JPWO2013145263A1 - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2013145263A1
JPWO2013145263A1 JP2014507225A JP2014507225A JPWO2013145263A1 JP WO2013145263 A1 JPWO2013145263 A1 JP WO2013145263A1 JP 2014507225 A JP2014507225 A JP 2014507225A JP 2014507225 A JP2014507225 A JP 2014507225A JP WO2013145263 A1 JPWO2013145263 A1 JP WO2013145263A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
inverters
invn
output
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014507225A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5978292B2 (ja
Inventor
嗣大 田中
嗣大 田中
藤原　直樹
直樹 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Publication of JPWO2013145263A1 publication Critical patent/JPWO2013145263A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5978292B2 publication Critical patent/JP5978292B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

電力変換システム（１０）は、交流側が並列に接続された複数のインバータ（ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ）と、各インバータ（ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ）との通信周期（Ｔｒｘ）よりも短い制御周期（Ｔｔｘ）で、複数のインバータ（ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ）の出力電力（ＰＱ１〜ＰＱｎ）を制御することで、複数のインバータ（ＩＮＶ１〜ＩＮＶｎ）の総和の出力電力（ＰＱｔ）を制御するコントローラ（１）とを備える。

Description

本発明は、電力変換装置に関する。
一般に、複数の電力変換装置により負荷に電力供給することが知られている。このような複数の電力変換装置を制御する方法は様々である。例えば、次のような制御方法が開示されている。
発電システムの交流出力電力が最大となるようにインバータの運転台数を制御することが開示されている（特許文献１参照）。複数のインバータからランダムに選択して運転する電源システムが開示されている（特許文献２参照）。日射計及び温度計の測定データから検知した太陽電池の最大電力と複数のインバータの定格出力の合計値とを比較して、複数のインバータを制御することが開示されている（特許文献３参照）。互いに異なる方向を向いた各屋根面に設置された太陽電池に各々インバータを接続し、これらのインバータを制御することが開示されている（特許文献４参照）。
しかしながら、複数の電力変換装置で負荷に電力を供給する場合、各電力変換装置の出力誤差により、負荷に供給する電力の精度を上げることが難しい。
特開２０００−３４１９５９号公報 特開２０００−３０５６３３号公報 特開平７−３２５６３５号公報 特開２０００−１６６０９８号公報
本発明の目的は、複数のインバータを制御して、負荷に供給する電力の精度を向上させることのできる電力変換装置を提供することにある。
本発明の観点に従った電力変換装置は、交流側が並列に接続された複数のインバータと、前記各インバータと通信可能な最短の通信周期よりも短い制御周期で、前記複数のインバータのうち少なくとも１つのインバータの出力電力を制御して、前記複数のインバータの総和の出力電力を制御する制御手段とを備える。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図である。 図２は、第１の実施形態に係るコントローラの制御周期とインバータの通信周期との関係を示す波形図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図である。 図４は、第２の実施形態に係るコントローラの構成を示す構成図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換システム１０の構成を示す構成図である。なお、図中における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
電力変換システム１０は、コントローラ１、ｎ個の直流電源２、交流電力系統３、及びｎ台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを備えている。ここで、‘ｎ’は、２以上の整数である。
インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの直流側には、それぞれ直流電源２が接続されている。全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの交流側は、交流電力系統３に接続されている。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、直流電源２から供給される直流電力を交流電力に変換して、交流電力系統３に供給する。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、コントローラ１から出力される制御指令値Ｃ１〜Ｃｎに従って、制御される。その他に、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎには、それぞれ制御部（図示せず）が設けられている。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれに設けられた制御部により、コントローラ１からの指令以外に必要な制御がされる。例えば、制御部は、監視、計測、保護、コントローラ１とのデータの送受信、又はコントローラ１による制御の仲介などを行う。なお、制御部で実行される機能の一部は、コントローラ１で実行するようにしてもよい。
直流電源２は、それぞれインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに直流電力を供給する。なお、直流電源２は、直流電力を出力するものであれば、どのようなものでもよい。例えば、直流電源２は、ＰＶ(photovoltaic)セル、二次電池、又はコンバータなどである。
交流電力系統３は、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎから交流電力Ｐｔを受電する交流負荷である。交流電力系統３は、交流電源を備えていてもよい。
