JPS60160338A - Synchronous energization control circuit of system series inverter - Google Patents
Synchronous energization control circuit of system series inverterInfo
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- JPS60160338A JPS60160338A JP59011065A JP1106584A JPS60160338A JP S60160338 A JPS60160338 A JP S60160338A JP 59011065 A JP59011065 A JP 59011065A JP 1106584 A JP1106584 A JP 1106584A JP S60160338 A JPS60160338 A JP S60160338A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、系統に投入されてこれと連系運転される電
圧形自励インバータの同期投入用制御回路に関する。一
般に、電圧形インバータを系統に投入する場合にはイン
バータ電圧をまず確立し、その後、機械的なスイッチ等
を介して系統とインバータ間の電路を閉じることにより
行なうが、このとき系統とインバータ間の電位差によっ
て生じるショックは、できるだけ抑制することが必要で
あるＯ
〔従来技術とその問題点〕
出願人は、系統連系運転を行なう電圧形自動インバータ
システムにおいて、有効電力と無効電力とを互いに非干
渉（独立）に制御し、これによって過渡応答特性を改善
する制御システムを既に提案している（特願昭５８−８
４２１２号）。この制御システムについて、更に詳細に
検討してみると、インバータを起動してこれを系統に投
入するときの同期投入制御を如何に行なうかについての
問題が残されている。すなわち、系統連糸インバータの
系統への投入動作は、システムの安全性を考慮する上で
の重要なポイントの１つであり、従来の制御系でもこれ
に対処する構成がとられている。例えば、投入前にイン
バータ出力電圧の大き ９−
さおよび位相（周波数）を系統電圧のそれらに対して所
望の値（通常に一致）となるように、開ループまたは閉
ループ制御し、投入前のショックを抑制するようにして
いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a control circuit for synchronizing a voltage-type self-excited inverter that is connected to a power grid and operated in connection therewith. Generally, when a voltage source inverter is connected to a power grid, the inverter voltage is first established, and then the electrical path between the power grid and the inverter is closed using a mechanical switch, etc. It is necessary to suppress the shock caused by the potential difference as much as possible. [Prior art and its problems] The applicant has proposed a method for controlling active power and reactive power so that they do not interfere with each other in a voltage-type automatic inverter system that performs grid-connected operation. have already proposed a control system that improves the transient response characteristics by independently controlling the
No. 4212). When this control system is examined in more detail, there remains the problem of how to perform synchronization control when starting up the inverter and putting it into the grid. That is, the operation of supplying the grid-connected inverter to the grid is one of the important points when considering the safety of the system, and conventional control systems are also configured to deal with this. For example, before power-on, the magnitude and phase (frequency) of the inverter output voltage are controlled in an open-loop or closed-loop manner so that the magnitude and phase (frequency) of the inverter output voltage are the desired values (corresponding to normal values) with respect to those of the grid voltage, and a shock before power-on is applied. I'm trying to suppress it.
しかしながら、開ループ制御方式では、系統電圧や周波
数の変動によって調整が微妙にずれる結果、投入時に大
きなショックが生じてしまうという問題があった。一方
、閉ループ制御方式では、系統連系インバータシステム
の最も内側のループがこの電圧と位相の制御ループとな
るため、電流制御を高速に行なう電流マイナループを設
けることができず、したがって、過渡的な電流を迅速に
抑制することができないという難点があった。However, the open-loop control method has the problem that the adjustment is slightly deviated due to fluctuations in system voltage and frequency, resulting in a large shock when the power is turned on. On the other hand, in the closed-loop control method, the innermost loop of the grid-connected inverter system is the voltage and phase control loop, so it is not possible to provide a current minor loop for high-speed current control, and therefore, transient current The problem was that it could not be suppressed quickly.
