JP2781292B2 - Inverter control circuit - Google Patents
Inverter control circuitInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、直流電力を交流電力
に変換し、負荷に電力を供給するインバータ装置の制御
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for an inverter device which converts DC power into AC power and supplies power to a load.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は例えば特開昭６３−２０５１３号
公報に示された系統電源と並列運転する従来のインバー
タ装置の制御回路を示すブロック図である。図におい
て、１は直流電源装置であり、例えば太陽電池と、これ
に並列に接続されたバッテリー等で構成される。２は直
流電源装置１からの直流電力を交流電力に変換し、連系
用リアクタンス成分を含む変圧器３を経由して系統電源
５と並列接続して、負荷４に電力を供給するインバータ
装置である。６はインバータ装置２の出力電力を検出す
る電力センサ、７は電力センサ６の検出値に応じてイン
バータ装置２の出力電力を制御する電力コントローラ、
８は例えばＰＬＬ回路から成り、インバータ装置２の出
力電圧と系統電源５の出力電圧との位相差に応じてイン
バータ装置２の出力電圧位相を制御する位相コントロー
ラ、９はコントローラ７及び８からの制御信号に応じて
インバータ装置２の電圧・位相を制御するパルスを発生
するパルス幅変調（ＰＷＭ）回路である。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing a control circuit of a conventional inverter device which operates in parallel with a system power supply disclosed in, for example, JP-A-63-20513. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC power supply device, which includes, for example, a solar cell and a battery connected in parallel to the solar cell. Reference numeral 2 denotes an inverter device that converts DC power from the DC power supply device 1 to AC power, connects the power supply 5 in parallel with a system power supply 5 via a transformer 3 including a reactive component for interconnection, and supplies power to a load 4. is there. 6 is a power sensor for detecting the output power of the inverter device 2, 7 is a power controller for controlling the output power of the inverter device 2 according to the detection value of the power sensor 6,
Numeral 8 denotes a phase controller for controlling the output voltage phase of the inverter device 2 according to the phase difference between the output voltage of the inverter device 2 and the output voltage of the system power supply 5, for example. This is a pulse width modulation (PWM) circuit that generates a pulse for controlling the voltage and phase of the inverter device 2 according to a signal.
【０００３】次に動作について説明する。インバータ装
置２が系統電源５との並列運転状態において、インバー
タ装置２の出力電圧ＶI と系統電源５の出力電圧ＶS と
の位相差を制御することによって、インバータ装置２の
出力電力を制御することができることは周知の通りであ
る。このため、図３の例ではインバータ装置２の出力電
力ＰI を電力センサ６によって検出し、この検出した出
力電力ＰI と所定の電力基準値Ｐｒｅｆとの比較によっ
て電力コントローラ７は位相差指令値δｒｅｆを制御す
る。また、位相コントローラ８によって出力電圧ＶS と
ＶI の位相差δを検出し、この位相差δと位相差指令値
δｒｅｆとの比較によってパルス幅変調回路９のパルス
位相、即ち、インバータ装置２の出力電圧ＶI の位相を
制御し、インバータ装置２の出力電力ＰI を所定の電力
基準値Ｐｒｅｆに一致させるように制御する。また、図
には示されていないが、通常は上記の有効電力の制御と
同時に、インバータ装置２の無効電力を検出して、パル
ス幅変調回路９のパルス幅、即ち、インバータ装置２の
出力電圧ＶI の電圧を制御し、インバータ装置２の無効
電力を制御する。また、系統電源５が例えばディーゼル
発電機等の同期発電機である場合、この同期発電機は図
４のＦＶ１のような出力・周波数特性を持ち、同図にお
いて、出力電力が例えば、Ｐ1 からＰ2 に急変した場合
には過渡的に周波数がｆ1 からｆ2 に変化する。その
後、原動機の調速機によって出力・周波数特性がＦＶ２
となるように自動調整され、出力電力変化前の周波数ｆ
1 に制御されることは周知の通りである。Next, the operation will be described. When the inverter device 2 is in a parallel operation state with the system power supply 5, the output power of the inverter device 2 is controlled by controlling the phase difference between the output voltage V I of the inverter device 2 and the output voltage V S of the system power supply 5. It is well known that this is possible. For this reason, in the example of FIG. 3, the output power P I of the inverter device 2 is detected by the power sensor 6 and the power controller 7 determines the phase difference command value by comparing the detected output power P I with a predetermined power reference value Pref. δref is controlled. The phase controller 8 detects the phase difference δ between the output voltages V S and V I , and compares the phase difference δ with the phase difference command value δref to determine the pulse phase of the pulse width modulation circuit 9, that is, the pulse phase of the inverter device 2. The phase of the output voltage V I is controlled so that the output power P I of the inverter device 2 is made to coincide with a predetermined power reference value Pref. Although not shown in the figure, the reactive power of the inverter 2 is normally detected simultaneously with the control of the active power, and the pulse width of the pulse width modulation circuit 9, that is, the output voltage of the inverter 2 is controlled. controlling the voltage of V I, to control the reactive power of the inverter 2. Also, if a synchronous generator, such as a system power supply 5, for example, diesel generators, the synchronous generator has an output-frequency characteristic, such as FV1 in FIG 4, in the figure, the output power, for example, from P 1 is transiently frequency changes from f 1 to f 2 in the case of suddenly changed to P 2. After that, the output and frequency characteristics are changed to FV2 by the governor of the prime mover.
