JP3164701B2 - 系統連系用インバータの制御装置 - Google Patents
系統連系用インバータの制御装置Info
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- JP3164701B2 JP3164701B2 JP18265493A JP18265493A JP3164701B2 JP 3164701 B2 JP3164701 B2 JP 3164701B2 JP 18265493 A JP18265493 A JP 18265493A JP 18265493 A JP18265493 A JP 18265493A JP 3164701 B2 JP3164701 B2 JP 3164701B2
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Description
流系統と電力の授受を行うインバ―タの制御装置に係
り、交流系統との連系が途絶えた場合にもインバ―タ単
独で負荷に電力を供給し続けることを目的とする系統連
系用インバ―タの制御装置に関する。
器などの直流電源の電力を負荷に供給したり、あるい
は、これら直流電源と交流系統との間で電力の授受を行
う目的で系統連系用インバータが用いられる。
バータの制御装置の一例を示す図であり、電圧型自励式
インバータ10とインバータ制御装置100からなって
いる。電圧型自励式インバータ10は、後述するインバ
ータ主回路1と直流コンデンサ2と変圧器3から構成さ
れ、インバータ主回路1は、電力変換素子(可制御整流
素子)GU、GV、GW、GX、GY、GZと整流素子
DU、DV、DW、DX、DY、DZを有している。電
力変換素子GU、GV、GW、GX、GY、GZとして
は、GTO(ゲートターンオフサイリスタ)、電力用ト
ランジスタ、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ)、SI(静電誘導型)サイリスタ等の自己消弧能
力のある電力変換素子が用いられる。電圧型自励式イン
バータ10は、連系遮断器5を介して3相交流系統6と
連系すると共に負荷7に接続されている。
流基準発生器101と、位相検出器103と、有効無効
電流検出器104と、電流制御回路105と、ゲート制
御回路106と、またはホールCT201及び202か
ら構成されている。
U、GV、GW、GX、GY、GZの通電期間を変化さ
せることにより、インバータ主回路1の3相の出力電圧
を制御することができる。インバータ主回路1の3相の
出力電圧の位相と振幅を、交流系統6の系統電圧VR、
VS、VTの位相と振幅に応じて調整することにより、
変圧器3のインピーダンスを介して交流系統6と授受す
る電流を制御する。
直流電圧源4の直流電力を有効電力に変換してあるいは
有効電力を直流電力に変換して、連系遮断器5を介して
交流系統6と有効電力を授受すると共に、無効電力を供
給する。同様に、インバータ10は、負荷7にも有効電
力と無効電力を供給する。
御装置100で以下のように行われる。位相検出回路1
03は3相交流系統6の系統電圧VR、VS、VTの系
統電圧位相θを、連系遮断器5のインバータ10側で検
出する。
01及び202で検出されるインバータ出力交流電流i
RおよびiTから有効電流成分と無効電流成分を各々有
効電流検出値iqと無効電流検出値idとして検出す
る。
器104からの有効電流検出値iqと無効電流検出値i
dとが有効無効電流基準発生器101からの有効電流基
準値iqcと無効電流基準値idcとに等しくなるよ
う、インバータ主回路1の3相の出力電圧を決定するイ
ンバータ出力電圧基準VRc、VSc、VTcを算出す
る。このインバータ出力電圧基準VRc、VSc、VT
cの算出では、交流系統6の系統電圧VR、VS、VT
の位相に対してインバータ出力電圧位相を決定するた
め、位相検出器103で検出される系統電圧位相θを使
用する。
圧基準VRc、VSc、VTcとゲート制御回路106
内部で作る三角波搬送信号とを比較して、インバータ主
回路1を構成する電力変換素子GU、GV、GW、G
X、GY、GZの通電期間を決定するゲート信号を出力
する。
ータとその制御装置の動作の詳細については、以下に述
べる文献に記載されているので、ここではその説明は省
略する。
ation of a digital instantaneouscurrent control fo
r static induction thyristor converters in the uti
lity line ”,PCIM Proceeding,pp343-349,Dec.8,1988
in Japanに一例が開示されている。
ては、文献:電気学会 半導体電力変換方式調査専門委
