JPH09322556A - 電圧形系統連系インバータシステム - Google Patents

電圧形系統連系インバータシステム

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JPH09322556A
JPH09322556A JP8141730A JP14173096A JPH09322556A JP H09322556 A JPH09322556 A JP H09322556A JP 8141730 A JP8141730 A JP 8141730A JP 14173096 A JP14173096 A JP 14173096A JP H09322556 A JPH09322556 A JP H09322556A
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JP
Japan
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harmonic
inverter
voltage
correction signal
output
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Application number
JP8141730A
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English (en)
Inventor
Masaaki Oshima
正明 大島
Kazuaki Kimura
一秋 木村
Hiroshi Ikeda
博 池田
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Abstract

(57)【要約】 【課題】商用交流電源と系統連系インバータとの連系点
に流れる高調波を確実に抑制すること。 【解決手段】直流電源1を入力して交流電力に変換する
インバータ3を、交流フィルタ5および系統連系点に設
けられた遮断器7を介して商用交流電源8と連系し、交
流電力を供給する電圧形系統連系インバータシステムに
おいて、商用交流電源8とインバータ3との連系点の交
流電圧を検出する電圧変成器15からの出力を入力し、
当該交流電圧に含まれる高調波を検出する高調波検出手
段16と、この交流電圧の高調波を入力し、当該高調波
に基づいて所定次数の高調波補正信号を出力する高調波
補正信号発生手段17と、この高調波補正信号とインバ
ータ出力電流制御の制御信号とを合成し、当該合成信号
に基づいてインバータ3をパルス幅変調(PWM)制御
するPWM制御手段13とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用交流電源とパ
ルス幅変調(以下、PWMと称する)制御による系統連
系インバータとを連系して成る、交流フィルタ(以下、
ACフィルタと称する)を含む電圧形系統連系インバー
タシステムに係り、特に商用交流電源の歪みを原因とす
るスイッチング指令に発生する高調波成分と、商用交流
電源からACフィルタに流れ込む低次の高調波とを抑制
できるようにした電圧形系統連系インバータシステムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、この種の従来の電圧形系統連系
インバータシステムの回路構成例を示すブロック図であ
る。図6において、電池等の直流電源1を直流コンデン
サ2を介して入力し交流電力に変換するインバータ3
を、変圧器4、ACフィルタ5、リアクトル6、および
系統連系点に設けられた遮断器7を順次介して商用交流
電源8と連系し、交流電力を供給する電圧形系統連系イ
ンバータシステムを構成している。
【0003】一方、出力基準9に、変流器10で検出し
たインバータ3出力電流が等しくなるように、インバー
タ電流制御回路11で制御を行なう。また、インバータ
出力電圧設定12は、インバータ電流制御回路11の出
力する信号が零の時に、インバータ3出力電圧が系統電
圧と等しくなるように設定する。
【0004】さらに、インバータ電流制御回路11の出
力とインバータ出力電圧設定11とを加算(合成)した
信号を、PWM制御回路13の制御信号としている。さ
らにまた、同期検出回路10は、商用交流電源8の電圧
を電圧変成器15を介して入力し、商用交流電源8の電
圧位相を検出してPWM制御回路13に入力している。
【0005】さて、このような電圧形系統連系インバー
タシステムでは、PWM制御回路13によりインバータ
3を制御する場合、インバータ効率を上げるために、P
WM周波数を下げて運用することが多い。
【0006】そして、この場合、PWM制御のスイッチ
ング周波数によって発生する高次高調波を除去するため
に、インバータ3と商用交流電源8との間にACフィル
タ5を取り付けることにより、高次高調波を除去するよ
うにしている。
【0007】しかしながら、上述したように、インバー
タ3と商用交流電源8との間にACフィルタ5を取り付
けた回路では、商用交流電源8に低次高調波が含まれる
