JP2771948B2 - 電力変換装置の制御装置 - Google Patents

電力変換装置の制御装置

Info

Publication number
JP2771948B2
JP2771948B2 JP6112799A JP11279994A JP2771948B2 JP 2771948 B2 JP2771948 B2 JP 2771948B2 JP 6112799 A JP6112799 A JP 6112799A JP 11279994 A JP11279994 A JP 11279994A JP 2771948 B2 JP2771948 B2 JP 2771948B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
voltage
value
active power
chopper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6112799A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07322625A (ja
Inventor
裕子 平山
靖彦 細川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP6112799A priority Critical patent/JP2771948B2/ja
Publication of JPH07322625A publication Critical patent/JPH07322625A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2771948B2 publication Critical patent/JP2771948B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電圧形のインバータ
及びチョッパからなる電力変換器を用いて電力系統と負
荷との間で電力を授受する電力変換装置の制御装置に関
し、特に小形化を実現するとともに電力系統の電圧低下
時でも運転を継続することのできる電力変換装置の制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8はたとえば特開昭61−26203
8号公報または特開平2−41626号公報等に記載さ
れた従来の電力変換装置の制御装置を示す構成図であ
る。図において、Psはたとえば3相交流の電力系統、
Tは電力系統Psの系統電圧Vsを検出する変圧器、C
T1は電力系統Psの系統電流Isを検出する変流器、
Xは電力系統Psに接続されたリアクタンスである。
【0003】1はリアクタンスXを介して電力系統Ps
に接続された電圧形のインバータであり、後述するよう
に、たとえば電力系統Ps(入力)側に3相の交流端子
を有し、出力側に直流端子を有し、交流電力および直流
電力を双方向に変換制御するようになっている。
【0004】2はインバータ1の直流端子間に接続され
た直流コンデンサ、Idiは直流コンデンサ2に流れる
コンデンサ電流、Vdiは直流コンデンサ2の両端間の
コンデンサ電圧、3は直流コンデンサ2の両端間に接続
されて出力電圧を両極性に制御するチョッパである。直
流コンデンサ2は、インバータ1およびチョッパ3の共
通の直流端子に接続されている。
【0005】Lはチョッパ3の出力端子間に接続された
負荷、Idはチョッパ3から出力される変換電流すなわ
ち負荷Lに流れる負荷電流、Vdはチョッパ3から出力
される変換電圧すなわち負荷Lの両端間の負荷電圧、C
T2は負荷電流Idを検出する変流器である。なお、負
荷Lは、定電流特性を有し、たとえば超電導コイルから
なる超電導エネルギー貯蔵装置または常電導コイルであ
ってもよい。また、このような負荷Lに電力供給するた
めにチョッパ3を必要とする理由は、チョッパ3の導通
制御により変換電力を連続的に制御する必要があるから
である。
【0006】4は電力系統Psと負荷Lとの間で授受す
べき有効電力基準値Prefを生成する有効電力基準発
生器である。ここでは、電力系統Psからインバータ1
に向かって流れる電力を正とする。5はチョッパ3の変
換電力を制御するためのチョッパ電力制御器であり、負
荷電流Idおよび有効電力基準値Prefに基づいてチ
ョッパ3の出力電圧指令値Vdrefを生成する。6は
出力電圧指令値Vdrefに基づいてチョッパ3内のG
TO(後述する)に対するスイッチング信号SW3を生
成するPWM制御器である。
【0007】7は系統電圧Vsおよび系統電流Isに基
づいてインバータ1の実際の有効電力Pinvを検出す
る有効電力検出器である。8はインバータ1の有効電力
を制御する有効電力制御器であり、検出された有効電力
Pinvとインバータ1に対する有効電力指令値Vre
finv(後述する)とに基づいて、インバータ1の運
転位相φを生成する。9は運転位相φに基づいてインバ
ータ1内のGTO(後述する)に対するスイッチング信
号SW1を生成するPWM制御器である。
【0008】10は直流コンデンサ2の実電圧値(コン
デンサ電圧)Vdiを検出する電圧検出器、11は直流
コンデンサ2に対する電圧基準値Vdirefを生成す
る電圧基準発生器、12は電圧基準値Vdirefと実
電圧値Vdiとの電圧偏差ΔVdiを演算する減算器、
18は電圧偏差ΔVdiに基づいてインバータ1の有効
電力指令値Prefinvを生成する直流電圧制御器で