員会編「半導体電力変換回路」頁108から頁112、
社団法人 電気学会、1987年3月31日にPWM制
御として開示されている。
系用インバータの制御装置には次のような不具合があ
る。すなわち、交流系統6に故障等が発生し連系遮断器
5が開いた場合、インバータ10は交流系統6と電力の
授受ができなくなると共に、交流系統6の交流電圧の位
相が検出できなくなるため、インバータ出力交流電流i
RおよびiTから検出される有効電流成分iqおよび無
効電流成分idが、有効無効電流基準発生器101から
の有効電流基準値iqcおよび無効電流基準値idc通
りに、出力できなくなる。この結果、インバータ10の
出力電圧と周波数が増加、あるいは、減少して負荷7に
電力を適正に供給できなくなることから、インバータ1
0の運転を止めざるをえないという不具合がある。
めになされたもので、系統連系用インバータと交流系統
との連系状態が連系状態から単独状態に変わろうと逆に
単独状態から連系状態に変わろうとも、この状態変化を
連系遮断器などの状態信号として取り込むことなく、ま
た系統連系用インバータの運転を一旦停止することな
く、系統連系用インバ―タを用いた発電システムから負
荷に適正な電力が供給できるため、系統連系用インバ―
タを用いた発電システムの信頼性を高めその適正範囲を
広げることができる系統連系用インバ―タの制御装置を
提供することを目的とする。
の請求項1に対応する発明は、交流系統から連系遮断器
を介して負荷に交流電圧を供給し、また前記交流系統に
連系され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換し
て前記負荷および前記交流系統に有効電力あるいは無効
電力を授受する系統連系用インバータにおいて、有効電
流基準信号及び無効電流基準信号を発生する有効無効電
流基準発生手段と、前記インバータの出力電流の有効電
流成分および無効電流成分を各々有効電流信号および無
効電流信号として出力する有効無効電流検出手段と、前
記交流電圧の位相を検出し位相信号として出力する位相
検出手段と、前記有効電流信号を前記有効電流基準信号
に等しくするよう制御すると共に無効電流信号を無効電
流基準信号に等しくするよう制御して前記インバータの
出力電圧基準信号を出力する電流制御手段と、前記イン
バータ出力の基準信号と前記位相信号により前記インバ
ータの出力電圧を制御するゲート制御手段と、前記交流
電圧の周波数を検出し周波数信号として出力する周波数
検出手段と、前記交流電圧の振幅を検出し電圧振幅信号
として出力する電圧振幅検出手段と、周波数基準信号を
出力する周波数基準発生手段と、電圧振幅基準信号を出
力する電圧振幅基準発生手段と、前記周波数基準信号と
前記周波数信号との偏差が一定のレベル以上になった場
合にのみ偏差分を出力する不感帯域をもち、かつ、該偏
差分から周波数補正信号を出力する不感帯域付き周波数
補正演算手段と、前記電圧振幅基準信号と前記電圧振幅
信号との偏差が一定のレベル以上になった場合にのみ偏
差分を出力する不感帯域をもち、かつ、該偏差分から電
圧振幅補正信号を出力する不感帯域付き電圧振幅補正演
算手段と、前記有効電流基準信号と前記電圧振幅補正信
号とを加算し有効電流補正基準信号として前記電流制御
手段に出力すると共に、前記無効電流基準信号と前記周
波数補正信号とを加算し無効電流補正基準信号として前
記電流制御手段に出力する加算手段とを具備した系統連
系用インバータの制御装置である。
する発明は、交流系統から連系遮断器を介して負荷に交
流電圧を供給し、また前記交流系統に連系され、直流電
源からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷および
前記交流系統に有効電力あるいは無効電力を授受する系
統連系用インバータにおいて、有効電流基準信号及び無
効電流基準信号を発生する有効無効電流基準発生手段
と、前記インバータの出力電流の有効電流成分および無
効電流成分を各々有効電流信号および無効電流信号とし
て出力する有効無効電流検出手段と、前記交流電圧の位
相を検出し位相信号として出力する位相検出手段と、前
記有効電流信号を前記有効電流基準信号に等しくするよ
う制御すると共に無効電流信号を無効電流基準信号に等
しくするよう制御して前記インバータの出力電圧基準信
号を出力する電流制御手段と、前記インバータ出力の基
準信号と前記位相信号により前記インバータの出力電圧
を制御するゲート制御手段と、前記交流電圧の周波数を
検出し周波数信号として出力する周波数検出手段と、前
記交流電圧の振幅を検出し電圧振幅信号として出力する
電圧振幅検出手段と、前記周波数信号、もしくは前記交
流電圧信号が一定範囲外の時に信号を出力する電圧・周
波数監視手段と、周波数基準信号を出力する周波数基準
