WO2017163831A1 - 電力供給システム及び制御方法 - Google Patents

電力供給システム及び制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017163831A1
WO2017163831A1 PCT/JP2017/008656 JP2017008656W WO2017163831A1 WO 2017163831 A1 WO2017163831 A1 WO 2017163831A1 JP 2017008656 W JP2017008656 W JP 2017008656W WO 2017163831 A1 WO2017163831 A1 WO 2017163831A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
phase
voltage
power
inverter
current
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/008656
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
仁 吉澤
渡辺　健一
伊瀬　敏史
佳 劉
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to EP17769876.8A priority Critical patent/EP3435510A4/en
Priority to JP2018507181A priority patent/JP6414795B2/ja
Priority to US16/071,093 priority patent/US20210175711A1/en
Publication of WO2017163831A1 publication Critical patent/WO2017163831A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/42—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output to obtain desired frequency without varying speed of the generator

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system and a control method used in the power supply system.
  • the present invention connects an inverter linked with a distributed power source to a power generator such as a synchronous generator, and controls the inverter so that the inverter supplies power to consumers and compensates for the negative phase current of the power generator.
  • An object is to provide a power supply system.
  • Another object of the present invention is to provide a control method used for controlling an inverter in a power supply system.
  • a power supply system includes a three-phase power distribution system connected to a consumer load, a power generation device connected to the power distribution system, and a connection to the power distribution system.
  • An inverter that supplies electric power to the consumer load and compensates for an unbalanced current of the power generator, and a voltage positive phase related to the inverter based on a three-phase voltage and current output from the inverter to the distribution system
  • An inverter output component calculation unit for calculating a component, a current positive phase component, a voltage angular velocity, and a voltage value; and a three-phase voltage and current output from the power generation device to the power distribution system.
  • a current negative phase component, and a power generator output component calculation unit for calculating a voltage phase; an active power associated with the inverter from the voltage positive phase component and the current positive phase component associated with the inverter;
  • An active reactive power calculation unit that calculates active power, and a target output that generates a target output voltage that is an amplitude of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are collectively based on the voltage value and the reactive power related to the inverter
  • a voltage generation unit, a target output phase generation unit that generates a target output phase that is a phase of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are collectively based on the voltage angular velocity and the active power of the inverter, and the power generation
  • An anti-phase compensation voltage generating unit that generates a first compensation voltage based on the current anti-phase component and the voltage phase according to the device; and the first compensation voltage, the target output voltage, and the target output phase
  • a gate command value calculation unit for generating
  • a control method includes a three-phase power distribution system connected to a consumer load, a power generation device connected to the power distribution system, and a connection to the power distribution system.
  • a control method in a power supply system comprising an inverter that supplies power to the consumer load and compensates for an unbalanced current of the power generation device, the three-phase voltage output from the inverter to the power distribution system, and Based on the current, the voltage positive phase component, the current positive phase component, the voltage angular velocity, and the voltage value related to the inverter are calculated, and based on the three-phase voltage and current output from the power generator to the power distribution system , Calculating the current negative phase component and the voltage phase related to the power generation device, and the active power and reactive power related to the inverter from the voltage positive phase component and the current positive phase component related to the inverter Calculate and generate a target output voltage that is an amplitude of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are
  • a power generator such as a synchronous generator and an inverter can supply power to consumers, and the inverter can compensate for a reverse phase current of the power generator.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power supply system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the inverter output component calculation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the power generation device output component calculation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the target output voltage generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a configuration of the target output phase generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the negative phase compensation voltage generation unit according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of the power supply system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power supply system 1 according to the present embodiment.
  • the power supply system 1 is a system for supplying power to consumers (power use facilities) by the synchronous generator 11 and the inverter 21 linked to the distributed power source 23. As shown in FIG. 1, the power supply system 1 includes a synchronous generator 11, an inverter 21, an energy storage 22, a distributed power source 23, a control device 100, and a power distribution system 40.
  • the distribution system 40 includes a distribution line that forms a three-phase transmission line, and is connected to the synchronous generator 11 and the inverter 21 at the joint 41 to transmit electric power to consumers.
  • the power distribution system 40 is connected to a consumer load 30 (electric power usage equipment or the like) at the consumer.
  • the customer load 30 includes a three-phase load 32 connected to each of the three-phase distribution lines, and a single-phase load 31 connected to a part of the three-phase distribution lines. .
  • the synchronous generator 11 is a generator such as a diesel generator or a gas engine generator that generates AC power synchronized with the rotation speed of the magnetic field, and is connected to the distribution system 40 that transmits the generated power.
  • the distributed power source (distributed power source) 23 is a power source that generates power by various power generation methods such as solar power generation, wind power generation, and fuel cell.
  • the energy storage 22 is a medium for storing electric power (energy) generated by the distributed power source 23 such as a storage battery, and is connected to the distributed power source 23 and the inverter 21.
  • the inverter 21 is a power conversion device that converts DC power from the energy storage 22 into AC power, and is connected to a power distribution system 40 that transmits AC power.
  • the inverter 21 can supply power to the customer load 30 via the power distribution system 40.
  • the inverter 21 has a function of compensating for the reverse phase current of the synchronous generator 11 as an unbalanced current under the control of the control device 100. This unbalanced current may occur in the distribution system 40 due to the influence of the customer load 30 or the like.
  • the control device 100 is configured by, for example, an electronic circuit including an integrated circuit such as a microprocessor or a memory, and controls the inverter 21 by executing a predetermined control method.
  • the control device 100 may be a device integrated with the inverter 21.
  • the control device 100 controls the inverter 21 by determining a parameter (gate command value) for controlling the inverter 21 (for gate command).
