JP6691730B2 - Control circuit for controlling inverter circuit, inverter device including the control circuit, power system including the inverter device, and control method - Google Patents

Control circuit for controlling inverter circuit, inverter device including the control circuit, power system including the inverter device, and control method Download PDF

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Description

本発明は、インバータ回路を制御する制御回路、当該制御回路を備えたインバータ装置、当該インバータ装置を備えた電力システム、および、制御方法に関する。   The present invention relates to a control circuit for controlling an inverter circuit, an inverter device including the control circuit, a power system including the inverter device, and a control method.

近年、太陽光などの自然エネルギーを利用する分散形電源の研究が進んでいる。一般的に、分散形電源は、発電した電力を電力系統に逆潮流するために、電力系統に連系している。この場合、分散形電源は、電力系統の系統電圧の位相を自分の内部位相として用いて、出力電流を制御して電力調整を行っている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, research on distributed power sources using natural energy such as sunlight has been advanced. Generally, a distributed power source is connected to a power system in order to reversely flow the generated power to the power system. In this case, the distributed power supply uses the phase of the system voltage of the power system as its own internal phase to control the output current and adjust the power (see Patent Document 1, for example).

図6は、従来の分散形電源A’を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional distributed power supply A '.

分散形電源A’は、直流電源1が出力する直流電力をインバータ回路2によって交流電力に変換して、負荷や電力系統Bに出力する。制御回路3’は、インバータ回路2を制御するものであり、分散形電源A’に設けられた各センサが検出した信号に基づいてPWM信号を生成して、インバータ回路2に出力する。制御回路3’は、位相検出部31’、指令信号生成部32、および、PWM信号生成部33を備えている。位相検出部31’は、系統電圧を検出した電圧信号から位相θを検出し、これを内部位相θとして指令信号生成部32に出力する。指令信号生成部32は、内部位相θを用いて指令信号を生成して、PWM信号生成部33に出力する。PWM信号生成部33は、指令信号生成部32より入力される指令信号に基づいてPWM信号を生成して、インバータ回路2に出力する。同じ連系点に連系している分散形電源A’は、同じ系統電圧を検出するので、内部位相θが同期している。   The distributed power supply A ′ converts the DC power output from the DC power supply 1 into AC power by the inverter circuit 2 and outputs the AC power to the load and the power system B. The control circuit 3 ′ controls the inverter circuit 2, generates a PWM signal based on the signal detected by each sensor provided in the distributed power supply A ′, and outputs the PWM signal to the inverter circuit 2. The control circuit 3'includes a phase detector 31 ', a command signal generator 32, and a PWM signal generator 33. The phase detection unit 31 ′ detects the phase θ from the voltage signal obtained by detecting the system voltage, and outputs this to the command signal generation unit 32 as the internal phase θ. The command signal generation unit 32 generates a command signal using the internal phase θ and outputs it to the PWM signal generation unit 33. The PWM signal generation unit 33 generates a PWM signal based on the command signal input from the command signal generation unit 32 and outputs it to the inverter circuit 2. Since the distributed power sources A'connected to the same interconnection point detect the same system voltage, the internal phase θ is synchronized.

一方、災害などにより電力系統が長期で停電になる場合や、離島などで電力系統がない場合、分散形電源は電力系統に連系せず、自立運転を行う必要がある。この場合、分散形電源は、電力系統の系統電圧から位相を検出することができないので、内部位相を自ら発振させ、これを用いて出力電圧制御を行う。   On the other hand, when the power system is out of power for a long time due to a disaster or when there is no power system on an isolated island, the distributed power sources need to be operated independently without being connected to the power system. In this case, the distributed power supply cannot detect the phase from the system voltage of the power system, and therefore oscillates the internal phase and controls the output voltage using this.

図7は、自立運転を行う従来の分散形電源A”を説明するための図である。   FIG. 7: is a figure for demonstrating the conventional distributed power supply A "which performs self-sustaining operation.

分散形電源A”は、位相検出部31’に代えて、内部位相生成部31”を備えている点で、分散形電源A’と異なる。内部位相生成部31”は、内部位相θを生成するものである。指令信号生成部32は、内部位相θを用いて指令信号を生成する。   The distributed power supply A ″ differs from the distributed power supply A ′ in that the distributed power supply A ″ includes an internal phase generation unit 31 ″ instead of the phase detection unit 31 ′. The internal phase generator 31 ″ generates the internal phase θ. The command signal generator 32 uses the internal phase θ to generate the command signal.

図7に示すように、複数の分散形電源A”が並列接続された電力システムの場合、各分散形電源A”の内部位相θを同期させる必要がある。このため、各分散形電源A”を集中監視するための監視装置Cが、各分散形電源A”の内部位相θを同期させる機能を有する。以下では、この方式を「集中監視方式」とする。すなわち、各分散形電源A”の内部位相生成部31”が生成した内部位相θを、通信部34が監視装置Cに送信する。監視装置Cは、受信した各分散形電源A”の内部位相θの例えば相加平均値(算術平均値)を算出して、目標内部位相θ*として各分散形電源A”に送信する。内部位相生成部31”は、内部位相θが目標内部位相θ*になるように制御する。あるいは、1つの分散形電源A”(マスタ)が監視装置Cの代わりとなり、他の分散形電源A”(スレイブ)に目標内部位相θ*を出力する。以下では、この方式を「マスタスレイブ方式」とする。 As shown in FIG. 7, in the case of a power system in which a plurality of distributed power supplies A ″ are connected in parallel, it is necessary to synchronize the internal phase θ of each distributed power supply A ″. Therefore, the monitoring device C for centrally monitoring each distributed power supply A ″ has a function of synchronizing the internal phase θ of each distributed power supply A ″. Hereinafter, this method is referred to as "centralized monitoring method". That is, the communication unit 34 transmits the internal phase θ generated by the internal phase generation unit 31 ″ of each distributed power supply A ″ to the monitoring device C. The monitoring device C calculates, for example, an arithmetic mean value (arithmetic mean value) of the received internal phase θ of each distributed power supply A ″, and sends it to each distributed power supply A ″ as a target internal phase θ * . The internal phase generation unit 31 ″ controls the internal phase θ so that it becomes the target internal phase θ * . Alternatively, one distributed power supply A ″ (master) substitutes for the monitoring device C and another distributed power supply A The target internal phase θ * is output to "(slave). In the following, this system is referred to as the" master slave system ".

