JP5567365B2 - Inverter control circuit and grid-connected inverter system provided with this inverter control circuit - Google Patents

Inverter control circuit and grid-connected inverter system provided with this inverter control circuit Download PDF

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Description

本発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータ回路をPWM制御するためのインバータ制御回路、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステム、このインバータ制御回路を実現するためのプログラム、および、このプログラムを記録した記録媒体に関する。   The present invention provides an inverter control circuit for PWM control of an inverter circuit that converts DC power to AC power, a grid-connected inverter system provided with the inverter control circuit, a program for realizing the inverter control circuit, and The present invention relates to a recording medium on which this program is recorded.

近年、太陽光などの自然エネルギーを用いた分散型電源が普及拡大の傾向にある。また、分散型電源によって生成される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路を備え、変換された交流電力を接続された負荷や電力系統に供給する系統連系インバータシステムも開発されている。系統連系インバータシステムには、大きすぎる電流(過電流)が流れることによるインバータ回路の損傷を防ぐために、過電流を検出してインバータ回路を停止させる機能が設けられている。   In recent years, distributed power sources using natural energy such as sunlight have been in widespread use. A grid-connected inverter system that includes an inverter circuit that converts DC power generated by a distributed power source into AC power and supplies the converted AC power to a connected load or power system has also been developed. The grid-connected inverter system is provided with a function for detecting an overcurrent and stopping the inverter circuit in order to prevent damage to the inverter circuit due to an excessively large current (overcurrent) flowing.

図10は、三相電力系統Bに電力を供給するための従来の系統連系インバータシステムA’を説明するためのブロック図である。   FIG. 10 is a block diagram for explaining a conventional grid-connected inverter system A ′ for supplying power to the three-phase power system B.

系統連系インバータシステムA’において、インバータ回路2はインバータ制御回路10’から入力されるPWM信号に基づいて電力変換動作を行う。インバータ制御回路10’は、系統電圧センサ9および電流センサ7からそれぞれ系統電圧信号Vs(Vsu,Vsv,Vsw)および交流電流信号I(Iu,Iv,Iw)を入力されて、以下のように、PWM信号を生成する。すなわち、電流センサ7から入力される交流電流信号Iを回転座標系の各成分に変換する。なお、以下では、当該変換を「dq変換」とし、変換された各成分を「d軸成分」と「q軸成分」とする。dq変換後のd軸成分Id,q軸成分Iqとそれぞれの目標値Id’,Iq’との偏差量を「0」にするための補正値ΔXd,ΔXqを算出する。また、系統電圧センサ9から入力される系統電圧信号Vsもdq変換して、d軸成分Vsd,q軸成分Vsqを算出する。各成分Vsd,Vsqにそれぞれ補正値ΔXd,ΔXqを加算し、静止座標系に逆変換して指令値Xu,Xv,Xwを算出する。なお、以下では、当該逆変換を「逆dq変換」とする。逆dq変換された指令値Xu,Xv,Xwに基づいて、PWM信号を生成する。   In the grid-connected inverter system A ′, the inverter circuit 2 performs a power conversion operation based on the PWM signal input from the inverter control circuit 10 ′. The inverter control circuit 10 ′ receives the system voltage signal Vs (Vsu, Vsv, Vsw) and the alternating current signal I (Iu, Iv, Iw) from the system voltage sensor 9 and the current sensor 7, respectively. A PWM signal is generated. That is, the alternating current signal I input from the current sensor 7 is converted into each component of the rotating coordinate system. Hereinafter, the conversion is referred to as “dq conversion”, and the converted components are referred to as “d-axis component” and “q-axis component”. Correction values ΔXd and ΔXq for calculating the deviation amounts between the d-axis component Id and the q-axis component Iq after the dq conversion and the target values Id ′ and Iq ′ to “0” are calculated. Further, the system voltage signal Vs input from the system voltage sensor 9 is also dq converted to calculate the d-axis component Vsd and the q-axis component Vsq. Correction values ΔXd and ΔXq are added to the components Vsd and Vsq, respectively, and inversely transformed to a stationary coordinate system to calculate command values Xu, Xv, and Xw. Hereinafter, the inverse transformation is referred to as “inverse dq transformation”. A PWM signal is generated based on the command values Xu, Xv, and Xw subjected to inverse dq conversion.

特開2004−153957号公報JP 2004-153957 A

各dq変換および逆dq変換は、系統電圧センサ9から入力される系統電圧信号Vsから検出される系統電圧の位相θに基づいて変換を行う。このとき、位相θは、各相の系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswが平衡状態(各相の電圧の振幅が共通し、各相の電圧の位相差がそれぞれ2π/3である状態)であること、すなわち、三相電力系統Bの各相の電圧が平衡状態であることを前提として検出されている。つまり、三相電力系統Bの各相の電圧位相は、系統電圧信号Vsがdq変換されたd軸成分Vsd,q軸成分Vsqに反映されておらず、Vsd,Vsqに基づいて算出される指令値Xu,Xv,Xwにも反映されていない。   Each dq conversion and inverse dq conversion perform conversion based on the phase θ of the system voltage detected from the system voltage signal Vs input from the system voltage sensor 9. At this time, the phase θ is a state in which the system voltage signals Vsu, Vsv, and Vsw of each phase are in an equilibrium state (a state in which the amplitude of the voltage of each phase is common and the phase difference of the voltage of each phase is 2π / 3, respectively). That is, it is detected on the assumption that the voltage of each phase of the three-phase power system B is in an equilibrium state. That is, the voltage phase of each phase of the three-phase power system B is not reflected in the d-axis component Vsd and q-axis component Vsq obtained by dq conversion of the system voltage signal Vs, but is a command calculated based on Vsd and Vsq. It is not reflected in the values Xu, Xv, and Xw.

したがって、三相電力系統Bの各相の電圧が不平衡状態になった場合、実際の三相電力系統Bの各相の電圧位相が不平衡にもかかわらず、指令値Xu,Xv,Xwは各相の電圧位相が平衡状態で算出される。これにより、インバータ回路2の出力電流の制御精度は悪化し、出力電流のアンバランスが増大する。このとき、過電流が検出されるとインバータ回路2が停止され、系統連系インバータシステムA’が三相電力系統Bから解列される。三相電力系統Bに対して系統連系インバータシステムA’の規模が大きい場合、系統連系インバータシステムA’が三相電力系統Bから解列することにより、さらに三相電力系統Bの電圧不平衡状態が拡大したり瞬時電圧低下が発生する場合がある。この場合、三相電力系統Bに接続している他の系統連系インバータシステムも一斉に解列する可能性がある。   Therefore, when the voltages of the respective phases of the three-phase power system B are in an unbalanced state, the command values Xu, Xv, and Xw are obtained even though the voltage phases of the actual phases of the three-phase power system B are unbalanced. The voltage phase of each phase is calculated in an equilibrium state. Thereby, the control accuracy of the output current of the inverter circuit 2 is deteriorated, and the imbalance of the output current is increased. At this time, when an overcurrent is detected, the inverter circuit 2 is stopped, and the grid-connected inverter system A ′ is disconnected from the three-phase power system B. When the scale of the grid-connected inverter system A ′ is larger than that of the three-phase power system B, the grid-connected inverter system A ′ is disconnected from the three-phase power system B. There is a case where the equilibrium state expands or an instantaneous voltage drop occurs. In this case, there is a possibility that other grid-connected inverter systems connected to the three-phase power system B are also disconnected at the same time.

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、接続している三相電力系統が電圧不平衡状態になった場合でも、インバータ回路が安定して運転を継続することができるようにPWM信号を生成するインバータ制御回路を提供することをその目的としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and even when the connected three-phase power system is in a voltage unbalanced state, the inverter circuit can be stably operated. An object of the present invention is to provide an inverter control circuit that generates a PWM signal so as to be able to.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供されるインバータ制御回路は、直流電力を交流電力に変換して三相電力系統に出力するインバータ回路をPWM制御するためのインバータ制御回路であって、電圧検出手段によって検出される前記三相電力系統の各相の電圧信号のそれぞれから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、所定の測定手段によって測定される前記インバータ回路の入出力に関する測定値を所定の目標値に制御するための各相の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、前記各相の指令値信号をそれぞれ対応する相の前記補正値信号に基づいて補正して、各相の補正後指令値信号を出力する指令値信号補正手段と、前記各相の補正後指令値信号に基づいて、前記インバータ回路をPWM制御するための各相のPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、直流電圧検出手段によって検出される、前記インバータ回路に入力される直流電圧を取得する直流電圧取得手段とを備えており、前記指令値信号生成手段は、前記各相の電圧信号の電圧実効値を算出する実効値算出手段と、前記各相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差を検出する位相差検出手段と、前記各相の電圧実効値の前記直流電圧に対する比と、前記各相の位相差とから、各相の指令値を算出する指令値算出手段とを備え、前記指令値算出手段によって算出された各相の指令値を前記各相の指令値信号として出力することを特徴とする。 An inverter control circuit provided by the first aspect of the present invention is an inverter control circuit for PWM control of an inverter circuit that converts DC power into AC power and outputs the AC power to a three-phase power system. Command value signal generating means for generating a command value signal of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from each of the voltage signals of each phase of the three-phase power system detected by Correction value signal generating means for generating a correction value signal for each phase for controlling a measured value relating to input / output of the inverter circuit measured by a predetermined measuring means to a predetermined target value; and a command value for each phase A command value signal correcting unit that corrects the signal based on the correction value signal of each corresponding phase and outputs a corrected command value signal of each phase; and based on the corrected command value signal of each phase. There are a PWM signal generating means for generating each phase of the PWM signal for PWM controlling said inverter circuit is detected by the DC voltage detection unit, a DC voltage acquiring means for acquiring a DC voltage input to the inverter circuit The command value signal generating means includes an effective value calculating means for calculating a voltage effective value of the voltage signal of each phase, and a phase of the voltage signal of each phase and a phase at the time of three-phase equilibrium. Phase difference detection means for detecting a phase difference, command value calculation means for calculating a command value for each phase from the ratio of the effective voltage value of each phase to the DC voltage, and the phase difference of each phase The command value for each phase calculated by the command value calculation means is output as a command value signal for each phase .

本発明の好ましい実施の形態においては、前記指令値信号補正手段は、前記各相の指令値信号にそれぞれ対応する相の前記補正値信号を加算することで補正する。   In a preferred embodiment of the present invention, the command value signal correcting means corrects by adding the correction value signals of the phases respectively corresponding to the command value signals of the phases.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記指令値算出手段は、前記各相の電圧実効値Veu,Vev,Vewと前記各相の位相差φu,φv,φwとから、下記式によって、前記各相の指令値Ku(t),Kv(t),Kw(t)を算出する。なお、ωは前記三相電力系統の角周波数であり、ωtはU相の系統電圧の現在の位相であり、Cmは三相平衡時の指令値信号Ku(t),Kv(t),Kw(t)の振幅であり、Vinは前記インバータ回路に入力される直流電圧であり、Ktは前記インバータ回路の出力電圧を変圧する変圧手段の変圧比である。

