JP7183713B2 - POWER CONVERTER, POWER SUPPLY SYSTEM, AND CONTROL METHOD FOR POWER CONVERTER - Google Patents
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Description
本発明は、電力変換装置、電源システム、及び、電力変換装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device, a power supply system, and a control method for a power conversion device.
電力変換装置(パワーコンディショナ)には、商用電力系統の停電時に、停電を検出して自己を商用電力系統から解列するため、単独運転検出機能が設けられている(日本電機工業会JEM1498より)。一方、商用電力系統の電圧が上昇している場合に、電力変換装置が、自己から見て商用電力系統への進相無効電力を増大させることで電圧上昇を抑制することも考えられている。単独運転検出は迅速に行われる必要があるので、短時間で繰り返し行われている。一方、電圧上昇抑制は、比較的長い周期で行われている。単独運転検出と同時に電圧上昇抑制が行われると、両者の制御が干渉して正常動作しない場合があり得る。そこで、このような干渉の恐れがあるときは、一時的に電力変換装置を停止させる制御を行うことも提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 The power converter (power conditioner) is provided with an islanding detection function in order to detect the power failure and disconnect itself from the commercial power system at the time of power failure in the commercial power system (from the Japan Electrical Manufacturers' Association JEM1498 ). On the other hand, it is also considered that when the voltage of the commercial power system is rising, the power conversion device suppresses the voltage rise by increasing the leading reactive power to the commercial power system as seen from the self. Since islanding detection must be performed quickly, it is performed repeatedly in a short period of time. On the other hand, voltage rise suppression is performed in a relatively long cycle. If the suppression of the voltage rise is performed at the same time as the detection of the islanding operation, there is a possibility that the control of the two will interfere with each other and the operation will not be performed normally. Therefore, when there is a risk of such interference, it has been proposed to perform control to temporarily stop the power converter (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、電力変換装置を例え短時間でも停止させると、発電効率が悪くなる。かかる課題に鑑み、本発明は、停止を回避しつつ、単独運転検出と電圧変動抑制との相互干渉を抑制することを目的とする。 However, if the power converter is stopped even for a short period of time, power generation efficiency will deteriorate. In view of such a problem, an object of the present invention is to suppress mutual interference between islanding detection and voltage fluctuation suppression while avoiding stoppage.
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the claims.
本発明の一表現に係る電力変換装置は、商用電力系統と系統連系する電力変換装置であって、前記商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、を備え、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する。 A power conversion device according to an expression of the present invention is a power conversion device that is interconnected with a commercial power system, is provided between an AC electric line connected to the commercial power system and a DC power supply, and converts DC to AC or its A power conversion unit that performs reverse power conversion, and a first calculation that controls the switching operation of the power conversion unit and obtains a first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC circuit. and a control unit including a second calculation unit that obtains active power and second reactive power for suppressing voltage fluctuation of the AC electric circuit, wherein the first calculation unit interferes with the second reactive power When the first reactive power is to be injected, the controller injects the first reactive power while holding the current value of the second reactive power constant.
また、本発明の一表現に係る電源システムは、直流電源と、前記直流電源と接続され、商用電力系統と系統連系する電力変換装置と、を有する電源システムであって、前記電力変換装置は、前記商用電力系統に繋がる交流電路と前記直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、を備え、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する。 Further, a power supply system according to an aspect of the present invention is a power supply system comprising a DC power supply and a power conversion device connected to the DC power supply and interconnected with a commercial power system, wherein the power conversion device is , a power conversion unit provided between an AC electric line connected to the commercial power system and the DC power supply for performing power conversion from DC to AC or vice versa, and controlling the switching operation of the power conversion unit, the AC electric line Based on the AC voltage, a first calculation unit for obtaining the first reactive power to be injected for islanding detection, and a second for obtaining active power and second reactive power for suppressing voltage fluctuation of the AC electric circuit a controller including a calculator, wherein when the first calculator tries to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the controller controls the second reactive power The first reactive power is injected while the current value of is held constant.
また、本発明の一表現に係る電力変換装置の制御方法は、商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部を有する電力変換装置についての、その制御方法であって、前記電力変換部のスイッチング動作を制御するとともに、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求め、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する。 Further, a method for controlling a power conversion device according to an expression of the present invention includes a power conversion unit provided between an AC electric line connected to a commercial power system and a DC power supply, and performing power conversion from DC to AC or vice versa. A control method for a power conversion device, comprising: controlling the switching operation of the power conversion unit; and determining first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC circuit. , Also, when the active power and the second reactive power for suppressing voltage fluctuation of the AC electric circuit are obtained, and the first computing unit tries to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power , injecting said first reactive power while holding the current value of said second reactive power constant.
本発明によれば、電力変換装置の停止を回避しつつ、単独運転検出と電圧変動抑制との相互干渉を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, mutual interference of islanding detection and voltage fluctuation suppression can be suppressed, avoiding a stop of a power converter device.
[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
[Summary of Embodiment]
SUMMARY OF THE INVENTION Embodiments of the invention include at least the following.
(1)本開示は、商用電力系統と系統連系する電力変換装置であって、前記商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、を備え、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する、電力変換装置である。 (1) The present disclosure is a power conversion device interconnected with a commercial power system, which is provided between an AC electric circuit connected to the commercial power system and a DC power supply, and performs power conversion from DC to AC or vice versa. a power conversion unit that controls the switching operation of the power conversion unit to determine the first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit; and a control unit including a second calculation unit that obtains active power and second reactive power for suppressing voltage fluctuations in an AC electric circuit, wherein the first calculation unit interferes with the second reactive power. The control unit is a power converter that, when injecting reactive power, injects the first reactive power while maintaining a current value of the second reactive power constant.
このような電力変換装置では、制御部により電圧変動抑制の動作が行われているとき同時に、単独運転検出の動作を行おうとすると、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する場合がある。そこで、このような場合に制御部は、第2の無効電力の現在値を一定に保持して、第1の無効電力を注入する。これによって、電圧変動抑制機能を抑制し当該機能と単独運転検出機能との干渉を避け、電力変換装置を運転したまま、単独運転検出を行うことができる。 In such a power conversion device, if the islanding operation detection operation is performed at the same time that the voltage fluctuation suppression operation is performed by the control unit, the first reactive power interferes with the second reactive power. There is Therefore, in such a case, the control unit injects the first reactive power while keeping the current value of the second reactive power constant. This suppresses the voltage fluctuation suppression function, avoids interference between the function and the islanding detection function, and allows islanding detection to be performed while the power converter is in operation.
