JP6471936B2 - 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本開示は、電力系統に瞬時電圧低下が発生した時における、電力変換装置（パワーコンディショナ）及び電力変換装置の制御方法に関する。
従来、太陽電池等の分散型電源と、分散型電源により発電された電力を電力系統に供給する電力変換装置とを備えた分散型電源システムが利用されている。
分散型電源システムの電力変換装置は、通常、分散型電源から入力される直流電力を降圧または昇圧して内部コンデンサに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、内部コンデンサの蓄積電力を交流電力に変換するインバータとを備えている。
分散型電源システムの電力変換装置は、通常、分散型電源から入力される直流電力を降圧または昇圧して内部コンデンサに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、内部コンデンサの蓄積電力を交流電力に変換するインバータとを備えている。
このような分散型電源システムには、瞬時電圧低下（以下、瞬低と称する）などの電力系統の擾乱に対して、システムの運転を可能な限り継続し、電力系統が擾乱から復帰した際に出力を擾乱前に近いレベルまで復帰させることが求められている。（非特許文献１参照）。
瞬低時の電力変換装置の運転方法として、インバータを制御して出力電流を瞬低直前の値に固定すると共に、内部コンデンサの電圧が予め設定された目標値に一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
瞬低時の電力変換装置の運転方法として、インバータを制御して出力電流を瞬低直前の値に固定すると共に、内部コンデンサの電圧が予め設定された目標値に一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
系統連系規程 ＪＥＡＣ９７０１−２０１２
ところで、上記従来技術では、電力系統が瞬低からの復帰において、改善の余地があった。
上記事情に鑑み、限定的ではない例示的なある実施形態は、電力系統が瞬低から復帰する際の出力電力の品質の低下が低減される電力変換装置を提供することを目的とする。
上記事情に鑑み、限定的ではない例示的なある実施形態は、電力系統が瞬低から復帰する際の出力電力の品質の低下が低減される電力変換装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様の電力変換装置は、分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持する前記コンデンサに保持された直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど、前記インバータの出力電流を前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させ、その後、前記インバータの出力電流を上昇させる制御装置と、を備えることを特徴とする。
本開示の電力変換装置によれば、従来に比べ、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力変動が緩和され、内部コンデンサの電圧の低下が低減される。従って、電力変換装置の出力の電力品質の低下を低減できる。
（本開示の基礎となる知見）
電力系統が瞬低からの復帰する際、系統電圧と共にインバータの出力電圧が急上昇する。このため、従来の出力電流を一定に制御しているインバータの出力電力は急上昇する。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータが内部コンデンサに供給する電力に対して、インバータが電力系統に放出する電力が上回り、内部コンデンサの電圧が低下してしまう。
内部コンデンサの電圧が低下すると、インバータの出力電流に高調波が生じやすくなり、電力変換装置の出力の電力品質を損なうおそれがある。
また、瞬低における電力系統の電圧低下量と、瞬低からの復帰時における電力系統の電圧上昇量は概ね等しい。従って、内部コンデンサの電圧の瞬低からの復帰時における電圧低下量は、瞬低における電力系統の電圧低下量に応じたものとなる。
瞬低における電力系統の電圧低下量は一定ではない。そのため、電圧低下量によらず内部コンデンサの電圧を予め設定した目標値に制御する従来の方法では、例えば、以下のような問題が生じる恐れがある。予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して電圧低下量が大きい場合には、瞬低からの復帰時に内部コンデンサの電圧が低下して高調波電流が生じやすくなる（第１の課題）。
一方、予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して電圧低下量が小さい場合には、必要以上に内部コンデンサの電圧を高くすることとなり、瞬低期間中における電力変換効率が低下する（第２の課題）。
電力系統が瞬低からの復帰する際、系統電圧と共にインバータの出力電圧が急上昇する。このため、従来の出力電流を一定に制御しているインバータの出力電力は急上昇する。その結果、ＤＣ／ＤＣコンバータが内部コンデンサに供給する電力に対して、インバータが電力系統に放出する電力が上回り、内部コンデンサの電圧が低下してしまう。
内部コンデンサの電圧が低下すると、インバータの出力電流に高調波が生じやすくなり、電力変換装置の出力の電力品質を損なうおそれがある。
また、瞬低における電力系統の電圧低下量と、瞬低からの復帰時における電力系統の電圧上昇量は概ね等しい。従って、内部コンデンサの電圧の瞬低からの復帰時における電圧低下量は、瞬低における電力系統の電圧低下量に応じたものとなる。
瞬低における電力系統の電圧低下量は一定ではない。そのため、電圧低下量によらず内部コンデンサの電圧を予め設定した目標値に制御する従来の方法では、例えば、以下のような問題が生じる恐れがある。予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して電圧低下量が大きい場合には、瞬低からの復帰時に内部コンデンサの電圧が低下して高調波電流が生じやすくなる（第１の課題）。
一方、予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して電圧低下量が小さい場合には、必要以上に内部コンデンサの電圧を高くすることとなり、瞬低期間中における電力変換効率が低下する（第２の課題）。
発明者は、内部コンデンサの電圧の瞬低からの復帰時における電圧低下量は、瞬低における電力系統の電圧低下量に応じたものとなることに着目し、以下に示す実施形態に至ったものである。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
＜パワーコンディショナ１００の構成＞
図１は、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ１００の構成を示す図である。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
＜パワーコンディショナ１００の構成＞
図１は、第１の実施形態に係るパワーコンディショナ１００の構成を示す図である。
パワーコンディショナ１００は、端子Ｔａおよび端子Ｔｂを有しており、端子Ｔａに直流電源である分散型電源１２０が接続されるとともに、端子Ｔｂを介して電力系統１３０に連系した形態で使用され、パワーコンディショナ１００と電力系統１３０の間に接続された負荷１４０に電力を供給する。
なお、分散型電源１２０は太陽電池、燃料電池、または、リチウムイオン蓄電池等の二次電池からなる直流電源である。
なお、分散型電源１２０は太陽電池、燃料電池、または、リチウムイオン蓄電池等の二次電池からなる直流電源である。
パワーコンディショナ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１、コンデンサ１０２、インバータ（ＤＣ／ＡＣコンバータ）１０３、計測部１０４、制御装置１０５、及び、ゲート駆動回路１０６を備える。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１は、分散型電源１２０から入力された直流電力を昇圧または降圧してコンデンサ１０２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子と直流リアクトルと逆流防止用のダイオードとを備える。なお、各スイッチング素子には、保護ダイオードが逆並列に接続されてもよい。スイッチング素子がゲート駆動回路１０６から入力されるゲート信号Ｓｇ１に従って駆動することにより、分散型電源１２０からの入力電圧を所望の電圧に変換する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１は、分散型電源１２０から入力された直流電力を昇圧または降圧してコンデンサ１０２に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子と直流リアクトルと逆流防止用のダイオードとを備える。なお、各スイッチング素子には、保護ダイオードが逆並列に接続されてもよい。スイッチング素子がゲート駆動回路１０６から入力されるゲート信号Ｓｇ１に従って駆動することにより、分散型電源１２０からの入力電圧を所望の電圧に変換する。
コンデンサ１０２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１から供給される電力を蓄積し、平滑化してインバータ１０３に出力する。
インバータ１０３は、コンデンサ１０２の直流電力を交流電力に変換して、端子Ｔｂ側へ出力する。インバータ１０３は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子がブリッジ接続された構成となっている。なお、各スイッチング素子には、保護ダイオードが逆並列に接続されてもよい。スイッチング素子がゲート駆動回路１０６から入力されるゲート信号Ｓｇ２に従って駆動することにより、コンデンサ１０２の直流電力を交流電力に変換する。
インバータ１０３は、コンデンサ１０２の直流電力を交流電力に変換して、端子Ｔｂ側へ出力する。インバータ１０３は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子がブリッジ接続された構成となっている。なお、各スイッチング素子には、保護ダイオードが逆並列に接続されてもよい。スイッチング素子がゲート駆動回路１０６から入力されるゲート信号Ｓｇ２に従って駆動することにより、コンデンサ１０２の直流電力を交流電力に変換する。
計測部１０４は、分散型電源１２０（ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１の入力側）の電圧値Ｖｅ及び電流値Ｉｅと、コンデンサ１０２の電圧（以下、中間電圧と称する）値Ｖｃと、電力系統１３０（インバータの出力側）の電圧値Ｖｓ及び電流値Ｉｓとをそれぞれ取得し、各値に応じた振幅値を持つアナログ信号を制御装置１０５に出力する。
制御装置１０５は、計測部１０４から入力される分散型電源１２０の電圧値Ｖｅ及び電流値Ｉｅと、中間電圧値Ｖｃと、電力系統１３０（インバータの出力側）の電圧値Ｖｓ及び電流値Ｉｓとを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１、インバータ１０３のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭ信号（Ｓｇ１’、Ｓｇ２’）を生成する。