ある。
【0009】この場合、有効電力制御器8は、実際の有
効電力Pinvと電圧偏差ΔVdiとに基づいてインバ
ータ1の有効電力を制御し、チョッパ電力制御器5は、
負荷電流(チョッパ出力電流)Idおよび有効電力基準
値Prefに基づいて、チョッパ3の変換電力を制御す
る。
【0010】図9はインバータ1の構成例を示す回路図
であり、U、VおよびWは交流端子、PおよびNは直流
端子である。各交流端子U〜Wは、6つの可制御スイッ
チングアーム(この例では、GTO素子とダイオードと
の逆並列接続で構成される)の各アーム対の接続点に接
続されている。また、各直流端子PおよびNは、各アー
ム対の両端にそれぞれ接続されている。各可制御スイッ
チングアームは、交流の電力系統Psに同期してスイッ
チング制御されることにより交流端子U〜Wと直流端子
PおよびNとの間で可逆の電力変換を行うようになって
いる。
【0011】図10はチョッパ3の構成例を示す回路図
であり、PおよびNはインバータ1に接続される直流入
力端子である。GPおよびGNは直流入力端子Pおよび
N間に接続されたGTO素子であり、GTO素子GPの
アノードは直流端子の正極Pに接続され、GTO素子G
Nのカソードは直流端子の負極Nに接続されている。D
PおよびDNは各GTO素子GPおよびGNに逆極性に
直列接続されたダイオードである。
【0012】次に、図8〜図10に示した従来の電力変
換装置の制御装置の動作について説明する。電圧形のイ
ンバータ1は、電力系統Psに対してリアクタンスXを
介して接続されているので、インバータ1の有効電力
は、位相を変化させることにより制御される。
【0013】まず、有効電力検出器7は、インバータ1
の交流側の系統電圧Vsおよび系統電流Isに基づい
て、電力系統Psからインバータ1に実際に流入する有
効電力Pinvを演算により検出し、これを有効電力制
御器8に入力する。
【0014】また、電圧検出器10は、インバータ1の
直流端子PおよびN間の直流コンデンサ2の電圧Vdi
を検出し、電圧基準発生器11は、直流コンデンサ2の
電圧基準値Vdirefを生成し、減算器12は、コン
デンサ電圧Vdiおよび電圧基準値Vdirefの電圧
偏差ΔVdi(=Vdiref−Vdi)を演算し、直
流電圧制御器18は、電圧偏差ΔVdiを増幅して、イ
ンバータ1の有効電力指令値Prefinvを生成す
る。
【0015】有効電力制御器8は、有効電力指令値Pr
efinvと実際に検出された有効電力Pinvとを比
較して、インバータ1の運転位相φをPWM制御器9に
指令する。これにより、PWM制御器9は、インバータ
1が系統電圧Vsに対して運転位相φだけの位相差をも
った電圧を発生するようにインバータ1のPWM制御を
行う。
【0016】この結果、直流コンデンサ2の電圧Vdi
が電圧基準値Vdirefより小さいときには、インバ
ータ1の有効電力指令値Prefinvが増加して運転
位相φが遅れ位相となるため、電力系統Psからの電力
が直流端子PおよびN側に流入し、直流コンデンサ2を
充電する。
【0017】逆に、直流コンデンサ2の電圧Vdiが電
圧基準値Vdirefより大きいときには、インバータ
1の有効電力指令値Prefinvが減少して運転位相
φが進み位相となるため、直流端子PおよびN側から電
力系統Psに電力が流出し、直流コンデンサ2を放電さ
せる。こうして、インバータ1は直流コンデンサ2の電
圧Vdiを一定に保持する。
【0018】一方、有効電力基準発生器4は、電力系統
Psと負荷Lとの間で授受される有効電力基準値Pre
fを生成し、チョッパ電力制御器5は、負荷電流Idお
よび有効電力基準値Prefに基づいて、チョッパ3の
出力電圧指令値Vdrefを以下のように演算する。
【0019】Vdref=Pref/Id
【0020】この出力電圧指令値Vdrefに応答し
て、PWM制御器6は、チョッパ3の出力電圧Vdが出
力電圧指令値Vdrefと等しくなるように、チョッパ
3内のGTOに対するスイッチング信号SW3を生成す
る。この結果、負荷Lの両端には、制御された出力電圧
すなわち負荷電圧Vd(=Vdref)が印加され、負
荷電流Idが変化する。
【0021】このとき、直流コンデンサ2の電荷が放電
または充電されて、負荷Lのエネルギーに変換される
が、負荷Lと直流コンデンサ2との間での変換電力(有
効電力)Pcは、以下のように表わされる。
【0022】Pc=Vd・Id
【0023】したがって、上記のようにチョッパ3の出
力電圧Vdを制御することにより、変換電力Pcは有効
電力基準値Prefと等しくなる。
【0024】このように、有効電力基準値Prefに基
づくチョッパ3の制御により、負荷Lと直流コンデンサ
2との間でエネルギーの授受が行われる。また、コンデ
ンサ電圧Vdiが変化すると、上述したインバータ1側
の制御により、コンデンサ電圧Vdiを一定に保つよう
に電力系統Ps側と直流コンデンサ2との間で電力授受
が行われる。この結果、電力系統Psと負荷Lとの間で
エネルギー授受が行われる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力変換装置の
制御装置は以上のように、電圧偏差ΔVdiに基づいて
たとえばインバータ1の有効電力を制御しているので、
定電流特性を有する負荷Lに対して電力供給する電力変
換装置の特性上の理由から、電力系統Psの事故で系統
電圧Vsの低下が大きくなったり、電力アンバランスが
