JP4748052B2 - 交流出力変換器の並列運転制御装置 - Google Patents
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Description
図5において、1号インバータ1は図示簡略した同じ構成の2号インバータ3と出力母線6を介して並列運転しつつ負荷5へ電力を供給する。2、4はそれぞれインバータ1、3に直流電力を供給する蓄電池である。7は発振器であり、1号インバータ1と2号インバータ3に共通のクロック信号を与える。
101はインバータ本体であり、図示省略した電圧制御回路、電流制御回路の指令に基づき電圧を出力する。103は出力母線6とインバータ本体101間の開閉器であり、インバータ本体101は開閉器103を介して共通母線6に接続される。102は電流センサであり、104は出力電流の平均値とインバータ出力電流の差、即ち各インバータ間の横流△I1を検出する横流検出回路である。105は検出された横流△I1を変換し、出力電圧の位相差に起因した横流成分△Iq1を算出する変換器である。106は検出された横流成分△Iq1が零になるように制御する横流制御器、107は基準クロック信号を横流制御器106の出力にもとづき調整する移相器である。
インバータ本体101は移相器107の出力の位相・周波数基準にもとづき出力電圧を発生する。
ータへの基準クロック信号のみが異常になった場合、インバータ間の位相差が大
きくなり、インバータ間の横流が増加し、均等に負荷電流を分担できず、最悪の
場合には過負荷・過電流となりインバータが保護停止してしまうといった問題が
あった。また、共通の発振器が別途設けられた商用交流電源とインバータの出力
電圧を同期させる同期制御回路であった場合、同期制御回路が異常になると、商
用交流電源とインバータ出力を同期させることができないといった問題があった。
以下、この発明の実施の形態1を図1に基づいて説明する。図1において、従来と同じものは同じ符号をつけて説明する。
図1において、1号インバータ1は図示簡略した同じ構成の2号インバータ3と出力母線6を介して並列運転しつつ負荷5へ電力を供給する。2、4はそれぞれインバータ1、3に直流電力を供給する蓄電池である。7は発振器であり、1号インバータ1と2号インバータ3に共通のクロック信号を与える。
101はインバータ本体であり、図示省略した電圧制御回路、電流制御回路の指令に基づき交流電圧を出力する。103は出力母線6とインバータ本体101間の開閉器であり、インバータ本体101は開閉器103を介して共通母線6に接続される。102は電流センサであり、104は出力電流の平均値とインバータ出力電流の差、即ち各インバータ間の横流△I1を検出する横流検出回路である。105は検出された横流△I1を変換し、出力電圧の位相差に起因した横流成分△Iq1を算出する変換器である。106は検出された横流成分△Iq1が零になるように制御する第1の横流制御器からなる位相調整手段である。107は基準クロック信号を第1の横流制御器106の出力にもとづき調整する移相器である。
108は横流成分△Iq1がインバータの保護レベル以下の一定レベルを超えた場合に出力するように設けられた不感帯である。109は不感帯108の出力を受け横流成分が零になるように制御する第2の横流制御器からなる位相調整手段である。第1の横流制御器106と第2の横流制御器109の出力は加算器110の入力となり、加算器110の出力は移相器107へ与えられる。
各インバータへの基準クロック信号が正常で、横流成分△Iq1が不感帯108で設定されたレベル以下の場合、第1の横流制御器106が横流成分△Iq1を零になるように位相調整を行う。例えば1号インバータ1への発振器7からの基準クロックが異常となった場合、1号インバータ1と2号インバータ3の出力電圧位相差が拡大し、インバータ間の横流が増加する。横流が増加し、不感帯108で設定された以上の横流成分△Iq1が発生した場合、第2の横流制御器109が横流成分△Iq1を高速に抑制するように作用する。第2の横流制御器109は急激な横流成分の増加を抑制できるよう、第1の横流制御器106に対し応答ゲインを高く設定する。
この発明では上記の構成としているため、発振器7からあるインバータへの基準クロック信号が異常となり、不感帯108で設定された以上の横流成分△Iq1が発生した場合、第2の横流制御器109が横流成分△Iq1を高速抑制するように作用するため、インバータ間の横流を不感帯108で設定したレベルに抑制することが可能であり、インバータが過負荷・過電流で保護停止することを回避できる。