制御装置１０５は、計測部１０４から入力される分散型電源１２０の電圧値Ｖｅ及び電流値Ｉｅと、中間電圧値Ｖｃと、電力系統１３０（インバータの出力側）の電圧値Ｖｓ及び電流値Ｉｓとを用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１、インバータ１０３のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するＰＷＭ信号（Ｓｇ１’、Ｓｇ２’）を生成する。
ゲート駆動回路１０６は、制御装置１０５が生成するＰＷＭ信号（Ｓｇ１’、Ｓｇ２’）を、例えばフォトカプラなどを用いて電気的に絶縁しつつ、スイッチング素子を駆動するゲート信号（Ｓｇ１、Ｓｇ２）として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０１、インバータ１０３に伝達する。
＜制御装置１０５の構成＞
図２は、図１の制御装置１０５の構成の一例を示すブロック図である。
＜制御装置１０５の構成＞
図２は、図１の制御装置１０５の構成の一例を示すブロック図である。
制御装置１０５は、座標変換部２０１、２０４、２０８、周波数検出部２０２、位相検出部２０３、出力電流指令値設定部２０５、有効電流制御部２０６、無効電流制御部２０７、ＰＷＭ信号生成部２０９、２１３、瞬低検出部２１０、中間電圧指令値設定部２１１、中間電圧制御部２１２、記憶部２１４，２１５，２１６を有する。
計測部１０４から入力されるアナログ信号は、制御装置１０５に内蔵されるＡＤ変換回路により、所定のサンプリング周波数（例えば、１７．５ｋＨｚ）で、ＡＤ変換されて、各機能部に送られる。
計測部１０４から入力されるアナログ信号は、制御装置１０５に内蔵されるＡＤ変換回路により、所定のサンプリング周波数（例えば、１７．５ｋＨｚ）で、ＡＤ変換されて、各機能部に送られる。
座標変換部２０１は、電力系統１３０の電圧（系統電圧）値Ｖｓを、その基本波の周波数（例えば、５０Ｈｚ）の回転速度を有する直交座標（ｄｉｒｅｃｔ−ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ座標）上の二成分に変換し、系統電圧値Ｖｓのｄ軸成分であるＶｄ、およびｑ軸成分であるＶｑを後段側（周波数検出部２０２および瞬低検出部２１０）に出力する。座標変換部２０１は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、ＶｄおよびＶｑを出力する。
周波数検出部２０２は、系統電圧値Ｖｓのｄ軸成分Ｖｄおよびｑ軸成分Ｖｑに基づいて、系統電圧の周波数ｆｖを検出（算出）し、検出結果を後段側（位相検出部２０３）に出力する。周波数検出部２０２は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、系統電圧の周波数ｆｖを検出する。
位相検出部２０３は、系統電圧の周波数ｆｖに基づいて、系統電圧の位相θｓを検出（算出）し、検出結果を後段側（座標変換部２０４および座標変換部２０８）に出力する。位相検出部２０３は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、系統電圧の位相θｓを検出する。
位相検出部２０３は、系統電圧の周波数ｆｖに基づいて、系統電圧の位相θｓを検出（算出）し、検出結果を後段側（座標変換部２０４および座標変換部２０８）に出力する。位相検出部２０３は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、系統電圧の位相θｓを検出する。
座標変換部２０４は、電力系統１３０の電流値Ｉｓおよび系統電圧の位相θｓを用いて、電力系統の電流値Ｉｓの有効成分である有効電流検出値Ｉｐおよび無効成分である無効電流検出値Ｉｑを算出する。座標変換部２０４は、有効電流検出値Ｉｐを有効電流制御部２０６へ、無効電流検出値Ｉｑを無効電流制御部２０７へ、それぞれ出力する。座標変換部２０４は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、有効電流検出値Ｉｐおよび無効電流検出値Ｉｑを算出する。
出力電流指令値設定部２０５は、インバータ１０３の出力の有効電流に対する指令値である有効電流指令値Ｉｐ＊および無効電流に対する指令値である無効電流指令値Ｉｑ＊を設定し、有効電流指令値Ｉｐ＊を有効電流制御部２０６へ、無効電流指令値Ｉｑ＊を無効電流制御部２０７へ、それぞれ出力する。出力電流指令値設定部２０５は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、有効電流指令値Ｉｐ＊および無効電流指令値Ｉｑ＊を設定する。
出力電流指令値設定部２０５は、通常時（瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦのとき）と、瞬低時（瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＮのとき）とで異なる動作をする。
出力電流指令値設定部２０５は、通常時、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓの実効値に対してやや高い値を維持するための有効電流指令値Ｉｐ＊を設定する。また、出力電流指令値設定部２０５は、瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１を監視し、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへと遷移を検出し、検出する直前に決定された有効電流指令値Ｉｐ＊を記憶部２１４に記録する。そして、出力電流指令値設定部２０５は、瞬低時、記憶部２１４に記録された値を有効電流指令値Ｉｐ＊として設定する。
出力電流指令値設定部２０５は、通常時、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓの実効値に対してやや高い値を維持するための有効電流指令値Ｉｐ＊を設定する。また、出力電流指令値設定部２０５は、瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１を監視し、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへと遷移を検出し、検出する直前に決定された有効電流指令値Ｉｐ＊を記憶部２１４に記録する。そして、出力電流指令値設定部２０５は、瞬低時、記憶部２１４に記録された値を有効電流指令値Ｉｐ＊として設定する。
なお、第１の実施形態において、インバータ１０３の出力の力率を１とするために、無効電流指令値Ｉｑ＊＝０とする。
有効電流制御部２０６は、有効電流検出値Ｉｐと有効電流指令値Ｉｐ＊との差をゼロに近づけるための、インバータ１０３の出力の有効電圧に対する補正信号を、有効電圧指令値Ｖｐ＊として生成し、座標変換部２０８へ出力する。有効電流制御部２０６は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、有効電圧指令値Ｖｐ＊を出力する。
有効電流制御部２０６は、有効電流検出値Ｉｐと有効電流指令値Ｉｐ＊との差をゼロに近づけるための、インバータ１０３の出力の有効電圧に対する補正信号を、有効電圧指令値Ｖｐ＊として生成し、座標変換部２０８へ出力する。有効電流制御部２０６は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、有効電圧指令値Ｖｐ＊を出力する。
無効電流制御部２０７は、無効電流検出値Ｉｑと無効電流指令値Ｉｑ＊との差をゼロに近づけるための、インバータ１０３の出力の無効電圧に対する補正信号を、無効電圧指令値Ｖｑ＊として生成し、座標変換部２０８へ出力する。無効電流制御部２０７は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、無効電圧指令値Ｖｑ＊を出力する。
座標変換部２０８は、系統電圧の位相θｓ、並びに、有効電圧指令値Ｖｐ＊および無効電圧指令値Ｖｑ＊に基づいて、交流電圧指令値Ｖｓ２＊を算出する。座標変換部２０８は、算出した交流電圧指令値Ｖｓ２＊をＰＷＭ信号生成部２０９へ出力する。座標変換部２０８は、例えば、制御装置１０５におけるＡＤ変換の周期ごとに、交流電圧指令値Ｖｓ２＊を算出する。
ＰＷＭ信号生成部２０９は、交流電圧指令値Ｖｓ２＊に応じたデューティ比のパルス信号をＰＷＭ信号Ｓｇ２’として生成し、ゲート駆動回路１０６へ出力する。そして、上述したように、制御装置１０５（ＰＷＭ信号生成部２０９）から出力されたＰＷＭ信号Ｓｇ２’を基に、ゲート駆動回路１０６からインバータ１０３にゲート信号Ｓｇ２が出力される。このようにして、制御装置１０５は、出力電流が指令値（有効電流指令値Ｉｐ＊および無効電流指令値Ｉｑ＊）に一致するようにインバータを制御する。
瞬低検出部２１０は、座標変換部２０４から入力される系統電圧のｄ軸成分Ｖｄ、およびｑ軸成分Ｖｑから、制御装置１０５のＡＤ変換の周期ごとに、系統電圧Ｖｓの実効値（振幅値）を検出（算出）し、記憶部２１５に記録する。瞬低検出部２１０は、現在の系統電圧の実効値と所定時間前の系統電圧の実効値とを比較することにより、瞬低の発生および瞬低からの復帰を検知し、瞬低における電圧低下量を検出する。そして、瞬低検出部２１０は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１と電圧低下量とを出力電流指令値設定部２０５および中間電圧指令値設定部２１１へ出力する。瞬低検出信号ｆｌａｇ１は瞬低の継続中にＯＮ、それ以外のとき（瞬低の発生前及び瞬低から復帰した後）にＯＦＦとなる。瞬低検出部２１０における瞬低の発生および瞬低からの復帰の検知方法、並びに、電圧低下量の検出方法については後述する。
中間電圧指令値設定部２１１は、瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１および電圧低下量、計測部１０４から入力される中間電圧値Ｖｃ、分散型電源１２０の電圧値Ｖｅ、電流値Ｉｅに基づき、中間電圧に対する指令値である中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する。中間電圧指令値設定部２１１は、制御装置１０５のＡＤ変換の周期ごとに、中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する。中間電圧指令値設定部２１１の動作の詳細は後述する。
中間電圧制御部２１２は、計測部１０４から（中間電圧指令値設定部２１１を介して）入力される分散型電源１２０の電流値Ｉｅ、電圧値Ｖｅ、中間電圧値Ｖｃに基づき、中間電圧指令値Ｖｃ＊と中間電圧値Ｖｃとの差をゼロに近づけるための補正信号を制御操作量Ｖｓ１＊として生成し、ＰＷＭ信号生成部２１３に出力する。中間電圧制御部２１２は、制御装置１０５のＡＤ変換の周期ごとに、制御操作量Ｖｓ１＊を出力する。
ＰＷＭ信号生成部２１３は、制御操作量Ｖｓ１＊に応じたデューティ比のパルス信号をＰＷＭ信号Ｓｇ１’として生成し、ゲート駆動回路１０６へ出力する。そして、上述したように、制御装置１０５（ＰＷＭ信号生成部２１３）から出力されたＰＷＭ信号Ｓｇ１’を基に、ゲート駆動回路１０６からＤＣ／ＤＣコンバータ１０１にゲート信号Ｓｇ１が出力される。このようにして、制御装置１０５は、出力電圧が指令値（中間電圧指令値Ｖｃ＊）に一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
