JP6058147B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
上記電力変換回路は、上記直流電源の直流電圧を直流リンク電圧に変換する直流−直流電力変換回路と、上記直流リンク電圧を交流電圧に変換する直流−交流電力変換回路とを備え、
上記電力変換制御部は、上記直流−交流電力変換回路の上記交流電圧を制御する交流電圧制御部と、上記直流−交流電力変換回路の交流電流を予め設定された電流制限値以下に制限する交流電流抑制部と、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が低下した場合にはこれに応じて上記交流電流抑制部に与える上記電流制限値を小さくする直流電圧不足抑制部と、を備え、
上記交流電流抑制部が交流電流を上記電流制限値以下に制限する動作を予め設定した時間以上にわたって継続した場合、上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値に基づいて得られる交流電圧実効値が予め設定した閾値電圧以下となる状態が予め設定した時間以上にわたって継続した場合、上記交流電圧制御部が生成する交流電圧指令値と上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値により得られる交流電圧瞬時値との差電圧が予め設定した閾値電圧以上となる状態が予め設定した時間以上にわたって継続した場合、の少なくとも一つの条件を満たすときには、上記電力変換回路の動作を停止する保護回路を備えている。
また、この発明に係る電力変換装置は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、電力系統から解列した状態で交流電圧源として自立運転用電力を発生するように上記電力変換回路の動作を制御する電力変換制御部とを備え、
上記電力変換回路は、上記直流電源の直流電圧を直流リンク電圧に変換する直流−直流電力変換回路と、上記直流リンク電圧を交流電圧に変換する直流−交流電力変換回路とを備え、
上記電力変換制御部は、上記直流−交流電力変換回路の上記交流電圧を制御する交流電圧制御部と、上記直流−交流電力変換回路の交流電流を予め設定された電流制限値以下に制限する交流電流抑制部と、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が低下した場合にはこれに応じて上記交流電流抑制部に与える上記電流制限値を小さくする直流電圧不足抑制部と、を備え、上記電流制限値は、上記交流電圧制御部が生成する交流電圧指令値に同期した周期内で変動させるものである。
図1は、この発明の実施の形態1における電力変換装置を示すブロック図である。
この直流電圧制御部30は、減算器30aと直流電圧制御回路30bとからなる直流電圧制御器、および減算器30cと直流電流制御回路30dとからなる直流電流制御器とを備えている。
直流電圧不足抑制部33は、電圧センサ203により直流リンク電圧を検出し、その直流リンク電圧検出値Vdcと予め設定された直流電圧閾値Vdcshとの差を減算器33aで算出する。次いで、不足電圧抑制制御器33bで直流リンク電圧検出値Vdcと直流電圧閾値Vdcshの差が無くなるように、つまり直流リンク電圧検出値Vdcが直流電圧閾値Vdcsh以下にならないように例えば比例積分制御などの一般的なフィードバック制御を行い、電流補正信号Ilim2を演算する。そして、予め設定された交流電流上限値Ilim1からこの電流補正信号Ilim2を減算器33cで減算することで電流制限値Ilim(=Ilim1−Ilim2)を生成する。
このように、この実施の形態1では蓄電池1の最大充放電電流Idcmaxが急変した場合でも動作継続可能である。
保護回路24は、電力変換回路20の破損を防止するために、電力変換回路20の電圧、電流、温度等を検出して過負荷や過電圧などの異常時に電力変換回路20の動作を停止する保護機能を備えるだけでなく、負荷3の破損を防止するための負荷保護機能も備えている。以下、ここでは保護回路24の特に負荷保護機能の動作について説明する。
図6は、この発明の実施の形態2における直流電圧不足抑制部の制御ブロック図であり、図4に示した実施の形態1における直流電圧不足抑制部と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
この場合の基本動作は先の実施の形態1と同じであるが、電流制限値Ilimが固定値ではなく、上述のように交流電圧指令値Vrefに同期し、かつその絶対値の大きさが所定の値Δ以下まで低下しないように制限されたリミッタ付き正弦波波形となっている。
図8は、この発明の実施の形態3における交流電圧制御部と交流電流抑制部の制御ブロック図であり、図3に示した実施の形態1における交流電圧制御部と交流電流抑制部に対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
図10は、この発明の実施の形態4における交流電圧制御部31と交流電流抑制部32の制御ブロック図であり、図3に示した実施の形態1における交流電圧制御部と交流電流抑制部と対応もしくは相当する構成部分には同一の符号を付す。
V1rmsN=V1rms×(1−k)×V1dc ・・・ 式(2)
また、電力変換装置2が出力する交流電圧がゼロとなる周期を一定に保つことができるため、負荷3として交流電圧がゼロとなる周期を検出する負荷が接続された場合でも、動作安定性の高い電力変換装置2を構成することができる。
Claims (11)
