JP2019080476A - Ac-dc converter control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同期発電機及び蓄電池が連系された電力系統に蓄電池の電力を充放電する交直変換器を制御する交直変換器制御装置に関する。 The present invention relates to an AC-DC converter control device that controls an AC-DC converter that charges and discharges the power of a storage battery to an electric power system in which a synchronous generator and a storage battery are linked.
電力系統は、従前においては同期発電機による発電システムで構成されていたが、近年は同期発電機による発電システムに替わり太陽光発電設備などの再生可能エネルギー電源も増加している。例えば、再生可能エネルギー電源である太陽光発電設備は電力系統の需要量に関係なく、発電電力を電力系統に供給するように運転されるので、電力系統には蓄電池が接続され、電力系統に余剰電力があるときは電力系統から蓄電池に充電し、電力系統の需要量が多いときは蓄電池から電力系統に放電するように運用されている。電力系統に太陽光発電設備が多くなると、相対的に電力系統に連系運転される同期発電機が少なくなる。 The power system was previously constituted by a power generation system by a synchronous generator, but in recent years, instead of the power generation system by a synchronous generator, renewable energy power sources such as solar power generation facilities are increasing. For example, since the photovoltaic power generation equipment, which is a renewable energy power supply, is operated to supply generated power to the power system regardless of the demand of the power system, a storage battery is connected to the power system, and surplus power system The battery is operated to charge the storage battery from the power system when power is available, and to discharge the storage battery to the power system when the demand of the power system is large. When the number of solar power generation facilities in the power system increases, the number of synchronous generators connected to the power system relatively decreases.
このような電力系統においては、電力系統の負荷の増減により、電力系統の周波数が変動した際には、同一系統に接続されている同期発電機がこの負荷の増減分を担うことになる。同期発電機は、電力系統の周波数変動を抑制する作用を潜在的に持っており、また、調速機が具備されているので、周波数が変動した際にはそれを抑制するように発電量が調整されることから周波数の安定化に寄与する。一方、太陽光発電設備は日射量一定の場合電力系統の負荷の変動に関係なく一定の電力を出力するので、電力系統の同期発電機が少ないと負荷急変時には同期発電機が持っていた慣性力が失われ負荷急変時の周波数の変化が大きくなる。 In such an electric power system, when the frequency of the electric power system fluctuates due to the increase and decrease of the load of the electric power system, the synchronous generator connected to the same system bears the increase and decrease of the load. The synchronous generator potentially has the function of suppressing the frequency fluctuation of the electric power system, and since the governor is equipped, the amount of power generation can be reduced so as to suppress the frequency fluctuation. The adjustment contributes to the stabilization of the frequency. On the other hand, since the solar power generation facility outputs constant electric power regardless of the load fluctuation of the electric power system when the amount of solar radiation is constant, if the synchronous generator of the electric power system is small, the inertia force that the synchronous electric generator had at the time of sudden load change Is lost and the change in frequency at the time of sudden load change becomes large.
そこで、蓄電池の出力特性を電力系統に連系される同期発電機と同等の特性になるように蓄電池の制御に同期化力または慣性力を擬似的に持たせ、同期発電機と同等に周波数の変動を抑制するようにしたもの(以降、仮想同期発電機という)がある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the control of the storage battery is simulated to have a synchronization force or an inertial force so that the output characteristics of the storage battery have the same characteristics as those of a synchronous generator linked to the electric power system, and the frequency of the same as that of the synchronous generator. There is a device (hereinafter, referred to as a virtual synchronous generator) in which the fluctuation is suppressed (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1のものは、蓄電池を制御する電力変換装置の電力変換制御部は、同期発電機をモデル化した発電機特性演算部から出力される周波数変動抑制発電量を含んだ仮想同期発電機の出力電流値IGrefを入力し、蓄電池から電力系統に供給される出力電流が仮想同期発電機の出力電流値IGrefとなるように蓄電池を制御するので、蓄電池用電力変換装置は等価的には電流源としての振る舞いを示すため、例えば交流回路にコンデンサを接続して系統インピーダンスが増大した場合にも過電圧を抑制し、また電圧波形を正弦波に近づけるために電流制御を高速に行う必要がある。
However, according to
本発明の目的は、同期発電機のように制御特性として、慣性力や同期化力を擬似的に持ち、電力系統との並列・解列が容易に行えることで単独運転を可能とし、また電力系統に短絡事故が発生しても過電流による保護停止することなく運転継続が可能な交直変換器制御装置を有する交直変換器を提供することである。 The object of the present invention is to make it possible to achieve isolated operation by artificially having inertia force and synchronization force as control characteristics like a synchronous generator, and easily performing parallel and parallel connection with the power system, and An AC / DC converter having an AC / DC converter control device capable of continuing operation without protection and stop due to an overcurrent even if a short circuit accident occurs in the system.
