JP4846450B2 - インバータ電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統にインバータ電源を接続する際の安定運転を可能とするインバータ電源制御装置に関する。

一般に、インバータ電源は、太陽電池や燃料電池などの直流電源から発生した直流電力をインバータで交流電力に変換して電力系統に連系されるが、従来、この種のインバータ電源を制御する制御装置は、インバータ電源の出力電圧をできるだけ電力系統に追随させることを目的とした制御方法が採用されている。

例えば、特許文献１に記載されている技術では、系統電圧およびインバータの出力電圧を共に検出し、その検出出力に基づいて位相・周波数同期回路によって系統電圧の位相・周波数に同期させるとともに、振幅調整回路によって系統電圧の振幅と一致させるようにした制御方式が提案されている。

特許第３２５５７９７号公報

このように、従来のインバータ電源の制御装置は、特許文献１に記載されているように、電力系統の電圧にできるだけ高速に追従することを目的とした制御であって、その技術の前提として、電力系統側に自立的に周波数を維持する同期発電機などの機器が存在するとを想定している。換言すれば、従来のインバータ電源は、この周波数を維持する機器に対して盲目的に追従して運転することを前提としたものであって、インバータ電源側には自立的に周波数を維持する能力を持たないことを意味している。

しかし、電力系統において自立的に周波数を維持する機器の比率が少なくなると、その影響を受けて本来その周波数を維持すべき能力が電力系統側で相対的に低下することとなる。その対策として、電力系統に存在すべき同期発電機の運転比率を多くするなどの方策が考えられるが、莫大なコストが必要である。このような問題は、特にマイクログリッド等の小規模電力系統の場合に発生し易くなる。また、大規模電力系統においても、インバータ電源などの分散型電源が大量に普及してくると、同様の課題が発生する。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、電力系統に周波数を維持する強固な電源が存在しなくても、電力系統に接続される個々のインバータ電源が自律分散制御によって所定の電力、周波数を維持した運転を行うことが可能なインバータ電源制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のインバータ電源制御装置にあっては、次の構成を採用している。

すなわち、本発明では、電力系統に接続されたインバータ電源を制御する装置であって、上記インバータ電源の電力系統との接続点における系統電圧と系統電流とを検出する系統電圧電流検出手段と、この系統電圧電流検出手段の検出出力に基づいて有効電力を算出する有効電力算出手段と、上記インバータ電源の有効電力の目標値を設定する出力目標値設定手段と、上記インバータ電源の出力電圧の振幅目標値を設定する振幅目標値設定手段と、上記有効電力計算手段で算出された有効電力と上記出力目標値設定手段で設定された出力目標値との偏差を積分し、この積分結果をフィードバックすることでダンパ特性をもたせるととともに、さらに上記積分結果を積分して電圧位相補正値を算出する電圧位相補正値算出手段と、上記系統電圧電流検出手段で検出された系統電圧、上記振幅目標値設定手段で設定された電圧振幅目標値、および上記電圧位相補正値算出手段で算出された電圧位相補正値に基づいて上記インバータ電源に対する制御用の目標電圧を作成する目標電圧作成手段と、を備えることを特徴としている。

本発明によれば、電力系統にインバータ電源を接続する際、電力系統において自立的に周波数を維持する機器の比率が少ない場合や、周波数を維持する同期発電機等の強固な電源が存在しない場合であっても、各インバータ電源は電力系統との接続点の情報のみで同一の周波数に到達することができる。このため、電力系統に接続される個々のインバータ電源が自律分散制御によって所定の周波数を維持した安定運転を常に行うことが可能となる。

このため、マイクログリッド等の小規模電力系統において、系統設備を柔軟に構築することが可能となり、電力系統側で自立的に周波数を維持する機器の存在を必要とせず、また、複数のインバータ電源のいずれを周波数維持用のマスタ電源とするかといった情報通信設備も不要であるため、設備コストの削減を図ることができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるインバータ電源制御装置の構成図である。

