JP2018038228A - Electric power conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換システムに関する。 The present invention relates to a power conversion system.
一般に、電力系統から供給される三相交流電力を直流電力に変換する電力変換装置が知られている（特許文献１参照）。 Generally, a power conversion device that converts three-phase AC power supplied from a power system into DC power is known (see Patent Document 1).
しかしながら、三相交流電力を直流電力に変換するために、三相の電力変換回路を構成する場合、半導体スイッチは６つ必要となる。例えば、半導体スイッチ１つあたり、直流負荷の４分の１の電力を扱える容量の場合、三相の電力変換回路にすると、実際に必要な電力容量に対し、１．５倍の容量を持つことになる。このような電力変換回路は、経済性が悪くなる。 However, in order to convert three-phase AC power into DC power, six semiconductor switches are required when configuring a three-phase power conversion circuit. For example, in the case of a capacity that can handle one-fourth the power of a DC load per semiconductor switch, a three-phase power conversion circuit has 1.5 times the capacity that is actually required. become. Such a power conversion circuit is not economical.
一方、単相の電力変換回路であれば、直流負荷に適した容量の構成にすることができる。しかし、三相交流系統から線間の単相交流電力を取り出すと、三相不平衡になり易い。 On the other hand, if it is a single phase power converter circuit, it can be set as the structure of the capacity | capacitance suitable for DC load. However, if single-phase AC power between lines is taken out from the three-phase AC system, three-phase unbalance is likely to occur.
そこで、本発明の目的は、単相の電力変換回路で構成され、三相平衡を保つことのできる電力変換システムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power conversion system that includes a single-phase power conversion circuit and can maintain a three-phase balance.
本発明の観点に従った電力変換システムは、三相交流の電力系統の各相間に少なくとも１つ設けられ、前記電力系統の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段のうち第１の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換手段のうち前記第１の電力変換手段以外の電力変換手段により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段とを備える。 A power conversion system according to an aspect of the present invention is provided with at least one between each phase of a three-phase AC power system, and converts a single-phase AC power supplied from each phase of the power system into DC power. Three-phase by active power supplied from the power system to the first power conversion means when DC power is output from the first power conversion means among the plurality of power conversion means Control means for controlling AC power of the power system by power conversion means other than the first power conversion means among the plurality of power conversion means so as to make the unbalanced state three-phase balanced.
本発明によれば、単相の電力変換回路で構成され、三相平衡を保つことのできる電力変換システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power conversion system that includes a single-phase power conversion circuit and can maintain a three-phase balance.
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換システム１０の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a
電力変換システム１０は、制御装置１、３つの連系変圧器２ａ，２ｂ，２ｃ、３つの単相順変換器３ａ，３ｂ，３ｃ、３つの交流電流検出器４Ｉａ，４Ｉｂ，４Ｉｃ、及び、３つの交流電圧検出器４Ｖａ，４Ｖｂ，４Ｖｃを備える。電力変換システム１０は、三相交流の電力系統７から供給される交流電力に基づいて、３つの直流負荷８ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ直流電力を供給する。
The
電力系統７から供給される三相交流電力は、Ａ相、Ｂ相及びＣ相からなる。
The three-phase AC power supplied from the
単相順変換器３ａ〜３ｃの交流側は、それぞれ連系変圧器２ａ〜２ｃを介して、電力系統７の各相間に接続される。単相順変換器３ａの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＡ相及びＢ相に接続される。単相順変換器３ｂの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＢ相及びＣ相に接続される。単相順変換器３ｃの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＣ相及びＡ相に接続される。
The AC sides of the single-phase
単相順変換器３ａ〜３ｃの直流側には、それぞれ直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、基本動作として、それぞれ電力系統７から供給される線間の単相交流電力を直流電力に変換（順変換）して、直流負荷８ａ〜８ｃに供給する。単相順変換器３ａ〜３ｃは、直流電力を交流電力に変換する逆変換機能を有し、無効電力を制御する。
単相順変換器３ａ〜３ｃは、４つの半導体スイッチ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び直流コンデンサ３２により電力変換回路が構成される。各半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄは、スイッチング素子とこのスイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードで構成される。半導体スイッチ３１ａ及び半導体スイッチ３１ｂは、直列に接続される。半導体スイッチ３１ｃ及び半導体スイッチ３１ｄは、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄは、並列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄと並列に直流コンデンサ３２が接続される。
In the single-phase
一方の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ，３１ｂの接続点と、もう一方の直列に接続された半導体スイッチ３１ｃ，３１ｄの接続点は、連系変圧器２ａ〜２ｃにそれぞれ接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、これらの接続点から連系変圧器２ａ〜２ｃを介して交流電力が入力される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄを並列に接続する配線には、直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、これらの配線から直流負荷８ａ〜８ｃに直流電力を供給する。
One connection point of the
