JP2019531677A

JP2019531677A - グリッド形成モードにおいて多数の電力変換器を開始する電力システム及び方法

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Publication number: JP2019531677A
Application number: JP2018564998A
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Inventors: ソマニ，アパーバ
Original assignee: ダイナパワーカンパニーエルエルシー
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-10-31
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Abstract

マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システム及び方法。電力システムは、少なくとも第１電力変換器（１３０）及び第２電力変換器（１４０）を含む。第１電力変換器は、ブラックスタートを実施するための複数の起動シーケンスを有する第１コントローラ（２３０）を有する。第２電力変換器は、連系点（１８０）で第１電力変換器に電気的に接続されている。第１コントローラは、ブラックスタートの間、第２電力変換器がブラックスタートの間第２電力変換器の起動シーケンス内である点に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択して実施する。第１コントローラは、連系点でのマイクログリッド電圧に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の電力変換器を含む電力システムに、より具体的には、グリッド構成モードにおいて多数の電力変換器を開始するためのシステム及び方法に、一般的に関する。

電力システムは、分散型電力源（例えば、分散型発電機、バッテリバンク、及び／又は、例えばグリッド（例えば複数の域内負荷を有するマイクログリッド、及び／又は、ユーティリティグリッド）に生成電力を供給するための太陽パネル若しくは風力タービン等の再生可能資源）を含むことが多い。電力システムは、例えば電力インバータ等の、電力源及びグリッド間の電力を変換するための電力変換器を含むことが多い。このような電力変換は、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣ、ＡＣ／ＡＣ及びＤＣ／ＡＣを含んでいてよい。

マイクログリッドシステムは、様々な内部接続された分散型エネルギ源（例えば、発電機及びエネルギ蓄積ユニット）及び負荷を含むことができる。マイクログリッドシステムは、例えば回路ブレーカ、半導体スイッチ（例えばサイリスタ及びＩＧＢＴ等）、及び／又は、コンタクタ等のスイッチを介して、メインユーティリティグリッドに接続されてよい。マイクログリッドシステムがメインユーティリティグリッドに接続する場合、メインユーティリティグリッドは、マイクログリッドシステムの域内負荷に電力を供給してよい。メインユーティリティグリッド自身が、域内負荷に電力を供給してもよいし、メインユーティリティグリッドは、域内負荷に電力を供給するために、マイクログリッドの複数の電力源と組み合わされて用いられてよい。

ハードウェア及びソフトウェアシステムを含むコントローラは、グリッドシステムを制御及び管理するために、用いられてよい。更に、コントローラは、マイクログリッドシステムが、結果的に、メイングリッドに接続可能又はメイングリッドから分離可能なように、スイッチのオン及びオフ状態を制御可能であってよい。マイクログリッドのグリッド接続動作は、一般に、「グリッドタイ」モードとして参照されるのに対して、グリッド分離動作は、一般に、「アイランド」又は「スタンドアローン」モードとして参照される。

本発明の実施形態は、電力システムの複数の電力変換器間の通信を必要とせずに、マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システム及び方法を含む。

一の態様では、マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システムは、ブラックスタートを実施する複数の起動シーケンスを有する第１コントローラを含む第１電力変換器と、連系点において第１電力変換器と電気的に接続された第２電力変換器と、を含む。ブラックスタートの間、第１コントローラは、第２電力変換器が、ブラックスタートの間、第２電力変換器の起動シーケンス内である点に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択して実施し、第１コントローラは、連系点でのマイクログリッド電圧に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択する。

第２電力変換器は、複数の起動シーケンスを有し、第１コントローラが、マイクログリッド電圧に従って、ブラックスタートの間、第２コントローラと同期できるように、複数の起動シーケンスの一つを実施するために、第２電力変換器を制御するように構成された第２コントローラを含んでよい。

第１コントローラは、マイクログリッド電圧が第１所定電圧閾値未満である場合に、第１起動シーケンスを選択するように構成されてよい。第１起動シーケンスの実施中、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されている。即ち、第１電力変換器及び連系点間を接続する第１スイッチを閉じる；第１電力変換器のゲーティングを開始する：第１電力変換器の出力電圧の周波数を、第１所定周波数になるように制御する；第１電力変換器の出力電圧レベルを、第１所定期間中に、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇する：所定休止期間中に、出力電圧レベルを第１所定電圧レベルに維持するとともに、出力電圧の周波数を第１所定周波数に維持する；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する。

第１コントローラは、マイクログリッド電圧が、第１所定電圧閾値より大きく、且つ、第２所定電圧閾値未満である場合に、第２起動シーケンスを選択するように構成されていてもよい。第２シーケンスの実施中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されている。即ち、マイクログリッド電圧及びマイクログリッド周波数に対する位相同期回路同期を開始する；マイクログリッド電圧が第１所定電圧閾値に達するまで待つ第１待機時間を実施する；第１所定電圧閾値を出力するために第１電力変換器のゲーティングを開始する；第１電力変換器の出力電圧を、残りの期間中に、第１所定電圧閾値から第１所定電圧レベルに上昇する、ここで、残りの期間は、第２電力変換器が、その出力電圧レベルを、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間の一部である；所定休止期間の一部を待つ第２待機時間を実施する、ここで、所定休止期間は、第２電力変換器が、その出力電圧及び周波数を維持する期間である；第１電力変換器及び連系点間を接続する第１スイッチを閉じる；所定休止期間の残りの部分を待つ第３待機時間を実行する；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、公称出力電圧周波数に上昇する。

第１コントローラは、マイクログリッド電圧が第３所定閾値より大きい場合に、第３起動シーケンスを選択するように構成されてもよい。第３シーケンスの形成中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されている。即ち、マイクログリッド電圧が、公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実施する；既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始する；マイクログリッド電圧及び周波数が、公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定制限内であるか否かを判定する；第１電力変換器のゲーティングを開始するとともに、第１電力変換器の出力電圧をゼロに、電圧を公称マイクログリッド周波数に設定する；第１電力変換器の出力電圧を、ゼロからマイクログリッド電圧に上昇する；第１電力変換器及び連系点間を接続する第１スイッチを閉じる。

第１コントローラは、マイクログリッド電圧が、第３所定電圧閾値より大きい場合に、他の第３起動シーケンスを選択するように構成されてもよい。この特有の第３シーケンスの形成中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されている。即ち、第２電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を捕らえる；第１電力変換器を、第２電力変換器の既存の立上り電圧及び周波数と同期する；第１電力変換器及び連系点間を接続する第１スイッチを閉じる；第１電力変換器の出力電圧及び周波数を、第２電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、初期電圧及び周波数から上昇する。

他の態様では、マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システムは、マイクログリッドと電気的に接続され、複数の起動シーケンスを実施するように構成された第１コントローラを含む第１電力変換器と、マイクログリッドと電気的に接続された第２電力変換器と、を含む。第１コントローラは、ブラックスタートの間、マイクログリッド電圧に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択して実施する。ここで、複数の起動シーケンスは、第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスを含む。第１コントローラは、マイクログリッド電圧が第１所定閾電圧未満である場合に、第１起動シーケンスを選択してよく、マイクログリッド電圧が、第１所定閾電圧より大きいが、第２所定閾電圧未満である場合に、第２起動シーケンスを選択してよく、マイクログリッド電圧が第２所定電圧より大きい場合に、第３起動シーケンスを選択してよい。

第２電力変換器は、第１コントローラが、マイクログリッド電圧に従って、第２コントローラと同期可能なように、ブラックスタートの間、第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスを副ｋ無複数の起動シーケンスの一つを実施するように構成された第２コントローラを含んでよい。

一の態様では、複数の起動シーケンスの実施中で、第１コントローラが、第１起動シーケンスを実施するように第１電力変換器を制御しているとき、第２コントローラは、第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスの一つを開始しておらず；第１コントローラが、第２起動シーケンスを実施するように第１電力変換器を制御しているとき、第２コントローラは、第１起動シーケンスを開始しているが、第１起動シーケンスの所定点を越えず；第１コントローラが、第３起動シーケンスを実施するように第１電力変換器を制御しているとき、第２コントローラは、第１起動シーケンスを開始しており、上記所定点を越えている。

第１シーケンスの実施中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されていてよい。即ち、第１電力変換器をマイクログリッドに接続するための第１スイッチを閉じる；第１電力変換器のゲーティングを開始する；第１電力変換器の出力電圧の周波数が第１所定周波数となるように制御する；第１所定期間中に、第１電力変換器の出力電圧レベルを、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇する；所定休止期間中に、出力電圧レベルを第１所定電圧レベルに維持するとともに、出力電圧の周波数を第１所定周波数に維持する；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する。

第２シーケンスの実施中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されていてよい。即ち、マイクログリッド電圧及びマイクログリッド周波数に対する位相同期回路同期を開始する；マイクログリッド電圧が、第１所定電圧レベルの所定部分に達するまで待つ第１待機時間を実施する；所定部分を出力するために第１電力変換器のゲーティングを開始する；残りの期間中に、第１電力変換器の出力電圧を、第２所定電圧レベルの所定部分から上昇する、ここで、残りの期間は、第２電力コントローラが、その出力電圧を、実質的にゼロから第２所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間の一部である；所定休止期間の一部を待つ第２待機時間を実施する、ここで、所定休止期間は、第２電力変換器が、その出力電圧及び周波数を維持する期間である；第１電力変換器をマイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる；所定休止期間の残りの部分を待つ第３待機時間を実施する；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第２所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、公称出力電圧周波数に上昇する。

