JP2023086352A - Power converter controller and control method - Google Patents

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Abstract

To provide a power converter controller and a control method that can switch between the isolated operation and the grid-connected operation without changing a control method, continues the grid-connected operation even when a momentary voltage drop occurs during the grid-connected operation, and can quickly recover from the voltage drop state at the time of voltage recovery.SOLUTION: A controller of a power converter calculates a frequency target value on the basis of the calculation of multiplying a value based on the deviation of the active power from an active power command value by a coefficient indicating the first drooping characteristic, calculates an internal phase difference angle from the frequency target value, calculates a current target value by using the internal phase difference angle, generates a current command value by limiting the current target value within a predetermined first range, calculates a power correction value on the basis of the deviation of the current command value from the current target value, corrects the frequency target value by the power correction value, generates a limit voltage obtained by limiting the voltage in the AC wiring within a predetermined limit range, and generates a drive signal for the power converter by using the deviation of the current output to the AC wiring with respect to the current command value, and the limit voltage.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、電力変換器の制御器および制御方法に関する。 The present disclosure relates to a power converter controller and control method.

マイクログリッド等のように交流電源系統と蓄電設備とが連系した電源系統において、交流電源系統と蓄電設備との間には、交流電源系統の交流電力を直流電力に変換し、蓄電設備の直流電力を交流電力に変換する電力変換器が接続されている。 In a power supply system in which an AC power system and storage equipment are interconnected, such as a microgrid, the AC power of the AC power supply system is converted to DC power between the AC power supply system and the storage equipment, and the DC power of the storage equipment is converted to DC power. A power converter is connected to convert electrical power to AC power.

このような電源系統の一部において不具合が発生した場合、交流電源系統と蓄電設備との間の交流配線において瞬間的な電圧低下が発生する可能性がある。このような瞬間的な電圧低下が生じた場合でも、連系運転を継続し、交流電源系統における電圧回復時に電力変換器から交流配線に出力される電力を電圧低下状態から早急に復旧させることが求められる。例えば、日本電気技術規格委員会の承認規格である系統連系規程(JEAC9701-2019)では、FRT(Fault Ride Through)要件の1つとして、残電圧が20%以上の場合、位相変化なしで継続時間が0.3秒の電圧低下に対しては運転を継続し、交流電源系統における電圧回復後、0.1秒以内に電圧低下前の出力の80%以上に復旧すること等が定められている。 If a problem occurs in part of such a power supply system, there is a possibility that a momentary voltage drop will occur in the AC wiring between the AC power supply system and the power storage equipment. Even if such a momentary voltage drop occurs, it is possible to continue grid-connected operation and quickly restore the power output from the power converter to the AC wiring when the voltage in the AC power supply system recovers from the voltage drop. Desired. For example, in the grid interconnection regulations (JEAC9701-2019), which is an approved standard of the Japan Electrotechnical Standards Committee, one of the FRT (Fault Ride Through) requirements is that if the residual voltage is 20% or more, the phase will continue without a change. It is stipulated that the operation should be continued for a voltage drop of 0.3 seconds, and that the output should be restored to 80% or more of the voltage before the voltage drop within 0.1 seconds after the voltage recovery in the AC power system. there is

一方、下記特許文献1には、このような電源系統において用いられる電力変換器において、制御方式の変更を行うことなく、蓄電設備を交流電源系統から切り離して自立運転に切り替えることができ、しかも、再度交流電源系統に蓄電設備を接続して自立運転から連系運転に切り替え可能とする電力変換器が提案されている。 On the other hand, in Patent Document 1 below, in a power converter used in such a power supply system, the power storage equipment can be separated from the AC power supply system and switched to self-sustained operation without changing the control method. A power converter has been proposed that can be switched from isolated operation to grid-connected operation by reconnecting an electricity storage facility to an AC power supply system.

具体的には、特許文献1における電力変換器は、電力変換器の代わりに仮想の原動機発電機が接続されたと仮定した場合に、当該仮想の原動機発電機が出力するべき電流を推定し、推定された電流を電力変換器が出力する電流目標値として決定する仮想発電機モデル制御によって制御される。 Specifically, the power converter in Patent Document 1 estimates a current to be output by the virtual prime mover-generator when it is assumed that a virtual prime mover-generator is connected instead of the power converter, and estimates It is controlled by a virtual generator model control that determines the calculated current as the current target value output by the power converter.

国際公開第2013/008413号WO2013/008413

上記特許文献1のように仮想の原動機発電機を模擬した電力変換器の制御態様において、交流配線において瞬間的な電圧低下が生じた場合に、連系運転を継続し、交流電源系統における電圧回復時に電圧低下状態から早急に復旧するためには、改善の余地がある。 In the control mode of a power converter that simulates a virtual prime mover generator as in Patent Document 1 above, when a momentary voltage drop occurs in the AC wiring, the interconnected operation is continued and the voltage in the AC power supply system is restored. Sometimes there is room for improvement in order to quickly recover from a brownout condition.

本開示は、上記課題を解決するものであり、制御方式を変更することなく自立運転と連系運転との切り替えが可能であり、かつ、連系運転時に瞬間的な電圧低下が生じた場合でも連系運転を継続し、交流電源系統における電圧回復時に電圧低下状態から早急に復旧することができる電力変換器の制御器および制御方法を提供することを目的とする。 The present disclosure is intended to solve the above problems, it is possible to switch between isolated operation and grid-connected operation without changing the control method, and even if a momentary voltage drop occurs during grid-connected operation It is an object of the present invention to provide a power converter controller and control method capable of continuing grid-connected operation and recovering quickly from a voltage drop state when the voltage in an AC power supply system recovers.

本開示の一態様に係る電力変換器の制御器は、蓄電設備と交流電源系統との間で電力変換を行う電力変換器の制御器であって、前記交流電源系統と前記電力変換器とを接続する交流配線における電圧、周波数および前記電力変換器から前記交流配線に出力される電流を取得し、前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器有効電力に対する周波数の関係が所定の第1の垂下特性を有するように、所定の有効電力指令値に対する前記電力変換器有効電力の偏差である第1偏差に基づく値に、前記第1の垂下特性を示す係数を掛ける演算を含む周波数目標値演算処理によって周波数目標値を算出し、前記周波数目標値に対する前記交流配線における周波数の偏差である第2偏差を積算して内部相差角を算出し、所定の無効電力指令値に対する前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器無効電力の偏差である第3偏差に基づく値に、所定の基準電圧を加算して内部起電圧目標値を算出し、前記内部相差角と、前記内部起電圧目標値と、前記交流配線における電圧とから、電流目標値を算出し、前記電流目標値を所定の第1範囲内に制限して電流指令値を生成し、前記電流目標値に対する前記電流指令値の偏差である第4偏差と、前記交流配線における電圧とから電力補正値を算出し、前記電力補正値により前記第1偏差を補正することにより、前記周波数目標値を補正し、前記交流配線における電圧を所定の制限範囲内に制限した制限電圧を生成し、前記電流指令値に対する前記交流配線に出力される電流の偏差である第5偏差に基づく値に前記制限電圧を加えて電圧指令値を生成することにより、前記電力変換器の駆動信号を生成する。 A controller for a power converter according to one aspect of the present disclosure is a controller for a power converter that performs power conversion between a power storage facility and an AC power system, wherein the AC power system and the power converter are The voltage and frequency in the AC wiring to be connected and the current output from the power converter to the AC wiring are obtained, and the relationship between the frequency and the active power of the power converter output by the power converter to the AC wiring is determined by a predetermined number. A frequency target including an operation of multiplying a value based on a first deviation, which is a deviation of the power converter active power from a predetermined active power command value, by a coefficient indicative of the first droop characteristic so as to have a droop characteristic of 1. A frequency target value is calculated by value calculation processing, a second deviation that is a deviation of the frequency in the AC wiring with respect to the frequency target value is integrated to calculate an internal phase difference angle, and the AC wiring for a predetermined reactive power command value is calculated. An internal electromotive voltage target value is calculated by adding a predetermined reference voltage to a value based on a third deviation, which is a deviation of the reactive power of the power converter output by the power converter, and the internal phase difference angle and the internal electromotive force are calculated. A current target value is calculated from the voltage target value and the voltage in the AC wiring, the current target value is limited within a predetermined first range to generate a current command value, and the current command value for the current target value is generated. A power correction value is calculated from a fourth deviation that is a deviation of the value and the voltage in the AC wiring, and the first deviation is corrected by the power correction value to correct the frequency target value, and the AC wiring A limit voltage is generated by limiting the voltage in a predetermined limit range, and the limit voltage is added to a value based on a fifth deviation that is the deviation of the current output to the AC wiring from the current command value to the voltage command value to generate a drive signal for the power converter.

本開示の他の態様に係る電力変換器の制御方法は、蓄電設備と交流電源系統との間で電力変換を行う電力変換器の制御方法であって、前記交流電源系統と前記電力変換器とを接続する交流配線における電圧、周波数および前記電力変換器から前記交流配線に出力される電流を取得し、前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器有効電力に対する周波数の関係が所定の第1の垂下特性を有するように、所定の有効電力指令値に対する前記電力変換器有効電力の偏差である第1偏差に基づく値に、前記第1の垂下特性を示す係数を掛ける演算を含む周波数目標値演算処理によって周波数目標値を算出し、前記周波数目標値に対する前記交流配線における周波数の偏差である第2偏差を積算して内部相差角を算出し、所定の無効電力指令値に対する前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器無効電力の偏差である第3偏差に基づく値に、所定の基準電圧を加算して内部起電圧目標値を算出し、前記内部相差角と、前記内部起電圧目標値と、前記交流配線における電圧とから、電流目標値を算出し、前記電流目標値を所定の第1範囲内に制限して電流指令値を生成し、前記電流目標値に対する前記電流指令値の偏差である第4偏差と、前記交流配線における電圧とから電力補正値を算出し、前記電力補正値により前記第1偏差を補正することにより、前記周波数目標値を補正し、前記交流配線における電圧を所定の第2範囲内に制限した制限電圧を生成し、前記電流指令値に対する前記交流配線に出力される電流の偏差である第5偏差に基づく値に前記制限電圧を加えて電圧指令値を生成することにより、前記電力変換器の駆動信号を生成する。 A control method for a power converter according to another aspect of the present disclosure is a control method for a power converter that performs power conversion between a power storage facility and an AC power system, wherein the AC power system and the power converter obtain the voltage and frequency in the AC wiring that connects the AC wiring, and the current output from the power converter to the AC wiring, and the relationship between the frequency and the active power of the power converter output by the power converter to the AC wiring is a predetermined A frequency including an operation of multiplying a value based on a first deviation, which is a deviation of the power converter active power from a predetermined active power command value, by a coefficient indicating the first drooping characteristic so as to have the first drooping characteristic. A frequency target value is calculated by a target value calculation process, a second deviation that is a frequency deviation in the AC wiring with respect to the frequency target value is integrated to calculate an internal phase difference angle, and the AC wiring with respect to a predetermined reactive power command value. A predetermined reference voltage is added to a value based on a third deviation, which is a deviation of the power converter reactive power output by the power converter, to calculate an internal electromotive voltage target value, and the internal phase difference angle and the internal A current target value is calculated from the electromotive voltage target value and the voltage in the AC wiring, a current command value is generated by limiting the current target value within a predetermined first range, and the current command value is generated with respect to the current target value. A power correction value is calculated from a fourth deviation, which is a deviation of the command value, and the voltage in the AC wiring, and the frequency target value is corrected by correcting the first deviation with the power correction value. A limit voltage is generated by limiting the voltage in the wiring within a predetermined second range, and the limit voltage is added to a value based on a fifth deviation, which is the deviation of the current output to the AC wiring from the current command value, to obtain a voltage A drive signal for the power converter is generated by generating the command value.

本開示によれば、制御方式を変更することなく自立運転と連系運転との切り替えが可能であり、かつ、連系運転時に瞬間的な電圧低下が生じた場合でも連系運転を継続し、交流電源系統における電圧回復時に電圧低下状態から早急に復旧することができる。 According to the present disclosure, it is possible to switch between isolated operation and grid-connected operation without changing the control method, and even if a momentary voltage drop occurs during grid-connected operation, grid-connected operation is continued, When the voltage in the AC power supply system recovers, it is possible to quickly recover from the voltage drop state.