コントローラ１は、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを統括するような制御をする。コントローラ１は、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御するための制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを生成する。コントローラ１は、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに一定の時間間隔で制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力して、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎを制御する。これにより、交流電力系統３に供給する電力ＰＱｔが制御される。
制御指令値Ｃ１〜Ｃｎには、有効電力及び無効電力のそれぞれに対する設定値が含まれている。ここで、設定値とは、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに予め設定されている出力電力値を決定する値である。従って、コントローラ１が決定する設定値は、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎに対する電力指令値に相当する。これらの設定値は、上位制御系から入力される交流電力系統３が要求する要求電力値をｎ台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎで分担するように決定される。なお、要求電力値は、予めコントローラ１に設定されていてもよい。
その他に、制御指令値Ｃ１〜Ｃｎには、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御するために必要な情報及び通信に必要な情報などが含まれている。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、それぞれ受信した制御指令値Ｃ１〜Ｃｎに従って、電力ＰＱ１〜ＰＱｎを出力する。これにより、交流電力系統３に、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎから出力された総和の電力ＰＱｔが供給される。
また、コントローラ１は、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎを変化させる場合、電力の変化率を演算する。コントローラ１は、演算した電力の変化率が予め設定された出力変化率の許容範囲内になるように設定値を決定する。例えば、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎを急激に変化させる場合としては、直流電源２がＰＶセルであり、ＰＶセルに急激に日射するようになった場合などが考えられる。
その他に、コントローラ１は、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを順次起動及び停止するためのスケジューリング機能などを有する。
図２は、本実施形態に係るコントローラ１の制御周期ＴｔｘとインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの通信周期Ｔｒｘとの関係を示す波形図である。波形ＴＸは、コントローラ１の状態を示している。波形ＲＸ１〜ＲＸｎは、それぞれインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの制御部の状態を示している。各波形ＴＸ，ＲＸ１〜ＲＸｎにおいて、Ｈｉｇｈレベルは演算処理中を、Ｌｏｗレベルは演算処理中でないことを、それぞれ示している。
コントローラ１の波形ＴＸがＨｉｇｈレベルになる周期は、制御周期Ｔｔｘである。制御周期Ｔｔｘは、電力変換システム１０の制御間隔の分解能でもある。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの波形ＲＸ１〜ＲＸｎがＨｉｇｈレベルになる周期は、コントローラ１との通信周期Ｔｒｘである。ここでは、通信周期Ｔｒｘは、最短の周期となるように設定されているものとする。
コントローラ１は、第１のインバータＩＮＶ１、第２のインバータＩＮＶ２、…、第ｎのインバータＩＮＶｎの順に、順次に一定の間隔で制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。コントローラ１は、最後の第ｎのインバータＩＮＶｎに制御指令値Ｃｎを出力したら、また、最初の第１のインバータＩＮＶ１から順番に制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。コントローラ１は、これを繰り返して、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御する。即ち、コントローラ１は、時分割した時間差で、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎを順次に制御する。
このようにして、コントローラ１は、実質的に制御周期Ｔｔｘで、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御する。
本実施形態によれば、コントローラ１と各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとの最短の通信周期Ｔｒｘがコントローラ１の制御周期Ｔｔｘよりも長い場合であっても、制御周期ＴｔｘでインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御することができる。これにより、コントローラ１は、交流電力系統３に供給する電力の精度を向上させることができる。従って、電力変換システム１０は、交流電力系統３に安定した電力供給をすることができる。
コントローラ１と各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとの通信周期Ｔｒｘがコントローラ１の制御周期Ｔｔｘよりも長い場合、コントローラ１は、通信周期Ｔｒｘでしか個々のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御することができない。
そこで、コントローラ１は、制御周期Ｔｔｘで少なくとも１つのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御することで、最短の通信周期Ｔｒｘよりも短い制御周期ＴｔｘでインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御することができる。
また、コントローラ１は、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御周期Ｔｔｘで予め設定された電力変化率の許容範囲内で徐々に出力電力ＰＱｔを変化させることで、目標となる出力電力ＰＱｔに早く到達させることができる。これにより、電力変換システム１０は、大幅に出力電力ＰＱｔを変化させる場合でも、急激な電力変動をさせることなく、交流電力系統３に安定した電力供給をすることができる。
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換システム１０Ａの構成を示す構成図である。
