WO2011010575A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2011010575A1
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voltage
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井上　重徳
加藤　修治
加藤　哲也
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株式会社日立製作所
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    • H02M7/5395—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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device, a control / communication device used therefor, and an optical fiber cable for communication.
  • Modular multi-level converter is a converter that uses switching elements that can be turned on and off, such as Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT), and that can output a voltage that exceeds the breakdown voltage of the switching elements.
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistors
  • HVDC high voltage DC
  • STATCOM reactive power compensator
  • motor drive inverter etc.
  • Non-Patent Document 1 discloses an MMC circuit system.
  • the MMC is configured by connecting a plurality of unit converters (hereinafter referred to as cells) in series (cascade).
  • Each cell is a bidirectional chopper circuit, for example, and includes a switching element and a DC capacitor.
  • Each cell is connected to the outside through at least two terminals, and the voltage between the two terminals can be controlled to the voltage of the DC capacitor of the cell or zero.
  • the output voltage waveform of the MMC can be changed to a multilevel waveform by appropriately shifting the phase of the triangular wave carrier given to each cell. As a result, harmonic components can be reduced as compared with the two-level converter.
  • MMC is characterized in that the potential of each cell is different from each other, and cells having a high ground potential exist.
  • the ground potential of the cell ranges from several tens kV to several hundreds kV.
  • the ground potential of each cell changes from moment to moment.
  • Non-Patent Document 1 is intended for a device at a laboratory level, no consideration is given to the withstand voltage between the control device and each switching element.
  • Non-Patent Document 2 shows a configuration in which a signal processing circuit is mounted in the vicinity of the same potential as each cell, and an optical fiber cable is used to connect between the central control device at the ground potential and each signal processing circuit.
  • Makoto Sugawara and Yasufumi Akagi “PWM control method and operation verification of modular multilevel converter (MMC)”, IEEJ Transactions D, Vol. 128, No. 7, pp. 957-965.
  • Non-Patent Document 2 shows a configuration in which at least one optical fiber cable is connected to one cell from the central control device. That is, the optical fiber cable is star-connected from the central control unit to each cell. Accordingly, Non-Patent Document 2 requires at least as many optical fiber cables as the number of cells.
  • all the optical fiber cables need to have a dielectric strength that can withstand a potential difference between the central control device at the ground potential and each cell. That is, all the optical fiber cables need to be special optical fiber cables (hereinafter referred to as high voltage optical fiber cables) having dielectric strength against creeping discharge.
  • the present invention aims to reduce the required length of an optical fiber cable used for control / communication in a power conversion device composed of a plurality of cascade-connected cells.
  • the present invention provides a power conversion device including a plurality of cascade-connected cells, wherein the control device for the power conversion device is installed in the vicinity of the central control device and the same potential as each cell.
  • the central control device and each cell control device are daisy chain connected by optical fiber cables.
  • the cell includes a main circuit composed of an on / off control switching element and a DC capacitor, a DC voltage sensor for detecting a voltage of the DC capacitor, and the central controller.
  • a cell controller that receives a signal and generates a gate pulse of the on / off control switching element, and a function that transmits a signal from the DC voltage sensor to a central controller, and the cell controller And a self-powered power source for supplying power to the cell control device and the gate driver.
  • the optical fiber cable connecting the central control device and the cell control device is an optical fiber cable having a dielectric strength with respect to a sum of voltages of output terminals of a plurality of cells. To do.
  • the optical fiber cable connecting the cell control devices of the two cells connected in cascade is an optical fiber cable having a dielectric strength against the output voltage of one cell. To do.
  • this invention is a power converter.
  • WHEREIN One of the two terminals of the output terminal of a certain cell and one of the two terminals of the output terminal of another cell are electrically connected.
  • the optical fiber cable to be connected is an optical fiber cable having a dielectric strength against the output voltage of one cell.
  • an optical fiber cable connecting the cell control devices of the two cells connected in cascade is an electric wire between the two cells connected in cascade or the same potential as the electric wire. It is characterized by being supported by the member.
  • this invention is a power converter.
  • WHEREIN One of the two terminals of the output terminal of a certain cell and one of the two terminals of the output terminal of another cell are electrically connected.
  • the optical fiber cable to be connected is supported by an electrical wiring that cascade-connects the two cells or a member having the same potential as the electrical wiring.
  • the present invention is the power conversion device, wherein the cell control device stores a communication management means for managing communication with the central control device and a modulation factor for the main circuit received from the central control device.
  • a modulation rate buffer; digital / analog conversion means for converting an analog signal from the DC voltage sensor into a digital signal; a DC voltage buffer for storing the digital signal; a triangular wave carrier generation means for generating a triangular wave carrier; and the triangular wave Gate pulse generation means for comparing a carrier and a modulation rate stored in the modulation rate buffer and generating a gate pulse to be applied to the on / off control switching element is provided.
  • the present invention is also directed to a power conversion apparatus, wherein the cell control apparatus includes timing control means for giving an operation timing command to the modulation rate buffer, the triangular wave carrier generation means, and the gate pulse generation means. It is.
  • the central controller may include a signal start mark, a synchronization target carrier number, a modulation signal with a target cell number, and a signal sequence including a DC capacitor voltage dummy signal.
  • the optical serial signal frame comprising the signal end mark is transmitted at a substantially constant cycle.
  • the cell controller receives the synchronization target carrier number of the optical serial signal frame received via another cell controller daisy chained from the central controller, When the synchronization target carrier number matches its own carrier number, the triangular wave carrier generation means is reset via the timing control means when the signal end mark included in the optical serial signal frame is received. It is a feature.
  • the present invention provides the power converter, wherein the cell controller modulates the cell number included in the optical serial signal frame received via another cell controller daisy chained from the central controller.
  • the rate signal is received and the appended cell number matches the own cell number, the received modulation rate signal is stored in the modulation rate buffer.
  • the present invention is also directed to a power converter, wherein the cell controller is a direct current with the cell number included in the optical serial signal frame received via another cell controller daisy chained from the central controller.
  • the cell controller is a direct current with the cell number included in the optical serial signal frame received via another cell controller daisy chained from the central controller.
  • the present invention provides at least a high-voltage optical fiber cable having a dielectric strength with respect to the sum of output voltages of a plurality of cells among optical fibers used for control and communication in a power conversion device including a plurality of cells connected in cascade.
  • the majority is reduced and the use of fiber optic cables with dielectric strength for the output voltage of one cell is possible.
  • the required length of the optical fiber cable is shortened.
  • FIG. 1 shows an MMC in which all cells are daisy chain connected by optical fiber cables.
  • a chopper cell is shown.
  • 1 shows a cell controller.
  • An optical serial signal frame is shown.
  • a method of synchronizing the carrier of the Kth cell is shown.
  • An example of a high voltage optical fiber is shown.
  • pressure-resistant optical fiber is shown.
  • An embodiment of a low-voltage optical fiber that connects adjacent cells in the same converter arm will be described.
  • voltage resistant optical fiber which connects the adjacent cell in the same converter arm is shown.
  • An embodiment of a low withstand voltage optical fiber connecting adjacent cells of another converter arm will be described.
  • voltage resistant optical fiber which connects the adjacent cell of another converter arm is shown.
  • An MMC connected in a daisy chain by optical fiber cable for each phase is shown.
  • a CMC is shown in which all cells are daisy chain connected by optical fiber cables.
  • a full bridge cell is shown.
  • An embodiment of a low-voltage optical fiber that connects adjacent full-bridge cells in the same cluster will be described.
  • pressure-resistant optical fiber which connects the adjacent full bridge cell in the same cluster is shown.
  • a CMC daisy chained with optical fiber cables for each phase is shown.
  • Example 1 it is possible to reduce the number of high-voltage optical fiber cables that are required in at least the same number as the cells in Non-Patent Document 1.
  • the power conversion device 103 is connected to the three-phase power system 101 via the transformer 102.
  • the U point, V point, and W point of the power converter 103 are connected to the secondary side of the transformer 102. Further, a load device 115 is connected between the point P and the point N of the power conversion device 103.
  • the power conversion device 103 in the present embodiment exchanges AC power with the three-phase power system 101. Further, the power conversion device 103 exchanges DC power with the load device 115.
  • the load device 115 represents a direct current load, a direct current link of a motor drive inverter, a direct current power source, and the like.
  • phase voltages of the three-phase power system 101 are referred to as VR, VS, and VT, respectively.
  • the current of each phase flowing through the secondary side of the transformer 102 will be referred to as IU, IV, and IW, respectively.
  • the neutral point of the secondary side of the transformer 102 (the side to which the power converter 103 is connected) is grounded.
  • a three-phase MMC linked to a three-phase power system is taken up as the power conversion device 103.
  • the present invention can also be applied to a single-phase MMC linked to a single-phase system or an MMC that drives a motor.
  • the present invention can also be applied to CMC, which will be described in Examples 3 and 4.
  • the power conversion device 103 is configured by cascading a plurality of cells 105.
  • each cell 105 is a bidirectional chopper circuit provided with a DC capacitor (see FIG. 2).
  • Each cell 105 is connected to an external circuit through at least two terminals, and the voltage between the two terminals can be controlled to a DC capacitor voltage or zero.
  • the voltage between the two terminals is referred to as a cell output voltage or a cell voltage.
  • a circuit configured by cascading one or a plurality of cells 105 is referred to as a converter arm 104.
  • one converter arm 104 includes N cells 105.
  • the current flowing through each converter arm 104 is referred to as an arm current, and is defined as IUH, IVH, IWH, IUL, IVL, IWL as shown in FIG.
  • the power converter 103 is configured by connecting six converter arms 104 and six reactors 106 as shown in FIG.
  • the central controller 107 is installed for the purpose of controlling the power converter 103.
  • the central controller 107 is at the ground potential represented by point G in FIG.
  • the AC voltage sensor 108 detects the system phase voltages VR, VS, and VT and transmits the instantaneous value signal to the central controller 107.
  • the current sensor 109 detects each arm current IUH, IVH, IWH, IUL, IVL, IWL, and transmits the instantaneous value signal to the central controller 107.
  • the central control unit 107 includes two optical transceivers 110 and communicates with each cell 105 via the optical transceiver 110.
  • Central controller 107 detects system phase voltages VR, VS, VT, arm currents IUH, IVH, IWH, IUL, IVL, IWL, and DC capacitor voltage VC of each cell 105, and based on these information, each cell
  • the modulation rate MOD to be transmitted to 105 is determined, and the modulation rate MOD is transmitted to each cell.
  • the central controller 107 performs this series of operations at a substantially constant cycle. This cycle is called a control cycle.
  • the central controller 107 controls the electric power exchanged with the three-phase power system 101 by controlling the arm currents IUH, IVH, IWH, IUL, IVL, IWL by performing the above-described series of operations. Further, the DC capacitor voltage VC of each cell 105 is maintained within an appropriate range.