以下、この発明の実施の形態2を図2に基づいて説明する。図2において、実施の形態1と同じものは同じ符号をつけて説明する。
図2において、実施の形態1と異なる点は発振器7から各インバータ1、3へ基準信号を伝送する第2の伝送手段8と、第1の伝送手段経由で送信された基準信号SIG1と第2の伝送手段8で送信された基準信号SIG2の不一致を異常として検出する不一致検出回路(異常検出回路)111と、不一致検出回路111の出力により、その出力先を切り換える切換器112と、第2の加算器113を設けた点である。
不一致検出回路(異常検出回路)111は、第1の伝送手段で送信された基準信
号と第2の伝送手段8で送信された基準信号の不一致状態を検出する。不一致状態
を検出すると、切換器112はb側へその出力を切換、不感帯108を介さず横流
成分△Iq1を第2の横流制御器109へ出力する。
この発明では上記の構成としているため、発振器7からの基準クロックが異常と
なり、不感帯108で設定された以上の横流成分△Iq1が発生した場合、第2の横
流制御器109が横流成分△Iq1を抑制するように作用するため、インバータ間の
横流を不感帯108で設定したレベルに抑制することが可能であり、不一致検出回
路が不一致状態を検出した後は、不感帯を介さずに高速な横流抑制ができるので、
インバータ間の横流をほぼ零に抑制することが可能であり、インバータが過負荷・
過電流で保護停止することを回避できる。
以下、この発明の実施の形態1を図3に基づいて説明する。図3において、実施の形態1、2と同じものは同じ符号をつけて説明する。
図3において、9は別途設けられた商用交流電源、10はインバータ出力母線6と商用交流電源9を切り換える切換回路、11は商用交流電源9と出力母線6の電圧の位相差を検出する共通の位相差検出器、12は検出された位相差にもとづき各インバータへ基準クロックを出力する共通の同期制御回路、13は同期異常状態を検出する同期異常検出回路、14はそれぞれのインバータの状態を送受信する信号伝送経路である。
114はそれぞれのインバータに設けられた商用交流電源9と出力母線6の電圧の位相差を検出する個別の位相差検出回路、115は位相差検出回路114で検出された位相差に基づき同期制御を行う個別の同期制御回路、116は同期異常検出回路13と各インバータの状態にもとづき条件判別を行う条件判別器、117、118は条件判別器116の判別にもとづき入力を切り換える切換器である。
位相差検出回路11により検出された商用交流電源9と出力母線6の電圧の位相差は共通の同期制御回路12に与えられ、同期制御回路12は上記位相差がゼロになるように各インバータに対して基準クロック信号を送信する。各インバータは基準クロック信号にもとづき出力電圧を発生し、商用交流電源9と出力母線6の電圧が同期するように作用する。
各インバータ間に発生する横流については、従来の技術同様、横流成分△Iq1がゼロになるように第1の横流制御回路106、移相器107が基準クロック信号に対して作用し、各インバータ間の位相差に起因する横流を抑制する。
共通の同期制御回路12が異常になり、同期状態を保持できなくなった場合、同期異常検出回路13は同期制御異常を検出する。各インバータの条件判別器116は共通の同期制御回路12の異常、自、他号機の同期制御可否状態、予め設定された優先順位により、図4に従い処理を行い、切換器117、112を切り換える。
例えば、ステップS1で同期制御異常を検出し、ステップS2で1号インバータ、2号インバータとも同期制御可能状態であり、ステップS3で1号インバータが優先号機になっていた場合は、1号インバータは切換器117により個別の同期制御回路115の同期クロック信号を選択し、商用交流電源9に同期した電圧を出力する。2号インバータは切換器118により、共通の同期制御回路12からの基準クロック信号を入力しないように選択するとともに、切換器112で第1の横流制御器106に対して応答ゲインを高く設定した第2の横流制御器109に横流成分△Iq1を出力し、横流制御により1号インバータに追従するように動作する(ステップS4)。