(2)また、(1)の電力変換装置において、前記第1の無効電力の前回値からの変化量と、前記第2の無効電力の前回値からの変化量とに関して、一方の変化量が進み方向であって他方の変化量が遅れ方向である場合、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入するようにしてもよい。
このような場合に、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する。そこで、このような場合に、制御部は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。
(2) In addition, in the power conversion device of (1), one of the amount of change from the previous value of the first reactive power and the amount of change from the previous value of the second reactive power is If the change amount is in the advancing direction and the other amount of change is in the lagging direction, the control unit may inject the first reactive power while maintaining the current value of the second reactive power constant. good.
In such cases, the first reactive power interferes with the second reactive power. Therefore, in such a case, the control unit can keep the voltage fluctuation suppression function in a constant state and perform islanding detection.
(3)また、(1)の電力変換装置において、前記制御部は、前記第1の無効電力の前回値からの変化量が0以外の値であるとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持するようにしてもよい。
これにより、第1の無効電力が第2の無効電力と干渉する場合はもちろん、干渉しない場合も含めて、制御部は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。
(3) In addition, in the power conversion device of (1), when the change amount from the previous value of the first reactive power is a value other than 0, the current value of the second reactive power may be held constant.
As a result, not only when the first reactive power interferes with the second reactive power, but also when it does not interfere, the control unit can keep the voltage fluctuation suppression function in a constant state and perform islanding detection. can.
(4)上記(1)~(3)のいずれかの電力変換装置において、前記直流電源から前記交流電路に電力を供給する場合において、前記第2の無効電力は進相無効電力であり、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持するとともに前記有効電力を低減するようにしてもよい。
これにより、直流電源から交流電路に電力を供給する電力変換の場合に、有効電力を低減することにより、交流電路の電圧上昇を抑制することができる。
(4) In the power converter according to any one of (1) to (3) above, when power is supplied from the DC power supply to the AC electric circuit, the second reactive power is phase-leading reactive power, When the first computation unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit maintains the current value of the second reactive power constant and the active power may be reduced.
As a result, in the case of power conversion in which power is supplied from a DC power supply to an AC electric line, a voltage rise in the AC electric line can be suppressed by reducing the effective power.
(5)また、上記(1)~(3)のいずれかの電力変換装置において、前記交流電路から蓄電池である前記直流電源に充電電力を供給する場合において、前記第2の無効電力は遅相無効電力であり、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持するとともに前記有効電力を低減するようにしてもよい。
これにより、交流電路から直流電源に充電電力を供給する電力変換の場合に、有効電力を低減することにより、交流電路の電圧低下を抑制することができる。
(5) In addition, in the power converter according to any one of the above (1) to (3), when charging power is supplied from the AC circuit to the DC power supply, which is a storage battery, the second reactive power is lagging phase. is reactive power, and when the first computing unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit keeps the current value of the second reactive power constant. The effective power may be reduced while maintaining.
As a result, in the case of power conversion in which charging power is supplied from an AC electric circuit to a DC power supply, a voltage drop in the AC electric circuit can be suppressed by reducing the effective power.
(6)一方、本開示は、直流電源と、前記直流電源と接続され、商用電力系統と系統連系する電力変換装置と、を有する電源システムであって、前記電力変換装置は、前記商用電力系統に繋がる交流電路と前記直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、を備え、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する、電源システムである。 (6) On the other hand, the present disclosure is a power supply system having a DC power supply and a power conversion device connected to the DC power supply and interconnected with a commercial power system, wherein the power conversion device is connected to the commercial power A power conversion unit provided between an AC electric line connected to a system and the DC power supply for converting power from DC to AC or vice versa, and a switching operation of the power conversion unit to control the AC voltage of the AC electric line. Based on, a first calculation unit for obtaining a first reactive power to be injected for islanding detection, and a second calculation unit for obtaining an active power and a second reactive power for suppressing voltage fluctuation of the AC electric circuit and a control unit, wherein when the first computing unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit calculates the current value of the second reactive power. A power system for injecting the first reactive power while holding it constant.
このような電源システムの電力変換装置では、制御部により電圧変動抑制の動作が行われているとき同時に、単独運転検出の動作を行おうとすると、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する場合がある。そこで、このような場合に制御部は、第2の無効電力の現在値を一定に保持して、第1の無効電力を注入する。これによって、電圧変動抑制機能を抑制し当該機能と単独運転検出機能との干渉を避け、電力変換装置を運転したまま、単独運転検出を行うことができる。 In such a power conversion device of a power supply system, when an islanding operation detection operation is performed at the same time that the voltage fluctuation suppression operation is performed by the control unit, the first reactive power becomes the second reactive power. Interference may occur. Therefore, in such a case, the control unit injects the first reactive power while keeping the current value of the second reactive power constant. This suppresses the voltage fluctuation suppression function, avoids interference between the function and the islanding detection function, and allows islanding detection to be performed while the power converter is in operation.
(7)また、本開示は、商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部を有する電力変換装置についての、その制御方法であって、前記電力変換部のスイッチング動作を制御するとともに、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求め、前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する、電力変換装置の制御方法である。 (7) In addition, the present disclosure is provided between an AC electric line connected to a commercial power system and a DC power supply, and has a power conversion unit that performs power conversion from DC to AC or vice versa. A method for controlling a switching operation of the power conversion unit, obtaining a first reactive power to be injected for islanding detection based on an AC voltage of the AC electric circuit, and determining a voltage of the AC electric circuit. When the active power and the second reactive power for suppressing fluctuation are obtained, and the first computing unit tries to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the second reactive power This is a control method for a power conversion device, in which the first reactive power is injected while a current value is kept constant.