特開2010‐68630号公報JP, 2010-68630, A

Reza Olfati-Saber, J. Alex Fax, and Richard M. Murray, "Consensus and Cooperation in Networked Multi-Agent Systems", Proceedings of the IEEE, Vol.95, No.1, (2007)Reza Olfati-Saber, J. Alex Fax, and Richard M. Murray, "Consensus and Cooperation in Networked Multi-Agent Systems", Proceedings of the IEEE, Vol.95, No.1, (2007) Mehran Mesbahi and Magnus Egerstedt, "Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks", Princeton (2010)Mehran Mesbahi and Magnus Egerstedt, "Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks", Princeton (2010)

上述したような集中監視方式やマスタスレイブ方式で内部位相θを同期させる場合、システムが大がかりになるし、分散形電源A”の増減に柔軟に対応しにくく、故障に脆弱であるという問題点がある。例えば、集中監視方式の場合、監視装置Cを設け、各分散形電源A”と通信を行う必要がある。有線通信の場合は、監視装置Cと各分散形電源A”とをそれぞれ通信線で接続する必要がある。無線通信の場合は、障害物などによって電波が遮断されないようにする必要がある。マスタスレイブ方式の場合、別途監視装置Cを設ける必要はないが、分散形電源A”(マスタ)と各分散形電源A”(スレイブ)とで通信を行う必要がある。また、分散形電源A”を増減させる場合、監視装置Cまたは分散形電源A”(マスタ)の制御プログラムを変更する必要がある。さらに、監視装置Cや分散形電源A”(マスタ)が故障した場合は、内部位相θの同期ができなくなるという問題もある。   When the internal phase θ is synchronized by the centralized monitoring method or the master slave method as described above, the system becomes bulky, it is difficult to flexibly respond to the increase / decrease of the distributed power supply A ″, and it is vulnerable to failure. For example, in the case of the centralized monitoring system, it is necessary to provide a monitoring device C and communicate with each distributed power supply A ″. In the case of wired communication, it is necessary to connect the monitoring device C and each distributed power supply A ″ with a communication line. In the case of wireless communication, it is necessary to prevent the electric wave from being blocked by an obstacle or the like. In the case of the slave system, it is not necessary to separately provide the monitoring device C, but it is necessary to communicate with the distributed power supply A ″ (master) and each distributed power supply A ″ (slave). The distributed power supply A ″ In order to increase / decrease, the control program of the monitoring device C or the distributed power supply A ″ (master) needs to be changed. Further, when the monitoring device C or the distributed power supply A ″ (master) fails, the internal phase θ There is also a problem that can not be synchronized.

本発明は上述した事情のもとで考え出されたものであって、上述した問題点を解消することができる、内部位相の同期方法を提供することをその目的としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a method of synchronizing the internal phase that can solve the above-mentioned problems.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。   In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.

本発明の第1の側面によって提供される制御回路は、主従関係にない分散形電源が複数並列接続されている電力システムにおいて、前記各分散形電源が有するインバータ回路を制御する制御回路であって、制御に用いる内部位相を生成する内部位相生成手段と、少なくとも1つの他の分散形電源と通信を行う通信手段とを備え、前記通信手段は、前記内部位相生成手段が生成した内部位相を、前記他の分散形電源の少なくとも1つに送信し、前記内部位相生成手段は、前記生成した内部位相と、前記通信手段が前記他の分散形電源の少なくとも1つより受信した内部位相とに基づく演算結果を用いて、内部位相を生成することを特徴とする。なお、「主従関係にない」とは、分散形電源の内の1つ(マスタ:主)がその他(スレイブ:従)を監視したり制御したりする関係ではなく、いずれも対等の関係であることを意味している。また、「電力システム」とは、例えば、分散形電源が複数並列接続されたシステムを意味する。   A control circuit provided by the first aspect of the present invention is a control circuit for controlling an inverter circuit included in each distributed power supply in a power system in which a plurality of distributed power supplies that are not in a master-slave relationship are connected in parallel. , An internal phase generation means for generating an internal phase used for control, and a communication means for communicating with at least one other distributed power source, wherein the communication means includes an internal phase generated by the internal phase generation means, Transmitting to at least one of the other distributed sources, the internal phase generating means based on the generated internal phase and the internal phase received by the communication means from at least one of the other distributed sources. It is characterized in that the internal phase is generated using the calculation result. Note that “not in a master-slave relationship” is not a relationship in which one of the distributed power sources (master: master) monitors and controls the other (slave: slave), but both are equal relationships. It means that. Further, the “electric power system” means, for example, a system in which a plurality of distributed power sources are connected in parallel.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記内部位相生成手段は、前記生成した内部位相と、前記受信した内部位相とに基づく演算を行う演算手段と、前記演算手段が出力する演算結果を所定の角周波数に加算して、修正角周波数として出力する加算手段と、
前記修正角周波数を積分して、内部位相を算出する積分手段とを備えている。
In a preferred embodiment of the present invention, the internal phase generation means is configured to perform a calculation based on the generated internal phase and the received internal phase, and a predetermined calculation result output by the calculation means. Adding means for adding to the angular frequency and outputting as a corrected angular frequency;
Integrating means for integrating the modified angular frequency to calculate an internal phase.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記演算手段は、前記受信した内部位相から前記生成した内部位相をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算することで、演算結果を演算する。   In a preferred embodiment of the present invention, the calculation means calculates the calculation result by subtracting the generated internal phase from the received internal phase and adding all the subtraction results.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記演算手段は、前記受信した内部位相から前記生成した内部位相をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記通信手段が通信を行っている他の分散形電源の数で除算することで、演算結果を演算する。   In a preferred embodiment of the present invention, the arithmetic means subtracts the generated internal phase from the received internal phase, adds all the subtraction results, and the communication means performs other communication. The operation result is calculated by dividing by the number of distributed power sources.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記演算手段は、前記受信した内部位相から前記生成した内部位相をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記生成した内部位相を乗算することで、演算結果を演算する。   In a preferred embodiment of the present invention, the calculating means subtracts the generated internal phase from the received internal phase, adds all subtraction results, and multiplies the generated internal phase, Calculate the calculation result.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記演算手段は、前記受信した内部位相を前記生成した内部位相からそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記生成した内部位相の2乗を乗算することで、演算結果を演算する。   In a preferred embodiment of the present invention, the calculating means subtracts the received internal phase from the generated internal phase, adds all the subtraction results, and multiplies the square of the generated internal phase. Thus, the calculation result is calculated.

本発明の好ましい実施の形態においては、系統電圧の位相を検出する位相検出手段を備えており、前記分散形電源が電力系統に連系している場合は、前記位相検出手段が検出した位相を用いて制御を行い、前記分散形電源が電力系統から切り離されている場合は、前記内部位相生成手段が生成した内部位相を用いて制御を行う。   In a preferred embodiment of the present invention, the phase detection means for detecting the phase of the system voltage is provided, and when the distributed power source is connected to the power system, the phase detected by the phase detection means is When the distributed power supply is disconnected from the power system, the internal phase generated by the internal phase generating means is used for control.

本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置は、本発明の第1の側面によって提供される制御回路と、インバータ回路とを備えていることを特徴とする。   An inverter device provided by the second aspect of the present invention is characterized by including the control circuit provided by the first aspect of the present invention and an inverter circuit.

本発明の第3の側面によって提供される電力システムは、直流電源と本発明の第2の側面によって提供されるインバータ装置とを有する分散形電源が、複数並列接続されていることを特徴とする。   The power system provided by the third aspect of the present invention is characterized in that a plurality of distributed power sources each having a DC power source and an inverter device provided by the second aspect of the present invention are connected in parallel. ..

