお、図7には、説明の容易化のため、パワーコンディショナ2の構成の一部を図示しないが、これらは上述した図2のように構成されているものとする。   FIG. 7 is a diagram for explaining the voltage control method (part 1). 7 does not illustrate a part of the configuration of the power conditioner 2 for ease of explanation, it is assumed that these components are configured as shown in FIG. 2 described above.

ここでは、電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高い場合の電圧制御方式について説明する。電圧制御部13は、これらの電位関係を、電圧値Vu,Vvから把握することができる。   Here, a voltage control method when the voltage line U has a higher potential than the neutral line O and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V will be described. The voltage control unit 13 can grasp these potential relationships from the voltage values Vu and Vv.

電圧制御部13は、U相およびV相に出力される電圧を低下させるために、レグ21に出力するスイッチング制御信号S1,S2のデューティー比と、レグ23に出力するスイッチング制御信号S5,S6のデューティー比とを変更し、レグ22に出力するスイッチング制御信号S3,S4のデューティー比を維持する。   The voltage control unit 13 reduces the duty ratio of the switching control signals S1 and S2 output to the leg 21 and the switching control signals S5 and S6 output to the leg 23 in order to reduce the voltage output to the U phase and the V phase. The duty ratio is changed, and the duty ratio of the switching control signals S3 and S4 output to the leg 22 is maintained.

具体的には、電圧制御部13は、U相電圧を低下させるために、(1)スイッチング制御信号S1のデューティー比を小さくして(たとえば、80%→60%)トランジスタQ1のオン時間を短くし、(2)スイッチング制御信号S2のデューティー比を大きくして(たとえば、20%→40%)トランジスタQ2のオン時間を長くする。電圧制御部13は、V相電圧を低下させるために、(3)スイッチング制御信号S5のデューティー比を大きくして(たとえば、20%→40%)トランジスタQ5のオン時間を長くし、(4)スイッチング制御信号S6のデューティー比を小さくして(たとえば、80%→60%)トランジスタQ6のオン時間を短くする。また、電圧制御部13は、(5)スイッチング制御信号S3,S4のデューティー比を維持して(たとえば、50%)トランジスタQ3,Q4のオン時間を維持する。   Specifically, in order to reduce the U-phase voltage, the voltage control unit 13 (1) decreases the duty ratio of the switching control signal S1 (for example, 80% → 60%) and shortens the on-time of the transistor Q1. (2) Increasing the duty ratio of the switching control signal S2 (for example, 20% → 40%) extends the on-time of the transistor Q2. The voltage control unit 13 increases the duty ratio of the switching control signal S5 (for example, 20% → 40%) to increase the on-time of the transistor Q5 in order to reduce the V-phase voltage, and (4) The duty ratio of the switching control signal S6 is reduced (for example, 80% → 60%) to shorten the on-time of the transistor Q6. Further, the voltage control unit 13 (5) maintains the duty ratio of the switching control signals S3 and S4 (for example, 50%) and maintains the on-time of the transistors Q3 and Q4.

電圧制御部13は、上記(1)〜(5)の制御を同時に実行して、電圧線Uおよび中性線O間の電位差と、中性線Oおよび電圧線V間の電位差とを小さくすることによりU相電圧およびV相電圧を低下させる。   The voltage control unit 13 simultaneously executes the controls (1) to (5) to reduce the potential difference between the voltage line U and the neutral line O and the potential difference between the neutral line O and the voltage line V. As a result, the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered.

図8は、電圧制御方式(その2)を説明するための図である。図7の場合と同様に電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとする。   FIG. 8 is a diagram for explaining the voltage control method (part 2). As in the case of FIG. 7, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O, and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V.

ここでは、電圧制御部13は、U相およびV相に出力される電圧を低下させるために、レグ21に出力するスイッチング制御信号S1,S2のデューティー比と、レグ22に出力するスイッチング制御信号S3,S4のデューティー比とを変更し、レグ23に出力するスイッチング制御信号S5,S6のデューティー比を維持する。   Here, the voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase and the V phase, the duty ratio of the switching control signals S1 and S2 output to the leg 21, and the switching control signal S3 output to the leg 22. , S4 and the duty ratio of the switching control signals S5, S6 output to the leg 23 are maintained.

具体的には、電圧制御部13は、U相電圧を低下させるために、(1)スイッチング制御信号S1のデューティー比を小さくし(たとえば、80%→60%)、(2)スイッチング制御信号S2のデューティー比を大きくする(たとえば、20%→40%)。電圧制御部13は、V相電圧を低下させるために、(3)スイッチング制御信号S3のデューティー比を小さくし(たとえば、50%→40%)、(4)スイッチング制御信号S4のデューティー比を大きくする(たとえば、50%→60%)。電圧制御部13は、(5)スイッチング制御信号S5,S6のデューティー比を維持する(たとえば、S5のデューティー比が20%,S6のデューティー比が80%)。   Specifically, the voltage control unit 13 (1) reduces the duty ratio of the switching control signal S1 (for example, 80% → 60%) and (2) the switching control signal S2 in order to reduce the U-phase voltage. Is increased (for example, 20% → 40%). In order to reduce the V-phase voltage, the voltage control unit 13 (3) decreases the duty ratio of the switching control signal S3 (for example, 50% → 40%), and (4) increases the duty ratio of the switching control signal S4. (For example, 50% → 60%). The voltage control unit 13 maintains (5) the duty ratio of the switching control signals S5 and S6 (for example, the duty ratio of S5 is 20% and the duty ratio of S6 is 80%).

電圧制御部13は、上記(1)〜(5)の制御を同時に実行して、電圧線Uおよび中性線O間の電位差と、中性線Oおよび電圧線V間の電位差とを小さくすることによりU相電圧およびV相電圧を低下させる。   The voltage control unit 13 simultaneously executes the controls (1) to (5) to reduce the potential difference between the voltage line U and the neutral line O and the potential difference between the neutral line O and the voltage line V. As a result, the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered.

図9は、電圧制御方式(その3)を説明するための図である。図7の場合と同様に電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとする。   FIG. 9 is a diagram for explaining the voltage control method (part 3). As in the case of FIG. 7, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O, and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V.

ここでは、電圧制御部13は、U相およびV相に出力される電圧を低下させるために、レグ22に出力するスイッチング制御信号S3,S4のデューティー比と、レグ23に出力するスイッチング制御信号S5,S6のデューティー比とを変更し、レグ21に出力するスイッチング制御信号S1,S2のデューティー比を維持する。   Here, the voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase and the V phase, the duty ratio of the switching control signals S3 and S4 output to the leg 22, and the switching control signal S5 output to the leg 23. , S6 and the duty ratio of the switching control signals S1, S2 output to the leg 21 are maintained.

具体的には、電圧制御部13は、U相電圧を低下させるために、(1)スイッチング制御信号S3のデューティー比を大きくし(たとえば、50%→60%)、(2)スイッチング制御信号S4のデューティー比を小さくする(たとえば、50%→40%)。電圧制御部13は、V相電圧を低下させるために、(3)スイッチング制御信号S5のデューティー比を大きくし(たとえば、20%→40%)、(4)スイッチング制御信号S6のデューティー比を小さくする(たとえば、80%→60%)。電圧制御部13は、(5)スイッチング制御信号S1,S2のデューティー比を維持する(たとえば、S1のデューティー比が80%,S2のデューティー比が20%)。   Specifically, the voltage control unit 13 (1) increases the duty ratio of the switching control signal S3 (for example, 50% → 60%) and (2) the switching control signal S4 in order to reduce the U-phase voltage. Is reduced (for example, 50% → 40%). In order to reduce the V-phase voltage, the voltage control unit 13 (3) increases the duty ratio of the switching control signal S5 (for example, 20% → 40%), and (4) decreases the duty ratio of the switching control signal S6. (For example, 80% → 60%). The voltage control unit 13 maintains (5) the duty ratio of the switching control signals S1 and S2 (for example, the duty ratio of S1 is 80% and the duty ratio of S2 is 20%).

電圧制御部13は、上記(1)〜(5)の制御を同時に実行して、電圧線Uおよび中性線O間の電位差と、中性線Oおよび電圧線V間の電位差とを小さくすることによりU相電圧およびV相電圧を低下させる。   The voltage control unit 13 simultaneously executes the controls (1) to (5) to reduce the potential difference between the voltage line U and the neutral line O and the potential difference between the neutral line O and the voltage line V. As a result, the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered.