  • the central control device 107 transmits the modulation factor MOD to each cell 105 through the optical transceiver 110 and the optical fiber cables 111 to 114, and receives information on the DC capacitor voltage VC from each cell 105. Details of the communication will be described later.
  • all the cells 105 are daisy-chain connected from the central controller 107 using optical fiber cables 111 to 114.
  • the optical fiber cable 111 that connects the central controller 107 and the cell 105 is an optical fiber cable that has a dielectric strength that can withstand the sum of output voltages of a plurality of cells.
  • the optical fiber cable 112 that connects two cells 105 adjacent to each other inside the same converter arm 104 is an optical fiber cable 112 having a dielectric strength that can withstand the cell voltage of one cell.
  • An optical fiber cable 113 that connects two cells belonging to different converter arms 104 and connected to the point P is an optical fiber cable 113 having dielectric strength that can withstand the output voltage of one cell. .
  • An optical fiber cable 113 that connects two cells belonging to different converter arms 104 and connected to the N point is an optical fiber cable 113 having a dielectric strength that can withstand the output voltage of one cell. .
  • An optical fiber cable 114 that connects two cells belonging to two converter arms 104 belonging to the same phase is an optical fiber cable having a dielectric strength that can withstand the sum of output voltages of a plurality of cells.
  • the optical fiber cables 111 and 114 are referred to as high voltage optical fiber cables, and the optical fiber cables 112 and 113 are referred to as low voltage optical fiber cables.
  • optical fiber cables 112 and 113 most of the optical fiber cables are low-voltage optical fiber cables 112 and 113, and the high-voltage optical fiber cables 111 and 114 are only five in total.
  • the physical length of the low-voltage optical fiber cables 112 and 113 can be reduced to a length substantially equal to the physical dimension of the cell 105.
  • the main circuit of the cell 105 is a bidirectional chopper circuit including a high side switching element 201, a low side switching element 202, and a DC capacitor 203.
  • the voltage of the DC capacitor 203 is referred to as VC.
  • the high side switching element 201 and the low side switching element 202 are collectively referred to as switching elements.
  • the switching elements 201 and 202 are IGBTs.
  • the switching elements 201 and 202 are configured as Gate-Turn-Off Tyristor (GTO), Gate-Commutated Turn-off Thyristor (GCT), Metal- It is also applicable to Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) and other on / off control elements.
  • GTO Gate-Turn-Off Tyristor
  • GCT Gate-Commutated Turn-off Thyristor
  • MOSFET Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • Each cell 105 includes a cell control device 204, and the cell control device 204 is connected to two optical transceivers 205 via optical fiber cables 111, 112, 113, or 114.
  • the cell control device 204 generates a gate pulse for the switching elements 201 and 202 and transmits it to the gate driver 206.
  • the gate driver 206 applies an appropriate voltage between the gate and the emitter of the switching elements 201 and 202 to turn on or off the switching elements 201 and 202.
  • DC voltage sensor 207 detects DC capacitor voltage VC and transmits the instantaneous value signal to cell controller 204.
  • the self-supplied power supply 208 supplies power to the cell control device 204 and the gate driver 206.
  • each cell control device 204 is the same as that of the emitter terminal of the low-side switching element 202 of each cell, and this point is represented by a G (CELL) point in FIG. Note that the point G (CELL) in FIG. 2 is a point having a different potential from the point G in FIG.
  • FIG. 3 illustrates the internal configuration of the cell control device 204 belonging to the Kth cell, for example.
  • the cell controller 204 includes a communication management unit 301, a modulation rate buffer 302, a pulse width modulation (PWM) unit 303, a triangular wave carrier generation unit 304, a timing control unit 305, an analog / digital conversion unit 306, a DC voltage, And a buffer 307.
  • PWM pulse width modulation
  • the communication management unit 301 stores the modulation rate MOD (K) for the own cell received from the central control unit 107 or an adjacent cell via the optical transceiver 205 in the modulation rate buffer 302.
  • MOD (K) is a symbol representing the modulation factor MOD of the Kth cell.
  • the pulse width modulation (PWM) unit 303 compares the modulation rate MOD (K) stored in the modulation rate buffer 302 with the triangular wave carrier generated by the triangular wave carrier generation unit 304, and is used for the switching elements 201 and 202. Generate a gate pulse.
  • the analog / digital conversion means 306 digitizes the analog signal of the DC capacitor voltage from the DC voltage sensor 207 and stores this information VC (K) in the DC voltage buffer 307.
  • VC (K) is a symbol representing the DC capacitor voltage of the Kth cell.
  • the communication management unit 301 transmits the DC capacitor voltage information VC (K) stored in the DC voltage buffer 307 to the central controller 107 or an adjacent cell via the optical transceiver 205.
  • Timing control means 305 controls modulation factor buffer 302, pulse width modulation (PWM) means 303, and triangular wave carrier generation means 304.
  • PWM pulse width modulation
  • timing control means 305 In this specification, the necessity of the timing control means 305 will be described.
  • each cell controller 204 of each cell 105 is supplied with a different clock source, the initial phase shift relationship of the triangular wave carrier changes with time due to a slight error of the clock source and maintains an appropriate phase shift relationship. Can not.
  • a delay time occurs until a certain cell control device 204 transmits a signal to another adjacent cell control device 204.
  • timing control means 305 it is important to maintain the phase shift relationship of the triangular wave carrier by providing the timing control means 305, and to ensure a balance of delay times different for each cell due to daisy chain connection. Detailed operation of the timing control means 305 will be described later.
  • cell number and carrier number are defined.
  • the cell number and the carrier number are information stored in the cell control device 204 of each cell 105.
  • the cell number is the order of daisy chain connection by the optical fiber cables 111 to 114 from the central controller 107 to the cell 105.
  • the cell 105 whose cell number is K is called the Kth cell.
  • the Kth cell is a cell that receives the Kth information from the central controller 107.
  • the carrier number is the phase shift number of the triangular wave carrier of the cell 105 in a certain converter arm 104.
  • the cell 105 whose carrier number is Q generates a gate pulse based on a triangular wave carrier phase-shifted by N ⁇ (Q ⁇ 1) / 360 ° with respect to the reference phase.
  • the triangular wave carrier whose carrier number is Q is called the Qth carrier.
  • FIG. 4 the communication method between the central controller 107 and each cell 105 and the operation of each cell controller 204 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 4 the communication method between the central controller 107 and each cell 105 and the operation of each cell controller 204 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the central controller 107 transmits an optical serial signal frame from one of the two optical transceivers 110 at a substantially constant period (control period).
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the optical serial signal frame 401 transmitted by the central control unit 107 and the operation of the Kth cell that has received this.
  • the information included in the optical serial signal frame 401 includes, for example, a signal start mark 402, a synchronization target carrier number 403, a target cell number 404, a modulation factor 405 of each cell, dummy information on a DC capacitor voltage of each cell, or an actual DC capacitor Voltage information 406 and signal end mark 407.
  • an optical serial signal frame 401 not including a checksum or CRC is illustrated as a simple example.
  • the Kth cell compares the synchronization target carrier number 403 received from the K-1st cell, that is, Q (Sync) with its own carrier number Q. As shown in FIG. 5, when the synchronization target carrier number Q (Sync) is equal to Q, its triangular wave carrier is forcibly reset to a certain value.
  • the Kth cell extracts the modulation rate 405, that is, MOD (K) for itself by referring to the target cell number 404 from the received optical serial signal frame, and stores this in the modulation rate buffer 302.
  • the Kth cell replaces the DC capacitor voltage dummy information 406 for itself with the actual DC capacitor voltage information VC (K) to generate a new optical serial signal frame.
  • the Kth cell transmits the newly generated optical serial signal frame to the (K + 1) th cell.
  • the optical serial signal frame transmitted by the Nth cell is returned to the central controller 107.
  • the central control unit acquires DC capacitor voltage information of each cell included in the optical serial signal frame returned from the Nth cell.
  • timing control means 305 will be described.
  • the timing control means 305 gives a latch signal to the modulation rate buffer 302 when the delay balance time TB elapses from the time when the communication management means 301 receives the signal end mark of the optical serial signal frame.
  • the timing control means 305 delays the delay balance time from the time when the communication management means 301 receives the signal end mark of the optical serial signal frame.
  • a reset signal is given to the triangular wave carrier generating means 304 to forcibly reset the triangular wave carrier to a certain value (FIG. 5).
  • the delay balance time TB is a time for making the signal transmission delay time from the central control unit 107 to each cell 105 substantially equal, and has a different value for each cell.
  • the optical serial signal transmitted from the central controller 107 passes through the N cells 105 and is returned to the central controller 107 again.
  • the central controller 107 can measure the time (total delay time) TD that the optical serial signal passes through the N cells.
  • the central control unit 107 measures the total delay time TD using a test optical serial signal frame for delay time measurement, and the digital value of TD. Can be serially transmitted to all the cells 105.
  • all the cells 105 have information of all delay times TD for all cells (N units). Further, each cell has information (cell number K) indicating the number of the own cell.
  • the delay balance time of the Kth cell is TB (K)
  • the signal transmission delay time from the central controller 107 to each cell 105 can be made substantially equal by giving TB (K) by the following equation. it can.
  • the central control device has two optical transceivers 110, it is also possible to transmit the same optical communication frame simultaneously in the reverse direction, that is, from the Nth cell to the first cell.
  • the control of the power conversion device 103 including the control device configured by daisy chain connecting the central control device 107 and each cell 105 using an optical fiber cable has been described above.
  • the voltage waveforms applied to the optical fiber cables 111 to 114 when the power conversion device 103 is operated by the above-described control method will be described, and the reason why low-voltage optical fiber cables can be used for the optical fiber cables 112 and 113 will be described.
  • FIG. 6A shows the high-voltage optical fiber cable 111 connecting the cell 105 connected to the point P in FIG. 1 and the central controller 107, and the periphery thereof.
  • the neutral point of the secondary side of the transformer 102 and the central control unit 107 are grounded at the point G.
  • the voltage VOPT1 applied to the high voltage optical fiber cable has a waveform as shown in the lower part of FIG. 6B.
  • the number N of cells 105 included in each converter arm 104 is eight.
  • a voltage exceeding the DC capacitor voltage of one cell is applied to the high voltage optical fiber. If the number of cells 105 included in one converter arm 104 is N, the average value of the voltage VOPT1 applied to the high-voltage optical fiber cable is represented by (N ⁇ 1) ⁇ VC / 2.
  • FIG. 7 shows two cells 105 adjacent in the same converter arm in FIG. 1, a low-voltage optical fiber cable 112 connecting the two cells, and the periphery thereof.
