JP2017051072A - Power conversion device, power generation system, control device, and control method - Google Patents
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Abstract
Description
開示の実施形態は、電力変換装置、発電システム、制御装置および制御方法に関する。 Embodiments disclosed herein relate to a power conversion device, a power generation system, a control device, and a control method.
従来、太陽光発電用パワーコンディショナーなどの電力変換装置において、電力系統から切り離されて単独運転しているか否かを検出する単独運転検出方法が知られている。そして、単独運転検出方法として、系統周波数を検出し、かかる検出結果に基づき、電力系統へ無効電力を注入して単独運転の検出を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a power conversion device such as a power conditioner for photovoltaic power generation, an isolated operation detection method for detecting whether or not an isolated operation is performed by disconnecting from a power system is known. As an isolated operation detection method, a technique for detecting a system frequency by detecting a system frequency and injecting reactive power into the power system based on the detection result is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上述した単独運転検出方法では、例えば、電力系統側の電源擾乱などの単独運転ではない場合に、無効電力の注入が繰り返される場合がある。 However, in the above-described isolated operation detection method, reactive power injection may be repeated, for example, when the isolated operation such as power supply disturbance on the power system side is not performed.
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる電力変換装置、発電システム、制御装置および制御方法を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiments has been made in view of the above, and provides a power conversion device, a power generation system, a control device, and a control method that can reduce reactive power injection when not operating alone. For the purpose.
実施形態の一態様に係る電力変換装置は、電力変換部と、周波数変化検出部と、無効電力注入制御部と、変動抑制部とを備える。前記電力変換部は、電源から供給される電力を変換して電力系統へ供給する。前記周波数変化検出部は、前記電力系統の周波数の変化を検出する。前記無効電力注入制御部は、前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、前記電力変換部から前記電力系統への無効電力の注入を制御する。前記変動抑制部は、前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、前記電力系統の周波数の周期的な変動を抑制する処理を実行する。 A power conversion device according to an aspect of an embodiment includes a power conversion unit, a frequency change detection unit, a reactive power injection control unit, and a fluctuation suppression unit. The power conversion unit converts power supplied from a power source and supplies the converted power to the power system. The frequency change detection unit detects a change in frequency of the power system. The reactive power injection control unit controls injection of reactive power from the power conversion unit to the power system based on a detection result of the frequency change detection unit. The fluctuation suppressing unit performs processing for suppressing periodic fluctuations in the frequency of the power system based on the detection result of the frequency change detecting unit.
実施形態の一態様によれば、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる電力変換装置、発電システム、制御装置および制御方法を提供することができる。 According to one aspect of the embodiment, it is possible to provide a power conversion device, a power generation system, a control device, and a control method that can reduce the injection of reactive power when it is not a single operation.
以下、添付図面を参照して、本願の開示する電力変換装置、発電システム、制御装置および制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a power conversion device, a power generation system, a control device, and a control method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below.
[1.発電システム]
図1は、実施形態に係る発電システムの構成例を示す図である。図1に示すように、実施形態に係る発電システム100は、電力変換装置1および発電装置2を備える。電力変換装置1は、発電装置2と電力系統3の間に配置され、発電装置2によって発電された電力を3相交流電力へ変換して電力系統3へ出力する。
[1. Power generation system]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a power generation system according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the
かかる電力変換装置1は、電力変換部10と、電圧検出部11と、電流検出部12と、制御部20とを備え、発電装置2から供給される直流電力を3相交流電力へ変換して電力系統3へ出力する。発電装置2は、例えば、太陽電池、直流発電機、燃料電池などの直流発電装置である。なお、電力系統3の電圧周波数は、例えば、50Hzであってもよく、60Hzであってもよい。
The
電力変換部10は、例えば、図2に示すように、複数のスイッチング素子が3相ブリッジ接続されて構成される。図2は、電力変換部10の構成例を示す図である。なお、電力変換部10は、図2に示す構成に限定されず、電力変換を行うことができる構成であればよい。
For example, as shown in FIG. 2, the
図1に示す電力変換装置1は、直流発電装置である発電装置2と電力系統3との間に配置されるが、発電装置2は、交流発電装置であってもよい。この場合、電力変換装置1は、交流電源から供給される交流電力を直流電力へ変換して電力変換部10へ供給するコンバータを備える。
Although the
電圧検出部11は、電力系統3の3相交流電圧Vrstの瞬時値(以下、系統電圧Vrstと記載する)を検出する。例えば、電圧検出部11は、系統電圧Vrstとして、電力系統3の線間電圧Vrs、Vstの瞬時値(以下、線間電圧Vrs、Vstと記載する)を検出することができる。線間電圧Vrsは、電力系統3のR相とS相との間の線間電圧であり、線間電圧Vstは、電力系統3のS相とT相との間の線間電圧である。
The
電流検出部12は、電力変換部10と電力系統3との間に設けられ、電力変換部10と電力系統3のR相、S相、T相の各相との間に流れる電流の瞬時値Ir、Is、It(以下、系統電流Ir、Is、Itと記載する)を検出する。なお、電流検出部12は、例えば、磁電変換素子であるホール素子を利用して電流を検出する。
The
制御部20は、駆動制御部21と、周波数変化検出部22と、無効電力注入制御部23と、変動抑制部24とを備える。
The
駆動制御部21は、発電装置2から供給される直流電力を3相交流電力へ変換して電力系統3へ出力するように電力変換部10を制御する。例えば、駆動制御部21は、系統電流Ir、Is、Itが目標値になるように電力変換部10を制御する。
The
周波数変化検出部22は、系統電圧Vrstの周波数(以下、系統周波数frstと記載する)の変化を検出する。無効電力注入制御部23は、周波数変化検出部22の検出結果に基づいて、電力変換部10から電力系統3への無効電力の注入を制御する。
The frequency
例えば、無効電力注入制御部23は、周波数変化検出部22によって系統周波数frstの変化が検出された場合、系統周波数frstの変化に応じた指令を生成して駆動制御部21へ通知する。これにより、無効電力注入制御部23から通知される指令に応じた駆動信号が駆動制御部21から電力変換部10へ出力され、電力変換部10から電力系統3への無効電力の注入が行われる。
For example, the reactive power
無効電力注入制御部23は、例えば、系統周波数frstの変化を助長する無効電力が電力系統3へ注入されるように指令を生成して駆動制御部21を介して電力変換部10を制御する。無効電力注入制御部23は、例えば、無効電力の注入によって、系統周波数frstが急激に変化する場合に電力変換装置1の単独運転を検出する。