図1は、本開示の一実施の形態における電力変換器の制御器を含む電源系統の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system including a power converter controller according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、図1に示す制御器における周波数目標値演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a frequency target value calculation section in the controller shown in FIG. 1; 図3は、図1に示す制御器における内部相差角演算部の構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of an internal phase difference angle calculator in the controller shown in FIG. 1. FIG. 図4は、図1に示す制御器における内部起電圧目標値演算部の構成を示すブロック図である。4 is a block diagram showing a configuration of an internal electromotive voltage target value calculation section in the controller shown in FIG. 1. FIG. 図5は、図1に示す制御器における電流指令値演算部の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a current command value calculator in the controller shown in FIG. 図6は、図1に示す制御器における駆動信号生成部の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a drive signal generator in the controller shown in FIG. 1; 図7は、第1シミュレーションにおける出力電力の時間変化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing temporal changes in output power in the first simulation. 図8は、第1シミュレーションにおける周波数の時間変化を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing temporal changes in frequency in the first simulation. 図9は、第1シミュレーションにおける内部相差角の時間変化を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing temporal changes in the internal retardation angle in the first simulation. 図10は、第1シミュレーションにおける実施例のd軸電流指令値およびd軸電流の時間変化を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing temporal changes in the d-axis current command value and the d-axis current of the example in the first simulation. 図11は、第1シミュレーションにおける比較例のd軸電流指令値およびd軸電流の時間変化を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing temporal changes in the d-axis current command value and the d-axis current of the comparative example in the first simulation. 図12は、第1シミュレーションにおける電力変換器からの出力電流の時間変化を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing temporal changes in the output current from the power converter in the first simulation. 図13は、実施例についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring based on the results of the second simulation for the example. 図14は、比較例1についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。14 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring based on the result of the second simulation for Comparative Example 1. FIG. 図15は、比較例2についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring, based on the results of the second simulation for Comparative Example 2. FIG.

以下、本開示の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一または同じ機能を有する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Elements that are the same or have the same function are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

[システム構成]
図1は、本開示の一実施の形態における電力変換器の制御器を含む電源系統の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態における電源系統1は、商用電源系統等の交流電源系統2と、蓄電設備3と、電力変換器4と、を備えている。交流電源系統2と電力変換器4とは、交流配線5により接続されている。蓄電設備3と電力変換器4とは、直流配線6により接続されている。本実施の形態において、交流電源系統2が、三相交流系統である場合を例示する。
[System configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply system including a power converter controller according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 1 , the power supply system 1 in the present embodiment includes an AC power supply system 2 such as a commercial power supply system, an electricity storage device 3 and a power converter 4 . AC power supply system 2 and power converter 4 are connected by AC wiring 5 . The power storage equipment 3 and the power converter 4 are connected by DC wiring 6 . In this embodiment, the case where the AC power supply system 2 is a three-phase AC system is exemplified.

蓄電設備3は、二次電池、電気二重層キャパシタ、燃料電池等を含む。電力変換器4は、複数のパワー半導体素子を備え、当該パワー半導体素子のオン/オフを高速に切り替えることにより、蓄電設備3からの直流電力を交流電力に変換して交流配線5に出力する、あるいは、交流電源系統2からの交流電力を直流電力に変換して蓄電設備3を蓄電する。電力変換器4には、パワー半導体素子のオン/オフを制御するための制御器10が接続されている。 The power storage equipment 3 includes a secondary battery, an electric double layer capacitor, a fuel cell, and the like. The power converter 4 includes a plurality of power semiconductor elements, and by switching the power semiconductor elements on and off at high speed, converts the DC power from the power storage equipment 3 into AC power and outputs it to the AC wiring 5. Alternatively, the AC power from the AC power supply system 2 is converted into DC power and stored in the power storage equipment 3 . A controller 10 is connected to the power converter 4 for controlling on/off of the power semiconductor device.

電源系統1は、電圧検出器7および電流検出器8を備えている。電圧検出器7は、交流配線5における電圧を検出する。電流検出器8は、電力変換器4から交流配線5に出力される電流を検出する。例えば、電圧検出器7はPT(Potential Transformer)として知られる変成器であり、電流検出器8はCT(Current Transformer)として知られる変流器である。検出された電圧および電流は、制御器10に入力される。 The power supply system 1 has a voltage detector 7 and a current detector 8 . Voltage detector 7 detects the voltage in AC wiring 5 . Current detector 8 detects the current output from power converter 4 to AC wiring 5 . For example, the voltage detector 7 is a transformer known as a PT (Potential Transformer) and the current detector 8 is a current transformer known as a CT (Current Transformer). The detected voltage and current are input to controller 10 .

蓄電設備3には蓄電設備3の状態、例えば、電圧、電流、温度、圧力等を検出するための状態検出器9が接続されている。状態検出器9の出力は、状態監視器11に入力される。状態監視器11は、蓄電設備の状態を監視する他、蓄電設備3の充電率を示すSOC(State Of Charge)の計算を行う。状態監視器11は、制御器10に接続されており、蓄電設備3の状態異常を検出した場合に、異常信号を制御器10に送信する。制御器10は、状態監視器11から異常信号を受信した場合、電力変換器4の運転を停止する。 A state detector 9 is connected to the power storage equipment 3 to detect the state of the power storage equipment 3, such as voltage, current, temperature, and pressure. The output of state detector 9 is input to state monitor 11 . The state monitor 11 monitors the state of the power storage equipment and also calculates the SOC (State Of Charge) indicating the charging rate of the power storage equipment 3 . The state monitor 11 is connected to the controller 10 , and transmits an abnormality signal to the controller 10 when an abnormality in the state of the power storage equipment 3 is detected. The controller 10 stops the operation of the power converter 4 when receiving the abnormal signal from the state monitor 11 .

制御器10は、例えばマイクロコントローラ、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを備えている。例えば、制御器10は、CPU、RAM等のメインメモリ、通信インターフェイス等を備えている。 The controller 10 comprises a computer such as a microcontroller or a personal computer. For example, the controller 10 includes a CPU, a main memory such as a RAM, a communication interface, and the like.

なお、本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、従来の回路、または、それらの組み合わせを含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本明細書において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、ユニット、手段、または部は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアまたはプロセッサの構成に使用される。 It should be noted that the functionality of the elements disclosed herein may be achieved by general purpose processors, special purpose processors, integrated circuits, Application Specific Integrated Circuits (ASICs), conventional circuits, or any combination thereof configured or programmed to perform the disclosed functions. can be implemented using a circuit or processing circuit that includes a combination of A processor is considered a processing circuit or circuit because it includes transistors and other circuits. As used herein, a circuit, unit, or means is hardware that performs or is programmed to perform the recited functions. The hardware may be the hardware disclosed herein, or other known hardware programmed or configured to perform the recited functions. A circuit, unit, means, or part is a combination of hardware and software, where the hardware is a processor, which is considered a type of circuit, and the software is used to configure the hardware or the processor.

制御器10は、電圧演算部71、電流演算部72、電力演算部73、周波数目標値演算部80、内部相差角演算部82、内部起電圧目標値演算部83、電流指令値演算部84および駆動信号生成部85の各制御ブロックを備えている。上記の通り、これらの各制御ブロックは、それぞれ処理回路または回路と見なされる。制御器10は、各制御ブロックにおける処理を実行することにより、電力変換器4の代わりに交流配線5に仮想の発電機が接続されたと仮定した場合に当該仮想の発電機が交流配線5に出力する電力を模擬して、電力変換器4が交流配線5に出力する電力を制御する仮想発電機モデル制御を行う。以下、各制御ブロックについて詳しく説明する。 The controller 10 includes a voltage calculation unit 71, a current calculation unit 72, a power calculation unit 73, a frequency target value calculation unit 80, an internal phase difference angle calculation unit 82, an internal electromotive force target value calculation unit 83, a current command value calculation unit 84 and Each control block of the drive signal generator 85 is provided. As noted above, each of these control blocks is considered a processing circuit or circuitry, respectively. The controller 10 performs the processing in each control block, so that when it is assumed that a virtual generator is connected to the AC wiring 5 instead of the power converter 4, the virtual generator is output to the AC wiring 5. A virtual power generator model control is performed to control the power that the power converter 4 outputs to the AC wiring 5 by simulating the power that is generated. Each control block will be described in detail below.

[電圧演算部]
電圧演算部71は、電圧検出器7で検出された各相の瞬時電圧v,v,vから次式により交流電圧Vacを算出する。
[Voltage calculation part]
Voltage calculator 71 calculates AC voltage Vac from the instantaneous voltages va , vb , and vc of the phases detected by voltage detector 7 using the following equation.

Figure 2023086352000002
Figure 2023086352000002

また、電圧演算部71は、公知のPLL(Phase Lock Loop)演算により、交流配線5における周波数facおよび位相φacを算出する。また、電圧演算部71は、各相の瞬時電圧v,v,vおよび位相φacから次式により交流電圧の回転座標系、すなわち、dq座標系の各座標軸における電圧であるd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqを算出する。このように、本実施の形態において、制御器10は、電圧検出器7で検出された瞬時電圧v,v,vから交流配線5における電圧Vd,Vqおよび周波数facを取得する。 The voltage calculator 71 also calculates the frequency fac and the phase φac in the AC wiring 5 by a known PLL (Phase Lock Loop) calculation. In addition, the voltage calculator 71 calculates the d-axis, which is the voltage on each coordinate axis of the rotating coordinate system of the AC voltage, that is, the dq coordinate system, from the instantaneous voltages v a , v b , v c of each phase and the phase φ ac according to the following equation. Voltage Vd and q-axis voltage Vq are calculated. Thus, in the present embodiment, controller 10 obtains voltages Vd , Vq and frequency fac in AC wiring 5 from instantaneous voltages va, vb , vc detected by voltage detector 7 .

Figure 2023086352000003
Figure 2023086352000003

[電流演算部]
電流演算部72は、電流検出器8で検出された各相の瞬時電流i,i,iから次式により電力変換器4から交流配線5に出力される交流電流Iacを算出する。
[Current calculation part]
The current calculator 72 calculates an AC current Iac output from the power converter 4 to the AC wiring 5 from the instantaneous currents ia , ib , and ic of each phase detected by the current detector 8 according to the following equation.

Figure 2023086352000004
Figure 2023086352000004

また、電流演算部72は、電流検出器8で検出された各相の瞬時電流i,i,iおよび電圧演算部71で演算された位相φacから次式により交流電流の回転座標系の各座標軸における電流であるd軸電流Id、q軸電流Iqを算出する。このように、本実施の形態において、制御器10は、電流検出器8で検出された瞬時電流i,i,iから交流配線5における電流Id,Iqを取得する。 Further, the current calculator 72 uses the instantaneous current i a , i b , i c of each phase detected by the current detector 8 and the phase φac calculated by the voltage calculator 71 to calculate the rotating coordinate system of the alternating current by the following equation. A d-axis current Id and a q-axis current Iq, which are currents on each coordinate axis of , are calculated. Thus, in the present embodiment, the controller 10 obtains the currents Id and Iq in the AC wiring 5 from the instantaneous currents i a , i b and i c detected by the current detector 8 .

Figure 2023086352000005
Figure 2023086352000005

[電力演算部]
電力演算部73は、電圧演算部71で算出された電圧Vd,Vqおよび電流演算部72で算出された電流Id,Iqから次式により対応する電力変換器有効電力Pacおよび電力変換器無効電力Qacを算出する。なお、以下では、電力変換器有効電力Pacおよび電力変換器無効電力Qacを単に有効電力Pacおよび無効電力Qacと称する場合がある。
[Power calculation part]
Power calculator 73 calculates corresponding power converter active power Pac and power converter reactive power Qac from the voltages Vd and Vq calculated by voltage calculator 71 and the currents Id and Iq calculated by current calculator 72 by the following equations: Calculate Note that, hereinafter, the power converter active power Pac and the power converter reactive power Qac may be simply referred to as the active power Pac and the reactive power Qac.

Figure 2023086352000006
Figure 2023086352000006

なお、本実施の形態において、上記のように、有効電力Pacおよび無効電力Qacが、電圧検出器7および電流検出器8から得られる電圧Vd,Vqおよび電流Id,Iqから演算により求められる例を示したがこれに限られない。例えば、これに代えて、電源系統1が交流配線5における有効電力Pacおよび無効電力Qacを検出する電力検出器を備えていてもよい。すなわち、制御器10は、有効電力Pacおよび無効電力Qacを外部から取得してもよい。例えば、電力検出器は、公知の電力計により構成され得る。なお、以下では、電圧演算部71で得られた交流配線5における電圧Vd,Vqを系統電圧と称する場合があり、電流演算部72で得られた電力変換器4から交流配線5に出力される電流Id,Iqを系統電流と称する場合がある。 In this embodiment, as described above, the active power Pac and the reactive power Qac are calculated from the voltages Vd, Vq and the currents Id, Iq obtained from the voltage detector 7 and the current detector 8. However, it is not limited to this. For example, instead of this, power supply system 1 may include a power detector that detects active power Pac and reactive power Qac in AC wiring 5 . That is, controller 10 may acquire active power Pac and reactive power Qac from the outside. For example, the power detector may consist of a known power meter. In the following, the voltages Vd and Vq in the AC wiring 5 obtained by the voltage calculation unit 71 may be referred to as system voltages, and are output from the power converter 4 obtained by the current calculation unit 72 to the AC wiring 5. The currents Id and Iq are sometimes referred to as system currents.