  • the voltage VOPT2 applied to the low-voltage optical fiber cable 112 is from the emitter terminal of the low-side switching element 202 of the lower cell 105 to the emitter terminal of the low-side switching element 202 of the upper cell 105. It is a potential difference.
  • the potential of the emitter terminal of the low-side switching element 202 of the upper cell 105 is equal to the potential of the collector terminal of the low-side switching element 202 of the lower cell 105.
  • the voltage VOPT2 applied to the low withstand voltage optical fiber cable 112 is approximately equal to the output voltage VCELL2 of the lower cell 105.
  • the waveform of VOPT2 is roughly as shown in FIG. 7B.
  • the amplitude of VOPT2 is approximately equal to VC.
  • optical fiber cable 112 it is sufficient for the optical fiber cable 112 to have a dielectric strength that can withstand the output voltage amplitude of one cell, that is, VC, and therefore a low-voltage optical fiber can be employed.
  • FIG. 8A shows two cells 105 belonging to different converter arms 104 in FIG. 1, and a low-voltage optical fire fibre cable 113 that connects the two cells connected to the point P, and the periphery thereof are illustrated. Is.
  • the waveform of the voltage VOPT3 applied to the optical fiber cable 113 is roughly as shown in FIG. 8B, and its amplitude is approximately equal to VC.
  • optical fiber cable 113 it is sufficient for the optical fiber cable 113 to have a dielectric strength that can withstand the output voltage amplitude of one cell, that is, VC, and therefore a low-voltage optical fiber can be employed.
  • the voltage applied to the optical fiber cable 114 connecting two cells belonging to different converter arms 104 belonging to the same phase is a maximum of two series components of the DC capacitor voltage VC in the normal operation state.
  • a low withstand voltage optical fiber cable can be adopted for most of the optical fiber cables, and the number of high withstand voltage optical fiber cables can be reduced to five.
  • Example 1 all cells were daisy chain connected by optical fiber cables, but in Example 2, each cell was daisy chained by optical fiber cables for each phase.
  • Example 2 the number of high-voltage optical fibers increases compared to Example 1.
  • each converter arm 104 since the configuration of each converter arm 104 is the same as that in the first embodiment, as in the first embodiment, most of the optical fiber cables 112 that connect adjacent cells in each converter arm 104 have low power.
  • a pressure-resistant optical fiber cable can be used.
  • the communication time can be shortened compared to the case of the first embodiment.
  • FIG. 6 shows the overall configuration of the second embodiment.
  • the central controller 107 has six optical transceivers 110, and optical fiber cables are daisy chain connected for each phase.
  • the number of cells communicating with one optical transceiver 110 is changed from N in the first embodiment to N / 3.
  • the length of the optical serial signal frame shown in FIG. 4 can also be shortened to about 1/3 compared with the first embodiment. Thereby, compared with the case of Example 1, communication time can be shortened.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except for the above points.
  • Example 3 is an example when the present invention is applied to a cascade multilevel converter (CMC).
  • CMC cascade multilevel converter
  • Example 3 it is possible to reduce the number of high-voltage optical fiber cables to three as required in the prior art, at least as many as the number of cells, and it is possible to adopt low-voltage optical fiber cables for most of the optical fiber cables. An effect is obtained.
  • FIG. 10 shows the overall configuration of the third embodiment.
  • the power converter 1001 is connected to the three-phase power system 101 via the transformer 102.
  • the power conversion device 1001 is a cascade multilevel converter (CMC).
  • CMC cascade multilevel converter
  • Each cell of the power converter 1001 is a full bridge circuit (FIG. 11).
  • a circuit in which a plurality of full bridge cells 1002 are cascade-connected is referred to as a cluster 1003.
  • FIG. 11 shows the internal configuration of the full bridge cell 1002.
  • the cell control device 204 generates a gate pulse for the switching elements 1101 to 1104 and transmits it to the gate driver 206.
  • the gate driver 206 applies an appropriate voltage between the gates and emitters of the switching elements 1101 to 1104 to turn the switching elements 1101 to 1104 on or off.
  • the self-supplied power supply 208 supplies power to the cell control device 204 and the gate driver 206.
  • the central control device 107 includes two optical transceivers 110, and all the full bridge cells 1002 are daisy chained by optical fiber cables, and the two optical transceivers 110 are connected. Communicate with.
  • FIG. 12A shows two full bridge cells 1002 adjacent to each other in the same cluster, a low-voltage optical fiber cable 112 connecting the two full bridge cells 1002, and the periphery thereof in FIG. 10B. .
  • FIG. 12B shows a waveform of a voltage applied to the voltage VOPT4 applied to the low withstand voltage optical fiber cable 112.
  • one leg of the upper full-bridge cell 1002 and one leg of the lower full-bridge cell 1002 are electrically connected (cascade connection).
  • the voltage VOPT4 applied to the optical fiber cable 112 is determined depending on the switching states of a total of four switching elements included in the two legs connecting the two full-bridge cells.
  • the voltage appearing in VOPT 4 is the polarity of the DC capacitor voltage VC of the lower full bridge cell 1002 or the polarity of the DC capacitor voltage VC of the upper full bridge cell 1002.
  • the voltage can be either -VC or zero. Therefore, the amplitude of VOPT4 is VC.
  • the optical fiber cable 112 has a dielectric strength that can withstand the output voltage amplitude of one cell, that is, VC, and therefore, a low-voltage optical fiber can be employed.
  • the voltage applied to the optical fiber cable 1004 connecting the U-phase cluster and the V-phase cluster has a waveform in which the secondary line voltage of the transformer 102 and the output voltage of one full bridge cell are superimposed. . Therefore, a high voltage optical fiber is applied to the optical fiber cable 1004.
  • Example 3 is substantially the same as Example 1 except for the points described above.
  • Example 3 all the full bridge cells are daisy chain connected by optical fiber cables, but in Example 4, each cell full bridge is daisy chained by optical fiber cables for each phase.