交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに流れる電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を検出する。交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃは、それぞれ検出した電流Ｉ１〜Ｉ３を制御装置１に出力する。
AC current detectors 4Ia to 4Ic detect currents I1, I2 and I3 flowing from
交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに印加される電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を検出する。交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃは、それぞれ検出した電圧Ｖ１〜Ｖ３を制御装置１に出力する。
AC voltage detectors 4Va-4Vc detect voltages V1, V2, V3 applied from
制御装置１は、交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃにより検出された電流Ｉ１〜Ｉ３及び交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃにより検出された電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて、単相順変換器３ａ〜３ｃを制御する。
The
図２は、本実施形態に係る制御装置１の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of the
制御装置１は、３つの制御部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、及び、３つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備える。
The
制御部１１ａには、交流電流検出器４Ｉａにより検出される電流Ｉ１、交流電圧検出器４Ｖａにより検出される電圧Ｖ１、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ｂ，１２ｃによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ３１が入力される。制御部１１ａは、電流Ｉ１、電圧Ｖ１、及び、２つの無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ３１に基づいて、単相順変換器３ａを制御する。制御部１１ａは、単相順変換器３ａを構成する半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄをスイッチング制御するためのゲート信号を各半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄに出力する。これにより、制御部１１ａは、単相順変換器３ａによる電力変換を制御する。
The
制御部１１ｂには、交流電流検出器４Ｉｂにより検出される電流Ｉ２、交流電圧検出器４Ｖｂにより検出される電圧Ｖ２、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｃによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ３２が入力される。制御部１１ｂは、電流Ｉ２、電圧Ｖ２、及び、２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ３２に基づいて、単相順変換器３ｂを制御する。制御部１１ｂは、制御部１１ａと同様に、単相順変換器３ｂによる電力変換を制御する。
The
制御部１１ｃには、交流電流検出器４Ｉｃにより検出される電流Ｉ３、交流電圧検出器４Ｖｃにより検出される電圧Ｖ３、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ１２，Ｑ２２が入力される。制御部１１ｃは、電流Ｉ３、電圧Ｖ３、及び、２つの無効電力補償量Ｑ１２，Ｑ２２に基づいて、単相順変換器３ｃを制御する。制御部１１ｃは、制御部１１ａと同様に、単相順変換器３ｃによる電力変換を制御する。
In the
無効電力補償量演算部１２ａ〜１２ｃは、それぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに供給される交流電力に基づいて、電力系統７の三相交流電力の三相平衡を保つための無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２を演算する。無効電力補償量演算部１２ａ〜１２ｃは、演算した無効電力補償量Ｑ１１〜Ｑ３２を、無効電力補償を要求する制御部１１ａ〜１１ｃにそれぞれ出力する。
The reactive power compensation
以降では、制御部１１ａ及び無効電力補償量演算部１２ａについて主に説明し、他の２つの制御部１１ｂ，１１ｃ及び他の２つの無効電力補償量演算部１２ｂ，１２ｃについては、これらの対称性を考慮して同様に構成されているものとして説明を省略する。また、主に単相順変換器３ａから直流負荷８ａに直流電力を供給する場合について説明する。３つの単相順変換器３ａ〜３ｃからそれぞれ直流負荷８ａ〜８ｃを供給する場合については、重ね合わせの理を用いることで、同様に説明される。
Hereinafter, the
今、単相順変換器３ａから直流負荷８ａに１ｐｕ(per unit)の直流電力が供給され、他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃからは直流負荷８ｂ，８ｃに直流電力が供給されていない場合について説明する。この場合、単相順変換器３ａは、電力系統７から１ｐｕの有効電力を受電し、その他の単相順変換器３ｂ，３ｃは、有効電力を受電しない。
Now, 1 pu (per unit) of DC power is supplied from the single-
制御部１１ａは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、直流負荷８ａに直流電力を供給するように、単相順変換器３ａを制御する。単相順変換器３ａから直流負荷８ａに直流電力が供給されると、電力系統７から連系変圧器２ａを介して単相順変換器３ａに電流Ｉ１が流れる。連系変圧器２ａは、電力系統７のＡ相及びＢ相に接続されているため、電流Ｉ１は、Ａ−Ｂ相間電圧と同位相となる。したがって、電流Ｉ１は、Ａ相の相電圧Ｖａ及びＢ相の相電圧Ｖｂとは３０度ずれた位相となる。図３は、このときの各相電流の状態をベクトルで表したものである。この状態は、力率が悪く、かつ、三相が不平衡になるため、電力系統７にとっては、不都合な状態である。
The
無効電力補償量演算部１２ａは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、単相順変換器３ａに有効電力が供給されることにより生じた三相不平衡の状態を三相平衡の状態にするための２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２を演算する。無効電力補償量演算部１２ａは、演算した２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２をそれぞれ制御部１１ｂ，１１ｃに送信する。
The reactive power compensation
無効電力補償量演算部１２ｂは、無効電力補償量演算部１２ａと同様に演算した２つの無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ２２をそれぞれ制御部１１ａ，１１ｃに送信する。無効電力補償量演算部１２ｃは、無効電力補償量演算部１２ａと同様に演算した２つの無効電力補償量Ｑ３１，Ｑ３２をそれぞれ制御部１１ａ，１１ｂに送信する。
The reactive power compensation
無効電力補償量Ｑ１１は、単相順変換器３ｂに無効電力の補償を要求するための値である。具体的には、無効電力補償量Ｑ１１は、単相順変換器３ａに流れる電流Ｉ１の１／√３の大きさの電流Ｉ２が流れるように、単相順変換器３ｂから容量性無効電力を出力させるための値である。
The reactive power compensation amount Q11 is a value for requesting the single-
無効電力補償量Ｑ１２は、単相順変換器３ｃに無効電力の補償を要求するための値である。具体的には、無効電力補償量Ｑ１２は、単相順変換器３ａに流れる電流Ｉ１の１／√３の大きさの電流Ｉ３が流れるように、単相順変換器３ｃから誘導性無効電力を出力させるための値である。
The reactive power compensation amount Q12 is a value for requesting the single-
図４は、単相順変換器３ａから直流電力が出力され、単相順変換器３ｂ，３ｃにより無効電力が補償された場合の電力系統７の相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの状態をベクトルで表したベクトル図である。
FIG. 4 shows the state of the phase currents Ia, Ib, and Ic of the
図４を参照して、無効電力が補償された各相電流Ｉａ〜Ｉｃについて説明する。なお、ここで説明する演算は、全てベクトル演算である。 With reference to FIG. 4, each phase current Ia to Ic in which reactive power is compensated will be described. Note that all operations described here are vector operations.