電力変換システム１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、コントローラ１をコントローラ１Ａに代えたものである。その他の点については、電力変換システム１０Ａは、第１の実施形態に係る電力変換システム１０と同様の構成である。
コントローラ１Ａは、第１の実施形態に係るコントローラ１に、以下の構成及び機能を追加したものである。
図４は、本実施形態に係るコントローラ１Ａの構成を示す構成図である。
コントローラ１Ａは、設定値検出部１１、運転可能台数検出部１２、及び制御指令生成部１３を備えている。
設定値検出部１１には、交流電力系統３が要求する要求電力値ＤＭが入力される。設定値検出部１１は、有効電力及び無効電力のそれぞれに対して１つ又は２つの設定値を検出する。設定値検出部１１は、検出した設定値を制御指令生成部１３に出力する。
運転可能台数検出部１２は、常時、運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎを検出する。台数ｎは、どのように検出してもよい。例えば、運転可能台数検出部１２は、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと接続されている配線から運転可能か否か信号を常時受信する。
制御指令生成部１３には、要求電力値ＤＭ、設定値検出部１１により検出された１つ又は２つの設定値、及び運転可能台数検出部１２により検出された台数ｎが入力される。制御指令生成部１３は、要求電力値ＤＭ、１つ又は２つの設定値、及び台数ｎに基づいて、制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを生成する。制御指令生成部１３は、生成した制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに出力して、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを個別に制御する。
次に、コントローラ１ＡによるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの制御方法について説明する。なお、ここでは、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの制御周期及び出力電力の分解能などの性能は、同一であるものとする。また、有効電力の制御について説明するが、無効電力の制御についても同様である。
今、ｎ台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれの最大出力電力の総和のＰ％に相当する有効電力を交流電力系統３に供給することが要求電力値ＤＭにより要求されているものとする。即ち、ｎ台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの全てが最大出力電力の丁度Ｐ％の有効電力（容量が同一の場合、要求電力値ＤＭをｎで割った平均の有効電力量、異なる容量が混在する場合、要求電力値ＤＭを各インバータの定格出力で按分した有効電力量）を出力すれば、要求電力値ＤＭ通りの電力を交流電力系統３に供給することができる。
コントローラ１Ａは、運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎを検出する。ここでは、ｎ台の全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが運転可能であるものとする。
インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれから最大出力電力の丁度Ｐ％の有効電力を出力できる場合（インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎにＰ％の設定値がある場合）、コントローラ１Ａは、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに対して、共通のＰ％の設定値でＰ％の有効電力を出力するように制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。ここで、Ｐ％に最も近い設定値とＰ％との誤差が、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力の分解能を台数ｎで割った値よりも小さい場合は、そのＰ％に最も近い設定値を丁度Ｐ％の設定値とみなしてよい。
インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力の分解能により、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが丁度Ｐ％の有効電力の出力ができない場合（インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎにＰ％の設定値がない場合）、コントローラ１Ａは、次のようにｎ台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御する。
まず、コントローラ１Ａは、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが出力可能な２つの設定値ＣＬ，ＣＨを探す。小さい設定値ＣＬは、Ｐ％に最も近くかつＰ％よりも小さいＣＬ％の設定値である。大きい設定値ＣＨは、Ｐ％に最も近くかつＰ％よりも大きいＣＨ％の設定値である。
次に、コントローラ１Ａは、運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎに基づいて、小さい設定値ＣＬを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎと大きい設定値ＣＨを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎをそれぞれ決定する。２つの設定値ＣＬ，ＣＨをそれぞれ出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数は、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎから出力される有効電力の総和が、要求されているＰ％の有効電力に最も近くなるように決定される。
コントローラ１Ａは、設定値ＣＬ，ＣＨにより電力を出力させるように、それぞれのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。
次に、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに要求される出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎと同一の設定値がない場合について、具体例を挙げて、コントローラ１ＡによるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの制御を説明する。
