JP5853094B2 - Power supply - Google Patents

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Description

本発明は電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device.

技術分野に関する背景技術として、例えば特許文献1に開示された技術がある。   As a background art regarding the technical field, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

特許文献1には、スイッチ動作によって矩形波状の電圧を出力する複数の電源回路と、各電源回路のスイッチ動作パターンを互いに異なるようにそれぞれ設定するとともに、それら各電源回路の出力電圧を合成し、所定波形の交流電圧を生成する制御部とを備えた多重化インバータ装置において、各電源回路を、それぞれの単位時間当たりのスイッチ動作回数の平均値を略同一となるように制御する技術が開示されている。   In Patent Document 1, a plurality of power supply circuits that output a rectangular wave voltage by a switch operation and switch operation patterns of the respective power supply circuits are set to be different from each other, and the output voltages of the respective power supply circuits are synthesized, In a multiplex inverter device including a control unit that generates an alternating voltage having a predetermined waveform, a technique for controlling each power supply circuit so that the average value of the number of switch operations per unit time is substantially the same is disclosed. ing.

特開2006−174663号公報JP 2006-174663 A

近年、二酸化炭素の排出による地球温暖化や、化石燃料の枯渇が懸念されており、二酸化炭素の排出量の低減や、化石燃料への依存度の低下が求められている。二酸化炭素の排出量の低減や、化石燃料への依存度の低下を図るためには、駆動システムの電動化や、風力や太陽光などの自然から得られる再生可能エネルギーを利用した発電システムの導入などの促進が考えられる。駆動システムの電動化にあたっては、電気エネルギーの蓄積及び放出が可能な蓄電器を備えた電源装置が必要である。また、再生可能エネルギーを利用した発電システムの導入にあたっては、電気エネルギーの蓄積及び放出が可能な蓄電器を備えた電源装置を、気象条件に左右される再生可能エネルギーの変動に伴う電力変動を抑制する、すなわち電力の余剰時に余剰電力を貯蔵し、電力の不足時に不足電力を補うために併設する必要がある。このように、いずれのシステムにおいても蓄電器を備えた電源装置が必要不可欠である。   In recent years, there are concerns about global warming due to carbon dioxide emissions and the depletion of fossil fuels, and there is a demand for a reduction in carbon dioxide emissions and a decrease in dependence on fossil fuels. In order to reduce carbon dioxide emissions and reduce dependence on fossil fuels, the drive system is electrified and power generation systems that use renewable energy such as wind power and sunlight are used. The promotion such as can be considered. When the drive system is electrified, a power supply device including a battery capable of storing and releasing electrical energy is required. In addition, when introducing a power generation system using renewable energy, a power supply device equipped with a capacitor capable of storing and releasing electrical energy is used to suppress power fluctuations accompanying fluctuations in renewable energy, which are influenced by weather conditions. That is, it is necessary to store surplus power when surplus power is provided and to supplement the shortage when power is insufficient. Thus, in any system, a power supply device equipped with a capacitor is indispensable.

ここ数年、地球温暖化の一層の歯止め、省エネルギー化の一層の推進などの要求が社会的に高まっている。この要求に応えるためには、地球環境に対する環境負荷のさらなる低減、システム効率及びエネルギー効率のさらなる向上などが必要になる。蓄電器を備えた電源装置において、その要求に応えるためには、さらなる高性能化が必要になる。これを達成するための一つの手段としては、特許文献1に開示された技術のように、スイッチ回路(電力変換回路)と直流電源(蓄電器)とを接続して構成した電源回路が複数、直列に接続されてなり、複数の電源回路の出力電圧を合成して出力するように構成された多重化インバータ方式の電源装置を採用することが考えられる。多重化インバータ方式の電源装置によれば、電力変換の高効率化を図ることができるので、電力系統との間の電力の授受を効率的に行うことができ、定置用電源装置の高性能化を図ることができる。   In recent years, demands such as further stopping global warming and further promoting energy conservation have increased socially. In order to meet this demand, it is necessary to further reduce the environmental load on the global environment, further improve system efficiency and energy efficiency. In a power supply device equipped with a capacitor, further performance enhancement is required to meet the demand. As one means for achieving this, as in the technique disclosed in Patent Document 1, a plurality of power supply circuits configured by connecting a switch circuit (power conversion circuit) and a DC power supply (capacitor) are connected in series. It is conceivable to employ a power supply device of a multiplexed inverter type that is connected to and configured to synthesize and output the output voltages of a plurality of power supply circuits. According to the power supply device of the multiplexed inverter system, it is possible to increase the efficiency of power conversion, so that power can be exchanged efficiently with the power system, and the performance of the stationary power supply device can be improved. Can be achieved.

しかし、蓄電器を備えた電源装置を導入するためには多額の投資が必要になり、その額は、電源装置の規模(電源装置を構成する蓄電器の個数)が大きくなればなるほど多くなる。蓄電器を備えた電源装置の導入時の投資を少なく抑えるためには、蓄電器を備えた電源装置の低コスト化が必要不可欠である。   However, a large amount of investment is required to introduce a power supply device equipped with a capacitor, and the amount increases as the scale of the power supply device (the number of capacitors constituting the power supply device) increases. In order to suppress the investment at the time of introducing a power supply device equipped with a capacitor, it is essential to reduce the cost of the power supply device equipped with a capacitor.

本願の代表的な発明は、低コスト化を図ることができる電源装置を提供する。   The representative invention of the present application provides a power supply device capable of reducing the cost.

上記代表課題を解決する本願の代表的な解決手段は、蓄電器を有する蓄電ユニット、及び前記蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットによって、位相の異なる複数の交流電圧を生成するための電圧を生成する第1及び第2電源ストリングを構成すると共に、第1電源ストリングを、複数の交流電圧のそれぞれに対応して設け、対応する交流電圧を生成するための一部の電圧を生成するようにし、第2電源ストリングを、複数の第1電源ストリングに対応して共通に設け、複数の交流電圧を生成するための残りの電圧を、複数の交流電圧の位相にしたがって順に生成するようにしたことを特徴とする。   A typical solution of the present application for solving the above representative problem is that a plurality of alternating currents having different phases are provided by a power storage unit including a power storage unit having a power storage unit and a power control unit that controls input and output of power to the power storage unit. The first and second power supply strings that generate the voltage for generating the voltage are configured, and the first power supply string is provided corresponding to each of the plurality of AC voltages, and one for generating the corresponding AC voltage The second power supply string is commonly provided corresponding to the plurality of first power supply strings, and the remaining voltage for generating the plurality of AC voltages is set to the phase of the plurality of AC voltages. Therefore, it is characterized by generating in order.

本願の代表的な解決手段によれば、低コスト化を図った電源装置を提供することができる。   According to the typical solving means of the present application, it is possible to provide a power supply device that achieves cost reduction.

(実施形態1)電源装置の構成を示すシステム構成図。(Embodiment 1) The system block diagram which shows the structure of a power supply device. (実施形態1)図1の相毎の電源ストリング及び相共通の電源ストリングのそれぞれを構成する電源ユニットの構成を示す回路図。(Embodiment 1) FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply unit constituting each of the phase-specific power strings and the phase-common power strings in FIG. (実施形態1)図1の相毎の電源ストリングに対する相共通の電源ストリングの電気的な接続を切り替える切替装置の構成を示す回路図。(Embodiment 1) The circuit diagram which shows the structure of the switching apparatus which switches the electrical connection of the power string common to a phase with respect to the power string for every phase of FIG. (実施形態1)図3の切替装置に対する切替指令と、切替装置を構成するスイッチに対する駆動指令との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 1) FIG. 4 is a waveform diagram showing a temporal change in the correspondence relationship between a switching command for the switching device in FIG. 3 and a drive command for a switch constituting the switching device. (実施形態1)一つの電源ストリングを四つの電源ユニットで構成したときの一相分の交流電圧を生成するための動作原理を示す波形図であって、四つの電源ユニットのそれぞれにおいて生成する矩形波状の出力電圧パターンを生成するための制御指令と、四つの電源ユニットのそれぞれにおいて生成された矩形波状の出力電圧と、四つの電源ユニットのそれぞれにおいて生成された矩形波状の出力電圧を合成して生成した一相分の交流電圧(電源ストリングの出力電圧)との対応関係の時間変化を示す図。(Embodiment 1) It is a wave form diagram which shows the operation principle for producing | generating the alternating voltage for one phase when one power supply string is comprised with four power supply units, Comprising: The rectangle produced | generated in each of four power supply units A control command for generating a wavy output voltage pattern, a rectangular wave output voltage generated in each of the four power supply units, and a rectangular wave output voltage generated in each of the four power supply units are combined. The figure which shows the time change of the corresponding | compatible relationship with the alternating voltage (output voltage of a power supply string) for the produced | generated one phase. (実施形態1)図1の電源装置の三相分の変調波と、図1の相毎の電源ストリングのそれぞれに対応した変調波と、相共通の電源ストリングに対応した変調波と、切替装置に対する切替指令との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 1) Three-phase modulated wave of the power supply device of FIG. 1, a modulated wave corresponding to each of the power strings for each phase of FIG. 1, a modulated wave corresponding to a common power string, and a switching device The wave form diagram which shows the time change of the correspondence with the change command to. (実施形態1)図6の変調波に対応して生成される、図1の電源装置の三相分の出力電圧と、図6の変調波に対応して生成される、図1の相毎の電源ストリングのそれぞれの出力電圧と、図6の変調波に対応して生成される、相共通の電源ストリングの出力電圧と、切替装置に対する切替指令との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 1) The output voltage for the three phases of the power supply device of FIG. 1 generated corresponding to the modulated wave of FIG. 6 and each phase of FIG. 1 generated corresponding to the modulated wave of FIG. FIG. 7 is a waveform diagram showing temporal changes in the correspondence relationship between the respective output voltages of the power supply strings, the output voltage of the power strings common to the phases generated in response to the modulation wave of FIG. 6, and the switching command to the switching device. (実施形態2)電源装置の構成を示すシステム構成図。(Embodiment 2) The system block diagram which shows the structure of a power supply device. (実施形態2)図8の電源装置の三相分の変調波と、六つの切替装置のそれぞれに対する切替指令との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 2) FIG. 9 is a waveform diagram showing temporal changes in the correspondence between the three-phase modulated waves of the power supply device of FIG. 8 and the switching commands for the six switching devices. (実施形態2)図8の電源装置の三相分の出力電圧と、図8の相毎の電源ストリングのそれぞれの電源ユニットの出力電圧と、図8の相共通の電源ストリングの複数の電源ユニットのそれぞれの出力電圧との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 2) The output voltage for the three phases of the power supply device of FIG. 8, the output voltage of each power supply unit of the power supply string for each phase of FIG. 8, and the plurality of power supply units of the common power supply string of FIG. The wave form diagram which shows the time change of the corresponding relationship with each output voltage. (実施形態3)電源装置の構成を示すシステム構成図。(Embodiment 3) The system block diagram which shows the structure of a power supply device. (実施形態3)図11の電源装置の三相分の変調波と、図11の相毎の電源ストリングのそれぞれに対応した変調波と、相共通の電源ストリングに対応した変調波との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 3) Correspondence relationship between modulated waves for three phases of the power supply device of FIG. 11, modulated waves corresponding to the power strings for each phase of FIG. 11, and modulated waves corresponding to the power strings common to the phases The wave form diagram which shows the time change of. (実施形態3)図12の変調波に対応して生成される、図11の電源装置の三相分の出力電圧と、図12の変調波に対応して生成される、図11の相毎の電源ストリングのそれぞれの出力電圧と、図12の変調波に対応して生成される、相共通の電源ストリングの出力電圧との対応関係の時間変化を示す波形図。(Embodiment 3) The three-phase output voltage of the power supply device of FIG. 11 generated corresponding to the modulated wave of FIG. 12 and the phase of FIG. 11 generated corresponding to the modulated wave of FIG. The wave form diagram which shows the time change of the correspondence of the output voltage of each power supply string and the output voltage of the power string common to the phases generated corresponding to the modulated wave of FIG.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

《発明の適用アプリケーションの概略説明》
以下に説明する実施の形態では、本発明を、再生可能エネルギーを利用した発電システム、例えば太陽光発電システム或いは風力発電システムと共に発電ファームに、電力貯蔵装置として設置された定置用電源装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
<< Overview of Application Application of Invention >>
In the embodiment described below, the present invention is applied to a stationary power supply device installed as a power storage device in a power generation farm together with a power generation system using renewable energy, for example, a solar power generation system or a wind power generation system. A case will be described as an example.

再生可能エネルギーを利用した発電システムは、自然環境に及ぼす負荷が少ないという利点がある反面、天候などの自然環境に発電能力が左右され、電力系統に対する出力が変動する。定置用電源装置は、発電システムの上記出力変動の抑制(緩和)を図るために設けられている。発電システムから電力系統に出力される電力が所定の出力電力に対して不足状態にある場合には、定置用電源装置は電力を放電し、発電システムの不足分の電力を補う。発電システムから電力系統に出力される電力が所定の電力に対して余剰状態にある場合には、定置用電源装置は、発電システムの余剰分の電力を受けて充電する。   While a power generation system using renewable energy has the advantage of having a small load on the natural environment, the power generation capacity depends on the natural environment such as the weather, and the output to the power system fluctuates. The stationary power supply device is provided for suppressing (relaxing) the output fluctuation of the power generation system. When the power output from the power generation system to the power system is in a shortage state with respect to the predetermined output power, the stationary power supply device discharges the power to compensate for the power shortage of the power generation system. When the power output from the power generation system to the power system is in a surplus state with respect to the predetermined power, the stationary power supply device receives and charges the surplus power of the power generation system.

《発明の他の適用アプリケーションの概略説明》
以下に説明する実施形態の構成は、データセンタのサーバーシステムや通信設備などの無停電用電源(バックアップ用電源)として設置される定置用電源装置にも適用できる。
<< Outline Explanation of Other Application Applications of Invention >>
The configuration of the embodiment described below can also be applied to a stationary power supply apparatus installed as an uninterruptible power supply (backup power supply) for a data center server system or communication facility.

また、以下に説明する実施形態の構成は、需要家に配置され、夜間電力を貯蔵し、この貯蔵された電力を昼間に放出して電力負荷の平準化を図る電力貯蔵システムとして設置される定置用電源装置にも適用できる。   In addition, the configuration of the embodiment described below is a stationary device that is installed in a consumer, stores nighttime power, and releases the stored power in the daytime to level the power load. It can also be applied to power supply devices for automobiles.

さらに、以下に説明する実施形態の構成は、送配電系統の途中に電気的に接続され、送配電系統において送配電される電力の変動対策、余剰電力対策、周波数対策、逆潮流対策などとして用いられる定置用電源装置にも適用できる。   Further, the configuration of the embodiment described below is electrically connected in the middle of the transmission / distribution system and is used as a countermeasure for fluctuations in power transmitted / distributed in the transmission / distribution system, a countermeasure for surplus power, a countermeasure for frequency, a countermeasure for reverse power flow, etc. It can also be applied to a stationary power supply device.

さらにまた、以下に説明する実施形態の構成は、移動体に設置され、移動体の駆動用電源や、移動体に搭載された負荷を駆動する駆動用電源などとして用いられる移動用電源装置にも適用できる。   Furthermore, the configuration of the embodiment described below is also applied to a moving power supply device that is installed in a moving body and used as a driving power source for the moving body or a driving power source that drives a load mounted on the moving body. Applicable.

移動体としては、エンジン及びモータを車両の駆動源とするハイブリッド電気自動車やモータを車両の唯一の駆動源とする純粋な電気自動車などの自動車、すなわち陸上走行車両(乗用車,トラックなどの貨物自動車,バスなどの乗合自動車など)、ディーゼルエンジンの動力で発電し、この発電によって得られた電力により駆動されるモータを駆動源とするハイブリッド電車などの鉄道車両,建設機械やフォークリフトトラックなどの産業用車両などがある。   As the moving body, a hybrid electric vehicle using an engine and a motor as a driving source of the vehicle and a pure electric vehicle using a motor as the only driving source of the vehicle, that is, a land traveling vehicle (a passenger car, a truck such as a truck, Railway cars such as buses), railway vehicles such as hybrid trains that use a motor driven by the power generated by the diesel engine, and industrial vehicles such as construction machinery and forklift trucks. and so on.

《電源装置の概略説明》
電源装置は、複数の蓄電器(二次電池又は容量性を有する受動素子)の電気化学的作用や電荷蓄積構造によって電気エネルギーを蓄積(充電)及び放出(放電)する蓄電システムを備えている。複数の蓄電器は、電源装置に要求される出力電圧、蓄電容量などの仕様に応じて、電気的に直列或いは並列若しくは直並列に接続される。
<< Overview of power supply >>
The power supply apparatus includes a power storage system that stores (charges) and discharges (discharges) electrical energy by an electrochemical action or a charge storage structure of a plurality of capacitors (secondary batteries or capacitive passive elements). The plurality of capacitors are electrically connected in series, in parallel, or in series-parallel according to specifications such as output voltage and storage capacity required for the power supply device.

以下に説明する実施形態では、蓄電器としてリチウムイオン二次電池を用いた場合を例に挙げて説明する。蓄電器としては、鉛電池、ニッケル水素電池などの他の二次電池を用いてもよい。また、2種の蓄電器、例えばリチウムイオン二次電池とニッケル水素電池とを組み合わせて用いるようにしてもよい。容量性を有する受動素子としては、キャパシタ、例えば電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどを用いることができる。さらに、蓄電器としては、太陽電池や燃料電池などの一次電池に置き換えて用いてもよい。   In the embodiment described below, a case where a lithium ion secondary battery is used as a capacitor will be described as an example. As the battery, other secondary batteries such as a lead battery and a nickel metal hydride battery may be used. Further, two types of capacitors, for example, a lithium ion secondary battery and a nickel metal hydride battery may be used in combination. As the capacitive passive element, a capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor can be used. Furthermore, as a capacitor, a primary battery such as a solar cell or a fuel cell may be used instead.

最近、再生可能エネルギーを利用した発電システムは、原子力発電システムや火力発電システムの代替発電システムとして導入が急がれている。再生可能エネルギーを利用した発電システムが、原子力発電システムや火力発電システムのように、電力系統に安定して電力を供給するためには、併設された定置用電源装置による発電システムの変動抑制が必要不可欠になる。定置用電源装置が発電システムの変動抑制を十分に果たすためには、定置用電源装置の高性能化を図り、電力系統との間の電力の授受が効率的に行われることが好ましい。   Recently, power generation systems using renewable energy have been urgently introduced as alternative power generation systems for nuclear power generation systems and thermal power generation systems. In order for a power generation system using renewable energy to stably supply power to the power system like a nuclear power generation system or a thermal power generation system, it is necessary to suppress fluctuations in the power generation system using a stationary power supply unit installed Become indispensable. In order for the stationary power supply device to sufficiently suppress fluctuations in the power generation system, it is preferable to improve the performance of the stationary power supply device and efficiently exchange power with the power system.

このようなことから、以下に説明する実施形態では、蓄電器を有する蓄電ユニット、及び蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットが複数、電気的に直列に接続されてなり、複数の電源ユニットの出力電圧を合成して出力するように構成された多重化インバータ方式の定置用電源装置を採用している。多重化インバータ方式の定置用電源装置によれば、電力変換の高効率化を図ることができるので、電力系統との間の電力の授受を効率的に行うことができ、定置用電源装置の高性能化を図ることができる。   Therefore, in the embodiment described below, a plurality of power supply units each including a power storage unit having a power storage unit and a power control unit that controls input / output of power to the power storage unit are electrically connected in series. Thus, a stationary power supply device of a multiplex inverter type configured to synthesize and output the output voltages of a plurality of power supply units is employed. According to the multiplex inverter type stationary power supply device, it is possible to increase the efficiency of power conversion. Therefore, it is possible to efficiently transfer power to and from the power system. Performance can be improved.

《代表的な技術課題》
再生可能エネルギーを利用した発電システムに併設される多重化インバータ方式の定置用電源装置は、再生可能エネルギーを利用した発電システムの規模(最大出力)によって数は異なるが、移動用電源装置よりもはるかに多くの蓄電ユニットと電力制御ユニットを必要とする。このため、多重化インバータ方式の定置用電源装置を導入するためには多額の投資が必要になる。再生可能エネルギーを利用した発電システムを、原子力発電システムや火力発電システムの代替発電システムとして早期に普及させるためには、多重化インバータ方式の定置用電源装置の低コスト化を図り、多重化インバータ方式の定置用電源装置の導入時の投資を少なく抑えることが必要である。
《Representative technical issues》
Multiplexed inverter type stationary power supply equipment installed in a power generation system using renewable energy differs depending on the scale (maximum output) of the power generation system using renewable energy, but far more than a mobile power supply equipment Requires a large number of power storage units and power control units. For this reason, a large amount of investment is required to introduce a stationary power supply device of a multiplexed inverter type. In order to quickly disseminate power generation systems that use renewable energy as alternative power generation systems for nuclear power generation systems and thermal power generation systems, we plan to reduce the cost of multiplexed power supplies for stationary inverter systems, and use a multiplexed inverter system It is necessary to reduce the investment at the time of introducing the stationary power supply device.

《代表的な技術課題を解決するための代表的な解決手段》
三相交流の電力系統に電気的に接続される多重化インバータ方式の定置用電源装置は、複数の電源ユニットを電気的に直列に接続した電源ストリングを各相に対応して備え、各電源ストリングにおいて、対応する相の交流電圧を、電源ストリングを構成する複数の電源ユニットで分担して生成している。三相交流は、三つの単相交流波形(正弦波)を、電気的に120度ずつ位相をずらして組み合わせた波形によって示されるように、時間とともに周期的に瞬時値が変化する(三相交流波形の振幅が時間とともに周期的に変化する)。従って、三相交流の電力系統と、各相に対応した電源ストリングとの間において授受される交流電圧も時間とともに周期的に変化する。このため、多重化インバータ方式の定置用電源装置では、各相の交流電圧の瞬時値の変化に応じて、電源ストリングを構成する複数の電源ユニットのうち、交流電圧の生成に瞬時的に加担しない電源ユニットが各電源ストリングに存在することになる。この場合、交流電圧の生成に加担しない電源ユニットは、対応する電源ストリングを構成する他の電源ユニットから電気的に切り離し、加担が必要なときだけ電気的に接続すればよい。また、交流電圧の生成に加担しない電源ユニットは、各相の交流電圧の瞬時値の変化に応じて、各電源ストリングに順に出現する。
《Typical solutions for solving typical technical problems》
A multiplexed inverter type stationary power supply device that is electrically connected to a three-phase AC power system includes a power supply string in which a plurality of power supply units are electrically connected in series corresponding to each phase, and each power supply string In FIG. 2, the AC voltage of the corresponding phase is generated by being shared by a plurality of power supply units constituting the power supply string. Three-phase alternating current has three instantaneous single-phase alternating current waveforms (sine waves) that are electrically phase-shifted by 120 degrees and the instantaneous value changes periodically with time (three-phase alternating current). The amplitude of the waveform changes periodically over time). Therefore, the AC voltage exchanged between the three-phase AC power system and the power supply string corresponding to each phase also changes periodically with time. For this reason, the multiplexed inverter type stationary power supply device does not instantaneously take part in the generation of the AC voltage among the plurality of power supply units constituting the power supply string in accordance with the change in the instantaneous value of the AC voltage of each phase. A power supply unit will be present in each power supply string. In this case, the power supply unit that does not participate in the generation of the AC voltage may be electrically disconnected from the other power supply units that constitute the corresponding power supply string and electrically connected only when sharing is required. Moreover, the power supply unit which does not participate in the production | generation of alternating voltage appears in order in each power supply string according to the change of the instantaneous value of the alternating voltage of each phase.

このようなことから、以下に説明する実施形態では、各相に対応する電源ストリングの他に、各電源ストリングに共通の電源ストリングを設け、その共通の電源ストリングを或いはその共通の電源ストリングを構成する複数の電源ユニットのそれぞれを、各相に対応する電源ストリングに、加担が必要なときだけ電気的に接続し、加担が必要な電源ストリングの交流電圧の生成に必要な電圧を生成するようにする、若しくは、その共通の電源ストリングによって、加担が必要な電源ストリングの交流電圧の生成に必要な電圧を順に生成するようにしている。   For this reason, in the embodiment described below, in addition to the power supply string corresponding to each phase, a common power supply string is provided for each power supply string, and the common power supply string or the common power supply string is configured. Each of the plurality of power supply units is electrically connected to the power supply string corresponding to each phase only when sharing is necessary, and generates the voltage necessary for generating the AC voltage of the power supply string requiring sharing. Alternatively, a voltage necessary for generating an AC voltage of a power supply string that needs to be shared is sequentially generated by the common power supply string.