Ａ相の電流Ｉａは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１から単相順変換器３ｃの電流Ｉ３を減算したものになる。このように演算されたＡ相の電流Ｉａは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ａ相の相電圧と同位相となる。
The A-phase current Ia is obtained by subtracting the current I3 of the single-
Ｂ相の電流Ｉｂは、単相順変換器３ｂの電流Ｉ２から単相順変換器３ａの電流Ｉ１を減算したものになる。このように演算されたＢ相の電流Ｉｂは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ｂ相の相電圧と同位相となる。
The B-phase current Ib is obtained by subtracting the current I1 of the single-
Ｃ相の電流Ｉｃは、単相順変換器３ｃの電流Ｉ３から単相順変換器３ｂの電流Ｉ２を減算したものになる。このように演算されたＣ相の電流Ｉｃは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ｃ相の相電圧と同位相となる。
The C-phase current Ic is obtained by subtracting the current I2 of the single-
これらのことから、無効電力補償された各相電流Ｉａ〜Ｉｃは、それぞれの相電圧と同位相になり、大きさが等しくなる。したがって、電力系統７の三相交流は、力率が１となり、かつ、三相平衡となる。
For these reasons, each of the phase currents Ia to Ic compensated for reactive power is in phase with each phase voltage, and is equal in magnitude. Therefore, the three-phase alternating current of the
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
単相順変換器３ａが直流電力を出力している場合に、他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃは、直流電力を出力していなくても、有効電力を制御することはできないが、無効電力を制御することはできる。したがって、単相順変換器３ａのみが直流電力を出力している場合であっても、単相順変換器３ａが設けられた相間以外の相間に設けられた他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃにより無効電力を補償することで、電力系統７から見ると、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃを三相平衡した力率１の負荷として運転することができる。
When the single-
また、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃがそれぞれ異なる直流電力を出力している場合についても、直流電力を出力しているそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃについて、上述したように、他の単相順変換器３ａ〜３ｃで無効電力を補償するように制御すれば、重ね合わせの理により、電力系統７の三相平衡状態を保つことができる。なお、直流負荷８ａ〜８ｃは、回生電力を生じる負荷であってもよい。この場合も同様に、回生電力が生じた単相順変換器に対して、他の２つの単相順変換器で無効電力を補償することで、三相平衡状態を保つことができる。
Moreover, also when each of the three single-
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態に係る制御装置１Ａの構成を示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the control device 1A according to the present embodiment.
本実施形態は、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、制御装置１を制御装置１Ａに代えたものである。制御装置１Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る制御装置１において、無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ無効電力補償量演算部１２ａＡ，１２ｂＡ，１２ｃＡに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
In this embodiment, in the
無効電力補償量演算部１２ａＡは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、単相順変換器３ａから出力される無効電力を演算する。無効電力補償量演算部１２ａＡは、演算した無効電力を他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃからも出力させるように、第１の実施形態で求めた無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２にこの演算した無効電力をそれぞれ加えた無効電力補償量Ｑ１１Ａ，Ｑ１２Ａを求める。無効電力補償量演算部１２ａＡは、求めた無効電力補償量Ｑ１１Ａ，Ｑ１２Ａをそれぞれ制御部１１ｂ，１１ｃに送信する。これにより、制御部１１ｂ，１１ｃは、単相順変換器３ａから出力される有効電力に応じた無効電力を補償するとともに、単相順変換器３ａと同じ無効電力をそれぞれ他の単相順変換器３ｂ，３ｃから出力させるように制御する。
The reactive power compensation amount calculation unit 12aA calculates the reactive power output from the single-
同様に、無効電力補償量演算部１２ｂＡは、制御部１１ａ，１１ｃにそれぞれ送信する無効電力補償量Ｑ２１Ａ，Ｑ２２Ａを求め、無効電力補償量演算部１２ｃＡは、制御部１１ａ，１１ｂにそれぞれ送信する無効電力補償量Ｑ３１Ａ，Ｑ３２Ａを求める。
Similarly, the reactive power compensation amount calculation unit 12bA obtains reactive power compensation amounts Q21A and Q22A to be transmitted to the
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。 According to the present embodiment, in addition to the operational effects of the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
各単相順変換器３ａ〜３ｃは、自己が出力する有効電力を補償するように、他の２つの単相順変換器３ａ〜３ｃから無効電力を出力させるとともに、自己が出力する無効電力と同じ無効電力を他の２つの単相順変換器３ａ〜３ｃから出力させることで、電力系統７の各相電圧調整をし、相電圧間のバランスを保つことができる。
Each of the single-
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂの構成を示す構成図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion system 10B according to the third embodiment of the present invention.
電力変換システム１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、単相順変換器３ａ，３ｂ，３ｃをそれぞれ単相順変換器３ａＢ，３ｂＢ，３ｃＢに代え、制御装置１を制御装置１Ｂに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
The power conversion system 10B is a control device in the
単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、３レベル変換器である。単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、８つの半導体スイッチ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ，３１ｋ，３１ｌ、２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂ、及び、４つのダイオード３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄにより電力変換回路が構成される。なお、ここでは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢが３レベル変換器の構成について説明するが、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、３以上のいくつのレベルの多レベル変換器を用いてもよい。
Single-phase forward converters 3aB to 3cB are three-level converters. The single-phase forward converters 3aB to 3cB include eight
４つの半導体スイッチ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。４つの半導体スイッチ３１ｉ，３１ｊ，３１ｋ，３１ｌは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈ，３１ｉ〜３１ｌ及び直列に接続された直流コンデンサ３２ａ，３２ｂは、並列に接続される。
The four
２つのダイオード３３ａ，３３ｂは、この順に正極側から位置し、負極側から正極側に電流が流れるように直列に接続される。２つのダイオード３３ｃ，３３ｄは、この順に正極側から位置し、負極側から正極側に電流が流れるように直列に接続される。直列に接続されたダイオード３３ａ，３３ｂは、直列に接続された４つの半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈのうち内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｆ，３１ｇと並列に接続される。直列に接続されたダイオード３３ｃ，３３ｄは、直列に接続された４つの半導体スイッチ３１ｉ〜３１ｌのうち内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｊ，３１ｋと並列に接続される。２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂの接続点、２つのダイオード３３ａ，３３ｂの接続点、及び、２つのダイオード３３ｃ，３３ｄの接続点は、中性点として１つに接続される。
The two
一方の内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｆ，３１ｇを接続する接続点と、もう一方の内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｊ，３１ｋを接続する接続点は、連系変圧器２ａ〜２ｃにそれぞれ接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈ，３１ｉ〜３１ｌを並列に接続する配線には、直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。
A connection point connecting two
制御装置１Ｂは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢをそれぞれ構成する半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｌをスイッチング制御するためのゲート信号を各単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢの各半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｌに出力する。これにより、制御装置１Ｂは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢによる電力変換をそれぞれ制御する。その他の点は、第１の実施形態に係る制御装置１と同様である。
The
本実施形態によれば、第１の実施形態における単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢで構成することにより、第１の実施形態による作用効果に加え、高調波の発生を抑制することができる。
According to the present embodiment, by configuring with multi-level single-phase forward converters 3aB to 3cB instead of the single-
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る電力変換システム１０Ｃの構成を示す構成図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a
電力変換システム１０Ｃは、図６に示す第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂにおいて、制御装置１Ｂを制御装置１Ｃに代えたものである。その他の点は、第３の実施形態と同様である。
The
制御装置１Ｃは、図５に示す第２の実施形態に係る制御装置１Ａと同様の構成である。制御装置１Ｃは、単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢを制御する。その他の点については、制御装置１Ｃは、第２の実施形態に係る制御装置１Ａと同様である。
The control device 1C has the same configuration as the control device 1A according to the second embodiment shown in FIG. The control device 1C controls the multi-level single-phase forward converters 3aB to 3cB instead of the single-
本実施形態によれば、第３の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。 According to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the third embodiment, the following functions and effects can be obtained.