本発明の第4の側面によって提供される制御方法は、主従関係にない分散形電源が複数並列接続されている電力システムにおいて、各分散形電源の内部位相を同期させる制御方法であって、内部位相を生成する第1の工程と、前記第1の工程で生成した内部位相を少なくとも1つの他の分散形電源に送信する第2の工程と、少なくとも1つの他の分散形電源が送信した内部位相を受信する第3の工程とを各分散形電源で行わせるものであり、前記第1の工程は、生成した内部位相と、前記第3の工程で受信した内部位相とに基づく演算結果を用いて、内部位相を生成することを特徴とする。   A control method provided by the fourth aspect of the present invention is a control method for synchronizing an internal phase of each distributed power supply in a power system in which a plurality of distributed power supplies that are not in a master-slave relationship are connected in parallel. A first step of generating a phase, a second step of transmitting the internal phase generated in the first step to at least one other distributed power supply, and an internal transmission of at least one other distributed power supply The third step of receiving the phase is performed by each distributed power supply, and the first step is to perform a calculation result based on the generated internal phase and the internal phase received in the third step. It is characterized in that it is used to generate an internal phase.

本発明によると、内部位相生成手段は、生成した内部位相と、通信手段が受信した他の分散形電源の内部位相とに基づく演算結果を用いて、内部位相を生成する。各分散形電源の内部位相生成手段がこれを行うことで、すべての分散形電源の内部位相が同じ値に収束する。各分散形電源は少なくとも1つの分散形電源(例えば、近隣に位置するもの)とだけ相互通信を行えばよく、1つの分散形電源や監視装置が他の全ての分散形電源と通信を行う必要はない。したがって、システムが大がかりにならない。ある分散形電源が故障した場合でも、他の全ての分散形電源がいずれかの分散形電源と通信可能であれば、内部位相を同期させることができる。また、分散形電源の増減に柔軟に対応できる。   According to the present invention, the internal phase generation means generates the internal phase using the calculation result based on the generated internal phase and the internal phase of the other distributed power supply received by the communication means. The internal phase generation means of each distributed power supply does this so that the internal phases of all distributed power supplies converge to the same value. Each distributed power supply only needs to communicate with at least one distributed power supply (for example, one located nearby) and one distributed power supply or monitoring device needs to communicate with all other distributed power supplies. There is no. Therefore, the system does not become large-scale. Even if one distributed power source fails, the internal phase can be synchronized as long as all the other distributed power sources can communicate with any of the distributed power sources. Moreover, it is possible to flexibly deal with the increase and decrease of the distributed power source.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

第1実施形態に係る分散形電源を説明するための図である。It is a figure for explaining the distributed type power supply concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る分散形電源が複数並列接続された電力システムを示す図である。It is a figure which shows the electric power system to which the distributed power supply which concerns on 1st Embodiment was connected in multiple numbers. 電力システムにおける各分散形電源の内部位相の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the change of the internal phase of each distributed power supply in an electric power system. 電力システムに並列接続された分散形電源の他の通信状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other communication state of the distributed power supply connected in parallel with the electric power system. 第2実施形態に係る分散形電源を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the distributed power supply which concerns on 2nd Embodiment. 従来の分散形電源を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional distributed power supply. 自立運転を行う従来の分散形電源を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional distributed power supply which performs self-sustaining operation.

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る制御回路を分散形電源に用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings by taking a case where a control circuit according to the present invention is used as a distributed power supply as an example.

図1は、第1実施形態に係る分散形電源を説明するための図である。図2は、第1実施形態に係る分散形電源が複数並列接続された電力システムを示す図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining the distributed power supply according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a power system in which a plurality of distributed power sources according to the first embodiment are connected in parallel.

図1に示すように、分散形電源Aは、直流電源1、インバータ回路2、および、制御回路3を備えている。分散形電源Aは、直流電源1が出力する直流電力をインバータ回路2によって交流電力に変換して出力する。なお、図示しないが、インバータ回路2の出力側には、交流電圧を昇圧(または降圧)するための変圧器が設けられている。インバータ回路2および制御回路3をまとめたものがインバータ装置であり、いわゆるパワーコンディショナと呼ばれるものである。   As shown in FIG. 1, the distributed power supply A includes a DC power supply 1, an inverter circuit 2, and a control circuit 3. The distributed power supply A converts the DC power output from the DC power supply 1 into AC power by the inverter circuit 2 and outputs the AC power. Although not shown, the output side of the inverter circuit 2 is provided with a transformer for stepping up (or stepping down) the AC voltage. A combination of the inverter circuit 2 and the control circuit 3 is an inverter device, which is a so-called power conditioner.

直流電源1は、直流電力を出力するものであり、太陽電池を備えている。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源1は、生成された直流電力を、インバータ回路2に出力する。なお、直流電源1は、太陽電池により直流電力を生成するものに限定されない。例えば、直流電源1は、燃料電池、蓄電池、電気二重層コンデンサやリチウムイオン電池であってもよいし、ディーゼルエンジン発電機、マイクロガスタービン発電機や風力タービン発電機などにより生成された交流電力を直流電力に変換して出力する装置であってもよい。   The DC power supply 1 outputs DC power and includes a solar cell. A solar cell produces direct current power by converting sunlight energy into electric energy. The DC power supply 1 outputs the generated DC power to the inverter circuit 2. The DC power supply 1 is not limited to the one that generates DC power by the solar cell. For example, the DC power supply 1 may be a fuel cell, a storage battery, an electric double layer capacitor or a lithium ion battery, or AC power generated by a diesel engine generator, a micro gas turbine generator, a wind turbine generator or the like. It may be a device that converts to DC power and outputs it.

インバータ回路2は、直流電源1から入力される直流電力を交流電力に変換して出力するものである。インバータ回路2は、図示しないPWM制御インバータとフィルタとを備えている。PWM制御インバータは、図示しない3組6個のスイッチング素子を備えた三相インバータであり、制御回路3から入力されるPWM信号に基づいて各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで直流電力を交流電力に変換する。フィルタは、スイッチングによる高周波成分を除去する。なお、インバータ回路2は、これに限られない。例えば、PWM制御インバータは、単相インバータであってもよいし、マルチレベルインバータであってもよい。また、PWM制御に限定されず、フェーズシフト制御など他の方式を用いるものであってもよい。   The inverter circuit 2 converts the DC power input from the DC power supply 1 into AC power and outputs the AC power. The inverter circuit 2 includes a PWM control inverter and a filter (not shown). The PWM control inverter is a three-phase inverter including three sets and six switching elements (not shown), and switches the switching elements between ON and OFF based on the PWM signal input from the control circuit 3 to generate DC power. Convert to AC power. The filter removes high frequency components due to switching. The inverter circuit 2 is not limited to this. For example, the PWM control inverter may be a single-phase inverter or a multi-level inverter. Further, the present invention is not limited to PWM control, and other methods such as phase shift control may be used.

制御回路3は、インバータ回路2を制御するものであり、例えばマイクロコンピュータなどによって実現されている。制御回路3は、分散形電源Aに設けられた各センサが検出したインバータ回路2の入力電圧、出力電圧、出力電流などに基づいてPWM信号を生成して、インバータ回路2に出力する。制御回路3は、内部位相生成部31、指令信号生成部32、PWM信号生成部33、および、通信部34を備えている。   The control circuit 3 controls the inverter circuit 2, and is realized by, for example, a microcomputer. The control circuit 3 generates a PWM signal based on the input voltage, output voltage, output current, etc. of the inverter circuit 2 detected by each sensor provided in the distributed power supply A, and outputs the PWM signal to the inverter circuit 2. The control circuit 3 includes an internal phase generator 31, a command signal generator 32, a PWM signal generator 33, and a communication unit 34.