具体的には、以下に説明する実施形態では、蓄電器を有する蓄電ユニット、及び蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットによって構成され、位相の異なる多相の交流電圧のそれぞれに対応して設けられた第1電源ストリングと、第1電源ストリングを構成する電源ユニットと同じ構成の電源ユニットによって構成され、複数の第1電源ストリングに対応して共通に設けられた第2電源ストリングとによって、位相の異なる多相の交流電圧を生成するための電圧を生成するようにし、このうち、複数の第1電源ストリングでは、対応する交流電圧を生成するための一部の電圧を生成するようにし、第2電源ストリングでは、複数の交流電圧を生成するための残りの電圧を、多相の交流電圧の位相にしたがって順に生成するようにしている。   Specifically, in the embodiment described below, a multi-phase alternating current that includes a power storage unit including a power storage unit and a power control unit that controls power input and output to the power storage unit, and has different phases. The first power supply string provided corresponding to each of the voltages and the power supply unit having the same configuration as the power supply unit configuring the first power supply string, and provided in common corresponding to the plurality of first power supply strings A voltage for generating a multiphase AC voltage having different phases is generated by the second power supply string. Among the plurality of first power supply strings, some of the voltages for generating a corresponding AC voltage are generated. In the second power supply string, the remaining voltage for generating a plurality of AC voltages is changed to the level of the multiphase AC voltage. It is to be generated in the order in accordance with.

《代表的な解決手段による作用効果》
以下に説明する実施形態によれば、共通の電源ストリングを設けることにより、各相に対応する電源ストリングを構成する電源ユニットの個数を削減することができるので、定置用電源装置の低コスト化を図ることができる。
<Operational effects of typical solutions>
According to the embodiment described below, by providing a common power supply string, the number of power supply units constituting the power supply string corresponding to each phase can be reduced, so that the cost of the stationary power supply apparatus can be reduced. Can be planned.

従って、以下に説明する実施形態によれば、定置用電源装置の導入時の投資を少なく抑えることができる。   Therefore, according to the embodiment described below, the investment at the time of introducing the stationary power supply device can be reduced.

以下、図面を用いて、各実施形態を具体的に説明する。   Each embodiment will be specifically described below with reference to the drawings.

〔実施形態1〕
図1乃至図7を用いて、第1実施形態を説明する。
Embodiment 1
1st Embodiment is described using FIG. 1 thru | or FIG.

まず、図1を用いて、定置用電源装置100のシステム構成を説明する。   First, the system configuration of the stationary power supply apparatus 100 will be described with reference to FIG.

《電力系統の構成》
図1において符号200は電力系統を示す。
<Power system configuration>
In FIG. 1, reference numeral 200 indicates a power system.

電力系統200は、発電した電力を需要家の受電設備に供給するための、発電、変電、送電、配電の各システムを統合したシステムであり、発電システムによって発電された電力を、高電圧の三相交流電力(u相,v相,w相)として送電し、需要家に近くになるにしたがって低い電圧に変電し、需要家に配電されるときには、100ボルト或いは200ボルトの低い電圧で、かつ三相交流電力から単相交流電力に変換して配電する。   The electric power system 200 is a system that integrates each system of power generation, power transformation, power transmission, and power distribution to supply generated power to a power receiving facility of a consumer. When transmitting as phase AC power (u-phase, v-phase, w-phase), transforming to a lower voltage as it gets closer to the consumer, and when it is distributed to the consumer, at a low voltage of 100 volts or 200 volts, and Converts power from three-phase AC power to single-phase AC power.

発電システムとしては、原子力発電システム、火力発電システム、水力発電システム、再生可能エネルギーを利用した発電システム、例えば太陽光発電システムや風力発電システムなどがある。原子力発電システム、火力発電システムなどは安定して電力を供給することが可能ではあるが、再生可能エネルギーを利用した発電システムは、発電能力が天候などの自然環境に左右されて出力が変動し、安定した電力の供給ができない場合がある。このため、再生可能エネルギーを利用した発電システムを電力系統200に設ける場合には、発電システムの出力変動分が補われ、発電システムの出力変動が抑制されるように、発電システムの出力変動を抑制するための手段を、発電システムに併設し、電力系統200と連係させることが望ましい。   Examples of the power generation system include a nuclear power generation system, a thermal power generation system, a hydroelectric power generation system, and a power generation system using renewable energy, such as a solar power generation system and a wind power generation system. Nuclear power generation systems, thermal power generation systems, etc. can stably supply power, but power generation systems using renewable energy vary in output depending on the natural environment such as the weather, Stable power supply may not be possible. Therefore, when a power generation system using renewable energy is provided in the power system 200, the output fluctuation of the power generation system is suppressed so that the output fluctuation of the power generation system is compensated and the output fluctuation of the power generation system is suppressed. It is desirable that a means for doing so is provided in the power generation system and linked to the power system 200.

そこで、本実施形態では、再生可能エネルギーを利用した発電システムの出力変動を抑制するための手段として、定置用電源装置100(以下、単に「電源装置100」と記述する)を、発電システムに併設し、電力系統200と連係させている。   Therefore, in this embodiment, a stationary power supply device 100 (hereinafter simply referred to as “power supply device 100”) is provided in the power generation system as a means for suppressing output fluctuations of the power generation system using renewable energy. The power system 200 is linked.

《定置用電源装置の構成》
電源装置100は、後述する蓄電システムを備え、発電システムと電気的に並列な接続関係になるように、電力系統200に電気的に接続されている。
<< Configuration of stationary power supply >>
The power supply device 100 includes a power storage system to be described later, and is electrically connected to the power system 200 so as to be electrically connected to the power generation system.

蓄電システムを備えた電源装置100においては、発電システムから出力される電力が負荷側の要求電力に対して不足状態にある場合には、電力系統200に電力を供給して発電システムの不足分の電力を補い(放電し)、発電システムから電力系統に出力される電力が負荷側の要求電力に対して余剰状態にある場合には、電力系統200から発電システムの余剰分の電力を回収して蓄積し(充電し)、というように機能する。   In the power supply device 100 including the power storage system, when the power output from the power generation system is insufficient with respect to the required power on the load side, the power is supplied to the power system 200 and the shortage of the power generation system. When the electric power is supplemented (discharged) and the power output from the power generation system to the power system is in a surplus state with respect to the required power on the load side, the surplus power of the power generation system is recovered from the power system 200 Accumulate (charge), and so on.

このように、電源装置100が機能することにより、再生可能エネルギーを利用した発電システムの出力変動を抑制することができる。さらには、発電システムの余剰電力を蓄え、この蓄えた余剰電力を発電システムの出力変動を抑制させるための電力として活用でき、発電システムにおいて発電した電力を有効に利用することができる。   Thus, when the power supply apparatus 100 functions, output fluctuations of the power generation system using renewable energy can be suppressed. Furthermore, surplus power of the power generation system can be stored, and the stored surplus power can be used as power for suppressing output fluctuations of the power generation system, and the power generated in the power generation system can be used effectively.

電源装置100は、電力を充放電する蓄電システム、及び蓄電システムと電力系統200との間で授受される電力を変電する変電システムから構成されている。   The power supply device 100 includes a power storage system that charges and discharges power, and a power transformation system that transforms power exchanged between the power storage system and the power system 200.

《変電システムの構成》
変電システムは、主要な構成要素として、三相交流電力を変電する三相変圧器101を備え、蓄電システムと電力系統200との間において授受される電力を変電している。
<< Configuration of substation system >>
The power transformation system includes a three-phase transformer 101 that transforms three-phase AC power as a main component, and transforms the power exchanged between the power storage system and the power system 200.

三相変圧器101は、各相に対応した鉄心のそれぞれに、対応する相の一次巻線及び二次巻線が巻かれ、一次側及び二次側のそれぞれにおいて、各相の巻線がY(スター)結線或いは△(デルタ)結線されている変電機器であり、一次巻線が電力系統200に、二次巻線が蓄電システムに、それぞれ、電気的に接続されている。   In the three-phase transformer 101, the primary winding and the secondary winding of the corresponding phase are wound around each of the iron cores corresponding to each phase, and the winding of each phase is Y on each of the primary side and the secondary side. (Star) connection or Δ (Delta) connection substation equipment, where the primary winding is electrically connected to the power system 200 and the secondary winding is electrically connected to the power storage system.

ここで、一次側は高圧側を、二次側は低圧側を、それぞれ意味する。このため、三相変圧器101は、蓄電システムから二次巻線に三相交流電力が入力されると、入力された低電圧の三相交流電力を高電圧に変電して一次巻線から電力系統200に出力し、電力系統200から一次巻線に三相交流電力が入力されると、入力された高電圧の三相交流電力を低電圧に変電して二次巻線から蓄電システムに出力し、というように機能する。   Here, the primary side means the high pressure side, and the secondary side means the low pressure side. For this reason, when three-phase AC power is input to the secondary winding from the power storage system, the three-phase transformer 101 transforms the input low-voltage three-phase AC power into a high voltage to generate power from the primary winding. When it is output to the system 200 and three-phase AC power is input from the power system 200 to the primary winding, the input high-voltage three-phase AC power is transformed into a low voltage and output from the secondary winding to the power storage system. And so on.

本実施形態では、一次及び二次巻線がY(スター)結線された場合を例に挙げて説明する。   In the present embodiment, a case where the primary and secondary windings are Y (star) connected will be described as an example.

《蓄電システムの構成》
蓄電システムは、主要な構成要素として、電源ストリング110,120,130,140、切替装置150、中央制御装置160、電流計測装置161及び電圧計測装置162を備え、三相変圧器101との間で三相交流電力を授受している。
<Configuration of power storage system>
The power storage system includes power supply strings 110, 120, 130, and 140, a switching device 150, a central control device 160, a current measuring device 161, and a voltage measuring device 162 as main components, and the three-phase transformer 101. It receives and receives three-phase AC power.

《相毎の電源ストリングの構成》
電源ストリング110,120,130,140のうち、電源ストリング110,120,130は三相交流の各相に対応して設けられた相毎の電源ストリングである。すなわち電源ストリング110はu相に対応して設けられている。電源ストリング120はv相に対応して設けられている。電源ストリング130はw相に対応して設けられている。
<< Configuration of power supply string for each phase >>
Among the power supply strings 110, 120, 130, and 140, the power supply strings 110, 120, and 130 are phase-specific power supply strings provided corresponding to the three-phase AC phases. That is, the power supply string 110 is provided corresponding to the u phase. The power supply string 120 is provided corresponding to the v phase. The power supply string 130 is provided corresponding to the w phase.

電源ストリング110は、三つの電源ユニット111〜113を備え、対応するu相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット111〜113の間で分担して生成している。三つの電源ユニット111〜113は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット111〜113のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧が合成される。   The power supply string 110 includes three power supply units 111 to 113, and generates a rectangular wave voltage for generating a part of the corresponding u-phase AC voltage among the power supply units 111 to 113. . The three power supply units 111 to 113 are electrically connected in series. Thereby, the rectangular wave-like voltage produced | generated in each of the three power supply units 111-113 is synthesize | combined.

同様に、電源ストリング120は、三つの電源ユニット121〜123を備え、対応するv相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット121〜123の間で分担して生成している。三つの電源ユニット121〜123は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット121〜123のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧が合成される。   Similarly, the power supply string 120 includes three power supply units 121 to 123, and generates a rectangular wave voltage for generating a part of the corresponding v-phase AC voltage among the power supply units 121 to 123. doing. The three power supply units 121 to 123 are electrically connected in series. Thereby, the rectangular wave-like voltage produced | generated in each of the three power supply units 121-123 is synthesize | combined.

同様に、電源ストリング130は、三つの電源ユニット131〜133を備え、対応するw相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を電源ユニット131〜133の間で分担して生成している。三つの電源ユニット131〜133は電気的に直列に接続されている。これにより、三つの電源ユニット131〜133のそれぞれにおいて生成した矩形波状の電圧が合成される。   Similarly, the power supply string 130 includes three power supply units 131 to 133 and generates a rectangular wave voltage for generating a part of the corresponding w-phase AC voltage among the power supply units 131 to 133. doing. The three power supply units 131 to 133 are electrically connected in series. Thereby, the rectangular wave-like voltage produced | generated in each of the three power supply units 131-133 is synthesize | combined.

電源ストリング110,120,130は、Y(スター)結線されるように、それぞれの一端(u相の三つの電源ユニット111〜113の電気的な直列接続の一端,v相の三つの電源ユニット121〜123の電気的な直列接続の一端,w相の三つの電源ユニット131〜133の電気的な直列接続の一端)同士が、切替装置150を介して、三相結線103によって電気的に接続されている。三相結線103の三相の接続点は中性点102となる。   The power strings 110, 120, and 130 are each connected at one end (one end of an electrical series connection of three u-phase power supply units 111 to 113, three v-phase power supply units 121 so that they are connected in a Y (star) connection. ˜123 and one end of the electrical series connection of the three w-phase power supply units 131 to 133 are electrically connected by the three-phase connection 103 via the switching device 150. ing. A three-phase connection point of the three-phase connection 103 is a neutral point 102.

電源ストリング110,120,130のそれぞれの他端(u相の三つの電源ユニット111〜113の電気的な直列接続の他端,v相の三つの電源ユニット121〜123の電気的な直列接続の他端,w相の三つの電源ユニット131〜133の電気的な直列接続の他端)は、変圧器101の対応する相の二次巻線に電気的に接続されている。   The other end of each of the power supply strings 110, 120, and 130 (the other end of the electrical series connection of the three u-phase power supply units 111 to 113, the electrical series connection of the three power supply units 121 to 123 of the v phase. The other end, the other end of the electric series connection of the three power supply units 131 to 133 of the w phase) is electrically connected to the secondary winding of the corresponding phase of the transformer 101.

尚、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133の具体的な構成は図2を用いて後述する。   The specific configurations of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, and 131 to 133 will be described later with reference to FIG.

《相共通の電源ストリングの構成》
電源ストリング140は、電源ストリング110,120,130(三相交流の各相)に共通に設けられた相共通の電源ストリングである。電源ストリング140は、一つの電源ユニット141を備え、電源ストリング110,120,130のそれぞれに対応する相の交流電圧の残りを生成するための矩形波状の電圧を各相の位相に応じて順次生成している。
《Common power string configuration》
The power supply string 140 is a common power supply string provided in common to the power supply strings 110, 120, and 130 (three-phase alternating current phases). The power supply string 140 includes one power supply unit 141, and sequentially generates a rectangular wave voltage for generating the remainder of the AC voltage of the phase corresponding to each of the power supply strings 110, 120, and 130 according to the phase of each phase. doing.

尚、電源ユニット141の具体的な構成は図2を用いて後述する。   The specific configuration of the power supply unit 141 will be described later with reference to FIG.

《切替装置の概略構成》
切替装置150は、電源ストリング140が、どの相の交流電圧を生成するための電圧を生成するかに応じて、電源ストリング110,120,130に対する電源ストリング140の電気的な接続を切り替えている。
<Schematic configuration of switching device>
The switching device 150 switches the electrical connection of the power supply string 140 to the power supply strings 110, 120, and 130 according to which phase of the alternating current voltage is generated by the power supply string 140.

電源ストリング110,120,130に対する電源ストリング140の電気的な接続が切替装置150によって切り替えられることにより、電源ストリング140(電源ユニット141)において生成された矩形波状の電圧は、電気的に接続された相毎の電源ストリングにおいて生成された矩形波状の電圧の合成電圧に合成される。これにより、三相変圧器101の二次側(低圧側)には、目標電圧(正弦波)に対応する、矩形波状の電圧の合成電圧が発生する。   The electrical connection of the power supply string 140 to the power supply strings 110, 120, and 130 is switched by the switching device 150, so that the rectangular wave voltage generated in the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected. It is synthesized into a synthesized voltage of rectangular wave-like voltage generated in the power string for each phase. As a result, a composite voltage of a rectangular wave voltage corresponding to the target voltage (sine wave) is generated on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101.

尚、切替装置150の具体的な構成は図3を用いて後述する。   A specific configuration of the switching device 150 will be described later with reference to FIG.

《中央制御装置の機能》
中央制御装置160は、電力系統200と電源装置100とが連系して電力の授受ができるように、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141のそれぞれ及び切替装置150の作動を制御する電子回路装置であり、回路基板に実装された、演算処理装置(マイクロプロセッサ)、記憶装置を含む複数の電子部品によって構成されている。
《Central control unit function》
The central control device 160 operates each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, and 141 and the switching device 150 so that the power system 200 and the power supply device 100 can be connected to each other to exchange power. Is an electronic circuit device that controls a plurality of electronic components including a processing unit (microprocessor) and a storage device mounted on a circuit board.

中央制御装置160には、入力情報として、蓄電システムと変圧器101との間に発生する三相交流電圧に関する情報(電力系統200の三相交流電圧に関する情報)、及び蓄電システムと変圧器101との間において流れる三相交流電流に関する情報が、インターフェース回路を介して入力されている。   The central controller 160 includes, as input information, information on the three-phase AC voltage generated between the power storage system and the transformer 101 (information on the three-phase AC voltage of the power system 200), and the power storage system and the transformer 101. The information regarding the three-phase alternating current that flows between is input through the interface circuit.

中央制御装置160は、記憶装置に格納された制御プログラムにしたがって動作し、インターフェース回路を介して入力された入力情報、及び記憶装置に格納された記憶情報を含む複数の情報に基づいて、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141のそれぞれ及び切替装置150の作動を制御するための制御指令を演算する。そして、中央制御装置160は、その制御指令に関する信号を、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141及び切替装置150のそれぞれに出力する。   The central controller 160 operates according to a control program stored in the storage device, and based on a plurality of information including input information input via the interface circuit and storage information stored in the storage device, the power supply unit Control commands for controlling each of 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, 141 and the operation of the switching device 150 are calculated. The central control device 160 then outputs a signal related to the control command to each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, 141 and the switching device 150.

中央制御装置160によって演算された制御指令に関する信号は、無線通信或いは有線通信によって、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141及び切替装置150のそれぞれに信号伝送される。   A signal related to the control command calculated by the central control device 160 is transmitted to each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, 141 and the switching device 150 by wireless communication or wired communication.

このように、制御指令に関する信号が中央制御装置160から無線通信或いは有線通信によって信号伝送されると、電源ユニット111〜113は、それぞれ、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に基づいて、u相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を生成する。電源ユニット121〜123は、それぞれ、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に基づいて、v相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を生成する。電源ユニット131〜133は、それぞれ、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に基づいて、w相の交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を生成する。また、電源ユニット141は、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に基づいて、各相の交流電圧の残りを生成するための矩形波状の電圧を、各相の位相に応じて順次、生成する。さらに、切替装置150は、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に基づいて、電源ストリング110,120,130に対する電源ストリング140の電気的な接続を切り替える。   As described above, when the signal related to the control command is transmitted from the central control device 160 by wireless communication or wired communication, the power supply units 111 to 113 are each based on the control command signal transmitted from the central control device 160. A rectangular wave voltage for generating a part of the u-phase AC voltage is generated. Each of the power supply units 121 to 123 generates a rectangular wave voltage for generating a part of the v-phase AC voltage based on the control command signal-transmitted from the central control device 160. Each of the power supply units 131 to 133 generates a rectangular wave voltage for generating a part of the w-phase AC voltage based on the control command signal-transmitted from the central controller 160. Further, the power supply unit 141 sequentially generates a rectangular wave voltage for generating the remainder of the AC voltage of each phase according to the phase of each phase based on the control command transmitted from the central controller 160. To do. Further, the switching device 150 switches the electrical connection of the power supply string 140 to the power supply strings 110, 120, and 130 based on the control command signaled from the central control device 160.

電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141のそれぞれに対して信号伝送される制御指令は、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれにおいて生成する目標交流電圧を示す指令と、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141のそれぞれが、対応する目標電圧に対して生成する矩形波状の電圧パターンを決めるためのパターン生成電圧を示す指令である。目標電圧を示す指令は変調波(基本波)として生成され、パターン生成電圧を示す指令は搬送波(キャリア)として生成され、それぞれ信号伝送される。   The control command signal-transmitted to each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, 141 includes a command indicating a target AC voltage generated in each of the power supply strings 110, 120, 130, and 140. Each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, and 141 is a command indicating a pattern generation voltage for determining a rectangular wave voltage pattern to be generated for a corresponding target voltage. A command indicating the target voltage is generated as a modulated wave (fundamental wave), and a command indicating the pattern generation voltage is generated as a carrier wave (carrier) and transmitted as a signal.

変調波は、基本的には正弦波によって構成される。しかし、本実施形態では、各相の交流電圧を相毎の電源ストリングと相共通の電源ストリングとによって分担して生成しているので、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれに信号伝送される変調波は、目標交流電圧を示す正弦波のうちの一部(分担分の目標電圧)を示す波形になる。   The modulation wave is basically constituted by a sine wave. However, in this embodiment, since the AC voltage of each phase is generated by sharing the power string for each phase and the power string common to the phases, the signal is transmitted to each of the power strings 110, 120, 130, and 140. The modulated wave becomes a waveform indicating a part of the sine wave indicating the target AC voltage (the shared target voltage).

このため、電源ユニット111〜113のそれぞれには、三相変圧器101の二次側(低圧側)に発生させるu相の目標交流電圧を示す変調波(正弦波)のうちの一部、すなわち電源ストリング110において発生させる目標電圧分を示す変調波が信号伝送されている。電源ユニット121〜123のそれぞれには、三相変圧器101の二次側(低圧側)に発生させるv相の目標交流電圧を示す変調波(正弦波)のうちの一部、すなわち電源ストリング120において発生させる目標電圧分を示す変調波が信号伝送されている。電源ユニット131〜133のそれぞれには、三相変圧器101の二次側(低圧側)に発生させるw相の目標交流電圧を示す変調波(正弦波)のうちの一部、すなわち電源ストリング130において発生させる目標電圧分を示す変調波が信号伝送されている。電源ストリング140(電源ユニット141)には、三相変圧器101の二次側(低圧側)に発生させる各相の目標交流電圧を示す変調波(正弦波)のうちの残り、すなわち電圧ストリング140において発生させる目標電圧分を示す変調波(正弦波で示される各相の変調波のそれぞれから、対応する相の電源ストリングにおいて発生させる目標電圧分を示す変調波を差し引いて残った三相分の変調波を合成した合成変調波)が信号伝送されている。   For this reason, each of the power supply units 111 to 113 includes a part of a modulated wave (sine wave) indicating a u-phase target AC voltage to be generated on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101, that is, A modulated wave indicating a target voltage generated in the power supply string 110 is transmitted as a signal. Each of the power supply units 121 to 123 includes a part of a modulation wave (sine wave) indicating a v-phase target AC voltage generated on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101, that is, the power supply string 120. A modulated wave indicating the target voltage to be generated is transmitted as a signal. Each of the power supply units 131 to 133 includes a part of a modulated wave (sine wave) indicating a w-phase target AC voltage generated on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101, that is, the power supply string 130. A modulated wave indicating the target voltage to be generated is transmitted as a signal. In the power supply string 140 (power supply unit 141), the remainder of the modulated wave (sine wave) indicating the target AC voltage of each phase to be generated on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101, that is, the voltage string 140. Subtracting the modulation wave indicating the target voltage generated in the power string of the corresponding phase from each of the modulation waves of the respective phases indicated by the sine wave A combined modulated wave (combined modulated waves) is transmitted as a signal.

搬送波は、変調波よりも周波数が大きい三角波によって構成され、目標交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために、変調波と比較される。   The carrier wave is constituted by a triangular wave having a frequency higher than that of the modulation wave, and is compared with the modulation wave in order to generate a rectangular wave voltage for generating the target AC voltage.

