JP7194139B2 - Power control method for three-phase or single-phase power converter - Google Patents

Power control method for three-phase or single-phase power converter Download PDF

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Description

本発明は、UPFCや自励式BTBなどの電力変換器において、これらが接続される商用電力系統に供給する電力を制御する方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling power supplied to a commercial power system to which power converters such as UPFC and self-commutated BTB are connected.

従来から、UPFCや自励式BTBなど、商用電力系統にインバータを接続して、当該インバータから商用電力系統に所定の電流を供給することにより、当該商用電力系統との間で有効電力や無効電力を融通する電力変換器は知られている。(下記非特許文献1参照)。 Conventionally, active power and reactive power are generated between the commercial power system by connecting an inverter to the commercial power system such as UPFC and self-commutated BTB and supplying a predetermined current from the inverter to the commercial power system. Flexible power converters are known. (See Non-Patent Document 1 below).

新電力ネットワークシステム実証研究 新電力ネットワーク技術に係る総合調査 経過報告 [第一部]電力ネットワーク技術実証研究に関わる経過報告 平成18年3月 財団法人 エネルギー総合工学研究所 P3-185~3-186Verification research on new power network system Comprehensive research on new power network technology Progress report [Part 1] Progress report on verification research on power network technology March 2006 The Institute of Advanced Energy

図7にこれら電力変換器のブロック図の一例を示す。電力変換器Xは三相商用電力系統に接続されており、出力電流検出部101が電流検出用トランス102によって電力変換器Xの三相出力電流の瞬時値(iofu,iofv,iofw)を検出し、当該瞬時値(iofu,iofv,iofw)を成分とする電流瞬時値ベクトル<iof>uvwを構成してαβ変換部103へ出力する。 FIG. 7 shows an example of a block diagram of these power converters. The power converter X is connected to a three-phase commercial power system, and the output current detector 101 detects the instantaneous values (iofu, iofv, iofw) of the three-phase output current of the power converter X using the current detection transformer 102. , a current instantaneous value vector <iof>uvw whose components are the instantaneous values (iofu, iofv, iofw), and is output to the αβ conversion unit 103 .

また、系統電圧検出部104が電圧検出用トランス105によって電力変換器Xが接続される三相商用電力系統の電圧の瞬時値(vofu,vofv,vofw)を検出し、当該瞬時値(vofu,vofv,vofw)を成分とする電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwをαβ変換部106へ出力する。 Further, the system voltage detection unit 104 detects the instantaneous values (vofu, vofv, vofw) of the voltage of the three-phase commercial power system to which the power converter X is connected by the voltage detection transformer 105, and detects the instantaneous values (vofu, vofv). , vofw) is output to the αβ conversion unit 106 .

αβ変換部103では、入力した電流瞬時値ベクトル<iof>uvwをこれと等価な二相電流(α相電流iofa,β相電流iofb)のベクトル<iof>abに座標変換(ただし、零相は0)して、それを有効電力計算部107と無効電力計算部108へ出力する。 The αβ transforming unit 103 coordinates the inputted current instantaneous value vector <iof>uvw to a vector <iof>ab of equivalent two-phase currents (α-phase current iofa, β-phase current iofb) (where the zero phase is 0) and outputs it to active power calculation section 107 and reactive power calculation section 108 .

また、αβ変換部106では、入力した電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwをこれと等価な二相電圧(α相電圧vofa,β相電圧vofb)のベクトル<vof>abに座標変換(ただし、零相は0)し、それを有効電力計算部107と無効電力計算部108へ出力する。 Further, in the αβ conversion unit 106, the input voltage instantaneous value vector <vof>uvw is coordinate-converted into a vector <vof>ab of equivalent two-phase voltages (α-phase voltage vofa, β-phase voltage vofb) (where zero The phase is 0), and it is output to the active power calculator 107 and the reactive power calculator 108 .

有効電力計算部107は、αβ変換部103の出力<iof>abとαβ変換部106の出力<vof>abの内積から有効電力の瞬時値p3fを計算する。 Active power calculator 107 calculates instantaneous value p3f of active power from the inner product of output <iof>ab of αβ converter 103 and output <vof>ab of αβ converter 106 .

また、無効電力計算部108は、αβ変換部103の出力<iof>abとαβ変換部106の出力<vof>abの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算する。 Further, reactive power calculation section 108 calculates instantaneous value q3f of reactive power from the outer product of output <iof>ab of αβ conversion section 103 and output <vof>ab of αβ conversion section 106 .

あるいは、図8(a)に示すように、有効電力計算部107は、出力電流検出部101の出力ベクトル<iof>uvwと系統電圧検出部104の出力ベクトル<vof>uvwの内積から有効電力の瞬時値p3fを計算することもできるし、無効電力計算部108は、出力電流検出部101の出力ベクトル<iof>uvwと系統電圧検出部104の出力ベクトル<vof>uvwの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算することもできる。 Alternatively, as shown in FIG. 8A, the active power calculation unit 107 calculates the active power from the inner product of the output vector <iof>uvw of the output current detection unit 101 and the output vector <vof>uvw of the system voltage detection unit 104. The instantaneous value p3f can also be calculated, and the reactive power calculation unit 108 calculates the instantaneous value of the reactive power from the outer product of the output vector <iof>uvw of the output current detection unit 101 and the output vector <vof>uvw of the system voltage detection unit 104. It is also possible to calculate the value q3f.

さらに別の方法としては、同図(b)に示すように、αβ変換部103の出力ベクトル<iof>abを、γδ変換部109によってこれと等価な二相電流(γ相電流iofg,δ相電流iofd)のベクトル<iof>gdに座標変換し、αβ変換部106の出力ベクトル<vof>abを、γδ変換部110によってこれと等価な二相電圧(γ相電圧vofg,δ相電圧vofd)のベクトル<vof>gdに座標変換した後、それぞれの出力を有効電力計算部107と無効電力計算部108に出力して、有効電力計算部107で、γδ変換部109の出力ベクトル<iof>gdとγδ変換部110の出力ベクトル<vof>gdの内積から有効電力の瞬時値p3fを計算し、無効電力計算部108で、γδ変換部109の出力ベクトル<iof>gdとγδ変換部110の出力ベクトル<vof>gdの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算してもよい。 As another method, the output vector <iof>ab of the αβ converter 103 is converted by the γδ converter 109 into equivalent two-phase currents (γ-phase current iofg, δ-phase The output vector <vof>ab of the current iofd) is converted into a vector <iof>gd of the current iofd), and the output vector <vof>ab of the αβ conversion unit 106 is converted by the γδ conversion unit 110 into equivalent two-phase voltages (γ-phase voltage vofg, δ-phase voltage vofd). After the coordinate transformation to the vector <vof>gd of , each output is output to the active power calculation unit 107 and the reactive power calculation unit 108, and the active power calculation unit 107 converts the output vector <iof>gd of the γδ conversion unit 109 and the inner product of the output vector <vof>gd of the γδ conversion unit 110, the instantaneous value p3f of the active power is calculated. The instantaneous value q3f of the reactive power may be calculated from the cross product of the vector <vof>gd.

何れの方法を採用しても、有効電力計算部107で計算される有効電力の瞬時値p3fと、無効電力計算部108で計算される無効電力の瞬時値q3fはそれぞれ同一値となる。また、系統電圧および出力電流が三相対称正弦波の場合は、有効電力の瞬時値p3f,無効電力の瞬時値q3fとも直流成分のみとなる(直流化する)。三相対称正弦波でない場合は、高調波成分が現れる。 Regardless of which method is adopted, the instantaneous value p3f of the active power calculated by the active power calculator 107 and the instantaneous value q3f of the reactive power calculated by the reactive power calculator 108 are the same value. When the system voltage and the output current are three-phase symmetric sinusoidal waves, both the instantaneous value p3f of the active power and the instantaneous value q3f of the reactive power have only DC components (converted to DC). If it is not a three-phase symmetric sine wave, harmonic components will appear.

有効電力計算部107で計算された有効電力の瞬時値p3fは、加え合せ点111に出力される。加え合せ点111には、目標とする有効電力指令値prが入力され、その差分が計算されてローパスフィルタ112に出力される。 The instantaneous value p3f of the active power calculated by the active power calculator 107 is output to the summing point 111 . A target active power command value pr is input to the addition point 111 , and the difference is calculated and output to the low-pass filter 112 .

他方、無効電力計算部108で計算された無効電力の瞬時値q3fは加え合せ点113に出力される。加え合せ点113には、目標とする無効電力指令値qrが入力され、その差分がローパスフィルタ114に出力される。 On the other hand, the reactive power instantaneous value q3f calculated by the reactive power calculator 108 is output to the summing point 113 . A target reactive power command value qr is input to the addition point 113 , and the difference is output to the low-pass filter 114 .

電力系統に逆相成分や高調波成分が含まれている場合、有効電力p3fと無効電力q3fにリプル(高調波)が生じるため、ローパスフィルタ112,114によってこのリプルを除去する。ローパスフィルタ112,114の出力は、有効電力(γ相)制御系補償器115と、無効電力(δ相)制御系補償器116に出力される。 If the power system contains a reverse phase component or a harmonic component, ripples (harmonics) are generated in the active power p3f and the reactive power q3f. The outputs of low-pass filters 112 and 114 are output to active power (γ-phase) control system compensator 115 and reactive power (δ-phase) control system compensator 116 .