[周波数目標値演算部]
図2は、図1に示す制御器における周波数目標値演算部の構成を示すブロック図である。図2に示すように、周波数目標値演算部80は、周波数目標値演算処理を行う。周波数目標値演算処理において、周波数目標値演算部80は、有効電力Pacに対する周波数facの関係が所定の第1の垂下特性を有するように周波数目標値fac_refを算出する。なお、第1の垂下特性は、有効電力Pacが大きくなると周波数facが小さくなり、有効電力Pacが小さくなると周波数facが大きくなるような特性を意味する。
[Frequency target value calculator]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a frequency target value calculation section in the controller shown in FIG. 1; As shown in FIG. 2, the frequency target value calculation unit 80 performs frequency target value calculation processing. In the frequency target value calculation process, the frequency target value calculation unit 80 calculates the frequency target value fac_ref such that the relationship between the active power Pac and the frequency fac has a predetermined first drooping characteristic. The first drooping characteristic means a characteristic such that the frequency fac decreases as the active power Pac increases, and the frequency fac increases as the active power Pac decreases.

具体的には、周波数目標値演算部80は、所定の有効電力指令値Pac_cmdに対する有効電力Pacの偏差である第1偏差D1=Pac_cmd-Pacから後述する電力補正値Pac_cmpを差し引き、その値に第1の垂下特性を示すドループ係数Dr_pを掛けた値を算出する。 Specifically, the frequency target value calculation unit 80 subtracts a power correction value Pac_cmp, which will be described later, from the first deviation D1=Pac_cmd−Pac, which is the deviation of the active power Pac from the predetermined active power command value Pac_cmd, A value multiplied by a droop coefficient Dr_p that indicates the drooping characteristic of 1 is calculated.

本実施の形態において、周波数目標値演算部80は、算出された値を一次遅れ演算部86に入力し、一次遅れ演算を行う。これにより、実際の発電機において生じる慣性モーメントが仮想発電機モデルにおいて模擬される。なお、一次遅れ演算以外の演算処理により発電機において生じる慣性モーメントを模擬してもよい。 In the present embodiment, the frequency target value calculator 80 inputs the calculated value to the first-order lag calculator 86 to perform first-order lag calculation. This simulates the moment of inertia that occurs in a real generator in the virtual generator model. Note that the moment of inertia generated in the generator may be simulated by computation processing other than the first-order lag computation.

さらに、一次遅れ演算部86から出力された値は、上下限リミッタ87に入力される。上下限リミッタ87は、一次遅れ演算部86から出力された値を所定の上限値と所定の下限値との間に制限して周波数参照値Δfac_refを出力する。なお、周波数目標値演算部80に、一次遅れ演算部86、上下限リミッタ87またはその双方を設けずに、周波数参照値Δfac_refが算出されてもよい。 Furthermore, the value output from the first-order lag calculator 86 is input to the upper/lower limiter 87 . The upper/lower limiter 87 limits the value output from the first-order lag calculator 86 between a predetermined upper limit value and a predetermined lower limit value, and outputs a frequency reference value Δfac_ref. Note that the frequency reference value Δfac_ref may be calculated without providing the first-order lag calculator 86, the upper/lower limiter 87, or both in the frequency target value calculator 80. FIG.

周波数目標値演算部80は、上下限リミッタ87から出力された周波数参照値Δfac_refに所定の周波数指令値fac_cmdを加算して周波数目標値fac_refを算出する。 The frequency target value calculator 80 adds a predetermined frequency command value fac_cmd to the frequency reference value Δfac_ref output from the upper/lower limiter 87 to calculate the frequency target value fac_ref.

交流配線5に接続される負荷の消費電力が増大し、交流配線5における周波数facが低下すると、電力変換器4が出力する交流電圧に対して、交流配線5における交流電圧の進み位相が増大する。これを受けて、制御器10は、当該進み位相を相殺すべく、周波数目標値fac_refを低下させる。この結果、電力変換器4が出力する有効電力Pacが増大する。 When the power consumption of the load connected to the AC wiring 5 increases and the frequency fac in the AC wiring 5 decreases, the leading phase of the AC voltage in the AC wiring 5 with respect to the AC voltage output by the power converter 4 increases. . In response to this, the controller 10 lowers the frequency target value fac_ref in order to cancel out the lead phase. As a result, the active power Pac output by the power converter 4 increases.

反対に、交流配線5に接続される負荷の消費電力が減少し、交流配線5における周波数facが上昇すると、電力変換器4が出力する交流電圧に対して、交流配線5における交流電圧の遅れ位相が増大する。これを受けて、制御器10は、当該遅れ位相を相殺すべく、周波数目標値fac_refを上昇させる。この結果、電力変換器4が出力する有効電力Pacが減少する。 Conversely, when the power consumption of the load connected to the AC wiring 5 decreases and the frequency fac in the AC wiring 5 increases, the AC voltage in the AC wiring 5 lags behind the AC voltage output by the power converter 4. increases. In response to this, the controller 10 increases the frequency target value fac_ref in order to cancel out the lag phase. As a result, the active power Pac output by the power converter 4 decreases.

[内部相差角演算部]
図3は、図1に示す制御器における内部相差角演算部の構成を示すブロック図である。図3に示すように、内部相差角演算部82は、周波数目標値演算部80で算出された周波数目標値fac_refに対する交流配線5における周波数facの偏差である第2偏差D2=fac_ref-facを算出し、それを積分器88に入力して積算する。積分器88では、当該第2偏差D2に単位変換用の係数Kwを掛けた仮想発電機の回転速度を積分することにより、仮想発電機における内部相差角θを算出する。
[Internal phase difference angle calculator]
3 is a block diagram showing the configuration of an internal phase difference angle calculator in the controller shown in FIG. 1. FIG. As shown in FIG. 3, the internal phase difference angle calculator 82 calculates a second deviation D2=fac_ref−fac, which is the deviation of the frequency fac in the AC wiring 5 from the frequency target value fac_ref calculated by the frequency target value calculator 80. and input it to the integrator 88 for integration. The integrator 88 calculates the internal phase difference angle θ in the virtual generator by integrating the rotation speed of the virtual generator obtained by multiplying the second deviation D2 by the unit conversion coefficient Kw.

[内部起電圧目標値演算部]
図4は、図1に示す制御器における内部起電圧目標値演算部の構成を示すブロック図である。図4に示すように、内部起電圧目標値演算部83は、電力演算部73で算出された無効電力Qacに基づいて交流電圧目標値Vac_refを算出する。ここで、内部起電圧目標値演算部83は、無効電力Qacに対する交流電圧Vacの関係が所定の第2の垂下特性を有するように交流電圧目標値Vac_refを算出する。なお、第2の垂下特性は、無効電力Qacが大きくなると交流電圧Vacが小さくなり、無効電力Qacが小さくなると交流電圧Vacが大きくなるような特性を意味する。
[Internal electromotive force target value calculator]
4 is a block diagram showing a configuration of an internal electromotive voltage target value calculation section in the controller shown in FIG. 1. FIG. As shown in FIG. 4 , internal electromotive voltage target value calculator 83 calculates AC voltage target value Vac_ref based on reactive power Qac calculated by power calculator 73 . Here, internal electromotive voltage target value calculation unit 83 calculates AC voltage target value Vac_ref such that the relationship of AC voltage Vac to reactive power Qac has a predetermined second drooping characteristic. The second drooping characteristic means a characteristic such that as the reactive power Qac increases, the AC voltage Vac decreases, and as the reactive power Qac decreases, the AC voltage Vac increases.

具体的には、内部起電圧目標値演算部83は、所定の無効電力指令値Qac_cmdに対する無効電力Qacの偏差である第3偏差D3=Qac_cmd-Qacに第2の垂下特性に応じたドループ係数Dr_qを掛け、その値に、所定の基準電圧である交流電圧指令値Vac_cmdを加えて交流電圧目標値Vac_refを算出する。 Specifically, the internal electromotive voltage target value calculation unit 83 calculates the droop coefficient Dr_q corresponding to the second drooping characteristic to the third deviation D3=Qac_cmd−Qac, which is the deviation of the reactive power Qac from the predetermined reactive power command value Qac_cmd. and an AC voltage command value Vac_cmd, which is a predetermined reference voltage, is added to that value to calculate an AC voltage target value Vac_ref.

内部起電圧目標値演算部83は、交流電圧目標値Vac_refに対する交流電圧Vacの偏差を比例積分演算することにより、内部起電圧目標値Ef_refを生成する。比例積分演算における伝達関数は、例えば、比例ゲインをKpとし、積分ゲインをKiとすると、Kp+Ki/sで表される。このように、無効電力指令値Qac_cmdに対する無効電力Qacの偏差である第3偏差D3に対して第2の垂下特性を与えることにより、仮想発電機において無効電力Qacを用いた自動電圧調整(AVR)制御を模擬した制御態様を容易に実現することができる。 Internal electromotive voltage target value calculation unit 83 generates internal electromotive voltage target value Ef_ref by performing a proportional integration operation on the deviation of AC voltage Vac from AC voltage target value Vac_ref. A transfer function in the proportional-integral calculation is expressed by, for example, Kp+Ki/s, where Kp is the proportional gain and Ki is the integral gain. Thus, by giving the second drooping characteristic to the third deviation D3, which is the deviation of the reactive power Qac from the reactive power command value Qac_cmd, the automatic voltage regulation (AVR) using the reactive power Qac in the virtual generator A control mode simulating control can be easily realized.

なお、内部起電圧目標値演算部83は、周波数目標値演算部80と同様に、交流電圧目標値Vac_refに対する交流電圧Vacの偏差を比例積分演算した結果に一次遅れ演算を行ってもよい。また、内部起電圧目標値演算部83は、交流電圧目標値Vac_refに対する交流電圧Vacの偏差を比例積分演算した結果または一時遅れ演算の結果に、上下限リミッタを適用してもよい。 Like frequency target value calculator 80, internal electromotive voltage target value calculator 83 may perform first-order lag calculation on the result of proportional-integral calculation of the deviation of AC voltage Vac from AC voltage target value Vac_ref. Further, the internal electromotive voltage target value calculation section 83 may apply the upper and lower limit limiters to the result of the proportional integral calculation or the result of the temporary delay calculation of the deviation of the AC voltage Vac from the AC voltage target value Vac_ref.

[電流指令値演算部]
図5は、図1に示す制御器における電流指令値演算部の構成を示すブロック図である。図5に示すように、電流指令値演算部84において、内部相差角演算部82で算出された内部相差角θと、内部起電圧目標値演算部83で算出された内部起電圧目標値Ef_refと、電圧演算部71で算出されたd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqとが関数演算部89に入力される。関数演算部89は、次式に示す演算を行い、電流目標値Id_ref,Iq_refを算出する。
[Current command value calculator]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a current command value calculator in the controller shown in FIG. As shown in FIG. 5, in the current command value calculator 84, the internal phase difference angle θ calculated by the internal phase difference angle calculator 82, the internal electromotive voltage target value Ef_ref calculated by the internal electromotive voltage target value calculator 83, and the , the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq calculated by the voltage calculator 71 are input to the function calculator 89 . The function calculator 89 performs calculations shown in the following equations to calculate current target values Id_ref and Iq_ref.

Figure 2023086352000007
Figure 2023086352000007

上記式で求められる電流目標値Id_ref,Iq_refは、交流配線5における交流電圧Vacと同じ電圧を出力する電源と、内部起電圧目標値Ef_refと同じ電圧を出力する電源との間に総合インピーダンスr+jxが接続されたと仮定した場合に、当該総合インピーダンスに流れる電流値である。 The current target values Id_ref and Iq_ref obtained by the above equations are determined by the total impedance r+jx between the power supply that outputs the same voltage as the AC voltage Vac in the AC wiring 5 and the power supply that outputs the same voltage as the internal electromotive voltage target value Ef_ref. It is the value of the current that flows through the total impedance when it is assumed that they are connected.