本実施形態では、電源ストリング110,120,130のそれぞれにおいて、対応する複数の電源ユニットによって、目標交流電圧の一部を生成するための矩形波状の電圧を分担して生成している。このため、電源ストリング110の電源ユニット111〜113のそれぞれには、電位レベルの異なる三角波が信号伝送されている。電源ストリング120の電源ユニット121〜123のそれぞれには、電位レベルの異なる三角波が信号伝送されている。電源ストリング130の電源ユニット131〜133のそれぞれには、電位レベルの異なる三角波が信号伝送されている。   In this embodiment, in each of the power supply strings 110, 120, and 130, a plurality of corresponding power supply units share and generate a rectangular wave voltage for generating a part of the target AC voltage. Therefore, triangular waves having different potential levels are transmitted as signals to each of the power supply units 111 to 113 of the power supply string 110. Triangular waves having different potential levels are transmitted as signals to each of the power supply units 121 to 123 of the power supply string 120. Triangular waves having different potential levels are transmitted as signals to each of the power supply units 131 to 133 of the power supply string 130.

また、本実施形態では、電源ストリング140の電源ユニット141において、各相の目標交流電圧の残りを生成するための矩形波状の電圧を、各相の位相に応じて順に生成している。このため、電源ストリング140の電源ユニット141には、所定の電位レベルの一つの三角波が信号伝送されている。   Further, in the present embodiment, in the power supply unit 141 of the power supply string 140, a rectangular wave voltage for generating the remainder of the target AC voltage of each phase is sequentially generated according to the phase of each phase. Therefore, one triangular wave having a predetermined potential level is signal-transmitted to the power supply unit 141 of the power supply string 140.

尚、本実施形態では、中央制御装置160から制御指令として変調波及び搬送波を信号伝送する場合を例に挙げて説明するが、搬送波は、電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133及び電源ユニット141のそれぞれにおいて生成し、この生成に必要な情報、例えば電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133及び電源ユニット141のそれぞれにおいて、どの電位レベルの搬送波を生成するか、また、生成する搬送波の振幅の高さなどの情報を中央制御装置160から信号伝送するようにしてもよい。   In the present embodiment, a case in which a modulated wave and a carrier wave are transmitted as a control command from the central controller 160 will be described as an example. However, the carrier wave includes power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, and Information generated for each power supply unit 141 and information necessary for the generation, for example, which potential level carrier wave is generated in each of the power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, and the power supply unit 141, Information such as the amplitude of the carrier wave to be generated may be transmitted from the central controller 160 as a signal.

《計測装置の構成》
蓄電システムと三相変圧器101の二次側(低圧側)との間には電流計測装置161が設置されている。電流計測装置161は、蓄電システムと三相変圧器101との間で授受される三相交流電流を計測するためのセンサユニットであり、三相交流電流の計測値を示す信号を中央制御装置160に出力している。
<Configuration of measuring device>
A current measuring device 161 is installed between the power storage system and the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101. The current measuring device 161 is a sensor unit for measuring a three-phase alternating current exchanged between the power storage system and the three-phase transformer 101, and a signal indicating a measured value of the three-phase alternating current is sent to the central control device 160. Is output.

蓄電システムと三相変圧器101の二次側(低圧側)との間には電圧計測装置162が設置されている。電圧計測装置162は、蓄電システムと三相変圧器101との間で授受される三相交流電圧を計測するためのセンサユニットであり、三相交流電圧の計測値を示す信号を中央制御装置160に出力している。   A voltage measuring device 162 is installed between the power storage system and the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101. The voltage measuring device 162 is a sensor unit for measuring a three-phase AC voltage exchanged between the power storage system and the three-phase transformer 101, and a signal indicating a measured value of the three-phase AC voltage is sent to the central controller 160. Is output.

中央制御装置160は、入力された各計測値を示す信号から三相交流電流及び三相交流電圧を検出する。   The central controller 160 detects a three-phase alternating current and a three-phase alternating current voltage from the input signals indicating the measured values.

尚、本実施形態では、三相変圧器101の二次側(低圧側)に電流計測装置161及び電圧計測装置162を設置し、三相交流電流及び三相交流電圧を計測する場合を例に挙げて説明するが、電流計測装置161及び電圧計測装置162を三相変圧器101の一次側(高圧側)に設置して三相交流電流及び三相交流電圧を計測するようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the current measuring device 161 and the voltage measuring device 162 are installed on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101 and the three-phase AC current and the three-phase AC voltage are measured is taken as an example. As will be described, the current measuring device 161 and the voltage measuring device 162 may be installed on the primary side (high voltage side) of the three-phase transformer 101 to measure the three-phase AC current and the three-phase AC voltage.

三相交流電圧及び三相交流電流を三相変圧器101の二次側(低圧側)において計測する場合には、三相交流電圧及び三相交流電流を三相変圧器101の一次側(高圧側)において計測する場合に比べて、電流計測装置161及び電圧計測装置162の耐圧や電気絶縁を低くでき、電流計測装置161及び電圧計測装置162の低コスト化を図ることができる。   When the three-phase AC voltage and the three-phase AC current are measured on the secondary side (low voltage side) of the three-phase transformer 101, the three-phase AC voltage and the three-phase AC current are measured on the primary side (high voltage The withstand voltage and electrical insulation of the current measuring device 161 and the voltage measuring device 162 can be lowered compared with the case of measuring in the side), and the cost of the current measuring device 161 and the voltage measuring device 162 can be reduced.

《電源ユニットの構成》
次に、図2を用いて、電源ユニット111の構成を説明する。
<Configuration of power supply unit>
Next, the configuration of the power supply unit 111 will be described with reference to FIG.

図1に示す電源ユニット111〜113,121〜123,131〜133,141はいずれも同じ構成である。このようなことから、本実施形態では、代表として、電源ユニット111の構成を図2に示し、その構成を説明する。   The power supply units 111 to 113, 121 to 123, 131 to 133, and 141 shown in FIG. For this reason, in this embodiment, as a representative, the configuration of the power supply unit 111 is shown in FIG. 2 and the configuration will be described.

図2に示すように、電源ユニット111は、主要な構成要素として、蓄電ユニット10及び電力変換ユニット20を備え、変調波と搬送波との比較によって得られたオンオフ信号(ノッチ波)に基づいて、交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。   As shown in FIG. 2, the power supply unit 111 includes the power storage unit 10 and the power conversion unit 20 as main components, and based on an on / off signal (notch wave) obtained by comparing the modulated wave and the carrier wave, A rectangular wave voltage for generating an AC voltage is generated.

蓄電ユニット10と電力変換ユニット20との間は、蓄電ユニット10の正極側と電力変換ユニット20の直流正極側とが直流正極側電路によって電気的に接続されることにより、さらには、蓄電ユニット10の負極側と電力変換ユニット20の直流負極側とが直流負極側電路によって電気的に接続されることにより、電気的に接続されている。   Between the power storage unit 10 and the power conversion unit 20, the positive electrode side of the power storage unit 10 and the DC positive electrode side of the power conversion unit 20 are electrically connected by a DC positive electrode side circuit. The negative electrode side and the DC negative electrode side of the power conversion unit 20 are electrically connected by being electrically connected by a DC negative electrode circuit.

《蓄電ユニットの構成》
蓄電ユニット10は、主要な構成要素として、複数のリチウムイオン二次電池11(以下、単に「二次電池11」という)を備え、直流電力を充放電している。
<Configuration of power storage unit>
The power storage unit 10 includes a plurality of lithium ion secondary batteries 11 (hereinafter simply referred to as “secondary batteries 11”) as main components, and charges and discharges DC power.

複数の二次電池11は電気的に直列に接続されている。   The plurality of secondary batteries 11 are electrically connected in series.

尚、本実施形態では、複数の二次電池11を電気的に直列に接続して蓄電ユニット10を構成する場合を例に挙げて説明する。蓄電ユニット10の構成としては、複数の二次電池11を電気的に直列に接続した二次電池群を複数、電気的に並列に接続するようにしてもよい。二次電池11の数や複数の二次電池11をどのように電気的に接続するかは、電源装置100に要求される定格出力電圧や定格蓄電容量などに応じて適宜設定すればよい。   In the present embodiment, a case where the power storage unit 10 is configured by electrically connecting a plurality of secondary batteries 11 in series will be described as an example. As a configuration of the power storage unit 10, a plurality of secondary battery groups in which a plurality of secondary batteries 11 are electrically connected in series may be electrically connected in parallel. The number of the secondary batteries 11 and how the plurality of secondary batteries 11 are electrically connected may be appropriately set according to the rated output voltage and the rated storage capacity required for the power supply device 100.

《電力変換ユニットの構成》
電力変換ユニット20は、主要な構成要素として、スイッチング回路30、スイッチング回路30の差動を制御する制御ユニット40及び負荷側接続端50を備え、蓄電ユニット10から直流電力を放電する場合には、蓄電ユニット10から出力された直流電圧から交流電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成して出力し、蓄電ユニット10に直流電力を充電する場合には、入力された交流電圧から直流電圧を生成して蓄電ユニット10に出力している。
<Configuration of power conversion unit>
The power conversion unit 20 includes, as main components, a switching circuit 30, a control unit 40 that controls the differential of the switching circuit 30, and a load side connection end 50, and when discharging DC power from the power storage unit 10, When generating and outputting a rectangular wave voltage for generating an AC voltage from the DC voltage output from the storage unit 10 and charging the storage unit 10 with DC power, the DC voltage is obtained from the input AC voltage. It is generated and output to the power storage unit 10.

《スイッチング回路の構成》
スイッチング回路30は、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であるスイッチング素子31,33,35,37を備えている。
<Configuration of switching circuit>
The switching circuit 30 includes switching elements 31, 33, 35, and 37 which are MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors).

尚、本実施形態では、スイッチング素子31,33,35,37としてMOFETを用いた場合を例に挙げて説明するが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)など、他の半導体スイッチング素子を用いても構わない。   In this embodiment, the case where the MOFET is used as the switching elements 31, 33, 35, and 37 will be described as an example. However, other semiconductor switching elements such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) may be used. Absent.

スイッチング回路30は、具体的には、上アームのスイッチング素子31のソースと下アームのスイッチング素子33のドレインとが電気的に直列に接続されて構成された第1のアームと、上アームのスイッチング素子35のソースと下アームのスイッチング素子37のドレインとが電気的に直列に接続されて構成された第2のアームとを備え、上アームのスイッチング素子31,35のドレイン同士及び下アームのスイッチング素子33,37のソース同士が電気的に接続されて、第1のアームと第2のアームとが電気的に並列に接続された単相フルブリッジインバータ回路である。   Specifically, the switching circuit 30 includes a first arm configured by electrically connecting a source of the switching element 31 of the upper arm and a drain of the switching element 33 of the lower arm in series, and switching of the upper arm. A second arm configured such that the source of the element 35 and the drain of the switching element 37 of the lower arm are electrically connected in series, and the drains of the switching elements 31 and 35 of the upper arm and the switching of the lower arm are provided. This is a single-phase full-bridge inverter circuit in which the sources of the elements 33 and 37 are electrically connected, and the first arm and the second arm are electrically connected in parallel.

スイッチング素子31,33,35,37のドレインとソースとの間には、それぞれ、MOSFETの構造上、寄生ダイオードが設けられている。具体的には、スイッチング素子31のドレインとソースとの間にはダイオード32が、スイッチング素子33のドレインとソースとの間にはダイオード34が、スイッチング素子35のドレインとソースとの間にはダイオード36が、スイッチング素子37のドレインとソースとの間にダイオード38が、それぞれ、設けられている。   Parasitic diodes are provided between the drains and sources of the switching elements 31, 33, 35, and 37 because of the MOSFET structure. Specifically, a diode 32 is provided between the drain and source of the switching element 31, a diode 34 is provided between the drain and source of the switching element 33, and a diode is provided between the drain and source of the switching element 35. 36, diodes 38 are provided between the drain and source of the switching element 37, respectively.

このように、スイッチング素子としてMOSFETを用いた場合には、別途、ダイオードを、スイッチング素子のドレインとソースとの間に設ける必要がない。   Thus, when a MOSFET is used as the switching element, it is not necessary to separately provide a diode between the drain and source of the switching element.

一方、スイッチング素子としてIGBTを用いた場合には、別途、ダイオードを、スイッチング素子のドレインとソースとの間に設ける必要がある。   On the other hand, when an IGBT is used as the switching element, it is necessary to separately provide a diode between the drain and source of the switching element.

上アームのスイッチング素子31,35のドレインは直流正極側接続端として、蓄電ユニット20の正極側に電気的に接続されている。下アームのスイッチング素子33,37のソースは直流負極側接続端として、蓄電ユニット20の負極側に電気的に接続されている。   The drains of the switching elements 31 and 35 of the upper arm are electrically connected to the positive electrode side of the power storage unit 20 as the DC positive electrode side connection end. The sources of the switching elements 33 and 37 of the lower arm are electrically connected to the negative electrode side of the power storage unit 20 as a DC negative electrode side connection end.

第1のアームの中点、すなわち上アームのスイッチング素子31のソースと下アームのスイッチング素子33のドレインとの電気的な接続点、及び第2のアームの中点、すなわち上アームのスイッチング素子35のソースと下アームのスイッチング素子37のドレインとの電気的な接続点は、それぞれ、交流側(負荷側)接続端として引き出されている。交流側(負荷側)接続端の先端部には交流(負荷)端子50が設けられている。   The middle point of the first arm, that is, the electrical connection point between the source of the switching element 31 of the upper arm and the drain of the switching element 33 of the lower arm, and the middle point of the second arm, that is, the switching element 35 of the upper arm. The electrical connection point between the source of the switch and the drain of the switching element 37 of the lower arm is drawn out as an AC side (load side) connection end. An AC (load) terminal 50 is provided at the tip of the AC side (load side) connection end.

《制御ユニットの機能》
制御ユニット40は、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に対応した矩形波状の電圧が、交流側接続端50に発生するように、スイッチング素子31,33,35,37の駆動を制御する電子回路装置であり、回路基板に実装された、演算処理装置(マイクロプロセッサ)、記憶装置を含む複数の電子部品によって構成されている。
<Control unit functions>
The control unit 40 controls the driving of the switching elements 31, 33, 35, and 37 so that a rectangular wave voltage corresponding to the control command transmitted from the central controller 160 is generated at the AC side connection end 50. An electronic circuit device, which is composed of a plurality of electronic components mounted on a circuit board, including an arithmetic processing device (microprocessor) and a storage device.

制御ユニット40には、入力情報として、中央制御装置160から信号伝送された制御指令が、インターフェース回路を介して入力されている。   A control command signal-transmitted from the central controller 160 is input as input information to the control unit 40 via an interface circuit.

制御指令は、前述した変調波及び搬送波である。   The control command is the above-described modulated wave and carrier wave.

制御ユニット40は、記憶装置に格納された制御プログラムにしたがって動作し、インターフェース回路を介して入力された入力情報、及び記憶装置に格納された記憶情報を含む複数の情報に基づいて、矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算する。矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算すると、制御ユニット40は、演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、スイッチング素子31,33,35,37をスイッチング(オン,オフ)させるための駆動パターンに関する情報を演算する。そして、制御ユニット40は、演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、スイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。ノッチ波は矩形波状のパルス信号であり、駆動信号或いはゲート信号と呼ばれる場合もある。   The control unit 40 operates according to a control program stored in the storage device, and is based on a plurality of pieces of information including input information input via the interface circuit and storage information stored in the storage device. Information on the voltage generation pattern is calculated. When the information about the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, the control unit 40 drives the switching elements 31, 33, 35, and 37 based on the calculated information about the voltage generation pattern (on / off). Calculate information about. Then, the control unit 40 generates notch waves to be input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 based on the information regarding the calculated switching drive pattern, and the notch waves are generated by the switching element 31. , 33, 35, and 37. The notch wave is a rectangular wave-shaped pulse signal and may be called a drive signal or a gate signal.

制御ユニット40から出力されたノッチ波がスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、スイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、スイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 is input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37, the switching elements 31, 33, 35, and 37 are each transmitted a signal from the control unit 40. Switching (on / off) based on the notch wave. As a result, the switching circuit 30 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

《切替装置の具体的な構成》
次に、図3を用いて、切替装置150の構成を説明する。
<Specific configuration of switching device>
Next, the configuration of the switching device 150 will be described with reference to FIG.

図3に示すように、切替装置150は、切替回路70、切替制御装置90及び接続端子80〜86を備え、接続端子80側と、接続端子81,82,83側と、接続端84,85,86側との三者間の電気的な接続を切り替えている。   As illustrated in FIG. 3, the switching device 150 includes a switching circuit 70, a switching control device 90, and connection terminals 80 to 86, and includes a connection terminal 80 side, connection terminals 81, 82, 83 side, and connection ends 84, 85. , 86 is switched to the electrical connection between the three parties.

図3において、接続端子81,84の間の線路はu相の第1電路を示す。接続端子82,85の間の線路はv相の第1電路を示す。接続端子83,86の間の線路はw相の第1電路を示す。接続端子80とu相の第1電路の接続端子81側との間の線路はu相の第2電路を示す。接続端子80とv相の第1電路の接続端子82側との間の線路はv相の第2電路を示す。接続端子80とw相の第1電路の接続端子83側との間の線路はw相の第2電路を示す。接続端子80とu相の第1電路の接続端子84側との間の線路はu相の第3電路を示す。接続端子80とv相の第1電路の接続端子85側との間の線路はv相の第3電路を示す。接続端子80とw相の第1電路の接続端子86側との間の線路はw相の第3電路を示す。   In FIG. 3, the line between the connection terminals 81 and 84 represents the u-phase first electric circuit. A line between the connection terminals 82 and 85 indicates a first electric circuit of v phase. A line between the connection terminals 83 and 86 indicates a first electric circuit of w phase. A line between the connection terminal 80 and the connection terminal 81 side of the u-phase first electric circuit indicates a u-phase second electric circuit. A line between the connection terminal 80 and the connection terminal 82 side of the v-phase first electric circuit indicates a v-phase second electric circuit. A line between the connection terminal 80 and the connection terminal 83 side of the w-phase first electric circuit indicates a w-phase second electric circuit. The line between the connection terminal 80 and the connection terminal 84 side of the u-phase first electric circuit indicates the u-phase third electric circuit. A line between the connection terminal 80 and the connection terminal 85 side of the v-phase first electric circuit indicates a v-phase third electric circuit. A line between the connection terminal 80 and the connection terminal 86 side of the first electric circuit of the w phase indicates a third electric circuit of the w phase.

接続端子80には、図1に示す電源ストリング140(電源ユニット141)が電気的に接続される。接続端子81には、図1に示すu相の電源ストリング110が電気的に接続される。接続端子82には、図1に示すv相の電源ストリング120が電気的に接続される。接続端子83には、図1に示すw相の電源ストリング130が電気的に接続される。接続端子84,85,86には、図1に示す三相結線102が電気的に接続される。   A power supply string 140 (power supply unit 141) shown in FIG. 1 is electrically connected to the connection terminal 80. The u-phase power supply string 110 shown in FIG. 1 is electrically connected to the connection terminal 81. A v-phase power supply string 120 shown in FIG. 1 is electrically connected to the connection terminal 82. A w-phase power supply string 130 shown in FIG. 1 is electrically connected to the connection terminal 83. A three-phase connection 102 shown in FIG. 1 is electrically connected to the connection terminals 84, 85 and 86.

《切替回路の構成》
切替回路70はスイッチング回路であり、u相の第1電路上に設けられたスイッチ71、v相の第1電路上に設けられたスイッチ72、w相の第1電路上に設けられたスイッチ73、u相の第2電路上に設けられたスイッチ74、v相の第2電路上に設けられたスイッチ75及びw相の第2電路上に設けられたスイッチ76を備え、各相の電流が流れる経路を、第1電路の一端から他端に、他の電路を経由せずに流れる経路から、第1電路の一端から他端に第2及び第3電路を介して流れる経路に、或いは第1電路の一端から他端に第2及び第3電路を介して流れる経路から、第1電路の一端から他端に、他の電路を経由せずに流れる経路に切り替えている。
<Configuration of switching circuit>
The switching circuit 70 is a switching circuit, a switch 71 provided on the u-phase first electric circuit, a switch 72 provided on the v-phase first electric circuit, and a switch 73 provided on the w-phase first electric circuit. , A switch 74 provided on the second electric circuit of the u phase, a switch 75 provided on the second electric circuit of the v phase, and a switch 76 provided on the second electric circuit of the w phase. The path that flows from one end of the first circuit to the other end, the path that flows without passing through the other circuit, the path that flows from one end to the other end of the first circuit via the second and third circuits, or the second A path that flows from one end of one electric circuit to the other end via the second and third electric circuits is switched to a path that flows from one end of the first electric circuit to the other end without passing through another electric circuit.

スイッチ71,72,73は、電源ストリング110〜130のうち、対応する相の電源ストリングと三相結線102とを電気的に接続する場合に閉じられ、電源ストリング110〜130のうち、対応する相の電源ストリングと三相結線102との間に電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続する場合に開かれる。一方、スイッチ74,75,76は、電源ストリング110〜130のうち、対応する相の電源ストリングと三相結線102とを電気的に接続する場合に開かれ、電源ストリング110〜130のうち、対応する相の電源ストリングと三相結線102との間に電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続する場合に閉じられる。   The switches 71, 72, and 73 are closed when the power strings of the corresponding phases of the power strings 110 to 130 are electrically connected to the three-phase connection line 102, and the corresponding phases of the power strings 110 to 130 are closed. It is opened when the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected between the power supply string and the three-phase connection line 102. On the other hand, the switches 74, 75, and 76 are opened when the power strings of the corresponding phases among the power strings 110 to 130 are electrically connected to the three-phase connection line 102. It is closed when the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected between the power supply string of the corresponding phase and the three-phase connection line 102.

スイッチ71,72,73,74,75,76は半導体スイッチング半導体素子、例えばMOSFETによって構成されている。   The switches 71, 72, 73, 74, 75, 76 are constituted by semiconductor switching semiconductor elements, for example, MOSFETs.

尚、スイッチ71,72,73,74,75,76としては、他の半導体スイッチング半導体素子を用いてもよい。また、スイッチ71,72,73,74,75,76としては、機械式或いは電磁式の機構によって可動する接点を有する機械的スイッチを用いてもよい。   As the switches 71, 72, 73, 74, 75, 76, other semiconductor switching semiconductor elements may be used. Further, as the switches 71, 72, 73, 74, 75, 76, mechanical switches having contacts that are movable by a mechanical or electromagnetic mechanism may be used.

《切替制御装置の機能》
切替制御装置90は、中央制御装置160から信号伝送された制御指令に対応した切り替え、すなわち電源ストリング110,120,130と、電源ストリング140と、三相結線102との間の電気的な接続の切り替えが行われるように、スイッチ71,72,73,74,75,76の駆動を制御する電子回路装置であり、回路基板に実装された、演算処理装置(マイクロプロセッサ)及び記憶装置を含む複数の電子部品によって構成されている。
《Function of switching control device》
The switching control device 90 performs switching corresponding to the control command signaled from the central control device 160, that is, electrical connection between the power supply strings 110, 120, 130, the power supply string 140, and the three-phase connection line 102. An electronic circuit device that controls the driving of the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76 so as to be switched, and includes a plurality of processing units (microprocessors) and storage devices mounted on a circuit board. It is composed of electronic parts.

切替制御装置90には、入力情報として、中央制御装置160から信号伝送された制御指令が、インターフェース回路を介して入力されている。   A control command signal-transmitted from the central control device 160 is input to the switching control device 90 via the interface circuit as input information.

制御指令は、電源ストリング110,120,13のうち、どの相の電源ストリングに電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続するかを示す切替指令である。   The control command is a switching command indicating which phase of the power supply strings 110, 120, and 13 is to be electrically connected to the power supply string 140 (power supply unit 141).

切替制御装置90は、記憶装置に格納された制御プログラムにしたがって動作し、インターフェース回路を介して入力された入力情報に基づいて、スイッチ71,72,73,74,75,76をスイッチング(オン,オフ)させるための駆動パターンに関する情報を演算する。そして、切替制御装置90は、そのスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、スイッチ71,72,73,74,75,76のそれぞれをスイッチング駆動するための駆動指令を生成し、その駆動指令をスイッチ71,72,73,74,75,76のそれぞれに出力する。   The switching control device 90 operates according to a control program stored in the storage device, and switches (ON, ON) the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76 based on input information input via the interface circuit. Information on the drive pattern for turning off) is calculated. Then, the switching control device 90 generates a drive command for switching and driving each of the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76 based on the information related to the switching drive pattern. , 72, 73, 74, 75 and 76, respectively.