有効電力(γ相)制御系補償器115と無効電力(δ相)制御系補償器116はPI調節器であり、出力電流指令値iorg,iordをリミット処理部117に出力する。リミット処理部117では、図9に示すように、出力電流指令値リミタIorl以下となるior´g(=k・iorg)と、出力電流指令値リミタIorl以下となるior´d(=k・iord)を求める。 Active power (γ-phase) control system compensator 115 and reactive power (δ-phase) control system compensator 116 are PI controllers, and output current command values iorg and iord to limit processor 117 . In the limit processing unit 117, as shown in FIG. 9, ior'g (=k·iorg) which is equal to or less than the output current command value limit Iorl and ior'd (=k·iord) which is equal to or less than the output current command value limit Iorl ).

なお、リミット処理部117で各補償器115,116の出力電流指令値iorg,iordがリミット処理された場合、アンチリセットワインドアップ処理がなされ、各補償器115,116を構成する各部の出力を適切に変更し、補償器の応答を向上させる(即座に補償器の出力が変化するようにする)。 When the limit processing unit 117 limits the output current command values iorg and iord of the compensators 115 and 116, anti-reset windup processing is performed to properly adjust the output of each unit constituting the compensators 115 and 116. to improve the response of the compensator (make the output of the compensator change immediately).

リミット処理部117で計算されたior´g,ior´dは非干渉化部118に出力される。非干渉化部118は、図7に示す逆γδ変換部119が行う変換によって後述する電流出力部に干渉が生じることを防止するための処理を行うものである。非干渉化部118の出力は、逆γδ変換部119、逆αβ変換部120で逆γδ変換、逆αβ変換され、電力変換器XのU相、V相の出力電流指令値ioru,iorvとして電流出力部121に出力される。 ior'g and ior'd calculated by the limit processing unit 117 are output to the decoupling unit 118 . The non-interfering section 118 performs processing for preventing interference with a current output section, which will be described later, due to the conversion performed by the inverse γδ converting section 119 shown in FIG. 7 . The output of non-interference unit 118 is subjected to inverse γδ conversion and inverse αβ conversion in inverse γδ conversion unit 119 and inverse αβ conversion unit 120, and current It is output to the output unit 121 .

電流出力部121は、この出力電流指令値ioru,iorvにしたがって、電力変換器Xの出力電流を操作する。以上のことにより有効電力pと無効電力qを制御する。 The current output unit 121 operates the output current of the power converter X according to the output current command values ioru and iorv. Active power p and reactive power q are controlled by the above.

上述した三相電力変換器の電力制御方法によれば、有効電力pと無効電力qを直接フィードバック制御することにより、電力系統の電力制御を行うことができる。 According to the power control method for the three-phase power converter described above, the power system can be controlled by directly feedback-controlling the active power p and the reactive power q.

然るに、有効電力pと無効電力qは、皮相電力wと力率角φを用いると、p=w・cosφ、q=w・sinφと表されるため、例えば、無効電力qはそのままで、有効電力pのみ変化させようとした場合、皮相電力wと力率角φの両方をうまく制御する必要がある。つまり、有効電力pと無効電力qが独立変数でないため、有効電力制御系と無効電力制御系が干渉する問題がある。 However, the active power p and the reactive power q are expressed as p=w·cos φ and q=w·sin φ using the apparent power w and the power factor angle φ. If only the power p is to be changed, it is necessary to control both the apparent power w and the power factor angle φ. That is, since the active power p and the reactive power q are not independent variables, there is a problem of interference between the active power control system and the reactive power control system.

そこで、本発明では、本質的に独立なパラメータを用いることにより、有効電力制御系と無効電力制御系が干渉する問題を回避できる三相または単相電力変換器の電力制御方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a power control method for a three-phase or single-phase power converter that can avoid the problem of interference between the active power control system and the reactive power control system by using essentially independent parameters.

請求項記載の三相または単相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。電力変換器が接続される商用電力系統の電圧と電力変換器の出力電流から有効電力pと無効電力qを計測する。そして、pとqをxy座標成分とする電力フィードバックベクトルを構成し、力率角目標値φrだけ前記ベクトルを逆回転(-φr回転)させる(回転座標変換)。逆回転させて得られたベクトルのxy座標成分を用いてフィードバック制御する。皮相電力目標値wrと前記の逆回転させて得られたベクトルのx座標成分とで皮相電力をフィードバック制御する。前記の逆回転させて得られたベクトルのy座標成分を前記ベクトルの長さで除した値と指令値0とで力率角をフィードバック制御する。皮相電力目標値wrと力率角目標値φrは、有効電力目標値prと無効電力目標値qrから下記式(1)により得る。これらによりpとqを制御することに特徴を有する。
式(1)
wr = (pr2 + qr2)1/2
φr = tan-1(qr/pr)、ただし、φrは-π~π[rad]
The power control method for a three-phase or single-phase power converter according to claim 1 has the following features. Active power p and reactive power q are measured from the voltage of the commercial power system to which the power converter is connected and the output current of the power converter. A power feedback vector having p and q as xy coordinate components is formed, and the vector is reversely rotated (-φr rotated) by the power factor angle target value φr (rotational coordinate conversion). Feedback control is performed using the xy coordinate components of the vector obtained by reverse rotation. The apparent power is feedback-controlled with the apparent power target value wr and the x-coordinate component of the vector obtained by the reverse rotation. The power factor angle is feedback-controlled with a command value of 0 and a value obtained by dividing the y-coordinate component of the vector obtained by the reverse rotation by the length of the vector. The apparent power target value wr and the power factor angle target value φr are obtained from the active power target value pr and the reactive power target value qr by the following equation (1). It is characterized by controlling p and q by these.
formula (1)
wr = ( pr2 + qr2 ) 1/2
φr = tan -1 (qr/pr), where φr is -π to π[rad]

請求項2記載の三相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。請求項記載の電力制御方法において、三相商用電力系統に接続される電力変換器を用いて有効電力pと無効電力qを制御する際に、前記電力変換器の接続点の系統電圧の瞬時値vofu、vofv、vofwを成分とする電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwと、前記電力変換器の三相出力電流の瞬時値iofu、iofv、iofwを成分とする電流瞬時値ベクトル<iof>uvwを構成する。そして、前記二つの瞬時値ベクトルの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、前記二つの瞬時値ベクトルの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として請求項記載の電力フィードバックベクトルを構成する。さらに、請求項記載の二つのフィードバック制御系の補償器の出力をリミット処理後、前記電力変換器の出力電流または前記電力変換器を構成するインバータの出力電圧の、γδ空間における指令値ベクトルの大きさと位相とする。この指令値ベクトルのxy座標成分を非干渉化後、逆γδ変換、逆αβ変換して得られるベクトルの各成分を、前記電力変換器のU相、V相、W相の出力電流指令値または前記インバータの出力電圧指令値とする。この三相の指令値にしたがって前記電力変換器の出力電流または前記インバータの出力電圧を操作することにより、pとqを制御することに特徴を有する。 The power control method for a three-phase power converter according to claim 2 has the following features. 2. The power control method according to claim 1 , wherein when controlling the active power p and the reactive power q using a power converter connected to a three-phase commercial power system, the instantaneous voltage of the system voltage at the connection point of the power converter A voltage instantaneous value vector <vof>uvw whose components are the values vofu, vofv, and vofw, and a current instantaneous value vector <iof>uvw whose components are the instantaneous values iofu, iofv, and iofw of the three-phase output current of the power converter are Configure. An instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the two instantaneous value vectors, and an instantaneous value q3f of the reactive power is obtained from the outer product of the two instantaneous value vectors. The power feedback vector according to claim 1 is configured with these p3f and q3f as xy coordinate components. Furthermore, after limiting the output of the two feedback control system compensators according to claim 1 , the command value vector in the γδ space of the output current of the power converter or the output voltage of the inverter constituting the power converter Let it be magnitude and phase. After decoupling the xy coordinate components of this command value vector, each component of the vector obtained by inverse γδ conversion and inverse αβ conversion is converted to the U-phase, V-phase, and W-phase output current command values of the power converter or An output voltage command value for the inverter. It is characterized by controlling p and q by manipulating the output current of the power converter or the output voltage of the inverter according to the three-phase command values.

請求項記載の三相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。請求項記載の電力制御方法において、電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwと電流瞬時値ベクトル<iof>uvwをαβ変換する。<vof>uvwをαβ変換して得られるベクトル<vof>abと、<iof>uvwをαβ変換して得られるベクトル<iof>abの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、<vof>abと<iof>abの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として電力フィードバックベクトルを構成することに特徴を有する。 A power control method for a three-phase power converter according to claim 3 has the following features. In the power control method according to claim 2 , the voltage instantaneous value vector <vof>uvw and the current instantaneous value vector <iof>uvw are subjected to αβ conversion. The instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the vector <vof>ab obtained by αβ-transforming <vof>uvw and the vector <iof>ab obtained by αβ-transforming <iof>uvw, and <vof>ab and <iof>ab, the instantaneous value q3f of the reactive power is obtained. It is characterized by constructing a power feedback vector using these p3f and q3f as xy coordinate components.

請求項記載の三相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。請求項記載の電力制御方法において、αβ空間の電圧瞬時値ベクトル<vof>abと電流瞬時値ベクトル<iof>abをγδ変換する。<vof>abをγδ変換して得られるベクトル<vof>gdと、<iof>abをγδ変換して得られるベクトル<iof>gdの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、<vof>gdと<iof>gdの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として電力フィードバックベクトルを構成することに特徴を有する。 A power control method for a three-phase power converter according to claim 4 has the following features. In the power control method according to claim 3 , the voltage instantaneous value vector <vof>ab and the current instantaneous value vector <iof>ab in the αβ space are γδ-converted. The instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the vector <vof>gd obtained by γδ-converting <vof>ab and the vector <iof>gd obtained by γδ-converting <iof>ab, and <vof>gd and <iof>gd, the instantaneous value q3f of the reactive power is obtained. It is characterized by constructing a power feedback vector using these p3f and q3f as xy coordinate components.