請求項1の発明に係る交直変換器制御装置は、同期発電機及び蓄電池が連系された電力系統に前記蓄電池の電力を充放電する交直変換器を制御する交直変換器制御装置において、前記蓄電池から出力される電力が前記同期発電機の特性と同等な特性となるように前記同期発電機特性を演算する発電機特性演算部と、前記電力系統に短絡事故が発生したとき前記交直変換器の出力電流が電流制限値を超えないように前記仮想同期発電機の内部インピーダンスを変化させる出力電流抑制部とを備え、前記発電機特性演算部は、前記仮想同期発電機のトルク指令値と出力トルク及び前記仮想同期発電機の慣性定数と制動係数に基づいて前記仮想同期発電機の回転子角速度を求める回転子角速度演算部と、前記回転子角速度演算部で得られた回転子角速度に基づき前記仮想同期発電機の内部誘起電圧を演算しその内部誘起電圧及び前記仮想同期発電機の内部インピーダンスに基づき前記交直変換器の出力電力が前記仮想同期発電機の出力指令値になるように前記交直変換器の電圧指令値を演算する電圧指令値演算部とを有したことを特徴とする。
An AC / DC converter control device according to the invention of
請求項2の発明に係る交直変換器制御装置は、請求項1の発明において、前記電流制限値は、前記仮想同期発電機の許容電流値以下であることを特徴とする。
The AC / DC converter control device according to the invention of
請求項3の発明に係る交直変換器制御装置は、請求項1の発明において、前記電流制限値は、前記電力系統の短絡事故発生箇所のアークを消滅できる電流値であることを特徴とする。
The AC / DC converter control device according to the invention of
請求項4の発明に係る交直変換器制御装置は、請求項1乃至3のいずれか1項の発明において、前記電力系統に連系する同期発電機台数に応じて前記回転子角速度演算部の前記慣性定数及び前記制動係数を変化させることを特徴とする。
In the AC / DC converter control device according to the invention of claim 4, according to the invention of any one of
請求項5の発明に係る交直変換器制御装置は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記仮想同期発電機の前記内部誘起電圧の位相を前記電力系統の系統電圧の位相に同期させる同期検定部を設けたことを特徴とする。
The AC / DC converter control device according to the invention of
請求項1の発明によれば、蓄電池から出力される電力が同期発電機の特性と同等な特性となるように仮想同期発電機の同期発電機特性を演算し、蓄電池の交直変換器の出力電力が仮想同期発電機の出力指令値として、電圧源としての特性を有するように蓄電池の交直変換器の電圧指令値を出力する回路構成とし、交直変換器の出力電流が電流制限値を超えないように仮想同期発電機の内部インピーダンスを変化させる。このため、電力系統に短絡事故が発生したとしても蓄電池から電力系統に出力される電流が電流制限値以上になることを防止できる。また、仮想同期発電機の内部インピーダンスを変化させる構成としているので、同期発電機をモデル化した発電機特性演算部を有していても蓄電池を制御する交直変換器の制御回路を簡素化でき、電力系統の負荷が急変した場合に蓄電池の交直変換器を制御し同期発電機と同等の周波数変化での抑制ができる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、電流制限値は仮想同期発電機の許容電流値以下であるので、電力系統に短絡事故が発生したとしても短絡電流を仮想同期発電機の許容電流値以下に抑制できる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項1の発明の効果に加え、電流制限値は、電力系統の短絡事故発生箇所のアークを消滅できる電流値であるので、雷などにより一過的に発生したアークを消滅でき短絡事故を除去できる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、請求項1乃至3のいずれか1項の発明の効果に加え、電力系統に連系する同期発電機台数に応じて回転子角速度演算部の慣性定数及び制動係数を変化させるので、再生可能エネルギー電源の増加に伴い電力系統に連系する同期発電機台数が少なくなる場合であっても、仮想同期発電機の慣性力を確保でき負荷急変時の周波数の変化を抑制できる。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention according to any one of