第３シーケンスの実施中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されていてよい。即ち、マイクログリッド電圧が、公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実施する；既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始する；マイクログリッド電圧及び周波数が、公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定制限内であるか否かを判定する；第１電力変換器のゲーティングを開始するとともに、第１電力変換器の出力電圧をゼロに、周波数を公称マイクログリッド周波数に設定する；第１電力変換器の出力電圧を、ゼロからマイクログリッド電圧に上昇する；第１電力変換器をマイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる。

第３シーケンスの実施中に、第１コントローラは、下記の一以上を実施するように構成されていてよい。即ち、第２電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を検出する；第１電力変換器を、第２電力変換器の既存の立上り電圧及び周波数と同期する；第２電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、第１電力変換器をマイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる；第１電力変換器の出力電圧及び周波数を、初期電圧及び周波数から上昇する。

他の態様では、少なくとも一つの他の電力変換器を有するマイクログリッドに接続された電力変換器のブラックスタートを実施する方法は、マイクログリッドの電圧を検出する工程と、マイクログリッド電圧に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択する工程と、を含む。複数の起動シーケンスは、第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスの少なくとも一つを含む。

マイクログリッド電圧に従って、複数の起動シーケンスの一つを選択する工程は、マイクログリッド電圧が第１所定閾電圧未満である場合に、第１起動シーケンスを選択する工程と、マイクログリッド電圧が、第１所定閾電圧より大きいが、第２所定閾電圧未満である場合に、第２起動シーケンスを選択する工程と、マイクログリッド電圧が第２所定閾電圧より大きい場合に、第３起動シーケンスを選択する工程と、選択された起動シーケンスを実施するために電力変換器を制御する工程と、を含んでよい。

一の態様では、マイクログリッド電圧が第１所定電圧未満となることは、他の電力変換器が、その第１シーケンスを開始していないことを示しいる。

第１起動シーケンスが選択された場合、第１起動シーケンスを実施するために電力変換器を制御する工程は、下記の一以上を含んでいてよい。即ち、電力変換器をマイクログリッドに接続するための第１スイッチを閉じる工程；電力変換器のゲーティングを開始する工程；電量変換器の出力電圧の周波数が、第１所定周波数になるように制御する工程；第１所定期間中に、電力変換器の出力電圧を、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇する工程；所定休止期間中に、出力電圧レベルを第１所定電圧レベルに維持するとともに、出力電圧の周波数を第１所定周波数に維持する工程；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する工程。

第２起動シーケンスが選択された場合、第２起動シーケンスを実施するために電力変換器を制御する工程は、下記の一以上を含んでいてよい。即ち、マイクログリッド電圧及びマイクログリッド周波数に対する位相同期回路同期を開始する工程；マイクログリッド電圧が、第１所定電圧の所定部分に達するまで待つ第１待機時間を実施する工程；所定部分を出力するために電力変換器のゲーティングを開始する工程；残りの期間中に、電力変換器の出力電圧を、所定部分から第２所定電圧レベルに上昇する工程、ここで、残りの期間は、他の電力変換器が、その出力電圧を実質的にゼロから第２所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間の一部である；所定休止期間の一部を待つ第２待機時間を実施する工程、ここで、所定休止期間は、第２電力変換器が、その出力電圧及び周波数を維持する期間である；第１電量変換器をマイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる工程；所定休止期間の残りの部分を待つ第３待機時間を実施する工程；第２所定期間中に、出力電圧レベルを、第２所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、出力電圧周波数を、公称出力電圧周波数に上昇する工程。

第３起動シーケンスが選択された場合、第３起動シーケンスを実施するために電力変換器を制御する工程は、下記の一以上を含んでいてよい。即ち、マイクログリッド電圧が公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実施する工程；既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始する工程；マイクログリッド電圧及び周波数が、公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定制限内であるか否かを判定する工程；電力変換器のゲーティングを開始するとともに、電力変換器の出力電圧をゼロに、周波数を公称マイクログリッド周波数に設定する工程；第１変換器の出力電圧を、ゼロからマイクログリッド電圧に上昇する工程；電力変換器をマイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる工程。

第３起動シーケンスが選択された場合、第３起動シーケンスを実施するために電力変換器を制御する工程は、下記の一以上を含んでいてよい。即ち、他の電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を捕らえる工程；電力変換器を、他の電量変換器の既存の立上り電圧及び周波数と同期する工程；電力変換器及びマイクログリッド間を接続する第１スイッチを閉じる工程；他の電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、電力変換器の出力電圧及び周波数を、初期電圧及び周波数から上昇する工程。

本発明の他の利益は、付随の図面との関連で考慮して下記の詳細な説明を参照することにより、たやすくわかるだろうし、一層理解が進むだろう。

マイクログリッドモードにおける多数の電力変換器を開始するためのシステムの典型的な実施形態である。コントローラ及びその制御システムへの単一電力変換器の接続の典型的な実施形態である。本発明の実施形態による第１起動シーケンスを描くフローチャートである。本発明の実施形態による第２起動シーケンスを描くフローチャートである。本発明の実施形態による第３起動シーケンスを描くフローチャートである。本発明の他の実施形態による第３起動シーケンスを描くフローチャートである。

その一部を形成し、特定の典型的な実施形態を図示する付随の図面を参照する。しかしながら、ここで記載された原理は、多くの異なる形式で実現されてよい。図中の構成は、寸法に関係なく、それよりも本発明の原理を描くことに重みがある。更に、図面では、同様の参照番号は、異なる図面をとおして所望の対応部分に配置されてよい。

本発明の以下の記載では、ある学術用語は、参照の目的のみ用いられ、制限を意図したものではない。例えば、第１、第２等の用語は、様々な要素を記述するために用いられてよいが、これらの要素は、これらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、他から一の要素を識別するためだけに用いられてる。本発明の記述及び添付のクレームにおいて用いられているように、単数形“ａ”、“ａｎ”及び“ｔｈｅ”は、文脈が別の方法で明確に示していない限り、複数形も含む意図である。ここで用いられる「及び／又は」の用語は、列挙された用語に関連する一以上の全ての可能な組合せを参照し、含むことと理解されるだろう。更に、“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”及び／又は“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”という用語は、この明細書で用いられる場合、定まった特徴、整数、工程、動作、要素及び／又は構成の存在を明示するが、一以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成、及び／又は、それらのグループの存在又は追加を除外するものではないことと理解されるだろう。

本発明の実施形態は、パワーダウングリッド（即ち、ブラックグリッド）を伴うグリッド構成モード（即ち、アイランドモード）において、複数の電力変換器（例えば、電力インバータ）を開始するためのシステム及び方法を含む。電力変換器（例えば、両方向性電力インバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ等）は、電力源及びグリッド間の電力を変換するために、マイクログリッドアプリケーションにおいて用いられる。複数の電力変換器は、複数の電力変換器及び一以上の域内負荷を含むマイクログリッドに接続されていてよい。マイクログリッドは、複数の変換器以外にも、分散型エネルギ源を含んでいてもよい。マイクログリッドは、ユーティリティグリッドに電気的に接続可能であってもよいし、そうでなくてもよい。

マイクログリッドがユーティリティグリッドに接続されている場合、マイクログリッドは、ユーティリティグリッドがマイクログリッドに電気的に接続され、電力を供給する（又は、電力を受ける）グリッドタイモード、及び、ユーティリティグリッドがマイクログリッドから分離されたアイランドモードにおいて、動作してよい。マイクログリッドがアイランドモードである場合、電力変換器は、グリッド構成モードにあると称されてよい。グリッド構成モードでは、電力変換器−例えば太陽光、風等の電力資源に接続されている−は、マイクログリッドの一以上の域内負荷の電気的ニーズに合うように、生成電力を援助する。電力変換器は、マイクログリッドとインターフェイスで接続し、制御又は「構成」する。グリッド構成モードでは、電力変換器は、電圧の大きさ及びマイクログリッドの周波数の両方を制御する。マイクログリッドがユーティリティグリッドに接続されているか否かにかかわらず、パワーダウン又はブラックグリッドにおいて、電力変換器が負荷に電力を供給することを要求する時点では、電力はマイクログリッドに供給されない（例えば、グリッドがグリッドタイからアイランドモードに遷移するときとは同じではない）。

ブラックグリッドを伴う多数の電力変換器が開始する場合（即ち、ブラックスタート）、ある問題が生じる。一の問題は、変圧器の流入電流、及び、マイクログリッドに接続されてよいモータ負荷である。全電圧が、休止又はブラックであるマイクログリッドに即座に適用される場合、電源、この場合は複数の電力変換器（例えば電力インバータ）である、からマイクログリッドにより大量の流入電流が引き出されるだろう。

ブラックグリッドを伴う多数の電力変換器を開始することにかかわる他の問題は、同期の問題である。マイクログリッドに電力を供給するために、複数の電力変換器を開始する場合、域内負荷に電力を供給するのではなく、複数の電力変換器の相互間での電力の出し入れがないように、複数の電力変換器は、起動で同期するために制御されるべきである。複数の電力変換器（例えば、電力インバータ）を同期する一つの方法は、複数のインバータ間のある同期時に複数の電力変換器の全てを開始することを試みるマスタコントローラを伴う電力システムを提供することである。しかしながら、この方法には欠点がある。例えば、マスタコントローラによる同期は、ミリ秒ベースで複数の電力変換器を同期するために、例えば高速デジタルライン（例えば、ファイバ又は銅チャネル）等の付加的なハードウェアを要求する。

