WO2015151396A1 - 電力変換システム - Google Patents

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converter
inverter
timing
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菊池　彰洋
泰徳 後藤
祐輔 岩松
後藤　周作
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a power conversion system that converts DC power output of a plurality of distributed power sources into AC power.
  • the distributed power supply device converts DC power generated by the distributed power supply into AC power using a power conversion system such as a power conditioner and outputs the AC power to a commercial power system.
  • the power conversion system includes a boost chopper circuit (voltage conversion circuit) and a control circuit that individually correspond to each of the plurality of solar cell strings.
  • the control circuit includes an individual control unit that outputs a pulse signal for switching and driving the boost chopper circuit, a temperature detection unit, and a frequency determination unit that determines a switching frequency of the pulse signal.
  • the frequency determination unit determines the switching frequency based on the detection result of the temperature detection unit.
  • the output voltage of a distributed power supply is adjusted by a chopper circuit (converter) and output to a DC bus (DC wiring). Furthermore, the DC voltage output to the DC bus is converted into AC power by an inverter and supplied to the commercial power system.
  • the converter adjusts the input voltage to a predetermined value (the bus voltage value of the DC bus) by pulse width modulation by the switching element. At the start of the switching operation of the switching element, switching noise is generated.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a power conversion system that stabilizes the bus voltage of a DC bus connected to each converter of a plurality of distributed power sources. There is.
  • a power conversion system is a power conversion system that supplies power output from a plurality of distributed power sources to an AC power system, and is a plurality of converters, each of which is a switching device.
  • a plurality of converters, each of which is connected to a corresponding distributed power source and converts a DC voltage input from the corresponding distributed power source to a DC output of a predetermined voltage, and a DC output from the plurality of converters is a common DC
  • An inverter that receives the direct current output through the power path, converts the received direct current output into an alternating current output of a predetermined frequency and supplies the alternating current power system, and a plurality of converter controllers provided corresponding to the plurality of converters, Multiple converter controllers that pulse drive the switching elements of the corresponding converter and generate DC output on a time-dependent basis
  • an inverter controller that is provided corresponding to the inverter and that drives the inverter on a time-dependent basis to generate an AC output, and a timing signal that starts driving
  • each of the plurality of converter controllers holds information related to the drive start order for starting pulse drive, and obtains the timing signal, thereby responding at a timing based on each drive start order. It is preferable to start pulse driving of the converter.
  • the timing controller holds information related to the drive start order, determines a converter controller that outputs the timing signal based on the drive start order, and determines the converter controller It is preferable to output a timing signal.
  • the timing controller includes a random number generation unit and determines a driving start order based on a random value obtained from the random number generation unit.
  • the timing controller records a change amount of the voltage value of the DC power path after the start of driving of the plurality of converters, and determines a drive start order based on the recorded change amount.
  • the converter controller or the inverter controller that outputs the timing signal is determined based on the determined driving start order, and the timing signal is output to the determined converter controller or the inverter controller.
  • each of the plurality of converter controllers starts driving a corresponding converter and then outputs a completion signal, and each of the plurality of converter controllers receives the completion signal. It is preferable to count the number of times of reception of the received completion signal, and to start driving the corresponding converter when it is determined that the order is based on the number of times of reception of the completion signal.
  • an interval of drive start timing of each of the plurality of converters is changed according to the number of the plurality of converters.
  • a virtual controller unit is connected to each of the plurality of converter controllers and the inverter controller, and the timing controller is one of the virtual controller units. Is preferred.
  • the timing controller immediately converts the converter and the inverter corresponding to the plurality of converter controllers and the inverter controller based on occurrence of an abnormality in the voltage value of the DC power path. It is preferable that all of the plurality of converter controllers and the inverter controllers that have transmitted a special control command which is a command for starting driving and received the special control command start driving the corresponding converter and the inverter simultaneously.
  • the bus voltage of the DC bus connected to each converter of a plurality of distributed power sources can be stabilized.
  • the circuit diagram of the converter and inverter of 1st Embodiment. The flowchart of the process sequence of 1st Embodiment.
  • the timing chart of 1st Embodiment. The flowchart of the process sequence of 2nd Embodiment.
  • the timing chart of 2nd Embodiment. The flowchart of the process sequence of 3rd Embodiment.
  • the flowchart of the process sequence in the inverter controller and converter controller of 6th Embodiment. The timing chart of control of a 6th embodiment.
  • the power conversion system U ⁇ b> 1 of the first embodiment includes a plurality of power converters such as a converter unit 20 and an inverter 30.
  • converter unit 20 and inverter 30 are connected via a DC wiring (DC bus L1).
  • the converter unit 20 is connected to the distributed power source 10 and the inverter 30 is connected to a system power source 50 that is a commercial power source.
  • solar cell panels 11 to 13, a fuel cell 14, a storage battery 15, and an electric vehicle 16 are used as the distributed power source 10.
  • Solar cell panels 11 to 13 are power generation devices that convert solar energy into DC power.
  • the fuel cell 14 is a power generation device that obtains DC power by chemically reacting hydrogen and oxygen.
  • the storage battery 15 is a battery that charges electric power and discharges the stored electric power as needed.
  • the electric vehicle 16 includes an in-vehicle charging device and is driven by an electric motor, and can supply electric power stored in the vehicle to a house.
  • the converter unit 20 is composed of converters 21 to 26 connected to the respective distributed power sources 10. Each converter 21 to 26 is connected to inverter 30 via DC bus L1. In the present embodiment, a single inverter 30 is used.
  • the configuration of the inverter 30 and the converter 21 is shown in FIG.
  • the configuration of each converter 22 to 26 is the same as that of the converter 21.
  • the converter 21 has a known configuration, is configured by a non-insulated chopper circuit, and includes a DC reactor 211, a step-up switching element 212, a diode 213, and a capacitor 214.
  • the converter 21 is not limited to the non-insulating type, and may be an insulating type.
  • Converter 21 pulse-switches switching element 212 at a predetermined ON duty ratio, thereby boosting and outputting a DC voltage input from a corresponding distributed power source at a desired boost ratio.
  • Converter controller C21 outputs a drive pulse signal to switching element 212 of converter 21.
  • the inverter 30 has a known configuration and includes a single-phase bridge circuit in which a series circuit of switching elements 301 and 302 and a series circuit of switching elements 303 and 304 are connected in parallel.
  • the inverter controller C30 drives these switching elements 301 to 304 with a pulse signal having a predetermined ON duty ratio by PWM (pulse width modulation) control, and synchronizes the DC power output from the converter 21 with the system power supply 50. Convert to AC power.
  • the converted AC power is attenuated by a harmonic component by a filter circuit (not shown) to form a sine wave, and is superimposed on the system power supply 50.
  • the inverter 30 is not limited to a single-phase AC output, but may be a three-phase AC output, and is not limited to a single-phase / multi-phase bridge configuration, and may be a neutral point clapping method or the like. .
  • Converter controllers C21 to C26 are provided corresponding to the converters 21 to 26, respectively.
  • Each of the converters 21 to 26 starts a switching operation in which the switching elements are intermittently turned on and off at a high frequency by the corresponding converter controllers C21 to C26.
  • Each converter 21 to 26 performs chopper control for generating a predetermined DC voltage (for example, DC 350 V) by a switching operation.
  • Converters 21 to 23 are connected to the solar cell panels 11 to 13, respectively, and perform maximum power point tracking control (MPPT control) according to the generated power affected by the solar radiation condition.
  • MPPT control maximum power point tracking control
  • the output (DC voltage) of the solar cell panels 11 to 13 is converted into a bus voltage value and output to the DC bus L1.
  • the converter 24 is connected to the fuel cell 14, converts the output (direct current) of the fuel cell 14 into a bus voltage value, and outputs it to the DC bus L1.
  • the converter 25 is connected to the storage battery 15, converts the output (direct current) of the storage battery 15 into a bus voltage value and outputs it to the DC bus L 1, or supplies power supplied from the DC bus L 1 to the storage battery 15. .
  • the converter 26 is connected to the electric vehicle 16 via a cable with a connector or the like, and outputs the electric power stored in the in-vehicle charging device of the electric vehicle 16 to the DC bus L1 or the electric power supplied from the DC bus L1. Or supplied to an in-vehicle charging device of the electric vehicle 16.
  • the inverter controller C30 performs switching control of the inverter 30. Inverter controller C30 performs conversion control between direct current and alternating current by performing switching control of the switching elements of inverter 30. Here, the DC power is converted into AC power having a predetermined voltage and a predetermined frequency (for example, AC 202V, 50 Hz).
  • the inverter 30 supplies AC power to the system power supply 50 via a distribution board (not shown).
  • the timing controller C1 gives timing signals to the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 every predetermined time period set in advance.
  • the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 that have obtained this timing signal have different periods within a predetermined time period so that a plurality of the corresponding converters 21 to 26 and the inverter 30 do not start driving simultaneously.
  • the corresponding converters 21 to 26 and the inverter 30 are pulse-driven.
  • the converter controllers C21 to C26, the inverter controller C30, and the timing controller C1 are connected by a communication line L2. As will be described later, the timing controller C1 adjusts the timing of starting pulse driving for each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30.
  • the timing controller C1, the inverter controller C30, and the converter controllers C21 to C26 are configured with a CPU (Central Processing Unit), a memory for storing a control program, a timer, and the like, but are not limited thereto.
  • a CPU Central Processing Unit
  • a memory for storing a control program, a timer, and the like but are not limited thereto.
  • timing controller C1 does not need to be provided separately from the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26.
  • the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 may have the function of the timing controller C1.
  • Timing controller C1 transmits a timing signal to inverter controller C30.
  • the inverter controller C30 starts pulse driving of the inverter 30 at a predetermined timing according to the timing signal.
  • the timing controller C1 transmits a timing signal to each of the converter controllers C21 to C26.
  • Each of the converter controllers C21 to C26 starts pulse driving of each of the converters 21 to 26 at different predetermined timings corresponding to the timing signal.
  • the timing controller C1 transmits a timing signal to the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 at a predetermined cycle T. For this reason, the timing controller C1 has a memory for holding data relating to the period T.
  • the period T a time (for example, several microseconds) comparable to the reciprocal time of the switching frequency of the converter is used.
  • a long time for example, 1 second
  • the timing controller C1 includes a counter that recognizes the number of converters connected to a single inverter. The number of converters is counted by receiving a signal including an ID number from the converter controller of each converter. Based on the preset period T and the number of converters, the total number (n) of the inverter 30 and each of the converters 21 to 26 can be calculated to determine the time [T / n].
  • FIG. 4 shows the pulse drive start timing (trigger signal) of the inverter 30 and each of the converters 21-26.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 output a drive pulse signal to the inverter 30 and each of the converters 21 to 26 at a timing corresponding to the trigger signal shown in FIG. 4, and starts pulse driving.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 start pulse driving after a predetermined time (standby time) has elapsed since the timing signal was received.
  • the pulse driving start timing is dispersed by starting the pulse driving at timings with different waiting times. For this reason, the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 hold data relating to the standby time.
  • the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 adjust the pulse drive start timing in a predetermined order (drive start order). For this reason, a different value is set as the standby time for each of the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26.
  • the standby time is set according to the total number (n) of inverters 30 and converters 21 to 26 included in the power conversion system U1 and the cycle T.
  • the information regarding the total number (n) and the cycle T is included in the control command, and the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 receive the total number (n) and time [T / n from the control command. ] Is obtained.
  • the total number (n) is seven. Therefore, “(i / 7) T” is set as the standby time in the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26.
  • “i” is the driving start order, and different values “0 to 6” are used for the inverter 30 and the converters 21 to 26, respectively.
  • the drive start order of the inverter controller C30 is set to be earlier than the drive start order of the converter controllers C21 to C26. That is, the order “i” set in the inverter controller C30 is “0 (zero)”. Further, the inverter controller C30 is driven until just before completion of the period T.
  • the inverter controller C30 may be driven continuously after the drive is started once.
  • each of the converter controllers C21 to C26 stops until the period T is completed.
  • the timing controller C1 executes standby processing (step S011). Specifically, the timing controller C1 measures the elapsed time from the time when the timing signal was most recently transmitted. And it waits until the time (period time) when elapsed time becomes the period T.
  • the timing controller C1 executes timing signal transmission processing (step S012). Specifically, the timing controller C1 transmits a timing signal to the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26.
  • step S021 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute timing signal reception processing (step S021). Specifically, the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 receive the timing signal transmitted by the timing controller C1 via the communication line L2.
  • step S022 the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 execute standby processing up to their own order. Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 measure an elapsed time after receiving the timing signal. Then, the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 stand by until the stored standby time [(i / 7) T] elapses.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a pulse driving start process (step S023). Specifically, when the inverter controller C30 or each of the converter controllers C21 to C26 determines that the standby time has elapsed, it outputs a drive pulse signal to start pulse driving of the inverter 30 or each of the converters 21 to 26, Adjust the timing (phase adjustment) at the start of pulse driving.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 are set with standby times shifted by time [T / n]. Then, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute standby processing (step S022) and pulse drive start processing (step S023) up to its own order. Thereby, by distributing the timing of starting pulse driving in the inverter 30 and each of the converters 21 to 26, it is possible to suppress power fluctuation of the DC bus L1, disperse switching noise, and stabilize the bus voltage. Furthermore, the pulse drive start timing is uniformly distributed and controlled by the timing signal in accordance with the number of inverters and converters connected to the DC bus L1. Thereby, the noise superimposed on the DC bus L1 can be evenly distributed.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 hold data relating to the standby time for determining the timing for executing the respective pulse drive start processing. Thereby, in the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26, it is possible to distribute the pulse drive start timing based on the timing signal.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 hold data relating to unit time [T / n]. Keep it.
  • “7” is used as the total number n.
  • the timing controller C1 performs the drive start order determination process (step S031). Specifically, the timing controller C1 randomly determines the execution order (drive start order) of the pulse drive start process in each of the converters 21 to 26.
  • the timing controller C1 includes a random number generation unit, assigns random values to the converter controllers C21 to C26, and determines the drive start order in descending order of the random values.
  • the drive start order of the inverter controller C30 is the first.
  • the timing controller C1 executes standby processing up to the cycle time in the same manner as in step S011 (step S032).
  • the timing controller C1 executes a transmission process of a timing signal (also described as a control command in the figure, the same applies hereinafter) (step S033). Specifically, the timing controller C1 transmits a timing signal to the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26.
  • the timing signal includes information related to the determined drive start order and identification information for identifying the inverter controller and converter controller corresponding to the drive start order. Based on the information regarding the drive start order, the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 specify the order in which the pulse drive process is started.
  • step S041 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a timing signal reception process (step S041), similarly to step S021.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a drive start order storage process corresponding to its own identification information (step S042). Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 store the drive start order included in the timing signal. Then, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 calculate the standby time based on the driving start order.
  • the standby time [((j ⁇ 1) / 7) T] is specified.
  • step S043 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute standby processing up to its own turn (step S043) and pulse drive start processing (step S044), similarly to steps S022 and S023.
  • pulse drive is started in the order of inverter 30 ⁇ converter 22 ⁇ 21 ⁇ ...
  • the pulse driving process is started in the order of converter 23 ⁇ converter 21 ⁇ .
  • the timing controller C1 executes drive start order determination processing (step S031).
  • the driving start order is determined at random.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute standby processing (step S043) up to its own order based on this driving start order.
  • the timing controller C1 is configured to individually transmit a timing signal to the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26.
  • the timing controller C1 is configured to individually transmit a timing signal to the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26.
  • the timing controller C1, the inverter controller C30, and the converter controllers C21 to C26 hold the device identification information for specifying the transmission destination of the timing signal in the memory.
  • the timing controller C1 executes a drive start order determination process in the same manner as in step S031 of the second embodiment (step S051).
  • the driving start order of the inverter controller C30 is the first.
  • the timing controller C1 executes a standby process until the drive start timing (adjustment timing) (step S052). Specifically, the timing controller C1 measures the elapsed time from the execution of the drive start order determination process (step S051) and waits until the time [T / n] has elapsed.
  • the timing controller C1 executes a transmission destination specifying process in accordance with the driving start order (step S053). Specifically, the timing controller C1 specifies the inverter controller and converter controller in the next driving start order in the stored order, and acquires the device identification information of the inverter controller and converter controller from the memory.
  • the timing controller C1 executes a timing signal transmission process (step S054). Specifically, the timing controller C1 transmits a timing signal including device identification information regarding the inverter controller and converter controller in the next drive start order to the inverter controller and converter controller. In this case, it is recorded in the memory of the timing controller C1 that the inverter controller or converter controller that transmitted the current timing signal has been processed in the current driving start order (conversion of the driving start order).
  • timing controller C1 as described above is repeated until the processing for the target inverter controller or converter controller is completed.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 receive the timing signal as in steps S021 and S041 (step S061).
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a determination process as to whether or not they are in turn based on the received timing signal (step S062). Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 compare the device identification information included in the timing signal with the identification information held by itself. If both match, it is determined that the turn is self-order.
  • step S062 When it is determined that the turn is in turn (in the case of “YES” in step S062), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 start the pulse driving process similarly to steps S023 and S044 (step S063).
  • step S062 when it is determined that the order is not the order (in the case of “NO” in step S062), the inverter controller or the converter controller skips the pulse drive start process (step S063) and ends the process.
  • the timing controller C1 executes a transmission destination specifying process (step S053) and a timing signal transmission process (step S054) according to the drive start order.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 do not need to have information regarding the drive start order, so that the management burden of the drive start order in the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 can be reduced. Can do.
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 that have completed the pulse driving start process transmit a completion signal.
  • the next inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 start pulse driving based on this completion signal, and detailed description of the same parts as those in the first and second embodiments is omitted. To do.
  • the memory of the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 can store the number of receptions of the completion signal.
  • the timing controller C1 executes a timing signal transmission process (step S071).
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute timing signal reception processing (step S081).
  • the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 receive the timing signal transmitted from the timing controller C1 via the communication line L2.
  • the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 reset the number of receptions of the completion signal stored in the memory (step S082).
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a determination process as to whether or not they are in turn (step S083). Specifically, an individual drive start order is assigned in advance to the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26, and the inverter controller C30 and each converter controller C21 to C26 have a drive start order assigned to them. In the first case, it is determined that the turn is self-order. On the other hand, when the driving start order is second or later, it is determined that the order is not the own order.
  • step S083 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 determined to be in their own order (in the case of “YES” in step S083) start the pulse driving process (step S088).
  • step S083 when it is determined that it is not the turn itself (in the case of “NO” in step S083), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute standby processing for receiving a completion signal (step S084). Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 wait for reception of a completion signal transmitted by another inverter controller C30 or converter controller C21 to C26 that has started the pulse driving process (step S085).
  • the inverter controller C30 or each of the converter controllers C21 to C26 executes a determination process as to whether or not it is in turn (step S087). Specifically, when the inverter controller C30 or each of the converter controllers C21 to C26 receives the completion signal transmitted from the timing controller C1, it updates (increments) the number of receptions recorded in the memory (step S086). Then, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 determine that they are in their own order when the updated number of receptions coincides with their own driving start order.
  • step S087 When it is determined that it is not the turn itself (in the case of “NO” in step S087), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 continue standby processing for receiving a completion signal (step S084).
  • step S087 when it is determined that the turn is in turn (in the case of “YES” in step S087), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 start the pulse driving process (step S088).
  • step S089 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a completion signal transmission process. Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 transmit a completion signal to the timing controller C1 and other inverter controllers C30 and converter controllers C21 to C26 via the communication line L2.
  • the timing controller C1 executes standby processing for receiving a completion signal (step S072). Specifically, the timing controller C1 waits for reception of a completion signal transmitted by the inverter controller C30 or the converter controllers C21 to C26 that has executed the switching operation start process (step S088).
  • the timing controller C1 executes a determination process as to whether or not the completion signals of all the inverter controllers C30 and converter controllers C21 to C26 have been received (step S074). Specifically, the timing controller C1 counts the number of receptions of completion signals received from the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26. When the timing controller C1 determines that the number of completion signal receptions has reached the number of power converters to which the drive start order is assigned, the timing controller C1 sends completion signals from all inverter controllers C30 and converter controllers C21 to C26. It is determined that it has been received.
  • step S074 when it is determined that the completion signals of all the inverter controllers C30 and converter controllers C21 to C26 have not been received (in the case of “NO” in step S074), the timing controller C1 does not transmit the completion signal.
  • the standby process for receiving completion signals from the controller C30 and the converter controllers C21 to C26 is continued (step S072).
  • step S074 when it is determined that the completion signals of all inverter controllers C30 and converter controllers C21 to C26 have been received (in the case of “YES” in step S074), the timing controller C1 returns to the timing signal transmission process (step S071). .
  • the timing controller C1 randomly changes the order of starting the switching operation.
  • the control order is changed according to the change amount of the bus voltage generated during the switching operation, and detailed description of the same parts as in the second embodiment is omitted.
  • the timing controller C1 includes a memory that records the amount of change in the bus voltage generated during the switching operation for each of the inverter 30 and each of the converters 21 to 26.
  • the timing controller C1 executes a detection process of the change amount of the bus voltage (step S091). Specifically, when the timing controller C1 detects the start of the switching operation process in the inverter 30 or each of the converters 21 to 26, the timing controller C1 detects the change amount of the bus voltage immediately after the start of the switching operation process. The timing controller C1 records the change amount of the bus voltage in the memory in association with the identification information of the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26.
  • the timing controller C1 executes control order determination processing (step S092). Specifically, the timing controller C1 determines the control order according to the change amount of the bus voltage. For example, the control start order is determined so that the switching operation process with a large bus voltage change amount does not continue.
  • the timing controller C1 executes standby processing up to the cycle time in the same manner as in step S032 (step S093).
  • step S094 If it is determined that the cycle time has come, the timing controller C1 executes a timing signal transmission process in the same manner as in step S033 (step S094).
  • the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute a series of processes of receiving a timing signal, storing a drive start signal, waiting for its own order, and starting pulse drive. To do.
  • the control order is determined so that the switching operation process with a large change amount of the bus voltage is not continued. As a result, the noise generated can be distributed according to the amount of change in the bus voltage.
  • the timing controller C1 retains data relating to the threshold value regarding the change amount of the bus voltage in order to determine whether or not the simultaneous pulse drive start process is necessary.
  • the timing controller C1 executes a process of detecting the fluctuation state of the bus voltage (step S101). Specifically, the timing controller C1 measures the bus voltage value of the DC bus L1, and calculates the fluctuation value.
  • the timing controller C1 executes a determination process as to whether or not the change amount of the bus voltage is equal to or greater than a threshold value (step S102). Specifically, the timing controller C1 compares the fluctuation value of the bus voltage with a threshold value.
  • the timing controller C1 is special to the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26.
  • a transmission process of a timing signal (also referred to as a special control command in the figure; the same applies hereinafter) is executed (step S103).
  • This special timing signal indicates a special instruction for instructing a pulse drive start process at the same timing. Include information.
  • the timing controller C1 returns to the bus voltage fluctuation state detection process (step S101).
  • the timing controller C1 executes the standby process up to the cycle time as in step S093. (Step S104).
  • the timing controller C1 executes a timing signal transmission process in the same manner as in step S094 (step S105).
  • step S111 the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute timing signal reception processing in the same manner as in step S021 (step S111).
  • the inverter controller C30 and the converter controllers C21 to C26 execute a determination process as to whether or not the received timing signal is a special timing signal (step S112). Specifically, the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 determine whether or not special instruction information is included in the timing signal.
  • step S112 When it is determined that the signal is not a special timing signal (in the case of “NO” in step S112), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 execute standby processing up to their own order in the same manner as in step S022 (step S113). ).
  • step S112 when it is determined that the signal is a special timing signal (in the case of “YES” in step S112), the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26 skip the waiting process (step S113) up to its own order, and step S023 Similarly, a pulse drive start process is executed (step S114).
  • pulse drive start processing is performed in the drive start order of inverter 30 ⁇ converter 21 ⁇ .
  • the timing controller C1 transmits a special timing signal to each of the converter controllers C21 to C26.
  • Each of the converter controllers C21 to C26 that has received the special timing signal starts the pulse driving process immediately and at the same timing.
  • the timing controller C1 may transmit a special timing signal to the inverter controller C30.
  • the inverter controller C30 that has received the special timing signal immediately starts the pulse driving process at the same timing as each of the converter controllers C21 to C26.
  • a predetermined timing controller C1 transmits a timing signal to the inverter controller C30 and each of the converter controllers C21 to C26.
  • a virtual controller unit is connected to each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30, and one of the virtual controller units is a timing controller C1. .
  • Detailed description of the same parts as those in the first to sixth embodiments will be omitted.
  • each virtual controller unit connected to each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 has a memory, and the memory determines whether each virtual controller unit functions as the timing controller C1. Can be remembered. Then, the virtual controller unit recorded as functioning as the timing controller C1 in the memory functions as the timing controller C1.
  • any one of the virtual controllers connected to the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 is set as a timing controller C1.
  • Each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 has a function of transmitting operating status information (for example, drive start timing) of each of the converters 21 to 26 and the inverter 30 to the virtual controller unit functioning as the timing controller C1.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 determines the virtual controller unit to function next as the timing controller C1 based on the operation status information acquired from the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30. Information about main control decision criteria is held.
  • each virtual controller unit connected to which converter controller or inverter controller based on the main control determination criterion Is recorded as a new timing controller C1.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 executes processing for acquiring the operating status of each of the converters 21 to 26 and the inverter 30 (step S141). Specifically, the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 obtains operating status information from each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30. For example, the virtual controller unit that functions as the timing controller C1 acquires the drive start timing of each of the converters 21 to 26 and the inverter 30 as the operation status information. The virtual controller unit functioning as the timing controller C1 stores the operation status information acquired from each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 in association with the device identification information.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 executes the specifying process of the virtual controller unit functioning next as the timing controller based on the operation status (step S142). Specifically, the virtual controller unit that functions as the timing controller C1 determines the virtual controller unit (new timing controller) that functions as the next timing controller based on the stored operation status and main control determination criteria.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 executes a determination process as to whether or not the new timing controller is the same as the virtual controller unit before determination (step S143). Specifically, the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 compares the determined device identification information of the new timing controller with its own device identification information. When the two match, the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 determines that the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 and the new timing controller are the same.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 is the timing controller C1.
  • a function for changing the functioning virtual controller unit is executed (step S144). Specifically, the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 transmits control authority information to the new timing controller determined based on the determination rule. The virtual controller unit that has received this control authority information records the main control authority in the authority memory. The virtual controller unit functions as the timing controller C1.
  • the timing controller C1 skips the timing controller change process (step S144). To do.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 continues to function as the timing controller C1.
  • processing for acquiring the operating status of each of the converters 21 to 26 and the inverter 30 (step S141), and the new timing controller specifying processing (step S142) are executed based on the operating status.
  • a virtual controller unit that functions as an appropriate timing controller can be selected according to the operating status of each of the converters 21 to 26 and the inverter 30.
  • the timing controller C1, the converter controllers C21 to C26, and the inverter controller C30 communicate with each other by wired communication through the communication line L2.
  • the communication method is not limited to the configuration using the communication line L2, and wireless communication or power line communication can also be used.
  • each distributed power source 10 is connected to converters 21 to 26, respectively.
  • the type of the distributed power source is not limited to this. It is also possible to use other distributed power sources or to configure a combination of some of these.
  • the converters 21 to 26 as the power converter and the inverter 30 do not need to be independent devices.
  • the power conversion system of the present invention can be provided in a distributed power supply system (power conditioner) in which a plurality of converters and a single inverter are provided in one housing.
  • the pulse drive start process is executed in each power converter at a time shifted at equal intervals by time [T / n].
  • the timing controller C1 randomly determines the timing for executing the switching operation start processing in each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 within the period T.
  • the timing controller C1 calculates an adjustment waiting time from the timing signal for each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30.
  • the timing controller C1 notifies the calculated adjustment standby time to each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30.
  • Each of the converter controllers C21 to C26 and the inverter controller C30 executes the switching operation start process using the adjustment standby time acquired from the timing controller C1.
  • the virtual controller unit functioning as the timing controller C1 is changed according to the operating status of the power conversion system.
  • a bus voltage monitoring unit for monitoring the bus voltage may be connected to the virtual controller unit functioning as the timing controller C1.
  • noise can be distributed in response to fluctuations in the bus voltage.
  • the components such as the timing controller C1, the converter controllers C21 to C26, and the inverter controller C30 are configured with dedicated hardware (dedicated circuit) or suitable for each component. It may be realized by executing a software program. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.

Landscapes

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Abstract

　インバータにおけるタイミングコントローラ（Ｃ１）と、インバータコントローラ（Ｃ３０）と複数のコンバータコントローラ（Ｃ２１～Ｃ２６）とを通信ライン（Ｌ２）により接続する。タイミングコントローラ（Ｃ１）は、あらかじめ設定された所定の時間周期ごとにインバータコントローラ（Ｃ３０）やコンバータコントローラ（Ｃ２１～Ｃ２６）へタイミング信号を与えるように構成され、各タイミング信号は、インバータ（３０）とコンバータ（２１～２６）のうちの複数が同時に駆動開始しないように与えられる。

Description

電力変換システム
　本発明は、複数の分散型電源の直流電力出力を交流電力に変換する電力変換システムに関するものである。
　近年、太陽光発電や燃料電池などの分散型電源を利用した分散型電源装置が普及しつつある。分散型電源装置は、分散型電源によって発電された直流の電力を、例えばパワーコンディショナ等の電力変換システムを利用して交流の電力に変換して商用電力系統へ出力している。
　電力変換システムでは、電圧変換回路の電力の変換効率の低下を防ぐ技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、電力変換システムは、複数の太陽電池ストリングのそれぞれに個別に対応する昇圧チョッパ回路（電圧変換回路）と制御回路を有する。制御回路は、昇圧チョッパ回路をスイッチング駆動するためのパルス信号を出力する個別制御部、温度検出部、パルス信号のスイッチング周波数を決定する周波数決定部を有する。この周波数決定部は、温度検出部の検出結果に基づいて、スイッチング周波数を決定する。
特開２０１３－１０６４３３号公報
　特許文献１では、分散型電源の出力電圧は、チョッパ回路（コンバータ）で調整され、ＤＣバス（直流配線）に出力される。更に、ＤＣバスに出力された直流電圧は、インバータにより交流電力に変換されて商用電力系統に供給される。ここで、コンバータは、スイッチング素子によるパルス幅変調により、入力電圧を所定値（ＤＣバスのバス電圧値）に調整する。このスイッチング素子のスイッチング動作開始時には、にはスイッチングノイズが発生する。
　ここで、複数の分散型電源のそれぞれに接続された各コンバータの制御タイミングが重なると、ＤＣバスに対する電力変動が大きくなり、ＤＣバスの電圧が不安定な状態になる可能性がある。また、各コンバータにおける制御タイミングが重なった場合、スイッチングノイズが重なり、大きいノイズが発生する可能性がある。この場合にも、ＤＣバスのバス電圧の安定を損ねる可能性がある。
　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の分散型電源の各コンバータに接続されたＤＣバスのバス電圧を安定化させる電力変換システムを提供することにある。
　（１）本発明の一態様に係る電力変換システムは、複数の分散型電源から出力される電力を交流電力系統に供給する電力変換システムであって、複数のコンバータであって、各々が、スイッチング素子を備え、対応する分散型電源に接続され、対応する分散型電源から入力される直流電圧を所定電圧の直流出力に変換する複数のコンバータと、前記複数のコンバータからの直流出力を共通の直流電力路を通じて受け取り、受け取った直流出力を所定周波数の交流出力に変換して交流電力系統に供給するインバータと、前記複数のコンバータに対応して設けられた複数のコンバータコントローラであって、各々が、対応するコンバータのスイッチング素子をパルス駆動し時間に依存した基準で直流出力を発生させる複数のコンバータコントローラと、前記インバータに対応して設けられ、前記インバータを時間に依存した基準で駆動して交流出力を発生させるインバータコントローラと、所定の時間周期ごとに前記複数のコンバータコントローラを駆動開始させるタイミング信号を出力するタイミングコントローラとを備え、前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、前記タイミング信号を得ることによって、前記所定の時間周期内のそれぞれ異なるタイミングで対応するコンバータの駆動を開始する。
　（２）上記電力変換システムにおいて、前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、パルス駆動を開始する駆動開始順番に関する情報を保持し、前記タイミング信号を得ることによって、それぞれの駆動開始順番に基づくタイミングで対応するコンバータのパルス駆動を開始することが好ましい。
　（３）上記電力変換システムにおいて、前記タイミングコントローラは、駆動開始順番に関する情報を保持し、当該駆動開始順番に基づいて、前記タイミング信号を出力するコンバータコントローラを決定し、決定したコンバータコントローラに対して、タイミング信号を出力することが好ましい。
　（４）上記電力変換システムにおいて、前記タイミングコントローラは、乱数発生部を有し、前記乱数発生部から得られる乱数値に基づいて、駆動開始順番を決定することが好ましい。
　（５）上記電力変換システムにおいて、前記タイミングコントローラは、前記複数のコンバータの駆動開始後の直流電力路の電圧値の変化量を記録し、記録した前記変化量に基づいて駆動開始順番を決定し、決定した駆動開始順番に基づいて、前記タイミング信号を出力するコンバータコントローラまたは前記インバータコントローラを決定し、決定したコンバータコントローラまたは前記インバータコントローラに対して、タイミング信号を出力することが好ましい。
　（６）上記電力変換システムにおいて、前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、対応するコンバータの駆動を開始した後、完了信号を出力し、前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、前記完了信号を受信するとともに受信した前記完了信号の受信回数をカウントし、前記完了信号の受信回数に基づいて、自順番であると判断した場合に、対応するコンバータの駆動を開始することが好ましい。
　（７）上記電力変換システムにおいて、前記複数のコンバータの数に応じて、前記複数のコンバータそれぞれの駆動開始のタイミングの間隔が変わることが好ましい。
　（８）上記電力変換システムにおいて、前記複数のコンバータコントローラと前記インバータコントローラとのそれぞれには、仮想コントローラ部が接続されており、前記タイミングコントローラは、前記仮想コントローラ部のうちの一つであることが好ましい。
　（９）上記電力変換システムにおいて、前記タイミングコントローラは、ＤＣ電力路の電圧値の異常発生に基づいて、前記複数のコンバータコントローラと前記インバータコントローラとに対して、対応するコンバータ及び前記インバータを即時に駆動開始させるための命令である特別制御指令を送信し、前記特別制御指令を受信したすべての前記複数のコンバータコントローラ及び前記インバータコントローラは、対応するコンバータ及び前記インバータを同時に駆動開始することが好ましい。
　本発明によれば、複数の分散型電源の各コンバータに接続されたＤＣバスのバス電圧を安定化することができる。
第１の実施形態の電力変換システムのブロック回路図。 第１の実施形態のコンバータおよびインバータの回路図。 第１の実施形態の処理手順のフローチャート。 第１の実施形態のタイミングチャート。 第２の実施形態の処理手順のフローチャート。 第２の実施形態のタイミングチャート。 第３の実施形態の処理手順のフローチャート。 第４の実施形態の処理手順のフローチャート。 第５の実施形態の処理手順のフローチャート。 第６の実施形態のタイミングコントローラにおける処理手順のフローチャート。 第６の実施形態のインバータコントローラやコンバータコントローラにおける処理手順のフローチャート。 第６の実施形態の制御のタイミングチャート。 第７の実施形態の処理手順のフローチャート。
　＜第１の実施形態＞ 
　図１～図４を用いて、第１の実施形態を説明する。
　図１に示すように、第１の実施形態の電力変換システムＵ１は、コンバータ部２０、インバータ３０等の複数の電力変換器により構成される。ここで、コンバータ部２０とインバータ３０とは、直流配線（ＤＣバスＬ１）を介して接続される。そして、コンバータ部２０は、分散型電源１０に接続され、インバータ３０は、商用電源である系統電源５０に接続される。
　本実施形態では、分散型電源１０として、太陽電池パネル１１～１３、燃料電池１４、蓄電池１５、電気自動車１６を用いる。
　太陽電池パネル１１～１３は、太陽光エネルギーを直流電力に変換する発電装置である。
　燃料電池１４は、水素と酸素を化学反応させて直流電力を得る発電装置である。
　蓄電池１５は、電力を充電し、必要に応じて、この蓄えた電力を放電供給する電池である。
　電気自動車１６は、車載充電装置を備え、電動モーターで駆動させる自動車であり、車両に蓄えた電力を住宅へ供給することが可能である。
　コンバータ部２０は、各分散型電源１０にそれぞれ接続されるコンバータ２１～２６から構成されている。各コンバータ２１～２６は、ＤＣバスＬ１を介してインバータ３０に接続される。本実施形態では、単独のインバータ３０を用いる。
　インバータ３０及びコンバータ２１の構成を図２に示す。各コンバータ２２～２６の構成は、コンバータ２１の構成と同様である。
　コンバータ２１は、既知の構成のもので、非絶縁型のチョッパ回路で構成され、直流リアクトル２１１、昇圧用のスイッチング素子２１２、ダイオード２１３及びコンデンサ２１４を有している。尚、コンバータ２１は非絶縁型に限るものではなく、絶縁型でもよい。
　コンバータ２１は、スイッチング素子２１２を所定のＯＮデューティ比でパルス駆動することにより、対応する分散型電源から入力された直流電圧を所望の昇圧比で昇圧して出力する。
　コンバータコントローラＣ２１は、コンバータ２１のスイッチング素子２１２に駆動パルス信号を出力する。
　インバータ３０は、既知の構成のもので、スイッチング素子３０１、３０２の直列回路と、スイッチング素子３０３、３０４の直列回路とを並列接続した単相ブリッジ回路から成る。インバータコントローラＣ３０は、これらのスイッチング素子３０１～３０４を、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御による所定のＯＮデューティ比のパルス信号によりパルス駆動し、コンバータ２１から出力される直流電力を系統電源５０と同期した交流電力に変換する。変換された交流電力は、図示しないフィルタ回路により高調波成分が減衰されて正弦波状に形成されて、系統電源５０に重畳される。インバータ３０は、単相交流出力するものに限らず、三相交流を出力するものであってもよく、また単相／多相ブリッジ構成に限らず、中性点クラップ方式等であってもよい。
　コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、各コンバータ２１～２６に対応して設けられる。各コンバータ２１～２６は、それぞれ対応するコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６により、スイッチング素子が高周波で断続的にＯＮ，ＯＦＦするスイッチング動作が開始される。各コンバータ２１～２６は、スイッチング動作により、所定の直流電圧（例えば、ＤＣ３５０Ｖ）を生成するチョッパ制御を行なう。
　コンバータ２１～２３はそれぞれ太陽電池パネル１１～１３に接続されており、太陽光の日射状況の影響を受ける発電電力に応じた最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行なう。太陽電池パネル１１～１３の出力（直流電圧）をバス電圧値に変換してＤＣバスＬ１に出力する。
　コンバータ２４は燃料電池１４に接続されており、燃料電池１４の出力（直流）をバス電圧値に変換してＤＣバスＬ１に出力する。
　コンバータ２５は蓄電池１５に接続されており、蓄電池１５の出力（直流）をバス電圧値に変換してＤＣバスＬ１に出力したり、ＤＣバスＬ１から供給される電力を蓄電池１５に供給したりする。
　コンバータ２６はコネクタ付きのケーブルなどを介して電気自動車１６に接続されており、電気自動車１６の車載充電装置に蓄えられた電力をＤＣバスＬ１に出力したり、ＤＣバスＬ１から供給される電力を電気自動車１６の車載充電装置に供給したりする。
　インバータコントローラＣ３０は、インバータ３０のスイッチング制御を行なう。インバータコントローラＣ３０は、インバータ３０のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうことにより、直流と交流との変換を行なう。ここでは、直流電力を、所定の電圧、所定の周波数の交流電力（例えば、ＡＣ２０２Ｖ、５０Ｈｚ）に変換する。
　インバータ３０は、分電盤（図示せず）を介して、交流電力を系統電源５０に供給する。
　タイミングコントローラＣ１はあらかじめ設定された所定の時間周期ごとに各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６やインバータコントローラＣ３０へタイミング信号を与える。このタイミング信号を得た各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６やインバータコントローラＣ３０は、対応する各コンバータ２１～２６とインバータ３０のうちの複数が同時に駆動開始しないように、所定の時間周期内のそれぞれ異なる期間に対応する各コンバータ２１～２６とインバータ３０をパルス駆動する。
　各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６と、インバータコントローラＣ３０と、タイミングコントローラＣ１とは、通信ラインＬ２により接続される。そして、後述するように、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０に対してパルス駆動開始のタイミング調整を行なう。
　タイミングコントローラＣ１およびインバータコントローラＣ３０および各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および制御プログラムを記憶するメモリ、タイマ等で構成されているが、これに限定されない。
　また、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６と別に設けられる必要は無く、例えば、インバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６にタイミングコントローラＣ１の機能を持たせてもよい。
　タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０に対してタイミング信号を送信する。インバータコントローラＣ３０は、このタイミング信号に応じた所定のタイミングでインバータ３０のパルス駆動を開始する。また、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対してタイミング信号を送信する。各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、このタイミング信号に応じたそれぞれ異なる所定のタイミングで各コンバータ２１～２６のパルス駆動を開始する。
　図４に示すように、タイミングコントローラＣ１は、所定の周期ＴでインバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６にタイミング信号を送信する。このため、タイミングコントローラＣ１は、周期Ｔに関するデータを保持するメモリを有する。ここで、周期Ｔとして、コンバータのスイッチング周波数の逆数の時間と同程度の時間（例えば、数μ秒）を用いる。なお、状況に応じて（例えば、ノイズが小さい場合）、この周期Ｔとして、長い時間（例えば、１秒）を用いることも可能である。
　また、タイミングコントローラＣ１は、単一のインバータに接続されたコンバータの数を認識するカウンターを備える。コンバータの数は、各コンバータのコンバータコントローラからＩＤ番号を含んだ信号を受信することで、カウントする。あらかじめ設定された周期Ｔと、コンバータの数に基づいて、インバータ３０と各コンバータ２１～２６の合計の台数（ｎ）を算出し、時間〔Ｔ／ｎ〕を決定することができる。
　図４にインバータ３０および各コンバータ２１～２６のパルス駆動開始のタイミング（トリガ信号）を示した。インバータコントローラＣ３０及び各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、図４に示すトリガ信号に応じたタイミングで、インバータ３０および各コンバータ２１～２６に駆動パルス信号を出力して、パルス駆動を開始する。インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号の受信時からそれぞれ異なる所定時間（待機時間）の経過後にパルス駆動を開始する。このように、異なる待機時間によるタイミングでパルス駆動を開始することにより、パルス駆動開始のタイミングを分散させている。このため、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、待機時間に関するデータを保持している。この場合、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６において、予め定められた順番（駆動開始順番）で、パルス駆動開始のタイミングの調整を行なわせる。このために、この待機時間として、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６毎に異なる値が設定される。待機時間は、電力変換システムＵ１に含まれるインバータ３０と各コンバータ２１～２６の合計の台数（ｎ）や周期Ｔに応じて設定される。合計の台数（ｎ）や、周期Ｔに関する情報は、制御指令に含まれており、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、制御指令から合計の台数（ｎ）や、時間〔Ｔ／ｎ〕に関する情報を得る。本実施形態では、合計の台数（ｎ）は７台である。そこで、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６には、待機時間として「（ｉ／７）Ｔ」が設定される。ここで、「ｉ」は駆動開始順番であり、インバータ３０及び各コンバータ２１～２６器毎に「０～６」の異なる値を用いる。
　なお、ＤＣバスＬ１の電圧安定性の観点から、インバータコントローラＣ３０の駆動開始順番は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の駆動開始順番より早くなるように設定される。つまり、インバータコントローラＣ３０に設定される順番「ｉ」は「０（零）」である。また、インバータコントローラＣ３０は周期Ｔの期間完了直前まで駆動する。
　更にいえば、インバータコントローラＣ３０は、一度駆動開始されたら、以後は連続駆動するものであってもよい。
　また、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、周期Ｔの期間が完了するまでに停止する。
　次に、図３を用いて、パルス駆動開始のタイミングを調整する処理を説明する。
　ここでは、タイミングコントローラＣ１は、待機処理を実行する（ステップＳ０１１）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、直近でタイミング信号を送信した時刻からの経過時間を計測する。そして、経過時間が周期Ｔになる時刻（周期時刻）まで待機する。
　周期時刻になったと判定した場合、タイミングコントローラＣ１は、タイミング信号の送信処理を実行する（ステップＳ０１２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、タイミング信号を送信する。
　一方、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号の受信処理を実行する（ステップＳ０２１）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、通信ラインＬ２を介して、タイミングコントローラＣ１が送信したタイミング信号を受信する。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番までの待機処理を実行する（ステップＳ０２２）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号を受信してからの経過時間を計測する。そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、記憶している待機時間〔（ｉ／７）Ｔ〕が経過するまで待機する。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、パルス駆動開始処理を実行する（ステップＳ０２３）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、待機時間が経過したと判定した場合に、駆動パルス信号を出力してインバータ３０や各コンバータ２１～２６のパルス駆動を開始し、パルス駆動開始のタイミング調整（位相の調整）を行なう。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）本実施形態では、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６には、時間〔Ｔ／ｎ〕ずつずらした待機時間を設定する。そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番までの待機処理（ステップＳ０２２）、パルス駆動開始処理（ステップＳ０２３）を実行する。これにより、インバータ３０や各コンバータ２１～２６におけるパルス駆動の開始のタイミングを分散させることで、ＤＣバスＬ１の電力変動を抑え、スイッチングノイズを分散させ、バス電圧の安定化を図ることができる。更に、ＤＣバスＬ１に接続されているインバータやコンバータの数に応じて、パルス駆動開始のタイミングをタイミング信号によって均等に分散制御する。これにより、ＤＣバスＬ１に重畳されるノイズを均等に分散させることができる。
　（２）本実施形態では、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、それぞれのパルス駆動開始処理を実行するタイミングを決める待機時間に関するデータを保持している。これにより、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６において、タイミング信号に基づいて、パルス駆動開始のタイミングを分散させることができる。
　＜第２の実施形態＞
　次に、図５、図６を用いて、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、パルス駆動を開始する順番をランダムに変更する構成であり、第１の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　ここでは、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６やインバータコントローラＣ３０におけるパルス駆動開始処理のタイミングをずらすために、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６には、単位時間〔Ｔ／ｎ〕に関するデータを保持させておく。本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、合計の台数ｎとして「７」を用いる。
　そして、図５に示すように、タイミングコントローラＣ１は、駆動開始順番の決定処理を実行する（ステップＳ０３１）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータ２１～２６におけるパルス駆動開始処理の実行の順番（駆動開始順番）をランダムに決める。例えば、タイミングコントローラＣ１は、乱数発生部を備えており、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、それぞれ乱数値を付与し、乱数値が大きい順に駆動開始順番を決定する。
　インバータコントローラＣ３０の駆動開始順番は一番とする。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、ステップＳ０１１と同様に、周期時刻までの待機処理を実行する（ステップＳ０３２）。
　周期時刻になったと判定した場合、タイミングコントローラＣ１は、タイミング信号（図中では、制御指令とも記載する。以下同様である。）の送信処理を実行する（ステップＳ０３３）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、タイミング信号を送信する。この場合、タイミング信号には、決定した駆動開始の順番に関する情報と、この駆動開始順番に対応するインバータコントローラやコンバータコントローラを識別するための識別情報を含める。この駆動開始順番に関する情報により、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、パルス駆動処理を開始する順番を特定する。
　また、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２１と同様に、タイミング信号の受信処理を実行する（ステップＳ０４１）。
　この場合、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自身の識別情報に対応する駆動開始順番の記憶処理を実行する（ステップＳ０４２）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号に含まれる駆動開始順番を記憶する。そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、駆動開始順番に基づいて待機時間を算出する。ここでは、駆動開始順番がｊ番目の場合には、待機時間〔（（ｊ－１）／７）Ｔ〕を特定する。
　そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２２，Ｓ０２３と同様に、自順番までの待機処理（ステップＳ０４３）、パルス駆動開始処理（ステップＳ０４４）を実行する。
　図６に示すように、最初の周期Ｔでは、駆動開始順番として、インバータ３０→コンバータ２２→２１→…の順番でパルス駆動を開始する。次の周期Ｔでは、ランダムに駆動開始順番を変更した結果、コンバータ２３→コンバータ２１→…の順番でパルス駆動処理を開始する。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（３）本実施形態では、タイミングコントローラＣ１は、駆動開始順番の決定処理を実行する（ステップＳ０３１）。ここでは、駆動開始の順番をランダムに決める。そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、この駆動開始順番に基づいて、自順番までの待機処理（ステップＳ０４３）を実行する。各周期で同じ順番でパルス駆動を開始した場合、周期毎に同じタイミングで同じ大きさのノイズが発生し、各周期内でノイズの大きさに偏りが生じる可能性がある。このため、過大なノイズが周期的に生じ、周辺の電気機器に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、パルス駆動開始の順番を変更することにより、発生するノイズの大きさの偏りを抑制することができる。
　＜第３の実施形態＞
　次に、図７を用いて、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態では、タイミングコントローラＣ１が、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、個別にタイミング信号を送信する構成であり、第１、第２の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　この場合、タイミングコントローラＣ１、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６には、タイミング信号の送信先を特定するための機器識別情報をメモリに保持させておく。
　ここでは、図７に示すように、タイミングコントローラＣ１は、第２の実施形態のステップＳ０３１と同様に、駆動開始順番の決定処理を実行する（ステップＳ０５１）。但し、インバータコントローラＣ３０の駆動開始順番は一番とする。
　そして、駆動開始順番毎に、以下の処理を繰り返す。
　ここでは、まず、タイミングコントローラＣ１は、駆動開始タイミング（調整タイミング）までの待機処理を実行する（ステップＳ０５２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、駆動開始順番の決定処理（ステップＳ０５１）の実行からの経過時間を計測し、時間〔Ｔ／ｎ〕が経過するまでの間、待機する。
　次にタイミングコントローラＣ１は、駆動開始の順番に応じて送信先の特定処理を実行する（ステップＳ０５３）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、記憶した順番において、次の駆動開始の順番のインバータコントローラやコンバータコントローラを特定し、メモリからこのインバータコントローラやコンバータコントローラの機器識別情報を取得する。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、タイミング信号の送信処理を実行する（ステップＳ０５４）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、次の駆動開始順番のインバータコントローラやコンバータコントローラに関する機器識別情報を含めたタイミング信号を、インバータコントローラやコンバータコントローラに送信する。この場合、今回の駆動開始順番において、今回のタイミング信号を送信したインバータコントローラやコンバータコントローラについて処理済みであることをタイミングコントローラＣ１のメモリに記録する（駆動開始順番の消込）。
　上記のようなタイミングコントローラＣ１の動作は、対象となるインバータコントローラやコンバータコントローラへの処理が終了するまで繰り返される。
　一方、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２１，Ｓ０４１と同様に、タイミング信号を受信する（ステップＳ０６１）。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、受信したタイミング信号に基づいて自順番かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ０６２）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号に含まれる機器識別情報と、自身が保持している識別情報とを比較する。両者が一致した場合、自順番と判定する。
　自順番と判定した場合（ステップＳ０６２において「ＹＥＳ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２３，Ｓ０４４と同様に、パルス駆動処理を開始する（ステップＳ０６３）。
　一方、自順番でないと判定した場合（ステップＳ０６２において「ＮＯ」の場合）、インバータコントローラやコンバータコントローラは、パルス駆動開始処理（ステップＳ０６３）をスキップして処理を終了する。
　パルス駆動開始処理をスキップして処理を終了したインバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番と判定するまで、タイミングコントローラＣ１からタイミング信号が送信される度に、上記のＳ０６１～Ｓ０６２の処理を繰り返す。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（４）本実施形態では、タイミングコントローラＣ１は、駆動開始順番に応じて送信先の特定処理（ステップＳ０５３）、タイミング信号の送信処理（ステップＳ０５４）を実行する。これにより、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、駆動開始順番に関する情報を保有しなくても良いので、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６における駆動開始順番の管理負担を軽減することができる。
　＜第４の実施形態＞
　次に、図８を用いて、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態では、パルス駆動開始処理を終了したインバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６が完了信号を送信する。そして、この完了信号に基づいて、次のインバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６がパルス駆動開始を行なう構成であり、第１、第２の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　本実施形態では、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６のメモリは、完了信号の受信回数を記憶することができる。
　ここでは、図８に示すように、タイミングコントローラＣ１は、タイミング信号の送信処理を実行する（ステップＳ０７１）。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号の受信処理を実行する（ステップＳ０８１）。インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、通信ラインＬ２を介して、タイミングコントローラＣ１が送信したタイミング信号を受信する。このとき、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、メモリに記憶した完了信号の受信回数をリセットする（ステップＳ０８２）。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ０８３）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に、予め個別の駆動開始順番が割り当てられており、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自身に割り当てられた駆動開始順番が１番目の場合には、自順番と判定する。一方、駆動開始順番が２番目以降の場合には、自順番でないと判定する。
　ここで、自順番と判定（ステップＳ０８３において「ＹＥＳ」の場合）したインバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、は、パルス駆動処理を開始する（ステップＳ０８８）。
　一方、自順番でないと判定した場合（ステップＳ０８３において「ＮＯ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、完了信号の受信の待機処理を実行する（ステップＳ０８４）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、パルス駆動処理を開始した他のインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６が送信した完了信号の受信を待機する（ステップＳ０８５）。
　他のインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６が送信した完了信号を受信した場合、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ０８７）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミングコントローラＣ１が送信した完了信号を受信した場合、メモリに記録された受信回数を更新（インクリメント）する（ステップＳ０８６）。そして、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、更新した受信回数が自身の駆動開始順番と一致した場合、自順番と判定する。
　自順番でないと判定した場合（ステップＳ０８７において「ＮＯ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、完了信号の受信の待機処理（ステップＳ０８４）を継続する。
　一方、自順番と判定した場合（ステップＳ０８７において「ＹＥＳ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、パルス駆動処理を開始する（ステップＳ０８８）。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、完了信号の送信処理を実行する（ステップＳ０８９）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、通信ラインＬ２を介して、タイミングコントローラＣ１及び他のインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、完了信号を送信する。
　また、タイミングコントローラＣ１は、完了信号の受信の待機処理を実行する（ステップＳ０７２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、スイッチング動作開始処理（ステップＳ０８８）を実行したインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６が送信した完了信号の受信を待機する。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、完了信号を受信した場合（ステップＳ０７３）、すべてのインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の完了信号を受信したかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ０７４）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６から受信した完了信号の受信回数をカウントする。そして、タイミングコントローラＣ１は、完了信号の受信回数が、駆動開始順番が割り当てられている電力変換器の数に達したと判定した場合、すべてのインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の完了信号を受信したと判定する。
　ここで、すべてのインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の完了信号を受信していないと判定した場合（ステップＳ０７４において「ＮＯ」の場合）、タイミングコントローラＣ１は、完了信号を送信していないインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６からの完了信号の受信の待機処理を継続する（ステップＳ０７２）。
　一方、すべてのインバータコントローラＣ３０やコンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の完了信号を受信したと判定した場合（ステップＳ０７４において「ＹＥＳ」の場合）、タイミングコントローラＣ１は、タイミング信号の送信処理（ステップＳ０７１）に戻る。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（５）他の電力変換器のパルス駆動開始処理の完了に基づいて、自身のパルス駆動処理を開始することができる。従って、パルス駆動開始処理のタイミングの重複を抑制することができる。
　＜第５の実施形態＞
　次に、図９を用いて、第５の実施形態を説明する。第２の実施形態においては、タイミングコントローラＣ１は、スイッチング動作開始を行なう順番をランダムに変更する。第５の実施形態では、スイッチング動作時に生じたバス電圧の変化量に応じて、制御順番を変更する構成であり、第２の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　本実施形態では、タイミングコントローラＣ１は、スイッチング動作時に生じたバス電圧の変化量を、インバータ３０や各コンバータ２１～２６毎に記録するメモリを備える。
　ここでは、図９に示すように、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変化量の検出処理を実行する（ステップＳ０９１）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、インバータ３０や各コンバータ２１～２６におけるスイッチング動作処理の開始を検知した場合、スイッチング動作処理の開始直後のバス電圧の変化量を検出する。そして、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の識別情報に関連付けて、バス電圧の変化量をメモリに記録する。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、制御順番の決定処理を実行する（ステップＳ０９２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変化量に応じて制御順番を決定する。例えば、バス電圧の変化量が大きいスイッチング動作処理が連続しないように、制御開始の順番を決定する。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、ステップＳ０３２と同様に、周期時刻までの待機処理を実行する（ステップＳ０９３）。
　周期時刻になったと判定した場合、タイミングコントローラＣ１は、ステップＳ０３３と同様に、タイミング信号の送信処理を実行する（ステップＳ０９４）。
　インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、第２の実施形態のＳ０４１～Ｓ０４４と同様に、タイミング信号の受信、駆動開始信号の記憶、自順番まで待機、パルス駆動開始の一連の処理を実行する。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（６）制御順番は、バス電圧の変化量が大きいスイッチング動作処理が連続しないように決定される。これにより、バス電圧の変化量に応じて、発生するノイズの分散化を図ることができる。
　＜第６の実施形態＞
　次に、図１０～図１２を用いて、第６の実施形態を説明する。第５の実施形態においては、バス電圧の状況に応じて制御順番を変更する。第６の実施形態では、バス電圧の変化が大きい場合には、同時期にパルス駆動開始処理を実行する構成であり、第５の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　本実施形態では、タイミングコントローラＣ１には、同時期のパルス駆動開始処理の要否を判定するために、バス電圧の変化量についての閾値に関するデータを保持させておく。
　ここでは、図１０に示すように、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変動状況の検出処理を実行する（ステップＳ１０１）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、ＤＣバスＬ１のバス電圧値を測定し、その変動値を算出する。
　次に、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変化量が閾値以上かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１０２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変動値と閾値とを比較する。
　ここで、ＤＣバスＬ１のバス電圧の変動値が閾値以上と判定した場合（ステップＳ１０２において「ＹＥＳ」の場合）、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、特別タイミング信号（図中では、特別制御指令とも記載する。以下同様である。）の送信処理を実行する（ステップＳ１０３）この特別タイミング信号には、同じタイミングでのパルス駆動開始処理を指示する特別指示情報を含める。そして、タイミングコントローラＣ１は、バス電圧の変動状況の検出処理（ステップＳ１０１）に戻る。
　一方、ＤＣバスＬ１のバス電圧の変動値が閾値以上でないと判定した場合（ステップＳ１０２において「ＮＯ」の場合）、タイミングコントローラＣ１は、ステップＳ０９３と同様に、周期時刻までの待機処理を実行する（ステップＳ１０４）。
　周期時刻になったと判定した場合、タイミングコントローラＣ１は、ステップＳ０９４と同様に、タイミング信号の送信処理を実行する（ステップＳ１０５）。
　次に、図１１を用いて、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６の処理を説明する。
　ここでは、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２１と同様に、タイミング信号の受信処理を実行する（ステップＳ１１１）。
　次に、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、受信したタイミング信号が特別タイミング信号かどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１１２）。具体的には、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、タイミング信号に特別指示情報が含まれているかどうかを判定する。
　特別タイミング信号ではないと判定した場合（ステップＳ１１２において「ＮＯ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、ステップＳ０２２と同様に、自順番までの待機処理を実行する（ステップＳ１１３）。
　一方、特別タイミング信号と判定した場合（ステップＳ１１２において「ＹＥＳ」の場合）、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、自順番までの待機処理（ステップＳ１１３）をスキップして、ステップＳ０２３と同様に、パルス駆動開始処理を実行する（ステップＳ１１４）。
　図１２に示すように、最初の周期Ｔにおいて、インバータ３０→コンバータ２１→…の駆動開始順番でパルス駆動開始処理を行なう。次に、周期Ｔの時刻ｔ１に、ＤＣバスＬ１のバス電圧において閾値以上の変化量を検出した場合を想定する。この場合には、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対して、特別タイミング信号を送信する。特別タイミング信号を受信した各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６は、即時に且つ同じタイミングでパルス駆動処理を開始する。
　なお、図１２では図示されないが、タイミングコントローラＣ１は、インバータコントローラＣ３０に対しても特別タイミング信号を送信してもよい。この場合、特別タイミング信号を受信したインバータコントローラＣ３０は、即時に且つ各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６と同じタイミングでパルス駆動処理を開始する。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（７）ＤＣバスＬ１のバス電圧の変動が非常に大きく、過電圧や不足電圧という異常状態が発生する可能性がある場合、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６のスイッチング動作を同期させることで、Ｌ１のバス電圧への電力供給の容量を大きくすることができる。従って、Ｌ１のバス電圧が異常状態に遷移することを抑制できる。
　＜第７の実施形態＞
　次に、図１３を用いて、第７の実施形態を説明する。第１～６の実施形態においては、予め定められたタイミングコントローラＣ１が、インバータコントローラＣ３０や各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６に対してタイミング信号を送信する。第７の実施形態では、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０には、それぞれ仮想コントローラ部が接続されており、仮想コントローラ部のうちの一つが、タイミングコントローラＣ１である構成とするものである。第１～６の実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。
　本実施形態では、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０に接続された各仮想コントローラ部はメモリを有しており、そのメモリは、各仮想コントローラ部がタイミングコントローラＣ１として機能するか否かを記憶することができる。そして、メモリにタイミングコントローラＣ１として機能すると記録されている仮想コントローラ部がタイミングコントローラＣ１として機能する。
　まず、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０に接続された各仮想コントローラ部のいずれか一つをタイミングコントローラＣ１とする。
　各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０は、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部に対して、各コンバータ２１～２６とインバータ３０の稼働状況情報（例えば、駆動開始のタイミング）を送信する機能を有する。また、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部には、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０から取得した稼働状況情報に基づいて、次にタイミングコントローラＣ１として機能させる仮想コントローラ部を決定するための主制御決定基準に関する情報を保持させておく。タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部のメモリには、主制御決定基準（例えば、「制御開始タイミングが最も早い」）に基づいて、どのコンバータコントローラやインバータコントローラに接続された各仮想コントローラ部を新たなタイミングコントローラＣ１とするかのルールが記録されている。
　ここでは、図１３に示すように、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部は、各コンバータ２１～２６やインバータ３０の稼働状況の取得処理を実行する（ステップＳ１４１）。具体的には、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０から、稼働状況情報を取得する。例えば、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部は、稼働状況情報として、各コンバータ２１～２６やインバータ３０の駆動開始のタイミングを取得する。そして、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０から取得した稼働状況情報を、機器識別情報に関連付けて記憶する。
　次に、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、稼働状況に基づいて次にタイミングコントローラとして機能する仮想コントローラ部の特定処理を実行する（ステップＳ１４２）。具体的には、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、記憶した稼働状況及び主制御決定基準に基づいて、次にタイミングコントローラとして機能する仮想コントローラ部（新タイミングコントローラ）を決定する。
　次に、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、新タイミングコントローラが決定前の仮想コントローラ部と同じであるかどうかについての判定処理を実行する（ステップＳ１４３）。具体的には、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、決定した新タイミングコントローラの装置識別情報と、自身の装置識別情報とを比較する。両者が一致する場合、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部と新タイミングコントローラは同じと判定する。
　タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部と新タイミングコントローラが同じでないと判定した場合（ステップＳ１４３において「ＮＯ」の場合）、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、タイミングコントローラＣ１として機能する仮想コントローラ部の変更処理を実行する（ステップＳ１４４）。具体的には、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、決定ルールに基づいて決定した新タイミングコントローラに対して、制御権限情報を送信する。この制御権限情報を受信した仮想コントローラ部は、権限メモリに主制御権限を記録する。そして、この仮想コントローラ部は、タイミングコントローラＣ１として機能する。
　一方、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部と新タイミングコントローラが同じと判定した場合（ステップＳ１４３において「ＹＥＳ」の場合）、タイミングコントローラＣ１は、タイミングコントローラの変更処理（ステップＳ１４４）をスキップする。この場合、第１～６の実施形態と同様に、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部は、引き続きタイミングコントローラＣ１として機能する。
　本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（８）本実施形態では、各コンバータ２１～２６やインバータ３０の稼働状況の取得処理（ステップＳ１４１）、稼働状況に基づいて新タイミングコントローラの特定処理（ステップＳ１４２）を実行する。これにより、各コンバータ２１～２６やインバータ３０の稼働状況に応じて、適切なタイミングコントローラとして機能する仮想コントローラ部を選択することができる。
　＜その他の実施形態＞
　また、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
　・上記各実施形態においては、通信ラインＬ２による有線通信により、タイミングコントローラＣ１と各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０とが通信を行なう。通信方法は、通信ラインＬ２を利用する構成に限定されず、無線通信や電力線通信を用いることも可能である。
　・上記各実施形態においては、分散型電源１０として、太陽電池パネル１１，１２，１３、燃料電池１４、蓄電池１５、電気自動車１６を用いる場合を想定する。そして、各分散型電源１０には、それぞれコンバータ２１～２６が接続される。分散型電源の種類は、これに限定されるものではない。他の分散型電源を利用したり、これらの一部の組み合わせにより構成したりすることも可能である。
　また、電力変換器としてのコンバータ２１～２６、インバータ３０についても独立した装置である必要はない。例えば、一筐体の中に、複数のコンバータと単一のインバータを設けた分散型電源システム（パワーコンディショナ）内に、本発明の電力変換システムを設けることも可能である。
　・上記各実施形態においては、時間〔Ｔ／ｎ〕だけ等間隔でずらした時間で、各電力変換器において、パルス駆動開始処理を実行する。ここで、パルス駆動開始処理間の時間間隔をランダムに変更するようにしてもよい。この場合には、タイミングコントローラＣ１は、周期Ｔ内で、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０においてスイッチング動作開始処理を実行するタイミングをランダムに決定する。次に、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０について、タイミング信号からの調整待機時間を算出する。そして、タイミングコントローラＣ１は、各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０に対して、算出した調整待機時間を通知する。各コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６とインバータコントローラＣ３０は、タイミングコントローラＣ１から取得した調整待機時間を用いて、スイッチング動作開始処理を実行する。
　・上記第７の実施形態においては、電力変換システムの稼働状況に応じて、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部を変更する。ここで、タイミングコントローラＣ１として機能している仮想コントローラ部に、バス電圧の監視をおこなうバス電圧監視部を接続してもよい。これにより、バス電圧の変動に対応し、ノイズの分散化を図ることができる。
　・また、上記各実施形態において、タイミングコントローラＣ１、コンバータコントローラＣ２１～Ｃ２６、及び、インバータコントローラＣ３０などの構成要素は、専用のハードウェア（専用回路）で構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
　以上、一つまたは複数の態様に係る電力変換システムについて、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施形態に施したものや、異なる実施形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　１０　分散型電源
　１１～１３　太陽電池パネル
　１４　燃料電池
　１５　蓄電池
　１６　電気自動車
　２０　コンバータ部
　２１～２６　コンバータ
　３０　インバータ
　５０　系統電源
　２１１　直流リアクトル
　２１２、３０１～３０４　スイッチング素子
　２１３　ダイオード
　２１４　コンデンサ
　Ｃ１　タイミングコントローラ
　Ｃ２１～Ｃ２６　コンバータコントローラ
　Ｃ３０　インバータコントローラ
　Ｌ１　ＤＣバス
　Ｌ２　通信ライン
　Ｕ１　電力変換システム

Claims (9)

  1. 　複数の分散型電源から出力される電力を交流電力系統に供給する電力変換システムであって、
    　複数のコンバータであって、各々が、スイッチング素子を備え、対応する分散型電源に接続され、対応する分散型電源から入力される直流電圧を所定電圧の直流出力に変換する複数のコンバータと、
    　前記複数のコンバータからの直流出力を共通の直流電力路を通じて受け取り、受け取った直流出力を所定周波数の交流出力に変換して交流電力系統に供給するインバータと、
    　前記複数のコンバータに対応して設けられた複数のコンバータコントローラであって、各々が、対応するコンバータのスイッチング素子をパルス駆動し時間に依存した基準で直流出力を発生させる複数のコンバータコントローラと、
    　前記インバータに対応して設けられ、前記インバータを時間に依存した基準で駆動して交流出力を発生させるインバータコントローラと、
    　所定の時間周期ごとに前記複数のコンバータコントローラを駆動開始させるタイミング信号を出力するタイミングコントローラとを備え、
    　前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、前記タイミング信号を得ることによって、前記所定の時間周期内のそれぞれ異なるタイミングで対応するコンバータの駆動を開始する
    　電力変換システム。
  2. 　前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、
    　パルス駆動を開始する駆動開始順番に関する情報を保持し、
    　前記タイミング信号を得ることによって、それぞれの駆動開始順番に基づくタイミングで対応するコンバータのパルス駆動を開始する
    　請求項１に記載の電力変換システム。
  3. 　前記タイミングコントローラは、駆動開始順番に関する情報を保持し、当該駆動開始順番に基づいて、前記タイミング信号を出力するコンバータコントローラを決定し、
    　決定したコンバータコントローラに対して、タイミング信号を出力する
    　請求項１に記載の電力変換システム。
  4. 　前記タイミングコントローラは、
    　乱数発生部を有し、
    　前記乱数発生部から得られる乱数値に基づいて、駆動開始順番を決定する
    　請求項３に記載の電力変換システム。
  5. 　前記タイミングコントローラは、
    　前記複数のコンバータの駆動開始後の直流電力路の電圧値の変化量を記録し、
    　記録した前記変化量に基づいて駆動開始順番を決定し、
    　決定した駆動開始順番に基づいて、前記タイミング信号を出力するコンバータコントローラまたは前記インバータコントローラを決定し、
    　決定したコンバータコントローラまたは前記インバータコントローラに対して、タイミング信号を出力する
    　請求項１に記載の電力変換システム。
  6. 　前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、対応するコンバータの駆動を開始した後、完了信号を出力し、
    　前記複数のコンバータコントローラのそれぞれは、前記完了信号を受信するとともに受信した前記完了信号の受信回数をカウントし、前記完了信号の受信回数に基づいて、自順番であると判断した場合に、対応するコンバータの駆動を開始する
    　請求項１に記載の電力変換システム。
  7. 　前記複数のコンバータの数に応じて、前記複数のコンバータそれぞれの駆動開始のタイミングの間隔が変わる
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の電力変換システム。
  8. 　前記複数のコンバータコントローラと前記インバータコントローラとのそれぞれには、仮想コントローラ部が接続されており、
    　前記タイミングコントローラは、前記仮想コントローラ部のうちの一つである
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の電力変換システム。
  9. 　前記タイミングコントローラは、ＤＣ電力路の電圧値の異常発生に基づいて、前記複数のコンバータコントローラと前記インバータコントローラとに対して、対応するコンバータ及び前記インバータを即時に駆動開始させるための命令である特別制御指令を送信し、
    　前記特別制御指令を受信したすべての前記複数のコンバータコントローラ及び前記インバータコントローラは、対応するコンバータ及び前記インバータを同時に駆動開始する
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の電力変換システム。
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