In a preferred embodiment of the present invention, the command value calculation means calculates each of the phase effective values Veu, Vev, Vew of the phases and the phase differences φu, φv, φw of the phases according to the following formulas. The phase command values Ku (t), Kv (t), Kw (t) are calculated. Ω is an angular frequency of the three-phase power system, ωt is a current phase of the U-phase system voltage, and Cm is a command value signal Ku (t), Kv (t), Kw at the three-phase equilibrium. (T) is an amplitude, Vin is a direct current voltage input to the inverter circuit, and Kt is a transformation ratio of a transformation means for transforming the output voltage of the inverter circuit.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記補正値信号生成手段は、電流検出手段によって検出される前記インバータ回路の各相の出力電流信号を回転座標系の各成分に変換する変換手段と、前記測定値に対する前記目標値からの偏差量に基づいて、フィードバック制御のための第1の補正値を算出する第1の補正値算出手段と、前記各成分のいずれかに対する前記第1の補正値からの偏差量に基づいて、フィードバック制御のための第2の補正値を算出する第2の補正値算出手段と、前記第2の補正値を静止座標系の各相の補正値に逆変換する逆変換手段とを備え、前記各相の補正値を前記各相の補正値信号として出力する。   In a preferred embodiment of the present invention, the correction value signal generating means converts the output current signal of each phase of the inverter circuit detected by the current detecting means into each component of a rotating coordinate system; From a first correction value calculating means for calculating a first correction value for feedback control based on a deviation amount from the target value with respect to a measured value, and the first correction value for any one of the components And a second correction value calculating means for calculating a second correction value for feedback control based on the deviation amount, and reversely converting the second correction value into a correction value for each phase of the stationary coordinate system. Conversion means for outputting a correction value for each phase as a correction value signal for each phase.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記補正値信号生成手段は、前記インバータ回路に入力される直流電圧を所定の目標電圧に制御するための補正値信号を生成する。   In a preferred embodiment of the present invention, the correction value signal generating means generates a correction value signal for controlling a DC voltage input to the inverter circuit to a predetermined target voltage.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記補正値信号生成手段は、前記インバータ回路から出力される無効電力を所定の目標無効電力に制御するための補正値信号を生成する。   In a preferred embodiment of the present invention, the correction value signal generation means generates a correction value signal for controlling the reactive power output from the inverter circuit to a predetermined target reactive power.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記PWM信号生成手段は、前記補正後指令値信号と所定の周波数の三角波信号との比較結果からPWM信号を生成する。 In a preferred embodiment of the present invention, the PWM signal generating means generates a PWM signal from the comparison result of the triangular wave signal of the corrected command value signal with a predetermined frequency.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記三相電力系統の各相の電圧信号のいずれかから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の第2の指令値信号を生成する第2の指令値信号生成手段と、前記三相電力系統の各相の電圧信号が不平衡状態であることを検出する不平衡検出手段とをさらに備え、前記指令値信号補正手段は、前記不平衡検出手段によって前記不平衡状態であることが検出されていない間、前記各相の指令値信号に代えて前記各相の第2の指令値信号を補正して、前記各相の補正後指令値信号を生成する。   In a preferred embodiment of the present invention, a second command value of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from any one of the voltage signals of each phase of the three-phase power system. A second command value signal generating means for generating a signal; and an unbalance detecting means for detecting that the voltage signal of each phase of the three-phase power system is in an unbalanced state, and the command value signal correcting means. While the unbalanced state is not detected by the unbalance detecting means, the second command value signal of each phase is corrected instead of the command value signal of each phase, and each phase is corrected. The corrected command value signal is generated.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記三相電力系統の各相の電圧信号のいずれかから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の第2の指令値信号を生成する第2の指令値信号生成手段と、前記三相電力系統の各相の電圧信号が不平衡状態であることを検出する不平衡検出手段とをさらに備え、前記指令値信号補正手段は、前記不平衡検出手段によって前記不平衡状態であることが検出されていない状態が所定の時間継続した場合に、前記各相の指令値信号に代えて前記各相の第2の指令値信号を補正して、前記各相の補正後指令値信号を生成する。   In a preferred embodiment of the present invention, a second command value of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from any one of the voltage signals of each phase of the three-phase power system. A second command value signal generating means for generating a signal; and an unbalance detecting means for detecting that the voltage signal of each phase of the three-phase power system is in an unbalanced state, and the command value signal correcting means. Is a second command value signal for each phase instead of the command value signal for each phase when a state where the unbalanced state is not detected by the unbalance detection means continues for a predetermined time. Is corrected, and a corrected command value signal for each phase is generated.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記不平衡検出手段は、前記三相電力系統のいずれかの相の電圧信号の電圧実効値と他の相の電圧信号の電圧実効値との差が所定の値以上の場合、または、前記三相電力系統のいずれかの相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差が所定の位相差以上の場合に、前記不平衡状態であることを検出する。   In a preferred embodiment of the present invention, the unbalance detection means has a predetermined difference between a voltage effective value of a voltage signal of any phase of the three-phase power system and a voltage effective value of a voltage signal of another phase. Or when the phase difference between the phase of the voltage signal of any phase of the three-phase power system and the phase at the three-phase equilibrium is equal to or greater than a predetermined phase difference. Detect that.

本発明の第2の側面によって提供される系統連系インバータシステムは、前記インバータ回路と、本発明の第1の側面によって提供されるインバータ制御回路とを備えている。   The grid interconnection inverter system provided by the second aspect of the present invention includes the inverter circuit and the inverter control circuit provided by the first aspect of the present invention.

本発明の第3の側面によって提供されるプログラムは、コンピュータを、直流電力を交流電力に変換して三相電力系統に出力するインバータ回路をPWM制御するためのインバータ制御回路として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、電圧検出手段によって検出される前記三相電力系統の各相の電圧信号のそれぞれから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、所定の測定手段によって測定される前記インバータ回路の入出力に関する測定値を所定の目標値に制御するための各相の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、前記各相の指令値信号をそれぞれ対応する相の前記補正値信号に基づいて補正して、各相の補正後指令値信号を出力する指令値信号補正手段と、前記各相の補正後指令値信号に基づいて、前記インバータ回路をPWM制御するための各相のPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、直流電圧検出手段によって検出される、前記インバータ回路に入力される直流電圧を取得する直流電圧取得手段として機能させ、前記指令値信号生成手段は、前記各相の電圧信号の電圧実効値を算出する実効値算出手段と、前記各相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差を検出する位相差検出手段と、前記各相の電圧実効値の前記直流電圧に対する比と、前記各相の位相差とから、各相の指令値を算出する指令値算出手段とを備え、前記指令値算出手段によって算出された各相の指令値を前記各相の指令値信号として出力することを特徴とするA program provided by the third aspect of the present invention is a program for causing a computer to function as an inverter control circuit for PWM control of an inverter circuit that converts DC power into AC power and outputs the AC power to a three-phase power system. Each phase command for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from each phase voltage signal of the three-phase power system detected by the voltage detection means. A command value signal generating means for generating a value signal, and a correction value for generating a correction value signal for each phase for controlling a measured value relating to input / output of the inverter circuit measured by the predetermined measuring means to a predetermined target value And correcting the command value signal of each phase based on the correction value signal of the corresponding phase, and generating the corrected command value signal of each phase. A command value signal correcting means for force, on the basis of the phase of the corrected command value signal, the inverter circuit and the PWM signal generating means for generating each phase of the PWM signal for PWM control, the DC voltage detection means is detected, the inverter circuit causes the DC voltage inputted to function as a DC voltage acquiring means for acquiring a, the command value signal generating means, the effective value calculation for calculating an effective voltage value of the phase voltage signals Means, a phase difference detecting means for detecting a phase difference between a phase of the voltage signal of each phase and a phase at the time of three-phase equilibrium, a ratio of a voltage effective value of each phase to the DC voltage, Command value calculating means for calculating a command value for each phase from a phase difference, and outputting the command value for each phase calculated by the command value calculating means as a command value signal for each phase, To do .

本発明の第4の側面によって提供される記録媒体は、本発明の第3の側面によって提供されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。   The recording medium provided by the fourth aspect of the present invention is a computer-readable recording medium that records the program provided by the third aspect of the present invention.

本発明によれば、三相電力系統の各相の電圧信号のそれぞれから各相の指令値信号が生成される。したがって、三相電力系統の各相の電圧が不平衡状態となった場合でも、不平衡状態の各相の電圧信号に基づいて各相の指令値信号が生成されるので、インバータ回路からの出力電圧も三相電力系統の各相の電圧と同様の不平衡状態となる。これにより、インバータ回路の出力電流の制御精度は保たれ、出力電流のアンバランスが増大することを抑制することができ、過電流が検出されることを抑制することができる。したがって、接続している三相電力系統が電圧不平衡状態になった場合でも、インバータ回路が安定して運転を継続することができる。   According to the present invention, the command value signal for each phase is generated from each voltage signal for each phase of the three-phase power system. Therefore, even if the voltage of each phase of the three-phase power system is in an unbalanced state, the command value signal for each phase is generated based on the voltage signal of each phase in the unbalanced state. The voltage is also in an unbalanced state similar to the voltage of each phase of the three-phase power system. As a result, the control accuracy of the output current of the inverter circuit can be maintained, the increase in output current imbalance can be suppressed, and the detection of overcurrent can be suppressed. Therefore, even when the connected three-phase power system is in a voltage unbalanced state, the inverter circuit can be stably operated.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

本発明に係るインバータ制御回路の第1実施形態を備えた系統連系インバータシステムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the grid connection inverter system provided with 1st Embodiment of the inverter control circuit which concerns on this invention. 第1実施形態に係るインバータ制御回路の補正値生成部の内部構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the internal structure of the correction value production | generation part of the inverter control circuit which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るインバータ制御回路の系統指令値生成部の内部構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the internal structure of the system | strain command value generation part of the inverter control circuit which concerns on 1st Embodiment. 位相差検出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase difference detection method. 三角波比較法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a triangular wave comparison method. シミュレーションにおける、インバータ回路の出力電流の変化を示すための図である。It is a figure for showing the change of the output current of an inverter circuit in simulation. 第2実施形態に係るインバータ制御回路の系統指令値生成部の内部構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the internal structure of the system | strain command value generation part of the inverter control circuit which concerns on 2nd Embodiment. 不平衡電圧差検出部の内部構成の1例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the internal structure of an unbalanced voltage difference detection part. 不平衡位相差検出部の内部構成の1例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the internal structure of an unbalanced phase difference detection part. 従来の系統連系インバータシステムを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the conventional grid connection inverter system.

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係るインバータ制御回路を系統連系インバータシステムに用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings, taking as an example a case where the inverter control circuit according to the present invention is used in a grid-connected inverter system.

図1は、本発明に係るインバータ制御回路の第1実施形態を備えた系統連系インバータシステムを説明するためのブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram for explaining a grid-connected inverter system including a first embodiment of an inverter control circuit according to the present invention.

同図に示すように、系統連系インバータシステムAは、直流電源1、インバータ回路2、フィルタ回路3、変圧回路4、開閉器5、直流電圧センサ6、電流センサ7,8、系統電圧センサ9、およびインバータ制御回路10を備えている。   As shown in the figure, the grid-connected inverter system A includes a DC power source 1, an inverter circuit 2, a filter circuit 3, a transformer circuit 4, a switch 5, a DC voltage sensor 6, current sensors 7 and 8, and a system voltage sensor 9. , And an inverter control circuit 10.

直流電源1は、インバータ回路2に接続している。インバータ回路2、フィルタ回路3、および変圧回路4は、この順で、U相、V相、W相の出力電圧の出力ラインに直列に接続されており、開閉器5を介して三相交流の電力系統B(以下、「系統B」と略称する。)に接続している。直流電圧センサ6は、直流電源1とインバータ回路2との間の接続線に設置されており、電流センサ7は、インバータ回路2とフィルタ回路3との間の接続線に設置されている。電流センサ8は、変圧回路4と開閉器5との間の接続線に設置されており、系統電圧センサ9は、開閉器5と系統Bとの間の接続線に設置されている。インバータ制御回路10は、インバータ回路2に接続されている。系統連系インバータシステムAは、開閉器5によって系統Bに連系して、直流電源1が出力する直流電力を交流電力に変換して系統Bに供給する。なお、系統連系インバータシステムAの構成は、これに限られない。例えば、インバータ回路2の制御に必要ないセンサを設けていなくてもよいし、変圧回路4に代えて、直流電源1とインバータ回路2との間にDC/DCコンバータ回路を設ける、いわゆるトランスレス方式であってもよい。   The DC power source 1 is connected to the inverter circuit 2. The inverter circuit 2, the filter circuit 3, and the transformer circuit 4 are connected in series to the output lines of the U-phase, V-phase, and W-phase output voltages in this order. It is connected to a power system B (hereinafter abbreviated as “system B”). The DC voltage sensor 6 is installed on a connection line between the DC power source 1 and the inverter circuit 2, and the current sensor 7 is installed on a connection line between the inverter circuit 2 and the filter circuit 3. The current sensor 8 is installed on a connection line between the transformer circuit 4 and the switch 5, and the system voltage sensor 9 is installed on a connection line between the switch 5 and the system B. The inverter control circuit 10 is connected to the inverter circuit 2. The grid interconnection inverter system A is linked to the grid B by the switch 5, converts the DC power output from the DC power supply 1 into AC power, and supplies the AC power to the grid B. In addition, the structure of the grid connection inverter system A is not restricted to this. For example, a sensor that is not necessary for controlling the inverter circuit 2 may not be provided, or a so-called transformerless system in which a DC / DC converter circuit is provided between the DC power source 1 and the inverter circuit 2 instead of the transformer circuit 4. It may be.

直流電源1は、直流電力を出力するものであり、例えば太陽電池を備えている。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源1は、生成された直流電力を、インバータ回路2に出力する。なお、直流電源1は、太陽電池により直流電力を生成するものに限定されない。例えば、直流電源1は、燃料電池、蓄電池、電気二重層コンデンサやリチウムイオン電池であってもよいし、ディーゼルエンジン発電機、マイクロガスタービン発電機や風力タービン発電機などにより生成された交流電力を直流電力に変換して出力する装置であってもよい。   The DC power source 1 outputs DC power and includes, for example, a solar battery. A solar cell generates direct-current power by converting solar energy into electrical energy. The DC power source 1 outputs the generated DC power to the inverter circuit 2. Note that the DC power source 1 is not limited to one that generates DC power from a solar cell. For example, the DC power source 1 may be a fuel cell, a storage battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, or AC power generated by a diesel engine generator, a micro gas turbine generator, a wind turbine generator, or the like. It may be a device that converts to DC power and outputs it.