ところで、総合インピーダンスr+jxは、蓄電設備3の内部インピーダンスr+jxと、蓄電設備3と交流電源系統2との間の外部インピーダンスr+jxの和として定義される。しかし、実際の蓄電設備3における内部インピーダンスr+jxはほぼゼロに等しく、総合インピーダンスr+jxは蓄電設備3と交流配線5との間の外部インピーダンスr+jxにほぼ等しい。しかしながら、前述のとおり、本実施の形態においては、電流目標値Id_ref,Iq_refを算出するに際して、蓄電設備3の内部インピーダンスr+jxと、蓄電設備3と交流電源系統2との間の外部インピーダンスr+jxとの和である総合インピーダンスr+jxを用いることとした。 By the way, the total impedance r+jx is defined as the sum of the internal impedance r s +jx s of the power storage equipment 3 and the external impedance r l +jx l between the power storage equipment 3 and the AC power supply system 2 . However, the internal impedance r s +jx s in the actual power storage equipment 3 is substantially equal to zero, and the overall impedance r+jx is substantially equal to the external impedance r l +jx l between the power storage equipment 3 and the AC wiring 5 . However, as described above, in the present embodiment, when calculating the current target values Id_ref and Iq_ref, the internal impedance r s +jx s of the power storage equipment 3 and the external impedance between the power storage equipment 3 and the AC power supply system 2 We decided to use the total impedance r+jx, which is the sum of r l +jx l .

特に、蓄電設備3の内部インピーダンスr+jxを仮想的に大きくして、総合インピーダンスr+jxを求め、この仮想インピーダンスを用いて電流目標値Id_ref,Iq_refを算出すれば、安定した運転が可能となる。なぜならば、複数の電力変換器4を並列運転した場合、電力変換器4間のわずかな電圧差で大きく出力バランスが崩れてしまうのは、電力変換器4のインピーダンスが低いからである。蓄電設備3の内部インピーダンスを仮想的に大きくすることにより、電力変換器4のインピーダンスが高くなり、電圧差による出力バランスが不安定になるのを防止することができる。例えば、内部インピーダンスr+jxが現実的にはほぼゼロのところ、総合インピーダンスにおいて抵抗分を0.1PU、リアクタンス分を0.4PUとすればかなりの安定化を図ることができる。 In particular, by virtually increasing the internal impedance r s +jx s of the power storage equipment 3 to obtain the overall impedance r + jx, and using this virtual impedance to calculate the current target values Id_ref and Iq_ref, stable operation is possible. . This is because when a plurality of power converters 4 are operated in parallel, even a slight voltage difference between the power converters 4 causes the output balance to be greatly disturbed because the impedance of the power converters 4 is low. Virtually increasing the internal impedance of the power storage equipment 3 increases the impedance of the power converter 4, which can prevent the output balance from becoming unstable due to the voltage difference. For example, when the internal impedance r s +jx s is practically almost zero, considerable stabilization can be achieved by setting the total impedance to 0.1 PU for the resistance component and 0.4 PU for the reactance component.

つまり、電流指令値演算部84は、仮想発電機が電力変換器4の代わりに交流配線5に接続されていると仮定し、当該仮想発電機が内部起電圧目標値演算部83と内部相差角演算部82とにより求められた内部起電圧を発生させた場合に、交流配線5に出力される電流値を推定している。これにより、電力変換器4の見掛け上のインピーダンスが上昇し、交流電源系統2との連系運転時や電力変換器4同士の並列運転においてシステムが不安定になることを抑制している。 That is, the current command value calculation unit 84 assumes that the virtual generator is connected to the AC wiring 5 instead of the power converter 4, and the virtual generator is connected to the internal electromotive voltage target value calculation unit 83 and the internal phase difference angle The current value output to the AC wiring 5 is estimated when the internal electromotive force obtained by the calculation unit 82 is generated. As a result, the apparent impedance of the power converter 4 rises, and the system is prevented from becoming unstable during interconnected operation with the AC power supply system 2 or parallel operation between the power converters 4 .

さらに、電流指令値演算部84は、電流目標値Id_ref,Iq_refを所定の第1範囲内に制限して電流指令値Id_cmd,Iq_cmdを生成する。すなわち、関数演算部89の出力である電流目標値Id_ref,Iq_refは、それぞれリミッタ90,91に入力される。 Furthermore, the current command value calculator 84 limits the current target values Id_ref and Iq_ref to within a predetermined first range to generate the current command values Id_cmd and Iq_cmd. That is, the current target values Id_ref and Iq_ref that are the outputs of the function calculator 89 are input to the limiters 90 and 91, respectively.

リミッタ90は、d軸電流目標値Id_refが第1範囲の上限値以上である場合、当該上限値をd軸電流指令値Id_cmdとして出力する。リミッタ90は、d軸電流目標値Id_refが第1範囲の下限値以下である場合、当該下限値をd軸電流指令値Id_cmdとして出力する。リミッタ90は、d軸電流目標値Id_refが第1範囲内である場合、d軸電流目標値Id_refをd軸電流指令値Id_cmdとして出力する。リミッタ91は、q軸電流目標値Iq_refに対して、リミッタ90と同様の制限処理を行う。なお、リミッタ90,91において設定される上限値および下限値は、それぞれ互いに異なる値でもよいし、同じ値でもよい。リミッタ90,91が出力した電流指令値Id_cmd,Iq_cmdは、駆動信号生成部85に入力される。 When the d-axis current target value Id_ref is equal to or greater than the upper limit value of the first range, the limiter 90 outputs the upper limit value as the d-axis current command value Id_cmd. When the d-axis current target value Id_ref is equal to or less than the lower limit value of the first range, the limiter 90 outputs the lower limit value as the d-axis current command value Id_cmd. The limiter 90 outputs the d-axis current target value Id_ref as the d-axis current command value Id_cmd when the d-axis current target value Id_ref is within the first range. The limiter 91 performs the same limiting process as the limiter 90 on the q-axis current target value Iq_ref. The upper limit value and lower limit value set in the limiters 90 and 91 may be mutually different values or may be the same value. The current command values Id_cmd and Iq_cmd output by the limiters 90 and 91 are input to the drive signal generator 85 .

さらに、電流指令値演算部84は、電流目標値Id_ref,Iq_refに対する電流指令値Id_cmd,I_cmdの偏差である第4偏差D4d,D4qとして得られる電流偏差Id_cmp,Iq_cmpと、系統電圧Vd,Vqとから電力補正値Pac_cmpを算出する。 Furthermore, the current command value calculation unit 84 calculates current deviations Id_cmp and Iq_cmp obtained as fourth deviations D4d and D4q, which are deviations of the current command values Id_cmd and I_cmd from the current target values Id_ref and Iq_ref, and the system voltages Vd and Vq. A power correction value Pac_cmp is calculated.

より具体的には、電流指令値演算部84は、リミッタ90の入力であるd軸電流目標値Id_refからリミッタ90の出力であるd軸電流指令値Id_cmdを差し引いてd軸電流偏差Id_cmp=D4d=Id_ref-Id_cmdを生成する。同様に、電流指令値演算部84は、リミッタ91の入力であるq軸電流目標値Iq_refからリミッタ91の出力であるq軸電流指令値Iq_cmdを差し引いてq軸電流偏差Iq_cmp=D4q=Iq_ref-Iq_cmdを生成する。電流偏差Id_cmp,Iq_cmpおよび系統電圧Vd,Vqは、電力補正値演算部92に入力される。 More specifically, the current command value calculator 84 subtracts the d-axis current command value Id_cmd, which is the output of the limiter 90, from the d-axis current target value Id_ref, which is the input of the limiter 90, to obtain the d-axis current deviation Id_cmp=D4d= Generate Id_ref-Id_cmd. Similarly, the current command value calculator 84 subtracts the q-axis current command value Iq_cmd, which is the output of the limiter 91, from the q-axis current target value Iq_ref, which is the input of the limiter 91, to obtain the q-axis current deviation Iq_cmp=D4q=Iq_ref-Iq_cmd. to generate Current deviations Id_cmp, Iq_cmp and system voltages Vd, Vq are input to electric power correction value calculator 92 .

電力補正値演算部92は、d軸電圧Vdにd軸電流偏差Id_cmpを掛けた値と、q軸電圧Vqにq軸電流偏差Iq_cmpを掛けた値とを加えて電力補正値Pac_cmpを算出する。すなわち、電力補正値Pac_cmpは、Pac_cmp=Vd*Id_cmp+Vq*Iq_cmpで表される。 The power correction value calculator 92 calculates the power correction value Pac_cmp by adding the value obtained by multiplying the d-axis voltage Vd by the d-axis current deviation Id_cmp and the value obtained by multiplying the q-axis voltage Vq by the q-axis current deviation Iq_cmp. That is, the power correction value Pac_cmp is represented by Pac_cmp=Vd*Id_cmp+Vq*Iq_cmp.

電流指令値演算部84では、仮想発電機モデルから算出される理論上の電流出力である電流目標値Id_ref,Iq_refに対して、電力変換器4がトリップしないように、電流指令値Id_cmd,Iq_cmdを第1範囲内に制限している。電力補正値Pac_cmpは、仮想発電機モデルから算出される理論上の電流出力に対して、電力変換器4の上記制約から出力できなかった電力に相当する。 The current command value calculator 84 calculates the current command values Id_cmd and Iq_cmd so that the power converter 4 does not trip with respect to the current target values Id_ref and Iq_ref, which are the theoretical current outputs calculated from the virtual generator model. It is limited within the first range. The power correction value Pac_cmp corresponds to the power that could not be output due to the above restrictions of the power converter 4 with respect to the theoretical current output calculated from the virtual generator model.

電力補正値Pac_cmpは、上述したように、周波数目標値演算部80に入力される。周波数目標値演算部80は、図2に示すように、所定の有効電力指令値Pac_cmdに対する有効電力Pacの偏差である第1偏差D1から電力補正値Pac_cmpを差し引く。これにより、周波数目標値演算部80は、電力補正値Pac_cmpにより第1偏差D1=Pac_cmd-Pacを補正することにより、周波数目標値fac_refを補正する。 The power correction value Pac_cmp is input to the frequency target value calculator 80 as described above. As shown in FIG. 2, the frequency target value calculator 80 subtracts the power correction value Pac_cmp from the first deviation D1, which is the deviation of the active power Pac from the predetermined active power command value Pac_cmd. Accordingly, the frequency target value calculator 80 corrects the frequency target value fac_ref by correcting the first deviation D1=Pac_cmd−Pac with the power correction value Pac_cmp.

このように、電流指令値Id_cmd,Iq_cmdが仮想発電機モデルから算出される理論上の電流出力に対して制限されることにより、電力変換器4から仮想発電機モデルに応じた電力が出力されない場合であっても、周波数目標値演算部80において、電力変換器4から仮想発電機モデルに応じた電力が出力されたと仮定して周波数目標値fac_refが算出される。したがって、電流指令値Id_cmd,Iq_cmdが制限されたことによって周波数目標値fac_refが過大になることを抑制することができる。 In this way, when the current command values Id_cmd and Iq_cmd are limited to the theoretical current output calculated from the virtual generator model, power converter 4 does not output power corresponding to the virtual generator model. Even so, the frequency target value fac_ref is calculated in the frequency target value calculation unit 80 on the assumption that the electric power corresponding to the virtual generator model is output from the power converter 4 . Therefore, it is possible to prevent the target frequency value fac_ref from becoming excessive due to the restriction of the current command values Id_cmd and Iq_cmd.

[駆動信号生成部]
図6は、図1に示す制御器における駆動信号生成部の構成を示すブロック図である。図6に示すように、駆動信号生成部85には、交流配線5における電流Id,Iq、位相φacおよび電流指令値Id_cmd,Iq_cmdが入力される。駆動信号生成部85は、系統電流Id,Iqが電流指令値Id_cmd,Iq_cmdになるような駆動信号Soを生成し、電力変換器4に出力する。
[Drive signal generator]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a drive signal generator in the controller shown in FIG. 1; As shown in FIG. 6, the drive signal generator 85 receives the currents Id and Iq, the phase φac and the current command values Id_cmd and Iq_cmd in the AC wiring 5 . The drive signal generator 85 generates a drive signal So that makes the system currents Id and Iq equal to the current command values Id_cmd and Iq_cmd, and outputs the drive signal So to the power converter 4 .

具体的には、駆動信号生成部85は、電流指令値Id_cmd,Iq_cmdに対する系統電流Id,Iqの偏差である第5偏差D5d=Id_cmd-Id,D5q=Iq_cmd-Iqを比例積分演算する。さらに、駆動信号生成部85は、系統電圧を所定の制限範囲内に制限した制限電圧を生成する。制限電圧は、少なくともd軸電圧Vdまたはq軸電圧Vqが所定の制限範囲内で変化し得る電圧である。 Specifically, the drive signal generator 85 performs proportional integral calculation of fifth deviations D5d=Id_cmd−Id and D5q=Iq_cmd−Iq, which are the deviations of the system currents Id and Iq from the current command values Id_cmd and Iq_cmd. Furthermore, the drive signal generator 85 generates a limit voltage that limits the system voltage within a predetermined limit range. The limit voltage is a voltage that allows at least the d-axis voltage Vd or the q-axis voltage Vq to vary within a predetermined limit range.