以上、第１の実施形態におけるパワーコンディショナ１００の構成について説明した。次に、第１の実施形態におけるパワーコンディショナ１００の動作について説明する。
＜瞬低検出部２１０の動作＞
図３は、瞬低検出部２１０の瞬低の発生および瞬低からの復帰の検知方法、並びに、電圧低下量ΔＶの検出方法の動作を示すフローチャートである。
＜瞬低検出部２１０の動作＞
図３は、瞬低検出部２１０の瞬低の発生および瞬低からの復帰の検知方法、並びに、電圧低下量ΔＶの検出方法の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１は、系統電圧Ｖｓのｄ軸成分Ｖｄおよびｑ軸成分Ｖｑの信号から、制御装置１０５のＡＤ変換の周期ごとに、現在の系統電圧Ｖｓの実効値Ｖｎｏｗを検出（算出）するステップである。なお、ここでは、系統電圧Ｖｓの実効値は、通常時においておよそ２５０Ｖであるとするが、これに限られるものではない。
ステップＳ３０２は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦであるか否かを判定するステップである。瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦである場合はステップＳ３０３へ、瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＮである場合はステップＳ３０４へと処理を進める。
ステップＳ３０２は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦであるか否かを判定するステップである。瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦである場合はステップＳ３０３へ、瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＮである場合はステップＳ３０４へと処理を進める。
ステップＳ３０３は、ステップＳ３０１で検出した現在の電圧実効値Ｖｎｏｗを記憶部２１５に逐次記録するとともに、現在より所定時間前（例えば、制御装置１０５のＡＤ変換の１周期前）の電圧実効値Ｖｐａｓｔを記憶部２１５から取得するステップである。ここで、ステップＳ３０３は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦであるときのみの処理（通常時の処理）であるため、瞬低時における電圧実効値Ｖｐａｓｔは、瞬低が発生する前の電力系統が正常であるときの電圧実効値となる。
ステップＳ３０４は、以下の式（１）に示すように、電圧実効値Ｖｎｏｗと電圧実効値Ｖｐａｓｔの差分により電圧低下量ΔＶを計算するステップである。
ΔＶ ＝ Ｖｐａｓｔ − Ｖｎｏｗ … （１）
なお、ΔＶは、通常時にはほぼゼロとなる。
ステップＳ３０５は、瞬低が発生したか否かを検出するステップである。具体的には、電圧低下量ΔＶと電圧実効値Ｖｐａｓｔとが、以下に示す式（２）を満たすか否かを判定する。
ΔＶ ＝ Ｖｐａｓｔ − Ｖｎｏｗ … （１）
なお、ΔＶは、通常時にはほぼゼロとなる。
ステップＳ３０５は、瞬低が発生したか否かを検出するステップである。具体的には、電圧低下量ΔＶと電圧実効値Ｖｐａｓｔとが、以下に示す式（２）を満たすか否かを判定する。
ΔＶ ＞ Ｖｐａｓｔ × Ａ１ … （２）
式（２）においてＡ１は予め定められた定数である。例えば、Ａ１＝０．２０とすると、電圧低下量ΔＶが通常時の電圧実効値Ｖｐａｓｔの２０％を上回った場合（電圧実効値Ｖｎｏｗが電圧実効値Ｖｐａｓｔの８０％を下回った場合）に瞬低が発生したと検出する。
式（２）においてＡ１は予め定められた定数である。例えば、Ａ１＝０．２０とすると、電圧低下量ΔＶが通常時の電圧実効値Ｖｐａｓｔの２０％を上回った場合（電圧実効値Ｖｎｏｗが電圧実効値Ｖｐａｓｔの８０％を下回った場合）に瞬低が発生したと検出する。
ステップＳ３０５において、瞬低の発生を検出した場合はステップＳ３０７へと処理を進め、瞬低検出信号ｆｌａｇ１をＯＮへと切り替える。また、瞬低を検出しなかった場合はステップＳ３０６へと処理を進める。
ステップＳ３０６は、電力系統が瞬低から復帰したか否かを検出するステップである。具体的には、電圧実効値Ｖｎｏｗと電圧実効値Ｖｐａｓｔとが、以下に示す式（３）を満たすか否かを判定する。
ステップＳ３０６は、電力系統が瞬低から復帰したか否かを検出するステップである。具体的には、電圧実効値Ｖｎｏｗと電圧実効値Ｖｐａｓｔとが、以下に示す式（３）を満たすか否かを判定する。
Ｖｎｏｗ ＞ Ｖｐａｓｔ × Ａ２ … （３）
式（３）において、Ａ２は予め定められた設定値である。例えば、Ａ２＝０．９０とすると、電圧実効値Ｖｎｏｗが瞬低発生前の電圧実効値Ｖｐａｓｔの９０％を上回った場合に、電力系統が瞬低から復帰したと検出する。
ステップＳ３０６において、瞬低からの復帰を検出した場合はステップＳ３０８へと処理を進め、瞬低検出信号ｆｌａｇ１をＯＦＦへと切り替える。また、瞬低からの復帰を検出しなかった場合は、ＥＮＤへと処理を進める（この場合、瞬低検出信号ｆｌａｇ１の切り換えは行わないため、処理開始前の瞬低検出信号ｆｌａｇ１を維持する）。
式（３）において、Ａ２は予め定められた設定値である。例えば、Ａ２＝０．９０とすると、電圧実効値Ｖｎｏｗが瞬低発生前の電圧実効値Ｖｐａｓｔの９０％を上回った場合に、電力系統が瞬低から復帰したと検出する。
ステップＳ３０６において、瞬低からの復帰を検出した場合はステップＳ３０８へと処理を進め、瞬低検出信号ｆｌａｇ１をＯＦＦへと切り替える。また、瞬低からの復帰を検出しなかった場合は、ＥＮＤへと処理を進める（この場合、瞬低検出信号ｆｌａｇ１の切り換えは行わないため、処理開始前の瞬低検出信号ｆｌａｇ１を維持する）。
瞬低検出部２１０は、図３に示す動作により、瞬低の発生および瞬低からの復帰を検知し、電圧低下量ΔＶを検出する。
＜中間電圧指令値設定部２１１の動作＞
図４は、中間電圧指令値設定部２１１の動作を示すフローチャートである。中間電圧指令値設定部２１１は、通常時における、系統電圧の実効値に基づいて中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する系統電圧追従制御と、瞬低時の電圧低下量ΔＶに基づいて中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する中間電圧一定制御とを行う。
＜中間電圧指令値設定部２１１の動作＞
図４は、中間電圧指令値設定部２１１の動作を示すフローチャートである。中間電圧指令値設定部２１１は、通常時における、系統電圧の実効値に基づいて中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する系統電圧追従制御と、瞬低時の電圧低下量ΔＶに基づいて中間電圧指令値Ｖｃ＊を決定する中間電圧一定制御とを行う。
ステップＳ４０１は、中間電圧指令値設定部２１１に入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１に基づく条件分岐処理を行うステップである。瞬低時（瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＮである場合）はステップＳ４０２へ、通常時（瞬低検出信号ｆｌａｇ１がＯＦＦである場合）はステップＳ４０８へと処理を進める。
ステップＳ４０８は、系統電圧追従制御を行うステップである。すなわち、通常時の中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定するステップである。中間電圧指令値設定部２１１は、以下の式（４）に示すように、通常時、中間電圧指令値Ｖｃ＊を系統電圧Ｖｓの実効値Ｖｓ’に対してやや高い値に設定することにより、インバータ１０３の出力電流が正弦波を維持できるようにしている。
ステップＳ４０８は、系統電圧追従制御を行うステップである。すなわち、通常時の中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定するステップである。中間電圧指令値設定部２１１は、以下の式（４）に示すように、通常時、中間電圧指令値Ｖｃ＊を系統電圧Ｖｓの実効値Ｖｓ’に対してやや高い値に設定することにより、インバータ１０３の出力電流が正弦波を維持できるようにしている。
Ｖｃ＊ ＝ Ｖｓ’ ＋ Ｋ１ … （４）
式（４）において、Ｋ１（例えば、通常時の系統電圧の実効値の１０％の値であり、ここではＫ１＝２５とする）は予め定められた定数であり、通常時、系統電圧Ｖｓ（Ｖｓ’）の変動に対して中間電圧指令値Ｖｃ＊がＫ１（Ｖ）だけ高くなるように設定される。
ステップＳ４０２は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検知することにより、瞬低が発生した瞬間を検出するステップである。例えば、瞬低検出信号ｆｌａｇ１を記憶部２１６に逐次記録しておき、現在の瞬低検出信号ｆｌａｇ１と記憶部２１６に記録された直前（例えば、制御装置１０５のＡＤ変換における１周期前）の瞬低検出信号ｆｌａｇ１とを比較することにより検出する。瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検出した場合はステップＳ４０３へ、検出しなかった場合はＳ４０４へと処理を進める。
式（４）において、Ｋ１（例えば、通常時の系統電圧の実効値の１０％の値であり、ここではＫ１＝２５とする）は予め定められた定数であり、通常時、系統電圧Ｖｓ（Ｖｓ’）の変動に対して中間電圧指令値Ｖｃ＊がＫ１（Ｖ）だけ高くなるように設定される。
ステップＳ４０２は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検知することにより、瞬低が発生した瞬間を検出するステップである。例えば、瞬低検出信号ｆｌａｇ１を記憶部２１６に逐次記録しておき、現在の瞬低検出信号ｆｌａｇ１と記憶部２１６に記録された直前（例えば、制御装置１０５のＡＤ変換における１周期前）の瞬低検出信号ｆｌａｇ１とを比較することにより検出する。瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検出した場合はステップＳ４０３へ、検出しなかった場合はＳ４０４へと処理を進める。
ステップＳ４０３は、計測部１０４から入力される中間電圧値Ｖｃの現在値Ｖｃｎｏｗを記憶部２１６に記録するステップである。ステップＳ４０２の判定により、記憶部２１６に記録される中間電圧値Ｖｃｎｏｗは瞬低が発生した瞬間の中間電圧値となる。
ステップＳ４０４は、以下に示す式（５）により、瞬低による電圧低下量ΔＶに基づき中間電圧の上増し量αを計算するステップである。
ステップＳ４０４は、以下に示す式（５）により、瞬低による電圧低下量ΔＶに基づき中間電圧の上増し量αを計算するステップである。
α ＝ ΔＶ × Ｋ２ … （５）
式（５）において、Ｋ２（例えば、Ｋ２＝０．２）は予め定められた定数であり、中間電圧の上増し量αは電圧低下量ΔＶに比例して大きくなる。
ステップＳ４０５は、以下の式（６）に示すように、ステップＳ４０３において記憶部２１６に記録された中間電圧値ＶｃｎｏｗとステップＳ４０４において算出した中間電圧
の上増し量αより、中間電圧の制御目標値Ｖｃ＊’を算出するステップである。
式（５）において、Ｋ２（例えば、Ｋ２＝０．２）は予め定められた定数であり、中間電圧の上増し量αは電圧低下量ΔＶに比例して大きくなる。