各単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、自己が出力する有効電力を補償するように、他の２つの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢから無効電力を出力させるとともに、自己が出力する無効電力と同じ無効電力を他の２つの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢから出力させることで、電力系統７の各相電圧調整をし、相電圧間のバランスを保つことができる。
Each of the single-phase forward converters 3aB to 3cB outputs reactive power from the other two single-phase forward converters 3aB to 3cB so as to compensate the active power output by the single-phase forward converters 3aB to 3cB. By outputting the same reactive power from the other two single-phase forward converters 3aB to 3cB, each phase voltage of the
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る電力変換システム１０Ｄの構成を示す構成図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion system 10D according to the fifth embodiment of the present invention.
電力変換システム１０Ｄは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、３つの単相逆変換器５ａ，５ｂ，５ｃを追加し、制御装置１の代わりに制御装置１Ｄを設け、３つの直流負荷８ａ〜８ｃの代わりに１つの三相交流負荷９に電力供給するようにしたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
In the power conversion system 10D according to the first embodiment illustrated in FIG. 1, the power conversion system 10D includes three single-
単相逆変換器５ａ〜５ｃの直流側は、それぞれ単相順変換器３ａ〜３ｃの直流側と接続される。３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側は、三相結線で接続され、三相交流負荷９と接続される。
The DC side of single-phase reverse converters 5a-5c is connected to the DC side of single-
単相逆変換器５ａ〜５ｃは、４つの半導体スイッチ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ及び直流コンデンサ５２により電力変換回路が構成される。各半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄは、スイッチング素子及びスイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードで構成される。半導体スイッチ５１ａ及び半導体スイッチ５１ｂは、直列に接続される。半導体スイッチ５１ｃ及び半導体スイッチ５１ｄは、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄは、並列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄと並列に直流コンデンサ５２が接続される。
In the single-phase inverse converters 5a to 5c, a power conversion circuit is configured by the four
３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃのそれぞれの直列に接続された半導体スイッチ５１ａ，５１ｂの接続点は、中性点として１つに接続される。３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃのそれぞれの直列に接続された半導体スイッチ５１ｃ，５１ｄの接続点は、三相交流負荷９の各相の端子にそれぞれ接続される。 The connection points of the semiconductor switches 51a and 51b connected in series of the three single-phase inverse converters 5a to 5c are connected to one as a neutral point. The connection points of the semiconductor switches 51c and 51d connected in series of the three single-phase inverters 5a to 5c are connected to the terminals of the respective phases of the three-phase AC load 9.
単相逆変換器５ａ〜５ｃは、それぞれ単相順変換器３ａ〜３ｃから供給される直流電力を三相交流負荷９に供給するための各相の単相交流電力に変換する。単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側が三相結線されていることにより、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃから三相交流負荷９に三相交流電力が供給される。なお、単相逆変換器５ａ〜５ｃは、三相交流負荷９からの回生電力を直流電力に変換し、単相順変換器３ａ〜３ｃに供給してもよい。
The single-phase reverse converters 5 a to 5 c convert the DC power supplied from the single-
制御装置１Ｄは、図２に示す第１の実施形態に係る制御装置１において、さらに、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃをそれぞれ制御するようにしたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る制御装置１と同様である。
The
制御装置１Ｄは、単相逆変換器５ａ〜５ｃから出力される交流電力を制御する。制御装置１Ｄは、直流電圧、直流電流、交流電流（負荷電流）、又は、交流電圧（負荷電圧）の少なくとも１つに基づいて、単相逆変換器５ａ〜５ｃを制御する。
本実施形態によれば、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃから単相逆変換器５ａ〜５ｃを介して、三相交流負荷９に三相交流電力を供給する場合でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。したがって、三相交流負荷９に供給する三相交流電力が三相不平衡でも、電力系統７から見た単相順変換器３ａ〜３ｃに供給される負荷電力を三相平衡状態に保つことができる。
According to this embodiment, even when three-phase AC power is supplied to the three-phase AC load 9 from the three single-
なお、単相順変換器３ａ〜３ｃは、第３の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｃについても、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
Note that the single-
（第６の実施形態）
図９は、本発明の第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅの構成を示す構成図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a configuration diagram showing a configuration of a
電力変換システム１０Ｅは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、３つの連系変圧器２ｄ，２ｅ，２ｆ、３つの単相順変換器３ｄ，３ｅ，３ｆ、３つの交流電流検出器４Ｉｄ，４Ｉｅ，４Ｉｆ、及び、３つの交流電圧検出器４Ｖｄ，４Ｖｅ，４Ｖｆを追加し、制御装置１を制御装置１Ｅに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
The
単相順変換器３ｄ〜３ｆの交流側は、それぞれ連系変圧器２ｄ〜２ｆを介して、電力系統７に接続される。単相順変換器３ｄの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＡ相及びＣ相に接続される。単相順変換器３ｅの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＢ相及びＡ相に接続される。単相順変換器３ｆの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＣ相及Ｂ相に接続される。