本発明の複数の実施形態は、複数の電力変換器間の通信又は複数の電力変換器とマスタコントローラとの間の通信を必要とせずに、複数の電力変換器が同期可能な電力システムを提供する。本発明の複数の実施形態では、電力システムの複数の電力変換器は、起動で電圧及び周波数ランプを実施する。同一の（又は同様の）プロファイルが、複数の電力変換器各々のコントローラ内にプログラムされている（又は、コントローラによって受信される）。プロファイルは、起動動作の複数のパラメータを含む。複数のパラメータは、ある設定周波数、ある設定電圧、ランプタイム（即ち、電圧又は周波数が一のレベルから他に上昇される所定時間）、所定時間中に電圧及び／又は周波数を維持するための維持時間を含む。ある実施形態では、これらの値は全て、複数の電力変換器の各々に同じに保持されている（即ち、複数のインバータ各々のコントローラは、ブラックスタートを実施するための同一の複数のパラメータをプログラムされている（又は受信する））。この方法で複数のパラメータを設定することは、個別電力変換器が、他の電力変換器が開始している場合を判定するために、他の電力変換器電圧を「見る」（又は、言い換えれば、得る）ことを可能にする。ある実施形態では、電力変換器は、例えば、それ独自の終端電圧をチェックする、又は、複数の電力変換器が互いに電気的に接続される連系点での電圧をチェックすることにより、他の電力変換器電圧を「見て」よい。電力変換器は、他の電力変換器が、他の電力変換器電圧に基づいて、そのブラックスタートシーケンスを開始しているか否かを認識可能である。電力変換器は、他の電力変換器電圧の大きさ／レベルに基づいて、他の電力変換器が、他の電力変換器のブラックスタートシーケンス内のどの点であるかを計測可能である。

図１は、パワーダウングリッド（即ち、ブラックグリッド）について、グリッド構成モード（即ち、アイランドモード）で動作する複数の電力変換器でのブラックスタートを実施するシステムの典型的な実施形態である。図１に示す実施形態では、電力変換器１３０及び１４０は、両方向性電力インバータ１３０及び１４０である。しかしながら、電力変換器１３０及び１４０は、電力インバータを制限せず、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ等のどのような変換器であってもよいと、解すべきである。更に、図１は、利便性のためだけに、第１電力変換器及び第２電力変換器を示しており、電力システム１００が２以上の電力変換器を含んでいてもよいと解すべきである。

図１を参照すると、本発明の実施形態による電力システム１００は、電力資源１１０及び１２０、電力変換器１３０及び１４０、外部グリッド／ＡＣ源１５０、分離／アイランドスイッチ１６０、負荷１７０、ＡＣバス１８０、制御システム２００並びにセンサＡ及びＢを含んでいてよい。

図１に描かれる実施形態では、電力資源１１０及び１２０は、バッテリ（バッテリバンク）１１０及び太陽電池１９０を含んでいる。電力変換器１３０及び１４０は、両方向電力インバータ１３０及び１４０である。両方向電力変換器は、ＤＣとＡＣとを変換する。複数の電力変換器各々は、それ独自のコントローラ２３０又は２４０を含んでいる。システムは、個別コントローラ１３０及び１４０と通信可能であり、センサＡ及びＢから示度を受信可能な任意のマスタコントローラ２１０をも含んでいてよい。センサＡは、例えば、スイッチ１６０のユーティリティグリッド１５０側の、電圧の大きさ、電流の大きさ、位相、及び／又は、周波数等の示度を取得する。センサＢは、例えば、連系点１８０での、電圧の大きさ、電流の大きさ、位相、及び／又は、周波数等の示度を取得する。ユーティリティグリッド、第１及び第２電力変換器１３０及び１４０並びに負荷１７０各々は、連系点１８０で電気的に接続されている。

外部グリッド１５０を備える場合、外部グリッド１５０は、メインユーティリティグリッド、マイクログリッドの分離グリッドセグメント、又は、マイクログリッドに接続された他のＡＣ若しくはＤＣ源であってよい。分離１６０は、マイクログリッドを、外部グリッド１５０から電気的に分離するためのアイランドスイッチであってよい。分離１６０は、例えば、スタティック分離スイッチ、電動ブレーカ、コンタクタ、半導体ＡＣスイッチ等であってよい。

負荷１７０は、エネルギを実際に消費する負荷として表されている。負荷１７０は、図１において、ＡＣ側に表されているが、ＤＣ負荷であってもよい。

複数の電力変換器は、負荷１７０を共有するために、連系点（ＰＣＣ）１８０で互いに接続されている。図１Ａに描かれる実施形態では、ＰＣＣはＡＣバスである。ＡＣバス１８０は、マイクログリッド上の域内負荷１７０とインターフェイスで接続する。

図１に描かれる実施形態では、電力変換器１３０及び１４０は、ＤＣ電力源１１０及び１２０に接続された電力インバータである。しかしながら、本発明は、電力インバータ又はＤＣ源に制限しないと解すべきである。例えば、電力源１１０は、例えば風力タービン等のＡＣ源であってよく、電力変換器１３０又は１４０は、風力タービン及びＡＣバス１８０間において、ＡＣ／ＤＣ電力インバータと直列に接続されたＡＣ／ＤＣコンバータを含んでいてよい。更に、例えばバッテリエネルギ蓄積インバータ、ＰＶ及び風力システム、ディーゼル発電機等のマイクログリッド装備は、バス１８０に直接接続されていてもよいし、アイソレーション又は自動変圧調整器を介してもよい。更に、例えば風力タービン等のいくつかの分散型資産は、ＡＣ源であってよく、ＡＣ／ＡＣコンバータ――そこでは、入力ＡＣがタービンから変換器に、出力ＡＣ接合がグリッドに――を有してよい。電力源１１０及び１２０は、どのようなＤＣ源であってもよいし、ＤＣ源とＡＣ源との組合せであってもよい。利用可能なこのような他の源の例は、発電機、風、ＰＶ（光電池）、燃料電池、圧縮空気ストレージ等である。電力変換器１３０及び１４０は、ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣ、ＡＣ／ＡＣ又はＤＣ／ＡＣであってよい。

制御システム２００は、同期、並びに、グリッドタイ及びマイクログリッドモード間の遷移のために互いに通信する複数のコントローラ及びセンサを含んでいてよい。制御システムは、夫々電力システム１００の複数の電力変換器の一つを制御する複数の個別電力変換器コントローラ２３０及び２４０を含んでいてよい。制御システム２００は、個別インバータコントローラ２３０及び２４０間を調整するように構成された任意のマスタコントローラ２１０をも含んでいてよい。マスタコントローラ２１０は、セパレートサイトコントローラであってよいし、複数の電力変換器の一つの複数の個別コントローラの一つであってよいし、電力変換器の個別コントローラと一緒に、複数の電力インバータの一つに含まれていてよい。ここの電力変換器２３０の一以上のコントローラ又はマスタコントローラ２１０は、スイッチ１６０のユーティリティグリッド１５０側及び連系点１８０での、電圧の大きさ、電流の大きさ、位相、及び／又は、周波数をモニタするように構成されていてよい。市販のトランスデューサは、電圧の大きさ、電流の大きさ、位相、及び／又は、周波数をモニタリングする制御システムに信号を提供するために、センサＡ及びＢにおいて用いられてよい。

図２は、信号電力変換器１３０の制御システムのより詳細な図である。図２は第２電力変換器１４０の接続を示しておらず、電力変換器１３０の制御システムの結合をさらに説明するためにのみ提供されていることに留意されたい。図２において、コントローラ２３０は、センサＰ、ＰＦ、Ｖ、Ｉ、Ｈｚから示度を受信可能である。ここで、Ｐは計算による電力であり、Ｖは電圧の大きさ測定であり、Ｉは電流の大きさ測定であり、ＰＦは電力要因計算であり、Ｈｚは周波数の大きさである。図１の特定のセンサレイアウトは例示的なものにすぎず、当業者には理解されるように、本発明を実行するためにコントローラ１４０に必要な示度を得るために異なるセンサの向きを提供することができる。コントローラは、その動作のために、電源１１０に結合された変換器（ＤＣからＤＣ）２６０又はＡＣ電源に結合された変換器（ＡＣからＤＣに）２７０から電力を受け取ることができる。任意のマスタコントローラ２１０も、図２に描かれている。

図１を再度参照して、グリッドタイモードで動作しているとき、アイランドスイッチ１６０は閉じており、エネルギ源１１０及び１９０からのエネルギは、グリッド１５０に接続される。エネルギ源１１０及び１９０からのエネルギは、負荷１７０に電力を供給するために用いられてよく、又は、他の負荷をサポートするためのユーティリティグリッド１５０への追加の発電であってもよい。

ブラックスタートの間、電力変換器１３０及び１４０は、グリッド１５０から分離され、パワーダウングリッド（即ち、ブラックグリッド）から動作を開始する。ブラックスタート条件では、電力変換器１３０及び１４０は、電圧源が存在しない又は動作することなくマイクログリッドを起動するために同期方式で起動することを要求される。電力変換器１３０及び１４０は、それらのローカルコントローラとマスタコントローラとの間の距離の違い、及び、時間同期通信プロトコル等の欠如に起因して、異なる時刻に、開始コマンドを受信することが多い。