請求項5記載の単相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。請求項1記載の電力制御方法において、単相商用電力系統に接続される電力変換器を用いて有効電力pと無効電力qを制御する際に、前記電力変換器の接続点の系統電圧の瞬時値と出力電流の瞬時値の積(第1の積)を第1のLPF(ローパスフィルタ)に入力する。または、前記第1の積を移動平均する(第1の移動平均)。第1のLPFの出力または第1の移動平均の値を有効電力p1fとする。また、前記系統電圧の1/4周期前の瞬時値と出力電流の瞬時値の積(第2の積)を第2のLPFに入力する。または、第2の積を移動平均する(第2の移動平均)。第2のLPFの出力または第2の移動平均の値を無効電力q1fとする。これらp1f、q1fをxy座標成分として請求項記載の電力フィードバックベクトルを構成する。さらに、請求項記載の二つのフィードバック制御系の補償器の出力をリミット処理後、前記電力変換器の出力電流または前記電力変換器を構成するインバータの出力電圧の、γδ空間における指令値ベクトルの大きさと位相とする。この指令値ベクトルのxy座標成分を非干渉化後、逆γδ変換して得られるベクトルのx座標成分を、前記電力変換器の出力電流指令値または前記インバータの出力電圧指令値とする。この指令値にしたがって前記電力変換器の出力電流または前記インバータの出力電圧を操作することにより、pとqを制御することに特徴を有する。 A power control method for a single-phase power converter according to claim 5 has the following features. 2. The power control method according to claim 1, wherein when controlling the active power p and the reactive power q using a power converter connected to a single-phase commercial power system, the instantaneous voltage of the system voltage at the connection point of the power converter The product of the value and the instantaneous value of the output current (first product) is input to the first LPF (low pass filter). Alternatively, the first product is moving averaged (first moving average). Let the output of the first LPF or the value of the first moving average be active power p1f. Also, the product (second product) of the instantaneous value of the system voltage one-fourth cycle before and the instantaneous value of the output current is input to the second LPF. Alternatively, the second product is moving averaged (second moving average). Let the output of the second LPF or the value of the second moving average be reactive power q1f. The power feedback vector according to claim 1 is configured with these p1f and q1f as xy coordinate components. Furthermore, after limiting the output of the two feedback control system compensators according to claim 1 , the command value vector in the γδ space of the output current of the power converter or the output voltage of the inverter constituting the power converter Let it be magnitude and phase. After decoupling the xy coordinate components of the command value vector, the x coordinate component of the vector obtained by inverse γδ transformation is used as the output current command value of the power converter or the output voltage command value of the inverter. It is characterized by controlling p and q by manipulating the output current of the power converter or the output voltage of the inverter according to this command value.

請求項記載の三相または単相電力変換器の電力制御方法は、次のような特徴を有する。請求項1乃至請求項の何れかに記載の電力制御方法において、皮相電力フィードバック制御系(γ相制御系)の補償器(γ相補償器)の出力のリミット処理は、上下限値で制限することにより行なう。力率角フィードバック制御系(δ相制御系)の補償器(δ相補償器)の出力のリミット処理は、出力が±π[rad]の範囲を超過したときに、前記出力に±2π[rad]を加算(前記出力がπ[rad]を超過した場合は-2π[rad]を、-π[rad]を下回った場合は2π[rad]を加算)することにより行なう。さらに、補償器出力がリミット処理されたときに、リミット処理された補償器をアンチリセットワインドアップ処理することに特徴を有する。 A power control method for a three-phase or single-phase power converter according to claim 6 has the following features. In the power control method according to any one of claims 1 to 5 , the output limit processing of the compensator (γ-phase compensator) of the apparent power feedback control system (γ-phase control system) is limited by upper and lower limits. by doing. The output limit processing of the compensator (δ-phase compensator) of the power factor angle feedback control system (δ-phase control system) is such that when the output exceeds the range of ±π [rad], the output is adjusted to ±2π [rad ] (-2π [rad] is added when the output exceeds π [rad], and 2π [rad] is added when the output falls below -π [rad]). Furthermore, it is characterized in that, when the compensator output is limited, anti-reset windup processing is performed on the compensator that has been limited.

請求項1乃至記載の発明によれば、本質的に独立な皮相電力と力率角を用いて電力制御が可能となり、有効電力制御系と無効電力制御系が干渉する問題を回避する三相電力制御が可能となる。 According to the invention of claims 1 and 2 , it is possible to perform power control using the apparent power and the power factor angle that are essentially independent, thereby avoiding the problem of interference between the active power control system and the reactive power control system. Power control becomes possible.

さらに、γ相とδ相の補償器の出力を組み合わせた複雑なリミット処理が不要となり、リミット処理を独立かつ簡素化することができる。 Furthermore, complicated limit processing combining the outputs of the γ-phase and δ-phase compensators becomes unnecessary, and the limit processing can be independent and simplified.

請求項3,4記載の発明によれば、αβ変換やγδ変換後の電圧・電流を用いても三相有効・無効電力が求められるので、請求項3と同様にそれらを制御することができる。 According to the inventions of claims 3 and 4 , the three-phase active and reactive powers can be obtained even by using the voltages and currents after the αβ conversion and the γδ conversion. can.

請求項1,5記載の発明によれば、本質的に独立な皮相電力と力率角を用いて電力制御が可能となり、有効電力制御系と無効電力制御系が干渉する問題を回避する単相電力制御が可能となる。さらに、γ相とδ相の補償器の出力を組み合わせた複雑なリミット処理が不要となり、リミット処理を独立かつ簡素化することができる。 According to the inventions of claims 1 and 5 , it is possible to control power using essentially independent apparent power and power factor angle, and a single-phase power control system that avoids the problem of interference between the active power control system and the reactive power control system. Power control becomes possible. Furthermore, complicated limit processing combining the outputs of the γ-phase and δ-phase compensators becomes unnecessary, and the limit processing can be independent and simplified.

請求項記載の発明によれば、γ相制御系補償器のリミット処理によって、電流指令値ベクトルや電圧指令値ベクトルの大きさが過大となることを防止し、過電流・過電圧による不具合が発生することを確実に防止できる。また、δ相制御系補償器出力のリミット処理によって、電流指令値ベクトルや電圧指令値ベクトルの位相が常に±π[rad]の範囲内になり、位相が過大な値となることを防止できる。さらに、各補償器をアンチリセットワインドアップ処理することによって、補償器の出力がリミットされたときに、補償器を構成する各部の出力を適切に変更することができ、即座に補償器の出力が変化するようにでき、制御系の応答が向上する。 According to the sixth aspect of the present invention, limit processing of the γ-phase control system compensator prevents the magnitude of the current command value vector and the voltage command value vector from becoming excessively large, and problems due to overcurrent and overvoltage occur. You can definitely prevent it from happening. Also, by limiting the output of the δ-phase control system compensator, the phases of the current command value vector and the voltage command value vector are always within the range of ±π [rad], preventing the phase from becoming an excessive value. Furthermore, by performing anti-reset windup processing on each compensator, when the output of the compensator is limited, the output of each part that composes the compensator can be appropriately changed, and the output of the compensator can be immediately restored. It can be made to change, improving the response of the control system.

本発明の三相電力変換器の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the three-phase power converter of the present invention. 本発明の三相電力変換器において、電力フィードバックベクトルと目標ベクトルからフィードバックベクトルの大きさ(皮相電力wf)と両ベクトルの位相差(力率角の偏差Δφ)を得る方法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of obtaining the magnitude of the feedback vector (apparent power wf) and the phase difference (deviation Δφ of the power factor angle) between the feedback vector and the target vector from the power feedback vector and the target vector in the three-phase power converter of the present invention; . 本発明の三相電力変換器において、出力電圧指令値または出力電流指令値をリミット処理する場合の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of limit processing of an output voltage command value or an output current command value in the three-phase power converter of the present invention; 本発明の他の実施例に係る三相電力変換器の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of a three-phase power converter according to another embodiment of the present invention; 本発明の単相電力変換器の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the single-phase power converter of the present invention. 本発明の他の実施例に係る単相電力変換器の制御ブロック図である。FIG. 5 is a control block diagram of a single-phase power converter according to another embodiment of the present invention; 従来の三相電力変換器の制御ブロック図である。FIG. 3 is a control block diagram of a conventional three-phase power converter; 従来の三相電力変換器において、有効電力および無効電力を計算する方法を説明する制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram illustrating a method of calculating active power and reactive power in a conventional three-phase power converter; 従来の三相電力変換器において、出力電流指令値をリミット処理する場合の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of limit processing of an output current command value in a conventional three-phase power converter;

以下、本発明の実施の形態を図1乃至図6により説明する。図1は本発明に係る三相電力変換器Aの電力制御ブロック図である。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. FIG. FIG. 1 is a power control block diagram of a three-phase power converter A according to the present invention.

図1において、1は出力電流検出部であり、電流検出用トランス2から電力変換器Aの三相出力電流の瞬時値(iofu,iofv,iofw)を検出し、当該瞬時値(iofu,iofv,iofw)を成分とする電流瞬時値ベクトル<iof>uvwを構成してαβ変換部3へ出力する。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an output current detector, which detects instantaneous values (iofu, iofv, iofw) of the three-phase output current of the power converter A from the current detection transformer 2, and detects the instantaneous values (iofu, iofv, iofw) as a component, and outputs the current instantaneous value vector <iof>uvw to the αβ conversion unit 3 .

