JP6137273B2 - 電力変換装置、発電システム、制御装置および電力変換方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態に係る発電システムの構成例を示す図である。図1に示すように、実施形態に係る発電システム100は、電力変換装置1および発電装置2を備え、電力変換装置1は、発電装置2と電力系統3の間に配置される。
図2は、図1に示す電力変換装置1の構成例を示す図である。図2に示すように、電力変換装置1は、電力変換部10と、電圧検出部11、13と、電流検出部12、14と、コンデンサ15と、制御部20とを備える。
判定部21は、発電装置2の出力特性に基づいて直流電圧Vdcinの大きさと有効電力指令Po*の大きさとの対応関係(以下、電圧電力対応関係と記載する場合がある)が予め設定されている。かかる電圧電力対応関係は、例えば、変換テーブルまたは変換式として判定部21内の記憶部に設定される。判定部21は、かかる変換テーブルまたは変換式に基づいて、電圧検出部11によって検出される直流電圧Vdcinの大きさに対応する大きさの有効電力指令Po*を判定する。
駆動制御部22は、判定部21によって判定された有効電力指令Po*または有効電流指令Iout*に基づいて電力変換部10を制御し、有効電力指令Po*または有効電流指令Iout*に応じた交流電力を電力変換部10から電力系統3へ出力させる。
Pin=Vdcin×Idcin ・・・(1)
Iout*=Po*/Vac ・・・(2)
補正部32は、上述したように、調整量決定部41と、指令補正部42とを備え、電力検出部30によって検出される入力電力Pinが最大化するように有効電流指令Io*を補正する。
ΔPin(n)=Pin(n)−Pin(n−1) ・・・(3)
Δgt(n−1)=gt(n−1)−gt(n−2) ・・・(4)
gt(n)=gt(n−1)+Δg ・・・(5)
gt(n)=gt(n−1)−Δg ・・・(6)
Io*(n)=Iout*(n)×gt(n) ・・・(7)
ΔIc(n−1)=Ic(n−1)−Ic(n−2) ・・・(8)
Ic(n)=Ic(n−1)+ΔI ・・・(9)
Ic(n)=Ic(n−1)−ΔI ・・・(10)
Io*(n)=Iout*(n)+Ic(n) ・・・(11)
図10は、制御部20による処理の流れを示すフローチャートである。図10に示す処理は、例えば、繰り返し実行される処理である。
2 発電装置
3 電力系統
4 風車
5 発電機
6 整流器
10 電力変換部
11 電圧検出部
12 電流検出部
20 制御部
21 判定部
22 駆動制御部
30 電力検出部
31 電流指令生成部
32 補正部
41 調整量決定部
42 指令補正部
50 乗算部
51、52 電力増減判定部
52 ゲイン増減判定部
53、63 決定部
54、64 調整パターン判定部
55 ゲイン調整部
56、66 リミッタ
62 補正値増減判定部
65 補正値調整部
100 発電システム
Claims (16)
- 発電装置から入力される直流電力を交流電力へ変換する電力変換部と、
前記電力変換部へ入力される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出される前記直流電圧に基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電力指令を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記出力電力指令に基づいて、前記電力変換部を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記判定部によって判定された前記出力電力指令に基づいて、出力電流指令を生成する電流指令生成部と、
前記電力変換部へ入力される前記直流電力を検出する電力検出部と、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように前記電流指令生成部によって生成された前記出力電流指令を補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように制御する電流制御部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 発電装置から入力される直流電力を交流電力へ変換する電力変換部と、
前記電力変換部へ入力される直流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部によって検出される前記直流電圧に基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電流指令を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記出力電流指令に基づいて、前記電力変換部を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記電力変換部へ入力される前記直流電力を検出する電力検出部と、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように前記出力電流指令を補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように制御する電流制御部と、を備える
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記判定部は、
前記発電装置の出力特性に基づいて予め設定された前記直流電圧の大きさと前記出力電力指令の大きさとの対応関係に基づき、前記電圧検出部によって検出される前記直流電圧の大きさに対応する大きさの前記出力電力指令を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記判定部は、
前記発電装置の出力特性に基づいて予め設定された前記直流電圧の大きさと前記出力電流指令の大きさとの対応関係に基づき、前記電圧検出部によって検出される前記直流電圧の大きさに対応する大きさの前記出力電流指令を判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記補正部は、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように調整量を決定する調整量決定部と、