Automatically adjusted so that the frequency f before the output power change
It is well known that it is controlled to 1 .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】系統電源と並列運転す
る従来のインバータ装置の制御回路は以上のように構成
されているので、インバータ装置２の出力電力は系統電
源５の出力電力とは無関係に、所定の電力基準値Ｐｒｅ
ｆに一致するように制御される。したがって、負荷４の
所要電力の急変によって系統電源５の出力電力も急変化
することになる。このため、系統電源５がディーゼル発
電機等の同期発電機である様な場合には上述の理由によ
って同期発電機の出力周波数が変化し、電力品質の維持
の面で好ましくない問題点があった。また、負荷電力の
急変量によっては、インバータ装置を並列運転とした場
合でも、周波数変化量の制限から同期発電機容量を軽減
することができない等の問題点があった。Since the control circuit of the conventional inverter device which operates in parallel with the system power supply is constructed as described above, the output power of the inverter device 2 is independent of the output power of the system power supply 5. , A predetermined power reference value Pre
It is controlled to match f. Therefore, the output power of the system power supply 5 also changes suddenly due to the sudden change in the required power of the load 4. For this reason, when the system power supply 5 is a synchronous generator such as a diesel generator, the output frequency of the synchronous generator changes for the above-described reason, and there is a problem that it is not preferable in maintaining the power quality. . In addition, depending on the amount of sudden change in load power, even when the inverter devices are operated in parallel, there is a problem that the synchronous generator capacity cannot be reduced due to the limitation of the amount of frequency change.
【０００５】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、負荷電力急変時における系統電
源の出力電力の急変を緩和し、出力変動に起因する周波
数変動の抑制等の電力品質を向上できると共に同期発電
機等の系統電源の容量を軽減できるインバータ装置の制
御回路を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and alleviates a sudden change in output power of a system power supply at the time of a sudden change in load power. An object of the present invention is to provide a control circuit for an inverter device that can improve the quality and reduce the capacity of a system power supply such as a synchronous generator.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明に係るインバー
タ装置の制御回路は、系統電源と交流側で並列運転して
負荷に電力を供給するインバータ装置において、該イン
バータ装置の出力電力と上記系統電源の出力電力を検出
する電力検出手段と、該電力検出手段の出力信号に応じ
て所定の電力基準値を生成する分担電力制御回および該
分担電力制御回路の出力信号を所定の時定数で遅延する
時定数回路からなる遅延手段と、この遅延手段の出力信
号及び上記系統電源の出力電力に応じて制御される位相
差指令信号と上記インバータ装置の出力電圧及び上記系
統電源の出力電圧の位相差信号とに応じて上記インバー
タ装置の出力電力を制御する制御手段とを備えたもので
ある。A control circuit for an inverter device according to the present invention is an inverter device for supplying power to a load by operating in parallel with a system power supply on the AC side. Power detecting means for detecting the output power of the power detecting means, and a shared power control circuit for generating a predetermined power reference value in accordance with an output signal of the power detecting means;
Delay the output signal of the shared power control circuit by a predetermined time constant
A delay means comprising a time constant circuit; a phase difference command signal controlled according to an output signal of the delay means and an output power of the system power supply; and a phase difference signal of the output voltage of the inverter device and the output voltage of the system power supply. Control means for controlling the output power of the inverter device according to the above.
【０００７】[0007]
【作用】この発明においては、負荷電力が急変した場合
でも系統電源の出力電力の変化が緩るやかになるように
インバータ装置の出力電力を制御する。According to the present invention, the output power of the inverter device is controlled so that the output power of the system power supply becomes gentle even when the load power changes suddenly.