同図中、符号１は電力系統、２はインバータ電源、３は本発明に係るインバータ電源制御装置である。

そして、電力系統１とインバータ電源２とは平滑リアクトル４を介して接続されている。また、インバータ電源制御装置３は、このインバータ電源２の運転動作を制御するものであって、インバータ電源２の目標電圧Ｖｏを作成する。なお、平滑リアクトル４は、インバータ電源２の至近端で系統事故が発生した際、インバータ電源２の出力する自己電流が大きい場合にこれを抑制するために挿入されている。

上記のインバータ電源制御装置３は、電圧電流検出器５、有効電力算出器６、出力目標値設定器７、振幅目標値設定器８、電圧位相補正値算出器９、および目標電圧作成器１０を備えている。

ここに、電圧電流検出器５は、インバータ電源２の電力系統１との接続点近傍における端子電圧Ｖと端子電流Ｉとを検出するものであって、例えば、変流器（ＣＴ）や変圧器（ＰＴ）からなる。また、有効電力算出器６は、系統電圧電流検出器５の検出出力、すなわち、検出された端子電圧Ｖおよび端子電流Ｉに基づいてインバータ電源２の有効電力Ｐを算出するものである。

出力目標値設定器７は、インバータ電源２が出力すべき有効電力の目標値Ｐｒｅｆを設定するものであり、また、振幅目標値設定器８は、インバータ電源２が出力すべき電圧の大きさ、すなわち振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定するものである。

電圧位相補正値算出器９は、有効電力算出器６で算出された有効電力Ｐと、出力目標値設定器７で設定された出力目標値Ｐｒｅｆとの差分ΔＰに基づいて電圧位相補正値δを算出するものであって、差分器９ａ、第１積分器９ｂ、第２積分器９ｃ、およびダンパ９ｄからなる。

上記の差分器９ａは、出力目標値設定器７で設定された出力目標値Ｐｒｅｆと、有効電力算出器６で算出された有効電力Ｐと、後述のダンパ９ｄの出力Ｐｄとの差分ΔＰ（＝Ｐｒｅｆ−Ｐ−Ｐｄ）を算出するものである。第１積分器９ｂは、この差分器９ａの出力ΔＰを積分するものであって、その積分結果∫ΔＰはインバータ電源２が出力すべき電圧の位相の変化分Δδであり、同期発電機のロータアングルの変化分Δδに相当する値である。なお、第１積分器９ｂに記載の係数Ｍは、発電機の慣性に相当し、インバータ電源制御装置３の応答速度を決定するものであって、係数Ｍを大きくすれば応答速度は遅くなり、係数Ｍを小さくすれば応答速度は速くなる。

第２積分器９ｃは、第１積分器９ｂで算出された演算結果Δδを積分するものであって、その積分結果∫Δδは発電機のロータアングルδに相当する。そして、この積分結果∫Δδは、電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖとインバータ電源２が出力すべき電圧の位相差として利用される。また、ダンパ９ｄは、第１積分器９ｂの出力の振動を抑制し、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏを安定化して定常的な状態に速やかに推移させるためのものである。

目標電圧作成器１０は、端子電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖ、振幅目標値設定器８で設定された電圧振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜、および電圧位相補正値算出器９で算出された電圧位相補正値δに基づいてインバータ電源２に対する制御用の目標電圧Ｖｏを作成するものであって、図２に示すように、位相検出器１０ａ、差分器１０ｂ、正弦波発生器１０ｃ、および乗算器１０ｄからなる。

ここに、位相検出器１０ａは、電圧電流検出器５で検出された端子電圧波形の位相ωｔを検出するものであり、また、差分器１０ｂは、この位相検出器１０ａで検出された位相ωｔと電圧位相補正値算出器９で算出された電圧位相補正値δとの差分（ωｔ−δ）を算出するものである。正弦波発生器１０ｃは、この位相（ωｔ−δ）をもつ正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ−δ）を発生するものであり、また、乗算器１０ｄは、この正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ−δ）に対して振幅目標値設定器８で設定された振幅｜Ｖｒｅｆ｜の値を掛けて、これを目標電圧Ｖｏとして出力するものである。よって、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏは、
Ｖｏ＝｜Ｖｒｅｆ｜・ｓｉｎ（ωｔ−δ） （１）
となる。つまり、目標電圧Ｖｏは、振幅が｜Ｖｒｅｆ｜で、電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖに対して位相がδだけ遅れた正弦波となる。

