JP6975005B2 - 電力変換装置、その制御装置および制御方法、並びに発電システム - Google Patents
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Description
2 セル
3 アーム
4 電流センサ
5 回転機システム
6 電力変換器
7 センサ
100 制御装置
101 回転機出力目標値算出部
101A Id指令算出部
101B Iq指令算出部
101C 周波数指令算出部
102 交流電流制御部
102A 電流座標変換部
102B d軸電流制御器
102C q軸電流制御器
102D 電圧座標変換部
103 コンデンサ平均電圧制御部
103A 平均値算出部
103B 電圧制御器
104 加算器
105 PWM制御部
G 回転機
T 水車
Claims (13)
- 複数の変換器の出力が直列接続されるアームを複数有する主回路部を備え、
複数の前記変換器の各々は、コンデンサを備え、前記コンデンサの直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動によって出力電圧を制御し、
電圧指令を入力し、前記電圧指令に応じて、前記主回路部における複数の前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を作成して複数の前記半導体スイッチング素子へ出力する駆動部を備え、
前記主回路部の交流側に制御対象が接続される電力変換装置において、
前記制御対象の交流電力を制御するために前記交流側の相数分の交流電圧指令を作成する交流制御部と、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために、複数の前記変換器の各々の前記コンデンサの前記直流電圧と、直流ラインの直流電圧定格値とに基づいて直流電圧指令を作成する直流制御部と、
を備え、
前記駆動部が入力する前記電圧指令は、前記交流電圧指令と前記直流電圧指令の加算によって作成されることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載される電力変換装置において、
前記駆動部は、前記電圧指令を変調波として、パルス幅変調により前記駆動信号を作成することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載される電力変換装置において
前記交流制御部は、
前記交流側に流れる交流電流の検出値および電流指令値に基づいて前記交流電圧指令を作成することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項3に記載される電力変換装置において
前記電流指令値は、回転座標系におけるd軸電流指令値およびq軸電流指令値であり、
前記交流制御部は、
前記交流電流の前記検出値を前記回転座標系におけるd軸電流およびq軸電流に変換し、前記d軸電流指令値と前記d軸電流の差分、並びに前記q軸電流指令値と前記q軸電流の差分に応じて、前記交流電圧指令を作成することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項3または請求項4に記載される電力変換装置において、
前記電流指令値は前記制御対象の動作状態に基づいて作成されることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載される電力変換装置において、
前記直流制御部は、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの前記直流電圧の前記平均値を算出し、算出される前記平均値と、前記所定値を与えるコンデンサ電圧指令値との差分に応じて前記直流電圧指令を作成することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項6に記載される電力変換装置において、
前記コンデンサ電圧指令値は、コンデンサ電圧定格値であることを特徴とする電力変換装置。 - 複数の変換器の出力が直列接続されるアームを複数有する主回路部を備え、
複数の前記変換器の各々は、コンデンサを備え、前記コンデンサの直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動によって出力電圧を制御し、
電圧指令を入力し、前記電圧指令に応じて、前記主回路部における複数の前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を作成して複数の前記半導体スイッチング素子へ出力する駆動部を備え、
前記主回路部の交流側に制御対象が接続される電力変換装置において、
前記制御対象の交流電力を制御するために前記交流側の相数分の交流電圧指令を作成する交流制御部と、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために直流電圧指令を作成する直流制御部と、
を備え、
前記駆動部が入力する前記電圧指令は、前記交流電圧指令と前記直流電圧指令の加算によって作成され、
前記直流制御部は、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの前記直流電圧の前記平均値を算出し、算出される前記平均値と、前記所定値を与えるコンデンサ電圧指令値との差分に応じて前記直流電圧指令を作成し、
前記直流制御部は、
前記平均値と前記コンデンサ電圧指令値との前記差分に応じて直流ラインの直流電圧の変動量を求め、前記変動量に、前記直流ラインの直流電圧定格値を加算することにより前記直流電圧指令を作成することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載される電力変換装置において、
前記変換器は、チョッパ回路または単相フルブリッジ回路によって構成されることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載される電力変換装置において、
前記制御対象が回転機であることを特徴とする電力変換装置。 - 複数の変換器の出力が直列接続されるアームを複数有する主回路部を備え、複数の前記変換器の各々は、コンデンサを備え、前記コンデンサの直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動によって出力電圧を制御し、前記主回路部の交流側に制御対象が接続される電力変換装置の制御装置において、
電圧指令を入力して、前記電圧指令に応じて、前記主回路部における複数の前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を作成して複数の前記半導体スイッチング素子へ出力する駆動部と、
前記制御対象の交流電力を制御するために前記交流側の相数分の交流電圧指令を作成する交流制御部と、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために、複数の前記変換器の各々の前記コンデンサの前記直流電圧と、直流ラインの直流電圧定格値とに基づいて直流電圧指令を作成する直流制御部と、
を備え、
前記駆動部が入力する前記電圧指令は、前記交流電圧指令と前記直流電圧指令の加算によって作成されることを特徴とする電力変換装置の制御装置。 - 複数の変換器の出力が直列接続されるアームを複数有する主回路部を備え、複数の前記変換器の各々は、コンデンサを備え、前記コンデンサの直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動によって出力電圧を制御し、前記主回路部の交流側に制御対象が接続される電力変換装置の制御方法において、
前記制御対象の交流電力を制御するために前記交流側の相数分の交流電圧指令を作成し、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために直流電圧指令を作成し、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために、複数の前記変換器の各々の前記コンデンサの前記直流電圧と、直流ラインの直流電圧定格値とに基づいて直流電圧指令を作成し、
前記交流電圧指令と前記直流電圧指令の加算によって、前記主回路部における複数の前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を作成することを特徴とする電力変換装置の制御方法。 - 水流を受けて回転する水車と、
前記水車に機械的に接続され、前記水車とともに回転する発電機と、
前記発電機が出力する交流電力を制御する電力変換装置と、
を備える発電システムにおいて、
前記電力変換装置は、
複数の変換器の出力が直列接続されるアームを複数有する主回路部を備え、
複数の前記変換器の各々は、コンデンサを備え、前記コンデンサの直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオン・オフ駆動によって出力電圧を制御し、
電圧指令を入力し、前記電圧指令に応じて、前記主回路部における複数の前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号を作成して複数の前記半導体スイッチング素子へ出力する駆動部を備え、
前記主回路部の交流側に前記発電機が接続され、
前記発電機が出力する交流電力を制御するために前記交流側の相数分の交流電圧指令を作成する交流制御部と、
前記主回路部における複数の前記コンデンサの直流電圧の平均値を所定値に設定するために、複数の前記変換器の各々の前記コンデンサの前記直流電圧と、直流ラインの直流電圧定格値とに基づいて直流電圧指令を作成する直流制御部と、
を備え、
前記駆動部が入力する前記電圧指令は、前記交流電圧指令と前記直流電圧指令の加算によって作成されることを特徴とする発電システム。
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