このような電力変換装置の制御方法では、電圧変動抑制の動作が行われているとき同時に、単独運転検出の動作を行おうとすると、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する場合がある。そこで、このような場合に、第2の無効電力の現在値を一定に保持して、第1の無効電力を注入する。これによって、電圧変動抑制機能を抑制し当該機能と単独運転検出機能との干渉を避け、電力変換装置を運転したまま、単独運転検出を行うことができる。 In such a method for controlling a power conversion device, if the islanding detection operation is performed at the same time that the voltage fluctuation suppression operation is performed, the first reactive power interferes with the second reactive power. There is Therefore, in such a case, the current value of the second reactive power is kept constant and the first reactive power is injected. This suppresses the voltage fluctuation suppression function, avoids interference between the function and the islanding detection function, and allows islanding detection to be performed while the power converter is in operation.
[実施形態の詳細]
以下、本発明の一実施形態に係る電力変換装置及びその制御方法について、図面を参照して説明する。
[Details of embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A power conversion device and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
《電力変換装置の構成例》
図1は、電力変換装置100の一例と、その入出力回路とを示す回路図である。まず、主回路要素から説明すると、電力変換装置100は、電力変換部50として、DC/DCコンバータ1及びインバータ2を備えている。電力変換装置100の直流側(図の左側)には、直流電源3(例えば、蓄電池、太陽光発電パネル等)が接続されている。また、電力変換装置100の交流側(図の右側)には、交流電路4が接続されている。
なお、直流電源3と電力変換装置100とで、電源システムを構成している。
<<Configuration example of power converter>>
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a
Note that the DC power supply 3 and the
なお、交流電路4の2線は通常、単相3線の電圧線(U線,W線)である。実際には、電力変換装置100内で中間電位(0V)の中性線(O線)を作り出し、単相3線の商用電力系統7と3線接続することが多いが、ここでは簡略化して図示している。
交流電路4には、需要家の負荷5が接続される。また、交流電路4には連系リレー6が設けられている。連系リレー6は、商用電力系統7と接続されている。
The two wires of the AC
A consumer's
なお、ここでは、直流電源3からDC/DCコンバータ1までの直流系統は1系統である最も簡素な例を示しているが、これに限らず、複数系統が存在し、DCバス8にて互いに並列に接続される回路構成であってもよい。 Here, the simplest example in which there is only one DC system from the DC power supply 3 to the DC/DC converter 1 is shown, but the present invention is not limited to this. A circuit configuration connected in parallel may be used.
直流電源3とDC/DCコンバータ1との間には、直流側コンデンサ9が設けられている。DC/DCコンバータ1は、直流リアクトル10と、ローサイドのスイッチング素子Q1と、ハイサイドのスイッチング素子Q2とを図示のように接続して構成されている。各スイッチング素子Q1,Q2にはそれぞれ、逆並列にダイオードd1,d2が接続されている。DC/DCコンバータ1は、昇圧チョッパとして動作するか又は逆方向に降圧チョッパとして動作することもできる。 A DC side capacitor 9 is provided between the DC power supply 3 and the DC/DC converter 1 . The DC/DC converter 1 is configured by connecting a DC reactor 10, a low-side switching element Q1, and a high-side switching element Q2 as shown. Diodes d1 and d2 are connected in anti-parallel to the switching elements Q1 and Q2, respectively. The DC/DC converter 1 can operate as a step-up chopper or in the opposite direction as a step-down chopper.
なお、図示のスイッチング素子Q1,Q2は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。他のスイッチング素子Q3~Q6についても同様である。但し、IGBTに代えてMOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のスイッチング素子を使用することもできる。 The illustrated switching elements Q1 and Q2 are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The same applies to the other switching elements Q3-Q6. However, switching elements such as MOS-FETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) can be used instead of IGBTs.
DCバス8の2線間には、中間コンデンサ11が設けられている。DCバス8にはインバータ2が接続されている。インバータ2は、ブリッジ回路を構成するスイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6を備えている。スイッチング素子Q3,Q4,Q5,Q6にはそれぞれ、逆並列にダイオードd3,d4,d5,d6が接続されている。インバータ2の交流側には、交流リアクトル12及び交流側コンデンサ13が設けられている。
An intermediate capacitor 11 is provided between the two lines of the DC bus 8 . An
計測・制御に関する要素については、まず、電圧センサ14は、直流側コンデンサ9の両端電圧を検出し、検出出力を制御部20に送る。電流センサ15は、DC/DCコンバータ1に流れる電流を検出し、検出出力を制御部20に送る。電圧センサ16は、DCバス8の2線間の電圧を検出し、検出出力を制御部20に送る。電流センサ17は、交流リアクトル12に流れる電流を検出し、検出出力を制御部20に送る。電圧センサ18は、交流電路4の2線間の電圧を検出し、検出出力を制御部20に送る。
As for elements related to measurement and control, first, the
制御部20は、各センサからの検出出力に基づいて、スイッチング素子Q1~Q6を制御する。また、制御部20は、連系リレー6の開閉を制御する。電力変換装置100の通常運転時は、連系リレー6は閉路している。商用電力系統7が停電し、電力変換装置100が単独運転の状態となったことを検出したときは、制御部20は、連系リレー6を開路する。
制御部20は例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア(コンピュータプログラム)をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部20の記憶装置(図示せず。)に格納される。
The
The
なお、上記電力変換装置100は、双方向性があり、直流から交流への電力変換の他、直流電源3が蓄電池である場合には、交流から直流への電力変換を行って蓄電池を充電することもできる。
The
《通常の制御の一例》
通常運転時は、前述のように、制御部20は、各センサからの検出出力に基づいて、スイッチング素子Q1~Q6を制御することにより電力変換装置100の系統連系運転を行うことができる。
《Example of normal control》
During normal operation, as described above, the