上述したように、電圧制御部13は、3つのレグ21,22,23のうちの2つのレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更し、残りの1つのレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を維持することにより、U相電圧およびV相電圧を低下させる。   As described above, the voltage control unit 13 changes the duty ratio of the switching control signal output to two of the three legs 21, 22, and 23, and changes the switching control signal output to the remaining one leg. By maintaining the duty ratio, the U-phase voltage and the V-phase voltage are reduced.

図7〜図9では、電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Uが中性線Oよりも電位が低く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が低い場合には、各スイッチング制御信号S1〜S6のデューティー比を逆に変化させればよい。たとえば、図7を例として説明すると、電圧制御部13は、スイッチング制御信号S1のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号S2のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号S5のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号S6のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号S3,S4のデューティー比を維持する。   7 to 9, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V. However, the voltage line U is higher than the neutral line O. When the potential is low and the neutral line O is lower in potential than the voltage line V, the duty ratios of the switching control signals S1 to S6 may be changed in reverse. For example, referring to FIG. 7, the voltage control unit 13 increases the duty ratio of the switching control signal S1, decreases the duty ratio of the switching control signal S2, decreases the duty ratio of the switching control signal S5, and performs switching. The duty ratio of the control signal S6 is increased and the duty ratio of the switching control signals S3 and S4 is maintained.

なお、電圧制御部13は、予め設定された変化量でデューティー比を変更してもよいし、過去の実績(デューティー比に対するU相電圧およびV相電圧の電圧値との関係など)を図示しないメモリに記憶しておき、当該実績に基づいて変更してもよい。   Note that the voltage control unit 13 may change the duty ratio by a preset amount of change, and does not show past results (such as the relationship between the U-phase voltage and the voltage value of the V-phase voltage with respect to the duty ratio). You may memorize | store in memory and may change based on the said performance.

<処理手順>
図10は、実施の形態1に従う制御部10の処理手順を説明するためのフローチャートである。
<Processing procedure>
FIG. 10 is a flowchart for illustrating a processing procedure of control unit 10 according to the first embodiment.

図10を参照して、制御部10は、電流センサ41,42によりそれぞれ検出された電流値Iu,Ivを取得する(ステップS12)。制御部10Aは、電圧センサ51,52によりそれぞれ検出された電圧値Vu,Vvを取得する(ステップS14)。ステップS12,S14の処理は互いに並行して実行されてもよいし、順序を変えて実行されてもよい。   Referring to FIG. 10, control unit 10 obtains current values Iu and Iv detected by current sensors 41 and 42, respectively (step S12). The control unit 10A acquires voltage values Vu and Vv detected by the voltage sensors 51 and 52, respectively (step S14). The processes of steps S12 and S14 may be executed in parallel with each other, or may be executed in a different order.

制御部10は、電流値Iuまたは電流値Ivが基準電流値以上か否かを判断する(ステップS16)。電流値Iuまたは電流値Ivが基準電流値以上の場合には(ステップS16においてYES)、制御部10は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更して(ステップS18)、当該スイッチング制御信号をインバータ20に出力することによりU相電圧およびV相電圧を低下させる(ステップS20)。具体的には、制御部10は、上述したような電圧制御方式によりデューティー比を変更したスイッチング制御信号を生成してインバータ20に出力し、U相電圧およびV相電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Vuおよび電圧値Vvよりも小さくなるようにする。   The controller 10 determines whether or not the current value Iu or the current value Iv is greater than or equal to the reference current value (step S16). If current value Iu or current value Iv is equal to or greater than the reference current value (YES in step S16), control unit 10 changes the duty ratio of the switching control signal (step S18), and converts the switching control signal to inverter 20 The U-phase voltage and the V-phase voltage are reduced by outputting to (step S20). Specifically, the control unit 10 generates a switching control signal in which the duty ratio is changed by the voltage control method as described above, and outputs the switching control signal to the inverter 20. It is made smaller than the value Vu and the voltage value Vv.

電流値Iuおよび電流値Ivがいずれも基準電流値未満の場合には(ステップS16においてNO)、制御部10は、通常どおり、U相電圧およびV相電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Vuおよび電圧値Vvを維持するように制御する(ステップS22)。   When current value Iu and current value Iv are both less than the reference current value (NO in step S16), control unit 10 determines that the voltage values of U-phase voltage and V-phase voltage are voltage value Vu and V-phase, respectively, as usual. Control is performed so as to maintain the voltage value Vv (step S22).

なお、制御部10は、電流入力部12から受ける電流値を用いずに、電圧入力部11から受ける電圧値を用いてU相電圧およびV相電圧を低下させる場合には、上記のステップS12の処理を省略する。また、制御部10は、上記のステップS16において、電圧値Vuまたは電圧値Vvが基準電圧値以上か否かを判断する。そして、制御部10は、電圧値Vuまたは電圧値Vvが基準電圧値以上の場合にはステップS18およびステップS20の処理を実行し、電圧値Vuおよび電圧値Vvがいずれも基準電圧値未満の場合にはステップS22の処理を実行する。   Note that the control unit 10 does not use the current value received from the current input unit 12 but uses the voltage value received from the voltage input unit 11 to decrease the U-phase voltage and the V-phase voltage. The process is omitted. Moreover, the control part 10 determines whether voltage value Vu or voltage value Vv is more than a reference voltage value in said step S16. Then, when the voltage value Vu or the voltage value Vv is equal to or higher than the reference voltage value, the control unit 10 executes the processes of Step S18 and Step S20. When the voltage value Vu and the voltage value Vv are both less than the reference voltage value, In step S22, the process of step S22 is executed.

[実施の形態2]
実施の形態1で説明したように、U相電圧およびV相電圧を低下させた場合には、コンデンサ5Cとコンデンサ5A,5Bとの間で電荷が移動する。このことは、U相電圧およびV相電圧を増加させる方向に作用する。そのため、この電荷の移動を考慮してU相電圧およびV相電圧を低下させることが望ましいといえる。そこで、実施の形態2では、コンデンサ5A〜5Cの静電容量を考慮して、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する構成について説明する。
[Embodiment 2]
As described in the first embodiment, when the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered, the charge moves between the capacitor 5C and the capacitors 5A and 5B. This acts in the direction of increasing the U-phase voltage and the V-phase voltage. Therefore, it can be said that it is desirable to reduce the U-phase voltage and the V-phase voltage in consideration of this charge movement. Therefore, in the second embodiment, a configuration in which the duty ratio of the switching control signal is changed in consideration of the capacitances of the capacitors 5A to 5C will be described.

なお、実施の形態2に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの<全体構成>については、図1において、実施の形態1におけるパワーコンディショナ2がパワーコンディショナ2Aに置き換わった点以外は同一であるため、その詳細な説明は繰り返さない。   It should be noted that the <overall configuration> of the power supply system to which the power conditioner according to the second embodiment is applied is the same except that the power conditioner 2 in the first embodiment is replaced with the power conditioner 2A in FIG. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<パワーコンディショナの構成>
図11は、実施の形態2に従うパワーコンディショナ2Aの構成を示す図である。図11を参照して、パワーコンディショナ2Aは、制御部10Aと、インバータ20と、電流センサ41,42と、電圧センサ51,52と、リアクトルL1〜L3と、静電容量測定部8とを含む。パワーコンディショナ2Aは、図2における制御部10が制御部10Aに置き換わっている点と、静電容量測定部8をさらに含む点とがパワーコンディショナ2と異なる。それ以外の構成は同一であるためその詳細な説明は繰り返さない。
<Configuration of the inverter>
FIG. 11 shows a configuration of power conditioner 2A according to the second embodiment. Referring to FIG. 11, power conditioner 2 </ b> A includes control unit 10 </ b> A, inverter 20, current sensors 41 and 42, voltage sensors 51 and 52, reactors L <b> 1 to L <b> 3, and capacitance measurement unit 8. Including. The power conditioner 2 </ b> A is different from the power conditioner 2 in that the control unit 10 in FIG. 2 is replaced with the control unit 10 </ b> A and a point that further includes a capacitance measuring unit 8. Since other configurations are the same, detailed description thereof will not be repeated.