The AC sides of the single-
電力系統７の互いに異なる相間に設けられた２つの単相順変換器３ａ〜３ｆが１組として構成される。単相順変換器３ｄの直流側は、単相順変換器３ａの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ａ，３ｄは、直流負荷８ａに直流電力を供給する。単相順変換器３ｅの直流側は、単相順変換器３ｂの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ｂ，３ｅは、直流負荷８ｂに直流電力を供給する。単相順変換器３ｆの直流側は、単相順変換器３ｃの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ｃ，３ｆは、直流負荷８ｃに直流電力を供給する。
Two single-
単相順変換器３ｄ〜３ｆの電力変換回路の構成は、単相順変換器３ａと同様である。
The configuration of the power conversion circuit of the single-
交流電流検出器４Ｉｄ〜４Ｉｆは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ｄ〜３ｆに流れる電流Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６を検出する。交流電流検出器４Ｉｄ〜４Ｉｆは、それぞれ検出した電流Ｉ４〜Ｉ６を制御装置１Ｅに出力する。
AC current detectors 4Id-4If detect currents I4, I5, I6 flowing from
交流電圧検出器４Ｖｄ〜４Ｖｆは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ｄ〜３ｆに印加される電圧Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６を検出する。交流電圧検出器４Ｖｄ〜４Ｖｆは、それぞれ検出した電圧Ｖ４〜Ｖ６を制御装置１Ｅに出力する。
AC voltage detectors 4Vd to 4Vf detect voltages V4, V5, and V6 applied from
制御装置１Ｅは、交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｆにより検出された電流Ｉ１〜Ｉ６及び交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｆにより検出された電圧Ｖ１〜Ｖ６に基づいて、単相順変換器３ａ〜３ｆを制御する。
The
図１０は、本実施形態に係る制御装置１Ｅの構成を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing the configuration of the
制御装置１Ｅは、第１負荷用制御部Ｃ１、第２負荷用制御部Ｃ２、及び、第３負荷用制御部Ｃ３を備える。第１負荷用制御部Ｃ１は、主に直流負荷８ａに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ａ，３ｄで構成される第１組の単相順変換器３ａ，３ｄを制御する。第２負荷用制御部Ｃ２は、主に直流負荷８ｂに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ｂ，３ｅで構成される第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅを制御する。第３負荷用制御部Ｃ３は、主に直流負荷８ｃに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ｃ，３ｆで構成される第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆを制御する。
The
なお、以降では、主に、第１負荷用制御部Ｃ１について説明し、第２負荷用制御部Ｃ２及び第３負荷用制御部Ｃ３については、対称性を考慮して、同様に構成されているものとして、説明を省略する。 Hereinafter, the first load control unit C1 will be mainly described, and the second load control unit C2 and the third load control unit C3 are configured similarly in consideration of symmetry. As an example, the description is omitted.
第１負荷用制御部Ｃ１は、２つの制御部１１ａ，１１ｄ、有効電力制御部１３Ｃ１、及び、循環電力演算部１４Ｃ１を備える。
The first load control unit C1 includes two
有効電力制御部１３Ｃ１には、２つの交流電流検出器４Ｉａ，４Ｉｄにより検出された電流Ｉ１，Ｉ４及び２つの交流電圧検出器４Ｖａ，４Ｖｄにより検出された電圧Ｖ１，Ｖ４が入力される。有効電力制御部１３Ｃ１は、電流Ｉ１，Ｉ４及び電圧Ｖ１，Ｖ４に基づいて、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ供給される有効電力Ｐ１，Ｐ４が等分になるように、２つの有効電力Ｐ１，Ｐ４を求める。具体的には、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから直流負荷８ａに供給される直流電力を１ｐｕとすると、有効電力制御部１３Ｃ１は、電力系統７から第１組の単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ供給される有効電力Ｐ１，Ｐ４が１／２ｐｕとなるようにする。
The active power control unit 13C1 receives currents I1 and I4 detected by the two AC current detectors 4Ia and 4Id and voltages V1 and V4 detected by the two AC voltage detectors 4Va and 4Vd. Based on the currents I1 and I4 and the voltages V1 and V4, the active power control unit 13C1 is configured so that the active powers P1 and P4 supplied to the first set of single-
循環電力演算部１４Ｃ１には、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに供給される合計の有効電力が有効電力制御部１３Ｃ１から入力される。循環電力演算部１４Ｃ１は、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに有効電力が供給されることにより生じた三相不平衡の状態を三相平衡の状態にするために、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆで循環させるためのそれぞれの有効電力Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１３，Ｐ１６を演算する。循環電力演算部１４Ｃ１は、演算した有効電力Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１３，Ｐ１６をそれぞれ第２負荷用制御部Ｃ２及び第３負荷用制御部Ｃ３に出力する。
The total active power supplied to the first set of single-
第２負荷用制御部Ｃ２においても、循環電力演算部１４Ｃ１と同様に、三相平衡の状態にするために循環させるための有効電力Ｐ２１，Ｐ２４，Ｐ２３，Ｐ２６を演算して、第１負荷用制御部Ｃ１及び第３負荷用制御部Ｃ３に出力する。 In the second load control unit C2, similarly to the circulating power calculation unit 14C1, the active powers P21, P24, P23, and P26 to be circulated to obtain a three-phase equilibrium state are calculated, and the first load It outputs to the control part C1 and the control part C3 for 3rd loads.
第３負荷用制御部Ｃ３においても、循環電力演算部１４Ｃ１と同様に、三相平衡の状態にするために循環させるための有効電力Ｐ３１，Ｐ３４，Ｐ３２，Ｐ３５を演算して、第１負荷用制御部Ｃ１及び第２負荷用制御部Ｃ２に出力する。 In the third load control unit C3 as well as the circulating power calculation unit 14C1, the active powers P31, P34, P32, and P35 for circulation to obtain a three-phase equilibrium state are calculated and the first load The data is output to the control unit C1 and the second load control unit C2.