電力変換装置100が、商用電力系統7と、その交流電圧の絶対値のピーク値より低い電圧の直流電源3との間に設けられている場合、好ましい既知の制御の一例としては、交流半サイクル内で、交流の位相に応じて、DC/DCコンバータ1及びインバータ2の一方にスイッチング動作を行わせ、他方は休止させる期間を生じさせる。そして、制御部20は、交流電力の電圧、交流リアクトル12を流れる電流及び交流リアクトル12のインピーダンスによる電圧変化、中間コンデンサ11及び交流側コンデンサ13をそれぞれ流れる無効電流、並びに、直流電力の電圧に基づいて、DC/DCコンバータ1の電流指令値を、交流電力の電流と同期するように設定する。また、交流電力の電圧として、商用電力系統7の交流電圧検出値に基づいて抽出した基本波に、検出や制御系の遅れを考慮して位相を補足した電圧を用いることができる。
When the
このような電力変換装置100では、制御部20により、交流半サイクル内で、交流の位相に応じて、DC/DCコンバータ1及びインバータ2の一方にスイッチング動作を行わせ、他方は休止させる期間を生じさせる、という「最小スイッチング変換方式」を実行することができる。この方式を高い変換効率で実現すべく、交流電力の電圧、交流リアクトル12を流れる電流及び交流リアクトル12のインピーダンスによる電圧変化、中間コンデンサ11及び交流側コンデンサ13をそれぞれ流れる無効電流、並びに、直流電力の電圧に基づいて、制御部20は、DC/DCコンバータ1の電流指令値を、交流電力の電流と同期するように設定する。
In such a
そして、交流電力の電圧として、商用電力系統7の交流電圧検出値(電圧センサ18が検出する交流電圧)に基づいて抽出した基本波に、検出や制御系の遅れを考慮して位相を補足した電圧を用いることで、電圧位相に対する制御の遅延を抑制し、また、商用電力系統7の系統電圧の擾乱の影響を排除して、安定した、歪の少ない交流電流を得ることができる。
Then, as the voltage of the AC power, the phase is supplemented to the fundamental wave extracted based on the AC voltage detection value of the commercial power system 7 (the AC voltage detected by the voltage sensor 18) in consideration of the detection and control system delays. By using the voltage, it is possible to suppress the delay in control of the voltage phase, eliminate the influence of the disturbance of the system voltage of the
具体的には、負荷5への出力電流指令値をIa*、交流側コンデンサ13の静電容量をCa、交流電路4の交流電圧をVa、直流電源3側の電圧をVDC、ラプラス演算子をsとする。この場合、制御部20は、電流センサ17に流れるべき交流出力電流指令値Iinv*を、
Iinv*=Ia*+s CaVa ・・・(1)
に設定する。
Specifically, the output current command value to the
Iinv*=Ia*+sCaVa (1)
set to
さらに、交流リアクトル12のインピーダンスをZaとするとき、制御部20は、インバータ2の出力端(インバータ2と交流リアクトル12との相互接続箇所)での交流出力電圧指令値Vinv*を、
Vinv*=Va+ZaIinv* ・・・(2)
に設定する。
Furthermore, when the impedance of the
Vinv*=Va+ZaIinv* (2)
set to
また、制御部20は、電圧VDC、及び、交流出力電圧指令値Vinv*の絶対値のいずれか大きい方を、DC/DCコンバータ1の出力電圧指令値Vo*に設定し、中間コンデンサ11の静電容量をCとするとき、DC/DCコンバータ1の電流指令値Iin*は、
Iin*={(Iinv* × Vinv*)+(s C Vo*)×Vo*}/VDC
・・・(3)
に設定する。そして、交流電圧Vaは、実効値をVa_rms、スイッチング動作の指令をするタイミングの位相をωtとして、
Va=√2 Va_rms×sin(ωt) ・・・(4)
とすることができる。
In addition, the
Iin*={(Iinv**Vinv*)+(sC Vo*)*Vo*}/V DC
... (3)
set to Then, the AC voltage Va is expressed as follows, where Va_rms is the effective value and ωt is the phase of the timing for commanding the switching operation.
Va=√2 Va_rms ×sin(ωt) (4)
can be
上記のような制御によれば、DC/DCコンバータ1の電流指令値Iin*は、交流電力の電圧、交流リアクトル12を流れる電流と交流リアクトル12のインピーダンスによる電圧変化、中間コンデンサ11や交流側コンデンサ13を流れる無効電流、及び直流電力の電圧を全て反映している。従って、直流電源3の電圧や、交流出力電流が変化したときでも、常に交流出力電流に同期した電力を出力することができる。
According to the above control, the current command value Iin* of the DC/DC converter 1 is the voltage of the AC power, the voltage change due to the current flowing through the
このような最小スイッチング変換方式の制御によって、DC/DCコンバータ1及びインバータ2は、必要最低限の回数の高周波スイッチングで、直流/交流の変換を行うことができる。その結果、半導体スイッチング素子のスイッチング損失、交流及び直流リアクトルの鉄損が大幅に低減され、高い変換効率を得ることができる。さらに、系統電圧Vaをこのように設定することで、低歪みの交流電流を得ることができる。
By such control of the minimum switching conversion method, the DC/DC converter 1 and the
《単独運転検出及び電圧上昇抑制を含む制御部の機能》
図2は、制御部20における制御機能を示す制御ブロック線図である。図において、制御部20は、電流センサ17から交流リアクトル12(図1)を流れる電流検出値を、電圧センサ18から交流電路4の電圧検出値を、それぞれ、取り込んでいる。基本的には、制御部20は、運転モードに従った制御目標(B1)に基づき、運転モードに従って有効電力演算を行い(B2)、電流指令値を定める(B3)。この電流指令値に基づいて、電流制御部(B4)は、電力変換部50のスイッチング動作を制御する。
<<Functions of control unit including islanding detection and voltage rise suppression>>
FIG. 2 is a control block diagram showing control functions in the
電圧センサ18により検出された電圧検出値に基づいて、制御部20は、系統周波数の演算を行う(B5)。演算により求めた系統周波数により、制御部20は、単独運転検出部(B6)において、能動的検出(B7)及び受動的検出(B8)を実行する。周波数の所定値以上のずれが確認されれば単独運転検出となる。
Based on the voltage detection value detected by the
また、演算により求めた系統周波数(B5)に基づいて、制御部20は、移動平均演算(B9)、周波数偏差演算(B10)及び周波数フィードバック機能無効電力演算(B11)を行う。これら、移動平均演算(B9)、周波数偏差演算(B10)及び周波数フィードバック機能無効電力演算(B11)により、周波数フィードバック部(B12)としての機能が行われている。
Based on the calculated system frequency (B5), the
一方、電圧検出値に基づいて制御部20は、基本波電圧算出(B13)及び高調波電圧算出(B14)を行い、無効電力のステップ注入発生条件の判定(B15)、及び、ステップ注入機能無効電力演算(B16)を行う。これらの処理が、ステップ注入部(B17)としての処理となる。
On the other hand, based on the voltage detection value, the
制御部20は、周波数フィードバック部(B12)の演算結果及びステップ注入部(B17)の演算結果に基づいて、単独運転検出用の無効電力注入演算を行う(B18(第1演算部))。一方、電圧検出値に基づいて制御部20は、電圧上昇抑制用の有効電力及び無効電力の演算を行う(B19(第2演算部))。単独運転検出用の無効電力と電圧上昇抑制用の無効電力とは、無効電力注入演算(B20)において合算される。電圧上昇抑制用の有効電力は、運転モードに従った有効電力演算(B2)において合算の対象となる。
The
また、電圧検出値に基づいて制御部20は、電流制御用位相差同期処理(B21)を行い、処理信号を、電流制御部B4に提供する。電流検出信号も、電流制御部B4に提供される。
Further, based on the voltage detection value, the