インバータ回路2は、直流電源1から入力される直流電圧を交流電圧に変換して、フィルタ回路3に出力するものである。インバータ回路2は、三相インバータであり、図示しない3組6個のスイッチング素子を備えたPWM制御型インバータ回路である。インバータ回路2は、インバータ制御回路10から入力されるPWM信号に基づいて、各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、直流電源1から入力される直流電圧を交流電圧に変換する。   The inverter circuit 2 converts a DC voltage input from the DC power source 1 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the filter circuit 3. The inverter circuit 2 is a three-phase inverter, and is a PWM control type inverter circuit including three sets of six switching elements (not shown). The inverter circuit 2 converts the DC voltage input from the DC power source 1 into an AC voltage by switching each switching element on and off based on the PWM signal input from the inverter control circuit 10.

フィルタ回路3は、インバータ回路2から入力される交流電圧から、スイッチングによる高周波成分を除去するものである。フィルタ回路3は、リアクトルとコンデンサとからなるローパスフィルタを備えている。フィルタ回路3で高周波成分を除去された交流電圧は、変圧回路4に出力される。なお、フィルタ回路3の構成はこれに限定されず、高周波成分を除去するための周知のフィルタ回路であればよい。変圧回路4は、フィルタ回路3から出力される交流電圧を系統Bの電圧(以下では、「系統電圧」という。)とほぼ同一のレベルに昇圧または降圧する。   The filter circuit 3 removes high frequency components due to switching from the AC voltage input from the inverter circuit 2. The filter circuit 3 includes a low pass filter including a reactor and a capacitor. The AC voltage from which the high frequency component has been removed by the filter circuit 3 is output to the transformer circuit 4. The configuration of the filter circuit 3 is not limited to this, and any known filter circuit for removing high frequency components may be used. The transformer circuit 4 boosts or steps down the AC voltage output from the filter circuit 3 to a level substantially equal to the voltage of the system B (hereinafter referred to as “system voltage”).

開閉器5は、系統連系インバータシステムAと系統Bとを接続したり、当該接続を切り離すものである。開閉器5は、系統連系インバータシステムAが系統Bに電力を供給できる状態になったときに、系統連系インバータシステムAと系統Bとを接続する。また、開閉器5は、系統Bで系統事故などの異常が発生した場合に、系統連系インバータシステムAと系統Bとの接続を切り離す。実際には、系統Bで異常が発生した場合などに、図示しない遮断器によって系統連系インバータシステムAが系統Bから解列される。このとき、系統連系インバータシステムAが単独運転状態となることを回避するために、系統連系インバータシステムAと遮断器との間に接続されている図示しない負荷を切り離すために、開閉器5が開放される。   The switch 5 connects the system interconnection inverter system A and the system B or disconnects the connection. The switch 5 connects the grid-connected inverter system A and the system B when the grid-connected inverter system A can supply power to the system B. The switch 5 disconnects the connection between the grid-connected inverter system A and the system B when an abnormality such as a system fault occurs in the system B. Actually, when an abnormality occurs in the system B, the system interconnection inverter system A is disconnected from the system B by a circuit breaker (not shown). At this time, in order to prevent the grid-connected inverter system A from being in a single operation state, the switch 5 is used to disconnect a load (not shown) connected between the grid-connected inverter system A and the circuit breaker. Is released.

直流電圧センサ6は、直流電源1から出力される直流電圧を検出するものである。検出された直流電圧信号Vinは、インバータ制御回路10に入力される。電流センサ7は、インバータ回路2から出力される各相の交流電流を検出するものである。検出された交流電流信号I1(I1u,I1v,I1w)は、インバータ制御回路10に入力される。電流センサ8は、変圧回路4から出力される各相の交流電流(すなわち、系統連系インバータシステムAの出力電流)を検出するものである。検出された交流電流信号I2(I2u,I2v,I2w)は、インバータ制御回路10に入力される。系統電圧センサ9は、系統Bの各相の系統電圧を検出するものである。検出された系統電圧信号Vs(Vsu,Vsv,Vsw)は、インバータ制御回路10に入力される。なお、系統連系インバータシステムAが出力する出力電圧は、系統電圧とほぼ一致している。 The DC voltage sensor 6 detects a DC voltage output from the DC power supply 1. The detected DC voltage signal Vin is input to the inverter control circuit 10. The current sensor 7 detects the alternating current of each phase output from the inverter circuit 2. The detected alternating current signal I 1 (I 1 u, I 1 v, I 1 w) is input to the inverter control circuit 10. The current sensor 8 detects an alternating current of each phase output from the transformer circuit 4 (that is, an output current of the grid interconnection inverter system A). The detected alternating current signal I 2 (I 2 u, I 2 v, I 2 w) is input to the inverter control circuit 10. The system voltage sensor 9 detects the system voltage of each phase of the system B. The detected system voltage signal Vs (Vsu, Vsv, Vsw) is input to the inverter control circuit 10. Note that the output voltage output by the grid interconnection inverter system A substantially matches the grid voltage.

インバータ制御回路10は、インバータ回路2を制御するものである。インバータ制御回路10は、直流電圧センサ6から入力される直流電圧信号Vin、電流センサ7から入力される交流電流信号I1、電流センサ8から入力される交流電流信号I2、および、系統電圧センサ9から入力される系統電圧信号Vsに基づいて、PWM信号を生成してインバータ回路2に出力する。インバータ制御回路10は、インバータ回路2が出力する出力電圧の波形を指令するための指令値信号を各センサから入力される検出信号に基づいて生成し、当該指令値信号に基づいて生成されるパルス信号をPWM信号として出力する。インバータ回路2は、入力されるPWM信号に基づいて各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、指令値信号に対応した波形の交流電圧を出力する。インバータ制御回路10は、指令値信号の波形を変化させることでインバータ回路2の出力電圧の波形を変化させることで出力電流を制御している。これにより、インバータ制御回路10は、各種フィードバック制御を行っている。 The inverter control circuit 10 controls the inverter circuit 2. The inverter control circuit 10 includes a DC voltage signal Vin input from the DC voltage sensor 6, an AC current signal I 1 input from the current sensor 7, an AC current signal I 2 input from the current sensor 8, and a system voltage sensor. A PWM signal is generated based on the system voltage signal Vs input from 9 and output to the inverter circuit 2. The inverter control circuit 10 generates a command value signal for commanding the waveform of the output voltage output from the inverter circuit 2 based on a detection signal input from each sensor, and a pulse generated based on the command value signal The signal is output as a PWM signal. The inverter circuit 2 outputs an alternating voltage having a waveform corresponding to the command value signal by switching each switching element on and off based on the input PWM signal. The inverter control circuit 10 controls the output current by changing the waveform of the output voltage of the inverter circuit 2 by changing the waveform of the command value signal. Thereby, the inverter control circuit 10 performs various feedback controls.

本実施形態においては、インバータ制御回路10は、直流電圧制御(入力直流電圧が予め設定された電圧目標値となるように行うフィードバック制御)、無効電力制御(出力無効電力が予め設定された目標値「0」となるように行うフィードバック制御)、および出力電流制御(インバータ回路2の出力電流をdq変換して、d軸成分が無効電力制御の補正値となるように行うフィードバック制御と、q軸成分が直流電圧制御の補正値となるように行うフィードバック制御)を行っている。なお、インバータ制御回路10が行う制御の手法は、これに限られない。例えば、出力電圧制御や有効電力制御を行うようにしてもよい。   In the present embodiment, the inverter control circuit 10 includes DC voltage control (feedback control performed so that the input DC voltage becomes a preset voltage target value), reactive power control (target value for which output reactive power is preset). Feedback control performed so as to be “0”), and output current control (feedback control performed by dq-converting the output current of the inverter circuit 2 so that the d-axis component becomes a correction value for reactive power control, and q-axis Feedback control is performed so that the component becomes a correction value for DC voltage control. The control method performed by the inverter control circuit 10 is not limited to this. For example, output voltage control or active power control may be performed.

インバータ制御回路10は、補正値生成部11、系統指令値生成部12、加算部13、およびPWM信号生成部14を備えている。   The inverter control circuit 10 includes a correction value generation unit 11, a system command value generation unit 12, an addition unit 13, and a PWM signal generation unit 14.

補正値生成部11は、後述する系統指令値生成部12から出力される系統指令値信号を補正するための補正値信号を生成するものである。補正値生成部11は、直流電圧センサ6から直流電圧信号Vinを入力され、電流センサ7から交流電流信号I1を入力され、電流センサ8から交流電流信号I2を入力され、系統電圧センサ9から系統電圧信号Vsを入力されて、補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwを生成して加算部13に出力する。補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwは、各センサによる検出値等とその目標値との偏差を「0」にするための補正値の信号である。 The correction value generation unit 11 generates a correction value signal for correcting the system command value signal output from the system command value generation unit 12 described later. The correction value generator 11 receives the DC voltage signal Vin from the DC voltage sensor 6, the AC current signal I 1 from the current sensor 7, and the AC current signal I 2 from the current sensor 8, and the system voltage sensor 9. Is supplied with the system voltage signal Vs, and the correction value signals ΔXu, ΔXv, ΔXw are generated and output to the adder 13. The correction value signals ΔXu, ΔXv, ΔXw are correction value signals for setting the deviation between the detection value of each sensor and the target value to “0”.

図2は、補正値生成部11の内部構成を説明するためのブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram for explaining the internal configuration of the correction value generation unit 11.

補正値生成部11は、位相検出回路111、PI制御回路112、無効電力算出回路113、PI制御回路114、dq変換回路115、PI制御回路116、PI制御回路117、逆dq変換回路118、および不平衡電流補償回路119を備えている。   The correction value generator 11 includes a phase detection circuit 111, a PI control circuit 112, a reactive power calculation circuit 113, a PI control circuit 114, a dq conversion circuit 115, a PI control circuit 116, a PI control circuit 117, an inverse dq conversion circuit 118, and An unbalanced current compensation circuit 119 is provided.

位相検出回路111は、系統電圧センサ9より入力される系統電圧信号Vsから系統電圧の位相θを検出するものであり、例えばPLL(Phase-Locked Loop)回路である。検出された位相θは、dq変換回路115および逆dq変換回路118に出力される。   The phase detection circuit 111 detects the phase θ of the system voltage from the system voltage signal Vs input from the system voltage sensor 9 and is, for example, a PLL (Phase-Locked Loop) circuit. The detected phase θ is output to the dq conversion circuit 115 and the inverse dq conversion circuit 118.

PI制御回路112は、直流電圧センサ6より入力される直流電圧信号Vinと予め設定されている目標直流電圧Vin*との偏差に基づいてPI制御を行い、補正値を出力するものである。無効電力算出回路113は、電流センサ8より入力される交流電流信号I2と系統電圧センサ9より入力される系統電圧信号Vsとから出力無効電力Qを算出して出力するものである。PI制御回路114は、無効電力算出回路113が出力する出力無効電力Qと予め設定されている目標無効電力Q*との偏差に基づいてPI制御を行い、補正値を出力するものである。 The PI control circuit 112 performs PI control based on a deviation between the DC voltage signal Vin input from the DC voltage sensor 6 and a preset target DC voltage Vin *, and outputs a correction value. The reactive power calculation circuit 113 calculates and outputs an output reactive power Q from the AC current signal I 2 input from the current sensor 8 and the system voltage signal Vs input from the system voltage sensor 9. The PI control circuit 114 performs PI control based on a deviation between the output reactive power Q output from the reactive power calculation circuit 113 and a preset target reactive power Q *, and outputs a correction value.

dq変換回路115は、電流センサ7より入力される交流電流信号I1をdq変換するものである。dq変換回路115は、電流センサ7より交流電流信号I1を入力され、位相検出回路111より位相θを入力される。dq変換回路115は、3相の交流電流信号I1を2相の信号に変換し、位相θとの位相差成分であるd軸成分Idと同相成分であるq軸成分Iqとに変換して出力する。 The dq conversion circuit 115 performs dq conversion on the alternating current signal I 1 input from the current sensor 7. The dq conversion circuit 115 receives the alternating current signal I 1 from the current sensor 7 and the phase θ from the phase detection circuit 111. The dq conversion circuit 115 converts the three-phase alternating current signal I 1 into a two-phase signal and converts it into a d-axis component Id that is a phase difference component with respect to the phase θ and a q-axis component Iq that is an in-phase component. Output.