発生手段と、電圧振幅基準信号を出力する電圧振幅基準
発生手段と、前記周波数基準信号と前記周波数信号との
偏差の伝達,遮断を決定する機能を有し、該偏差から周
波数補正信号を出力するスイッチ付き周波数補正演算手
段と、前記電圧振幅基準信号と前記電圧振幅信号との偏
差の伝達,遮断を決定する機能を有し、該偏差から電圧
振幅補正信号を出力するスイッチ付き電圧振幅補正演算
手段と、前記スイッチ付き周波数補正演算手段と前記ス
イッチ付き電圧振幅補正演算手段の出力信号を監視する
演算回路飽和検出手段と、前記有効電流基準信号と前記
電圧振幅補正信号とを加算し有効電流補正基準信号とし
て前記電流制御手段に出力すると共に、前記無効電流基
準信号と前記周波数補正信号とを加算し無効電流補正基
準信号として前記電流制御手段に出力する加算手段と、
を具備した系統連系用インバータの制御装置である。
段に有効電流信号を有効電流補正基準信号に等しくなる
よう制御させると共に、無効電流信号を無効電流補正基
準信号に等しくなるよう制御させてインバータの出力電
圧基準信号を出力させることにより、交流系統との連系
が途絶えた場合にもインバータ単独で負荷に電力を供給
し続けることが可能になる。
不感帯域付き周波数補正演算手段と、不感帯域付き電圧
振幅補正演算手段を備えているので、系統連系運転時に
系統変動により生じる不要な制御動作を抑制できる。
御手段に有効電流信号を有効電流補正基準信号に等しく
なるよう制御させると共に、無効電流信号を無効電流補
正基準信号に等しくなるよう制御させてインバータの出
力電圧基準信号を出力させることにより、交流系統との
連系が途絶えた場合にもインバータ単独で負荷に電力を
供給し続けることが可能になる。
ば、電圧・周波数監視手段が電圧振幅と周波数の変動が
一定範囲を越えた時点で単独運転とみなし、スイッチ付
き周波数補正演算手段と、スイッチ付き電圧振幅補正演
算手段を動作させて該制御を開始するという操作が行わ
れるので、系統変動時の該制御の動作を抑制し、かつ単
独運転移行時には不感帯の無い精度の良い制御を行うこ
とができる。
単独運転から連系運転に移行した場合は、電圧補正信号
と周波数補正信号のレベルを電圧・周波数監視手段にて
監視して一定レベル以上の出力が連続した場合に該制御
を停止する操作を行うことができる。
して説明する。図1は、本発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。図11の従来例と異なる点は、周波
数検出手段を構成する周波数検出器107、電圧検出手
段を構成する電圧振幅検出器108、加算手段を構成す
る加算回路110、電圧振幅検出手段を構成する電圧振
幅基準発生器121、周波数基準発生手段を構成する周
波数基準発生器122、周波数補正演算手段を構成する
不感帯域付き周波数補正演算回路131、電圧振幅補正
演算手段を構成する不感帯域付き電圧振幅補正演算回路
132を追加した点であり、これ以外の点は図11と同
一である。
インバータ10から負荷7に印加される交流電圧の周波
数を検出し周波数信号Fを検出する。電圧振幅検出器1
08は、該交流電圧の振幅を検出し電圧振幅信号Vとし
て出力する。周波数基準発生器122は周波数基準信号
Fcを出力する。電圧振幅基準発生器121は電圧振幅
基準信号Vcを出力する。
は、後述するように周波数基準発生器122からの周波
数基準信号Fcと周波数検出器107からの周波数信号
Fを入力し図2の加算器1311で差を取った後、不感
帯域発生回路1313と、比例積分演算回路1312を
介して周波数補正信号EFを出力する。
は、後述するように電圧振幅基準発生器121からの電
圧基準信号Vcと電圧振幅検出器108からの電圧振幅
信号Vを入力し、図3の加算器1321で差を取った
後、不感帯域発生回路1323と、比例積分演算回路1
322を介して電圧振幅補正信号EVを出力する。
112を有し、加算器111は有効無効電流基準発生器
101の出力する有効電流基準iqcから電圧振幅補正
演算回路132からの出力である電圧振幅補正信号EV
を減算し有効電流補正基準信号iqmを電流制御回路1
05に出力し、また加算器112は有効無効電流基準発
生器101からの出力である無効電流基準idcから周
波数補正演算回路131の出力する周波数補正信号EF
を減算し無効電流補正基準信号idmを電流制御回路1
05に出力する。
算回路131の具体的回路例を示すもので、これは加算
器1311と、不感帯域発生回路1313と、比例積分
演算回路1312からなり、比例積分演算回路1312
は、演算増幅器Aと、抵抗R1,R2,R3と、コンデ
ンサCから構成されている。不感帯域発生回路1313
は、ツェナーダイオードZD1,ZD2と抵抗R4から
構成されている。
算回路132の具体的回路例を示すもので、これは加算