請求項5の発明によれば、請求項1乃至4のいずれか1項の発明の効果に加え、仮想同期発電機の内部誘起電圧の位相を電力系統の系統電圧の位相に同期させる同期検定部を設けたので、仮想同期発電機を電力系統に連系する場合に同期検定器が不要となり、また位相同期回路PLL(phase locked loop)も不要となる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る交直変換器制御装置11の構成図である。図1では、電力系統12に遮断器13を介して交直変換器蓄電池システム14が接続されたものを示しており、交直変換器蓄電池システム14は、蓄電池15の電力をリアクトル16を介して充放電する交直変換器17とから構成されている。なお、太陽光発電設備などの再生可能エネルギー電源の図示は省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of an AC / DC
交直変換器蓄電池システム14の交直変換器17は、本発明の第1実施形態に係る交直変換器制御装置11で制御される。交直変換器制御装置11は、制御演算部18と発電機特性演算部19とから構成され、発電機特性演算部19は電圧指令値演算部20と回転子角速度演算部21とから構成されている。
The AC /
制御演算部18は、発電機特性演算部19の電圧指令値演算部20で演算された電圧指令値Vm(=va、vb、vc)をPWM制御部22でPWM制御しゲートパルス発生部23を介して交直変換器17に出力し、蓄電池15から出力される電力が発電機特性演算部19で演算された仮想同期発電機の出力電力となるように蓄電池15からの出力電力を制御する。発電機特性演算部19は、蓄電池15から出力される電力が同期発電機の特性と同等な特性となるように仮想同期発電機の発電機特性を演算するものであり、制御演算部18の交直変換器17の制御により、蓄電池15から同期発電機の特性と同等な特性の出力電力を出力でき、電力系統の周波数変動に対して同期発電機の慣性力による周波数維持効果を高められるようにしている。
The
発電機特性演算部19の回転子角速度演算部21は、仮想同期発電機の回転子角速度ωを求めるものである。仮想同期発電機の出力指令値(出力目標値)Pmは比例器24aに入力され、1/ωが乗算されてトルク指令値(トルク目標値)Tmが演算され加算器25aに入力される。加算器25aには、仮想同期発電機の出力トルクTe、制動トルクTd、調速機トルクTgも入力され、トルク偏差ΔT(=Tm−Te−Td−Tg)が演算される。トルク偏差ΔTは比例器24bに入力され、1/Mが乗算されて角加速度偏差ΔT/Mが演算され積分器26aに入力される。Mは仮想同期発電機の回転子の慣性定数である。角加速度偏差ΔT/Mは積分器26aで積分されて角速度偏差Δωが求められる。
The rotor angular
角速度偏差Δωは比例器24cで制動係数Dが乗算されて制動トルクTdとなり加算器25aへ負帰還される。同様に、角速度偏差Δωは比例器24dで調速係数Kが乗算されて調速トルクTgとなり加算器25aへ負帰還される。また、角速度偏差Δωは加算器25bに入力され角速度基準値ω0に加算されて仮想同期発電機の回転子角速度ωとなる。ここで、出力トルクTeは、電圧指令値演算部19の除算器27にて仮想同期発電機の出力電力Peを回転子角速度ωで除算して求められ加算器25aへ負帰還される。
The angular velocity deviation .DELTA..omega. Is multiplied by the braking coefficient D by the
このように、回転子角速度演算部21は、仮想同期発電機の出力電力Peに相当する出力トルクTeと出力指令値Pmに相当するトルク指令値Tm及び前記仮想同期発電機の慣性定数Mと制動係数Dに基づいて仮想同期発電機の回転子角速度ωを求める。
As described above, the rotor angular
発電機特性演算部19の電圧指令値演算部20は、交直変換器17への電圧指令値Vmを演算するものである。電圧指令値Vmは3相であるので、Vm(=va、vb、vc)と表している。前述したように、電圧指令値Vm(=va、vb、vc)は制御演算部18のPWM制御部22及びゲートパルス発生部23を介して交直変換器17に出力される。
The voltage
回転子角速度演算部21で得られた回転子角速度ωは、電圧指令値演算部20の積分器26bに入力され、積分器26bで積分されて回転子位相θが求められる。回転子位相θは正弦波発生器28に入力され、正弦波発生器28で3相の正弦波{sinθ、sin(θ−2π/3)、sin(θ+2π/3)}が演算され乗算器29aに入力される。
The rotor angular velocity ω obtained by the rotor angular