本実施の形態においては、駆動信号生成部85にd軸電圧Vdが入力される。駆動信号生成部85に入力されたd軸電圧Vdは、リミッタ93に入力される。リミッタ93は、d軸電圧Vdを所定の第2範囲に制限したd軸制限電圧Vdlを出力する。本実施の形態において、d軸制限電圧Vdlの大きさは、d軸電圧Vdの定格電圧を1としたとき、0以上1以下である。駆動信号生成部85は、d軸電流Idに関する第5偏差D5dについての比例積分演算の結果に、d軸制限電圧Vdlを加える。すなわち、d軸電流Idに関する第5偏差D5dについての比例積分演算の結果に加えられるd軸制限電圧Vdlは、d軸電圧Vdの大きさが定格電圧以下である場合、そのときのd軸電圧Vdに応じて変化し得る。 In this embodiment, the d-axis voltage Vd is input to the drive signal generator 85 . The d-axis voltage Vd input to the drive signal generator 85 is input to the limiter 93 . The limiter 93 outputs a d-axis limit voltage Vdl that limits the d-axis voltage Vd to a predetermined second range. In the present embodiment, the magnitude of the d-axis limiting voltage Vdl is 0 or more and 1 or less, where 1 is the rated voltage of the d-axis voltage Vd. The drive signal generator 85 adds the d-axis limit voltage Vdl to the result of the proportional integral calculation for the fifth deviation D5d with respect to the d-axis current Id. That is, the d-axis limit voltage Vdl added to the result of the proportional integral calculation for the fifth deviation D5d with respect to the d-axis current Id is the d-axis voltage Vd at that time when the magnitude of the d-axis voltage Vd is equal to or less than the rated voltage. can vary depending on

なお、本実施の形態においては、q軸電流Iqに関する第5偏差D5qについての比例積分演算の結果に、q軸制限電圧は加えない。これは、従来のq軸電圧加算項として固定値である0を加えるのに等しい。 Note that in the present embodiment, the q-axis limiting voltage is not added to the result of the proportional integral calculation for the fifth deviation D5q with respect to the q-axis current Iq. This is equivalent to adding a fixed value of 0 as a conventional q-axis voltage additive term.

さらに、駆動信号生成部85は、交流配線5における電流に関する第5偏差D5d,D5qについての比例積分演算の結果から干渉成分を差し引く。仮想発電機においてd軸電流Idとq軸電流Iqとの間にはd軸電流Idが変化するとq軸電流Iqが変化し、q軸電流Iqが変化するとd軸電流Idが変化するという干渉が生じる。駆動信号生成部85は、電流指令値Id_cmd,Iq_cmdに基づく電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdからこのような干渉成分を取り除く非干渉処理を行う。 Further, the drive signal generation unit 85 subtracts the interference component from the result of the proportional integral calculation for the fifth deviations D5d and D5q regarding the current in the AC wiring 5. In the virtual generator, there is interference between the d-axis current Id and the q-axis current Iq, such that when the d-axis current Id changes, the q-axis current Iq changes, and when the q-axis current Iq changes, the d-axis current Id changes. occur. The drive signal generator 85 performs non-interference processing to remove such interference components from the voltage command values Vd_cmd and Vq_cmd based on the current command values Id_cmd and Iq_cmd.

具体的には、駆動信号生成部85は、d軸電流Idに関する第5偏差D5dについての比例積分演算の結果からq軸電流Iqに所定のゲインXqを掛けたq軸干渉成分XqIqを差し引く。同様に、駆動信号生成部85は、q軸電流Iqに関する第5偏差D5qについての比例積分演算の結果にd軸電流Idに所定のゲインXdを掛けたd軸干渉成分XdIdを加える。 Specifically, the drive signal generation unit 85 subtracts the q-axis interference component XqIq obtained by multiplying the q-axis current Iq by a predetermined gain Xq from the result of the proportional integral calculation for the fifth deviation D5d with respect to the d-axis current Id. Similarly, the drive signal generator 85 adds a d-axis interference component XdId obtained by multiplying the d-axis current Id by a predetermined gain Xd to the result of the proportional-integral operation for the fifth deviation D5q with respect to the q-axis current Iq.

以上より、駆動信号生成部85は、下記式により電流指令値Id_cmd,Iq_cmdから電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdを算出する。ここで、Kd,Kq,Xd,Xqは所定のゲインを表し、Tid,Tiqは、所定の時定数を表す。 As described above, the drive signal generator 85 calculates the voltage command values Vd_cmd and Vq_cmd from the current command values Id_cmd and Iq_cmd by the following equations. Here, Kd, Kq, Xd and Xq represent predetermined gains, and Tid and Tiq represent predetermined time constants.

Figure 2023086352000008
Figure 2023086352000008

駆動信号生成部85は、電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdから三相交流である交流配線5の各相の瞬時電圧v,v,vの目標値va_ref,vb_ref,vc_refを算出する。具体的には、電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdは、dq-abc変換部94に入力される。dq-abc変換部94は、下記式に基づいて電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdから交流配線5の各相の瞬時電圧の目標値va_ref,vb_ref,vc_refを算出する。 The drive signal generator 85 calculates the target values va_ref, vb_ref, vc_ref of the instantaneous voltages va , vb , vc of each phase of the AC wiring 5, which is a three-phase AC, from the voltage command values Vd_cmd, Vq_cmd . . Specifically, the voltage command values Vd_cmd and Vq_cmd are input to the dq-abc converter 94 . The dq-abc converter 94 calculates the target values v a_ref , v b_ref , and v c_ref of the instantaneous voltages of the respective phases of the AC wiring 5 from the voltage command values Vd_cmd, Vq_cmd based on the following equations.

Figure 2023086352000009
Figure 2023086352000009

算出された瞬時電圧の目標値va_ref,vb_ref,vc_refは、信号変換部95に入力される。信号変換部95は、瞬時電圧の目標値va_ref,vb_ref,vc_refに基づいて電力変換器4をスイッチングするための駆動信号Soを生成する。例えば、駆動信号Soは、PWM制御信号である。駆動信号生成部85は、このようにして生成された駆動信号Soを出力する。駆動信号Soは、電力変換器4に入力され、交流配線5への出力電圧が駆動信号Soに基づいて制御される。 The calculated instantaneous voltage target values v a — ref , v b — ref , and v c — ref are input to the signal converter 95 . The signal converter 95 generates a drive signal So for switching the power converter 4 based on the instantaneous voltage target values va_ref , vb_ref , and vc_ref . For example, the drive signal So is a PWM control signal. The drive signal generator 85 outputs the drive signal So generated in this way. The drive signal So is input to the power converter 4, and the output voltage to the AC wiring 5 is controlled based on the drive signal So.

[効果]
本実施の形態によれば、電力変換器4の代わりに交流配線5に仮想発電機が接続されたと仮定した場合に当該仮想発電機が交流配線5に出力する電力を模擬するために、仮想発電機の内部起電圧目標値Ef_refおよび内部相差角θが算出され、当該内部起電圧目標値Ef_ref、内部相差角θおよび交流配線5における電圧Vd,Vqから仮想発電機から出力される電流を推定している。電源系統1において系統事故等が発生し、瞬間的な電圧低下が発生すると、この電流の推定値が過大な値となる。そのため、当該電流の推定値をそのまま電流指令値として電力変換器4を駆動すると、電力変換器4が過電流によりトリップまたは破損する恐れがある。この結果、瞬間的な電圧低下時において運転継続し、かつ、交流電源系統2における電圧回復時に電圧低下状態から早急に復旧することができなくなる。
[effect]
According to the present embodiment, assuming that a virtual generator is connected to the AC wiring 5 instead of the power converter 4, in order to simulate the power that the virtual generator outputs to the AC wiring 5, The internal electromotive voltage target value Ef_ref and the internal phase difference angle θ of the generator are calculated, and the current output from the virtual generator is estimated from the internal electromotive voltage target value Ef_ref, the internal phase difference angle θ, and the voltages Vd and Vq in the AC wiring 5. ing. If a system fault or the like occurs in the power supply system 1 and a momentary voltage drop occurs, the estimated value of this current becomes an excessive value. Therefore, if the power converter 4 is driven using the estimated value of the current as it is as the current command value, the power converter 4 may be tripped or damaged due to overcurrent. As a result, it becomes impossible to continue the operation in the event of a momentary voltage drop and to quickly recover from the voltage drop state when the voltage in the AC power supply system 2 recovers.

そこで、本実施の形態においては、リミッタ90,91により、仮想発電機から出力される電流として推定された電流目標値Id_ref,Iq_refを第1範囲内に制限した電流指令値Id_cmd,Iq_cmdを用いて電力変換器4が駆動される。これにより、瞬間的な電圧低下時の過電流を抑制することができる。さらに、d軸電流指令値Id_cmdのフィードバックループに、d軸電圧Vdを第2範囲内に制限したd軸制限電圧Vdlが加算されるため、瞬間的な電圧低下時の電流制御の応答性を高めることができ、過電流によるトリップを防止することができる。 Therefore, in the present embodiment, the current command values Id_cmd and Iq_cmd obtained by limiting the current target values Id_ref and Iq_ref estimated as the current output from the virtual generator to within the first range by the limiters 90 and 91 are used. Power converter 4 is driven. As a result, it is possible to suppress overcurrent when the voltage drops momentarily. Furthermore, since the d-axis limit voltage Vdl, which limits the d-axis voltage Vd within the second range, is added to the feedback loop of the d-axis current command value Id_cmd, the responsiveness of current control during an instantaneous voltage drop is enhanced. It is possible to prevent tripping due to overcurrent.

上記のように、本実施の形態においては、仮想発電機から出力される電流の推定値をリミッタ90,91により制限しているため、電力変換器4から出力される電力も制限される。本実施の形態では、所定の有効電力指令値Pac_cmdに対する有効電力Pacの偏差である第1偏差D1から仮想発電機における周波数目標値fac_refが推定され、当該周波数目標値fac_refから内部相差角θが算出される。 As described above, in the present embodiment, the estimated value of the current output from the virtual power generator is limited by the limiters 90 and 91, so the power output from the power converter 4 is also limited. In the present embodiment, the frequency target value fac_ref in the virtual generator is estimated from the first deviation D1, which is the deviation of the active power Pac from the predetermined active power command value Pac_cmd, and the internal phase difference angle θ is calculated from the frequency target value fac_ref. be done.

そのため、瞬間的な電圧低下時において有効電力Pacが制限されると、第1偏差D1が増大し、周波数目標値fac_refも増大する。この結果、瞬間的な電圧低下時において内部相差角θが理論値よりも大きくなり、電圧低下状態からの復旧時に電源系統1において大きな電力動揺を生じさせてしまう。このため、交流電源系統2における電圧回復時に電圧低下状態からの早急な復旧ができなくなる恐れがある。 Therefore, when the active power Pac is limited during a momentary voltage drop, the first deviation D1 increases and the frequency target value fac_ref also increases. As a result, the internal phase difference angle .theta. becomes larger than the theoretical value when the voltage drops instantaneously, causing a large power fluctuation in the power supply system 1 when recovering from the voltage drop. Therefore, when the voltage in the AC power supply system 2 recovers, it may not be possible to quickly recover from the voltage drop state.

そこで、本実施の形態においては、電流目標値Id_ref,Iq_refに対する電流指令値Id_cmd,I_cmdの偏差である第4偏差D4d=Id_cmp,D4q=Iq_cmpと、交流配線5における電圧Vd,Vqとから電力補正値Pac_cmpが算出される。算出された電力補正値Pac_cmpが周波数目標値fac_refを算出するための第1偏差D1から差し引かれる。これにより、リミッタ90,91で制限されることによる電力の出力低下に伴う周波数目標値fac_refの上昇が抑制され、瞬間的な電圧低下時に生じる内部相差角θの増大が抑制される。したがって、交流電源系統2における電圧回復時に電力動揺の発生が抑制され、電力変換器4における連系運転を電圧低下状態から早急に復旧させることができる。 Therefore, in the present embodiment, power correction is performed based on the fourth deviation D4d=Id_cmp, D4q=Iq_cmp, which is the deviation of the current command values Id_cmd, I_cmd from the current target values Id_ref, Iq_ref, and the voltages Vd, Vq in the AC wiring 5. A value Pac_cmp is calculated. The calculated power correction value Pac_cmp is subtracted from the first deviation D1 for calculating the frequency target value fac_ref. As a result, an increase in the frequency target value fac_ref accompanying a decrease in power output due to the limitation by the limiters 90 and 91 is suppressed, and an increase in the internal phase difference angle θ that occurs during an instantaneous voltage drop is suppressed. Therefore, when the voltage in the AC power supply system 2 recovers, the occurrence of power fluctuation is suppressed, and the interconnection operation in the power converter 4 can be quickly restored from the voltage drop state.