For example, the reactive power
無効電力注入制御部23は、電力変換装置1の単独運転を検出すると、電力変換装置1と電力系統3との間の接続を切り離す。電力変換装置1と電力系統3との間の接続の切り離しは、例えば、電力変換部10と電力系統3との間に配置された解列リレー(図示せず)を制御することによって行われる。
The reactive power
ところで、無効電力注入制御部23は、単独運転以外の要因(例えば、電力系統3側の電源擾乱など)によって系統周波数frstが変化した場合でも、かかる系統周波数frstの変化に基づいて電力系統3への無効電力の注入を行う場合がある。この場合、無効電力の注入によって系統電圧Vrstに変動が発生し、さらに系統周波数frstが変化したように見える。
By the way, even when the system frequency frst changes due to factors other than the single operation (for example, the power supply disturbance on the
周波数変化検出部22は、系統周波数frstの変化の検出を、例えば、最新の系統周波数frstの検出結果と過去の系統周波数frstの検出結果との比較で行う。そのため、単独運転以外の要因によって系統周波数frstが変化した場合においても、かかる系統周波数frstの変化に基づいて電力系統への無効電力の注入が行われるおそれがある。
The frequency
この場合、かかる無効電力の注入によって系統電圧Vrstが変化し、かかる変化によって系統周波数frstが変化したように見える。そして、最新の系統周波数frstの検出結果と過去の系統周波数frstの検出結果との比較によって系統周波数frstの変化を検出する場合、無効電力の注入によって生じる系統周波数frstの変化が過去の系統周波数frstの検出結果として現れる。そのため、過去の系統周波数frstの検出結果によって系統周波数frstが変化したように見え、無効電力の注入が繰り返されて、系統電圧Vrstが周期的に変動した状態(以下、変動モードと記載する場合がある)が発生するおそれがある。 In this case, the system voltage Vrst changes due to the injection of the reactive power, and the system frequency frst appears to change due to the change. When a change in the system frequency frst is detected by comparing the latest detection result of the system frequency frst with the detection result of the past system frequency frst, the change in the system frequency frst caused by the reactive power injection is the past system frequency frst. Appears as a result of detection. Therefore, it seems that the system frequency frst has changed due to the detection result of the past system frequency frst, the reactive power injection is repeated, and the system voltage Vrst fluctuates periodically (hereinafter sometimes referred to as a fluctuation mode). May occur).
そこで、変動抑制部24は、例えば、周波数変化検出部22の検出結果に基づいて系統周波数frstの周期的な変動を抑制するように電力変換部10を制御する処理を実行する。これにより、単独運転ではない場合に、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる。以下、電力変換装置1の構成についてさらに詳細に説明する。
Therefore, for example, the
[2.電力変換装置1の構成例]
図3は、図1に示す電力変換装置1の構成例を示す図である。図3に示すように、電力変換装置1は、電力変換部10と、電圧検出部11、13と、電流検出部12、14と、制御部20とを備える。
[2. Configuration example of power conversion device 1]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
電圧検出部13は、発電装置2から電力変換部10へ供給される電圧の瞬時値(以下、供給電圧Vinと記載する)を検出する。また、電流検出部14は、発電装置2から電力変換部10へ供給される電流の瞬時値(以下、供給電流Iinと記載する)を検出する。
The voltage detection unit 13 detects an instantaneous value of voltage supplied to the
制御部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのCPUは、ROMに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現することができる。
The
制御部20は、駆動制御部21と、周波数変化検出部22と、無効電力注入制御部23と、変動抑制部24と、MPPT(Maximum Power Point Tracking)演算部25とを備える。駆動制御部21、周波数変化検出部22、無効電力注入制御部23、変動抑制部24およびMPPT演算部25の機能は、例えば、上記CPUが上記プログラムを読み出して実行することにより実現される。
The
また、駆動制御部21、周波数変化検出部22、無効電力注入制御部23、変動抑制部24およびMPPT演算部25は、それぞれ一部または全部が例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。以下、周波数変化検出部22、駆動制御部21、無効電力注入制御部23、変動抑制部24およびMPPT演算部25の順に詳細に説明する。
The
[2.1.周波数変化検出部22]
周波数変化検出部22は、位相検出部31と、系統周波数検出部32(周波数検出部の一例)と、系統周波数偏差演算部33(周波数差演算部の一例)とを備える。位相検出部31は、線間電圧Vrs、Vstに基づいて系統電圧Vrstの位相θv(以下、系統位相θvと記載する)を検出する。
[2.1. Frequency change detection unit 22]
The frequency
位相検出部31は、線間電圧Vrs、Vstを固定座標上の直交した2軸のαβ成分であるα軸電圧Vαとβ軸電圧Vβへ変換する。位相検出部31は、例えば、下記式(1)の演算を行って、線間電圧Vrs、Vstをα軸電圧Vαとβ軸電圧Vβへ変換する。
また、位相検出部31は、例えば、α軸電圧Vαとβ軸電圧Vβに基づいて、系統位相θvを検出する。かかる位相検出部31は、例えば、CPUがROMに記憶されたプログラムにより実行するPLL(Phase Locked Loop)を含むが、ロジック回路などのハードウェアによって構成してもよい。
Further, the
位相検出部31は、例えば、下記式(2)の演算を行って、電圧振幅Emaxを求める。また、位相検出部31は、例えば、下記式(3)、(4)に示す演算により、d軸電圧VdがゼロになるようにPI(比例積分)制御を行って、系統位相θvを求める。なお、下記式(4)において、「TI」は、積分時間、「KP」は、比例定数である。
系統周波数検出部32は、系統位相θvから系統周波数frstを検出する。系統周波数検出部32は、例えば、下記式(5)に示す演算を行うことによって系統周波数frstを求める。
系統周波数偏差演算部33は、系統周波数検出部32によって検出された系統周波数frstのうち最新の第1期間分T1の系統周波数frstの移動平均値fave2と最新の系統周波数frstよりも第3期間T3前の第2期間T2分の系統周波数frstの移動平均値fave1との差Δf(以下、周波数偏差Δfと記載する)を演算する。
The system frequency
図4は、系統周波数偏差演算部33の構成例を示す図である。図4に示すように、系統周波数偏差演算部33は、第1移動平均演算部41と、第2移動平均演算部42と、減算部43とを備える。かかる系統周波数偏差演算部33は、例えば、演算周期Ts(例えば、5ms)毎に演算を行う。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the system frequency
第1移動平均演算部41は、例えば、最新の第2期間T2(例えば、80ms)の系統周波数frstの移動平均値を演算し、第3期間T3(例えば、200ms)後に移動平均値fave1として出力する。また、第1移動平均演算部41は、最新の系統周波数frstよりも第3期間T3(例えば、200ms)前の第2期間T2(例えば、80ms)分の系統周波数frstの移動平均値fave1を演算することもできる。
For example, the first moving
第2移動平均演算部42は、例えば、最新の第1期間T1(例えば、40ms)分の系統周波数frstの移動平均値fave2を演算する。減算部43は、移動平均値fave1から移動平均値fave2を減算して、周波数偏差Δfを求める。
For example, the second moving
図5は、系統周波数偏差演算部33によって演算される移動平均値fave1、fave2および周波数偏差Δfの一例を示す図である。図5において、最新の演算周期TsをC0とし、n(nは自然数)周期前の演算周期TsをCnとし、n周期後の演算周期TsをC−nと記載している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the moving average values f ave1 and f ave2 and the frequency deviation Δf calculated by the system frequency
また、図5において、周期C0における移動平均値fave1、fave2を移動平均値fave1(0)、fave2(0)とし、周期C−1における移動平均値fave1、fave2を移動平均値fave1(-1)、fave2(-1)とし、周期C−2における移動平均値fave1、fave2を移動平均値fave1(-2)、fave2(-2)と記載する。 In FIG. 5, moving average values f ave1 and f ave2 in period C0 are set as moving average values f ave1 (0) and f ave2 (0), and moving average values f ave1 and f ave2 in period C-1 are set as moving averages. The values f ave1 (-1) and f ave2 (-1) are set, and the moving average values f ave1 and f ave2 in the period C-2 are described as moving average values f ave1 (-2) and f ave2 (-2) .
