JP5386640B2

JP5386640B2 - 電力変換装置

Info

Publication number: JP5386640B2
Application number: JP2012530434A
Authority: JP
Inventors: 洋介藤井; 英一井川; 達明安保
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2010-08-23
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2030-08-23
Also published as: WO2012025978A1; EP2611021B9; ES2875038T3; EP2611021B1; EP2611021A1; EP2611021A4; JPWO2012025978A1; CN103081333A; US8750005B2; US20130163301A1; CN103081333B

Description

本発明は、太陽光発電システム、燃料電池発電システム、二次電池エネルギー蓄積システム等の、直流電力から交流電力を出力する電力変換装置および交流電力から直流電力を出力する電力変換装置に関する。

技術背景

一般に太陽光発電システムでは、太陽電池で発電した直流電力を電力変換装置にて交流電力に変換し、電力系統、配電系統へ連系や負荷に供給する。太陽電池は日射や温度条件
により特性が変化するので、常に最大電力を得るため最大電力追従制御(Maximum Power Point Tracking)方式が採用されている。例えば特許文献５に開示されているように、太陽電池の電圧または電流を日射や温度条件によって変わる最適点に制御している。

一方、電力変換装置の回路方式は特許文献１、３、４に示すように３レベルインバータをはじめとした多レベルの変換回路を採用することで、入力、出力の高調波電流を抑制し、また入力、出力に設けるフィルタの小形化および装置の効率向上を実現している。

さらに特許文献２には、３レベルインバータ及び２レベルインバータにおける導通損失とスイツチング（ＳＷ）損失の比較について記載されている。

特開２００２−２１８７６２ＷＯ２０１０／０１３３２２Ａ１特開２００２−２４７８６２特開２００６−３０４５３０特開平８−１３７５６３号公報

前述の特許文献１、３、４では、3レベルインバータ(中性点クランプ方式、ACスイッチ方式)回路により、フィルタの小形化、トータル損失の低減がはかられているが、直流電圧一定、出力一定条件で最適設計されることが前提と推測され、直流電圧可変、電力可変の場合については特に言及されておらず、3レベルインバータ(他レベル含む)構成により、使用素子数が、増加し、導通損失が増えることより、SW損失リップルの影響が小さい低直流電圧時(高出力時)におけるデメリットに対する具体的な解決方法が示されていない。

本発明の目的は、直流電圧が可変、又は交流出力が可変及びその両方で運用される電力変換器において、その直流電圧、交流出力が変化しても、損失が小さく、効率が向上する電力変換装置を提供することにある。

課題を解決する為の手段

前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、
直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
前記電力変換器における損失と関連する判断要素と、切替基準値とを比較し、両者に差が生じたとき判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記判断要素と前記切替基準値の大小を判断し、前記判断要素が切替基準値以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路とを具備した電力変換装置である。

前記目的を達成するため、請求項５に対応する発明は、太陽電池からの直流エネギーを入力し、且つ直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
日射量による前記太陽電池の直流電流と、定格電流を比較し、両者に差が生ずると運転判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記太陽電池の直流電流が前記定格電流が５０％以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備した電力変換装置である。

本発明は、直流電圧が可変、又は交流出力が可変及びその両方で運用される電力変換装置において、最適な運転方式(2レベル／3レベル)を選択することにより、その直流電圧、交流出力が変化しても、損失の小さく、効率が向上する電力変換装置を提供できる。

図１は、本発明の電力変換装置の主回路を示す概略図である。図２は、図１のＰＷＭ切換回路の第１例を説明するための図である。図３は、図２の動作を説明するための図である。図４は、図２の判断回路の第１例を説明するためのフローチャートである。図５Ａは、図２の比較回路の第１例を説明するための図である。図５Ｂは、図２の比較回路の第２例を説明するための図である。図５Ｃは、図２の比較回路の第３例を説明するための図である。図６は、図２の判断回路の第２例を説明するためのフローチャートである。図７は、図２の判断回路の第３例を説明するためのフローチャートである。図８Ａは、図１のＰＷＭ切換回路の第２例を説明するための図である。図８Ｂは、図１のＰＷＭ切換回路の第３例を説明するための図である。図９Ａは、図１の中性点ＡＣスイッチの第２の例を説明するための図である。図９Ｂは、図１の中性点ＡＣスイッチの第３の例を説明するための図である。図９Ｃは、図１の中性点ＡＣスイッチの第４の例を説明するための図である。