一方、電圧検出器30で検出された系統電圧V1は、発電機特性演算部19の加算器25cに入力され、加算器25cでは電圧基準値Vrと系統電圧V1の差分を演算し電圧調整器31に入力される。電圧調整器31は系統電圧V1が電圧基準値Vrとなるように3相の正弦波{sinθ、sin(θ−2π/3)、sin(θ+2π/3)}の波高値Eiを演算し、乗算器29aに出力する。
On the other hand, the system voltage V1 detected by the
乗算器29aは、波高値Eiと3相の正弦波{sinθ、sin(θ−2π/3)、sin(θ+2π/3)}とを乗算し、仮想同期発電機の内部誘起電圧eiを演算する。内部誘起電圧eiは、3相の正弦波として、ei={Ei・sinθ、Ei・sin(θ−2π/3)、Ei・sin(θ+2π/3)}で表される。仮想同期発電機の内部誘起電圧eiは乗算器29b及び加算器25dに入力される。
The
乗算器29bには電流検出器31で検出された交直変換器蓄電池システム14の交直変換器17の出力電流I1も入力され、乗算器29bでは仮想同期発電機の内部誘起電圧eiと交直変換器17の出力電流I1とが乗算され、交直変換器蓄電池システム14から電力系統12に出力される仮想同期発電機の出力電力Pe(=ei・I1)が演算される。前述したように、仮想同期発電機の出力電力Peは除算器27にて回転子角速度ωで除算され出力トルクTe(=Pe/ω)が求められ、回転子角速度演算部21の加算器25aへ負帰還される。
The output current I1 of the AC /
一方、加算器25dには仮想同期発電機の内部誘起電圧eiに加え、比例器24eからの仮想同期発電機の内部インピーダンスZの抵抗Rの電圧VRが入力されるとともに、比例器24fからの仮想同期発電機の内部インピーダンスZのリアクタンスLの電圧VLが入力される。これにより、系統電圧V1及び仮想同期発電機の出力指令値Pmを維持した交直変換器17の電圧指令値Vm(=va、vb、vc)が演算される。
On the other hand, in addition to the internal induced voltage ei of the virtual synchronous generator, the voltage VR of the resistance R of the internal impedance Z of the virtual synchronous generator is input to the
このように、本発明の第1実施形態の交直変換器制御装置11では、交直変換器17の出力電流I1を検出して、交直変換器17の電圧指令値Vm(=va、vb、vc)を演算し、交直変換器17を電圧源として動作させている。この場合、電力系統12に短絡事故が発生した場合には交直変換器17から電力系統12に過電流が供給されることになる。そこで、本発明の第1実施形態の交直変換器制御装置11では、電力系統12の短絡事故時の過電流に対して限流作用を持たせるため、出力電流抑制部32を設けている。出力電流抑制部32は、電流検出器31で検出された交直変換器17の出力電流I1が電流閾値を超えたときは、交直変換器17の出力電流I1が電流制限値ILを超えないように仮想同期発電機の内部インピーダンスZが大きくなるように変化させるものである。
Thus, in the AC / DC
図2は出力電流抑制部32の動作の一例を示す動作説明図であり、図2(a)は交直変換器17の出力電流I1と内部インピーダンスZとの関係図、図2(b)は交直変換器17の出力電流I1が電流閾値を超えた場合の波形図である。図2(a)において、交直変換器17の出力電流I1の電流閾値は第1閾値|I1a|と第2閾値|I1b|とを有し、第1閾値|I1a|と第2閾値|I1b|との関係は|I1a|>|I1b|である。いま、交直変換器17の出力電流I1が第1閾値|I1a|の範囲(−I1a<I1<I1a)にあるときは内部インピーダンスZは変化させずにZ1のままとする。
FIG. 2 is an operation explanatory view showing an example of the operation of the output
一方、交直変換器17の出力電流I1が第1閾値|I1a|の範囲(−I1a<I1<I1a)を逸脱したときは、内部インピーダンスZをZ1からZ2に変化させ、内部インピーダンスZを大きくする。また、内部インピーダンスZの復帰は、交直変換器17の出力電流I1が第2閾値|I1b|の範囲(−I1b<I1<I1b)に戻ったときに内部インピーダンスZをZ2からZ1に変化させ元に戻す。
On the other hand, when the output current I1 of the AC /