第1移動平均演算部41は、周期C0の系統周波数frstを取得すると、200ms前の80ms分の周期C55〜C40の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave1(0)として出力する。また、第2移動平均演算部42は、周期C0の系統周波数frstを取得すると、最新の40ms分の周期C7〜C0の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave2(0)として出力する。減算部43は、移動平均値fave1(0)から移動平均値fave2(0)を減算して、周波数偏差Δfを求める。
When acquiring the system frequency frst of the period C0, the first moving
次の周期C−1において、第1移動平均演算部41は、周期C−1の系統周波数frstを取得すると、200ms前の80ms分の周期C54〜C39の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave1(-1)として出力する。また、第2移動平均演算部42は、周期C−1の系統周波数frstを取得すると、最新の40ms分の周期C6〜C−1の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave2(-1)として出力する。減算部43は、移動平均値fave1(-1)から移動平均値fave2(-1)を減算して、周波数偏差Δfを求める。
In the next cycle C-1, when the first moving
さらに次の周期C−2において、第1移動平均演算部41は、周期C−2の系統周波数frstを取得すると、200ms前の80ms分の周期C53〜C38の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave1(-2)として出力する。また、第2移動平均演算部42は、周期C−2の系統周波数frstを取得すると、最新の40ms分の周期C5〜C−2の系統周波数frstの平均値を移動平均値fave2(-2)として出力する。減算部43は、移動平均値fave1(-2)から移動平均値fave2(-2)を減算して、周波数偏差Δfを求める。
Further, in the next cycle C-2, when the first moving
系統周波数偏差演算部33は、このように演算周期Ts毎に、移動平均値fave1、fave2および周波数偏差Δfを演算する。
The system frequency
[2.2.駆動制御部21]
次に、駆動制御部21について説明する。図3に示すように、駆動制御部21は、座標変換部51と、電流制御部52と、PWM制御部53とを備える。
[2.2. Drive control unit 21]
Next, the
座標変換部51は、系統電流Ir、Is、Itを系統周波数frstで回転するdq軸座標系のd軸成分であるd軸電流Idとq軸成分であるq軸電流Iqへ変換する。座標変換部51は、例えば、下記式(6)、(7)の演算によって、d軸電流Idとq軸電流Iqとを求める。
電流制御部52は、d軸電流指令Id*、q軸電流指令Iq*、d軸電流Idおよびq軸電流Iqに基づいて、d軸電圧指令Vd*とq軸電圧指令Vq*を生成する。電流制御部52は、例えば、d軸電流指令Id*とd軸電流Idとの偏差がゼロになるようにPI(比例積分)制御を行うことによって、d軸電圧指令Vd*を生成する。
The
また、電流制御部52は、例えば、q軸電流指令Iq*とq軸電流Iqとの偏差がゼロになるようにPI(比例積分)制御を行うことによって、q軸電圧指令Vq*を生成する。
The
PWM制御部53は、系統位相θv、d軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*に基づいて、電力変換部10を制御する。例えば、PWM制御部53は、下記式(8)〜(12)の演算によって、R相、S相およびT相の電圧指令Vr*、Vs*およびVt*を求める。PWM制御部53は、例えば、電圧指令Vr*、Vs*およびVt*とキャリア信号Scとを比較することによって、電力変換部10のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、電力変換部10へ出力する。なお、PWM制御部53は、d軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*をαβ成分に変更した後、かかるαβ成分を2相3相変換によって電圧指令Vr*、Vs*およびVt*を求めることもできる。
[2.3.無効電力注入制御部23]
無効電力注入制御部23は、周波数フィードバック演算部61(以下、周波数FB演算部61と記載する)と、単独運転判定部62とを備える。
[2.3. Reactive power injection control unit 23]
The reactive power
周波数FB演算部61は、周波数偏差Δfに応じたd軸電流指令Id*を生成する。図6は、周波数FB演算部61における周波数フィードバックゲインの一例を示す図である。
The
図6に示すように、例えば、Δf=0.02Hzである場合、定格電力の2%の無効電力を出力する大きさのd軸電流指令Id*を生成し、Δf=0.2Hzである場合、定格電力の10%の無効電力を出力する大きさのd軸電流指令Id*を生成する。また、−0.01Hz≦Δf≦0.01Hzである場合、Id*=0.01×Δfであり、−0.01Hz〜0.01Hzの範囲は、d軸電流指令Id*は略ゼロとなる不感帯領域である。なお、周波数フィードバックゲインは、図6に示す例に限定されず、不感帯領域の範囲やゲインの大きさなどを外部からの設定によって変更することもできる。 As shown in FIG. 6, for example, when Δf = 0.02 Hz, a d-axis current command Id * having a magnitude that outputs reactive power of 2% of the rated power is generated, and when Δf = 0.2 Hz. Then, a d-axis current command Id * having a magnitude for outputting reactive power of 10% of the rated power is generated. Further, when −0.01 Hz ≦ Δf ≦ 0.01 Hz, Id * = 0.01 × Δf, and in the range of −0.01 Hz to 0.01 Hz, the d-axis current command Id * is substantially zero. It is a dead zone region. Note that the frequency feedback gain is not limited to the example shown in FIG. 6, and the range of the dead zone, the magnitude of the gain, and the like can be changed by setting from the outside.