  • the control device 100 detects (measures) the voltage and current output from the synchronous generator 11 to the power distribution system 40 at each moment, the voltage output from the inverter 21 to the power distribution system 40 acquired by measurement, and the like.
  • the gate command value is determined based on the current information (self-end information). As shown in FIG.
  • the control device 100 includes an inverter output component calculation unit 110, an effective reactive power calculation unit 120, a target output voltage generation unit 130, a target output phase generation unit 140, and a power generation device output component calculation unit. 150, a negative phase compensation voltage generation unit 160, and a gate command value calculation unit 190.
  • the inverter output component calculation unit 110 calculates the voltage positive phase component V + out_dg (dq), the current positive phase component I + out_dg (dq), the voltage value Vout_dg, and the voltage angular velocity ⁇ g_dg based on the input self-end information. It has a function to calculate and output.
  • the input self-end information is a voltage Vout_dg (abc) and a current Iout_dg (abc) output from the inverter 21 to the distribution system 40.
  • the voltage Vout_dg (abc) represents the voltage Vout_dg_a, the voltage Vout_dg_b, and the voltage Vout_dg_c for each axis component of the abc coordinate system, that is, each of the three phases.
  • a current Iout_dg (abc) represents the current Iout_dg_a, the current Iout_dg_b, and the current Iout_dg_c for each of the three phases.
  • the voltage positive phase component V + out_dg (dq) is a voltage positive phase component V + out_dg_d as a d axis component in a dq coordinate system having an orthogonal d axis and q axis, and a voltage positive phase as a q axis component. It represents the component V + out_dg_q.
  • the current positive phase component I + out_dg (dq) is a current positive phase component I + out_dg_d as a d axis component in a dq coordinate system having an orthogonal d axis and q axis, and a current positive phase component I as a q axis component. + Represents out_dg_q.
  • the active reactive power calculation unit 120 is based on the voltage positive phase component V + out_dg (dq) and the current positive phase component I + out_dg (dq) transmitted from the inverter output component calculation unit 110, and the active power Pout_dg and the reactive power It has a function of calculating and outputting power Qout_dg.
  • the target output voltage generator 130 generates and outputs a target output voltage E_dg based on the voltage value Vout_dg transmitted from the inverter output component calculator 110 and the reactive power Qout_dg transmitted from the active reactive power calculator 120. It has the function to do.
  • the target output voltage E_dg is an amplitude of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are collected.
  • the target output phase generation unit 140 generates and outputs a target output phase ⁇ m_dg based on the voltage angular velocity ⁇ g_dg transmitted from the inverter output component calculation unit 110 and the active power Pout_dg transmitted from the active reactive power calculation unit 120. It has the function to do.
  • the target output phase ⁇ m_dg is a vector phase on a complex plane in which three-phase voltages are collected.
  • the power generation device output component calculation unit 150 generates a current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) and a voltage based on the voltage Vout_sg (abc) and the current Iout_sg (abc) output from the synchronous generator 11 to the distribution system 40. It has a function of calculating and outputting the phase ⁇ g_sg.
  • the voltage Vout_sg (abc) represents the voltage Vout_sg_a, the voltage Vout_sg_b, and the voltage Vout_sg_c for each axis component of the abc coordinate system, that is, each of the three phases.
  • a current Iout_sg (abc) represents a current Iout_sg_a, a current Iout_sg_b, and a current Iout_sg_c for each of the three phases.
  • the current antiphase component I ⁇ out_sg (dq) is the current antiphase component I ⁇ out_sg_d as the d axis component in the dq coordinate system having the orthogonal d axis and q axis, and the current antiphase as the q axis component. Represents the component I + out_sg_q.
  • the negative phase compensation voltage generation unit 160 generates the first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ) based on the current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) and the voltage phase ⁇ g_sg transmitted from the power generation device output component calculation unit 150. Has a function to output.
  • the gate command value calculation unit 190 outputs the target output voltage E_dg output from the target output voltage generation unit 130, the target output phase ⁇ m_dg output from the target output phase generation unit 140, and the anti-phase compensation voltage generation unit 160.
  • the gate command value is determined by a value obtained by performing coordinate conversion ( ⁇ conversion) on the first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ).
  • the gate command value calculation unit 190 controls the inverter 21 by issuing a gate command according to the determined gate command value.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the inverter output component calculation unit 110.
  • the inverter output component calculator 110 includes three-phase to two-phase converters 111a and 111b, converters (T + ) 112a and 112b, converters (T ⁇ ) 113a and 113b, and converters (T +2). ) 114a and 114b, conversion units (T ⁇ 2 ) 115a and 115b, low-pass filters (LPF) 116a to 116d, a phase locked loop (PLL) 117, and a calculation unit 118.
  • LPF low-pass filters
  • the three-phase to two-phase converter 111a converts a symmetric three-phase AC voltage Vout_dg (abc) expressed in an abc coordinate system into a two-phase AC voltage Vout_dg ( ⁇ ) expressed in an ⁇ coordinate system, that is, two-phase coordinates ( ⁇ , ⁇ ). Converted to output.
  • the voltage Vout_dg ( ⁇ ) represents a voltage Vout_dg_ ⁇ as an ⁇ -axis component and a voltage Vout_dg_ ⁇ as a ⁇ -axis component.
  • the voltage phase ⁇ g_dg is calculated according to the voltage Vout_dg ( ⁇ ) output from the two-phase conversion unit 111a, and the voltage positive phase component V + out_dg (dq) and the voltage angular velocity ⁇ g_dg are calculated.
  • the calculated voltage positive phase component V + out_dg (dq), and the voltage angular ⁇ g_dg is output from the inverter output component calculating unit 110.