図１は、本発明の電力変換装置の主回路図であり、直流電源例えば太陽電池１の直流電力を電力変換器例えば三相インバータ２により、交流電力に変換し、この変換された交流電力を変圧器３で昇圧してコンデンサ４、リアクトル５、開閉器６を介して交流電力系統７に供給されるように構成されている。

インバータ２は、半導体素子例えばＩＧＢＴ素子とこれに逆並列接続したダイオードからなるバルブデバイスＳＷを６個、ブリッジ接続してＳＷ１―ＳＷ４、ＳＷ５―ＳＷ８、ＳＷ９―ＳＷ１２によりそれぞれ三相のアームを構成し、この入力側である太陽電池１側に、コンデンサＶｄ／２、Ｖｄ／２を直列接続した回路を並列接続し、コンデンサの中点と、各アーム毎のデバイス接続点に接続した例えばＩＧＢＴ素子とこれに逆並列接続したダイオードからなるバルブデバイスＳＷを６個、直列接続したバルブデバイス群ＳＷ２―ＳＷ３、ＳＷ６―ＳＷ７、ＳＷ１０―ＳＷ１１から構成されている。このバルブデバイス群により、中性点ＡＣスイッチ方式を構成している。

この図１において例えばバルブデバイスＳＷ２及びＳＷ３、ＳＷ６及びＳＷ７、ＳＷ１０及びＳＷ１１をオフ（ＯＦＦ）とすれば、一般的な２レベルインバータと同等となり、またＳＷ１〜ＳＷ４、ＳＷ５〜ＳＷ８、ＳＷ９〜ＳＷ１２を任意にスイッチングさせることで、３レベルインバータとして動作させることが可能である。

本発明は、以上の構成に後述する比較回路９、判断回路１１、ＰＭＷ切換回路１２を新たに組合わせたものである。

比較回路９の第１の例として判断要素である太陽電池１からインバータ２に流れる直流電流を直流電流検出器１０で検出し、この検出電流を比較回路９の一方の入力端子に取り込み、これと他方の入力端子に入力される切替基準値との比較を行うものである。

ここで、切替基準値は、過去のデータをデータベース等に取り込んでおき、何かの要素を固定とし、他の要素素を変えることで求めたり、計算結果やシミュレーション等により求めることができる。

判断回路１１は、比較回路９の比較結果を入力し、第１の例として、図４に示すようにＳ１の判断、すなわち電力変換器の損失に関連する判断要素例えば直流電流検出器１０で検出した直流電流が切替基準値以上（直流電流が切替基準値未満）であるかどうかを判断し、直流電流が切替基準値以上であると判断した場合に、Ｓ２において２レベル運転とし、又直流電流が切替基準値未満であると判断した場合に、Ｓ３において３レベル運転をきめる。

ＰＭＷ切換回路１２は、第１の例として図２に示すように、２つの比較器１３、１４と、３端子入力の論理積回路１５と、インバータ１６、１７からなり、比較器１３、１４の正側の入力端子に正弦波（信号波）を入力し、比較器１３、１４の負側の入力端子に搬送波（変調波）を入力し、比較器１３、１４の出力端子にそれぞれインバータ１６、１７を介して論理積回路１５の２つの入力端子を接続し、論理積回路１５の１つの入力端子に切替信号を入力し、論理積回路１５の出力端子からの信号をバルブデバイスＳＷ２及びＳＷ３に与え、比較器１３の出力をバルブデバイスＳＷ１に与え、比較器１４の出力をバルブデバイスＳＷ４に与える。