単独運転判定部62は、無効電力注入制御部23による無効電力注入によって系統周波数frstが急激に変化する場合に電力変換装置1の単独運転を検出する。例えば、単独運転判定部62は、周波数偏差Δfに基づいて、系統周波数frstの変化量が所定期間(例えば、40ms)に所定量(例えば、定格周波数の+10%〜−10%の範囲)を超えた場合に、単独運転であると判定する。例えば、単独運転判定部62は、所定期間における周波数偏差Δfの積算値が所定量を超えた場合に、単独運転であると判定する。
The isolated
単独運転判定部62は、電力変換装置1の単独運転を検出すると、電力変換装置1と電力系統3との間の接続を切り離す。電力変換装置1と電力系統3との間の接続の切り離しは、例えば、電力変換装置1と電力系統3との間に配置された解列リレー(図示せず)を制御することによって行われる。
When the isolated
[2.4.変動抑制部24およびMPPT演算部25]
図3に示すMPPT演算部25は、供給電圧Vinと供給電流Iinとに基づいて、発電装置2から出力される発電電力が最大になるように、電力系統3への有効電流の目標値であるq軸電流指令Iq**を生成する。例えば、MPPT演算部25は、供給電圧Vinと供給電流Iinと乗算して供給電力Pinを求め、かかる供給電力Pinが最大化するようにq軸電流指令Iq**を生成する。
[2.4.
3 is a target value of the effective current to the
変動抑制部24は、変動判定部71と、q軸指令調整部72(調整部の一例)とを備える。周波数変化検出部22の検出結果に基づき、電力系統3の周波数の周期的な変動を抑制する。変動判定部71は、周波数偏差Δfが周期的に変動する変動モードになっているか否かを判定する。
The
例えば、変動判定部71は、周波数偏差Δfが変化したタイミングから第3期間T3後に周波数偏差Δfが変化する場合に周波数偏差Δfが周期的に変動する変動モードになっていると判定することができる。また、変動判定部71は、周波数偏差Δfに変動があった後、周波数偏差Δfが所定範囲内である状態が所定期間継続する場合に、変動モードになっていると判定することもできる。
For example, the
q軸指令調整部72は、変動判定部71によって変動モードになっていると判定されると、MPPT演算部25から出力されるq軸電流指令Iq**に代えて、変動モードを抑制するq軸電流指令Iq*を生成することによって、q軸電流指令Iq*を調整する。一方、q軸指令調整部72は、変動判定部71によって変動モードになっていないと判定されると、MPPT演算部25から出力されるq軸電流指令Iq**をq軸電流指令Iq*として出力する。
If the q-axis
ここで、周波数変化検出部22によって系統周波数frstの変化が検出された場合の制御部20の動作について説明する。図7は、周波数変化検出部22によって系統周波数frstの変化が検出された場合の周波数変化検出部22および無効電力注入制御部23の動作の一例を示すイメージ図である。
Here, the operation of the
図7に示すように、時刻t1〜t2で電力系統3の電圧周波数(以下、系統周波数と記載する場合がある)が変化した場合、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstが変化する。
As shown in FIG. 7, when the voltage frequency of the power system 3 (hereinafter sometimes referred to as system frequency) changes from time t1 to time t2, the system frequency frst detected by the system
系統周波数frstが変化すると、第2移動平均演算部42によって演算される移動平均値fave2が変化する。一方、第1移動平均演算部41によって第3期間T3後に出力される移動平均値fave1が変化するが、この時点で、第1移動平均演算部41によって移動平均値fave1は変化しない。
When the system frequency frst changes, the moving average value f ave2 calculated by the second moving
そのため、系統周波数偏差演算部33によって演算される周波数偏差Δfが変化するため、周波数偏差Δfに応じたd軸電流指令Id*が周波数FB演算部61から電流制御部52へ出力される。これにより、周波数偏差Δfに応じた無効電力が電力変換部10から電力系統3へ注入される。
Therefore, since the frequency deviation Δf calculated by the system frequency
移動平均値fave2が変化した時刻t4から200ms(第3期間T3の一例)後、第1移動平均演算部41から200ms前の80ms(第2期間T2の一例)分の移動平均値fave1が出力される。一方、時刻t4から200ms後の時刻t10に、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstが一定である場合(例えば、frst=f1)、移動平均値fave2=f1である。
After 200 ms from time t4 when the moving average value f ave2 changes (an example of the third period T3), the moving average value f ave1 for 80 ms (an example of the second period T2) 200 ms before from the first moving
そのため、系統周波数偏差演算部33によって演算される周波数偏差Δfが変化する。したがって、時刻t10において、第1移動平均演算部41から出力される移動平均値fave1が変化し、系統周波数偏差演算部33によって演算される周波数偏差Δfが変化する。
Therefore, the frequency deviation Δf calculated by the system frequency
周波数偏差Δfが変化すると、周波数偏差Δfに応じたd軸電流指令Id*が周波数FB演算部61から電流制御部52へ出力される。これにより、系統周波数frstが変化した直後でないにも係わらず、周波数偏差Δfに応じた無効電力が電力変換部10から電力系統3へ注入される。
When the frequency deviation Δf changes, a d-axis current command Id * corresponding to the frequency deviation Δf is output from the frequency
かかる無効電力の注入によって電力系統3の電圧周波数が変化すると、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstが変化し、かかる系統周波数frstによって上述した処理が周期的に繰り返される変動モードに移行する場合がある。
When the voltage frequency of the
図8は、変動モードの状態例を示す図である。図8に示すように、時刻t10において、周波数偏差Δfに応じて電力系統3へ注入される無効電力によって電力系統3の電圧周波数が変化すると、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstが変化する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state example of the variation mode. As shown in FIG. 8, when the voltage frequency of the
かかる系統周波数frstの変化によって、200ms後に第1移動平均演算部41から出力される移動平均値fave1が変化する(図7に示す時刻t10参照)。かかる移動平均値fave1の変化によって周波数偏差Δfが変化し、周波数偏差Δfに応じた無効電力が電力系統3へ注入される。
Due to the change in the system frequency frst, the moving average value f ave1 output from the first moving
そして、無効電力の注入によって電力系統3の電圧周波数が変化すると、図8に示すように、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstが変化する。以降、かかる処理が200msの周期で繰り返される。そのため、単独運転ではない場合に、無効電力の注入が周期的に繰り返されるおそれがある。
When the voltage frequency of the
そこで、実施形態に係る電力変換装置1の制御部20は、系統周波数frstの周期的な変動を抑制するように電力変換部10を制御する。これにより、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる。
Therefore, the
系統周波数frstの周期的な変動は、図3に示す変動判定部71によって検出される。変動判定部71は、周波数偏差Δfの周期的な変動を判定する。変動判定部71は、例えば、周波数偏差Δfが所定範囲の値fth(例えば、周波数FB演算部61の周波数フィードバックの不感帯レベルの範囲)を超える場合に周波数偏差Δfが変動していると判定することができる。
The periodic variation of the system frequency frst is detected by the
例えば、変動判定部71は、周波数偏差Δfの変動周期が第3期間T3に対応する周期、すなわち、周波数偏差Δfの変動周期が200ms程度の周期(例えば、200ms±10msの周期)である場合、変動モードが発生していると判定することができる。変動判定部71は、例えば、周波数偏差Δfが変化したタイミングから第3期間T3後に周波数偏差Δfが変化した場合に、変動モードが発生していると判定することができる。
For example, when the
図7に示す例では、時刻t4〜t6の間に周波数偏差Δfの変動が発生し、さらに、時刻t10〜t12の間に周波数偏差Δfの変動が発生しており、周波数偏差Δfの変動周期は、200msである。 In the example shown in FIG. 7, a variation in the frequency deviation Δf occurs between times t4 and t6, and further, a variation in the frequency deviation Δf occurs between times t10 and t12. The variation period of the frequency deviation Δf is 200 ms.
