JP4783294B2 - 系統連系用電力変換装置 - Google Patents
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Description
12 平滑回路(ローパスフィルタ)
14,20,28,30,36,38 動作制御回路
14a 加算器
14b 比例積分補償器
14c 比較器
14d 正弦波発生器
16 電流検出器(CT)
22,24,26 電圧検出器
32,34 昇圧回路
S1〜S6 スイッチング素子
C1〜C5 コンデンサ
D 還流ダイオード
D1,D2 クランプ用のダイオード
D3,D4 逆流阻止用のダイオード
L1,L2,L3 リアクトル
E 直流電源(直流発電設備)
U 系統電源(商用電力系統)
Y 中点
R 抵抗器
図1は、この発明の実施の形態1による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。なお、系統連系用電力変換装置は、以降、単に「電力変換装置」と略称する。
図4は、この発明の実施の形態2による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。なお、図4では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態2に関わる部分を中心に説明する。
図5は、この発明の実施の形態3による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。なお、図5では、図1(実施の形態1)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態3に関わる部分を中心に説明する。
図6は、この発明の実施の形態4による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。なお、図6では、図4(実施の形態2)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態4に関わる部分を中心に説明する。
図7は、この発明の実施の形態5による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態5では、直流電源Eの電圧が系統電源Uの電圧(波高値)よりも低い場合の構成例について説明する。なお、図7では、以上説明した各実施の形態において示した構成要素と同等ないしは同一である構成要素には、同一の符号を付してある。
図8は、この発明の実施の形態6による系統連系用電力変換装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態6では、以上説明した各電力変換装置においてその運転を停止する制御方法について説明する。
Claims (5)
- 需要家に配電する2相のうちの片相が接地用電線である商用電力系統に、直流発電設備が発生する直流電力を交流電力に変換して供給する系統連系用電力変換装置であって、
前記直流発電設備が出力する直流電圧を等分に分担するように、当該直流発電設備の正極側と負極側との間に直列に接続した2つのコンデンサであってその直列接続端に前記接地用電線が接続される2つのコンデンサと、
前記2つのコンデンサの直列回路の正極端側と負極端側との間に直列に接続した4つのスイッチング素子のうち、当該正極端側における2つのスイッチング素子による直列回路と当該負極端側における2つのスイッチング素子による直列回路との接続端がインバータ出力端を構成し、当該正極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間、及び、当該負極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間を、それぞれクランプ用のダイオードで接続したインバータ部と、
前記インバータ部のインバータ出力端を前記商用電力系統からの電力供給用電線に接続する平滑回路と、
前記電力供給用電線と前記接地用電線とのいずれか一方を流れる交流電流を検出する電流検出手段と、
前記4つのスイッチング素子を所定の順序でオン・オフ制御して前記インバータ出力端から前記商用電力系統の周波数及び電圧に応じた交流電力を出力する過程で、前記電流検出手段が検出した電流値と目標電流値との差分値が小さくなるように前記4つのスイッチング素子に与えるPWM信号の発生を制御し、運転を停止する場合、正極端側における2つのスイッチング素子及び負極端側における2つのスイッチング素子のうち、当該正極端及び当該負極端にそれぞれ接続されるスイッチング素子を共にオフ動作状態に制御する一方、前記インバータ出力端にそれぞれ接続されるスイッチング素子については、系統の正の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態にそれぞれ制御し、系統の負の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態にそれぞれ制御する動作制御手段と、
を備えていることを特徴とする系統連系用電力変換装置。 - 需要家に配電する2相のうちの片相が接地用電線である商用電力系統に、直流発電設備が発生する直流電力を交流電力に変換して供給する系統連系用電力変換装置であって、
