JP7495654B1 - 電力変換器制御装置、電力変換器の制御方法及び電力変換器の制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
また、電圧変化量算出部がオープン制御によって電圧変化量を算出するので、複数の分散型電源が同一の母線に接続されていても、電圧変化量は他の分散型電源の制御量によって変動しない。従って、複数の分散型電源が同一の母線に接続されている場合でも、例えばフリッカといった不安定現象を防止することができる。
そこで、前記電力変換器制御装置が制御対象とする電力変換器は、前記電力線に慣性力を供給する電圧制御型のインバータであることが好ましい。
具体的には、正相電圧算出部が有効電力の瞬時電圧値を算出するので、電力系統の周波数が低下した場合に電力系統に有効電力が供給され、電力系統の周波数が上昇した場合に電力変換器に有効電力が供給される。そのため、周波数変動を抑制することができる。
また、正相電圧算出部が無効電力の瞬時電圧値を算出するので、電力系統と電力変換器電圧とが接続される箇所の電圧である接続点電圧が低下した場合に電力系統に無効電力が供給され、接続点電圧が上昇した場合に電力変換器に無効電力が供給される。そのため、電圧変動を抑制することができる。
そこで、前記正相電圧算出部が取得する前記出力電流指令値は、慣性力を含む有効電流指令値及び慣性力を含む無効電流指令値であることが好ましい。
また、逆相電圧又は非基本波成分に加えて、対向電圧が合成された電圧を電力変換器が出力するので、電力系統の電圧は対向電圧によって打ち消されて、逆相電圧又は非基本波成分のみが電力系統に出力される。従って、電力系統の電圧の変動によらず、逆相電圧又は非基本波成分だけを電力変換器に確実に出力させることができる。
また、電力系統から負荷に給電するための電力線に接続されている電力変換器が出力する電圧を制御する電力変換器の制御プログラムは、前記電力系統の電圧と同位相及び同振幅の電圧である対向電圧を算出する対向電圧算出部としての機能と、前記電力変換器に出力させる電流である出力電流指令値を取得して、前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記電力変換器が前記出力電流指令値を出力する際の電圧変化量を算出する電圧変化量算出部としての機能と、前記対向電圧及び前記電圧変化量を合成した電圧を前記電力変換器に出力させる電圧指令部としての機能とをコンピュータに発揮させることを特徴とする。
本実施形態における電力システム100は、電力系統10から負荷20に給電するための電力線Bに接続されており、負荷20に交流電力を供給するものである。具体的に電力システム100は、直流電力を供給する直流電源30と、直流電力を交流電力に変換して電力線Bに交流電力を供給する電力変換器40と、電力線Bに流れる電流又は電力線Bの電圧を測定する測定部50と、電力変換器40が出力する電圧を制御する電力変換器制御装置60とを備える。なお、本実施形態において、分散型電源70が電力システム100と並列に電力線Bに接続されている。各部について説明する。
以下に、本実施形態の電力変換器制御装置60を用いて電力変換器40の電圧を制御した場合の電力変換器40の出力波形をシミュレーションにより示す。
本実施形態における電力変換器制御装置60によれば、対向電圧Vabcが電力系統10の電圧と同位相及び同振幅の電圧であり、対向電圧Vabc及び電圧変化量が合成された電圧指令値Vrefを電力変換器40が出力する。その結果、電力系統10の電圧は対向電圧Vabcによって打ち消されて、電力変換器40の連系トランスT及び連系リアクトルLに電圧変化量のみが加わる。従って、電力系統10の電圧の変動に関わらず、電力変換器40に出力電流指令値通りの電流を出力させることができる。
また、電圧変化量算出部62はオープン制御によって電圧変化量を算出するので、分散型電源70が同一の電力線Bに接続されていても、電圧変化量は分散型電源70の制御量によって変動しない。従って、直流電源30及び分散型電源70が同一の電力線Bに接続されている場合でも、例えばフリッカといった不安定現象を防止することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
10 ・・・電力系統
20 ・・・負荷
30 ・・・直流電源
40 ・・・電力変換器
50 ・・・測定部
60 ・・・電力変換器制御装置
61 ・・・対向電圧算出部
62 ・・・電圧変化量算出部
621 ・・・正相電圧算出部