内部位相生成部31は、指令信号を生成するために用いられる内部位相θiを生成するものである。内部位相生成部31の詳細については、後述する。 The internal phase generator 31 generates an internal phase θ i used to generate a command signal. Details of the internal phase generator 31 will be described later.

指令信号生成部32は、出力電圧制御を行うための指令信号を生成するものである。指令信号生成部32は、インバータ回路2の出力電圧を検出した三相の電圧信号に、いわゆる三相/二相変換処理(αβ変換処理)および回転座標変換処理(dq変換処理)を行い、d軸成分とq軸成分の信号に変換する。三相/二相変換処理とは、三相の交流信号をそれと等価な二相の交流信号に変換する処理であり、三相の交流信号を静止した直交座標系(以下、「静止座標系」という。)における直交するα軸とβ軸の成分にそれぞれ分解して各軸の成分を足し合わせることで、α軸成分の交流信号とβ軸成分の交流信号に変換するものである。また、回転座標変換処理とは、静止座標系の二相(α軸成分とβ軸成分)の信号を回転座標系の二相(d軸成分とq軸成分)の信号に変換する処理である。回転座標系は、直交するd軸とq軸とを有し、所定の角速度で回転する直交座標系である。回転座標変換処理は、内部位相生成部31より入力される内部位相θiに基づいて行われる。 The command signal generator 32 generates a command signal for controlling the output voltage. The command signal generation unit 32 performs so-called three-phase / two-phase conversion processing (αβ conversion processing) and rotational coordinate conversion processing (dq conversion processing) on the three-phase voltage signal that has detected the output voltage of the inverter circuit 2, and d It is converted into a signal of an axial component and a q-axis component. The three-phase / two-phase conversion process is a process of converting a three-phase AC signal into an equivalent two-phase AC signal. The three-phase AC signal is a stationary rectangular coordinate system (hereinafter, "stationary coordinate system"). That is, by decomposing into the components of the α axis and the β axis which are orthogonal to each other, and adding the components of the respective axes, the AC signal of the α axis component and the AC signal of the β axis component are converted. The rotating coordinate conversion process is a process of converting a two-phase (α-axis component and β-axis component) signal of the stationary coordinate system into a two-phase (d-axis component and q-axis component) signal of the rotating coordinate system. .. The rotating coordinate system is an orthogonal coordinate system that has a d-axis and a q-axis that are orthogonal to each other and rotates at a predetermined angular velocity. The rotational coordinate conversion process is performed based on the internal phase θ i input from the internal phase generator 31.

指令信号生成部32は、電圧信号のd軸成分とq軸成分から直流成分だけを抽出し、それぞれ別に制御処理を行って、2つの補償信号に静止座標変換処理(逆dq変換処理)および二相/三相変換処理(逆αβ変換処理)を行って3つの補償信号に変換する。静止座標変換処理は回転座標変換処理の逆の処理を行い、二相/三相変換処理は三相/二相変換処理の逆の処理を行う。静止座標変換処理は、内部位相生成部31より入力される内部位相θiに基づいて行われる。指令信号生成部32は、内部位相生成部31より入力される内部位相θiに基づいて生成された正弦波信号と、3つの補償信号とから3つの指令信号を生成して、PWM信号生成部33に出力する。 The command signal generation unit 32 extracts only the DC component from the d-axis component and the q-axis component of the voltage signal, performs a control process separately for each of the two compensation signals, and performs a stationary coordinate conversion process (inverse dq conversion process) and a two-compensation signal. Phase / three-phase conversion processing (inverse αβ conversion processing) is performed to convert into three compensation signals. The stationary coordinate conversion process performs the reverse process of the rotating coordinate conversion process, and the two-phase / three-phase conversion process performs the reverse process of the three-phase / two-phase conversion process. The static coordinate conversion process is performed based on the internal phase θ i input from the internal phase generator 31. The command signal generation unit 32 generates three command signals from the sine wave signal generated based on the internal phase θ i input from the internal phase generation unit 31 and the three compensation signals, and the PWM signal generation unit To 33.

指令信号生成部32は、インバータ回路2の入力電圧の制御を行うが、これらの説明は省略する。なお、本実施形態では、分散形電源Aが三相のシステムである場合について説明したが、単相のシステムであってもよい。単相のシステムの場合、指令信号生成部32は、インバータ回路2の出力電圧を検出した単相の電圧信号に対して制御を行えばよい。   The command signal generator 32 controls the input voltage of the inverter circuit 2, but a description thereof will be omitted. In the present embodiment, the case where the distributed power supply A is a three-phase system has been described, but it may be a single-phase system. In the case of a single-phase system, the command signal generator 32 may control the single-phase voltage signal that has detected the output voltage of the inverter circuit 2.

PWM信号生成部33は、PWM信号を生成するものである。PWM信号生成部33は、キャリア信号と指令信号生成部32より入力される指令信号とに基づいて、三角波比較法によりPWM信号を生成する。例えば、指令信号がキャリア信号より大きい場合にハイレベルとなり、指令信号がキャリア信号以下の場合にローレベルとなるパルス信号が、PWM信号として生成される。生成されたPWM信号は、インバータ回路2に出力される。なお、PWM信号生成部33は、三角波比較法によりPWM信号を生成する場合に限定されず、例えば、ヒステリシス方式でPWM信号を生成するようにしてもよい。   The PWM signal generator 33 is for generating a PWM signal. The PWM signal generation unit 33 generates a PWM signal by the triangular wave comparison method based on the carrier signal and the command signal input from the command signal generation unit 32. For example, a pulse signal that is high level when the command signal is larger than the carrier signal and is low level when the command signal is equal to or lower than the carrier signal is generated as the PWM signal. The generated PWM signal is output to the inverter circuit 2. The PWM signal generation unit 33 is not limited to the case of generating the PWM signal by the triangular wave comparison method, and may generate the PWM signal by a hysteresis method, for example.

通信部34は、他の分散形電源Aとの間で通信を行うものである。通信部34は、内部位相生成部31が生成した内部位相θiを入力され、他の分散形電源Aの通信部34に送信する。また、通信部34は、他の分散形電源Aの通信部34から受信した内部位相θjを、内部位相生成部31に出力する。なお、通信方法は限定されず、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。 The communication unit 34 communicates with another distributed power source A. The communication unit 34 receives the internal phase θ i generated by the internal phase generation unit 31 and transmits it to the communication unit 34 of another distributed power supply A. The communication unit 34 also outputs the internal phase θ j received from the communication unit 34 of the other distributed power supply A to the internal phase generation unit 31. The communication method is not limited, and wired communication may be used or wireless communication may be used.

図2に示すように、分散形電源Aは電力システムにおいて、他の分散形電源Aと並列接続されている。図2においては、5つの分散形電源A(A1〜A5)と、4つの負荷Lとが接続されている状態を示している。なお、実際の電力システムにおいては、より多くの分散形電源Aおよび負荷Lが接続されているが、説明の簡略化のために極端に少ないケースを示している。   As shown in FIG. 2, the distributed power supply A is connected in parallel with another distributed power supply A in the power system. FIG. 2 shows a state in which five distributed power sources A (A1 to A5) and four loads L are connected. In the actual power system, more distributed power sources A and loads L are connected, but an extremely small number of cases are shown for simplification of description.

