JP6247755B2 - 系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置及びその方法 - Google Patents

系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置及びその方法 Download PDF

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Description

本発明は、系統連系インバータの過電流抑制に係り、系統電圧異常発生時、それに対応して系統連系インバータの過電流を抑制するための技術に関する。
一般的に、系統連系インバータの場合、出力電流基準値に合わせて発電する。しかし、系統に、瞬間的な低電圧現象が発生すれば、系統連系インバータの出力電圧と系統電圧との間に電圧差が発生し、それにより、系統連系インバータの入力電流にも急激な変化を誘発させる。そのような急激な電流変化によって、系統連系インバータが過電流故障を起こしてしまう。
本発明が解決しようとする課題は、系統電圧の急激な変化を検出し、出力電流が急激な変化を発生させる前に、出力電流を低減させる系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置及びその方法に係わることである。
本発明による系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置は、系統連系インバータの出力電流による系統電圧を感知する系統電圧感知部と、感知した前記系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、前記D軸電圧及び前記Q軸電圧の変化値をそれぞれ算出する電圧変化値算出部と、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断し、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、前記出力電流を所定の値だけ低減させる出力電流制御部と、を含むことを特徴とする。
前記出力電流制御部は、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち大きいの方の値が、前記系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断することを特徴とする。
系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置は、前記出力電流を前記所定の値だけ低減させた後、所定の時間が経過したか否かを時間計測するタイマをさらに含み、前記出力電流制御部が、前記所定の時間が経過したか否かを判断し、低減された出力電流を、本来の出力電流に復帰させることを特徴とする。
本発明による系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法は、系統電圧感知部が系統連系インバータの出力電流によって系統電圧を感知する段階と、電圧変化値算出部が、前記系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、前記D軸電圧及び前記Q軸電圧の変化値をそれぞれ算出する段階と、出力電流制御部が、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する段階と、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、前記出力電流制御部が、前記出力電流を所定の値だけ低減させる段階と、を含むことを特徴とする。
前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する段階は、前記出力電流制御部が、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち大きいの方の値が、前記系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断することを特徴とする。
系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法は、前記出力電流制御部がタイマを使用し、前記出力電流を前記所定の値だけ低減させた後、所定の時間が経過したか否かを判断する段階と、前記所定の時間が経過したならば、前記出力電流制御部が、低減された出力電流を、本来の出力電流に復帰させる段階と、をさらに含むことを特徴とする。
本発明によれば、系統電圧の急激な変化を検出し、系統連系インバータの出力電流を低減させることにより、過電流による系統連系インバータの故障を防止することができる。
本発明の、系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置について説明するための一実施形態のブロック図である。 図1の系統連系インバータの過電流抑制装置による出力電流の低減をグラフに図示した参照図である。 本発明の系統電圧異常による、系統連系インバータの過電流抑制方法について説明するための一実施形態のフローチャートである。
以下、本発明による系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置について、添付された図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置について説明するための一実施形態のブロック図であり、系統連系インバータ100、系統電圧感知部110、電圧変化値算出部120、出力電流制御部130及びタイマ140で構成される。
系統連系インバータ100は、電源を系統に供給するために、電力系統と連結されているインバータに該当するものであり、入力端子INを介して入力された直流電力が、系統連系インバータ100において交流電力に変換され、出力端子OUTを介して電力系統に供給される。
系統電圧感知部110は、電力系統によって出力される系統電圧を感知し、感知した結果を電圧変化値算出部120に出力する。系統電圧感知部110は、系統電圧の感知のための電圧測定センサを具備している。
電圧変化値算出部120は、系統電圧感知部110で感知した系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、D軸電圧及びQ軸電圧の変化値をそれぞれ算出し、算出した結果を出力電流制御部130に出力する。電圧変化値算出部120は、感知した系統電圧のD軸電圧とQ軸電圧とを計算し、計算されたD軸電圧及びQ軸電圧に対する所定のサンプリング時間当たりのD軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値を算出する。D軸電圧とQ軸電圧は、系統電圧U,V,Wを、系統電圧の周波数ほど同期変換した値であり、一般的に、Q軸電圧は、系統電圧の大きさであり、D軸電圧は、0である。例えば、380[V]である3相系統電圧を同期座標変換すれば、Q軸電圧は、380[V]であり、D軸電圧は、O[V]である。
出力電流制御部130は、電圧変化値算出部120で算出したD軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が、系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する。系統電圧変化設定値は、所定の周期(例えば、250[μsec])ごとの系統電圧の異常いかんを判断するための正常な変化範囲の臨界電圧値を意味する。
特に、出力電流制御部130は、D軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値のうち大きいの方の値が、系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する。
出力電流制御部130は、D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、系統連系インバータ100から出力される出力電流を所定の値だけ低減させるように系統連系インバータ100を制御する。
図2は、図1の系統連系インバータの過電流抑制装置による出力電流の低減を、グラフに図示した参照図である。
図2に図示されているように、電力系統から系統電圧が正常に出力されていて、系統電圧のD軸電圧変化値または前記Q軸電圧変化値の異常が発生すれば、系統電圧変化値に、異常発生時点以後、瞬間的に出力電流が急に高くなる。それによって、系統電圧のD軸電圧変化値または前記Q軸電圧変化値の異常が発生すれば、出力電流制御部130は、急に高くなった出力電流の大きさを所定の値以下低減させるように系統連系インバータ100を制御する。それによって、系統連系インバータ100は、所定の値以下に低減された出力電流を出力する。
一方、出力電流制御部130は、出力電流を所定の値以下低減させる時点において、タイマ140が時間計測動作を開始するように制御する。
タイマ140は、出力電流制御部130の時間計測開始命令により、時間計測を行う。その後、出力電流制御部130は、タイマ140の計測時間が所定の時間(例えば、100[ms])が経過したか否かを判断する。ここで、所定の時間は、系統電圧の異常が解消されるほどの十分な時間を意味する。
もしタイマ140の計測時間が所定の時間経過したならば、出力電流制御部130は、低減されて出力されている出力電流を本来サイズの出力電流が出力されるように、系統連系インバータ100を制御し、それによって、系統連系インバータ100は、本来サイズの出力電流を出力する。
以下、本発明による系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法について、添付された図面を参照して説明する。
図3は、本発明の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法について説明するための一実施形態のフローチャートである。
系統電圧感知部110は、系統連系インバータ100の出力電流によって系統電圧を感知する(第200段階)。
第200段階後、電圧変化値算出部120は、系統電圧感知部110で感知した系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、D軸電圧及びQ軸電圧の変化値をそれぞれ算出する(第202段階)。電圧変化値算出部120は、系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧に対する所定のサンプリング時間当たりのD軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値を算出する。
第202段階後、出力電流制御部130は、電圧変化値算出部120で算出したD軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が、系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する(第204段階)。系統電圧変化設定値は、所定の周期(例えば、250[μsec])ごとの系統電圧の異常いかんを判断するための正常な変化範囲の臨界電圧値を意味する。特に、出力電流制御部130は、D軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値のうち大きいの方の値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する。
第204段階後、出力電流制御部130は、D軸電圧変化値及びQ軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、系統連系インバータ100から出力される出力電流を所定の値だけ低減させる(第206段階)。図2に図示されているように、電力系統から系統電圧が正常に出力されていて、系統電圧のD軸電圧変化値または前記Q軸電圧変化値の異常が発生すれば、系統電圧変化値における異常発生時点以後、瞬間的に出力電流が急に高くなる。従って、出力電流制御部130は、急に高くなった出力電流の大きさを所定の値以下低減させるように系統連系インバータ100を制御し、それによって、系統連系インバータ100は、所定の値以下に低減された出力電流を出力する。
第206段階後、出力電流制御部130は、出力電流を所定の値だけ低減させた後、所定の時間が経過したか否かを判断する(第208段階)。ここで、所定の時間は、系統電圧の異常が解消されるほどの十分な時間を意味する。
第208段階後、所定の時間が経過したならば、出力電流制御部130は、低減された出力電流を、本来の出力電流に復帰させる(第210段階)。もし計測時間が所定の時間が経過したならば、出力電流制御部130は、低減されて出力されている出力電流を本来サイズの出力電流が出力されるように系統連系インバータ100を制御し、それによって、系統連系インバータ100は、本来サイズの出力電流を出力する。
一方、前述の本発明の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法は、コンピュータで読み取り可能なコード/命令(instructions)/プログラムによって具現される。例えば、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用して、前記コード/命令/プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、磁気記録媒体(例えば、ROM(read only memory)、フロッピーディスク、ハードディスク、磁気テープなど)、光学的判読媒体(例えば、CD(compact disc)−ROM、DVD(digital versatile disc)など)のような記録媒体を含む。
かような本願発明である系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置及びその方法は、理解の一助とするために、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それは例示的なものに過ぎず、当該分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって定められるものである。