ここで、注目すべきは、単独運転検出用の無効電力注入演算(B18)と、電圧上昇抑制用の有効電力・無効電力演算(B19)とが、演算上、繋がっている点である。具体的には、単独運転検出用の無効電力(B18)の情報が電圧上昇抑制用の無効電力演算(B19)に通知され、相互に干渉するときは、電圧上昇抑制用の無効電力は現在値を一定に保持した状態となる。但し、電圧上昇抑制用の有効電力はそのような制限を受けない。 Here, it should be noted that the reactive power injection calculation for islanding detection (B18) and the active power/reactive power calculation for voltage rise suppression (B19) are connected in terms of calculation. Specifically, information on the reactive power for islanding detection (B18) is notified to the reactive power calculation for voltage rise suppression (B19), and when mutual interference occurs, the reactive power for voltage rise suppression is the current value. is kept constant. However, the active power for voltage rise suppression is not subject to such restrictions.
《その他》
なお、以上の説明では、電力変換装置100から商用電力系統7への逆潮流を想定しているが、逆に、直流電源3が蓄電池である場合には商用電力系統7から電力変換装置100を経て直流電源3を充電する順潮流の場合にも同様な考え方を適用することができる。但し、順潮流の場合は、電圧上昇抑制ではなく電圧下降抑制となる。上昇・下降を含めて言えば、電圧変動抑制ということになる。
"others"
In the above description, it is assumed that the
《電圧変動抑制用の制御の例示》
(電力変換装置から商用電力系統への逆潮流(無効電力の向きを考慮する場合))
<制御パターン1の場合>
例えば、単独運転検出用の無効電力を第1の無効電力、電圧上昇抑制用の無効電力を第2の無効電力と考える。この場合、演算の処理において、第1の無効電力の前回値からの変化量と、第2の無効電力の前回値からの変化量とに関して、一方の変化量が進み方向であって他方の変化量が遅れ方向である場合、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する。そこで、制御部20は、第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で第1の無効電力を注入する。これにより、制御部20は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。
<<Example of control for suppressing voltage fluctuation>>
(Reverse power flow from the power converter to the commercial power system (when considering the direction of reactive power))
<For control pattern 1>
For example, the reactive power for islanding detection is considered as the first reactive power, and the reactive power for voltage rise suppression is considered as the second reactive power. In this case, in the calculation process, regarding the amount of change from the previous value of the first reactive power and the amount of change from the previous value of the second reactive power, one amount of change is the leading direction and the other is the amount of change. If the quantity is lagging, the first reactive power interferes with the second reactive power. Therefore, the
図3は、電圧変動(上昇)抑制用の制御の第1例を示すフローチャートである。図において、制御部20は、電圧センサ18(図1)の検出出力に基づいて、系統電圧は閾値以上か否かを判定する(ステップS101)。系統電圧が閾値以上である場合は電圧を下げる制御が必要であり、閾値以上でない場合は電圧を下げる制御を行う必要はない。
系統電圧が閾値以上である場合、制御部20は、電圧センサ18(図2)及び電流センサ17(図2)の検出出力に基づいて、力率が下限値より大きいか否かを判定する(ステップS102)。
FIG. 3 is a flowchart showing a first example of control for voltage fluctuation (rise) suppression. In the figure, the
When the system voltage is equal to or higher than the threshold, the
力率が下限値より大きいときは、制御部20は、このタイミングで単独運転検出用の遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS103)。注入しない場合には、単独運転検出との干渉の恐れはないため、制御部20は、有効電力はそのままで、進相無効電力を増加させる(ステップS107)。一方、ステップS102において力率が下限値以下のときは、これ以上無効電力を注入できないので、有効電力を減少させて、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS108)。また、ステップS103において遅れ無効電力を注入するときは、単独運転検出と干渉する恐れがあるので、有効電力を減少させて、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS108)。
When the power factor is greater than the lower limit, the
一方、ステップS101において系統電圧が閾値より低いときは、電圧を下げる必要は無い。そこで、制御部20は、有効電力を抑制しているか否かを判定する(ステップS104)。抑制していない場合は、制御部20は、進相無効電力を注入中か否かを判定する(ステップS105)。注入中であれば、制御部20は、単独運転検出用の進み無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS106)。注入しない場合には、制御部20は、有効電力はそのままで、進相無効電力を減少させる(ステップS110)。一方、ステップS105において進相無効電力を注入中でないときは、何もしなくていいので、有効電力及び進相無効電力を保持する(ステップS109)。また、単独運転検出用の進み無効電力を注入するときは、制御部20は、有効電力及び進相無効電力を保持する(ステップS109)。
On the other hand, when the system voltage is lower than the threshold in step S101, there is no need to lower the voltage. Therefore, the
さらに、ステップS104において有効電力を抑制しているときは、有効電力を優先的に戻したいので、制御部20は、有効電力を増加させ、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS111)。
Furthermore, when the active power is being suppressed in step S104, it is desired to return the active power preferentially, so the
(電力変換装置から商用電力系統への逆潮流(無効電力の向きを考慮しない場合))
<制御パターン2の場合>
前述のように、単独運転検出用の無効電力を第1の無効電力、電圧上昇抑制用の無効電力を第2の無効電力と考えて、無効電力の向きを考えないとすると、制御部20は、第1の無効電力の前回値からの変化量が0以外の値であるとき、第2の無効電力の現在値を一定に保持するようにすればよい。これにより、第1の無効電力が第2の無効電力と干渉する場合はもちろん、干渉しない場合も含めて、制御部20は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。いわば、制御パターン1よりも、若干ラフな制御である。
(Reverse power flow from the power converter to the commercial power system (when the direction of reactive power is not considered))
<For