器1321と、比例積分演算回路1322と、不感帯域
発生回路1323とからなっている。比例積分演算回路
1322は、演算増幅器Aと、抵抗R1,R2,R3
と、コンデンサCから構成されている。不感帯域発生回
路1323は、ツェナーダイオードZD1,ZD2と、
抵抗R4から構成されている。
5に入力される有効電流信号iqを有効電流補正基準信
号iqmに等しくなるよう制御させると共に、無効電流
信号idを無効電流補正基準信号idmに等しくなるよ
う制御させてインバータの出力電圧基準信号を出力させ
ることができ、これにより交流系統との連系が途絶えた
場合にもインバータ単独で負荷7に電力を供給し続ける
ことができる。
する。図1において、周波数検出器107は連系遮断器
5のインバータ10側の交流電圧の周波数を検出し周波
数信号Fを出力する。電圧振幅検出器108は連系遮断
器5のインバータ10側の交流電圧の振幅を検出し電圧
振幅信号Vを出力する。周波数基準発生器122は交流
系統6の電圧の定格周波数に相当する周波数基準信号F
cを出力する。電圧振幅基準発生器121は交流系統6
の電圧の定格振幅に相当する電圧振幅基準信号Vcを出
力する。
周波数基準発生器122からの周波数基準信号Fcと周
波数検出器107からの周波数信号Fを入力し、図2の
加算器1311で差を取った後、不感帯域発生回路13
13、比例積分演算回路1312を介して周波数補正信
号EFを出力する。
は電圧振幅基準発生器121からの電圧基準信号Vcと
電圧振幅検出器108からの電圧振幅信号Vを入力し、
図3の加算器1321で差を取った後、不感帯域発生回
路1323、比例積分演算回路1322を介して電圧振
幅補正信号EVを出力する。
効電流基準発生器101の出力する無効電流基準idc
から周波数補正演算回路131の出力する周波数補正信
号EFを減算し無効電流補正基準信号idmを出力する
と共に、加算器111で有効無効電流基準発生器101
の出力する有効電流基準iqcから電圧振幅補正演算回
路132の出力する電圧振幅補正信号EVを減算し有効
電流補正基準信号iqmを出力する。
入力していた無効電流基準idcにかえて加算回路11
0の出力である無効電流補正基準信号idmを入力する
と共に、図11の従来例で入力していた有効電流基準i
qcにかえて加算回路110の出力する有効電流補正基
準信号iqmを入力し、有効無効電流検出器104から
の有効電流検出値iqと無効電流検出値idとが有効電
流補正基準信号iqmと無効電流補正基準信号idmと
に等しくなるよう、インバータ主回路1の3相の出力電
圧を決定するインバータ出力電圧基準VRc、VSc、
VTcを算出する。
ンバータ10が交流系統6と連系している時には、周波
数検出器107は交流系統6の交流電圧の周波数を周波
数信号Fとして検出し、電圧振幅検出器108は交流系
統の交流電圧の振幅を電圧振幅信号Vとして検出するた
め、周波数信号Fと周波数基準信号Fcは等しく、また
電圧振幅信号Vと電圧基準信号Vcは等しくなってい
る。
出力する周波数補正信号EFと電圧振幅補正演算回路1
32の出力する電圧振幅補正信号EVは零となり、有効
電流補正基準信号iqmと無効電流補正基準信号idm
は各々有効電流基準iqcと無効電流基準idcとに等
しくなるため、インバータ10は有効無効電流基準発生
器101からの有効電流基準信号iqcと無効電流基準
信号idcどおり有効電流と無効電流を交流系統及び負
荷に供給する。
数基準信号Fcの偏差や、電圧振幅信号Vと電圧基準信
号Vcの偏差は不感帯域発生回路1313,1323の
不感帯域内に入るようにすることで、連系運転中の周波
数補正信号EFと電圧振幅補正信号EVの発生が抑制さ
れる。
が単独で負荷7に電力を供給している時には、周波数検
出器107の検出する周波数信号Fは交流系統6の交流
電圧の周波数と異なり、電圧振幅検出器108の検出す
る電圧振幅信号Vも交流系統6の交流電圧の振幅と異な
るため、周波数信号Fと周波数基準信号Fcには差が
で、また電圧振幅信号Vと電圧基準信号Vcにも不感帯
域を越える偏差が生じることになる。
回路131の出力する周波数補正信号EFと不感帯域付
き電圧振幅補正演算回路132の出力する電圧振幅補正
信号EVは零でなくなる。
圧振幅補正信号EVで各々無効電流基準idcと有効電
流基準iqcを補正し、無効電流補正基準信号idmと
有効電流補正基準信号iqmを電流制御回路105に出
力する。
効電流基準信号iqmと無効電流基準信号idmどおり
有効電流と無効電流を負荷に供給することにより、イン
バータ出力電圧の周波数と振幅を周波数基準信号Fcと
電圧振幅基準Vcの近傍に制御することができる。
ンバータ10と交流系統6が連系している時も、連系遮
断器5が開いてインバータ10が単独で負荷に電力を供
