JP5336869B2 - 直流配電系統の電圧安定化装置 - Google Patents
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Description
この直流配電系統は、商用系統に代表される交流電源101の電力を整流装置102で直流に変換し、直流配電線103を介して負荷104に供給する構成である。さらに、直流配電系統の電圧を安定化するために、電圧制御装置105を設けられている。電圧制御装置105は、整流装置102の出力端間の電圧検出器106で検出される直流電圧を取り込み、当該直流電圧が電圧設定値となるように整流装置102を介して整流出力(電圧)を制御している。
前記直流配電系統の直流系統電圧から振動成分を抽出し、この振動を抑制する電流指令値を生成する振動抑制電流指令生成部を有し、この生成部で得られた振動を抑制する電流指令値を用いて、前記直流配電系統から前記負荷に流れる負荷電流の振動成分を打ち消す制御量を取り出す電圧振動抑制制御部と、この電圧振動抑制制御部で取り出した制御量と予め設定された前記負荷に供給すべき電圧設定値とを合算して最終電圧設定値とし、前記負荷の電圧が当該最終電圧設定値と等しくなるように前記電力変換装置を制御する負荷電圧制御部とを備えた直流配電系統の電圧安定化装置である。
(実施の形態1:請求項1,5対応)
図1は本発明に係る直流配電系統の電圧安定化装置の実施の形態1を示す構成図である。
この発明における装置構成としては、直流配電系統と電圧安定化装置とに分けられる。
直流配電系統は、商用系統に代表される交流電源1と、交流電源1の交流電力を直流に変換する整流装置2と、整流装置2で直流に変換された電力を配電する直流配電線3と、この直流配電線3から配電される電力を消費する負荷4とで構成される。負荷4は、直流配電線3から配電される直流電力を所要の直流電力に変換する直流−直流電力変換装置5と電力消費源6とからなる。また、交流電源1と整流装置2は直流電源としての役割を有する。
Vdc=VS−R・Idc ……(1)
で表される。
従って、ΔVdc=−R・ΔIdc ……(3)
となる。
ΔIdc(補償量)=ΔVdc/(−R) ……(4)
VS−R(Idc´+ΔIdc−ΔVdc/(−R))=VS−R・Idc´……(5)
そこで、電圧振動抑制制御部9では、まず、振動抑制電流指令生成部21にて直流系統電圧Vdcの振動成分を抽出し、当該振動成分を抑制するために流したい電流指令値を生成する。
と電圧設定値Vrefと加算して最終的な電圧設定値Vref´を得た後、この電圧設定値Vref´に等しくなるように電力消費源6の負荷電圧を制御するので、直流系統電圧Vdcの振動成分を抑制するための電流を含む負荷電流を、直流配電線3から電力消費源6に流すことができる。
図3は本発明に係る直流配電系統の電圧安定化装置の実施の形態1の一部を変更した他の実施の形態を説明する構成図である。
他の実施の形態は、直流−直流電力変換装置5を直交電力変換装置11に置き換えることにより、交流電源を必要とする電力消費源6aにも適用可能にしたものである。
図4は本発明に係る直流配電系統の電圧安定化装置における実施の形態2を示す構成図である。なお、同図において図1と同一部分には同一の符合を付し、重複する部分の説明を省略する。
(1) 先ず、最初に振動抑制電流指令生成部21aが無いときの出力制御部12の作用について説明する。
図5は本発明に係る直流配電系統の電圧安定化装置における実施の形態3を示す構成図である。なお、同図において図1,図4と同一部分には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。
(1) 先ず、最初に振動抑制電流指令生成部21が無いときのコンデンサ電圧制御部15の作用について説明する。
図7は本発明に係る直流配電系統の電圧安定化装置における実施の形態4を示す構成図である。なお、この実施の形態は、実施の形態1〜実施の形態3を組み合わせたものであり、各実施の形態と同一部分には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。
基本的には、電圧振動抑制制御部9と負荷電圧制御部10と負荷4とを組合せた作用は実施の形態1で述べた通りであり、振動抑制電流指令生成部21aと出力制御部12と分散型電源13とを組合せた作用は実施の形態2で述べた通りであり、振動抑制電流生成部21bとコンデンサ電圧制御部15とを組合せた作用は実施の形態3で述べた通りであり、それぞれ直流系統電圧の振動を抑制する効果を持っている。
Claims (5)
- 直流電力を出力する少なくとも1つの直流電源と、この直流電源の直流電力を負荷側へ配電する直流配電線と、この直流配電線から配電される直流電力を電力変換装置を介して電力消費する負荷とから成る直流配電系統において、