PI制御回路116は、PI制御回路112が出力する補正値とdq変換回路115が出力するd軸成分Idとの偏差に基づいてPI制御を行い、補正値ΔXdを出力するものである。PI制御回路117は、PI制御回路114が出力する補正値とdq変換回路115が出力するq軸成分Iqとの偏差に基づいてPI制御を行い、補正値ΔXqを出力するものである。逆dq変換回路118は、PI制御回路116より入力される補正値ΔXdとPI制御回路117より入力される補正値ΔXqとを逆dq変換するものである。逆dq変換回路118は、PI制御回路116より補正値ΔXdを入力され、PI制御回路117より補正値ΔXqを入力され、位相検出回路111より位相θを入力される。逆dq変換回路118は、d軸成分の補正値ΔXdとq軸成分の補正値ΔXqとを逆dq変換により、2相の補正値に変換してから3相の補正値に変換して、補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwとして出力する。   The PI control circuit 116 performs PI control based on the deviation between the correction value output from the PI control circuit 112 and the d-axis component Id output from the dq conversion circuit 115, and outputs a correction value ΔXd. The PI control circuit 117 performs PI control based on the deviation between the correction value output from the PI control circuit 114 and the q-axis component Iq output from the dq conversion circuit 115, and outputs a correction value ΔXq. The inverse dq conversion circuit 118 performs inverse dq conversion between the correction value ΔXd input from the PI control circuit 116 and the correction value ΔXq input from the PI control circuit 117. The inverse dq conversion circuit 118 receives the correction value ΔXd from the PI control circuit 116, receives the correction value ΔXq from the PI control circuit 117, and receives the phase θ from the phase detection circuit 111. The inverse dq conversion circuit 118 converts the d-axis component correction value ΔXd and the q-axis component correction value ΔXq into a two-phase correction value by inverse dq conversion, and then converts the correction value into a three-phase correction value. Output as value signals ΔXu, ΔXv, ΔXw.

不平衡電流補償回路119は、不平衡電流を補償するためのものである。不平衡電流補償回路119は、電流センサ7より入力される交流電流信号I1の逆相成分を「0」にするための補正値を算出して出力する。不平衡電流補償回路119から出力された補正値は、補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwに加算される。不平衡電流補償回路119によって、交流電流信号I1の逆相成分が「0」となるように制御されるので、不平衡電流は瞬時に抑制される。 The unbalanced current compensation circuit 119 is for compensating for the unbalanced current. The unbalanced current compensation circuit 119 calculates and outputs a correction value for setting the negative phase component of the alternating current signal I 1 input from the current sensor 7 to “0”. The correction value output from the unbalanced current compensation circuit 119 is added to the correction value signals ΔXu, ΔXv, ΔXw. Since the unbalanced current compensation circuit 119 controls the negative phase component of the alternating current signal I 1 to be “0”, the unbalanced current is instantaneously suppressed.

図1に戻って、系統指令値生成部12は、直流電圧センサ6から直流電圧信号Vinを入力され、系統電圧センサ9から系統電圧信号Vsを入力されて、系統指令値信号Ku,Kv,Kwを生成して加算部13に出力する。系統指令値信号Ku,Kv,Kwはインバータ回路2が出力する出力電圧の波形を指令するための指令値信号の基準となるものであり、系統指令値信号Ku,Kv,Kwが補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwで補正されることにより指令値信号が生成される。   Returning to FIG. 1, the system command value generation unit 12 receives the DC voltage signal Vin from the DC voltage sensor 6 and the system voltage signal Vs from the system voltage sensor 9, and receives the system command value signals Ku, Kv, Kw. Is output to the adder 13. The system command value signals Ku, Kv, Kw serve as a reference for the command value signal for commanding the waveform of the output voltage output from the inverter circuit 2, and the system command value signals Ku, Kv, Kw are the correction value signal ΔXu. , ΔXv, ΔXw, the command value signal is generated.

図3は、系統指令値生成部12の内部構成を説明するためのブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram for explaining the internal configuration of the system command value generation unit 12.

系統指令値生成部12は、実効値算出部121u,121v,121w、フィルタ部122u,122v,122w、位相差検出部123u,123v,123w、フィルタ部124u,124v,124w、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wを備えている。   The system command value generation unit 12 is an effective value calculation unit 121u, 121v, 121w, filter unit 122u, 122v, 122w, phase difference detection unit 123u, 123v, 123w, filter unit 124u, 124v, 124w, U phase system command value calculation. Unit 125u, V-phase system command value calculation unit 125v, and W-phase system command value calculation unit 125w.

実効値算出部121u,121v,121wは、系統電圧信号Vs(Vsu,Vsv,Vsw)のそれぞれの実効値を算出するものである。実効値算出部121uはU相の系統電圧信号Vsuの実効値Veuを算出してフィルタ部122uに出力し、実効値算出部121vはV相の系統電圧信号Vsvの実効値Vevを算出してフィルタ部122vに出力し、実効値算出部121wはW相の系統電圧信号Vswの実効値Vewを算出してフィルタ部122wに出力する。   The effective value calculation units 121u, 121v, and 121w calculate respective effective values of the system voltage signal Vs (Vsu, Vsv, Vsw). The effective value calculation unit 121u calculates the effective value Veu of the U-phase system voltage signal Vsu and outputs it to the filter unit 122u, and the effective value calculation unit 121v calculates the effective value Vev of the V-phase system voltage signal Vsv and filters it. The effective value calculation unit 121w calculates the effective value Vew of the W-phase system voltage signal Vsw and outputs it to the filter unit 122w.

実効値Veu,Vev,Vewは、下記(1)、(2)、(3)式によって、系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswから算出される。
なお、Vu(ωt)はU相の系統電圧の現在の瞬時値であり、Vu(ωt−π/2)はU相の系統電圧のπ/2前の瞬時値である。V相、W相についても同様である。なお、実効値は他の方法で算出するようにしても構わない。
The effective values Veu, Vev, and Vew are calculated from the system voltage signals Vsu, Vsv, and Vsw by the following equations (1), (2), and (3).
Incidentally, V s u (ωt) is the current instantaneous value of the system voltage of U-phase, V s u (ωt-π / 2) is the instantaneous value of [pi / 2 before the system voltage of the U-phase. The same applies to the V phase and the W phase. Note that the effective value may be calculated by another method.

フィルタ部122u,122v,122wは、それぞれ実効値算出部121u,121v,121wが算出した実効値Veu,Vev,Vewから、高周波成分を除去するローパスフィルタである。フィルタ部122u,122v,122wで高周波成分を除去された実効値Veu,Vev,Vewは、それぞれU相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wに出力される。なお、フィルタ部122u,122v,122wの構成はこれに限定されず、高周波成分を除去するための周知のフィルタであればよい。   The filter units 122u, 122v, and 122w are low-pass filters that remove high-frequency components from the effective values Veu, Vev, and Vew calculated by the effective value calculation units 121u, 121v, and 121w, respectively. The effective values Veu, Vev, Vew from which the high frequency components have been removed by the filter units 122u, 122v, 122w are the U-phase system command value calculation unit 125u, the V-phase system command value calculation unit 125v, and the W-phase system command value calculation unit, respectively. It is output to 125w. Note that the configuration of the filter units 122u, 122v, and 122w is not limited to this, and any known filter for removing high-frequency components may be used.

位相差検出部123u,123v,123wは、系統電圧信号Vs(Vsu,Vsv,Vsw)の位相と平衡時の位相との位相差を検出するものである。インバータ制御回路10の制御系は、系統電圧の位相θに同期して処理される。系統電圧の位相θは、位相検出回路111(図2参照)によって検出される。系統Bが電圧平衡状態であれば、系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの位相は、それぞれθ,(θ−2π/3),(θ+2π/3)となる。位相差検出部123u,123v,123wは、実際に検出された系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの位相の、平衡状態におけるそれぞれの位相θ,(θ−2π/3),(θ+2π/3)に対する位相差φu,φv,φwを検出するものである。位相差検出部123uはU相の系統電圧信号Vsuの位相差φuを検出してフィルタ部124uに出力し、位相差検出部123vはV相の系統電圧信号Vsvの位相差φvを検出してフィルタ部124vに出力し、位相差検出部123wはW相の系統電圧信号Vswの位相差φwを検出してフィルタ部124wに出力する。   The phase difference detectors 123u, 123v, 123w detect the phase difference between the phase of the system voltage signal Vs (Vsu, Vsv, Vsw) and the phase at equilibrium. The control system of the inverter control circuit 10 is processed in synchronization with the phase θ of the system voltage. The phase θ of the system voltage is detected by the phase detection circuit 111 (see FIG. 2). If the system B is in a voltage balanced state, the phases of the system voltage signals Vsu, Vsv, and Vsw are θ, (θ-2π / 3), and (θ + 2π / 3), respectively. The phase difference detectors 123u, 123v, 123w correspond to the phases θ, (θ-2π / 3), (θ + 2π / 3) in the equilibrium state of the phase of the actually detected system voltage signals Vsu, Vsv, Vsw. The phase differences φu, φv, and φw are detected. The phase difference detection unit 123u detects the phase difference φu of the U-phase system voltage signal Vsu and outputs it to the filter unit 124u. The phase difference detection unit 123v detects the phase difference φv of the V-phase system voltage signal Vsv and filters it. The phase difference detector 123w detects the phase difference φw of the W-phase system voltage signal Vsw and outputs it to the filter unit 124w.

図4は、位相差を検出する方法を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of detecting a phase difference.

同図(a)は、電圧平衡状態における系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの波形を示している。太線の波形が系統電圧信号Vsuの波形であり、細線の波形が系統電圧信号Vsvの波形であり、破線の波形が系統電圧信号Vswの波形である。なお、右側の矢印は、系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの関係を示すベクトル図である。系統電圧信号Vsuは系統電圧の位相θに基づく同期パルスと同期しており、同期パルスの立ち上がりと系統電圧信号Vsuの立ち上がりゼロクロス(電圧がマイナスからプラスに変わるゼロを通過するタイミング)とが一致している。系統電圧信号Vsvは系統電圧信号Vsuより位相が2π/3遅れており、系統電圧信号Vsvの立ち上がりゼロクロスは同期パルスの立ち上がりより2π/3遅れている。系統電圧信号Vswは系統電圧信号Vsuより位相が2π/3進んでおり、系統電圧信号Vswの立ち上がりゼロクロスは同期パルスの立ち上がりより2π/3進んでいる。   FIG. 5A shows the waveforms of the system voltage signals Vsu, Vsv, Vsw in a voltage balanced state. The thick line waveform is the waveform of the system voltage signal Vsu, the thin line waveform is the waveform of the system voltage signal Vsv, and the broken line waveform is the waveform of the system voltage signal Vsw. The arrow on the right side is a vector diagram showing the relationship between the system voltage signals Vsu, Vsv, and Vsw. The system voltage signal Vsu is synchronized with the synchronizing pulse based on the phase θ of the system voltage, and the rising edge of the synchronizing pulse coincides with the rising zero cross of the system voltage signal Vsu (timing when the voltage passes zero changing from minus to plus). ing. The system voltage signal Vsv is delayed in phase by 2π / 3 from the system voltage signal Vsu, and the rising zero cross of the system voltage signal Vsv is delayed by 2π / 3 from the rising edge of the synchronization pulse. The phase of the system voltage signal Vsw is advanced by 2π / 3 from the system voltage signal Vsu, and the rising zero cross of the system voltage signal Vsw is advanced by 2π / 3 from the rising edge of the synchronization pulse.

同図(b)は、電圧不平衡状態における系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの波形を示している。同図(b)における電圧不平衡状態は例えばV相とW相とが地絡した場合の電圧不平衡状態を示しており、系統電圧信号Vsv,Vswの位相と振幅が変動している。系統電圧信号Vsvは平衡状態(同図(a)の波形Vsv参照)より位相が2π/9遅れており、系統電圧信号Vsvの立ち上がりゼロクロスは同期パルスの立ち上がりより8π/9(=2π/3+2π/9)遅れている。系統電圧信号Vswは平衡状態(同図(a)の波形Vsw参照)より位相が2π/9進んでおり、系統電圧信号Vswの立ち上がりゼロクロスは同期パルスの立ち上がりより8π/9(=2π/3+2π/9)進んでいる。つまり、位相差φu,φv,φwは、同期パルスの立ち上がりを基準として、系統電圧信号Vsu,Vsv,Vswの立ち上がりゼロクロスとそれぞれの平衡時の立ち上がりゼロクロスとを比較することで算出することができる。   FIG. 5B shows the waveforms of the system voltage signals Vsu, Vsv, Vsw in a voltage unbalanced state. The voltage unbalanced state in FIG. 6B shows a voltage unbalanced state when, for example, the V phase and the W phase are grounded, and the phase and amplitude of the system voltage signals Vsv and Vsw vary. The system voltage signal Vsv is delayed in phase by 2π / 9 from the equilibrium state (see the waveform Vsv in FIG. 9A), and the rising zero cross of the system voltage signal Vsv is 8π / 9 (= 2π / 3 + 2π / from the rising edge of the synchronization pulse. 9) It is late. The phase of the system voltage signal Vsw is advanced by 2π / 9 from the equilibrium state (see the waveform Vsw in FIG. 9A), and the rising zero cross of the system voltage signal Vsw is 8π / 9 (= 2π / 3 + 2π / from the rising edge of the synchronization pulse. 9) Go ahead. That is, the phase differences φu, φv, and φw can be calculated by comparing the rising zero crosses of the system voltage signals Vsu, Vsv, and Vsw with the rising zero crosses at the respective equilibrium times with reference to the rising edge of the synchronization pulse.