ような場合に、商用交流電源8からACフィルタ5へ低
次高調波が流れ込むため、ACフィルタ5を含む系統連
系インバータと商用交流電源8との間に流れる電流の高
調波が大きくなる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電圧形系統連系インバータシステムにおいては、商用交
流電源の歪みを原因とするスイッチング指令に発生する
高調波成分と、商用交流電源からACフィルタに低次の
高調波とを抑制できないという問題があった。
【0009】本発明の目的は、商用交流電源の歪みを原
因とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、商
用交流電源からACフィルタに流れ込む低次の高調波と
を抑制して、商用交流電源と系統連系インバータとの連
系点に流れる高調波を確実に抑制することが可能な電圧
形系統連系インバータシステムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、直流電源を入力して交流電力に変換するインバー
タを、交流フィルタおよび系統連系点に設けられた遮断
器を介して商用交流電源と連系し、交流電力を供給する
電圧形系統連系インバータシステムにおいて、まず、請
求項1に対応する発明では、商用交流電源とインバータ
との連系点の交流電圧を検出する電圧変成器からの出力
を入力し、当該交流電圧に含まれる高調波を検出する高
調波検出手段と、高調波検出手段により検出された交流
電圧の高調波を入力し、当該高調波に基づいて所定次数
の高調波補正信号を出力する高調波補正信号発生手段
と、高調波補正信号発生手段から出力される高調波補正
信号とインバータ出力電流制御の制御信号とを合成し、
当該合成信号に基づいてインバータをパルス幅変調(P
WM)制御するPWM制御手段とを備えて成る。
【0011】従って、請求項1に対応する発明の電圧形
系統連系インバータシステムにおいては、高調波検出手
段で検出した交流電圧の高調波から、高調波補正信号発
生手段で所定次数の高調波補正信号を得、この高調波補
正信号をインバータ出力電流制御の制御信号に合成し、
この合成信号をPWM制御手段の補正信号として与える
ことにより、インバータから高調波を強制的に発生させ
て、商用交流電源の歪みを原因とするスイッチング指令
に発生する高調波成分と、商用交流電源から交流フィル
タに流れ込む高調波とを抑制することができる。
【0012】また、請求項2に対応する発明では、振幅
設定および位相設定に基づいて、インバータの出力する
所定次数の高調波補正信号を出力する高調波補正信号発
生手段と、高調波補正信号発生手段から出力される高調
波補正信号とインバータ出力電流制御の制御信号とを合
成し、当該合成信号に基づいてインバータをパルス幅変
調(PWM)制御するPWM制御手段とを備えて成る。
【0013】従って、請求項2に対応する発明の電圧形
系統連系インバータシステムにおいては、振幅設定およ
び位相設定から、高調波補正信号発生手段で所定次数の
高調波補正信号を得、この高調波補正信号をインバータ
出力電流制御の制御信号に合成し、この合成信号をPW
M制御手段の補正信号として与えることにより、インバ
ータから高調波を強制的に発生させて、商用交流電源の
歪みを原因とするスイッチング指令に発生する高調波成
分と、商用交流電源から交流フィルタに流れ込む高調波
とを抑制することができる。
【0014】一方、請求項3に対応する発明では、上記
請求項1に対応する発明の電圧形系統連系インバータシ
ステムにおいて、抑制対象とする高調波の次数が複数で
ある場合、当該高調波の数だけ上記高調波検出手段およ
び高調波補正信号発生手段をそれぞれ備え、さらに各高
調波補正信号発生手段から出力される高調波補正信号を
合成し最終的な高調波補正信号として出力する合成手段
を付加して成る。
【0015】従って、請求項3に対応する発明の電圧形
系統連系インバータシステムにおいては、抑制対象とす
る高調波が複数次ある場合に、抑制対象とする高調波に
対応する高調波検出手段で高調波を検出し、高調波補正
信号発生手段で生成した高調波補正信号を合成手段で合
成して、PWM制御手段にその補正信号として与えるこ
とにより、インバータから複数次の高調波を発生させ
て、商用交流電源の歪みを原因とするスイッチング指令
に発生する高調波成分と、商用交流電源から交流フィル
タに流れ込む複数次の高調波とを抑制することができ
る。
【0016】また、請求項4に対応する発明では、上記
請求項2に対応する発明の電圧形系統連系インバータシ
ステムにおいて、抑制対象とする高調波の次数が複数で
ある場合、当該高調波の数だけ上記高調波補正信号発生
手段を備え、さらに各高調波補正信号発生手段から出力
される高調波補正信号を合成し最終的な高調波補正信号
として出力する合成手段を付加して成る。
【0017】従って、請求項4に対応する発明の電圧形
系統連系インバータシステムにおいては、抑制対象とす
る高調波が複数次ある場合に、抑制対象とする高調波に
