JPS5932974B2 - 電力系統に連系するインバ−タの制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電力系統に連系するインバータの制御方式に関
する。

異なる系統の交流電源を並列運転するには、従来より、
無効電力の偏差で、各交流電源間の電圧差を、有効電力
の偏差で各交流電源間の位相差をそれぞれ制御すること
が知られている。

インバータと電力系統とを連系する場合は、電力系統は
制御で貴ないのでインバータの出力電圧、位相を制御す
ることになる。第１図によりインバータの制御方式の従
来例を説明する。図中、１０は直流電源で、インバータ
１１により交流に変換され、さらに後続の交流フィルタ
１２で正弦波に整形した後サイリスタしや断器１３を介
して、電力系統１４へ接続される。

制御回路１００にあつては、電圧基準３０と交流フィル
タ１２の出力電圧２１とを比較し、その偏差３５ａは切
替スイッチ３５を介して誤差増幅器３３へ印加される。
無効電力基準３１と無効電Ｊ力トランスジューサ３２の
出力とを比較し、その偏差３５ｂは切替スイッチ３５を
介して誤差増幅器３３に印加され、誤差増幅器３３の出
力は電圧制御回路３４の入力となつている。同様に、有
効電力基準４０と有効電力トランスジューサ４１のｊ
出力とを比較し、その偏差４２ａは誤差増幅器４２の入
カヘ加えられ、誤差増幅器４２の出力はフェーズロック
ループ（ｐｈａｓｅｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐ）いわゆるＰ
ＬＬ回路の一つの入力゛゜イ’’となつている。４４は
分周器でＰＬＬ回路４３の出力周波フ数を分周し、その
出力はＰＬＬ回路４３の他の一つの入力゛ハ’’となる
。

ＰＬＬ回路４３の他の一つの入力゛口’’には、電力系
統１４の電圧２２が位相基準として与えられる。ここで
Ｐ１、Ｌ回路４３は周知の回路であるが簡単に説明する
に、第５２図はＰＬＬ回路のブロック図のｌ例であり、
ＰＬＬ回路４３の構成は位相誤差検出器ＰＨＤ）低域濾
波器ＬＰＦそして電圧制御発振器ＶＣＯから構成される
。これ等各要素の概要を説明すると、位相誤差検出器Ｐ
ＨＤは位相基準信号”口”と位相帰還信号“バとの位相
差に比例した信号”二゛を発生する。この位相差に比例
した信号６二”が低域済波器ＬＰＦの入力となり、この
低域済波器ＬＰＦで高調波成分を除去すると共に、位相
誤差を増幅する。そして電圧制御発振器ＶＣＯは低域済
波器ＬＰＦの出力６ホ”に比例した周波数を出力し、こ
の電圧制御発振器ＶＣＯの出力６べは、分周器４４へ接
続される。分周器４４の段数をＮとすれば、電圧制御発
振器ＶＣＯの発振周波数は、位相基準信号“口゛のＮ倍
となる。ここでＮはインバータの相数により、任意の整
数に選ばれる。分周器４４の出力は位相誤差検出器ＰＨ
Ｄの位相帰還信号”バとなつているので、電圧制御発振
器ＶＣＯの発振周波数は位相基準信号゛口１と位相帰還
信号６バ゜との位相が一致するように自動制御される。
ここで、ＰＬＬ回路４３の一つの入力゛イ”の働きは、
低減沢波器ＬＰＦへ信号を与えることにより位相基準信
号６口゛と位相帰還信号゛バとの位相差を任意に設定可
能となる。再び第１図に戻りその動作の説明を行うと、
ＰＬＬ回路４３の位相基準信号６口゛としては電力系統
１４の位相が印加されているので、ＰＬＬ回路４３の出
力周波数は電力系統１４の位相と同期し、従つてインバ
ータ１１の位相も電力系統１４の位相と同期している。
サイリスタしや断器１３が開状態ではスイツチ３５は偏
差３５ａを選択しており、交流フイルタ１２の出力電圧
２１が電圧基準３０に等しくなるようインバータ１１の
出力電圧１１ａが自動制御される。また、誤差増幅器４
２の入出力は、図示しないスイツチで短絡されており、
有効電力の偏差４２ａによるインバータの位相を制御す
る自動制御回路は形成されていない。次にサイリスタし
や断器１３を閉状態にすると、切換スイツチ３５は偏差
３５ｂを選択しインバータ１１の無効電力が無効電力基
準３１と等しくなるよう、インバータ１１の出力電圧１
１ａが自動制御される。同様にサイリスタしや断器１３
を閉状態とすると同時に、誤差増幅器４２の入出力の短
絡が解除され、インバータ１１の有効電力が有効電力基
準４０と等しくなるようインバータ１１の位相が自動制
御される。かかる従来の電力系統に連系するインバータ
の制御方式においては、インバータ１１の無効電力が常
に無効電力基準３１と等しくなるよう自動制御されるた
め、電力系統１４の電圧が変動する場合（いわゆる電力
系統が弱い場合）電力系統１４の電圧に追従してインバ
ータ１１の出力電圧も変動することになり、インバータ
１１は電力系統１４の安定度向上に何ら寄与していない
という欠点があつた。