図３は、図２の切替信号と図２の出力信号を示している。

以上述べたＰＭＷ切換回路１２は、主回路の１アーム（1相）分であり、主回路の他の２アーム（２相）分も同様に構成されている。

以上述べた実施形態の作用効果について説明する。太陽電池１の出力電流である直流電流が電流検出器１０で検出され、この検出電流が比較回路９に入力され、比較回路9において基準値と比較され、両者に差があると、判断回路１１では、図４のＳ１に示す判断要素と切替基準値の大小が判断され、図５Ａのクロスポイントを堺に２レベル運転か、３レベル運転かが判断される。この判断回路１１の判断結果は、ＰＷＭ切換回路１２に入力され、ここでバルブデバイスＳＷ１〜１２に対して、図３に示すようなオン「１」、オフ「０」が与えられ、中性点ＡＣスイッチを構成するバルブデバイス群ＳＷ２―ＳＷ３、ＳＷ６―ＳＷ７、ＳＷ１０―ＳＷ１１がオンときは３レベル運転となり、バルブデバイス群ＳＷ２―ＳＷ３、ＳＷ６―ＳＷ７、ＳＷ１０―ＳＷ１１がオフのときは２レベル運転となる。

この結果、直流電流が切替基準値以下のときは３レベル運転となり、また直流電流が切替基準値を超えるときは２レベル運転となることから、３レベル運転及び２レベル運転のうち、変換効率の良い方が選択され電力変換が行われる。

ここで、２レベル運転及び３レベル運転における、電力変換器の損失、具体的には導通損失とスイツチング損失（ＳＷ損失）について説明する。導通損失は、電力変換器でバルブデバイスをオン（導通）している間に発生する損失のことであり、これは同一のバルブデバイスに対して通電電流（直流電流）の大きさに依存する。２レベル運転と３レベル運転を比べると、導通損失は、１アームでのバルブデバイス数が少ない２レベル運転の方が有利である。

スイッチング損失（ＳＷ損失）は、電力変換器でバルブデバイスをターンオン時、及びターンオフ時に発生する損失のことであり、同一のバルブデバイスに対して印加される電圧（直流電圧）の大きさに依存する。スイッチング損失は、２レベル運転と３レベル運転を比べると、各バルブデバイスのスイッチング回数の少ない３レベル運転の方が有利である。

以上述べた実施形態によれば、直流電圧が可変、又は交流出力が可変及びその両方で運用される電力変換器において、その直流電圧、交流出力が変化しても、最適な運転方式(2レベル／3レベル)を選択することにより、損失が小さく、効率が向上する電力変換装置を提供することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述の実施形態では、図４の判断要素として直流電流検出器１０で検出した直流電流を使用したが、この代わりに図５Ｂに示すように直流電力、これは直流電圧検出器（図示しない）で検出した直流電圧と図１の直流電流検出器１０で検出した直流電流とに基づき求めた直流電力による場合である。

本発明の第３の実施形態について説明する。前述の実施形態では、図４の判断要素として直流電流検出器１０で検出した直流電流を使用したが、この代わりに図５Ｃに示すように直流電圧検出器（図示しない）で検出した直流電圧による場合である。

さらに本発明の第４の実施形態について説明する。前述の実施形態では、図４の判断要素として直流電流検出器１０で検出した直流電流を使用したが、この代わりに交流電力による場合である。この場合には、インバータの交流電流を検出する電流検出器（図示せず）、コンデンサ４の交流電圧を検出する電圧検出器（図示せず）、電力系統７に入力される電流を電流検出器（図示せず）等で検出し、これらの検出値から演算により交流電力を求め、この交流電力をインバータの入力側直流電力から差し引いた損失に相当ものによる場合である。これらの場合も、前述の実施形態と同様に判断回路１１が図４のようなフローチャートで処理する。

図５Ｂは２レベル運転状態と３レベル運転状態における直流電力と総損失の関係を示す図であり、図５Ｃは２レベル運転状態と３レベル運転状態における直流電圧と総損失の関係を示す図である。