給する時も同じ制御回路を用いることができ、インバー
タ10が連系運転から単独運転に切り替わる、あるいは
逆に単独運転から連系運転に切り替わる場合に生じる動
揺を少なくすることができる。
図5を参照して説明する。図4は図1を単線結線図で表
現したものでインバータが連系運転から単独運転に切り
替わった時の主回路諸量の動きを説明する図である。図
5はインバータが連系運転から単独運転に切り替わった
時点で負荷電圧の変化を説明するベクトル図である。
バータ出力電流をIc、負荷に流れる負荷電流をIs、
連系遮断器5を介して交流系統6に流れる系統電流をI
gとし、負荷7が発生する負荷電圧をVs、交流系統6
の系統電圧をVgとして各々示し、また、負荷インピー
ダンスをZで示している。
大母線としている。インバータ10はインバータ制御装
置100の電流基準に等しいインバータ出力電流Icを
出力している。
0が連系運転している状態を考える。交流系統6は、イ
ンバータと授受する電流の如何に関わらず、系統電圧V
gは定格電圧振幅と定格周波数を維持している。インバ
ータ10及び負荷7は連系遮断器5を介して交流系統6
と接続されるので、負荷電圧Vsは系統電圧Vgと同じ
定格電圧振幅と定格周波数となっている。
(1)式が成り立つ。 Vs=Vg …(1) また、インバ―タ出力電流Ic、負荷電流Is、系統電
流Igについて、(2)式が成り立つ。
成り立つ。 Vs=Z*Is …(3) 次に、連系遮断器5を開きインバ―タ10が単独運転に
なると、インバ―タ制御装置100で電流基準値を変更
しない限り、連系運転時に交流系統6に流れていた電流
Igは負荷7に流れることになる。この時の負荷電圧を
Vs1とすると、(4)式が成り立つ。
格電圧Vgに加算されることになる。
ある。図5では、直交するd−q座標系上にベクトルを
描いており、q軸に系統電圧Vgをとっている。連系運
転時には系統電圧Vgと負荷電圧Vsは等しくq軸上に
あるが、単独運転になると連系時に交流系統6に流れて
いた電流Igが負荷7に流れるため、負荷電圧Vsは負
荷のインピ―ダンスZに応じてVs1に変化する。次に
インバ―タ10はVs1に対して、電流基準値通りIc
を流そうとするため、更に負荷電圧を変化させる。これ
はインバ―タ10が連系運転から単独運転に切り替わる
と、インバ―タ制御装置100で電流基準値を変更しな
い限り、負荷電圧の振幅と周波数が変化することを示し
ている。すなわち、連系時に交流系統6に流れていた電
流Igと負荷インピ―ダンスZにより変化する電圧成分
のうちd軸成分は周波数を変化させ、q軸成分は振幅を
変化させる。
転から単独運転に移行した時点で電流基準値Icの有効
電流基準値Iqcを交流系統電圧定格振幅と交流電圧振
幅の偏差分で補正し、無効電流基準値Idcを交流系統
電圧定格周波数と交流電圧周波数の偏差分で補正するこ
とにより、インバ―タは出力電圧を交流系統電圧の定格
振幅と定格周波数に等しくなるように制御できることに
なる。
帯域付き周波数補正演算回路131と、不感帯域付き電
圧振幅補正演算回路132を用いて連系運転時に系統変
動により生ずる不要な制御動作を抑制する作用を付与し
ている。
6〜図10を参照して説明する。図6はその概略構成を
示すブロック図であり、ここでは図1と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。図1と異なる点
は、不感帯域付き周波数補正演算回路131と不感帯域
付き電圧振幅補正演算回路132の代りに、スイッチ付
き周波数補正演算回路141とスイッチ付き電圧振幅補
正演算回路142を設けると共に、新たに演算回路飽和
検出器143と電圧・周波数監視回路144を付加した
点である。
41の具体的回路例を示す図であり、これは加算器13
11と、電界効果トランジスタSW、抵抗R21、反転
論理積回路D3からなるスイッチ回路1314と、抵抗
R1,R2,R3、コンデンサC、演算増幅器Aからな
る比例積分回路1312から構成されている。
42の具体的回路例を示す図であり、これは加算器13
21と、電界効果トランジスタSW、抵抗R21、反転
論理積回路D3からなるスイッチ回路1324と、抵抗
R1,R2,R3、コンデンサC、演算増幅器Aからな
る比例積分回路1322から構成されている。
的回路例を示す図であり、これは基準電圧源E1,E
2,E3,E4と、演算増幅器A1,A2,A3,A4
と、反転論理積回路D1,D3と、論理和回路D2とか
ら構成されている。
的回路例を示す図であり、絶対値回路AB1,AB2と
基準電圧源E5,E6と、演算増幅器A5,A6と、論
理和回路D2と、抵抗R11と、コンデンサC11と、
反転論理回路D4とから構成されている。
は周波数検出器107と電圧振幅検出器108の諸量を
監視し、設定上限,下限値より過大、あるいは過小にな
