JPH05344655A - 電力変換装置の並列投入運転方法 - Google Patents
電力変換装置の並列投入運転方法Info
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- JPH05344655A JPH05344655A JP4151948A JP15194892A JPH05344655A JP H05344655 A JPH05344655 A JP H05344655A JP 4151948 A JP4151948 A JP 4151948A JP 15194892 A JP15194892 A JP 15194892A JP H05344655 A JPH05344655 A JP H05344655A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力変換装置を電源母線に並列接続して電力
供給する場合、電源母線側の電力容量やインピーダン
ス、電圧波形などに制限されることなく、電源母線と並
列運転することができる電力変換装置の並列投入運転方
法を提供する。 【構成】 電源母線（１３）と交流フィルタ（１１４
ａ）との間に第１の開閉器（１２０ａ）と、インピーダ
ンス回路（Ｚ）および第２の開閉器（１２１ａ）の直列
回路とを並列に接続し、電力変換装置の並列投入に際し
て、両開閉器が開放された状態で電力変換装置の出力電
圧を電源母線のそれと一致するように制御し、次に第２
の開閉器（１２１ａ）を投入して、電源母線（１３）に
流れる電流および母線電圧の振幅変化に基づいて、電力
変換装置出力電圧の位相および振幅を第１の開閉器（１
２０ａ）投入時の横流および電圧変動が最少となるよう
に制御し、次いで第１の開閉器（１２０ａ）を投入し、
以後、予め設定された負荷分担率となるように電力変換
装置を制御する。
供給する場合、電源母線側の電力容量やインピーダン
ス、電圧波形などに制限されることなく、電源母線と並
列運転することができる電力変換装置の並列投入運転方
法を提供する。 【構成】 電源母線（１３）と交流フィルタ（１１４
ａ）との間に第１の開閉器（１２０ａ）と、インピーダ
ンス回路（Ｚ）および第２の開閉器（１２１ａ）の直列
回路とを並列に接続し、電力変換装置の並列投入に際し
て、両開閉器が開放された状態で電力変換装置の出力電
圧を電源母線のそれと一致するように制御し、次に第２
の開閉器（１２１ａ）を投入して、電源母線（１３）に
流れる電流および母線電圧の振幅変化に基づいて、電力
変換装置出力電圧の位相および振幅を第１の開閉器（１
２０ａ）投入時の横流および電圧変動が最少となるよう
に制御し、次いで第１の開閉器（１２０ａ）を投入し、
以後、予め設定された負荷分担率となるように電力変換
装置を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波形整形用フィルタを
介して電源母線に接続され、電源母線に同期して運転さ
れる電力変換装置の並列投入運転方法に関するものであ
る。
介して電源母線に接続され、電源母線に同期して運転さ
れる電力変換装置の並列投入運転方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】負荷を接続するための電源母線の供給可
能電力容量を増加し、または電源母線電圧の波形歪を改
善すべく高調波電流を打ち消すことを目的として、電源
母線に電力変換装置を並入し、その電力変換装置を電源
母線と並行運転することが行われている。このような並
行運転により負荷に対する給電の信頼性を向上させるこ
とができる。
能電力容量を増加し、または電源母線電圧の波形歪を改
善すべく高調波電流を打ち消すことを目的として、電源
母線に電力変換装置を並入し、その電力変換装置を電源
母線と並行運転することが行われている。このような並
行運転により負荷に対する給電の信頼性を向上させるこ
とができる。
【０００３】図３は、定電圧・定周波電源（以下、「Ｃ
ＶＣＦ」という）装置と呼ばれる電力変換装置を示すも
のである。図３の電力変換装置においては、入力交流電
源９が接続された入力電源母線１０と負荷１２が接続さ
れた出力電源母線１３との間に、２組のＣＶＣＦ装置１
１ａ，１１ｂが並列に接続されている。両ＣＶＣＦ装置
１１ａおよび１１ｂは同一内部構成を持っており、それ
ぞれ整流器（ＲＥＣ）１１１、フィルタ１１２、インバ
ータ（ＩＮＶ）１１３および出力変圧器１１４からなっ
ている。なお、図示してはいないが、必要に応じてフィ
ルタ１１２と並列に蓄電池を接続し、入力交流電源９が
停電した場合であっても、ＣＶＣＦ装置１１ａおよび１
１ｂが出力電源母線１３に対し無停電で電力を供給し続
けることができるようにすることができる。
ＶＣＦ」という）装置と呼ばれる電力変換装置を示すも
のである。図３の電力変換装置においては、入力交流電
源９が接続された入力電源母線１０と負荷１２が接続さ
れた出力電源母線１３との間に、２組のＣＶＣＦ装置１
１ａ，１１ｂが並列に接続されている。両ＣＶＣＦ装置
１１ａおよび１１ｂは同一内部構成を持っており、それ
ぞれ整流器（ＲＥＣ）１１１、フィルタ１１２、インバ
ータ（ＩＮＶ）１１３および出力変圧器１１４からなっ
ている。なお、図示してはいないが、必要に応じてフィ
ルタ１１２と並列に蓄電池を接続し、入力交流電源９が
停電した場合であっても、ＣＶＣＦ装置１１ａおよび１
１ｂが出力電源母線１３に対し無停電で電力を供給し続
けることができるようにすることができる。
【０００４】両ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂが並列運転
されている場合、出力電源母線１３の電力容量はＣＶＣ
Ｆ装置１１ａ，１１ｂの個々の出力容量の和に相当す
る。もし、負荷１２の容量に対しＣＶＣＦ装置１１ａ，
１１ｂの個々の出力容量がそれを上回っている場合、そ