本発明の実施形態では、個別電力変換器１３０は、内部ユニット通信を必要とせずに、ブラックスタートシーケンスを開始する。本発明の実施形態では、第１個別電力変換器１３０により実施されるシーケンスは、他の第２個別電力変換器システムが、その独自のシーケンス内のどの点にあるかに依存している。第１電力変換器は、センサＢにより取得された示度に基づいて、第２電力変換器が、第２電力変換器のシーケンス内のどこであるかを判定してよい。示度は、第１電力変換器独自のコントローラ２３０により直接取得されてもよいし、値が、センサＢでの示度を取得するマスタコントローラ２３０から、コントローラ２３０により受信されてもよい。

ある実施形態では、個別コントローラ２３０の起動シーケンスは、複数のシーケンスの一つであってよく、コントローラ２３０は、図１に示す実施形態では、連系点１８０においてセンサＢにより検出されたマイクログリッド電圧レベルである、その独自の出力終端での電圧レベル（即ち、大きさ）に基づいて、複数のシーケンスのうち実施するシーケンスを判定してよい。

図３は、本発明のある実施形態による第１シーケンスを描くフローチャートである。第１シーケンスは、マイクログリッドで本質的にゼロ電圧であるときに、電力変換器１３０により実施される。ある実施形態では、センサＢにより検出された出力電圧が１パーセント（０．０１毎ユニット）であるときに、グリッドで本質的にゼロ電圧である。第１シーケンスは以下の工程を含んでいてよい。

ステップ３１０では、ＡＣコンタクタが閉じられる。ＡＣコンタクタは、アイランドスイッチ１６０とは異なる。ＡＣコンタクタは、連系点１８０と電力変換器１３０との間に配置されており、ＡＣコンタクタは、電力変換器１３０を連系点１８０から分離する。

ステップ３２０では、電力変換器ゲーティングが開始される。電力変換器１３０は、電力をＤＣからＡＣに、ＤＣからＤＣに、ＡＣからＤＣに、等変換する複数のスイッチを含んでよい。ステップ３２０では、これらのスイッチが、ゲーティング信号の受信を開始する。

ステップ３３０では、初期周波数参照が低い値に保持される。ある実施形態では、初期周波数参照は、６０Ｈｚシステムについて１５Ｈｚであってよい。コントローラ２３０は、周波数参照の値の周波数を有する電圧を出力するために、電力変換器１３０を制御する。典型的には、マイクログリッド上に回転負荷が存在する。マイクログリッド上の、あるモータ負荷の回転周波数、又は、あるモータ負荷の回転速度は、マイクログリッドの周波数に直接比例する。従って、ステップ３３０において初期周波数を低い値に保持することにより、回転負荷は、低速度で、緩やかに開始される。その後、速度は、周波数が上昇されるほど、一定割合で増えてよい。

ステップ３４０では、電力変換器２３０の出力電圧は、所定設定時間中に、本質的にゼロから低い値に一定割合で増加される。ある実施形態では、この低い値の大きさは、電力変換器の定格電圧（即ち、公称電圧大きさ）の１５％であってよく、設定時間は１秒であってよい。ステップ３４０は、同期のために、他の電力変換器（例えば、第２電力変換器１４０）に対して参照を提供する。例えば、第１電力変換器１３０は、例えば待ち時間又は他の理由に起因して、他の電力変換器（例えば、第２電力変換器１４０）に先立って開始コマンドを受信してよい。ステップ２３０では、固定周波数で、第１電力変換器１３０の出力電圧が、ゼロから低電圧大きさに上昇される。ここで、低電圧大きさは、第２電圧変換器１４０に参照を与える。ここで、第２電圧変換器１４０は、そのすぐ後に開始コマンドを受信する。例えば、第１電力変換器１３０のみが開始コマンドを受信する場合を考えると、第１電力変換器１３０は、ゼロから定格電圧の１５％への上昇を開始する。第１電力変換器１３０が定格電圧の１０％に到達したときに、他の第２電圧変換器１４０が開始コマンドを受信した場合、第２電力変換器１４０は、センサを用いて、出力グリッド電圧（即ち、連系点１８０での電圧）を見ることができ、マイクログリッド電圧が１０％であることを知ることができる。それ故、第２電力変換器１４０のコントローラ２４０は、第１電力変換器１３０がいる、その起動シーケンスの点を知ることができる。第２電力変換器１４０のコントローラ２４０は、第１電力変換器１３０の起動プロファイルの知識を有する。なぜなら、コントローラ２４０は、その内部に同じプロファイルを受信又はプログラムされているからである。それ故、第２電力変換器１４０は、第１電力変換器１４０が第１電力変換器１３０と同期して開始することを可能にするために、第１電力変換器１４０がその電圧を上昇しているときに第１電力変換器１３０がどこにあるかを知ることができる。

ステップ３５０では、出力電圧の大きさ及び周波数が、休止期間に、１５％及び１５Ｈｚで一定に保たれる。言い換えれば、電力変換器１３０は、ステップ３５０における休止期間中に、維持を実施する。ステップ３５０は、第１インバータが０−１５％で上昇するときに、第１インバータの出力電圧を検出する第２インバータ（又は、第２若しくは第３若しくは多数の他のインバータ）に、既存の低電圧及び低周波数と同期するための十分な時間を許可する。

ステップ３６０では、休止期間の後の所定設定時間中に、電圧及び周波数は一緒に定格／公称値に上昇される。ある実施形態では、電圧は、定格電圧の１５％から、定格電圧の１００％に上昇され、周波数は、２５％即ち１５Ｈｚから、１００％即ち６０Ｈｚに上昇され、上記所定設定時間は４秒である。しかしながら、本発明は、これらの特定の値に制限されず、代わりに他の値を使用することができると解すべきである。

第１シーケンスをとおして、ドループ制御は、複数のインバータを同期させるために有効にされる。

下記の制御ロジックは、電力変換器１３０が第１シーケンスを実施する実施形態を描いている。制御ロジックは、電力変換器１３０のコントローラ２３０により実行される。

while(state=ready)
if cmd = start,
state = starting
endif
if fault = true
state = faulted
endif
if startconditionsmet = false
state = notready
endif
endwhile

while(state=starting)
if outV < 0.01pu
enable current_droop;
disable power_droop;
close KAC
setfreq = 15;
setV = 0.0;
AC_PWM = true;
rampV(setV, 0.15, 1000);
holdVF(0.15, 15, 1000);
rampVF(0.15, 1, 15, 60, 4000)
state = runningUF
enable power_droop;
disable current_droop;
上記の制御ロジックにおいて、最初に、コントローラ２３０は電力変換器１３０が動作する準備ができていると判定する。「ｉｆｏｕｔＶ＜０．０１ｐｕ」は、コントローラ２３０が第１シーケンスを実行するかどうかに関する判定を指す（即ち、出力電圧が実質的にゼロであることをコントローラ２３０が検出すると、第１シーケンスが実行される）。「ｅｎａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐ」及び「ｄｉｓａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐ」は、電力ドループを無効にし、電流ドループを有効にする。それにより、コントローラ２３０は、有効及び無効電力に基づくドループを実施するのではなく、出力有効電流に基づいて周波数ドループを、出力無効電流に基づいて電圧ドループを実施する。電力ドループから電流ドループに切り替える理由は、シーケンスの開始時では出力電圧が本質的にゼロであるので、ランプアップ時に出力電圧はかなり低いからである。それ故、マイクログリッドに、大電流を供給できるが、低電圧であり、出力電力が低いことを意味する。共有特性に基づくドループの効率を上げるために、電力に代えて、電流に依存している。

「ｓｅｔｆｒｅｑ＝１５」及び「ｓｅｔＶ＝０．０」は、電力変換器１３０の初期周波数及び出力電圧の大きさの所定値であり、１５Ｈｚ及び０．０Ｖであり、「ＡＣ＿ＰＷＭ＝ｔｒｕｅ」は、ゲーティングを開始するために電力変換器１３０を起動する。「ｒａｍｐＶ（ｓｅｔＶ，０．１５，１０００）」は、電力変換器１３０の出力電圧を、１０００ミリ秒の間に、ｓｅｔＶからＶ１に上昇する。この場合、ｓｅｔＶは０．０であり、Ｖ１は、電力変換器１３０の定格出力電圧の１５％である。「ｈｏｌｄＶＦ（０．１５，１５，１００）」は、１０００ミリ秒の間、電圧の大きさ及び周波数を、夫々、１５％及び１５Ｈｚに維持する。「ｒａｍｐＶＦ（０．１５，１，１５，６０，４０００）」は、４０００ミリ秒の間、出力電圧及び周波数を、夫々、１５％から１００％に、１５Ｈｚから１００Ｈｚに上昇する。「ｓｔａｔｅ＝ｒｕｎｎｉｎｇＵＦ」は、起動シーケンスが完了し、電力変換器１３０が、マイクログリッドモードで、公称電圧及び周波数で域内負荷に電力を供給していることを意味する。「ｅｎａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐ」及び「ｄｉｓａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐ」は、起動シーケンスの間に実施された電流ドループを無効にし、電力ドループを有効にする。