った場合に、スイッチ付き周波数補正演算回路141お
よびスイッチ付き電圧振幅補正演算回路142内のスイ
ッチを投入する。
チ付き周波数補正演算回路141、あるいはスイッチ付
き電圧振幅補正演算回路142の出力の絶対値がある一
定期間以上に渡って設定値以上の出力が生じた場合に該
スイッチを切る動作を行う。
数監視回路144を用いて電圧振幅と周波数の変動が一
定範囲を越えた時点で単独運転に移行したとみなし、ス
イッチ付き周波数補正演算回路141、スイッチ付き電
圧振幅補正演算回路142を動作させて該制御を開始す
るという操作をすることで、系統変動時の該制御の動作
を抑制し、かつ単独運転移行時には不感帯の無い精度の
良い制御を行うことを可能としている。
は、電圧補正信号と周波数補正信号のレベルを演算回路
飽和検出器143にて監視して、一定レベル以上の出力
が連続した場合に該制御を停止する操作をおこなう。
6において、インバ―タ10が交流系統6から切り離さ
れた時に生じる周波数、あるいは電圧の変化を、電圧・
周波数監視回路144で検出し、スイッチ付き周波数補
正演算回路141と、スイッチ付き電圧振幅補正演算回
路142内のスイッチを投入状態にして制御を開始す
る。
数信号Fが周波数信号Fの上限値を示す基準電圧源E1
の値より大きいか、周波数信号Fの下限値を示す基準電
圧源E2の値より小さくなる場合、もしくは電圧振幅信
号Vが電圧振幅信号Vの上限値を示す基準電圧源E3の
値より大きいか電圧振幅信号Vの下限値を示す基準電圧
源E4の値より小さくなる場合に投入信号Sが論理1と
なり、図10の投入解除信号CLSも論理1となってい
る場合に行われる。この時、図7と図8の反転論理和回
路D3は論理0を出力し電界効果トランジスタSWは導
通となる。
連系運転に移行した場合、電圧振幅信号V、周波数信号
Fのそれぞれが、電圧振幅基準発生器121の出力する
電圧基準信号Vcと周波数基準発生器122の出力する
周波数基準信号Fcと等しい場合には、周波数補正演算
回路141の出力する周波数補正信号EFと電圧振幅補
正演算回路142の出力する電圧振幅補正信号EVの値
はゼロなので、そのまま運転を継続するが、電圧振幅信
号Vと電圧基準信号Vc、もしくは周波数信号Fと周波
数基準信号Fcに偏差が生じていると、周波数補正信号
EFと電圧振幅補正信号EVの値は比例積分回路131
2,1322の影響で最大出力レベル以上に増加するの
で、最大出力レベル以上の値が一定期間以上続いたこと
を演算回路飽和検出器143にて検出して、スイッチ付
き周波数補正演算回路141とスイッチ付き電圧振幅補
正演算回路142の電界効果トランジスタSWを切り、
通常の連系状態に移行する。
波数補正信号EFの絶対値が周波数補正信号EFの最大
出力設定値を示す基準電圧源E5の値より大きくなるか
電圧振幅補正信号EVの絶対値が電圧振幅補正信号EV
の最大値を示す基準電圧源E6の値より大きくなる状態
が、抵抗R11とコンデンサC11による信号遅延時間
より長く続いて、投入解除信号CLSが論理0となるこ
とにより行われる。この時、図7と図8の反転論理和回
路D3は論理1を出力して電界効果トランジスタSWは
不導通となる。
制御系内に不感帯を有しないので、精度の高い運転が可
能となる。この実施例も、連系遮断器5が閉じてインバ
―タ10と交流系統6が連系している時も連系遮断器5
が開いてインバ―タ10が単独で負荷に電力を供給する
時も同じ制御回路を用いることができ、インバ―タ10
が連系運転から単独運転に切り替わる、あるいは逆に単
独運転から連系運転に切り替わる場合に生じる動揺を少
なくすることができる。
のではない。例えば、図1の実施例の加算回路110と
不感帯域付き周波数補正演算回路131と不感帯域付き
電圧振幅補正演算回路132は、電子回路で実現した
り、あるいはマイクロコンピュ―タ等を用いてソフトウ
ェアにて実現することもできる。この場合、図11の従
来例で、電流制御回路105と有効無効電流検出器10
4がマイクロコンピュ―タのソフトウェアにて実現され
ていれば、図1の加算回路110と不感帯域付き周波数
補正演算回路131と不感帯域付き電圧振幅補正演算回
路132の機能をソフトウェアとして追加することによ
り、本発明を従来の制御装置に容易に組み込むことがで
きる利点がある。
き周波数補正演算回路141とスイッチ付き電圧振幅補
正演算回路142と電圧・周波数監視回路144と演算
回路飽和検出器143をソフトウェアにて実現すること
もできる。
の運転状態が連系状態から単独状態に変わろうと逆に単
独状態から連系状態に変わろうとも、この状態変化を連
系遮断器などの状態信号として取り込むことなく、また
系統連系用インバ―タの運転を一端停止することなく、
系統連系用インバ―タを用いた発電システムから負荷に