As described above, if the reactive power for islanding detection is considered as the first reactive power and the reactive power for suppressing voltage rise is considered as the second reactive power, and the direction of the reactive power is not considered, the
図4は、電圧変動(上昇)抑制用の制御の第2例を示すフローチャートである。図において、制御部20は、電圧センサ18(図1)の検出出力に基づいて、系統電圧は閾値以上か否かを判定する(ステップS201)。系統電圧が閾値以上である場合は電圧を下げる制御が必要であり、閾値以上でない場合は電圧を下げる制御を行う必要はない。
系統電圧が閾値以上である場合、制御部20は、電圧センサ18(図2)及び電流センサ17(図2)の検出出力に基づいて、力率が下限値より大きいか否かを判定する(ステップS202)。
FIG. 4 is a flow chart showing a second example of control for voltage fluctuation (rise) suppression. In the figure, the
When the system voltage is equal to or higher than the threshold, the
力率が下限値より大きいときは、制御部20は、このタイミングで単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS203)。注入しない場合には、単独運転検出との干渉の恐れはないため、制御部20は、有効電力はそのままで、進相無効電力を増加させる(ステップS207)。一方、ステップS202において力率が下限値以下のときは、これ以上無効電力を注入できないので、有効電力を減少させて、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS208)。また、ステップS203において進みもしくは遅れ無効電力を注入するときは、単独運転検出と干渉する恐れがあるので、有効電力を減少させて、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS208)。
When the power factor is greater than the lower limit, the
一方、ステップS201において系統電圧が閾値より低いときは、電圧を下げる必要は無い。そこで、制御部20は、有効電力を抑制しているか否かを判定する(ステップS204)。抑制していない場合は、制御部20は、進相無効電力を注入中か否かを判定する(ステップS205)。注入中であれば、制御部20は、単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS206)。注入しない場合には、制御部20は、有効電力はそのままで、進相無効電力を減少させる(ステップS210)。一方、ステップS205において進相無効電力を注入中でないときは、何もしなくていいので、有効電力及び進相無効電力を保持する(ステップS209)。また、単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するときは、制御部20は、有効電力及び進相無効電力を保持する(ステップS209)。
On the other hand, when the system voltage is lower than the threshold in step S201, there is no need to lower the voltage. Therefore, the
さらに、ステップS204において有効電力を抑制しているときは、有効電力を優先的に戻したいので、制御部20は、有効電力を増加させ、進相無効電力を現在値に保持する(ステップS211)。
Furthermore, when the active power is suppressed in step S204, it is desired to return the active power preferentially, so the
(商用電力系統から電力変換装置への順潮流(無効電力の向きを考慮する場合))
<制御パターン1の場合>
図5は、電圧変動(下降)抑制用の制御の第3例を示すフローチャートである。図において、制御部20は、電圧センサ18(図1)の検出出力に基づいて、系統電圧は閾値以下か否かを判定する(ステップS301)。系統電圧が閾値以下である場合は電圧を上げる制御が必要であり、閾値以下でない場合は電圧を上げる制御を行う必要はない。
系統電圧が閾値以下である場合、制御部20は、電圧センサ18(図2)及び電流センサ17(図2)の検出出力に基づいて、力率が下限値より大きいか否かを判定する(ステップS302)。
(Forward power flow from the commercial power system to the power converter (when considering the direction of reactive power))
<For control pattern 1>
FIG. 5 is a flowchart showing a third example of control for voltage fluctuation (drop) suppression. In the figure, the
If the system voltage is equal to or less than the threshold, the
力率が下限値より大きいときは、制御部20は、このタイミングで単独運転検出用の進み無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS303)。注入しない場合には、単独運転検出との干渉の恐れはないため、制御部20は、充電の有効電力はそのままで、遅相無効電力を増加させる(ステップS307)。一方、ステップS302において力率が下限値以下のときは、これ以上無効電力を注入できないので、充電の有効電力を減少させて、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS308)。また、ステップS303において進み無効電力を注入するときは、単独運転検出と干渉する恐れがあるので、充電の有効電力を減少させて、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS306)。
When the power factor is greater than the lower limit value, the
一方、ステップS301において系統電圧が閾値より高いときは、電圧を上げる必要は無い。そこで、制御部20は、充電の有効電力を抑制しているか否かを判定する(ステップS304)。抑制していない場合は、制御部20は、遅相無効電力を注入中か否かを判定する(ステップS305)。注入中であれば、制御部20は、単独運転検出用の遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS306)。注入しない場合には、制御部20は、充電の有効電力はそのままで、遅相無効電力を減少させる(ステップS310)。一方、ステップS305において遅相無効電力を注入中でないときは、何もしなくていいので、充電の有効電力及び遅相無効電力を保持する(ステップS309)。また、単独運転検出用の遅れ無効電力を注入するときは、制御部20は、充電の有効電力及び遅相無効電力を保持する(ステップS309)。
On the other hand, when the system voltage is higher than the threshold in step S301, there is no need to raise the voltage. Therefore, the
さらに、ステップS304において充電の有効電力を抑制しているときは、有効電力を優先的に戻したいので、制御部20は、充電の有効電力を増加させ、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS311)。
Furthermore, when the active power of charging is suppressed in step S304, the active power is preferentially returned, so the
(商用電力系統から電力変換装置への順潮流(無効電力の向きを考慮しない場合))
<制御パターン2の場合>
図6は、電圧変動(下降)抑制用の制御の第4例を示すフローチャートである。図において、制御部20は、電圧センサ18(図1)の検出出力に基づいて、系統電圧は閾値以下か否かを判定する(ステップS401)。系統電圧が閾値以下である場合は電圧を上げる制御が必要であり、閾値以下でない場合は電圧を上げる制御を行う必要はない。
系統電圧が閾値以下である場合、制御部20は、電圧センサ18(図2)及び電流センサ17(図2)の検出出力に基づいて、力率が下限値より大きいか否かを判定する(ステップS402)。
(Forward power flow from the commercial power system to the power converter (when the direction of reactive power is not considered))
<For
FIG. 6 is a flowchart showing a fourth example of control for voltage fluctuation (drop) suppression. In the figure, the