対応する高調波補正信号発生手段で高調波補正信号を生
成し、この生成した高調波補正信号を合成手段で合成し
て、PWM制御手段にその補正信号として与えることに
より、インバータから複数次の高調波を発生させて、商
用交流電源の歪みを原因とするスイッチング指令に発生
する高調波成分と、商用交流電源から交流フィルタに流
れ込む複数次の高調波とを抑制することができる。
【0018】以上により、商用交流電源と系統連系イン
バータとの連系点に流れる高調波を確実に抑制すること
が可能となる。一方、請求項5に対応する発明では、上
記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応する発明
の電圧形系統連系インバータシステムにおいて、商用交
流電源とインバータとの連系点の交流電圧を検出する電
圧変成器からの出力を入力し、当該交流電圧に含まれる
高調波成分を除去するフィルタを付加し、当該フィルタ
からの出力に基づいて、インバータ出力電流制御の制御
信号を得るためのインバータ出力電圧設定値を可変設定
するようにしている。
【0019】従って、請求項5に対応する発明の電圧形
系統連系インバータシステムにおいては、インバータ出
力電流制御の制御信号を得るためのインバータ出力電圧
設定値の設定に、商用交流電源とインバータとの連系点
の交流電圧を検出する電圧変成器からの出力を利用する
場合があり、このとき商用交流電源に暗高調波成分が存
在すると、インバータ出力電流に当該成分が発生するこ
とがあるが、電圧変成器からの出力交流電圧に含まれる
高調波成分をフィルタで除去し、当該高調波成分を除去
した出力に基づいてインバータ出力電圧設定値を可変設
定することにより、インバータ出力電流制御の制御信号
に含まれる高調波成分を除去することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。 (第1の実施形態)図1は、本実施形態による電圧形系
統連系インバータシステムの全体構成例を示すブロック
図であり、図6と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0021】すなわち、本実施形態の電圧形系統連系イ
ンバータシステムは、図1に示すように、高調波検出回
路16、および高調波補正信号発生回路17を、図6に
付加した構成としている。
【0022】ここで、高調波検出回路16は、商用交流
電源8とインバータ3との連系点の交流電圧を検出する
電圧変成器15からの出力を入力し、この交流電圧に含
まれる高調波を検出するものである。
【0023】また、高調波補正信号発生回路17は、高
調波検出回路16により検出された交流電圧の高調波を
入力し、この高調波に基づいて所定次数の高調波補正信
号を出力するものである。
【0024】そして、高調波補正信号発生回路17から
出力される高調波補正信号と、インバータ出力電流制御
の制御信号とを加算して合成し、この合成信号を前記P
WM制御回路13に、その補正信号として与えるように
している。
【0025】図2は、本実施形態の電圧形系統連系イン
バータシステムにおける、上記高調波検出回路16、お
よび高調波補正信号発生回路17の具体的な構成例を示
すブロック図である。
【0026】図2において、高調波検出回路16は、n
次同期信号生成回路16Aと、回転/静止軸変換回路1
6Bと、ローパスフィルタ16Cとから成っている。n
次同期信号生成回路16Aは、前記同期検出回路14か
ら出力される同期信号から、n次同期信号を生成するも
のである。
【0027】また、回転/静止軸変換回路16Bは、n
次同期信号生成回路16Aにより生成されたn次同期信
号に基づいて、電圧変成器15から出力される交流電圧
を回転座標から静止座標に変換し出力するものである。
【0028】さらに、ローパスフィルタ16Cは、回転
/静止軸変換回路16Bから出力される交流電圧中か
ら、所定次数の成分(低次成分)を抽出するものであ
る。一方、高調波補正信号発生回路17は、振幅ゲイン
回路17Aと、位相補正回路17Bと、静止/回転軸変
換回路17Cとから成っている。
【0029】振幅ゲイン回路17Aは、上記ローパスフ
ィルタ16Cからの出力を入力し、出力するn次高調波
補正信号の振幅ゲインを設定するものである。位相補正
回路17Bは、出力するn次高調波補正信号の位相を補
正するものである。
【0030】静止/回転軸変換回路17Cは、振幅ゲイ
ン回路17Aからの出力、および位相補正回路17Bか
らの出力と上記n次同期信号生成回路16Aからの出力
との加算(合成)出力とに基づいて、インバータ3の出
力するn次高調波補正信号を生成するものである。
【0031】次に、以上のように構成した本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムの作用について説明
する。なお、図6と同一部分の作用についてはその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【0032】高調波検出回路16では、商用交流電源8