この発明は、既に提案しているインバータの有効１．無
効電力制御系に対してもその制御性能に悪影響を及ぼす
ことなく、ショックレスの同期投入が可能な制御回路を
提供することを主たる目的とするものである。さらに、
この同期投入用制御回路は系統電圧変動１周波数変動等
に関係なく機能すること、また高速の電流マイナループ
を形成することができるようにするとともに、従来の一
般的な系統連系インバータ制御系にも適用し得るように
することを目的とするものである０〔発明の要点〕
この発明は、系統電圧を基準にして、インバータ出力電
圧の同相成分と直交成分とを検出してこれらをそれぞれ
調節制御する制御ループを新たに並設し、系統投入前に
はこの制御ループによってインバータ電圧と位相とを所
望の値に制御し、投入と同時にこのループを投入直前の
状態にロックすることにより、既存の制御系の性能には
全く影響を及ぼすことなく、ショックレスな同期投入制
御を可能にするものである。なお、この制御回路は前記
制御系だけでなく、一般的な系統連系インバータの制御
系にも適用することが可能であり、これによって同期投
入時または投入後の制御性能の向上を図るものである。This invention has advantages of the already proposed inverter: 1. The main object of the present invention is to provide a control circuit that can perform shockless synchronization without adversely affecting the control performance of a reactive power control system. moreover,
This synchronization control circuit is designed to function regardless of grid voltage fluctuations, frequency fluctuations, etc., and to form a high-speed current minor loop. [Summary of the Invention] This invention detects the in-phase component and quadrature component of the inverter output voltage based on the grid voltage, and adjusts and controls these components respectively. A new control loop is installed in parallel to control the inverter voltage and phase, and this control loop controls the inverter voltage and phase to the desired values before the system is turned on, and when the system is turned on, this loop is locked to the state immediately before the system is turned on. This enables shockless synchronization control without affecting the performance of the control system at all. This control circuit can be applied not only to the control system described above, but also to the control system of a general grid-connected inverter, thereby improving control performance at or after synchronization. be.
図はこの発明の実施例を示す構成図である。図において
、１は有効電力設定器、２は無効電力設定器、３は有効
電力調節器、４は無効電力調節器、５１ ａ ５２は電
流調節器（ＡＣＲ）、６，２２．２３はベクトル演算器
、１１は直流電源、１２は電圧形自励インバータ、１３
はトランス、１４ｕ、交流リアクトル、１５はスイッチ
、１６は電力系統、２０は同期投入用制御回路、２１１
ｔ２１２は３相−２相変換器、２４は設定器、２５１ｅ
２５２は電圧調節器（ＡＶ凡）、２６１〜２６３は加算
器である。The figure is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an active power setting device, 2 is a reactive power setting device, 3 is an active power regulator, 4 is a reactive power regulator, 51 a 52 is a current regulator (ACR), and 6, 22.23 are vector calculations. 11 is a DC power supply, 12 is a voltage type self-excited inverter, 13
14 is a transformer, 14u is an AC reactor, 15 is a switch, 16 is a power system, 20 is a synchronization control circuit, 211
t212 is a 3-phase to 2-phase converter, 24 is a setting device, 251e
252 is a voltage regulator (AV standard), and 261 to 263 are adders.
まず、電圧形インバータ１２が系統１６に投入されてい
る場合について考える。First, consider the case where the voltage source inverter 12 is connected to the grid 16.
このとき、スイッチ１５は閉成されており、直流電源１
１からの直流電力は、電圧形自励インバータ１２により
所望の電圧と周波数の交流電力に変換され、これがトラ
ンス１３およびリアクトル１４を介して電力系統１６に
供給される。一方、設定器１，２にそれぞれ設定される
有効電力、無効電力の各設定値Ｐ＊、 Ｑ＊は、系統電
圧Ｖｓ （またはインバータ出力電圧■Ｉ）とインバー
タ出力電流とから図示されない検出器によって検出され
る有効電力、無効電力の各検出値（実際値）Ｐ。At this time, the switch 15 is closed, and the DC power supply 1
1 is converted into AC power of a desired voltage and frequency by a voltage-type self-excited inverter 12, and this is supplied to an electric power system 16 via a transformer 13 and a reactor 14. On the other hand, each set value P*, Q* of active power and reactive power set in setting devices 1 and 2, respectively, is determined by a detector (not shown) from the grid voltage Vs (or inverter output voltage ■I) and inverter output current. Each detection value (actual value) P of detected active power and reactive power.