  • the calculated calculation phase ⁇ g_dg is recursively used by the conversion unit (T + ) 112a, the conversion unit (T ⁇ ) 113a, the conversion unit (T +2 ) 114a, and the conversion unit (T ⁇ 2 ) 115a.
  • the calculation unit 118 calculates the voltage value Vout_dg by calculating the magnitude of the voltage positive phase component V + out_dg (dq) described above.
  • the calculated voltage value Vout_dg is output from the inverter output component calculation unit 110.
  • the three-phase to two-phase converter 111b converts a symmetrical three-phase alternating current Iout_dg (abc) expressed in an abc coordinate system into a two-phase alternating current Iout_dg ( ⁇ ) expressed in an ⁇ coordinate system, that is, two-phase coordinates ( ⁇ , ⁇ ). Converted to output.
  • a current Iout_dg ( ⁇ ) represents a current Iout_dg_ ⁇ as an ⁇ -axis component and a current Iout_dg_ ⁇ as a ⁇ -axis component.
  • the conversion unit (T + ) 112b, the conversion unit (T ⁇ ) 113b, the conversion unit (T +2 ) 114b, the conversion unit (T ⁇ 2 ) 115b, and the LPFs 116c and 116d for dq conversion are three-phase two-phase.
  • the current positive phase component I + out_dg (dq) is calculated according to the current Iout_dg ( ⁇ ) output from the conversion unit 111b and the voltage phase ⁇ g_dg described above.
  • the calculated current positive phase component I + out_dg (dq) is output from the inverter output component calculation unit 110.
  • FIG. 3 shows an example of the configuration of the power generation device output component calculation unit 150.
  • the power generation device output component calculation unit 150 includes three-phase two-phase conversion units 121a and 121b, conversion units (T + ) 122a and 122b, conversion units (T ⁇ ) 123a and 123b, conversion units (T +2) comprising 124a, 124b, conversion unit (T -2) 125a, 125b, the LPF126a ⁇ 126d and PLL127.
  • the three-phase to two-phase converter 121a converts the symmetrical three-phase AC voltage Vout_sg (abc) expressed in the abc coordinate system into a two-phase AC voltage Vout_sg ( ⁇ ) expressed in the ⁇ coordinate system and outputs the converted voltage.
  • the voltage Vout_sg ( ⁇ ) represents a voltage Vout_sg_ ⁇ as an ⁇ -axis component and a voltage Vout_sg_ ⁇ as a ⁇ -axis component.
  • the voltage phase ⁇ g_sg is calculated according to the voltage Vout_sg ( ⁇ ) output from the two-phase conversion unit 121a, and the voltage positive phase component V + out_sg (dq) and the voltage angular velocity ⁇ g_sg are calculated.
  • the calculated voltage phase ⁇ g_sg is output from the power generation device output component calculation unit 150.
  • the calculated calculation phase ⁇ g_sg is used recursively in the conversion unit (T + ) 122a, the conversion unit (T ⁇ ) 123a, the conversion unit (T +2 ) 124a, and the conversion unit (T ⁇ 2 ) 125a. .
  • the three-phase to two-phase conversion unit 121b converts the symmetrical three-phase alternating current Iout_sg (abc) expressed in the abc coordinate system into the two-phase alternating current Iout_sg ( ⁇ ) expressed in the ⁇ coordinate system and outputs the converted current.
  • a current Iout_sg ( ⁇ ) represents a current Iout_sg_ ⁇ as an ⁇ -axis component and a current Iout_sg_ ⁇ as a ⁇ -axis component.
  • the conversion unit (T + ) 122b, the conversion unit (T ⁇ ) 123b, the conversion unit (T +2 ) 124b, the conversion unit (T ⁇ 2 ) 125b, and the LPFs 126c and 126d for dq conversion are three-phase two-phase.
  • the current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) is calculated according to the current Iout_sg ( ⁇ ) output from the converter 121b and the voltage phase ⁇ g_sg described above.
  • the calculated current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) is output from the power generator output component calculation unit 150.
  • FIG. 4 shows an example of the configuration of the target output voltage generator 130.
  • the target output voltage generation unit 130 includes a Q droop unit 131 and a PI control unit 132 as shown in FIG.
  • the Q droop unit 131 is between the deviation between the voltage value Vout_dg transmitted from the inverter output component calculation unit 110 and the predetermined command output voltage value E0, and the deviation between the predetermined command reactive power Q0 and the target output reactive power. It has a function of performing droop control so as to have a droop characteristic, and calculating and outputting the target output reactive power.
  • the predetermined command output voltage value E0 is predetermined and is, for example, 200V. Further, the predetermined command reactive power Q0 is determined in advance and is, for example, 0 var.
  • the predetermined command output voltage value E0 and the predetermined command reactive power Q0 may be stored in advance inside or acquired from the outside.
  • the PI control unit 132 has a function for calculating the target output voltage E_dg. That is, the PI control unit 132 performs PI control so as to eliminate a deviation between the target output reactive power output from the Q droop unit 131 and the reactive power Qout_dg transmitted from the active reactive power calculation unit 120, and performs predetermined control.
  • the target output voltage generator 130 has a function for outputting the target output voltage E_dg.
  • This target output voltage E_dg is an amplitude of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are collected.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of the target output phase generation unit 140.
  • the target output phase generation unit 140 includes a governor model unit 141, a calculation unit 142, and an integration unit 143, as shown in FIG.
  • the governor model unit 141 includes a deviation between a target output angular velocity ⁇ m_dg obtained by time differentiation of the target output phase ⁇ m_dg and a predetermined command angular velocity ⁇ 0, and a deviation between the predetermined command active power P0 and the target output active power. It has a function of performing droop control (regulation control) so as to have a droop characteristic, and calculating and outputting a target output active power Pin_dg.