次に、上記構成を備えたインバータ電源制御装置３の制御動作について説明する。

電圧電流検出器５により検出されるインバータ電源２の電力系統１との接続点近傍における端子電圧Ｖと端子電流Ｉの値は有効電力算出器６に与えられる。また、端子電圧Ｖの値は目標電圧作成器１０にも与えられる。

有効電力算出器６は、この検出された端子電圧Ｖおよび端子電流Ｉに基づいてインバータ電源２から出力されている有効電力Ｐを算出し、この有効電力Ｐの値を電圧位相補正値算出器９に出力する。

電圧位相補正値算出器９を構成する差分器９ａは、出力目標値設定器７で設定された出力目標値Ｐｒｅｆと有効電力算出器６で算出された有効電力Ｐと、ダンパの出力Ｐｄとの差分ΔＰ（＝Ｐｒｅｆ−Ｐ−Ｐｄ）を算出する。次いで、第１積分器９ｂは、この差分器の出力ΔＰを積分する。その積分結果∫ΔＰは、インバータ電源２が出力すべき電圧の位相の変化分Δδとなる。引き続いて、第２積分器９ｃは、第１積分器９ｂで算出された演算結果Δδを積分する。その積分結果∫Δδは、電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖとインバータ電源２が出力すべき電圧の位相差δとして、次段の目標電圧作成器１０に与えられる。

目標電圧作成器１０を構成する位相検出器１０ａは、電圧電流検出器５で検出された端子電圧波形の位相ωｔを検出する。また、差分器１０ｂは、この位相検出器１０ａで検出された位相ωｔと電圧位相補正値算出器９で算出された電圧位相補正値δとの差分（ωｔ−δ）を算出する。この差分（ωｔ−δ）の値が正弦波発生器１０ｃに与えられるので、正弦波発生器１０ｃは、この位相（ωｔ−δ）をもつ正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ−δ）を発生する。次いで、乗算器１０ｄは、この正弦波信号ｓｉｎ（ωｔ−δ）に対して振幅目標値設定器８で設定された振幅｜Ｖｒｅｆ｜の値を掛けて、これをインバータ電源２に対する制御用の目標電圧Ｖｏとして出力する。したがって、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏは、前述の（１）式に示したように、振幅が｜Ｖｒｅｆ｜で、電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖに対して位相がδだけ遅れた正弦波となる。そして、目標電圧作成器１０の目標電圧Ｖｏによってインバータ電源２の出力電圧が制御される。

このように、この実施の形態１では、インバータ電源２の出力電圧の位相がインバータ電源２から出力される有効電力Ｐと有効出力目標値Ｐｒｅｆと、ダンパの出力Ｐｄとの差分ΔＰ（＝Ｐｒｅｆ−Ｐ−Ｐｄ）に基づいて制御される。したがって、
（ａ） Ｐ＋Ｐｄ＞Ｐｒｅｆの場合には、電圧位相補正値算出器９で得られる電圧位相補正値δ（負）が増加するため、（１）式の関係からインバータ電源２の電圧位相が電力系統に対して進んで行く。これに伴い、インバータ電源２の有効出力が徐々に減少し、Ｐ＋Ｐｄ≦Ｐｒｅｆとなるまで位相を進める動作（＝有効出力の減少）を継続する。

（ｂ）これとは逆に、Ｐ＋Ｐｄ＜Ｐｒｅｆの場合には、電圧位相補正値算出器９で得られる電圧位相補正値δ（負）が増加するため、（１）式の関係から、インバータ電源の電圧位相が電力系統に対して遅れて行く。これに伴い、インバータ電源の有効出力が徐々に増加し、上記（ａ）の場合とは逆に、Ｐ＋Ｐｄ≧Ｐｒｅｆとなるまで位相を遅らせる動作（＝有効出力の増加）を継続する。