制御部１１ａには、有効電力制御部１３Ｃ１により演算された有効電力Ｐ１、及び、第２負荷用制御部Ｃ２並びに第３負荷用制御部Ｃ３により循環電力演算部１４Ｃ１と同様にそれぞれ演算された有効電力Ｐ２１，Ｐ３１が入力される。制御部１１ａは、入力された３つの有効電力Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ３１の総和の有効電力が単相順変換器３ａに供給されるように、単相順変換器３ａを制御する。制御部１１ａは、第１の実施形態と同様に、ゲート信号を出力することにより、単相順変換器３ａを制御する。
The
制御部１１ｄには、有効電力制御部１３Ｃ１により演算された有効電力Ｐ４、及び、第２負荷用制御部Ｃ２並びに第３負荷用制御部Ｃ３により循環電力演算部１４Ｃ１と同様にそれぞれ演算された有効電力Ｐ２４，Ｐ３４が入力される。制御部１１ｄは、入力された３つの有効電力Ｐ４，Ｐ２４，Ｐ３４の総和の有効電力が単相順変換器３ｄに供給されるように、単相順変換器３ｄを制御する。制御部１１ｄは、制御部１１ａと同様に、ゲート信号を出力することにより、単相順変換器３ｄを制御する。
The control unit 11d includes the active power P4 calculated by the active power control unit 13C1, and the effective power calculated by the second load control unit C2 and the third load control unit C3 in the same manner as the circulating power calculation unit 14C1. Electric power P24 and P34 are input. The control unit 11d controls the single-
次に、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから直流負荷８ａに１ｐｕの直流電力を供給し、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆからは直流負荷８ｂ，８ｃに直流電力を供給していない場合について説明する。
Next, 1 pu of DC power is supplied from the first set of single-
直流電力を供給している第１組の単相順変換器３ａ，３ｄには、それぞれ１／２ｐｕの有効電力が電力系統７から単相順変換器３ａ，３ｄの向きに供給される。
To the first set of single-
第２組の単相順変換器３ｂには、１／６ｐｕの有効電力が電力系統７から供給され、単相順変換器３ｂに供給された１／６ｐｕの有効電力を単相順変換器３ｅから電力系統７に戻すように有効電力を循環させる。
The second set of single-
第３組の単相順変換器３ｆには、１／６ｐｕの有効電力が電力系統７から供給され、単相順変換器３ｆに供給された１／６ｐｕの有効電力を単相順変換器３ｃから電力系統７に戻すように有効電力を循環させる。
The third set of single-phase forward converters 3f is supplied with 1/6 pu active power from the
図１１及び図１２は、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから１ｐｕの直流電力が出力され、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆからは直流電力が出力されていない場合の電力系統７の相電流の状態をベクトルで表したベクトル図である。図１１は、三相平衡にする制御が行われる前の三相不平衡状態を表している。図１２は、三相平衡にする制御後の状態を表している。
11 and 12 show that 1 pu of DC power is output from the first set of single-
図１１の電流の状態について説明する。 The state of current in FIG. 11 will be described.
第１組の２つの単相順変換器３ａ，３ｄが分担して、１ｐｕの直流電力を出力することにより、電力系統７から単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ４が流れる。これにより、電力系統７のＡ相とＢ相の間に１／２ｐｕ相当の電流Ｉ１が流れ、電力系統７のＡ相とＣ相の間に１／２ｐｕ相当の電流Ｉ４が流れる。Ａ相とＢ相の間に流れる電流Ｉ１は、Ａ−Ｂ相間電圧と同位相になる。Ａ相とＣ相の間に流れる電流Ｉ４は、Ｃ−Ａ相間電圧と同位相になる。
The first set of two single-
電力系統７のＡ相の電流Ｉａは、２つの電流Ｉ１，Ｉ４の和となる。電力系統７のＢ相の電流Ｉｂは、電流Ｉ１に等しい振幅で逆位相となる。電力系統７のＣ相の電流Ｉｃは、電流Ｉ４に等しい振幅で逆位相となる。図１１に示すこの状態は、三相不平衡である。さらに、Ｂ相の電流Ｉｂ及びＣ相の電流Ｉｃは、相電圧に対して同相ではなく、力率１にはならない。
The A-phase current Ia of the
図１２の電流の状態について説明する。なお、ここで説明する演算は、全てベクトル演算である。 The current state in FIG. 12 will be described. Note that all operations described here are vector operations.