図2(b)において、いま、時点t1で交直変換器17の出力電流I1が第1閾値|I1a|の範囲(−I1a<I1<I1a)のマイナス領域で逸脱したので、内部インピーダンスZはZ2となり、時点t2で第2閾値|I1b|の範囲(−I1b<I1<I1b)のマイナス領域で復帰したので、内部インピーダンスZはZ1に復帰する。そして、時点t3で交直変換器17の出力電流I1が第1閾値|I1a|の範囲(−I1a<I1<I1a)のプラス領域で逸脱したので、内部インピーダンスZはZ2となり、時点t4で第2閾値|I1b|の範囲(−I1b<I1<I1b)のプラス領域で復帰したので、内部インピーダンスZはZ1に復帰する。以下同様に、時点t5で内部インピーダンスZはZ2となり、時点t6で内部インピーダンスZはZ1に復帰し、時点t7で内部インピーダンスZはZ2となり、時点t8で内部インピーダンスZはZ1に復帰し、交直変換器17の出力電流I1が第1閾値|I1a|を超える限りはこの動作を繰り返す。
In FIG. 2B, since the output current I1 of the AC /
内部インピーダンスZがZ2である範囲では、交直変換器17の出力電流I1は抑制される。これにより、交直変換器17の出力電流I1が電流制限値ILを超えないようにする。図3は電力系統12に2相短絡事故が発生した場合の交直変換器17の出力電流I1の一例を示す波形図であり、図3(a)は出力電流抑制部32を動作させなかった場合の交直変換器17の出力電流I1の一例の波形図、図3(b)は出力電流抑制部32を動作させた場合の交直変換器17の出力電流I1の一例を示す波形図である。図3(a)に示すように、出力電流抑制部32を動作させなかった場合の交直変換器17の出力電流I1は、電力系統12に2相短絡が発生した場合、2相短絡した2相に大きな電流が流れているが、出力電流抑制部32を動作させた場合の交直変換器17の出力電流I1は、図3(b)示すように電流制限値IL以下に抑制されている。
In the range in which the internal impedance Z is Z2, the output current I1 of the AC /
図4は電力系統12に3相短絡事故が発生した場合の交直変換器17の出力電流I1の一例を示す波形図であり、図4(a)は出力電流抑制部32を動作させなかった場合の交直変換器17の出力電流I1の一例の波形図、図4(b)は出力電流抑制部32を動作させた場合の交直変換器17の出力電流I1の一例を示す波形図である。図4(a)に示すように、出力電流抑制部32を動作させなかった場合の交直変換器17の出力電流I1は、電力系統12に3相短絡が発生した場合、3相ともに大きな電流が流れているが、出力電流抑制部32を動作させた場合の交直変換器17の出力電流I1は、図4(b)示すように電流制限値IL以下に抑制されている。
FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the output current I1 of the AC-
ここで、電流制限値ILは、例えば仮想同期発電機の許容電流値とする。これにより、電力系統12に短絡事故が発生したとしても短絡電流を仮想同期発電機の許容電流値以下に抑制できる。内部インピーダンスZを大きくしたZ2は、交直変換器17の出力電流I1が電流制限値ILである仮想同期発電機の許容電流値を超えないように定められる。また、電流制限値ILは、例えば、電力系統12の短絡事故発生箇所のアークを消滅できる電流値とする。これにより、雷などにより一過的に発生した短絡事故の場合はアークを消滅でき短絡事故を除去できる。
Here, the current limit value IL is, for example, an allowable current value of the virtual synchronous generator. Thereby, even if a short circuit accident occurs in the
次に、本発明の第1実施形態の交直変換器制御装置11では、電力系統12の負荷急変時の周波数の変化を抑制できるようにするため仮想同期発電機の慣性力を確保するようにしている。仮想同期発電機の慣性力を確保するために、回転子角速度演算部21の比例器24bの慣性定数M及び比例器24cの制動係数Dを可変できるように構成し、電力系統12に連系している同期発電機台数に応じて、回転子角速度演算部21の比例器24bの慣性定数M及び比例器24cの制動係数Dを適切な値に設定する。具体的には、同期発電機による発電システムに代えて導入された交直変換器蓄電池システムの発電能力に応じて、その仮想同期発電機が慣性力を確保できるように、回転子角速度演算部21の比例器24bの慣性定数M及び比例器24cの制動係数Dを適切な値に設定する。これにより、電力系統12に連系する同期発電機台数が少ない場合であっても、仮想同期発電機を含めた電力系統全体の慣性力を確保でき負荷急変時の周波数の変化を抑制できる。
Next, in the AC / DC