大きくなると、制御不可能となって運転を継続すること
ができなくなるという問題点があった。また、直流コン
デンサ2の電圧Vdiの制御応答の遅れに起因して、過
渡的な電力アンバランスが残り、この電力アンバランス
を補償するためには直流コンデンサ2の電圧Vdiの容
量が大きくなってしまうという問題点があった。
【0026】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、系統電圧低下時でも運転を継
続することができるとともに、直流コンデンサの容量を
低減して小形化を実現した電力変換装置の制御装置を得
ることを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電力変換装置の制御装置は、電力系統に接続されて交
流電力および直流電力を双方向に変換制御する電圧形の
インバータと、インバータの直流端子間に接続された直
流コンデンサと、直流コンデンサの両端間に接続されて
出力電圧を両極性に制御するチョッパと、チョッパの出
力端子間に接続された負荷と、電力系統と負荷との間で
授受すべき有効電力基準値を生成する有効電力基準発生
器と、直流コンデンサの電圧基準値を生成する電圧基準
発生器と、直流コンデンサの実電圧値を検出する電圧検
出器と、電圧基準値と実電圧値との電圧偏差または有効
電力基準値の少なくとも一方に基づいてインバータの有
効電力を制御する有効電力制御器と、電圧偏差または有
効電力基準値の少なくとも一方に基づいてチョッパの変
換電力を制御するチョッパ電力制御器とを備えた電力変
換装置の制御装置において、電圧偏差を増幅して電力補
正値を生成する電力補正回路を設け、電力補正値は、有
効電力制御器またはチョッパ電力制御器の少なくとも一
方の制御に用いられるものである。
【0028】また、この発明の請求項2に係る電力変換
装置の制御装置は、請求項1において、有効電力制御器
は、有効電力基準値に電力補正値を正極性に加算して得
られた電力加算値に基づいて、インバータの有効電力を
制御するものである。
【0029】また、この発明の請求項3に係る電力変換
装置の制御装置は、請求項1または請求項2において、
チョッパ電力制御器は、有効電力基準値に電力補正値を
逆極性に加算して得られた電力偏差に基づいて、チョッ
パの変換電力を制御するものである。
【0030】また、この発明の請求項4に係る電力変換
装置の制御装置は、請求項1から請求項3までのいずれ
かにおいて、電力系統の電圧に応じて有効電力基準値の
絶対値の上限を制限する可変リミッタを設けたものであ
る。
【0031】また、この発明の請求項5に係る電力変換
装置の制御装置は、請求項4において、電力系統の電圧
の瞬時値を検出する系統電圧瞬時値検出器を設け、可変
リミッタは、瞬時値の正極性値または負極性値に応じて
有効電力基準値を制限するものである。
【0032】
【作用】この発明の請求項1においては、直流コンデン
サの電圧基準値と実際に検出される実電圧値との電圧偏
差から電力補正値を生成し、電力補正値を、インバータ
の有効電力制御器またはチョッパ電力制御器の少なくと
も一方の制御に用いることにより、過渡的な電力アンバ
ランスを補正して電力系統の事故時でも運転継続を可能
とし、直流コンデンサの容量を低減させる。
【0033】また、この発明の請求項2においては、電
力補正値および有効電力基準値の電力加算値を有効電力
指令値としてインバ−タの有効電力を制御することによ
り、過渡的な電力アンバランスを補正して直流コンデン
サの容量を低減させる。
【0034】また、この発明の請求項3においては、電
力補正値の逆極性と有効電力基準値とを加算した電力偏
差を変換電力指令値として、チョッパの変換電力を制御
することにより、過渡的な電力アンバランスを補正して
直流コンデンサの容量を低減させる。また、電力補正値
をインバータの有効電力制御器のみに用いる場合よりも
電力補正制御の応答性を向上させる。
【0035】また、この発明の請求項4においては、有
効電力基準値の絶対値の上限を電力系統電圧に応じて制
限し、電力系統事故で系統電圧低下が大きくなった場合
に、系統電圧低下に応じて制限された有効電力基準値を
用いて、インバ−タの有効電力またはチョッパの変換電
力を制御する。これにより、過渡的な電力アンバランス
を補正して電力系統の事故時でも運転継続を可能とし、
さらに直流コンデンサの容量を低減させる。
【0036】また、この発明の請求項5においては、系
統電圧の瞬時値を検出し、有効電力基準値を瞬時値の正
極性値または負極性値により制限し、電力系統事故等で
系統電圧低下が大きくなった場合に、系統電圧の瞬時値
の低下に応じて制限された有効電力基準値を用いて、イ
ンバ−タの有効電力またはチョッパの変換電力を制御す
る。これにより、過渡的な電力アンバランスを瞬時に補
正して電力系統の事故時でも運転継続を可能とし、さら
に直流コンデンサの容量を低減させる。
【0037】
【実施例】
実施例1.(請求項1〜請求項3に対応) 以下、この発明の実施例1を図について説明する。図1
はこの発明の実施例1を示す構成図であり、図におい
て、1〜12、Ps、L、CT1およびCT2等は前述
と同様のものである。
【0038】13は減算器12で算出された電圧偏差Δ
Vdiを増幅して電力補正値ΔPを生成する電力補正回
路、15は有効電力基準値Prefと電力補正値ΔPと
を加算して電力加算値すなわち有効電力指令値Pref
invを生成する加算器である。インバータ1の有効電