図2に示す矢印は、通信を行っていることを示している。分散形電源A1は分散形電源A2とのみ通信を行っており、分散形電源A2は分散形電源A1および分散形電源A3とのみ通信を行っている。また、分散形電源A3は分散形電源A2および分散形電源A4とのみ通信を行っており、分散形電源A4は分散形電源A3および分散形電源A5とのみ通信を行っており、分散形電源A5は分散形電源A4とのみ通信を行っている。このように、分散形電源Aの通信部34は、電力システムに接続している分散形電源Aのうち、少なくとも1つの分散形電源Aの通信部34と通信を行っており、電力システムに接続している任意の2つの分散形電源Aに対して通信経路が存在している状態(以下ではこの状態を「連結状態」と言う。)であればよく、電力システムに接続しているすべての分散形電源Aの通信部34と通信を行う必要はない。   The arrow shown in FIG. 2 indicates that communication is being performed. The distributed power supply A1 communicates only with the distributed power supply A2, and the distributed power supply A2 communicates only with the distributed power supply A1 and the distributed power supply A3. The distributed power supply A3 communicates only with the distributed power supply A2 and the distributed power supply A4, and the distributed power supply A4 communicates only with the distributed power supply A3 and the distributed power supply A5, and the distributed power supply A5. Communicates only with the distributed power source A4. As described above, the communication unit 34 of the distributed power supply A is communicating with at least one communication unit 34 of the distributed power supply A among the distributed power supplies A connected to the power system, and is connected to the power system. It is only necessary that a communication path exists for any two distributed power sources A (hereinafter, this state is referred to as a “connected state”), and all of the connected power systems are connected. It is not necessary to communicate with the communication unit 34 of the distributed power source A.

例えば、分散形電源Aが分散形電源A2の場合、通信部34は、内部位相生成部31が生成した内部位相θ2を分散形電源A1およびA3の通信部34に送信し、分散形電源A1の通信部34から内部位相θ1を受信し、分散形電源A3の通信部34から内部位相θ3を受信する。 For example, when the distributed power supply A is the distributed power supply A2, the communication unit 34 transmits the internal phase θ 2 generated by the internal phase generation unit 31 to the communication units 34 of the distributed power supplies A1 and A3, and the distributed power supply A1. The internal phase θ 1 is received from the communication unit 34 of the above, and the internal phase θ 3 is received from the communication unit 34 of the distributed power supply A3.

次に、内部位相生成部31の詳細について説明する。   Next, details of the internal phase generator 31 will be described.

内部位相生成部31は、生成した内部位相θiと、通信部34より入力される、他の分散形電源Aの内部位相θjとを用いて、内部位相θiを生成する。内部位相θiと内部位相θjとが異なっていても、内部位相生成部31での演算処理が繰り返されることで、内部位相θiと内部位相θjとが共通の内部位相に収束する。図1に示すように、内部位相生成部31は、演算部311、乗算器312、加算器313および積分器314を備えている。 Internal phase generating unit 31 includes an internal phase theta i which generated, is input from the communication unit 34, by using the internal phase theta j other distributed power supply A, and generates an internal phase theta i. Even if the internal phase θ i and the internal phase θ j are different, the internal phase θ i and the internal phase θ j converge to a common internal phase by repeating the calculation process in the internal phase generation unit 31. As shown in FIG. 1, the internal phase generation unit 31 includes a calculation unit 311, a multiplier 312, an adder 313, and an integrator 314.

演算部311は、下記(1)式に基づく演算を行う。すなわち、演算部311は、通信部34から入力される各内部位相θjから、内部位相生成部31が生成した内部位相θiをそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算した演算結果uiを加算器313に出力する。
The calculation unit 311 performs a calculation based on the following formula (1). That is, the calculation unit 311 subtracts the internal phase θ i generated by the internal phase generation unit 31 from each internal phase θ j input from the communication unit 34, and adds the calculation results u i obtained by adding all the subtraction results. Output to the device 313.

例えば、分散形電源Aが分散形電源A2の場合(図2参照)、演算部311は、下記(2)式の演算を行い、演算結果u2を出力する。
For example, when the distributed power supply A is the distributed power supply A2 (see FIG. 2), the calculation unit 311 performs the calculation of the following formula (2) and outputs the calculation result u 2 .

乗算器312は、演算部311から入力される演算結果uiに所定の係数εを乗算して加算器313に出力する。係数εは、0<ε<1/dmaxを満たす値であり、あらかじめ設定されている。dmaxは、通信部34が通信を行う他の分散形電源Aの数であるdiのうち、電力システムに接続しているすべての分散形電源Aの中で最大のものである。つまり、電力システムに接続している分散形電源Aのなかで、一番多くの他の分散形電源Aと通信を行っているものの通信部34に入力される内部位相θjの数である。なお、係数εは、修正角周波数ωiが大きく(小さく)なりすぎて、内部位相θiの変動が大きくなりすぎることを抑制するために、演算結果uiに乗算されるものである。したがって、内部位相生成部31での処理が連続時間処理の場合は、乗算器312を設ける必要はない。 The multiplier 312 multiplies the calculation result u i input from the calculation unit 311 by a predetermined coefficient ε and outputs the result to the adder 313. The coefficient ε is a value that satisfies 0 <ε <1 / d max and is set in advance. The d max is the largest of all the distributed power sources A connected to the power system among the d i , which is the number of other distributed power sources A with which the communication unit 34 communicates. In other words, it is the number of internal phases θ j input to the communication unit 34 of the distributed power sources A connected to the power system that are communicating with the most other distributed power sources A. The coefficient ε is multiplied by the calculation result u i in order to prevent the corrected angular frequency ω i from becoming too large (small) and the fluctuation of the internal phase θ i from becoming too large. Therefore, when the processing in the internal phase generator 31 is continuous time processing, it is not necessary to provide the multiplier 312.

加算器313は、乗算器312からの入力を所定の角周波数ω0に加算して、修正角周波数ωiとして積分器314に出力する。積分器314は、加算器313から入力される修正角周波数ωiを積分することで内部位相θiを生成して出力する。積分器314は、前回生成した内部位相θiに修正角周波数ωiを加算することで内部位相θiを生成する。また、積分器314は、内部位相θiを(−π<θi≦π)の範囲の値として出力する。なお、内部位相θiの範囲の設定の仕方はこれに限定されず、例えば、(0≦θi<2π)としてもよい。内部位相θiは、指令信号生成部32、通信部34および演算部311に出力される。 The adder 313 adds the input from the multiplier 312 to a predetermined angular frequency ω 0 and outputs it as a corrected angular frequency ω i to the integrator 314. The integrator 314 integrates the modified angular frequency ω i input from the adder 313 to generate and output the internal phase θ i . The integrator 314 generates an internal phase theta i by adding the corrected angular frequency omega i in the interior phase theta i previously generated. Further, the integrator 314 outputs the internal phase θ i as a value in the range of (−π <θ i ≦ π). The method of setting the range of the internal phase θ i is not limited to this, and may be, for example, (0 ≦ θ i <2π). The internal phase θ i is output to the command signal generation unit 32, the communication unit 34, and the calculation unit 311.

本実施形態では、制御回路3をディジタル回路として実現した場合について説明したが、アナログ回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを制御回路3として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。   In this embodiment, the case where the control circuit 3 is realized as a digital circuit has been described, but it may be realized as an analog circuit. Further, the processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the control circuit 3 by executing the program. Alternatively, the program may be recorded in a recording medium and read by a computer.