また、変動判定部71は、例えば、周波数偏差Δfの変動周期が第3期間T3に対応する周期であり、かつ、周波数偏差Δfが第3期間T3に対応する周期毎に正と負を交互に変化する場合に、変動モードが発生していると判定することもできる。例えば、変動判定部71は、正の周波数偏差Δfが発生した後、第3期間T3に対応する次の周期で負の周波数偏差Δfが発生した場合に変動モードが発生していると判定することができる。これにより、変動モードの検出精度を向上させることができる。
For example, the
なお、変動判定部71は、第3期間T3の間隔で周波数偏差Δfの変動が2回発生した場合に変動モードが発生していると判定することで、変動モードの検出を迅速に行うことができる。また、変動判定部71は、第3期間T3の間隔で周波数偏差Δfの変動が3回以上発生した場合に変動モードが発生していると判定することもできる。
The
また、変動判定部71は、周波数偏差Δfの変化があった後、周波数偏差Δfが所定範囲の値fth(例えば、周波数フィードバックの不感帯レベル内の値)以内(例えば、図7に示す期間T4)が所定期間Tth以上継続する場合に、変動モードになっていると判定することもできる。
Further, after the change of the frequency deviation Δf, the
ここで、電力変換装置1から見た電力系統3の等価回路を考える。図9は、電力変換装置1から見た電力系統3の等価回路を示す図である。なお、「Vo」は、電力変換装置1から電力系統3へ出力される電圧ベクトルであり、「Io」は、電力変換装置1から電力系統3へ出力される電流ベクトルである。また、「RS」は、電力系統3の線路インピーダンスの抵抗成分、「LS」は、電力系統3の線路インピーダンスのリアクタンス成分、「E」は、電力系統3の電源電圧Eのベクトル(以下、電源電圧ベクトルEと記載する場合がある)である。
Here, an equivalent circuit of the
図10は、系統周波数frstが一定である場合において、電圧ベクトルVoおよび電流ベクトルIoをdq軸座標系のベクトルとして表した図である。図10に示すように、電源電圧ベクトルEは、q軸上にあり、電源電圧ベクトルEと電力変換装置1の電圧ベクトルVoとは位相差θを有する。
FIG. 10 is a diagram illustrating the voltage vector Vo and the current vector Io as vectors in the dq axis coordinate system when the system frequency frst is constant. As shown in FIG. 10, the power supply voltage vector E is on the q axis, and the power supply voltage vector E and the voltage vector Vo of the
また、d軸電圧指令Vd*およびq軸電圧指令Vq*とd軸電流指令Id*およびq軸電流指令Iq*との関係は、下記式(13)のように表すことができる。なお、下記式(13)において、ω=2π×fである。「f」は、電力系統3の電源の電圧周波数である。
図11は、変動モードが発生している場合において、電圧ベクトルVoおよび電流ベクトルIoをdq軸座標系のベクトルとして表した図である。なお、図11においては、系統周波数frstが一定である場合との対比が容易になるように、「Vo」を「Vo’」として表し、「Io」を「Io’」として表し、「θ」を「θ’」として表している。 FIG. 11 is a diagram showing the voltage vector Vo and the current vector Io as vectors in the dq axis coordinate system when the fluctuation mode is occurring. In FIG. 11, “Vo” is represented as “Vo ′”, “Io” is represented as “Io ′”, and “θ” so as to facilitate comparison with the case where the system frequency frst is constant. Is represented as “θ ′”.
図11に示すように、無効電力を注入するためのd軸電流指令Id*が生成された場合、位相差θ’は系統周波数frstが一定である場合の位相差θからずれる。なお、ここでは、RS=0.38Ω、LS=0.46mH、f=60Hz、E=200Vであるとする。 As shown in FIG. 11, when the d-axis current command Id * for injecting reactive power is generated, the phase difference θ ′ deviates from the phase difference θ when the system frequency frst is constant. Here, it is assumed that R S = 0.38Ω, L S = 0.46 mH, f = 60 Hz, and E = 200V.