4は系統電圧検出部であり、電圧検出用トランス5から電力変換器Aが接続される三相商用電力系統の電圧の瞬時値(vofu,vofv,vofw)を検出し、当該瞬時値(vofu,vofv,vofw)を成分とする電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwを構成してαβ変換部6へ出力する。 Reference numeral 4 denotes a system voltage detection unit that detects instantaneous values (vofu, vofv, vofw) of the voltage of the three-phase commercial power system to which the power converter A is connected from the voltage detection transformer 5, and detects the instantaneous values (vofu, vofv, vofw) as components, and outputs the voltage instantaneous value vector <vof>uvw to the αβ conversion unit 6 .

αβ変換部3では、入力した三相出力電流の瞬時値ベクトル<iof>uvwをこれと等価な二相電流(α相電流iofa,β相電流iofb)のベクトル<iof>abに座標変換(ただし、零相は0)し、それを有効電力計算部7と無効電力計算部8へ出力する。 In the αβ conversion unit 3, the input instantaneous value vector <iof>uvw of the three-phase output current is coordinate-converted into a vector <iof>ab of equivalent two-phase currents (α-phase current iofa, β-phase current iofb) (where , the zero phase is 0), and it is output to the active power calculator 7 and the reactive power calculator 8 .

αβ変換部6では、入力した三相系統電圧の瞬時値ベクトル<vof>uvwをこれと等価な二相電圧(α相電圧vofa,β相電圧vofb)のベクトル<vof>abに座標変換(ただし、零相は0)し、それを有効電力計算部7と無効電力計算部8へ出力する。 In the αβ conversion unit 6, the input instantaneous value vector <vof>uvw of the three-phase system voltage is coordinate-converted into a vector <vof>ab of equivalent two-phase voltages (α-phase voltage vofa, β-phase voltage vofb) (where , the zero phase is 0), and it is output to the active power calculator 7 and the reactive power calculator 8 .

有効電力計算部7は、αβ変換部3の出力<iof>abとαβ変換部6の出力<vof>abのベクトルの内積によって有効電力の瞬時値p3fを計算する。 The active power calculator 7 calculates an instantaneous value p3f of active power by the vector inner product of the output <iof>ab of the αβ converter 3 and the output <vof>ab of the αβ converter 6 .

無効電力計算部8は、αβ変換部3の出力<iof>abとαβ変換部6の出力<vof>abのベクトルの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算する。 Reactive power calculator 8 calculates an instantaneous value q3f of reactive power from the vector product of the output <iof>ab of αβ converter 3 and the output <vof>ab of αβ converter 6 .

あるいは、前述した図8(a)の場合と同様に、有効電力計算部7は、出力電流検出部1の出力<iof>uvwと系統電圧検出部4の出力<vof>uvwのベクトルの内積から有効電力の瞬時値p3fを計算してもよい。また、無効電力計算部8は、出力電流検出部1の出力<iof>uvwと系統電圧検出部4の出力<vof>uvwのベクトルの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算してもよい。 Alternatively, as in the case of FIG. 8A described above, the active power calculation unit 7 calculates from the inner product of the vector of the output <iof>uvw of the output current detection unit 1 and the output <vof>uvw of the system voltage detection unit 4 An instantaneous value p3f of active power may be calculated. Further, the reactive power calculator 8 may calculate the instantaneous value q3f of the reactive power from the vector product of the output <iof>uvw of the output current detector 1 and the output <vof>uvw of the system voltage detector 4 .

さらに別の方法としては、同図(b)にて説明したように、αβ変換部3の出力<iof>abを、γδ変換部109によってこれと等価な二相電流(γ相電流iofg,δ相電流iofd)のベクトル<iof>gdに座標変換し、αβ変換部6の出力<vof>abを、γδ変換部110によってこれと等価な二相電圧(γ相電圧vofg,δ相電圧vofd)のベクトル<vof>gdに座標変換し、それぞれの出力を有効電力計算部7と無効電力計算部8に出力して、有効電力計算部7にて、γδ変換部109の出力<iof>gdとγδ変換部110の出力<vof>gdのベクトルの内積から有効電力の瞬時値p3fを計算し、無効電力計算部8で、γδ変換部109の出力<iof>gdとγδ変換部110の出力<vof>gdのベクトルの外積から無効電力の瞬時値q3fを計算することもできる。 As another method, as described with reference to FIG. Phase current iofd) is coordinate-transformed into a vector <iof>gd, and the output <vof>ab of the αβ converter 6 is converted by the γδ converter 110 into equivalent two-phase voltages (γ-phase voltage vofg, δ-phase voltage vofd). , and the respective outputs are output to the active power calculator 7 and the reactive power calculator 8, and the active power calculator 7 converts the output <iof>gd of the γδ converter 109 and The instantaneous value p3f of the active power is calculated from the vector inner product of the output <vof>gd of the γδ conversion unit 110, and the reactive power calculation unit 8 calculates the output <iof>gd of the γδ conversion unit 109 and the output < The instantaneous value q3f of the reactive power can also be calculated from the outer product of vectors with vof>gd.

何れの方法を採用しても、有効電力計算部7で計算される有効電力の瞬時値p3fと、無効電力計算部8で計算される無効電力の瞬時値q3fはそれぞれ同一値となり、系統電圧および出力電流が三相対称正弦波の場合は、有効電力の瞬時値p3f,無効電力の瞬時値q3fとも直流成分となる。 Regardless of which method is adopted, the instantaneous value p3f of the active power calculated by the active power calculation unit 7 and the instantaneous value q3f of the reactive power calculated by the reactive power calculation unit 8 are the same value. When the output current is a three-phase symmetric sine wave, both the instantaneous value p3f of the active power and the instantaneous value q3f of the reactive power are DC components.

有効電力計算部7で計算された有効電力の瞬時値p3fと無効電力計算部8で計算された無効電力の瞬時値q3fは座標回転部11に出力される。つまり、入力された有効電力の瞬時値p3fと無効電力の瞬時値q3fをxy座標成分(図2のγδ座標成分)とする電力フィードバックベクトルを構成し、それが座標回転部11の入力となる。 The instantaneous value p3f of active power calculated by the active power calculator 7 and the instantaneous value q3f of reactive power calculated by the reactive power calculator 8 are output to the coordinate rotator 11 . In other words, a power feedback vector is configured with the input instantaneous value p3f of the active power and the input instantaneous value q3f of the reactive power as xy coordinate components (γδ coordinate components in FIG. 2).

座標回転部11は、目標となる電力ベクトルの力率角φrだけ電力フィードバックベクトルを逆回転(-φr回転)させる。すなわち、図1に示すγ相成分(γ相のフィードバック値)pf´とδ相成分qf´を計算する。ここで、座標回転について説明する。まず、電力フィードバックベクトルの極座標成分(wf,φf)とxy座標成分(p3f,q3f)の関係は[数1]のように記述される。 The coordinate rotation unit 11 reversely rotates (-φr rotation) the power feedback vector by the power factor angle φr of the target power vector. That is, the γ phase component (γ phase feedback value) pf′ and the δ phase component qf′ shown in FIG. 1 are calculated. Here, coordinate rotation will be described. First, the relationship between the polar coordinate component (wf, φf) and the xy coordinate component (p3f, q3f) of the power feedback vector is described as [Formula 1].

Figure 0007194139000001
Figure 0007194139000001

目標となる電力ベクトルの極座標成分(wr,φr)とxy座標成分(pr,qr)の関係は[数2]のように記述される。ここで、wrは目標電力ベクトルの大きさ(皮相電力の目標値)であり、φrは目標ベクトルの位相(力率角の目標値)である。また、prは有効電力目標値であり、qrは無効電力目標値である。 The relationship between the polar coordinate components (wr, φr) and the xy coordinate components (pr, qr) of the target power vector is described as [Formula 2]. Here, wr is the magnitude of the target power vector (target value of apparent power), and φr is the phase of the target vector (target value of power factor angle). Also, pr is an active power target value, and qr is a reactive power target value.

Figure 0007194139000002
Figure 0007194139000002

前記フィードバックベクトルを-φrだけ座標回転させて得られるベクトルのxy座標成分(pf´,qf´)は[数3]により計算できる。 The xy coordinate components (pf', qf') of the vector obtained by coordinate-rotating the feedback vector by -φr can be calculated by [Equation 3].

Figure 0007194139000003
Figure 0007194139000003

動作点付近では、Δφ≒0となるので、cosΔφ≒1、sinΔφ≒Δφとなり、pf´とqf´は[数4]のように近似的に求められる。 Near the operating point, Δφ≈0, so cos Δφ≈1, sin Δφ≈Δφ, and pf′ and qf′ are approximately obtained as in [Equation 4].

Figure 0007194139000004
Figure 0007194139000004

すなわち、座標回転後のx座標成分(γ座標成分)は、ほぼ皮相電力wfになり、y座標成分(δ座標成分)は、ほぼwf・Δφ=wf(φf-φr)となる。したがって、座標回転後のγ座標成分pf´をそのままγ相のフィードバック値wfとする。 That is, the x-coordinate component (γ-coordinate component) after coordinate rotation is approximately the apparent power wf, and the y-coordinate component (δ-coordinate component) is approximately wf·Δφ=wf(φf−φr). Therefore, the γ-coordinate component pf′ after coordinate rotation is used as the γ-phase feedback value wf as it is.