本発明の目的はこの点にかんがみ、電力系統１４の電圧
が変動する場合でもインバータ１１の定格容量の許容値
内で電力系統１４の電圧を一定電圧に制御し、従つて電
力系統１４の安定度向上に効果的な電力系統に連系する
インバータの制御方式を提供することにある。

以下本発明の一実施例を第３図を参照して説明する。

この第３図で（ま、第１図と同符号のものは同一機能の
ものであるからそれらの説明は省略する。第３図で第１
図と異なる点は、誤差増幅器３３の入出力間に誤差増幅
器３３の出力を制限する制限回路３３１が接続され、誤
差増幅器３３の後段に誤差増幅器３３の出力と無効電力
トランスジユーサ３２の出力との偏差を増幅する誤差増
幅器３２１が設けられている点にあり、メジヤーループ
でフィルタ１２の出力電圧２１を、マイナーループでイ
ンバータ１１の無効電力を制御している。サイリスタし
や断器が開状態では、交流フイルタ１２の出力電圧２１
が電圧基準３０に等しくなるようインバータ１１の出力
電圧１１ａが自動制御される。

次にサイリスタしや断器を閉とすると、インバータ１１
の出力電圧１１ａと電力系統１４の電圧が一致していれ
ばインバータ１１、電力系統１４間との無効電力の授受
は行なわれない。

仮に、電力系統１４の電圧が電圧基準より低い場合には
、インバータ１１より無効電力を電力系統１４へ供給し
、電力系統１４の電圧が電圧基準３０と等しくなるべく
インバータ１１の出力電圧１１ａが高くなるよう自動制
御される。逆に電力系統１４の電圧が電圧基準３０より
高い場合は電力系統１４が無効電力をインバータへ供給
し、電力系統１４の電圧が電圧基準３０と等しくなるべ
くインバータの出力電圧が低くなるよう自動制御される
。ところが、インバータ１１には許容できる無効電力の
上限値があり、上限値以上の無効電力に対しては過負荷
とならないような考慮が必要となる。第３図において、
誤差増１幅器３３に入力される電圧基準３０と交流フイ
ルタ１２の電圧の偏差が大となり、誤差増幅器３３の出
力が制限回路３３１の制限値以上になろうとすると、誤
差増幅器３３の出力は制限回路３３１の制限値に制限さ
れる。従つてこの制限値が無効電力の基準値となり、誤
差増幅器３３による交流フィルタ１２の出力電圧の自動
制御に優先してインバータ１１の無効電力は誤差増幅器
３２１により一定に自動制御される。即ち、本発明によ
ればインバータ１１の定格容量の許容値内ではインバー
タ１１が電力系統１４の電圧変動の抑制に寄与するよう
に動作すると共に、電力系統の大幅な電圧変動によるイ
ンバータ１１の過負荷を防止することができる。また、
有効電力基準４０の大きさｊこ応じて制限回路３３１の
制限値を可変とし、例えば有効電力基準４０が小さい場
合に制限回路３３１の制限値を大とし無効電力の上限値
を大とすることによつて電力系統の電圧変動を抑制する
効果を更に大ならしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電力系統に連系するインバータ制御方式
のプロツク図、第２図は第１図のＰＬＬ回路の具体的回
路構成図、第３図は本発明の一実施例を示すプロツク図
である。 １０・・・・・・直流電源、１１・・・・・・インバー
タ、１２・・・・・・交流フイルタ、１３・・・・・・
サイリスタしや断器、１４・・・・・・電力系統、２０
・・・・・・交流フイルタ出力電流、２１・・・・・・
交流フイルタ出力電圧、２２・・・・・・電力系統の電
圧、３０・・・・・・電圧基準、３１・・・・・・無効
電力基準、３２・・・・・・無効電力トランスジユーサ
、３３，４２・・・・・・誤差増幅器、３４・・・・・
・電圧制御回路、３５・・・・・・切替スイツチ、４０
・・・・・・有効電力基準、４１・・・・・・有効電力
トランスジユーサ、４３・・・・・・ＰＬＬ回路、４４
・・・・・・カウンタ、３２１・・・・・・誤差増幅器
、３３１・・・・・・制限回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電力系統の無効電力、有効電力をこの電力系統に連
   系するインバータによつて制御するものにおいて、前記
   インバータの無効電力制御系に無効電力制限回路を設け
   ると共にその制限値を有効電力の基準値に応じて可変と
   し、前記インバータの定格容量内では前記電力系統の電
   圧が電圧基準と等しくなるように制御し、前記電力系統
   の大幅な電力変動に対しては、前記インバータの無効電
   力の上限値が一定となるように前記インバータを制御す
   るようにしたことを特徴とする電力系統に連系するイン
   バータの制御方式。