れは電力供給信頼性向上のための冗長構成の並列運転に
相当し、個々の出力容量がそれぞれ小さいならば、それ
は電源母線１３の電力容量増加のための並列運転に相当
する。
されている場合、出力電源母線１３の電力容量はＣＶＣ
Ｆ装置１１ａ，１１ｂの個々の出力容量の和に相当す
る。もし、負荷１２の容量に対しＣＶＣＦ装置１１ａ，
１１ｂの個々の出力容量がそれを上回っている場合、そ
れは電力供給信頼性向上のための冗長構成の並列運転に
相当し、個々の出力容量がそれぞれ小さいならば、それ
は電源母線１３の電力容量増加のための並列運転に相当
する。
【０００５】図３に示すようなＣＶＣＦ装置１１ａ，１
１ｂを電源母線１３に対し並列投入する場合の従来の技
術につき、図４を参照して次に説明する。
１ｂを電源母線１３に対し並列投入する場合の従来の技
術につき、図４を参照して次に説明する。
【０００６】図４は図３と同様にＣＶＣＦ装置が２台設
けられている場合について示すものである。図４のＣＶ
ＣＦ装置において、図３と対応する主回路要素は同一番
号を付し、さらに１号機に対しサフィックスａを、また
２号機に対しサフィックスｂを付加して示している。な
お、例外的に符号１１２ａ，１１２ｂは図３におけるフ
ィルタ１１２の電圧、すなわちインバータ１１３ａ，１
１３ｂの直流入力電圧を表すものとする。さらに、符号
１１４ａ，１１４ｂは図３における出力変圧器１１４を
波形改善用交流フィルタ回路に置換したものを表してい
る。この交流フィルタ回路１１４ａ，１１４ｂは図示の
ごとくそれぞれリアクトルおよびコンデンサによって構
成されることが多いが、図３に示すようにインバータの
出力側に出力変圧器を接続している場合は、独立のリア
クトルの代りに出力変圧器のインピーダンス（リアクタ
ンス）を利用することもできる。
けられている場合について示すものである。図４のＣＶ
ＣＦ装置において、図３と対応する主回路要素は同一番
号を付し、さらに１号機に対しサフィックスａを、また
２号機に対しサフィックスｂを付加して示している。な
お、例外的に符号１１２ａ，１１２ｂは図３におけるフ
ィルタ１１２の電圧、すなわちインバータ１１３ａ，１
１３ｂの直流入力電圧を表すものとする。さらに、符号
１１４ａ，１１４ｂは図３における出力変圧器１１４を
波形改善用交流フィルタ回路に置換したものを表してい
る。この交流フィルタ回路１１４ａ，１１４ｂは図示の
ごとくそれぞれリアクトルおよびコンデンサによって構
成されることが多いが、図３に示すようにインバータの
出力側に出力変圧器を接続している場合は、独立のリア
クトルの代りに出力変圧器のインピーダンス（リアクタ
ンス）を利用することもできる。
【０００７】ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂはそれぞれ負
荷１２に供給する電力を均等に分担するように制御され
る。各ＣＶＣＦ装置を制御する制御回路はそのような観
点に沿って構成されている。両制御回路は主回路の場合
と同様に同一構成を持っており、ここではサフィックス
ａを有する第１のＣＶＣＦ装置１１ａに付属する制御回
路について説明する。
荷１２に供給する電力を均等に分担するように制御され
る。各ＣＶＣＦ装置を制御する制御回路はそのような観
点に沿って構成されている。両制御回路は主回路の場合
と同様に同一構成を持っており、ここではサフィックス
ａを有する第１のＣＶＣＦ装置１１ａに付属する制御回
路について説明する。
【０００８】ＣＶＣＦ装置１１ａの出力電流が電流検出
器１１１ａによって検出され、同様にＣＶＣＦ装置１１
ｂの出力電流が電流検出器１１１ｂによって検出され、
両検出電流の差すなわち差電流ΔＩが減算器１０９ａに
よって求められる。この差電流ΔＩと出力電圧Ｖとか
ら、有効電力演算器１１９ａにより有効電力差ΔＰを計
算するとともに、無効電力演算器１１０ａにより無効電
力差ΔＱを計算する。発振器１１７ａおよび同期制御器
１１８ａからなる同期制御回路の出力すなわち位相およ
び周波数の基準信号を、有効電力演算器１１９ａにより
算出された有効電力差ΔＰにより補正し、その補正され
た基準信号を、ＰＷＭ制御信号を出力するゲート信号発
生器１１５ａに与える。電圧の振幅は、基本的には出力
電圧Ｖが電圧基準に一致するように電圧制御器１１６ａ
およびゲート信号発生器１１５ａにより制御されるが、
電圧制御器１１６ａから出力される振幅基準は無効電力
演算器１１０ａにより算出された無効電力差ΔＱに応じ
て補正される。ゲート信号発生器１１５ａは、電圧制御
器１１６ａから与えられる振幅基準、並びに同期制御器
１１８ａから与えられる位相および周波数基準に従って
インバータ１１３ａの出力電圧を制御する。
器１１１ａによって検出され、同様にＣＶＣＦ装置１１
ｂの出力電流が電流検出器１１１ｂによって検出され、
両検出電流の差すなわち差電流ΔＩが減算器１０９ａに
よって求められる。この差電流ΔＩと出力電圧Ｖとか
ら、有効電力演算器１１９ａにより有効電力差ΔＰを計
算するとともに、無効電力演算器１１０ａにより無効電
力差ΔＱを計算する。発振器１１７ａおよび同期制御器
１１８ａからなる同期制御回路の出力すなわち位相およ
び周波数の基準信号を、有効電力演算器１１９ａにより
算出された有効電力差ΔＰにより補正し、その補正され
た基準信号を、ＰＷＭ制御信号を出力するゲート信号発
生器１１５ａに与える。電圧の振幅は、基本的には出力
電圧Ｖが電圧基準に一致するように電圧制御器１１６ａ
およびゲート信号発生器１１５ａにより制御されるが、
電圧制御器１１６ａから出力される振幅基準は無効電力
演算器１１０ａにより算出された無効電力差ΔＱに応じ
て補正される。ゲート信号発生器１１５ａは、電圧制御
器１１６ａから与えられる振幅基準、並びに同期制御器
１１８ａから与えられる位相および周波数基準に従って
インバータ１１３ａの出力電圧を制御する。