  • Example 4 the number of high-voltage optical fibers is increased as compared with Example 3.
  • each cluster 1003 is the same as that in the first embodiment, as in the third embodiment, most of the optical fiber cables 112 connecting the adjacent full bridge cells 1002 in each cluster 1003 have a low breakdown voltage.
  • An optical fiber cable can be used.
  • FIG. 13 shows the overall configuration of the power converter of the fourth embodiment.
  • the central controller has six optical transceivers 110, and optical fiber cables are daisy chain connected for each phase.
  • the number of cells communicating with each optical transceiver 110 is changed from N units in the third embodiment to N / 3 units, and the length of the optical serial signal frame can be shortened to 1/3 as compared with the third embodiment.
  • the power conversion device of the present invention can be used for a DC load that exchanges AC power with an AC system, a DC link of a motor drive inverter, a DC power source, and the like.

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Abstract

　制御・通信に用いる光ファイバのうち、複数セルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた高耐圧光ファイバケーブルの少なくとも大部分を削減し、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた低耐圧光ファイバケーブルの使用を可能とする。また、光ファイバケーブルの必要な長さを短縮する。カスケード接続された複数のセルから構成される電力変換装置の制御装置は、中央制御装置と、各セルと同電位の近傍に設置したセル制御装置とから構成されており、前記中央制御装置と各セル制御装置は光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続される。

Description

電力変換装置
　本発明は、電力変換装置およびこれに用いる制御・通信装置と通信用光ファイバケーブルに関する。
　モジュラー・マルチレベル変換器（ＭＭＣ）は、Insulated Gate Bipolar Transistor（ＩＧＢＴ）などのオン・オフ制御可能なスイッチング素子を使用し、前記スイッチング素子の耐圧以上の電圧を出力できる変換器であり、直流送電システム（ＨＶＤＣ）や無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ），モータドライブインバータなどへの応用が期待されている。
　非特許文献１は、ＭＭＣの回路方式について開示している。
　非特許文献１によれば、ＭＭＣは、複数の単位変換器（以下、セルと呼ぶことにする）を直列（カスケード）接続して構成されている。各セルは、例えば双方向チョッパ回路であり、スイッチング素子と直流コンデンサを備えている。各セルは、少なくとも２端子を介して外部と接続しており、前記２端子間の電圧を、該セルの有する直流コンデンサの電圧か、または零に制御できる。
　各セルをＰＷＭ制御している場合、各セルに与える三角波キャリアの位相を適切にシフトすることによって、ＭＭＣの出力電圧波形をマルチレベル波形にできる。これによって、２レベル変換器に比較して高調波成分を低減できる。
　ＭＭＣの特徴として、各セルの電位は互いに異なっており、対地電位の高いセルが存在する点が挙げられる。特に、ＭＭＣをＨＶＤＣなどに応用した場合、セルの対地電位が数１０ｋＶ～数１００ｋＶに及ぶ。さらに、各セルの対地電位は時々刻々と変化する。
　しかしながら、非特許文献１では、実験室レベルでの装置を対象としているため、制御装置と各スイッチング素子の間の絶縁耐圧についての考慮はされていない。
　非特許文献２は、各セルと同電位の近傍に信号処理回路を搭載し、接地電位にある中央制御装置と各信号処理回路の間を光ファイバケーブルで接続した構成が示されている。
萩原誠・赤木泰文：「モジュラー・マルチレベル変換器（ＭＭＣ）のＰＷＭ制御法と動作検証」、電気学会論文誌Ｄ、１２８巻７号、pp.９５７－９６５。
B. Gemmell他：「Prospects of multilevel VSC technologies for power transmission」、IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition ２００８、１～１６ページ。
　非特許文献２では、前記中央制御装置から１つのセルに対して少なくとも１本の光ファイバケーブルが接続されている構成が示されている。すなわち、前記中央制御装置から各セルに前記光ファイバケーブルがスター接続されている。したがって、非特許文献２では少なくともセルの数と同数の光ファイバケーブルが必要である。
　この場合、全ての光ファイバケーブルは、接地電位にある前記中央制御装置と、各セルの間の電位差に耐える絶縁耐力を備えている必要がある。すなわち、すべての光ファイバケーブルを沿面放電などに対する絶縁耐力を持った特殊な光ファイバケーブル（以下、高耐圧光ファイバケーブルと呼ぶことにする）とする必要がある。
　なお、高耐圧光ファイバケーブルには、特殊なシース材料を用いる必要があり、製造工程が複雑になる。
　さらに、非特許文献２のように、制御装置と各セルを光ファイバケーブルでスター接続する場合、個々の光ファイバの長さが長大になる。
　本発明は、カスケード接続された複数のセルから構成される電力変換装置において、制御・通信に用いる光ファイバケーブルの必要な長さを短縮することを目的とするものである。
　上記課題を実現するために、本発明はカスケード接続された複数のセルから構成される電力変換装置において、該電力変換装置の制御装置は、中央制御装置と、各セルと同電位の近傍に設置したセル制御装置とから構成されており、前記中央制御装置と各セル制御装置は光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続されていることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セルは、オン・オフ制御スイッチング素子と直流コンデンサで構成された主回路と、前記直流コンデンサの電圧を検出する直流電圧センサと、前記中央制御装置からの信号を受信し、前記オン・オフ制御スイッチング素子のゲートパルスを生成する働きと、前記直流電圧センサからの信号を中央制御装置に伝送する働きとを担当するセル制御装置と、前記セル制御装置からのゲートパルスを受信し、オン・オフ制御スイッチング素子をオン・オフさせるゲートドライバと、前記セル制御装置とゲートドライバに電源を供給する自給電源とを備えることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記中央制御装置とセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、複数セルの出力端子の電圧の和に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、カスケード接続された２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、あるセルの出力端子の２端子の一方と、他のセルの出力端子の２端子の一方が電気的に接続されている前記２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記カスケード接続された２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、前記カスケード接続された２つのセルの間の電気配線または前記電気配線と同電位の部材によって支持されていることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、あるセルの出力端子の２端子の一方と、他のセルの出力端子の２端子の一方が電気的に接続されている前記２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、前記２つのセルをカスケード接続する電気配線または前記電気配線と同電位の部材によって支持されていることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セル制御装置は、前記中央制御装置との通信を管理する通信管理手段と、前記中央制御装置から受信した、前記主回路のための変調率を格納する変調率バッファと、前記直流電圧センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換するディジタル・アナログ変換手段と、前記ディジタル信号を格納する直流電圧バッファと、三角波キャリアを生成する三角波キャリア発生手段と、前記三角波キャリアと前記変調率バッファに格納された変調率を比較し、前記オン・オフ制御スイッチング素子に与えるゲートパルスを生成するゲートパルス発生手段と、を備えることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セル制御装置は、前記変調率バッファと前記三角波キャリア発生手段と前記ゲートパルス発生手段に動作タイミングの指令を与えるタイミング制御手段を備えることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記中央制御装置は、信号開始マークと、同期対象キャリア番号と、対象となるセル番号を付した変調率信号と直流コンデンサ電圧ダミー信号からなる信号の列と、信号終了マークと、からなる光シリアル信号フレームを、大略一定周期で送信することを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームの前記同期対象キャリア番号を受信し、前記同期対象キャリア番号が、自身のキャリア番号と一致した場合、前記光シリアル信号フレームに含まれる前記信号終了マークを受信した時点で、前記タイミング制御手段を介して三角波キャリア発生手段をリセットすることを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームに含まれる前記セル番号を付した変調率信号を受信し、付記されたセル番号が自身のセル番号と一致する場合に、前記の受信した変調率信号を前記変調率バッファに格納することを特徴とするものである。
　また、本発明は電力変換装置において、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームに含まれる前記セル番号を付した直流コンデンサ電圧ダミー信号を受信し、付記されたセル番号が自身のセル番号と一致する場合に、前記の受信した直流コンデンサ電圧ダミー信号を、前記直流電圧バッファに格納されている信号と置き換えすることを特徴とするものである。
　本発明は、カスケード接続された複数のセルから構成される電力変換装置において、制御・通信に用いる光ファイバのうち、複数セルの出力電圧の和に対する絶縁耐力を備えた高耐圧光ファイバケーブルの少なくとも大部分を削減し、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルの使用を可能とする。また、光ファイバケーブルの必要な長さを短縮することを実現したものである。
　本発明の他の目的、特徴及び利点は添付図面に関する以下の本発明の実施例の記載から明らかになるであろう。
全セルを光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続したＭＭＣを示す。 チョッパセルを示す。 セル制御装置を示す。 光シリアル信号フレームを示す。 第Ｋセルのキャリアを同期させる手法を示す。 高耐圧光ファイバの実施例を示す。 高耐圧光ファイバの印加電圧例を示す。 同一変換器アーム内の隣接セルを接続する低耐圧光ファイバの実施例を示す。 同一変換器アーム内の隣接セルを接続する低耐圧光ファイバの印加電圧例を示す。 他変換器アームの隣接セルを接続する低耐圧光ファイバの実施例を示す。 他変換器アームの隣接セルを接続する低耐圧光ファイバの印加電圧例を示す。 相毎に光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続したＭＭＣを示す。 全セルを光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続したＣＭＣを示す。 フルブリッジセルを示す。 同一クラスタ内の隣接フルブリッジセルを接続する低耐圧光ファイバの実施例を示す。 同一クラスタ内の隣接フルブリッジセルを接続する低耐圧光ファイバの印加電圧例を示す。 相毎に光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続したＣＭＣを示す。
　以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
　本発明を実施する第１の形態について説明する。
　実施例１では、非特許文献１で少なくともセルと同数だけ必要であった高耐圧光ファイバケーブルの本数を削減できる。
　以下、図１を用いて実施例１の全体構成について述べる。
　電力変換装置１０３は、変圧器１０２を介して三相電力系統１０１に連系している。
　電力変換装置１０３のＵ点，Ｖ点，Ｗ点は、変圧器１０２の２次側に接続されている。
また、電力変換装置１０３のＰ点とＮ点の間に、負荷装置１１５を接続している。
　本実施例における電力変換装置１０３は、三相電力系統１０１と交流電力授受を行う。また、電力変換装置１０３は、負荷装置１１５と直流電力授受を行う。ここで、負荷装置１１５は、直流負荷，モータドライブインバータの直流リンク，直流電源などを代表したものである。
　本実施例では、三相電力系統１０１の相電圧をそれぞれＶＲ，ＶＳ，ＶＴと呼ぶことにする。変圧器１０２の２次側を流れる各相の電流をそれぞれＩＵ，ＩＶ，ＩＷと呼ぶことにする。
　本実施例では、変圧器１０２の２次側（電力変換装置１０３が接続している側）の中性点は、接地されている。
　本実施例では、電力変換装置１０３として三相電力系統に連系する三相ＭＭＣを取り上げる。ただし、本発明は、単相系統に連系する単相ＭＭＣや、モータを駆動するＭＭＣにも適用可能である。また、本発明はＣＭＣにも適用可能であり、これについては実施例３，４で述べる。