例えば、位相差φvは、同期パルスの立ち上がりから系統電圧信号Vsvの立ち上がりゼロクロスまで基準クロックをカウントするなどして位相差を計測し、同期パルスの立ち上がりから平衡時の立ち上がりゼロクロスまで基準クロックをカウントするなどしてあらかじめ計測されている位相差を差し引くことで算出される。同図(b)の例の場合、位相差φvは、系統電圧信号Vsvの立ち上がりゼロクロスと同期パルスの立ち上がりとの位相差−8π/9(系統電圧信号Vsvの立ち上がりゼロクロスの方が同期パルスの立ち上がりより遅れるのでマイナスとしている。)から、平衡時の立ち上がりゼロクロスと同期パルスの立ち上がりとの位相差−2π/3を差し引いて、φv=−8π/9−(−2π/3)=−2π/9と算出される。   For example, the phase difference φv is measured by, for example, counting the reference clock from the rising edge of the synchronizing pulse to the rising zero cross of the system voltage signal Vsv, and the reference clock is counted from the rising edge of the synchronizing pulse to the rising zero cross at equilibrium. For example, it is calculated by subtracting the phase difference measured in advance. In the case of the example in FIG. 5B, the phase difference φv is the phase difference between the rising zero cross of the system voltage signal Vsv and the rising edge of the synchronizing pulse −8π / 9 (the rising zero cross of the system voltage signal Vsv is the rising edge of the synchronizing pulse. Subtract the phase difference of −2π / 3 between the rising zero cross at the equilibrium and the rising edge of the sync pulse, and φv = −8π / 9 − (− 2π / 3) = − 2π / 9 Is calculated.

また、位相差φwは、系統電圧信号Vswの立ち上がりゼロクロスから同期パルスの立ち上がりまで基準クロックをカウントするなどして位相差を計測し、平衡時の立ち上がりゼロクロスから同期パルスの立ち上がりまで基準クロックをカウントするなどしてあらかじめ計測されている位相差を差し引くことで算出される。同図(b)の例の場合、位相差φwは、系統電圧信号Vswの立ち上がりゼロクロスと同期パルスの立ち上がりとの位相差8π/9から、平衡時の立ち上がりゼロクロスと同期パルスの立ち上がりとの位相差2π/3を差し引いて、φw=8π/9−2π/3=2π/9と算出される。   Further, the phase difference φw is measured by, for example, counting the reference clock from the rising zero cross of the system voltage signal Vsw to the rising of the synchronization pulse, and counting the reference clock from the rising zero cross at the equilibrium to the rising of the synchronizing pulse. For example, it is calculated by subtracting the phase difference measured in advance. In the case of the example shown in FIG. 5B, the phase difference φw is obtained from the phase difference 8π / 9 between the rising zero cross of the system voltage signal Vsw and the rising edge of the synchronizing pulse, and the phase difference between the rising zero cross at equilibrium and the rising edge of the synchronizing pulse. By subtracting 2π / 3, φw = 8π / 9−2π / 3 = 2π / 9 is calculated.

フィルタ部124u,124v,124wは、それぞれ位相差検出部123u,123v,123wが検出した位相差φu,φv,φwから、高周波成分を除去するローパスフィルタである。フィルタ部124u,124v,124wで高周波成分を除去された位相差φu,φv,φwは、それぞれU相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wに出力される。なお、フィルタ部124u,124v,124wの構成はこれに限定されず、高周波成分を除去するための周知のフィルタであればよい。   The filter units 124u, 124v, and 124w are low-pass filters that remove high-frequency components from the phase differences φu, φv, and φw detected by the phase difference detection units 123u, 123v, and 123w, respectively. The phase differences φu, φv, φw from which the high frequency components have been removed by the filter units 124u, 124v, 124w are respectively the U-phase system command value calculation unit 125u, the V-phase system command value calculation unit 125v, and the W-phase system command value calculation unit. It is output to 125w. The configuration of the filter units 124u, 124v, and 124w is not limited to this, and any known filter for removing high-frequency components may be used.

U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wは、系統指令値を算出するものである。U相系統指令値算出部125uは、フィルタ部122uより入力される実効値Veu、フィルタ部124uより入力される位相差φu、および、直流電圧センサ6より入力される直流電圧Vinから、U相の系統指令値Kuを算出する。V相系統指令値算出部125vは、フィルタ部122vより入力される実効値Vev、フィルタ部124vより入力される位相差φv、および、直流電圧センサ6より入力される直流電圧Vinから、V相の系統指令値Kvを算出する。W相系統指令値算出部125wは、フィルタ部122wより入力される実効値Vew、フィルタ部124wより入力される位相差φw、および、直流電圧センサ6より入力される直流電圧Vinから、W相の系統指令値Kwを算出する。算出された系統指令値Ku,Kv,Kwは、系統指令値信号として加算部13に出力される。   The U-phase system command value calculation unit 125u, the V-phase system command value calculation unit 125v, and the W-phase system command value calculation unit 125w calculate system command values. The U-phase system command value calculation unit 125u calculates the U-phase from the effective value Veu input from the filter unit 122u, the phase difference φu input from the filter unit 124u, and the DC voltage Vin input from the DC voltage sensor 6. A system command value Ku is calculated. The V-phase system command value calculation unit 125v calculates the V-phase from the effective value Vev input from the filter unit 122v, the phase difference φv input from the filter unit 124v, and the DC voltage Vin input from the DC voltage sensor 6. A system command value Kv is calculated. The W-phase system command value calculation unit 125w calculates the W-phase from the effective value Vew input from the filter unit 122w, the phase difference φw input from the filter unit 124w, and the DC voltage Vin input from the DC voltage sensor 6. A system command value Kw is calculated. The calculated system command values Ku, Kv, Kw are output to the adder 13 as system command value signals.

系統指令値Ku(t),Kv(t),Kw(t)は、下記(4)、(5)、(6)式によって算出される。
System command values Ku (t), Kv (t), and Kw (t) are calculated by the following equations (4), (5), and (6).

なお、ωは系統Bの角周波数であり、ωtはU相の系統電圧の現在の位相である。Cmは系統Bが電圧平衡状態である場合の系統指令値信号Ku(t),Kv(t),Kw(t)の振幅である。φu,φv,φwは、それぞれ位相差検出部123u,123v,123wから入力される位相差φu,φv,φwであり、Veu,Vev,Vewは、それぞれ実効値算出部121u,121v,121wから入力される系統電圧信号の実効値Veu,Vev,Vewである。Ktは変圧回路4の変圧比であり、系統B側の1次巻き数をN1としインバータ回路2側の2次巻き数をN2とした場合、Kt=N1/N2となる。Vinは直流電圧センサ6から入力される直流電圧信号Vinである。 Ω is the angular frequency of the system B, and ωt is the current phase of the U-phase system voltage. Cm is the amplitude of the system command value signals Ku (t), Kv (t), Kw (t) when the system B is in a voltage balanced state. φu, φv, and φw are the phase differences φu, φv, and φw input from the phase difference detectors 123u, 123v, and 123w, respectively, and Veu, Vev, and Vew are input from the effective value calculators 121u, 121v, and 121w, respectively. Are the effective values Veu, Vev, and Vew of the system voltage signal. Kt is the transformation ratio of the transformer circuit 4, if the number of primary winding of the line B side and N 1 and the secondary winding speed of the inverter circuit 2 side and N 2, the Kt = N 1 / N 2. Vin is a DC voltage signal Vin input from the DC voltage sensor 6.

以下に、上記(4)、(5)、(6)式を算出する方法について、説明する。   Below, the method of calculating said (4), (5), (6) Formula is demonstrated.

後述するように、PWM信号生成部14は、系統指令値信号Ku,Kv,Kwから生成された指令値信号と所定のキャリア信号(三角波信号)とを比較してPWM信号を生成する。図5に示すように、指令値信号Xとキャリア信号Cとを比較するためには、指令値信号Xの振幅をキャリア信号Cの振幅Cmに一致させるのが望ましい。したがって、系統Bが電圧平衡状態である場合の系統指令値信号Ku,Kv,Kwの振幅をキャリア信号Cの振幅Cmとする。   As will be described later, the PWM signal generation unit 14 compares the command value signal generated from the system command value signals Ku, Kv, and Kw with a predetermined carrier signal (triangular wave signal) to generate a PWM signal. As shown in FIG. 5, in order to compare the command value signal X and the carrier signal C, it is desirable to match the amplitude of the command value signal X with the amplitude Cm of the carrier signal C. Therefore, the amplitude of the system command value signals Ku, Kv, Kw when the system B is in a voltage balanced state is set as the amplitude Cm of the carrier signal C.

本実施形態では、PWM信号生成部14での比較処理は、デジタル処理で行っている。したがって、キャリア信号Cの振幅のPeak-to-peak値であるCm×2をデジタル処理上の分解能(例えばビット幅を12bitとした場合は、分解能は212 = 4096[ビット数]となる)とすると、1ビット数当たりの系統連系インバータシステムAの出力電圧変化幅ΔVは、
ΔV=Vin・Kt/(2・Cm)[V] ・・・・・・(7)
となる。ここで、系統指令値信号Kuの出力ゲインをGuとすると、系統指令値信号Kuによって生成される系統連系インバータシステムAの出力電圧の実効値Vinvは、
Vinv=(ΔV・2・Cm・Gu/2)/√2
=ΔV・Cm・Gu/√2 [Vrms] ・・・・・・(8)
となる。これから、系統連系インバータシステムAと系統Bの電圧レベルを一致させるためには、Vinv=Veuとなる出力ゲインGuを算出すればよい。
In the present embodiment, the comparison processing in the PWM signal generation unit 14 is performed by digital processing. Therefore, Cm × 2 which is the peak-to-peak value of the amplitude of the carrier signal C is a resolution in digital processing (for example, when the bit width is 12 bits, the resolution is 2 12 = 4096 [number of bits]). Then, the output voltage change width ΔV of the grid interconnection inverter system A per bit number is
ΔV = Vin · Kt / (2 · Cm) [V] (7)
It becomes. Here, when the output gain of the system command value signal Ku is Gu, the effective value Vinv of the output voltage of the system interconnection inverter system A generated by the system command value signal Ku is
Vinv = (ΔV · 2 · Cm · Gu / 2) / √2
= ΔV · Cm · Gu / √2 [Vrms] (8)
It becomes. From this, in order to make the voltage levels of the grid-connected inverter system A and the grid B coincide with each other, an output gain Gu that satisfies Vinv = Veu may be calculated.

上記(8)式および(7)式より、
Veu=Vinv=ΔV・Cm・Gu/√2
={Vin・Kt/(2・Cm)}・Cm・Gu/√2
Gu=Veu・2√2/(Vin・Kt)
=(2√2/Kt)・(Veu/Vin)
From the above equations (8) and (7),
Veu = Vinv = ΔV · Cm · Gu / √2
= {Vin · Kt / (2 · Cm)} · Cm · Gu / √2
Gu = Veu · 2√2 / (Vin · Kt)
= (2√2 / Kt) · (Veu / Vin)

よって、出力ゲインGu、振幅Cmおよび位相差φuを用いて、系統指令値信号Kuは、
Ku=Gu・Cm・SIN(ωt+φu)
で表される。同様に、系統指令値信号Kvの出力ゲインGvおよび系統指令値信号Kwの出力ゲインGwは、
Gv=(2√2/Kt)・(Vev/Vin)
Gw=(2√2/Kt)・(Vew/Vin)
となり、系統指令値信号Kvおよび系統指令値信号Kwは、
Kv=Gv・Cm・SIN(ωt−2π/3+φv)
Kw=Gw・Cm・SIN(ωt+2π/3+φw)
で表される。
Therefore, using the output gain Gu, the amplitude Cm, and the phase difference φu, the system command value signal Ku is
Ku = Gu · Cm · SIN (ωt + φu)
It is represented by Similarly, the output gain Gv of the system command value signal Kv and the output gain Gw of the system command value signal Kw are:
Gv = (2√2 / Kt) · (Vev / Vin)
Gw = (2√2 / Kt) · (Vew / Vin)
The system command value signal Kv and the system command value signal Kw are
Kv = Gv · Cm · SIN (ωt-2π / 3 + φv)
Kw = Gw · Cm · SIN (ωt + 2π / 3 + φw)
It is represented by

図1に戻って、加算部13は、系統指令値生成部12から入力される系統指令値信号Ku,Kv,Kwに、補正値生成部11から入力される補正値信号ΔXu,ΔXv,ΔXwを加算して、指令値信号Xu,Xv,XwとしてPWM信号生成部14に出力する。   Returning to FIG. 1, the adding unit 13 adds the correction value signals ΔXu, ΔXv, ΔXw input from the correction value generating unit 11 to the system command value signals Ku, Kv, Kw input from the system command value generating unit 12. Addition and output to the PWM signal generation unit 14 as command value signals Xu, Xv, Xw.