従来の仮想発電機モデル制御においては、制御方式を変更することなく連系運転と自立運転とを切り替えることを可能とするために、駆動信号生成部において電流フィードバックがPI制御により行われ、系統電圧の加算項として、d軸電圧Vd=1、q軸電圧Vq=0が加算されることにより、電圧指令値Vd_cmd,Vq_cmdが算出される。これにより、制御方式を変更することなく連系運転と自立運転との間の切り替えが可能となる反面、瞬間的な電圧低下が生じた場合に追従が遅れ、過渡的に過大な電流が流れる恐れがある。 In the conventional virtual generator model control, in order to switch between grid-connected operation and isolated operation without changing the control method, current feedback is performed by PI control in the drive signal generation unit, and the system voltage As additional terms of , the voltage command values Vd_cmd and Vq_cmd are calculated by adding the d-axis voltage Vd=1 and the q-axis voltage Vq=0. This makes it possible to switch between grid-connected operation and isolated operation without changing the control method, but on the other hand, if there is a momentary voltage drop, the follow-up is delayed and there is a risk of a transient excessive current flow. There is

これに対し、本実施の形態においては、駆動信号生成部85において、系統電圧の加算項として、交流配線5における電圧を制限した電圧が加えられる。すなわち、駆動信号生成部85は、d軸電流に関する第5偏差D5d=Id_cmd-Idについての比例積分演算の結果に、d軸制限電圧Vdlを加算する。これにより、従来の仮想発電機モデル制御と同様に制御方式を変更することなく連系運転と自立運転との間の切り替えを可能としつつ、瞬間的な電圧低下発生時における電流制御の応答性を高めることができる。 On the other hand, in the present embodiment, in the drive signal generator 85, a voltage obtained by limiting the voltage in the AC wiring 5 is added as an addition term of the system voltage. That is, the drive signal generator 85 adds the d-axis limiting voltage Vdl to the result of the proportional integral calculation for the fifth deviation D5d=Id_cmd−Id regarding the d-axis current. This makes it possible to switch between grid-connected operation and isolated operation without changing the control method in the same way as the conventional virtual generator model control, while improving the responsiveness of current control when a momentary voltage drop occurs. can be enhanced.

また、瞬間的な電圧低下時における運転継続および電圧低下状態からの早急な復旧を実現するための他の方法として、瞬間的な電圧低下の発生を検出し、一時的に制御方式を切り替えることが考えられる。しかし、この場合、瞬間的な電圧低下の発生を検出するための追加の設備が必要となる。一方で、本実施の形態によれば、瞬間的な電圧低下の発生時においても、制御方式を変更する必要がない。したがって、瞬間的な電圧低下の発生を検出する必要がないため、電源系統1において追加の設備を必要とすることなく瞬間的な電圧低下時における運転継続および交流電源系統における電圧回復時の電圧低下状態からの早急な復旧を実現できる。 In addition, as another method for realizing continuation of operation and quick recovery from the voltage drop state at the moment of voltage drop, it is possible to detect the momentary voltage drop and temporarily switch the control method. Conceivable. However, in this case, additional equipment is required to detect the occurrence of a momentary voltage drop. On the other hand, according to the present embodiment, there is no need to change the control method even when a momentary voltage drop occurs. Therefore, since it is not necessary to detect the occurrence of a momentary voltage drop, there is no need for additional equipment in the power supply system 1 to continue operation at the moment of the momentary voltage drop and the voltage drop at the time of voltage recovery in the AC power system. Rapid recovery from the state can be realized.

[シミュレーション結果]
(1)瞬間的な電圧低下の発生に関するシミュレーション
以下に、第1シミュレーションとして、上記実施の形態の電源系統1において瞬間的な電圧低下を発生させた場合のシミュレーションの結果を以下に示す。第1シミュレーションでは、実施例として、図1に示される電源系統1について、交流電源系統2において残留電圧20%、継続時間0.3秒の瞬間的な電圧低下が発生した場合の挙動についてのシミュレーションを実施し、比較例と比較した。第1シミュレーションにおいては、シミュレーション開始から5秒後に瞬間的な電圧低下が発生し、さらに0.3秒後に交流電源系統2における電圧が回復している。
[simulation result]
(1) Simulation Regarding Occurrence of Instantaneous Voltage Drop As a first simulation, the results of a simulation in which an instantaneous voltage drop occurs in the power supply system 1 of the above-described embodiment are shown below. In the first simulation, as an example, for the power supply system 1 shown in FIG. was carried out and compared with the comparative example. In the first simulation, a momentary voltage drop occurs 5 seconds after the start of the simulation, and the voltage in the AC power supply system 2 recovers 0.3 seconds later.

なお、比較例は、図1に示す電源系統1において電力補正値Pac_cmpによる補正が行われないこと、および、電流フィードバック制御において、制限電圧加算項であるd軸制限電圧Vdlの加算および干渉成分XqIq,XdIdの減算が行われず、交流配線5における電流に関する第5偏差D5d,D5qについてPI制御を行っていることが相違する。なお、比較例においても、図5に示す電流指令値演算部84におけるリミッタ90,91による電流制限は行われるとした。 In the comparative example, the correction by the power correction value Pac_cmp is not performed in the power supply system 1 shown in FIG. , and XdId are not subtracted, and the PI control is performed for the fifth deviations D5d and D5q regarding the current in the AC wiring 5 . Also in the comparative example, the current is limited by the limiters 90 and 91 in the current command value calculator 84 shown in FIG.

図7は、第1シミュレーションにおける出力電力の時間変化を示すグラフである。比較例における出力電力Pcのグラフによれば、シミュレーション開始から5.3秒後の交流電源系統2における電圧回復後、電力変換器の出力電力Pcが大きく負の領域に振れている。これは、後述する内部相差角のシミュレーション結果からも分かるように、瞬間的な電圧低下中に生じた内部相差角の増大が過大となり、脱調現象が発生したと考えられる。このため、例えば、系統連系規程(JEAC9701)において定められるFRT要件の1つである、交流電源系統における電圧回復後、0.1秒以内に電圧低下前の出力の80%以上に復旧することを満足することができない。 FIG. 7 is a graph showing temporal changes in output power in the first simulation. According to the graph of the output power Pc in the comparative example, after the voltage recovery in the AC power supply system 2 5.3 seconds after the start of the simulation, the output power Pc of the power converter largely swings into the negative region. As can be seen from the simulation results of the internal phase difference angle, which will be described later, it is considered that the increase in the internal phase difference angle that occurred during the momentary voltage drop became excessive and the step-out phenomenon occurred. For this reason, for example, one of the FRT requirements stipulated in the grid interconnection regulations (JEAC9701) is that after voltage recovery in the AC power system, the output must be restored to 80% or more of the output before the voltage drop within 0.1 seconds. can't satisfy you.

一方、実施例における出力電力Peのグラフによれば、脱調現象は発生せず、電圧回復後の電力動揺が低く抑えられている。この結果、上記FRT要件を満足している。これは、電力補正値Pac_cmpを用いた電力補償制御により、瞬間的な電圧低下時における周波数目標値fac_refおよび内部相差角θの上昇が抑制されていることに起因すると考えられる。 On the other hand, according to the graph of the output power Pe in the example, the step-out phenomenon does not occur, and the power fluctuation after voltage recovery is kept low. As a result, the above FRT requirements are satisfied. This is probably because the power compensation control using the power correction value Pac_cmp suppresses increases in the frequency target value fac_ref and the internal phase difference angle θ during an instantaneous voltage drop.

図8は、第1シミュレーションにおける周波数の時間変化を示すグラフである。図8のグラフにおける周波数は、電圧演算部71で得られる周波数facに相当する値である。比較例における周波数frcのグラフによれば、瞬間的な電圧低下時において、電流指令値に対する制限が行われることにより、出力電力が抑制されるため、周波数frcが上昇する。さらに、電圧回復後は、脱調現象が発生し、周波数frcがさらに上昇する結果となった。 FIG. 8 is a graph showing temporal changes in frequency in the first simulation. The frequency in the graph of FIG. 8 is a value corresponding to the frequency fac obtained by the voltage calculator 71 . According to the graph of the frequency frc in the comparative example, when the voltage drops momentarily, the output power is suppressed by limiting the current command value, so the frequency frc rises. Furthermore, after the voltage recovery, a step-out phenomenon occurred, resulting in a further increase in the frequency frc.

一方、実施例における周波数freのグラフによれば、電力補正値Pac_cmpを用いた電力補償制御により、周波数freの上昇が抑制されている。電圧回復後も脱調現象は発生せず、周波数freは一旦減少するものの、その後短期間で元の周波数に近い値に復帰している。 On the other hand, according to the graph of the frequency fre in the example, an increase in the frequency fre is suppressed by the power compensation control using the power correction value Pac_cmp. The step-out phenomenon does not occur even after the voltage recovery, and although the frequency fre once decreases, it returns to a value close to the original frequency in a short period of time thereafter.

図9は、第1シミュレーションにおける内部相差角の時間変化を示すグラフである。比較例における内部相差角θcのグラフと実施例における内部相差角θeのグラフとを比較すると、比較例における内部相差角θcの方が瞬間的な電圧低下時により大きく変化している。さらに、比較例においては、電圧回復後に瞬間的に正の値から負の値に変化している。これは、瞬間的な電圧低下時の比較例における内部相差角θcの変化の傾きが大きいために、電圧回復時に位相差を戻すことができず、そのまま脱調状態に至ったことを示している。 FIG. 9 is a graph showing temporal changes in the internal retardation angle in the first simulation. Comparing the graph of the internal phase difference angle θc in the comparative example with the graph of the internal phase difference angle θe in the example, the internal phase difference angle θc in the comparative example changes more greatly at the time of the instantaneous voltage drop. Furthermore, in the comparative example, the positive value instantaneously changes to a negative value after the voltage recovery. This indicates that the inclination of the change in the internal phase difference angle θc in the comparative example at the time of the momentary voltage drop was large, so the phase difference could not be restored at the time of the voltage recovery, and the step-out state occurred as it was. .

一方、実施例における内部相差角θeのグラフによれば、電圧回復後、内部相差角θeは、元の状態に戻っている。これは電力補正値Pac_cmpを用いた電力補償制御の効果によると考えらえる。 On the other hand, according to the graph of the internal phase difference angle θe in Example, the internal phase difference angle θe returns to its original state after the voltage recovery. This is considered to be due to the effect of power compensation control using the power correction value Pac_cmp.

図10は、第1シミュレーションにおける実施例のd軸電流指令値およびd軸電流の時間変化を示すグラフである。また、図11は、第1シミュレーションにおける比較例のd軸電流指令値およびd軸電流の時間変化を示すグラフである。また、図12は、第1シミュレーションにおける電力変換器からの出力電流の時間変化を示すグラフである。図12のグラフにおける出力電流は、上記式(3)で得られる電力変換器4から交流配線5に出力する交流電流Iacに相当する値である。 FIG. 10 is a graph showing temporal changes in the d-axis current command value and the d-axis current of the example in the first simulation. FIG. 11 is a graph showing temporal changes in the d-axis current command value and the d-axis current of the comparative example in the first simulation. Also, FIG. 12 is a graph showing temporal changes in the output current from the power converter in the first simulation. The output current in the graph of FIG. 12 is a value corresponding to the alternating current Iac output from the power converter 4 to the alternating current wiring 5 obtained by the above equation (3).

図11に示す比較例のグラフによれば、瞬間的な電圧低下時において、d軸電流Idcがd軸電流指令値Idccに追従できていない。すなわち、d軸電流指令値Idccがリミッタにより制限されているにもかかわらず、d軸電流Idcが当該d軸電流指令値Idccを上回っている。これに対して、図10に示す実施例のグラフによれば、d軸電流Ideがd軸電流指令値Idceにほぼ追従できている。これは、電流フィードバックループに、制限電圧加算項であるd軸制限電圧Vdlが追加されていることによると考えられる。 According to the graph of the comparative example shown in FIG. 11, the d-axis current Idc cannot follow the d-axis current command value Idcc during the momentary voltage drop. That is, although the d-axis current command value Idcc is limited by the limiter, the d-axis current Idc exceeds the d-axis current command value Idcc. In contrast, according to the graph of the embodiment shown in FIG. 10, the d-axis current Ide can substantially follow the d-axis current command value Idce. This is considered to be due to the addition of the d-axis limit voltage Vdl, which is a limit voltage addition term, to the current feedback loop.