【０００９】上記と同様のことはＣＶＣＦ装置１１ｂ内
においても行われる。
においても行われる。
【００１０】なお、制御回路の内部構成や原理などの詳
細は例えば特許第１２１５３３２号明細書などにより周
知の技術である。
細は例えば特許第１２１５３３２号明細書などにより周
知の技術である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すように２台
のＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂを電源母線１３を介して
並列運転する場合、従来、次のような問題があった。 (1) ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂのそれぞれが出力す
る有効電力および無効電力が均等になるように、有効電
力差ΔＰおよび無効電力差ΔＱにより各ＣＶＣＦ装置１
１ａ，１１ｂの出力電圧の振幅や位相を補正する。従っ
て、両ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂ相互間では必然的に
出力電圧の振幅や位相を補正するための信号の授受を必
要とすることになる。そのため、各ＣＶＣＦ装置を完全
に独立に制御することができないのみならず、一方の装
置の故障が他方の装置に悪影響を与えたりするので、す
なわち、悪作用の相互干渉を起こすので、装置全体とし
ての信頼性が低下する。 (2) 図４の装置においては、各ＣＶＣＦ装置が有効電
力および無効電力を均等に分担するように制御されるの
で、原則的には各ＣＶＣＦ装置は同一定格・同一特性の
ものであることが必要である。 (3) 負荷の増設などにより電源母線１３の容量が不足
した場合、電力変換装置の増設をしようとしても次のよ
うな不都合がある。
のＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂを電源母線１３を介して
並列運転する場合、従来、次のような問題があった。 (1) ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂのそれぞれが出力す
る有効電力および無効電力が均等になるように、有効電
力差ΔＰおよび無効電力差ΔＱにより各ＣＶＣＦ装置１
１ａ，１１ｂの出力電圧の振幅や位相を補正する。従っ
て、両ＣＶＣＦ装置１１ａ，１１ｂ相互間では必然的に
出力電圧の振幅や位相を補正するための信号の授受を必
要とすることになる。そのため、各ＣＶＣＦ装置を完全
に独立に制御することができないのみならず、一方の装
置の故障が他方の装置に悪影響を与えたりするので、す
なわち、悪作用の相互干渉を起こすので、装置全体とし
ての信頼性が低下する。 (2) 図４の装置においては、各ＣＶＣＦ装置が有効電
力および無効電力を均等に分担するように制御されるの
で、原則的には各ＣＶＣＦ装置は同一定格・同一特性の
ものであることが必要である。 (3) 負荷の増設などにより電源母線１３の容量が不足
した場合、電力変換装置の増設をしようとしても次のよ
うな不都合がある。
【００１２】(a) 前記２項により並列運転できる電力変
換装置が制限されるので、電源母線設備としては負荷の
将来の増設を見込んだ当初計画をする必要があるが、技
術革新の激しい今日では、５〜８年程度の先までの将来
を見越すことはほとんど不可能であり、実質的には電源
母線１３の電力容量を増加することは難しく、負荷の増
設分には別の電力供給設備が必要となる場合が多い。
換装置が制限されるので、電源母線設備としては負荷の
将来の増設を見込んだ当初計画をする必要があるが、技
術革新の激しい今日では、５〜８年程度の先までの将来
を見越すことはほとんど不可能であり、実質的には電源
母線１３の電力容量を増加することは難しく、負荷の増
設分には別の電力供給設備が必要となる場合が多い。
【００１３】(b) 電源母線１３に電力変換装置を増設す
ることができても、前記１項からして、既に稼働中の電
力変換装置との間の信号の授受が必要であり、電力変換
装置の増設工事の時期や期間が制約される。
ることができても、前記１項からして、既に稼働中の電
力変換装置との間の信号の授受が必要であり、電力変換
装置の増設工事の時期や期間が制約される。
【００１４】従来の電力変換装置では、例えば、出力電
圧波形を歪の無い正弦波形となるように装置内部に設け
た電圧基準によって与え、電圧制御回路は電圧基準と出
力電圧の検出値とを比較して電圧基準に一致する波形・
振幅になるように制御していた。このため、電力変換装
置の出力電圧波形と電源母線電圧波形・振幅が異なると
きは、電力変換装置を電源母線に並入すると、瞬時的な
電圧差による横流が、電源母線に接続された他の電力変
換装置または商用電源との間に流れるなどの問題があっ
た。
圧波形を歪の無い正弦波形となるように装置内部に設け
た電圧基準によって与え、電圧制御回路は電圧基準と出
力電圧の検出値とを比較して電圧基準に一致する波形・
振幅になるように制御していた。このため、電力変換装
置の出力電圧波形と電源母線電圧波形・振幅が異なると
きは、電力変換装置を電源母線に並入すると、瞬時的な
電圧差による横流が、電源母線に接続された他の電力変
換装置または商用電源との間に流れるなどの問題があっ
た。
【００１５】従って本発明は、電力変換装置を電源母線
に並入して電力供給する場合、電源母線側の電力容量や
インピーダンス、電圧波形などに制限されることなく、
電源母線と並列運転をすることができる電力変換装置の
並列投入運転方法を提供することを目的とする。
に並入して電力供給する場合、電源母線側の電力容量や
インピーダンス、電圧波形などに制限されることなく、
電源母線と並列運転をすることができる電力変換装置の
並列投入運転方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の並列投入運転方法は、フィルタと電源母線と