Claims (6)

  1. 系統連系インバータの出力電流によって系統電圧を感知する系統電圧感知部と、
    感知した前記系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、前記D軸電圧及び前記Q軸電圧の変化値をそれぞれ算出する電圧変化値算出部と、
    前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断し、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、系統電圧の異常が解消される既設定の時間の間のみ、前記出力電流を所定の値だけ低減させる出力電流制御部と、を含むことを特徴とする系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置。
  2. 前記出力電流制御部は、
    前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち大きい方の値が、前記系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置。
  3. 前記出力電流を前記所定の値だけ低減させた後、所定の時間が経過したか否かを時間計測するタイマをさらに含み、
    前記出力電流制御部が、前記所定の時間が経過したか否かを判断し、低減された出力電流を、本来の出力電流に復帰させることを特徴とする請求項1に記載の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制装置。
  4. 系統電圧感知部が系統連系インバータの出力電流によって系統電圧を感知する段階と、
    電圧変化値算出部が、前記系統電圧のD軸電圧及びQ軸電圧を計算し、前記D軸電圧及び前記Q軸電圧の変化値をそれぞれ算出する段階と、
    出力電流制御部が、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する段階と、
    前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうちいずれか1つの値が、前記系統電圧変化設定値を超えるならば、系統電圧の異常が解消される既設定の時間の間のみ、前記出力電流制御部が、前記出力電流を所定の値だけ低減させる段階と、を含むことを特徴とする系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法。
  5. 前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち少なくともいずれか1つの値が系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断する段階は、
    前記出力電流制御部が、前記D軸電圧変化値及び前記Q軸電圧変化値のうち大きい方の値が、前記系統電圧変化設定値を超えるか否かを判断することを特徴とする請求項4に記載の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法。
  6. 前記出力電流制御部がタイマを使用し、前記出力電流を前記所定の値だけ低減させた後、所定の時間が経過したか否かを判断する段階と、
    前記所定の時間が経過したならば、前記出力電流制御部が、低減された出力電流を、本来の出力電流に復帰させる段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の系統電圧異常による系統連系インバータの過電流抑制方法。
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