  • the predetermined command angular velocity ⁇ 0 is determined in advance, for example, 314 rad / s or 376.8 rad / s.
  • the predetermined command active power P0 is determined in advance, for example, 1000 W.
  • the predetermined command angular velocity ⁇ 0 and the predetermined command active power P0 may be stored in advance internally or acquired from the outside.
  • the calculation unit 142 converts the voltage angular velocity ⁇ g_dg transmitted from the inverter output component calculation unit 110, the active power Pout_dg transmitted from the active reactive power calculation unit 120, and the target output active power Pin_dg output from the governor model unit 141. Based on this, the target output angular velocity ⁇ m_dg is calculated.
  • the virtual inertia constant Jdg used in the calculation unit 142 for calculating the target output angular velocity ⁇ m_dg shown in FIG. 5 represents the magnitude of the inertia of the rotation in which the rotating object to be simulated by the inverter keeps maintaining the same rotational movement. To express.
  • the virtual damping constant Ddg represents the magnitude of energy that acts in the direction that attenuates the rotation.
  • the integration unit 143 has a function of calculating and outputting the target output phase ⁇ m_dg by time-integrating the target output angular velocity ⁇ m_dg calculated by the calculation unit 142.
  • This target output phase ⁇ m_dg is a phase of a vector on a complex plane in which three-phase voltages are bundled.
  • FIG. 6 shows an example of the configuration of the negative phase compensation voltage generator 160.
  • the negative phase compensation voltage generation unit 160 includes PI control units 161a and 161b and a conversion unit ((T ⁇ ) ⁇ 1 ) 162, as shown in FIG.
  • the PI control units 161a and 161b convert the current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) transmitted from the power generation device output component calculation unit 150, that is, the current negative phase component I ⁇ out_sg_d and the current negative phase component I ⁇ out_sg_q to zero. It has a function of performing PI control for setting to (0).
  • This PI control is a control for compensating for the reverse phase current of the synchronous generator 11.
  • the conversion unit ((T ⁇ ) ⁇ 1 ) 162 converts the input by the inverse matrix of the matrix T ⁇ (see FIG. 3) determined according to the voltage phase ⁇ g_sg transmitted from the power generation device output component calculation unit 150. It is something to apply.
  • the converter ((T ⁇ ) ⁇ 1 ) 162 has a first compensation voltage ⁇ V (for compensating so that the current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) becomes zero due to the relationship with the PI controllers 161a and 161b. ⁇ ) is output.
  • the gate command (target output voltage E_dg, target output phase ⁇ m_dg, and first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ) received from the control device 100 having the above-described configuration is based on a coordinate conversion value.
  • the inverter 21 By operating the inverter 21 according to the command), power can be supplied to the customer load 30 and the reverse phase current of the synchronous generator 11 can be compensated.
  • the inverter 21 linked with the distributed power supply 23 operates as a voltage source in the same manner as the synchronous generator 11, so that it can be operated independently.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the power supply system 1a according to the present embodiment.
  • the power supply system 1 a includes a synchronous generator 11, an inverter 21, an energy storage 22, a distributed power source 23, a control device 100 a, and a power distribution system 40.
  • the components of the power supply system 1a shown in FIG. 7 the components having the same functions as those of the above-described power supply system 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the control device 100a is obtained by adding a virtual impedance unit 170 to the configuration of the control device 100 shown in the first embodiment.
  • the control device 100a is the same as the control device 100 in the points not particularly shown here.
  • the virtual impedance unit 170 calculates a virtual impedance to be inserted into the inverter 21 based on the self-end information (current Iout_dg (abc) output from the inverter 21), and the second compensation voltage according to the virtual impedance. It has a function of outputting ⁇ V2 ( ⁇ ).
  • the gate command target output voltage E_dg, target output phase ⁇ m_dg, value obtained by coordinate conversion of the first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ) received from the control device 100a having the above-described configuration
  • the first The inverter 21 operates in accordance with a command based on a value obtained by performing coordinate conversion on the two compensation voltages ⁇ V2 ( ⁇ ). Thereby, it may be possible to supply electric power to the consumer load 30, compensate for the reverse phase current of the synchronous generator 11, and suppress vibration of unnecessary output power from the inverter.
  • the functional components in the control devices 100 and 100a shown in the above-described embodiments are hardware (electronic circuit or the like) without using software. It may be realized using software. Note that the processing by software is realized by a microprocessor included in the control devices 100 and 100a executing a control program stored in a memory. Further, the control program may be recorded on a recording medium and distributed or distributed. For example, the functions of the control devices 100 and 100a can be realized by installing the distributed control program in a device such as a computer and causing the microprocessor of the device to execute the program.
  • a power supply system includes a three-phase power distribution system 40 connected to a customer load 30, a power generation device (synchronous generator 11) connected to the power distribution system 40, and a power distribution system 40.
  • the inverter 21 for supplying power to the consumer load 30 and compensating for the unbalanced current of the power generator, and the three-phase voltage Vout_dg (abc) and current Iout_dg ( abc), an inverter output component calculation unit 110 that calculates a voltage positive phase component V + out_dg (dq), a current positive phase component I + out_dg (dq), a voltage angular velocity ⁇ g_dg, and a voltage value Vout_dg related to the inverter 21.
  • Target output position which is the phase of the vector on the complex plane the target output phase generating unit 140 for generating Shitaemu_dg, the current anti-phase component according to the power generating device I - reverse phase compensation voltage generator for generating a out_sg (dq) and the first compensation voltage ⁇ V based on the voltage phase ⁇ g_sg ( ⁇ ) Unit 160 and a gate command value calculation unit 190 that generates a gate command to the inverter 21 according to the first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ), the target output voltage E_dg, and the target output phase ⁇ m_dg.