とインバータ3との連系点の交流電圧を検出する電圧変
成器15からの出力を入力し、交流電圧に含まれる高調
波が検出される。
【0033】すなわち、高調波検出回路16では、商用
交流電源8の出力を電圧変成器15を介して入力し、n
次同期信号生成回路16Aからのn次の同期信号で回転
/静止座標に変換すると、n次の高調波成分は直流に変
換され、他の成分は交流に変換される。
【0034】そして、回転/静止座標変換回路16Bか
らの出力信号を、ローバスフィルタ16Cを通して直流
成分のみ取り出すことにより、n次高調波成分が検出さ
れる。
【0035】一方、高調波補正信号発生回路17では、
高調波検出回路16で検出した交流電圧の高調波を入力
し、PWM制御回路13にn次高調波補正を加えて、イ
ンバータ3で高調波を強制的に発生する。
【0036】これにより、商用交流電源8の歪みを原因
とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、商用
交流電源8からACフィルタ5に流れる低次の高調波と
を抑制することができる。
【0037】すなわち、高調波補正信号発生回路17で
は、検出したn次高調波成分を入力し、振幅ゲイン回路
17Aおよび位相補正回路17Bで振幅ゲイン調整およ
び位相補正を行ない、静止/回転変換回路17Cで静止
/回転変換を行ない、PWM制御回路13にn次高調波
補正信号が出力される。
【0038】以上により、n次高調波補正信号をPWM
制御回路13の制御信号に加えて、商用交流電源8から
ACフィルタ5に流れ込むn次高調波電流をインバータ
3から供給することにより、商用交流電源8と系統連系
インバータとの連系点のn次高調波電流を抑制すること
ができる。
【0039】上述したように、本実施形態では、従来の
電圧形系統連系インバータシステムに、商用交流電源8
とインバータ3との連系点の交流電圧を検出する電圧変
成器15からの出力を入力し、この交流電圧に含まれる
高調波を検出する高調波検出回路16と、高調波検出回
路16により検出された交流電圧の高調波を入力し、こ
の高調波に基づいて所定次数の高調波補正信号を出力す
る高調波補正信号発生回路17とを付加し、高調波補正
信号発生回路17から出力される高調波補正信号と、イ
ンバータ出力電流制御の制御信号とを加算して合成し、
この合成信号をPWM制御回路13にその補正信号とし
て与えるようにしたものである。
【0040】従って、高調波検出回路16で検出した交
流電圧の高調波から、高調波補正信号発生回路17で所
定次数の高調波補正信号を得、この高調波補正信号をイ
ンバータ出力電流制御の制御信号に合成し、この合成信
号をPWM制御回路13の補正信号として与えることが
できるため、インバータ3から高調波を強制的に発生さ
せて、商用交流電源8の歪みを原因とするスイッチング
指令に発生する高調波成分と、商用交流電源8からAC
フィルタ5に流れ込む低次の高調波とを抑制することが
できる。
【0041】これにより、商用交流電源8と系統連系イ
ンバータとの連系点に流れる高調波を確実に抑制するこ
とが可能となる。 (第2の実施形態)図3は、本実施形態の電圧形系統連
系インバータシステムにおける、上記高調波検出回路1
6、および高調波補正信号発生回路17の具体的な構成
例を示すブロック図である。
【0042】図3において、高調波検出回路16は、n
次同期信号生成回路16Aから成っている。n次同期信
号生成回路16Aは、前記同期検出回路14から出力さ
れる同期信号から、n次同期信号を生成するものであ
る。
【0043】一方、高調波補正信号発生回路17は、振
幅設定回路17Dと、位相設定回路17Eと、静止/回
転軸変換回路17Cとから成っている。振幅設定回路1
7Dは、出力するn次高調波補正信号の振幅を設定する
ものである。
【0044】位相設定回路17Eは、出力するn次高調
波補正信号の振幅を設定するものである。静止/回転軸
変換回路17Cは、振幅設定回路17Dからの出力、お
よび位相設定回路17Eからの出力と上記n次同期信号
生成回路16Aからの出力との加算(合成)出力とに基
づいて、インバータ3の出力するn次高調波補正信号を
生成するものである。
【0045】次に、以上のように構成した本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムの作用について説明
する。高調波検出回路16のn次同期信号生成回路16
Aでは、同期検出回路14の同期信号から、n次同期信
号が生成される。
【0046】一方、高調波補正信号発生回路17の振幅
設定回路17Dと位相設定回路17Eでは、静止/回転
変換回路17Cで出力するn次高調波の振幅と位相が設
定される。
【0047】静止/回転変換回路17Cでは、振幅設定
回路17Dからの出力、および位相設定回路17Eの出
力とn次同期信号生成回路16Aの出力との加算(合
成)出力を入力し、PWM制御回路13にn次高調波補
正を加えて、インバータ3で高調波を強制的に発生す
る。
【0048】これにより、商用交流電源8の歪みを原因
とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、商用
交流電源8からACフィルタ5に流れる低次の高調波と
を抑制することができる。
【0049】以上により、商用交流電源8に含まれる高
調波の位相と振幅が一定であれば、振幅設定回路17D
と位相設定回路17Eで設定した固定のn次高調波を発
生することにより、商用交流電源8からACフィルタ5
に流れ込む系統連系インバータシステムの連系点のn次
高調波電流を抑制することができる。
【0050】上述したように、本実施形態では、従来の
電圧形系統連系インバータシステムに、振幅設定17D
および位相設定17Eに基づいて、インバータ3の出力
する所定次数の高調波補正信号を出力する高調波補正信
号発生回路17とを付加し、高調波補正信号発生回路1
7から出力される高調波補正信号と、インバータ出力電
流制御の制御信号とを加算して合成し、この合成信号を
PWM制御回路13にその補正信号として与えるように
したものである。
【0051】従って、振幅設定17Dおよび位相設定1
7Eから、高調波補正信号発生回路17で所定次数の高
調波補正信号を得、この高調波補正信号をインバータ出
力電流制御の制御信号に合成し、この合成信号をPWM
制御回路13の補正信号として与えることができるた
め、インバータ3から高調波を強制的に発生させて、商
用交流電源8の歪みを原因とするスイッチング指令に発
生する高調波成分と、商用交流電源8からACフィルタ
5に流れ込む低次の高調波とを抑制することができる。
【0052】これにより、商用交流電源8と系統連系イ
ンバータとの連系点に流れる高調波を確実に抑制するこ
とが可能となる。 (第3の実施形態)図4は、本実施形態による電圧形系
統連系インバータシステムの構成例を示すブロック図で
あり、図1および図2と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【0053】すなわち、本実施形態の電圧形系統連系イ
ンバータシステムは、抑制対象とする高調波の次数が複
数(3次,5次,7次・・・・)である場合のものであ
り、図4に示すように、前記高調波検出回路16、およ
び高調波補正信号発生回路17を含めて、抑制対象とす
る高調波の数だけ、同一構成を有する高調波検出回路1
6´、および高調波補正信号発生回路17´を備え、さ
らに各高調波補正信号発生回路17,17´から出力さ
れる複数次数分生成した高調波補正信号を合成し、最終
的な高調波補正信号として出力する合成回路18を、図
2に付加した構成としている。
【0054】次に、以上のように構成した本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムの作用について説明
する。なお、図1および図2と同一部分の作用について
はその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。
【0055】図4において、抑制対象とする高調波が複
数次ある場合、抑制対象とする高調波に対応する高調波
検出回路16,16´・・で、交流電圧に含まれる高調
波が検出され、これらの高調波から高調波補正信号発生
回路17,17´・・・で、複数次数分の高調波補正信
号が生成される。
【0056】合成回路18では、これら複数次数分の高
調波補正信号が合成されて、最終的な高調波補正信号が
得られる。そして、この高調波補正信号をPWM制御回
路13に与えて複数次高調波補正を加えることにより、
インバータ3で複数次の高調波を強制的に発生する。
【0057】これにより、商用交流電源8の歪みを原因
とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、商用
交流電源8からACフィルタ5に流れる複数次の高調波
とを抑制することができる。
【0058】以上により、複数次高調波補正信号をPW
M制御回路13の制御信号に加えて、商用交流電源8か
らACフィルタ5に流れ込む複数次の高調波電流をイン
バータ3から供給することにより、商用交流電源8と系
統連系インバータとの連系点の複数次高調波電流を抑制
することができる。
【0059】上述したように、本実施形態では、前記第
1の実施形態の電圧形系統連系インバータシステムにお
いて、抑制対象とする高調波の次数が複数である場合、
当該高調波の数だけ高調波検出回路16,16´および
高調波補正信号発生回路17,17´をそれぞれ備え、
さらに各高調波補正信号発生回路17,17´から出力
される高調波補正信号を合成し最終的な高調波補正信号
として出力する合成回路18を付加するようにしたもの
である。
【0060】従って、抑制対象とする高調波が複数次あ
る場合に、抑制対象とする高調波に対応する高調波検出
回路16,16´で検出した交流電圧の高調波から、高
調波補正信号発生回路17,17´で複数次数の高調波
補正信号を得、これら複数次数の高調波補正信号を合成
回路18で合成し、この合成信号をインバータ出力電流
制御の制御信号に合成し、この合成信号をPWM制御回