適正な電力が供給できるため、系統連系用インバ―タを
用いた発電システムの信頼性を高めその適正範囲を広げ
ることができる系統連系用インバ―タの制御装置を提供
できる。
の第1の実施例の構成を示すブロック図。
的回路例を示す図。
体的回路例を示す図。
独運転に切り替わった時の主回路諸量の動きを説明する
ための図。
独運転に切り替わった時点での負荷電圧の変化を説明す
るためのベクトル図。
の第2の実施例の構成を示すブロック図。
的回路例を示す図。
体的回路例を示す図。
示す図。
示す図。
置の一例の構成を示すブロック図。
…変圧器、 4…直流電圧源、5…連系
遮断器、 6…交流系統、7…負荷、
100…インバ―タ制御装置、101…有
効無効電流基準発生器、103…位相検出器、
104…有効無効電流検出器、105…電流制御回路、
106…ゲ―ト制御回路、107…周波数検出
器、 108…電圧振幅検出器、110…加算回
路、 111及び112…加算器、121…電
圧振幅基準発生器、122…周波数基準発生器、131
…不感帯域付き周波数補正演算回路、132…不感帯域
付き電圧振幅演算回路、141…スイッチ付き周波数補
正演算回路、142…スイッチ付き電圧振幅補正演算回
路、143…演算回路飽和検出器、144…電圧・周波
数監視回路、201及び202…ホ―ルCT、GU,G
V,GW,GX,GY,GZ…可制御整流素子、DU,
DV,DW,DX,DY,DZ…整流素子、1311,
1321…加算器、1312,1322…比例積分演算
回路、1313,1323…不感帯域発生回路、131
4,1324…スイッチ回路。
Claims (2)
- 【請求項1】 交流系統から連系遮断器を介して負荷に
交流電圧を供給し、また前記交流系統に連系され、直流
電源からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷およ
び前記交流系統に有効電力あるいは無効電力を授受する
系統連系用インバータにおいて、 有効電流基準信号及び無効電流基準信号を発生する有効
無効電流基準発生手段と、 前記インバータの出力電流の有効電流成分および無効電
流成分を各々有効電流信号および無効電流信号として出
力する有効無効電流検出手段と、 前記交流電圧の位相を検出し位相信号として出力する位
相検出手段と、 前記有効電流信号を前記有効電流基準信号に等しくする
よう制御すると共に無効電流信号を無効電流基準信号に
等しくするよう制御して前記インバータの出力電圧基準
信号を出力する電流制御手段と、 前記インバータ出力の基準信号と前記位相信号により前
記インバータの出力電圧を制御するゲート制御手段と、 前記交流電圧の周波数を検出し周波数信号として出力す
る周波数検出手段と、 前記交流電圧の振幅を検出し電圧振幅信号として出力す
る電圧振幅検出手段と、 周波数基準信号を出力する周波数基準発生手段と、 電圧振幅基準信号を出力する電圧振幅基準発生手段と、 前記周波数基準信号と前記周波数信号との偏差が一定の
レベル以上になった場合にのみ偏差分を出力する不感帯
域をもち、かつ、該偏差分から周波数補正信号を出力す
る不感帯域付き周波数補正演算手段と、 前記電圧振幅基準信号と前記電圧振幅信号との偏差が一
定のレベル以上になった場合にのみ偏差分を出力する不
感帯域をもち、かつ、該偏差分から電圧振幅補正信号を
出力する不感帯域付き電圧振幅補正演算手段と、 前記有効電流基準信号と前記電圧振幅補正信号とを加算
し有効電流補正基準信号として前記電流制御手段に出力
すると共に、前記無効電流基準信号と前記周波数補正信
号とを加算し無効電流補正基準信号として前記電流制御
手段に出力する加算手段と、 を具備したことを特徴とする系統連系用インバータの制
御装置。 - 【請求項2】 交流系統から連系遮断器を介して負荷に
交流電圧を供給し、また前記交流系統に連系され、直流
電源からの直流電力を交流電力に変換して前記負荷およ
び前記交流系統に有効電力あるいは無効電力を授受する
系統連系用インバータにおいて、 有効電流基準信号及び無効電流基準信号を発生する有効
無効電流基準発生手段と、 前記インバータの出力電流の有効電流成分および無効電
流成分を各々有効電流信号および無効電流信号として出
力する有効無効電流検出手段と、 前記交流電圧の位相を検出し位相信号として出力する位
相検出手段と、 前記有効電流信号を前記有効電流基準信号に等しくする
よう制御すると共に無効電流信号を無効電流基準信号に
等しくするよう制御して前記インバータの出力電圧基準
信号を出力する電流制御手段と、 前記インバータ出力の基準信号と前記位相信号により前
記インバータの出力電圧を制御するゲート制御手段と、 前記交流電圧の周波数を検出し周波数信号として出力す
る周波数検出手段と、 前記交流電圧の振幅を検出し電圧振幅信号として出力す