前記直流発電設備が出力する直流電圧を等分に分担するように、当該直流発電設備の正極側と負極側との間に直列に接続した2つのコンデンサであってその直列接続端に前記接地用電線が接続される2つのコンデンサと、
前記2つのコンデンサの直列回路の正極端側と負極端側との間に直列に接続した4つのスイッチング素子のうち、当該正極端側における2つのスイッチング素子による直列回路と当該負極端側における2つのスイッチング素子による直列回路との接続端がインバータ出力端を構成し、当該正極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間、及び、当該負極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間を、それぞれクランプ用のダイオードで接続したインバータ部と、
前記インバータ部のインバータ出力端を前記商用電力系統からの電力供給用電線に接続する平滑回路と、
前記接地用電線における交流電圧を直接検出する系統電圧検出手段と、
前記4つのスイッチング素子を所定の順序でオン・オフ制御して前記インバータ出力端から前記商用電力系統の周波数及び電圧に応じた交流電力を出力する過程で、前記系統電圧検出手段が検出した電圧値と目標電圧値との差分値が小さくなるように前記4つのスイッチング素子に与えるPWM信号の発生を制御し、運転を停止する場合、正極端側における2つのスイッチング素子及び負極端側における2つのスイッチング素子のうち、当該正極端及び当該負極端にそれぞれ接続されるスイッチング素子を共にオフ動作状態に制御する一方、前記インバータ出力端にそれぞれ接続されるスイッチング素子については、系統の正の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態にそれぞれ制御し、系統の負の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態にそれぞれ制御する動作制御手段と、
を備えていることを特徴とする系統連系用電力変換装置。 - 需要家に配電する2相のうちの片相が接地用電線である商用電力系統に、直流発電設備が発生する直流電力を交流電力に変換して供給する系統連系用電力変換装置であって、
前記直流発電設備が出力する直流電圧を等分に分担するように、当該直流発電設備の正極側と負極側との間に直列に接続した2つのコンデンサであってその直列接続端に前記接地用電線が接続される2つのコンデンサと、
前記2つのコンデンサの直列回路の正極端側と負極端側との間に直列に接続した4つのスイッチング素子のうち、当該正極端側における2つのスイッチング素子による直列回路と当該負極端側における2つのスイッチング素子による直列回路との接続端がインバータ出力端を構成し、当該正極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間、及び、当該負極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間を、それぞれクランプ用のダイオードで接続したインバータ部と、
前記インバータ部のインバータ出力端を前記商用電力系統からの電力供給用電線に接続する平滑回路と、
前記2つのコンデンサの各端子電圧をそれぞれ検出する直流電圧検出手段と、
前記電力供給用電線と前記接地用電線とのいずれか一方を流れる交流電流を検出する電流検出手段と、
前記4つのスイッチング素子を所定の順序でオン・オフ制御して前記インバータ出力端から前記商用電力系統の周波数及び電圧に応じた交流電力を出力する過程で、前記電流検出手段が検出した電流値と目標電流値との差分値が小さくなるように前記4つのスイッチング素子に与えるPWM信号の発生を制御する場合に、前記直流電圧検出手段が検出した2つの検出電圧の差分値が一定値範囲内に収まるように前記PWM信号の発生制御を並行して行い、運転を停止する場合、正極端側における2つのスイッチング素子及び負極端側における2つのスイッチング素子のうち、当該正極端及び当該負極端にそれぞれ接続されるスイッチング素子を共にオフ動作状態に制御する一方、前記インバータ出力端にそれぞれ接続されるスイッチング素子については、系統の正の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態にそれぞれ制御し、系統の負の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態にそれぞれ制御する動作制御手段と、
を備えていることを特徴とする系統連系用電力変換装置。 - 需要家に配電する2相のうちの片相が接地用電線である商用電力系統に、直流発電設備が発生する直流電力を交流電力に変換して供給する系統連系用電力変換装置であって、
前記直流発電設備が出力する直流電圧を等分に分担するように、当該直流発電設備の正極側と負極側との間に直列に接続した2つのコンデンサであってその直列接続端に前記接地用電線が接続される2つのコンデンサと、