If the system voltage is equal to or less than the threshold, the
力率が下限値より大きいときは、制御部20は、このタイミングで単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS403)。注入しない場合には、単独運転検出との干渉の恐れはないため、制御部20は、充電の有効電力はそのままで、遅相無効電力を増加させる(ステップS407)。一方、ステップS402において力率が下限値以下のときは、これ以上無効電力を注入できないので、充電の有効電力を減少させて、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS406)。また、ステップS403において進みもしくは遅れ無効電力を注入するときは、単独運転検出と干渉する恐れがあるので、充電の有効電力を減少させて、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS408)。
When the power factor is greater than the lower limit, the
一方、ステップS401において系統電圧が閾値より高いときは、電圧を下げる必要は無い。そこで、制御部20は、充電の有効電力を抑制しているか否かを判定する(ステップS404)。抑制していない場合は、制御部20は、遅相無効電力を注入中か否かを判定する(ステップS405)。注入中であれば、制御部20は、単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するか否かを判定する(ステップS406)。注入しない場合には、制御部20は、充電の有効電力はそのままで、遅相無効電力を減少させる(ステップS410)。一方、ステップS405において遅相無効電力を注入中でないときは、何もしなくていいので、制御部20は、充電の有効電力及び遅相無効電力を保持する(ステップS409)。また、単独運転検出用の進みもしくは遅れ無効電力を注入するときは、制御部20は、充電の有効電力及び遅相無効電力を保持する(ステップS409)。
On the other hand, when the system voltage is higher than the threshold in step S401, there is no need to lower the voltage. Therefore, the
さらに、ステップS404において無効電力を抑制しているときは、有効電力を優先的に戻したいので、制御部20は、充電の有効電力を増加させ、遅相無効電力を現在値に保持する(ステップS411)。
Furthermore, when the reactive power is being suppressed in step S404, it is desired to return the active power preferentially, so the
《開示のまとめ》
本開示に係る電力変換装置100の制御部20は、電力変換部50のスイッチング動作を制御し、交流電路4の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部(B18)、及び、交流電路4の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部(B19)を含み、第1演算部(B18)が第2の無効電力と干渉する第1の無効電力を注入しようとするとき、制御部20は、第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で第1の無効電力を注入する。
《Summary of Disclosure》
The
このような電力変換装置では、制御部20により電圧変動抑制の動作が行われているとき同時に、単独運転検出の動作を行おうとすると、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する場合がある。そこで、このような場合に制御部20は、第2の無効電力の現在値を一定に保持して、第1の無効電力を注入する。これによって、電圧変動抑制機能を抑制し当該機能と単独運転検出機能との干渉を避け、電力変換装置100を運転したまま、単独運転検出を行うことができる。
In such a power conversion device, when the
具体的には、例えば、第1の無効電力の前回値からの変化量と、第2の無効電力の前回値からの変化量とに関して、一方の変化量が進み方向であって他方の変化量が遅れ方向である場合、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する。そこで、制御部20は、第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で第1の無効電力を注入する。これにより、制御部20は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。
Specifically, for example, regarding the amount of change from the previous value of the first reactive power and the amount of change from the previous value of the second reactive power, one amount of change is in the advance direction and the other is the amount of change. is in the lagging direction, the first reactive power interferes with the second reactive power. Therefore, the
また、制御部20は、第1の無効電力の前回値からの変化量が0以外の値であるとき、第2の無効電力の現在値を一定に保持するようにしてもよい。これにより、第1の無効電力が第2の無効電力と干渉する場合はもちろん、干渉しない場合も含めて、制御部20は、電圧変動抑制機能を一定状態に保持し、単独運転検出を行うことができる。
Further, when the amount of change from the previous value of the first reactive power is a value other than 0, the
なお、本開示は、直流電源3と、電力変換装置100と、を有する電源システムでもある。また、本開示は、電力変換装置100についての、その制御方法であって、電力変換部50のスイッチング動作を制御するとともに、交流電路4の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、交流電路4の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求め、第1演算部が第2の無効電力と干渉する第1の無効電力を注入しようとするとき、第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で第1の無効電力を注入する。
Note that the present disclosure is also a power supply system having the DC power supply 3 and the
このような電力変換装置の制御方法によれば、電圧変動抑制の動作が行われているとき同時に、単独運転検出の動作を行おうとすると、第1の無効電力が、第2の無効電力と干渉する場合があるが、このような場合に、第2の無効電力の現在値を一定に保持して、第1の無効電力を注入する。これによって、電圧変動抑制機能を抑制し当該機能と単独運転検出機能との干渉を避け、電力変換装置100を運転したまま、単独運転検出を行うことができる。
According to such a control method for a power conversion device, when an islanding operation detection operation is performed at the same time that a voltage fluctuation suppression operation is performed, the first reactive power interferes with the second reactive power. In such a case, the current value of the second reactive power is held constant and the first reactive power is injected. This suppresses the voltage fluctuation suppression function, avoids interference between the function and the islanding detection function, and allows the islanding detection to be performed while the
《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
《Supplement》
It should be noted that the embodiments disclosed this time should be considered as examples in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.