電力変換器１３０がマイクログリッドに存在する電圧を検出し、検出された電圧が、所定低電圧未満であるが本質的にゼロでないときに、電力変換器１３０により第２シーケンスが実施される。この場合は、電力変換器１３０が開始コマンドを受信する前に、一以上の他のインバータ（例えば、第２電力変換器１４０）が、その起動シーケンスを既に開始していることを意味する。この場合、上述した第１起動シーケンスを用いて、その起動シーケンスを開始している一以上の他のインバータの少し後に、電力変換器１３０がその開始コマンドを受信する場合があってよい（例えば、第２電力変換器１４０が開始信号を受信して、第１電力変換器１３０が開始信号を受信する点に先立って、上述した第１起動シーケンスを開始する）。

図４は、本発明の実施形態による第２シーケンスを描くフローチャートである。第２シーケンスは、下記の工程を含んでよい。

ステップ４１０では、電力変換器１３０は、マイクログリッド電圧（即ち、連系点での電圧）を検出し、電力変換器１３０（即ち、電力変換器１３０のコントローラ２３０）は、電圧が第１所定閾電圧より大きいが、第２所定閾電圧未満であることを判定する。ある実施形態では、第１所定閾電圧は、電力変換器２３０の定格（即ち、公称）電圧の１％であってよく、第２所定閾電圧は、電力変換器１３０の低悪電圧の１２％であってよい。この実施形態では、１２％の第２所定閾電圧は、電力変換器１３０がこの第２起動シーケンスの間に上昇される最終的な電圧の大きさの８０％である。もちろん、１２％及び１５％以外の値が選択されてもよいと解すべきである。その後、既存のマイクログリッド電圧、周波数及び位相を同期する内部位相同期回路同期が開始される。内部位相同期回路同期は、グリッドに存在する低電圧及び低周波数を伴う内部位相同期回路同期である。

ステップ４２０では、マイクログリッド電圧が第２閾電圧値（即ち、上昇される電力変換器１３０の定格電圧の１５％の８０％）に達するまで待つ待機時間が実行される。この時点で、電力変換器１３０は、第２電力変換器２４０が起動シーケンスにある時点を認識するだろう。例えば、第１インバータ１３０は、第２インバータ１４０が１２％であることを認識するだろう。なぜなら、第１インバータ１３０は、第２インバータが第２所定閾値になるまで待機するからである。第１電力変換器１３０は、第２電力変換器１４０と同じプロファイルを受信（又は、自身にプログラムされている）ので、定格電圧の０から１５％に上昇するのにかかる全体の時間もわかる。この場合、１０００ミリ秒（又は１秒）は、上昇のための期間としてプログラムされており、コントローラ２３０は、出力電圧が定格電圧の１２％に到達した後、１０００ミリ秒のうちどれだけ残っているかを計算することができる。

ステップ４３０では、コントローラ２３０は、ゲーティングを開始するために電力変換器１３０を制御する。このステップでは、コントローラ２３０は、定格電圧の１２％の出力電圧を持つように電力変換器１３０を制御する。

ステップ４４０では、電力変換器１３０の出力電圧は、定格電圧の１２％（即ち、１５％の８０％）から定格電圧の１５％に上昇される。ステップ４４０では、電力変換器１３０の出力電圧は、コントローラ２３０により計算された残り時間（例えば８００ミリ秒）中に、定格電圧の１２％から１５％に上昇される。

ステップ４５０では、待機時間が、第１電力変換器１３０のコントローラ２３０により実行される。第１電力変換器２３０の待機時間は、上述のステップ３５０に記載された（この場合、第１起動シーケンスを実施する）第２電力変換器１４０の休止期間と同じ時間である。ある実施形態では、コントローラ２３０内にプログラムされたプロファイルは、待機時間が５００ミリ秒（即ち、ステップ３５０の１秒の休止期間の半分）であることを要求する。５００ミリ秒の待機時間は、第１電力変換器１３０の電圧及び周波数が、第２電力変換器１４０と同期することを確実にする。なぜなら、位相同期回路を用いることは、第１インバータに、第２電力変換器１４０により発生される電圧及び周波数と同期するための十分な時間を可能にするからである。

ステップ４６０では、電力変換器１３０がマイクログリッドと接続するように、ＡＣコンタクタが閉じられる。この時点で第１電力変換器及び第２電力変換器は同期しているので、ステップ４６０においてＡＣコンタクタの閉鎖は、ソフトクロージャとなるだろう。ソフトクロージャ（接続）は、ＡＣコンタクタの各端のＡＣ電圧が、振幅、周波数及び位相で一致される。ＡＣコンタクタの閉鎖の後、第１電力変換器１３０のコントローラ２３０は、第１電力変換器のコントローラ２３０が上昇を開始すべきであることを認識する、休止期間の残り（即ち、５００ミリ秒）を待機する。

ステップ４７０では、電力変換器４３０の出力電圧及び周波数は、所定時間中に、定格値に一緒に上昇される。ある実施形態では、出力電圧及び周波数は、４秒間に、１５％、１５Ｈｚから１００％、６０Ｈｚに上昇される。ステップ４７０は、ステップ３６０、即ち、第２電力変換器が、ステップ４７０における第１電力変換器と同時に上昇している間に、生じる。

第２シーケンスをとおして、ドループ制御は、複数のインバータの同期を保つために有効にされる。

下記の制御ロジックは、電力変換器１３０が第２起動シーケンスを実施する実施形態を描いている。この制御ロジックは、適切なシーケンスがマイクログリッド電圧（即ち、連系点で検出された電圧）に基づいて選択されるように、第１制御ロジック（及び、後述する第３制御ロジック）と一緒に実行されてよい。制御ロジックは、電力変換器１３０のコントローラ２３０により実行される。

elseif(outV>0.01pu and outV<0.12pu)
enable current_droop;
disable power_droop;
start_sync;
wittill(outV=>0.12pu)
setV = outV;
setfreq = 15;
AC_PWM = true;
trem = 1000*outV/0.15;
rampV(setV, 0.15, trem);
wait(500ms);
close KAC;
wait(500ms);
rampVF(0.15, 1, 15, 60, 4000)
state = runningUF;
enable power_droop;
disable current_droop;
上述の制御ロジックでは、ｅｌｓｅｉｆ（ｏｕｔＶ＞０．０１ｐｕａｎｄｏｕｔＶ＜０．１２ｐｕ）は、所定低電圧レベル以下のマイクログリッドの電圧（即ち、連系点での電圧）があるか否かをチェックする。第２マイクログリッド電圧が、第１所定閾電圧レベル（即ち、定格電圧の１％）と第２所定閾値（即ち、定格電圧の１２％）との間である場合、第２起動シーケンスが実施される。ｅｎａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐ及びｄｉｓａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐは、電力ドループを無効にし、電流ドループを有効にして、それにより、コントローラ２３０は、電力に基づいてドループを実施するのではなく、出力有効電流に基づく周波数ドループ及び出力無効電流に基づく電圧ドループを実施する。ｓｔａｒｔ＿ｓｙｎｃは、既存のマイクログリッド電圧及び周波数に対する内部位相同期回路同期を開始する。ｗａｉｔｔｉｌｌ（ｏｕｔＶ＝＞０．１２ｐｕ）は、マイクログリッド電圧が第２閾電圧値（即ち、定格電圧の１２％）の所定部分に到達するまで、電力変換器１３０が保持する待機時間を実行する。ｓｅｔＶ＝ｏｕｔＶ及びｓｅｔｆｒｅｑ＝１５は、電力変換器１３０の出力電圧をマイクログリッド電圧に、周波数を１５Ｈｚに設定する。ＡＣ＿ＰＷＭ＝ｔｒｕｅは、ゲーティングを開始するために電力変換器１３０を起動する。ｔｒｅｍ＝１０００＊ｏｕｔＶ／０．１５は、第２電力変換器１４０が定格電圧（上述のステップ３４０参照）の０から１５％に上昇するときに、（第１起動シーケンスを実施する）第２電力変換器１４０のランプの残り時間を計算する。ｒａｍｐＶ（ｓｅｔＶ，０．１５，ｔｒｅｍ）は、計算された残り時間に、電力変換器の出力電圧を、マイクログリッド電圧から定格電圧の１５％に上昇する。ｗａｉｔ（５００ｍｓ）は、第１インバータが、第２電力変換器１４０の位相同期回路と同期する十分な時間のための位相同期回路を使用できることを確実にする待ち時間を実行する。ｃｌｏｓｅＫＡＣは、閉じるようにＡＣコンタクタに指示する。ｗａｉｔ（５００ｍｓ）は、休止期間の残り（即ち、５００ミリ秒）を待機する。ｒａｍｐＶＦ（０．１５，１，１５，６０，４０００）は、４０００ミリ秒の間に、電力変換器１３０の出力電圧及び周波数を、夫々、１５％から１００％に、１５Ｈｚから１００Ｈｚに上昇する。ｓｔａｔｅ＝ｒｕｎｎｉｎｇＵＦは、電力変換器１３０がマイクログリッドモードであることを意味する。ｅｎａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐ及びｄｉｓａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐは、起動シーケンスの間実施された電流ドループを無効にし、電力ドループを有効にする。