Ａ相の電流Ｉａは、第１組の２つの単相順変換器３ａ，３ｄの電流Ｉ１，Ｉ４の和から第２組の単相順変換器３ｅの電流Ｉ５と第３組の単相順変換器３ｃの電流Ｉ３を減算したものになる。また、Ａ相の電流Ｉａは、Ａ相の電圧と同位相になる。
The A-phase current Ia is derived from the sum of the currents I1 and I4 of the first set of two single-
Ｂ相の電流Ｉｂは、第２組の２つの単相順変換器３ｂ，３ｅの電流Ｉ２，Ｉ５の和から第１組の単相順変換器３ａの電流Ｉ１と第３組の単相順変換器３ｆの電流Ｉ６を減算したものになる。また、Ｂ相の電流Ｉｂは、Ｂ相の電圧と同位相になる。
The B-phase current Ib is obtained from the sum of the currents I2 and I5 of the second set of two single-
Ｃ相の電流Ｉｃは、第３組の２つの単相順変換器３ｃ，３ｆの電流Ｉ３，Ｉ６の和から第１組の単相順変換器３ｄの電流Ｉ４と第２組の単相順変換器３ｂの電流Ｉ２を減算したものになる。また、Ｃ相の電流Ｉｃは、Ｃ相の電圧と同位相になる。
The C-phase current Ic is obtained from the sum of the currents I3 and I6 of the third set of two single-
これらのことから、直流電力を出力していない他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆにより、有効電力を循環させることにより、各相電流Ｉａ〜Ｉｃは、それぞれの相電圧と同位相になり、大きさが等しくなる。したがって、電力系統７の三相交流は、力率が１となり、かつ、三相平衡となる。
From these facts, each of the phase currents Ia to Ic is changed to the respective phase voltage by circulating the active power by the other set of single-
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
第１組の単相順変換器３ａ，３ｄが直流電力を出力している場合に、他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆは、直流電力を出力していなくても、有効電力を循環させることはできる。したがって、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄのみが直流電力を出力している場合であっても、他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆにより、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに供給される有効電力に対応して、有効電力を循環させることで、電力系統７から見ると、全ての組の単相順変換器３ａ〜３ｆを三相平衡した力率１の負荷として運転することができる。また、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ又は第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆのいずれか１組のみが直流電力を出力している場合についても、同様に制御することができる。
When the first set of single-
また、３組の単相順変換器３ａ〜３ｆがそれぞれ異なる直流電力を出力している場合についても、直流電力を出力しているそれぞれの組の単相順変換器３ａ〜３ｆについて、他の組の単相順変換器３ａ〜３ｆで有効電力を循環させるように制御すれば、重ね合わせの理により、電力系統７の三相平衡状態を保つことができる。なお、直流負荷８ａ〜８ｃは、回生電力を生じる負荷であってもよい。この場合も同様に、回生電力が生じた組の単相順変換器３ａ〜３ｆに対して、他の組の単相順変換器３ａ〜３ｆで有効電力を循環させることで、三相平衡状態を保つことができる。
Also, in the case where the three sets of single-
（第７の実施形態）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る電力変換システム１０Ｆの構成を示す構成図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 13: is a block diagram which shows the structure of the
電力変換システム１０Ｆは、図９に示す第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅにおいて、単相順変換器３ａ〜３ｆを単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦに代え、制御装置１Ｅを制御装置１Ｆに代えたものである。その他の点は、第６の実施形態と同様である。
In the
単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦは、図６に示す第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂにおける３レベル変換器である単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢと同様の電力変換回路で構成される。 The single-phase forward converters 3aF to 3fF are configured by power conversion circuits similar to the single-phase forward converters 3aB to 3cB that are three-level converters in the power conversion system 10B according to the third embodiment shown in FIG. .
制御装置１Ｆは、３レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦを制御する点以外は、第６の実施形態に係る制御装置１Ｅと同様である。
The
本実施形態によれば、第６の実施形態における単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦで構成することにより、第６の実施形態による作用効果に加え、高調波の発生を抑制することができる。
According to the present embodiment, by configuring with multi-level single-phase forward converters 3aF to 3fF instead of the single-
（第８の実施形態）
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る電力変換システム１０Ｇの構成を示す構成図である。
(Eighth embodiment)
FIG. 14 is a configuration diagram showing a configuration of a
電力変換システム１０Ｇは、図８に示す第５の実施形態に係る電力変換システム１０Ｄにおいて、３つの単相逆変換器５ｄ，５ｅ，５ｆ及び３つの変圧器６ａ，６ｂ，６ｃを追加し、制御装置１Ｄを制御装置１Ｇに代えたものである。その他の点は、第５の実施形態と同様である。
The
単相逆変換器５ｄ〜５ｆは、単相逆変換器５ａ〜５ｃと同様の電力変換回路で構成される。単相逆変換器５ｄ〜５ｆの直流側は、それぞれ単相逆変換器５ａ〜５ｃの直流側と並列に接続される。これにより、１組を２つで構成する３組の単相逆変換器５ａ〜５ｆが構成される。
The single-
変圧器６ａ〜６ｃは、第１の巻線及び第２の巻線で構成される絶縁変圧器である。変圧器６ａ〜６ｃの１次側（第１の巻線）の２つの端子のうち一方の端子は、単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側の中性点でない方の端子に接続される。変圧器６ａ〜６ｃの１次側のもう一方の端子は、三相交流負荷９の各相にそれぞれ接続される。変圧器６ａ〜６ｃの２次側（第２の巻線）の２つの端子は、単相逆変換器５ｄ〜５ｆの交流側の２つの端子にそれぞれ接続される。
The
本実施形態によれば、第５の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。 According to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the fifth embodiment, the following functions and effects can be obtained.
単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組とし、各組で構成される単相逆変換器５ａ〜５ｆの出力電圧（交流電圧）をそれぞれ変圧器６ａ〜６ｃを介して加算することで、三相交流負荷９に高い電圧で電力を供給することができる。
The two single-phase reverse converters 5a to 5f are made into one set, and the output voltages (AC voltages) of the single-phase reverse converters 5a to 5f configured by the respective sets are added through the
なお、本実施形態は、単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組に構成する場合について説明したが、１組を２つ以上のいくつの単相逆変換器５ａ〜５ｆで構成してもよい。いくつで構成する場合についても、２つで１組に構成する場合と同様に、変圧器６ａ〜６ｃの負荷側を直列に接続する構成にできる。
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the single phase reverse converters 5a-5f were comprised in one set by two, one set was comprised by two or more single phase reverse converters 5a-5f. May be. In any number of cases, the load side of the
（第９の実施形態）
図１５は、本発明の第９の実施形態に係る電力変換システム１０Ｈの構成を示す構成図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 15 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion system 10H according to the ninth embodiment of the present invention.
電力変換システム１０Ｈは、図９に示す第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅにおいて、図８に示す第５の実施形態に係る３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃを追加し、制御装置１Ｅの代わりに制御装置１Ｈを設け、３つの直流負荷８ａ〜８ｃの代わりに第５の実施形態に係る１つの三相交流負荷９に電力供給するようにしたものである。その他の点は、第６の実施形態と同様である。
The power conversion system 10H adds three single-phase inverse converters 5a to 5c according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 to the
制御装置１Ｈは、図１０に示す第６の実施形態に係る制御装置１Ｅにおいて、さらに、第５の実施形態と同様に、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃをそれぞれ制御するようにしたものである。その他の点は、第６の実施形態に係る制御装置１Ｅと同様である。
In the
制御装置１Ｈは、単相逆変換器５ａ〜５ｃから出力される交流電力を制御する。制御装置１Ｈは、直流電圧、直流電流、交流電流（負荷電流）、又は、交流電圧（負荷電圧）の少なくとも１つに基づいて、単相逆変換器５ａ〜５ｃを制御する。
本実施形態によれば、３組の単相順変換器３ａ〜３ｆから単相逆変換器５ａ〜５ｃを介して、三相交流負荷９に三相交流電力を供給する場合でも、第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。したがって、三相交流負荷９に供給する三相交流電力が三相不平衡でも、電力系統７から見た３組の単相順変換器３ａ〜３ｆに供給される負荷電力を三相平衡状態に保つことができる。
According to the present embodiment, even when three-phase AC power is supplied to the three-phase AC load 9 from the three sets of single-
なお、単相順変換器３ａ〜３ｆは、第７の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｃについても、単相順変換器３ａＦ〜３ｃＦと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
The single-
（第１０の実施形態）
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る電力変換システム１０Ｉの構成を示す構成図である。
(Tenth embodiment)
FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration of a power conversion system 10I according to the tenth embodiment of the present invention.