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図5は本発明の第2実施形態に係る交直変換器制御装置11の構成図である。この第2実施形態は、図1に示した第1実施形態に対し、仮想同期発電機の内部誘起電圧eiの位相θを電力系統12の系統電圧V1の位相に同期させる同期検定部33を設けたものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram of an AC / DC
図5において、第2実施形態では同期検定部33が追加して設けられている。同期検定部33は仮想同期発電機を電力系統12に連系する際に仮想同期発電機の出力電圧の位相θを電力系統12の系統電圧V1の位相に同期させるものである。仮想同期発電機を電力系統12に連系するには、仮想同期発電機の出力電圧の大きさ、周波数、位相が、系統電圧の大きさ、周波数、位相に一致していることが必要である。
In FIG. 5, in the second embodiment, a synchronization test unit 33 is additionally provided. The synchronization verification unit 33 synchronizes the phase θ of the output voltage of the virtual synchronous generator with the phase of the grid voltage V1 of the
仮想同期発電機の出力電圧の大きさは電圧指令値演算部20の加算器25dから出力される交直変換器17の電圧指令値Vmであり、電圧指令値Vmの大きさは系統電圧V1と同じ大きさの電圧値である。仮想同期発電機の出力電圧の周波数は、回転子角速度演算部21の加算器25bから出力される回転子角速度ω(=2πf:fは周波数)であり、角速度基準値ω0(=2πf0:f0は周波数基準値)に角速度偏差を加算した値である。角速度偏差Δωは微少であることから、仮想同期発電機の出力電圧の周波数は系統電圧V1の周波数とほぼ等しい。一方、仮想同期発電機の出力電圧の位相θは回転子角速度ωを積分して得られるが、系統電圧V1の位相と同じであるかどうかは分からない。
The magnitude of the output voltage of the virtual synchronous generator is the voltage command value Vm of the AC /
そこで、第1実施形態では、同期検定器または位相同期回路PLLにより、仮想同期発電機の出力電圧の位相θと系統電圧V1の位相とを一致させて、仮想同期発電機を電力系統12に同期併入させることになる。
Therefore, in the first embodiment, the virtual synchronous generator is synchronized with the
一方、第2実施形態では、同期検定部33により仮想同期発電機の出力電圧の位相θと系統電圧V1の位相とを一致させて、仮想同期発電機を電力系統12に同期併入させる。同期検定部33の位相差検出部34は、系統電圧V1の位相と仮想同期発電機の出力電圧の位相θとの位相偏差Δθを演算しスイッチ35を介して比例積分器36に入力する。比例積分器36は位相偏差Δθに相当する角速度偏差Δω1を加算器25eに出力する。加算器25eは、加算器25bから出力される回転子角速度ωに角速度偏差Δω1を加算して積分器26bに入力する。これにより、位相偏差Δθが0になるように調整され、仮想同期発電機の出力電圧の位相θは系統電圧V1の位相とほぼ同じとなる。
On the other hand, in the second embodiment, the synchronization test unit 33 synchronizes the virtual synchronous generator with the
スイッチ35は遮断器13が開放しているときにオンし、遮断器13が投入されたときはオフとなる。つまり、交直変換器蓄電池システム14の交直変換器17が電力系統12に接続されていないときにオンし、仮想同期発電機が電力系統12に連系されたとき(交直変換器17が電力系統12に接続されたとき)はオフとなる。同期検定部33を設けたことにより、仮想同期発電機を電力系統12に連系する場合に同期検定器が不要となり、交直変換器制御装置11には位相同期回路PLLは不要となる。
The
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
11…交直変換器制御装置
12…電力系統
13…遮断器
14…交直変換器蓄電池システム
15…蓄電池
16…リアクトル
17…交直変換器
18…制御演算部
19…発電機特性演算部
20…電圧指令値演算部
21…回転子角速度演算部
22…PWM制御部
23…ゲートパルス発生部
24…比例器
25…加算器
26…積分器