の間に第１の開閉器を直列に接続すると共に、インピー
ダンス回路および第２の開閉器の直列回路を第１の開閉
器に並列に接続し、電力変換装置の並列投入に際して、
第１の開閉器および第２の開閉器が共に開放された状態
で電力変換装置の出力電圧の瞬時値を電源母線のそれと
同じになるように制御し、次に第２の開閉器を投入し
て、電源母線に流れる電流および電源母線の電圧変化に
基づいて、電力変換装置出力電圧の位相および振幅の瞬
時値を第１の開閉器投入時の横流および電圧変動が最少
となるように制御し、次いで第１の開閉器を投入し、以
後、予め設定された負荷分担率となるように電力変換装
置出力電圧を制御することを特徴とする。
に本発明の並列投入運転方法は、フィルタと電源母線と
の間に第１の開閉器を直列に接続すると共に、インピー
ダンス回路および第２の開閉器の直列回路を第１の開閉
器に並列に接続し、電力変換装置の並列投入に際して、
第１の開閉器および第２の開閉器が共に開放された状態
で電力変換装置の出力電圧の瞬時値を電源母線のそれと
同じになるように制御し、次に第２の開閉器を投入し
て、電源母線に流れる電流および電源母線の電圧変化に
基づいて、電力変換装置出力電圧の位相および振幅の瞬
時値を第１の開閉器投入時の横流および電圧変動が最少
となるように制御し、次いで第１の開閉器を投入し、以
後、予め設定された負荷分担率となるように電力変換装
置出力電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
【作用】当初２台の開閉器は開放状態にしておく。両開
閉器の投入前は、電力変換装置の出力電圧の位相および
振幅の出力基準信号が出力電源母線の電圧波形に関連し
て電圧基準および電圧制御回路の作用で出力され、この
出力基準信号に対応して電力変換装置出力電圧の出力電
圧の位相および振幅を制御する。すなわち、電力変換装
置の出力電圧波形を電源母線の電圧波形と関連づけて制
御するので、瞬時的な横流などの問題を解消することが
できる。
閉器の投入前は、電力変換装置の出力電圧の位相および
振幅の出力基準信号が出力電源母線の電圧波形に関連し
て電圧基準および電圧制御回路の作用で出力され、この
出力基準信号に対応して電力変換装置出力電圧の出力電
圧の位相および振幅を制御する。すなわち、電力変換装
置の出力電圧波形を電源母線の電圧波形と関連づけて制
御するので、瞬時的な横流などの問題を解消することが
できる。
【００１８】次に第２の開閉器を投入し、インピーダン
ス回路を介して電力変換装置を電源母線に並入する。イ
ンピーダンス回路を通して流れる電流の位相および波
形、並びにインピーダンス回路の一次側の電圧すなわち
電力変換装置の出力電圧と、電源母線の電圧とを比較し
て電源母線インピーダンスを算出する。さらに波形演算
手段により第１の開閉器投入時に電源母線とのインピー
ダンス差により流れる横流および電圧変動が最小となる
ように電力変換装置の出力電圧位相および波形を補正す
る。
ス回路を介して電力変換装置を電源母線に並入する。イ
ンピーダンス回路を通して流れる電流の位相および波
形、並びにインピーダンス回路の一次側の電圧すなわち
電力変換装置の出力電圧と、電源母線の電圧とを比較し
て電源母線インピーダンスを算出する。さらに波形演算
手段により第１の開閉器投入時に電源母線とのインピー
ダンス差により流れる横流および電圧変動が最小となる
ように電力変換装置の出力電圧位相および波形を補正す
る。
【００１９】次いで第１の開閉器を投入する。第１の開
閉器の投入後は予め設定された負荷分担率となるように
電力変換装置の出力電圧位相および波形を制御する。
閉器の投入後は予め設定された負荷分担率となるように
電力変換装置の出力電圧位相および波形を制御する。
【００２０】このように制御することにより、従来技術
に存在する前述の問題点を回避し、電源母線側の電力容
量やインピーダンス、電圧波形などに制限されることな
く、電力変換装置を電源母線と円滑に並列運転させるこ
とができる。
に存在する前述の問題点を回避し、電源母線側の電力容
量やインピーダンス、電圧波形などに制限されることな
く、電力変換装置を電源母線と円滑に並列運転させるこ
とができる。
【００２１】
【実施例】図１は本発明による並列投入運転方法を実施
する装置の一構成例を示すものである。
する装置の一構成例を示すものである。
【００２２】図１の主回路は、複数台のＣＶＣＦ装置の
うち、代表的に１台のＣＶＣＦ装置１１Ａを例示したも
のである。基本的には図４の装置に類似するものである
が、図１の装置には、開閉器１２０ａ，１２１ａ、イン
ピーダンス回路１２２ａ、電流検出器１２３ａ、負荷分
担調整器１２４ａ、電圧検出器１２５ａ，１２６ａ、お
よび波形演算器１２７ａが付加的に設けられている。ま
た、図４の発振器の代わりに周波数（ｆ）基準発生器１
２８ａが設けられているが、これは周波数基準を発生し
うるものならなんでもよく、発振器に限られることはな
いという意味のものである。電圧制御器１１６ａに対す
る電圧基準は電圧基準発生器１２９ａから与えられる。
インバータ１１３ａの出力端は交流フィルタ１１４ａお
よび第１の開閉器１２０ａを介して電源母線１３に接続
される。第１の開閉器１２０ａに対し、インピーダンス
回路１２２ａおよび第２の開閉器１２１ａの直列回路が
並列に接続されている。なお、開閉器１２０ａ，１２１
ａはそれぞれ遮断器または接触器によって構成すること
ができる。インバータ１１３ａの出力端電圧が電圧検出
器（Ｄ２）１２５ａによって検出され、ＣＶＣＦ装置１
１Ａの出力電圧すなわち電源母線１３の電圧が電圧検出
器（Ｄ１）１２６ａによって検出される。開閉器１２０
ａを通って流れる電流が電流検出器１１１ａによって検
出され、インピーダンス回路１２２ａおよび開閉器１２
１ａを通って流れる電流が電流検出器１２３ａによって