静電容量測定部8は、電圧線Uと中性線Oとの間に接続されたコンデンサ5Aの静電容量値Cuと、中性線Oと電圧線Vとの間に接続されたコンデンサ5Bの静電容量値Cvと、電圧線Uと電圧線Vとの間に接続されたコンデンサ5Cの静電容量値Cuvとを測定し、その測定結果を制御部10Aに入力する。なお、上述したように、コンデンサ5A〜5Cは、それぞれ負荷群300A〜300Cに含まれているとする。   The capacitance measuring unit 8 includes a capacitance value Cu of a capacitor 5A connected between the voltage line U and the neutral line O, and a capacitor 5B connected between the neutral line O and the voltage line V. The capacitance value Cv of the capacitor 5C and the capacitance value Cuv of the capacitor 5C connected between the voltage line U and the voltage line V are measured, and the measurement result is input to the control unit 10A. As described above, it is assumed that capacitors 5A to 5C are included in load groups 300A to 300C, respectively.

制御部10Aは、電流センサ41,42からそれぞれ受けた電流値Iu,Ivと、電圧センサ51,52からそれぞれ受けた電圧値Vu,Vvと、静電容量測定部8から受けた静電容量値Cu,Cv,Cuvとに基づいて、後述する制御方式に従ってトランジスタQ1〜Q6のオン/オフを制御するためのスイッチング制御信号S1〜S6を生成し、当該生成されたスイッチング制御信号S1〜S6をインバータ20に出力する。   The control unit 10A includes current values Iu and Iv received from the current sensors 41 and 42, voltage values Vu and Vv received from the voltage sensors 51 and 52, and capacitance values received from the capacitance measurement unit 8, respectively. Based on Cu, Cv, and Cuv, switching control signals S1 to S6 for controlling on / off of the transistors Q1 to Q6 are generated according to a control method to be described later, and the generated switching control signals S1 to S6 are converted into inverters. 20 is output.

<制御部の構成>
図12は、実施の形態2に従う制御部10Aの構成を示す模式図である。図12を参照して、制御部10Aは、電圧入力部11Aと、電流入力部12Aと、電圧制御部13Aと、容量入力部14Aとを含む。電圧入力部11Aおよび電流入力部12Aは、それぞれ図5に示す電圧入力部11および電流入力部12と実質的に同一の構成を有する。電圧制御部13Aは、上述した電圧制御部13の機能に加えてさらに以下の機能を有する。
<Configuration of control unit>
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a control unit 10A according to the second embodiment. Referring to FIG. 12, control unit 10A includes a voltage input unit 11A, a current input unit 12A, a voltage control unit 13A, and a capacitance input unit 14A. Voltage input unit 11A and current input unit 12A have substantially the same configuration as voltage input unit 11 and current input unit 12 shown in FIG. The voltage control unit 13A has the following functions in addition to the functions of the voltage control unit 13 described above.

容量入力部14Aは、静電容量測定部8により測定された静電容量(値)Cu,Cv,Cuvの入力を受け付ける。容量入力部14Aは、静電容量値Cu,Cv,Cuvを電圧制御部13Aに送出する。   The capacitance input unit 14 </ b> A receives input of capacitances (values) Cu, Cv, Cuv measured by the capacitance measurement unit 8. Capacitance input unit 14A sends capacitance values Cu, Cv, Cuv to voltage control unit 13A.

電圧制御部13Aは、電流値Iuが基準電流値以上、あるいは電圧値Vuが基準電圧値以上の場合には、U相に出力される電圧を電圧値Vuよりも低下させる。このとき、電圧制御部13Aは、電圧値Vu,Vvおよび静電容量値Cu,Cv,Cuvに基づいてV相に出力される電圧を目標電圧値にするためのスイッチング制御信号を生成し、当該生成された制御信号をインバータ20に出力する。以下、図13を参照しながらスイッチング制御信号の生成方式について詳細に説明する。   When the current value Iu is greater than or equal to the reference current value or the voltage value Vu is greater than or equal to the reference voltage value, the voltage control unit 13A reduces the voltage output to the U phase below the voltage value Vu. At this time, the voltage control unit 13A generates a switching control signal for setting the voltage output to the V phase to the target voltage value based on the voltage values Vu, Vv and the capacitance values Cu, Cv, Cuv, The generated control signal is output to the inverter 20. Hereinafter, the generation method of the switching control signal will be described in detail with reference to FIG.

図13は、スイッチング制御信号の生成方式を説明するための図である。具体的には、図13(a)は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する前の各線間の電圧関係を示す図である。図13(b)は、スイッチング制御信号のデューティー比を変更した後の各線間の電圧関係を示す図である。   FIG. 13 is a diagram for explaining a switching control signal generation method. Specifically, FIG. 13A is a diagram illustrating a voltage relationship between the lines before changing the duty ratio of the switching control signal. FIG. 13B is a diagram illustrating the voltage relationship between the lines after changing the duty ratio of the switching control signal.

図13(a)を参照して、スイッチング制御信号のデューティー比を変更する前においては、電圧線Uおよび中性線O間の電圧(U相電圧)の電圧値がVu、中性線Oおよび電圧線V間の電圧(V相電圧)の電圧値がVv、電圧線Uおよび電圧線V間の電圧の電圧値がVu+Vv、コンデンサ5A〜5Cの静電容量がそれぞれCu,Cv,Cuvであるとする。   Referring to FIG. 13 (a), before changing the duty ratio of the switching control signal, the voltage value of the voltage (U-phase voltage) between voltage line U and neutral line O is Vu, neutral line O and The voltage value between the voltage lines V (V-phase voltage) is Vv, the voltage value between the voltage line U and the voltage line V is Vu + Vv, and the capacitances of the capacitors 5A to 5C are Cu, Cv, and Cuv, respectively. And

ここでは、図7で説明したように、U相電圧およびV相電圧を低下させるために、レグ21に出力するスイッチング制御信号S1,S2のデューティー比と、レグ23に出力するスイッチング制御信号S5,S6のデューティー比とを変更し、レグ22に出力するスイッチング制御信号S3,S4のデューティー比を維持する場合について考える。   Here, as described with reference to FIG. 7, in order to reduce the U-phase voltage and the V-phase voltage, the duty ratio of the switching control signals S1 and S2 output to the leg 21 and the switching control signal S5 output to the leg 23 are set. Consider a case in which the duty ratio of the switching control signals S3 and S4 output to the leg 22 is maintained by changing the duty ratio of S6.

図13(a)の状態(デューティー比の変更前)のスイッチング制御信号S1のデューティー比は(1+x)/2、スイッチング制御信号S2のデューティー比は(1−x)/2であるとする。また、スイッチング制御信号S5のデューティー比は(1−y)/2、スイッチング制御信号S6のデューティー比は(1+y)/2であるとする。ただし、x,yは変数であり、0<x<1、0<y<1である。   It is assumed that the duty ratio of the switching control signal S1 in the state shown in FIG. 13A (before the duty ratio is changed) is (1 + x) / 2, and the duty ratio of the switching control signal S2 is (1-x) / 2. The duty ratio of the switching control signal S5 is (1-y) / 2, and the duty ratio of the switching control signal S6 is (1 + y) / 2. However, x and y are variables, and 0 <x <1 and 0 <y <1.

そして、変数xの値をt倍(ただし、0<t<1)に変化させることにより、図7で説明したように、スイッチング制御信号S1のデューティー比を小さく、スイッチング制御信号S2のデューティー比を大きくして、U相電圧を低下させるとする。   Then, by changing the value of the variable x to t times (where 0 <t <1), as described with reference to FIG. 7, the duty ratio of the switching control signal S1 is reduced and the duty ratio of the switching control signal S2 is decreased. It is assumed that the U-phase voltage is decreased by increasing the voltage.

ここで、変数xの値をt倍(0<t<1)に変化させることは、コンデンサ5Aから電荷を引き抜くという意味においては静電容量値Cuを静電容量値Cu/tに変化させることと同義である。そのため、デューティー比変化後のコンデンサ5Aの静電容量値Cu1を静電容量値Cu/tと定義できる。また、デューティー比変化後のコンデンサ5Bの静電容量を静電容量値Cv1と定義する(図13(b)参照)。   Here, changing the value of the variable x to t times (0 <t <1) means changing the capacitance value Cu to the capacitance value Cu / t in the sense that the charge is extracted from the capacitor 5A. It is synonymous with. Therefore, the capacitance value Cu1 of the capacitor 5A after the duty ratio change can be defined as the capacitance value Cu / t. Further, the capacitance of the capacitor 5B after the change of the duty ratio is defined as a capacitance value Cv1 (see FIG. 13B).