- 直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、電力系統から解列した状態で交流電圧源として自立運転用電力を発生するように上記電力変換回路の動作を制御する電力変換制御部とを備え、
上記電力変換回路は、上記直流電源の直流電圧を直流リンク電圧に変換する直流−直流電力変換回路と、上記直流リンク電圧を交流電圧に変換する直流−交流電力変換回路とを備え、
上記電力変換制御部は、上記直流−交流電力変換回路の上記交流電圧を制御する交流電圧制御部と、上記直流−交流電力変換回路の交流電流を予め設定された電流制限値以下に制限する交流電流抑制部と、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が低下した場合にはこれに応じて上記交流電流抑制部に与える上記電流制限値を小さくする直流電圧不足抑制部と、を備え、
上記交流電流抑制部が交流電流を上記電流制限値以下に制限する動作を予め設定した時間以上にわたって継続した場合、上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値に基づいて得られる交流電圧実効値が予め設定した閾値電圧以下となる状態が予め設定した時間以上にわたって継続した場合、上記交流電圧制御部が生成する交流電圧指令値と上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値により得られる交流電圧瞬時値との差電圧が予め設定した閾値電圧以上となる状態が予め設定した時間以上にわたって継続した場合、の少なくとも一つの条件を満たすときには、上記電力変換回路の動作を停止する保護回路を備えた電力変換装置。 - 直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換回路と、電力系統から解列した状態で交流電圧源として自立運転用電力を発生するように上記電力変換回路の動作を制御する電力変換制御部とを備え、
上記電力変換回路は、上記直流電源の直流電圧を直流リンク電圧に変換する直流−直流電力変換回路と、上記直流リンク電圧を交流電圧に変換する直流−交流電力変換回路とを備え、
上記電力変換制御部は、上記直流−交流電力変換回路の上記交流電圧を制御する交流電圧制御部と、上記直流−交流電力変換回路の交流電流を予め設定された電流制限値以下に制限する交流電流抑制部と、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が低下した場合にはこれに応じて上記交流電流抑制部に与える上記電流制限値を小さくする直流電圧不足抑制部と、を備え、上記電流制限値は、上記交流電圧制御部が生成する交流電圧指令値に同期した周期内で変動させる電力変換装置。 - 上記直流電圧不足抑制部は、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が予め設定された直流電圧閾値以下になった場合に動作する請求項1又は請求項2に記載の電力変換装置。
- 上記直流電圧不足抑制部は、上記電力変換回路の上記直流リンク電圧が予め設定された直流電圧閾値以下になった場合に、上記直流リンク電圧が上記直流電圧閾値となるように上記電流制限値を制御する請求項3に記載の電力変換装置。
- 上記交流電流抑制部は、上記電力変換回路から出力する交流電流を検出する電流検出回路により検出した交流電流検出値が上記直流電圧不足抑制部が算出する上記電流制限値以下にするための指令値を生成し、この指令値を上記交流電圧制御部が生成する指令値に対して加減算する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記交流電圧制御部は、上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値の実効値が、予め設定された電圧実効値になるように交流電圧指令値を生成する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記交流電圧制御部は、上記電力変換回路から出力する交流電圧を検出する電圧検出回路により検出した交流電圧検出値が、予め設定された瞬時電圧値になるようにフィードバック制御により交流電圧指令値を生成する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記交流電圧制御部は、上記交流電流抑制部が動作した場合には、上記フィードバック制御の積分ゲインを低下、または、ゼロにする請求項7に記載の電力変換装置。
- 上記交流電圧制御部は、上記電力変換回路の交流出力電圧の平均値がゼロとなるように、交流電圧指令値を補正する直流分抑制部を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記直流分抑制部は、上記電力変換回路の交流出力電圧の平均値がゼロとなるように、交流電圧指令値にオフセット電圧を加減算する請求項9に記載の電力変換装置。
- 上記直流分抑制部は、上記交流電圧指令値が正の時に上記電力変換回路の交流電圧実効値を演算する第一の電圧実効値演算器と、上記交流電圧指令値が負の時に上記電力変換回路の交流電圧実効値を演算する第二の電圧実効値演算器と、上記交流電圧指令値が正の時に上記交流電圧指令値を補正する第一の補正ゲインと、上記交流電圧指令値が負の時に上記交流電圧指令値を補正する第二の補正ゲインを備え、上記電力変換回路の交流出力電圧の平均値がゼロとなるように、上記第一の補正ゲインと上記第二の補正ゲインを可変する請求項9に記載の電力変換装置。
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