また、本発明の第５の実施形態について説明する。前述の実施形態では、図４の判断要素として直流電流検出器１０で検出した直流電流を使用したが、この代わりに判断要素１として前述の直流電流を使用し、判断要素２として前述の直流電圧を使用し、判断回路１１は図６のフローチャートのような処理を行うようにしたものである。図６のＳ１において、判断要素１＞切替基準値のときＳ４に進み、Ｓ４において判断要素２＞切替基準値のときは２レベル運転（Ｓ２）となり、Ｓ４において判断要素２＞切替基準値でないときは３レベル運転（Ｓ３）となる。Ｓ１において、判断要素１＞切替基準値でないときはＳ５に進み、Ｓ５において判断要素２＞切替基準値のときは２レベル運転（Ｓ６）となり、Ｓ５において判断要素２＞切替基準値でないときは３レベル運転（Ｓ７）となる。なお、Ｓ１において（ｏｒ判断要素１＜切替基準値）と記載しているのは、これを満足したときはＳ５に進み、かつこれを満足しないときはＳ４に進む。Ｓ４において（ｏｒ判断要素２＜切替基準値）と記載しているのは、これを満足したときはＳ３に進み、かつこれを満足しないときはＳ２に進む。Ｓ５において（ｏｒ判断要素２＜切替基準値）と記載しているのは、これを満足したときはＳ７に進み、かつこれを満足しないときはＳ６に進む。

さらに、判断要素１、判断要素２として直流電流、直流電圧、直流電力、交流電力のうちの任意の２つを選択してよい。

次に、本発明の第６の実施形態について、図７の判断回路１１におけるフローチャートを参照して説明する。図７は、図１に示す太陽電池システムにおける電力変換器（パワーコンディショナ）の場合である。Ｓ１１は日射量による太陽電池１の直流電流が定格電流より５０％以上になるかどうかを判断している。Ｓ１１において、直流電流が定格電流より５０％以上であると判断した場合に２レベル運転を、また直流電流が定格電流より５０％未満であると判断した場合に３レベル運転を行うように判断した場合である。

この場合も、バルブデバイスの通電損失及びスイツチング損失を計算し、２レベル運転と３レベル運転の切替を行う。また、これとは別に、電力変換器（パワーコンディショナ）の入力電力が例えば定格の５０％以上と判断した場合には２レベル運転を、また入力電力が例えば定格の５０％未満と判断した場合には３レベル運転を行うようにしてもよい。

図８Ａ、図８Ｂは、図２とは異なるＰＷＭ切換回路を示すもので、このうち図８Ａは２レベルＰＷＭスイッチング回路の例を示すもので、比較器１９とインバータ２０とからなっている。図８Ｂは、３レベルＰＷＭスイッチング回路の例を示すもので、比較器１３、１４とインバータ１６、１７と、論理積回路１８からなっている。これらの機能は、図２と同様である。

前述の中性点ＡＣスイッチを構成するバルブデバイス群は、ＩＧＢＴ素子のエミッタコモン方式の例を挙げて説明したが、以下のようにしてもよい。図９Ａは２個のＩＧＢＴ素子Ｑ３ｘ、Ｑ４ｘのコレクタ同士を接続したコレクタコモン方式であって、ＩＧＢＴ素子Ｑ３ｘ、Ｑ４ｘにはダイオードＤ３ｘ、Ｄ４ｘを逆並列に接続し、Ｑ３ｘのエミッタとＤ３ｘのアノードとを接続した端子Ｎ１を、例えば図１の中性点に接続し、Ｑ４ｘのエミッタとＤ４ｘのアノードとを接続した端子Ｎ２を、例えば図１のＳｗ１とＳｗ４の接続点に接続するようにしてもよい。