ステップＳ４０５は、以下の式（６）に示すように、ステップＳ４０３において記憶部２１６に記録された中間電圧値ＶｃｎｏｗとステップＳ４０４において算出した中間電圧
の上増し量αより、中間電圧の制御目標値Ｖｃ＊’を算出するステップである。
Ｖｃ＊’ ＝Ｖｃｎｏｗ ＋ α … （６）
ステップＳ４０６は、ステップＳ４０５で算出された中間電圧の制御目標値Ｖｃ＊’の上限を制限するステップであり、制御目標値Ｖｃ＊’が過大になりすぎないようにするためのステップである。
ステップＳ４０７は、中間電圧指令値Ｖｃ＊を、ステップＳ４０６においてリミッタ処理を施した制御目標値Ｖｃ＊’に設定し、中間電圧制御部２１２へと出力する。
ステップＳ４０６は、ステップＳ４０５で算出された中間電圧の制御目標値Ｖｃ＊’の上限を制限するステップであり、制御目標値Ｖｃ＊’が過大になりすぎないようにするためのステップである。
ステップＳ４０７は、中間電圧指令値Ｖｃ＊を、ステップＳ４０６においてリミッタ処理を施した制御目標値Ｖｃ＊’に設定し、中間電圧制御部２１２へと出力する。
中間電圧指令値設定部２１１は、図４に示す動作により、中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定する。
＜第１の実施形態のまとめ＞
図５は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時における系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。図５（ａ）は系統電圧Ｖｓの実効値を、図５（ｂ）は、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値を、図５（ｃ）はインバータ１０３の出力の実効値を、図５（ｄ）は中間電圧Ｖｃをそれぞれ示している。図５において、横軸は時間を示し、ｔ１は瞬低が発生した時刻、ｔ２は瞬低から復帰した時刻である。
＜第１の実施形態のまとめ＞
図５は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時における系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。図５（ａ）は系統電圧Ｖｓの実効値を、図５（ｂ）は、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値を、図５（ｃ）はインバータ１０３の出力の実効値を、図５（ｄ）は中間電圧Ｖｃをそれぞれ示している。図５において、横軸は時間を示し、ｔ１は瞬低が発生した時刻、ｔ２は瞬低から復帰した時刻である。
第１の実施形態の制御装置１０５は、図５（ｄ）に示すように、パワーコンディショナ１００を、瞬低が発生した場合に、通常時と比較して、電圧低下量ΔＶに応じたαだけ中間電圧Ｖｃが高くなるように制御する。
ここで、瞬低の発生時における系統の電圧低下量と、瞬低からの復帰時における系統の電圧上昇量は等しい。従って、出力電流を一定に制御している場合、瞬低発生時ｔ１における電圧変動量から出力電力の変動量が算出できるため、復帰時ｔ２における中間電圧の低下量を、瞬低の発生時に予め推定することができる。そこで、瞬低からの復帰時ｔ２の中間電圧の低下を見越して、瞬低の期間中に、電圧低下量に基づき中間電圧を高くすることにより、コンデンサ１０２は、出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧を維持することができる。これにより、第１の実施形態のパワーコンディショナ１００は、瞬低からの復帰時においても出力電流の発生が低減され、出力の電力品質の低下が低減される。
（第２の実施形態）
＜第２の実施形態との概要＞
第１の実施形態においては、瞬低からの復帰時における中間電圧の低下を予め考慮することにより、瞬低からの復帰時における出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧値を維持する方法について説明した。
ここで、瞬低の発生時における系統の電圧低下量と、瞬低からの復帰時における系統の電圧上昇量は等しい。従って、出力電流を一定に制御している場合、瞬低発生時ｔ１における電圧変動量から出力電力の変動量が算出できるため、復帰時ｔ２における中間電圧の低下量を、瞬低の発生時に予め推定することができる。そこで、瞬低からの復帰時ｔ２の中間電圧の低下を見越して、瞬低の期間中に、電圧低下量に基づき中間電圧を高くすることにより、コンデンサ１０２は、出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧を維持することができる。これにより、第１の実施形態のパワーコンディショナ１００は、瞬低からの復帰時においても出力電流の発生が低減され、出力の電力品質の低下が低減される。
（第２の実施形態）
＜第２の実施形態との概要＞
第１の実施形態においては、瞬低からの復帰時における中間電圧の低下を予め考慮することにより、瞬低からの復帰時における出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧値を維持する方法について説明した。
第２の実施形態では、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力電流を制御することによって、復帰時における出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧値を維持する構成について説明する。
第２の実施形態では、瞬低時における、電圧低下量ΔＶに基づく中間電圧Ｖｃの上増しはせずに一定に制御しておき、瞬低からの復帰時に、インバータ１０３の出力電流Ｉｓを、電圧低下量ΔＶに基づき抑制する点が第１の実施形態と異なる。
第２の実施形態では、瞬低時における、電圧低下量ΔＶに基づく中間電圧Ｖｃの上増しはせずに一定に制御しておき、瞬低からの復帰時に、インバータ１０３の出力電流Ｉｓを、電圧低下量ΔＶに基づき抑制する点が第１の実施形態と異なる。
＜第２の実施形態に係る制御装置６００の構成＞
図６は、第２の実施形態に係る制御装置６００の構成を示す図である。
第２の実施形態に係る制御装置６００は、第１の実施形態に係る制御装置１０５と比較して、中間電圧指令値設定部２１１、出力電流指令値設定部２０５、記憶部２１６、２１４の代わりに、中間電圧指令値設定部６０１、出力電流指令値設定部６０２、記憶部６０３、６０４を備えている。
第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図６は、第２の実施形態に係る制御装置６００の構成を示す図である。
第２の実施形態に係る制御装置６００は、第１の実施形態に係る制御装置１０５と比較して、中間電圧指令値設定部２１１、出力電流指令値設定部２０５、記憶部２１６、２１４の代わりに、中間電圧指令値設定部６０１、出力電流指令値設定部６０２、記憶部６０３、６０４を備えている。
第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
中間電圧指令値設定部６０１は、は、瞬低検出部２１０から入力される瞬低検出信号ｆｌａｇ１に基づき、系統電圧追従制御と中間電圧一定制御を行って中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を設定し、中間電圧制御部２１２に中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を出力する。中間電圧指令値設定部６０１の動作の詳細については後述する。
出力電流指令値設定部６０２は、瞬低からの復帰時に有効電流指令値Ｉｐ＊を電圧低下量ΔＶに基づき設定し、その後、有効電流指令値Ｉｐ＊を、瞬低が発生する前の値まで掃引させる（戻す）点が第１の実施形態における出力電流指令値設定部２０５と異なる。出力電流指令値設定部６０２の動作の詳細については後述する。
出力電流指令値設定部６０２は、瞬低からの復帰時に有効電流指令値Ｉｐ＊を電圧低下量ΔＶに基づき設定し、その後、有効電流指令値Ｉｐ＊を、瞬低が発生する前の値まで掃引させる（戻す）点が第１の実施形態における出力電流指令値設定部２０５と異なる。出力電流指令値設定部６０２の動作の詳細については後述する。
＜中間電圧指令値設定部６０１の動作＞
図７は中間電圧指令値設定部６０１の動作を示すフローチャートである。以下、第１の実施形態における中間電圧指令値設定部２１１と同様の動作については同じ符号を付し、説明を省略する。
第２の実施形態では、瞬低時に、電圧低下量ΔＶによらず、瞬低を検出した時の中間電圧を維持するように中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を設定する点が第１の実施形態と異なる。
図７は中間電圧指令値設定部６０１の動作を示すフローチャートである。以下、第１の実施形態における中間電圧指令値設定部２１１と同様の動作については同じ符号を付し、説明を省略する。
第２の実施形態では、瞬低時に、電圧低下量ΔＶによらず、瞬低を検出した時の中間電圧を維持するように中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を設定する点が第１の実施形態と異なる。
ステップＳ７０１は、式（７）に示すように、ステップＳ４０３で記憶部６０３（第１の実施形態における記憶部２１６）に記憶された中間電圧値Ｖｃｎｏｗを、中間電圧制御指令値Ｖｃ＊として設定するステップである。
Ｖｃ＊ ＝ Ｖｃｎｏｗ … （７）
ステップＳ７０２は、出力電流指令値設定部６０２から入力される出力電流抑制信号ｆｌａｇ２に基づき条件分岐処理を行うステップである。出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＮである場合はステップＳ７０３へ、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＦＦである場合はステップＳ４０８へと処理を進める。
Ｖｃ＊ ＝ Ｖｃｎｏｗ … （７）
ステップＳ７０２は、出力電流指令値設定部６０２から入力される出力電流抑制信号ｆｌａｇ２に基づき条件分岐処理を行うステップである。出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＮである場合はステップＳ７０３へ、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＦＦである場合はステップＳ４０８へと処理を進める。
ステップＳ７０３は、瞬低から復帰しているものの、後述する出力電流指令値設定部６０２における出力電流抑制制御が継続している場合の処理である。このとき、ステップＳ７０３では、ステップＳ７０１で設定される中間電圧制御指令値Ｖｃ＊に基づき中間電圧一定制御を継続する。
中間電圧指令値設定部６０１は、このように中間電圧の中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を設定することにより、瞬低が発生してから、後述する出力電流抑制制御が完了するまでの期間において中間電圧を一定に制御する。
中間電圧指令値設定部６０１は、このように中間電圧の中間電圧制御指令値Ｖｃ＊を設定することにより、瞬低が発生してから、後述する出力電流抑制制御が完了するまでの期間において中間電圧を一定に制御する。
＜出力電流指令値設定部６０２の動作＞