ここでは、１０台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれの最大出力電力の総和の６０．３％に相当する有効電力を交流電力系統３に供給することが要求電力値ＤＭにより要求されているものとする。また、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力の分解能は、１％ステップであるものとする。
コントローラ１Ａは、６０．３％に最も近くかつ６０．３％よりも小さい設定値ＣＬを探す。コントローラ１Ａは、この設定値ＣＬが６０％であると決定する。また、コントローラ１Ａは、６０．３％に最も近くかつ６０．３％よりも大きい設定値ＣＨを探す。コントローラ１Ａは、この設定値ＣＨが６１％であると決定する。
コントローラ１Ａは、各設定値ＣＬ，ＣＨを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれの台数を決定するための演算をする。コントローラ１Ａは、１０台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の有効電力が要求電力値ＤＭにより要求される有効電力に最も近くなるように、各設定値ＣＬ，ＣＨを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎのそれぞれの台数を決定する。具体的には、コントローラ１Ａは、小さい設定値ＣＬを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数を７台、大きい設定値ＣＨを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数を３台と決定する。
従って、コントローラ１Ａは、７台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに小さい設定値ＣＬを出力させ、３台のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに大きい設定値ＣＨを出力させるように、制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを生成する。
インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、上述のように生成された制御指令値Ｃ１〜Ｃｎに従って、交流電力系統３に電力を出力する。これにより、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎは、指令値６０．３％に対して出力６０％の精度であるところを要求電力値ＤＭの要求通り６０．３％の有効電力を交流電力系統３に供給する。
次に、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが故障などにより停止した場合について説明する。
ここでは、電力変換システム１０Ａの運転中に、１番目のインバータＩＮＶ１が停止したものとする。また、停止したインバータＩＮＶ１は、小さい設定値ＣＬに従って出力していたものとする。
コントローラ１Ａは、運転可能台数検出部１２により運転台数が１台減ってｎ−１台となったことを検出する。コントローラ１Ａは、小さい設定値ＣＬに相当する有効電力をｎ−１台で分担するように、上述した運転台数がｎ台のときと同様に、１番目のインバータＩＮＶ１を除いた各インバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎに対する設定値を演算する。
また、コントローラ１Ａは、小さい設定値ＣＬに相当する電力を増加させた場合の交流電力系統３に供給される電力の変化率を演算する。
演算した電力の変化率が予め設定された出力変化率の許容範囲内である場合、コントローラ１Ａは、演算した各インバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎに対する設定値に基づいて、制御指令値Ｃ２〜Ｃｎを出力する。
インバータＩＮＶ１の停止時には、インバータＩＮＶ１の出力を減少させると共に他のインバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎの出力を増加させて、総和の出力電力ＰＱｔの出力変化率の許容範囲を超えないようにする。
次に、要求電力値ＤＭが出力変化率の許容範囲を超えて増加した場合について説明する。
要求電力値ＤＭの増加による電力の変化率が予め設定された出力変化率の許容範囲を超えた場合、コントローラ１Ａは、増加した要求電力値ＤＭを出力するための各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに対する設定値を出力変化率の許容範囲内になるように制限する。コントローラ１Ａは、制限された設定値に基づいて、制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。その後、コントローラ１Ａは、出力変化率の許容範囲を超えないように、制限する前の設定値になるまで設定値を徐々に増加させて、制御指令値Ｃ１〜Ｃｎを出力する。
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
コントローラ１Ａは、要求電力値ＤＭを運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎで割った値よりも小さい設定値ＣＬと大きい設定値ＣＨに分けてインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御することで、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔの分解能（％）を個々のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの出力電力ＰＱ１〜ＰＱｎの分解能よりも小さくすることができる。これにより、コントローラ１Ａは、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを要求電力値ＤＭに近づける精度を高めることができる。
また、インバータＩＮＶ２〜ＩＮＶｎが停止した場合でも、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを予め設定された出力変化率の許容範囲内で変化させることで、交流電力系統３に供給される電力の急激な変動を防止することができる。
なお、各実施形態において、いずれかのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが停止した場合、各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎとの最短の通信周期Ｔｒｘよりも短い範囲で、コントローラ１の制御周期Ｔｔｘを長くなるように変更してもよい。これにより、運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが減少した場合でも、等間隔の制御周期ＴｔｘでインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御することができる。また、運転可能な台数は、第２の実施形態と同様に検出してもよい。
また、各実施形態において、制御周期ＴｔｘでインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを制御できるのであれば、一部の複数のインバータに同時に制御指令値を出力してもよい。