検出される。
うち、代表的に１台のＣＶＣＦ装置１１Ａを例示したも
のである。基本的には図４の装置に類似するものである
が、図１の装置には、開閉器１２０ａ，１２１ａ、イン
ピーダンス回路１２２ａ、電流検出器１２３ａ、負荷分
担調整器１２４ａ、電圧検出器１２５ａ，１２６ａ、お
よび波形演算器１２７ａが付加的に設けられている。ま
た、図４の発振器の代わりに周波数（ｆ）基準発生器１
２８ａが設けられているが、これは周波数基準を発生し
うるものならなんでもよく、発振器に限られることはな
いという意味のものである。電圧制御器１１６ａに対す
る電圧基準は電圧基準発生器１２９ａから与えられる。
インバータ１１３ａの出力端は交流フィルタ１１４ａお
よび第１の開閉器１２０ａを介して電源母線１３に接続
される。第１の開閉器１２０ａに対し、インピーダンス
回路１２２ａおよび第２の開閉器１２１ａの直列回路が
並列に接続されている。なお、開閉器１２０ａ，１２１
ａはそれぞれ遮断器または接触器によって構成すること
ができる。インバータ１１３ａの出力端電圧が電圧検出
器（Ｄ２）１２５ａによって検出され、ＣＶＣＦ装置１
１Ａの出力電圧すなわち電源母線１３の電圧が電圧検出
器（Ｄ１）１２６ａによって検出される。開閉器１２０
ａを通って流れる電流が電流検出器１１１ａによって検
出され、インピーダンス回路１２２ａおよび開閉器１２
１ａを通って流れる電流が電流検出器１２３ａによって
検出される。
【００２３】両開閉器１２０ａ，１２１ａが開放（オ
フ）している状態のもとで電圧検出器１２５ａによって
検出されたインバータ１１３ａの出力電圧の位相および
振幅、並びに電圧検出器１２６ａによって検出された電
源母線１３の電圧の位相および振幅を波形演算器１２７
ａによって求め、インバータ電圧の位相および振幅並び
に周波数を電源母線電圧のそれに一致させるような制御
が同期制御器１１８ａを介して行われる。同様にインバ
ータ出力電圧の振幅調整が両検出電圧に基づき電圧制御
器１１６ａを介して行われる。
フ）している状態のもとで電圧検出器１２５ａによって
検出されたインバータ１１３ａの出力電圧の位相および
振幅、並びに電圧検出器１２６ａによって検出された電
源母線１３の電圧の位相および振幅を波形演算器１２７
ａによって求め、インバータ電圧の位相および振幅並び
に周波数を電源母線電圧のそれに一致させるような制御
が同期制御器１１８ａを介して行われる。同様にインバ
ータ出力電圧の振幅調整が両検出電圧に基づき電圧制御
器１１６ａを介して行われる。
【００２４】ＣＶＣＦ装置１１Ａの出力電圧の位相、振
幅および周波数と電源母線１３の電圧のそれとが一致し
たならば、まず第２の開閉器１２１ａを閉成（オン）す
る。これによってインピーダンス回路１２２ａおよび開
閉器１２１ａを通して流れる電流を電流検出器１２３ａ
によって検出し、その検出電流の位相及び電流振幅、イ
ンバータ出力電圧と電源母線電圧の変化を電圧検出器１
２５ａ，１２６ａにより検出し、波形演算器１２７ａに
より電源母線のインピーダンスを算出し、電源母線側の
電圧振幅を算出する。波形演算器１２７ａは、第１の開
閉器１２０ａの閉成時に流れる横流及び電圧変動が最少
となるように、ＣＶＣＦ装置１１Ａの出力電圧位相およ
び振幅を補正するための信号を電圧制御回路１１６ａお
よび同期制御器１１８ａに送出する。
幅および周波数と電源母線１３の電圧のそれとが一致し
たならば、まず第２の開閉器１２１ａを閉成（オン）す
る。これによってインピーダンス回路１２２ａおよび開
閉器１２１ａを通して流れる電流を電流検出器１２３ａ
によって検出し、その検出電流の位相及び電流振幅、イ
ンバータ出力電圧と電源母線電圧の変化を電圧検出器１
２５ａ，１２６ａにより検出し、波形演算器１２７ａに
より電源母線のインピーダンスを算出し、電源母線側の
電圧振幅を算出する。波形演算器１２７ａは、第１の開
閉器１２０ａの閉成時に流れる横流及び電圧変動が最少
となるように、ＣＶＣＦ装置１１Ａの出力電圧位相およ
び振幅を補正するための信号を電圧制御回路１１６ａお
よび同期制御器１１８ａに送出する。
【００２５】波形演算器１２７ａの動作と第１の開閉器
１２０ａの閉成までの挙動をより詳細に説明するため
に、図２の等価回路を参照する。
１２０ａの閉成までの挙動をより詳細に説明するため
に、図２の等価回路を参照する。
【００２６】図２（Ａ）は両開閉器１２０ａ，１２１ａ
がともに開放されている回路状態を示すものである。ｅ
1 は電源母線１３に接続された他のＣＶＣＦ装置の発生
電圧を示し、Ｚ1 は電圧ｅ1 から電源母線１３までの間
に接続されているインピーダンスを、ｅ0 は電源母線電
圧を、ｅ2 はインバータ１１３ａの発生電圧をそれぞれ
示すものである。第１段階としてインバータ１１３ａの
出力電圧は、電圧ｅ2が電圧ｅ0 に一致するように制御
される。なお、各電圧などは瞬時値ベクトルとして考慮
されるものであり、それぞれの符号の上に、いわゆるド
ット記号を併記すべきであるが、ここ（図２）ではそれ
を省略している。
がともに開放されている回路状態を示すものである。ｅ
1 は電源母線１３に接続された他のＣＶＣＦ装置の発生
電圧を示し、Ｚ1 は電圧ｅ1 から電源母線１３までの間
に接続されているインピーダンスを、ｅ0 は電源母線電
圧を、ｅ2 はインバータ１１３ａの発生電圧をそれぞれ
示すものである。第１段階としてインバータ１１３ａの
出力電圧は、電圧ｅ2が電圧ｅ0 に一致するように制御
される。なお、各電圧などは瞬時値ベクトルとして考慮
されるものであり、それぞれの符号の上に、いわゆるド
ット記号を併記すべきであるが、ここ（図２）ではそれ
を省略している。
【００２７】図２（Ｂ）は第１の開閉器１２０ａが開放
されたまま、第２の開閉器１２１ａのみが閉成されたと
きの回路状態を示すものである。このとき電源母線１３
に接続されている他のＣＶＣＦ装置の発生電圧ｅ1 とＣ