路13の補正信号として与えることができるため、イン
バータ3から複数次の高調波を強制的に発生させて、商
用交流電源8の歪みを原因とするスイッチング指令に発
生する高調波成分と、商用交流電源8からACフィルタ
5に流れ込む複数次の高調波とを抑制することができ
る。
【0061】これにより、商用交流電源8と系統連系イ
ンバータとの連系点に流れる複数次の高調波を確実に抑
制することが可能となる。 (第4の実施形態)図5は、本実施形態による電圧形系
統連系インバータシステムの構成例を示すブロック図で
あり、図1および図3と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
【0062】すなわち、本実施形態の電圧形系統連系イ
ンバータシステムは、抑制対象とする高調波の次数が複
数(3次,5次,7次・・・・)である場合のものであ
り、図5に示すように、前記高調波補正信号発生回路1
7を含めて、抑制対象とする高調波の数だけ、同一構成
を有する高調波補正信号発生回路17´を備え、さらに
各高調波補正信号発生回路17,17´から出力される
複数次数分生成した高調波補正信号を合成し、最終的な
高調波補正信号として出力する合成回路19を、図3に
付加した構成としている。
【0063】なお、図5では、実施の便宜上、前記高調
波検出回路16を含めて、抑制対象とする高調波の数だ
け、同一構成を有する高調波検出回路16´を備えた場
合に着いて示している。
【0064】次に、以上のように構成した本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムの作用について説明
する。なお、図1および図3と同一部分の作用について
はその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。
【0065】図5において、抑制対象とする高調波が複
数次ある場合、抑制対象とする高調波に対応する高調波
から高調波補正信号発生回路17,17´・・・で、複
数次数分の高調波補正信号が生成される。
【0066】合成回路19では、これら複数次数分の高
調波補正信号が合成されて、最終的な高調波補正信号が
得られる。そして、この高調波補正信号をPWM制御回
路13に与えて複数次高調波補正を加えることにより、
インバータ3で複数次の高調波を強制的に発生する。
【0067】これにより、商用交流電源8の歪みを原因
とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、商用
交流電源8からACフィルタ5に流れる複数次の高調波
とを抑制することができる。
【0068】以上により、複数次高調波補正信号をPW
M制御回路13の制御信号に加えて、商用交流電源8か
らACフィルタ5に流れ込む複数次の高調波電流をイン
バータ3から供給することにより、商用交流電源8と系
統連系インバータとの連系点の複数次高調波電流を抑制
することができる。
【0069】(他の実施形態)すなわち、本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムは、前述した第1乃
至第4のいずれか一つの実施形態において、商用交流電
源8とインバータ3との連系点の交流電圧を検出する電
圧変成器15からインバータ出力電圧設定12に至る信
号経路の途中に、電圧変成器15からの出力を入力し、
この交流電圧に含まれる高調波成分を除去するフィルタ
を付加し、このフィルタからの出力に基づいて、前記イ
ンバータ出力電流制御の制御信号を得るためのインバー
タ出力電圧設定値を可変設定するようにしている。
【0070】次に、以上のように構成した本実施形態の
電圧形系統連系インバータシステムの作用について説明
する。前述した図6の従来の電圧形系統連系インバータ
システムにおいては、インバータ出力電流制御の制御信
号を得るためのインバータ出力電圧設定12の設定に、
商用交流電源8とインバータ3との連系点の交流電圧を
検出する電圧変成器15からの出力を利用する場合があ
る。そして、この場合に、商用交流電源8に暗高調波成
分が存在すると、インバータ3の出力電流にその成分が
発生することになり(増幅することもあり得る)、好ま
しくない。
【0071】この点、本実施形態では、電圧変成器15
からの出力交流電圧に含まれる高調波成分をフィルタで
除去し、この高調波成分を除去した出力に基づいてイン
バータ出力電圧設定12を可変設定することにより、イ
ンバータ出力電流制御の制御信号に含まれる高調波成分
を除去することができる。
【0072】
【発明の効果】以上説明したように、直流電源を入力し
て交流電力に変換するインバータを、交流フィルタおよ
び系統連系点に設けられた遮断器を介して商用交流電源
と連系し、交流電力を供給する電圧形系統連系インバー
タシステムにおいて、請求項1に対応する発明によれ
ば、商用交流電源とインバータとの連系点の交流電圧を
検出する電圧変成器からの出力を入力し、当該交流電圧
に含まれる高調波を検出する高調波検出手段と、高調波