本実施形態において、内部位相生成部31は、生成した内部位相θiと、通信部34より入力される、他の分散形電源Aの内部位相θjとを用いて、内部位相θiを生成する。内部位相θiが各内部位相θjの相加平均値より大きい場合、演算部311が出力する演算結果uiは負の値になる。そうすると、修正角周波数ωiは所定の角周波数ω0より小さくなり、内部位相θiの変化量は小さくなる。一方、内部位相θiが各内部位相θjの相加平均値より小さい場合、演算部311が出力する演算結果uiは正の値になる。そうすると、修正角周波数ωiは所定の角周波数ω0より大きくなり、内部位相θiの変化量は大きくなる。つまり、内部位相θiは各内部位相θjの相加平均値に近づいていく。この処理が各分散形電源Aそれぞれで行われることにより、各分散形電源Aの内部位相θiは同じ値に収束する。内部位相θiは時間とともに変化するものであり、角周波数ω0に応じて変化する成分と、初期位相のずれを補償するように変化する成分とを合成したものと考えることができる。後者が同じ値θαに収束することで、各分散形電源Aの内部位相θiも同じ値に収束する。後者が同じ値に収束することは、数学的にも証明されている(非特許文献1,2参照)。また、収束値θαが、下記(3)式に示すように、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値の相加平均値になることも証明されている。nは電力システムに接続されている分散形電源Aの数であり、下記(3)式は、分散形電源A1〜Anの内部位相θ1〜θnの初期値をすべて加算してnで除算した相加平均値を算出することを示している。
In the present embodiment, the internal phase generation unit 31 generates the internal phase θ i by using the generated internal phase θ i and the internal phase θ j of another distributed power supply A input from the communication unit 34. To do. When the internal phase θ i is larger than the arithmetic mean value of the internal phases θ j , the calculation result u i output by the calculation unit 311 has a negative value. Then, the corrected angular frequency ω i becomes smaller than the predetermined angular frequency ω 0 , and the change amount of the internal phase θ i becomes small. On the other hand, when the internal phase θ i is smaller than the arithmetic mean value of the internal phases θ j , the calculation result u i output by the calculation unit 311 has a positive value. Then, the corrected angular frequency ω i becomes larger than the predetermined angular frequency ω 0 , and the change amount of the internal phase θ i becomes large. That is, the internal phase θ i approaches the arithmetic mean value of each internal phase θ j . By performing this processing on each distributed power supply A, the internal phase θ i of each distributed power supply A converges to the same value. The internal phase θ i changes with time, and can be considered to be a combination of a component that changes according to the angular frequency ω 0 and a component that changes so as to compensate the deviation of the initial phase. When the latter converges to the same value θα, the internal phase θ i of each distributed power supply A also converges to the same value. It has been mathematically proved that the latter converges to the same value (see Non-Patent Documents 1 and 2). It is also proved that the convergent value θα becomes an arithmetic mean value of initial values of the internal phase θ i of each distributed power source A, as shown in the following formula (3). n is the number of the distributed power sources A connected to the power system, and the following equation (3) adds all the initial values of the internal phases θ 1 to θ n of the distributed power sources A 1 to An and divides by n. It indicates that the arithmetic mean value is calculated.

以下に、図2に示す電力システムにおいて、内部位相θiが収束することを確認したシミュレーションについて説明する。 Below, a simulation in which it is confirmed that the internal phase θ i converges in the power system shown in FIG. 2 will be described.

分散形電源A1〜A5の内部位相θ1〜θ5の初期値を、それぞれ、θ1=π/2,θ2=0,θ3=π,θ4=3π/2,θ5=−π/4としてシミュレーションを行った。図3は、当該シミュレーションの結果を示すものであり、それぞれ分散形電源A1〜A5の内部位相θ1〜θ5のうちの角周波数ω0に応じて変化する成分を除いたものの時間応答を示している。同図(a)は、内部位相θiの同期を行わなかった場合(すなわち、図1に示す演算部311および通信部34がない構成の場合)のものであり、同図(b)は、内部位相θiの同期を行った場合(すなわち、図1に示す構成の場合)のものである。同図(a)においては、初期値から変化していない。一方、同図(b)においては、初期値の相加平均値である「11π/20」に収束している。 Initial values of the internal phases θ 1 to θ 5 of the distributed power supplies A1 to A5 are respectively θ 1 = π / 2, θ 2 = 0, θ 3 = π, θ 4 = 3π / 2, θ 5 = −π. The simulation was performed as / 4. FIG. 3 shows the result of the simulation, and shows the time response of the internal phases θ 1 to θ 5 of the distributed power supplies A1 to A5, excluding the components that change according to the angular frequency ω 0. ing. FIG. 10A shows the case where the internal phase θ i is not synchronized (that is, the arithmetic unit 311 and the communication unit 34 shown in FIG. 1 are not provided), and FIG. This is when the internal phase θ i is synchronized (that is, in the case of the configuration shown in FIG. 1). In the same figure (a), it has not changed from the initial value. On the other hand, in the same figure (b), it converges to "11π / 20" which is the arithmetic mean value of the initial value.

本実施形態によると、電力システムに接続されている各分散形電源Aがそれぞれ少なくとも1つの分散形電源A(例えば、近隣に位置するもの)と相互通信を行っており、電力システムが連結状態であることで、すべての分散形電源Aの内部位相θiが同じ値に収束する。つまり、1つの分散形電源Aや監視装置が他の全ての分散形電源Aと通信を行う必要はない。したがって、システムが大がかりにならない。また、ある分散形電源Aが故障した場合や、ある分散形電源Aを削減した場合でも、他の全ての分散形電源Aがいずれかの分散形電源Aと通信可能であり、電力システムが連結状態であれば、内部位相θiを同期させることができる。また、分散形電源Aを増加する場合は、その分散形電源Aが少なくとも1つの分散形電源Aと通信を行うようにすればよいだけである。したがって、分散形電源Aの増減に柔軟に対応できる。 According to the present embodiment, each distributed power source A connected to the power system is in mutual communication with at least one distributed power source A (for example, one located in the vicinity), and the power system is in the connected state. As a result, the internal phases θ i of all distributed power supplies A converge to the same value. That is, it is not necessary for one distributed power supply A or the monitoring device to communicate with all other distributed power supplies A. Therefore, the system does not become large-scale. In addition, even if a certain distributed power source A fails, or if a certain distributed power source A is removed, all other distributed power sources A can communicate with any one of the distributed power sources A, and the power system is connected. In the state, the internal phase θ i can be synchronized. Further, when increasing the number of distributed power sources A, it is sufficient that the distributed power source A communicates with at least one distributed power source A. Therefore, it is possible to flexibly deal with the increase or decrease of the distributed power source A.

なお、上記第1実施形態においては、分散形電源Aの内部位相θiの初期位相のずれを補償するように変化する成分を、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値の相加平均値に収束させる場合について説明したが、これに限られない。演算部311に設定する演算式によって、収束値θαは変わってくる。 In the above first embodiment, the varying components so as to compensate for deviation of the initial phase of the internal phase theta i of distributed power A, the additive of the initial value of the internal phase theta i of each distributed power source A The case where the average value is converged has been described, but the present invention is not limited to this. The convergence value θα varies depending on the arithmetic expression set in the arithmetic unit 311.