　電力変換装置１０３は、複数のセル１０５をカスケード接続して構成されている。
　詳細は後述するが、各セル１０５は、直流コンデンサを備えた双方向チョッパ回路である（図２参照）。各セル１０５は、少なくとも２端子を介して外部回路と接続しており、前記２端子の間の電圧を、直流コンデンサ電圧か、または零に制御できる。
　本実施例では、前記２端子の間の電圧を、セルの出力電圧またはセル電圧と呼ぶことにする。
　図１に示すように、１つまたは複数のセル１０５をカスケード接続して構成した回路を、変換器アーム１０４と呼ぶ。本実施例では、１つの変換器アーム１０４がＮ個のセル１０５を含んでいるとする。また、各変換器アーム１０４を流れる電流をアーム電流と呼ぶことにし、図１の通り、ＩＵＨ，ＩＶＨ，ＩＷＨ，ＩＵＬ，ＩＶＬ，ＩＷＬと定義することにする。
　電力変換装置１０３は、６つの変換器アーム１０４と６つのリアクトル１０６を、図１に示すように接続することによって構成されている。
　電力変換装置１０３を制御する目的で、中央制御装置１０７を設置している。中央制御装置１０７は図１中にＧ点で表わした接地電位にある。
　交流電圧センサ１０８は、系統相電圧ＶＲ，ＶＳ，ＶＴを検出し、その瞬時値信号を中央制御装置１０７に伝送する。
　また、電流センサ１０９は、各アーム電流ＩＵＨ，ＩＶＨ，ＩＷＨ，ＩＵＬ，ＩＶＬ，ＩＷＬを検出し、その瞬時値信号を中央制御装置１０７に伝送する。
　中央制御装置１０７は、２つの光トランシーバ１１０を備えており、光トランシーバ１１０を介して、各セル１０５と通信する。
　中央制御装置１０７は、系統相電圧ＶＲ，ＶＳ，ＶＴ，アーム電流ＩＵＨ，ＩＶＨ，ＩＷＨ，ＩＵＬ，ＩＶＬ，ＩＷＬ，各セル１０５の直流コンデンサ電圧ＶＣを検出し、これらの情報に基づいて、各セル１０５に送信する変調率ＭＯＤを決定し、変調率ＭＯＤを各セルに送信する。中央制御装置１０７はこの一連の動作を大略一定周期で行う。この周期を制御周期と呼ぶことにする。
　中央制御装置１０７は、上記の一連の動作を行うことにより、アーム電流ＩＵＨ，ＩＶＨ，ＩＷＨ，ＩＵＬ，ＩＶＬ，ＩＷＬを制御することで、三相電力系統１０１と授受する電力を制御する。また、各セル１０５の直流コンデンサ電圧ＶＣを適正範囲内に維持する。
　中央制御装置１０７は、光トランシーバ１１０と光ファイバケーブル１１１～１１４を介して、各セル１０５に変調率ＭＯＤを送信し、また、各セル１０５から直流コンデンサ電圧ＶＣの情報を受信する。通信の詳細については後述する。
　本実施例では、全てのセル１０５を、中央制御装置１０７から光ファイバケーブル１１１～１１４を用いてデイジーチェーン接続している。
　中央制御装置１０７とセル１０５を接続する光ファイバケーブル１１１は、複数のセルの出力電圧の和に耐える絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルである。
　同一の変換器アーム１０４の内部で隣接するセル２つのセル１０５を接続する光ファイバケーブル１１２は、１つのセルのセル電圧に耐える絶縁耐力を備えた光ファイバケーブル１１２である。
　異なる変換器アーム１０４に属する２つのセルであって、Ｐ点に接続する２つのセルを接続する光ファイバケーブル１１３は、１つのセルの出力電圧に耐える絶縁耐力を備えた光ファイバケーブル１１３である。
　異なる変換器アーム１０４に属する２つのセルであって、Ｎ点に接続する２つのセルを接続する光ファイバケーブル１１３は、１つのセルの出力電圧に耐える絶縁耐力を備えた光ファイバケーブル１１３である。
　同一相に属する２つの変換器アーム１０４に属する２つのセルを接続する光ファイバケーブル１１４は、複数のセルの出力電圧の和に耐える絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルである。
　本実施例では、光ファイバケーブル１１１と１１４とを高耐圧光ファイバケーブル，光ファイバケーブル１１２と１１３とを低耐圧光ファイバケーブルと呼ぶことにする。
　図１において、大部分の光ファイバケーブルは低耐圧光ファイバケーブル１１２，１１３であり、高耐圧光ファイバケーブル１１１，１１４は合計５本のみである。
　さらに、低耐圧光ファイバケーブル１１２，１１３の物理的な長さは、セル１０５の物理的な寸法とほぼ等しい長さまで縮減できる。
　低耐圧光ファイバケーブル１１２，１１３を採用できる理由については、各セル１０５の説明および通信方式の説明の後で詳述することにする。
　以下、図２を用いて、セル１０５の構成を説明する。
　セル１０５の主回路は、ハイサイド・スイッチング素子２０１とローサイド・スイッチング素子２０２と直流コンデンサ２０３とからなる双方向チョッパ回路である。直流コンデンサ２０３の電圧をＶＣと呼ぶことにする。
　また、ハイサイド・スイッチング素子２０１とローサイド・スイッチング素子２０２を総称して、スイッチング素子と呼ぶことにする。
　本実施例では、スイッチング素子２０１と２０２とをＩＧＢＴとしているが、本発明はスイッチング素子２０１と２０２とがGate-Turn-Off Thyristor（ＧＴＯ），Gate-Commutated Turn-off Thyristor（ＧＣＴ），Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor（ＭＯＳＦＥＴ）、その他のオン・オフ制御素子の場合にも適用可能である。
　各セル１０５はセル制御装置２０４を備えており、セル制御装置２０４は２つの光トランシーバ２０５と光ファイバケーブル１１１，１１２，１１３、または１１４を介して接続する。
　セル制御装置２０４は、スイッチング素子２０１と２０２とのためのゲートパルスを生成し、これをゲートドライバ２０６に送信する。
　ゲートドライバ２０６は、スイッチング素子２０１と２０２とのゲート・エミッタ間に適切な電圧を印加し、スイッチング素子２０１と２０２とをターンオンまたはターンオフさせる。
　直流電圧センサ２０７は直流コンデンサ電圧ＶＣを検出し、その瞬時値信号をセル制御装置２０４に伝送する。
　自給電源２０８は、セル制御装置２０４とゲートドライバ２０６に電源を供給する。
　各セル制御装置２０４の電位は、各セルのローサイド・スイッチング素子２０２のエミッタ端子と同電位であり、図２ではこの点をＧ（ＣＥＬＬ）点で表わしている。なお、図２中のＧ（ＣＥＬＬ）点は図１中のＧ点とは異なる電位の点である。
　以下、図３を用いて、セル制御装置２０４の内部構成について説明する。図３は、例えば、第Ｋセルに属するセル制御装置２０４の内部構成を図示したものである。
　セル制御装置２０４は、通信管理手段３０１と、変調率バッファ３０２とパルス幅変調（ＰＷＭ）手段３０３と、三角波キャリア発生手段３０４と、タイミング制御手段３０５と、アナログ・ディジタル変換手段３０６と、直流電圧バッファ３０７とを備えている。
　通信管理手段３０１は、光トランシーバ２０５を介して中央制御装置１０７または隣接セルから受信した自セルに対する変調率ＭＯＤ（Ｋ）を、変調率バッファ３０２に格納する。ただし、ＭＯＤ（Ｋ）とは、第Ｋセルの変調率ＭＯＤを表わす記号である。
　パルス幅変調（ＰＷＭ）手段３０３は、変調率バッファ３０２に格納されている変調率ＭＯＤ（Ｋ）と、三角波キャリア発生手段３０４が発生する三角波キャリアを比較し、スイッチング素子２０１と２０２とのためのゲートパルスを生成する。
　アナログ・ディジタル変換手段３０６は、直流電圧センサ２０７からの直流コンデンサ電圧のアナログ信号をディジタル化し、この情報ＶＣ（Ｋ）を直流電圧バッファ３０７に格納する。ただし、ＶＣ（Ｋ）とは、第Ｋセルの直流コンデンサ電圧を表わす記号である。
　通信管理手段３０１は直流電圧バッファ３０７に格納されている直流コンデンサ電圧の情報ＶＣ（Ｋ）を、光トランシーバ２０５を介して中央制御装置１０７または隣接セルに送信する。
　タイミング制御手段３０５は、変調率バッファ３０２とパルス幅変調（ＰＷＭ）手段３０３と三角波キャリア発生手段３０４とを制御する。
　以下、タイミング制御手段３０５の必要性について説明する。
　各セル１０５の各セル制御装置２０４は互いに異なるクロック源を供給されているため、三角波キャリアの初期の位相シフト関係は、クロック源のわずかな誤差によって時間とともに変化し、適切な位相シフト関係を維持できない。
　各セル１０５の三角波キャリアの位相シフト関係が維持できない場合、電力変換装置１０３のＵ点－Ｖ点間，Ｖ点－Ｗ点間，Ｗ点－Ｕ点の電圧に、過大な高調波成分が含まれてしまうことになる。これによって、アーム電流ＩＵＨ，ＩＶＨ，ＩＷＨ，ＩＵＬ，ＩＶＬ，ＩＷＬや系統電流ＩＵ，ＩＶ，ＩＷに、過大な高調波成分が含まれてしまうという問題を生じる。
　したがって、三角波キャリアの位相シフト関係を適切に維持する手段が必要である。
　また、本実施例では光ファイバケーブルをデイジーチェーン接続しているため、あるセル制御装置２０４が隣接する他のセル制御装置２０４に信号を伝送するまでに遅延時間が生じる。
　全てのセル１０５は光ファイバケーブルを用いてデイジーチェーン接続されているため、中央制御装置１０７から遠いセル１０５では、セル間の信号伝送の遅延が蓄積する。したがって、中央制御装置１０７から各セル１０５へ制御信号が伝達されるまでの遅延時間は、セル毎に異なる。
　したがって、タイミング制御手段３０５を備えることで三角波キャリアの位相シフト関係を維持し、また、デイジーチェーン接続に起因してセル毎に異なる遅延時間のバランスを確保することが重要である。タイミング制御手段３０５の詳しい動作については、後述する。
　ここで、セル番号とキャリア番号を定義する。セル番号とキャリア番号は、各セル１０５のセル制御装置２０４がその内部に保存している情報である。
　セル番号とは、中央制御装置１０７から該セル１０５までの、光ファイバケーブル１１１～１１４によるデイジーチェーン接続の順番である。そのセル番号がＫであるセル１０５を第Ｋセルと呼ぶことにする。第Ｋセルは、中央制御装置１０７からＫ番目に情報を受信するセルである。
　キャリア番号とは、ある変換器アーム１０４における、該セル１０５の三角波キャリアの位相シフト番号である。
　キャリア番号がＱであるセル１０５は、基準位相に対してＮ・（Ｑ－１）／３６０°だけ位相シフトされた三角波キャリアに基づいて、ゲートパルスを生成する。そのキャリア番号がＱである三角波キャリアを第Ｑキャリアと呼ぶことにする。
　以下、本実施例における中央制御装置１０７と各セル１０５の間の通信方式と、各セル制御装置２０４の動作について、図４と図５を用いて述べる。
　中央制御装置１０７は、２つの光トランシーバ１１０のうちの一方から、大略一定周期（制御周期）で光シリアル信号フレームを送信する。
　図４は、中央制御装置１０７が送信する光シリアル信号フレーム４０１と、これを受信した第Ｋセルの動作を説明した図である。光シリアル信号フレーム４０１に含まれる情報は、例えば、信号開始マーク４０２，同期対象キャリア番号４０３，対象セル番号４０４，各セルの変調率４０５，各セルの直流コンデンサ電圧のダミー情報または実際の直流コンデンサ電圧情報４０６，信号終了マーク４０７である。
　この他、パリティ，チェックサム，Cyclic Redundancy Check（ＣＲＣ）などを含ませることも可能であるが、本実施例では簡易な例として、チェックサムやＣＲＣを含まない光シリアル信号フレーム４０１を例示した。
　第Ｋセルは、第Ｋ－１セルから受信した同期対象キャリア番号４０３、すなわちＱ（Ｓｙｎｃ）を自身のキャリア番号Ｑと比較する。図５に示す通り、同期対象キャリア番号Ｑ（Ｓｙｎｃ）とＱとが等しい場合に、自身の三角波キャリアを強制的にある値にリセットする。
　また、第Ｋセルは、受信した光シリアル信号フレームから、対象セル番号４０４を参照することで自身に対する変調率４０５、すなわちＭＯＤ（Ｋ）を抽出し、これを変調率バッファ３０２に格納する。
　さらに、第Ｋセルは、自身に対する直流コンデンサ電圧ダミー情報４０６を、実際の直流コンデンサ電圧情報ＶＣ（Ｋ）に置き換えて、新たな光シリアル信号フレームを生成する。
　第Ｋセルは、新たに生成した光シリアル信号フレームを、第Ｋ＋１セルに送信する。
　本実施例において、セル台数がＮである場合、第Ｎセルが送信した光シリアル信号フレームは、中央制御装置１０７に戻される。
　中央制御装置は、第Ｎセルから戻された光シリアル信号フレームに含まれる、各セルの直流コンデンサ電圧情報を取得する。
　以下、タイミング制御手段３０５の動作について説明する。
　タイミング制御手段３０５は、通信管理手段３０１が光シリアル信号フレームの信号終了マークを受信した時刻から遅延バランス時間ＴＢが経過した時点で、変調率バッファ３０２にラッチ信号を与える。
　また、タイミング制御手段３０５は、同期対象キャリア番号Ｑ（Ｓｙｎｃ）が自身が属するセルのキャリア番号Ｑと等しい場合、通信管理手段３０１が光シリアル信号フレームの信号終了マークを受信した時刻から遅延バランス時間ＴＢが経過した時点で、三角波キャリア発生手段３０４にリセット信号を与え、三角波キャリアを強制的にある値にリセットする（図５）。
　以下、遅延バランス時間ＴＢについて説明する。
　遅延バランス時間ＴＢとは、中央制御装置１０７から各セル１０５への信号伝送遅延時間を大略等しくするための時間であり、セル毎に異なる値をもつ。
　実施例１では、中央制御装置１０７から送信された光シリアル信号は、Ｎ台のセル１０５を通り、再び中央制御装置１０７に戻される。
　したがって、中央制御装置１０７は、Ｎ台のセルを光シリアル信号が通過する時間（全遅延時間）ＴＤを計測できる。
　例えば、中央制御装置１０７および各セル制御装置の初期化時において、中央制御装置１０７が遅延時間測定のための試験用光シリアル信号フレームを使用して全遅延時間ＴＤを計測し、ＴＤのディジタル値を、全セル１０５に光シリアル伝送することができる。
　これにより、全てのセル１０５は、全セル（Ｎ台）分の全遅延時間ＴＤの情報を持っている。また、各セルは、自セルが第何セルかという情報（セル番号Ｋ）を持っている。
　ここで、第Ｋセルの遅延バランス時間をＴＢ（Ｋ）とすると、ＴＢ（Ｋ）を次式で与えることにより、中央制御装置１０７から各セル１０５への信号伝送遅延時間を大略等しくすることができる。
〔数１〕
　　ＴＢ（Ｋ）＝（１－Ｋ／Ｎ）・ＴＤ
　以上の説明では、中央制御装置１０７からの光シリアル信号フレームが、第１から第Ｎセルへ一方向に伝送される場合について述べた。
　しかし、中央制御装置が光トランシーバ１１０を２つ有している場合には、同一の光通信フレームを同時に逆方向、すなわち第Ｎセルから第１セルへ伝送することも可能である。
　これによって、同一の光シリアル信号フレームの伝送路が２つになり、伝送路の冗長性を確保できる。
　以上で、中央制御装置１０７と各セル１０５を、光ファイバケーブルを用いてデイジーチェーン接続して構成した制御装置を備えた電力変換装置１０３の制御について述べた。
　前述の制御法で電力変換装置１０３を運転した場合における、光ファイバケーブル１１１～１１４に印加される電圧波形について説明し、光ファイバケーブル１１２，１１３に低耐圧光ファイバケーブルを採用できる理由について述べる。
　図６Ａは、図１においてＰ点に接続しているセル１０５と中央制御装置１０７とを接続する高耐圧光ファイバケーブル１１１と、その周辺を抜き出して図示したものである。
　変圧器１０２の２次側の中性点と中央制御装置１０７が、Ｇ点で接地されている。