PWM信号生成部14は、加算部13から入力される指令値信号Xu,Xv,Xwと、所定の周波数(例えば、4kHz)の三角波信号として生成されたキャリア信号とに基づいて、三角波比較法によりPWM信号Pu,Pv,Pwを生成する。三角波比較法では、図5に示すように、指令値信号Xとキャリア信号Cとが比較され、例えば、指令値信号Xがキャリア信号Cより大きい場合にハイレベルとなり、指令値信号Xがキャリア信号Cより小さい場合にローレベルとなるパルス信号PがPWM信号として生成される。生成されたPWM信号Pu,Pv,Pwは、インバータ回路2に出力される。   The PWM signal generation unit 14 uses a triangular wave comparison method based on the command value signals Xu, Xv, Xw input from the addition unit 13 and a carrier signal generated as a triangular wave signal having a predetermined frequency (for example, 4 kHz). PWM signals Pu, Pv and Pw are generated. In the triangular wave comparison method, as shown in FIG. 5, the command value signal X and the carrier signal C are compared. For example, when the command value signal X is larger than the carrier signal C, the command value signal X becomes high level. When it is smaller than C, a pulse signal P that is at a low level is generated as a PWM signal. The generated PWM signals Pu, Pv, Pw are output to the inverter circuit 2.

なお、インバータ制御回路10は、アナログ回路として実現してもよいし、デジタル回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータをインバータ制御回路10として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。   The inverter control circuit 10 may be realized as an analog circuit or a digital circuit. Further, the processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the inverter control circuit 10 by executing the program. The program may be recorded on a recording medium and read by a computer.

インバータ制御回路10において、指令値信号の基準となる系統指令値信号Ku,Kv,Kwは、系統指令値生成部12で系統Bの各相の電圧に基づいて相毎に生成される。したがって、系統Bの各相の電圧が不平衡状態となった場合でも、不平衡状態の各相の電圧に応じた各相の指令値信号が生成されるので、インバータ回路2からの出力電圧も系統Bの各相の電圧と同様の不平衡状態となる。これにより、インバータ回路2の出力電流の制御精度は悪化せず、出力電流のアンバランスが増大することを抑制することができるので、過電流が検出されることを抑制することができる。したがって、接続している系統Bが電圧不平衡状態になった場合でも、インバータ回路2が安定して運転を継続することができる。   In the inverter control circuit 10, system command value signals Ku, Kv, Kw that serve as a reference for the command value signal are generated for each phase based on the voltage of each phase of the system B by the system command value generation unit 12. Therefore, even when the voltage of each phase of the system B is in an unbalanced state, a command value signal for each phase corresponding to the voltage of each phase in the unbalanced state is generated, so the output voltage from the inverter circuit 2 is also The unbalanced state is the same as the voltage of each phase of the system B. Thereby, since the control accuracy of the output current of the inverter circuit 2 is not deteriorated, it is possible to suppress an increase in the imbalance of the output current, and thus it is possible to suppress the detection of an overcurrent. Therefore, even when the connected system B is in a voltage unbalanced state, the inverter circuit 2 can be stably operated.

図6は、接続された系統が電圧不平衡状態になった場合のシミュレーションにおける、インバータ回路2の出力電流の変化を示すための図である。   FIG. 6 is a diagram for illustrating a change in the output current of the inverter circuit 2 in a simulation when the connected system is in a voltage unbalanced state.

同図(a)は、従来のインバータ制御回路10’を用いた場合のシミュレーション結果である。上段が各相の系統電圧の変化を示しており、下段が各相の出力電流の変化を示している。上段に示すように、期間Tの間、系統電圧のV相電圧の位相と振幅を変化させて不平衡状態としている。なお、期間Tの間は出力電流一定制御を行い、過電流防止のために50%負荷としてシミュレーションを行った。当該シミュレーションによると、下段に示すように、期間Tの間、各相の出力電流も不平衡状態となり、電流ピーク値が増大している。この電流ピーク値は、100%負荷の場合であれば、過電流防止機能によりインバータ回路2が停止されるレベルのものである。   FIG. 6A shows the simulation result when the conventional inverter control circuit 10 'is used. The upper row shows changes in the system voltage of each phase, and the lower row shows changes in the output current of each phase. As shown in the upper stage, during the period T, the phase and amplitude of the V-phase voltage of the system voltage are changed to be in an unbalanced state. During the period T, a constant output current control was performed, and a simulation was performed with a 50% load to prevent overcurrent. According to the simulation, as shown in the lower stage, during the period T, the output current of each phase is also in an unbalanced state, and the current peak value increases. This current peak value is a level at which the inverter circuit 2 is stopped by the overcurrent prevention function in the case of 100% load.

同図(b)は、インバータ制御回路10を用いた場合のシミュレーション結果であり、同図(a)の場合と同じ条件でシミュレーションを行っている。当該シミュレーションによると、下段に示すように、期間Tの間においても、各相の出力電流を制御することができている。また、出力電流の増大を抑制することができている。   FIG. 7B shows the simulation result when the inverter control circuit 10 is used, and the simulation is performed under the same conditions as in FIG. According to the simulation, the output current of each phase can be controlled even during the period T as shown in the lower part. Further, an increase in output current can be suppressed.

なお、上記第1実施形態では、系統Bが電圧平衡状態の場合でも、系統指令値信号Ku,Kv,Kwが系統Bの各相の電圧に基づいて相毎に生成される。したがって、定常状態における微小な電圧変動であっても、系統指令値信号Ku,Kv,Kwに反映されて、出力電流が変動する。この場合、出力電流の変動が増大されるという不都合が生じる可能性がある。したがって、以下に示す第2実施形態では、平衡状態においては系統指令値信号Ku,Kv,Kwを理想的な3相交流波形に切り替える構成を追加した。   In the first embodiment, the system command value signals Ku, Kv, and Kw are generated for each phase based on the voltage of each phase of the system B even when the system B is in a voltage balanced state. Therefore, even a minute voltage fluctuation in the steady state is reflected in the system command value signals Ku, Kv, Kw, and the output current varies. In this case, there is a possibility that the fluctuation of the output current is increased. Therefore, in the second embodiment described below, a configuration is added in which the system command value signals Ku, Kv, Kw are switched to ideal three-phase AC waveforms in the equilibrium state.

図7は、本発明に係るインバータ制御回路10の第2実施形態に係る系統指令値生成部の内部構成を説明するためのブロック図である。なお、同図において、上記第1実施形態の系統指令値生成部12(図3参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。   FIG. 7 is a block diagram for explaining an internal configuration of a system command value generation unit according to the second embodiment of the inverter control circuit 10 according to the present invention. In the figure, the same or similar elements as those of the system command value generation unit 12 (see FIG. 3) of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

系統指令値生成部12’は、不平衡電圧差検出部126、不平衡位相差検出部127、OR演算部128、および切替部129を設けた点で、第1実施形態の系統指令値生成部12とは異なる。なお、第2実施形態における不平衡電流補償回路119(図2参照)の機能も、第1実施形態のものと異なっている。   The system command value generation unit 12 ′ is provided with an unbalanced voltage difference detection unit 126, an unbalanced phase difference detection unit 127, an OR operation unit 128, and a switching unit 129, and the system command value generation unit of the first embodiment. 12 is different. The function of the unbalanced current compensation circuit 119 (see FIG. 2) in the second embodiment is also different from that in the first embodiment.

図7に示す不平衡電圧差検出部126は、フィルタ部122u,122v,122wより入力される実効値Veu,Vev,Vewから系統Bの不平衡状態を検出し、不平衡電圧差検出信号をOR演算部128に出力するものである。不平衡電圧差検出部126は、各実効値Veu,Vev,Vewの差のいずれかが所定の閾値である不平衡電圧差検出レベル以上の場合に、系統Bが不平衡状態であると判断し、不平衡電圧差検出信号を「ON」にする。一方、各実効値Veu,Vev,Vewの差のいずれもが不平衡電圧差検出レベル未満の場合は、不平衡電圧差検出信号を「OFF」にする。   7 detects the unbalanced state of the system B from the effective values Veu, Vev, and Vew input from the filter units 122u, 122v, and 122w, and ORs the unbalanced voltage difference detection signal. This is output to the calculation unit 128. The unbalanced voltage difference detection unit 126 determines that the system B is in an unbalanced state when any of the differences between the effective values Veu, Vev, and Vew is equal to or higher than the unbalanced voltage difference detection level that is a predetermined threshold value. The unbalanced voltage difference detection signal is turned “ON”. On the other hand, if any of the differences between the effective values Veu, Vev, and Vew is less than the unbalanced voltage difference detection level, the unbalanced voltage difference detection signal is set to “OFF”.

図8は、不平衡電圧差検出部126の内部構成の1例を説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the internal configuration of the unbalanced voltage difference detection unit 126.

同図に示すように、不平衡電圧差検出部126は、減算部126a,126b,126c、絶対値変換部126d,126e,126f、ヒステリシスコンパレータ126g,126h,126i、OR演算部126j、遅延フィルタ126kを備えている。   As shown in the figure, the unbalanced voltage difference detection unit 126 includes subtraction units 126a, 126b, and 126c, absolute value conversion units 126d, 126e, and 126f, hysteresis comparators 126g, 126h, and 126i, an OR operation unit 126j, and a delay filter 126k. It has.

まず、減算部126a,126b,126cおよび絶対値変換部126d,126e,126fが、実効値Veuと実効値Vevとの差、実効値Vevと実効値Vewとの差、および、実効値Vewと実効値Veuとの差を算出する。次に、ヒステリシスコンパレータ126g,126h,126iが、算出された各差と不平衡電圧差検出レベルとをそれぞれ比較し、各差が不平衡電圧差検出レベル以上の場合、「ON」信号を出力する。なお、チャタリングを抑制するために、ヒステリシスが設けられている。OR演算部126jは、ヒステリシスコンパレータ126g,126h,126iの出力の論理和を演算して出力する。したがって、各差のいずれかが不平衡電圧差検出レベル以上の場合、不平衡電圧差検出信号が「ON」として出力される。なお、遅延フィルタ126kは、不平衡電圧差検出信号の立ち下がり時間を遅延させるものであり、チャタリングを抑制するために設けられている。すなわち、不平衡状態が検出されない状態が所定時間継続した場合に平衡状態であると判断することで、過渡時のチャタリングを抑制している。   First, the subtraction units 126a, 126b, and 126c and the absolute value conversion units 126d, 126e, and 126f perform the difference between the effective value Veu and the effective value Vev, the difference between the effective value Vev and the effective value Vew, and the effective value Vew and the effective value. The difference from the value Veu is calculated. Next, the hysteresis comparators 126g, 126h, 126i respectively compare the calculated differences with the unbalanced voltage difference detection level, and output an “ON” signal when each difference is equal to or greater than the unbalanced voltage difference detection level. . A hysteresis is provided to suppress chattering. The OR operation unit 126j calculates and outputs a logical sum of the outputs of the hysteresis comparators 126g, 126h, and 126i. Therefore, when any of the differences is equal to or higher than the unbalanced voltage difference detection level, the unbalanced voltage difference detection signal is output as “ON”. The delay filter 126k delays the falling time of the unbalanced voltage difference detection signal and is provided to suppress chattering. That is, chattering at the time of transition is suppressed by determining that the state is an equilibrium state when a state in which an unbalance state is not detected continues for a predetermined time.

なお、不平衡電圧差検出部126の内部構成は、これに限られない。例えば、遅延フィルタ126kを設けていなくてもよいし、遅延フィルタ126kが不平衡電圧差検出信号の立ち上がり時間を遅延させるものであってもよい。また、ヒステリシスコンパレータ126g,126h,126iに代えて、ヒステリシスを設けないコンパレータを用いるようにしてもよい。   Note that the internal configuration of the unbalanced voltage difference detection unit 126 is not limited to this. For example, the delay filter 126k may not be provided, or the delay filter 126k may delay the rise time of the unbalanced voltage difference detection signal. In place of the hysteresis comparators 126g, 126h, and 126i, a comparator that does not provide hysteresis may be used.

図7に戻って、不平衡位相差検出部127は、フィルタ部124u,124v,124wより入力される位相差φu,φv,φwから系統Bの不平衡状態を検出し、不平衡位相差検出信号をOR演算部128に出力するものである。不平衡位相差検出部127は、各位相差φu,φv,φwの絶対値のいずれかが所定の閾値である不平衡位相差検出レベル以上の場合に、系統Bが不平衡状態であると判断し、不平衡位相差検出信号を「ON」にする。一方、各位相差φu,φv,φwの絶対値のいずれもが不平衡位相差検出レベル未満の場合は、不平衡位相差検出信号を「OFF」にする。   Returning to FIG. 7, the unbalanced phase difference detection unit 127 detects the unbalanced state of the system B from the phase differences φu, φv, and φw input from the filter units 124u, 124v, and 124w, and detects an unbalanced phase difference detection signal. Is output to the OR operation unit 128. The unbalanced phase difference detection unit 127 determines that the system B is in an unbalanced state when any of the absolute values of the phase differences φu, φv, and φw is greater than or equal to a predetermined threshold unbalanced phase difference detection level. The unbalanced phase difference detection signal is turned “ON”. On the other hand, when all of the absolute values of the phase differences φu, φv, and φw are less than the unbalanced phase difference detection level, the unbalanced phase difference detection signal is set to “OFF”.