また、ステップS2で1号インバータ、2号インバータとも同期制御可能状態でない場合や、ステップS3で1号インバータが優先号機になっていない場合は、1号インバータは切換器116により移相器107の出力を選択する。2号インバータは切換器117により、共通の同期制御回路12からの基準クロック信号を入力しないように選択するとともに、切換器112で第2の横流制御器109に横流成分△Iq1を出力する(ステップS5)。
また、ステップS1で同期制御異常を検出していない場合は、1号インバータは切換器117により第1の横流制御器106の出力を選択する。2号インバータは切換器118により、共通の同期制御回路12の出力を選択する。切換器112で移相器107の出力を選択する(ステップS6)。
この発明では上記の構成としているため、共通の同期制御回路が異常となった場合でも、各インバータ内に設けた同期制御回路により商用交流電源と出力母線電圧を同期させることが可能であり、インバータが異常の場合でも無瞬断でバックアップ商用交流電源へ切換ることが可能である。
2、4 蓄電池
5 負荷
6 共通母線
7 発信器
8 第2の伝送手段
9 商用交流電源
10 切換回路
11 共通の位相差検出器
12 共通の同期制御回路
13 同期異常検出回路
14 信号伝送経路
101 インバータ本体
102 電流センサ
103 開閉器
104 横流検出回路
105 変換器
106 第1の横流制御器
107 移相器
108 不感帯
109 第2の横流制御器
110 加算器
111 不一致検出回路(異常検出回路)
112 切換器
113 第2の加算器
114 個別の位相差検出器
115 個別の同期制御回路
116 条件判別器
117、118 切換器
Claims (3)
- 交流出力変換器を複数台、共通の母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する交流出力変換器の並列運転制御装置であって、
前記複数台の変換器は、別途有する発振器の基準信号にもとづき交流電圧を出力する手段と、前記各変換器と他の変換器との間に流れる横流を検出する横流検出手段と、前記各変換器はそれぞれに、出力電圧の位相差に起因する横流成分を算出する変換手段と、前記横流成分により前記基準信号の位相を調整する第1の位相調整手段と、前記横流成分が一定値を超えた場合に前記基準信号の位相を調整する第2の位相調整手段とを備えたことを特徴とする交流出力変換器の並列運転制御装置。 - 交流出力変換器を複数台、共通の母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する交流出力変換器の並列運転制御装置であって、
前記複数台の変換器は、別途有する発振器の基準信号にもとづき交流電圧を出力する手段と、前記各変換器と他の変換器との間に流れる横流を検出する横流検出手段と、前記各変換器はそれぞれに、出力電圧の位相差に起因する横流成分を算出する変換手段と、前記横流成分により前記基準信号の位相を調整する第1の位相調整手段と、前記横流成分が一定値を超えた場合に前記基準信号の位相を調整する第2の位相調整手段と、前記別途有する発振器の基準信号を前記複数台の変換器へ伝送する第1の伝送手段及び第2の伝送手段と、前記第1の伝送手段で伝送された基準信号と前記第2の伝送手段で伝送された基準信号が不一致になったことを検出する不一致検出手段と、前記不一致状態を検出したことにより、第2の位相調整手段に切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする交流出力変換器の並列運転制御装置。 - 交流出力変換器を複数台、共通の母線に接続し、負荷電流を分担しつつ並列運転する交流出力変換器の並列運転制御装置であって、
前記複数台の変換器はそれぞれに、別途有する共通の同期制御回路の基準信号にもとづき交流電圧を出力する手段と、前記各変換器と他の変換器との間に流れる横流を検出する横流検出手段と、前記各変換器はそれぞれに、出力電圧の位相差に起因する横流成分を算出する変換手段と、前記横流成分により前記基準信号の位相を調整する第1の位相調整手段と、前記横流成分により前記基準信号の位相を調整する第2の位相調整手段と、商用電源と同期をとるための第2の同期制御回路と、別途有する共通の同期制御回路の異常状態を検出し、この共通の同期制御回路の基準信号と前記第2の同期制御回路の基準信号を切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする交流出力変換器の並列運転制御装置。
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