この場合、Iq*=50A、Id*=0Aであれば、θ=2.26°であり、Iq*=50A、Id*=12.5Aであれば、θ’=3.54°である。したがって、12.5Aの無効電流を電力系統3へ注入する場合と、電力系統3へ無効電流を注入しない場合とで、1.27°の位相差Δθがあり、系統周波数検出部32によって検出される系統周波数frstは、60.2Hzである。
In this case, if Iq * = 50 A and Id * = 0 A, θ = 2.26 °, and if Iq * = 50 A and Id * = 12.5 A, θ ′ = 3.54 °. Therefore, there is a phase difference Δθ of 1.27 ° between the case where the reactive current of 12.5 A is injected into the
そこで、q軸指令調整部72は、変動判定部71によって変動モードが検出されている場合、周波数偏差Δfが設定範囲内になるようにq軸電流指令Iq*を生成して出力する。例えば、変動判定部71は、周波数偏差Δfが周波数FB演算部61の周波数フィードバックの不感帯レベル(−0.01Hz≦Δf≦0.01Hz)内になるようにq軸電流指令Iq*を生成して出力することができる。
Therefore, when the variation mode is detected by the
周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑える場合、上記式(13)から、下記式(14)を導き出すことができる。なお、RS=0.38Ω、LS=0.46mH、f=60Hz、E=200V、Id*=12.5Aであるものとする。
上記式(14)から、周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑えるq軸電流指令Iq*は、下記式(15)で表すことができる。
したがって、RS=0.38Ω、LS=0.46mH、f=60Hz、E=200V、Id*=12.5Aである場合、Iq*=20.83Aとすることによって、周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑えることができる。なお、式(15)の演算では、frst=60.01Hzになるようにq軸電流指令Iq*を求めるものであるが、q軸指令調整部72は、式(15)の値を変更して、frst=60.00Hzにするq軸電流指令Iq*を求めることもできる。
Therefore, when R S = 0.38Ω, L S = 0.46 mH, f = 60 Hz, E = 200 V, and Id * = 12.5 A, the frequency deviation Δf is set to the frequency by setting Iq * = 20.83 A. It can be suppressed within the deadband level of feedback. In the calculation of equation (15), the q-axis current command Iq * is obtained so that frst = 60.01 Hz, but the q-axis
q軸指令調整部72は、抵抗成分RS、リアクタンス成分LS、電圧周波数f、電源電圧Eの値を予め記憶しており、変動判定部71によって変動モードが検出されている場合、d軸電流指令Id*に基づき、上述した演算によってq軸電流指令Iq*を生成して出力する。
The q-axis
なお、q軸指令調整部72は、例えば、d軸電流指令Id*と変動モードを抑制するq軸電流指令Iq*とを対応付けて記憶し、変動モードが発生した場合に、d軸電流指令Id*に基づいて、q軸電流指令Iq*を出力することもできる。
The q-axis
図12は、変動モードが発生し、q軸指令調整部72から調整されたq軸電流指令Iq*が出力された場合の電圧ベクトルVoおよび電流ベクトルIoをdq軸座標系のベクトルとして表した図である。なお、図12においては、図10および図11との対比が容易になるように、「Vo」を「Vo”」として表し、「Io」を「Io”」として表し、「θ」を「θ”」として表している。
FIG. 12 is a diagram showing the voltage vector Vo and the current vector Io as vectors in the dq axis coordinate system when the fluctuation mode occurs and the q axis current command Iq * adjusted from the q axis
図12に示すように、変動モードが発生した場合であっても、q軸指令調整部72によって生成されたq軸電流指令Iq*によって、周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑えることができる。
As shown in FIG. 12, even when the fluctuation mode occurs, the frequency deviation Δf can be suppressed within the dead zone level of the frequency feedback by the q-axis current command Iq * generated by the q-axis
例えば、q軸指令調整部72は、変動モードが検出されてから所定期間(例えば、第2期間T2以上の期間)、周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑えるq軸電流指令Iq*を生成し、電流制御部52へ出力する。
For example, the q-axis
また、q軸指令調整部72は、第3期間T3の間隔で周波数偏差Δfの変動が2回発生した後、少なくとも3回目の周波数偏差Δfの変動が発生する期間において、周波数偏差Δfを周波数フィードバックの不感帯レベル内に抑えるq軸電流指令Iq*を生成することもできる。
In addition, the q-axis
一方、q軸指令調整部72は、変動判定部71によって変動モードが発生していないと判定されている場合、MPPT演算部25によって生成されたq軸電流指令Iq*を電流制御部52へ出力する。
On the other hand, the q-axis
なお、図3に示す変動抑制部24は、q軸電流指令Iq*を調整する構成例であるが、変動抑制部24は、q軸電流指令Iq*の調整に代えて、第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値をゼロにすることもできる。
3 is an example of a configuration that adjusts the q-axis current command Iq *. However, the
図13は、電力変換装置1の他の構成例を示す図である。なお、図3に示す電力変換装置1と同様の構成要素については同一符号を付して説明を省略する場合があるものとする。なお、MPPT演算部25によって生成されるq軸電流指令Iq**はq軸電流指令Iq*として駆動制御部21の電流制御部52へ出力される。
FIG. 13 is a diagram illustrating another configuration example of the
図13に示す変動抑制部24は、変動判定部71と、調整部73とを備える。変動判定部71は、周波数偏差Δfが周期的に変動する変動モードになっているか否かを判定する。調整部73は、変動判定部71によって周波数偏差Δfが周期的に変動していると判定すると、第2期間T2前の移動平均値fave1に代えて最新の第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値が第1移動平均演算部41から出力されるように第1移動平均演算部41を制御することができる。なお、図5に示す例では、最新の周期が周期C0である場合、最新の第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値は、200ms前の80ms分の周期C15〜C0の系統周波数frstの平均値である。
The
調整部73は、例えば、変動モードが検出されてから所定期間(例えば、第3期間T3以上の期間)、最新の第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値が第1移動平均演算部41から出力されるように第1移動平均演算部41を制御することができる。
For example, the
また、q軸指令調整部72は、第3期間T3の間隔で周波数偏差Δfの変動が2回発生した場合、調整部73は、例えば、2回目の周波数偏差Δfの変動が発生してから第3期間T3後の第2期間T2以上の間、最新の第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値が第1移動平均演算部41から出力されるように第1移動平均演算部41を制御することができる。
In addition, when the variation of the frequency deviation Δf occurs twice at the interval of the third period T3, the q-axis
[3.制御部20の処理]
図14は、制御部20による処理の流れを示すフローチャートである。図14に示す処理は繰り返し実行される処理である。
[3. Processing of control unit 20]
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing by the
図14に示すように、制御部20の周波数変化検出部22は、系統周波数frstの変化を検出する(ステップS10)。制御部20の無効電力注入制御部23は、周波数変化検出部22の検出結果に基づき、電力変換部10から電力系統3への無効電力の注入を制御する(ステップS11)。変動抑制部24は、周波数変化検出部22の検出結果に基づいて系統周波数frstの周期的な変動を抑制する処理を実行する(ステップS12)。
As shown in FIG. 14, the frequency