ＶＣＦ装置１１Ａの出力電圧ｅ2 との間には、両者の差
に応じた横流Δｉがインピーダンス（Ｚ）１２２ａを介
して流れる。また、電源母線１３の電圧も第２の開閉器
１２１ａを投入したことにより、電圧ｅ0 ′に変化した
ものとする。この電圧ｅ0 ′は電流Δｉを用いて次のよ
うに表すことができる。
されたまま、第２の開閉器１２１ａのみが閉成されたと
きの回路状態を示すものである。このとき電源母線１３
に接続されている他のＣＶＣＦ装置の発生電圧ｅ1 とＣ
ＶＣＦ装置１１Ａの出力電圧ｅ2 との間には、両者の差
に応じた横流Δｉがインピーダンス（Ｚ）１２２ａを介
して流れる。また、電源母線１３の電圧も第２の開閉器
１２１ａを投入したことにより、電圧ｅ0 ′に変化した
ものとする。この電圧ｅ0 ′は電流Δｉを用いて次のよ
うに表すことができる。
【００２８】 Δｉ＝（ｅ1 −ｅ2 ）／（Ｚ1 −Ｚ2 ） …（１） ただし、交流フィルタ１１４ａのインピーダンスを
Ｚ3 、インピーダンス回路１２２ａのインピーダンスを
Ｚとして、Ｚ2 ＝Ｚ3 ＋Ｚ である。
Ｚ3 、インピーダンス回路１２２ａのインピーダンスを
Ｚとして、Ｚ2 ＝Ｚ3 ＋Ｚ である。
【００２９】 Ｚ1 ＝（ｅ0 −ｅ0 ′）／Δｉ …（２） （２）式に基づいて、電源母線１３に接続された他のＣ
ＶＣＦ装置の出力側に接続されているインピーダンスＺ
1 を算出することができ、（１）および（２）式から、 ｅ1 ＝（ｅ0 −ｅ0 ′）−Δｉ・Ｚ2 ＋ｅ2 …（３） （３）式に基づき、右辺各項の値を代入することによ
り、電源母線１３に接続された他のＣＶＣＦ装置の発生
電圧ｅ1 を算出することができる。
ＶＣＦ装置の出力側に接続されているインピーダンスＺ
1 を算出することができ、（１）および（２）式から、 ｅ1 ＝（ｅ0 −ｅ0 ′）−Δｉ・Ｚ2 ＋ｅ2 …（３） （３）式に基づき、右辺各項の値を代入することによ
り、電源母線１３に接続された他のＣＶＣＦ装置の発生
電圧ｅ1 を算出することができる。
【００３０】図２（Ｃ）は第２の開閉器１２１ａに続い
て第１の開閉器１２０ａも閉成されたときの回路状態を
示すものである。開閉器１２０ａの投入によってインピ
ーダンスＺが短絡され、ＣＶＣＦ装置１１Ａの出力側の
インピーダンスＺ3 のみとなり、また、この時に流れる
横流Δｉ′を最少にするためのＣＶＣＦ装置１１Ａの発
生電圧をｅ2 ′とすれば、次の関係が成り立つ。
て第１の開閉器１２０ａも閉成されたときの回路状態を
示すものである。開閉器１２０ａの投入によってインピ
ーダンスＺが短絡され、ＣＶＣＦ装置１１Ａの出力側の
インピーダンスＺ3 のみとなり、また、この時に流れる
横流Δｉ′を最少にするためのＣＶＣＦ装置１１Ａの発
生電圧をｅ2 ′とすれば、次の関係が成り立つ。
【００３１】 Δｉ′＝（ｅ1 −ｅ2 ′）／（Ｚ1 −Ｚ3 ） …（４） つまり、ＣＶＣＦ装置１１Ａから電源母線１３を介して
他のＣＶＣＦ装置との間に電圧差により流れる横流を最
小とするには、（４）式のΔｉ′を微分したものが
“０”となるような電圧ｅ2 ′を発生させればよい。す
なわち、 （ｄ／（ｄｔ））（Δｉ′） ＝（ｄ／（ｄｔ））（（ｅ1 −ｅ2 ′）／（Ｚ1 −Ｚ3 ））＝０ …（５） （５）式の微分方程式の解に（２）式および（３）式を
代入して得られた結果を（６）式に示す。
他のＣＶＣＦ装置との間に電圧差により流れる横流を最
小とするには、（４）式のΔｉ′を微分したものが
“０”となるような電圧ｅ2 ′を発生させればよい。す
なわち、 （ｄ／（ｄｔ））（Δｉ′） ＝（ｄ／（ｄｔ））（（ｅ1 −ｅ2 ′）／（Ｚ1 −Ｚ3 ））＝０ …（５） （５）式の微分方程式の解に（２）式および（３）式を
代入して得られた結果を（６）式に示す。
【００３２】
【数１】 ［Ｘ］はインピーダンスＺ2 ，Ｚ3 などの既知の数値の
行列式となる。
行列式となる。
【００３３】以上の結果を予め波形演算器１２７ａに入
力しておき、第２の開閉器１２１ａが投入されたときに
第１の開閉器１２０ａを投入するときのＣＶＣＦ装置１
１Ａの発生電圧ｅ2 ′を事前に算出することができる。
この瞬時発生ｅ2 ′を出力電圧の位相および振幅を補正
するための信号に変換し、電圧制御回路１１６ａと同期
制御器１１８ａに送出する。
力しておき、第２の開閉器１２１ａが投入されたときに
第１の開閉器１２０ａを投入するときのＣＶＣＦ装置１
１Ａの発生電圧ｅ2 ′を事前に算出することができる。
この瞬時発生ｅ2 ′を出力電圧の位相および振幅を補正
するための信号に変換し、電圧制御回路１１６ａと同期
制御器１１８ａに送出する。
【００３４】次に第１の開閉器１２０ａを投入する。第
１の開閉器１２０ａの投入後は図１に示す負荷分担調整
器１２４ａにより、予め設定された値になるように電源
母線１３に流れる電流を電流検出器１１１ａにより検出
し、電圧制御回路１１６ａと同期制御器１１８ａに補正
信号を入力する。これら一連の動作により、他のＣＶＣ
Ｆ装置などと回路方式が違い、あるいはインピーダンス
や電圧波形が違っても横流や電圧変動を最少にすること
ができる。そして、他のＣＶＣＦ装置との相互の制御信
号のやり取りを無くすことができ、電源母線１３の電力
容量増加のために同一定格で同一容量のＣＶＣＦ装置を
増設する必要があった制約条件を回避することができ
る。
１の開閉器１２０ａの投入後は図１に示す負荷分担調整
器１２４ａにより、予め設定された値になるように電源
母線１３に流れる電流を電流検出器１１１ａにより検出
し、電圧制御回路１１６ａと同期制御器１１８ａに補正
信号を入力する。これら一連の動作により、他のＣＶＣ
Ｆ装置などと回路方式が違い、あるいはインピーダンス
や電圧波形が違っても横流や電圧変動を最少にすること
ができる。そして、他のＣＶＣＦ装置との相互の制御信
号のやり取りを無くすことができ、電源母線１３の電力
