JP6463976B2 - 電力変換装置およびその太陽光発電システム - Google Patents
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Description
系統連系用電力変換器13は三相インバータであり、半導体スイッチング素子13m〜13rにより構成されている。制御器100からのゲート信号により系統連系用電力変換器13はPWM制御され、発電電力制御用電力変換器11からの直流入力電力を出力端子30U〜30Wから交流電力に変換し出力する。前記交流電力は高調波成分を含むため、フィルタリアクトル20により高調波成分を除去し、交流系統3へ出力される。
電圧センサ17から検出される交流系統電圧検出値Vuv、Vvwは、相電圧算出器1001に入力され、相電圧算出器1001は相電圧Vu、Vv、Vwを算出する。前記相電圧Vu、Vv、Vwはα-β変換器1002に入力され、α成分Vs_alp、β成分Vs_betに変換される。前記交流系統電圧α成分Vs_alp、β成分Vs_betはD-Q変換器1003に入力される。D-Q変換器1003に前記Vs_alp、Vs_betおよび後述するcosテーブル出力値cos、およびsinテーブル出力値sinが入力され、交流系統電圧D軸成分Vsd、Q軸成分Vsqを算出する。前記交流系統電圧Q軸成分Vsqは位相算出器1004に出力され、位相算出器1004は交流系統位相thetaを算出する。前記交流系統電圧位相thetaはcosテーブル1005およびsinテーブル1006に入力され、両テーブルは位相thetaに応じたcos、sinを算出する。前記D-Q変換器1003はcosテーブル1005およびsinテーブル1006の出力を用いて交流系統電圧をD-Q変換している。
相電圧出力指令値vu_ref、vv_ref、vw_refはPWM演算器1023に入力される。
PWM演算器1023は前記電圧指令値に加え、搬送波算出器1024の出力である三角波triを入力し、大小比較を行い、系統電力制御用電力変換器13のIGBTモジュールへのゲート信号GatePm〜rNを算出し系統電力制御用電力変換器13に出力する。
交流系統低電圧フラグの立上り検出値と立下り検出値に幅を持たせることにより、ヒステリシスがない場合の検出値近傍での出力電力のばたつきがなくなり、半導体スイッチング素子の不要なスイッチングをなくすことができ、効率向上につながる。
2・・・太陽光発電パネル
3・・・交流系統
11・・・発電電力制御用電力変換器
11A、11B・・・発電電力制御用電力変換器の入力端子
11m、11n・・・半導体スイッチング素子
11P、11N・・・発電電力制御用電力変換器の出力端子
12・・・平滑コンデンサ
13・・・系統連系用電力変換器
13P、13N・・・系統連系用電力変換器の入力端子
13m、13n、13o、13p、13q、13r・・・半導体スイッチング素子
14、16、17・・・電圧センサ
15、18・・・電流センサ
19・・・昇圧リアクトル
20・・・フィルタリアクトル
30P、30N・・・系統連系用電力変換器の出力端子
100・・・制御部
Claims (4)
- 太陽光発電パネルからの入力電力を制御し交流系統へ出力する電力変換装置であって、
前記太陽光発電パネルの発電電力を制御して直流電力を出力する発電電力制御用電力変換器と、
前記発電電力制御用電力変換器の直流電力出力側に接続する平滑コンデンサと、
前記発電電力制御用電力変換器と前記平滑コンデンサに接続して前記直流電力を交流電力に変換して出力する系統連系用電力変換器と、
前記交流系統の電圧振幅を検出する電圧検出器と、
前記交流系統の電圧振幅が第1の判定基準を下回った場合に前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子をオフし、前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を上回った場合に前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子のオフを解除する制御部と、を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記制御部は、
前記太陽光発電パネルから前記発電電力制御用電力変換器への入力電力が最大になるよう発電電力制御用電力変換器の入力電圧指令値を算出する電力最大化制御部と、
前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を下回った場合の前記入力電圧指令値を保持する電圧指令値保持部とを有し、
前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を上回った場合に、保持した前記入力電圧指令値を発電電力制御用電力変換器の系統連系用電力変換器への出力電圧初期値として前記電力最大化制御部の演算を再開させることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
平滑コンデンサの端子電圧を検出する電圧検出器を備え、
前記制御部は、前記平滑コンデンサの端子電圧が第2の判定基準を上回ったことを検出する比較部を備え、
前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を下回ったことを検出し、かつ前記平滑コンデンサの端子電圧が前記第2の判定基準を上回ったことを検出した場合に、前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子をオフし、
前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を上回る、もしくは前記平滑コンデンサの端子電圧が前記第2の判定基準を下回った場合に前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を再開する制御部を備えることを特徴とする電力変換装置。 - 太陽光発電パネルと、前記太陽光発電パネルからの入力電力を制御し交流系統へ出力する電力変換装置とを有する太陽光発電システムであって、
前記電力変換装置は、
前記太陽光発電パネルの発電電力を制御して直流電力を出力する発電電力制御用電力変換器と、
前記発電電力制御用電力変換器の直流電力出力側に接続する平滑コンデンサと、
前記発電電力制御用電力変換器と前記平滑コンデンサに接続して前記直流電力を交流電力に変換して出力する系統連系用電力変換器と、
前記交流系統の電圧振幅を検出する電圧検出器と、
前記交流系統の電圧振幅が第1の判定基準を下回った場合に前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子をオフし、前記交流系統の電圧振幅が前記第1の判定基準を上回った場合に前記発電電力制御用電力変換器の半導体スイッチング素子のオフを解除する制御部と、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。
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