また、デューティー比の変化前後において、U相電圧は電圧値Vuから電圧値Vu1に変化し、V相電圧は電圧値Vvから電圧値Vv1に変化したものとする(図13(b)参照)。電圧線Uおよび電圧線V間の電圧は、電圧値(Vu+Vv)から電圧値(Vu1+Vv1)に変化する。   Further, it is assumed that the U-phase voltage changes from the voltage value Vu to the voltage value Vu1 and the V-phase voltage changes from the voltage value Vv to the voltage value Vv1 before and after the change of the duty ratio (see FIG. 13B). The voltage between the voltage line U and the voltage line V changes from the voltage value (Vu + Vv) to the voltage value (Vu1 + Vv1).

ここで、デューティー比の変化前後における、コンデンサ5Aの下側電極およびコンデンサ5Bの上側電極に溜まる電荷(図13中の領域500の部分)について、電荷保存則を用いると次の式(1)が成立する。   Here, when the charge conservation law is used for the charge (the portion of the region 500 in FIG. 13) accumulated in the lower electrode of the capacitor 5A and the upper electrode of the capacitor 5B before and after the change of the duty ratio, the following equation (1) is obtained. To establish.

Figure 2016063575
Figure 2016063575

式(1)から電圧値Vu1は次の式(2)のように表すことができる。   From the equation (1), the voltage value Vu1 can be expressed as the following equation (2).

Figure 2016063575
Figure 2016063575

また、デューティー比の変化前後における、コンデンサ5Bの下側電極およびコンデンサ5Cの下側電極に溜まる電荷(図13中の領域600の部分)について、電荷保存則を用いると次の式(3)が成立する。   Further, when the charge conservation law is used for the charge (the region 600 in FIG. 13) accumulated on the lower electrode of the capacitor 5B and the lower electrode of the capacitor 5C before and after the change of the duty ratio, the following equation (3) is obtained. To establish.

Figure 2016063575
Figure 2016063575

式(3)に式(2)で表される電圧値Vu1を代入して整理すると、静電容量値Cv1は次の式(4)のように表すことができる。   By substituting the voltage value Vu1 represented by the equation (2) into the equation (3) and arranging it, the capacitance value Cv1 can be expressed as the following equation (4).

Figure 2016063575
Figure 2016063575

ここで、変数yの値をs倍(0<s<1)に変化させることは、コンデンサ5Bから電荷を引き抜くという意味においては静電容量値Cvを静電容量値Cv/sに変化させることと同義である。そのため、Cv1=Cv/sとなるから次の式(5)が成立する。   Here, changing the value of the variable y to s times (0 <s <1) means changing the capacitance value Cv to the capacitance value Cv / s in the sense that the charge is extracted from the capacitor 5B. It is synonymous with. Therefore, since Cv1 = Cv / s, the following equation (5) is established.

Figure 2016063575
Figure 2016063575

これにより、V相電圧の電圧値を電圧値Vv1にするためには、sを式(5)のように設定すればよいことがわかる。そのため、変数xの値をt倍(0<t<1)に変化させてU相電圧を低下させるときに、V相電圧の電圧値が過電圧値Vzよりも小さくなるようにしたい場合には、式(5)にVv1=Vzを代入した以下の式(6)が成立するようにsを設定すればよい。   Accordingly, it is understood that s may be set as shown in Expression (5) in order to set the voltage value of the V-phase voltage to the voltage value Vv1. Therefore, when the value of the variable x is changed to t times (0 <t <1) and the U-phase voltage is decreased, the voltage value of the V-phase voltage is desired to be smaller than the overvoltage value Vz. What is necessary is just to set s so that the following formula | equation (6) which substituted Vv1 = Vz to Formula (5) may be materialized.

Figure 2016063575
Figure 2016063575

これにより、電圧制御部13Aは、V相電圧が過電圧値以上になることによるインバータ20の停止を防止できる。また、電圧制御部13Aは、V相電圧の目標電圧値を過電圧値Vz近傍になるようにsを設定したスイッチング制御信号をインバータ20に出力することにより、V相電圧を必要以上に低下させるのを防止できる。これにより、パワーコンディショナ2Aは、できるだけ多くの電力を負荷群300に供給することができる。   Thereby, the voltage control unit 13A can prevent the inverter 20 from being stopped due to the V-phase voltage being equal to or higher than the overvoltage value. Further, the voltage control unit 13A outputs the switching control signal in which s is set so that the target voltage value of the V-phase voltage is in the vicinity of the overvoltage value Vz to the inverter 20, thereby reducing the V-phase voltage more than necessary. Can be prevented. Thereby, the power conditioner 2 </ b> A can supply as much power as possible to the load group 300.

また、U相電圧を低下させるときに、V相電圧を維持したい場合(すなわち、デューティー比変更前後でV相電圧を変化させたくない場合)には、式(5)にVv1=Vvを代入した以下の式(7)に示すようにsを設定すればよい。   Further, when it is desired to maintain the V-phase voltage when reducing the U-phase voltage (that is, when it is not desired to change the V-phase voltage before and after changing the duty ratio), Vv1 = Vv is substituted into equation (5). What is necessary is just to set s as shown in the following formula | equation (7).

Figure 2016063575
Figure 2016063575

これにより、電圧制御部13Aは、U相電圧を低下させた場合でもV相電圧の変化を抑制することができる。そのため、パワーコンディショナ2Aは、V相に接続された負荷群300Bに安定した電力を供給することができる。   As a result, the voltage control unit 13A can suppress the change in the V-phase voltage even when the U-phase voltage is decreased. Therefore, the power conditioner 2A can supply stable power to the load group 300B connected to the V phase.

さらに、U相電流が基準電流値以上の場合またはU相電圧が基準電圧値以上の場合には、U相電圧は比較的大きく低下させる必要があるが、V相電圧はU相電圧ほど低下させなくてもよい。そのため、電圧制御部13Aは、V相電圧の低下量(=Vv−Vv1)がU相電圧の低下量(=Vu−Vu1)よりも小さくなる(Vv−Vv1<Vu−Vu1)ようにインバータ20に指示してもよい。   Furthermore, when the U-phase current is equal to or higher than the reference current value or when the U-phase voltage is equal to or higher than the reference voltage value, the U-phase voltage needs to be relatively greatly reduced, but the V-phase voltage is decreased as much as the U-phase voltage. It does not have to be. Therefore, the voltage control unit 13A includes the inverter 20 so that the amount of decrease in the V-phase voltage (= Vv−Vv1) is smaller than the amount of decrease in the U-phase voltage (= Vu−Vu1) (Vv−Vv1 <Vu−Vu1). You may instruct.

具体的には、電圧入力部11Aから受ける電圧値Vu,Vvと容量入力部14Aから受ける静電容量値Cu,Cv,Cuvは既知の値であるため、式(2)および式(4)を用いることにより、Vv−Vv1<Vu−Vu1を満たすためのtと電圧値Vv1との関係がわかる。そして、電圧値Vv1は式(5)によりtとsとで表すことができるため、結果としてVv−Vv1<Vu−Vu1を満たすためのtとsとの関係がわかる。電圧制御部13Aは、この関係を満たすtとsとに基づいてスイッチング制御信号を生成してインバータ20に出力することにより、V相電圧の低下量がU相電圧の低下量よりも小さくなるようにする。   Specifically, since the voltage values Vu, Vv received from the voltage input unit 11A and the capacitance values Cu, Cv, Cuv received from the capacitance input unit 14A are known values, Equations (2) and (4) are obtained. By using this, the relationship between t for satisfying Vv−Vv1 <Vu−Vu1 and the voltage value Vv1 can be understood. Since the voltage value Vv1 can be expressed by t and s according to the equation (5), the relationship between t and s for satisfying Vv−Vv1 <Vu−Vu1 is obtained as a result. The voltage control unit 13A generates a switching control signal based on t and s satisfying this relationship and outputs the switching control signal to the inverter 20, so that the decrease amount of the V-phase voltage is smaller than the decrease amount of the U-phase voltage. To.

<処理手順>
図14は、実施の形態2に従う制御部10Aの処理手順を説明するためのフローチャートである。
<Processing procedure>
FIG. 14 is a flowchart for illustrating a processing procedure of control unit 10A according to the second embodiment.

図14を参照して、制御部10Aは、電流センサ41,42によりそれぞれ検出された電流値Iu,Ivを取得する(ステップS32)。制御部10Aは、電圧センサ51,52によりそれぞれ検出された電圧値Vu,Vvを取得する(ステップS34)。制御部10Aは、静電容量測定部8によりそれぞれ測定された静電容量値Cu,Cv,Cuvを取得する(ステップS36)。ステップS32,S34,S36の処理は互いに並行して実行されてもよく、順序を変えて実行されてもよい。   Referring to FIG. 14, control unit 10A obtains current values Iu and Iv detected by current sensors 41 and 42, respectively (step S32). The control unit 10A acquires voltage values Vu and Vv detected by the voltage sensors 51 and 52, respectively (step S34). The controller 10A acquires the capacitance values Cu, Cv, Cuv respectively measured by the capacitance measuring unit 8 (step S36). The processes of steps S32, S34, and S36 may be executed in parallel with each other, or may be executed in a different order.