容量増加のために同一定格で同一容量のＣＶＣＦ装置を
増設する必要があった制約条件を回避することができ
る。
【００３５】上記実施例ではＣＶＣＦ装置を例示して説
明したが、電力変換を行いうるものであればＣＶＣＦ装
置に限定されることなく他の変換装置でもよく、その回
路構成や方式が特に限定されることなく、同等の作用・
効果を奏することができる。
明したが、電力変換を行いうるものであればＣＶＣＦ装
置に限定されることなく他の変換装置でもよく、その回
路構成や方式が特に限定されることなく、同等の作用・
効果を奏することができる。
【００３６】上記実施例では２台の電力変換装置を並列
運転する場合について説明したが、出力電源母線が商用
電源である場合、商用電源と電力変換装置との並列運転
という事態もありうる。この場合も本発明によれば上記
と同等の作用・効果を奏することができる。
運転する場合について説明したが、出力電源母線が商用
電源である場合、商用電源と電力変換装置との並列運転
という事態もありうる。この場合も本発明によれば上記
と同等の作用・効果を奏することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
力変換装置の出力を電源母線に並列接続して電力供給す
るに際し、まず電力変換装置の出力端を開放したままの
状態で出力電源母線と同一の位相および振幅となるよう
に電力変換装置の出力電圧を制御する。次に第２の開閉
器を投入しインピーダンスを介して電力変換装置を並入
し、出力電源母線に流れる電流および出力電圧振幅の変
化から、第１の開閉器投入による並入時の横流と電圧変
動を最少にする制御を行う。そして、第１の開閉器によ
る並入後は予め設定された負荷分担率となるように電力
変換装置の出力電圧位相および振幅を制御する。このよ
うにすることにより、次のような作用・効果を得ること
ができる。 (1) 電力変換装置相互間の制御信号のやり取りが不要
となり、商用電源との並列運転も可能になった。 (2) 本発明の方式では出力側電源母線に並列に接続さ
れる電力変換装置の相互の定格容量や出力電圧振幅およ
び出力特性を特に制限する必要がない。 (3) 従って、出力側電源母線の電力容量増加のための
制約が大幅に緩和され、必要な時に必要なだけの電力変
換装置を増設して並列運転し、容量増加をすることがで
きる。 (4) 従来と比べ、電力変換装置相互間の制御信号のや
り取りが不要なことなどにより、信頼性の高い電力変換
装置による並列運転給電システムを構築することができ
る。
力変換装置の出力を電源母線に並列接続して電力供給す
るに際し、まず電力変換装置の出力端を開放したままの
状態で出力電源母線と同一の位相および振幅となるよう
に電力変換装置の出力電圧を制御する。次に第２の開閉
器を投入しインピーダンスを介して電力変換装置を並入
し、出力電源母線に流れる電流および出力電圧振幅の変
化から、第１の開閉器投入による並入時の横流と電圧変
動を最少にする制御を行う。そして、第１の開閉器によ
る並入後は予め設定された負荷分担率となるように電力
変換装置の出力電圧位相および振幅を制御する。このよ
うにすることにより、次のような作用・効果を得ること
ができる。 (1) 電力変換装置相互間の制御信号のやり取りが不要
となり、商用電源との並列運転も可能になった。 (2) 本発明の方式では出力側電源母線に並列に接続さ
れる電力変換装置の相互の定格容量や出力電圧振幅およ
び出力特性を特に制限する必要がない。 (3) 従って、出力側電源母線の電力容量増加のための
制約が大幅に緩和され、必要な時に必要なだけの電力変
換装置を増設して並列運転し、容量増加をすることがで
きる。 (4) 従来と比べ、電力変換装置相互間の制御信号のや
り取りが不要なことなどにより、信頼性の高い電力変換
装置による並列運転給電システムを構築することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す電力変換装置のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ図１の
装置の作用を説明するための等価回路図。
装置の作用を説明するための等価回路図。
【図３】従来の電力変換装置を構成例を示すブロック
図。
図。
【図４】従来の電力変換装置の内部構成例を示すブロッ
ク図。
ク図。
１１Ａ ＣＶＣＦ装置 １２ 負荷 １３ 出力電源母線 １１０ａ，１１０ｂ 無効電力検出器 １１１ａ，１１１ｂ 電流検出器 １１３ａ，１１３ｂ インバータ １１４ 出力変圧器 １１４ａ，１１４ｂ 交流フィルタ １１５ａ，１１５ｂ ゲート信号発生器 １１６ａ，１１６ｂ 電圧制御器 １１８ａ，１１８ｂ 同期制御器 １１９ａ，１１９ｂ 有効電力検出器 １２０ａ 第１の開閉器 １２１ａ 第２の開閉器 １２３ａ 電流検出器 １２４ａ 負荷分担調整器 １２５ａ，１２６ａ 電圧検出器 １２７ａ 波形演算器 １２８ａ 周波数基準発生器
Claims (1)
- 【請求項１】波形整形用フィルタを介して電源母線に接
続され、電源母線に同期して運転される電力変換装置の
並列投入運転方法であって、 フィルタと電源母線との間に第１の開閉器を直列に接続
すると共に、インピーダンス回路および第２の遮断器の
直列回路を第１の開閉器に並列に接続し、電力変換装置
の並列投入に際して、 第１の開閉器および第２の開閉器が共に開放された状態
で電力変換装置の出力電圧の瞬時値を電源母線のそれと
同じになるように制御し、 次に第２の開閉器を投入して、電源母線に流れる電流お
よび電源母線の電圧変化に基づいて、電力変換装置出力
電圧の位相および振幅の瞬時値を第１の開閉器投入時の
横流および電圧変動が最少となるように制御し、 次いで第１の開閉器を投入し、以後、予め設定された負
荷分担率となるように電力変換装置出力電圧を制御する