また、このδ座標成分を除算部12においてwfで割ることにより、力率角の偏差Δφが得られるので、除算結果をδ相のフィードバック値Δφとする。ところで、wf≒0の場合qf´≒0となるので、この場合はwfで割らずにそのままの値をδ相のフィードバック値Δφとする。 Further, by dividing this δ-coordinate component by wf in the dividing unit 12, the deviation Δφ of the power factor angle is obtained. By the way, when wf≈0, qf′≈0, so in this case, the value is used as the feedback value Δφ of the δ-phase without being divided by wf.

γ相のフィードバック値wfは加え合せ点13に出力される。加え合せ点13には、皮相電力の目標値wrが入力され、その差分がローパスフィルタ14に出力される。 The γ-phase feedback value wf is output to the summing point 13 . A target value wr of the apparent power is input to the summation point 13 , and the difference is output to the low-pass filter 14 .

ローパスフィルタ14は、三相商用電力系統に逆相成分や高調波成分が含まれている場合、γ相のフィードバック値wfにリプル(高調波)が生じるので、このリプル分を除去する。ローパスフィルタ14の出力は、γ相制御系補償器15に出力される。 The low-pass filter 14 removes ripples (harmonics) that occur in the γ-phase feedback value wf when the three-phase commercial power system includes an anti-phase component and a harmonic component. The output of the low-pass filter 14 is output to the γ-phase control system compensator 15 .

γ相制御系補償器15はPI調節器であり、出力電圧指令値ベクトルの大きさvinvrをリミット処理部16に出力する。 The γ-phase control system compensator 15 is a PI controller and outputs the magnitude vinvr of the output voltage command value vector to the limit processor 16 .

他方、δ相のフィードバック値Δφ(=φf-φr)は加え合せ点17に出力される。加え合せ点17には、δ相のフィードバック値Δφとδ相指令値0が入力され、その差分がローパスフィルタ18に出力される。ここで、δ相指令値が0であるため、Δφ=0(φf=φr)となるように制御される。 On the other hand, the δ-phase feedback value Δφ (=φf−φr) is output to the summing point 17 . The δ-phase feedback value Δφ and the δ-phase command value 0 are input to the addition point 17 , and the difference between them is output to the low-pass filter 18 . Here, since the δ-phase command value is 0, control is performed so that Δφ=0 (φf=φr).

ローパスフィルタ18では、電力系統に逆相成分や高調波成分が含まれている場合、δ相のフィードバック値Δφにリプル(高調波)が生じるので、このリプル分を除去する。ローパスフィルタ18の出力は、δ相制御系補償器19に出力される。 In the low-pass filter 18, if the power system contains a reverse phase component or a harmonic component, a ripple (harmonic) is generated in the δ-phase feedback value Δφ, and this ripple is removed. The output of the low-pass filter 18 is output to the δ-phase control system compensator 19 .

δ相制御系補償器19はPI調節器で、出力電圧指令値ベクトルの位相φinvrをリミット処理部16に出力する。 The δ-phase control system compensator 19 is a PI adjuster and outputs the phase φinvr of the output voltage command value vector to the limit processor 16 .

リミット処理部16は、図3に示すように、γ相制御系補償器15の出力vinvrを上下限値にリミットしてvinvr´としてインバータ出力電圧指令値生成部20に出力する。このリミット処理は、vinvrが過大な(リミット値を超える)場合、後述する電圧出力部(インバータ)の出力電圧が過大となって図示しない過電圧継電器(OVR)が動作したり、過電圧によってLCフィルタや変圧器などが過熱して破損するおそれがあるので、これを防止するために行うものである。リミット処理後の出力vinvr´はインバータ出力電圧指令値生成部20に出力される。 As shown in FIG. 3, the limit processor 16 limits the output vinvr of the γ-phase control system compensator 15 to upper and lower limits and outputs it to the inverter output voltage command value generator 20 as vinvr'. In this limit processing, when vinvr is excessive (exceeds the limit value), the output voltage of the voltage output unit (inverter) described later becomes excessive and an overvoltage relay (OVR) (not shown) operates, or the overvoltage causes the LC filter or This is done to prevent overheating and damage to transformers. The output vinvr' after the limit processing is output to the inverter output voltage command value generator 20. FIG.

また、リミット処理部16は、δ相制御系補償器19の出力φinvrを上下限値の範囲内に制限する。φinvrは出力電圧指令値ベクトルの位相なので理論的には無制限でもよいが、値が過大となると有限データ長を超えるので制限している。具体的には、位相φinvrが±π[rad]を超過したときに、φinvrに±2π[rad]を加算する(位相φinvrがπ[rad]を超過した場合は-2π[rad]を、-π[rad]を下回った場合は2π[rad]を加算する)ことにより行う。 Also, the limit processing unit 16 limits the output φinvr of the δ-phase control system compensator 19 within the range of upper and lower limits. Since φinvr is the phase of the output voltage command value vector, it may be theoretically unlimited, but if the value is too large, the finite data length will be exceeded, so it is limited. Specifically, when the phase φinvr exceeds ±π [rad], ±2π [rad] is added to φinvr (when the phase φinvr exceeds π [rad], -2π [rad], - If it falls below π [rad], 2π [rad] is added).

なお、位相φinvrを制限する範囲は上記のように理論的には-π~πで良いが、図3では余裕をみて、sin、cosの周期性(2π)から±3π/2の範囲としている。 Theoretically, the range for limiting the phase φinvr may be -π to π as described above, but in FIG. .

リミット処理後の出力φinvr´はインバータ出力電圧指令値生成部20に出力される。 The output φinvr′ after the limit processing is output to the inverter output voltage command value generator 20 .

なお、リミット処理部16で各補償器15,19の出力vinvr,φinvrがリミット処理された場合、アンチリセットワインドアップ処理することにより、各補償器15,19を構成する各部の出力を適切に変更し、補償器の応答を向上させる(即座に補償器の出力が変化するようにする)。 When the outputs vinvr and φinvr of the compensators 15 and 19 are limited by the limit processing section 16, the outputs of the sections constituting the compensators 15 and 19 are appropriately changed by performing anti-reset windup processing. to improve the response of the compensator (make the compensator output change immediately).

インバータ出力電圧指令値生成部20は、入力される出力電圧指令値ベクトルの大きさvinvr´とその位相φinvr´から、[数5]によって、出力電圧指令値ベクトルの極座標成分をxy座標成分(γδ座標成分)に変換し、インバータ出力電圧指令値vinvrg,vinvrdとして非干渉化部21に出力する。ここで、vinvrg,vinvrdは、後述する電圧出力部(インバータ)のγδ空間における出力電圧指令値ベクトルのγ相成分vinvrgとδ相成分vinvrdとなる。 The inverter output voltage command value generation unit 20 converts the polar coordinate components of the output voltage command value vector into xy coordinate components (γδ coordinate components), and output to the non-interfering unit 21 as inverter output voltage command values vinvrg and vinvrd. Here, vinvrg and vinvrd are the γ-phase component vinvrg and the δ-phase component vinvrd of the output voltage command value vector in the γδ space of the voltage output section (inverter) described later.

Figure 0007194139000005
Figure 0007194139000005

非干渉化部21は、逆γδ変換部22が行う変換によって前記電圧出力部(インバータ)の三相出力電圧が相互に干渉することを防止する処理を行う。非干渉化部21の出力は逆γδ変換部22において逆γδ変換され、その後、逆αβ変換部23で逆αβ変換され、U相、V相の出力電圧指令値vinvru,vinvrvとして電圧出力部(インバータ)24に出力される。 The non-interfering unit 21 performs processing to prevent the three-phase output voltages of the voltage output unit (inverter) from interfering with each other due to the conversion performed by the inverse γδ converting unit 22 . The output of the non-interfering unit 21 is subjected to inverse γδ conversion in the inverse γδ conversion unit 22, and then inverse αβ conversion in the inverse αβ conversion unit 23, and the voltage output unit ( output to the inverter) 24 .

電圧出力部24は、この出力電圧指令値vinvru,vinvrvにしたがって、電力変換器Aを構成するインバータの出力電圧を操作することによって、有効電力pと無効電力qを制御する。 Voltage output unit 24 controls active power p and reactive power q by manipulating the output voltage of the inverter that constitutes power converter A according to output voltage command values vinvru and vinvrv.

以上説明したように、図1乃至図3に示す三相電力変換器Aによる電力制御方法によれば、有効電力pと無効電力qを制御するにあたり、互いに干渉しない皮相電力wと力率角φを用いて行う(皮相電力wと力率角φをフィードバック制御する)ので、本質的に独立な電力制御が可能となる。 As described above, according to the power control method by the three-phase power converter A shown in FIGS. 1 to 3, in controlling the active power p and the reactive power q, the apparent power w and the power factor angle φ (the apparent power w and the power factor angle φ are feedback-controlled), essentially independent power control becomes possible.

また、出力電圧指令値のリミット処理に関して、γ相の補償器出力とδ相の補償器出力を個別に行うことができるので、従来のようにγ相とδ相の補償器出力を組み合わせた複雑なリミット処理が不要となる。 In addition, regarding the limit processing of the output voltage command value, the compensator output of the γ phase and the compensator output of the δ phase can be performed separately. Limit processing becomes unnecessary.

次に、本発明の他の実施例について図4を用いて説明する。図4は本発明の三相電力変換器Bによる電力制御方法の他の実施例を示す制御ブロック図である。なお、図4において、図1と同一手段は同一符号を付してその説明を極力省略する。 Another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. FIG. 4 is a control block diagram showing another embodiment of the power control method by the three-phase power converter B of the present invention. In FIG. 4, the same means as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as much as possible.