例えば、演算部311に設定する演算式を下記(4)式とした場合、収束値θαは下記(5)式に示すような値になる。diは、通信部34が通信を行う他の分散形電源Aの数、すなわち、通信部34に入力される内部位相θjの数である。つまり、収束値θαは、通信相手の数による重み付けを行った、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値の加重平均値である。
For example, when the arithmetic expression set in the arithmetic unit 311 is the following expression (4), the convergence value θα becomes a value as shown in the following expression (5). d i is the number of other distributed power sources A with which the communication unit 34 communicates, that is, the number of internal phases θ j input to the communication unit 34. In other words, the convergence value θα is a weighted average value of initial values of the internal phase θ i of each distributed power source A, weighted by the number of communication partners.

また、演算部311に設定する演算式を下記(6)式とした場合、収束値θαは下記(7)式に示すように、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値の相乗平均値(幾何平均値)になる。
When the arithmetic expression set in the arithmetic unit 311 is the following equation (6), the convergent value θα is a geometric mean of initial values of the internal phase θ i of each distributed power source A as shown in the following equation (7). It becomes a value (geometric mean value).

また、演算部311に設定する演算式を下記(8)式とした場合、収束値θαは下記(9)式に示すように、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値の調和平均値になる。
Further, when the arithmetic expression set in the arithmetic unit 311 is the following equation (8), the convergent value θα is, as shown in the following equation (9), the harmonic mean of the initial value of the internal phase θ i of each distributed power supply A. It becomes a value.

また、演算部311に設定する演算式を下記(10)式とした場合、収束値θαは下記(11)式に示すように、各分散形電源Aの内部位相θiの初期値のP次平均値になる。
Further, when the arithmetic expression set in the arithmetic unit 311 is the following expression (10), the convergent value θα is, as shown in the following expression (11), the P-th order of the initial value of the internal phase θ i of each distributed power supply A. It will be the average value.

なお、上記第1実施形態においては、各分散形電源Aが相互通信を行う場合について説明したが、これに限られず、片側通信を行うようにしてもよい。例えば、図4に示すように、分散形電源A1が分散形電源A2に送信のみを行い、分散形電源A2が分散形電源A1から受信のみを行って、分散形電源A3に送信のみを行い、分散形電源A3が分散形電源A2から受信のみを行って、分散形電源A4に送信のみを行い、分散形電源A4が分散形電源A3から受信のみを行って、分散形電源A5に送信のみを行い、分散形電源A5が分散形電源A4から受信のみを行う場合でも、内部位相θiの同期を行うことができる。より一般的に言うと、電力システムに接続されたある分散形電源Aから送信先をたどっていくと、電力システムに接続された任意の分散形電源Aに到達することができる状態(グラフ理論における「全域木を含む」状態)であることが、内部位相θiの同期を行うことができる条件である。 In addition, in the said 1st Embodiment, although each distributed power supply A demonstrated the case where mutual communication was carried out, it is not restricted to this, You may make it perform one-sided communication. For example, as shown in FIG. 4, the distributed power supply A1 only sends to the distributed power supply A2, the distributed power supply A2 only receives from the distributed power supply A1, and only sends to the distributed power supply A3, The distributed power supply A3 only receives from the distributed power supply A2 and only transmits to the distributed power supply A4, and the distributed power supply A4 only receives from the distributed power supply A3 and only transmits to the distributed power supply A5. Even if the distributed power supply A5 only receives from the distributed power supply A4, the internal phase θ i can be synchronized. More generally speaking, when a destination is traced from a certain distributed power source A connected to the power system, an arbitrary distributed power source A connected to the power system can be reached (in the graph theory, The state of “including spanning tree” is a condition that the internal phase θ i can be synchronized.

上記第1実施形態においては、分散形電源Aが接続する電力システムが、常に自立運転している場合について説明したが、これに限られない。分散形電源Aが接続する電力システムが、通常は電力系統に連系している場合でも、本発明を適用することができる。この場合を第2実施形態として、以下に説明する。   In the above-described first embodiment, the case where the power system to which the distributed power source A is connected is always in the self-sustained operation has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied even when the power system to which the distributed power source A is connected is normally connected to the power system. This case will be described below as a second embodiment.

図5は、第2実施形態に係る分散形電源を説明するための図である。同図において、第1実施形態に係る分散形電源A(図1参照)と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。第2実施形態に係る分散形電源Aは、電力系統Bに連系しているか否かで用いる内部位相を変更する点で、第1実施形態に係る分散形電源Aと異なる。図5に示すように、第2実施形態に係る分散形電源Aは、位相検出部31’および切替部35をさらに備えている。   FIG. 5 is a diagram for explaining the distributed power source according to the second embodiment. In the figure, the same or similar elements as those of the distributed power supply A according to the first embodiment (see FIG. 1) are designated by the same reference numerals. The distributed power supply A according to the second embodiment is different from the distributed power supply A according to the first embodiment in that the internal phase used is changed depending on whether or not it is connected to the power system B. As shown in FIG. 5, the distributed power supply A according to the second embodiment further includes a phase detection unit 31 ′ and a switching unit 35.

位相検出部31’は、系統電圧を検出した電圧信号から位相θを検出して切替部35に出力する。位相検出部31’の電圧信号の検出位置はインバータ回路2と遮断器Cとの間であり、分散形電源Aが電力系統Bに連系している場合、当該検出位置の電圧は系統電圧になる。   The phase detection unit 31 ′ detects the phase θ from the voltage signal obtained by detecting the system voltage and outputs it to the switching unit 35. The detection position of the voltage signal of the phase detection unit 31 ′ is between the inverter circuit 2 and the circuit breaker C, and when the distributed power supply A is connected to the power system B, the voltage at the detection position becomes the system voltage. Become.

切替部35は、分散形電源Aが電力系統Bに連系している場合、位相検出部31’が検出した系統電圧の位相θを指令信号生成部32に出力する。一方、分散形電源Aが接続する電力システムが遮断器Cによって電力系統Bから切り離された場合、内部位相生成部31が生成した内部位相θiを指令信号生成部32に出力する。 When the distributed power supply A is connected to the power system B, the switching unit 35 outputs the phase θ of the system voltage detected by the phase detection unit 31 ′ to the command signal generation unit 32. On the other hand, when the power system to which the distributed power source A is connected is disconnected from the power system B by the circuit breaker C, the internal phase θ i generated by the internal phase generation unit 31 is output to the command signal generation unit 32.

また、指令信号生成部32は、分散形電源Aが電力系統Bに連系している場合、出力電流制御を行い、分散形電源Aが電力系統Bから切り離された場合、出力電圧制御を行う。   Further, the command signal generation unit 32 performs output current control when the distributed power supply A is connected to the power system B, and performs output voltage control when the distributed power supply A is disconnected from the power system B. ..