電力変換システム１０Ｉは、図１５に示す第９の実施形態に係る電力変換システム１０Ｈにおいて、図１４に示す第８の実施形態に係る３つの単相逆変換器５ｄ〜５ｆ及び３つの変圧器６ａ〜６ｃを追加し、制御装置１Ｈを制御装置１Ｉに代えたものである。その他の点は、第９の実施形態と同様である。
The power conversion system 10I includes, in the power conversion system 10H according to the ninth embodiment illustrated in FIG. 15, three single-
本実施形態によれば、第９の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。 According to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the ninth embodiment, the following functions and effects can be obtained.
単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組とし、各組で構成される単相逆変換器５ａ〜５ｆの出力電圧（交流電圧）をそれぞれ変圧器６ａ〜６ｃを介して加算することで、三相交流負荷９に高い電圧で電力を供給することができる。
The two single-phase reverse converters 5a to 5f are made into one set, and the output voltages (AC voltages) of the single-phase reverse converters 5a to 5f configured by the respective sets are added through the
なお、本実施形態は、第８の実施形態と同様に、１組を２つ以上のいくつの単相逆変換器５ａ〜５ｆで構成してもよい。また、単相順変換器３ａ〜３ｆは、第７の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｆについても、単相順変換器３ａＦ〜３ｃＦと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
In the present embodiment, as in the eighth embodiment, one set may be composed of two or more single-phase inverse converters 5a to 5f. The single-
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
１…制御装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…連系変圧器、３ａ，３ｂ，３ｃ…単相順変換器、４Ｉａ，４Ｉｂ，４Ｉｃ…交流電流検出器、４Ｖａ，４Ｖｂ，４Ｖｃ…交流電圧検出器、７…電力系統、８ａ，８ｂ，８ｃ…直流負荷、１０…電力変換システム。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数の電力変換手段のうち第１の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換手段のうち前記第１の電力変換手段以外の電力変換手段により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換システム。 A plurality of power conversion means for converting at least one single-phase AC power supplied from each phase of the power system to DC power, provided at least one between each phase of a three-phase AC power system;
When DC power is output from the first power conversion means among the plurality of power conversion means, a three-phase unbalanced state due to active power supplied from the power system to the first power conversion means A power conversion system comprising: a control unit that controls AC power of the power system by a power conversion unit other than the first power conversion unit among the plurality of power conversion units so as to be balanced. .
を特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。 The control means is provided by the first power conversion means so as to make the three-phase unbalanced state three-phase balanced based on the active power supplied from the power system to the first power conversion means. 2. The power conversion system according to claim 1, wherein reactive power is controlled to be compensated from power conversion means provided between the phases other than the phases between the two.
を特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。 The control means is the same reactive power as the reactive power supplied from the power system to the first power conversion means from the power conversion means provided between the phases other than the phase where the first power conversion means is provided. The power conversion system according to claim 2, wherein power is output.
前記制御手段は、前記３組の電力変換手段のうち第１組の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記第１組の電力変換手段以外の各組の電力変換手段において、前記三相不平衡状態を三相平衡にするように、一方の電力変換手段により前記電力系統から有効電力を受電し、もう一方の電力変換手段により、受電した前記有効電力を前記電力系統に出力すること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。 The plurality of power conversion means includes three sets in which at least two power conversion means are provided between the phases of the power system, and the DC side is connected in parallel with two power conversion means provided between different phases as one set. Power conversion means
When the control means outputs DC power from the first set of power conversion means among the three sets of power conversion means, in each set of power conversion means other than the first set of power conversion means, One power conversion means receives active power from the power system so that the three-phase unbalanced state becomes three-phase equilibrium, and the other power conversion means outputs the received active power to the power system. The power conversion system according to claim 1.
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換システム。 The DC power supplied from the plurality of power conversion means is converted into single-phase AC power, and includes at least three inverse conversion means in which the AC side is three-phase connected. The power conversion system according to claim 1.
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換システム。 The power conversion system according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of power conversion means are multi-level converters.
前記複数の電力変換器のうち第１の電力変換器から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換器に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換器のうち前記第１の電力変換器以外の電力変換器により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段
を備えることを特徴とする電力変換システムの制御装置。 Controlling a power conversion system including a plurality of power converters that convert at least one single-phase AC power supplied from each phase of the power system to DC power, provided at least one between each phase of a three-phase AC power system A control device,
When DC power is output from a first power converter among the plurality of power converters, a three-phase unbalanced state due to active power supplied from the power system to the first power converter is three-phase. A power conversion system comprising: control means for controlling AC power of the power system by a power converter other than the first power converter among the plurality of power converters so as to be balanced. Control device.
前記複数の電力変換器のうち第１の電力変換器から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換器に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換器のうち前記第１の電力変換器以外の電力変換器により、前記電力系統の交流電力を制御すること
を含むことを特徴とする電力変換システムの制御方法。 Controlling a power conversion system including a plurality of power converters that convert at least one single-phase AC power supplied from each phase of the power system to DC power, provided at least one between each phase of a three-phase AC power system A control method,
When DC power is output from a first power converter among the plurality of power converters, a three-phase unbalanced state due to active power supplied from the power system to the first power converter is three-phase. Controlling the AC power of the power system using a power converter other than the first power converter among the plurality of power converters so as to achieve a balance. Method.
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