1 DC/DCコンバータ
2 インバータ
3 直流電源
4 交流電路
5 負荷
6 連系リレー
7 商用電力系統
8 DCバス
9 直流側コンデンサ
10 直流リアクトル
11 中間コンデンサ
12 交流リアクトル
13 交流側コンデンサ
14 電圧センサ
15 電流センサ
16 電圧センサ
17 電流センサ
18 電圧センサ
20 制御部
50 電力変換部
100 パワーコンディショナ
d1,d2,d3,d4,d5,d6 ダイオード
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 スイッチング素子
1 DC/
Claims (7)
前記商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、
を備え、
前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入し、
前記制御部はさらに、前記第1の無効電力の前回値からの変化量が0以外の値であるとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する、電力変換装置。 A power conversion device interconnected with a commercial power system,
A power conversion unit provided between an AC electric line connected to the commercial power system and a DC power supply and performing power conversion from DC to AC or vice versa;
a first computing unit that controls the switching operation of the power conversion unit and obtains a first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit; and voltage fluctuation suppression of the AC electric circuit. a control unit including a second computing unit that determines the active power and the second reactive power for
with
When the first computing unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit controls the current value of the second reactive power to be held constant. injecting a first reactive power;
Further, when the amount of change from the previous value of the first reactive power is a value other than 0, the control unit reduces the first reactive power while maintaining the current value of the second reactive power constant. A power conversion device that injects
前記商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、
を備え、
前記直流電源から前記交流電路に電力を供給する場合において、前記第2の無効電力は進相無効電力であり、
前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入するとともに前記有効電力を低減する、電力変換装置。 A power conversion device interconnected with a commercial power system,
A power conversion unit provided between an AC electric line connected to the commercial power system and a DC power supply and performing power conversion from DC to AC or vice versa;
a first computing unit that controls the switching operation of the power conversion unit and obtains a first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit; and voltage fluctuation suppression of the AC electric circuit. a control unit including a second computing unit that determines the active power and the second reactive power for
with
When power is supplied from the DC power supply to the AC electric circuit, the second reactive power is phase-leading reactive power,
When the first computing unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit controls the current value of the second reactive power to be held constant. A power converter that injects a first reactive power and reduces the active power.
前記商用電力系統に繋がる交流電路と直流電源との間に設けられ、直流から交流又はその逆の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部のスイッチング動作を制御し、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求める第1演算部、及び、前記交流電路の電圧変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求める第2演算部を含む制御部と、
を備え、
前記交流電路から蓄電池である前記直流電源に充電電力を供給する場合において、前記第2の無効電力は遅相無効電力であり、
前記第1演算部が前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記制御部は、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入するとともに前記有効電力を低減する、電力変換装置。 A power conversion device interconnected with a commercial power system,
A power conversion unit provided between an AC electric line connected to the commercial power system and a DC power supply and performing power conversion from DC to AC or vice versa;
a first computing unit that controls the switching operation of the power conversion unit and obtains a first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit; and voltage fluctuation suppression of the AC electric circuit. a control unit including a second computing unit that determines the active power and the second reactive power for
with
When charging power is supplied from the AC circuit to the DC power supply, which is a storage battery, the second reactive power is lagging reactive power,
When the first computing unit attempts to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the control unit controls the current value of the second reactive power to be held constant. A power converter that injects a first reactive power and reduces the active power.
前記直流電源と接続され、商用電力系統と系統連系する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置と、を有する電源システム。 a DC power supply;
and a power conversion device according to any one of claims 1 to 3, which is connected to the DC power supply and interconnected with a commercial power system .
前記電力変換部のスイッチング動作を制御するとともに、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、前記交流電路の電圧
変動抑制用の有効電力及び第2の無効電力を求め、
前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入し、
さらに、前記第1の無効電力の前回値からの変化量が0以外の値であるとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入する、
電力変換装置の制御方法。 A control method for a power conversion device having a power conversion unit that is provided between an AC electric line connected to a commercial power system and a DC power supply and performs power conversion from DC to AC or vice versa,
Controlling the switching operation of the power converter, obtaining first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit, and calculating the effective power for suppressing voltage fluctuation of the AC electric circuit determining power and a second reactive power;
when trying to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, injecting the first reactive power while holding the current value of the second reactive power constant;
Furthermore, when the amount of change from the previous value of the first reactive power is a value other than 0, injecting the first reactive power while maintaining the current value of the second reactive power constant.
A control method for a power converter.
前記電力変換部のスイッチング動作を制御するとともに、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、前記交流電路の電圧controlling the switching operation of the power conversion unit, obtaining first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit, and determining the voltage of the AC electric circuit;
変動抑制用の有効電力及び前記直流電源から前記交流電路に電力を供給する場合における進相無効電力である第2の無効電力を求め、Obtaining the active power for suppressing fluctuation and the second reactive power, which is the leading reactive power when power is supplied from the DC power supply to the AC electric circuit,
前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入するとともに前記有効電力を低減する、When trying to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the first reactive power is injected while the current value of the second reactive power is held constant, and the effective reduce power,
電力変換装置の制御方法。A control method for a power converter.
前記電力変換部のスイッチング動作を制御するとともに、前記交流電路の交流電圧に基づいて、単独運転検出用に注入すべき第1の無効電力を求め、また、前記交流電路の電圧controlling the switching operation of the power conversion unit, obtaining first reactive power to be injected for islanding detection based on the AC voltage of the AC electric circuit, and determining the voltage of the AC electric circuit;
変動抑制用の有効電力及び前記交流電路から蓄電池である前記直流電源に充電電力を供給する場合における遅相無効電力である第2の無効電力を求め、Obtaining the second reactive power, which is the lagging phase reactive power when charging power is supplied from the AC electric circuit to the DC power supply, which is a storage battery, from the active power for suppressing fluctuation,
前記第2の無効電力と干渉する前記第1の無効電力を注入しようとするとき、前記第2の無効電力の現在値を一定に保持した状態で前記第1の無効電力を注入するとともに前記有効電力を低減する、When trying to inject the first reactive power that interferes with the second reactive power, the first reactive power is injected while the current value of the second reactive power is held constant, and the effective reduce power,
電力変換装置の制御方法。A control method for a power converter.
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