一以上の他のインバータ（例えば、第２電力変換器１４０）が、その起動シーケンスを既に開始しており、且つ、第１インバータが開始コマンドを受信する前に、該起動シーケンスに沿って実質的に動作しているとき、電力変換器１３０により第３シーケンスが実施される。この場合は、シーケンス１又はシーケンス２の下で、その起動シーケンスを既に開始している一以上の他のインバータの後に、第１インバータがその開始コマンドを受信するときに存在してよい。第３シーケンスが利用される一例では、第２電力変換器１４０が第１起動シーケンスを実施し、第２電力変換器１４０が休止期間に入っており且つその維持（ステップ３５０）を開始した後に、第１電力変換器１３０がその開始信号を受信する。休止期間中に、第２電力変換器１４０の出力電圧及び周波数は、一定レベルに維持され、それ故、マイクログリッド電圧は一定レベルになる。従って、第１電力変換器１３０のコントローラ２３０は、マイクログリッド電圧は上昇されておらず、一定レベルにあるので、マイクログリッド電圧を検出することだけでは、第２電力変換器１３０が休止期間内にある場所を認識することができない。下記の典型的な第３シーケンスは、第１の典型的な第３シーケンスと呼ばれ、他の電力変換器が第１シーケンスを開始し、その保持期間内又はその保持期間を超えて最終ランプを実施するときに使用され得る。

図５は、本発明の実施形態による第３シーケンスを描くフローチャートである。第３シーケンスは、下記のステップを含んでよい。

ステップ５１０では、マイクログリッド電圧が定格電圧の所定部分に達するまで、待機時間が実行される。ある実施形態では、所定部分は、定格電圧の８５％であってよい。この時点で、マイクログリッド電圧は、６０Ｈｚでの定格電圧の１００％の公称動作にかなり近い。

ステップ５２０では、既存のマイクログリッド電圧に対する内部位相同期回路同期が、電力変換器１３０のコントローラ２３０により開始される。

ステップ５３０では、マイクログリッドの電圧レベル及び周波数が、それらが所定の制限内であるか否かを判定するために、チェックされる。ある実施形態では、所定の制限は、定格電圧の８５％から１１０％且つグリッド周波数について６０±５Ｈｚである。

ステップ５４０では、同期ゲーティングが、第１電力変換器１３０のコントローラ２３０内のマイクログリッド電圧を制限するために、開始される。ステップ５４０では、電力変換器１３０の出力電圧は、最初に０Ｖに設定され、周波数は、公称周波数６０Ｈｚに設定される。

出力電圧をゼロに設定して上昇させる理由は、電力変換器１３０自体がその内部過渡を制限するためである。この時点では、ＡＣコンタクタはまだ開いているので、電力変換器１３０が行っている通電はすべて内部的である。電力変換器１３０は、例えば、その中に出力フィルタとして変圧器およびコンデンサを含むインバータであってよい。大きな電圧が電力変換器に印加されると、インバータ内に大きなレベルの突入電流が存在する可能性がある。このように、電力変換器１３９は、電圧を０からマイクログリッド電圧まで上昇させることによってそれ自身の突入電流の供給を防止している。

ステップ５５０では、第１電力変換器１３０と連系点１８０との間のＡＣコンタクタは閉じているので、電力変換器１３０はマイクログリッドに電気的に接続されている。この時点で、第１及び第２電力変換器１３０及び１４０は並列に動作している。

ステップ５６０では、パワーシェアリングを促進するために、電力変換器１３０のコントローラ１３０により、ドループモードが可能とされる。

下記の制御ロジックは、電力変換器１３０が、第１の典型的な第３起動シーケンスを実施する実施形態を描いている。この制御ロジックは、第１及び第２シーケンス制御ロジックと一緒に実行され、それにより、マイクログリッド電流（即ち、連系点での検出電圧。制御ロジックは、電力変換器１３０のコントローラ２３０により実施される）に基づいて、適切なシーケンスが選択される。

else
waittill(outV=>0.85pu)
start_sync;
waitill(outFreq<65 and outFreq>55)
setfreq = outFreq;
setV = 0;
AC_PWM = true;
rampV(setV, outV, 1000);
close KAC;
enable power_droop;
state = runningUF;
endif
上記制御ロジックにおいて、ｅｌｓｅは、マイクログリッド電圧（即ち、連系点での電圧）が、第１所定閾電圧レベルと第２所定閾電圧レベルとの間にあるとき以外の状況を示す。言い換えれば、検出されたマイクログリッド電圧が定格電圧の１２％より大きい状況である。ｗａｉｔｔｉｌｌ（ｏｕｔＶ＝＞０．８５ｐｕ）は、マイクログリッド電圧が定格電圧の所定部分（この場合、定格電圧の８５％）に達するまで待機するように、電力変換器１３０を制御する。ｓｔａｔ＿ｓｙｎｃは、既存のグリッド電圧に対する内部位相同期回路同期を開始する。ｗａｉｔｉｌｌ（ｏｕｔＦｒｅｑ＜６５ａｎｄｏｕｔＦｒｅｑ＞５５）は、マイクログリッド周波数が公称周波数の制限内（この場合６０±５Ｈｚ）になるまで待機するように電力変換器１３０を制御する。ｓｅｔＶ＝０は、電力変換器１３０の出力電圧を０Ｖに設定する。ＡＣ＿ＰＷＭ＝ｔｒｕｅは、第１電力変換器１３０内のマイクログリッド電圧を模倣する同期ゲーティングを開始する。ｒａｍｐＶ（ｓｅｔＶ，ｏｕｔＶ，１０００）は、１０００ミリ秒の間に、出力電圧を、０からマイクログリッド電圧に上昇する。ｃｌｏｓｅＫＡＣは、電力変換器１３０と連系点１８０との間のＡＣコンタクタを閉じる。ｅｎａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐは、電力変換器１３０、１４０間のパワーシェアリングを促進するためにドループモードを可能とする。ｓｔａｔｅ＝ｒｕｎｎｉｎｇＦＵは、電力変換器１３０の状態がマイクログリッドモードであることを示す。

第３シーケンスの他の第２例では、他の第２電力変換器が第１シーケンスを実施しており、維持期間を越えているときに、第１電力変換器１３０及びそのコントローラ２３０が、マイクログリッド電圧及び周波数を検出してもよい。それ故、例えば、第２電力変換器は、定格電圧の１５％且つ１５Ｈｚから、定格電圧の１００％且つ６０Ｈｚに上昇する。

図６は、本発明の他の実施形態による第３シーケンスを描くフローチャートである。第３シーケンスは下記のステップを含んでよい。

ステップ６１０では、第１電力変換器１３０のコントローラ２３０は、マイクログリッドの既存の立上り電圧及び周波数を「認識する」。第２電力変換器がその最終ランプを実施しているときに、マイクログリッド電圧及び周波数は立ち上がる。従って、第１電力変換器のコントローラ２３０は、検出されたマイクログリッド電圧及び周波数により第２電力変換器がその最終ランプのどこにあるかを判定することができる。このステップは、第１の典型的な第３シーケンスのステップ６１０とは異なり、マイクログリッド電圧が、定格電圧の所定部分（例えば、定格電圧の８５％）に達するのを待つ代わりに、コントローラ２３０は、既存の立上り電圧を「認識して」閉じる。

ステップ６２０では、コントローラ２３０は、電力変換器１３０をマイクログリッド電圧に同期する。

ステップ６３０では、第１電力変換器１３０内のマイクログリッド電圧を模倣するために、同期ゲーティングが開始される。

ステップ６４０では、第１電力変換器１３０と連系点１８０との間のＡＣコンタクタが閉じられ、それにより、電力変換器１３０がマイクログリッドに電気的に接続される。この時点で、第１及び第２電力変換器１３０及び１４０は、並行して動作する。

ステップ６５０では、電流ドループが有効にされ、電圧ドループが無効にされる、それにより、コントローラ２３０は、電力に基づくドループを実施せずに、出力有効電流に基づく周波数ドループ及び出力無効電力に基づく電圧ドループを実施する。一旦電流ドループが可能とされると、コントローラ２３０は、第２電力変換器の最終ランプの残り時間の間、ステップ６１０において検出された初期マイクログリッド電圧及び周波数から電力変換器１３０の出力電圧及び周波数を上昇する。

第１及び第２電力変換器各々は、そのコントローラ内に（又は、そのコントローラにより受信される）同一（又は類似の）プロファイルプログラムを有する。それ故、第１コントローラ２３０は、第１シーケンスの間に、第２電力変換器により実施される最終ランプ（上述のステップ３６０）の傾き、第２電力変換器が最終ランプを開始及び終了する電圧（例えば、定格電圧の１５％で開始し、定格電圧の１００％で終了する）、及び、第２電力変換器が最終ランプを実施するためにかける時間（４秒）、を認識する。第１コントローラは、第２電力変換器の出力電圧も認識する。なぜなら、第１コントローラにより検出されたマイクログリッド電圧は、第２電力変換器の出力電圧だからである。従って、第１コントローラ２３０は、最終ランプの残り時間（例えば４秒のどの程度が残っているのか）を計算するための、最終ランプのプロファイルに関する知識として、第２電圧変換器の出力電圧を用いることができる。第１コントローラ２３０は、その後、この残り時間に、そのランプを実施するために電力インバータ１３０を制御する。それにより、第１電力変換器は、第２電力変換器がその最終ランプを実施する同時刻に、そのランプを実施する。