前記直流配電系統の直流系統電圧から振動成分を抽出し、この振動を抑制する電流指令値を生成する振動抑制電流指令生成部を有し、この生成部で得られた振動を抑制する電流指令値を用いて、前記直流配電系統から前記負荷に流れる負荷電流の振動成分を打ち消す制御量を取り出す電圧振動抑制制御部と、
この電圧振動抑制制御部で取り出した制御量と予め設定された前記負荷に供給すべき電圧設定値とを合算して最終電圧設定値とし、前記負荷の電圧が当該最終電圧設定値と等しくなるように前記電力変換装置を制御する負荷電圧制御部と
を備えたことを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 - 直流電力を出力する少なくとも1つの直流電源と、この直流電源の直流電力を負荷側へ配電する直流配電線と、この直流配電線から配電される直流電力を第1の電力変換装置を介して電力消費する負荷とから成る直流配電系統において、
前記直流配電線間に第2の電力変換装置を介して接続され、当該第2の電力変換装置を介して前記直流配電線に直流電力を供給する分散型電源と、
前記直流配電系統の直流系統電圧から振動成分を抽出し、この振動を抑制する電流指令値を生成する振動抑制電流指令生成部と、
前記直流配電系統の直流系統電圧と前記分散型電源から出力すべき電力設定値とから第1の電流指令値を生成し、この第1の電流指令値と前記振動抑制電流指令生成部で生成された振動を抑制する電流指令値とを合算し、この振動を抑制する電流指令値を含む新たな第2の電流指令値を取得し、前記直流配電系統に流す電流を前記第2の電流指令値となるように前記分散型電源の第2の電力変換装置を制御する出力制御部と
を備えたことを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 - 直流電力を出力する少なくとも1つの直流電源と、この直流電源の直流電力を負荷側へ配電する直流配電線と、この直流配電線から配電される直流電力を第1の電力変換装置を介して電力消費する負荷とから成る直流配電系統において、
前記直流配電線間に第2の電力変換装置を介して接続され、前記直流配電線とコンデンサ電圧との間で電力の授受を行う電圧振動抑制部と、
前記直流配電系統の直流系統電圧から振動成分を抽出し、この振動を抑制する電流指令値を生成する振動抑制電流指令生成部と、
前記コンデンサ電圧が当該コンデンサの電圧設定値と等しくなるような第1の電流指令値を生成し、この第1の電流指令値と前記振動抑制電流指令生成部で生成された振動を抑制する電流指令値とを合算し、この振動を抑制する電流指令値を含む新たな第2の電流指令値を取得し、前記直流配電系統に流す電流を前記第2の電流指令値となるように前記電圧振動抑制部の第2の電力変換装置を制御するコンデンサ電圧制御部と
を備えたことを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 - 直流電力を出力する少なくとも1つの直流電源と、この直流電源の直流電力を負荷側へ配電する直流配電線と、この直流配電線から配電される直流電力を第1の電力変換装置を介して電力消費する負荷とから成る直流配電系統において、
それぞれ当該直流配電系統を共通として前記請求項1,2及び3の順位で多段的に接続してなる構成と、
前記下位となる請求項3の構成の前記直流配電系統を流れる電流が予め定めた第1の所定レベル以下のとき、前記電圧振動抑制部が停止中と判定する第1の停止判定手段と、
この第1の停止判定手段の出力信号と前記請求項3の構成の前記振動抑制電流指令生成部の出力とから前記電圧振動抑制部または当該振動抑制電流指令生成部の電圧振動抑制機能を生かすように選択する第1の選択手段と、
前記中位となる請求項2の構成の前記直流配電系統を流れる電流が予め定めた第2の所定レベル以下のときに前記分散型電源が停止であると判定し、前記第1の停止判定手段から停止信号を受けたとき、前記中位以下の電圧振動抑制機能も停止中と判定する第2の停止判定手段と、
この第2の停止判定手段から前記中位以下の電圧振動抑制機能が停止中であるとする信号を受けたとき、上位の請求項1の構成の前記電圧振動抑制制御部の出力を選択する第2の選択手段と
を備えたことを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の直流配電系統の電圧安定化装置において、
前記振動抑制電流指令生成部は、前記直流配電系統の直流系統電圧に含む振動成分を抽出するハイパスフィルタと、このハイパスフィルタの出力を1/(直流配電線の抵抗相当)で乗算し、電流変換された振動を抑制する電流指令値を取得するゲインとで構成されていることを特徴とする直流配電系統の電圧安定化装置。
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