力指令値Prefinvは、有効電力制御器8に入力さ
れる。
【0039】16は電力補正値ΔPの極性を反転させる
反転器、17は有効電力基準値Prefと反転器16で
極性反転された電力補正値ΔPとを加算して電力偏差す
なわち変換電力指令値Prefchopを生成する加算
器である。チョッパ3の変換電力指令値Prefcho
pは、チョッパ電力制御器5に入力される。
【0040】図2は電力補正値ΔPを加算するときの極
性の決め方を示す説明図である。図2から明らかなよう
に、コンデンサ電圧Vdiが電圧基準値Vdirefよ
り大きい(Vdi>Vdiref)場合は、電力系統P
sから直流端子PおよびN側に流れる電力量を減らし
(ΔP<0)、直流端子PおよびN側から負荷Lに流れ
る電力量を増やす(ΔP>0)。
【0041】また、コンデンサ電圧Vdiが電圧基準値
Vdirefより小さい(Vdi<Vdiref)場合
は、電力系統Psから直流端子PおよびN側へ流れる電
力量を増やし(ΔP>0)、直流端子PおよびN側から
負荷Lに流れる電力量を減らす(ΔP<0)。
【0042】図3は図1内の電力補正回路13の制御ブ
ロックを示す構成図であり、電力補正回路13は、以下
の要素19〜22から構成されている。19はコンデン
サ電圧Vdiと電圧基準値Vdirefとを比較する比
較器、20は比較器19の比較結果に応じて電力補正値
ΔPを出力する選択回路、21は電圧偏差ΔVdiを増
幅する増幅器、22は増幅された電圧偏差ΔVdiの極
性を反転する反転器である。増幅器21からの正極の電
圧偏差ΔP+および反転器22からの負極の電圧偏差Δ
P−は、選択回路20に入力される。
【0043】次に、図2を参照しながら、図1および図
3に示したこの発明の実施例1の動作について説明す
る。まず、前述と同様に、有効電力検出器7により実際
の有効電力Pinvが算出され、減算器12により電圧
偏差ΔVdiが算出される。
【0044】続いて、電力補正回路13は、電圧偏差Δ
Vdiを増幅して電力補正値ΔPを生成する。この電力
補正値ΔPは、加算器15により有効電力基準値Pre
fと正極性に加算され、また、反転器16を介して加算
器17により有効電力基準値Prefと逆極性に加算さ
れる。
【0045】加算器15で算出された電力加算値は、イ
ンバ−タ1に対する有効電力指令値Prefinvとし
て有効電力制御器8に入力され、加算器17で算出され
た電力偏差は、チョッパ3に対する変換電力指令値Pr
efchopとしてチョッパ電力制御器5に入力され
る。
【0046】なお、各加算器15および17における電
力補正値ΔPの加算極性は、図2のように決定される。
すなわち、ΔVdi<0(Vdi>Vdiref)の場
合、インバータ1側の加算器15においては、電圧偏差
ΔVdiと同極性のΔP<0として加算し、インバ−タ
1の有効電力指令値Prefinvとし、チョッパ3側
の加算器17においては、電圧偏差ΔVdiと反極性の
ΔP>0として加算し、チョッパ3の変換電力指令値P
refchopとする。
【0047】また、ΔVdi>0(Vdi<Vdire
f)の場合、インバータ1側の加算器15においては、
電圧偏差ΔVdiと同極性のΔP>0として加算し、イ
ンバ−タ1の有効電力指令値Prefinvとし、チョ
ッパ3側の加算器17においては、電圧偏差ΔVdiと
反極性のΔP<0として加算し、チョッパ3の変換電力
指令値Prefchopとする。
【0048】このとき、電力補正回路13内の比較器1
9は、直流コンデンサ2の電圧基準値Vdirefと実
際のコンデンサ電圧Vdiとの大きさを比較し、電力補
正値ΔPの正負を決定する信号を出力し、比較結果とし
て選択回路20に入力する。また、増幅器21は、電圧
基準値Vdirefとコンデンサ電圧Vdiとの電圧偏
差ΔVdiを増幅して、正の電力補正値ΔP+と、反転
器22を介した負の電力補正値ΔP−とを生成し、選択
回路20に入力する。
【0049】これにより、選択回路20は、比較器19
からの比較結果に応答して、正の電力補正値ΔP+また
は負の電力補正値ΔP−のどちらかを選択して、電力補
正値ΔPとして出力する。以下、前述のように、電力補
正値ΔPは、インバータ1側の加算器15により正極性
で有効電力基準値Prefに加算され、チョッパ3側の
加算器17により逆極性で有効電力基準値Prefに加
算される。
【0050】続いて、有効電力制御器8は、インバータ
1に対する有効電力指令値Prefinvと実際に検出
された有効電力Pinvとを比較して、インバータ1の
運転位相φをPWM制御器9に指令する。これにより、
PWM制御器9は、スイッチング信号SW1を生成して
インバータ1をPWM制御し、系統電圧Vsに対して運
転位相φの位相差をもった電圧を発生させる。
【0051】この結果、コンデンサ電圧Vdiが電圧基
準値Vdirefより小さいときには、電力補正回路1
3からの電力補正値ΔP(>0)により、インバータ1
に対する有効電力指令値Prefinvが増加して運転
位相φが遅れ位相となり、電力系統Psから直流端子P
およびN側に電力が流入し、直流コンデンサ2を充電す
る。
【0052】逆に、コンデンサ電圧Vdiが電圧基準値
Vdirefより大きいときには、電力補正回路13か
らの電力補正値ΔP(<0)により、インバータ1に対
する有効電力指令値Prefinvが減少して運転位相
φが進み位相となり、直流端子PおよびN側から電力系
統Psに電力が流出し、直流コンデンサ2を放電させ
る。こうして、インバータ1は、直流コンデンサ2の電
