JP7490662B2 - 交流電圧ネットワークへの三相供給のための方法及び三相インバータ - Google Patents
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Description
- 相固有のグリッド電圧を測定するステップ、
- 測定されたグリッド電圧からグリッド周波数を決定するステップ、
- 相固有に測定されたグリッド電圧及び決定されたグリッド周波数から、調整器を用いて相固有の正弦波電圧基準値を生成するステップであって、電圧基準値は、個々の相の測定されたグリッド電圧のそれぞれの振幅及びグリッド電圧の周波数に対応する相固有の振幅及び共通周波数を有する、ステップ、
- 相固有に事前定義された目標電流振幅値と、相固有の電圧基準値との積を形成し、且つその積を相固有にそれぞれのグリッド電圧振幅に正規化することにより、乗算器を用いて相固有の目標電流値を生成するステップ、
- インバータの電力スイッチを駆動するために相固有の目標電流値を使用するステップ
を含む。
インバータ2の構成要素の特徴付けのために試験段階を提供することができ、それは、任意に、インバータ2の通常動作とは別に一時的に実行することができる。具体的には、中性点クランプ式(NPC)インバータ2の通常分割されたDCリンク回路の静電容量は、正の目標電流振幅値I_d_targetを3つの相の2つに対してそれぞれの場合に事前定義する一方、負の目標電流振幅値I_d_targetを3つの相の第3の相に対して事前定義することによって決定することができ、ここで、目標電流振幅値I_d_targetの合計は、ゼロに等しい。本発明による調整構造10を用いて、インバータブリッジ2aは、相L1、L2、L3において対応する電流を生成させられる。インバータ2のそのような動作の結果として、正の目標電流振幅値I_d_targetを有する相の電流は、これらの相のグリッド電圧U_abcのプロファイルと同位相であり、一方負の目標電流振幅値I_d_targetを有する相における電流は、この相のグリッド電圧U_abcのプロファイルに対して逆位相である。目標電流振幅値I_d_targetの合計は、ゼロに等しくなるように選択されたため、全体として有効電力がACグリッド3と交換されない。しかしながら、交流の正弦波プロファイルに起因して、DCリンク回路の両方の半分でエネルギーの動的再分配が生じる。この動的再分配は、DCリンク回路の部分的な静電容量を決定するために計量的に検出及び評価することができる。
特に単相方式で接続され、共通グリッド接続点を介してACグリッド3に接続されている複数の電気ユニットを含む設備では、非対称電力潮流がグリッド接続点において発生することがあり、ここで、個々の相ではACグリッド2から設備に電力が流れる一方、他の相では設備からACグリッド2に電力が流れる。それは、グリッド接続点における電力を相固有に測定し、グリッド接続点における電力が相ごとに個々に事前定義された値、特にゼロに調整されるように、例えば中央設備コントローラ20又はインバータ2自体のコントローラ4により、目標電流振幅値I_d_targetを修正することによって打ち消すことができる。
ゼロ送り込みと類似して、影響を受ける相の目標電流振幅値I_d_targetの対応する反対方向の変化を事前定義することにより、グリッド接続点において個々の相を介して流れる電力を制限することができる。結果として、すべての相の電力の合計がグリッド接続点において全体として許容可能な電力よりも小さい限り、個々の相の過電流は、効果的に防止することができる。
2 インバータ
3 ACグリッド
4 コントローラ
5 電圧測定手段
10 調整構造
11 調整器
12、12’ 乗算器
13 位相シフタ
14 乗算器
15 加算器
16 乗算器
20 測定又は制御ユニット
L1、L2、L3 相導体
N 中性線
U_abc グリッド電圧
I_abc_target 目標電流値
f_grid グリッド周波数
U_ref、Uu_ref 電圧基準値
U_d グリッド電圧振幅
I_d_target 目標電流振幅値
I_q_target 目標無効電流振幅値
Claims (8)
- インバータ(2)を用いたDC源(1)から三相ACグリッド(3)への電力の三相送り込みのための方法であって、前記インバータ(2)は、調整構造(10)を有し、前記調整構造(10)は、調整器(11)及び乗算器(12)を含み、前記方法は、
- 相固有のグリッド電圧(U_abc)を測定するステップ、
- 前記測定されたグリッド電圧(U_abc)からグリッド周波数(f_grid)を決定するステップ、
- 前記相固有に測定されたグリッド電圧(U_abc)及び前記決定されたグリッド周波数(f_grid)から、前記調整器(11)を用いて相固有の正弦波電圧基準値(U_ref)を生成するステップであって、前記電圧基準値(U_ref)は、個々の相の前記測定されたグリッド電圧(U_abc)のそれぞれの振幅及び周波数に対応する相固有の振幅及び共通周波数を有する、ステップ、
- 相固有に事前定義された目標電流振幅値(I_d_target)と、前記相固有の電圧基準値(U_ref)との積を形成し、且つ前記積を相固有にそれぞれのグリッド電圧振幅(U_d)に正規化することにより、前記乗算器(12、12’)を用いて相固有の目標電流値(I_abc_target)を生成するステップ、
- 前記インバータの電力スイッチを駆動するために前記相固有の目標電流値(I_abc_target)を使用するステップ
を含む、方法。 - 前記電圧基準値(U_ref)を生成するための前記調整器(11)は、バンドパスフィルタ又は汎用積分器を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記目標電流振幅値(I_d_target)は、個々に事前定義された有効電力が前記相に送り込まれるように事前定義される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記目標電流振幅値(I_d_target)は、実質的に同じ有効電力が前記相のすべてに送り込まれるように事前定義される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記目標電流振幅値(I_d_target)は、前記相の少なくとも1つにおいて、少なくとも1つの他の相の有効電力と比較して反対の符号を有する有効電力が送り込まれるように事前定義される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- さらなる乗算器(16)を用いて、相固有に事前定義された目標無効電流振幅値(I_q_target)と、それぞれの場合に90度だけ位相シフトされた相固有の電圧基準値(Uu_ref)との積が形成され、且つ前記相固有に事前定義された目標電流振幅値(I_d_target)と、前記相固有の電圧基準値(U_ref)との前記積に加算され、結果として生じる合計値は、相固有に前記それぞれのグリッド電圧振幅(U_d)に正規化される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記目標無効電流振幅値(I_q_target)は、個々に事前定義された無効電力が前記相に送り込まれるように事前定義される、請求項6に記載の方法。
- DC源(1)から三相ACグリッド(3)への電力の三相送り込みのためのインバータ(2)であって、調整構造(10)を有し、前記調整構造(10)は、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、インバータ(2)。
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