ここで、スイッチ71,72,73,74,75,76は、半導体スイッチング半導体素子であるMOSFETであるので、切替制御装置90から出力される駆動指令は、MOSFETのゲートに入力されるノッチ波(矩形波状のパルス信号)である。   Here, since the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76 are MOSFETs that are semiconductor switching semiconductor elements, the drive command output from the switching control device 90 is a notch wave (input to the gate of the MOSFET ( Rectangular wave-shaped pulse signal).

切替制御装置90から出力された駆動指令がスイッチ71,72,73,74,75,76のそれぞれに入力されると、スイッチ71,72,73,74,75,76は、それぞれ、切替制御装置90から出力された駆動指令に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、切替回路70は、切替指令に応じて電源ストリング110,120,130と、電源ストリング140と、三相結線102との間の電気的な接続を切り替える。   When the drive command output from the switching control device 90 is input to each of the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76, the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76 are respectively switched to the switching control device. Switching (on / off) is performed based on the drive command output from 90. As a result, the switching circuit 70 switches the electrical connection among the power supply strings 110, 120, and 130, the power supply string 140, and the three-phase connection 102 in accordance with the switching command.

《切替装置の動作》
次に、図4を用いて、切替装置150の動作を、図3の構成を参酌しながら説明する。
<Operation of switching device>
Next, the operation of the switching device 150 will be described using FIG. 4 with reference to the configuration of FIG.

図4は、切替装置150に対する切替指令と、スイッチ71,72,73,74,75,76に対する駆動指令との対応関係の時間変化を示す。   FIG. 4 shows temporal changes in the correspondence relationship between the switching command for the switching device 150 and the driving commands for the switches 71, 72, 73, 74, 75, and 76.

図4において、横軸は時間を示す。   In FIG. 4, the horizontal axis indicates time.

図4において、縦軸は切替指令及び駆動指令を示す。具体的には、図4の(4A)は切替装置150に対する切替指令を示す。図4の(4B)はスイッチ74に対する駆動指令を示す。図4の(4C)はスイッチ75に対する駆動指令を示す。図4の(4D)はスイッチ76に対する駆動指令を示す。図4の(4E)はスイッチ71に対する駆動指令を示す。図4の(4F)はスイッチ72に対する駆動指令を示す。図4の(4G)はスイッチ73に対する駆動指令を示す。   In FIG. 4, the vertical axis indicates a switching command and a driving command. Specifically, (4A) in FIG. 4 shows a switching command for the switching device 150. (4B) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 74. (4C) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 75. (4D) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 76. (4E) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 71. (4F) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 72. (4G) in FIG. 4 shows a drive command for the switch 73.

また、図4の(4A)の切替装置150に対する切替指令は、電源ストリング140(電源ユニット141)を、電源ストリング110,120,130のうち、どの電源ストリングに対して電気的に接続するかを示す。ここで、切替指令がu相(81−84)の位置にある場合は、電源ストリング110に対して電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続することを意味する。切替指令がv相(82−85)の位置にある場合は、電源ストリング120に対して電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続することを意味する。切替指令がw相(83−86)の位置にある場合は、電源ストリング130に対して電源ストリング140(電源ユニット141)を電気的に接続することを意味する。   In addition, the switching command to the switching device 150 in (4A) of FIG. 4 indicates which power supply string of the power supply strings 110, 120, and 130 is to be electrically connected to the power supply string 140 (power supply unit 141). Show. Here, when the switching command is in the u-phase (81-84) position, it means that the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected to the power supply string 110. When the switching command is in the v phase (82-85) position, it means that the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected to the power supply string 120. When the switching command is in the w-phase (83-86) position, it means that the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected to the power supply string 130.

さらに、スイッチ71とスイッチ74との間、スイッチ72とスイッチ75との間、スイッチ73とスイッチ76との間は、それぞれ、対の関係にあり、一方がオン状態になった場合には他方がオフ状態になり、一方がオフ状態になった場合には他方がオン状態になる。   Further, there is a pair relationship between the switch 71 and the switch 74, between the switch 72 and the switch 75, and between the switch 73 and the switch 76, and when one is turned on, the other is When one is turned off, the other is turned on.

図4に示すように、時間0から時間T03の期間において、切替装置150に対する切替指令は、三相の交流電圧の位相にしたがって、v相,u相,w相の順に切り替わる。As shown in FIG. 4, in the period from time 0 to time T 03 , the switching command to the switching device 150 is switched in the order of v phase, u phase, and w phase according to the phase of the three-phase AC voltage.

時間0から時間T01の期間では、図4の(4A)に示すように、切替指令がv相(82−85)の位置にあるので、電源ストリング140(電源ユニット141)は電源ストリング120に電気的に接続されることになる。このため、v相の第2電路に設けられたスイッチ75は、図4の(4C)に示すように、オン状態になり、v相の第1電路に設けられたスイッチ72は、図4の(4F)に示すように、オフ状態になる。これにより、電源ストリング120と三相結線103との間には電源ストリング140(電源ユニット141)が電気的に接続される。これに対して、u相,w相の第2電路に設けられたスイッチ74,76は、図4の(4B)(4D)に示すように、通常のオフ状態に、u相,w相の第2電路に設けられたスイッチ71,73は、図4の(4E)(4G)に示すように、通常のオン状態にある。これにより、電源ストリング110,130は電源ストリング140(電源ユニット141)が介在しない状態で直接、三相結線103に電気的に接続される。In the period from time 0 to time T 01 , as shown in (4A) of FIG. 4, since the switching command is at the position of the v phase (82-85), the power supply string 140 (power supply unit 141) is connected to the power supply string 120. It will be electrically connected. Therefore, as shown in (4C) of FIG. 4, the switch 75 provided in the v-phase second electric circuit is turned on, and the switch 72 provided in the v-phase first electric circuit is As shown in (4F), the state is turned off. Thus, the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected between the power supply string 120 and the three-phase connection line 103. On the other hand, the switches 74 and 76 provided in the second electric circuit of the u phase and the w phase are in the normal OFF state as shown in (4B) and (4D) of FIG. The switches 71 and 73 provided in the second electric circuit are in a normal ON state as shown in (4E) and (4G) of FIG. Thereby, the power supply strings 110 and 130 are directly electrically connected to the three-phase connection 103 without the power supply string 140 (power supply unit 141) interposed.

時間T01から時間T02の期間では、図4の(4A)に示すように、切替指令がu相(81−84)の位置にあるので、電源ストリング140(電源ユニット141)は電源ストリング110に電気的に接続されることになる。このため、u相の第2電路に設けられたスイッチ74は、図4の(4B)に示すように、オン状態になり、u相の第1電路に設けられたスイッチ71は、図4の(4E)に示すように、オフ状態になる。これにより、電源ストリング110と三相結線103との間には電源ストリング140(電源ユニット141)が電気的に接続される。これに対して、v相,w相の第2電路に設けられたスイッチ75,76は、図4の(4C)(4D)に示すように、通常のオフ状態にあり、v相,w相の第1電路に設けられたスイッチ72,73は、図4の(4F)(4G)に示すように、通常のオン状態にある。これにより、電源ストリング120,130は電源ストリング140(電源ユニット141)が介在しない状態で直接、三相結線103に電気的に接続される。In the period from time T 01 to time T 02 , as shown in (4A) of FIG. 4, the power supply string 140 (power supply unit 141) is connected to the power supply string 110 because the switching command is at the u-phase (81-84) position. It will be electrically connected to. Therefore, the switch 74 provided in the u-phase second electric circuit is turned on as shown in FIG. 4 (4B), and the switch 71 provided in the u-phase first electric circuit is the same as that shown in FIG. As shown to (4E), it will be in an OFF state. Accordingly, the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected between the power supply string 110 and the three-phase connection line 103. On the other hand, the switches 75 and 76 provided in the second electric circuit of the v phase and the w phase are in the normal off state as shown in (4C) and (4D) of FIG. The switches 72 and 73 provided in the first electric circuit are in a normal ON state as shown in (4F) and (4G) of FIG. As a result, the power supply strings 120 and 130 are electrically connected directly to the three-phase connection 103 without the power supply string 140 (power supply unit 141) interposed.

時間T02から時間T03の期間では、図4の(4A)に示すように、切替指令がw相(83−86)の位置にあるので、電源ストリング140(電源ユニット141)は電源ストリング130に電気的に接続されることになる。このため、w相の第2電路に設けられたスイッチ76は、図4の(4D)に示すように、オン状態になり、w相の第1電路に設けられたスイッチ73は、図4の(4G)に示すように、オフ状態になる。これにより、電源ストリング130と三相結線103との間には電源ストリング140(電源ユニット141)が電気的に接続される。これに対して、u相,v相の第2電路に設けられたスイッチ74,75は、図4の(4B)(4C)に示すように、通常のオフ状態になり、u相,v相の第1電路に設けられたスイッチ71,72は、図4の(4E)(4F)に示すように、通常のオン状態にある。これにより、電源ストリング110,120は電源ストリング140(電源ユニット141)が介在しない状態で直接、三相結線103に電気的に接続される。In the period from time T 02 to time T 03 , as shown in (4A) of FIG. 4, the power supply string 140 (power supply unit 141) is in the power supply string 130 because the switching command is at the w-phase (83-86) position. It will be electrically connected to. Therefore, the switch 76 provided in the w-phase second electric circuit is turned on as shown in FIG. 4 (4D), and the switch 73 provided in the w-phase first electric circuit is the same as that shown in FIG. As shown in (4G), the state is turned off. Thus, the power supply string 140 (power supply unit 141) is electrically connected between the power supply string 130 and the three-phase connection line 103. On the other hand, the switches 74 and 75 provided in the u-phase and v-phase second electric circuits are normally turned off as shown in (4B) and (4C) of FIG. The switches 71 and 72 provided in the first electric circuit are in a normal ON state as shown in (4E) and (4F) of FIG. As a result, the power supply strings 110 and 120 are directly electrically connected to the three-phase connection 103 without the power supply string 140 (power supply unit 141) interposed.

これ以降は、目標三相交流電圧が大きく変化しない場合には、時間0から時間T01の期間の動作、時間T01から時間T02の期間の動作、時間T02から時間T03の期間の動作が、その順に繰り返し繰り返される。Thereafter, when the target three-phase AC voltage does not change greatly, the operation from the time 0 to the time T 01 , the operation from the time T 01 to the time T 02 , and the period from the time T 02 to the time T 03 The operation is repeated in that order.

このように、本実施形態では、切替装置150によって、電源ストリング110,120,130と電源ストリング140(電源ユニット141)との電気的な接続を切り替えるので、各相の交流電圧の発生に寄与する電源ユニットの数が、三相交流電圧の位相にしたがって、3個から4個、4個から3個、というように切り替わる。   Thus, in this embodiment, since the electrical connection between the power supply strings 110, 120, and 130 and the power supply string 140 (power supply unit 141) is switched by the switching device 150, it contributes to the generation of the AC voltage of each phase. The number of power supply units is switched from 3 to 4, from 4 to 3, according to the phase of the three-phase AC voltage.

尚、本実施形態では、各相の交流電圧の発生に寄与する電源ユニットの数が、三相交流電圧の位相にしたがって、3個から4個、4個から3個、というように切り替わる場合を前提に説明したが、目標三相交流電圧が低くなり、電源ストリング110,120,130のみで、目標三相交流電圧に対応した三相交流電圧を出力することができる場合もある。この状態では、電源ストリング140(電源ユニット141)は電源ストリング110,120,130のそれぞれに対して順次、電気的には接続されず、休止状態になる。すなわちその状態では、各相の交流電圧の発生に寄与する電源ユニットの数が3個から4個に切り替わらない。   In the present embodiment, the number of power supply units contributing to the generation of the AC voltage of each phase is switched from 3 to 4, from 4 to 3, according to the phase of the three-phase AC voltage. As described above, there are cases where the target three-phase AC voltage becomes low, and the three-phase AC voltage corresponding to the target three-phase AC voltage can be output only by the power supply strings 110, 120, and 130. In this state, the power supply string 140 (power supply unit 141) is not electrically connected to each of the power supply strings 110, 120, and 130 sequentially, and enters a dormant state. That is, in this state, the number of power supply units that contribute to the generation of the AC voltage of each phase does not switch from three to four.

《電源ストリングの動作原理》
次に、図1の電源装置100の動作を説明する前に、図5を用いて、電源ストリングの動作原理を、図2の構成を参酌しながら説明する。
《Power string operation principle》
Next, before describing the operation of the power supply apparatus 100 of FIG. 1, the operation principle of the power supply string will be described with reference to the configuration of FIG. 2, using FIG.

ここでは、図2に示す電源ユニット111と同じ構成の電源ユニットA,B,C,Dの電気的な直列接続によって、一つの電源ストリングSを構成したときの、交流電圧を発生させるための動作原理について説明する。   Here, an operation for generating an AC voltage when one power supply string S is configured by electrical series connection of power supply units A, B, C, and D having the same configuration as the power supply unit 111 shown in FIG. The principle will be described.

図5は、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて生成する矩形波状の出力電圧パターンを生成するための制御指令と、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて生成された矩形波状の出力電圧と、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの矩形波状の出力電圧を合成して生成した一相分の交流電圧との対応関係の時間変化を示す。   FIG. 5 shows a control command for generating a rectangular waveform output voltage pattern generated in each of the power supply units A, B, C, and D, and a rectangular waveform generated in each of the power supply units A, B, C, and D. And the time variation of the correspondence relationship between the output voltage of the power source units A, B, C and D and the AC voltage for one phase generated by synthesizing the output voltages of the respective rectangular waveforms.

制御指令は、電源ストリングSに対する目標交流電圧を示す変調波(正弦波)と、電源ストリングSを構成する電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれに対応するキャリア(三角波である搬送波)であり、図5では1/2サイクル分を示す。   The control command is a modulated wave (sine wave) indicating a target AC voltage for the power supply string S and a carrier (a carrier wave that is a triangular wave) corresponding to each of the power supply units A, B, C, and D constituting the power supply string S. FIG. 5 shows a half cycle.

図5において、横軸は時間を示す。   In FIG. 5, the horizontal axis represents time.

図5において、縦軸は波形の電位レベル及び出力電圧を示す。具体的には、図5の(5A)は電源ストリングS(電源ユニットA,B,C,D)に対する変調波(実線)及び電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれに対するキャリア(破線)の電位レベルを示す。図5の(5B)は電源ユニットAの矩形波状の出力電圧を示す。図5の(5C)は電源ユニットBの矩形波状の出力電圧を示す。図5の(5D)は電源ユニットCの矩形波状の出力電圧を示す。図5の(5E)は電源ユニットDの矩形波状の出力電圧を示す。図5の(5F)は電源ストリングSの出力電圧を示す。   In FIG. 5, the vertical axis indicates the waveform potential level and the output voltage. Specifically, (5A) in FIG. 5 shows the modulation wave (solid line) for the power supply string S (power supply units A, B, C, and D) and the carrier (broken line) for each of the power supply units A, B, C, and D. Indicates the potential level. (5B) in FIG. 5 shows a rectangular wave-like output voltage of the power supply unit A. (5C) in FIG. 5 shows the output voltage of the power supply unit B in the form of a rectangular wave. (5D) of FIG. 5 shows the output voltage of the power supply unit C in the form of a rectangular wave. (5E) in FIG. 5 shows the output voltage of the power supply unit D in the form of a rectangular wave. (5F) in FIG. 5 shows the output voltage of the power supply string S.

電源ストリングSは、図5の(5B)〜(5E)に示すように、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて、矩形波状の出力電圧を分担して生成する。矩形波状の出力電圧は、電源ユニットA,B,C,Dが電気的に直列に接続されていることから、図5の(5F)に示すように合成され、目標交流電圧を示す変調波(正弦波)に近い正弦波の交流電圧として、電源ストリングSから出力される。   As shown in (5B) to (5E) of FIG. 5, the power supply string S is generated by sharing a rectangular wave output voltage in each of the power supply units A, B, C, and D. The rectangular wave output voltage is synthesized as shown in (5F) of FIG. 5 because the power supply units A, B, C, and D are electrically connected in series, and a modulated wave (FIG. 5F) indicating the target AC voltage ( It is output from the power supply string S as a sine wave AC voltage close to a sine wave.

電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて、矩形波状の出力電圧を生成するにあたっては、図5の(5A)に示すように、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの制御ユニット40において、目標交流電圧を示す正弦波状の変調波と、対応する三角波状のキャリア(搬送波)とを比較し、キャリアに対して変調波が大きい場合に矩形波状の電圧が生成されるようにする。ここで、図5の(5A)に示すように、キャリアは電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて電位レベルが異なっている。これにより、電源ストリングSは、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて、異なる出力電圧を分担して生成することができる。   In generating the rectangular wave output voltage in each of the power supply units A, B, C, and D, the control units 40 of the power supply units A, B, C, and D are each generated as shown in FIG. In FIG. 5, a sinusoidal modulated wave indicating the target AC voltage is compared with a corresponding triangular wave carrier (carrier wave), and a rectangular wave voltage is generated when the modulated wave is larger than the carrier. Here, as shown in FIG. 5 (5A), the carrier has different potential levels in the power supply units A, B, C, and D, respectively. Thus, the power supply string S can be generated by sharing different output voltages in the power supply units A, B, C, and D, respectively.

電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの制御ユニット40は、前述の比較基づいて、電源ユニットA,B,C,Dのうちの対応する電源ユニットにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算する。矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算すると、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの制御ユニット40は、演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニットA,B,C,Dのうちの対応する電源ユニットのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算する。そして、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの制御ユニット40は、演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニットA,B,C,Dのうちの対応する電源ユニットのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   Each control unit 40 of the power supply units A, B, C, and D is based on the above-described comparison, and information on a rectangular wave voltage generation pattern generated in the corresponding power supply unit among the power supply units A, B, C, and D. Is calculated. When the information regarding the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, the control units 40 of the power supply units A, B, C, and D are based on the calculated information regarding the voltage generation pattern. The information regarding each switching drive pattern of switching element 31,33,35,37 which comprises the switching circuit 30 of a corresponding power supply unit is calculated. Then, each control unit 40 of the power supply units A, B, C, and D, based on the calculated information regarding the switching drive pattern, switches the corresponding power supply unit among the power supply units A, B, C, and D. 30 generates notch waves to be input to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37, and outputs the notch waves to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37.

電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニットA,B,C,Dのうちの対応する電源ユニットのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれのスイッチング回路30は、図5の(5B)〜(5E)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units A, B, C, and D are the switching elements 31 that constitute the switching circuit 30 of the corresponding power supply unit among the power supply units A, B, C, and D. When input to the respective gates 33, 35, 37, the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units A, B, C, D are respectively corresponding control units. Switching (on / off) is performed based on the notch wave transmitted from 40. As a result, each of the switching circuits 30 of the power supply units A, B, C, and D generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (5B) to (5E) of FIG. To do.

電源ユニットA,B,C,Dのそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は、図5の(5F)に示すように合成され、図5の(5A)に示す目標交流電圧(変調波)に対する電源ストリングSの出力電圧として出力される。   The rectangular wave-like voltages generated in each of the power supply units A, B, C, and D are combined as shown in (5F) of FIG. 5 and are applied to the target AC voltage (modulated wave) shown in (5A) of FIG. It is output as the output voltage of the power supply string S.

以上のように、図5では、四つの電源ユニットによって一つの電源ストリングを構成し、電源ストリングの出力電圧を、四つの電源ユニットによって分担して生成するときの動作原理について説明したが、複数の電源ユニットによる出力電圧の分担は、複数の電源ストリングに跨ってもよい。   As described above, FIG. 5 illustrates the operation principle when one power supply string is configured by four power supply units and the output voltage of the power supply string is generated by sharing the four power supply units. The sharing of the output voltage by the power supply unit may extend over a plurality of power supply strings.

《電源装置の動作》
次に、図6,図7を用いて、図1に示す電源装置100の動作について説明する。
《Power supply operation》
Next, the operation of the power supply apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

図6は、電源装置110の三相分の変調波と、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれに対応した変調波と、切替装置150に対する切替指令との対応関係の時間変化を示す。図7は、電源装置100の三相分の出力電圧と、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれの出力電圧と、切替装置150に対する切替指令との対応関係の時間変化を示す。   FIG. 6 shows temporal changes in the correspondence relationship between the three-phase modulated waves of the power supply device 110, the modulated waves corresponding to the power supply strings 110, 120, 130, and 140, and the switching command to the switching device 150. FIG. 7 shows temporal changes in the correspondence relationship between the output voltages for the three phases of the power supply device 100, the output voltages of the power supply strings 110, 120, 130, and 140, and the switching command for the switching device 150.

図6,図7において、横軸は時間を示す。   6 and 7, the horizontal axis represents time.

図6において、縦軸は変調波及び切替指令を示す。具体的には、図6の(6A)は電源装置100に対する三相分の変調波を示す。ここで、実線はu相の変調波を示す。点線はv相の変調波を示す。破線はw相の変調波を示す。u相の変調波を基準とすると、v相の変調波はu相の変調波に対して電気的に120度、位相差があり、w相の変調波はv相の変調波に対して電気的に120度、位相差がある。すなわち三相の変調波は対称三相交流であり、電源装置100には対称三相交流電圧の出力が要求されている。尚、後述する図6の(6B)〜(6E)の変調波を合成すると、図6の(6A)の変調波になる。図6の(6B)は電源ストリング110に対する変調波を示す。図6の(6C)は電源ストリング120に対する変調波を示す。図6の(6D)は電源ストリング130に対する変調波を示す。図6の(6E)は電源ストリング140に対する変調波を示す。図6の(6F)は切替装置150に対する切替指令を示す。尚、図6の(6E)と(6F)とを対比することにより、電源ストリング140に対する変調波が各時間区間毎にどの相の出力電圧を生成するための変調波であるかが判る。   In FIG. 6, the vertical axis indicates the modulated wave and the switching command. Specifically, (6A) in FIG. 6 shows three-phase modulated waves for the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates a u-phase modulated wave. The dotted line indicates a v-phase modulated wave. A broken line indicates a w-phase modulated wave. When the u-phase modulated wave is used as a reference, the v-phase modulated wave is electrically 120 degrees away from the u-phase modulated wave, and the w-phase modulated wave is electrically different from the v-phase modulated wave. There is a phase difference of 120 degrees. That is, the three-phase modulated wave is a symmetrical three-phase alternating current, and the power supply device 100 is required to output a symmetrical three-phase alternating voltage. Note that when the modulated waves of (6B) to (6E) in FIG. 6 described later are combined, the modulated wave of (6A) in FIG. 6 is obtained. FIG. 6B shows a modulated wave for the power supply string 110. FIG. (6C) in FIG. 6 shows a modulated wave for the power supply string 120. FIG. (6D) of FIG. 6 shows a modulated wave for the power supply string 130. (6E) of FIG. 6 shows a modulated wave for the power supply string 140. FIG. (6F) in FIG. 6 shows a switching command to the switching device 150. Note that by comparing (6E) and (6F) in FIG. 6, it is possible to determine which phase of the modulation wave for the power supply string 140 is to generate an output voltage for each time interval.