図9は、不平衡位相差検出部127の内部構成の1例を説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the internal configuration of the unbalanced phase difference detection unit 127.

同図に示すように、不平衡位相差検出部127は、絶対値変換部127d,127e,127f、ヒステリシスコンパレータ127g,127h,127i、OR演算部127j、遅延フィルタ127kを備えている。   As shown in the figure, the unbalanced phase difference detection unit 127 includes absolute value conversion units 127d, 127e, 127f, hysteresis comparators 127g, 127h, 127i, an OR operation unit 127j, and a delay filter 127k.

まず、絶対値変換部127d,127e,127fが、位相差φu,φv,φwの絶対値を算出する。次に、ヒステリシスコンパレータ127g,127h,127iが、算出された各位相差の絶対値と不平衡位相差検出レベルとをそれぞれ比較し、各位相差の絶対値が不平衡位相差検出レベル以上の場合、「ON」信号を出力する。なお、チャタリングを抑制するために、ヒステリシスが設けられている。OR演算部127jは、ヒステリシスコンパレータ127g,127h,127iの出力の論理和を演算して出力する。したがって、各位相差の絶対値のいずれかが不平衡位相差検出レベル以上の場合、不平衡位相差検出信号が「ON」として出力される。なお、遅延フィルタ127kは、不平衡位相差検出信号の立ち下がり時間を遅延させるものであり、チャタリングを抑制するために設けられている。すなわち、不平衡状態が検出されない状態が所定時間継続した場合に平衡状態であると判断することで、過渡時のチャタリングを抑制している。   First, the absolute value converters 127d, 127e, and 127f calculate absolute values of the phase differences φu, φv, and φw. Next, the hysteresis comparators 127g, 127h, 127i compare the calculated absolute values of the respective phase differences with the unbalanced phase difference detection levels, respectively, and when the absolute values of the respective phase differences are equal to or greater than the unbalanced phase difference detection level, ON "signal is output. A hysteresis is provided to suppress chattering. The OR operation unit 127j calculates and outputs a logical sum of the outputs of the hysteresis comparators 127g, 127h, and 127i. Therefore, when any of the absolute values of the phase differences is equal to or higher than the unbalanced phase difference detection level, the unbalanced phase difference detection signal is output as “ON”. Note that the delay filter 127k delays the falling time of the unbalanced phase difference detection signal, and is provided to suppress chattering. That is, chattering at the time of transition is suppressed by determining that the state is an equilibrium state when a state in which an unbalance state is not detected continues for a predetermined time.

なお、不平衡位相差検出部127の内部構成は、これに限られない。例えば、遅延フィルタ127kを設けなくてもよいし、遅延フィルタ127kが不平衡位相差検出信号の立ち上がり時間を遅延させるものであってもよい。また、ヒステリシスコンパレータ127g,127h,127iに代えて、ヒステリシスを設けないコンパレータを用いるようにしてもよい。 The internal configuration of the unbalanced phase difference detection unit 127 is not limited to this. For example, the delay filter 127k may not be provided, or the delay filter 127k may delay the rise time of the unbalanced phase difference detection signal. In place of the hysteresis comparators 127g, 127h, and 127i, a comparator that does not provide hysteresis may be used.

図7に戻って、OR演算部128は、不平衡電圧差検出部126から入力される不平衡電圧差検出信号と不平衡位相差検出部127から入力される不平衡位相差検出信号との論理和を演算し、切替部129および不平衡電流補償回路119(図2参照)に出力する。すなわち、OR演算部128は、不平衡電圧差検出信号と不平衡位相差検出信号の少なくともいずれかが「ON」の場合に出力信号を「ON」とし、両方が「OFF」の場合に出力信号を「OFF」とする。   Returning to FIG. 7, the OR operation unit 128 calculates the logic between the unbalanced voltage difference detection signal input from the unbalanced voltage difference detection unit 126 and the unbalanced phase difference detection signal input from the unbalanced phase difference detection unit 127. The sum is calculated and output to the switching unit 129 and the unbalanced current compensation circuit 119 (see FIG. 2). That is, the OR operation unit 128 sets the output signal to “ON” when at least one of the unbalanced voltage difference detection signal and the unbalanced phase difference detection signal is “ON”, and outputs the output signal when both are “OFF”. Is set to “OFF”.

切替部129は、OR演算部128より入力される信号に応じて、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wへの入力を切り替えるものである。   Switching unit 129 switches input to U-phase system command value calculation unit 125u, V-phase system command value calculation unit 125v, and W-phase system command value calculation unit 125w in accordance with a signal input from OR operation unit 128. Is.

切替部129は、OR演算部128からの入力信号が「ON」の場合、すなわち系統Bが不平衡状態であると判断されている場合、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wへ入力される実効値をそれぞれフィルタ部122u,122v,122wから出力される実効値Veu,Vev,Vewとし、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wへ入力される位相差をそれぞれフィルタ部124u,124v,124wから出力される位相差φu,φv,φwとする。この場合、図3に示す系統指令値生成部12の内部構成と同様の状態になり、系統指令値信号Ku,Kv,Kwは系統Bの各相の電圧に基づいて相毎に生成される。   When the input signal from the OR operation unit 128 is “ON”, that is, when it is determined that the system B is in an unbalanced state, the switching unit 129 has a U-phase system command value calculation unit 125 u and a V-phase system command value. The effective values input to the calculation unit 125v and the W-phase system command value calculation unit 125w are effective values Veu, Vev, and Vew output from the filter units 122u, 122v, and 122w, respectively, and the U-phase system command value calculation unit 125u, The phase differences input to the V-phase system command value calculation unit 125v and the W-phase system command value calculation unit 125w are referred to as phase differences φu, φv, and φw output from the filter units 124u, 124v, and 124w, respectively. In this case, a state similar to the internal configuration of the system command value generation unit 12 illustrated in FIG. 3 is obtained, and the system command value signals Ku, Kv, and Kw are generated for each phase based on the voltage of each phase of the system B.

一方、OR演算部128からの入力信号が「OFF」の場合、すなわち系統Bが平衡状態であると判断されている場合、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wへ入力される実効値をフィルタ部122uから出力される実効値Veuとし、U相系統指令値算出部125u、V相系統指令値算出部125v、およびW相系統指令値算出部125wへ入力される位相差を「0」とする。この場合、系統指令値信号Ku,Kv,Kwは系統BのU相の電圧に基づいて、平衡状態のものが生成される。なお、同図に示す切替部129のスイッチは、入力信号が「OFF」の場合の接続を記載している。   On the other hand, when the input signal from the OR operation unit 128 is “OFF”, that is, when it is determined that the system B is in an equilibrium state, the U-phase system command value calculation unit 125u, the V-phase system command value calculation unit 125v, The effective value input to the W phase system command value calculation unit 125w is the effective value Veu output from the filter unit 122u, and the U phase system command value calculation unit 125u, the V phase system command value calculation unit 125v, and the W phase system The phase difference input to the command value calculation unit 125w is set to “0”. In this case, the system command value signals Ku, Kv, and Kw are generated in an equilibrium state based on the U-phase voltage of the system B. In addition, the switch of the switching unit 129 shown in the figure describes the connection when the input signal is “OFF”.

不平衡電流補償回路119(図2参照)は、OR演算部128からの入力信号が「ON」の場合、上記第1実施形態と同様に不平衡電流の補償を行う。一方、OR演算部128からの入力信号が「OFF」の場合、不平衡電流の補償を停止する。   When the input signal from the OR operation unit 128 is “ON”, the unbalanced current compensation circuit 119 (see FIG. 2) compensates for the unbalanced current as in the first embodiment. On the other hand, when the input signal from the OR operation unit 128 is “OFF”, the compensation of the unbalanced current is stopped.

本実施形態においては、系統電圧信号Vs(Vsu,Vsv,Vsw)より算出された実効値Veu,Vev,Vewおよび位相差φu,φv,φwに基づいて、系統Bが不平衡状態であるか否かが判断される。系統Bが不平衡状態であると判断された場合、系統指令値信号Ku,Kv,Kwは系統Bの各相の電圧に基づいて相毎に生成される。一方、系統Bが不平衡状態でない(平衡状態である)と判断された場合、系統指令値信号Ku,Kv,Kwは系統BのU相の電圧に基づいて、平衡状態のものが生成される。したがって、系統Bが平衡状態の場合は系統指令値信号Ku,Kv,Kwが理想的な3相交流波形となり、定常状態における瞬時的な電圧変動が反映されないので、出力電流が変動せず、出力電流の変動が増大されるという不都合は生じない。また、系統Bが不平衡状態の場合は、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the present embodiment, whether or not the system B is in an unbalanced state based on the effective values Veu, Vev, Vew and the phase differences φu, φv, φw calculated from the system voltage signal Vs (Vsu, Vsv, Vsw). Is judged. When it is determined that the system B is in an unbalanced state, the system command value signals Ku, Kv, Kw are generated for each phase based on the voltage of each phase of the system B. On the other hand, when it is determined that the system B is not in an unbalanced state (equilibrium state), the system command value signals Ku, Kv, Kw are generated in an equilibrium state based on the U-phase voltage of the system B. . Therefore, when the system B is in an equilibrium state, the system command value signals Ku, Kv, and Kw are ideal three-phase AC waveforms, and instantaneous voltage fluctuations in a steady state are not reflected. There is no inconvenience that the fluctuation of the current is increased. Moreover, when the system | strain B is an unbalanced state, there can exist an effect similar to 1st Embodiment.

なお、上記実施形態では、系統連系インバータシステムに本発明のインバータ制御回路を用いた場合について説明したが、これに限られない。従来のインバータ制御回路に上述した方法でPWM制御を行なわせるプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録したROMなどの記録媒体からコンピュータに読み込んで、そのプログラムを実行させることにより、本発明のインバータ制御回路を実現してもよい。   In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the inverter control circuit of this invention was used for the grid connection inverter system, it is not restricted to this. The inverter control circuit of the present invention is realized by reading a program that causes a conventional inverter control circuit to perform PWM control by the above-described method from a recording medium such as a ROM that is recorded in a computer-readable manner and executing the program. May be.

本発明に係るインバータ制御回路、および、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るインバータ制御回路、および、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The inverter control circuit according to the present invention and the grid-connected inverter system including the inverter control circuit are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the inverter control circuit according to the present invention and the grid-connected inverter system including the inverter control circuit can be varied in design in various ways.

A 系統連系インバータシステム
1 直流電源
2 インバータ回路
3 フィルタ回路
4 変圧回路
5 開閉器
6 直流電圧センサ
7,8 電流センサ
9 系統電圧センサ
10,10’ インバータ制御回路
11 補正値生成部(補正値信号生成手段)
111位相検出回路
112 PI制御回路(第1の補正値算出手段)
113 無効電力算出回路
114 PI制御回路(第1の補正値算出手段)
115 dq変換回路(変換手段)
116 PI制御回路(第2の補正値算出手段)
117 PI制御回路(第2の補正値算出手段)
118 逆dq変換回路(逆変換手段)
119 不平衡電流補償回路
12 系統指令値生成部(指令値信号生成手段)
12’ 系統指令値生成部(指令値信号生成手段、第2の指令値信号生成手段)
121u,121v,121w 実効値算出部(実効値算出手段)
122u,122v,122w フィルタ部
123u,123v,123w 位相差検出部(位相差検出手段)
124u,124v,124w フィルタ部
125u U相系統指令値算出部(指令値算出手段)
125v V相系統指令値算出部(指令値算出手段)
125w W相系統指令値算出部(指令値算出手段)
126 不平衡電圧差検出部(不平衡検出手段)
126a,126b,126c 減算部
126d,126e,126f 絶対値変換部
126g,126h,126i ヒステリシスコンパレータ
126j OR演算部126j
126k 遅延フィルタ
127 不平衡位相差検出部(不平衡検出手段)
127d,127e,127f 絶対値変換部
127g,127h,127i ヒステリシスコンパレータ
127j OR演算部127j
127k 遅延フィルタ
128 OR演算部(不平衡検出手段)
129 切替部
13 加算部(指令値信号補正手段)
14 PWM信号生成部(PWM信号生成手段)
B 電力系統
A Grid-connected inverter system 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3 Filter circuit 4 Transformer circuit 5 Switch 6 DC voltage sensor 7, 8 Current sensor 9 System voltage sensor 10, 10 ′ Inverter control circuit 11 Correction value generator (correction value signal) Generation means)
111 phase detection circuit 112 PI control circuit (first correction value calculation means)
113 reactive power calculation circuit 114 PI control circuit (first correction value calculation means)
115 dq conversion circuit (conversion means)
116 PI control circuit (second correction value calculating means)
117 PI control circuit (second correction value calculating means)
118 Inverse dq conversion circuit (inverse conversion means)
119 Unbalanced current compensation circuit 12 System command value generator (command value signal generator)
12 'system command value generation unit (command value signal generation means, second command value signal generation means)
121u, 121v, 121w Effective value calculation unit (effective value calculation means)
122u, 122v, 122w Filter unit 123u, 123v, 123w Phase difference detection unit (phase difference detection means)
124u, 124v, 124w Filter unit 125u U-phase system command value calculation unit (command value calculation means)
125v V-phase system command value calculation unit (command value calculation means)
125w W-phase system command value calculation unit (command value calculation means)
126 Unbalance voltage difference detector (unbalance detection means)
126a, 126b, 126c Subtraction unit 126d, 126e, 126f Absolute value conversion unit 126g, 126h, 126i Hysteresis comparator 126j OR operation unit 126j
126k delay filter 127 unbalanced phase difference detection unit (unbalance detection means)
127d, 127e, 127f Absolute value conversion unit 127g, 127h, 127i Hysteresis comparator 127j OR operation unit 127j
127k delay filter 128 OR operation unit (unbalance detection means)
129 switching unit 13 adding unit (command value signal correcting means)
14 PWM signal generator (PWM signal generator)
B Power system