図4に示す出力電流検出部1が電流検出用トランス2によって、電力変換器Bの三相出力電流の瞬時値(iofu,iofv,iofw)を検出し、当該瞬時値(iofu,iofv,iofw)を成分とする電流瞬時値ベクトル<iof>uvwを構成してαβ変換部3へ出力してから、および、系統電圧検出部4が電圧検出用トランス5から、電力変換器Bが接続される三相商用電力系統の電圧の瞬時値(vofu,vofv,vofw)を検出し、当該瞬時値(vofu,vofv,vofw)を成分とする電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwを構成してαβ変換部6へ出力してから、加え合せ点13へγ相のフィードバック値wf(=pf´)を入力するまで、および、加え合せ点17へδ相のフィードバック値Δφ(=φf-φr=qf´/wf)を入力するまで、さらに、その後、ローパスフィルタ14,18によってγ相およびδ相のフィードバック値wf、Δφに生じたリプル(高調波)を除去してγ相制御系補償器15bおよびδ相制御系補償器19bへ出力するまでの動作は図1の場合と同様であるので、説明は省略する。 The output current detection unit 1 shown in FIG. 4 detects the instantaneous values (iofu, iofv, iofw) of the three-phase output current of the power converter B by the current detection transformer 2, and the instantaneous values (iofu, iofv, iofw) After forming the current instantaneous value vector <iof>uvw having the The instantaneous voltage values (vofu, vofv, vofw) of the phase commercial power system are detected, and the voltage instantaneous value vector <vof>uvw having the components of the instantaneous values (vofu, vofv, vofw) is formed, and the αβ conversion unit 6 , to input the γ-phase feedback value wf (=pf′) to the summing point 13, and to the summing point 17 to the δ-phase feedback value Δφ (=φf−φr=qf′/wf ) is input, and then the low-pass filters 14 and 18 remove the ripples (harmonics) generated in the γ-phase and δ-phase feedback values wf and Δφ, and the γ-phase control system compensator 15b and the δ-phase control Since the operation up to the output to the system compensator 19b is the same as in the case of FIG. 1, the explanation is omitted.

γ相制御系補償器15bはPI調節器であり、出力電流指令値ベクトルの大きさiorをリミット処理部16bに出力する。δ相制御系補償器19bはPI調節器であり、出力電流指令値ベクトルの位相φorをリミット処理部16bに出力する。 The γ-phase control system compensator 15b is a PI controller, and outputs the magnitude ior of the output current command value vector to the limit processor 16b. The δ-phase control system compensator 19b is a PI adjuster and outputs the phase φor of the output current command value vector to the limit processor 16b.

リミット処理部16bは、図3に示すように、γ相制御系補償器15bの出力iorを上下限値にリミットしてior´として出力電流指令値生成部20bに出力する。 As shown in FIG. 3, the limit processor 16b limits the output ior of the γ-phase control system compensator 15b to upper and lower limits and outputs ior' to the output current command value generator 20b.

このリミット処理は、iorが過大な(リミット値を超える)場合、後述する電流出力部(インバータ)の出力電流が過大となって図示しない過電流継電器(OCR)が動作したり、過電流によってインバータや変圧器などが過熱して破損することを防止するものである。リミット処理後の出力ior´は出力電流指令値生成部20bに出力される。 In this limit processing, when ior is excessive (exceeds the limit value), the output current of a current output unit (inverter), which will be described later, becomes excessive and an overcurrent relay (OCR) (not shown) operates, or the overcurrent causes the inverter to malfunction. This is to prevent overheating and damage to components such as transformers and transformers. The output ior' after the limit processing is output to the output current command value generator 20b.

また、リミット処理部16bは、δ相制御系補償器19bの出力φorを上下限値の範囲内に制限する。φorは出力電流指令値ベクトルの位相なので理論的には無制限でもよいが、値が過大となると有限データ長を超えるので制限する。具体的には、位相φorが±π[rad]を超過したときに、φorに±2π[rad]を加算する(位相φorがπ[rad]を超過した場合は-2π[rad]を、-π[rad]を下回った場合は2π[rad]を加算する)ことにより行う。 Also, the limit processing unit 16b limits the output φor of the δ-phase control system compensator 19b within the upper and lower limits. Since φor is the phase of the output current command value vector, it may be theoretically unlimited. Specifically, when the phase φor exceeds ±π [rad], add ±2π [rad] to φor (if the phase φor exceeds π [rad], add -2π [rad], - If it falls below π [rad], 2π [rad] is added).

なお、位相φorを制限する範囲は上記のように理論的には-π~πで良いが、図3では余裕をみて、sin、cosの周期性(2π)から±3π/2の範囲としている。リミット処理後の出力φor´は出力電流指令値生成部20bに出力される。 Theoretically, the range for limiting the phase φor may be -π to π as described above, but in FIG. . The output φor' after the limit processing is output to the output current command value generating section 20b.

なお、リミット処理部16bで各補償器15b,19bの出力ior,φorがリミット処理された場合、アンチリセットワインドアップ処理することにより、各補償器15b,19bを構成する各部の出力を適切に変更し、補償器の応答を良くする(即座に補償器の出力が変化するようにする)。 When the outputs ior and φor of the compensators 15b and 19b are subjected to limit processing by the limit processing section 16b, the outputs of the sections constituting the compensators 15b and 19b are appropriately changed by performing anti-reset windup processing. to make the compensator respond better (immediately change the compensator output).

出力電流指令値生成部20bは、入力される出力電流指令値ベクトルの大きさior´とその位相φor´から、[数6]によって、出力電流指令値ベクトルの極座標成分をxy座標成分(γδ座標成分)に変換し、出力電流指令値iorg,iordとして非干渉化部21bに出力する。 The output current command value generation unit 20b converts the polar coordinate components of the output current command value vector into xy coordinate components (γδ coordinates component), and output to the non-interfering unit 21b as the output current command values iorg and iord.

Figure 0007194139000006
Figure 0007194139000006

非干渉化部21bは、逆γδ変換部22bが行う変換によって後述する電流出力部(インバータ)の三相出力電流が相互に干渉することを防止する処理を行う。非干渉化部21bの出力は逆γδ変換部22bにおいて逆γδ変換され、その後、逆αβ変換部23bで逆αβ変換され、U相、V相の出力電流指令値ioru,iorvとして電流出力部(インバータ)25に出力される。 The non-interfering unit 21b performs processing to prevent three-phase output currents of a current output unit (inverter), which will be described later, from interfering with each other due to the conversion performed by the inverse γδ converting unit 22b. The output of the non-interfering unit 21b is subjected to inverse γδ conversion in the inverse γδ conversion unit 22b, then inverse αβ conversion in the inverse αβ conversion unit 23b, and the current output unit ( output to the inverter) 25 .

電流出力部25は、この出力電流指令値ioru,iorvにしたがって、電力変換器Bの出力電流を操作することによって、有効電力pと無効電力qを制御する。 The current output unit 25 controls the active power p and the reactive power q by manipulating the output current of the power converter B according to the output current command values ioru and iorv.

図4に示す三相電力変換器Bの電力制御方法においても、図1の場合と同様に、皮相電力wと力率角φで有効電力pと無効電力qを制御することができるので、本質的に独立した(干渉しない)制御が可能となる。 In the power control method of the three-phase power converter B shown in FIG. 4, as in the case of FIG. 1, the apparent power w and the power factor angle φ can control the active power p and the reactive power q. essentially independent (non-interfering) control becomes possible.

また、出力電流指令値のリミット処理に関して、γ相の補償器出力とδ相の補償器出力を個別に行うことができ、複雑なリミット処理が不要となる。 In addition, regarding the limit processing of the output current command value, the compensator output of the γ-phase and the compensator output of the δ-phase can be performed separately, and complicated limit processing becomes unnecessary.

図5は、本発明の単相電力変換器Cによる電力制御方法を示す制御ブロック図である。なお、図5において、図1と同一手段は同一符号を付してその説明を極力省略する。 FIG. 5 is a control block diagram showing a power control method by the single-phase power converter C of the present invention. In FIG. 5, the same means as in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as much as possible.

図5において、1cは出力電流検出部であり、電流検出用トランス2cから電力変換器Cの単相出力電流の瞬時値iofを検出し、これを有効電力計算部7cと無効電力計算部8cへ出力する。 In FIG. 5, 1c is an output current detector, which detects the instantaneous value iof of the single-phase output current of the power converter C from the current detection transformer 2c and sends it to the active power calculator 7c and the reactive power calculator 8c. Output.

4cは系統電圧検出部であり、電圧検出用トランス5cから電力変換器Cが接続される単相商用電力系統の電圧の瞬時値vofを検出し、これを有効電力計算部7cと無効電力計算部8cへ出力する。 Reference numeral 4c denotes a system voltage detection unit which detects the instantaneous value vof of the voltage of the single-phase commercial power system to which the power converter C is connected from the voltage detection transformer 5c, and outputs it to the active power calculation unit 7c and the reactive power calculation unit 7c. 8c.

有効電力計算部7cは、第1の乗算部7c1で、入力された単相出力電流の瞬時値iofと単相系統電圧の瞬時値vofを乗算し、その積(第1の積)を第1のローパスフィルタ、または移動平均演算部(第1の移動平均)7c2に入力する。この第1のローパスフィルタの出力または第1の移動平均値を有効電力p1fとして座標回転部11cに出力する。 The active power calculator 7c multiplies the input instantaneous value iof of the single-phase output current by the instantaneous value vof of the single-phase system voltage in the first multiplier 7c1, and obtains the product (first product) as the first or a moving average calculator (first moving average) 7c2. The output of the first low-pass filter or the first moving average value is output to the coordinate rotation section 11c as the active power p1f.