図８は出力電流指令値設定部６０２の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ８０１は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＮからＯＦＦへの遷移を検知することにより、瞬低から復帰した瞬間を検出するステップである。瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＮからＯＦＦへの遷移を検出するとステップＳ８０３へ、検出しなければステップＳ８０２へ処理を進める。
図８は出力電流指令値設定部６０２の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ８０１は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＮからＯＦＦへの遷移を検知することにより、瞬低から復帰した瞬間を検出するステップである。瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＮからＯＦＦへの遷移を検出するとステップＳ８０３へ、検出しなければステップＳ８０２へ処理を進める。
ステップＳ８０２は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検知することにより、瞬低が発生した瞬間を検出するステップである。瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検出するとステップＳ８０４へ、検出しなければステップＳ８０５へ処理を進める。（なお、通常時は、ステップＳ８０２の判定はＮＯとなる。）
ステップＳ８０３は、出力電流抑制制御の実行中であることを示す出力電流抑制信号ｆｌａｇ２をＯＮにする。（出力電流抑制信号ｆｌａｇ２は、出力電流抑制制御を実行している期間はＯＮ、実行していない期間はＯＦＦとなる。）
ステップＳ８０４は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検出する直
前に決定された有効電流指令値Ｉｐ＊を記憶部６０４に記録するステップである。ステップＳ８０２の判定により、ステップＳ８０４において記憶部６０４に記録される有効電流指令値Ｉｐ＊は、瞬低が発生する直前の通常時の有効電流指令値となる。
ステップＳ８０３は、出力電流抑制制御の実行中であることを示す出力電流抑制信号ｆｌａｇ２をＯＮにする。（出力電流抑制信号ｆｌａｇ２は、出力電流抑制制御を実行している期間はＯＮ、実行していない期間はＯＦＦとなる。）
ステップＳ８０４は、瞬低検出信号ｆｌａｇ１のＯＦＦからＯＮへの遷移を検出する直
前に決定された有効電流指令値Ｉｐ＊を記憶部６０４に記録するステップである。ステップＳ８０２の判定により、ステップＳ８０４において記憶部６０４に記録される有効電流指令値Ｉｐ＊は、瞬低が発生する直前の通常時の有効電流指令値となる。
ステップＳ８０５は、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２に基づき、条件分岐処理を行うステップである。出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＮである場合はステップＳ８０６へ、ＯＦＦである場合は、ＥＮＤへ処理を進め、第１の実施形態の出力電流指令値設定部２０５と同様の処理をする。
以下で説明する、ステップＳ８０６〜ステップＳ８０９の処理が出力電流抑制制御である。
以下で説明する、ステップＳ８０６〜ステップＳ８０９の処理が出力電流抑制制御である。
ステップＳ８０６は、式（８）および式（９）に示すように、瞬低検出部２１０から入力される電圧低下量ΔＶに基づき、記憶部６０４に記録された有効電流指令値Ｉｐ＊に電流抑制係数βをかけた有効電流目標値Ｉｐ２＊を計算するステップである。
β ＝ １−ΔＶ×Ｋ３ … （８）
Ｉｐ２＊ ＝ Ｉｐ＊ × β … （９）
式（８）において、Ｋ３（例えば、Ｋ３＝１／２５０）は、電流抑制係数βが、電圧低下量ΔＶに比例（単調減少）する値となるように予め設定された定数である。つまり、電流抑制係数βは、記憶部６０４に記録された有効電流指令値Ｉｐ＊を抑制する割合（％）を示す係数であり、電圧低下量ΔＶが大きくなるにしたがい、抑制割合（１−β）が大きくなり、有効電流目標値Ｉｐ２＊は小さくなる。（電圧低下量ΔＶに対して、電流抑制係数βおよび有効電流目標値Ｉｐ２＊は、負の相関を有する。）
ステップＳ８０７は、ステップＳ８０６で計算された有効電流目標値Ｉｐ２＊が負の値となることがないように０以上に制限するリミット処理を行うステップである。
β ＝ １−ΔＶ×Ｋ３ … （８）
Ｉｐ２＊ ＝ Ｉｐ＊ × β … （９）
式（８）において、Ｋ３（例えば、Ｋ３＝１／２５０）は、電流抑制係数βが、電圧低下量ΔＶに比例（単調減少）する値となるように予め設定された定数である。つまり、電流抑制係数βは、記憶部６０４に記録された有効電流指令値Ｉｐ＊を抑制する割合（％）を示す係数であり、電圧低下量ΔＶが大きくなるにしたがい、抑制割合（１−β）が大きくなり、有効電流目標値Ｉｐ２＊は小さくなる。（電圧低下量ΔＶに対して、電流抑制係数βおよび有効電流目標値Ｉｐ２＊は、負の相関を有する。）
ステップＳ８０７は、ステップＳ８０６で計算された有効電流目標値Ｉｐ２＊が負の値となることがないように０以上に制限するリミット処理を行うステップである。
ステップＳ８０８は、移動平均処理により、ステップＳ８０７でリミット処理をされた有効電流目標値Ｉｐ２＊からステップＳ８０４において記録された瞬低発生直前の有効電流指令値Ｉｐ＊まで、有効電流指令値をスイープさせる（戻す）ステップである。出力電流指令値設定部６０２は、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２がＯＮの間、移動平均処理を経た有効電流指令値Ｉｐ３＊を、有効電流制御部２０６に出力する。なお、移動平均処理は、値が時間と共に変化する時系列データを所定周期（例えば、制御装置６００におけるＡＤ変換の周期）でサンプリングしたサンプルデータのうち、直近の所定数Ｎ個（例えば、１０個）のサンプルデータの平均値を出力する処理である。ここでは、時系列データの初期値をステップＳ８０７でリミット処理をされた有効電流目標値Ｉｐ２＊とし、ステップＳ８０７でリミット処理をされた有効電流目標値Ｉｐ２＊の値を持つサンプルデータがＮ個揃った段階で、時系列データの値をステップＳ８０４において記録された瞬低発生直前の有効電流指令値Ｉｐ＊に変更する。これにより、移動平均処理の出力は、ステップＳ８０７でリミット処理をされた有効電流目標値Ｉｐ２＊からステップＳ８０４において記録された瞬低発生直前の有効電流指令値Ｉｐ＊まで、徐々に変動（上昇）していく。なお、有効電流目標値Ｉｐ２＊から瞬低発生直前の有効電流指令値Ｉｐ＊までの戻り時間は、Ｉｐ２＊の値によらず一定であってもよい。
ステップＳ８０９は、移動平均処理を経た有効電流指令値Ｉｐ３＊とステップＳ８０４において記録された瞬低発生直前の有効電流指令Ｉｐ＊とから出力電流抑制制御が完了したか否かを判定するステップである。出力電流指令値設定部６０２は、移動平均処理を経た有効電流指令値Ｉｐ３＊とステップＳ８０４において記録された瞬低発生直前のＩｐ＊が等しくなったら出力電流抑制制御が完了したと判定する。出力電流抑制制御が完了したことを検出した場合は、ステップＳ８１０へ処理を進め、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２をＯＦＦにする。また、出力電流抑制制御が完了したことを検出しなかった場合は、ＥＮＤへと処理を進める。（この場合、出力電流抑制信号ｆｌａｇ２をＯＮのままであり、出力電流指令値設定部６０２は、出力電流抑制制御を継続する。）
出力電流指令値設定部６０２は、図８に示す動作により、電圧低下量ΔＶに応じて瞬低
からの復帰時の出力電流を抑制する。その結果、瞬低からの復帰時のインバータ１０３の出力変動が緩和される。そのため、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下が低減でき、瞬低からの復帰時においてもインバータ１０３（パワーコンディショナ１００）の出力電流における高調波の発生を低減できる。
出力電流指令値設定部６０２は、図８に示す動作により、電圧低下量ΔＶに応じて瞬低
からの復帰時の出力電流を抑制する。その結果、瞬低からの復帰時のインバータ１０３の出力変動が緩和される。そのため、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下が低減でき、瞬低からの復帰時においてもインバータ１０３（パワーコンディショナ１００）の出力電流における高調波の発生を低減できる。
＜第２の実施形態のまとめ＞
図９は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時の、第２の実施形態における、系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。なお、図９の見方は、図５と同様である。
第２の実施形態の制御装置６００は、図９（ｂ）に示すように、瞬低からの復帰を検出したときに、電圧低下量ΔＶが大きくなれば抑制割合（１−β）が大きくなるようにインバータの出力電流Ｉｓを制御する。その結果、第２の実施形態のパワーコンディショナ１００では、瞬低からの復帰時における出力変動が緩和される。このことにより、瞬低からの復帰時の中間電圧Ｖｃの低下を低減でき、瞬低からの復帰時のパワーコンディショナ１００の出力電流における高調波の発生を低減できる。なお、図８及び図９に示す例では、瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流を、有効電流目標値Ｉｐ２＊から瞬低発生前の値にまで戻す形態が示されているが、これに限定されるものではない。瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流は、有効電流目標値Ｉｐ２＊から上昇させ、瞬低発生前の値より小さい値に戻してもいいし、瞬低発生前の値より大きい値に戻してもよい。
つまり、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力電流を、瞬低における電圧低下量が大きいほど、瞬低下が発生する前の値からより低下させ、その後、上昇させるのであれば、高調波の発生を低減できるので、上昇後の出力電流値はいずれの値でも構わない。
図９は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時の、第２の実施形態における、系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。なお、図９の見方は、図５と同様である。
第２の実施形態の制御装置６００は、図９（ｂ）に示すように、瞬低からの復帰を検出したときに、電圧低下量ΔＶが大きくなれば抑制割合（１−β）が大きくなるようにインバータの出力電流Ｉｓを制御する。その結果、第２の実施形態のパワーコンディショナ１００では、瞬低からの復帰時における出力変動が緩和される。このことにより、瞬低からの復帰時の中間電圧Ｖｃの低下を低減でき、瞬低からの復帰時のパワーコンディショナ１００の出力電流における高調波の発生を低減できる。なお、図８及び図９に示す例では、瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流を、有効電流目標値Ｉｐ２＊から瞬低発生前の値にまで戻す形態が示されているが、これに限定されるものではない。瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流は、有効電流目標値Ｉｐ２＊から上昇させ、瞬低発生前の値より小さい値に戻してもいいし、瞬低発生前の値より大きい値に戻してもよい。