【０００８】[0008]
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１はこの発明の一実施例を示すブロ
ック図である。図１において、１〜５，７〜９は従来回
路と同様である。６ａはインバータ装置２の出力電力Ｐ
I を検出する電力センサ、６ｂは系統電源５の出力電力
ＰG を検出する電力センサ、１０は電力センサ６ａの出
力電力検出値ＰI 及び電力センサ６ｂの出力電力検出値
ＰG に応じて、所定の電力基準値ＰGｒｅｆ＝（ＰI＋Ｐ
G）／ｎ） を出力する分担電力制御回路、１１は分担電
力制御回路１０の出力信号ＰGｒｅｆの変化を所定の時
定数で遅延する時定数回路である。なお、電力センサ６
ａ，６ｂは電力検出手段を構成し、分担電力制御回路１
０、時定数回路１１は遅延手段を構成し、電力コントロ
ーラ７、位相コントローラ８及びパルス幅変調回路９は
制御手段を構成する。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1 to 5, 7 to 9 are the same as those of the conventional circuit. 6a is the output power P of the inverter device 2.
Power sensor for detecting the I, 6b power sensor for detecting the output power P G of the system power source 5, 10 in accordance with the output power detected value P G of the output power detected value P I and the power sensor 6b power sensor 6a, The predetermined power reference value P G ref = (P I + P
G ) / n) is a shared power control circuit, and 11 is a time constant circuit that delays a change in the output signal P G ref of the shared power control circuit 10 by a predetermined time constant. The power sensor 6
a and 6b constitute power detection means, and the shared power control circuit 1
0, the time constant circuit 11 constitutes delay means, and the power controller 7, the phase controller 8 and the pulse width modulation circuit 9 constitute control means.
【０００９】次に動作について説明する。インバータ装
置２が系統電源５との並列運転状態において、インバー
タ装置２の出力電力ＰI 及び系統電源５の出力電力ＰG
を電力センサ６ａ及び６ｂで検出する。この時の負荷４
の電力ＰL はＰL ＝ＰI ＋ＰG であり、分担電力制御回
路１０は出力電力ＰI 及びＰG と予め設定された負荷電
力ＰL に対する系統電源５の電力分担率１／ｎに応じ
て、電力基準値ＰGｒｅｆ（ＰGｒｅｆ＝（ＰI＋ＰG）／
ｎ） を出力する。また、時定数回路１１によって分担
電力制御回路１０の出力信号ＰGｒｅｆの変化を所定の
時定数で遅延出力し、この出力と系統電源５の出力電力
ＰG との比較によって電力コントローラ７は位相差指令
値δｒｅｆを制御する。さらに、位相コントローラ８に
よって出力電圧ＶS とＶI の位相差δを検出し、この位
相差δと位相差指令値δｒｅｆとの比較によってパルス
幅変調回路９のパルス位相、即ち、インバータ装置２の
出力電圧ＶI の位相を制御し、系統電源５の出力電力が
平均的に上記の電力基準値ＰGｒｅｆに一致するように
インバータ装置２の出力電力ＰI を制御する。Next, the operation will be described. In parallel operation state of the inverter device 2 and the system power supply 5, the output power P G of the output power P I and the system power supply 5 of the inverter 2
Is detected by the power sensors 6a and 6b. Load 4 at this time
Power P L is P L = P I + P G, sharing the power control circuit 10 depending on the output power P I and P G with a preset load power P L power share ratio 1 / n of the system power source 5 for Te, the power reference value P G ref (P G ref = (P I + P G) /
n) is output. Further, the time constant circuit 11 delays and outputs the change of the output signal P G ref of the shared power control circuit 10 with a predetermined time constant, and compares the output with the output power P G of the system power supply 5 to determine the power controller 7. The phase difference command value δref is controlled. Further, the phase controller 8 detects the phase difference δ between the output voltages V S and V I , and compares the phase difference δ with the phase difference command value δref to determine the pulse phase of the pulse width modulation circuit 9, that is, the pulse phase of the inverter device 2. The phase of the output voltage V I is controlled, and the output power P I of the inverter device 2 is controlled such that the output power of the system power supply 5 matches the above-mentioned power reference value P G ref on average.