以上のように、実施形態に係る電力変換装置1は、電力変換部10と、制御部20(制御装置の一例)とを備える。制御部20は、周波数変化検出部22と、無効電力注入制御部23と、変動抑制部24とを備える。電力変換部10は、発電装置2(電源の一例)から供給される電力を変換して電力系統3へ供給する。周波数変化検出部22は、系統周波数frst(電力系統の周波数の一例)の変化を検出する。無効電力注入制御部23は、周波数変化検出部22の検出結果に基づき、電力変換部10から電力系統3への無効電力の注入を制御する。変動抑制部24は、周波数変化検出部22の検出結果に基づき、系統周波数frstの周期的な変動を抑制する処理を実行する。
As described above, the
これにより、例えば、検出される系統電圧Vrstの周期的な変動を抑制することができることから、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる。このため、無効電力の注入によって系統電圧Vrstが周期的に変動することを抑制することができることから、周波数フィードバックゲインを高くすることができ、単独運転検出の高速化および精度向上を図ることができる。なお、「系統周波数frstの周期的な変動」とは、例えば、上述したように、過去の系統周波数frstの検出結果によって系統周波数frstが変化したように見えて無効電力の注入が周期的に繰り返されることによって生じる系統周波数frstの周期的な変動(以下、周期的周波数変動と記載する)を含む。変動抑制部24は、例えば、かかる周期的周波数変動の発生を防止または周期的周波数変動を低減することにより周期的周波数変動を抑制する。これにより、検出される系統電圧Vrstの周期的な変動を抑制し、無効電力の注入を低減することができる。
Thereby, for example, since the periodic fluctuation of the detected system voltage Vrst can be suppressed, the injection of reactive power can be reduced when it is not an independent operation. For this reason, since it is possible to prevent the system voltage Vrst from periodically fluctuating due to the injection of reactive power, it is possible to increase the frequency feedback gain and to increase the speed and accuracy of the isolated operation detection. . The “periodic fluctuation of the system frequency frst” means, for example, as described above, the system frequency frst changes according to the detection result of the past system frequency frst, and the reactive power injection is repeated periodically. In the system frequency frst (hereinafter referred to as periodic frequency fluctuation). For example, the
また、変動抑制部24は、電力変換部10から電力系統3への有効電流を系統周波数frstの周期的な変動を抑制するように調整するq軸指令調整部72(調整部の一例)を備える。
Further, the
これにより、電力系統3の周波数の周期的な変動を抑制するようにq軸電流指令Iq*が調整されることから、例えば、周波数フィードバックによる無効電力の注入処理を変更することなく、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を精度よく低減することが可能となる。
As a result, the q-axis current command Iq * is adjusted so as to suppress periodic fluctuations in the frequency of the
また、周波数変化検出部22は、系統周波数検出部32(周波数検出部の一例)と、系統周波数偏差演算部33(周波数差演算部の一例)を備える。系統周波数検出部32は、系統周波数frstを検出する。系統周波数偏差演算部33は、系統周波数検出部32によって検出された系統周波数frstのうち第1期間T1の系統周波数frstの移動平均値(たとえば、移動平均値fave2)と第1期間T1よりも前の期間である第2期間T2の系統周波数frstの移動平均値(たとえば、移動平均値fave1)との差である周波数偏差Δfを演算する。無効電力注入制御部23は、系統周波数偏差演算部33によって演算された周波数偏差Δf(移動平均値の差の一例)に基づいて電力系統3への無効電力の注入を制御する。
The frequency
このように、周波数変化検出部22は、系統周波数frstの移動平均値によって系統周波数frstの変化を検出することから、無効電力の注入を精度よく行うことができる。
As described above, since the frequency
また、電力変換装置1は、系統周波数偏差演算部33によって演算された周波数偏差Δf(移動平均値の差の一例)に基づいて、周波数変化検出部22によって検出される系統周波数frstの変化量が所定期間の間に所定量を超えたと判定した場合に、単独運転であると判定する単独運転判定部62を備える。これにより、単独運転を精度よく検出することができる。
In addition, the
変動抑制部24は、系統周波数偏差演算部33によって演算された周波数偏差Δfに基づき系統周波数frstの周期的な変動を判定する変動判定部71を備える。
The
このように、変動抑制部24は、無効電力の注入に用いる周波数偏差Δfに基づいて、系統電圧Vrstの周期的な変動を判定することから、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を精度よく低減することができる。
As described above, since the
また、系統周波数偏差演算部33は、系統周波数検出部32によって検出された系統周波数frstのうち最新の第1期間T1の周波数の移動平均値fave2と最新の周波数よりも第3期間T3前の第2期間T2の周波数の移動平均値fave1との差である周波数偏差Δfを演算する。変動判定部71は、系統周波数偏差演算部33によって演算された前記差が第3期間T3に対応する周期で変動する場合に、系統周波数frstが周期的に変動すると判定する。
Further, the system frequency
このように、変動判定部71は、無効電力の注入に用いる周波数偏差Δfが第3期間T3に対応する周期で変動する場合に、系統周波数frstの周期的な変動を検出することから、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を精度よく低減することができる。
As described above, the
また、変動判定部71は、系統周波数偏差演算部33によって演算された周波数偏差Δfが第3期間T3に対応する周期毎に正と負とに交互に変化する場合に、系統周波数frstが周期的に変動すると判定する。
In addition, the
このように、変動判定部71は、無効電力の注入に用いる周波数偏差Δfの差が第3期間T3に対応する周期毎に正と負とに交互に変化する場合に、系統周波数frstの周期的な変動を検出することから、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を精度よく低減することができる。
As described above, the
また、電力変換装置1は、電力系統3の電圧を検出する電圧検出部11を備える。制御部20は、位相検出部31と、系統周波数検出部32とを備える。位相検出部31は、電圧検出部11によって検出された系統電圧Vrst(電力系統の電圧の一例)から、系統位相θv(電力系統3の電圧位相の一例)を検出する。系統周波数検出部32は、位相検出部31によって検出された系統位相θvに基づいて、系統周波数frstを検出する。系統周波数偏差演算部33は、系統周波数検出部32によって検出された系統周波数frstに基づいて、系統周波数frstの変化を検出する。
The
これにより、系統電圧Vrstをコンパレータなどによって方形波に変換して系統周波数frstを検出する場合に比べ、系統周波数frstが変化した場合の応答性を高めることができる。 Thereby, compared with the case where the system voltage frst is detected by converting the system voltage Vrst into a square wave by a comparator or the like, the responsiveness when the system frequency frst changes can be improved.
また、実施形態に係る発電システム100は、電力変換装置1と、発電装置2とを備える。電力変換装置1は、発電装置2の発電電力を電源から供給される電力として電力系統3に対応する交流電力へ変換して電力系統3へ出力する。
In addition, the
これにより、単独運転ではない場合に、無効電力の注入を低減することができる発電システムを提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide a power generation system that can reduce injection of reactive power when it is not a single operation.
上述した電力変換装置1は、電力変換部10と、周波数変化検出部22と、無効電力注入制御部23と、「無効電力の注入による電力系統の電圧の周期的な変動を抑制する手段」とを備える。変動抑制部24は、「無効電力の注入による電力系統の電圧の周期的な変動を抑制する手段」の一例である。
The
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications can be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.