Ｑと比較された後、ＰＩ（比例・積分）要素からなる有
効電力調節器３．無効電力調節器４にそれぞれ入力され
る。なお、（・）印を付加した記号はベクトル量である
ことを示している。これら調節器３．４による調節演算
の結果、その出力側には出力電流の系統電圧と同相の成
分（Ｉａ）と直交する成分（Ｉｑ）の各目標値■ｄ＊、
■ｑ＊が得られるが、これは、系統電圧Ｖｓが一定の条
件下では、Ｐ。After being compared with Q, an active power regulator consisting of a PI (proportional-integral) element3. Each is input to the reactive power controller 4. Note that the symbol with a (•) mark indicates that it is a vector quantity. As a result of the adjustment calculations by these regulators 3.4, each target value ■d* of the component (Ia) of the output current that is in phase with the system voltage and the component (Iq) orthogonal to the system voltage is displayed on the output side.
■q* is obtained, which is P under the condition that the system voltage Vs is constant.
ＱがそれぞれＩｄ、Ｉ９に比例することに依るものであ
る。電流調節器５１ ＋ ５２は、これら目標値■ｄ＊
、Ｉ、＊とその検出値Ｉｄ 、 Ｉｑとの偏差が零とな
るように所定の演算を行ない、系統電圧Ｖｓと同相の成
分ｖｄ、直交する成分■ｑとを出力するが、これｔｆ、
ＩｄとｖｑおよびＩｑとｖｄがそれぞれ比例関係にある
ためである。ベクトル演算器６Ｆｉ、良く知られている
ように演算増幅器、掛算器および割算器等より構成され
、上記各電流調節器５１゜５２からの出力Ｖｑ、 ｖｄ
にもとづいてインバータ１２が出力すべき電圧の大きさ
１Ｖｉｌと位相ψについての制御信号を出力する。This is due to the fact that Q is proportional to Id and I9, respectively. The current regulators 51 + 52 adjust these target values ■d*
A predetermined calculation is performed so that the deviation between , I, * and its detected values Id and Iq becomes zero, and a component vd that is in phase with the system voltage Vs and a component ■q that is orthogonal to the system voltage Vs are output.
This is because Id and vq and Iq and vd are each in a proportional relationship. A vector computing unit 6Fi, as well known, is composed of an operational amplifier, a multiplier, a divider, etc., and outputs Vq, vd from each of the current regulators 51 and 52.
Based on this, the inverter 12 outputs a control signal regarding the magnitude 1Vil and phase ψ of the voltage to be output.
以上が、前述の「有効電力と無効電力とを互いに非干渉
に制御するインバータシステム」の概要である。ところ
で、このような制御システムは、スイッチ１５の閉成時
、すなわち、インバータが系統に接続されている状態で
は有効に機能するが、スイッチ１５が開放されている状
態では電力、電流のフィードバックループが成立しない
ため、制御が不能になることがわかる。したがって、系
統投入前にインバータ電圧を制御し、ショックレスな同
期投入を行なうためには、そのための回路を新たに追加
することが必要であり、これを行なうのが破線にて示さ
れる同期投入用制御回路２０である。The above is an overview of the above-mentioned "inverter system that controls active power and reactive power without interfering with each other." By the way, such a control system functions effectively when the switch 15 is closed, that is, when the inverter is connected to the grid, but when the switch 15 is open, the feedback loop of power and current is interrupted. Since this does not hold true, it can be seen that control becomes impossible. Therefore, in order to control the inverter voltage before switching on the grid and perform shockless synchronization, it is necessary to add a new circuit for that purpose. This is a control circuit 20.
以下、この制御回路について説明する。This control circuit will be explained below.