  • the inverter 21 operates in accordance with the gate command, so that electric power can be supplied to the consumer load 30 and compensation of the reverse phase current of the power generator (synchronous generator 11) can be performed. Thereby, damage to the power generation device can be suppressed.
  • the inverter output component calculation unit 110 converts the three-phase voltage Vout_dg (abc) and the current Iout_dg (abc) output from the inverter 21 to the power distribution system 40 by two-phase conversion in the ⁇ coordinate system. It converts into two-phase voltage and current represented by phase coordinates ( ⁇ , ⁇ ), and based on the converted two-phase voltage and current, voltage positive phase component V + out_dg (dq) and current related to inverter 21
  • the positive phase component I + out_dg (dq) may be calculated, and the voltage value Vout_dg may be calculated from the voltage positive phase component V + out_dg (dq).
  • the voltage positive phase component, current positive phase component and voltage value of the inverter 21 that can be used to generate the gate command are calculated corresponding to the three-phase voltage and current output from the inverter 21 to the power distribution system 40.
  • the power generation device output component calculation unit 150 converts the three-phase voltage Vout_sg (abc) and the current Iout_sg (abc) output from the power generation device to the power distribution system 40 by using the three-phase two-phase transformation in the ⁇ coordinate system.
  • Vout_sg abc
  • Iout_sg abc
  • Iout_sg abc
  • dq a current antiphase component
  • the current anti-phase component and voltage phase of the power generator that can be used to generate the gate command are calculated corresponding to the three-phase voltage and current output from the power generator to the distribution system 40. .
  • the target output voltage generation unit 130 is between the deviation between the voltage value Vout_dg related to the inverter 21 and the predetermined command output voltage value E0, and the deviation between the predetermined command reactive power Q0 and the target output reactive power.
  • the inverter 21 controlled by the gate command performs an appropriate output according to the situation of the customer load 30 that may fluctuate.
  • the target output phase generation unit 140 deviates between the target output angular velocity ⁇ m_dg obtained by time differentiation of the target output phase ⁇ m_dg and the predetermined command angular velocity ⁇ 0, and the difference between the predetermined command active power P0 and the target output active power Pin_dg.
  • the target output active power Pin_dg so as to have a droop characteristic between the target output active power Pin_dg, the target output active power Pin_dg, the active power Pout_dg related to the inverter 21 and the voltage angular speed ⁇ g_dg based on the target output angular speed ⁇ m_dg. May be provided, and a calculation unit 142 that integrates the calculated target output angular velocity ⁇ m_dg to calculate a target output phase ⁇ m_dg.
  • the inverter 21 controlled by the gate command performs an appropriate output according to the situation of the customer load 30 that may fluctuate.
  • the negative phase compensation voltage generation unit 160 includes PI control units 161a and 161b that control the current negative phase component I ⁇ out_sg (dq) related to the power generation device to zero (0). Also good.
  • the inverter 21 controlled by the gate command can compensate for the reverse phase current of the power generator (synchronous generator 11).
  • the power supply system 1 or 1a further generates a second compensation voltage ⁇ V2 ( ⁇ ) based on the three-phase current Iout_dg (abc) output from the inverter 21 to the power distribution system 40. 170, and the gate command value calculation unit 190 may further generate a gate command to the inverter 21 in accordance with the second compensation voltage ⁇ V2 ( ⁇ ).
  • the control method includes a three-phase power distribution system 40 connected to the customer load 30, a power generation device (synchronous generator 11) connected to the power distribution system 40, and a power distribution system 40.
  • the active power Pout_dg and reactive power Qout_dg related to the inverter 21 are calculated from the phase component I + out_dg (dq), and the vector on the complex plane is obtained by collecting the three-phase voltages based on the voltage value Vout_dg and reactive power Qout_dg related to the inverter 21.
  • a target output phase ⁇ m_dg which is a phase of a vector on a complex plane in which the three-phase voltages are collected based on the voltage angular velocity ⁇ g_dg and the active power Pout_dg related to the inverter 21, and a target output phase ⁇ m_dg Current negative phase component I ⁇ out_sg (dq )
  • a first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ) is generated, and a gate command to the inverter 21 is generated according to the first compensation voltage ⁇ V ( ⁇ ), the target output voltage E_dg, and the target output phase ⁇ m_dg.
  • the inverter 21 is controlled by the gate command.
  • the inverter 21 can supply electric power to the customer load 30 and can compensate for the reverse phase current of the power generator (synchronous generator 11). Thereby, damage to the power generation device can be suppressed.
  • control method may generate the second compensation voltage based on the three-phase current output from the inverter to the distribution system, and the gate command may be further generated according to the second compensation voltage.