つまり、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力電流を、瞬低における電圧低下量が大きいほど、瞬低下が発生する前の値からより低下させ、その後、上昇させるのであれば、高調波の発生を低減できるので、上昇後の出力電流値はいずれの値でも構わない。
第１の実施形態における、電圧低下量ΔＶに基づき中間電圧を上増しする方法では、中間電圧を蓄えるコンデンサの耐圧に応じて、中間電圧を上増しできる上限が制限される。そのため、コンデンサの選定などにもよるが、電圧低下量ΔＶが大きい場合に、必要な中間電圧を上増しできない場合が考えられる。これに対して第２の実施形態では、瞬低からの復帰時に有効電流指令値を、瞬低が発生する前の値の０〜１００％の範囲で変更するものであるので、電圧低下量ΔＶが大きい場合においても、瞬低からの復帰時の出力変動を十分に緩和でき、中間電圧の低下を低減できる。
（第３の実施形態）
＜第３の実施形態の概要＞
第１の実施形態においては、電圧低下量に基づき中間電圧を上増しする方法を説明した。また、第２の実施形態においては、電圧低下量に基づきインバータの出力電流を抑制する方法について説明した。
（第３の実施形態）
＜第３の実施形態の概要＞
第１の実施形態においては、電圧低下量に基づき中間電圧を上増しする方法を説明した。また、第２の実施形態においては、電圧低下量に基づきインバータの出力電流を抑制する方法について説明した。
第３の実施形態では、電圧低下量に基づく中間電圧の上増しと電圧低下量に基づく出力電流の抑制とを両方実行する構成について説明する。
＜第３の実施形態に係る制御装置１０００の構成＞
図１０は、第３の実施形態に係る制御装置１０００の構成を示す図である。
第３の実施形態に係る制御装置１０００は、第１の実施形態に係る制御装置１０５と比較して、中間電圧指令値設定部２１１、出力電流指令値設定部２０５、記憶部２１６、２１４の代わりに、中間電圧指令値設定部１００１、出力電流指令値設定部１００２、記憶部１００３、１００４を備えている。第１、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
＜第３の実施形態に係る制御装置１０００の構成＞
図１０は、第３の実施形態に係る制御装置１０００の構成を示す図である。
第３の実施形態に係る制御装置１０００は、第１の実施形態に係る制御装置１０５と比較して、中間電圧指令値設定部２１１、出力電流指令値設定部２０５、記憶部２１６、２１４の代わりに、中間電圧指令値設定部１００１、出力電流指令値設定部１００２、記憶部１００３、１００４を備えている。第１、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
中間電圧指令値設定部１００１は、瞬低検出部２１０より瞬低検出信号ｆｌａｇ１、電圧低下量ΔＶを取得し、中間電圧制御の目標値を変更する。中間電圧指令値設定部１００１の動作の詳細は後述する。
出力電流指令値設定部１００２は、瞬低からの復帰時に有効電流指令値Ｉｐ＊を電圧低下量ΔＶに基づき設定し、その後、有効電流指令値Ｉｐ＊を、瞬低が発生する前の値まで掃引させる点は第２の実施形態における出力電流指令値設定部２０５と同様である。しかしながら出力電流抑制制御を有効化するか否かを電圧低下量ΔＶに基づき判断する点が異なる。出力電流指令値設定部１００２の動作の詳細については後述する。
出力電流指令値設定部１００２は、瞬低からの復帰時に有効電流指令値Ｉｐ＊を電圧低下量ΔＶに基づき設定し、その後、有効電流指令値Ｉｐ＊を、瞬低が発生する前の値まで掃引させる点は第２の実施形態における出力電流指令値設定部２０５と同様である。しかしながら出力電流抑制制御を有効化するか否かを電圧低下量ΔＶに基づき判断する点が異なる。出力電流指令値設定部１００２の動作の詳細については後述する。
＜中間電圧指令値設定部１００１の動作＞
図１１は、中間電圧指令値設定部１００１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１〜Ｓ４０８の処理は、第１の実施形態と同様である。
ステップＳ７０２、Ｓ７０３における処理は、第２の実施形態と同様である。
＜出力電流指令値設定部１００２の動作＞
図１２は出力電流指令値設定部１００２の動作を示すフローチャートである。以下、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
図１１は、中間電圧指令値設定部１００１の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１〜Ｓ４０８の処理は、第１の実施形態と同様である。
ステップＳ７０２、Ｓ７０３における処理は、第２の実施形態と同様である。
＜出力電流指令値設定部１００２の動作＞
図１２は出力電流指令値設定部１００２の動作を示すフローチャートである。以下、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
第２の実施形態では瞬低検出信号ｆｌａｇ１のみに基づき出力抑制制御が有効化される構成であったのに対し、本実施形態では電圧低下量に基づいて出力抑制機能を実行するか否かを判定し（ステップＳ１２０１）、中間電圧の上増し量を考慮して出力電流の抑制割合の計算が行われる点が第２の実施形態と異なる（ステップＳ１２０２、ステップＳ１２０３）。
ステップＳ１２０１は、電圧低下量ΔＶがあらかじめ設定された閾値Ａより大きいか否かを判定するステップである。電圧低下量ΔＶがＡより大きい場合にはステップＳ８０１へ、電圧低下量ΔＶがＡより小さい場合にはＥＮＤへと処理を進める（電圧低下量ΔＶがＡより小さい場合には出力電流抑制制御は有効化しない）。閾値Ａは、例えば、中間電圧の上増しによって、瞬低からの復帰時にインバータ１０３で生じる高調波電流を抑制可能な電圧低下量の限界値が設定される。
ステップＳ１２０２は、第２の実施形態における式（８）及び以下の式（１０）を用いて、有効電流目標値Ｉｐ２＊を計算するステップである。
Ｉｐ２＊ ＝ Ｉｐ＊ × β ＋Ｂ … （１０）
式（１０）において、Ｂは、中間電圧の上増しにより緩和される出力変動量に相当し、抑制された電流指令値（Ｉｐ２＊）の下限を与える０より大きな定数である。中間電圧の上増しにより、瞬低からの復帰時における出力変動の全てを出力電流の抑制で緩和する必要がなくなるため、出力抑制の下限を０より大きくすることができる。
Ｉｐ２＊ ＝ Ｉｐ＊ × β ＋Ｂ … （１０）
式（１０）において、Ｂは、中間電圧の上増しにより緩和される出力変動量に相当し、抑制された電流指令値（Ｉｐ２＊）の下限を与える０より大きな定数である。中間電圧の上増しにより、瞬低からの復帰時における出力変動の全てを出力電流の抑制で緩和する必要がなくなるため、出力抑制の下限を０より大きくすることができる。
ステップＳ１２０３は、ステップＳ１２０２で計算された有効電流目標値Ｉｐ２＊がＢ未満となることがないように制限するリミット処理を行うステップである。
出力電流指令値設定部１００２は、図１２に示す動作により、瞬低における電圧低下量ΔＶに応じて瞬低からの復帰時の出力電流を抑制する。その結果、第２の実施形態と同様に、瞬低からの復帰時においてもインバータ１０３（パワーコンディショナ１００）の出力電流における高調波の発生を低減できる。 さらに、中間電圧の上増しにより出力変動が緩和されるため、出力電流の抑制量を低減できる。そのため、電圧低下量ΔＶが大きい場合においても、瞬低からの復帰時において出力電流を０まで抑制する必要がなく、元の出力まで復帰させるのに要する時間を短縮することができる。
出力電流指令値設定部１００２は、図１２に示す動作により、瞬低における電圧低下量ΔＶに応じて瞬低からの復帰時の出力電流を抑制する。その結果、第２の実施形態と同様に、瞬低からの復帰時においてもインバータ１０３（パワーコンディショナ１００）の出力電流における高調波の発生を低減できる。 さらに、中間電圧の上増しにより出力変動が緩和されるため、出力電流の抑制量を低減できる。そのため、電圧低下量ΔＶが大きい場合においても、瞬低からの復帰時において出力電流を０まで抑制する必要がなく、元の出力まで復帰させるのに要する時間を短縮することができる。
＜第３の実施形態のまとめ＞
図１３は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時の、第３の実施形態における、系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。なお、図１３の見方は、図５及び図９と同様である。
図１３は、瞬低の発生時および瞬低からの復帰時の、第３の実施形態における、系統電圧Ｖｓの実効値、インバータ１０３の出力電流Ｉｓの実効値、インバータ１０３の出力の実効値、中間電圧Ｖｃを示す図である。なお、図１３の見方は、図５及び図９と同様である。
第３の実施形態の制御装置１０００は、図１３（ｂ）、（ｄ）に示すように瞬低からの復帰時ｔ２のインバータ１０３の出力変動を、瞬低の期間における中間電圧の上増しと瞬低からの復帰時における出力電流の抑制とにより緩和する。このことにより、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下を低減でき、瞬低からの復帰時においても出力電流に高調波の発生が低減され電力品質の低下が低減される。また、電圧低下量ΔＶが大きい場合でも、復帰時ｔ２に出力電流を０まで抑制する必要がなく、電流出力をある程度継続することが可能である。そして、第２の実施形態で示した出力電流の抑制のみによる方法と比較して、元の出力電流まで復帰させるのに要する時間を短縮することができる。なお、図１２及び図１３に示す例では、瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流を、有効電流目標値Ｉｐ２＊から瞬低発生前の値にまで戻す形態が示されているが、これに限定されるものではない。瞬低からの復帰時におけるインバータ１０３の出力電流は、有効電流目標値Ｉｐ２＊から上昇させ、瞬低発生前の値より小さい値に戻してもいいし、瞬低発生前の値より大きい値に戻してもよい。
つまり、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力電流を、瞬低における電圧低下量が大きいほど、瞬低下が発生する前の値からより低下させ、その後、上昇させるのであれば、高調波の発生を低減できるので、上昇後の出力電流値はいずれの値でも構わない。
（補足１）
以上、本明細書の開示する制御装置の各実施形態について説明したが、本開示の開示する制御装置は、以下に示すように変形してもよい。
＜１＞上述の実施形態では、インバータ１０３の力率を１とする場合について説明したが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。インバータ１０３の力率は、系統連系規定等に合致する範囲であれば、例えば、９５％であってもよく、無効電流指令値Ｉｑ＊の値は０に限定されない。
＜２＞上述の実施形態では、通常時において、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓの実効値に追従するように、有効電流指令値Ｉｐ＊および中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定するとしたが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、通常時において、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓに依らず一定となるように、有効電流指令値Ｉｐ＊および中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定してもよい。