検出手段により検出された交流電圧の高調波を入力し、
当該高調波に基づいて所定次数の高調波補正信号を出力
する高調波補正信号発生手段と、高調波補正信号発生手
段から出力される高調波補正信号とインバータ出力電流
制御の制御信号とを合成し、当該合成信号に基づいてイ
ンバータをパルス幅変調(PWM)制御するPWM制御
手段とを備えるようにしたので、商用交流電源の歪みを
原因とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、
商用交流電源からACフィルタに流れ込む低次の高調波
とを抑制して、商用交流電源と系統連系インバータとの
連系点に流れる高調波を確実に抑制することが可能な電
圧形系統連系インバータシステムが提供できる。
【0073】また、請求項2に対応する発明によれば、
振幅設定および位相設定に基づいて、インバータの出力
する所定次数の高調波補正信号を出力する高調波補正信
号発生手段と、高調波補正信号発生手段から出力される
高調波補正信号とインバータ出力電流制御の制御信号と
を合成し、当該合成信号に基づいてインバータをパルス
幅変調(PWM)制御するPWM制御手段とを備えるよ
うにしたので、商用交流電源の歪みを原因とするスイッ
チング指令に発生する高調波成分と、商用交流電源から
ACフィルタに流れ込む低次の高調波とを抑制して、商
用交流電源と系統連系インバータとの連系点に流れる高
調波を確実に抑制することが可能な電圧形系統連系イン
バータシステムが提供できる。
【0074】一方、請求項3に対応する発明によれば、
上記請求項1に対応する発明の電圧形系統連系インバー
タシステムにおいて、抑制対象とする高調波の次数が複
数である場合、当該高調波の数だけ上記高調波検出手段
および高調波補正信号発生手段をそれぞれ備え、さらに
各高調波補正信号発生手段から出力される高調波補正信
号を合成し最終的な高調波補正信号として出力する合成
手段を付加するようにしたので、商用交流電源の歪みを
原因とするスイッチング指令に発生する高調波成分と、
商用交流電源からACフィルタに流れ込む複数次の高調
波とを抑制して、商用交流電源と系統連系インバータと
の連系点に流れる複数次の高調波を確実に抑制すること
が可能な電圧形系統連系インバータシステムが提供でき
る。
【0075】また、請求項4に対応する発明によれば、
上記請求項2に対応する発明の電圧形系統連系インバー
タシステムにおいて、抑制対象とする高調波の次数が複
数である場合、当該高調波の数だけ上記高調波補正信号
発生手段を備え、さらに各高調波補正信号発生手段から
出力される高調波補正信号を合成し最終的な高調波補正
信号として出力する合成手段を付加するようにしたの
で、商用交流電源の歪みを原因とするスイッチング指令
に発生する高調波成分と、商用交流電源からACフィル
タに流れ込む複数次の高調波とを抑制して、商用交流電
源と系統連系インバータとの連系点に流れる複数次の高
調波を確実に抑制することが可能な電圧形系統連系イン
バータシステムが提供できる。
【0076】一方、請求項5に対応する発明によれば、
上記請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応する発
明の電圧形系統連系インバータシステムにおいて、商用
交流電源とインバータとの連系点の交流電圧を検出する
電圧変成器からの出力を入力し、当該交流電圧に含まれ
る高調波成分を除去するフィルタを付加し、当該フィル
タからの出力に基づいて、インバータ出力電流制御の制
御信号を得るためのインバータ出力電圧設定値を可変設
定するようにしたので、インバータ出力電流制御の制御
信号に含まれる高調波成分を除去することが可能な電圧
形系統連系インバータシステムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電圧形系統連系インバータシステ
ムの全体構成例を示すブロック図。
【図2】本発明による電圧形系統連系インバータシステ
ムの第1の実施形態を示すブロック図。
【図3】本発明による電圧形系統連系インバータシステ
ムの第2の実施形態を示すブロック図。
【図4】本発明による電圧形系統連系インバータシステ
ムの第3の実施形態を示すブロック図。
【図5】本発明による電圧形系統連系インバータシステ
ムの第4の実施形態を示すブロック図。
【図6】従来の電圧形系統連系インバータシステムの回
路構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
1…直流電源、 2…直流コンデンサ、 3…インバータ、 4…変圧器、 5…ACフィルタ、 6…リアクトル、 7…遮断器、 8…商用交流電源、 9…出力基準、 10…変流器、 11…インバータ電流制御回路、 12…インバータ出力電圧設定、 13…PWM制御回路、 14…同期検出回路、 15…電圧変成器、 16,16´…高調波検出回路、 17,17´…高調波補正信号発生回路、 16A…n次同期信号生成回路、 16B…回転/静止軸変換回路、 16C…ローパスフィルタ、 17A…振幅ゲイン回路、 17B…位相補正回路、 17C…静止/回転軸変換回路、 17D…振幅設定回路、 17E…位相設定回路、 18…合成回路、 19…合成回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 博 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を入力して交流電力に変換する