図7において、縦軸は出力電圧及び切替指令を示す。具体的には、図7の(7A)は電源装置100の出力電圧を示す。ここで、実線はu相の出力電圧を示す。点線はv相の出力電圧を示す。破線はw相の出力電圧を示す。尚、後述する図7の(7B)〜(7E)の出力電圧を合成すると、図7の(7A)の出力電圧になる。図7の(7B)は電源ストリング110の出力電圧を示す。図7の(7C)は電源ストリング120の出力電圧を示す。図7の(7D)は電源ストリング130の出力電圧を示す。ここで、図7の(7B)〜(7E)の出力電圧は、それぞれ、対応する電源ストリングを構成する複数の電源ユニットの矩形波状の出力電圧の合成により得られた出力電圧である。図7の(7E)は電源ストリング140の出力電圧を示す。図7の(7F)は切替装置150に対する切替指令を示す。尚、図7の(7E)と(7F)とを対比することにより、電源ストリング140の出力電圧が時間区間毎にどの相の出力電圧を生成しているかが判る。   In FIG. 7, the vertical axis indicates the output voltage and the switching command. Specifically, (7A) in FIG. 7 shows the output voltage of the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates the u-phase output voltage. The dotted line indicates the output voltage of the v phase. A broken line indicates a w-phase output voltage. When the output voltages of (7B) to (7E) in FIG. 7 described later are combined, the output voltage of (7A) in FIG. 7 is obtained. FIG. 7B shows the output voltage of the power supply string 110. FIG. 7 (7C) shows the output voltage of the power supply string 120. FIG. (7D) of FIG. 7 shows the output voltage of the power supply string 130. Here, the output voltages of (7B) to (7E) in FIG. 7 are output voltages obtained by combining rectangular output voltages of a plurality of power supply units constituting the corresponding power supply string. 7 (7E) shows the output voltage of the power supply string 140. FIG. (7F) in FIG. 7 shows a switching command to the switching device 150. By comparing (7E) and (7F) in FIG. 7, it can be understood which phase the output voltage of the power supply string 140 generates for each time interval.

本実施形態では、基本的には図5に示す動作と同じ原理に基づいて、各相の出力電圧を複数の電源ユニットによって分担して出力している。   In the present embodiment, basically, the output voltage of each phase is shared by a plurality of power supply units and output based on the same principle as the operation shown in FIG.

しかし、本実施形態では、各相の出力電圧を、二つの電源ストリング間に跨り、二つの電源ストリングの複数の電源ユニットによって分担して出力している。具体的には、u相の出力電圧は、電源ストリング110,140に跨り、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113及び電源ストリング140の電源ユニット141によって分担して出力している。v相の出力電圧は、電源ストリング130,140に跨り、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123及び電源ストリング140の電源ユニット141によって分担して出力している。w相の出力電圧は、電源ストリング130,140に跨り、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133及び電源ストリング140の電源ユニット141によって分担して出力している。   However, in the present embodiment, the output voltage of each phase spans between two power supply strings and is shared and output by a plurality of power supply units of the two power supply strings. Specifically, the u-phase output voltage spans the power supply strings 110 and 140 and is shared and output by the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110 and the power supply unit 141 of the power supply string 140. The v-phase output voltage spans the power supply strings 130 and 140 and is shared and output by the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120 and the power supply unit 141 of the power supply string 140. The w-phase output voltage spans the power supply strings 130 and 140 and is shared by the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130 and the power supply unit 141 of the power supply string 140.

図6の(6B)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング110の電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40には、図6の(6A)に示す電源装置100のu相の変調波のうち、レベル+hとレベル−hとの間の部分の波形が、電源ストリング110に対する変調波(目標出力電圧)として設定され、出力されている。具体的には、レベル0より大きくレベル+hより小さい時間である時間0から時間T11までの期間及び時間T12から時間T13までの期間、レベル0より小さくレベル−hよりも大きい時間である時間T13から時間T14までの期間及び時間T15から次の時間までの期間は正弦波状になるように設定されるとともに、時間T11から時間T12までの期間は時間T11のレベル(+h)を保持するように設定され、さらには時間T14から時間T15までの期間は時間T14のレベル(−h)を保持するように設定された変調波が出力されている。As shown in (6B) of FIG. 6, each control unit 40 of the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110 from the central control device 160 has a u-phase of the power supply device 100 shown in (6A) of FIG. 6. Among the modulation waves, the waveform in the portion between level + h and level -h is set and output as the modulation wave (target output voltage) for the power supply string 110. Specifically, the period and the period from time T 12 to time T 13 from time 0 is a large level + h less time than the level 0 to time T 11, is greater time than smaller level -h than the level 0 with the duration and the time T 15 from time T 13 to time T 14 is the period until the next time is set to be a sine wave, a period from time T 11 to time T 12 the level of the time T 11 ( + h) is set to hold a news from time T 14 to time T 15 is output modulated wave is set so as to hold the level (-h) of time T 14.

図6の(6C)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング120の電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40には、図6の(6A)に示す電源装置100のv相の変調波のうち、レベル+hとレベル−hとの間の部分の波形が、電源ストリング120に対する変調波(目標出力電圧)として設定され、出力されている。具体的には、レベル0より大きくレベル+hより小さい時間である時間T12から時間T13までの期間及び時間T14から時間T15までの期間、レベル0より小さくレベル−hよりも大きい時間である時間T11から時間T12までの期間及び時間T15から次の時間までの期間は正弦波状になるように設定されるとともに、時間0から時間T11までの期間は時間0のレベル(−h)を保持するように設定され、さらには時間T13から時間T14までの期間は時間T13のレベル(+h)を保持するように設定された変調波が出力されている。As shown in (6C) of FIG. 6, each control unit 40 of the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120 from the central control device 160 has a v phase of the power supply device 100 shown in (6A) of FIG. 6. Among the modulation waves, the waveform in the portion between level + h and level -h is set and output as the modulation wave (target output voltage) for the power supply string 120. Specifically, the period from the period and the time T 14 from time T 12 is greater level + h less time than the level 0 to the time T 13 to time T 15, at a greater time than smaller level -h than the level 0 The period from time T 11 to time T 12 and the period from time T 15 to the next time are set to be sinusoidal, and the period from time 0 to time T 11 is at the level of time 0 (− It is set to hold h), further from time T 13 to time T 14 is output set modulated wave to hold a level (+ h) of time T 13.

図6の(6D)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング130の電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40には、図6の(6A)に示す電源装置100のw相の変調波のうち、レベル+hとレベル−hとの間の部分の波形が、電源ストリング130に対する変調波(目標出力電圧)として設定され、出力されている。具体的には、レベル0より大きくレベル+hより小さい時間である時間0から時間T11までの期間及び時間T14から時間T15までの期間、レベル0より小さくレベル−hよりも大きい時間である時間T11から時間T12までの期間及び時間T13から時間T14までの期間は正弦波状になるように設定されるとともに、時間T12から時間T13までの期間は時間T12のレベル(−h)を保持するように設定され、さらには時間T15から次の時間までの期間は時間T15のレベル(−h)を保持するように設定された変調波が出力されている。As shown in (6D) of FIG. 6, each control unit 40 of the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130 from the central control device 160 has a w phase of the power supply device 100 shown in (6 </ b> A) of FIG. 6. Among the modulation waves, the waveform in the portion between level + h and level -h is set and output as the modulation wave (target output voltage) for the power supply string 130. Specifically, the period and the period from time T 14 to time T 15 from time 0 is a large level + h less time than the level 0 to time T 11, is greater time than smaller level -h than the level 0 with the period from the period and the time T 13 from time T 11 to time T 12 to time T 14 is set to be a sine wave, a period from time T 12 to time T 13 is the time T 12 levels ( is set to hold -h), further from time T 15 until the next time are output modulated wave is set so as to hold the level (-h) of time T 15.

図6の(6E)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング140の電源ユニット140の制御ユニット40には、図6の(6A)に示す電源装置100の各相の変調波のうち、レベル+hよりも大きい部分の波形とレベル−hよりも小さい部分の波形とを合成した波形が、電源ストリング140に対する変調波(目標出力電圧)として設定され、出力されている。具体的には、時間0から時間T11までの期間は、図6の(6A)に示すv相の変調波のレベル−hより小さい波形(図6の(6A)に示すv相の変調波にレベル+hの波形を加算(レベル−hの波形を減算)して得られる波形)となるように、時間T11から時間T12までの期間は、図6の(6A)に示すu相の変調波のレベル+hより大きい波形(図6の(6A)に示すu相の変調波にレベル+hの波形を減算(レベル−hの波形を加算)して得られる波形)となるように、時間T12から時間T13までの期間は、図6の(6A)に示すw相の変調波のレベル−hより小さい波形(図6の(6A)に示すw相の変調波にレベル+hの波形を加算(レベル−hの波形を減算)して得られる波形)となるように、時間T13から時間T14までの期間は、図6の(6A)に示すv相の変調波のレベル+hより大きい波形(図6の(6A)に示すv相の変調波にレベル+hの波形を減算(レベル−hの波形を加算)して得られる波形)となるように、時間T14から時間T15までの期間は、図6の(6A)に示すu相の変調波のレベル+hより大きい波形(図6の(6A)に示すu相の変調波にレベル+hの波形を加算(レベル−hの波形を減算)して得られる波形)となるように、時間T15から次の時間までの期間は、図6の(6A)に示すw相の変調波のレベル+hより大きい波形(図6の(6A)に示すw相の変調波にレベル+hの波形を減算(レベル−hの波形を加算)して得られる波形)となるように、それらの波形を合成した、3次高調波のような形状の変調波が出力されている。As shown in (6E) of FIG. 6, the control unit 40 of the power supply unit 140 of the power supply string 140 from the central control device 160 has a modulated wave of each phase of the power supply device 100 shown in (6A) of FIG. A waveform obtained by synthesizing a waveform of a portion larger than level + h and a waveform of a portion smaller than level −h is set and output as a modulation wave (target output voltage) for power supply string 140. Specifically, the period from time 0 to time T 11 is a waveform smaller than the level-h of the v-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6 (the v-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6). in so that adding the waveform level + h waveform obtained by (a level -h waveform subtraction) was), from time T 11 to time T 12, the u-phase as shown in (6A) of FIG. 6 The time is such that the waveform is greater than the level + h of the modulated wave (the waveform obtained by subtracting the level + h waveform (adding the level-h waveform) to the u-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6). During the period from T 12 to time T 13 , the waveform is smaller than the level-h of the w-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6 (the waveform of level + h is added to the w-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6). so that the added waveform obtained by (a level -h waveform subtraction) was), from time T 13 to time T 14 is A waveform larger than the level + h of the v-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6 (the level + h waveform is subtracted (added to the level-h waveform) to the v-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6). so that is waveform) obtained Te, from time T 14 to time T 15 is shown in (6A) to indicate the u-phase modulation wave level + h is greater than the waveform (of FIG. 6 (6A) of FIG. 6 adding the waveform level + h in modulated wave u-phase as a waveform) obtained by (a level -h waveform subtraction) and, from time T 15 until the next time, in FIG. 6 (6A) And a waveform larger than the level + h of the w-phase modulated wave shown in FIG. 6 (a waveform obtained by subtracting the level + h waveform (adding the level-h waveform) to the w-phase modulated wave shown in (6A) of FIG. 6) and Thus, a modulated wave having a shape like a third-order harmonic, which is a combination of these waveforms, is output.

図6の(6F)に示すように、中央制御装置160から切替装置150の切替制御装置90には、図6の(6F)に示す電源ストリング140の変調波にあわせて、電源ストリング140の電気的な接続先を示す切替指令が設定され、出力されている。具体的には、時間0から時間T11までの期間は、v相に対応する電源ストリング120に電気的に接続されるように設定され、時間T11から時間T12までの期間は、u相に対応する電源ストリング110に電気的に接続されるように設定され、時間T12から時間T13までの期間は、w相に対応する電源ストリング130に電気的に接続されるように設定され、時間T13から時間T14までの期間は、v相に対応する電源ストリング120に電気的に接続されるように設定され、時間T14から時間T15までの期間は、u相に対応する電源ストリング110に電気的に接続されるように設定され、時間T15から次の時間までの期間は、w相に対応する電源ストリング120に電気的に接続されるように設定された切替指令が出力されている。As shown in (6F) of FIG. 6, the switching control device 90 of the central control device 160 to the switching device 150 sends the electric power of the power supply string 140 in accordance with the modulation wave of the power supply string 140 shown in (6F) of FIG. A switching command indicating a specific connection destination is set and output. Specifically, the period from time 0 to time T 11 is set to be electrically connected to the power supply string 120 corresponding to the v phase, and the period from time T 11 to time T 12 is the u phase. is set so as to be electrically connected to a power source string 110 corresponding to the period from time T 12 to time T 13 is set so as to be electrically connected to a power source string 130 corresponding to the w-phase, from time T 13 to time T 14 is the power source string 120 corresponding to the v-phase are set so as to be electrically connected, from time T 14 to time T 15 correspond to the u-phase power supply the string 110 is set so as to be electrically connected, from time T 15 until the next time, the switching command which is set so as to be electrically connected to a power source string 120 corresponding to the w-phase output Has been.

また、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング140の電源ユニット141の制御ユニット40には、対応する電位レベルの搬送波(三角波)が中央制御装置160から出力される。尚、搬送波は、中央制御装置160からの情報に基づいて、各制御ユニット40において生成してもよい。   Further, the control units 40 of the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110, the control units 40 of the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120, and the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130, respectively. Corresponding potential level carriers (triangular waves) are output from the central controller 160 to the respective control units 40 and the control units 40 of the power supply unit 141 of the power supply string 140. A carrier wave may be generated in each control unit 40 based on information from the central controller 160.

電源ストリング110では、電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40において、図6の(6B)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット111,112,113のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 110, the control unit 40 of each of the power supply units 111, 112, 113 compares the modulated wave shown in (6 B) of FIG. 6 with the corresponding carrier wave, and in each of the power supply units 111, 112, 113. Information on the generated rectangular wave voltage generation pattern is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, and 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113 are calculated. , 37 is calculated, and the switching elements 31, 33, 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, 113 are calculated based on the calculated information regarding the switching drive pattern. 37 Generating a notch wave to be input to the gate of respectively, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the control units 40 of the power supply units 111, 112, and 113 correspond to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 that constitute the switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113, respectively. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113 are each based on the notch wave that is signal-transmitted from the corresponding control unit 40. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 111, 112, and 113 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図7の(7B)に示すように、電源ユニット111,112,113のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、図6の(6B)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (7B) of FIG. 7, the rectangular wave voltages generated in the power supply units 111, 112, and 113 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in (6B) of FIG. The

電源ストリング120では、電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40において、図6の(6C)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット121,122,123のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 120, the control unit 40 of each of the power supply units 121, 122, 123 compares the modulated wave shown in (6C) of FIG. 6 with the corresponding carrier wave, and in each of the power supply units 121, 122, 123, Information on the rectangular wave voltage generation pattern to be generated is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, and 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, and 123 are calculated. , 37 is calculated, and the switching elements 31, 33, 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, 123 are calculated based on the calculated information regarding the switching drive pattern. 37 Generating a notch wave to be input to the gate of respectively, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 121, 122, 123 correspond to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, 123. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of each of the power supply units 121, 122, and 123 are based on the notch waves that are signal-transmitted from the corresponding control unit 40, respectively. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 121, 122, 123 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図7の(7C)に示すように、電源ユニット121,122,123のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、図6の(6C)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (7C) of FIG. 7, the rectangular wave voltages generated in the power supply units 121, 122, and 123 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in (6C) of FIG. The

電源ストリング130では、電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40において、図6の(6D)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット131,132,133のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 130, the control unit 40 of each of the power supply units 131, 132, 133 compares the modulated wave shown in (6D) of FIG. 6 with the corresponding carrier wave, and in each of the power supply units 131, 132, 133, Information on the rectangular wave voltage generation pattern to be generated is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, and 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, and 133 are calculated. , 37 is calculated, and the switching elements 31, 33, 35 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, 133 are calculated based on the calculated information regarding the switching drive pattern. 37 Generating a notch wave to be input to the gate of respectively, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 131, 132, 133 are the gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, 133. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, and 133 are based on notch waves that are signal-transmitted from the corresponding control units 40, respectively. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 131, 132, 133 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図7の(7D)に示すように、電源ユニット131,132,133のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、図6の(6D)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (7D) of FIG. 7, the rectangular wave voltages generated in each of the power supply units 131, 132, and 133 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in (6D) of FIG. The

電源ストリング140では、電源ユニット141の制御ユニット40において、図6の(6E)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット141において生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 140, the control unit 40 of the power supply unit 141 compares the modulated wave shown in (6E) of FIG. 6 with the corresponding carrier wave, and calculates information on the rectangular wave voltage generation pattern generated in the power supply unit 141. Then, based on the information on the calculated voltage generation pattern, information on the switching drive patterns of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141 is calculated. Based on the information related to the switching drive pattern, a notch wave to be input to each gate of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141 is generated. 33, 35, 37 And outputs it to the gate of the respectively.

電源ユニット141の制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット141のスイッチング回路30は、図7の(7E)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 of the power supply unit 141 is input to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141, the switching circuit of the power supply unit 141 is used. The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the circuit 30 are switched (ON / OFF) based on the notch wave transmitted from the corresponding control unit 40. As a result, the switching circuit 30 of the power supply unit 141 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (7E) of FIG.

図7の(7F)に示すように、時間0から時間T11までの期間及び時間T13から時間T14までの期間では、切替装置150に対する切替指令が、v相に対応する電源ストリング120を示している。このため、電源ストリング140は電源ストリング120に電気的に接続されている。これにより、図7の(7E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング120の出力電圧に合成される。すなわち時間0から時間T11までの期間及び時間T13から時間T14までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123,141の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133の出力電圧の合成によって生成される。As shown in (7F) in FIG. 7, in the period from the period and the time T 13 from time 0 to time T 11 to time T 14, the switching command to the switching device 150, power string 120 corresponding to the v-phase Show. For this reason, the power supply string 140 is electrically connected to the power supply string 120. As a result, the output voltage of the power supply string 140 shown in (7E) of FIG. 7 is combined with the output voltage of the power supply string 120. That is, in the period from time 0 to time T 11 and the period from time T 13 to time T 14 , the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, and 113, and the v-phase output is output. The voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, 123, and 141, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, and 133.

時間T11から時間T12までの期間及び時間T14から時間T15までの期間では、切替装置150に対する切替指令が、u相に対応する電源ストリング110を示している。このため、電源ストリング140は電源ストリング110に電気的に接続されている。これにより、図7の(7E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング110の出力電圧に合成される。すなわち時間T11から時間T12までの期間及び時間T14から時間T15までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113,141の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133の出力電圧の合成によって生成される。In the period from the period and the time T 14 from time T 11 to time T 12 to time T 15, the switching command to the switching device 150, shows a power string 110 corresponding to the u-phase. For this reason, the power supply string 140 is electrically connected to the power supply string 110. As a result, the output voltage of the power supply string 140 shown in (7E) of FIG. 7 is combined with the output voltage of the power supply string 110. That is, in the period from time T 11 to time T 12 and the period from time T 14 to time T 15 , the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, 113, and 141, and v The phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, and 123, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, and 133.

時間T12から時間T13までの期間及び時間T15から次の時間までの期間では、切替装置150に対する切替指令が、w相に対応する電源ストリング130を示している。このため、電源ストリング140は電源ストリング130に電気的に接続されている。これにより、図7の(7E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング130の出力電圧に合成される。すなわち時間T12から時間T13までの期間及び時間T13から次の時間までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133,141の出力電圧の合成によって生成される。In the period from the period and the time T 15 from time T 12 to time T 13 until the next time, the switching command to the switching device 150, shows a power string 130 corresponding to the w-phase. For this reason, the power supply string 140 is electrically connected to the power supply string 130. As a result, the output voltage of the power supply string 140 shown in (7E) of FIG. 7 is combined with the output voltage of the power supply string 130. That is, in the period from time T 12 to time T 13 and the period from time T 13 to the next time, the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, and 113, and The output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, and 123, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, 133, and 141.

以上のように、電源ストリング110,120,130,140及び切替装置150が動作することにより、電源装置100は、図7の(7A)に示すように、図6の(6A)に示す変調波(電力系統200の要求電圧を示す目標三相交流電圧)に対応した三相交流電圧を生成し、この生成した三相交流電圧を、三相変圧器101によって高圧に変圧して、電力系統200に出力することができる。これにより、電源装置100は、電力系統200と連係することができる。   As described above, when the power supply strings 110, 120, 130, and 140 and the switching device 150 operate, the power supply device 100 causes the modulated wave shown in (6A) of FIG. 6 as shown in (7A) of FIG. A three-phase AC voltage corresponding to (a target three-phase AC voltage indicating a required voltage of the power system 200) is generated, and the generated three-phase AC voltage is transformed to a high voltage by the three-phase transformer 101, so that the power system 200 Can be output. Thereby, the power supply apparatus 100 can be linked to the power system 200.

従って、本実施形態によれば、発電システムから出力される電力が負荷側の要求電力に対して不足状態にある場合には、電力系統200に電源装置100から電力を供給(放電)して発電システムの不足分の電力を補うことができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system is insufficient with respect to the load-side required power, power is supplied (discharged) from the power supply device 100 to the power system 200 to generate power. It can make up for the power shortage of the system.

電力系統200から三相交流電圧が入力された場合には、電源装置100は、入力されて三相変圧器101によって低圧に変圧された三相交流電圧に基づいて、中央制御装置160から制御指令を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133、電源ストリング140の電源ユニット141のそれぞれに出力して、それらの動作を、図6,図7を用いて説明した場合と同様に制御する。これにより、電顕装置100は、変圧された三相交流電圧を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133、電源ストリング140の電源ユニット141のそれぞれにおいて整流して直流電圧に変換し、対応する蓄電ユニット10に出力することができる。各蓄電ユニット10は、直流電圧によって二次電池11を充電することができる。   When a three-phase AC voltage is input from the power system 200, the power supply device 100 controls the control command from the central controller 160 based on the three-phase AC voltage that is input and transformed to a low voltage by the three-phase transformer 101. Are output to the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120, the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130, and the power supply unit 141 of the power supply string 140, respectively. These operations are controlled in the same manner as described with reference to FIGS. As a result, the electron microscope apparatus 100 converts the transformed three-phase AC voltage into the power supply units 111, 112, 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, 123 of the power supply string 120, and the power supply units 131 of the power supply string 130, 132, 133 and each of the power supply units 141 of the power supply string 140 can be rectified and converted into a DC voltage and output to the corresponding power storage unit 10. Each power storage unit 10 can charge the secondary battery 11 with a DC voltage.

従って、本実施形態によれば、発電システムから電力系統に出力される電力が負荷側の要求電力に対して余剰状態にある場合には、電力系統200から発電システムの余剰分の電力を回収して電源装置100に蓄積(充電)することができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system to the power system is in a surplus state with respect to the required power on the load side, the surplus power of the power generation system is recovered from the power system 200. Can be stored (charged) in the power supply device 100.

また、本実施形態では、図6の(6E)及び図7の(7E)に示すように、電源ストリング140の出力電圧を、図6の(6A)に示す三相分の変調波の最大及び最小振幅付近(変曲点前後)に対応する電圧としているので、その電圧を出力する期間を、電源ストリング110,120,130よりも短くでき、電源ストリング140の電源ユニット141に入出力される電圧(電力)を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133よりも小さくできる。これにより、本実施形態では、切替装置150の頻繁なスイッチング動作による電源ユニット141の電気的な接続の切り替えに基づく電源ユニット141の過充電や過放電を抑制することができる。   In this embodiment, as shown in (6E) of FIG. 6 and (7E) of FIG. 7, the output voltage of the power supply string 140 is set to the maximum of the three-phase modulation wave shown in (6A) of FIG. Since the voltage corresponds to the vicinity of the minimum amplitude (before and after the inflection point), the period during which the voltage is output can be made shorter than that of the power supply strings 110, 120, and 130, and the voltage input / output to / from the power supply unit 141 of the power supply string 140 (Power) can be made smaller than the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120, and the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130. Thereby, in this embodiment, overcharge and overdischarge of the power supply unit 141 based on switching of the electrical connection of the power supply unit 141 due to frequent switching operation of the switching device 150 can be suppressed.

さらに、本実施形態では、電源ストリング140を相共通の電源ストリングとして、切替装置150によって、その電気的な接続先を、電源ストリング120から電源ストリング110、電源ストリング110から電源ストリング130、電源ストリング130から電源ストリング120、というように、三相交流の位相にしたがって順次、切り替えて使用しているので、電源ストリング110,120,130のそれぞれの電源ユニットの個数を4個(全体で12個)とするよりも、電源ユニットの個数を2個減らす(全体で10個にする)ことができ、電源装置100のコストを低減することができる。   Further, in this embodiment, the power supply string 140 is a common power supply string, and the electrical connection destination is changed from the power supply string 120 to the power supply string 110, the power supply string 110 to the power supply string 130, and the power supply string 130 by the switching device 150. From the power supply string 120 to the power supply string 120, the power supply strings 110, 120, and 130 are used in a number of four (12 in total). Rather than doing this, the number of power supply units can be reduced by two (10 in total), and the cost of the power supply apparatus 100 can be reduced.

従って、本実施形態によれば、電源装置100の導入コストを低減でき、電源装置100を導入し易くすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the introduction cost of the power supply apparatus 100 can be reduced, and the power supply apparatus 100 can be easily introduced.

尚、図6及び図7に示した変調波及び出力電圧は一例であり、電源装置100の運転状態や電力系統200の状態が変化すれば、それらの態様も変更される。例えば電力系統200が必要とする三相交流電圧が低下すれば、目標三相交流電圧を示す変調波の振幅が小さくなり、これに伴って、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133、電源ストリング140の電源ユニット141のそれぞれの電圧生成パターンが変更され、電源装置100の蓄電システムにおいて生成される出力電圧が低下する。   The modulated wave and the output voltage shown in FIG. 6 and FIG. 7 are examples. If the operation state of the power supply apparatus 100 and the state of the power system 200 change, those modes are also changed. For example, if the three-phase AC voltage required by the power system 200 decreases, the amplitude of the modulation wave indicating the target three-phase AC voltage decreases, and accordingly, the power supply units 111, 112, 113 of the power supply string 110, the power supply The voltage generation patterns of the power supply units 121, 122, 123 of the string 120, the power supply units 131, 132, 133 of the power supply string 130, and the power supply unit 141 of the power supply string 140 are changed and generated in the power storage system of the power supply device 100. The output voltage decreases.

ここで、目標三相交流電圧に対する出力電圧が、電源ストリング110,120,130によって生成可能である場合には、電源ストリング140において、電源ストリング110,120,130のそれぞれに対する出力電圧の生成は行われず、切替装置150の切り替えによる、電源ストリング110,120,130に対する電源ストリング140の電気的な接続の切り替えも行われない。   Here, when the output voltage for the target three-phase AC voltage can be generated by the power supply strings 110, 120, and 130, the power supply string 140 generates the output voltage for each of the power supply strings 110, 120, and 130. In addition, the electrical connection of the power supply string 140 to the power supply strings 110, 120, and 130 by switching the switching device 150 is not performed.

また、本実施形態では、電源ストリング140の電源ユニット141に入出力される電圧(電力)を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133よりも小さくしたが、これを大きくするようにしてもよい。この場合、切替装置150の頻繁なスイッチング動作による電源ユニット141の電気的な接続の切り替えに基づく電源ユニット141の過充電や過放電を抑制するために、抵抗などの保護装置設けることが好ましい。   In the present embodiment, the voltages (power) input / output to / from the power supply unit 141 of the power supply string 140 are the power supply units 111, 112, 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, 123 of the power supply string 120, and the power supply. Although it is smaller than the power supply units 131, 132, 133 of the string 130, it may be made larger. In this case, in order to suppress overcharge and overdischarge of the power supply unit 141 based on switching of the electrical connection of the power supply unit 141 due to frequent switching operation of the switching device 150, it is preferable to provide a protective device such as a resistor.

〔実施形態2〕
図8乃至図10を用いて、第2実施形態を説明する。
[Embodiment 2]
The second embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態は、第1実施形態の変形例である。   This embodiment is a modification of the first embodiment.

以下では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同じ部分については、第1実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。   Below, a different part from 1st Embodiment is demonstrated, about the same part as 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

まず、図8を用いて、電源装置100のシステム構成の異なる部分について説明する。   First, a different part of the system configuration of the power supply apparatus 100 will be described with reference to FIG.

《蓄電システムの構成》
本実施形態では、電源ストリングを構成する電源ユニットの個数が、第1実施形態とは異なっている。具体的には、電源ストリング110は一つの電源ユニット111によって構成されている。電源ストリング120は一つの電源ユニット121によって構成されている。電源ストリング130は一つの電源ユニット131によって構成されている。電源ストリング140は六つの電源ユニット141〜146によって構成されている。このように、本実施形態では、相毎の電源ストリング110,120,130のそれぞれを構成する電源ユニットの個数が一つとなり、三相共通の電源ストリング140を構成する電源ユニットの個数が複数(六つ)になっている。
<Configuration of power storage system>
In the present embodiment, the number of power supply units constituting the power supply string is different from that in the first embodiment. Specifically, the power supply string 110 is composed of one power supply unit 111. The power supply string 120 is composed of one power supply unit 121. The power supply string 130 is composed of one power supply unit 131. The power supply string 140 is composed of six power supply units 141 to 146. Thus, in this embodiment, the number of power supply units constituting each of the power strings 110, 120, and 130 for each phase is one, and the number of power supply units constituting the power string 140 common to the three phases is plural ( Six).

電源ユニット142〜146は、電源ユニット121,131,141と同様に、図2に示す電源ユニット111と同じ構成になっている。   Similarly to the power supply units 121, 131, and 141, the power supply units 142 to 146 have the same configuration as the power supply unit 111 shown in FIG. 2.

電源ストリング140は、六つの電源ユニット141〜146のそれぞれが、三相交流の位相にしたがって順次、電気的な接続先が切り替わる。このため、六つの電源ユニット141〜146のそれぞれには切替装置が設けられている。具体的には、電源ユニット141には切替装置150が対応して設けられている。電源ユニット142には切替装置151が対応して設けられている。電源ユニット143には切替装置152が対応して設けられている。電源ユニット144には切替装置153が対応して設けられている。電源ユニット145には切替装置154が対応して設けられている。電源ユニット146には切替装置155が対応して設けられている。   In the power supply string 140, each of the six power supply units 141 to 146 is sequentially switched in electrical connection destination according to the phase of the three-phase alternating current. For this reason, each of the six power supply units 141 to 146 is provided with a switching device. Specifically, the power supply unit 141 is provided with a switching device 150 correspondingly. The power supply unit 142 is provided with a switching device 151 correspondingly. The power supply unit 143 is provided with a switching device 152 correspondingly. The power supply unit 144 is provided with a switching device 153 correspondingly. A switching device 154 is provided corresponding to the power supply unit 145. The power supply unit 146 is provided with a switching device 155 correspondingly.

切替装置151〜155は、図3に示す切替装置150と同じ構成になっている。   The switching devices 151 to 155 have the same configuration as the switching device 150 shown in FIG.

《電源装置の動作》
次に、図9,図10を用いて、図8に示す電源装置100の動作について説明する。
《Power supply operation》
Next, the operation of the power supply apparatus 100 shown in FIG. 8 will be described with reference to FIGS.

図9は、電源装置110の三相分の変調波と、切替装置150〜155のそれぞれに対する切替指令との対応関係の時間変化を示す。図10は、電源装置100の三相分の出力電圧と、電源ユニット111,121,131,141〜146のそれぞれの出力電圧との対応関係の時間変化を示す。   FIG. 9 shows temporal changes in the correspondence relationship between the three-phase modulated waves of the power supply device 110 and the switching commands for the switching devices 150 to 155. FIG. 10 shows temporal changes in the correspondence relationship between the output voltages for the three phases of the power supply apparatus 100 and the output voltages of the power supply units 111, 121, 131, 141 to 146.

図9,図10において、横軸は時間を示す。   9 and 10, the horizontal axis represents time.

図9において、縦軸は変調波及び切替指令を示す。具体的には、図9の(9A)は電源装置100に対する三相分の変調波を示す。ここで、実線はu相の変調波を示す。点線はv相の変調波を示す。破線はw相の変調波を示す。u相の変調波を基準とすると、v相の変調波はu相の変調波に対して電気的に120度、位相差があり、w相の変調波はv相の変調波に対して電気的に120度、位相差がある。すなわち三相の変調波は対称三相交流であり、電源装置100には対称三相交流電圧の出力が要求されている。図9の(9B)は切替装置150に対する切替指令を示す。図9の(9C)は切替装置151に対する切替指令を示す。図9の(9D)は切替装置152に対する切替指令を示す。図9の(9E)は切替装置153に対する切替指令を示す。図9の(9F)は切替装置154に対する切替指令を示す。図9の(9G)は切替装置155に対する切替指令を示す。   In FIG. 9, the vertical axis indicates the modulation wave and the switching command. Specifically, (9A) in FIG. 9 shows three-phase modulated waves for the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates a u-phase modulated wave. The dotted line indicates a v-phase modulated wave. A broken line indicates a w-phase modulated wave. When the u-phase modulated wave is used as a reference, the v-phase modulated wave is electrically 120 degrees away from the u-phase modulated wave, and the w-phase modulated wave is electrically different from the v-phase modulated wave. There is a phase difference of 120 degrees. That is, the three-phase modulated wave is a symmetrical three-phase alternating current, and the power supply device 100 is required to output a symmetrical three-phase alternating voltage. (9B) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 150. (9C) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 151. (9D) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 152. (9E) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 153. (9F) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 154. (9G) in FIG. 9 shows a switching command to the switching device 155.

図10において、縦軸は出力電圧を示す。具体的には、図10の(10A)は電源装置100の出力電圧を示す。ここで、実線はu相の出力電圧を示す。点線はv相の出力電圧を示す。破線はw相の出力電圧を示す。尚、後述する図10の(10B)〜(10J)の出力電圧を合成すると、図10の(10A)の出力電圧になる。図10の(10B)は電源ユニット141の出力電圧を示す。図10の(10C)は電源ユニット142の出力電圧を示す。図10の(10D)は電源ユニット143の出力電圧を示す。図10の(10E)は電源ユニット144の出力電圧を示す。図10の(10F)は電源ユニット145の出力電圧を示す。図10の(10G)は電源ユニット146の出力電圧を示す。図10の(10H)は電源ユニット111の出力電圧を示す。図10の(10I)は電源ユニット121の出力電圧を示す。図10の(10J)は電源ユニット131の出力電圧を示す。   In FIG. 10, the vertical axis indicates the output voltage. Specifically, (10A) in FIG. 10 indicates the output voltage of the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates the u-phase output voltage. The dotted line indicates the output voltage of the v phase. A broken line indicates a w-phase output voltage. When the output voltages of (10B) to (10J) in FIG. 10 described later are combined, the output voltage of (10A) in FIG. 10 is obtained. (10B) in FIG. 10 shows the output voltage of the power supply unit 141. (10C) in FIG. 10 shows the output voltage of the power supply unit 142. (10D) of FIG. 10 shows the output voltage of the power supply unit 143. (10E) in FIG. 10 shows the output voltage of the power supply unit 144. (10F) in FIG. 10 indicates the output voltage of the power supply unit 145. (10G) in FIG. 10 shows the output voltage of the power supply unit 146. (10H) in FIG. 10 indicates the output voltage of the power supply unit 111. (10I) in FIG. 10 indicates the output voltage of the power supply unit 121. (10J) in FIG. 10 indicates the output voltage of the power supply unit 131.

本実施形態では、第1実施形態と同様に、各相の出力電圧を、二つの電源ストリング間に跨って、二つの電源ストリングの複数の電源ユニットによって分担して出力している。しかし、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれを構成する電源ユニットの個数が第1実施形態とは異なっている。このため、本実施形態では、電源装置100から出力される最終的な三相交流電圧は同じであるが、電源ユニット間での分担の仕方、各電源ユニットの分担する電圧が第1実施形態とは異なっている。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the output voltage of each phase is shared and output by the plurality of power supply units of the two power supply strings across the two power supply strings. However, the number of power supply units constituting each of the power supply strings 110, 120, 130, and 140 is different from that in the first embodiment. For this reason, in the present embodiment, the final three-phase AC voltage output from the power supply device 100 is the same, but the sharing method among the power supply units and the voltage shared by each power supply unit are the same as those in the first embodiment. Is different.

電源ユニット111,121,131は、それぞれ、対応する相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧のうち、図9の(9A)に示す、対応する相の変調波の最大及び最小振幅付近(変曲点前後)に対応する矩形波状の電圧を生成している。   The power supply units 111, 121, and 131 are respectively near the maximum and minimum amplitudes of the modulation wave of the corresponding phase shown in (9A) of FIG. 9 among the rectangular wave voltages for generating the output voltage of the corresponding phase. A rectangular wave voltage corresponding to (before and after the inflection point) is generated.

電源ユニット111,121,131のそれぞれの制御ユニット40には、中央制御装置160から、対応する相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために必要な制御指令(変調波及び搬送波)が出力されている。   The control units 40 of the power supply units 111, 121, and 131 each have a control command (modulation wave and control signal) necessary for generating a rectangular wave voltage for generating an output voltage of a corresponding phase from the central controller 160. Carrier wave) is output.

電源ユニット111,121,131のそれぞれの制御ユニット40では、中央制御装置160から出力された、対応する変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット111,121,131のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,121,131のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,121,131のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In each control unit 40 of the power supply units 111, 121, and 131, the corresponding modulated wave output from the central controller 160 is compared with the corresponding carrier wave, and generated in each of the power supply units 111, 121, and 131. Information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 121, and 131 are calculated. Information on the respective switching drive patterns is calculated, and the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 121, and 131 are calculated based on the information on the calculated switching drive patterns. Each of Generating a notch wave to be input to the gate, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット111,121,131のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット111,121,131のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット111,121,131のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット111,121,131のそれぞれのスイッチング回路30は、図10の(10H)〜(10J)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 111, 121, 131 correspond to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 121, 131. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 121, and 131 are based on the notch waves transmitted from the corresponding control units 40, respectively. , Switching (on, off). As a result, each of the switching circuits 30 of the power supply units 111, 121, and 131 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (10H) to (10J) of FIG.

図10の(10H)〜(10J)に示す出力電圧は、時間0から時間T22までの期間の周期をTとすると、3Tの周期で正負が切り替わっている。Output voltages shown in (10H) ~ (10J) in FIG. 10, when the period of time from time 0 to time T 22 is T, is switched positive and negative at a period of 3T.

電源ユニット141〜146は、三相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧のうち、電源ユニット111,121,131のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧を除く残りの矩形波状の電圧(図9の(9A)に示す三相の変調波のうち、電源ユニット111,121,131のそれぞれに対応した波形部分を除いた残りの波形部分に対応する矩形波状の電圧)を、各相の位相に応じて順次、分担して生成している。   The power supply units 141 to 146 are the remaining rectangular wave voltages (not illustrated) except for the rectangular wave voltage generated in each of the power supply units 111, 121, and 131 among the rectangular wave voltages for generating the three-phase output voltage. 9 (9A) of the three-phase modulated waves, the voltage of the rectangular waveform corresponding to the remaining waveform portions excluding the waveform portions corresponding to the power supply units 111, 121, 131, respectively, It is generated by sharing sequentially according to.

そのうち、電源ユニット141〜143は、時間0を基準とすると、v相,u相,w相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成している。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成し、時間T22から時間T24までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成し、時間T24から時間T26までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成し、時間T26から時間T28までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成し、時間T28から時間T30までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成し、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の同じ電圧を生成している。Among them, the power supply units 141 to 143 generate the same rectangular wave-like voltage for generating the output voltage of each phase in the order of the v-phase, u-phase, and w-phase, with time 0 as a reference. Specifically, in the period from time 0 to time T 22 , the same rectangular wave-like voltage for generating the v-phase output voltage is generated, and in the period from time T 22 to time T 24 , the u-phase voltage is generated. The same rectangular wave voltage for generating the output voltage is generated. In the period from time T 24 to time T 26 , the same rectangular wave voltage for generating the w-phase output voltage is generated, and the time T 26 is generated. In the period from the time T 28 to the time T 28 , the same rectangular wave voltage for generating the v-phase output voltage is generated, and in the period from the time T 28 to the time T 30 , the u-phase output voltage is generated. The same rectangular wave-like voltage is generated, and the same rectangular wave-like voltage for generating the w-phase output voltage is generated in a period from time T 30 to the next time after time T 31 .

電源ユニット141〜143のそれぞれの制御ユニット40には、中央制御装置160から、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために必要な制御指令(変調波及び搬送波)が出力されている。   Each control unit 40 of the power supply units 141 to 143 receives a control command (modulated wave and carrier wave) necessary for generating a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase from the central controller 160. It is output.

切替装置150〜152のそれぞれの切替制御装置90には、電源ユニット141〜143のそれぞれの制御ユニット40に出力される変調波に合わせて、図9の(9B)〜(9D)に示すように、電源ユニット141〜143の電気的な接続先を示す切替指令が中央制御装置160から出力されている。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T22から時間T24までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T24から時間T26までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T26から時間T28までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T28から時間T30までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定された切替指令が出力されている。As shown in (9B) to (9D) of FIG. 9, the switching control devices 90 of the switching devices 150 to 152 are matched with the modulated waves output to the control units 40 of the power supply units 141 to 143. A switching command indicating the electrical connection destination of the power supply units 141 to 143 is output from the central controller 160. Specifically, in the period from time 0 to time T 22 , it is set to be electrically connected to the v-phase power supply unit 121, and in the period from time T 22 to time T 24 , the u-phase power supply is set so as to be electrically connected to the unit 111, in the period from time T 24 to time T 26, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 131 of the w-phase, from time T 26 time T in a period from 28, v is set so as to be electrically connected to the power supply unit 121 of the phase, during the period from time T 28 to time T 30, to be electrically connected to the power supply unit 111 of the u-phase In the period from time T 30 to the next time T 31 , the switching command set to be electrically connected to the w-phase power supply unit 131 is output.

電源ユニット141〜143のそれぞれの制御ユニット40では、中央制御装置160から出力された、対応する変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット141〜143のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141〜143のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141〜143のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   Each control unit 40 of the power supply units 141 to 143 compares the corresponding modulated wave output from the central controller 160 with the corresponding carrier wave, and generates a rectangular wave voltage generated in each of the power supply units 141 to 143. Information on the generation pattern is calculated, and the switching drive patterns of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuits 30 of the power supply units 141 to 143 are calculated based on the information on the calculated voltage generation pattern. Information is calculated and input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 141 to 143 based on the calculated information related to the switching drive pattern. Notch wave Generated, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット141〜143のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット141〜143のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット141〜143のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット141〜143のそれぞれのスイッチング回路30は、図10の(10B)〜(10D)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 141 to 143 are input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35 and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 141 to 143. The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 141 to 143 are switched (on and off) based on the notch waves transmitted from the corresponding control units 40, respectively. ) As a result, each of the switching circuits 30 of the power supply units 141 to 143 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (10B) to (10D) of FIG.

図10の(10B)〜(10D)に示す出力電圧は、時間0から時間T22までの期間の周期をTとすると、Tの周期で正負が切り替わっている。Output voltages shown in (10B) ~ (10D) of FIG. 10, when the period of time from time 0 to time T 22 is T, is switched positive and negative at a period of T.

電源ユニット144は、時間0を基準とすると、u相,w相,v相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T22から時間T24までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T24から時間T26までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T26から時間T28までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T28から時間T30までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。このように、電源ユニット144は、時間0から時間T21までの期間の時間をtとすると、電源ユニット141〜1434に対して時間的に2t分ずれて、u相からw相,v相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。The power supply unit 144 generates a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase in the order of the u phase, the w phase, and the v phase with respect to time 0. Specifically, in the period from time 0 to time T 22 , a rectangular wave voltage for generating the u-phase output voltage is generated, and in the period from time T 22 to time T 24 , the w-phase output is generated. A rectangular wave voltage for generating a voltage is generated. In a period from time T 24 to time T 26 , a rectangular wave voltage for generating a v-phase output voltage is generated, and from time T 26 to time T 26 in a period from 28 to generate a rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the u phase, during the period from time T 28 to time T 30, the rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the w-phase In the period from the time T 30 to the next time T 31 , a rectangular wave voltage for generating the v-phase output voltage is generated. Thus, the power supply unit 144, when the time period from time 0 to time T 21 is t, temporally displaced 2t min to the power supply unit 141 to 1,434, from the u-phase and w-phase, v the phase In order, a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase is generated.

電源ユニット144の制御ユニット40には、中央制御装置160から、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために必要な制御指令(変調波及び搬送波)が出力されている。   The control unit 40 of the power supply unit 144 outputs a control command (modulated wave and carrier wave) necessary for generating a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase from the central controller 160. .

切替装置153の切替制御装置90には、電源ユニット144の制御ユニット40に出力される変調波に合わせて、図9の(9E)に示すように、電源ユニット144の電気的な接続先を示す切替指令が中央制御装置160から出力されている。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T22から時間T24までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T24から時間T26までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T26から時間T28までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T28から時間T30までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定された切替指令が出力されている。The switching control device 90 of the switching device 153 indicates the electrical connection destination of the power supply unit 144 as shown in (9E) of FIG. 9 in accordance with the modulated wave output to the control unit 40 of the power supply unit 144. A switching command is output from the central controller 160. Specifically, in the period from time 0 to time T 22 , it is set to be electrically connected to the u-phase power supply unit 111, and in the period from time T 22 to time T 24 , the w-phase power supply is set so as to be electrically connected to the unit 131, in the period from time T 24 to time T 26, v-phase are set so as to be electrically connected to the power supply unit 121, a time T 26 time T in a period from 28, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 111 of the u-phase, during the period from time T 28 to time T 30, to be electrically connected to the power supply unit 131 of the w-phase In the period from the time T 30 to the next time T 31 , the switching command set to be electrically connected to the v-phase power supply unit 121 is output.

電源ユニット144の制御ユニット40では、中央制御装置160から出力された、対応する変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット144において生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット144のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット144のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   The control unit 40 of the power supply unit 144 compares the corresponding modulated wave output from the central control device 160 with the corresponding carrier wave, calculates information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern generated in the power supply unit 144, Based on the information on the calculated voltage generation pattern, information on each switching drive pattern of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 144 is calculated, and the calculated switching drive is calculated. Based on the information regarding the pattern, a notch wave to be input to each of the gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 144 is generated, and the notch wave is generated by the switching elements 31, 33. , 35, 37 And outputs it to the gate.

電源ユニット144の制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット144のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット144のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット144のスイッチング回路30は、図10の(10E)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 of the power supply unit 144 is input to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 144, the switching circuit of the power supply unit 144 is used. The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the circuit 30 are switched (on and off) based on the notch wave that is signal-transmitted from the control unit 40. As a result, the switching circuit 30 of the power supply unit 144 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (10E) of FIG.

図10の(10E)に示す出力電圧は、時間0から時間T22までの期間の周期をTとすると、Tの周期で正負が切り替わっているが、図10の(10B)〜(10D)に示す出力電圧に比べて、位相がTの1/2だけずれている。Output voltages shown in (10E) of FIG. 10, when the period of time from time 0 to time T 22 is T, but positive and negative are switched at a period T, then the (10B) ~ (10D) of FIG. 10 The phase is shifted by 1/2 of T compared to the output voltage shown.

電源ユニット145は、時間0を基準とすると、w相,v相,u相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T22から時間T24までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T24から時間T26までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T26から時間T28までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T28から時間T30までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。このように、電源ユニット145は、時間0から時間T21までの期間の時間をtとすると、電源ユニット144に対して時間的に2t分ずれて、w相からv相,u相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。The power supply unit 145 generates a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase in the order of the w phase, the v phase, and the u phase with respect to time 0. Specifically, a rectangular wave voltage for generating a w-phase output voltage is generated in a period from time 0 to time T 22 , and a v-phase output is generated in a period from time T 22 to time T 24. A rectangular wave voltage for generating a voltage is generated. In a period from time T 24 to time T 26 , a rectangular wave voltage for generating an u-phase output voltage is generated, and from time T 26 to time T 26 in a period from 28 to generate a rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the w-phase, during the period from time T 28 to time T 30, v-phase output voltage square-wave voltage to produce a In the period from time T 30 to the next time T 31 , a rectangular wave voltage for generating the u-phase output voltage is generated. Thus, the power supply unit 145, when the time period from time 0 to time T 21 is t, temporally displaced 2t min to the power supply unit 144, v phase from w-phase, in the order of u-phase, A rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase is generated.

電源ユニット145の制御ユニット40には、中央制御装置160から、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために必要な制御指令(変調波及び搬送波)が出力されている。   The control unit 40 of the power supply unit 145 outputs a control command (modulated wave and carrier wave) necessary for generating a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase from the central controller 160. .