【００１０】上記のように構成されたインバータ装置２
と系統電源５との並列運転状態において、負荷４の電力
が急変した場合のインバータ装置２及び系統電源５の電
力分担制御動作の一例を図２に示す。同図において、負
荷電力ＰLがＰL1で一定のの期間は上述の制御動作に
よってインバータ装置２の出力電力ＰI を制御し、系統
電源５の出力電力ＰG が、予め設定された電力分担率１
／ｎとＰL1からＰL1／ｎとなるように制御される。負荷
電力ＰL がＰL1からＰL2に急増加した場合には分担電力
制御回路１０の出力もＰL1／ｎからＰL2／ｎに急増加す
るが、時定数回路１１の出力はＰL1／ｎからＰL2／ｎ
に、所定の時定数をもって緩やかに増加する。したがっ
て、図２の期間に示すように、負荷電力ＰL が急増加
直後の増加電力ＰL2−ＰL1はインバータ装置２が分担
し、系統電源５の出力電力ＰG は所定の時定数で緩やか
に増加制御される。また、負荷電力ＰL がＰL2からＰL1
に急減少した場合（図２の期間）には分担電力制御回
路１０の出力もＰL2／ｎからＰL1／ｎに急減少するが、
時定数回路１１の出力、したがって、系統電源５の出力
電力ＰG は所定の時定数で緩やかに減少制御される。Inverter device 2 configured as described above
FIG. 2 shows an example of the power sharing control operation of the inverter device 2 and the system power supply 5 when the power of the load 4 changes abruptly in the parallel operation state of the power supply 5 and the system power supply 5. In the figure, the output power P I of the inverter device 2 is controlled by the above-described control operation during a period when the load power P L is constant at P L1 , and the output power P G of the system power supply 5 is set to a predetermined power distribution. Rate 1
/ N and P L1 are controlled to be P L1 / n. Load power P L While abruptly increases from P L1 / n output sharing the power control circuit 10 to P L2 / n when suddenly increases from P L1 to P L2, when the output of the time constant circuit 11 is P L1 / n to P L2 / n
Then, it gradually increases with a predetermined time constant. Therefore, as shown in the period of FIG. 2, the increased power P L2 −P L1 immediately after the load power P L rapidly increases is shared by the inverter device 2, and the output power P G of the system power supply 5 is moderate at a predetermined time constant. Is controlled to increase. Further, the load power P L is P from P L2 L1
When the output power suddenly decreases (period in FIG. 2), the output of the shared power control circuit 10 also rapidly decreases from P L2 / n to P L1 / n,
The output of the time constant circuit 11, therefore, the output power P G of the system power source 5 is gradually reduced control at a predetermined time constant.
【００１１】上述の制御動作によって、負荷電力ＰL が
急変化した場合でも、系統電源５の出力電力ＰG の急変
が緩和されるようにインバータ装置２の出力電力ＰI が
制御される。また、図に示されていないが、上記の出力
電力の制御と同時に、インバータ装置２の無効電力を検
出して、パルス幅変調回路９のパルス幅、即ち、インバ
ータ装置２の出力電圧ＶIの電圧を制御し、インバータ
装置２の無効電力を制御するのは従来装置と同様であ
る。[0011] by the above-described control operation, even when the load power P L is abruptly changed, the output power P I of the inverter 2 is controlled such that abrupt change in the output power P G of the system power source 5 is relaxed. Although not shown, simultaneously with the control of the output power, detects the reactive power of the inverter 2, the pulse width of the pulse width modulation circuit 9, i.e., the output voltage V I of the inverter 2 Controlling the voltage and controlling the reactive power of the inverter device 2 is the same as that of the conventional device.
【００１２】実施例２．なお、上記実施例では系統電源
５の電力分担率１／ｎは予め装置内に設定しておくもの
としたが、装置外部から設定できるようにしても良い。
また、直流電源装置１が太陽電池と、これに並列に接続
されたバッテリーで構成されたような場合には、太陽電
池の出力電力又はバッテリーの保有電気量等に応じて、
系統電源５の電力分担率を可変するようにしても良い。Embodiment 2 FIG. In the above embodiment, the power sharing ratio 1 / n of the system power supply 5 is set in the apparatus in advance, but may be set from outside the apparatus.
In the case where the DC power supply device 1 is configured by a solar cell and a battery connected in parallel to the solar cell, depending on the output power of the solar cell or the amount of electricity held by the battery,
The power sharing ratio of the system power supply 5 may be made variable.
【００１３】実施例３．また、上記実施例では負荷電力
ＰL の急変時に、系統電源５の出力電力ＰG の急変を緩
和するものとしたが、上記の電力は有効電力，無効電力
又は両者の場合であっても上記実施例と同様に制御が可
能である。Embodiment 3 FIG. Further, when a sudden change of the load power P L in the above embodiment, it is assumed to relax the sudden change of the output power P G of the system power source 5, the above power active power, even when the reactive power or both above Control is possible as in the embodiment.