この場合、上記（ａ）と（ｂ）の動作が持続することで振動が繰り返されるので、ダンパ９ｄによってその振動が次第に減衰される。これにより比較的短時間の内に定常的な状態に推移される。

以上のように、この実施の形態１のインバータ電源制御装置３は、目標電圧Ｖｏの位相がインバータ電源２の有効電力Ｐと出力目標値Ｐｒｅｆの偏差ΔＰによって調整され、インバータ電源２の出力電圧の位相が徐々に電力系統１に同期し、いわば同期発電機に備わる同期化力と同等の制御特性を持つことになる。これにより、インバータ電源２の出力電圧が徐々に出力目標値Ｐｒｅｆに対応した系統電圧に追従するように作用するため、各インバータ電源２が自律分散制御によって電力系統１の周波数を維持することができる。また、この制御は慣性Ｍに応じた応答速度で徐々に系統電圧１に追随するため、インバータ電源２の電力系統１への周波数変動に対する応答速度を自由に設定することができる。

したがって、電力系統１にインバータ電源２を接続する際、電力系統１において自立的に周波数を維持する機器の比率が少ない場合や、周波数を維持する同期発電機等の強固な電源が存在しない場合など、いずれの場合にも各インバータ電源２は電力系統１との接続点の情報のみで同一の周波数に到達できるようになり、電力系統１に接続される個々のインバータ電源２が自律分散制御によって所定の周波数を維持した安定運転を常に行うことが可能となる。

その結果、マイクログリッド等の小規模電力系統において、インバータ電源２のみで交流電力系統を構成できるなど、系統設備を柔軟に構築することができ、電力系統１側で自立的に周波数を維持する機器の存在を必要とせず、また、いずれのインバータ電源２を周波数維持用のマスタ電源とするかといった情報通信設備も不要であるため、設備コストの削減を図ることができる。

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２におけるインバータ電源制御装置の構成図であり、図１に示した実施の形態１の構成と対応または相当する部分には同一の符号を付す。

上記の実施の形態１では、出力目標値設定器７で設定される有効電力の出力目標値Ｐｒｅｆは一旦設定された後は固定としているが、この実施の形態２では、電力系統の周波数に応じて有効電力の出力目標値Ｐｒｅｆを調整できるようにしたものである。

すなわち、この実施の形態２では、図１に示した構成に加えて、電力系統の周波数Ｆを検出する周波数検出器１１、インバータ電源２が出力すべき電圧周波数の目標値Ｆｒｅｆを設定する周波数目標値設定器１２、および周波数検出器１１で検出された周波数Ｆと周波数目標値設定器１２で設定された周波数目標値Ｆｒｅｆとの偏差ΔＦに基づいて出力目標値設定器７で設定される出力目標値Ｐｒｅｆを補正する出力目標値補正手段１３が設けられている。

この場合の出力目標値補正手段１３は、差分器１３ａ、調定器１３ｂ、および加算器１３ｃからなる。差分器１３ａは、周波数検出器１１で検出された周波数Ｆと周波数目標値設定器１２で設定された周波数目標値Ｆｒｅｆとの偏差ΔＦ（＝Ｆｒｅｆ−Ｆ）を算出するものであり、調定器１３ｂは、偏差ΔＦを予め設定された調定率Ｋ２分だけ増幅して有効電力に対する出力補正量Ｐｃ（＝Ｋ２・ΔＦ）を生成するものである。また、加算器１３ｃは、この出力補正量Ｐｃを出力目標値設定器７で設定される出力目標値Ｐｒｅｆに加算することで出力目標値を補正する役目を果たしている。

次に、上記構成のインバータ電源制御装置における制御動作について説明する。
出力目標値補正手段１３の差分器１３ａにより、周波数検出器１１で検出された周波数Ｆと周波数目標値設定器１２で設定された周波数目標値Ｆｒｅｆとの偏差ΔＦ（＝Ｆｒｅｆ−Ｆ）が算出され、その偏差ΔＦが調定器１３ｂによって予め設定された調定率Ｋ２分だけ増幅されて有効電力に対する出力補正量Ｐｃ（＝Ｋ２・ΔＦ）が生成される。次いで、加算器１３ｃによって、この出力補正量Ｐｃが出力目標値設定器７で設定される出力目標値Ｐｒｅｆに加算されることにより、出力目標値Ｐｒｅｆが出力補正量Ｐｃによって補正される。