＜３＞第２の実施形態および第３の実施形態では、移動平均処理により出力電流指令値をスイープさせるとしたが、本開示はこれに限らない。予め定められた電流増分値を周期的に加算することにより、出力電流指令値をスイープさせてもよい。
＜４＞上述の実施形態において、制御装置１０５、６００、１０００は、所定の周波数１７．５ｋＨｚで、ＡＤ変換を行い、得られたデジタル信号に対して各機能部が処理を施す場合について説明したが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。ＡＤ変換の周波数は、各機能部が同期して処理を行うことができればよく、例えば、２０ｋＨｚであってもよい
＜５＞第１の実施形態および第３の実施形態において、式（５）を用いて中間電圧の上増し量αを計算するとしたが、本開示はこれに限らない。中間電圧の上増し量αは、電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有していればよく、電圧低下量ΔＶに対して線形でなくてもよい。例えば、電圧低下量を複数の区分に分け、各区分ごとの中間電圧の上増し量αを保持するテーブルを予め記憶しておき、瞬低発生時に、テーブルを参照して中間電圧の上増し量αを求めてもよい。
つまり、瞬低からの復帰時におけるインバータの出力電流を、瞬低における電圧低下量が大きいほど、瞬低下が発生する前の値からより低下させ、その後、上昇させるのであれば、高調波の発生を低減できるので、上昇後の出力電流値はいずれの値でも構わない。
（補足１）
以上、本明細書の開示する制御装置の各実施形態について説明したが、本開示の開示する制御装置は、以下に示すように変形してもよい。
＜１＞上述の実施形態では、インバータ１０３の力率を１とする場合について説明したが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。インバータ１０３の力率は、系統連系規定等に合致する範囲であれば、例えば、９５％であってもよく、無効電流指令値Ｉｑ＊の値は０に限定されない。
＜２＞上述の実施形態では、通常時において、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓの実効値に追従するように、有効電流指令値Ｉｐ＊および中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定するとしたが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、通常時において、中間電圧Ｖｃが系統電圧Ｖｓに依らず一定となるように、有効電流指令値Ｉｐ＊および中間電圧指令値Ｖｃ＊を設定してもよい。
＜３＞第２の実施形態および第３の実施形態では、移動平均処理により出力電流指令値をスイープさせるとしたが、本開示はこれに限らない。予め定められた電流増分値を周期的に加算することにより、出力電流指令値をスイープさせてもよい。
＜４＞上述の実施形態において、制御装置１０５、６００、１０００は、所定の周波数１７．５ｋＨｚで、ＡＤ変換を行い、得られたデジタル信号に対して各機能部が処理を施す場合について説明したが、本開示は必ずしもこの場合に限定されない。ＡＤ変換の周波数は、各機能部が同期して処理を行うことができればよく、例えば、２０ｋＨｚであってもよい
＜５＞第１の実施形態および第３の実施形態において、式（５）を用いて中間電圧の上増し量αを計算するとしたが、本開示はこれに限らない。中間電圧の上増し量αは、電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有していればよく、電圧低下量ΔＶに対して線形でなくてもよい。例えば、電圧低下量を複数の区分に分け、各区分ごとの中間電圧の上増し量αを保持するテーブルを予め記憶しておき、瞬低発生時に、テーブルを参照して中間電圧の上増し量αを求めてもよい。
また、瞬低時の中間電圧指令値が電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有していれば、中間電圧の上増し量αは計算しなくともよい。例えば、瞬低前の中間電圧指令値に、電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有する増加倍率を乗算することにより瞬低時の中間電圧指令値を算出してもよい。
＜６＞第２の実施形態および第３の実施形態において、瞬低前の有効電流指令値に対して、電流抑制係数βを乗算することにより、瞬低復帰時の有効電流指令値を求めるとしたが、本開示はこれに限らない。瞬低復帰時の有効電流指令値は、電圧低下量ΔＶに対して負の相関を有していればよい。例えば、瞬低前の有効電流指令値から、電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有する値を減算することにより、瞬低復帰時の有効電流指令値を算出してもよい。
＜７＞上述の実施形態で示した制御装置１０５、６００、１０００は、典型的には、集積回路であるＤＳＰ（Digital Signal Pocessor）として実現される。各機能部は、個別にチップ化されてもよいし、全ての機能部又は一部の機能部を１チップに含むようにチップ化されてもよい。
＜６＞第２の実施形態および第３の実施形態において、瞬低前の有効電流指令値に対して、電流抑制係数βを乗算することにより、瞬低復帰時の有効電流指令値を求めるとしたが、本開示はこれに限らない。瞬低復帰時の有効電流指令値は、電圧低下量ΔＶに対して負の相関を有していればよい。例えば、瞬低前の有効電流指令値から、電圧低下量ΔＶに対して正の相関を有する値を減算することにより、瞬低復帰時の有効電流指令値を算出してもよい。
＜７＞上述の実施形態で示した制御装置１０５、６００、１０００は、典型的には、集積回路であるＤＳＰ（Digital Signal Pocessor）として実現される。各機能部は、個別にチップ化されてもよいし、全ての機能部又は一部の機能部を１チップに含むようにチップ化されてもよい。
また、集積回路化の手法はＤＳＰに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。製造後にプログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable
Gate Array）、集積回路内部のセルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
（補足２）
以下に、実施形態に係るパワーコンディショナ及びパワーコンディショナの制御装置、及び、パワーコンディショナの制御方法の構成について説明する。
Gate Array）、集積回路内部のセルの接続及び設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
（補足２）
以下に、実施形態に係るパワーコンディショナ及びパワーコンディショナの制御装置、及び、パワーコンディショナの制御方法の構成について説明する。
＜１＞本開示の第１形態は、分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータとを備える電力変換器の制御装置であって、電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量を検出する検知器と、前記検知器で検知された電圧低下量が大きいほど、前記インバータの出力電流を、前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させ、その後、前記インバータの出力電流を上昇させる電流制御部と、を備える電力変換器の制御装置を提供する。
また、本開示の第２形態は、分散型電源から入力される直流電力をコンデンサに供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど、前記インバータの出力電流を、前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させ、その後、前記インバータの出力電流を上昇させる制御装置とを備える、電力変換装置を提供する。
また、本開示の第３形態は、分散型電源から入力される直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータで変圧するステップと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力をコンデンサに保持するステップと、前記コンデンサの直流電力をインバータで交流電力に変換して電力系統に供給するステップと、電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記インバータの出力電流を前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させるステップと、その後、前記インバータの出力電流を上昇させる、電力変換装置の制御方法を提供する。
この構成により、瞬低からの復帰時のインバータの出力変動が緩和されるため、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下を低減でき、インバータの出力電流における高調波の発生を低減できる。つまり、第１の課題が緩和される。
＜２＞本開示の第４形態は、第１形態において、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする電圧設定部を更に備えてもよい、電力変換器の制御装置を提供する。
また、本開示の第５形態は、第２形態において、前記制御装置は、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする、電力変換装置を提供する。
＜２＞本開示の第４形態は、第１形態において、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする電圧設定部を更に備えてもよい、電力変換器の制御装置を提供する。
また、本開示の第５形態は、第２形態において、前記制御装置は、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする、電力変換装置を提供する。
また、本開示の第６形態は、第３形態において、更に、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くするステップを備える、電力変換装置の制御方法を提供する。
この構成により、瞬低からの復帰時のインバータの出力変動を、瞬低の期間における中間電圧の上増しと瞬低からの復帰時における出力電流の抑制とにより緩和する。このことにより、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下を低減でき、瞬低からの復帰時においても出力電流に高調波の発生が低減され、電力品質の低下が低減される。また、瞬低における電圧低下量が大きい場合でも、復帰時に出力電流をゼロまで抑制する必要がなく、電流出力を継続することが可能である。そして、瞬低前の出力電流まで復帰させるのに要する時間を短縮することができる。また、瞬低における電圧低下量が予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して小さい場合でも、必要以上に内部コンデンサの電圧が高くならず、瞬低期間中における電力変換効率の低下が抑制される。つまり、第２の課題が緩和される。