さらに、第１の実施形態において、コントローラ１は、要求電力値に基づいて、どのように設定値を決めてもよい。また、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを１つの設定値で制御してもよい、２つ以上の設定値で制御してもよい。
また、第２の実施形態では、２つの設定値ＣＬ，ＣＨをそれぞれ出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数を要求される電力通りになるように決定したが、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数の決定方法は、これに限らない。例えば、２つの設定値ＣＬ，ＣＨのそれぞれを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを予め決めておいてもよい。２つの設定値ＣＬ，ＣＨのそれぞれを出力させるインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数が同じになるように予め設定した場合でも、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔの分解能を、常に１つの設定値で出力させる場合と比較して２分の１にすることができる。
さらに、第２の実施形態において、２つの設定値ＣＬ，ＣＨは、それぞれ出力させたい電力値に最も近い設定値にすることが望ましいが、これに限らない。２つの設定値ＣＬ，ＣＨが出力させたい電力値に最も近い設定値でなくとも、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔの精度が向上するのであれば、どのような設定値ＣＬ，ＣＨを選択してもよい。
また、第２の実施形態において、出力させたい電力値と丁度同じ設定値がある場合は、その丁度同じ設定値１つで、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御することとしたが、これに限らない。インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが３台以上あれば、常に２つの設定値で制御してもよい。この場合でも、常に１つの設定値で制御する場合と比較して、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔの分解能を小さくすることができる。
さらに、第２の実施形態では、運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎを検出することとしたが、予め設定されていてもよい。この場合、いずれかのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎが故障した場合、作業者が設定されている台数を変更するようにしてもよいし、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを別の制御方法に変更するようにしてもよい。別の制御方法とは、例えば、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎに同じ設定値で電力を出力させるように制御する方法などである。
また、第２の実施形態では、全てのインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの制御周期及び出力電力の分解能などの性能が同じものとして説明したが、これに限らない。要求電力値ＤＭを各インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの定格出力で按分した按分電力値（定格出力が同一の場合、要求電力値ＤＭを運転可能なインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの台数ｎで割った平均電力値）よりも小さい設定値ＣＬと大きい設定値ＣＨでインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎを制御して、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの総和の出力電力ＰＱｔを個々のインバータＩＮＶ１〜ＩＮＶｎの分解能（％）よりも小さい分解能（％）で制御できるのであれば、どのようなインバータの構成でもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims (10)

  1. 交流側が並列に接続された複数のインバータと、
    前記各インバータと通信可能な最短の通信周期よりも短い制御周期で、前記複数のインバータのうち少なくとも１つのインバータの出力電力を制御して、前記複数のインバータの総和の出力電力を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする電力変換装置。
  2. 前記制御手段は、予め決められた順番で前記複数のインバータを制御すること
    を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 前記複数のインバータの総和の出力電力として要求される要求電力値を前記複数のインバータのそれぞれの定格出力で按分した按分電力値よりも小さい第１の電力指令値と前記按分電力値よりも大きい第２の電力指令値を決定する電力指令値決定手段を備え、
    前記制御手段は、前記複数のインバータの出力電力を、前記電力指令値決定手段により決定された前記第１の電力指令値及び前記第２の電力指令値で制御すること
    を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記電力指令値決定手段は、前記第１の電力指令値及び前記第２の電力指令値を、前記複数のインバータが出力可能で前記按分電力値に最も近い電力指令値に決定すること
    を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  5. 前記制御手段は、前記複数のインバータの総和の出力電力が前記要求電力値に最も近い電力値となるように、前記第１の電力指令値により出力させるインバータの数と前記第２の電力指令値により出力させるインバータの数をそれぞれ決定すること
    を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  6. 前記複数のインバータの出力電力を、共通の１つの電力指令値で制御する共通制御手段と
    を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  7. 前記複数のインバータのうち運転可能なインバータの数を検出する運転可能数検出手段
    を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  8. 前記制御手段は、前記複数のインバータの総和の出力電力の変化率が予め設定された許容範囲内になるように制御すること
    を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  9. 交流側が並列に接続された複数のインバータで構成された電力変換装置を制御する制御装置であって、