無効電力計算部8cは、遅延部8c0で入力された単相系統電圧の瞬時値vofを1/4周期遅延させたうえで第2の乗算部8c1に入力する。第2の乗算部8c1は入力された単相出力電流の瞬時値iofと1/4周期遅延させた単相系統電圧の瞬時値vofを乗算し、その積(第2の積)を第2のローパスフィルタ、または移動平均演算部(第2の移動平均)8c2に入力する。この第2のローパスフィルタの出力または第2の移動平均値を無効電力q1fとして座標回転部11cに出力する。 The reactive power calculator 8c delays the instantaneous value vof of the single-phase system voltage input by the delay unit 8c0 by 1/4 period, and then inputs the delayed value to the second multiplier 8c1. The second multiplier 8c1 multiplies the input instantaneous value iof of the single-phase output current by the instantaneous value vof of the single-phase system voltage delayed by 1/4 cycle, and converts the product (second product) to the second Input to a low-pass filter or a moving average calculator (second moving average) 8c2. The output of the second low-pass filter or the second moving average value is output to the coordinate rotating section 11c as the reactive power q1f.

そして、有効電力p1fと無効電力q1fをxy座標成分とする電力フィードバックベクトルを構成し、これを座標回転部11cに入力する。座標回転部11cから逆γδ変換部22までの動作は図1の場合と同様であるので、説明は割愛する。 Then, a power feedback vector having xy-coordinate components of the active power p1f and the reactive power q1f is constructed, and this is input to the coordinate rotation section 11c. Since the operations from the coordinate rotation unit 11c to the inverse γδ conversion unit 22 are the same as in the case of FIG. 1, description thereof will be omitted.

なお、図1にはローパスフィルタ14,18があるが、これらはフィードバック値のリプル成分を除去するためのものであり、図5では有効電力計算部7cや無効電力計算部8cを構成するローパスフィルタまたは移動平均7c2,8c2によりフィードバック値のリプル成分は除去されるので、図5では不要となる。 In addition, although there are low-pass filters 14 and 18 in FIG. 1, these are for removing the ripple component of the feedback value, and in FIG. Alternatively, since the ripple component of the feedback value is removed by the moving averages 7c2 and 8c2, it is unnecessary in FIG.

非干渉化部21の出力は逆γδ変換部22において逆γδ変換され、そのx座標成分(=α相成分=U相成分)vinvra(単相のインバータ出力電圧指令値)が、電圧出力部(インバータ)24cに出力される。 The output of the non-interference unit 21 is subjected to inverse γδ conversion in the inverse γδ conversion unit 22, and its x-coordinate component (=α phase component=U phase component) vinvra (single-phase inverter output voltage command value) is converted to the voltage output unit ( inverter) 24c.

電圧出力部24cは、このインバータ出力電圧指令値vinvraにしたがって、電力変換器Cを構成するインバータの出力電圧を操作することで、有効電力pと無効電力qを制御する。 The voltage output unit 24c controls the active power p and the reactive power q by manipulating the output voltage of the inverter constituting the power converter C according to the inverter output voltage command value vinvra.

図5に示す電力変換器Cの電力制御方法によれば、単相商用電力系統において、有効電力pと無効電力qを制御するにあたり、互いに干渉しない皮相電力wと力率角φを用いて行う(皮相電力wと力率角φをフィードバック制御する)ので、独立な電力制御が可能となる。 According to the power control method of the power converter C shown in FIG. (The apparent power w and the power factor angle φ are feedback-controlled), so independent power control is possible.

図6は、本発明の単相電力変換器Dによる電力制御方法を示す制御ブロック図である。なお、図6において、図3,図5と同一手段は同一符号を付してその説明を極力省略する。 FIG. 6 is a control block diagram showing a power control method by the single-phase power converter D of the present invention. In FIG. 6, the same means as those in FIGS. 3 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as much as possible.

図6において、出力電流検出部1cによって電力変換器Dの単相出力電流の瞬時値iofを検出し、当該瞬時値iofを有効電力計算部7cと無効電力計算部8cへ出力し、系統電圧検出部4cによって電力変換器Dが接続される単相商用電力系統の電圧の瞬時値vofを検出し、当該瞬時値vofを有効電力計算部7cと無効電力計算部8cへ出力した後、加え合せ点13の出力がγ相制御系補償器15bへ出力されるまで、および、加え合せ点17の出力がδ相制御系補償器19bに出力されるまでの動作は図5の場合と同様である。 In FIG. 6, the output current detection unit 1c detects the instantaneous value iof of the single-phase output current of the power converter D, outputs the instantaneous value iof to the active power calculation unit 7c and the reactive power calculation unit 8c, and detects the system voltage. The instantaneous value vof of the voltage of the single-phase commercial power system to which the power converter D is connected is detected by the unit 4c, and the instantaneous value vof is output to the active power calculation unit 7c and the reactive power calculation unit 8c. 13 is output to the .gamma.-phase control system compensator 15b, and the operation until the output of the summing point 17 is output to the .delta.-phase control system compensator 19b is the same as in FIG.

また、その後のγ相制御系補償器15bおよびδ相制御系補償器19bから逆γδ変換部22bまでの動作は図4の場合と同様である。逆γδ変換部22bの出力のx座標成分(=α相成分=U相成分)iora(単相出力電流指令値)が、電流出力部(インバータ)25dに出力される。 Further, subsequent operations from the γ-phase control system compensator 15b and the δ-phase control system compensator 19b to the inverse γδ conversion unit 22b are the same as in the case of FIG. The x-coordinate component (=α-phase component=U-phase component) iora (single-phase output current command value) of the output of the inverse γδ conversion unit 22b is output to the current output unit (inverter) 25d.

電流出力部25dは、この出力電流指令値ioraにしたがって、電力変換器Dの出力電流を操作することで、有効電力pと無効電力qを制御する。 The current output unit 25d controls the active power p and the reactive power q by manipulating the output current of the power converter D according to the output current command value iora.

図6に示す電力変換器Dの電力制御方法によっても、図5に示す場合と同様、単相商用電力系統において、有効電力pと無効電力qを制御するにあたり、互いに干渉しない皮相電力wと力率角φを用いて行う(皮相電力wと力率角φをフィードバック制御する)ので、独立な電力制御が可能となる。 According to the power control method of the power converter D shown in FIG. 6, as in the case shown in FIG. Since the power factor angle φ is used (the apparent power w and the power factor angle φ are feedback-controlled), independent power control is possible.

本発明は、電力系統に設置される三相または単相電力変換器を備えた機器に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to equipment with a three-phase or single-phase power converter installed in a power system.

1,1c,101 出力電流検出部
2,2c,102 電流検出用トランス
3,6,103,106 αβ変換部
4,4c,104 系統電圧検出部
5,5c,105 電圧検出用トランス
7,7c,107 有効電力計算部
7c1 第1の乗算部
7c2 第1のローパスフィルタまたは第1の移動平均演算部
8,8c,108 無効電力計算部
8c0 遅延部
8c1 第2の乗算部
8c2 第2のローパスフィルタまたは第2の移動平均演算部
109,110 γδ変換部
11,11c 座標回転部
12 除算部
13,17,111,113 加え合わせ点
14,18,112,114 ローパスフィルタ
15,15b γ相制御系補償器
16,16b リミット処理部
19,19b δ相制御系補償器
20 インバータ出力電圧指令値生成部
20b 出力電流指令値生成部
21,21b,118 非干渉化部
22,22b,119 逆γδ変換部
23,23b,120 逆αβ変換部
24,24c 電圧出力部
25,25d,121 電流出力部
115 有効電力制御系補償器
116 無効電力制御系補償器
117 リミット処理部
A,B,X 三相電力変換器
C,D 単相電力変換器
1, 1c, 101 output current detection unit 2, 2c, 102 current detection transformer 3, 6, 103, 106 αβ conversion unit 4, 4c, 104 system voltage detection unit 5, 5c, 105 voltage detection transformer 7, 7c, 107 active power calculation unit 7c1 first multiplication unit 7c2 first low-pass filter or first moving average calculation unit 8, 8c, 108 reactive power calculation unit 8c0 delay unit 8c1 second multiplication unit 8c2 second low-pass filter or Second moving average calculation unit 109, 110 γδ conversion unit 11, 11c Coordinate rotation unit 12 Division unit 13, 17, 111, 113 Addition points 14, 18, 112, 114 Low pass filter 15, 15b γ phase control system compensator 16, 16b limit processing unit 19, 19b δ-phase control system compensator 20 inverter output voltage command value generation unit 20b output current command value generation unit 21, 21b, 118 non-interfering unit 22, 22b, 119 reverse γδ conversion unit 23, 23b, 120 inverse αβ conversion unit 24, 24c voltage output unit 25, 25d, 121 current output unit 115 active power control system compensator 116 reactive power control system compensator 117 limit processing unit A, B, X three-phase power converter C , D single-phase power converter

Claims (6)