前記調整量決定部によって決定された前記調整量に基づいて、前記出力電流指令を補正する指令補正部と、を備える
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記調整量決定部は、
前記調整量として、前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように補正ゲインを決定し、
前記指令補正部は、
前記出力電流指令に前記補正ゲインを乗算して前記出力電流指令を補正する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記調整量決定部は、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力の増減状態を判定する電力増減判定部と、
前記補正ゲインの増減状態を判定するゲイン増減判定部と、
前記電力増減判定部によって判定された前記直流電力の増減状態と前記ゲイン増減判定部によって判定された前記補正ゲインの増減状態とに基づいて、前記補正ゲインを決定する決定部と、を備える
ことを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記調整量決定部は、
前記補正ゲインが予め設定された制限値内になるように前記補正ゲインを制限するリミッタを備える
ことを特徴とする請求項6または7に記載の電力変換装置。 - 前記調整量決定部は、
前記調整量として、前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように補正値を決定し、
前記指令補正部は、
前記出力電流指令に前記補正値を加算して前記出力電流指令を補正する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記判定部は、
予め設定された変換テーブルまたは変換式に基づき、前記電圧検出部によって検出される前記直流電圧の大きさに対応する大きさの出力電力指令または出力電流指令を判定する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 前記電力変換部は、
交流発電機によって発電された交流電力を整流する整流器から直流電力を出力する前記発電装置から出力される前記直流電力を前記交流電力へ変換する
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の電力変換装置。 - 請求項1〜11のいずれか一つに記載の電力変換装置と、
前記発電装置と、を備える
ことを特徴とする発電システム。 - 発電装置から電力変換部へ入力される直流電圧の大きさに基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電力指令を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記出力電力指令に基づいて、前記電力変換部を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記判定部によって判定された前記出力電力指令に基づいて、出力電流指令を生成する電流指令生成部と、
前記電力変換部へ入力される直流電力を検出する電力検出部と、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように前記電流指令生成部によって生成された前記出力電流指令を補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように制御する電流制御部と、を備える
ことを特徴とする制御装置。 - 発電装置から電力変換部へ入力される直流電圧の大きさに基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電流指令を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された前記出力電流指令に基づいて、前記電力変換部を制御する駆動制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、
前記電力変換部へ入力される直流電力を検出する電力検出部と、
前記電力検出部によって検出される前記直流電力が最大化するように前記出力電流指令を補正する補正部と、
前記補正部によって補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように制御する電流制御部と、を備える
ことを特徴とする制御装置。 - 発電装置から電力変換部へ入力される直流電圧を検出することと、
前記検出される前記直流電圧に基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電力指令を判定することと、
前記判定された前記出力電力指令に基づいて、出力電流指令を生成することと、
前記電力変換部へ入力される直流電力を検出することと、
前記検出される前記直流電力が最大化するように前記生成された前記出力電流指令を補正することと、
前記補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように前記電力変換部を制御することと、を含む
ことを特徴とする電力変換方法。 - 発電装置から電力変換部へ入力される直流電圧を検出することと、
前記検出される前記直流電圧に基づき、当該直流電圧の大きさに応じて予め対応付けられた大きさの出力電流指令を判定することと、
前記電力変換部へ入力される直流電力を検出することと、
前記検出される前記直流電力が最大化するように前記出力電流指令を補正することと、
前記補正された前記出力電流指令に応じた交流電流が前記電力変換部から出力されるように前記電力変換部を制御することと、を含む
ことを特徴とする電力変換方法。
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