    前記各インバータと通信可能な最短の通信周期よりも短い制御周期で、前記複数のインバータのうち少なくとも１つのインバータの出力電力を制御することで、前記複数のインバータの総和の出力電力を制御する制御手段
    を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
  10. 交流側が並列に接続された複数のインバータで構成された電力変換装置を制御する制御方法であって、
    前記各インバータと通信可能な最短の通信周期よりも短い制御周期で、前記複数のインバータのうち少なくとも１つのインバータの出力電力を制御することで、前記複数のインバータの総和の出力電力を制御すること
    を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
JP2014507225A 2012-03-30 2012-03-30 電力変換装置 Active JP5978292B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/058596 WO2013145263A1 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2013145263A1 true JPWO2013145263A1 (ja) 2015-08-03
JP5978292B2 JP5978292B2 (ja) 2016-08-24

Family

ID=49258627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014507225A Active JP5978292B2 (ja) 2012-03-30 2012-03-30 電力変換装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9712081B2 (ja)
EP (1) EP2833539A4 (ja)
JP (1) JP5978292B2 (ja)
CN (1) CN104221271B (ja)
IN (1) IN2014DN08162A (ja)
WO (1) WO2013145263A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5722285B2 (ja) * 2012-08-13 2015-05-20 株式会社東芝 コントローラ、電源装置および電源システム
CN104993471B (zh) * 2015-06-30 2018-03-06 苏州汇川技术有限公司 多模块并联式车用大功率dc‑dc系统及其控制方法
US10536001B2 (en) * 2016-11-11 2020-01-14 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Photovoltaic system
US10511187B2 (en) * 2017-12-11 2019-12-17 LT Lighting (Taiwan) Corp. Energy utilization point tracker inverter
US20180166975A1 (en) * 2017-12-11 2018-06-14 LT Lighting (Taiwan) Corp. Energy utilization point tracker inverter
EA202091204A1 (ru) * 2018-11-20 2020-09-07 ЭлТи ЛАЙТИНГ (ТАЙВАНЬ) КОРПОРЕЙШН Инвертор устройства отслеживания точки использования энергии
CN113258609B (zh) * 2021-06-08 2024-04-12 阳光电源股份有限公司 一种并网功率控制方法及其应用系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6194523A (ja) * 1984-10-12 1986-05-13 信濃電気株式会社 負荷按分方式
JPH06165514A (ja) * 1992-11-25 1994-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 三相インバータ回路
JPH06197543A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Hitachi Ltd 燃料電池インバータの電力制御装置
JPH06197548A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Matsushita Electric Works Ltd インバータ装置
JP2001016859A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Nissin Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2004235123A (ja) * 2003-02-03 2004-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放電灯点灯装置
JP2007336764A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Yaskawa Electric Corp 多相電力変換器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3301861B2 (ja) 1994-05-30 2002-07-15 三洋電機株式会社 インバータの出力制御装置
JP2914251B2 (ja) * 1995-10-31 1999-06-28 日本電気株式会社 インバータ装置
JPH09331682A (ja) * 1996-06-12 1997-12-22 Meidensha Corp 電力変換器
JP2000166098A (ja) 1998-11-25 2000-06-16 Daiwa House Ind Co Ltd 太陽光発電屋根
JP4293673B2 (ja) 1999-04-20 2009-07-08 三洋電機株式会社 複数のインバータを有する電源システムの運転方法
JP2000341959A (ja) 1999-05-31 2000-12-08 Kawasaki Steel Corp 発電システム
BR0300173A (pt) * 2003-01-31 2004-10-26 Engetron Engenharia Eletronica Sistema de suprimento de energia com operação em paralelo de inversores monofásicos ou polifásicos
US7135836B2 (en) * 2003-03-28 2006-11-14 Power Designers, Llc Modular and reconfigurable rapid battery charger
JP4177284B2 (ja) * 2004-04-28 2008-11-05 株式会社ダイヘン インバータ装置の制御方法
JP4318659B2 (ja) * 2005-03-28 2009-08-26 Ｔｄｋ株式会社 放電灯駆動装置