圧Vdiを一定に保持する。
【0053】一方、チョッパ電力制御器5は、負荷電流
Idと加算器17からの電力偏差すなわち変換電力指令
値Prefchopとに基づいて、チョッパ3の出力電
圧指令値Vdrefを以下のように演算する。
【0054】Vdref=Prefchop/Id
【0055】以下、PWM制御器6は、チョッパ3の出
力電圧Vdが出力電圧指令値Vdrefと等しくなるよ
うに、チョッパ3内のGTO素子に対するスイッチング
信号SW3を生成し、これにより、負荷Lの両端に電圧
Vd(=Vdref)が印加され、負荷電流Idが変化
する。このように、チョッパ3の出力電圧Vdを制御す
ることにより、チョッパ3の変換電力は、変換電力指令
値Prefchopと一致するように制御される。
【0056】すなわち、コンデンサ電圧Vdiが電圧基
準値Vdirefより小さいときには、電力補正回路1
3から反転器16を介した電力補正値ΔP−(<0)に
より変換電力指令値Prefchopが減少するため、
チョッパ3は、負荷電圧Vdを小さくするように制御さ
れる。したがって、負荷Lから直流端子PおよびN側に
電力が流出し、直流コンデンサ2は充電される。
【0057】逆に、コンデンサ電圧Vdiが電圧基準値
Vdirefより大きいときには、電力補正回路13か
ら反転器16を介した電力補正値ΔP−(<0)により
変換電力指令値Prefchopが増加するため、チョ
ッパ3は、負荷電圧Vdを大きくするように制御され
る。したがって、直流端子PおよびN側から負荷Lに電
力が流出し、直流コンデンサ2を放電する。このよう
に、チョッパ3も直流コンデンサ2の電圧Vdiを一定
に保持する。
【0058】次に、系統電圧Vsが低下した場合の動作
について説明する。系統電圧Vsの低下が大きくなる
と、インバ−タ1の有効電力指令値Prefinvは、
電力系統Psからインバ−タ1に流入する実際の有効電
力Pinvより大きくなる。したがって、運転位相φが
遅れ位相となり、電力系統Psから直流端子PおよびN
側に電力が流出し、直流コンデンサ2は充電される。
【0059】この結果、コンデンサ電圧Vdiの増加が
大きくなるが、電力補正回路13から反転器16を介し
た電力補正値ΔP−(>0)により、チョッパ3の変換
電力指令値Prefchopは、増加するように補正さ
れる。したがって、直流端子PおよびN側から負荷Lに
電力が流出して直流コンデンサ2が放電するので、コン
デンサ電圧Vdiは一定に保持される。
【0060】以上のように、インバ−タ1およびチョッ
パ2の各変換電力を、それぞれ、有効電力指令値Pre
finv(電力加算値)および変換電力指令値Pref
chop(電力偏差)に基づいて制御することにより、
チョッパ3による負荷Lと直流コンデンサ2との間のエ
ネルギー授受と、インバ−タ1による電力系統Ps側と
直流コンデンサ2との間の電力授受とが同時に行われ
る。
【0061】この結果、過渡的な電力アンバランスを補
償することができ、直流コンデンサ2の容量を低減する
ことができる。また、インバータ1側およびチョッパ3
側の2重化で電力補正が行われるので、系統電圧Vsの
低下が大きくなった場合でも運転を継続することが可能
となり高精度の電力補正を実現することができる。
【0062】実施例2.(請求項1および請求項2に対
応) なお、上記実施例1では、電力補正値ΔPを、インバー
タ1の有効電力指令値Prefinvおよびチョッパ3
の変換電力指令値Prefchopの各補正に用いた
が、電力補正値ΔPをインバータ1の有効電力指令値P
refinvの補正のみに用い、チョッパ3の変換電力
指令値Prefchopについては、従来装置(図8)
のように有効電力基準値Prefをそのまま用いてもよ
い。
【0063】図4は有効電力基準値Prefをそのまま
チョッパ3の変換電力指令値Prefchopとしたこ
の発明の実施例2を示す構成図であり、反転器16およ
び加算器17を取り除いたこと以外は、図1と同様の構
成である。この場合も、電力系統Psの事故時の過渡的
な電力アンバランスを補償することができ、したがっ
て、直流コンデンサ2の容量を低減させることができ
る。また、インバ−タ1側のみで電力補正を行うので、
実施例1の場合よりも制御精度は劣化するが、構成が簡
略化されてコストダウンを実現することができる。
【0064】実施例3.(請求項1および請求項3に対
応) また、電力補正値ΔPをチョッパ3の変換電力指令値P
refchopの補正のみに用い、インバータ1の有効
電力指令値Prefinvについては、有効電力基準値
Prefをそのまま用いてもよい。図5は有効電力基準
値Prefをインバ−タ1の有効電力指令値Prefi
nvとしたこの発明の実施例3を示す構成図であり、加
算器15を取り除いたこと以外は、図1と同様の構成で
ある。
【0065】この場合も、過渡的な電力アンバランスを
補償することができ、したがって、直流コンデンサ2の
容量を低減させることができる。また、チョッパ3側の
みで電力補正を行うので、実施例1の場合よりも精度は
劣化するが、構成が簡略化されてコストダウンを実現す
ることができる。さらに、チョッパ3側の電力補正によ
り、インバータ1側で電力補正する実施例2の場合より
も電力補正制御の応答性を向上させることができる。
【0066】実施例4.(請求項4に対応) また、上記各実施例では、有効電力基準値Prefを系
統電圧Vsの変化に対して特に関連させなかったが、系