制御部10Aは、電流値Iuまたは電流値Ivが基準電流値以上か否かを判断する(ステップS38)。電流値Iuおよび電流値Ivのいずれも基準電流値未満の場合には(ステップS38においてNO)、制御部10Aは、U相およびV相に出力される電圧の電圧値が、それぞれ電圧値Vuおよび電圧値Vvを維持するようにスイッチング制御信号をインバータ20に出力する(ステップS44)。   The controller 10A determines whether or not the current value Iu or the current value Iv is equal to or greater than the reference current value (step S38). When both current value Iu and current value Iv are less than the reference current value (NO in step S38), control unit 10A determines that the voltage values of the voltages output to the U phase and V phase are voltage value Vu and A switching control signal is output to the inverter 20 so as to maintain the voltage value Vv (step S44).

電流値Iuまたは電流値Ivが基準電流値以上の場合には(ステップS38においてYES)、制御部10Aは、電圧値Vu,Vvおよび静電容量値Cu,Cv,Cuvに基づいてスイッチング制御信号のデューティー比を変更する(ステップS40)。   When current value Iu or current value Iv is greater than or equal to the reference current value (YES in step S38), control unit 10A determines the switching control signal based on voltage values Vu, Vv and capacitance values Cu, Cv, Cuv. The duty ratio is changed (step S40).

具体的には、電流値Iuが基準電流値以上の場合には、制御部10Aは、U相電圧を低下させるために、U相電圧を制御している側のレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更する(上述したように、変数xの値をt倍にする)。同時に、制御部10Aは、V相電圧が目標電圧値になるように、式(5)を利用して、V相電圧を制御している側のレグに出力するスイッチング制御信号のデューティー比を変更する(上述したように、変数yの値をs倍にする)。電流値Ivが基準電流値以上の場合には、制御部10AはU相とV相とを置き換えてこの処理を実行する。   Specifically, when the current value Iu is equal to or higher than the reference current value, the control unit 10A determines the switching control signal output to the leg that controls the U-phase voltage in order to reduce the U-phase voltage. The duty ratio is changed (the value of the variable x is increased t times as described above). At the same time, the control unit 10A changes the duty ratio of the switching control signal output to the leg that controls the V-phase voltage by using Equation (5) so that the V-phase voltage becomes the target voltage value. (As described above, the value of the variable y is multiplied by s). When the current value Iv is equal to or greater than the reference current value, the control unit 10A performs this process by replacing the U phase and the V phase.

そして、制御部10Aは、デューティー比を変更したスイッチング制御信号をインバータ20に出力することにより、U相電圧を低下させるとともにV相電圧を低下(または維持)させる(ステップS42)。   Then, control unit 10A outputs a switching control signal with a changed duty ratio to inverter 20, thereby lowering (or maintaining) the V-phase voltage while lowering the U-phase voltage (step S42).

なお、制御部10と同じように、制御部10Aは、電流入力部12Aから受ける電流値を用いずに、電圧入力部11Aから受ける電圧値を用いてU相およびV相に出力される電圧を低下させてもよい。   As with the control unit 10, the control unit 10A does not use the current value received from the current input unit 12A, but uses the voltage value received from the voltage input unit 11A to output the voltage output to the U phase and the V phase. It may be lowered.

[実施の形態3]
実施の形態3では、図15を参照しながら、インバータが2つのレグを有する場合の電圧制御方式について説明する。実施の形態1に従うパワーコンディショナ2は、3つのレグ21,22,23を有するインバータ20を備えている。しかし、実施の形態3に従うパワーコンディショナ2Bは、インバータ20の代わりに2つのレグ21,23を有するインバータ20Bを備えている。
[Embodiment 3]
In the third embodiment, a voltage control method when the inverter has two legs will be described with reference to FIG. The power conditioner 2 according to the first embodiment includes an inverter 20 having three legs 21, 22, and 23. However, power conditioner 2 </ b> B according to the third embodiment includes inverter 20 </ b> B having two legs 21 and 23 instead of inverter 20.

なお、実施の形態3に従うパワーコンディショナが適用される電力供給システムの<全体構成>については、図1において、実施の形態1におけるパワーコンディショナ2がパワーコンディショナ2Bに置き換わった点以外は同一であるため、その詳細な説明は繰り返さない。   Note that <general configuration> of the power supply system to which the power conditioner according to the third embodiment is applied is the same except that the power conditioner 2 in the first embodiment is replaced with the power conditioner 2B in FIG. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図15は、実施の形態3に従うパワーコンディショナ2Bの構成を示す図である。実施の形態3に従うパワーコンディショナ2Bのインバータ20B以外の構成は、上述したパワーコンディショナ2の当該構成と同じであるため、その詳細な説明は繰り返さない。また、インバータ20Bはレグ22を有していないため、実施の形態3では、制御部10(電圧制御部13)は、スイッチング制御信号S3,S4を出力しない。   FIG. 15 shows a configuration of power conditioner 2B according to the third embodiment. Since the configuration other than inverter 20B of power conditioner 2B according to the third embodiment is the same as the configuration of power conditioner 2 described above, detailed description thereof will not be repeated. Further, since inverter 20B does not have leg 22, in the third embodiment, control unit 10 (voltage control unit 13) does not output switching control signals S3 and S4.

図15を参照して、インバータ20Bは、互いに並列接続されたレグ21およびレグ23と、コンデンサ71,72とを含む。コンデンサ71,72は、直流バス150を構成する正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。コンデンサ71とコンデンサ72との中間点は、リアクトルL2を介して端子202に接続される。   Referring to FIG. 15, inverter 20 </ b> B includes leg 21 and leg 23, and capacitors 71 and 72 connected in parallel to each other. Capacitors 71 and 72 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL forming DC bus 150. An intermediate point between the capacitor 71 and the capacitor 72 is connected to the terminal 202 via the reactor L2.

以下、図15を参照しながら、実施の形態3における電圧制御方式について説明する。なお、図7の場合と同様に電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとする。   Hereinafter, the voltage control method in the third embodiment will be described with reference to FIG. 7, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O, and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V.

制御部10(電圧制御部13)は、U相およびV相に出力される電圧を低下させるために、レグ21に出力するスイッチング制御信号S1,S2のデューティー比と、レグ23に出力するスイッチング制御信号S5,S6のデューティー比とを変更する。   The control unit 10 (voltage control unit 13) is configured to switch the duty ratio of the switching control signals S1 and S2 output to the leg 21 and the switching control output to the leg 23 in order to reduce the voltage output to the U phase and the V phase. The duty ratio of the signals S5 and S6 is changed.

具体的には、電圧制御部13は、U相電圧を低下させるために、(1)スイッチング制御信号S1のデューティー比を小さくし(たとえば、80%→60%)、(2)スイッチング制御信号S2のデューティー比を大きくする(たとえば、20%→40%)。電圧制御部13は、V相電圧を低下させるために、(3)スイッチング制御信号S5のデューティー比を大きくして(たとえば、20%→40%)、(4)スイッチング制御信号S6のデューティー比を小さくする(たとえば、80%→60%)。   Specifically, the voltage control unit 13 (1) reduces the duty ratio of the switching control signal S1 (for example, 80% → 60%) and (2) the switching control signal S2 in order to reduce the U-phase voltage. Is increased (for example, 20% → 40%). In order to reduce the V-phase voltage, the voltage control unit 13 increases (3) the duty ratio of the switching control signal S5 (for example, 20% → 40%), and (4) sets the duty ratio of the switching control signal S6. Decrease (for example, 80% → 60%).

電圧制御部13は、上記(1)〜(4)の制御を同時に実行して、電圧線Uおよび中性線O間の電位差と、中性線Oおよび電圧線V間の電位差とを小さくすることによりU相電圧およびV相電圧を低下させる。   The voltage control unit 13 simultaneously executes the controls (1) to (4) to reduce the potential difference between the voltage line U and the neutral line O and the potential difference between the neutral line O and the voltage line V. As a result, the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered.