    インバータを、交流フィルタおよび系統連系点に設けら
    れた遮断器を介して商用交流電源と連系し、交流電力を
    供給する電圧形系統連系インバータシステムにおいて、 前記商用交流電源とインバータとの連系点の交流電圧を
    検出する電圧変成器からの出力を入力し、当該交流電圧
    に含まれる高調波を検出する高調波検出手段と、 前記高調波検出手段により検出された交流電圧の高調波
    を入力し、当該高調波に基づいて所定次数の高調波補正
    信号を出力する高調波補正信号発生手段と、 前記高調波補正信号発生手段から出力される高調波補正
    信号とインバータ出力電流制御の制御信号とを合成し、
    当該合成信号に基づいて前記インバータをパルス幅変調
    (PWM)制御するPWM制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧形系統連系インバー
    タシステム。
  2. 【請求項2】 直流電源を入力して交流電力に変換する
    インバータを、交流フィルタおよび系統連系点に設けら
    れた遮断器を介して商用交流電源と連系し、交流電力を
    供給する電圧形系統連系インバータシステムにおいて、 振幅設定および位相設定に基づいて、前記インバータの
    出力する所定次数の高調波補正信号を出力する高調波補
    正信号発生手段と、 前記高調波補正信号発生手段から出力される高調波補正
    信号とインバータ出力電流制御の制御信号とを合成し、
    当該合成信号に基づいて前記インバータをパルス幅変調
    (PWM)制御するPWM制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧形系統連系インバー
    タシステム。
  3. 【請求項3】 前記請求項1に記載の電圧形系統連系イ
    ンバータシステムにおいて、 抑制対象とする高調波の次数が複数である場合、 前記高調波の数だけ前記高調波検出手段および高調波補
    正信号発生手段をそれぞれ備え、 さらに前記各高調波補正信号発生手段から出力される高
    調波補正信号を合成し最終的な高調波補正信号として出
    力する合成手段を付加して成ることを特徴とする電圧形
    系統連系インバータシステム。
  4. 【請求項4】 前記請求項2に記載の電圧形系統連系イ
    ンバータシステムにおいて、 抑制対象とする高調波の次数が複数である場合、 前記高調波の数だけ前記高調波補正信号発生手段を備
    え、 さらに前記各高調波補正信号発生手段から出力される高
    調波補正信号を合成し最終的な高調波補正信号として出
    力する合成手段を付加して成ることを特徴とする電圧形
    系統連系インバータシステム。
  5. 【請求項5】 前記請求項1乃至請求項4のいずれか1
    項に記載の電圧形系統連系インバータシステムにおい
    て、 前記商用交流電源とインバータとの連系点の交流電圧を
    検出する電圧変成器からの出力を入力し、当該交流電圧
    に含まれる高調波成分を除去するフィルタを付加し、 前記フィルタからの出力に基づいて、前記インバータ出
    力電流制御の制御信号を得るためのインバータ出力電圧
    設定値を可変設定するようにしたことを特徴とする電圧
    形系統連系インバータシステム。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008131735A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Meidensha Corp インバータの出力電圧制御装置
JP2009247136A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Hitachi Ltd 電力変換装置およびその高調波電流抑制方法
JP2016086574A (ja) * 2014-10-28 2016-05-19 三菱電機株式会社 単独運転検出用の制御装置、および単独運転検出装置
JP2017070186A (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 株式会社日立製作所 高調波消去ユニット及び高調波消去の方法
JP2018183035A (ja) * 2017-04-03 2018-11-15 住友電気工業株式会社 電力変換装置及びその制御方法

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