統電圧Vsの変化に関連して有効電力基準値Prefの
絶対値の上限を制限してもよい。図6は系統電圧Vsに
応じて有効電力基準値Prefを可変制限するようにし
たこの発明の実施例4を示す構成図であり、可変リミッ
タを設けたこと以外は、図1と同様の構成である。
【0067】図6において、25は有効電力基準発生器
4と加算器15との間に挿入された可変リミッタであ
り、系統電圧Vsの変化に応じて有効電力基準値Pre
fの絶対値の上限を制限するようになっている。すなわ
ち、可変リミッタ25は、たとえば系統電圧Vsの低下
に応じて、有効電力基準値Prefの絶対値の上限を制
限した値を指令値として、各加算器15および17に入
力する。
【0068】このように、有効電力基準値Prefを制
限した値に基づいてインバ−タ1の有効電力およびチョ
ッパ3の変換電力を制御することにより、電力系統Ps
の事故等で系統電圧Vsの低下が大きくなった場合で
も、電力系統Psと直流端子PおよびN側との間で授受
される電力量、ならびに、直流端子PおよびN側と負荷
Lとの間で授受される電力量を、それぞれ制限すること
ができる。
【0069】したがって、過渡的な電力アンバランスを
補正して運転の継続を可能とし、また、直流コンデンサ
2の容量を低減させることができる。さらに、直流コン
デンサ2の電圧Vdiの増加を抑制することができるの
で、実施例1の場合よりも直流コンデンサ2の容量を低
減させることができる。
【0070】実施例5.(請求項5に対応) 上記実施例4では、可変リミッタ25の制限値を決定す
る系統電圧Vsの変化検出について具体的に述べなかっ
たが、たとえば、系統電圧Vsの瞬時値Vacを検出し
てもよい。図7は系統電圧Vsの瞬時値Vacに応じて
有効電力基準値Prefを制限するようにしたこの発明
の実施例5を示す構成図であり、系統電圧瞬時値検出器
を設けた以外は、図6と同様の構成である。
【0071】図7において、26は系統電圧Vsの瞬時
値Vacを検出する系統電圧瞬時値検出器であり、変圧
器Tと可変リミッタ25との間に挿入されている。この
場合、可変リミッタ25は、瞬時値Vacの正極性値ま
たは負極性値に応じて、有効電力基準値Prefを制限
するようになっている。
【0072】したがって、電力系統Psの事故等により
系統電圧Vsの低下が大きくなった場合でも、瞬時値V
acの低下に応じて有効電力基準値Prefを制限して
から、インバ−タ1の有効電力およびチョッパ3の変換
電力を制御することができる。この結果、過渡的な電力
アンバランスを瞬時に補正して、直流コンデンサ2の容
量を低減させることができる。
【0073】また、この発明の実施例5においては、電
力系統Psの事故で系統電圧Vsの低下が大きくなった
場合、まず、系統電圧Vsの低下の割合に応じて、電力
系統Psから直流端子PおよびN側に流入する有効電力
量、ならびに、直流端子PおよびN側から負荷Lに流出
する電力量を抑制する。
【0074】続いて、電力系統Psと直流端子Pおよび
N側との間で授受される電力量、ならびに、直流端子P
およびN側と負荷Lとの間で授受される電力量を制御す
る。したがって、過渡的な電力のアンバランスを瞬時に
補正することができ、電力系統Psの事故時の運転継続
が可能となる。
【0075】さらに、瞬時値Vacに応じて有効電力基
準値Prefを制限するので、実施例4の場合よりも、
過渡的な電力アンバランスは小さくなり、直流コンデン
サ2の容量をさらに低減させることができる。なお、系
統電圧瞬時値検出器26における瞬時値Vacの演算
は、以下のように行われる。
【0076】Vac=(2/3)・[Vsu・sinθ
u+Vsv・sin{θu+(2/3)π}+Vsw・
sin{θu−(2/3)π}]
【0077】ただし、上式において、Vsuは系統電圧
VsのU相電圧、θuは系統電圧VsのU相の位相、V
svは系統電圧VsのV相電圧、Vswは系統電圧Vs
のW相電圧である。
【0078】こうして算出された瞬時値Vacにより、
可変リミッタ25は、有効電力基準値Prefの絶対値
の上限を制限する。すなわち、有効電力基準値Pref
は、有効電力基準値Prefが正極性の場合には、正極
性値の瞬時値Vacに制限され、有効電力基準値Pre
fが負極性の場合には負極性の瞬時値−Vacに制限さ
れ、|Pref|≦|Vac|となるように制限され
る。
【0079】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、電力系統に接続されて交流電力および直流電力を双
方向に変換制御する電圧形のインバータと、インバータ
の直流端子間に接続された直流コンデンサと、直流コン
デンサの両端間に接続されて出力電圧を両極性に制御す
るチョッパと、チョッパの出力端子間に接続された負荷
と、電力系統と負荷との間で授受すべき有効電力基準値
を生成する有効電力基準発生器と、直流コンデンサの電
圧基準値を生成する電圧基準発生器と、直流コンデンサ
の実電圧値を検出する電圧検出器と、電圧基準値と実電
圧値との電圧偏差または有効電力基準値の少なくとも一
方に基づいてインバータの有効電力を制御する有効電力
制御器と、電圧偏差または有効電力基準値の少なくとも
一方に基づいてチョッパの変換電力を制御するチョッパ
電力制御器とを備えた電力変換装置の制御装置におい
て、電圧偏差を増幅して電力補正値を生成する電力補正
回路を設け、電力補正値は、有効電力制御器またはチョ
ッパ電力制御器の少なくとも一方の制御に用いられるよ