図12に示す電流指令値に関して、比較例における電流指令値Icのグラフによれば、瞬間的な電圧低下直後において、電流指令値Icが定格電流の2.5倍を超えている。そのため、この時点で過電流により電力変換器がトリップする可能性がある。一方、実施例における電流指令値Ieのグラフによれば、瞬間的な電圧低下時においても電流指令値Ieは適切に制限されていることが分かる。 Regarding the current command value shown in FIG. 12, according to the graph of the current command value Ic in the comparative example, the current command value Ic exceeds 2.5 times the rated current immediately after the momentary voltage drop. Therefore, the power converter may trip due to overcurrent at this point. On the other hand, according to the graph of the current command value Ie in the example, it can be seen that the current command value Ie is appropriately limited even during an instantaneous voltage drop.

(2)連系運転から自立運転への移行に関するシミュレーション
以下に、第2シミュレーションとして、上記実施の形態の電源系統1において連系運転から自立運転への切り替えを行った場合のシミュレーションの結果を以下に示す。第2シミュレーションでは、第1シミュレーションと同様の実施例と比較例(以下、比較例1)とを用いて、比較例1において実現されている連系運転から自立運転への切り替えが実施例においても遜色なく実現できるかどうかを検証した。さらに、上記実施の形態の電源系統1において、電流フィードバックループに追加する電圧加算項を制限しない場合を比較例2として、連系運転から自立運転への切り替えを行った場合のシミュレーションを併せて行った。何れの例においても、シミュレーション開始から5秒のタイミングで連系運転から自立運転に切り替えた場合がシミュレーションされている。
(2) Simulation on transition from grid-connected operation to isolated operation Below, as a second simulation, the results of a simulation when switching from grid-connected operation to isolated operation in the power supply system 1 of the above embodiment are shown below. shown in In the second simulation, using the same example and comparative example (hereinafter referred to as comparative example 1) as in the first simulation, switching from grid-connected operation to isolated operation realized in comparative example 1 is also performed in the example. It was verified whether it can be realized without inferiority. Furthermore, in the power supply system 1 of the above-described embodiment, a simulation of switching from grid-connected operation to isolated operation was performed as a comparative example 2 in which the voltage addition term added to the current feedback loop was not limited. rice field. In both examples, the simulation is performed when the grid-connected operation is switched to the isolated operation at a timing of 5 seconds from the start of the simulation.

図13は、実施例についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。また、図14は、比較例1についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。これらのグラフにおける交流電圧は、上記式(1)で得られる交流電圧Vacに相当する値である。また、これらのグラフにおける周波数は、電圧演算部71で得られる周波数facに相当する値である。 FIG. 13 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring based on the results of the second simulation for the example. FIG. 14 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring based on the results of the second simulation for Comparative Example 1. In FIG. The AC voltages in these graphs are values corresponding to the AC voltage Vac obtained by the above equation (1). Further, the frequencies in these graphs are values corresponding to the frequency fac obtained by the voltage calculator 71 .

図14に示す比較例1の交流電圧Vc1および周波数fc1のグラフによれば、連系運転から自立運転への移行の際に、電力変換器から出力される電力の変動等により、交流電圧Vc1および周波数fc1がわずかに動揺する。これは仮想発電機モデル制御において期待される応答である。図13に示す実施例の交流電圧Veおよび周波数feのグラフにおいても、図14に示す比較例1のグラフと同様の結果となっている。したがって、実施例の電源系統1においても比較例1と同様に、連系運転から自立運転への切り替えが問題なく実現できると考えられる。 According to the graph of the AC voltage Vc1 and the frequency fc1 of Comparative Example 1 shown in FIG. The frequency fc1 fluctuates slightly. This is the expected response in virtual generator model control. The graph of the AC voltage Ve and the frequency fe of the example shown in FIG. 13 also shows the same result as the graph of the comparative example 1 shown in FIG. Therefore, in the power supply system 1 of the embodiment, similarly to the comparative example 1, it is considered that the switching from the grid-connected operation to the isolated operation can be realized without any problem.

図15は、比較例2についての第2シミュレーションの結果に基づく、交流配線における交流電圧および周波数の時間変化を示すグラフである。比較例2においては、シミュレーション開始から5秒後に交流電源系統2と電力変換器4との間で解列した後、交流電圧Vc2および周波数fc2がともに異常な値となり、自立運転ができていないことが分かる。 FIG. 15 is a graph showing temporal changes in AC voltage and frequency in AC wiring, based on the results of the second simulation for Comparative Example 2. FIG. In Comparative Example 2, after 5 seconds from the start of the simulation, after parallel-off between the AC power supply system 2 and the power converter 4, both the AC voltage Vc2 and the frequency fc2 became abnormal values, and self-sustained operation was not possible. I understand.

(3)シミュレーションについてのまとめ
以上の2つのシミュレーションの結果から、上記実施の形態における電源系統1の制御態様によれば、制御方式を変更することなく自立運転と連系運転との切り替えが可能であり、かつ、連系運転時に瞬間的な電圧低下が生じた場合でも連系運転を継続し、交流電源系統2における電圧回復時に電圧低下状態から早急に復旧することができることが分かる。
(3) Summary of simulation From the results of the above two simulations, according to the control mode of the power supply system 1 in the above embodiment, it is possible to switch between isolated operation and grid-connected operation without changing the control method. In addition, even if a momentary voltage drop occurs during grid-connected operation, grid-connected operation can be continued, and when the voltage in the AC power supply system 2 recovers, the voltage drop can be rapidly recovered.

[その他の実施形態]
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示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。
[Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various improvements, changes, and modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure.

例えば、上記実施の形態においては、電源系統1における交流配線5が三相系統である場合について説明したが、これに限られない。例えば、交流配線5が単相二線系統または単相三線系統の場合であっても、各種演算の方法が系統の方式に応じて異なることを除いて同様の電源系統1を構築可能である。 For example, in the above embodiment, the case where the AC wiring 5 in the power supply system 1 is a three-phase system has been described, but the present invention is not limited to this. For example, even if the AC wiring 5 is a single-phase two-wire system or a single-phase three-wire system, the same power supply system 1 can be constructed except that the method of various calculations differs depending on the system system.

また、上記実施の形態においては、駆動信号生成部85において、d軸電流Idのフィードバックループにd軸制限電圧Vdlを追加する態様を例示したが、これに加えてまたはこれに代えて、q軸電流Iqのフィードバックループにq軸制限電圧Vqlを追加してもよい。すなわち、駆動信号生成部85は、q軸電流指令値Iq_cmdに対するq軸電流Iqの偏差D5q=Iq_cmd-Iqに基づく値に、制限電圧としてq軸電圧Vqを所定の第3範囲内に制限したq軸制限電圧Vqlを加えて、q軸電圧指令値Vq_refを生成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the drive signal generator 85 exemplifies a mode in which the d-axis limit voltage Vdl is added to the feedback loop of the d-axis current Id. A q-axis limiting voltage Vql may be added to the feedback loop of the current Iq. That is, the drive signal generator 85 limits the q-axis voltage Vq as a limit voltage within a predetermined third range to a value based on the deviation D5q of the q-axis current Iq from the q-axis current command value Iq_cmd=Iq_cmd−Iq. The q-axis voltage command value Vq_ref may be generated by adding the axis limiting voltage Vql.

また、上記実施の形態においては、d軸制限電圧Vd1を生成するためのd軸電圧Vdの制限範囲である第2範囲を、d軸電圧Vdの定格電圧を1としたとき、0以上1以下としたが、これに限られない。ただし、第2範囲は、d軸電圧Vdの定格電圧を1としたとき、1以下の範囲であることが好ましい。また、q軸電流Iqのフィードバックループにq軸制限電圧Vqlを追加する場合、d軸制限電圧Vdlは例えば、d軸電圧Vdの定格電圧を1としたとき、1等の固定値でもよい。また、q軸制限電圧Vq1を生成するためのq軸電圧Vqの制限範囲である第3範囲は、電源系統1に応じて適宜設定され得る。ただし、第3範囲は、q軸電圧Vqの定格電圧を1としたとき、0を含む範囲であることが好ましい。 Further, in the above embodiment, the second range, which is the limit range of the d-axis voltage Vd for generating the d-axis limit voltage Vd1, is 0 or more and 1 or less when the rated voltage of the d-axis voltage Vd is 1. However, it is not limited to this. However, when the rated voltage of the d-axis voltage Vd is 1, the second range is preferably a range of 1 or less. When the q-axis limiting voltage Vql is added to the feedback loop of the q-axis current Iq, the d-axis limiting voltage Vdl may be a fixed value such as 1 when the rated voltage of the d-axis voltage Vd is 1, for example. Further, the third range, which is the limit range of the q-axis voltage Vq for generating the q-axis limit voltage Vq1, can be appropriately set according to the power supply system 1. However, the third range is preferably a range including 0 when the rated voltage of the q-axis voltage Vq is 1.

また、上記実施の形態においては、駆動信号生成部85においてd軸-q軸間の非干渉化処理を行うべくd軸電流Idに関する第5偏差D5dから干渉成分XqIqを差し引き、q軸電流Iqに関する第5偏差D5qに干渉成分XdIdを加える演算を行っている例を示したが、干渉成分XqIqの減算および干渉成分XdIdの加算はなくてもよい。 In the above embodiment, the interference component XqIq is subtracted from the fifth deviation D5d related to the d-axis current Id in order to perform non-interference processing between the d-axis and the q-axis in the drive signal generator 85, and Although an example of adding the interference component XdId to the fifth deviation D5q has been shown, the subtraction of the interference component XqIq and the addition of the interference component XdId may be omitted.

[本開示のまとめ]
本開示の一態様に係る電力変換器の制御器は、蓄電設備と交流電源系統との間で電力変換を行う電力変換器の制御器であって、前記交流電源系統と前記電力変換器とを接続する交流配線における電圧、周波数および前記電力変換器から前記交流配線に出力される電流を取得し、前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器有効電力に対する周波数の関係が所定の第1の垂下特性を有するように、所定の有効電力指令値に対する前記電力変換器有効電力の偏差である第1偏差に基づく値に、前記第1の垂下特性を示す係数を掛ける演算を含む周波数目標値演算処理によって周波数目標値を算出し、前記周波数目標値に対する前記交流配線における周波数の偏差である第2偏差を積算して内部相差角を算出し、所定の無効電力指令値に対する前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器無効電力の偏差である第3偏差に基づく値に、所定の基準電圧を加算して内部起電圧目標値を算出し、前記内部相差角と、前記内部起電圧目標値と、前記交流配線における電圧とから、電流目標値を算出し、前記電流目標値を所定の第1範囲内に制限して電流指令値を生成し、前記電流目標値に対する前記電流指令値の偏差である第4偏差と、前記交流配線における電圧とから電力補正値を算出し、前記電力補正値により前記第1偏差を補正することにより、前記周波数目標値を補正し、前記交流配線における電圧を所定の制限範囲内に制限した制限電圧を生成し、前記電流指令値に対する前記交流配線に出力される電流の偏差である第5偏差に基づく値に前記制限電圧を加えて電圧指令値を生成することにより、前記電力変換器の駆動信号を生成する。
[Summary of this disclosure]
A controller for a power converter according to one aspect of the present disclosure is a controller for a power converter that performs power conversion between a power storage facility and an AC power system, wherein the AC power system and the power converter are The voltage and frequency in the AC wiring to be connected and the current output from the power converter to the AC wiring are obtained, and the relationship between the frequency and the active power of the power converter output by the power converter to the AC wiring is determined by a predetermined number. A frequency target including an operation of multiplying a value based on a first deviation, which is a deviation of the power converter active power from a predetermined active power command value, by a coefficient indicative of the first droop characteristic so as to have a droop characteristic of 1. A frequency target value is calculated by value calculation processing, a second deviation that is a deviation of the frequency in the AC wiring with respect to the frequency target value is integrated to calculate an internal phase difference angle, and the AC wiring for a predetermined reactive power command value is calculated. An internal electromotive voltage target value is calculated by adding a predetermined reference voltage to a value based on a third deviation, which is a deviation of the reactive power of the power converter output by the power converter, and the internal phase difference angle and the internal electromotive force are calculated. A current target value is calculated from the voltage target value and the voltage in the AC wiring, the current target value is limited within a predetermined first range to generate a current command value, and the current command value for the current target value is generated. A power correction value is calculated from a fourth deviation that is a deviation of the value and the voltage in the AC wiring, and the first deviation is corrected by the power correction value to correct the frequency target value, and the AC wiring A limit voltage is generated by limiting the voltage in a predetermined limit range, and the limit voltage is added to a value based on a fifth deviation that is the deviation of the current output to the AC wiring from the current command value to the voltage command value to generate a drive signal for the power converter.