1 電力変換装置
2 発電装置(電源の一例)
3 電力系統
10 電力変換部
11、13 電圧検出部
12、14 電流検出部
20 制御部
21 駆動制御部
22 周波数変化検出部
23 無効電力注入制御部
24 変動抑制部
25 MPPT演算部(指令生成部の一例)
31 位相検出部
32 系統周波数検出部(周波数検出部の一例)
33 系統周波数偏差演算部(周波数差演算部の一例)
41 第1移動平均演算部
42 第2移動平均演算部
43 減算部
51 座標変換部
52 電流制御部
53 PWM制御部
61 周波数フィードバック演算部
62 単独運転判定部
71 変動判定部
72 q軸指令調整部(調整部の一例)
73 調整部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
31
33 System frequency deviation calculation part (an example of a frequency difference calculation part)
41 First Moving
73 Adjustment part
Claims (11)
前記電力系統の周波数の変化を検出する周波数変化検出部と、
前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、前記電力変換部から前記電力系統への無効電力の注入を制御する無効電力注入制御部と、
前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、前記電力系統の周波数の周期的な変動を抑制する処理を実行する変動抑制部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 A power converter that converts the power supplied from the power source and supplies it to the power system;
A frequency change detection unit for detecting a change in frequency of the power system;
Based on the detection result of the frequency change detection unit, a reactive power injection control unit that controls injection of reactive power from the power conversion unit to the power system, and
A power conversion device comprising: a fluctuation suppression unit that executes processing for suppressing periodic fluctuations in the frequency of the power system based on a detection result of the frequency change detection unit.
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, further comprising: an adjustment unit that adjusts an effective current from the power conversion unit to the power system so as to suppress periodic fluctuations in the frequency of the power system.
前記電力系統の周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部によって検出された前記周波数のうち第1期間の周波数の移動平均値と前記第1期間よりも前の期間である第2期間の周波数の移動平均値との差を演算する周波数差演算部と、を備え、
前記無効電力注入制御部は、
前記周波数差演算部によって演算された前記差に基づいて前記電力系統への無効電力の注入を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 The frequency change detector is
A frequency detector for detecting the frequency of the power system;
A frequency difference for calculating a difference between a moving average value of a frequency in a first period and a moving average value of a frequency in a second period that is a period before the first period among the frequencies detected by the frequency detection unit. An arithmetic unit,
The reactive power injection control unit
The power converter according to claim 1 or 2, wherein injection of reactive power to the power system is controlled based on the difference calculated by the frequency difference calculator.
ことを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 An isolated operation determination unit that determines that the operation is an isolated operation when it is determined that the amount of change in the frequency of the power system exceeds a predetermined amount during a predetermined period based on the difference calculated by the frequency difference calculation unit. The power conversion device according to claim 3.
前記周波数差演算部によって演算された前記差に基づき前記電力系統の周波数の周期的な変動を判定する変動判定部を備える
ことを特徴とする請求項3または4に記載の電力変換装置。 The fluctuation suppressing unit is
The power converter according to claim 3, further comprising a fluctuation determination unit that determines a periodic fluctuation of the frequency of the power system based on the difference calculated by the frequency difference calculation unit.
前記周波数検出部によって検出された前記周波数のうち最新の第1期間の周波数の移動平均値と最新の周波数よりも第3期間前の第2期間の周波数の移動平均値との差を演算し、
前記変動判定部は、
前記周波数差演算部によって演算された前記差が前記第3期間に対応する周期で変動する場合に、前記電力系統の周波数が周期的に変動すると判定する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 The frequency difference calculator is
Calculating the difference between the moving average value of the latest frequency of the first period and the moving average value of the frequency of the second period before the latest frequency among the frequencies detected by the frequency detector;
The variation determination unit
6. The frequency of the power system is determined to periodically change when the difference calculated by the frequency difference calculation unit varies in a cycle corresponding to the third period. 6. Power conversion device.
前記周波数差演算部によって演算された前記差が前記第3期間に対応する周期毎に正と負とに交互に変化する場合に、前記電力系統の周波数が周期的に変動すると判定する
ことを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 The variation determination unit
When the difference calculated by the frequency difference calculation unit alternately changes between positive and negative for each period corresponding to the third period, it is determined that the frequency of the power system varies periodically. The power conversion device according to claim 6.
前記電圧検出部によって検出された前記電力系統の電圧から前記電力系統の電圧位相を検出する位相検出部と、
前記位相検出部によって検出された前記電圧位相に基づいて、前記電力系統の周波数を検出する周波数検出部と、を備え、
前記周波数変化検出部は、
前記周波数検出部によって検出された前記電力系統の周波数に基づいて、前記電力系統の周波数の変化を検出する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力変換装置。 A voltage detector for detecting the voltage of the power system;
A phase detection unit for detecting a voltage phase of the power system from the voltage of the power system detected by the voltage detection unit;
A frequency detection unit that detects a frequency of the power system based on the voltage phase detected by the phase detection unit;
The frequency change detector is
The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein a change in the frequency of the power system is detected based on the frequency of the power system detected by the frequency detection unit.
発電装置と、を備え、
前記電力変換装置は、
前記発電装置の発電電力を前記電源から供給される電力として前記電力系統に対応する交流電力へ変換して前記電力系統へ出力する
ことを特徴とする発電システム。 The power conversion device according to any one of claims 1 to 8,
A power generation device,
The power converter is
The power generation system, wherein power generated by the power generation device is converted into AC power corresponding to the power system as power supplied from the power source and output to the power system.
前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、電力変換部から前記電力系統への無効電力の注入を制御する無効電力注入制御部と、
前記周波数変化検出部の検出結果に基づき、前記電力系統の周波数の周期的な変動を抑制する処理を実行する変動抑制部と、を備える
ことを特徴とする制御装置。 A frequency change detection unit for detecting a change in the frequency of the power system;
Based on the detection result of the frequency change detection unit, the reactive power injection control unit that controls the injection of reactive power from the power conversion unit to the power system,
And a fluctuation suppression unit that executes a process of suppressing periodic fluctuations in the frequency of the power system based on a detection result of the frequency change detection unit.
前記検出の結果に基づき、電力変換部から前記電力系統への無効電力の注入を制御することと、
前記検出の結果に基づき、前記電力系統の周波数の周期的な変動を抑制する処理を実行することと、
を含むことを特徴とする制御方法。 Detecting power system frequency changes;
Based on the detection result, controlling injection of reactive power from the power converter to the power system;
Executing a process of suppressing periodic fluctuations in the frequency of the power system based on the detection result;
The control method characterized by including.
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