したがって、電力系統の周波数Ｆが周波数目標値Ｆｒｅｆよりも低下した場合には、偏差ΔＦ（正）が増加し、有効電力の出力目標値Ｐｒｅｆと出力補正値Ｐｃとの和が増加する。つまり、電圧位相補正値算出器９に加わる実質的な出力目標値が増加する。その結果、電圧位相補正値算出器９で得られる電圧位相補正値δも増加するので、インバータ電源２の出力電圧の周波数が電力系統１の周波数に追従する。

これとは逆に、電力系統の周波数Ｆが周波数目標値Ｆｒｅｆよりも上昇した場合には、偏差ΔＦ（負）が増加し、有効電力の出力目標値Ｐｒｅｆと出力補正値Ｐｃとの和が減少する。つまり、電圧位相補正値算出器９に加わる実質的な出力目標値が減少する。その結果、電圧位相補正値算出器９で得られる電圧位相補正値δが減少するので、インバータ電源２の出力電圧の周波数が電力系統１の周波数に追従する。

以上のように、この実施の形態２では、電力系統１の周波数Ｆを計測し、目標周波数Ｆｒｅｆとの偏差ΔＦ（＝Ｆｒｅｆ−Ｆ）によって有効電力の出力目標値Ｐｒｅｆを補正することで、インバータ電源制御装置３は電力系統１の周波数の維持に寄与する特性を持たせることができる。つまり、電力系統１の周波数を周波数目標値に完全に一致させるのではなく、いわば、同期発電機が備える調速機の垂下特性と同様な特性を持たせることができるので、電力系統１にインバータ電源２が複数台存在する場合でも、周波数の偏差ΔＦに応じて、各々のインバータ電源２の有効電力の出力分担を調定率Ｋにより自律分散制御で容易に割り振ることができる。

その他の構成、および作用効果は実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

実施の形態３．
図４は本発明の実施の形態３におけるインバータ電源制御装置の構成図であり、図１に示した実施の形態１の構成と対応または相当する部分には同一の符号を付す。

上記の実施の形態１では、振幅目標値設定器８で設定されるインバータ電源１の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜は一旦設定された後は固定としているが、この実施の形態３では、インバータ電源２の無効電力の出力に応じて振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を調整できるようにしたものである。

すなわち、この実施の形態３では、図１に示した構成に加えて、電圧電流検出器５で検出される端子電圧Ｖおよび端子電流Ｉに基づいて無効電力Ｑを算出する無効電力算出器１４と、インバータ電源２の無効電力の目標値Ｑｒｅｆを設定する無効電力目標値設定器１５と、無効電力算出器１４で算出された無効電力Ｑと無効電力目標値設定器１５で設定された無効電力目標値Ｑｒｅｆとの偏差ΔＱ（＝Ｑｒｅｆ−Ｑ）を算出する無効電力偏差算出手段としての差分器１６が設けられている。そして、振幅目標値設定器８は、この差分器１６で算出された偏差ΔＱに基づいてインバータ電源２の出力電圧の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定するようになっている。

すなわち、振幅目標値設定器８は、次式から振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定する。
｜Ｖｒｅｆ｜＝｜Ｖａ＋Ｋ３・ΔＱ｜ （２）
ここに、Ｖａは自己のもつ電圧振幅基準値、Ｋ３は調定率である。

次に、上記構成のインバータ電源制御装置における制御動作について説明する。
差分器１６により、無効電力算出器１４で算出された無効電力Ｑと無効電力目標値設定器１５で設定された無効電力目標値Ｑｒｅｆとの偏差ΔＱ（＝Ｑｒｅｆ−Ｑ）が算出され、その偏差ΔＱが振幅目標値設定器８に与えられる。振幅目標値設定器８は、上記の（２）式に基づいて振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定し、この振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を目標電圧作成器１０に与える。

