JP5500141B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る電力変換装置1は、電源装置2と電力系統3との間に配置されており、電源装置2の電力を交流電力へ変換して電力系統3へ出力する。電源装置2は、例えば、太陽光や風力などの自然エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置や燃料電池などである。
V1dc=R(2Irdc+Itdc) ・・・(1)
V2dc=R(Irdc+2Itdc) ・・・(2)
ここで、Irdcは、単相交流電源VAの正極からR相に流れる電流Irに生じる直流成分、Itdcは、単相交流電源VBの正極からT相に流れる電流Itに生じる直流成分である。また、単相交流電源VAの負極と単相交流電源VBの負極の接続点からS相に流れる電流Isに生じる直流成分をIsdc(=−Irdc−Itdc)とする。
出力電圧指令V1*=(Vd*2+Vq*2)1/2 ・・・(3)
出力位相指令θa*=tan-1(Vq*/Vd*) ・・・(4)
Vr*=V1*×sin(θp) ・・・(5)
Vs*=V1*×sin(θp−(2π/3)) ・・・(6)
Vt*=V1*×sin(θp+(2π/3)) ・・・(7)
次に、第2の実施形態に係る電力変換装置について図9〜図11を参照して具体的に説明する。なお、図9,図11において、図3,図5に示した構成要素と同一機能を有する構成要素については同一符号を付し、重複する説明は省略する。
2 電源装置
3 電力系統
10 電力変換部
20 電圧検出部
30 電流検出部
31a,31b 電流検出器
32,32A 直流成分検出器
40 検出電圧調整部
50 制御部
61a,61b 移動平均演算器
73 dq座標変換器
74 位相演算器
83 q軸電流指令出力器
87 q軸電流調整器
90 出力電圧指令生成器
93 逆回転座標変換器
94 PWM制御器
Claims (9)
- 電源装置の電力を3相交流電力へ変換して電力系統へ出力する電力変換部と、
前記電力系統の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電力変換部と前記電力系統との間に流れる2つの相電流の直流成分を検出する電流検出部と、
前記2つの相電流の直流成分を所定の比率で乗算した結果に基づいてバイアス値を求め、前記電圧検出部の検出出力に前記バイアス値を加えて生成した信号を電圧検出信号として出力する検出電圧調整部と、
前記電圧検出信号に応じた3相交流電圧を前記電力変換部から出力させる制御部と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記検出電圧調整部は、
前記電圧検出信号を、直交2軸の回転座標上の信号へ変換する回転座標変換器を備え、
前記制御部は、
前記回転座標変換器によって変換された前記電圧検出信号に基づいて、前記回転座標上の出力電圧指令を生成する出力電圧指令生成器と、
前記回転座標上の出力電圧指令から3相交流電圧指令へ変換する逆回転座標変換器と、
前記3相交流電圧指令に応じた制御信号を前記電力変換部へ出力して、前記電力変換部から3相交流電圧を出力させる制御信号出力器と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記検出電圧調整部は、
前記回転座標変換器によって変換される直交2軸の前記電圧検出信号に基づいて前記電力系統の位相を検出する位相演算器を備え、
前記回転座標変換器は、前記位相演算器によって検出された前記電力系統の位相に同期して回転する回転座標上の信号へ前記電圧検出信号を変換することを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記位相演算器は、
前記回転座標変換器によって変換される直交2軸の前記電圧検出信号のうち1軸の電圧検出信号を零値とする前記電力系統の位相を検出することを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。 - 前記検出電圧調整部は、
前記電圧検出部の検出出力を、直交2軸の回転座標上の信号へ変換する第1の回転座標変換器と、
前記電流検出部によって検出された前記直流成分に応じた前記バイアス値を前記回転座標上の信号へ変換する第2の回転座標変換器と、
前記第1の回転座標変換器によって変換された前記回転座標上の信号に前記第2の回転座標変換器によって変換された前記回転座標上の信号を加算して前記電圧検出信号として出力する加算器と、を備え、
前記制御部は、
前記加算器によって生成された前記電圧検出信号に基づいて、前記回転座標上の出力電圧指令を生成する出力電圧指令生成器と、
前記回転座標上の出力電圧指令から3相交流電圧指令へ変換する逆回転座標変換器と、
前記3相交流電圧指令に応じた制御信号を前記電力変換部へ出力して、前記電力変換部から3相交流電圧を出力させる制御信号出力器と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記検出電圧調整部は、
前記第1の回転座標変換器によって変換される前記回転座標上の信号に基づいて前記電力系統の位相を検出する位相演算器を備え、
前記第1の回転座標変換器は、
前記位相演算器によって検出された前記電力系統の位相に同期して回転する回転座標上の信号へ前記電圧検出部の検出出力を変換し、
前記第2の回転座標変換器は、
前記位相演算器によって検出された前記電力系統の位相に同期して回転する回転座標上の信号へ前記直流成分に応じた前記バイアス値を変換することを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記位相演算器は、
前記第1の回転座標変換器によって変換される直交2軸の信号のうち1軸の信号を零値とする前記電力系統の位相を検出することを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記制御部は、
前記電流検出部によって検出された前記複数の相電流の直流成分のうち1つの相電流の直流成分が零値になるように、前記電力変換部から前記3相交流電圧を出力させることを特徴とする請求項4または7に記載の電力変換装置。 - 前記電流検出部は、前記電力変換部と前記電力系統との間に流れる電流の電流値を検出し、
前記制御部は、
前記電流検出部によって検出された電流値を、前記回転座標上の電流値へ変換する変換器と、
電流指令を出力する電流指令出力器と、
前記変換器によって変換された電流値と前記電流指令出力器から出力された電流指令との偏差に応じた電圧指令を生成する電流調整器と、を備え、
前記出力電圧指令生成器は、
前記回転座標上の前記電圧検出信号と前記電流調整器によって生成された電圧指令とに基づいて、前記回転座標上の出力電圧指令を生成することを特徴とする請求項2〜8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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