【００１４】[0014]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、系統
電源と交流側で並列運転して負荷に電力を供給するイン
バータ装置において、該インバータ装置の出力電力と上
記系統電源の出力電力を検出する電力検出手段と、該電
力検出手段の出力信号に応じて所定の電力基準値を生成
する分担電力制御回および該分担電力制御回路の出力信
号を所定の時定数で遅延する時定数回路からなる遅延手
段と、この遅延手段の出力信号及び上記系統電源の出力
電力に応じて制御される位相差指令信号と上記インバー
タ装置の出力電圧及び上記系統電源の出力電圧の位相差
信号とに応じて上記インバータ装置の出力電力を制御す
る制御手段とを備えたので、負荷電力が急変した場合で
も系統電源の出力電力の急変を所定の時定数で緩和で
き、したがって、系統電源がディーゼル発電機等の同期
発電機である様な場合には、出力電力の変動の時定数を
原動機の調速機の応答速度以上に設定することによっ
て、出力電力変動による出力周波数の変動を抑制でき、
もって、電力品質を向上でき、しかも同期発電機等の系
統電源の容量を軽減でき、さらに、遅延手段を分担電力
制御回と時定数回路で構成することにより、変動成分と
定常運転時の電力の制御をそれぞれ専用の回路を用いる
ことなく同一の回路で行うことができ、もって、回路構
成が簡略化されるという効果がある。As described above, according to the present invention, in an inverter device for supplying power to a load by operating in parallel with a system power supply on the AC side, the output power of the inverter device and the output power of the system power supply are reduced. Power detection means for detecting, and a predetermined power reference value according to an output signal of the power detection means
Power control circuit and the output signal of the shared power control circuit.
Delay means comprising a time constant circuit for delaying by a predetermined time constant. No., the output voltage and the phase difference command signal and the inverter device is controlled according to the output signal and the output power of the system power source of the delay means Control means for controlling the output power of the inverter device according to the phase difference signal of the output voltage of the system power supply, so that even when the load power changes suddenly, the sudden change of the output power of the system power supply can be performed with a predetermined time constant. If the system power supply is a synchronous generator such as a diesel generator, the output power fluctuation can be reduced by setting the time constant of the output power fluctuation to be higher than the response speed of the governor of the prime mover. Output frequency fluctuation due to
Therefore, the power quality can be improved, the capacity of the system power supply such as a synchronous generator can be reduced , and the delay
By using a control circuit and a time constant circuit, fluctuation components and
Uses dedicated circuits for power control during steady operation
The same circuit can be used without any
This has the effect of simplifying the configuration.
【図１】この発明によるインバータ装置の制御回路の一
実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a control circuit of an inverter device according to the present invention.
【図２】この発明の動作説明に供するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the present invention;
【図３】従来のインバータ装置の制御回路を示す制御ブ
ロック図である。FIG. 3 is a control block diagram showing a control circuit of a conventional inverter device.
【図４】同期発電機の出力・周波数特性例を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of output / frequency characteristics of a synchronous generator.
２ インバータ装置 ４ 負荷 ６ａ，６ｂ 電力センサ ７ 電力コントローラ ８ 位相コントローラ ９ パルス幅変調回路 １０ 分担電力制御回路 １１ 時定数回路 2 Inverter device 4 Load 6a, 6b Power sensor 7 Power controller 8 Phase controller 9 Pulse width modulation circuit 10 Allocated power control circuit 11 Time constant circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02J 3/32 - 3/46 H02J 7/34 - 7/35 H02M 7/48──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02J 3/32-3/46 H02J 7/34-7/35 H02M 7/48
Claims (1)
電力を供給するインバータ装置において、 該インバータ装置の出力電力と上記系統電源の出力電力
を検出する電力検出手段と、 該電力検出手段の出力信号に応じて所定の電力基準値を
生成する分担電力制御回および該分担電力制御回路の出
力信号を所定の時定数で遅延する時定数回路からなる遅
延手段と、 この遅延手段の出力信号及び上記系統電源の出力電力に
応じて制御される位相差指令信号と上記インバータ装置
の出力電圧及び上記系統電源の出力電圧の位相差信号と
に応じて上記インバータ装置の出力電力を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とするインバータ装置の制御
回路。1. An inverter device for supplying power to a load by operating in parallel with a system power supply on the AC side, comprising: power detection means for detecting output power of the inverter device and output power of the system power supply; And a shared power control circuit for generating a predetermined power reference value in response to the output signal of the shared power control circuit.
A delay means comprising a time constant circuit for delaying a force signal by a predetermined time constant; a phase difference command signal controlled according to an output signal of the delay means and an output power of the system power supply; and the inverter. A control circuit for controlling output power of the inverter device according to an output voltage of the device and a phase difference signal of an output voltage of the system power supply.
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1991
- 1991-07-05 JP JP3165470A patent/JP2781292B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0522864A (en) | 1993-01-29 |
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