したがって、インバータ電源２から出力される無効電力Ｑが無効電力目標値Ｑｒｅｆよりも低下した場合には、偏差ΔＱ（正）が増加し、これに伴って振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜が増加する。その結果、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏの大きさが増加して、インバータ電源２の無効電力出力が増加するように補正される。

これとは逆に、インバータ電源２から出力される無効電力Ｑが無効電力目標値Ｑｒｅｆよりも上昇した場合には、偏差ΔＱ（負）が増加し、これに伴って振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜が減少する。その結果、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏの大きさが減少して、インバータ電源２の無効電力出力が減少するように補正される。

以上のように、この実施の形態３では、インバータ電源２の無効電力Ｑを計測し、無効電力目標値Ｑｒｅｆとの偏差ΔＱ（＝Ｑｒｅｆ−Ｑ）によってインバータ電源２の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を調整することができるので、インバータ電源２の無効電力の出力を無効電力目標値Ｑｒｅｆに基づいて制御することが可能となる。

その他の構成、および作用効果は実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

実施の形態４．
図５は本発明の実施の形態４におけるインバータ電源制御装置の構成図であり、図１に示した実施の形態１の構成と対応または相当する部分には同一の符号を付す。

上記の実施の形態１では、振幅目標値設定器８で設定されるインバータ電源１の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜は一旦設定された後は固定としているが、この実施の形態４では、インバータ電源２の端子電圧Ｖの大きさに応じて振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を調整できるようにしたものである。

すなわち、この実施の形態４では、図１に示した構成に加えて、インバータ電源２の電力系統１との接続点近傍における端子電圧の目標値Ｖｔｒｅｆを設定する端子電圧目標値設定器１７と、この端子電圧目標値設定器１７で設定された端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆと電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖとの偏差ΔＶ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖ）を算出する端子電圧偏差算出手段としての差分器１８が設けられている。そして、振幅目標値設定器８は、この差分器１８で算出された偏差ΔＶに基づいてインバータ電源２の出力電圧の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定するようになっている。

すなわち、振幅目標値設定器８は、次式から振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定する。
｜Ｖｒｅｆ｜＝｜Ｖｂ＋Ｋ４・ΔＶ｜ （３）
ここに、Ｖｂは自己のもつ電圧振幅基準値、Ｋ４は調定率である。

次に、上記構成のインバータ電源制御装置における制御動作について説明する。
差分器１８により、端子電圧目標値設定器１７で設定された端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆと電圧電流検出器５で検出された端子電圧Ｖとの偏差ΔＶ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖ）が算出され、その偏差ΔＶが振幅目標値設定器８に与えられる。振幅目標値設定器８は、上記の（３）式に基づいて振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を設定し、この振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を目標電圧作成器１０に与える。

したがって、インバータ電源２の端子電圧Ｖが端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆよりも低下した場合には、偏差ΔＶ（正）が増加し、これに伴って振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜が増加する。その結果、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏの大きさが増加して、インバータ電源２の端子電圧が増加するように補正される。

これとは逆に、インバータ電源２の端子電圧Ｖが端子電圧目標値Ｖｒｅｆよりも上昇した場合には、偏差ΔＶ（負）が増加し、これに伴って振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜が減少する。その結果、目標電圧作成器１０から出力される目標電圧Ｖｏの大きさが減少して、インバータ電源２の端子電圧が減少するように補正される。

以上のように、この実施の形態４では、電力系統１との接続点近傍の端子電圧Ｖを計測し、端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆとの偏差ΔＶ（＝Ｖｔｒｅｆ−Ｖ）によってインバータ電源２の振幅目標値｜Ｖｒｅｆ｜を調整することができるので、インバータ電源２の出力電圧を端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆに基づいて制御することが可能となる。