系統投入時に適宜な手段にて検出される系統電圧■ｓお
よびインバータ出力電圧Ｖｉは、それぞれ３相−２相変
換器２１１，２１２およびベクトル演算器２２．２３に
与えられ、これらによって、［準にしたインバータ出力
電圧Ｖｉの同相成分Ｖｄと直交成分■ｑとが検出される
０電圧調節器２５１は、この直交成分■ｑを設定器２４
からの設定値（−〇）と等しくなるように調節演算を行
なう一方、電圧調節器２５２ ＆１、同相成分■ｄを系
統電圧ｖＳの絶対値ＩＶｓｌに等しくなるように調節演
算し、その各出力を加算器２６１ ＃ ２６２を介して
電流調節器５１ｅ５２の出力に加算する。なお、このと
き、電圧調節器２５２の出力には、さらに系統電圧■Ｓ
の絶対値１Ｖｓｌが加算器２６３により加算されて出力
される。こうして、インバータ１２をスイッチ１５によ
って系統１６に投入する以前には、この同期投入用制御
回路２０によりインバータ出力電圧の大きさと位相が系
統のそれらに等しくなるように制御される。そして、ス
イッチ１５が投入されると同時に、そのことを示す信号
Ｓによって該制御回路２０をロックし、その後は電圧調
節器２５１．２５２の出力値が変化しないようにホール
ドすることにより、インバータの系統への投入時には、
そのショックを抑制する同期投入制御を行ない、投入後
は電流調節器５１ ｅ ５２の出力に対する単なるオフ
セットの供給源として作用するため、従来からある既存
の制御系に悪影響を及ぼすおそれがないものである。The system voltage ■s and the inverter output voltage Vi detected by appropriate means when the system is turned on are given to three-phase to two-phase converters 211, 212 and vector calculators 22, 23, respectively, and are thereby The zero voltage regulator 251 detects the in-phase component Vd and the quadrature component q of the inverter output voltage Vi.
At the same time, the voltage regulator 252 &1 and the in-phase component d are adjusted and calculated to be equal to the absolute value IVsl of the system voltage vS, and each output is It is added to the output of the current regulator 51e52 via the adder 261 #262. At this time, the output of the voltage regulator 252 further includes the system voltage ■S.
The absolute value 1Vsl of is added by the adder 263 and output. In this way, before the inverter 12 is connected to the system 16 by the switch 15, the synchronization control circuit 20 controls the inverter output voltage so that the magnitude and phase thereof are equal to those of the system. At the same time that the switch 15 is turned on, the control circuit 20 is locked by a signal S indicating this, and thereafter the output values of the voltage regulators 251 and 252 are held so that they do not change, thereby controlling the inverter system. When inputting to
Synchronized closing control is performed to suppress the shock, and after closing, it acts as a mere offset supply source for the output of the current regulators 51 e 52, so there is no risk of adversely affecting the existing control system. .
以上、有効電力と無効電力とを非干渉に制御するインバ
ータシステムに適用した列について説明したが、この発
明は系統連系運転を行なう他の電圧形インバータの制御
系に対しても同様にして適 。Although the above description has been made of a series applied to an inverter system that controls active power and reactive power without interfering with each other, the present invention can be similarly applied to control systems of other voltage source inverters that perform grid-connected operation. .
用することができる。すなわち、電圧形インバータの制
御系は、一般にインバータが出力すべき電圧の位相（周
波数）と大きさをめ、これにもとづいて点弧パルスを発
生し、その電圧を制御するものであるから、このような
制御系に対しても適用し得ることは明らかである。なお
、この場合の制御系には、当然のことながら、同期投入
制御を行なうための制御回路は無いものを想定している
。can be used. In other words, the control system of a voltage source inverter generally determines the phase (frequency) and magnitude of the voltage that the inverter should output, generates a firing pulse based on this, and controls the voltage. It is clear that the present invention can also be applied to such control systems. Note that it is assumed that the control system in this case does not have a control circuit for performing synchronization control, as a matter of course.