前記2つのコンデンサの直列回路の正極端側と負極端側との間に直列に接続した4つのスイッチング素子のうち、当該正極端側における2つのスイッチング素子による直列回路と当該負極端側における2つのスイッチング素子による直列回路との接続端がインバータ出力端を構成し、当該正極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間、及び、当該負極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間を、それぞれクランプ用のダイオードで接続したインバータ部と、
前記インバータ部のインバータ出力端を前記商用電力系統からの電力供給用電線に接続する平滑回路と、
前記2つのコンデンサの各端子電圧をそれぞれ検出する直流電圧検出手段と、
前記接地用電線における交流電圧を直接検出する系統電圧検出手段と、
前記4つのスイッチング素子を所定の順序でオン・オフ制御して前記インバータ出力端から前記商用電力系統の周波数及び電圧に応じた交流電力を出力する過程で、前記系統電圧検出手段が検出した電圧値と目標電圧値との差分値が小さくなるように前記4つのスイッチング素子に与えるPWM信号の発生を制御する場合に、前記直流電圧検出手段が検出した2つの検出電圧の差分値が一定値範囲内に収まるように前記PWM信号の発生制御を並行して行い、運転を停止する場合、正極端側における2つのスイッチング素子及び負極端側における2つのスイッチング素子のうち、当該正極端及び当該負極端にそれぞれ接続されるスイッチング素子を共にオフ動作状態に制御する一方、前記インバータ出力端にそれぞれ接続されるスイッチング素子については、系統の正の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態にそれぞれ制御し、系統の負の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態にそれぞれ制御する動作制御手段と、
を備えていることを特徴とする系統連系用電力変換装置。 - 需要家に配電する2相のうちの片相が接地用電線である商用電力系統に、直流発電設備が発生する直流電力を交流電力に変換して供給する系統連系用電力変換装置であって、
前記直流発電設備の正極側に一端が接続される第1のコンデンサ及び第1のリアクトルと、前記第1のリアクトルの他端に一端が接続される第1のスイッチング素子とを備え、前記第1のコンデンサ及び前記第1のスイッチング素子の各他端が前記接地用電線に接続される第1の昇圧回路と、
前記直流発電設備の負極側に一端が接続される第2のコンデンサ及び第2のリアクトルと、前記第2のリアクトルの他端に一端が接続される第2のスイッチング素子とを備え、前記第2のコンデンサ及び前記第2のスイッチング素子の各他端が前記接地用電線に接続される第2の昇圧回路と、
前記第1及び第2の昇圧回路が昇圧する直流電圧を等分に分担するように、前記第1のリアクトルの他端にアノードを接続した第1の逆流防止用ダイオードのカソードと前記第2のリアクトルの他端にカソードを接続した第2の逆流防止用ダイオードのアノードとの間に直列に接続される2つのコンデンサであってその直列接続端が前記接地用電線に接続される2つのコンデンサと、
前記2つのコンデンサの各端子電圧をそれぞれ検出する直流電圧検出手段と、
前記2つのコンデンサの直列回路の正極端側と負極端側との間に直列に接続した4つのスイッチング素子のうち、当該正極端側における2つのスイッチング素子による直列回路と当該負極端側における2つのスイッチング素子による直列回路との接続端がインバータ出力端を構成し、当該正極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間、及び、当該負極端側における2つのスイッチング素子の直列接続端と前記2つのコンデンサの直列接続端との間を、それぞれクランプ用のダイオードで接続したインバータ部と、
前記インバータ部のインバータ出力端を前記商用電力系統からの電力供給用電線に接続する平滑回路と、
前記直流電圧検出手段の各検出電圧に基づき、前記第1及び第2のスイッチング素子をオン・オフ制御して前記2つのコンデンサの直列回路の両端電圧を逆潮流するのに必要な電圧まで昇圧する制御を行い、前記4つのスイッチング素子を所定の順序でオン・オフ制御して前記インバータ出力端から前記商用電力系統の周波数及び電圧に応じた交流電力を出力する過程で前記2つのコンデンサの直列回路の両端電圧を逆潮流するのに必要な電圧に維持する制御を行い、運転を停止する場合、正極端側における2つのスイッチング素子及び負極端側における2つのスイッチング素子のうち、当該正極端及び当該負極端にそれぞれ接続されるスイッチング素子を共にオフ動作状態に制御する一方、前記インバータ出力端にそれぞれ接続されるスイッチング素子については、系統の正の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態にそれぞれ制御し、系統の負の半サイクルでは正極端側におけるスイッチング素子をオフ動作状態に、負極端側におけるスイッチング素子をオン動作状態にそれぞれ制御する動作制御手段と、
を備えていることを特徴とする系統連系用電力変換装置。
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