る電圧振幅検出手段と、 前記周波数信号、もしくは前記交流電圧信号が一定範囲
外の時に信号を出力する電圧・周波数監視手段と、 周波数基準信号を出力する周波数基準発生手段と、 電圧振幅基準信号を出力する電圧振幅基準発生手段と、 前記周波数基準信号と前記周波数信号との偏差の伝達,
遮断を決定する機能を有し、該偏差から周波数補正信号
を出力するスイッチ付き周波数補正演算手段と、 前記電圧振幅基準信号と前記電圧振幅信号との偏差の伝
達,遮断を決定する機能を有し、該偏差から電圧振幅補
正信号を出力するスイッチ付き電圧振幅補正演算手段
と、 前記スイッチ付き周波数補正演算手段と前記スイッチ付
き電圧振幅補正演算手段の出力信号を監視する演算回路
飽和検出手段と、 前記有効電流基準信号と前記電圧振幅補正信号とを加算
し有効電流補正基準信号として前記電流制御手段に出力
すると共に、前記無効電流基準信号と前記周波数補正信
号とを加算し無効電流補正基準信号として前記電流制御
手段に出力する加算手段と、 を具備したことを特徴とする系統連系用インバータの制
御装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18265493A JP3164701B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 系統連系用インバータの制御装置 |
EP94300171A EP0607011B1 (en) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | Control device for system interconnection inverter |
DE69411599T DE69411599T2 (de) | 1993-01-12 | 1994-01-11 | Steuereinrichtung für Wechselrichterverbindungssystem |
CA002113328A CA2113328C (en) | 1993-01-12 | 1994-01-12 | Control device for system interconnection inverter |
US08/458,017 US5537307A (en) | 1993-01-12 | 1995-06-01 | Control device for system interconnection inverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18265493A JP3164701B2 (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 系統連系用インバータの制御装置 |
Publications (2)
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---|---|
JPH0739086A JPH0739086A (ja) | 1995-02-07 |
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ID=16122103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18265493A Expired - Lifetime JP3164701B2 (ja) | 1993-01-12 | 1993-07-23 | 系統連系用インバータの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164701B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
JP5165916B2 (ja) * | 2007-04-13 | 2013-03-21 | 株式会社東芝 | 偏磁抑制制御装置 |
JP5776308B2 (ja) * | 2011-04-26 | 2015-09-09 | 富士電機株式会社 | 系統連系電力変換装置 |
CN103904677B (zh) * | 2014-03-27 | 2015-09-23 | 浙江大学 | 一种vsc-hvdc在联网与孤岛运行方式间的切换控制方法 |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP18265493A patent/JP3164701B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0739086A (ja) | 1995-02-07 |
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