  • Power supply system 11 Synchronous generator (power generation device) DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Inverter 30 Consumer load 40 Distribution system 110 Inverter output component calculation part 120 Effective reactive power calculation part 130 Target output voltage generation part 131 Q Droop part 132,161a, 161b PI control part 140 Target output phase generation part 141 Governor model part 142 Calculation unit 143 Integration unit 150 Power generation device output component calculation unit 160 Reverse phase compensation voltage generation unit 170 Virtual impedance unit 190 Gate command value calculation unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

電力供給システム（１）は、需要家負荷（３０）に接続された三相の配電系統（４０）に接続する同期発電機（１１）と、配電系統（４０）に接続し、需要家負荷（３０）に電力を供給し、同期発電機（１１）の不平衡電流を補償するインバータ（２１）と、インバータ（２１）を制御するゲート指令を生成する制御装置（１００）とを備え、制御装置（１００）は、インバータ（２１）から出力される三相の電圧及び電流に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧、及び、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相を生成し、同期発電機（１１）に係る電流逆相成分に基づいて第一補償電圧を生成し、これらからゲート指令を生成する。

Description

電力供給システム及び制御方法
　本発明は、電力供給システム、及び、電力供給システムで用いられる制御方法に関する。
　従来、同期発電機を有する電力システムによる需要家（電力使用施設）への配電において、需要家の負荷として単相負荷及び三相負荷が混在する場合に不平衡電流が生じる。不平衡電流は、同期発電機の出力の効率を低下させ、同期発電機の逆相電流として、加熱等により同期発電機の損傷を招く。不平衡電流の問題に対し、例えば、需要家に電力貯蔵用蓄電池とパワーコンディショナを設けて、パワーコンディショナで低圧配電線の線電流の不平衡等を補償する装置が提案されている（特許文献１参照）。また、近年、太陽光発電装置等といった、インバータに連携した分散電源が普及している。
特開２００１－２３１１６９号公報
　本発明は、分散電源と連携したインバータを同期発電機等の発電装置に接続し、インバータが需要家への電力供給を行いかつ発電装置の逆相電流の補償を行うように、インバータを制御する電力供給システムを提供することを目的とする。また、本発明は、電力供給システムでインバータの制御に用いられる制御方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明の一態様に係る電力供給システムは、需要家負荷に接続された三相の配電系統と、前記配電系統に接続する発電装置と、前記配電系統に接続し、前記需要家負荷に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータと、前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータに係る電圧正相成分、電流正相成分、電圧角速度、及び、電圧値を算出するインバータ出力成分計算部と、前記発電装置から前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分、及び、電圧位相を算出する発電装置出力成分計算部と、前記インバータに係る前記電圧正相成分及び前記電流正相成分から前記インバータに係る有効電力及び無効電力を算出する有効無効電力算出部と、前記インバータに係る前記電圧値及び前記無効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧を生成する目標出力電圧生成部と、前記インバータに係る前記電圧角速度及び前記有効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相を生成する目標出力位相生成部と、前記発電装置に係る前記電流逆相成分及び前記電圧位相に基づいて第一補償電圧を生成する逆相補償電圧生成部と、前記第一補償電圧、前記目標出力電圧、及び、前記目標出力位相に応じて、前記インバータへのゲート指令を生成するゲート指令値演算部とを備える。
　また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係る制御方法は、需要家負荷に接続された三相の配電系統と、前記配電系統に接続する発電装置と、前記配電系統に接続し、前記需要家負荷に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータとを備える電力供給システムにおける制御方法であって、前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータに係る電圧正相成分、電流正相成分、電圧角速度、及び、電圧値を算出し、前記発電装置から前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分、及び、電圧位相を算出し、前記インバータに係る前記電圧正相成分及び前記電流正相成分から前記インバータに係る有効電力及び無効電力を算出し、前記インバータに係る前記電圧値及び前記無効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧を生成し、前記インバータに係る前記電圧角速度及び前記有効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相を生成し、前記発電装置に係る前記電流逆相成分及び前記電圧位相に基づいて第一補償電圧を生成し、前記第一補償電圧、前記目標出力電圧、及び、前記目標出力位相に応じて、前記インバータへのゲート指令を生成し、前記ゲート指令により前記インバータを制御する。
　本発明によれば、同期発電機等の発電装置とインバータとが需要家へ電力供給を行い、インバータが発電装置の逆相電流の補償を行い得る。
図１は、実施の形態１に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るインバータ出力成分計算部の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る発電装置出力成分計算部の構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る目標出力電圧生成部の構成の一例を示すブロック図である。 図５は、実施の形態１に係る目標出力位相生成部の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、実施の形態１に係る逆相補償電圧生成部の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、実施の形態２に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。
　（実施の形態１）
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
　以下、本発明の一実施形態に係る電力供給システムについて説明する。
　（電力供給システム１の全体構成）
　図１は、本実施の形態に係る電力供給システム１の概略構成を示す図である。
　電力供給システム１は、同期発電機１１と、分散電源２３に連携したインバータ２１とにより電力を需要家（電力使用施設）へ供給するためのシステムである。電力供給システム１は、図１に示すように、同期発電機１１、インバータ２１、エネルギーストレージ２２、分散電源２３、制御装置１００、配電系統４０を含んで構成される。
　配電系統４０は、三相の伝送路を形成する配電線を含み、接合部４１において同期発電機１１及びインバータ２１と接続し、電力の需要家への伝送を行う。配電系統４０は、需要家では需要家負荷３０（電力使用機器等）に接続されている。需要家負荷３０は、図１に例示するように、三相の配電線のそれぞれと接続された三相負荷３２、及び、三相の一部の配電線と接続された単相負荷３１を含む。
　同期発電機１１は、磁界の回転速度に同期した交流電力を生じる、ディーゼル発電機、ガスエンジン発電機等の発電装置であり、発電した電力を伝送する配電系統４０と接続する。
　分散電源（分散型電源）２３は、例えば太陽光発電、風力発電、燃料電池等といった各種発電方式により発電する電源である。
　エネルギーストレージ２２は、例えば蓄電池等の、分散電源２３で発電された電力（エネルギー）を貯蔵する媒体であり、分散電源２３及びインバータ２１に接続される。
　インバータ２１は、エネルギーストレージ２２からの直流電力を交流電力に変換する電力変換装置であり、交流電力を伝送する配電系統４０と接続する。インバータ２１は、配電系統４０を介して需要家負荷３０に電力を供給し得る。また、インバータ２１は、制御装置１００の制御下で、不平衡電流としての同期発電機１１の逆相電流を補償する機能を有する。この不平衡電流は、需要家負荷３０の影響等により配電系統４０において生じ得る。
　制御装置１００は、例えばマイクロプロセッサ、メモリ等の集積回路を含む電子回路等で構成され、所定の制御方法を実行することでインバータ２１を制御する装置である。制御装置１００は、例えばインバータ２１と一体化された装置であってもよい。制御装置１００は、インバータ２１の制御用（ゲート指令用）のパラメータ（ゲート指令値）を定めて、インバータ２１を制御する。制御装置１００は、各瞬時において、配電系統４０へと同期発電機１１が出力する電圧及び電流を検出（計測）した結果と、計測等で取得した配電系統４０へとインバータ２１が出力する電圧及び電流の情報（自端情報）とに基づいて、そのゲート指令値を定める。制御装置１００は、機能構成要素として図１に示すように、インバータ出力成分計算部１１０、有効無効電力算出部１２０、目標出力電圧生成部１３０、目標出力位相生成部１４０、発電装置出力成分計算部１５０、逆相補償電圧生成部１６０、及び、ゲート指令値演算部１９０を備える。
　インバータ出力成分計算部１１０は、入力される自端情報に基づいて、電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇ、及び、電圧角速度ωｇ＿ｄｇを算出して出力する機能を有する。入力される自端情報は、配電系統４０へとインバータ２１が出力する電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）である。ここで、電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）は、ａｂｃ座標系の各軸成分つまり三相それぞれについての電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ＿ａ、電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ＿ｂ及び電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ＿ｃを表す。電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）は、三相それぞれについての電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ＿ａ、電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ＿ｂ及び電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ＿ｃを表す。また、電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）は、直交するｄ軸及びｑ軸を有するｄｑ座標系におけるｄ軸成分としての電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ＿ｄ、及び、ｑ軸成分としての電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ＿ｑを表す。電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）は、直交するｄ軸及びｑ軸を有するｄｑ座標系におけるｄ軸成分としての電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ＿ｄ、及び、ｑ軸成分としての電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ＿ｑを表す。
　有効無効電力算出部１２０は、インバータ出力成分計算部１１０から伝達される電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）及び電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）に基づいて、有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇ、及び、無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇを算出して出力する機能を有する。
　目標出力電圧生成部１３０は、インバータ出力成分計算部１１０から伝達される電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇと、有効無効電力算出部１２０から伝達される無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇとに基づいて、目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを生成して出力する機能を有する。目標出力電圧Ｅ＿ｄｇは、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である。
　目標出力位相生成部１４０は、インバータ出力成分計算部１１０から伝達される電圧角速度ωｇ＿ｄｇと、有効無効電力算出部１２０から伝達される有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇとに基づいて、目標出力位相θｍ＿ｄｇを生成して出力する機能を有する。目標出力位相θｍ＿ｄｇは、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である。
　発電装置出力成分計算部１５０は、配電系統４０へと同期発電機１１が出力する電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）に基づいて、電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、及び、電圧位相θｇ＿ｓｇを算出して出力する機能を有する。ここで、電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）は、ａｂｃ座標系の各軸成分つまり三相それぞれについての電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ＿ａ、電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ＿ｂ及び電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ＿ｃを表す。電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）は、三相それぞれについての電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ＿ａ、電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ＿ｂ及び電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ＿ｃを表す。また、電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）は、直交するｄ軸及びｑ軸を有するｄｑ座標系におけるｄ軸成分としての電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ＿ｄ、及び、ｑ軸成分としての電流逆相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｓｇ＿ｑを表す。
　逆相補償電圧生成部１６０は、発電装置出力成分計算部１５０から伝達される電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）及び電圧位相θｇ＿ｓｇに基づいて、第一補償電圧ΔＶ（αβ）を生成して出力する機能を有する。
　ゲート指令値演算部１９０は、目標出力電圧生成部１３０から出力された目標出力電圧Ｅ＿ｄｇ、目標出力位相生成部１４０から出力された目標出力位相θｍ＿ｄｇ、及び、逆相補償電圧生成部１６０から出力された第一補償電圧ΔＶ（αβ）を座標変換（γδ変換）した値によりゲート指令値を定める機能を有する。ゲート指令値演算部１９０は、定めたゲート指令値によってゲート指令を行うことでインバータ２１を制御する。
　（インバータ出力成分計算部１１０の構成）
　以下、インバータ出力成分計算部１１０の構成について、図２を用いて説明する。
　図２は、インバータ出力成分計算部１１０の構成の一例を示す。インバータ出力成分計算部１１０は、同図に示すように、三相二相変換部１１１ａ、１１１ｂ、変換部（Ｔ＋）１１２ａ、１１２ｂ、変換部（Ｔ－）１１３ａ、１１３ｂ、変換部（Ｔ＋２）１１４ａ、１１４ｂ、変換部（Ｔ－２）１１５ａ、１１５ｂ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１６ａ～１１６ｄ、位相同期回路（ＰＬＬ）１１７、及び、計算部１１８を備える。