うにしたので、電力系統の事故による系統電圧低下時で
も過渡的な電力アンバランスを補正して運転継続を可能
にするとともに、直流コンデンサの容量を低減して小形
化を実現した電力変換装置の制御装置が得られる効果が
ある。
【0080】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、有効電力制御器は、有効電力基準値に電
力補正値を正極性に加算して得られた電力加算値に基づ
いてインバータの有効電力を制御するようにしたので、
過渡的な電力アンバランスを補正して直流コンデンサの
容量を低減し、小形化を実現した電力変換装置の制御装
置が得られる効果がある。
【0081】また、この発明の請求項3によれば、請求
項1または請求項2において、チョッパ電力制御器は、
有効電力基準値に電力補正値を逆極性に加算して得られ
た電力偏差に基づいて、チョッパの変換電力を制御する
ようにしたので、過渡的な電力アンバランスを補正して
直流コンデンサの容量を低減して小形化を実現するとと
もに、電力補正制御の応答性を向上させた電力変換装置
の制御装置が得られる効果がある。
【0082】また、この発明の請求項4によれば、請求
項1から請求項3までのいずれかにおいて、電力系統の
電圧に応じて有効電力基準値の絶対値の上限を制限する
可変リミッタを設けたので、電力系統の事故による系統
電圧低下時でも過渡的な電力アンバランスを補正して運
転継続を可能にするとともに、さらに直流コンデンサの
容量を低減して小形化を実現した電力変換装置の制御装
置が得られる効果がある。
【0083】また、この発明の請求項5によれば、請求
項4において、電力系統の電圧の瞬時値を検出する系統
電圧瞬時値検出器を設け、可変リミッタは、瞬時値の正
極性値または負極性値に応じて有効電力基準値を制限す
るようにしたので、電力系統の事故による系統電圧低下
時でも過渡的な電力アンバランスを瞬時に補正して運転
継続を可能にするとともに、さらに直流コンデンサの容
量を低減して小形化を実現した電力変換装置の制御装置
が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施例1による電力補正動作を示
す説明図である。
【図3】 この発明の実施例1による電力補正回路の構
成例を示す回路図である。
【図4】 この発明の実施例2を示す構成図である。
【図5】 この発明の実施例3を示す構成図である。
【図6】 この発明の実施例4を示す構成図である。
【図7】 この発明の実施例5を示す構成図である。
【図8】 従来の電力変換装置の制御装置を示す構成図
である。
【図9】 一般的な電圧形のインバ−タの構成例を示す
回路図である。
【図10】 一般的なチョッパの構成例を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
1 インバータ、2 直流コンデンサ、3 チョッパ、
4 有効電力基準発生器、5 チョッパ電力制御器、8
有効電力制御器、10 電圧検出器、11電圧基準発
生器、13 電力補正回路、15、17 加算器、16
反転器、25 可変リミッタ、26 系統電圧瞬時値
検出器、L 負荷、P、N 直流端子、U、V、W 交
流端子、Pref 有効電力基準値、Prefinv
有効電力指令値、Prefchop 変換電力指令値、
Ps 電力系統、Vac 系統電圧瞬時値、Vd チョ
ッパ出力電圧、Vdref 出力電圧指令値、Vdi
コンデンサ電圧(実電圧値)、Vdiref 電圧基準
値、Vs 系統電圧、ΔP 電力補正値、ΔVdi 電
圧偏差。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02M 7/00 - 7/98

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統に接続されて交流電力および直
    流電力を双方向に変換制御する電圧形のインバータと、 前記インバータの直流端子間に接続された直流コンデン
    サと、 前記直流コンデンサの両端間に接続されて出力電圧を両
    極性に制御するチョッパと、 前記チョッパの出力端子間に接続された負荷と、 前記電力系統と前記負荷との間で授受すべき有効電力基
    準値を生成する有効電力基準発生器と、 前記直流コンデンサの電圧基準値を生成する電圧基準発
    生器と、 前記直流コンデンサの実電圧値を検出する電圧検出器
    と、 前記電圧基準値と前記実電圧値との電圧偏差または前記
    有効電力基準値の少なくとも一方に基づいて前記インバ
    ータの有効電力を制御する有効電力制御器と、 前記電圧偏差または前記有効電力基準値の少なくとも一
    方に基づいて前記チョッパの変換電力を制御するチョッ
    パ電力制御器とを備えた電力変換装置の制御装置におい
    て、 前記電圧偏差を増幅して電力補正値を生成する電力補正
    回路を設け、 前記電力補正値は、前記有効電力制御器または前記チョ
    ッパ電力制御器の少なくとも一方の制御に用いられるこ
    とを特徴とする電力変換装置の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記有効電力制御器は、前記有効電力基
    準値に前記電力補正値を正極性に加算して得られた電力
    加算値に基づいて、前記インバータの有効電力を制御す
    ることを特徴とする請求項1の電力変換装置の制御装
    置。