切替装置154の切替制御装置90には、電源ユニット145の制御ユニット40に出力される変調波に合わせて、図9の(9F)に示すように、電源ユニット145の電気的な接続先を示す切替指令が中央制御装置160から出力されている。具体的には、時間0から時間T22までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T22から時間T24までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T24から時間T26までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T26から時間T28までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T28から時間T30までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T30から時間T31の次の時間までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定された切替指令が出力されている。The switching control device 90 of the switching device 154 indicates the electrical connection destination of the power supply unit 145 as shown in (9F) of FIG. 9 according to the modulated wave output to the control unit 40 of the power supply unit 145. A switching command is output from the central controller 160. Specifically, in the period from time 0 to time T 22 , it is set to be electrically connected to the w-phase power supply unit 131, and in the period from time T 22 to time T 24 , the v-phase power supply is set. is set so as to be electrically connected to the unit 121, in the period from time T 24 to time T 26, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 111 of the u-phase, from time T 26 time T in a period from 28, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 131 of the w-phase, during the period from time T 28 to time T 30, to be electrically connected to the power supply unit 121 of the v-phase In the period from the time T 30 to the next time T 31 , the switching command set to be electrically connected to the u-phase power supply unit 111 is output.

電源ユニット145の制御ユニット40では、中央制御装置160から出力された、対応する変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット145において生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット145のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット145のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the control unit 40 of the power supply unit 145, the corresponding modulated wave output from the central controller 160 is compared with the corresponding carrier wave, and information on the rectangular wave voltage generation pattern generated in the power supply unit 145 is calculated. Based on the information on the calculated voltage generation pattern, information on each switching drive pattern of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 145 is calculated, and the calculated switching drive is calculated. Based on the information about the pattern, a notch wave to be input to each gate of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 145 is generated, and the notch wave is generated by the switching elements 31, 33. , 35, 37 And outputs it to the gate.

電源ユニット145の制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット145のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット145のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット145のスイッチング回路30は、図10の(10F)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 of the power supply unit 145 is input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 145, the switching circuit of the power supply unit 145 The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the circuit 30 are switched (on and off) based on the notch wave that is signal-transmitted from the control unit 40. As a result, the switching circuit 30 of the power supply unit 145 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (10F) of FIG.

図10の(10F)に示す出力電圧は、時間0から時間T22までの期間の周期をTとすると、Tの周期で正負が切り替わっているが、図10の(10B)〜(10D)に示す出力電圧に比べて、位相がTの1/2だけずれている。Output voltages shown in (10F) of FIG. 10, when the period of time from time 0 to time T 22 is T, but positive and negative are switched at a period T, then the (10B) ~ (10D) of FIG. 10 The phase is shifted by 1/2 of T compared to the output voltage shown.

電源ユニット146は、時間0を基準とすると、u相,w相,v相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。具体的には、時間0から時間T21までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T21から時間T23までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T23から時間T25までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T25から時間T27までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T27から時間T29までの期間では、w相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T29から時間T31までの期間では、v相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成し、時間T31から次の時間までの期間では、u相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成している。このように、電源ユニット146は、時間0から時間T21までの期間の時間をtとすると、電源ユニット144に対して時間的に1t分ずれて、u相からw相,v相の順に、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧から生成している。The power supply unit 146 generates a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase in the order of the u phase, the w phase, and the v phase with respect to time 0. Specifically, in the period from time 0 to time T 21 , a rectangular wave voltage for generating the u-phase output voltage is generated, and in the period from time T 21 to time T 23 , the w-phase output is generated. generates a rectangular-wave voltage for generating the voltage, during the period from time T 23 to time T 25, generates a rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the v-phase, from time to time T 25 T in a period from 27 to generate a rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the u phase, during the period from time T 27 to time T 29, the rectangular-wave voltage for generating an output voltage of the w-phase In the period from time T 29 to time T 31 , a rectangular wave voltage for generating the v-phase output voltage is generated, and in the period from time T 31 to the next time, the u-phase output is generated. A rectangular wave voltage for generating a voltage is generated. Thus, the power supply unit 146, when the time period from time 0 to time T 21 is t, temporally displaced 1t fraction to the power supply unit 144, w phase from the u-phase, the order of the v-phase, It is generated from a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase.

電源ユニット146の制御ユニット40には、中央制御装置160から、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を生成するために必要な制御指令(変調波及び搬送波)が出力されている。   The control unit 40 of the power supply unit 146 outputs a control command (modulated wave and carrier wave) necessary for generating a rectangular wave voltage for generating an output voltage of each phase from the central controller 160. .

切替装置155の切替制御装置90には、電源ユニット146の制御ユニット40に出力される変調波に合わせて、図9の(9G)に示すように、電源ユニット146の電気的な接続先を示す切替指令が中央制御装置160から出力されている。具体的には、時間0から時間T21までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T21から時間T23までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T23から時間T25までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T25から時間T27までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定され、時間T27から時間T29までの期間では、w相の電源ユニット131に電気的に接続されるように設定され、時間T29から時間T31までの期間では、v相の電源ユニット121に電気的に接続されるように設定され、時間T31から次の時間までの期間では、u相の電源ユニット111に電気的に接続されるように設定された切替指令が出力されている。The switching control device 90 of the switching device 155 indicates the electrical connection destination of the power supply unit 146 as shown in (9G) of FIG. 9 in accordance with the modulated wave output to the control unit 40 of the power supply unit 146. A switching command is output from the central controller 160. Specifically, during the period from time 0 to time T 21, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 111 of the u-phase, during the period from time T 21 to time T 23, the w-phase power supply is set so as to be electrically connected to the unit 131, in the period from time T 23 to time T 25, v-phase are set so as to be electrically connected to the power supply unit 121, the time from the time T 25 T in a period from 27, it is set so as to be electrically connected to the power supply unit 111 of the u-phase, during the period from time T 27 to time T 29, to be electrically connected to the power supply unit 131 of the w-phase In the period from time T 29 to time T 31 , it is set to be electrically connected to the v-phase power supply unit 121, and in the period from time T 31 to the next time, the u-phase power supply Electrically connected to unit 111 Switching command, which is sea urchin settings are output.

電源ユニット146の制御ユニット40では、中央制御装置160から出力された、対応する変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット146において生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット146のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット146のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   The control unit 40 of the power supply unit 146 compares the corresponding modulated wave output from the central controller 160 with the corresponding carrier wave, calculates information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern generated in the power supply unit 146, Based on the information on the calculated voltage generation pattern, information on each switching drive pattern of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 146 is calculated, and the calculated switching drive is calculated. Based on the information regarding the pattern, a notch wave to be input to each gate of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 146 is generated, and the notch wave is generated by the switching elements 31 and 33. , 35, 37 And outputs it to the gate.

電源ユニット146の制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット146のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット146のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット146のスイッチング回路30は、図10の(10G)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 of the power supply unit 146 is input to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 that constitute the switching circuit 30 of the power supply unit 146, the switching circuit of the power supply unit 146 The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the circuit 30 are switched (on and off) based on the notch wave that is signal-transmitted from the control unit 40. As a result, the switching circuit 30 of the power supply unit 146 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (10G) of FIG.

図10の(10G)に示す出力電圧は、時間0から時間T22までの期間の周期をTとすると、Tの周期で正負が切り替わっているが、図10の(10B)〜(10G)に示す出力電圧に比べて、正又は負の電圧を出力する期間が短い。Output voltages shown in (10G) of FIG. 10, the period of time from time 0 to time T 22 when is T, it is switched positive and negative at a period T, then the (10B) ~ (10G) of FIG. 10 The period during which a positive or negative voltage is output is shorter than the output voltage shown.

図10の(10B)〜(10J)に示す電源ユニット111,121,131,141〜146のそれぞれの出力電圧は相毎に合成される。この結果、電源装置100からは、図10の(10A)に示す出力電圧が出力される。   The output voltages of the power supply units 111, 121, 131, 141 to 146 shown in (10B) to (10J) of FIG. 10 are synthesized for each phase. As a result, the output voltage shown in (10A) of FIG.

以上のように、電源ストリング110,120,130,140及び切替装置150が動作することにより、電源装置100は、図10の(10A)に示すように、図9の(9A)に示す変調波(電力系統200の要求電圧を示す目標三相交流電圧)に対応した三相交流電圧を生成し、この生成した三相交流電圧を、三相変圧器101によって高圧に変圧して、電力系統200に出力することができる。これにより、電源装置100は、電力系統200と連係することができる。   As described above, when the power supply strings 110, 120, 130, and 140 and the switching device 150 operate, the power supply device 100 causes the modulated wave shown in (9A) of FIG. 9 as shown in (10A) of FIG. A three-phase AC voltage corresponding to (a target three-phase AC voltage indicating a required voltage of the power system 200) is generated, and the generated three-phase AC voltage is transformed to a high voltage by the three-phase transformer 101, so that the power system 200 Can be output. Thereby, the power supply apparatus 100 can be linked to the power system 200.

従って、本実施形態によれば、発電システムから出力される電力が負荷側の要求電力に対して不足状態にある場合には、電力系統200に電源装置100から電力を供給(放電)して発電システムの不足分の電力を補うことができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system is insufficient with respect to the load-side required power, power is supplied (discharged) from the power supply device 100 to the power system 200 to generate power. It can make up for the power shortage of the system.

電力系統200から三相交流電圧が入力された場合には、電源装置100は、入力されて三相変圧器101によって低圧に変圧された三相交流電圧に基づいて、中央制御装置160から制御指令を、電源ストリング110の電源ユニット111、電源ストリング120の電源ユニット121、電源ストリング130の電源ユニット131、電源ストリング140の電源ユニット141〜146のそれぞれに出力して、それらの動作を、図9,図10を用いて説明した場合と同様に制御する。これにより、電顕装置100は、変圧された三相交流電圧を、電源ストリング110の電源ユニット111、電源ストリング120の電源ユニット121、電源ストリング130の電源ユニット131、電源ストリング140の電源ユニット141〜146のそれぞれにおいて整流して直流電圧に変換し、対応する蓄電ユニット10に出力することができる。各蓄電ユニット10は、直流電圧によって二次電池11を充電することができる。   When a three-phase AC voltage is input from the power system 200, the power supply device 100 controls the control command from the central controller 160 based on the three-phase AC voltage that is input and transformed to a low voltage by the three-phase transformer 101. Are output to the power supply unit 111 of the power supply string 110, the power supply unit 121 of the power supply string 120, the power supply unit 131 of the power supply string 130, and the power supply units 141 to 146 of the power supply string 140, respectively. Control is performed in the same manner as described with reference to FIG. Thus, the electron microscope apparatus 100 converts the transformed three-phase AC voltage into the power supply unit 111 of the power supply string 110, the power supply unit 121 of the power supply string 120, the power supply unit 131 of the power supply string 130, and the power supply units 141 to 141 of the power supply string 140. Each of 146 can be rectified and converted into a DC voltage and output to the corresponding power storage unit 10. Each power storage unit 10 can charge the secondary battery 11 with a DC voltage.

従って、本実施形態によれば、発電システムから電力系統に出力される電力が負荷側の要求電力に対して余剰状態にある場合には、電力系統200から発電システムの余剰分の電力を回収して電源装置100に蓄積(充電)することができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system to the power system is in a surplus state with respect to the required power on the load side, the surplus power of the power generation system is recovered from the power system 200. Can be stored (charged) in the power supply device 100.

また、本実施形態では、電源ストリング140を各相共通の電源ストリングとして、切替装置150〜155によって、電源ユニット141〜146のそれぞれの電気的な接続先を、三相交流の位相にしたがって順次、切り替えて使用しているので、電源ストリング110,120,130のそれぞれの電源ユニットの個数を4個(全体で12個)とするよりも、電源ユニットの個数を3個減らす(全体で9個にする)ことができ、電源装置100のコストを低減することができる。   In the present embodiment, the power supply string 140 is a common power supply string for each phase, and the electrical connection destinations of the power supply units 141 to 146 are sequentially changed according to the phase of the three-phase alternating current by the switching devices 150 to 155. Since the power supply strings 110, 120, and 130 are used by switching, the number of the power supply units is reduced by 3 (9 in total) rather than 4 (12 in total). And the cost of the power supply device 100 can be reduced.

従って、本実施形態によれば、電源装置100の導入コストを低減でき、電源装置100を導入し易くすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the introduction cost of the power supply apparatus 100 can be reduced, and the power supply apparatus 100 can be easily introduced.

〔実施形態3〕
図11乃至図13を用いて、第3実施形態を説明する。
[Embodiment 3]
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13.

本実施形態は、第1実施形態の変形例である。   This embodiment is a modification of the first embodiment.

以下では、第1実施形態と異なる部分について説明し、第1実施形態と同じ部分については、第1実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。   Below, a different part from 1st Embodiment is demonstrated, about the same part as 1st Embodiment, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

まず、図11を用いて、電源装置100のシステム構成の異なる部分について説明する。   First, a different part of the system configuration of the power supply apparatus 100 will be described with reference to FIG.

《蓄電システムの構成》
本実施形態では、電源ストリング110,120,130に対する電源ストリング140の電気的な接続の仕方が、第1実施形態とは異なっている。具体的には、第1実施形態では、電源ストリング110,120,130に対して電源ストリング140が切替装置を介して電気的に接続されるのに対して、本実施形態では、電源ストリング140の一端側が三相結線103の中性点102に電気的に接続されている。これにより、電源ストリング110,120,130のそれぞれの一端側は直接、三相結線103に電気的に接続されている。
<Configuration of power storage system>
In the present embodiment, the manner in which the power supply string 140 is electrically connected to the power supply strings 110, 120, and 130 is different from that in the first embodiment. Specifically, in the first embodiment, the power string 140 is electrically connected to the power strings 110, 120, and 130 via the switching device, whereas in the present embodiment, the power string 140 One end side is electrically connected to the neutral point 102 of the three-phase connection line 103. Thus, one end side of each of the power supply strings 110, 120, and 130 is directly electrically connected to the three-phase connection line 103.

変圧器101の一次巻線はΔ(デルタ)結線されている。変圧器101の二次巻線はY(スター)結線されている。これにより、変圧器101の二次巻線には中性点が形成される。二次巻線の中性には電源ストリング140の他端側が電気的に接続されている。   The primary winding of the transformer 101 is Δ (delta) connected. The secondary winding of the transformer 101 is Y (star) connected. Thereby, a neutral point is formed in the secondary winding of the transformer 101. The other end of the power supply string 140 is electrically connected to the neutral of the secondary winding.

電源ストリング140は一つの電源ユニット141を備え、三相結線103の中性点102と変圧器101の二次巻線の中性点との間に、三相の位相に応じて順次変更して、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を注入している。   The power supply string 140 includes one power supply unit 141, which is sequentially changed between the neutral point 102 of the three-phase connection 103 and the neutral point of the secondary winding of the transformer 101 according to the three-phase phase. The rectangular voltage for generating the output voltage of each phase is injected.

《電源装置の動作》
次に、図12,図13を用いて、図11に示す電源装置100の動作について説明する。
《Power supply operation》
Next, the operation of the power supply apparatus 100 shown in FIG. 11 will be described with reference to FIGS.

図12は、電源装置110の三相分の変調波と、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれに対応した変調波との対応関係の時間変化を示す。図13は、電源装置100の三相分の出力電圧と、電源ストリング110,120,130,140のそれぞれの出力電圧との対応関係の時間変化を示す。   FIG. 12 shows temporal changes in the correspondence relationship between the modulated waves for three phases of the power supply device 110 and the modulated waves corresponding to the power supply strings 110, 120, 130, and 140, respectively. FIG. 13 shows temporal changes in the correspondence relationship between the output voltages of the three phases of the power supply device 100 and the output voltages of the power supply strings 110, 120, 130, and 140.

図12,図13において、横軸は時間を示す。   12 and 13, the horizontal axis represents time.

図12において、縦軸は変調波を示す。具体的には、図12の(12A)は電源装置100に対する三相分の変調波を示す。ここで、実線はu相の変調波を示す。点線はv相の変調波を示す。破線はw相の変調波を示す。u相の変調波を基準とすると、v相の変調波はu相の変調波に対して電気的に120度、位相差があり、w相の変調波はv相の変調波に対して電気的に120度、位相差がある。すなわち三相の変調波は対称三相交流であり、電源装置100には対称三相交流電圧の出力が要求されている。尚、後述する図12の(12B)〜(12E)の変調波を合成すると、図12の(12A)の変調波になる。図12の(12B)は電源ストリング110に対する変調波を示す。図12の(12C)は電源ストリング120に対する変調波を示す。図12の(12D)は電源ストリング130に対する変調波を示す。図12の(12E)は電源ストリング140に対する変調波を示す。   In FIG. 12, the vertical axis indicates a modulated wave. Specifically, (12A) in FIG. 12 shows three-phase modulated waves for the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates a u-phase modulated wave. The dotted line indicates a v-phase modulated wave. A broken line indicates a w-phase modulated wave. When the u-phase modulated wave is used as a reference, the v-phase modulated wave is electrically 120 degrees away from the u-phase modulated wave, and the w-phase modulated wave is electrically different from the v-phase modulated wave. There is a phase difference of 120 degrees. That is, the three-phase modulated wave is a symmetrical three-phase alternating current, and the power supply device 100 is required to output a symmetrical three-phase alternating voltage. When the modulated waves of (12B) to (12E) in FIG. 12 described later are combined, the modulated wave of (12A) in FIG. 12 is obtained. (12B) of FIG. 12 shows a modulated wave for the power supply string 110. FIG. (12C) in FIG. 12 shows a modulated wave for the power supply string 120. FIG. (12D) of FIG. 12 shows a modulated wave with respect to the power supply string. (12E) of FIG. 12 shows a modulated wave for the power supply string 140. FIG.

図13において、縦軸は出力電圧を示す。具体的には、図13の(13A)は電源装置100の出力電圧を示す。ここで、実線はu相の出力電圧を示す。点線はv相の出力電圧を示す。破線はw相の出力電圧を示す。尚、後述する図13の(13B)〜(13E)の出力電圧を合成すると、図13の(13A)の出力電圧になる。図13の(13B)は電源ストリング110の出力電圧を示す。図13の(13C)は電源ストリング120の出力電圧を示す。図13の(13D)は電源ストリング130の出力電圧を示す。ここで、図13の(13B)〜(13E)の出力電圧は、それぞれ、対応する電源ストリングを構成する複数の電源ユニットの矩形波状の出力電圧の合成により得られた出力電圧である。図13の(13E)は電源ストリング140の出力電圧を示す。   In FIG. 13, the vertical axis represents the output voltage. Specifically, (13A) in FIG. 13 shows the output voltage of the power supply apparatus 100. Here, the solid line indicates the u-phase output voltage. The dotted line indicates the output voltage of the v phase. A broken line indicates a w-phase output voltage. Note that when the output voltages of (13B) to (13E) in FIG. 13 described later are combined, the output voltage of (13A) in FIG. 13 is obtained. (13B) of FIG. 13 shows the output voltage of the power supply string 110. FIG. (13C) in FIG. 13 shows the output voltage of the power supply string 120. FIG. (13D) of FIG. 13 shows the output voltage of the power supply string 130. Here, the output voltages of (13B) to (13E) in FIG. 13 are output voltages obtained by combining rectangular output voltages of a plurality of power supply units constituting the corresponding power supply string. (13E) of FIG. 13 shows the output voltage of the power supply string 140. FIG.

図12の(12A)に示す電源装置100の各相の変調波を数式によって定義すると、次に示す式(1)〜(3)の通りになる。ここで、Vuはu相の変調波を、Vvはv相の変調波を、Vwはw相の変調波を、θはu相の位相角を、V0は各変調波の振幅を、それぞれ示す。When the modulated waves of each phase of the power supply device 100 shown in (12A) of FIG. 12 are defined by mathematical expressions, the following expressions (1) to (3) are obtained. Here, Vu is a u-phase modulation wave, Vv is a v-phase modulation wave, Vw is a w-phase modulation wave, θ is a u-phase phase angle, and V 0 is an amplitude of each modulation wave. Show.

Figure 0005853094
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また、図12の(12B)〜(12E)に示す電源ストリング110,120,130,140のそれぞれの変調波を数式によって定義すると、次に示す式(4)〜(7)の通りになる。ここで、V140は電源ストリング140の変調波を、V110は電源ストリング110の変調波を、V120は電源ストリング120の変調波を、V130は電源ストリング130の変調波を、3θはV0_140は電源ストリング140の変調波の位相角を、V0_140は電源ストリング140の変調波の振幅を、それぞれ示す。Further, when the modulated waves of the power supply strings 110, 120, 130, and 140 shown in (12B) to (12E) of FIG. 12 are defined by mathematical expressions, the following expressions (4) to (7) are obtained. Here, V 140 is a modulation wave of the power supply string 140, V 110 is a modulation wave of the power supply string 110, V 120 is a modulation wave of the power supply string 120, V 130 is a modulation wave of the power supply string 130, and 3θ is V 0_140 indicates the phase angle of the modulation wave of the power supply string 140, and V 0_140 indicates the amplitude of the modulation wave of the power supply string 140, respectively.

Figure 0005853094
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図12の(12B)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング110の電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40には、式(5)に示す変調波(目標出力電圧)が出力されている。   As shown in (12B) of FIG. 12, each control unit 40 of the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110 from the central controller 160 has a modulated wave (target output voltage) expressed by Equation (5). It is output.

図12の(12C)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング120の電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40には、式(6)に示す変調波(目標出力電圧)が出力されている。   As shown in (12C) of FIG. 12, the modulation wave (target output voltage) shown in the equation (6) is applied to each control unit 40 of the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120 from the central controller 160. It is output.

図12の(12D)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング130の電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40には、式(7)に示す変調波(目標出力電圧)が出力されている。   As shown in (12D) of FIG. 12, the control unit 40 of the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130 from the central controller 160 has a modulated wave (target output voltage) shown in Expression (7). It is output.

図12の(12E)に示すように、中央制御装置160から電源ストリング140の電源ユニット140の制御ユニット40には、式(4)に示す変調波(目標出力電圧)が出力されている。   As shown in (12E) of FIG. 12, the modulation wave (target output voltage) shown in Expression (4) is output from the central controller 160 to the control unit 40 of the power supply unit 140 of the power supply string 140.

また、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40、電源ストリング140の電源ユニット141の制御ユニット40には、対応する電位レベルの搬送波(三角波)が中央制御装置160から出力されている。尚、搬送波は、中央制御装置160からの情報に基づいて、各制御ユニット40において生成してもよい。   Further, the control units 40 of the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110, the control units 40 of the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120, and the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130, respectively. Corresponding potential level carriers (triangular waves) are output from the central control device 160 to the control units 40 of the control units 40 and the power supply unit 141 of the power supply string 140. A carrier wave may be generated in each control unit 40 based on information from the central controller 160.

電源ストリング110では、電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40において、式(5)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット111,112,113のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 110, the control unit 40 of each of the power supply units 111, 112, and 113 compares the modulated wave shown in Expression (5) with the corresponding carrier wave, and generates each of the power supply units 111, 112, and 113. Information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113 are calculated. Information on the respective switching drive patterns of the power supply units 111, 112, and 113, on the basis of the information on the calculated switching drive patterns. That Generating a notch wave to be input to the gate, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット111,112,113のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット111,112,113のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the control units 40 of the power supply units 111, 112, and 113 correspond to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 that constitute the switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113, respectively. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 111, 112, and 113 are each based on the notch wave that is signal-transmitted from the corresponding control unit 40. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 111, 112, and 113 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図13の(13B)に示すように、電源ユニット111,112,113のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、式(5)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (13B) of FIG. 13, the rectangular wave voltages generated in each of the power supply units 111, 112, and 113 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in Expression (5).

電源ストリング120では、電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40において、式(6)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット121,122,123のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 120, the control unit 40 of each of the power supply units 121, 122, 123 compares the modulated wave shown in Expression (6) with the corresponding carrier wave, and generates each of the power supply units 121, 122, 123. Information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, and 123 are calculated. Information on each of the switching drive patterns is calculated, and based on the calculated information on the switching drive pattern, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, and 123 are calculated. That Generating a notch wave to be input to the gate, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット121,122,123のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット121,122,123のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 121, 122, 123 correspond to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 121, 122, 123. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of each of the power supply units 121, 122, and 123 are based on the notch waves that are signal-transmitted from the corresponding control unit 40, respectively. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 121, 122, 123 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図13の(13C)に示すように、電源ユニット121,122,123のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、式(6)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (13C) of FIG. 13, the rectangular wave voltages generated in each of the power supply units 121, 122, and 123 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in Equation (6).