ステップ６６０では、一旦電圧及び周波数の上昇が終わったら、電流ドループが無効にされ、電力ドループが有効にされる。

下記の制御ロジックは、電力変換器１３０が第２の典型的な第３起動シーケンスを実行する実施形態を描いている。この制御ロジックは、第１及び第２シーケンス制御ロジックと一緒に実行される。それにより、マイクログリッド電圧（即ち、連系点で検出された電圧）に基づいて、適切なシーケンスが選択される。制御ロジックは、電力変換器１３０のコントローラ２３０により実行される。

else
start_sync;
setfreq = outFreq;
setV = outV;
AC_PWM = true;
close KAC;
enable current_droop;
disable power_droop;
rampVF(Vout, 1, Fout, 60, 4000*(1-Vout));
disable current_droop;
enable power_droop;
state = runningUF;
endif
上述の制御ロジックでは、ｅｌｓｅは、マイクログリッド電圧（即ち、連系点での電圧）が、第１所定閾電圧レベルと第２所定閾委電圧レベルとの間であるとき以外の状況を示す。言い換えれば、これは、検出されたマイクログリッド電圧が定格電圧の１２％より大きい状況である。この実施形態では、検出されたマイクログリッド電圧及び周波数が、第２電力変換器の維持期間のマイクログリッド電圧及び周波数と同じ場合、第１コントローラ及び電力変換器は、マイクログリッド電圧が、その次のランプ（即ち、マイクログリッド電圧が公称レベルに上昇される間の、第２電力変換器の最終ランプ）を開始するまで待機する。ｓｔａｒｔ＿ｓｙｎｃは、既存のグリッド電圧に対する内部位相同期回路同期を開始する。ｓｅｔｆｒｅｑ＝ｏｕｔＦｒｅｑ及びｓｅｔＶ＝ｏｕｔＶは、第２マイクログリッド電圧及び周波数と同一である、第２電力変換器の出力電圧及び周波数に追いつく。ＡＣ＿ＰＷＭ＝ｔｒｕｅは、第１電力変換器１３０内のマイクログリッド電圧を模倣するために同期ゲーティングを開始する。ｃｌｏｓｅＫＡＣは、第１電力変換器１３０と連系点１８０との間のＡＣコンタクタを閉じる。ｅｎａｂｌｅＣｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐ及びｄｉｓａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐは、電力ドループを無効にするとともに、電流ドループを有効にする。それにより、コントローラ２３０は、電力に基づく実施ドループを実施せずに、出力有効電流に基づく周波数ドループ及び出力無効電流に基づく電圧ドループを実施する。ｒａｍｐＶＦ（Ｖｏｕｔ，１，Ｆｏｕｔ，６０，４０００＊（１−Ｖｏｕｔ））は、第２電力変換器の４０００ミリ秒ランプ時間の残りの間、第１電力変換器１３０の出力電圧を、マイクログリッド電圧及び周波数から、公称電圧及び周波数（即ち、６０Ｈｚ、公称電圧）に上昇する。ここで、Ｖｏｕｔは、第２電力変換器の出力電圧ｏｕｔＶの公称電圧のパーセンテージを表している。ｅｎａｂｌｅｐｏｗｅｒ＿ｄｒｏｏｐ及びｄｉｓａｂｌｅｃｕｒｒｅｎｔ＿ｄｒｏｏｐは、起動シーケンスの間に実施される電流ドループを無効にし、電力ドループを有効にする。ｓｔａｔｅ＝ｒｕｎｎｉｇＦＵは、電力変換器１３０がマイクログリッドモードにあることを意味する。

上述した第１から第３シーケンスの制御ロジックについて、電流ドループは、下記式により定義できる。即ち、
Ｆｏｕｔ＝Ｆｎｏｎ−Ｋｐｆ＊Ｖｎｏｍ／Ｖｏｕｔ＊（Ｖｇｒｉｄ＊Ｉｄ）
Ｖｏｕｔ＝Ｖｎｏｍ−Ｋｑｖ＊Ｖｎｏｍ／Ｖｏｕｔ＊（Ｖｇｒｉｄ＊Ｉｑ）
電力ドループは、下記式により定義できる。即ち、
Ｆｏｕｔ＝Ｆｎｏｍ−Ｋｐｆ＊（Ｖｇｒｉｄ＊Ｉｄ）
Ｖｏｕｔ＝Ｖｎｏｍ−Ｋｑｖ＊（Ｖｇｒｉｄ＊Ｉｑ）
上記式において、Ｖｏｕｔは印加電圧であり、Ｖｎｏｍは公称電圧である。電流ドループが可能である場合、ドループの傾きは、ブラックスタートの間の一（Ｖｏｕｔ／Ｖｎｏｍ）より高い、Ｖｎｏｍ／Ｖｇｒｉｄにより比例される。電力ドループが可能な場合、ドループの傾きは比例されない。Ｖｏｕｔ＊Ｉｄは、出力有効電力の尺度である。Ｖｏｕｔ＊Ｉｑは、出力無効電力の尺度である。

上述した実施形態は、外部グリッドとしてのユーティリティグリッドに接続されたマイクログリッドとして記載されている。しかしながら、外部グリッドはユーティリティグリッドに限定されないと解すべきである。例えば、マイクログリッドは更に、複数のマイクログリッドに分割可能であってよい。各マイクログリッドは、エネルギ源（再生可能エネルギ、発電機、ストレージ）及び負荷を有してよい。マイクログリッドは、必要に応じて、互いに再結合及び互いから分離可能であってよい。

本開示の範囲から逸脱することなく、開示された電力システムに様々な修正及び変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。本開示の他の実施形態は、本明細書の考察及び本開示の実施から当業者には明らかであろう。明細書及び実施例は例示としてのみ考慮されることを意図しており、本開示の真の範囲は特許請求の範囲及びそれらの均等物によって示される。