この発明によれば、上記の如き同期投入用制御回路をイ
ンバータの系統への投入前だけ動作させ、投入後はその
動作をロックして単なるオフセット供給源として機能さ
せるようにしているため、本来の制御系の制御性能を低
下させるおそれはなく、これによって安定かつ適切な投
入制御が可能となる利点がもたらされるものである。ま
た、この発明は、系統連系運転を行なう一般的な電圧形
インバータの制御系に適用して、その制御性能の向上に
寄与するものである。According to the present invention, the synchronization control circuit as described above is operated only before the inverter is connected to the system, and after the inverter is connected, its operation is locked and it functions as a mere offset supply source, so that it can function as a mere offset supply source. There is no risk of degrading the control performance of the control system, and this provides the advantage of enabling stable and appropriate closing control. Further, the present invention is applied to a control system of a general voltage source inverter that performs grid-connected operation, and contributes to improving its control performance.
図はこの発明の実施例を示す構成図である。
符号説明
１・・・・・・有効電力設定器、２・・・・・・無効電
力設定器、３・・・・・・有効電力調節器、４・・・・
・・無効電力調節器、５１ ｒ ５２・・・・・・電ａ
ｍ節器（ＡＣＲ）、６，２２゜２３・・・・・・ベクト
ル演算器、１１・・・・・・直流電源、１２・・・・・
・電圧形自励インバータ、１３・・・・・・トランス、
１４・・・・・・交流リアクトル、１５・・・・・・ス
イッチ、１６・・・・・・電力系統、２０・・・・・・
同期投入用制御回路、２１１゜２１２・・・・・・３相
−２相変換器、２４・・曲設定器、２５１．２５２・・
・・・・電圧調節器（ＡＶＲ）、２６１〜２６３・・・
・・・加算器。
−１１−The figure is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. Description of symbols 1... Active power setter, 2... Reactive power setter, 3... Active power regulator, 4...
...Reactive power regulator, 51 r 52... Electric a
m-node unit (ACR), 6,22゜23...vector calculator, 11...DC power supply, 12...
・Voltage type self-excited inverter, 13...Transformer,
14... AC reactor, 15... Switch, 16... Power system, 20...
Synchronization control circuit, 211゜212... 3-phase to 2-phase converter, 24... Music setting device, 251.252...
...Voltage regulator (AVR), 261-263...
...Adder. -11-
Claims (1)
なくとも出力電圧を調節するｉ１４節系に対し、インバ
ータ出力電圧の大きさと位相とを系統電圧の大きさと位
相とにそれぞれ一致させるべくその出力電圧を系統電圧
と同相の成分と直交する成分とに分解してそれぞれ制御
する制御回路を並列に挿入し、前記インバータが系統に
投入される迄は該制御回路出力によってその制御を行な
い、系統への投入後は該制御回路出力をホールドし前記
調節系出力に加算して制御を行なうことを特徴とする系
統連系インバータの同期投入制御回路。For the i14 node system that adjusts at least the output voltage of the inverter that is connected to the grid and operated in connection with it, the output voltage is adjusted so that the magnitude and phase of the inverter output voltage match the magnitude and phase of the grid voltage, respectively. A control circuit is inserted in parallel to separate the voltage into a component in phase with the grid voltage and a component orthogonal to the grid voltage and control each component, and until the inverter is connected to the grid, the control circuit is controlled by the output of the control circuit, and the control circuit is used to control the voltage into a component that is in phase with the grid voltage and a component that is orthogonal to the grid voltage. A synchronization control circuit for a grid-connected inverter, characterized in that after turning on, the output of the control circuit is held and added to the output of the adjustment system to perform control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011065A JPS60160338A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Synchronous energization control circuit of system series inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59011065A JPS60160338A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Synchronous energization control circuit of system series inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60160338A true JPS60160338A (en) | 1985-08-21 |
| JPH056414B2 JPH056414B2 (en) | 1993-01-26 |
Family
ID=11767586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59011065A Granted JPS60160338A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Synchronous energization control circuit of system series inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60160338A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62272825A (en) * | 1986-05-16 | 1987-11-27 | 株式会社日立製作所 | Power supply system |
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-
1984
- 1984-01-26 JP JP59011065A patent/JPS60160338A/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH056414B2 (en) | 1993-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |