WO2013054567A1

WO2013054567A1 - 電力変換装置

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Publication number: WO2013054567A1
Application number: PCT/JP2012/063517
Authority: WO
Inventors: 真理来見; 森　修; 喜久夫泉; 藤井　俊行; 浦壁　隆浩
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-04-18
Also published as: JPWO2013054567A1; JP5645209B2

Abstract

　メインインバータ（５）と直流電圧が比較的低いサブインバータ（７）との交流側を直列接続してインバータ部（１０）を構成し電力系統（１５）に連系する。制御装置（２０）は、系統電圧ＶＡの正常時の通常モードにおいて、メインインバータ（５）から系統半周期に１パルスの電圧を出力させ、サブインバータ（７）をＰＷＭ制御して、インバータ電流ｉを制御すると共に、サブインバータ（７）のサブ直流電圧Ｖｓを指令値に追従させる。系統電圧ＶＡに瞬低が発生してサブ直流電圧Ｖｓが異常レベルになると電圧低下モードに切り替え、サブインバータ（７）のサブコンデンサ（８）をバイパス制御し、メインインバータ（５）をＰＷＭ制御する。そして、系統電圧ＶＡの復帰を検出して通常モードに戻す。

Description

電力変換装置

　本発明は、交流側が電力系統に接続され、直流／交流間で電力変換を行う電力変換装置に関するものである。

　従来の電力変換装置として、３相のメインコンバータの各相の交流線に、メインコンバータの直流電圧より小さい直流電圧を有する単相のサブコンバータの交流側を直列接続して構成されるものがある。そして、メインコンバータを半周期に１パルスのゲートパルスにて駆動し、各コンバータの相電圧の和で電力変換装置の相電圧を発生する（例えば、特許文献１参照）。
　また、従来の別例による電力変換装置は、系統電圧が所定の電圧レベル以下となったことを検知する系統電圧レベル低下検知手段と、該検知手段の検知持続時間を測定する検知持続時間測定手段とを具備し、系統電圧レベル低下検知手段がレベル低下を検知し、かつ検知持続時間測定手段による測定時間が所定時間以上であったとき、系統の瞬時電圧低下を検出することを特徴とし、検知持続時間測定手段は電圧ゼロクロスポイント付近で無効にする。また、インバータのゲート信号を遮断するゲートブロック手段を具備し、瞬時電圧低下が起こったときインバータのゲート信号を遮断することにより出力を停止して装置を過電流から保護し、復電したとき前記インバータにゲート信号を送出して運転を再開する（例えば、特許文献２参照）。

国際公開ＷＯ２００７－１２９４５６号公報特開２００３－１５３４３３号公報

　上記特許文献１記載の電力変換装置では、複数の電力変換器を組み合わせて電圧を出力することで小型化、高効率化を図るものである。しかしながら、接続された電力系統の瞬時電圧低下時には、過電流の発生、またサブコンバータの直流電圧の変動による過電圧が発生するため電力変換装置の保護が必要となる。
　上記特許文献２には、電力系統の瞬時電圧低下時に電力変換装置の運転を停止して過電流から保護する技術が記載されている。しかしながら、分散電源を電力系統に連系する電力変換装置が停止すると、電力系統での電力の需給バランスが崩れるという問題点があった。また、一旦電力変換装置を停止して電力系統のラインから解列すると、再び電力変換装置の運転を開始するのに時間を要するものであった。

　この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、主電力変換器と直流電圧が比較的低い副電力変換器とを直列接続して構成される電力変換装置を、電力系統の瞬時電圧低下時および復電時にも信頼性良く運転継続することを目的とする。

　この発明による電力変換装置は、交流側が電力系統に接続され、直流／交流間で電力変換を行う電力変換器と、上記電力変換器を制御する制御装置とを備える。上記電力変換器は、１つの主電力変換器と、該主電力変換器の直流電圧より低電圧の直流コンデンサを有し、上記主電力変換器の交流側と上記電力系統との間に、交流側が直列接続された副電力変換器とを備えて、上記主電力変換器および上記副電力変換器の交流側発生電圧の合計電圧を交流側に発生する。上記制御装置は、上記電力変換器の相電流である変換器電流を指令値に追従させ、上記副電力変換器の上記直流コンデンサの電圧が設定された電圧となるように、２種の制御モードを有して上記主電力変換器および上記副電力変換器への制御信号を生成する。上記２種の制御モードは、系統電圧の半周期に１パルスの電圧を出力するように上記主電力変換器を制御すると共に、上記変換器電流が上記指令値に追従するように上記副電力変換器をＰＷＭ制御する第１の制御モードと、上記直流コンデンサをバイパスさせるように上記副電力変換器を制御すると共に、上記変換器電流が上記指令値に追従するように上記主電力変換器をＰＷＭ制御する第２の制御モードとである。そして、上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が所定の電圧範囲を外れると上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替えるものである。

　この発明による電力変換装置は、電力系統の瞬時電圧低下時に、副電力変換器の直流コンデンサの電圧変動を抑制して過電圧を抑制すると共に主電力変換器の動作により過電流を抑制して運転を継続できる。このため、電力供給先である電力系統や負荷機器に及ぼす悪影響を低減でき、電力変換装置の信頼性が向上する。

この発明の実施の形態１による電力変換装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１によるサブ直流電圧の制御モード切り替えレベルを示す図である。この発明の実施の形態１によるサブインバータの構成および動作を示す図である。この発明の実施の形態１によるインバータ部の一相分の回路構成を示す図である。この発明の実施の形態１によるインバータ部の通常モードの動作を説明する各部の波形図である。この発明の実施の形態１によるインバータ部の電圧低下モードの動作を説明する各部の波形図である。この発明の実施の形態１による２種の制御モードでのメインインバータの出力電圧波形図である。この発明の実施の形態１によるサブ直流電圧と制御モードとの関係を示す波形図である。この発明の実施の形態１による制御切り替えを示すフローチャートである。この発明の実施の形態１の別例による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態２による電力変換装置の主回路構成を示す図である。この発明の実施の形態３による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態４による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態４の別例による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態４の別例による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態４の別例による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態４の別例による制御モードの切り替えを説明する図である。この発明の実施の形態５による制御モードの切り替えを説明する図である。

実施の形態１．
　以下、この発明の実施の形態１による電力変換装置を図に基づいて説明する。
　図１は、この発明の実施の形態１による電力変換装置、より具体的には、分散電源としての太陽電池１からの直流電力を交流電力に変換して電力系統１５に連系し、電力系統１５への電力送電を行う電力変換装置の構成を示す図である。
　電力変換装置の主回路である電力変換器は、太陽電池１に並列接続されたコンデンサ２と、太陽電池（ＰＶ）１を出力制御して電力を取り出す為のＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力側に接続された電力貯蔵部としての２直列のメインコンデンサ４ａ、４ｂと、主電力変換器としてのメインインバータ５および副電力変換器としてのサブインバータ７ａ、７ｂから成るインバータ部１０と、インバータ部１０の交流出力側に接続され、交流リアクトル１１、１３およびフィルタコンデンサ１２から成る平滑フィルタとを備え、開閉器１４を介して電力系統１５に連系される。また、フィルタコンデンサ１２は三相結線されて、その接続点と２つのメインコンデンサ４ａ、４ｂの接続点とが接続される。

　インバータ部１０のメインインバータ５は、それぞれダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ等から成る自己消弧型の半導体スイッチング素子６を複数個備えて構成される三相３レベルインバータであり、メインコンデンサ４ａ、４ｂの直流電力を交流電力に変換する。各相において、直流母線間に高圧側半導体スイッチング素子と低圧側半導体スイッチング素子とを直列接続し、その接続点と２つのメインコンデンサ４ａ、４ｂの接続点との間に、互いに逆極性に接続された２つの半導体スイッチング素子を接続する。
　なお、ここで用いる半導体スイッチング素子６はＩＧＢＴ以外にも、ＧＣＴ、ＧＴＯ、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等でもよい。なお、メインコンデンサ４ａ、４ｂはメインインバータ５の直流側に内蔵され、またメインインバータ５は、三相２レベルインバータでも良い。

　メインインバータ５の各相交流線には、サブインバータ７ａ、７ｂが、それぞれ１以上（この場合２個）直列接続されてサブインバータ部７を構成する。各サブインバータ７ａ、７ｂは、直流電圧を保持する直流コンデンサとしてのサブコンデンサ８ａ、８ｂと、それぞれ４個のＭＯＳＦＥＴ等から成る半導体スイッチング素子９とを備えた単相フルブリッジインバータである。
　なお、ここでは、サブインバータ７ａ、７ｂは２段構成で直列に接続して出力電圧のレベル数を多くし、高調波の少ない電圧が出力できるような構成としているが、１段構成でも、また３以上の多段構成であっても良い。

　各相のサブインバータ７ａ、７ｂの出力電圧は、メインインバータ５の各相出力電圧に重畳され、メインインバータ５の出力電圧と各サブインバータ７ａ、７ｂの出力電圧との電圧和を、平滑フィルタ１１～１３を介して電力系統１５に出力する。また、開閉器１４は異常時に遮断動作を行う。
　なお、各サブインバータ７ａ、７ｂの直流電圧であるサブコンデンサ８ａ、８ｂの電圧（サブ直流電圧）Ｖｓは、メインインバータ５の直流電圧であるメインコンデンサ４ａ、４ｂの電圧（メイン直流電圧）Ｖｍに比べて小さく設定されている。

　また、電力変換装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３およびインバータ部１０を制御する制御装置２０を備える。さらに電力変換装置は、太陽電池１が出力する電圧Ｖｂ、電流ｉｂを検出する電圧センサ、電流センサと、メインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍを検出する電圧センサと、各サブインバータ７ａ、７ｂのサブ直流電圧Ｖｓを検出する電圧センサと、インバータ部１０の各相の電流である変換器電流としてのインバータ電流ｉ（ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）を検出する電流センサと、電力系統１５の系統電圧ＶＡを検出する電圧センサとを備え、制御装置２０は、検出されたこれらの電圧、電流に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３およびインバータ部１０を制御する。

　制御装置２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御して太陽電池１の出力制御を行う太陽電池出力制御部２１と、メイン直流電圧Ｖｍを制御するメイン直流電圧制御部２２と、インバータ電流ｉを制御するインバータ電流制御部２３と、第１のゲートパルス生成部２４ａおよび第２のゲートパルス生成部２４ｂを有してインバータ部１０への制御信号としてのゲートパルス信号を生成するゲートパルス生成部２４とを備える。さらに制御装置２０は、系統電圧ＶＡの瞬時電圧低下（以下、瞬低と称す）からの復帰を検出する系統電圧復帰検出部２５と、サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出するサブ直流電圧異常検出部２６と、２種の制御モードを切り替えるモード切替信号２７ａを生成する制御モード切替部２７と、モード切替信号２７ａによりゲートパルス生成部２４の第１のゲートパルス生成部２４ａと第２のゲートパルス生成部２４ｂとを切り替えるゲートパルス切替部２８と、メインインバータ５および各サブインバータ７ａ、７ｂ内の各半導体スイッチング素子６、９のゲートを駆動する信号２９ａを生成するゲートドライブ回路２９とを備える。

　このように構成される電力変換装置の制御装置２０の動作を以下に説明する。
　なお制御装置２０は、第１の制御モードとなる通常時の通常モードと、第２の制御モードとなる、系統電圧ＶＡの瞬低時の電圧低下モードとの２種の制御モードを有してインバータ部１０を制御し、第１のゲートパルス生成部２４ａは通常モードでのインバータ部１０へのゲートパルス信号を生成し、第２のゲートパルス生成部２４ｂは電圧低下モードでのインバータ部１０へのゲートパルス信号を生成する。

　太陽電池出力制御部２１には、太陽電池１の出力電圧Ｖｂ、出力電流ｉｂおよびメイン直流電圧Ｖｍの各検出値が入力され、メイン直流電圧ＶｍがＶｍ上限値以下の時は、太陽電池１が最大電力を出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ３への駆動信号を生成してＤＣ／ＤＣコンバータ３を制御する。Ｖｍ上限値は、メイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊より所定電圧分高く設定され、メイン直流電圧ＶｍがＶｍ上限値を超えると、太陽電池出力制御部２１は、太陽電池１が出力電力を低下させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３への駆動信号を生成し、メイン直流電圧Ｖｍの増加を抑制する。

　検出されたメイン直流電圧Ｖｍはメイン直流電圧制御部２２にも入力され、メイン直流電圧制御部２２では、メイン直流電圧Ｖｍがメイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊に追従するように、インバータ部１０の各相の電流であるインバータ電流ｉの指令値ｉ^＊を生成する。具体的には、まず、メイン直流電圧Ｖｍがメイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊に追従するようにインバータ電流指令値ｉ^＊の振幅を決定し、次いで電力系統１５に対して力率が１になるようにインバータ電流指令値ｉ^＊の位相を決定して指令値ｉ^＊を生成する。インバータ電流制御部２３では、系統電圧ＶＡおよびインバータ電流ｉの各検出値とインバータ電流指令値ｉ^＊が入力され、インバータ電流ｉがインバータ電流指令値ｉ^＊に追従するように、インバータ部１０の出力電圧指令Ｖｏ^＊を生成し、出力電圧指令Ｖｏ^＊は、第１、第２のゲートパルス生成部２４ａ、２４ｂに入力される。

　ゲートパルス切替部２８は、モード切替信号２７ａにより第１のゲートパルス生成部２４ａと第２のゲートパルス生成部２４ｂとを切替選択し、通常モードでは第１のゲートパルス生成部２４ａが、瞬低時の電圧低下モードでは第２のゲートパルス生成部２４ｂが選択されてゲートドライブ回路２９に接続される。
　第１、第２のゲートパルス生成部２４ａ、２４ｂでは、インバータ電流制御部２３からの出力電圧指令Ｖｏ^＊と各サブインバータ７ａ、７ｂのサブ直流電圧Ｖｓの検出値とが入力され、これらの入力と設定されたサブ直流電圧指令値Ｖｓ^＊とに基づいて、メインインバータ５および各サブインバータ７ａ、７ｂの出力電圧を決定し、各ゲートパルス信号を生成する。この時、メインインバータ５の出力電圧と各サブインバータ７ａ、７ｂの出力電圧との電圧和であるインバータ部１０の出力電圧Ｖｏが、出力電圧指令Ｖｏ^＊に追従すると共に、各サブインバータ７ａ、７ｂのサブ直流電圧Ｖｓが設定されたサブ直流電圧指令値Ｖｓ^＊に一致するようにメインインバータ５および各サブインバータ７ａ、７ｂへのゲートパルス信号を生成する。

　通常モードの第１のゲートパルス生成部２４ａでは、メインインバータ５が系統電圧周期に合わせた半周期に１パルスの電圧を出力するようにメインインバータ５へのゲートパルス信号を生成すると共に、各サブインバータ７ａ、７ｂをＰＷＭ制御するゲートパルス信号を生成する。電圧低下モードの第２のゲートパルス生成部２４ｂでは、各サブインバータ７ａ、７ｂがサブコンデンサ８ａ、８ｂをバイパスさせて出力電圧を０とするように各サブインバータ７ａ、７ｂへのゲートパルス信号を生成すると共に、メインインバータ５を出力電圧指令Ｖｏ^＊によりＰＷＭ制御するゲートパルス信号を生成する。
　そして、ゲートドライブ回路２９は、メインインバータ５および各サブインバータ７ａ、７ｂへのゲートパルス信号２８ａに基づいて、各半導体スイッチング素子６、９のゲートを駆動する信号２９ａを生成して各半導体スイッチング素子６、９を駆動する。

　また、検出された系統電圧ＶＡは系統電圧復帰検出部２５にも入力され、系統電圧復帰検出部２５は系統電圧ＶＡが所定の電圧以上であること、即ち瞬低から復帰したことを検出して系統復帰信号２５ａを出力する。
　各サブインバータ７ａ、７ｂのサブ直流電圧Ｖｓの検出値はサブ直流電圧異常検出部２６にも入力される。サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出するサブ直流電圧異常検出部２６では、図２に示すように、制御モード切り替えのための判定電圧、即ち通常モードの電圧上限Ｖｍａｘおよび電圧下限Ｖｍｉｎと、過電圧、不足電圧から保護してトリップするための過電圧保護レベルＶＨＨおよび不足電圧保護レベルＶＬＬとを有する。そして、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が、Ｖｍｉｎ以上、Ｖｍａｘ以下である所定の電圧範囲を外れると、サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出して制御モード切替部２７へ電圧異常信号２６ａを出力し、さらに上記所定の電圧範囲より広くＶＬＬ以上、ＶＨＨ以下である運転電圧範囲を外れると、ゲートドライブ回路２９へトリップ信号２６ｂを出力する。

　制御モード切替部２７では、系統電圧復帰検出部２５からの系統復帰信号２５ａと、サブ直流電圧異常検出部２６からの電圧異常信号２６ａとが入力され、これらの信号に基づいてモード切替信号２７ａを生成する。この時、制御モード切替部２７は、電圧異常信号２６ａが入力されると通常モードから電圧低下モードに切り替え、系統復帰信号２５ａが入力されると電圧低下モードから通常モードに切り替えるようにモード切替信号２７ａを生成する。また、後述する条件でゲートドライブ回路２９へトリップ信号２７ｂを出力する。

　このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は太陽電池１から取り出す電力を制御し、インバータ部１０は、太陽電池１の出力電力と電力系統１５へ送り出す電力とが一致するように、メインインバータ５の直流電圧（メイン直流電圧Ｖｍ）およびサブインバータ７ａ、７ｂの直流電圧（サブ直流電圧Ｖｓ）を一定に維持しながら電力系統１５に対して力率が１となるように電流制御を行う。
　なお、メイン直流電圧Ｖｍは高圧側のＶｍｐと低圧側のＶｍｎ、サブ直流電圧Ｖｓはサブインバータ７ａ、７ｂの個数だけ検出値があるが、いずれもＶｍ^＊、Ｖｓ^＊に制御されるものであり、上記説明では便宜上、ＶｍとＶｓとで示している。

　また、メイン直流電圧ＶｍがＶｍ上限値以下の時は、太陽電池１が最大電力を出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ３は動作し、インバータ部１０は、太陽電池１の出力電力と電力系統１５へ連系する電力とが一致するように動作する。このため電力系統１５の瞬低時に、太陽電池１の出力電力を電力系統１５に連系する電圧低下モードでは、インバータ電流ｉを通常モードよりも増加させることによりメイン直流電圧Ｖｍを一定に制御する。

　ここで、瞬低時の系統電圧ＶＡの低下量が大きく、インバータ電流ｉを増加させても太陽電池１からの電力を電力系統１５に対して出力しきれない場合、メインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍがメイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊に維持できずに増加する。メイン直流電圧ＶｍがＶｍ上限値を超えると、太陽電池出力制御部２１は、上述したように、太陽電池１が出力電力を低下させるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３への駆動信号を生成し、メイン直流電圧Ｖｍの増加を抑制する。

　次に、通常モードおよび電圧低下モードにおけるインバータ部１０の動作について説明する。
　各サブインバータ７ａ、７ｂは、図３に示すように、４個の半導体スイッチング素子９（ＳＨＡ１、ＳＬＡ１、ＳＨＢ１、ＳＬＢ１）、（ＳＨＡ２、ＳＬＡ２、ＳＨＢ２、ＳＬＢ２）から成る単相フルブリッジ回路と、直流電圧を保持するサブコンデンサ８ａ、８ｂとを備える。サブコンデンサ８ａ、８ｂの電圧をＶとした場合、半導体スイッチング素子のオン・オフの組合せによって｛－Ｖ、０、＋Ｖ｝の３レベルの電圧値を各サブインバータ７ａ、７ｂの交流端子間に印加することができる。そして、各サブインバータ７ａ、７ｂは、通常モードではＰＷＭ制御により出力し、電圧低下モードでは図３に示す経路でサブコンデンサ８ａ、８ｂをバイパスして電流ｉが流れる。具体的には、ＳＬＡ１、ＳＬＢ１、ＳＬＡ２、ＳＬＢ２をオン、ＳＨＡ１、ＳＨＢ１、ＳＨＡ２、ＳＨＢ２をオフとする。これにより、サブコンデンサ８ａ、８ｂを介さずに電流が流れ、サブコンデンサ８ａ、８ｂは瞬低時のサブ直流電圧Ｖｓの電圧変動を抑制することができる。
　なお、各サブインバータ７ａ、７ｂの電圧低下モードでの制御は、ＳＨＡ１、ＳＨＢ１、ＳＨＡ２、ＳＨＢ２をオン、ＳＬＡ１、ＳＬＢ１、ＳＬＡ２、ＳＬＢ２をオフとしても良い。

　図４は、インバータ部１０の一相分の回路構成を示す図である。なお、便宜上、サブインバータ部７（サブインバータ７）は一段構成を図示して説明するが、二段以上の構成でも同様である。また、図５は通常モードでのインバータ部１０の各相の電圧波形であり、図６は電圧低下モードでのインバータ部１０の各相の電圧波形である。また、図７は、メインインバータ５の各相電圧波形の詳細図である。
　図４の回路構成からも判るように、インバータ部１０が出力する相電圧Ｖｉｎｖ（Ｖｏの一相分）は、メインインバータ５の各相の出力電圧Ｖｉｎｖｍと各相のサブインバータ７の出力電圧Ｖｉｎｖｓとの電圧和となる。そしてこの相電圧Ｖｉｎｖが、系統電圧ＶＡとほぼ同等となるように制御される。

　通常モードにおいて、図５に示すように、メインインバータ５は、系統電圧ＶＡの周期に合わせた半周期に１パルスの電圧を出力し、サブインバータ７はＰＷＭ制御により電圧を出力して、インバータ部１０の出力電圧Ｖｉｎｖは系統電圧ＶＡと同様の正弦波に近い波形に制御される。このとき、メインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍ（Ｖｍｐ、Ｖｍｎ）は、系統電圧ＶＡの最大電圧値Ｖｐより低いメイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊に制御され、メインインバータ５の出力電圧Ｖｉｎｖｍは、図７（ａ）に示すような電圧波形となる。図７（ａ）に示すように、メインインバータ５の直流電圧レベルは、系統電圧ＶＡの最大電圧値Ｖｐより小さいが、メインインバータ５の出力電圧Ｖｉｎｖｍに、サブインバータ７のＰＷＭ制御による出力電圧Ｖｉｎｖｓが加算されて系統電圧ＶＡと同レベルの電圧を信頼性良く出力することができる。また、サブインバータ７は、サブコンデンサ８の充電量と放電量とを半周期あるいは一周期で等しくして一定の指令値Ｖｓ^＊に追従するように制御される。

　なお、メイン直流電圧指令値Ｖｍ^＊は、系統電圧ＶＡの最大電圧値Ｖｐより低く設定するのが望ましいが、最大電圧値Ｖｐと同程度以上であっても同様の制御が可能である。
　また、通常モードでの制御を、メインインバータ５は、系統電圧ＶＡの周期に合わせた半周期に１パルスの電圧を出力し、サブインバータ７はＰＷＭ制御により電圧を出力するとしたが、これに限らず、メインインバータ５を低周波で、サブインバータ７を高周波でスイッチング制御するものでも良い。

　次に、電圧低下モードでは、図６に示すように、メインインバータ５はＰＷＭ制御により系統電圧ＶＡとほぼ同等の電圧を出力し、サブインバータ７はサブコンデンサ８をバイパスさせて出力電圧を０とする。即ち、メインインバータ５の出力電圧Ｖｉｎｖｍがインバータ部１０の出力電圧Ｖｉｎｖとなり、図７（ｂ）に示すような電圧波形となる。
　このときサブインバータ７では、サブコンデンサ８をバイパスして電流が流れサブコンデンサ８の充放電は無い状態となるため、瞬低時のサブ直流電圧Ｖｓの電圧変動を抑制することができる。

　次に、インバータ部１０の制御モードの切り替えおよび保護停止について詳述する。
　通常モードでインバータ部１０が動作している時に電力系統１５に瞬低が発生すると、サブインバータ７ａ、７ｂは、サブ直流電圧Ｖｓを指令値Ｖｓ^＊に維持してインバータ電流ｉを制御するのが困難になり、サブ直流電圧Ｖｓが変動する。
　上述したように、サブ直流電圧異常検出部２６では、通常モードから電圧低下モードへの切り替えのための電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）と、トリップ信号２６ｂを出力してインバータ部１０を保護停止する為の運転電圧範囲（ＶＬＬ～ＶＨＨ）とを有して、サブ直流電圧Ｖｓ（検出値）を判定する（図２参照）。そして、サブ直流電圧Ｖｓが、Ｖｍｉｎ未満になる、あるいはＶｍａｘを超えると、インバータ部１０の制御は、通常モードから電圧低下モードに切り替わる。また、系統電圧ＶＡが所定電圧以上となり瞬低から復帰したことが系統電圧復帰検出部２５により検出されると、電圧低下モードから通常モードへ復帰する。
　インバータ部１０の制御が通常モードから電圧低下モードに切り替わっても、さらにサブ直流電圧Ｖｓが変動し、ＶＬＬ未満になる、あるいはＶＨＨを超えると、制御装置２０は、インバータ部１０を保護停止し、電力変換器を電力系統１５から解列させる。具体的には、サブ直流電圧異常検出部２６からゲートドライブ回路２９へトリップ信号２６ｂを出力して、メインインバータ５およびサブインバータ７ａ、７ｂ内の全ての半導体スイッチング素子６、９をオフにする。

　図８は、サブ直流電圧Ｖｓと制御モードとの関係を示す波形図である。図８（ａ）は、サブ直流電圧Ｖｓが増大して通常モードから電圧低下モードに移行した場合を示し、図８（ｂ）は、サブ直流電圧Ｖｓが減少して通常モードから電圧低下モードに移行した場合を示す。いずれの場合も、系統電圧ＶＡが瞬低から復帰すると電圧低下モードから通常モードに戻る。その際、復帰タイミングによりオーバーシュートしてサブ直流電圧Ｖｓが電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）を外れる場合があるが、所定の時間ｔをマスク時間としてサブ直流電圧Ｖｓが電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）を外れていても電圧低下モードに移行させず通常モードで制御する。
　なお、ＶｍａｘはＶＨＨより低く、ＶｍｉｎはＶＬＬより高く設定されているため、制御モード切り替え直後のオーバーシュートによる保護停止を防ぎ、運転を継続することが可能となる。

　図９は、インバータ部１０の制御モードの切り替えおよび保護停止処理をフローチャートで示したものである。
　インバータ部１０が通常モードで制御されているとき、サブ直流電圧異常検出部２６において、サブ直流電圧Ｖｓの異常を判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１にて、サブ直流電圧Ｖｓが電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）内の通常レベルであれば通常モードを継続する（ステップＳ２）。ステップＳ１にて、サブ直流電圧Ｖｓが運転電圧範囲（ＶＬＬ～ＶＨＨ）を外れる保護停止レベルであればトリップ信号２６ｂを出力してインバータ部１０を保護停止し、電力変換器を電力系統１５から解列させる（ステップＳ３）。ステップＳ１にて、サブ直流電圧Ｖｓが運転電圧範囲（ＶＬＬ～ＶＨＨ）内であって、電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）を外れると、サブ直流電圧異常検出部２６は制御モード切替部２７へ電圧異常信号２６ａを出力し、制御モード切替部２７は通常モードから電圧低下モードに切り替える（ステップＳ４）。
　なお、サブ直流電圧Ｖｓの異常判定は全相で行い、１相でも異常が検出されると制御モードの切り替え、あるいは保護停止を行う。

　系統電圧復帰検出部２５では、系統電圧ＶＡが瞬低からの全相復帰を検出して系統復帰信号２５ａを出力する（ステップＳ５）が、制御モード切替部２７では、ステップＳ４にて電圧低下モードに切り替わってからの時間、即ち電圧低下モードでの運転継続時間を監視し、予め設定された一定時間を超えると（ステップＳ６）、トリップ信号２７ｂを出力してインバータ部１０を保護停止し、電力変換器を電力系統１５から解列させる（ステップＳ７）。
　ステップＳ５にて、電圧低下モードでの運転継続時間が上記一定時間内で、系統復帰信号２５ａが出力されると、制御モード切替部２７では、所定時間内での制御モード切り替え回数が設定回数以内かどうかを判定し（ステップＳ８）、設定回数を超えて制御モードが繰り返し切り替えられていると、トリップ信号２７ｂを出力してインバータ部１０を保護停止し、電力変換器を電力系統１５から解列させる（ステップ９）。ステップＳ８にて、所定時間内での制御モード切り替え回数が設定回数以内であれば、制御モード切替部２７は電圧低下モードから通常モードに切り替える（ステップＳ１０）。

　サブ直流電圧異常検出部２６では、サブ直流電圧Ｖｓの異常と共に電圧範囲（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）内の通常レベルへの復帰を判定している（ステップＳ１１）が、制御モード切替部２７では、サブ直流電圧Ｖｓが通常レベルへ復帰しないと、ステップＳ１０にて通常モードに切り替わってからの時間を監視し、所定のマスク時間ｔを超えると（ステップＳ１３）、トリップ信号２７ｂを出力してインバータ部１０を保護停止し、電力変換器を電力系統１５から解列させる（ステップＳ１３）。

　なお、上記説明では、全相同時に制御モードを切り替えたが、異常が発生した相のみの切り替えてもよい。系統電圧ＶＡの復帰についても所定の電圧以上に復帰した相から通常モードへ移行しても良い。

　以上のようにこの実施の形態では、サブ直流電圧Ｖｓが通常レベルの時には、インバータ部１０は通常モードで運転され、メインインバータ５は半周期に１パルスの電圧を出力し、サブインバータ７はＰＷＭ制御により電圧を出力して、これらの出力和をインバータ部１０の出力とする。このため、比較的高い電圧を扱うメインインバータ５は、直流電圧レベルを低くできると共に高周波スイッチングが不要で、各半導体スイッチング素子６、９での損失の低い高効率なインバータ部１０が得られる。
　また系統電圧ＶＡに瞬低が発生してサブ直流電圧Ｖｓが変動するとインバータ電流ｉが過電流となるものであるが、制御モードを電圧低下モードに切り替える。これにより、サブコンデンサ８をバイパスしてサブ直流電圧Ｖｓの電圧変動を抑制し、メインインバータ５をＰＷＭ制御して過電流を抑制し所望の電流制御が継続でき、電力変換装置は電力系統１５に安定的に電力供給することが可能になる。

　サブ直流電圧Ｖｓの検出値に基づいて制御モードを電圧低下モードに切り替えることにより、制御モード切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓがさらに変動するのが防止できる。このため、通常モードへの復帰時にも、速やかに高精度な制御が行える。
　また、通常モードへの復帰は、系統電圧ＶＡの瞬低からの復帰を検出して行う。系統電圧ＶＡが復帰すると、通常モードでの制御によりサブ直流電圧Ｖｓも速やかに通常レベルに戻り通常モードでの運転を継続できる。
　このように比較的高い電圧を扱うメインインバータ５をＰＷＭ制御するのは、短い期間のみであるため、スイッチング損失の増大を抑制できる。また、インバータ部１０の制御によりサブコンデンサ８のサブ直流電圧Ｖｓが制御されるため、サブコンデンサ８は他の電源を外部に備えずに電圧を安定化でき、インバータ部１０の小型化が図れる。

　また、インバータ部１０の制御において、電圧低下モードでの運転継続時間が一定時間を経過すると、あるいは、所定時間内の制御モードの切り替え回数が設定回数を超えて繰り返されると、インバータ部１０を保護停止させる。これにより、異常状態での電力変換器の運転継続を防止することができる。
　また、電圧低下モードから通常モードに切り替え後にマスク時間ｔを設けて、電圧低下モードへの再移行を禁止させるため、制御モード切替直後に発生する過渡的なサブ直流電圧Ｖｓの変動に起因する電圧低下モードへの再移行を防止することができる。

　また、制御装置２０は、メイン直流電圧制御部２２、インバータ電流制御部２３およびゲートパルス生成部２４において、比例積分制御を用いて制御演算を行っているが、通常モードと電圧低下モードとの切り替え時に、比例積分制御に用いる積分器の出力をリセットする。これにより、制御モード切り替えで発生する制御器の誤差によって制御に異常が発生するのを回避することができる。

　さらに、太陽電池１がその時点の最大電力を出力するようにＤＣ／ＤＣコンバータ３は制御されるが、メイン直流電圧Ｖｍが増加して上限値を超えると、太陽電池１の出力電力を抑制するように調整する。これにより、メイン直流電圧Ｖｍを直流電圧指令値Ｖｍ^＊に制御でき、信頼性良く電力変換器の運転を継続することができる。この場合、太陽電池１の出力電力を抑制するのは短時間であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は可能な限りより高い電力を太陽電池１から取り出すように制御される。

　なお、上記実施の形態では、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲を外れると、サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出したが、サブ直流電圧Ｖｓの検出値とその指令値Ｖｓ^＊との偏差（Ｖｓ－Ｖｓ^＊）を用いて異常検出を行っても良い。この場合、図１０に示すように、通常モード（第１の制御モード）の制御が可能な偏差（Ｖｓ－Ｖｓ^＊）の電圧範囲を設定し、偏差（Ｖｓ－Ｖｓ^＊）が電圧範囲を外れると、サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出して制御モードを電圧低下モード（第２の制御モード）に切り替える。

　また、上記実施の形態では分散電源に太陽電池１を用いたが、バッテリなど他の直流電源でも良く、その場合もＤＣ／ＤＣコンバータ３は分散電源からの直流電力を取り出すように制御される。

　また、上記実施の形態１では、メインインバータ５は三相構成のものを示したが、単相インバータであっても良い。

実施の形態２．
　上記実施の形態１では、太陽電池１からの直流電力をインバータ部１０を介して電力系統１５に連系する、いわゆる系統連系インバータについて記載したが、上記実施の形態１と同様の構成の制御装置２０を、交流電力を直流電力に変換して、例えばモータドライブ装置などの直流負荷へ電力を供給するコンバータ装置に適用しても良い。
　図１１は、この発明の実施の形態２による電力変換装置、より具体的には、電力系統３１からの交流電力を直流電力に変換し、直流負荷３２に対して電力を供給するコンバータ装置の主回路（電力変換器）であるコンバータ回路３０の構成を示す図である。
　コンバータ回路３０は、主電力変換器としてのメインコンバータ３３とサブコンバータ部３４とを備える。サブコンバータ部３４は、電力系統３１の各相交流線にそれぞれ１以上直列接続された副電力変換器としてのサブコンバータ３５から成り、メインコンバータ３３の各相交流線に直列接続している。
　また、コンバータ回路３０の電力系統３１側には交流リアクトル３８が接続され、さらに開閉器３９を介して電力系統３１が接続される。そしてメインコンバータ３３からの直流電圧がメインコンデンサ３７ａ、３７ｂを介して直流負荷３２に出力される。

　メインコンバータ３３は、それぞれダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ等から成る自己消弧型の半導体スイッチング素子を複数個備えて構成される三相３レベルコンバータであり、各相において、直流母線間に高圧側半導体スイッチング素子と低圧側半導体スイッチング素子とを直列接続し、その接続点と２つのメインコンデンサ３７ａ、３７ｂの接続点との間に、互いに逆極性に接続された２つの半導体スイッチング素子を接続する。
　なお、ここで用いる半導体スイッチング素子はＩＧＢＴ以外にも、ＧＣＴ、ＧＴＯ、トランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等でもよい。なお、メインコンデンサ３７ａ、３７ｂはメインコンバータ３３の直流側に内蔵され、またメインコンバータ３３は、三相２レベルインバータでも良い。

　各サブコンバータ３５は、直流電圧を保持する直流コンデンサとしてのサブコンデンサ３６と、それぞれ４個のＭＯＳＦＥＴ等から成る半導体スイッチング素子とを備えた単相フルブリッジコンバータである。
　なお、ここでは、サブコンバータ３５は１段構成で接続しているが、２以上の多段構成で直列に接続して出力電圧のレベル数を多くし、高調波の少ない電圧を出力できる構成としても良い。
　また、コンバータ回路３０は三相構成のものを示したが、単相のコンバータ回路であってもよい。

　この実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の制御装置２０を用いて、通常モードと電圧低下モードとの２種の制御モードを切り替えて、相電流である変換器電流ｉが力率１になるように制御すると共に、サブコンデンサ３６のサブ直流電圧Ｖｓが設定された指令値Ｖｓ^＊となるように制御する。このため、電力系統３１へ流出する高調波電流を抑制でき、上記瞬低時にもサブ直流電圧Ｖｓの電圧変動を抑制して過電流を抑制し所望の電流制御が継続できて、コンバータ回路３０の運転を継続でき、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態３．
　この実施の形態３では、上記実施の形態１と同様にサブ直流電圧Ｖｓの異常を検出して制御モードを切り替えると共に、さらに系統電圧ＶＡの瞬低等の電圧異常を検出して制御モードを切り替える。
　この場合、図１２（ａ）に示すように、通常モードの制御が可能な系統電圧ＶＡの電圧範囲を設定する。そして制御装置２０は、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲内、即ち通常モードの電圧範囲内（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）にある時に、系統電圧ＶＡが設定された電圧範囲を外れると、系統電圧ＶＡの異常を検出して制御モードを電圧低下モードに切り替える。
　また、通常モードへの復帰は、図１２（ｂ）に示すように、系統電圧ＶＡが設定された電圧範囲内に復帰した事を検出して行う。その他の構成および制御については、上記実施の形態１と同様である。

　これにより、系統電圧ＶＡが急峻に変動した際、サブ直流電圧Ｖｓが変動する前に制御モードを切り替える事ができ、制御モード切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓが変動するのが抑制できる。このため、通常モードへの復帰時に、より速やかに高精度な制御が行える。
　なお、系統電圧ＶＡの電圧異常は、瞬低に限らず、電圧上昇の場合もあり、その場合も異常を検出して制御モードを電圧低下モードに切り替え、復帰を検出して通常モードに戻す。
　また、系統電圧ＶＡの異常は、電圧値だけでなく、周波数、位相についても基準の正弦波と異なる事があり、制御モード切替のための異常検出は、系統電圧ＶＡの周波数や位相に基づいて行っても良い。

実施の形態４．
　この実施の形態４では、上記実施の形態１と同様に、サブ直流電圧Ｖｓの異常を検出して制御モードを切り替えると共に、さらにメインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍの電圧異常を検出して制御モードを切り替える。
　この場合、図１３（ａ）に示すように、通常モードの制御が可能なメイン直流電圧Ｖｍの電圧範囲を設定する。そして制御装置２０は、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲内、即ち通常モードの電圧範囲内（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）にある時に、メインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍが設定された電圧範囲を外れると、メイン直流電圧Ｖｍの異常を検出して制御モードを電圧低下モードに切り替える。その他の構成および制御については、上記実施の形態１と同様であり、通常モードへの復帰についても、上記実施の形態１と同様に、系統電圧ＶＡの復帰を検出して行う。
　これにより、サブ直流電圧Ｖｓが変動する前にメイン直流電圧Ｖｍの電圧異常を検出して制御モードを切り替える事ができ、制御モード切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓが変動するのが抑制できる。このため、通常モードへの復帰時に、より速やかに高精度な制御が行える。

　なお、通常モードへの復帰について、図１３（ｂ）に示すように、メインインバータ５のメイン直流電圧Ｖｍが設定された電圧範囲内に復帰した事を検出して行っても良い。

　また、メイン直流電圧Ｖｍの代わりに、図１４（ａ）に示すように、メイン直流電圧Ｖｍとその指令値Ｖｍ^＊との偏差（Ｖｍ－Ｖｍ^＊）を用いて異常検出を行っても良い。
　この場合も、通常モードへの復帰について、図１４（ｂ）に示すように、メイン直流電圧Ｖｍとその指令値Ｖｍ^＊との偏差（Ｖｍ－Ｖｍ^＊）が設定された電圧範囲内に復帰した事を検出して行っても良い。

　さらにまた、インバータ部１０の各相の電流ｉ（インバータ電流ｉ）の検出値を用いて異常検出を行っても良い。この場合、図１５（ａ）に示すように、通常モードの制御が可能な電流ｉの電流範囲を設定する。そして制御装置２０は、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲内、即ち通常モードの電圧範囲内（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）にある時に、電流ｉが設定された電流範囲を外れると、異常を検出して制御モードを電圧低下モードに切り替える。これにより過電流を速やかに検出して制御モードの切り替えが可能になり、制御モード切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓが変動するのが抑制できる。
　この場合も、通常モードへの復帰について、図１５（ｂ）に示すように、電流ｉが設定された電流範囲内に復帰した事を検出して行っても良い。
なお、異常検出に用いる電流ｉは、開閉器１４よりも電力系統１５側で検出される電流であっても良い。また、電流ｉの検出値は、ピーク値に限らず瞬時値、実効値、平均値などでも良い。

　また図１６に示すように、インバータ部１０内の半導体スイッチング素子やダイオードである半導体素子の接合温度を測定して、接合温度が設定された上限よりも高くなると異常を検出して制御モードを電圧低下モードに切り替えても良い。インバータ部１０の各相の電流ｉが過電流になると、半導体素子の接合温度が上昇するものであり、接合温度の上昇を検出することで、異常を検出して制御モードの切り替えが可能になる。この場合も、制御装置２０は、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲内、即ち通常モードの電圧範囲内（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）にある時に、半導体素子の接合温度が上限よりも高くなる制御モードを切り替えるため、切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓが変動するのが抑制できると共に、半導体素子の信頼性を向上できる。

　また、系統電圧ＶＡの瞬低などにより制御装置２０が、通常モードでの制御に支障を来す場合、制御装置２３内の各制御演算部（メイン直流電圧制御部２２、インバータ電流制御部２３、ゲートパルス生成部２４）で演算される制御量が異常な値となる。このため、図１７（ａ）に示すように、制御装置２０は、制御演算部における制御量に基づいて異常検出信号を発生させ、制御モードを切り替えても良い。この場合、制御装置２０は、サブ直流電圧Ｖｓの検出値が所定の電圧範囲内、即ち通常モードの電圧範囲内（Ｖｍｉｎ～Ｖｍａｘ）にある時に、制御量が異常になると制御モードを電圧低下モードに切り替える。これにより速やかに異常検出して制御モードの切り替えが可能になり、制御モード切り替え前にサブ直流電圧Ｖｓが変動するのが抑制できる。
　この場合も、通常モードへの復帰について、図１７（ｂ）に示すように、制御演算部における制御量が通常レベルに復帰して異常検出信号がオフすることで行っても良い。

　また、上述した異常検出の手法は、複数種を組み合わせて多重化して行う事ができ、より速く異常検出して制御モードを切り替える事ができる。

実施の形態５．
　上記各実施の形態では、インバータ部１０や制御装置２０の異常検出により制御モードを切り替えたが、制御装置２０は、外部からの切替指令である外部切替信号を受信して制御モードを切り替える事を可能な様に設計される。制御装置２０は、図１８（ａ）に示すように、外部切替信号により制御モードを通常モードから電圧低下モードに切り替え、その後、図１８（ｂ）に示すように、外部切替信号がオフすると、制御モードを通常モードに復帰させる。このような構成にする事で、電力変換装置を他装置と連係して運転する際、上位のシステムからの指令により制御モードを切り替え可能になり、自由度の高い運転が可能になる。

　なお、この発明は、その発明の範囲内において、上記各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

Claims

　交流側が電力系統に接続され、直流／交流間で電力変換を行う電力変換器と、上記電力変換器を制御する制御装置とを備え、
　上記電力変換器は、１つの主電力変換器と、該主電力変換器の直流電圧より低電圧の直流コンデンサを有し、上記主電力変換器の交流側と上記電力系統との間に、交流側が直列接続された副電力変換器とを備えて、上記主電力変換器および上記副電力変換器の交流側発生電圧の合計電圧を交流側に発生し、
　上記制御装置は、上記電力変換器の相電流である変換器電流を指令値に追従させ、上記副電力変換器の上記直流コンデンサの電圧が設定された電圧となるように、２種の制御モードを有して上記主電力変換器および上記副電力変換器への制御信号を生成し、
　上記２種の制御モードは、系統電圧の半周期に１パルスの電圧を出力するように上記主電力変換器を制御すると共に、上記変換器電流が上記指令値に追従するように上記副電力変換器をＰＷＭ制御する第１の制御モードと、上記直流コンデンサをバイパスさせるように上記副電力変換器を制御すると共に、上記変換器電流が上記指令値に追従するように上記主電力変換器をＰＷＭ制御する第２の制御モードとであり、
　上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が所定の電圧範囲を外れると上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替える、
　電力変換装置。
　上記制御装置は、上記系統電圧が基準電圧範囲内であることを検出して、上記第２の制御モードから上記第１の制御モードへの切り替えを行う、
　請求項１に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記第２の制御モードから上記第１の制御モードへの切り替え後、上記第２の制御モードへの切り替えを、所定の時間、禁止する、
　請求項２に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記第２の制御モードが所定時間継続すると、上記電力変換器を停止し、上記電力系統から解列させる、
　請求項２に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、所定の時間内で上記２種の制御モード間の切り替え回数が、設定回数を超えると、上記電力変換器を停止し、上記電力系統から解列させる、
　請求項２～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が、上記制御モード切り替えの為の上記所定の電圧範囲より広い運転電圧範囲を外れると、上記電力変換器を停止し、上記電力系統から解列させる、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記主電力変換器および上記副電力変換器への上記制御信号を比例積分制御を用いて生成し、上記２種の制御モード間の切り替え時に、上記比例積分制御に用いる積分器をリセットする、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が上記所定の電圧範囲内にある時に、上記系統電圧の異常を検出して、上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替える、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が上記所定の電圧範囲内にある時に、上記主電力変換器の直流電圧あるいは上記変換器電流の異常を検出して、上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替える、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記主電力変換器および上記副電力変換器内の半導体素子の接合温度を監視し、上記直流コンデンサの電圧が上記所定の電圧範囲内にある時に、上記半導体素子の接合温度の異常を検出して、上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替える、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、上記直流コンデンサの電圧が上記所定の電圧範囲内にある時に、上記主電力変換器および上記副電力変換器への上記制御信号生成時に演算する制御量の異常を検出して、上記第１の制御モードから上記第２の制御モードに切り替える、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
　上記制御装置は、外部から上記制御モードの切替指令を受信すると、該切替指令に従って上記制御モードを切り替える、
　請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。