  3. 【請求項3】 前記チョッパ電力制御器は、前記有効電
    力基準値に前記電力補正値を逆極性に加算して得られた
    電力偏差に基づいて、前記チョッパの変換電力を制御す
    ることを特徴とする請求項1または請求項2の電力変換
    装置の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記電力系統の電圧に応じて前記有効電
    力基準値の絶対値の上限を制限する可変リミッタを設け
    たことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれ
    かの電力変換装置の制御装置。
  5. 【請求項5】 前記電力系統の電圧の瞬時値を検出する
    系統電圧瞬時値検出器を設け、 前記可変リミッタは、前記瞬時値の正極性値または負極
    性値に応じて前記有効電力基準値を制限することを特徴
    とする請求項4の電力変換装置の制御装置。
JP6112799A 1994-05-26 1994-05-26 電力変換装置の制御装置 Expired - Lifetime JP2771948B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6112799A JP2771948B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 電力変換装置の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6112799A JP2771948B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 電力変換装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07322625A JPH07322625A (ja) 1995-12-08
JP2771948B2 true JP2771948B2 (ja) 1998-07-02

Family

ID=14595817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6112799A Expired - Lifetime JP2771948B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 電力変換装置の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2771948B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4591304B2 (ja) * 2005-10-17 2010-12-01 株式会社豊田自動織機 双方向dc/acインバータ

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07322625A (ja) 1995-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3265398B2 (ja) 直流送電装置の制御装置
KR910009763B1 (ko) 교류출력변환기의 병렬운전시스템
US5373223A (en) Power converter/inverter system with instantaneous real power feedback control
US7839663B2 (en) Converter and power converter that becomes it with the converter
US5666275A (en) Control system for power conversion system
US7164590B2 (en) Power transfer system with reduced component ratings
US5349522A (en) Method and apparatus for controlling the output voltage of an AC electrical system
JP2018129963A (ja) 電力変換器の制御装置
JP3192058B2 (ja) Pwmコンバータの制御装置
JP3259308B2 (ja) インバータ装置及びそれを使用した無停電電源装置
JP2771948B2 (ja) 電力変換装置の制御装置
JP2861313B2 (ja) 単独・連系運転用インバータの制御回路
JP3343711B2 (ja) 静止型無効電力補償装置
JP3314260B2 (ja) 電力変換装置の制御方法および装置
JPH0956170A (ja) 系統連系用インバータの制御装置
JPH0783599B2 (ja) 循環電流形サイクロコンバ−タの制御方法
JPH07107744A (ja) 電力変換装置
JP2926931B2 (ja) 高調波抑制装置
JP3252634B2 (ja) インバータ回路の出力電圧制御方法
JP3408961B2 (ja) 電力変換装置
JP3309894B2 (ja) 自励式無効電力補償装置の制御方法
JP3506881B2 (ja) 直流送電方法および直流送電システム
JP3312178B2 (ja) 自励式インバータの制御装置
JP3223293B2 (ja) Dc/dcコンバータ
JPH0375893B2 (ja)