27…除算器
28…正弦波発生器
29…乗算器
30…電圧検出器
31…電流検出器
32…出力電流抑制部
33…同期検定部
34…位相差検出部
35…スイッチ
36…比例積分器
11 AC-
Claims (5)
前記蓄電池から出力される電力が前記同期発電機の特性と同等な特性となるように前記同期発電機特性を演算する発電機特性演算部と、前記電力系統に短絡事故が発生したとき前記交直変換器の出力電流が電流制限値を超えないように前記仮想同期発電機の内部インピーダンスを変化させる出力電流抑制部とを備え、
前記発電機特性演算部は、前記仮想同期発電機のトルク指令値と出力トルク及び前記仮想同期発電機の慣性定数と制動係数に基づいて前記仮想同期発電機の回転子角速度を求める回転子角速度演算部と、前記回転子角速度演算部で得られた回転子角速度に基づき前記仮想同期発電機の内部誘起電圧を演算しその内部誘起電圧及び前記仮想同期発電機の内部インピーダンスに基づき前記交直変換器の出力電力が前記仮想同期発電機の出力指令値になるように前記交直変換器の電圧指令値を演算する電圧指令値演算部とを有したことを特徴とする交直変換器制御装置。 An AC / DC converter control device for controlling an AC / DC converter for charging and discharging electric power of the storage battery in an electric power system in which a synchronous generator and a storage battery are connected,
A generator characteristic calculation unit that calculates the synchronous generator characteristics such that the power output from the storage battery has characteristics equivalent to the characteristics of the synchronous generator, and the AC / DC conversion when a short circuit accident occurs in the power system And an output current suppression unit that changes the internal impedance of the virtual synchronous generator so that the output current of the generator does not exceed the current limit value,
The generator characteristic calculation unit calculates a rotor angular velocity of the virtual synchronous generator based on a torque command value and an output torque of the virtual synchronous generator, and an inertia constant and a braking coefficient of the virtual synchronous generator. Internal induction voltage of the virtual synchronous generator based on the rotor angular velocity obtained by the rotor angular velocity calculation unit, and the AC / DC converter of the AC / DC converter based on the internal induction voltage and the internal impedance of the virtual synchronous generator An AC / DC converter control device comprising: a voltage command value calculation unit that calculates a voltage command value of the AC / DC converter so that an output power becomes an output command value of the virtual synchronous generator.
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