　この場合、高耐圧光ファイバケーブルに印加される電圧ＶＯＰＴ１は、大略、図６（ｂ）下段に示すような波形となる。ただし、図６Ａ，図６Ｂでは例として、各変換器アーム１０４に含まれるセル１０５の数Ｎを８つとしている。
　図６Ｂに示すように、高耐圧光ファイバには１つのセルの直流コンデンサ電圧を超える電圧が印加されている。１つの変換器アーム１０４に含まれるセル１０５の数をＮとすれば、高耐圧光ファイバケーブルに印加される電圧ＶＯＰＴ１の平均値は（Ｎ－１）・ＶＣ／２で表わされる。
　図７は、図１において、同一変換器アーム内で隣接する２つのセル１０５と、前記２つのセルを接続する低耐圧光ファイバケーブル１１２と、その周辺を抜き出して図示したものである。
　図７Ａにおいて、低耐圧光ファイバケーブル１１２に印加される電圧ＶＯＰＴ２は、下側のセル１０５のローサイド・スイッチング素子２０２のエミッタ端子から、上側のセル１０５のローサイド・スイッチング素子２０２のエミッタ端子からまでの電位差である。
　２つのセル１０５はカスケード接続されているため、上側のセル１０５のローサイド・スイッチング素子２０２のエミッタ端子の電位は、下側のセル１０５のローサイド・スイッチング素子２０２のコレクタ端子の電位に等しい。
　したがって、低耐圧光ファイバケーブル１１２に印加される電圧ＶＯＰＴ２は、大略、下側のセル１０５の出力電圧ＶＣＥＬＬ２に大略等しい。
　ＶＯＰＴ２の波形は、大略、図７Ｂのようになる。ＶＯＰＴ２の振幅はＶＣに大略等しい。
　光ファイバケーブル１１２は、１つのセルの出力電圧振幅、すなわちＶＣに耐える絶縁耐力を備えていれば十分であり、したがって、低耐圧光ファイバを採用できる。
　図８Ａは、図１において、異なる変換器アーム１０４に属する２つのセル１０５であって、Ｐ点に接続する２つのセルを接続する低耐圧光ファイアバケーブル１１３と、その周辺を抜き出して図示したものである。
　光ファイバケーブル１１３に印加される電圧ＶＯＰＴ３の波形は、大略、図８Ｂのようになり、その振幅はＶＣに大略等しい。
　光ファイバケーブル１１３は、１つのセルの出力電圧振幅、すなわちＶＣに耐える絶縁耐力を備えていれば十分であり、したがって、低耐圧光ファイバを採用できる。
　なお、図１において、異なる変換器アーム１０４に属する２つのセル１０５であって、Ｎ点に接続する２つのセルにおいても、該２つのセルを接続する光ファイバケーブル１１３に印加される波形は図８下段と大略同様となる。したがって、前記光ファイバケーブル１１３には低耐圧光ファイバケーブルを採用できる。
　同一相に属する異なる変換器アーム１０４に属する２つのセルを接続する光ファイバケーブル１１４に印加される電圧は、通常運転状態において、最大で直流コンデンサ電圧ＶＣの２直列分である。
　しかし、一相地絡などの系統事故が三相電力系統１０１において発生した場合には、光ファイバケーブル１１４に印加される電圧が増加する場合が考えられるため、光ファイバケーブル１１４には高耐圧光ファイバケーブルを採用する。
　以上のように、本実施例では、大部分の光ファイバケーブルに、低耐圧光ファイバケーブルを採用することができ、高耐圧光ファイバケーブルを５本に削減できる。
　次に、本発明を実施する第２の形態について説明する。
　実施例１では全セルを光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続していたが、実施例２では、各セルを相毎に光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続している。
　実施例２では、実施例１に比較して高耐圧光ファイバの本数が増加する。
　しかし、各変換器アーム１０４構成は実施例１と同一であるので、実施例１と同様に、各変換器アーム１０４の内部で隣接するセルを接続する大部分の光ファイバケーブル１１２には、低耐圧光ファイバケーブルを採用できる。
　また、実施例１の場合と比較して、通信時間を短縮できるという効果が得られる。
　図６に、実施例２の全体構成を示す。
　実施例２では、中央制御装置１０７が６つの光トランシーバ１１０を有しており、相毎に光ファイバケーブルをデイジーチェーン接続している。
　これにより、１つの光トランシーバ１１０と通信するセルの数が、実施例１のＮ台から、Ｎ／３台となる。これによって、図４に示した光シリアル信号フレームの長さも、実施例１と比較して大略１／３に短縮できる。これにより、実施例１の場合と比較して、通信時間を短縮できる。
　そして、上記の点以外は、実施例１と同様である。
　本発明を実施する第３の形態について説明する。
　実施例３は、カスケード・マルチレベル変換器（ＣＭＣ）に本発明を適用した場合の実施例である。
　実施例３では、従来技術において少なくともセルと同数だけ必要であった、高耐圧光ファイバケーブルを３本に削減することが可能となり、大部分の光ファイバケーブルに低耐圧光ファイバケーブルを採用できるという効果が得られる。
　図１０は、実施例３の全体構成を示す。
　電力変換装置１００１が変圧器１０２を介して三相電力系統１０１に連系している。
　実施例１，２との相違点は、電力変換装置１００１がカスケード・マルチレベル変換器（ＣＭＣ）である点である。
　電力変換装置１００１の各セルは、フルブリッジ回路（図１１）である。複数のフルブリッジセル１００２がカスケード接続された回路を、クラスタ１００３と呼ぶことにする。
　図１１にフルブリッジセル１００２の内部構成を示す。
　セル制御装置２０４は、スイッチング素子１１０１～１１０４のためのゲートパルスを生成し、これをゲートドライバ２０６に送信する。
　ゲートドライバ２０６は、スイッチング素子１１０１～１１０４のゲート・エミッタ間に適切な電圧を印加し、スイッチング素子１１０１～１１０４をターンオンまたはターンオフさせる。
　自給電源２０８は、セル制御装置２０４とゲートドライバ２０６に電源を供給する。
　実施例３では、実施例１と同様に、中央制御装置１０７が２つの光トランシーバ１１０を備えており、全てのフルブリッジセル１００２が光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続され、この前記２つの光トランシーバ１１０と通信する。
　以下、同一のクラスタ１００３内で隣接する２つのフルブリッジセル１００２を接続する光ファイバケーブル１１２に印加される電圧波形を示し、低耐圧光ファイバケーブルを採用できる理由を説明する。
　図１２Ａは、図１０Ｂにおいて、同一クラスタ内で隣接する２つのフルブリッジセル１００２と、前記２つのフルブリッジセル１００２を接続する低耐圧光ファイバケーブル１１２と、その周辺を抜き出して図示したものである。
　また、図１２Ｂに、低耐圧光ファイバケーブル１１２に印加される電圧ＶＯＰＴ４に印加される電圧の波形を示す。
　図１２Ａにおいて、上側のフルブリッジセル１００２の一方のレグと、下側のフルブリッジセル１００２の一方のレグが、電気的に接続（カスケード接続）されている。光ファイバケーブル１１２に印加される電圧ＶＯＰＴ４は、前記２つのフルブリッジセルを接続している前記２つのレグに含まれる合計４つのスイッチング素子のスイッチング状態に依存して決定する。
　前記合計４つのスイッチング素子がどのようなスイッチング状態をとっても、ＶＯＰＴ４に現れる電圧は、下側のフルブリッジセル１００２の直流コンデンサ電圧ＶＣか、上側のフルブリッジセル１００２の直流コンデンサ電圧ＶＣの極性を反転した電圧－ＶＣか、零かのいずれかしかとりえない。したがって、ＶＯＰＴ４の振幅は、ＶＣである。
　したがって、光ファイバケーブル１１２は、１つのセルの出力電圧振幅、すなわちＶＣに耐える絶縁耐力を備えていれば十分であり、したがって、低耐圧光ファイバを採用できる。
　なお、Ｕ相クラスタとＶ相クラスタを接続する光ファイバケーブル１００４に印加される電圧は、変圧器１０２の２次側の線間電圧と、１つのフルブリッジセルの出力電圧が重畳した波形となる。したがって、光ファイバケーブル１００４には高耐圧光ファイバを適用する。
　実施例３は、上記に説明した点以外、実施例１と大略同様である。
　本発明を実施する第４の形態について説明する。
　実施例３では全フルブリッジセルを光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続していたが、実施例４では、各セルフルブリッジを相毎に光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続している。
　実施例４は、実施例３に比較して高耐圧光ファイバの本数が増加する。
　しかし、各クラスタ１００３構成は実施例１と同一であるので、実施例３と同様に、各クラスタ１００３の内部で隣接するフルブリッジセル１００２を接続する大部分の光ファイバケーブル１１２には、低耐圧光ファイバケーブルを採用できる。
　また、実施例３の場合と比較して、通信時間を短縮できるという効果が得られる。
　図１３に実施例４の電力変換器の全体構成を示す。
　実施例４では、実施例２と同様に、中央制御装置が６つの光トランシーバ１１０を有しており、相毎に光ファイバケーブルをデイジーチェーン接続している。
　また、各光トランシーバ１１０と通信するセルの数が、実施例３のＮ台から、Ｎ／３台となり、光シリアル信号フレームの長さも、実施例３と比較して１／３に短縮できる。
　上記の点以外は、実施例３と同様の全体構成である。
　上記記載は実施例についてなされたが、本発明はそれに限らず、本発明の精神と添付の請求の範囲の範囲内で種々の変更および修正をすることができることは当業者に明らかである。
　本発明の電力変換装置は交流系統と交流電力授受を行う直流負荷，モータドライブインバータの直流リンク，直流電源等に用いることが可能である。
　１０１　三相電力系統
　１０２　変圧器
　１０３，１００１　電力変換装置
　１０４　変換器アーム
　１０５　セル
　１０６　リアクトル
　１０７　中央制御装置
　１０８　交流電圧センサ
　１０９　電流センサ
　１１０，２０５　光トランシーバ
　１１１～１１４，１００４　光ファイバケーブル
　１１５　負荷装置
　２０１，１１０１，１１０３　ハイサイド・スイッチング素子
　２０２　，１１０２，１１０４　ローサイド・スイッチング素子
　２０３　直流コンデンサ
　２０４　セル制御装置
　２０６　ゲートドライバ
　２０７　直流電圧センサ
　２０８　自給電源
　３０１　通信管理手段
　３０２　変調率バッファ
　３０３　パルス幅変調手段
　３０４　三角波キャリア発生手段
　３０５　タイミング制御手段
　３０６　アナログ・ディジタル変換手段
　３０７　直流電圧バッファ
　４０１　光シリアル信号フレーム
　４０２　信号開始マーク
　４０３　同期対象キャリア番号
　４０４　対象セル番号
　４０５　変調率
　４０６　直流コンデンサ電圧情報あるいは直流コンデンサ電圧ダミー情報
　４０７　信号終了マーク
　１００２　フルブリッジセル
　１００３　クラスタ

Claims (13)

  1. 　カスケード接続された複数のセルから構成される電力変換装置において、
    　該電力変換装置の制御装置は、中央制御装置と、各セルと同電位の近傍に設置したセル制御装置とから構成されており、前記中央制御装置と各セル制御装置は光ファイバケーブルでデイジーチェーン接続されていることを特徴とする電力変換装置。
  2. 　請求項１に記載の電力変換装置において、
    　前記セルは、オン・オフ制御スイッチング素子と直流コンデンサで構成された主回路と、前記直流コンデンサの電圧を検出する直流電圧センサと、前記中央制御装置からの信号を受信し、前記オン・オフ制御スイッチング素子のゲートパルスを生成する働きと、前記直流電圧センサからの信号を中央制御装置に伝送する働きとを担当するセル制御装置と、前記セル制御装置からのゲートパルスを受信し、オン・オフ制御スイッチング素子をオン・オフさせるゲートドライバと、前記セル制御装置とゲートドライバに電源を供給する自給電源とを備えることを特徴とする電力変換装置。
  3. 　請求項１に記載の電力変換装置において、
    　前記中央制御装置とセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、複数セルの出力端子の電圧の和に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とする電力変換装置。
  4. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、カスケード接続された２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とする電力変換装置。
  5. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、
    　あるセルの出力端子の２端子の一方と、他のセルの出力端子の２端子の一方が電気的に接続されている前記２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、１つのセルの出力電圧に対する絶縁耐力を備えた光ファイバケーブルであることを特徴とする電力変換装置。
  6. 　請求項４に記載の電力変換装置であって、前記カスケード接続された２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、前記カスケード接続された２つのセルの間の電気配線または前記電気配線と同電位の部材によって支持されていることを特徴とする電力変換装置。
  7. 　請求項５に記載の電力変換装置であって、あるセルの出力端子の２端子の一方と、他のセルの出力端子の２端子の一方が電気的に接続されている前記２つのセルのセル制御装置を接続する光ファイバケーブルは、前記２つのセルをカスケード接続する電気配線または前記電気配線と同電位の部材によって支持されていることを特徴とする電力変換装置。
  8. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記セル制御装置は、前記中央制御装置との通信を管理する通信管理手段と、前記中央制御装置から受信した、前記主回路のための変調率を格納する変調率バッファと、前記直流電圧センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換するディジタル・アナログ変換手段と、前記ディジタル信号を格納する直流電圧バッファと、三角波キャリアを生成する三角波キャリア発生手段と、前記三角波キャリアと前記変調率バッファに格納された変調率を比較し、前記オン・オフ制御スイッチング素子に与えるゲートパルスを生成するゲートパルス発生手段と、を備えることを特徴とする電力変換装置。
  9. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記セル制御装置は、前記変調率バッファと前記三角波キャリア発生手段と前記ゲートパルス発生手段に動作タイミングの指令を与えるタイミング制御手段を備えることを特徴とする電力変換装置。
  10. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記中央制御装置は、信号開始マークと、同期対象キャリア番号と、対象となるセル番号を付した変調率信号と直流コンデンサ電圧ダミー信号からなる信号の列と、信号終了マークと、からなる光シリアル信号フレームを、大略一定周期で送信することを特徴とする電力変換装置。