CN2914445Y (zh) * 2006-06-19 2007-06-20 新疆新能源研究所 组合式三相太阳能光伏并网电站
JP4791383B2 (ja) * 2007-01-25 2011-10-12 株式会社ダイヘン 系統連系インバータシステム及びこの系統連系インバータシステムの電力制御方法
ES2675747T3 (es) * 2007-06-06 2018-07-12 Abb Schweiz Ag Entrega de potencia eléctrica por medio de una pluralidad de inversores paralelos y método de control con base en el rastreo del punto de máxima potencia (MPPT)
CN101604922B (zh) * 2009-07-21 2011-02-02 南京航空航天大学 一种输出电流标幺值加权平均的逆变器并联均流方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6194523A (ja) * 1984-10-12 1986-05-13 信濃電気株式会社 負荷按分方式
JPH06165514A (ja) * 1992-11-25 1994-06-10 Sanyo Electric Co Ltd 三相インバータ回路
JPH06197548A (ja) * 1992-12-22 1994-07-15 Matsushita Electric Works Ltd インバータ装置
JPH06197543A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Hitachi Ltd 燃料電池インバータの電力制御装置
JP2001016859A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Nissin Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2004235123A (ja) * 2003-02-03 2004-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 放電灯点灯装置
JP2007336764A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Yaskawa Electric Corp 多相電力変換器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104221271A (zh) 2014-12-17
EP2833539A4 (en) 2016-05-11
US20150016160A1 (en) 2015-01-15
US9712081B2 (en) 2017-07-18
EP2833539A1 (en) 2015-02-04
WO2013145263A1 (ja) 2013-10-03
IN2014DN08162A (ja) 2015-05-01
CN104221271B (zh) 2017-10-24
JP5978292B2 (ja) 2016-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013145262A1 (ja) 電力変換装置
JP5978292B2 (ja) 電力変換装置
US9496725B2 (en) Power control apparatus, method, program, and integrated circuit, and storage battery unit
US10601226B2 (en) Advanced uninterruptable power module controller and method of operating same
US9627907B2 (en) Storage battery control device, storage battery control method, program, electricity storage system, and power supply system
EP3041109B1 (en) Distributed power supply system and power conditioner
JP6112463B2 (ja) 周波数制御方法、周波数制御装置およびシステム
EP2673870B1 (en) Control arrangement and method for regulating the output voltage of a dc source power converter connected to a multi-source dc system
JP6170258B2 (ja) 電力制御装置、電力供給システム及び電力供給システムの制御方法
AU2016317031A1 (en) Method and apparatus for controlling energy flow between dissimilar energy storage devices
US10003194B2 (en) Parallel battery system
US10916943B2 (en) Distributed electricity storage system, power control method, and program
US9490634B2 (en) Power distribution system using multiple power modules, and method
WO2011151938A1 (ja) 電力システム
JP2013005537A (ja) 発電システム及び発電装置
WO2015025712A1 (ja) 分散電源設備システム
JP2016226120A (ja) パワーコンディショナの運転制御装置、運転制御方法、運転制御プログラム、および太陽光発電システム
KR20180062795A (ko) 마이크로 그리드 운영 시스템
JP2016181976A (ja) 電源装置
US9817424B2 (en) Method and apparatus for maximum power point tracking for multi-input power converter
JP2017028883A (ja) 蓄電システム及び蓄電池制御方法
EP3168951A1 (en) Power generation device, power generation system and power generation method
JPWO2013145262A1 (ja) 電力変換装置
US10135249B2 (en) Electricity providing system including energy storage system
JP2015186390A (ja) マルチソースｐｃｓ群の制御装置およびその方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160725

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5978292

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250