Claims (13)

直流電力を交流電力に変換して三相電力系統に出力するインバータ回路をPWM制御するためのインバータ制御回路であって、
電圧検出手段によって検出される前記三相電力系統の各相の電圧信号のそれぞれから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、
所定の測定手段によって測定される前記インバータ回路の入出力に関する測定値を所定の目標値に制御するための各相の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、
前記各相の指令値信号をそれぞれ対応する相の前記補正値信号に基づいて補正して、各相の補正後指令値信号を出力する指令値信号補正手段と、
前記各相の補正後指令値信号に基づいて、前記インバータ回路をPWM制御するための各相のPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
直流電圧検出手段によって検出される、前記インバータ回路に入力される直流電圧を取得する直流電圧取得手段と、
を備えており、
前記指令値信号生成手段は、
前記各相の電圧信号の電圧実効値を算出する実効値算出手段と、
前記各相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記各相の電圧実効値の前記直流電圧に対する比と、前記各相の位相差とから、各相の指令値を算出する指令値算出手段と、
を備え、
前記指令値算出手段によって算出された各相の指令値を前記各相の指令値信号として出力する、
ことを特徴とするインバータ制御回路。
An inverter control circuit for PWM control of an inverter circuit that converts DC power to AC power and outputs it to a three-phase power system,
A command value signal for generating a command value signal of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from each of the voltage signals of each phase of the three-phase power system detected by the voltage detection means Generating means;
Correction value signal generating means for generating a correction value signal for each phase for controlling a measured value related to input / output of the inverter circuit measured by a predetermined measuring means to a predetermined target value;
Command value signal correcting means for correcting the command value signal of each phase based on the correction value signal of the corresponding phase, and outputting a corrected command value signal of each phase;
PWM signal generating means for generating a PWM signal of each phase for PWM control of the inverter circuit based on the corrected command value signal of each phase;
DC voltage acquisition means for acquiring a DC voltage input to the inverter circuit, detected by the DC voltage detection means;
Equipped with a,
The command value signal generating means is
Effective value calculating means for calculating a voltage effective value of the voltage signal of each phase;
Phase difference detection means for detecting a phase difference between the phase of the voltage signal of each phase and the phase at the time of three-phase equilibrium;
Command value calculation means for calculating a command value for each phase from the ratio of the effective voltage value of each phase to the DC voltage and the phase difference of each phase;
With
Outputting the command value of each phase calculated by the command value calculating means as the command value signal of each phase;
An inverter control circuit characterized by that.
前記指令値信号補正手段は、前記各相の指令値信号にそれぞれ対応する相の前記補正値信号を加算することで補正する、
請求項1に記載のインバータ制御回路。
The command value signal correcting means corrects by adding the correction value signals of phases corresponding to the command value signals of the phases,
The inverter control circuit according to claim 1.
前記指令値算出手段は、前記各相の電圧実効値Veu,Vev,Vewと前記各相の位相差φu,φv,φwとから、下記式によって、前記各相の指令値Ku(t),Kv(t),Kw(t)を算出する、請求項1または2に記載のインバータ制御回路。
なお、ωは前記三相電力系統の角周波数であり、ωtはU相の系統電圧の現在の位相であり、Cmは三相平衡時の指令値信号Ku(t),Kv(t),Kw(t)の振幅であり、Vinは前記インバータ回路に入力される直流電圧であり、Ktは前記インバータ回路の出力電圧を変圧する変圧手段の変圧比である。
The command value calculation means calculates the command values Ku (t), Kv of the respective phases from the effective voltage values Veu, Vev, Vew of the respective phases and the phase differences φu, φv, φw of the respective phases, by (t), calculates the Kw (t), the inverter control circuit according to claim 1 or 2.
Ω is an angular frequency of the three-phase power system, ωt is a current phase of the U-phase system voltage, and Cm is a command value signal Ku (t), Kv (t), Kw at the three-phase equilibrium. (T) is an amplitude, Vin is a direct current voltage input to the inverter circuit, and Kt is a transformation ratio of a transformation means for transforming the output voltage of the inverter circuit.
前記補正値信号生成手段は、
電流検出手段によって検出される前記インバータ回路の各相の出力電流信号を回転座標系の各成分に変換する変換手段と、
前記測定値に対する前記目標値からの偏差量に基づいて、フィードバック制御のための第1の補正値を算出する第1の補正値算出手段と、
前記各成分のいずれかに対する前記第1の補正値からの偏差量に基づいて、フィードバック制御のための第2の補正値を算出する第2の補正値算出手段と、
前記第2の補正値を静止座標系の各相の補正値に逆変換する逆変換手段と、
を備え、
前記各相の補正値を前記各相の補正値信号として出力する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
The correction value signal generation means includes
Conversion means for converting the output current signal of each phase of the inverter circuit detected by the current detection means into each component of the rotating coordinate system;
First correction value calculating means for calculating a first correction value for feedback control based on an amount of deviation from the target value with respect to the measured value;
Second correction value calculating means for calculating a second correction value for feedback control based on a deviation amount from the first correction value for any of the components;
Inverse conversion means for inversely converting the second correction value into a correction value for each phase of the stationary coordinate system;
With
Outputting the correction value of each phase as the correction value signal of each phase;
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 3.
前記補正値信号生成手段は、前記インバータ回路に入力される直流電圧を所定の目標電圧に制御するための補正値信号を生成する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
The correction value signal generating means generates a correction value signal for controlling a DC voltage input to the inverter circuit to a predetermined target voltage.
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 4.
前記補正値信号生成手段は、前記インバータ回路から出力される無効電力を所定の目標無効電力に制御するための補正値信号を生成する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
The correction value signal generation means generates a correction value signal for controlling the reactive power output from the inverter circuit to a predetermined target reactive power.
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 5.
前記PWM信号生成手段は、前記補正後指令値信号と所定の周波数の三角波信号との比較結果からPWM信号を生成する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
The PWM signal generating means generates a PWM signal from the comparison result of the triangular wave signal of the corrected command value signal with a predetermined frequency,
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 6.
前記三相電力系統の各相の電圧信号のいずれかから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の第2の指令値信号を生成する第2の指令値信号生成手段と、
前記三相電力系統の各相の電圧信号が不平衡状態であることを検出する不平衡検出手段と、
をさらに備え、
前記指令値信号補正手段は、前記不平衡検出手段によって前記不平衡状態であることが検出されていない間、前記各相の指令値信号に代えて前記各相の第2の指令値信号を補正して、前記各相の補正後指令値信号を生成する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
A second command value signal for generating a second command value signal of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from any one of the voltage signals of each phase of the three-phase power system Generating means;
Unbalance detection means for detecting that the voltage signal of each phase of the three-phase power system is in an unbalanced state;
Further comprising
The command value signal correcting means corrects the second command value signal of each phase instead of the command value signal of each phase while the unbalanced state is not detected by the unbalance detecting means. And generating a corrected command value signal for each phase,
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 7.
前記三相電力系統の各相の電圧信号のいずれかから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の第2の指令値信号を生成する第2の指令値信号生成手段と、
前記三相電力系統の各相の電圧信号が不平衡状態であることを検出する不平衡検出手段と、
をさらに備え、
前記指令値信号補正手段は、前記不平衡検出手段によって前記不平衡状態であることが検出されていない状態が所定の時間継続した場合に、前記各相の指令値信号に代えて前記各相の第2の指令値信号を補正して、前記各相の補正後指令値信号を生成する、
請求項1ないしのいずれかに記載のインバータ制御回路。
A second command value signal for generating a second command value signal of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from any one of the voltage signals of each phase of the three-phase power system Generating means;
Unbalance detection means for detecting that the voltage signal of each phase of the three-phase power system is in an unbalanced state;
Further comprising
The command value signal correcting means replaces the command value signal of each phase when the state where the unbalanced state is not detected by the unbalance detection means continues for a predetermined time. Correcting the second command value signal to generate a corrected command value signal for each phase;
Inverter control circuit according to any one of claims 1 to 8.
前記不平衡検出手段は、前記三相電力系統のいずれかの相の電圧信号の電圧実効値と他の相の電圧信号の電圧実効値との差が所定の値以上の場合、または、前記三相電力系統のいずれかの相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差が所定の位相差以上の場合に、前記不平衡状態であることを検出する、
請求項8または9に記載のインバータ制御回路。
The unbalance detection means is configured to detect a difference between a voltage effective value of a voltage signal of any phase of the three-phase power system and a voltage effective value of a voltage signal of another phase being a predetermined value or more, or When the phase difference between the phase of the voltage signal of any phase of the phase power system and the phase at the time of three-phase equilibrium is equal to or greater than a predetermined phase difference, the unbalanced state is detected.
The inverter control circuit according to claim 8 or 9 .
前記インバータ回路と、請求項1ないし10のいずれかに記載のインバータ制御回路と、
を備えている系統連系インバータシステム。
The inverter circuit and the inverter control circuit according to any one of claims 1 to 10 ,
A grid-connected inverter system.
コンピュータを、直流電力を交流電力に変換して三相電力系統に出力するインバータ回路をPWM制御するためのインバータ制御回路として機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
電圧検出手段によって検出される前記三相電力系統の各相の電圧信号のそれぞれから、前記インバータ回路より出力すべき各相の電圧を指令するための各相の指令値信号を生成する指令値信号生成手段と、
所定の測定手段によって測定される前記インバータ回路の入出力に関する測定値を所定の目標値に制御するための各相の補正値信号を生成する補正値信号生成手段と、
前記各相の指令値信号をそれぞれ対応する相の前記補正値信号に基づいて補正して、各相の補正後指令値信号を出力する指令値信号補正手段と、
前記各相の補正後指令値信号に基づいて、前記インバータ回路をPWM制御するための各相のPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
直流電圧検出手段によって検出される、前記インバータ回路に入力される直流電圧を取得する直流電圧取得手段と、
して機能させ
前記指令値信号生成手段は、
前記各相の電圧信号の電圧実効値を算出する実効値算出手段と、
前記各相の電圧信号の位相と三相平衡時の位相との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記各相の電圧実効値の前記直流電圧に対する比と、前記各相の位相差とから、各相の指令値を算出する指令値算出手段と、
を備え、
前記指令値算出手段によって算出された各相の指令値を前記各相の指令値信号として出力する、
ことを特徴とするプログラム。
A program for causing a computer to function as an inverter control circuit for PWM control of an inverter circuit that converts DC power into AC power and outputs it to a three-phase power system,
The computer,
A command value signal for generating a command value signal of each phase for commanding a voltage of each phase to be output from the inverter circuit from each of the voltage signals of each phase of the three-phase power system detected by the voltage detection means Generating means;
Correction value signal generating means for generating a correction value signal for each phase for controlling a measured value related to input / output of the inverter circuit measured by a predetermined measuring means to a predetermined target value;
Command value signal correcting means for correcting the command value signal of each phase based on the correction value signal of the corresponding phase, and outputting a corrected command value signal of each phase;
PWM signal generating means for generating a PWM signal of each phase for PWM control of the inverter circuit based on the corrected command value signal of each phase;
DC voltage acquisition means for acquiring a DC voltage input to the inverter circuit, detected by the DC voltage detection means;
To function ,
The command value signal generating means is
Effective value calculating means for calculating a voltage effective value of the voltage signal of each phase;
Phase difference detection means for detecting a phase difference between the phase of the voltage signal of each phase and the phase at the time of three-phase equilibrium;
Command value calculation means for calculating a command value for each phase from the ratio of the effective voltage value of each phase to the DC voltage and the phase difference of each phase;
With
Outputting the command value of each phase calculated by the command value calculating means as the command value signal of each phase;
A program characterized by that .
請求項12に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which the program according to claim 12 is recorded.
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