図９Ｂは２個のＩＧＢＴ素子Ｑ３ｘ、Ｑ４ｘのエミッタ及びコレクタ同士を接続した逆阻止方式とし、更にはＩＧＢＴ素子Ｑ３ｘ、Ｑ４ｘのエミッタ及びコレクタの接続点にダイオードＤ３ｘ、Ｄ４ｘを接続した変形逆阻止方式とし、Ｑ３ｘのエミッタとＤ３ｘのアノードとを接続した端子Ｎ１を、例えば図１の中性点に接続し、Ｑ４ｘのエミッタとＤ４ｘのアノードとを接続した端子Ｎ２を、例えば図１のＳｗ１とＳｗ４の接続点に接続するようにしてもよい。

図９Ｃは２個のＩＧＢＴ素子Ｑ５ｘ、Ｑ６ｘを用い、Ｑ５ｘのコレクタとＱ６ｘのエミッタとを接続した端子Ｎ１を例えば図１の中性点に接続し、Ｑ５ｘのエミッタとＱ６ｘのコレクタとを接続した端子Ｎ２を、例えば図１のＳｗ１とＳｗ４の接続点に接続するようにしてもよい。

前述の実施形態では、電力変換器としてインバータの場合を例にしてあげたが、これに限らず電力変換器としてコンバータの場合であっても同様に実施できる。

１…太陽電池、２…三相インバータ、３…変圧器、４…コンデンサ、５…リアクトル、６…開閉器、７…交流電力系統、９…比較回路、１０…直流電流検出器、１１…判断回路、１２…ＰＭＷ切換回路、１３…比較器、１４…比較器、１５…論理積回路、１６、１７…インバータ、１８…論理積回路、１９…比較器、２０…インバータ。

Claims

直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
前記電力変換器における損失と関連する判断要素と、切替基準値とを比較し、両者に差が生じたとき判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記判断要素と前記切替基準値の大小を判断し、前記判断要素が切替基準値以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。
直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
前記電力変換器に入力される直流電流を判断要素とし、これと切替基準値とを比較し、両者に差が生じたとき判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記判断要素と前記切替基準値の大小を判断し、前記判断要素が切替基準値以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。
直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
前記電力変換器に印加される直流電圧を判断要素とし、これと切替基準値とを比較し、両者に差が生じたとき判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記判断要素と前記切替基準値の大小を判断し、前記判断要素が切替基準値以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。
直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
前記電力変換器に供給される直流電源の直流電力を判断要素とし、これと切替基準値とを比較し、両者に差が生じたとき判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記判断要素と前記切替基準値の大小を判断し、前記判断要素が切替基準値以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。
太陽電池からの直流エネギーを入力し、且つ直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
日射量による前記太陽電池の直流電流と、定格電流を比較し、両者に差が生ずると運転判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記太陽電池の直流電流が前記定格電流が５０％以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。
太陽電池からの直流エネギーを入力し、且つ直列接続した第１及び第２の直流電源と、
前記各直流電源の直流電力を交流電力に変換を行い、これを交流電力系統に供給する電力変換器とを備え、
前記電力変換器は、半導体素子からなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続して１アームを構成し、これを少なくとも３アームを並列接続し、各アーム毎の前記バルブデバイス相互の接続点と、前記直流電源相互の接続点との間に、半導体素子と半導体素子に逆並列に接続したダイオードからなる少なくとも２個のバルブデバイスを直列接続してなる交流スイッチをそれぞれ接続し、前記各交流スイッチをオン又はオフすることで、前記電力変換器を３レベル運転又は２レベル運転を可能にした電力変換装置において、
日射量による前記太陽電池の直流電力と、定格直流電力を比較し、両者に差が生ずると運転判断指令を出力する比較回路と、
前記比較回路からの判断指令が入力されたとき、前記太陽電池の直流電力が前記定格電力が５０％以上であるときは２レベル運転の切替指令を出力する判断回路と、
前記判断回路からの２レベル運転の切替指令を入力したとき、前記交流スイッチをオフとし、前記アームのバルブデバイスを順次オンして前記電力変換器を２レベル運転状態にする切替回路と、
を具備したことを特徴する電力変換装置。