なお、図15では、電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Uが中性線Oよりも電位が低く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が低い場合には、各スイッチング制御信号S1,S2,S5,S6のデューティー比を逆に変化させればよい。   In FIG. 15, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V. However, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O. When the potential of the neutral line O is lower than that of the voltage line V, the duty ratios of the switching control signals S1, S2, S5, and S6 may be changed in reverse.

[実施の形態4]
実施の形態4では、パワーコンディショナが2つのインバータを備える場合の電圧制御方式について説明する。
[Embodiment 4]
In the fourth embodiment, a voltage control method in the case where the power conditioner includes two inverters will be described.

図16は、実施の形態4に従うパワーコンディショナ2Cの構成を示す図である。なお、図示しないが、パワーコンディショナ2Cは、電力線3を介して図1と同様に交流電力系統6に接続されており、負荷群300A,300B,300Cに電力を供給する。   FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a power conditioner 2C according to the fourth embodiment. Although not shown, the power conditioner 2C is connected to the AC power system 6 through the power line 3 in the same manner as in FIG. 1, and supplies power to the load groups 300A, 300B, and 300C.

図16を参照して、パワーコンディショナ2Cは、制御部10Cと、インバータ30,35と、電流センサ41,42と、電圧センサ51,52と、リアクトルL1〜L4と、端子201〜207とを含む。   Referring to FIG. 16, power conditioner 2C includes control unit 10C, inverters 30 and 35, current sensors 41 and 42, voltage sensors 51 and 52, reactors L1 to L4, and terminals 201 to 207. Including.

インバータ30は、制御部10Cからのスイッチング制御信号S1〜S4に応じて、直流バス150を介して直流電源4から供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力をU相に出力する。   The inverter 30 converts the DC power supplied from the DC power supply 4 via the DC bus 150 into AC power in accordance with the switching control signals S1 to S4 from the control unit 10C, and the AC power obtained by the conversion is converted. Output to U phase.

インバータ30は、互いに並列接続されたレグ21およびレグ22を含む。レグ21において、トランジスタQ1,Q2は、直流バス150を構成する正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ1とトランジスタQ2との中間点は、リアクトルL1を介して端子201に接続される。レグ22において、トランジスタQ3,Q4は、正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ3とトランジスタQ4との中間点は、リアクトルL2を介して端子202に接続される。   Inverter 30 includes a leg 21 and a leg 22 connected in parallel to each other. In leg 21, transistors Q1 and Q2 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL forming DC bus 150. An intermediate point between transistor Q1 and transistor Q2 is connected to terminal 201 via reactor L1. In leg 22, transistors Q3 and Q4 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL. An intermediate point between transistor Q3 and transistor Q4 is connected to terminal 202 via reactor L2.

インバータ35は、制御部10Cからのスイッチング制御信号S5〜S8に応じて、直流バス160を介して直流電源4Aから供給された直流電力を交流電力に変換し、その変換で得られた交流電力をV相に出力する。   The inverter 35 converts the DC power supplied from the DC power supply 4A via the DC bus 160 into AC power according to the switching control signals S5 to S8 from the control unit 10C, and the AC power obtained by the conversion is converted. Output to V phase.

インバータ35は、互いに並列接続されたレグ23およびレグ24を含む。レグ24は、上アーム(トランジスタQ7およびダイオードD7)と下アーム(トランジスタQ8およびダイオードD8)とを含む。   Inverter 35 includes a leg 23 and a leg 24 connected in parallel to each other. Leg 24 includes an upper arm (transistor Q7 and diode D7) and a lower arm (transistor Q8 and diode D8).

レグ23において、トランジスタQ5,Q6は、直流バス160を構成する正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ5とトランジスタQ6との中間点は、リアクトルL3を介して端子202に接続される。レグ24において、トランジスタQ7,Q8は、直流バス160を構成する正母線PLおよび負母線SLの間に直列に接続される。トランジスタQ7とトランジスタQ8との中間点は、リアクトルL4を介して端子203に接続される。   In leg 23, transistors Q5 and Q6 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL forming DC bus 160. An intermediate point between transistor Q5 and transistor Q6 is connected to terminal 202 via reactor L3. In leg 24, transistors Q7 and Q8 are connected in series between positive bus PL and negative bus SL forming DC bus 160. An intermediate point between transistor Q7 and transistor Q8 is connected to terminal 203 via reactor L4.

<制御部の構成>
図17は、実施の形態4に従う制御部10Cの構成を示す模式図である。図17を参照して、制御部10Cは、電圧入力部11Cと、電流入力部12Cと、電圧制御部13Cととを含む。電圧入力部11C、電流入力部12Cは、それぞれ図5に示す電圧入力部11および電流入力部12と実質的に同一の構成を有する。
<Configuration of control unit>
FIG. 17 is a schematic diagram showing a configuration of a control unit 10C according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 17, control unit 10C includes a voltage input unit 11C, a current input unit 12C, and a voltage control unit 13C. The voltage input unit 11C and the current input unit 12C have substantially the same configurations as the voltage input unit 11 and the current input unit 12 shown in FIG.

なお、電圧制御部13Cは、電圧制御部13と同一の機能を有しており、電圧制御部13と同じようにU相電圧およびV相電圧を制御する。ただし、電圧制御部13はスイッチング制御信号S1〜S6を生成してインバータ20に出力することによりU相電圧およびV相電圧を制御するが、電圧制御部13Cは、スイッチング制御信号S1〜S8を生成してインバータ30,35に出力することによりU相電圧およびV相電圧を制御する。   The voltage control unit 13 </ b> C has the same function as the voltage control unit 13 and controls the U-phase voltage and the V-phase voltage in the same manner as the voltage control unit 13. However, the voltage control unit 13 generates the switching control signals S1 to S6 and outputs them to the inverter 20 to control the U-phase voltage and the V-phase voltage, but the voltage control unit 13C generates the switching control signals S1 to S8. Then, the U-phase voltage and the V-phase voltage are controlled by outputting them to the inverters 30 and 35.

<電圧制御方式>
以下、図16を参照しながら、実施の形態4に従う電圧制御方式について説明する。具体的には、電圧制御部13CがU相およびV相に出力される電圧を低下させるときの電圧制御方式について説明する。なお、図7の場合と同様に電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとする。
<Voltage control method>
Hereinafter, the voltage control method according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Specifically, a voltage control method when the voltage control unit 13C reduces the voltage output to the U phase and the V phase will be described. 7, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O, and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V.

電圧制御部13Cは、U相電圧およびV相電圧を低下させるために、レグ21〜レグ24にそれぞれ出力するスイッチング制御信号S1〜S8のデューティー比を変更する。   The voltage control unit 13C changes the duty ratios of the switching control signals S1 to S8 output to the legs 21 to 24 in order to reduce the U-phase voltage and the V-phase voltage.

具体的には、電圧制御部13Cは、U相電圧を低下させるために、(1)スイッチング制御信号S1,S4のデューティー比を小さくし(たとえば、80%→60%)、(2)スイッチング制御信号S2,S3のデューティー比を大きくする(たとえば、20%→40%)。電圧制御部13Cは、V相電圧を低下させるために、(3)スイッチング制御信号S5,S8のデューティー比を小さくし(たとえば、80%→60%)、(4)スイッチング制御信号S6,S7のデューティー比を大きくする(たとえば、20%→40%)。   Specifically, the voltage control unit 13C reduces (1) the duty ratio of the switching control signals S1 and S4 (for example, 80% → 60%) and (2) switching control in order to reduce the U-phase voltage. The duty ratio of the signals S2 and S3 is increased (for example, 20% → 40%). In order to reduce the V-phase voltage, the voltage controller 13C reduces (3) the duty ratio of the switching control signals S5 and S8 (for example, 80% → 60%), and (4) the switching control signals S6 and S7. Increase the duty ratio (for example, 20% → 40%).

電圧制御部13Cは、上記(1)〜(4)の制御を同時に実行して、電圧線Uおよび中性線O間の電位差と、中性線Oおよび電圧線V間の電位差とを小さくすることによりU相電圧およびV相電圧を低下させる。   The voltage control unit 13C simultaneously executes the controls (1) to (4) to reduce the potential difference between the voltage line U and the neutral line O and the potential difference between the neutral line O and the voltage line V. As a result, the U-phase voltage and the V-phase voltage are lowered.