ことを特徴とする電力変換装置の並列投入運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151948A JPH05344655A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 電力変換装置の並列投入運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4151948A JPH05344655A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 電力変換装置の並列投入運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05344655A true JPH05344655A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15529707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4151948A Pending JPH05344655A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 電力変換装置の並列投入運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05344655A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013290A1 (fr) * | 1998-08-31 | 2000-03-09 | Nariisa Imoto | Dispositif de fonctionnement en parallele |
| JP2006271080A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nec Corp | 電源システム及び入力電流平衡化制御方法 |
| JP2008141850A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Hitachi Ltd | 無停電電源システム、インバータ回路、及びリアクトル盤 |
| JP2010115097A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | 蓄電装置と発電装置を備えた電源システム及び電源システムの制御方法 |
| JP2017175887A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電力供給システム、その配線抵抗測定方法 |
| JP2019103252A (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | 電力変換システム |
| US10855084B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-12-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system for power system interconnection |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4151948A patent/JPH05344655A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000013290A1 (fr) * | 1998-08-31 | 2000-03-09 | Nariisa Imoto | Dispositif de fonctionnement en parallele |
| JP2006271080A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Nec Corp | 電源システム及び入力電流平衡化制御方法 |
| JP4687177B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2011-05-25 | 日本電気株式会社 | 電源システム及び入力電流平衡化制御方法 |
| JP2008141850A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Hitachi Ltd | 無停電電源システム、インバータ回路、及びリアクトル盤 |
| JP4542540B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2010-09-15 | 株式会社日立製作所 | 無停電電源システム、及びインバータ回路 |
| JP2010115097A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | 蓄電装置と発電装置を備えた電源システム及び電源システムの制御方法 |
| JP2017175887A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電力供給システム、その配線抵抗測定方法 |
| US10855084B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-12-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion system for power system interconnection |
| JP2019103252A (ja) * | 2017-12-01 | 2019-06-24 | 株式会社東芝 | 電力変換システム |
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