第2実施形態においても、分散形電源Aが接続する電力システムが遮断器Cによって電力系統Bから切り離された場合、第1実施形態と同様に、電力システムが自立運転することになる。この場合も、各分散形電源Aがそれぞれ少なくとも1つの分散形電源Aと相互通信を行っており、電力システムが連結状態であれば、すべての分散形電源Aの内部位相θiを同期させることができる。したがって、第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 In the second embodiment as well, when the power system to which the distributed power source A is connected is disconnected from the power system B by the circuit breaker C, the power system operates independently as in the first embodiment. Also in this case, each distributed power supply A is mutually communicating with at least one distributed power supply A, and if the power system is in the connected state, the internal phases θ i of all distributed power supplies A should be synchronized. You can Therefore, also in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

本発明に係る制御回路、インバータ装置、電力システム、および、制御方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る制御回路、インバータ装置、電力システム、および、制御方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The control circuit, the inverter device, the power system, and the control method according to the present invention are not limited to the above embodiments. The specific configuration of each part of the control circuit, the inverter device, the power system, and the control method according to the present invention can be modified in various ways.

A,A1〜A5 分散形電源
1 直流電源
2 インバータ回路
3 制御回路
31 内部位相生成部
311 演算部
312 乗算器
313 加算器
314 積分器
31’ 位相検出部
32 指令信号生成部
33 PWM信号生成部
34 通信部
35 切替部
L 負荷
A, A1 to A5 Distributed power supply 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3 Control circuit 31 Internal phase generation unit 311 Calculation unit 312 Multiplier 313 Adder 314 Integrator 31 'Phase detection unit 32 Command signal generation unit 33 PWM signal generation unit 34 Communication unit 35 Switching unit L load

Claims (10)

主従関係にない分散形電源が複数並列接続されている電力システムにおいて、前記複数の分散形電源のうちの1つの分散形電源に備えられており、当該分散形電源が有するインバータ回路を制御する制御回路であって、
制御に用いる内部位相を示す数値である内部位相値を生成する内部位相生成手段と、
複数の他の分散形電源と通信を行う通信手段と、
を備え、
前記通信手段は、前記内部位相生成手段が生成した内部位相値を、前記他の分散形電源のうちの複数に数値データのまま送信し、
前記内部位相生成手段は、前記生成した内部位相値と、前記通信手段が前記他の分散形電源のうちの複数より数値データとして受信した各内部位相値とに基づく演算結果を用いて、内部位相値を生成する、
ことを特徴とする制御回路。
In a power system in which a plurality of distributed power supplies that are not in a master-slave relationship are connected in parallel, a control provided in one distributed power supply of the plurality of distributed power supplies and controlling an inverter circuit included in the distributed power supply. A circuit,
An internal phase generating means for generating an internal phase value which is a numerical value indicating an internal phase used for control,
Communication means for communicating with a plurality of other distributed power sources,
Equipped with
The communication unit transmits the internal phase value generated by the internal phase generation unit to a plurality of the other distributed power sources as numerical data ,
The internal phase generation means uses an internal phase value generated based on a calculation result based on the generated internal phase value and each internal phase value received as numerical data by the communication means from a plurality of the other distributed power sources. Generate a value,
A control circuit characterized by the above.
前記内部位相生成手段は、
前記生成した内部位相値と、前記受信した各内部位相値とに基づく演算を行う演算手段と、
前記演算手段が出力する演算結果を所定の角周波数に加算して、修正角周波数として出力する加算手段と、
前記修正角周波数を積分して、内部位相値を算出する積分手段と、
を備えている、請求項1に記載の制御回路。
The internal phase generation means,
An operation unit that performs an operation based on the generated internal phase value and each of the received internal phase values;
An addition unit that adds the calculation result output by the calculation unit to a predetermined angular frequency and outputs the corrected angular frequency;
Integrating means for integrating the modified angular frequency to calculate an internal phase value;
The control circuit according to claim 1, further comprising:
前記演算手段は、前記受信した各内部位相値から前記生成した内部位相値をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算することで、演算結果を演算する、
請求項2に記載の制御回路。
The calculation means calculates the calculation result by subtracting the generated internal phase value from each of the received internal phase values and adding all the subtraction results,
The control circuit according to claim 2.
前記演算手段は、前記受信した各内部位相値から前記生成した内部位相値をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記通信手段が通信を行っている他の分散形電源の数で加算結果を除算することで、演算結果を演算する、
請求項2に記載の制御回路。
The calculation means subtracts the generated internal phase value from each of the received internal phase values, adds all the subtraction results, and adds the number of other distributed power sources with which the communication means is communicating. Calculate the operation result by dividing the result,
The control circuit according to claim 2.
前記演算手段は、前記受信した各内部位相値から前記生成した内部位相値をそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記生成した内部位相値を加算結果に乗算することで、演算結果を演算する、
請求項2に記載の制御回路。
The calculation means subtracts the generated internal phase value from each of the received internal phase values, adds all the subtraction results, and multiplies the generated internal phase value by the addition result to obtain the calculation result. Calculate,
The control circuit according to claim 2.
前記演算手段は、前記受信した各内部位相値を前記生成した内部位相値からそれぞれ減算し、減算結果をすべて加算して、前記生成した内部位相値の2乗を加算結果に乗算することで、演算結果を演算する、
請求項2に記載の制御回路。
The calculating means subtracts each of the received internal phase values from the generated internal phase value, adds all the subtraction results, and multiplies the addition result by the square of the generated internal phase value, Calculate the result,
The control circuit according to claim 2.
系統電圧の位相を検出する位相検出手段を備えており、
前記分散形電源が電力系統に連系している場合は、前記位相検出手段が検出した位相を用いて制御を行い、
前記分散形電源が電力系統から切り離されている場合は、前記内部位相生成手段が生成した内部位相値を用いて制御を行う、
請求項1ないし6のいずれかに記載の制御回路。
Equipped with phase detection means to detect the phase of the system voltage,
When the distributed power source is connected to the power system, control is performed using the phase detected by the phase detection means,
When the distributed power supply is disconnected from the power system, control is performed using the internal phase value generated by the internal phase generation means,
The control circuit according to claim 1.
請求項1ないし7のいずれかに記載の制御回路と、インバータ回路とを備えていることを特徴とするインバータ装置。   An inverter device comprising the control circuit according to claim 1 and an inverter circuit. 直流電源と請求項8に記載のインバータ装置とを有する分散形電源が、複数並列接続されていることを特徴とする電力システム。   A power system, wherein a plurality of distributed power sources each having a DC power source and the inverter device according to claim 8 are connected in parallel. 主従関係にない分散形電源が複数並列接続されている電力システムにおいて、各分散形電源の内部位相を同期させる制御方法であって、
内部位相を示す数値である内部位相値を生成する第1の工程と、
前記第1の工程で生成した内部位相値を複数の他の分散形電源に数値データのまま送信する第2の工程と、
複数の他の分散形電源が送信した各内部位相値を数値データとして受信する第3の工程と、
を各分散形電源で行わせるものであり、
前記第1の工程は、生成した内部位相値と、前記第3の工程で受信した各内部位相値とに基づく演算結果を用いて、内部位相値を生成する、
ことを特徴とする制御方法。
In a power system in which a plurality of distributed power supplies that are not in a master-slave relationship are connected in parallel, a control method for synchronizing the internal phase of each distributed power supply,
A first step of generating an internal phase value that is a numerical value indicating the internal phase;
A second step of transmitting the internal phase value generated in the first step to a plurality of other distributed power sources as numerical data ;
A third step of receiving, as numerical data, each internal phase value transmitted by a plurality of other distributed power sources,
Is performed by each distributed power source,
The first step generates an internal phase value using a calculation result based on the generated internal phase value and each internal phase value received in the third step,
A control method characterized by the above.
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