  11. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームの前記同期対象キャリア番号を受信し、前記同期対象キャリア番号が、自身のキャリア番号と一致した場合、前記光シリアル信号フレームに含まれる前記信号終了マークを受信した時点で、前記タイミング制御手段を介して三角波キャリア発生手段をリセットすることを特徴とする電力変換装置。
  12. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームに含まれる前記セル番号を付した変調率信号を受信し、付記されたセル番号が自身のセル番号と一致する場合に、前記の受信した変調率信号を前記変調率バッファに格納することを特徴とする電力変換装置。
  13. 　請求項１に記載の電力変換装置であって、前記セル制御装置は、前記中央制御装置からデイジーチェーンされた他のセル制御装置を介して受信した前記光シリアル信号フレームに含まれる前記セル番号を付した直流コンデンサ電圧ダミー信号を受信し、付記されたセル番号が自身のセル番号と一致する場合に、前記の受信した直流コンデンサ電圧ダミー信号を、前記直流電圧バッファに格納されている信号と置き換えすることを特徴とする電力変換装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130609A (zh) * 2011-03-10 2011-07-20 中国电力科学研究院 一种基于半桥电路的vsc基本功能单元的绝缘配合方法
CN103620937A (zh) * 2011-06-24 2014-03-05 株式会社日立制作所 电力变换装置及其控制装置
EP2905889A1 (en) 2014-01-07 2015-08-12 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus and control method thereof
EP2823565A4 (en) * 2012-03-09 2015-09-02 Benshaw Inc M2LC SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME
WO2019142361A1 (ja) 2018-01-22 2019-07-25 三菱電機株式会社 電力変換装置

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2416486B1 (en) * 2009-03-30 2018-05-30 Hitachi, Ltd. Power conversion device
JP5449893B2 (ja) * 2009-07-21 2014-03-19 株式会社日立製作所 電力変換装置
WO2011120572A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Areva T&D Uk Limited Converter
JP5592236B2 (ja) * 2010-11-01 2014-09-17 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP5825902B2 (ja) * 2011-07-25 2015-12-02 株式会社日立製作所 電力変換装置
CA2853868A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Alstom Technology Ltd A power electronic module
JP5894777B2 (ja) * 2011-12-07 2016-03-30 株式会社日立製作所 電力変換装置
GB2497967B (en) * 2011-12-23 2018-02-21 Reinhausen Maschf Scheubeck Fault-tolerant control systems
GB2497969B (en) * 2011-12-23 2018-08-29 Reinhausen Maschf Scheubeck Switching control system signalling techniques
US8982593B2 (en) 2012-04-27 2015-03-17 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cascaded H-Bridge (CHB) inverter level shift PWM with rotation
US8619446B2 (en) * 2012-04-27 2013-12-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Cascaded H-bridge (CHB) inverter level shift PWM with rotation
JP5374610B2 (ja) * 2012-05-01 2013-12-25 株式会社日立製作所 制御システム、および、電力変換装置
FR2993112B1 (fr) * 2012-07-04 2014-08-15 Toulouse Inst Nat Polytech Convertisseurs statiques a architecture parallele ou serie et a commande modulaire decentralisee (cdm)
CN102780385B (zh) * 2012-07-27 2016-08-03 华为技术有限公司 一种级联变换器的控制方法和相关设备
US9425705B2 (en) 2012-08-13 2016-08-23 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for bypassing cascaded H-bridge (CHB) power cells and power sub cell for multilevel inverter
US9007787B2 (en) 2012-08-13 2015-04-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for bypassing Cascaded H-Bridge (CHB) power cells and power sub cell for multilevel inverter
JP2014042390A (ja) * 2012-08-22 2014-03-06 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 自励式電力変換装置
JP6111031B2 (ja) * 2012-08-22 2017-04-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 自励式電力変換装置
WO2014046555A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Auckland Uniservices Limited Improvements in or relating to modular multi-level converters
EP2904698B1 (en) * 2012-10-01 2018-08-01 ABB Schweiz AG Converter arm and associated converter device
WO2014056742A2 (en) * 2012-10-10 2014-04-17 Abb Technology Ag Controlling a mocular converter
US9240731B2 (en) 2013-03-18 2016-01-19 Rockwell Automation Technologies, Inc. Power cell bypass method and apparatus for multilevel inverter
JP6009651B2 (ja) * 2013-03-18 2016-10-19 三菱電機株式会社 電力変換装置
EP2797217A1 (en) * 2013-04-23 2014-10-29 ABB Technology AG Distributed controllers for a power electronics converter
FR3005379A1 (fr) * 2013-05-02 2014-11-07 Alstom Technology Ltd Dispositif de commande d'une pluralite de convertisseurs de puissance
DE102013209407B4 (de) 2013-05-22 2023-08-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur lötfreien elektrischen Einpresskontaktierung von elektrisch leitfähigen Einpress-Stiften in Leiterplatten
US9083230B2 (en) 2013-06-20 2015-07-14 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multilevel voltage source converters and systems
US9520800B2 (en) 2014-01-09 2016-12-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multilevel converter systems and methods with reduced common mode voltage
US9325252B2 (en) 2014-01-13 2016-04-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multilevel converter systems and sinusoidal pulse width modulation methods
EP2897268B1 (en) * 2014-01-20 2022-01-05 ABB Schweiz AG Master/slave controller system in ring topology for modular multilevel converters
CN103869779A (zh) * 2014-03-12 2014-06-18 南京南瑞继保电气有限公司 适用于模块化多电平换流器控制系统的通信架构及方法
KR101666712B1 (ko) * 2014-05-13 2016-10-14 엘에스산전 주식회사 모듈형 멀티레벨 컨버터
KR101630510B1 (ko) 2014-05-13 2016-06-14 엘에스산전 주식회사 모듈형 멀티레벨 컨버터
JP2015220495A (ja) * 2014-05-14 2015-12-07 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
GB2526138A (en) * 2014-05-15 2015-11-18 Control Tech Ltd Diagnostics and control circuit
JP6214092B2 (ja) * 2014-05-28 2017-10-18 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
DE102014210325A1 (de) * 2014-06-02 2015-12-03 Robert Bosch Gmbh Spannungswandler und Verfahren
DE102014217882A1 (de) * 2014-09-08 2016-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Leistungselektronisches System zum Betreiben einer Last und Verfahren zur Synchronisation von Leistungsmodulen
JP6286801B2 (ja) * 2014-11-12 2018-03-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
JP6286802B2 (ja) * 2014-12-05 2018-03-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力変換装置
KR101723094B1 (ko) 2014-12-29 2017-04-18 주식회사 효성 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈 제어기용 전원장치
EP3043459A1 (de) * 2015-01-08 2016-07-13 Siemens Aktiengesellschaft Modularer Multilevelumrichter mit phasenspezifischen Modulatoren
US9559541B2 (en) 2015-01-15 2017-01-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular multilevel converter and charging circuit therefor
JP6423743B2 (ja) * 2015-03-04 2018-11-14 株式会社日立製作所 高信頼通信方法、及びそれを用いた電力変換装置
WO2016165718A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 Vestas Wind Systems A/S Controlling of wind-turbine-converter system over a communication bus
US9748862B2 (en) 2015-05-13 2017-08-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Sparse matrix multilevel actively clamped power converter
US10122261B2 (en) * 2015-06-15 2018-11-06 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corporation Power conversion device
US10367428B2 (en) * 2015-06-15 2019-07-30 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion device
FR3043283B1 (fr) * 2015-10-30 2019-08-30 Institut National Polytechnique De Toulouse Circuit de conversion statique d'energie electrique a architecture cascadee et a controle modulaire decentralise.