電源ストリング130では、電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40において、式(7)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット131,132,133のそれぞれにおいて生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 130, the control unit 40 of each of the power supply units 131, 132, and 133 compares the modulated wave shown in Expression (7) with the corresponding carrier wave, and generates each of the power supply units 131, 132, and 133. Information on the rectangular wave-shaped voltage generation pattern is calculated, and based on the calculated information on the voltage generation pattern, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, and 133 are calculated. Information on the respective switching drive patterns is calculated, and based on the calculated information on the switching drive patterns, the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, and 133 are calculated. That Generating a notch wave to be input to the gate, and outputs the notches wave to the respective gates of the switching elements 31, 33, 35, 37.

電源ユニット131,132,133のそれぞれの制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット131,132,133のそれぞれのスイッチング回路30は、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   The notch waves output from the respective control units 40 of the power supply units 131, 132, 133 are the gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, 133. , The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the respective switching circuits 30 of the power supply units 131, 132, and 133 are based on notch waves that are signal-transmitted from the corresponding control units 40, respectively. , Switching (on, off). As a result, each switching circuit 30 of the power supply units 131, 132, 133 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern.

図13の(13D)に示すように、電源ユニット131,132,133のそれぞれにおいて生成された矩形波状の電圧は合成され、式(7)に示す変調波に対応した出力電圧として出力される。   As shown in (13D) of FIG. 13, the rectangular wave voltages generated in each of the power supply units 131, 132, and 133 are combined and output as an output voltage corresponding to the modulated wave shown in Expression (7).

電源ストリング140では、電源ユニット141の制御ユニット40において、式(5)に示す変調波と、対応する搬送波とを比較し、電源ユニット141において生成する矩形波状の電圧生成パターンに関する情報を演算し、この演算された電圧生成パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのスイッチング駆動パターンに関する情報を演算し、この演算されたスイッチング駆動パターンに関する情報に基づいて、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力するためのノッチ波を生成し、そのノッチ波をスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに出力する。   In the power supply string 140, the control unit 40 of the power supply unit 141 compares the modulated wave shown in Expression (5) with the corresponding carrier wave, and calculates information on the rectangular wave voltage generation pattern generated in the power supply unit 141. Based on the information on the calculated voltage generation pattern, information on each switching drive pattern of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141 is calculated, and the calculated switching drive is calculated. Based on the information regarding the pattern, a notch wave to be input to each of the gates of the switching elements 31, 33, 35, 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141 is generated, and the notch wave is generated by the switching elements 31, 33. 35, 37 And outputs it to the gate.

電源ユニット141の制御ユニット40から出力されたノッチ波が、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37のそれぞれのゲートに入力されると、電源ユニット141のスイッチング回路30を構成するスイッチング素子31,33,35,37は、それぞれ、対応する制御ユニット40から信号伝送されたノッチ波に基づいて、スイッチング(オン,オフ)する。この結果、電源ユニット141のスイッチング回路30は、図13の(13E)に示すように、矩形波状の電圧生成パターンに応じた矩形波状の電圧を生成する。   When the notch wave output from the control unit 40 of the power supply unit 141 is input to the gates of the switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the switching circuit 30 of the power supply unit 141, the switching circuit of the power supply unit 141 is used. The switching elements 31, 33, 35, and 37 constituting the circuit 30 are switched (ON / OFF) based on the notch wave transmitted from the corresponding control unit 40. As a result, the switching circuit 30 of the power supply unit 141 generates a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave voltage generation pattern as shown in (13E) of FIG.

図13の(13A)に示すように、時間0から時間T31までの期間及び時間T33から時間T34までの期間では、図7の(7E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング120の出力電圧に合成される。すなわち時間0から時間T31までの期間及び時間T33から時間T34までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123,141の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133の出力電圧の合成によって生成される。As shown in (13A) of FIG. 13, in the period from time 0 to time T 31 and in the period from time T 33 to time T 34 , the output voltage of the power supply string 140 shown in (7E) of FIG. The output voltage of the string 120 is combined. That is, in the period from time 0 to time T 31 and in the period from time T 33 to time T 34 , the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, and 113, and the v-phase output The voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, 123, and 141, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, and 133.

時間T31から時間T32までの期間及び時間T34から時間T35までの期間では、図13の(13E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング110の出力電圧に合成される。すなわち時間T31から時間T32までの期間及び時間T34から時間T35までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113,141の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133の出力電圧の合成によって生成される。In the period from the time T 31 to the time T 32 and the period from the time T 34 to the time T 35 , the output voltage of the power supply string 140 shown in (13 E) of FIG. 13 is combined with the output voltage of the power supply string 110. That is, in the period from time T 31 to time T 32 and the period from time T 34 to time T 35 , the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, 113, and 141, and v The phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, and 123, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, and 133.

時間T32から時間T33までの期間及び時間T35から次の時間までの期間では、図13の(13E)に示す電源ストリング140の出力電圧は、電源ストリング130の出力電圧に合成される。すなわち時間T32から時間T33までの期間及び時間T35から次の時間までの期間では、u相の出力電圧は、電源ユニット111,112,113の出力電圧の合成によって生成され、v相の出力電圧は、電源ユニット121,122,123の出力電圧の合成によって生成され、w相の出力電圧は、電源ユニット131,132,133,141の出力電圧の合成によって生成される。In the period from the time T 32 to the time T 33 and the period from the time T 35 to the next time, the output voltage of the power supply string 140 shown in (13E) of FIG. 13 is combined with the output voltage of the power supply string 130. That is, in the period from the time T 32 to the time T 33 and the period from the time T 35 to the next time, the u-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 111, 112, and 113, and The output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 121, 122, and 123, and the w-phase output voltage is generated by combining the output voltages of the power supply units 131, 132, 133, and 141.

以上のように、電源ストリング110,120,130,140が動作することにより、電源装置100は、図13の(13A)に示すように、図12の(12A)の変調波(式(1)〜(3)に示す変調波であり、電力系統200の要求電圧を示す目標三相交流電圧)に対応した三相交流電圧を生成し、この生成した三相交流電圧を、三相変圧器101によって高圧に変圧して、電力系統200に出力することができる。これにより、電源装置100は、電力系統200と連係することができる。   As described above, when the power supply strings 110, 120, 130, and 140 are operated, the power supply apparatus 100 causes the modulated wave (formula (1)) of (12A) of FIG. 12 as shown in (13A) of FIG. A three-phase AC voltage corresponding to a modulated wave shown in (3) and corresponding to a target three-phase AC voltage indicating a required voltage of the electric power system 200 is generated, and the generated three-phase AC voltage is converted into the three-phase transformer 101. Can be transformed to a high voltage and output to the electric power system 200. Thereby, the power supply apparatus 100 can be linked to the power system 200.

従って、本実施形態によれば、発電システムから出力される電力が負荷側の要求電力に対して不足状態にある場合には、電力系統200に電源装置100から電力を供給(放電)して発電システムの不足分の電力を補うことができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system is insufficient with respect to the load-side required power, power is supplied (discharged) from the power supply device 100 to the power system 200 to generate power. It can make up for the power shortage of the system.

電力系統200から三相交流電圧が入力された場合には、電源装置100は、入力されて三相変圧器101によって低圧に変圧された三相交流電圧に基づいて、中央制御装置160から制御指令を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133、電源ストリング140の電源ユニット141のそれぞれに出力して、それらの動作を、図12,図13を用いて説明した場合と同様に制御する。これにより、電顕装置100は、変圧された三相交流電圧を、電源ストリング110の電源ユニット111,112,113、電源ストリング120の電源ユニット121,122,123、電源ストリング130の電源ユニット131,132,133、電源ストリング140の電源ユニット141のそれぞれにおいて整流して直流電圧に変換し、対応する蓄電ユニット10に出力することができる。各蓄電ユニット10は、直流電圧によって二次電池11を充電することができる。   When a three-phase AC voltage is input from the power system 200, the power supply device 100 controls the control command from the central controller 160 based on the three-phase AC voltage that is input and transformed to a low voltage by the three-phase transformer 101. Are output to the power supply units 111, 112, and 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, and 123 of the power supply string 120, the power supply units 131, 132, and 133 of the power supply string 130, and the power supply unit 141 of the power supply string 140, respectively. These operations are controlled in the same manner as described with reference to FIGS. As a result, the electron microscope apparatus 100 converts the transformed three-phase AC voltage into the power supply units 111, 112, 113 of the power supply string 110, the power supply units 121, 122, 123 of the power supply string 120, and the power supply units 131 of the power supply string 130, 132, 133 and each of the power supply units 141 of the power supply string 140 can be rectified and converted into a DC voltage and output to the corresponding power storage unit 10. Each power storage unit 10 can charge the secondary battery 11 with a DC voltage.

従って、本実施形態によれば、発電システムから電力系統に出力される電力が負荷側の要求電力に対して余剰状態にある場合には、電力系統200から発電システムの余剰分の電力を回収して電源装置100に蓄積(充電)することができる。   Therefore, according to the present embodiment, when the power output from the power generation system to the power system is in a surplus state with respect to the required power on the load side, the surplus power of the power generation system is recovered from the power system 200. Can be stored (charged) in the power supply device 100.

また、本実施形態では、電源ストリング140を各相共通の電源ストリングとして、三相結線103の中性点102と変圧器101の二次巻線の中性点との間に、三相の位相に応じて順次変更して、各相の出力電圧を生成するための矩形波状の電圧を注入しているので、電源ストリング110,120,130のそれぞれの電源ユニットの個数を4個(全体で12個)とするよりも、電源ユニットの個数を2個減らす(全体で10個にする)ことができ、さらには、切替装置を省略することがきで、電源装置100のコストを低減することができる。   In the present embodiment, the power supply string 140 is a common power supply string for each phase, and a three-phase phase is provided between the neutral point 102 of the three-phase connection 103 and the neutral point of the secondary winding of the transformer 101. Since the rectangular wave voltage for generating the output voltage of each phase is sequentially injected in accordance with the number of power supply units 110, 120, and 130, the number of power supply units is four (12 in total). The number of power supply units can be reduced by 2 (10 in total), and the cost of the power supply device 100 can be reduced by omitting the switching device. .

従って、本実施形態によれば、電源装置100の導入コストを低減でき、電源装置100を導入し易くすることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the introduction cost of the power supply apparatus 100 can be reduced, and the power supply apparatus 100 can be easily introduced.

尚、式(4)に示した変調波は一例である。本実施形態では、正弦波の合成によって連続的に変化する場合を例に挙げて説明したが、不連続に変化する変調波であってもよい。   The modulated wave shown in equation (4) is an example. In the present embodiment, the case of changing continuously by synthesizing a sine wave has been described as an example, but a modulated wave that changes discontinuously may be used.

Claims (9)

蓄電器を有する蓄電ユニット、及び前記蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットによって構成された第1電源ストリングと、
前記電源ユニットによって構成された第2電源ストリングと、を有し、
前記第1及び第2電源ストリングは、位相の異なる多相の交流電圧を生成するための電圧を生成しており、
前記第1電源ストリングは、前記多相の交流電圧のそれぞれに対応して設けられ、対応する交流電圧を生成するための一部の電圧を生成しており、
前記第2電源ストリングは、前記複数の第1電源ストリングに対応して共通に設けられ、前記多相の交流電圧を生成するための残りの電圧を、前記位相にしたがって順に生成し、
さらに、電気的な接続を切り替えるための切替回路を有し、
前記電力制御ユニットは、電力を制御する電力制御回路、前記電力制御回路の前記蓄電ユニットとの電気的な接続部である第1接続部、及び前記電力制御回路の負荷側との電気的な接続部である第2接続部を有しており、
前記複数の第1電源ストリングのそれぞれは前記電源ユニットを複数有しており、
前記複数の第1電源ストリングのそれぞれを構成する複数の電源ユニットの第2接続部は電気的に直列に接続されており、
前記第2電源ストリングは前記電源ユニットを少なくとも一つ有しており、
前記第2電源ストリングを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部は、前記切替回路によって、前記複数の第1電源ストリングのいずれか一つを構成する複数の電源ユニットの第2接続部の電気的な直列接続に、電気的に直列に接続されており、
前記切替回路は、前記多相の交流電圧の位相に応じて、前記第2電源ストリングを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部の電気的な接続先を、前記複数の第1電源ストリングのいずれか一つを構成する複数の電源ユニットの第2接続部の電気的な直列接続から、前記複数の第1電源ストリングの残りの他の一つを構成する複数の電源ユニットの第2接続部の電気的な直列接続に切り替える、
ことを特徴とする電源装置。
A first power supply string configured by a power storage unit including a power storage unit having a power storage unit and a power control unit that controls input and output of power to the power storage unit;
A second power supply string configured by the power supply unit,
The first and second power supply strings generate a voltage for generating a multiphase AC voltage having different phases,
The first power supply string is provided corresponding to each of the multiphase AC voltages, and generates a part of the voltage for generating the corresponding AC voltage.
The second power supply string is commonly provided corresponding to the plurality of first power supply strings, and sequentially generates the remaining voltage for generating the multiphase AC voltage according to the phase,
Furthermore, it has a switching circuit for switching electrical connection,
The power control unit includes a power control circuit that controls power, a first connection portion that is an electrical connection portion of the power control circuit with the power storage unit, and an electrical connection with a load side of the power control circuit. A second connecting part that is a part,
Each of the plurality of first power supply strings includes a plurality of the power supply units,
The second connection portions of the plurality of power supply units constituting each of the plurality of first power supply strings are electrically connected in series;
The second power string has at least one power unit.
The second connection portion of at least one power supply unit configuring the second power supply string is configured to be the second connection portion of the plurality of power supply units configuring any one of the plurality of first power supply strings by the switching circuit. Electrically connected in series, electrically connected in series,
The switching circuit determines an electrical connection destination of a second connection portion of at least one power supply unit constituting the second power supply string according to the phase of the multiphase AC voltage, and the plurality of first power supply strings. The second connection of the plurality of power supply units constituting the remaining one of the plurality of first power supply strings from the electrical series connection of the second connection portions of the plurality of power supply units constituting any one of the above Switch to electrical series connection of parts,
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
三相交流電圧に対応して前記第1電源ストリングを三つ備え、
前記三つの第1電源ストリングは、それぞれを構成する複数の電源ユニットの第2接続部の電気的な直列接続の一方側端部同士が電気的に接続されることによって、中性点を有するスター結線状に電気的に接続されており、
前記切替回路は、前記第2電源ストリングを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部を、前記三つの第1電源ストリングのいずれか一つを構成する複数の電源ユニットの第2接続部の電気的な直列接続の最も中性点側の電源ユニットの第2接続部に対して電気的に直列に接続する、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 ,
Three first power supply strings are provided corresponding to three-phase AC voltage,
The three first power supply strings have a neutral point by electrically connecting one end portions of the electrical series connection of the second connection portions of the plurality of power supply units constituting each of the first power supply strings. It is electrically connected in a wired manner,
The switching circuit includes a second connection portion of at least one power supply unit constituting the second power supply string, and a second connection portion of a plurality of power supply units constituting any one of the three first power supply strings. Electrically connected in series to the second connection portion of the power supply unit closest to the neutral point of the electrical series connection;
A power supply device characterized by that.
蓄電器を有する蓄電ユニット、及び前記蓄電ユニットに対する電力の入出力を制御する電力制御ユニットを備えてなる電源ユニットによって構成された第1電源ストリングと、
前記電源ユニットによって構成された第2電源ストリングと、を有し、
前記第1及び第2電源ストリングは、位相の異なる多相の交流電圧を生成するための電圧を生成しており、
前記第1電源ストリングは、前記多相の交流電圧のそれぞれに対応して設けられ、対応する交流電圧を生成するための一部の電圧を生成しており、
前記第2電源ストリングは、前記複数の第1電源ストリングに対応して共通に設けられ、前記多相の交流電圧を生成するための残りの電圧を、前記位相にしたがって順に生成し、
前記電力制御ユニットは、電力を制御する電力制御回路、前記電力制御回路の前記蓄電ユニットとの電気的な接続部である第1接続部、及び前記電力制御回路の負荷側との電気的な接続部である第2接続部を有しており、
前記複数の第1電源ストリングのそれぞれは前記電源ユニットを少なくとも一つ有しており、
前記第2電源ストリングは前記電源ユニットを複数有しており、
前記第2電源ストリングを構成する複数の電源ユニットのそれぞれには、電気的な接続を切り替えるための切替回路が設けられており、
前記第2電源ストリングを構成する複数の電源ユニットの第2接続部は、それぞれ、対応する切替回路によって、前記複数の第1電源ストリングのいずれか一つを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部に、電気的に直列に接続されており、
前記複数の切替回路は、それぞれ、前記多相の交流電圧の位相に応じて、前記第2電源ストリングを構成する複数の電源ユニットの対応する第2接続部の電気的な接続先を、前記複数の第1電源ストリングのいずれか一つを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部から、前記複数の第1電源ストリングの他のいずれか一つを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部に切り替える、
ことを特徴とする電源装置。
A first power supply string configured by a power storage unit including a power storage unit having a power storage unit and a power control unit that controls input and output of power to the power storage unit;
A second power supply string configured by the power supply unit,
The first and second power supply strings generate a voltage for generating a multiphase AC voltage having different phases,
The first power supply string is provided corresponding to each of the multiphase AC voltages, and generates a part of the voltage for generating the corresponding AC voltage.
The second power supply string is commonly provided corresponding to the plurality of first power supply strings, and sequentially generates the remaining voltage for generating the multiphase AC voltage according to the phase,
The power control unit includes a power control circuit that controls power, a first connection portion that is an electrical connection portion of the power control circuit with the power storage unit, and an electrical connection with a load side of the power control circuit. A second connecting part that is a part,
Each of the plurality of first power supply strings has at least one power supply unit,
The second power supply string includes a plurality of the power supply units,
Each of the plurality of power supply units constituting the second power supply string is provided with a switching circuit for switching electrical connection,
Each of the second connection portions of the plurality of power supply units constituting the second power supply string is a second of at least one power supply unit constituting any one of the plurality of first power supply strings by a corresponding switching circuit. Electrically connected in series to the connection,
Each of the plurality of switching circuits has a plurality of electrical connection destinations corresponding to the second connection portions of the plurality of power supply units constituting the second power supply string in accordance with the phase of the multiphase AC voltage. From the second connection part of at least one power supply unit constituting any one of the first power supply strings, the second of at least one power supply unit constituting any other one of the plurality of first power supply strings. Switch to connection,
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
三相交流電圧に対応して前記第1電源ストリングを三つ備え、
前記三つの第1電源ストリングは、それぞれを構成する少なくとも一つの電源ユニットの第2接続部同士が電気的に接続されることによって、中性点を有するスター結線状に電気的に接続されており、
前記複数の切替回路は、それぞれ、前記第2電源ストリングを構成する複数の電源ユニットの対応する第2接続部を、前記三つの第1電源ストリングのいずれか一つを構成する少なくなくとも一つの電源ユニットの第2接続部に対して電気的に直列に接続する、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 3 ,
Three first power supply strings are provided corresponding to three-phase AC voltage,
The three first power supply strings are electrically connected in a star connection shape having a neutral point by electrically connecting second connection portions of at least one power supply unit constituting each of the first power supply strings. ,
Each of the plurality of switching circuits has at least one corresponding second connecting portion of the plurality of power supply units constituting the second power supply string constituting at least one of the three first power supply strings. Electrically connected in series to the second connection of the power supply unit,
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
前記三つの第1電源ストリングのそれぞれを構成する少なくとも一つの電源ユニットに対する前記第2電源ストリングの電源ユニットの電気的な接続数は、対応する交流電圧の位相に応じて変わる、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 4 ,
The number of electrical connections of the power supply units of the second power supply string to at least one power supply unit constituting each of the three first power supply strings changes according to the phase of the corresponding AC voltage.
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
前記三つの第1電源ストリングのいずれか一つを構成する少なくとも一つの電源ユニットに対する前記第2電源ストリングの電源ユニットの電気的な接続数は、前記三相交流電圧の同位相における、前記三つの第1電源ストリングの残りのそれぞれを構成する少なくとも一つの電源ユニットに対する前記第2電源ストリングの電源ユニットの電気的な接続数に対して異なる、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 5 ,
The number of electrical connections of the power supply units of the second power supply string to at least one power supply unit constituting any one of the three first power supply strings is the three phases in the same phase of the three-phase AC voltage. Differing with respect to the number of electrical connections of the power supply units of the second power supply string to at least one power supply unit constituting each of the remaining first power supply strings;
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
前記三つの第1電源ストリングの残りの一方を構成する少なくとも一つの電源ユニットに対する前記第2電源ストリングの電源ユニットの電気的な接続数は、前記三相交流電圧の同位相における、前記三つの第1電源ストリングの残りの他方を構成する少なくとも一つの電源ユニットに対する前記第2電源ストリングの電源ユニットの電気的な接続数とは異なる、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 6 ,
The number of electrical connections of the power supply units of the second power supply string to at least one power supply unit constituting the remaining one of the three first power supply strings is the same as that of the three-phase AC voltage. The number of electrical connections of the power supply units of the second power supply string to at least one power supply unit constituting the remaining other of the one power supply string is different.
A power supply device characterized by that.
請求項1乃至のいずれかに記載の電源装置において、
前記蓄電器は二次電池又はキャパシタであり、
前記蓄電ユニットは、一つの前記二次電池又はキャパシタ、或いは複数の前記二次電池又はキャパシタを電気的に接続した二次電池群又はキャパシタ群によって構成されている、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to any one of claims 1 to 7 ,
The battery is a secondary battery or a capacitor,
The power storage unit is configured by one secondary battery or capacitor, or a secondary battery group or capacitor group in which a plurality of the secondary batteries or capacitors are electrically connected.
A power supply device characterized by that.
請求項に記載の電源装置において、
前記蓄電器に代えて一次電池を用いており、
前記蓄電ユニットに代えて、一つの前記一次電池、或いは複数の前記一次電池を電気的に接続した一次電池群によって構成された一次電池ユニットを用いており、
前記一次電池は燃料電池又は太陽電池である、
ことを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 8 , wherein
A primary battery is used instead of the battery,
Instead of the power storage unit, using one primary battery, or a primary battery unit constituted by a primary battery group electrically connected to a plurality of the primary batteries,
The primary battery is a fuel cell or a solar cell.
A power supply device characterized by that.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017162341A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for operating an electrical network

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105024565B (en) * 2014-04-25 2017-05-24 江苏友和动力机械有限公司 Electric automobile auxiliary power generation system three phase synchronization rectification circuit and control method
WO2017208322A1 (en) * 2016-05-31 2017-12-07 株式会社日立製作所 Power converter cell and power conversion device
JP6935359B2 (en) * 2018-04-20 2021-09-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 Series multiplex power converter
JP2023125211A (en) * 2022-02-28 2023-09-07 株式会社小松製作所 Work machine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544838B2 (en) * 1997-10-09 2004-07-21 株式会社東芝 Multiple inverter device and control method thereof
JP2000050643A (en) * 1998-05-29 2000-02-18 Toshiba Corp Inverter device
JP4029709B2 (en) * 2002-04-05 2008-01-09 三菱電機株式会社 Power converter
JP4181096B2 (en) * 2004-08-20 2008-11-12 三菱電機株式会社 Voltage compensation method and voltage compensation device
JP2006174663A (en) * 2004-12-20 2006-06-29 Kansai Electric Power Co Inc:The Multiplexing inverter device
JP2011193589A (en) * 2010-03-12 2011-09-29 Fuji Electric Co Ltd Power converter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017162341A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for operating an electrical network
CN107230996A (en) * 2016-03-24 2017-10-03 保时捷股份公司 Method for running power network
CN108778822A (en) * 2016-03-24 2018-11-09 保时捷股份公司 Method for running power grid
US10396682B2 (en) 2016-03-24 2019-08-27 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for operating an electrical network
CN108778822B (en) * 2016-03-24 2022-02-25 保时捷股份公司 Method for operating an electrical network

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