なお、図16では、電圧線Uが中性線Oよりも電位が高く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が高いものとして説明したが、電圧線Uが中性線Oよりも電位が低く、中性線Oが電圧線Vよりも電位が低い場合には、スイッチング制御信号S1,S4のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号S2,S3のデューティー比を小さくし、スイッチング制御信号S5,S8のデューティー比を大きくし、スイッチング制御信号S6,S7のデューティー比を小さくすればよい。   In FIG. 16, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O and the neutral line O has a higher potential than the voltage line V. However, the voltage line U has a higher potential than the neutral line O. When the potential of the neutral line O is lower than that of the voltage line V, the duty ratio of the switching control signals S1 and S4 is increased, the duty ratio of the switching control signals S2 and S3 is decreased, and the switching control signal S5 , S8 may be increased and the duty ratio of the switching control signals S6, S7 may be decreased.

[その他の実施の形態]
上述した実施の形態では、電流センサ41,42と電圧センサ51,52と静電容量測定部8とは、パワーコンディショナ内に設けられる場合について説明したが、これらはパワーコンディショナ外部に設けられていてもよい。
[Other embodiments]
In the above-described embodiment, the case where the current sensors 41 and 42, the voltage sensors 51 and 52, and the capacitance measuring unit 8 are provided in the power conditioner has been described, but these are provided outside the power conditioner. It may be.

また、コンデンサ5A〜5Cは、パワーコンディショナ内に設けられるコンデンサの静電容量を考慮した合成容量であってもよい。すなわち、コンデンサ5Aの静電容量は電圧線Uと中性線Oとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であり、コンデンサ5Bの静電容量は中性線Oおよび電圧線Vとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であり、コンデンサ5Cの静電容量は電圧線Uと電圧線Vとの間に接続されるすべてのコンデンサの合成容量であってもよい。   Capacitors 5A to 5C may be combined capacitances that take into account the capacitance of the capacitors provided in the power conditioner. That is, the electrostatic capacity of the capacitor 5A is a combined capacity of all the capacitors connected between the voltage line U and the neutral line O, and the electrostatic capacity of the capacitor 5B is between the neutral line O and the voltage line V. The capacitance of the capacitor 5C may be the combined capacitance of all the capacitors connected between the voltage line U and the voltage line V.

[まとめ]
本発明の実施の形態は次のように要約することができる。
[Summary]
Embodiments of the present invention can be summarized as follows.

(1) 電圧線Uおよび電圧線Vと中性線Oとを有する単相3線式の電力線3と、直流電源4とに接続されるパワーコンディショナ2は、直流電源4の直流電力を単相3線式の交流電力に変換するインバータ20と、インバータ20を制御する制御部10とを備える。制御部10は、電圧線Uおよび中性線Oから構成されるU相の電圧値Vuと、電圧線Vおよび中性線Oから構成されるV相の電圧値Vvとを受け付ける電圧入力部11と、電圧線Uの電流値Iuを受け付ける電流入力部12と、電圧値Vu,Vvと、電流値Iuとに基づいて、インバータ20からU相およびV相に出力される電圧を制御する電圧制御部13とを含む。電圧制御部13は、電流値Iuが基準電流値以上である場合に、U相に出力される電圧を電圧値Vuよりも低下させるとともに、V相に出力される電圧を電圧値Vvよりも低下させるようにインバータ20に指示する。   (1) A power conditioner 2 connected to a single-phase three-wire power line 3 having a voltage line U, a voltage line V, and a neutral line O, and a DC power supply 4 is configured to use the DC power of the DC power supply 4 simply. The inverter 20 which converts into phase 3 wire type alternating current power and the control part 10 which controls the inverter 20 are provided. The control unit 10 receives a U-phase voltage value Vu composed of the voltage line U and the neutral line O and a V-phase voltage value Vv composed of the voltage line V and the neutral line O. Voltage control for controlling the voltage output from the inverter 20 to the U phase and the V phase based on the current input unit 12 that receives the current value Iu of the voltage line U, the voltage values Vu, Vv, and the current value Iu. Part 13. When the current value Iu is equal to or higher than the reference current value, the voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase below the voltage value Vu and reduces the voltage output to the V phase below the voltage value Vv. The inverter 20 is instructed to do so.

上記構成によると、意図しないパワーコンディショナ2の自立運転の停止を防ぐことができる。そのため、負荷群300への電力供給を維持することができる。   According to the said structure, the stop of the independent operation of the power conditioner 2 which is not intended can be prevented. Therefore, power supply to the load group 300 can be maintained.

(2) 電圧制御部13は、電流値Iuが過電流値以上になった場合に、インバータ20を停止させる。基準電流値は、過電流値よりも小さい。   (2) The voltage control unit 13 stops the inverter 20 when the current value Iu becomes equal to or higher than the overcurrent value. The reference current value is smaller than the overcurrent value.

上記構成によると一方の電圧線の電流値が増加した場合でも、これらが過電流値になる前の段階で電圧の低下制御が実行されるため、インバータ20の停止をより効果的に防ぐことができる。   According to the above configuration, even when the current value of one voltage line increases, voltage reduction control is executed at a stage before these current values become overcurrent values, so that the inverter 20 can be more effectively prevented from stopping. it can.

(3) 電圧線Uおよび電圧線Vと中性線Oとを有する単相3線式の電力線3と、直流電源4とに接続されるパワーコンディショナ2は、直流電源4の直流電力を単相3線式の交流電力に変換するインバータ20と、インバータ20を制御する制御部10とを備える。制御部10は、電圧線Uおよび中性線Oから構成されるU相の電圧値Vuと、電圧線Vおよび中性線Oから構成されるV相の電圧値Vvとを受け付ける電圧入力部11と、電圧値Vu,Vvに基づいて、インバータ20からU相およびV相に出力される電圧を制御する電圧制御部13とを含む。電圧制御部13は、電圧値Vuが基準電圧値以上である場合に、U相に出力される電圧を基準電圧値よりも低下させるとともに、V相に出力される電圧を電圧値Vv以下にするようにインバータ20に指示する。   (3) The power conditioner 2 connected to the single-phase three-wire power line 3 having the voltage line U and the voltage line V and the neutral line O and the direct-current power supply 4 is configured to supply the direct-current power of the direct-current power supply 4 The inverter 20 which converts into a phase 3 wire type alternating current power and the control part 10 which controls the inverter 20 are provided. The control unit 10 receives a U-phase voltage value Vu composed of the voltage line U and the neutral line O and a V-phase voltage value Vv composed of the voltage line V and the neutral line O. And a voltage control unit 13 that controls the voltage output from the inverter 20 to the U phase and the V phase based on the voltage values Vu and Vv. When the voltage value Vu is equal to or higher than the reference voltage value, the voltage control unit 13 reduces the voltage output to the U phase below the reference voltage value and sets the voltage output to the V phase to the voltage value Vv or less. Instruct the inverter 20 as follows.

上記構成によると、意図しないパワーコンディショナ2の自立運転の停止を防ぐことができる。そのため、負荷群300への電力供給を維持することができる。   According to the said structure, the stop of the independent operation of the power conditioner 2 which is not intended can be prevented. Therefore, power supply to the load group 300 can be maintained.

(4) 電圧制御部13は、電圧値Vuまたは電圧値Vvが過電圧値以上になった場合に、インバータ20を停止させる。基準電圧値は、過電圧値よりも小さい。   (4) The voltage control unit 13 stops the inverter 20 when the voltage value Vu or the voltage value Vv is equal to or higher than the overvoltage value. The reference voltage value is smaller than the overvoltage value.

上記構成によると一方の相の電圧値が増加した場合でも、これらが過電圧値になる前の段階で電圧の低下制御が実行されるため、インバータ20の停止をより効果的に防ぐことができる。   According to the above configuration, even when the voltage value of one phase increases, voltage reduction control is executed at a stage before these voltage values become overvoltage values, so that the inverter 20 can be more effectively prevented from stopping.

(5) 制御部10Aは、電圧線Uおよび中性線O間に接続されているコンデンサ5Aの静電容量値Cuと、電圧線Vおよび中性線O間に接続されているコンデンサ5Bの静電容量値Cvと、電圧線Uおよび電圧線V間に接続されているコンデンサ5Cの静電容量値Cuvとを受け付ける容量入力部14Aをさらに含む。電圧制御部13Aは、U相に出力される電圧を電圧値Vuよりも低下させるとき、電圧値Vu,Vvと静電容量値Cu,Cv,Cuvとに基づいてV相に出力される電圧を目標電圧値にするためのスイッチング制御信号S1〜S6を生成し、当該生成されたスイッチング制御信号S1〜S6をインバータ20に出力する。   (5) The controller 10A controls the capacitance value Cu of the capacitor 5A connected between the voltage line U and the neutral line O and the static value of the capacitor 5B connected between the voltage line V and the neutral line O. It further includes a capacitance input unit 14A that receives the capacitance value Cv and the capacitance value Cuv of the capacitor 5C connected between the voltage line U and the voltage line V. When the voltage control unit 13A reduces the voltage output to the U phase below the voltage value Vu, the voltage control unit 13A determines the voltage output to the V phase based on the voltage values Vu, Vv and the capacitance values Cu, Cv, Cuv. Switching control signals S <b> 1 to S <b> 6 for setting the target voltage value are generated, and the generated switching control signals S <b> 1 to S <b> 6 are output to the inverter 20.