EP3208930B1 (de) * 2016-02-18 2020-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Modularer mehrzellenumrichter mit zellinterner kompensation von spannungsschwankungen am zellkondensator
WO2017140378A1 (de) * 2016-02-19 2017-08-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum erzeugen eines fehlerberichts
WO2018001477A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Siemens Aktiengesellschaft Stromrichter
US9812990B1 (en) 2016-09-26 2017-11-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Spare on demand power cells for modular multilevel power converter
KR101943881B1 (ko) * 2016-12-26 2019-01-30 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터
CN106849016A (zh) * 2017-01-23 2017-06-13 许继集团有限公司 一种mmc子模块故障保护方法及装置
US10148205B2 (en) * 2017-02-02 2018-12-04 General Electric Company Control method for power converters with inverter blocks with silicon carbide MOSFETs
US10734916B2 (en) * 2017-04-21 2020-08-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion device
DE102017113460A1 (de) * 2017-06-20 2018-12-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektronische Schaltung zur Konvertierung elektrischer Energie und zugehörige Steuerung
CN107276680B (zh) * 2017-07-16 2019-10-08 中车永济电机有限公司 多路光电光信号集成电路转换板
CN109560870A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 台达电子企业管理（上海）有限公司 用于级联型电力转换设备的通讯系统
WO2019069394A1 (ja) 2017-10-04 2019-04-11 三菱電機株式会社 電力変換装置
RU2662804C1 (ru) * 2017-10-12 2018-07-31 Публичное акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы" Система управления высоковольтным тиристорным вентилем
CN107707105A (zh) * 2017-10-26 2018-02-16 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局 适用于柔直模块化多电平换流阀的通讯网络拓扑及方法
JP6948105B2 (ja) * 2018-02-08 2021-10-13 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US10158299B1 (en) 2018-04-18 2018-12-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Common voltage reduction for active front end drives
EP3788703A4 (en) * 2018-04-30 2021-11-24 General Electric Company CONTROL PROCEDURE FOR CONVERTERS WITH INVERTER BLOCKS WITH SILICON CARBIDE MOSFETS
KR20200016431A (ko) * 2018-08-07 2020-02-17 효성중공업 주식회사 Ｍｍｃ 컨버터의 서브모듈
KR102598596B1 (ko) * 2018-08-08 2023-11-06 한국전자통신연구원 Hvdc 전력변환장치의 서브모듈 제어 네트워크 시스템 및 이의 통신 방법
EP3654510A1 (en) * 2018-11-19 2020-05-20 Maschinenfabrik Reinhausen GmbH Pre-charging a modular multilevel converter
EP3703241B1 (en) * 2019-02-26 2022-07-13 Hitachi Energy Switzerland AG Communication in a converter device
JP7054311B2 (ja) * 2019-03-14 2022-04-13 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
DE102019120947B3 (de) * 2019-08-02 2020-11-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ladungsausgleich zwischen Modulen eines Multilevelkonverters
CN112542883B (zh) * 2019-09-20 2023-11-14 台达电子工业股份有限公司 用于固态变压器结构且有通信功能的电力系统及通信模块
US11211879B2 (en) 2019-09-23 2021-12-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Capacitor size reduction and lifetime extension for cascaded H-bridge drives
JP6792097B1 (ja) * 2019-10-10 2020-11-25 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
US10886858B1 (en) * 2019-10-15 2021-01-05 University Of Tennessee Research Foundation Modular multi-level converter pre-chargers
US20230087350A1 (en) * 2020-02-14 2023-03-23 Ecole De Technologie Superieure Three-phase multilevel electric power converter
JP7501446B2 (ja) 2020-08-04 2024-06-18 株式会社明電舎 電力変換システムおよび電力変換システムの制御方法
CN114977482B (zh) * 2021-02-26 2024-10-18 华为数字能源技术有限公司 一种隔离通信装置以及供电系统
US11342878B1 (en) 2021-04-09 2022-05-24 Rockwell Automation Technologies, Inc. Regenerative medium voltage drive (Cascaded H Bridge) with reduced number of sensors
CN114204818A (zh) * 2021-11-03 2022-03-18 华为数字能源技术有限公司 一种电力转换系统、电力转换模块及处理装置
CN113937986B (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 南昌工程学院 级联h桥功率模块直流电压的检测方法、装置及设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05191966A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Nissin Electric Co Ltd 電力設備用半導体駆動素子制御装置
JP2001237866A (ja) * 1999-12-16 2001-08-31 Caterpillar Inc データ送信方法及び装置
JP2006109258A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Hitachi Ltd 通信方法及び通信装置
JP2009519692A (ja) * 2005-09-21 2009-05-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 分散配置されたエネルギー蓄積器を有する多相電力変換器の制御のための方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3483834D1 (de) * 1983-12-05 1991-02-07 Mitsubishi Electric Corp Hochspannungsthyristorkonverter.
JP3102401B2 (ja) * 1997-12-26 2000-10-23 富士電機株式会社 電力変換器の制御装置
DE10103031B4 (de) * 2001-01-24 2011-12-01 Siemens Ag Stromrichterschaltung mit verteilten Energiespeichern und Verfahren zur Steuerung einer derartigen Stromrichterschaltung
US7024257B2 (en) * 2001-02-09 2006-04-04 Motion Engineering, Inc. System for motion control, method of using the system for motion control, and computer-readable instructions for use with the system for motion control
DE10217889A1 (de) * 2002-04-22 2003-11-13 Siemens Ag Stromversorgung mit einem Direktumrichter
CN101179255B (zh) * 2006-11-08 2010-05-26 Ls产电株式会社 用于交流电动机的h桥逆变器
CN100559692C (zh) * 2006-12-11 2009-11-11 Ls产电株式会社 使用can通信的h-桥式多电平逆变器
KR100825323B1 (ko) * 2007-03-05 2008-04-28 엘에스산전 주식회사 단위 셀 역률 동일 제어 장치를 가지는 캐스케이드 방식을이용한 멀티레벨 인버터 및 그 제어방법
CN101030733B (zh) * 2007-03-21 2011-04-13 中国科学院电工研究所 一种轻型单元级联式多电平功率变换器
WO2009086927A1 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Abb Technology Ag A method for controlling a voltage source converter and a voltage converting apparatus
CN101478225B (zh) * 2008-12-19 2012-11-07 中国电力科学研究院 一种高压电力电子器件串联阀触发信号的通信方法
CN101478242B (zh) * 2009-01-15 2010-09-15 安徽长风电缆集团有限公司 H桥级联高压变频器功率单元脉冲控制与状态监控装置
JP5449893B2 (ja) * 2009-07-21 2014-03-19 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP5191966B2 (ja) 2009-08-07 2013-05-08 株式会社デジタル 電子機器
JP5592236B2 (ja) * 2010-11-01 2014-09-17 株式会社日立製作所 電力変換装置
US9219426B2 (en) * 2012-02-09 2015-12-22 Hitachi, Ltd. Switching element, power converter, direct current transmission system, current control device, method of controlling power converter, and method of controlling current in voltage source converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05191966A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Nissin Electric Co Ltd 電力設備用半導体駆動素子制御装置
JP2001237866A (ja) * 1999-12-16 2001-08-31 Caterpillar Inc データ送信方法及び装置
JP2006109258A (ja) * 2004-10-07 2006-04-20 Hitachi Ltd 通信方法及び通信装置
JP2009519692A (ja) * 2005-09-21 2009-05-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 分散配置されたエネルギー蓄積器を有する多相電力変換器の制御のための方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
B. GEMMELL ET AL.: "Prospects of multilevel VSC technologies for power transmission", IEEE/PES TRANSMISSION AND DISTRIBUTION CONFERENCE AND EXPOSITION, 2008, pages 1 - 16, XP002625037, DOI: doi:10.1109/TDC.2008.4517192
MAKOTO HAGIWARA; HIROFUMI AKAGI: "PWM Control and Experiment of Modular Multilevel Converters (MMC", TRANSACTIONS OF THE INSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERS OF JAPAN, vol. 128, no. 7, pages 957 - 965, XP055185989, DOI: doi:10.1541/ieejias.128.957
See also references of EP2458726A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102130609A (zh) * 2011-03-10 2011-07-20 中国电力科学研究院 一种基于半桥电路的vsc基本功能单元的绝缘配合方法
CN103620937A (zh) * 2011-06-24 2014-03-05 株式会社日立制作所 电力变换装置及其控制装置
EP2823565A4 (en) * 2012-03-09 2015-09-02 Benshaw Inc M2LC SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME
EP2905889A1 (en) 2014-01-07 2015-08-12 Hitachi, Ltd. Power conversion apparatus and control method thereof
WO2019142361A1 (ja) 2018-01-22 2019-07-25 三菱電機株式会社 電力変換装置
US11196355B2 (en) 2018-01-22 2021-12-07 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion apparatus having autonomous generation of identification information by each sub-module

Also Published As

Publication number Publication date
KR101443462B1 (ko) 2014-09-22
JP5449893B2 (ja) 2014-03-19
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