電力変換器が接続される商用電力系統の電圧と電力変換器の出力電流から有効電力pと無効電力qを計測する。そして、pとqをxy座標成分とする電力フィードバックベクトルを構成し、力率角目標値φrだけ前記ベクトルを逆回転(-φr回転)させる(回転座標変換)。逆回転させて得られたベクトルのxy座標成分を用いてフィードバック制御する。皮相電力目標値wrと前記逆回転させて得られたベクトルのx座標成分とで皮相電力をフィードバック制御する。前記逆回転させて得られたベクトルのy座標成分を前記ベクトルの長さで除した値と指令値0とで力率角をフィードバック制御する。皮相電力目標値wrと力率角目標値φrは、有効電力目標値prと無効電力目標値qrから下記式(1)により得る。これらによりpとqを制御することを特徴とする三相または単相電力変換器の電力制御方法。
式(1)
wr = (pr2 + qr2)1/2
φr = tan-1(qr/pr)、ただし、φrは-π~π [rad]
Active power p and reactive power q are measured from the voltage of the commercial power system to which the power converter is connected and the output current of the power converter. A power feedback vector having p and q as xy coordinate components is formed, and the vector is reversely rotated (-φr rotated) by the power factor angle target value φr (rotational coordinate conversion). Feedback control is performed using the xy coordinate components of the vector obtained by reverse rotation. The apparent power is feedback-controlled with the apparent power target value wr and the x-coordinate component of the vector obtained by the reverse rotation. The power factor angle is feedback-controlled with a command value of 0 and a value obtained by dividing the y-coordinate component of the vector obtained by the reverse rotation by the length of the vector. The apparent power target value wr and the power factor angle target value φr are obtained from the active power target value pr and the reactive power target value qr by the following equation (1). A power control method for a three-phase or single-phase power converter, wherein p and q are controlled by these.
formula (1)
wr = ( pr2 + qr2 ) 1/2
φr = tan -1 (qr/pr), where φr is -π to π [rad]
請求項1記載の電力制御方法において、三相商用電力系統に接続される電力変換器を用いて有効電力pと無効電力qを制御する際に、前記電力変換器の接続点の系統電圧の瞬時値vofu、vofv、vofwを成分とする電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwと、前記電力変換器の三相出力電流の瞬時値iofu、iofv、iofwを成分とする電流瞬時値ベクトル<iof>uvwを構成する。そして、前記二つの瞬時値ベクトルの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、前記二つの瞬時値ベクトルの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として請求項記載の電力フィードバックベクトルを構成する。さらに、請求項記載の二つのフィードバック制御系の補償器の出力をリミット処理後、前記電力変換器の出力電流または前記電力変換器を構成するインバータの出力電圧の、γδ空間における指令値ベクトルの大きさと位相とする。この指令値ベクトルのxy座標成分を非干渉化後、逆γδ変換、逆αβ変換して得られるベクトルの各成分を、前記電力変換器のU相、V相、W相の出力電流指令値または前記インバータの出力電圧指令値とする。この三相の指令値にしたがって前記電力変換器の出力電流または前記インバータの出力電圧を操作することにより、pとqを制御することを特徴とする三相電力変換器の電力制御方法。 2. The power control method according to claim 1, wherein when controlling the active power p and the reactive power q using a power converter connected to a three-phase commercial power system, the instantaneous voltage of the system voltage at the connection point of the power converter A voltage instantaneous value vector <vof>uvw whose components are the values vofu, vofv, and vofw, and a current instantaneous value vector <iof>uvw whose components are the instantaneous values iofu, iofv, and iofw of the three-phase output current of the power converter are Configure. An instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the two instantaneous value vectors, and an instantaneous value q3f of the reactive power is obtained from the outer product of the two instantaneous value vectors. The power feedback vector according to claim 1 is configured with these p3f and q3f as xy coordinate components. Furthermore, after limiting the output of the two feedback control system compensators according to claim 1 , the command value vector in the γδ space of the output current of the power converter or the output voltage of the inverter constituting the power converter Let it be magnitude and phase. After decoupling the xy coordinate components of this command value vector, each component of the vector obtained by inverse γδ conversion and inverse αβ conversion is converted to the U-phase, V-phase, and W-phase output current command values of the power converter or An output voltage command value for the inverter. A power control method for a three-phase power converter, wherein p and q are controlled by manipulating the output current of the power converter or the output voltage of the inverter according to the three-phase command values. 請求項2記載の電力制御方法において、電圧瞬時値ベクトル<vof>uvwと電流瞬時値ベクトル<iof>uvwをαβ変換する。<vof>uvwをαβ変換して得られるベクトル<vof>abと、<iof>uvwをαβ変換して得られるベクトル<iof>abの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、<vof>abと<iof>abの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として電力フィードバックベクトルを構成することを特徴とする三相電力変換器の電力制御方法。 In the power control method according to claim 2, the voltage instantaneous value vector <vof>uvw and the current instantaneous value vector <iof>uvw are subjected to αβ conversion. The instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the vector <vof>ab obtained by αβ-transforming <vof>uvw and the vector <iof>ab obtained by αβ-transforming <iof>uvw, and <vof>ab and <iof>ab, the instantaneous value q3f of the reactive power is obtained. A power control method for a three-phase power converter, comprising forming a power feedback vector using these p3f and q3f as xy coordinate components. 請求項3記載の電力制御方法において、αβ空間の電圧瞬時値ベクトル<vof>abと電流瞬時値ベクトル<iof>abをγδ変換する。<vof>abをγδ変換して得られるベクトル<vof>gdと、<iof>abをγδ変換して得られるベクトル<iof>gdの内積から有効電力の瞬時値p3fを得、<vof>gdと<iof>gdの外積から無効電力の瞬時値q3fを得る。これらp3f、q3fをxy座標成分として電力フィードバックベクトルを構成することを特徴とする三相電力変換器の電力制御方法。 In the power control method according to claim 3, the voltage instantaneous value vector <vof>ab and the current instantaneous value vector <iof>ab in the αβ space are γδ-converted. The instantaneous value p3f of the active power is obtained from the inner product of the vector <vof>gd obtained by γδ-converting <vof>ab and the vector <iof>gd obtained by γδ-converting <iof>ab, and <vof>gd and <iof>gd, the instantaneous value q3f of the reactive power is obtained. A power control method for a three-phase power converter, comprising forming a power feedback vector using these p3f and q3f as xy coordinate components. 請求項1記載の電力制御方法において、単相商用電力系統に接続される電力変換器を用いて有効電力pと無効電力qを制御する際に、前記電力変換器の接続点の系統電圧の瞬時値と出力電流の瞬時値の積(第1の積)を第1のLPF(ローパスフィルタ)に入力する。または、前記第1の積を移動平均する(第1の移動平均)。第1のLPFの出力または第1の移動平均の値を有効電力p1fとする。また、前記系統電圧の1/4周期前の瞬時値と出力電流の瞬時値の積(第2の積)を第2のLPFに入力する。または、第2の積を移動平均する(第2の移動平均)。第2のLPFの出力または第2の移動平均の値を無効電力q1fとする。これらp1f、q1fをxy座標成分として請求項記載の電力フィードバックベクトルを構成する。さらに、請求項記載の二つのフィードバック制御系の補償器の出力をリミット処理後、前記電力変換器の出力電流または前記電力変換器を構成するインバータの出力電圧の、γδ空間における指令値ベクトルの大きさと位相とする。この指令値ベクトルのxy座標成分を非干渉化後、逆γδ変換して得られるベクトルのx座標成分を、前記電力変換器の出力電流指令値または前記インバータの出力電圧指令値とする。この指令値にしたがって前記電力変換器の出力電流または前記インバータの出力電圧を操作することにより、pとqを制御することを特徴とする単相電力変換器の電力制御方法。 2. The power control method according to claim 1, wherein when controlling the active power p and the reactive power q using a power converter connected to a single-phase commercial power system, the instantaneous voltage of the system voltage at the connection point of the power converter The product of the value and the instantaneous value of the output current (first product) is input to the first LPF (low pass filter). Alternatively, the first product is moving averaged (first moving average). Let the output of the first LPF or the value of the first moving average be active power p1f. Also, the product (second product) of the instantaneous value of the system voltage one-fourth cycle before and the instantaneous value of the output current is input to the second LPF. Alternatively, the second product is moving averaged (second moving average). Let the output of the second LPF or the value of the second moving average be reactive power q1f. The power feedback vector according to claim 1 is configured with these p1f and q1f as xy coordinate components. Furthermore, after limiting the output of the two feedback control system compensators according to claim 1 , the command value vector in the γδ space of the output current of the power converter or the output voltage of the inverter constituting the power converter Let it be magnitude and phase. After decoupling the xy coordinate components of the command value vector, the x coordinate component of the vector obtained by inverse γδ transformation is used as the output current command value of the power converter or the output voltage command value of the inverter. A power control method for a single-phase power converter, wherein p and q are controlled by manipulating the output current of the power converter or the output voltage of the inverter according to the command value. 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電力制御方法において、皮相電力フィードバック制御系(γ相制御系)の補償器(γ相補償器)の出力のリミット処理は、上下限値で制限することにより行なう。力率角フィードバック制御系(δ相制御系)の補償器(δ相補償器)の出力のリミット処理は、出力が±π[rad]の範囲を超過したときに、前記出力に±2π[rad]を加算(前記出力がπ[rad]を超過した場合は-2π[rad]を、-π[rad]を下回った場合は2π[rad]を加算)することにより行なう。さらに、補償器出力がリミット処理されたときに、リミット処理された補償器をアンチリセットワインドアップ処理することを特徴とする三相または単相電力変換器の電力制御方法。 In the power control method according to any one of claims 1 to 5, the output limit processing of the compensator (γ-phase compensator) of the apparent power feedback control system (γ-phase control system) is limited by upper and lower limits. by doing. The output limit processing of the compensator (δ-phase compensator) of the power factor angle feedback control system (δ-phase control system) is such that when the output exceeds the range of ±π [rad], the output is adjusted to ±2π [rad ] (add −2π [rad] if the output exceeds π [rad], and add 2π [rad] if the output falls below −π [rad]). A power control method for a three-phase or single-phase power converter, further comprising performing anti-reset windup processing on the limited compensator when the output of the compensator is limited.
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