上記構成によれば、仮想発電機から出力される電流として推定された電流目標値を第1範囲内に制限した電流指令値を用いて電力変換器が駆動される。これにより、瞬間的な電圧低下時の過電流を抑制することができる。さらに、電流指令値のフィードバックループに、交流配線における電圧を所定の制限範囲内に制限した制限電圧が加算されるため、瞬間的な電圧低下時の電流制御の応答性を高めることができ、過電流によるトリップを防止することができる。 According to the above configuration, the electric power converter is driven using the current command value obtained by limiting the current target value estimated as the current output from the virtual generator to within the first range. As a result, it is possible to suppress overcurrent when the voltage drops instantaneously. Furthermore, since a limit voltage that limits the voltage in the AC wiring to within a predetermined limit range is added to the feedback loop of the current command value, the responsiveness of the current control during momentary voltage drops can be improved. Tripping due to current can be prevented.

さらに、上記構成においては、電流目標値に対する電流指令値の偏差である第4偏差と、交流配線における電圧とから電力補正値が算出される。算出された電力補正値が周波数目標値を算出するための第1偏差から差し引かれる。これにより、仮想発電機から出力される電流として推定された電流目標値に対して電流指令値が制限され、当該制限された電流指令値に基づいて出力電力が決定されることによる電力の出力低下に伴う周波数目標値の上昇が抑制される。この結果、瞬間的な電圧低下時に生じる内部相差角の増大が抑制される。したがって、交流電源系統における電圧回復時に電力動揺の発生が抑制され、電圧低下状態から早急に復旧させることができる。 Furthermore, in the above configuration, the power correction value is calculated from the fourth deviation, which is the deviation of the current command value from the current target value, and the voltage in the AC wiring. The calculated power correction value is subtracted from the first deviation for calculating the frequency target value. As a result, the current command value is limited with respect to the current target value estimated as the current output from the virtual power generator, and the output power is determined based on the limited current command value, thereby reducing the power output. is suppressed. As a result, an increase in the internal phase difference angle that occurs during an instantaneous voltage drop is suppressed. Therefore, when the voltage in the AC power supply system recovers, the occurrence of power fluctuation is suppressed, and the voltage drop state can be quickly restored.

また、上記構成においては、駆動信号を生成するための電流フィードバックループに加えられる電圧の加算項として、交流配線における電圧を所定の制限範囲内に制限した電圧が加えられる。これにより、従来の仮想発電機モデル制御と同様に制御方式を変更することなく連系運転と自立運転との間の切り替えを可能としつつ、瞬間的な電圧低下発生時における電流制御の応答性を高めることができる。 Further, in the above configuration, a voltage obtained by limiting the voltage in the AC wiring to within a predetermined limit range is added as an addition term of the voltage applied to the current feedback loop for generating the drive signal. This makes it possible to switch between grid-connected operation and isolated operation without changing the control method in the same way as the conventional virtual generator model control, while improving the responsiveness of current control when a momentary voltage drop occurs. can be enhanced.

前記電流指令値は、d軸電流指令値およびq軸電流指令値を含み、前記制御器は、前記交流配線における電圧の瞬時値からd軸電圧およびq軸電圧を算出し、前記交流配線における電流の瞬時値からd軸電流およびq軸電流を算出し、前記d軸電流指令値に対する前記d軸電流の偏差に基づく値に前記制限電圧として前記d軸電圧を所定の第2範囲内に制限したd軸制限電圧を加えてd軸電圧指令値を生成し、前記q軸電流指令値に対する前記q軸電流の偏差に基づく値をq軸電圧指令値として生成してもよい。 The current command value includes a d-axis current command value and a q-axis current command value, and the controller calculates the d-axis voltage and the q-axis voltage from the instantaneous value of the voltage in the AC wiring, The d-axis current and the q-axis current are calculated from the instantaneous values of , and the d-axis voltage is limited within a predetermined second range as the limit voltage to a value based on the deviation of the d-axis current from the d-axis current command value. A d-axis voltage command value may be generated by adding the d-axis limiting voltage, and a value based on the deviation of the q-axis current from the q-axis current command value may be generated as the q-axis voltage command value.

前記d軸制限電圧の大きさは、前記d軸電圧の定格電圧を1としたとき、0以上1以下であってもよい。 The magnitude of the d-axis limiting voltage may be 0 or more and 1 or less, where 1 is the rated voltage of the d-axis voltage.

2 交流電源系統
3 蓄電設備
4 電力変換器
10 制御器
71 電圧演算部
72 電流演算部
80 周波数目標値演算部
82 内部相差角演算部
83 内部起電圧目標値演算部
84 電流指令値演算部
85 駆動信号生成部
2 AC power supply system 3 Power storage equipment 4 Power converter 10 Controller 71 Voltage calculator 72 Current calculator 80 Frequency target value calculator 82 Internal phase difference angle calculator 83 Internal electromotive force target value calculator 84 Current command value calculator 85 Drive Signal generator

Claims (4)

蓄電設備と交流電源系統との間で電力変換を行う電力変換器の制御器であって、
前記交流電源系統と前記電力変換器とを接続する交流配線における電圧、周波数および前記電力変換器から前記交流配線に出力される電流を取得し、
前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器有効電力に対する周波数の関係が所定の第1の垂下特性を有するように、所定の有効電力指令値に対する前記電力変換器有効電力の偏差である第1偏差に基づく値に、前記第1の垂下特性を示す係数を掛ける演算を含む周波数目標値演算処理によって周波数目標値を算出し、
前記周波数目標値に対する前記交流配線における周波数の偏差である第2偏差を積算して内部相差角を算出し、
所定の無効電力指令値に対する前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器無効電力の偏差である第3偏差に基づく値に、所定の基準電圧を加算して内部起電圧目標値を算出し、
前記内部相差角と、前記内部起電圧目標値と、前記交流配線における電圧とから、電流目標値を算出し、
前記電流目標値を所定の第1範囲内に制限して電流指令値を生成し、
前記電流目標値に対する前記電流指令値の偏差である第4偏差と、前記交流配線における電圧とから電力補正値を算出し、
前記電力補正値により前記第1偏差を補正することにより、前記周波数目標値を補正し、
前記交流配線における電圧を所定の制限範囲内に制限した制限電圧を生成し、前記電流指令値に対する前記交流配線に出力される電流の偏差である第5偏差に基づく値に前記制限電圧を加えて電圧指令値を生成することにより、前記電力変換器の駆動信号を生成する、制御器。
A controller for a power converter that performs power conversion between a power storage facility and an AC power supply system,
Obtaining the voltage and frequency in the AC wiring connecting the AC power supply system and the power converter and the current output from the power converter to the AC wiring,
It is a deviation of the power converter active power from a predetermined active power command value so that the relationship of the frequency with respect to the power converter active power output from the power converter to the AC wiring has a predetermined first drooping characteristic. calculating a frequency target value by a frequency target value calculation process including a calculation of multiplying a value based on the first deviation by a coefficient indicating the first drooping characteristic;
calculating an internal phase difference angle by integrating a second deviation that is a deviation of the frequency in the AC wiring from the frequency target value;
An internal electromotive voltage target value is calculated by adding a predetermined reference voltage to a value based on a third deviation, which is a deviation of the power converter reactive power output from the power converter to the AC wiring with respect to a predetermined reactive power command value. death,
calculating a current target value from the internal phase difference angle, the internal electromotive voltage target value, and the voltage in the AC wiring;
generating a current command value by limiting the current target value within a predetermined first range;
calculating a power correction value from a fourth deviation, which is a deviation of the current command value from the current target value, and the voltage in the AC wiring;
correcting the frequency target value by correcting the first deviation with the power correction value;
A limit voltage is generated by limiting the voltage in the AC wiring within a predetermined limit range, and the limit voltage is added to a value based on a fifth deviation that is a deviation of the current output to the AC wiring from the current command value. A controller that generates a drive signal for the power converter by generating a voltage command value.
前記電流指令値は、d軸電流指令値およびq軸電流指令値を含み、
前記制御器は、
前記交流配線における電圧の瞬時値からd軸電圧およびq軸電圧を算出し、
前記交流配線における電流の瞬時値からd軸電流およびq軸電流を算出し、
前記d軸電流指令値に対する前記d軸電流の偏差に基づく値に前記制限電圧として前記d軸電圧を所定の第2範囲内に制限したd軸制限電圧を加えてd軸電圧指令値を生成し、
前記q軸電流指令値に対する前記q軸電流の偏差に基づく値をq軸電圧指令値として生成する、請求項1に記載の制御器。
the current command value includes a d-axis current command value and a q-axis current command value;
The controller is
calculating the d-axis voltage and the q-axis voltage from the instantaneous value of the voltage in the AC wiring;
calculating a d-axis current and a q-axis current from the instantaneous value of the current in the AC wiring;
A d-axis voltage command value is generated by adding a d-axis limit voltage obtained by limiting the d-axis voltage within a predetermined second range as the limit voltage to a value based on the deviation of the d-axis current from the d-axis current command value. ,
2. The controller according to claim 1, wherein a value based on a deviation of said q-axis current from said q-axis current command value is generated as a q-axis voltage command value.
前記d軸制限電圧の大きさは、前記d軸電圧の定格電圧を1としたとき、0以上1以下である、請求項2に記載の制御器。 3. The controller according to claim 2, wherein the magnitude of said d-axis limiting voltage is 0 or more and 1 or less, where 1 is the rated voltage of said d-axis voltage. 蓄電設備と交流電源系統との間で電力変換を行う電力変換器の制御方法であって、
前記交流電源系統と前記電力変換器とを接続する交流配線における電圧、周波数および前記電力変換器から前記交流配線に出力される電流を取得し、
前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器有効電力に対する周波数の関係が所定の第1の垂下特性を有するように、所定の有効電力指令値に対する前記電力変換器有効電力の偏差である第1偏差に基づく値に、前記第1の垂下特性を示す係数を掛ける演算を含む周波数目標値演算処理によって周波数目標値を算出し、
前記周波数目標値に対する前記交流配線における周波数の偏差である第2偏差を積算して内部相差角を算出し、
所定の無効電力指令値に対する前記交流配線に前記電力変換器が出力する電力変換器無効電力の偏差である第3偏差に基づく値に、所定の基準電圧を加算して内部起電圧目標値を算出し、
前記内部相差角と、前記内部起電圧目標値と、前記交流配線における電圧とから、電流目標値を算出し、
前記電流目標値を所定の第1範囲内に制限して電流指令値を生成し、
前記電流目標値に対する前記電流指令値の偏差である第4偏差と、前記交流配線における電圧とから電力補正値を算出し、
前記電力補正値により前記第1偏差を補正することにより、前記周波数目標値を補正し、
前記交流配線における電圧を所定の第2範囲内に制限した制限電圧を生成し、前記電流指令値に対する前記交流配線に出力される電流の偏差である第5偏差に基づく値に前記制限電圧を加えて電圧指令値を生成することにより、前記電力変換器の駆動信号を生成する、制御方法。
A control method for a power converter that performs power conversion between a power storage facility and an AC power supply system,
Obtaining the voltage and frequency in the AC wiring connecting the AC power supply system and the power converter and the current output from the power converter to the AC wiring,
It is a deviation of the power converter active power from a predetermined active power command value so that the relationship of the frequency with respect to the power converter active power output from the power converter to the AC wiring has a predetermined first drooping characteristic. calculating a frequency target value by a frequency target value calculation process including a calculation of multiplying a value based on the first deviation by a coefficient indicating the first drooping characteristic;
calculating an internal phase difference angle by integrating a second deviation that is a deviation of the frequency in the AC wiring from the frequency target value;
An internal electromotive voltage target value is calculated by adding a predetermined reference voltage to a value based on a third deviation, which is a deviation of the power converter reactive power output from the power converter to the AC wiring with respect to a predetermined reactive power command value. death,
calculating a current target value from the internal phase difference angle, the internal electromotive voltage target value, and the voltage in the AC wiring;
generating a current command value by limiting the current target value within a predetermined first range;
calculating a power correction value from a fourth deviation, which is a deviation of the current command value from the current target value, and the voltage in the AC wiring;
correcting the frequency target value by correcting the first deviation with the power correction value;
A limit voltage is generated by limiting the voltage in the AC wiring within a predetermined second range, and the limit voltage is added to a value based on a fifth deviation that is a deviation of the current output to the AC wiring from the current command value. and generating a voltage command value to generate a drive signal for the power converter.
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