Claims

マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システムであって、
前記ブラックスタートを実施する複数の起動シーケンスを有する第１コントローラを有する第１電力変換器と、
連系点で前記第１電力変換器と電気的に接続された第２電力変換器と、
を備え、
前記ブラックスタートの間、前記第１電力変換器は、前記第２電力変換器が、前記ブラックスタートの間、前記第２電力変換器の起動シーケンス内である点に従って、前記複数の起動シーケンスの一つを選択して実施するように構成されており、前記第１コントローラは、前記連系点のマイクログリッド電圧に従って、前記複数の起動シーケンスの前記一つを選択する
ことを特徴とする電力システム。
前記第２電力変換器は、複数の起動シーケンスを有する第２コントローラを有し、
前記第２コントローラは、前記第１コントローラが、前記ブラックスタートの間、前記マイクログリッド電圧に従って前記第２コントローラと同期可能なように、前記複数の起動シーケンスの一つを実行するために、前記第２電力変換器を制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記マイクログリッド電圧が第１所定電圧閾値未満である場合に第１起動シーケンスを選択するように構成されており、
前記第１コントローラは、前記第１起動シーケンスの実施中に、
前記第１電力変換器と前記連系点との間を接続する第１スイッチを閉じ、
前記第１電力変換器のゲーティングを開始し、
前記第１電力変換器の出力電圧の周波数が第１所定周波数になるように制御し、
第１所定期間中に、前記第１電力変換器の前記出力電力レベルを、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇し、
所定休止期間の間、前記出力電圧レベルを前記第１所定電圧レベルに維持するとともに、前記出力電圧の前記周波数を前記第１所定周波数に維持し、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを、前記第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を、前記第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記マイクログリッド電圧が第１所定電圧閾値より大きく、且つ、第２所定電圧閾値未満である場合に第２起動シーケンスを選択するように構成されており、
前記第１コントローラは、前記第２起動シーケンスの実施中に、
前記マイクログリッド電圧とマイクログリッド周波数とに対する位相同期回路同期を開始し、
前記マイクログリッド電圧が前記第１所定電圧閾値に達するまで待つ第１待機時間を実行し、
前記第１所定電圧閾値を出力するために前記第１電力変換器のゲーティングを開始し、
残りの期間中に前記第１電圧変換器の前記出力電圧を、前記第１所定電圧閾値から第１所定電圧レベルに上昇変換器し、ここで、前記残りの期間は、前記第２電力コントローラが、その出力電圧を、実質的にゼロから前記第１所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間の一部であり、
前記第２電力変換器がその出力電圧及び周波数を維持している期間である所定休止期間の一部を待つ第２待機時間を実行し、
前記第１電力変換器と前記連系点との間を接続する第１スイッチを閉じ、
前記所定休止期間の残りの部分を待つ第３待機時間を実行し、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを前記第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を公称出力電圧周波数に上昇する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記マイクログリッド電圧が第３所定電圧閾値より大きい場合に第３起動シーケンスを選択するように構成されており、
前記第１コントローラは、前記第３起動シーケンスの実施中に、
前記マイクログリッド電圧が公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実行し、
前記既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始し、
前記マイクログリッド電圧及び周波数が、前記公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定制限の範囲内であるか否かを判定し、
前記第１電力変換器のゲーティングを開始するとともに、前記第１電力変換器の出力電圧をゼロに、周波数を公称マイクログリッド周波数に設定し、
前記第１電力変換器の前記出力電圧を、ゼロから前記マイクログリッド電圧に上昇し、
前記第１電力変換器と前記連系点との間を接続する第１スイッチを閉じる
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記マイクログリッド電圧が第３所定電圧閾値より大きい場合に第３起動シーケンスを選択するように構成されており、
前記第１コントローラは、前記第３起動シーケンスの実施中に、
前記第２電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を捕らえ、
第１電力変換器と、前記第２電力変換器の前記既存の立上り電圧及び周波数とを同期し、
前記第１電力変換器と前記連系点との間を接続する第１スイッチを閉じ、
前記第２電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、前記第１電力変換器の出力電圧及び周波数を、前記初期電圧及び周波数から上昇する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力システム。
マイクログリッドのブラックスタートを実施する電力システムであって、
前記マイクログリッドに電気的に接続されており、複数の起動シーケンスを実施するように構成された第１コントローラを有する第１電力変換器と、
前記マイクログリッドに電気的に接続された第２電力変換器と、
を備え、
ブラックスタートの間に、前記第１コントローラは、マイクログリッド電圧に従って、第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスを含む前記複数の起動シーケンスの一つを選択して実施するように構成されており、
前記第１コントローラは、
前記マイクログリッド電圧が第１所定閾電圧未満である場合に前記第１起動シーケンスを選択し、
前記マイクログリッド電圧が前記第１所定閾電圧より大きいが、第２所定閾電圧未満である場合に前記第２起動シーケンスを選択し、
前記マイクログリッド電圧が前記第２所定閾電圧より大きい場合に前記第３起動シーケンスを選択する
ように構成されている
ことを特徴とする電力システム。
前記第２電力変換器は、前記ブラックスタートの間に、前記マイクログリッド電圧に従って、前記第１コントローラが第２コントローラと同期可能なように、前記第１起動シーケンス、前記第２起動シーケンス及び前記第３起動シーケンスを含む前記複数の起動シーケンスの一つを実施するように構成された前記第２コントローラを有することを特徴とする請求項７に記載の電力システム。
前記第１起動シーケンスを実施するために、前記第１コントローラが前記第１電力変換器を制御するとき、前記第２コントローラは、前記第１起動シーケンス、前記第２起動シーケンス及び前記第３起動シーケンスの一つを開始せず、
前記第２起動シーケンスを実施するために、前記第１コントローラが前記第１電力変換器を制御するとき、前記第２コントローラは、前記第１起動シーケンスの実施を開始しているが、前記第１起動シーケンスの所定点を越えず、
前記第３起動シーケンスを実施するために、前記第１コントローラが前記第１電力変換器を制御するとき、前記第２コントローラは、前記第１起動シーケンスの実施を開始しており、前記所定点を越える
ことを特徴とする請求項８に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記第１起動シーケンスの実施中に、
前記第１電力変換器と前記マイクログリッドとを接続する第１スイッチを閉じ、
前記第１電力変換器のゲーティングを開始し、
前記第１電力変換器の出力電圧の周波数が第１所定周波数となるように制御し、
第１所定期間中に、前記第１電力変換器の前記出力電圧を、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇し、
所定待機時間の間、前記出力電圧レベルを前記第１所定電圧レベルに維持するとともに、前記出力電圧の前記周波数を前記第１所定周波数に維持し、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを前記第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を前記第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記第２起動シーケンスの実施中に、
前記マイクログリッド電圧及びマイクログリッド周波数に対する位相同期回路同期を開始し、
前記マイクログリッド電圧が第１所定電圧レベルの所定部分に達するまで待つ第１待機時間を実行し、
前記所定部分を出力するために前記第１電力変換器のゲーティングを開始し、
残りの期間中に、前記第１電力変換器の前記出力電圧を、前記所定部分から第２所定電圧レベルに上昇し、ここで、前記残りの期間は、第２電力コントローラが、その出力電圧を実質的にゼロから前記第２所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間であり、
前記第２電力変換器が前記出力電圧及び周波数を維持する期間である所定休止期間の部分を待つ第２待機時間を実行し、
前記第１電力変換器を前記マイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じ、
前記所定休止期間の残りの部分を待つ第３待機時間を実行し、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを、前記第２所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を公称出力電圧周波数に上昇する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記第３起動シーケンスの実施中に、
前記マイクログリッド電圧が公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実行し、
前記既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始し、
前記マイクログリッド電圧及び周波数が、前記公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定範囲内であるか否かを判定し、
前記第１電力変換器のゲーティングを開始するとともに、前記第１電力変換器の出力電圧をゼロに、周波数を公称マイクログリッド周波数に設定し、
前記第１電力変換器の前記出力電圧を、ゼロから前記マイクログリッド電圧に上昇し、
前記第１電力変換器を前記マイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる
ように構成されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の電力システム。
前記第１コントローラは、前記第３起動シーケンスの実施中に、
前記第２電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を捕らえ、
前記第１電力変換器を、前記第２電力変換器の前記既存の立上り電圧及び周波数と同期し、
前記第１電力変換器を前記マイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じ、
前記第２電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、前記第１電力変換器の前記出力電圧及び周波数を、前記初期電圧及び周波数から上昇する
ように構成されていることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載の電力システム。
少なくとも一つの他の電力変換器を有するマイクログリッドに接続された電力変換器のブラックスタートを実施する方法であって、
マイクログリッド電圧を検出する工程と、
前記マイクログリッド電圧に従って、少なくとも第１起動シーケンス、第２起動シーケンス及び第３起動シーケンスを含む複数の起動シーケンスの一つを選択する工程と、
を含み、
前記複数の起動シーケンスの一つを選択する工程は、
前記マイクログリッド電圧が第１所定閾電圧未満の場合に前記第１起動シーケンスを選択する工程と、
前記マイクリグリッド電圧が前記第１所定閾電圧より大きいが、第２所定閾電圧未満である場合に前記第２起動シーケンスを選択する工程と、
前記マイクログリッド電圧が前記第２所定閾電圧より大きい場合に前記第３起動シーケンスを選択する工程と、
前記選択された起動シーケンスを実施するために前記電力変換器を制御する工程と、
を含む
ことを特徴とする方法。
マイクログリッド電圧が前記第１所定電圧未満であることは、前記他の電力変換器がその第１シーケンスを開始していないことを示すことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
前記第１スターアップシーケンスが選択された場合の前記第１起動シーケンスを実施するための前記電力変換器を制御する工程は、
前記電力変換器を前記マイクログリッドに接続するための第１スイッチを閉じる工程と、
前記電力変換器のゲーティングを開始する工程と、
前記電力変換器の出力電圧の周波数が、第１所定周波数になるように制御する工程と、
第１所定期間中に、前記電力変換器の前記出力電圧レベルを、実質的にゼロから第１所定電圧レベルに上昇する工程と、
所定休止期間中に、前記出力電圧レベルを前記第１所定電圧レベルで維持するとともに、前記出力電圧の前記周波数を前記第１所定周波数に維持する工程と、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを、前記第１所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を、前記第１所定周波数から公称出力電圧周波数に上昇する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
前記第２起動シーケンスが選択された場合の前記第２起動シーケンスを実施するための前記電力変換器を制御する工程は、
前記マイクログリッド電圧とマイクログリッド周波数とに対する位相同期回路同期を開始する工程と、
前記マイクログリッド電圧が第１所定電圧レベルの所定部分に達するまで待つ第１待機時間を実行する工程と、
前記所定部分を出力するために前記電力変換器のゲーティングを開始する工程と、
前記他の電力変換器が、その出力電圧の実質的にゼロから第２所定電圧レベルに上昇することを完了する第１所定期間の一部である残りの期間中に、前記電力変換器の前記出力電圧を、前記所定部分から前記第２所定電圧レベルに上昇する工程と、
前記第２電力変換器が、その出力電圧及び周波数を維持している期間である所定休止期間の一部を待つ第２待機時間を実行する工程と、
前記第１電力変換器を前記マイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる工程と、
前記所定休止期間の前記残りの部分を待つ第３待機時間を実行する工程と、
第２所定期間中に、前記出力電圧レベルを、前記第２所定電圧レベルから公称電圧レベルに上昇するとともに、前記出力電圧周波数を、公称出力電圧周波数に上昇する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
前記第３起動シーケンスが選択された場合の前記第３起動シーケンスを実施するための前記電力変換器を制御する工程は、
前記マイクログリッド電圧が公称マイクログリッド電圧の第１所定部分に達するまで待つ待機時間を実行する工程と、
前記既存のマイクログリッド電圧に対する位相同期回路同期を開始する工程と、
前記マイクログリッド電圧及び周波数が、前記公称マイクログリッド電圧及び公称マイクログリッド周波数の所定制限内であるか否かを判定する工程と、
前記電力変換器のゲーティングを開始するとともに、前記電力変換器の出力電圧をゼロに、周波数を公称マイクログリッド周波数に設定する工程と、
前記第１変換器の前記出力電圧をゼロから前記マイクログリッド電圧に上昇する工程と、
前記電力変換器を前記マイクログリッドに接続する第１スイッチを閉じる工程と、
を含むことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の補法。
前記第３起動シーケンスが選択された場合に前記第３起動シーケンスを実施するための前記電力変換器を制御する工程は、
前記他の電力変換器の初期立上り電圧及び周波数を捕らえる工程と、
前記電力変換器を、前記他の電力変換器の前記既存の立上り電圧及び周波数と同期する工程と、
前記電力変換器と前記マイクログリッドとの間を接続する第１スイッチを閉じる工程と、
前記他の電力変換器の最終ランプの残りの期間中に、前記電力変換器の前記出力電圧及び周波数を、前記初期電圧及び周波数から上昇する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか一項に記載の方法。