622 ・・・逆相電圧算出部
623 ・・・非基本波成分算出部
70 ・・・分散型電源
B ・・・電力線
S ・・・遮断器
T ・・・注入トランス
L ・・・連系リアクトル
Claims (10)
- 電力系統から負荷に給電するための電力線に接続されている電力変換器が出力する電圧を制御する電力変換器制御装置であって、
前記電力系統の電圧と同位相及び同振幅の電圧である対向電圧を算出する対向電圧算出部と、
前記電力変換器に出力させる電流である出力電流指令値を取得して、前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記電力変換器が前記出力電流指令値を出力する際の電圧変化量を算出する電圧変化量算出部と、
前記対向電圧及び前記電圧変化量を合成した電圧である電圧指令値を前記電力変換器に出力する電圧指令値出力部とを備える、電力変換器制御装置。 - 前記出力電流指令値は、基本波正相有効電流、基本波正相無効電流、基本波逆相電流及び非基本波周波数電流のうちの少なくとも一つである、請求項1に記載の電力変換器制御装置。
- 前記電力変換器は、前記電力線に慣性力を供給する電圧制御型のインバータである、請求項1に記載の電力変換器制御装置。
- 前記電圧変化量算出部は、前記電圧変化量として正相電圧を算出する正相電圧算出部をさらに備え、
前記正相電圧算出部は、前記出力電流指令値及び前記電力系統の位相を取得して、前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記電力系統の位相に同期するように前記正相電圧を算出する、請求項1に記載の電力変換器制御装置。 - 前記正相電圧算出部が取得する前記出力電流指令値は、慣性力を含む有効電流指令値及び慣性力を含む無効電流指令値である、請求項4に記載の電力変換器制御装置。
- 前記正相電圧算出部は、有効電流指令値及び無効電流指令値からオープン制御によって、それぞれ有効電力の瞬時電圧値及び無効電力の瞬時電圧値を算出し、前記有効電力の瞬時電圧値及び前記無効電力の瞬時電圧値を合成することによって、前記正相電圧を算出する、請求項4に記載の電力変換器制御装置。
- 前記電圧変化量算出部は、前記電圧変化量として逆相電圧を算出する逆相電圧算出部をさらに備え、
前記逆相電圧算出部は、前記逆相電圧の位相指令値及び前記出力電流指令値を取得して、前記逆相電圧の位相指令値及び前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記逆相電圧を算出する、請求項1に記載の電力変換器制御装置。 - 前記電圧変化量算出部は、前記電力系統の基本周波数とは異なる周波数である非基本波成分を前記電圧変化量として電圧変化量算出する非基本波成分算出部をさらに備え、
前記非基本波成分算出部は、前記非基本波成分の位相指令値及び前記出力電流指令値を取得して、前記非基本波成分の位相指令値及び前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記非基本波成分を算出する、請求項1乃至7の何れか一項に記載の電力変換器制御装置。 - 電力系統から負荷に給電するための電力線に接続されている電力変換器が出力する電圧を制御する電力変換器の制御方法であって、
前記電力系統の電圧と同位相及び同振幅の電圧である対向電圧を算出し、
前記電力変換器に出力させる電流である出力電流指令値を取得して、前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記電力変換器が前記出力電流指令値を出力する際の電圧変化量を算出し、
前記対向電圧及び前記電圧変化量を合成した電圧を前記電力変換器に出力させる、電力変換器の制御方法。 - 電力系統から負荷に給電するための電力線に接続されている電力変換器が出力する電圧を制御する電力変換器の制御プログラムであって、
前記電力系統の電圧と同位相及び同振幅の電圧である対向電圧を算出する対向電圧算出部としての機能と、
前記電力変換器に出力させる電流である出力電流指令値を取得して、前記出力電流指令値からオープン制御によって、前記電力変換器が前記出力電流指令値を出力する際の電圧変化量を算出する電圧変化量算出部としての機能と、
前記対向電圧及び前記電圧変化量を合成した電圧を前記電力変換器に出力させる電圧指令部としての機能とをコンピュータに発揮させる、電力変換器の制御プログラム。
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