この構成により、瞬低からの復帰時のインバータの出力変動を、瞬低の期間における中間電圧の上増しと瞬低からの復帰時における出力電流の抑制とにより緩和する。このことにより、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下を低減でき、瞬低からの復帰時においても出力電流に高調波の発生が低減され、電力品質の低下が低減される。また、瞬低における電圧低下量が大きい場合でも、復帰時に出力電流をゼロまで抑制する必要がなく、電流出力を継続することが可能である。そして、瞬低前の出力電流まで復帰させるのに要する時間を短縮することができる。また、瞬低における電圧低下量が予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して小さい場合でも、必要以上に内部コンデンサの電圧が高くならず、瞬低期間中における電力変換効率の低下が抑制される。つまり、第２の課題が緩和される。
＜３＞本開示の第７形態は、第１形態において、前記電流制御部は、前記インバータの出力電流を、前記電圧低下量が大きくなるほど、より小さくなる電流抑制係数を、前記電流指令値の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に乗算して得られる前記電流目標値に近づける、電力変換器の制御装置を提供する。
本開示の第８形態は、第２形態において、前記電流制御部は、前記電圧低下量が大きくなるほど、より小さくなる電流抑制係数を、前記電流指令値の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に乗算して得られる前記電流目標値に近づける、電力変換装置を提供する。
＜４＞本開示の第９形態は、第４形態において、前記電圧制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記電圧低下量が大きくなるほど、より大きくなる電圧増分値を、前記コンデンサの電圧の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に加算して得られた前記電圧目標値に近づける電力変換器の制御装置を提供する。
本開示の第１０形態は、第５形態において、前記電圧設定部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記電圧低下量が大きくなるほど、より大きくなる電圧増分値を、前記コンデンサの電圧の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に加算して得られた前記電圧目標値に近づける電力変換装置を提供する。
本開示の第８形態は、第２形態において、前記電流制御部は、前記電圧低下量が大きくなるほど、より小さくなる電流抑制係数を、前記電流指令値の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に乗算して得られる前記電流目標値に近づける、電力変換装置を提供する。
＜４＞本開示の第９形態は、第４形態において、前記電圧制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記電圧低下量が大きくなるほど、より大きくなる電圧増分値を、前記コンデンサの電圧の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に加算して得られた前記電圧目標値に近づける電力変換器の制御装置を提供する。
本開示の第１０形態は、第５形態において、前記電圧設定部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、前記電圧低下量が大きくなるほど、より大きくなる電圧増分値を、前記コンデンサの電圧の前記瞬時電圧低下が発生する前の値に加算して得られた前記電圧目標値に近づける電力変換装置を提供する。
＜５＞本開示の第１１形態は、分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、前記コンデンサが保持する電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする電圧制御部と、を備える、電力変換器の制御装置を提供する。
また、本開示の第１２形態は、分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、前記コンデンサが保持する電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする制御装置とを備える、電力変換装置を提供する。
また、本開示の第１３形態は、分散型電源から入力される直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータで変圧するステップと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力をコンデンサに保持するステップと、前記コンデンサに保持された直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するステップと、前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くするステップとを備える、電力変換装置の制御方法。
この構成により、瞬低からの復帰時の中間電圧の低下を見越して、瞬低の期間中に、電圧低下量に基づき中間電圧を高くすることにより、コンデンサは、出力電流を正弦波に維持するのに必要な中間電圧を維持することができる。これにより、電力変換器は、瞬低からの復帰時においても出力電流に高調波の発生が低減され、出力の電力品質の低下が低減される。
また、瞬低における電圧低下量が予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して小さい場合でも、必要以上に内部コンデンサの電圧が高くならず、瞬低期間中における電力変換効率の低下が抑制される。つまり、第２の課題が緩和される。
また、瞬低における電圧低下量が予め設定した内部コンデンサの電圧の目標値に対して小さい場合でも、必要以上に内部コンデンサの電圧が高くならず、瞬低期間中における電力変換効率の低下が抑制される。つまり、第２の課題が緩和される。
本明細書において開示される電力変換装置は、例えば、電力系統と連系する分散型電源システム等において有用である。
１００ パワーコンディショナ
１０１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０２ コンデンサ
１０３ インバータ
１０４ 計測部
１０５，６００，１０００ 制御装置
１０６ ゲート駆動回路
１２０ 分散型電源
１３０ 電力系統
１４０ 負荷
２０１，２０４，２０８ 座標変換部
２０２ 周波数検出部
２０３ 位相検出部
２０５，６０２，１００２ 出力電流指令値設定部
２０６ 有効電流制御部
２０７ 無効電流制御部
２０９、２１３ ＰＷＭ信号生成部
２１０ 瞬低検出部
２１１、６０１、１００１ 中間電圧指令値設定部
２１２ 中間電圧制御部
２１４，２１５，２１６，６０３，６０４，１００３，１００４ 記憶部
１０１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０２ コンデンサ
１０３ インバータ
１０４ 計測部
１０５，６００，１０００ 制御装置
１０６ ゲート駆動回路
１２０ 分散型電源
１３０ 電力系統
１４０ 負荷
２０１，２０４，２０８ 座標変換部
２０２ 周波数検出部
２０３ 位相検出部
２０５，６０２，１００２ 出力電流指令値設定部
２０６ 有効電流制御部
２０７ 無効電流制御部
２０９、２１３ ＰＷＭ信号生成部
２１０ 瞬低検出部
２１１、６０１、１００１ 中間電圧指令値設定部
２１２ 中間電圧制御部
２１４，２１５，２１６，６０３，６０４，１００３，１００４ 記憶部
Claims (6)
- 分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、
前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、
電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど、前記インバータの出力電流を、前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させ、その後、前記インバータの出力電流を上昇させる制御装置と、を備える
電力変換装置。 - 前記制御装置は、
前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする
請求項１に記載の電力変換装置。 - 分散型電源から入力される直流電力を変圧するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給される直流電力を保持するコンデンサと、
前記コンデンサが保持する電力を交流電力に変換して電力系統に供給するインバータと、
電力系統の瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くする制御装置と、を備える
電力変換装置。 - 分散型電源から入力される直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータで変圧するステップと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力をコンデンサに保持するステップと、
前記コンデンサの直流電力をインバータで交流電力に変換して電力系統に供給するステップと、
電力系統の瞬時電圧低下からの復帰時に、前記インバータを制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記インバータの出力電流を、前記瞬時電圧低下が発生する前の値からより低下させるステップと、
その後、前記インバータの出力電流を上昇させるステップと、を備える
電力変換装置の制御方法。 - 更に、
前記瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、
前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くするステップを備える
請求項４に記載の電力変換装置の制御方法。 - 分散型電源から入力される直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータで変圧するステップと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータから供給された直流電力をコンデンサに保持するステップと、
前記コンデンサに保持された直流電力をインバータで交流電力に変換して電力系統に供給するステップと、
電力系統の瞬時電圧低下の継続中、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御して、前記瞬時電圧低下における電圧低下量が大きいほど前記コンデンサの電圧を高くするステップとを備える
電力変換装置の制御方法。
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