上記構成によると、電荷の移動を考慮してU相電圧およびV相電圧を低下させることができるため、より精度良くU相電圧およびV相電圧を制御することができる。   According to the above configuration, the U-phase voltage and the V-phase voltage can be reduced in consideration of the movement of charges, so that the U-phase voltage and the V-phase voltage can be controlled with higher accuracy.

(6) 目標電圧値は、電圧入力部11Aにより受け付けられた電圧値である。
上記構成によると、たとえば、基準電流値または基準電圧値以上になった側の相(たとえば、U相電圧)を低下させた場合でも他方の相(たとえば、V相)の電圧の変化を抑制することができる。そのため、パワーコンディショナ2Aは、V相に接続された負荷群300Bに安定した電力を供給することができる。
(6) The target voltage value is a voltage value received by the voltage input unit 11A.
According to the above configuration, for example, even when the phase (for example, the U-phase voltage) that has become equal to or higher than the reference current value or the reference voltage value is reduced, the change in the voltage of the other phase (for example, the V-phase) is suppressed. be able to. Therefore, the power conditioner 2A can supply stable power to the load group 300B connected to the V phase.

(7) 電圧制御部13は、V相に出力される電圧の低下量がU相に出力される電圧の低下量よりも小さくなるようにインバータ20に指示する。   (7) The voltage control unit 13 instructs the inverter 20 so that the amount of decrease in the voltage output to the V phase is smaller than the amount of decrease in the voltage output to the U phase.

上記構成によると、基準電流値または基準電圧値以上になっていない側のV相電圧の低下量を抑えることにより、多くの電力を負荷群300Bに供給することができる。   According to the above configuration, a large amount of power can be supplied to the load group 300B by suppressing the amount of decrease in the V-phase voltage on the side that is not equal to or higher than the reference current value or the reference voltage value.

上述の実施の形態として例示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。   The configuration illustrated as the above-described embodiment is an example of the configuration of the present invention, and can be combined with another known technique, and a part of the configuration is omitted without departing from the gist of the present invention. It is also possible to change the configuration.

また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理や構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。   In the above-described embodiment, the processing and configuration described in the other embodiments may be adopted as appropriate.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

2,2A,2B,2C パワーコンディショナ、3 電力線、4,4A 直流電源、5A,5B,5C,71,72 コンデンサ、6 交流電力系統、8 静電容量測定部、10,10A,10C 制御部、11,11A,11C 電圧入力部、12,12A,12C 電流入力部、13,13A,13C 電圧制御部、14A 容量入力部、20,20B,30,35 インバータ、21,22,23,24 レグ、41,42 電流センサ、51,52 電圧センサ、150,160 直流バス、201,202,203,204,205,207 端子、300A,300B,300C 負荷群、500,600 領域、D1〜D8 ダイオード、L1,L2,L3,L4 リアクトル、Q1〜Q8 トランジスタ。   2, 2A, 2B, 2C Power conditioner, 3 Power line, 4, 4A DC power supply, 5A, 5B, 5C, 71, 72 Capacitor, 6 AC power system, 8 Capacitance measuring unit, 10, 10A, 10C Control unit 11, 11A, 11C Voltage input unit, 12, 12A, 12C Current input unit, 13, 13A, 13C Voltage control unit, 14A Capacity input unit, 20, 20B, 30, 35 Inverter, 21, 22, 23, 24 leg 41, 42 Current sensor, 51, 52 Voltage sensor, 150, 160 DC bus, 201, 202, 203, 204, 205, 207 terminal, 300A, 300B, 300C load group, 500, 600 region, D1-D8 diode, L1, L2, L3, L4 reactors, Q1-Q8 transistors.

Claims (5)

第1および第2の電圧線と中性線とを有する単相3線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相3線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧線および前記中性線から構成される第1相の第1の電圧値と、前記第2の電圧線および前記中性線から構成される第2相の第2の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
前記第1の電圧線の第1の電流値を受け付ける電流入力手段と、
前記第1および第2の電圧値と、前記第1の電流値とに基づいて、前記インバータから前記第1相および前記第2相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含み、
前記電圧制御部は、前記第1の電流値が基準電流値以上である場合に、前記第1相に出力される電圧を前記第1の電圧値よりも低下させるとともに、前記第2相に出力される電圧を前記第2の電圧値以下にするように前記インバータに指示する、パワーコンディショナ。
A power conditioner connected to a single-phase three-wire power line having first and second voltage lines and a neutral line, and a DC power source,
An inverter that converts DC power of the DC power source into single-phase, three-wire AC power;
A control unit for controlling the inverter,
The controller is
The first voltage value of the first phase composed of the first voltage line and the neutral line, and the second voltage value of the second phase composed of the second voltage line and the neutral line Voltage input means for receiving
Current input means for receiving a first current value of the first voltage line;
A voltage control unit that controls a voltage output from the inverter to the first phase and the second phase based on the first and second voltage values and the first current value;
The voltage control unit lowers the voltage output to the first phase below the first voltage value and outputs to the second phase when the first current value is greater than or equal to a reference current value. A power conditioner that instructs the inverter to reduce the voltage to be applied to the second voltage value or less.
前記電圧制御部は、前記第1の電流値が過電流値以上になった場合に、前記インバータを停止させ、
前記基準電流値は、前記過電流値よりも小さい、請求項1に記載のパワーコンディショナ。
The voltage control unit stops the inverter when the first current value becomes an overcurrent value or more,
The power conditioner according to claim 1, wherein the reference current value is smaller than the overcurrent value.
第1および第2の電圧線と中性線とを有する単相3線式電力線と、直流電源とに接続されるパワーコンディショナであって、
前記直流電源の直流電力を単相3線式の交流電力に変換するインバータと、
前記インバータを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1の電圧線および前記中性線から構成される第1相の第1の電圧値と、前記第2の電圧線および前記中性線から構成される第2相の第2の電圧値とを受け付ける電圧入力手段と、
前記第1および第2の電圧値に基づいて、前記インバータから前記第1相および前記第2相に出力される電圧を制御する電圧制御部とを含み、
前記電圧制御部は、前記第1の電圧値が基準電圧値以上である場合に、前記第1相に出力される電圧を前記基準電圧値よりも低下させるとともに、前記第2相に出力される電圧を前記第2の電圧値以下にするように前記インバータに指示する、パワーコンディショナ。
A power conditioner connected to a single-phase three-wire power line having first and second voltage lines and a neutral line, and a DC power source,
An inverter that converts DC power of the DC power source into single-phase, three-wire AC power;
A control unit for controlling the inverter,
The controller is
The first voltage value of the first phase composed of the first voltage line and the neutral line, and the second voltage value of the second phase composed of the second voltage line and the neutral line Voltage input means for receiving
A voltage control unit configured to control a voltage output from the inverter to the first phase and the second phase based on the first and second voltage values;
The voltage control unit lowers the voltage output to the first phase below the reference voltage value and outputs to the second phase when the first voltage value is equal to or higher than a reference voltage value. A power conditioner that instructs the inverter to make a voltage equal to or lower than the second voltage value.
前記電圧制御部は、前記第1または第2の電圧値が過電圧値以上になった場合に、前記インバータを停止させ、
前記基準電圧値は、前記過電圧値よりも小さい、請求項3に記載のパワーコンディショナ。
The voltage control unit stops the inverter when the first or second voltage value is equal to or higher than an overvoltage value,
The power conditioner according to claim 3, wherein the reference voltage value is smaller than the overvoltage value.
前記電圧制御部は、前記第2相に出力される電圧の低下量が前記第1相に出力される電圧の低下量よりも小さくなるように前記インバータに指示する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパワーコンディショナ。   The said voltage control part instruct | indicates to the said inverter so that the fall amount of the voltage output to the said 2nd phase may become smaller than the fall amount of the voltage output to the said 1st phase. The power conditioner of Claim 1.
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