JP2017208932A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 制御器は、第1電圧線と中性電圧線との間に第1の仮想発電機が接続され、かつ、第2電圧線と中性電圧線との間に第2の仮想発電機が接続されたと仮定して、電流計測器および電圧計測器で計測された電流および電圧から、発電機の位相角と位相角指令値との偏差から各仮想発電機における仮想的な相差角を算出する相差角生成部と、計測された電流および電圧から、各仮想発電機の仮想的な誘起電圧を算出する誘起電圧生成部と、計測された電圧、相差角、誘起電圧および予め定められた各仮想発電機の内部インピーダンスから、各仮想発電機の電流指令値を生成する電流指令値生成部と、を備える。
【選択図】図1
Description
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。
上記実施の形態の電力変換装置1におけるシミュレーション結果を以下に示すことにより、上記実施の形態の電力変換装置1によって、系統連系から解列への移行、および他の発電装置との負荷分担などの動作が好適に行われることを示す。本シミュレーションにおいて、電力変換装置1における制御態様の切り替えおよびパラメータ変更は、動作途中において一切行われていない。
2 分散型電源
3 電力系統
3a 第1電圧線
3b 中性電圧線
3c 第2電圧線
4 インバータ
6 電流計測器
7 電圧計測器
8 制御器
9 相差角生成部
10 誘起電圧生成部
11 電流指令値生成部
Claims (7)
- 分散型電源と、第1電圧線、第2電圧線および中性電圧線を有する単相三線式の電力系統と、の間に接続される電力変換装置であって、
前記分散型電源に接続される一対の入力端と、前記電力系統の各電圧線に接続される3つの出力端とを有するインバータと、
前記インバータの前記電力系統側において、前記第1電圧線に接続される第1出力端の第1出力電流および前記第2電圧線に接続される第2出力端の第2出力電流をそれぞれ計測する電流計測器と、
前記電力系統の前記中性電圧線に対する前記第1電圧線における第1系統電圧および前記中性電圧線に対する前記第2電圧線における第2系統電圧をそれぞれ計測する電圧計測器と、
前記インバータのスイッチングを制御する制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記第1電圧線と前記中性電圧線との間に第1の仮想発電機が接続され、かつ、前記第2電圧線と前記中性電圧線との間に第2の仮想発電機が接続されたと仮定して、前記電流計測器および前記電圧計測器で計測された電流および電圧から、各仮想発電機の仮想的な周波数指令値を生成し、当該周波数指令値を積分して位相角指令値を生成するとともに、前記第1系統電圧および前記第2系統電圧から各仮想発電機の位相角を生成し、前記発電機の位相角と前記位相角指令値との偏差から各仮想発電機における仮想的な相差角を算出する相差角生成部と、
前記電流計測器および前記電圧計測器で計測された電流および電圧から、各仮想発電機の仮想的な誘起電圧を算出する誘起電圧生成部と、
前記電圧計測器で計測された電圧、前記相差角、前記誘起電圧および予め定められた各仮想発電機の内部インピーダンスから、各仮想発電機の電流指令値を生成する電流指令値生成部と、を備え、
前記電流計測器で計測された電流が前記電流指令値となるように前記インバータをスイッチングするよう構成され、
前記相差角生成部は、前記第1の仮想発電機と前記第2の仮想発電機との間で共通の前記周波数指令値を生成する、および/または、前記第1の仮想発電機および前記第2の仮想発電機の一方の位相角を前記第1の仮想発電機および前記第2の仮想発電機の他方の位相角に基づいて調整することにより位相角間の誤差を補正するよう構成される、電力変換装置。 - 前記相差角生成部は、前記電流計測器および前記電圧計測器で計測された電流および電圧から前記第1の仮想発電機および前記第2の仮想発電機による有効電力の総和を算出し、当該有効電力の総和と有効電力指令値および基準周波数とから前記周波数指令値を生成することにより、前記第1の仮想発電機と前記第2の仮想発電機との間で共通の前記周波数指令値を生成する、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記相差角生成部は、前記第1の仮想発電機の前記位相角と前記第2の仮想発電機の前記位相角との差を比例演算し、当該比例演算結果を前記第1の仮想発電機の前記周波数および前記第2の仮想発電機の前記周波数の何れか一方に加えることで、前記位相角間の誤差を補正する、請求項1または2に記載の電力変換装置。
- 前記誘起電圧生成部は、前記電流計測器および前記電圧計測器で計測された電流および電圧から各仮想発電機の無効電力を算出し、当該各無効電力と、前記第1系統電圧の大きさおよび前記第2系統電圧の大きさと、各無効電力指令値および基準電圧とから各仮想発電機の前記誘起電圧を算出する、請求項1から3の何れかに記載の電力変換装置。
- 前記相差角生成部は、前記有効電力の総和と前記有効電力指令値との差を以下の伝達関数KG(s)を用いて演算し、当該演算結果に前記基準周波数を加えることにより、前記周波数指令値を生成する、請求項2に記載の電力変換装置。
KG(s)=Kgd/(1+Tgs)
ここで、Kgdは、各仮想発電機における周波数ドループ特性を示す係数であり、Tgは、各仮想発電機における完成による回転数の追従遅れの特性を示す時定数である。 - 前記誘起電圧生成部は、前記無効電力と前記無効電力指令値との差に電圧ドループ特性を示す係数Kadを掛け、その結果に前記基準電圧を加えて電圧指令値を生成し、当該電圧指令値と、前記電圧計測器で計測された対応する電圧の大きさとの差を以下の伝達関数KA(s)を用いて演算し、当該演算結果を前記誘起電圧として出力する、請求項4に記載の電力変換装置。
KA(s)=Kap+Kai/s
ここで、Kapは、比例要素を示す係数であり、Kaiは積分要素を示す係数である。 - 前記制御器は、前記電流計測器および前記電圧計測器で計測された電流および電圧の正相成分を抽出し、抽出された各値の正相成分を、正相に同期する回転座標系において取り扱うことにより、各仮想発電機の電流指令値を生成する、請求項1から6の何れかに記載の電力変換装置。
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