その他の構成、および作用効果は実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

本発明は上記の実施の形態１〜４の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において各種の変形を加えることができる。例えば、図３に示した実施の形態２の構成と図４に示した実施の形態３の構成の組み合わせることで、インバータ電源制御装置３が電力系統１の周波数の維持に寄与する特性を持たせると同時に、インバータ電源２の無効電力を無効電力目標値Ｑｒｅｆに基づいて制御するようにしてもよい。あるいは、図３に示した実施の形態２の構成と図５に示した実施の形態４の構成との組み合わせることで、インバータ電源制御装置３が電力系統１の周波数の維持に寄与する特性を持たせると同時に、インバータ電源２の出力電圧を端子電圧目標値Ｖｔｒｅｆに基づいて制御するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１におけるインバータ電源制御装置の構成図である。 同装置の目標電圧作成器の一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態２におけるインバータ電源制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態３におけるインバータ電源制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態４におけるインバータ電源制御装置の構成図である。

符号の説明

１ 電力系統、２ インバータ電源、３ インバータ電源制御装置、
５ 電圧電流検出器（電圧電流検出手段）、６ 有効電力算出器（有効電力算出手段）、７ 出力目標値設定器（出力目標値設定手段）、
８ 振幅目標値設定器（振幅目標値設手段）、
９ 電圧位相補正値算出器（電圧位相補正値算出手段）、
１０ 目標電圧作成器（目標電圧作成手段）、１１ 周波数検出器（周波数検出手段）、１２ 周波数目標値設定器（周波数目標値設定手段）、１３ 出力目標値補正手段、
１４ 無効電力算出器（無効電力算出手段）、
１５ 無効電力目標値設定器（無効電力目標値設定手段）、
１６ 差分器（無効電力偏差算出手段）、
１７ 端子電圧目標値設定器（端子電圧目標値設定手段）、
１８ 差分器（端子電圧偏差算出手段）。

Claims (4)

1. 電力系統に接続されたインバータ電源を制御する装置であって、上記インバータ電源の電力系統との接続点近傍における端子電圧と端子電流とを検出する電圧電流検出手段と、この電圧電流検出手段の検出出力に基づいて有効電力を算出する有効電力算出手段と、上記インバータ電源の有効電力の目標値を設定する出力目標値設定手段と、上記インバータ電源の出力電圧の振幅目標値を設定する振幅目標値設定手段と、上記有効電力計算手段で算出された有効電力と上記出力目標値設定手段で設定された出力目標値との偏差を積分し、この積分結果をフィードバックすることでダンパ特性をもたせるととともに、さらに上記積分結果を積分して電圧位相補正値を算出する電圧位相補正値算出手段と、上記電圧電流検出手段で検出された端子電圧、上記振幅目標値設定手段で設定された電圧振幅目標値、および上記電圧位相補正値算出手段で算出された電圧位相補正値に基づいて上記インバータ電源に対する制御用の目標電圧を作成する目標電圧作成手段と、を備えることを特徴とするインバータ電源制御装置。
2. 上記電力系統の周波数を検出する周波数検出手段と、上記インバータ電源の周波数の目標値を設定する周波数目標値設定手段と、上記周波数検出手段で検出された周波数と上記周波数目標値設定手段で設定された周波数目標値との偏差に基づいて上記出力目標値設定手段で設定される出力目標値を補正する出力目標値補正手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ電源制御装置。
3. 上記電圧電流検出手段の検出出力に基づいて無効電力を算出する無効電力算出手段と、上記インバータ電源の無効電力の目標値を設定する無効電力目標値設定手段と、上記無効電力算出手段で算出された無効電力と上記無効電力目標値設定手段で設定された無効電力目標値との偏差を算出する無効電力偏差算出手段とを備え、上記振幅目標値設定手段は、上記無効電力偏差算出手段で算出された偏差に基づいてインバータ電源の出力電圧の振幅目標値を設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のインバータ電源制御装置。
4. 上記インバータ電源の電力系統との接続点近傍における端子電圧の目標値を設定する端子電圧目標値設定手段と、この端子電圧目標値設定手段で設定された端子電圧目標値と上記電圧電流検出手段で検出された端子電圧との偏差を算出する端子電圧偏差算出手段とを備え、上記振幅目標値設定手段は、上記端子電圧偏差算出手段で算出された偏差に基づいてインバータ電源の出力電圧の振幅目標値を設定するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のインバータ電源制御装置。

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