　三相二相変換部１１１ａは、ａｂｃ座標系で表す対称三相交流の電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）を、αβ座標系で表す二相交流の電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）、つまり二相座標（α、β）に、変換して出力する。電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）は、α軸成分としての電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ＿α、及び、β軸成分としての電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ＿βを表す。
　ｄｑ変換等のための変換部（Ｔ＋）１１２ａ、変換部（Ｔ－）１１３ａ、変換部（Ｔ＋２）１１４ａ、変換部（Ｔ－２）１１５ａ、ＬＰＦ１１６ａ、１１６ｂ、及び、ＰＬＬ１１７は、三相二相変換部１１１ａから出力される電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）に応じて、電圧位相θｇ＿ｄｇを算出し、電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、及び、電圧角速度ωｇ＿ｄｇを算出する。算出された電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、及び、電圧角速度ωｇ＿ｄｇは、インバータ出力成分計算部１１０から出力される。なお、算出された算出位相θｇ＿ｄｇは、変換部（Ｔ＋）１１２ａ、変換部（Ｔ－）１１３ａ、変換部（Ｔ＋２）１１４ａ、変換部（Ｔ－２）１１５ａで再帰的に使用される。
　計算部１１８は、上述の電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）の大きさを計算することで、電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇを算出する。算出された電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇは、インバータ出力成分計算部１１０から出力される。
　三相二相変換部１１１ｂは、ａｂｃ座標系で表す対称三相交流の電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）を、αβ座標系で表す二相交流の電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）、つまり二相座標（α、β）に、変換して出力する。電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）は、α軸成分としての電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ＿α、及び、β軸成分としての電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ＿βを表す。
　ｄｑ変換等のための変換部（Ｔ＋）１１２ｂ、変換部（Ｔ－）１１３ｂ、変換部（Ｔ＋２）１１４ｂ、変換部（Ｔ－２）１１５ｂ、及び、ＬＰＦ１１６ｃ、１１６ｄは、三相二相変換部１１１ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（αβ）及び、上述の電圧位相θｇ＿ｄｇに応じて、電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）を算出する。算出された電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）は、インバータ出力成分計算部１１０から出力される。
　（発電装置出力成分計算部１５０の構成）
　以下、発電装置出力成分計算部１５０の構成について、図３を用いて説明する。
　図３は、発電装置出力成分計算部１５０の構成の一例を示す。発電装置出力成分計算部１５０は、同図に示すように、三相二相変換部１２１ａ、１２１ｂ、変換部（Ｔ＋）１２２ａ、１２２ｂ、変換部（Ｔ－）１２３ａ、１２３ｂ、変換部（Ｔ＋２）１２４ａ、１２４ｂ、変換部（Ｔ－２）１２５ａ、１２５ｂ、ＬＰＦ１２６ａ～１２６ｄ及びＰＬＬ１２７を備える。
　三相二相変換部１２１ａは、ａｂｃ座標系で表す対称三相交流の電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）を、αβ座標系で表す二相交流の電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）に変換して出力する。電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）は、α軸成分としての電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ＿α、及び、β軸成分としての電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ＿βを表す。
　ｄｑ変換等のための変換部（Ｔ＋）１２２ａ、変換部（Ｔ－）１２３ａ、変換部（Ｔ＋２）１２４ａ、変換部（Ｔ－２）１２５ａ、ＬＰＦ１２６ａ、１２６ｂ、及び、ＰＬＬ１２７は、三相二相変換部１２１ａから出力される電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）に応じて、電圧位相θｇ＿ｓｇを算出し、電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、及び、電圧角速度ωｇ＿ｓｇを算出する。算出された電圧位相θｇ＿ｓｇは、発電装置出力成分計算部１５０から出力される。なお、算出された算出位相θｇ＿ｓｇは、さらに変換部（Ｔ＋）１２２ａ、変換部（Ｔ－）１２３ａ、変換部（Ｔ＋２）１２４ａ、変換部（Ｔ－２）１２５ａで再帰的に使用される。
　三相二相変換部１２１ｂは、ａｂｃ座標系で表す対称三相交流の電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）を、αβ座標系で表す二相交流の電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）に変換して出力する。電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）は、α軸成分としての電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ＿α、及び、β軸成分としての電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ＿βを表す。
　ｄｑ変換等のための変換部（Ｔ＋）１２２ｂ、変換部（Ｔ－）１２３ｂ、変換部（Ｔ＋２）１２４ｂ、変換部（Ｔ－２）１２５ｂ、及び、ＬＰＦ１２６ｃ、１２６ｄは、三相二相変換部１２１ｂから出力される電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（αβ）及び、上述の電圧位相θｇ＿ｓｇに応じて、電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）を算出する。算出された電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）は、発電装置出力成分計算部１５０から出力される。
　（目標出力電圧生成部１３０の構成）
　以下、目標出力電圧生成部１３０の構成について、図４を用いて説明する。
　図４は、目標出力電圧生成部１３０の構成の一例を示す。目標出力電圧生成部１３０は、同図に示すように、Ｑドループ部１３１、及び、ＰＩ制御部１３２を備える。
　Ｑドループ部１３１は、インバータ出力成分計算部１１０から伝達される電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇと所定の指令出力電圧値Ｅ０との偏差と、所定の指令無効電力Ｑ０と目標出力無効電力との偏差との間にドループ特性を有するようにドループ制御を行い、その目標出力無効電力を算出して出力する機能を有する。所定の指令出力電圧値Ｅ０は、予め定められており、例えば２００Ｖである。また、所定の指令無効電力Ｑ０は、予め定められており、例えば０ｖａｒである。所定の指令出力電圧値Ｅ０及び所定の指令無効電力Ｑ０は、内部に予め記憶していても、外部から取得してもよい。
　ＰＩ制御部１３２は、目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを算出するための機能を有する。即ち、ＰＩ制御部１３２は、Ｑドループ部１３１から出力された目標出力無効電力と、有効無効電力算出部１２０から伝達される無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇとの偏差をなくすようにＰＩ制御を行って、所定の指令出力電圧値Ｅ０と合わせることで、目標出力電圧生成部１３０から目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを出力させるための機能を有する。この目標出力電圧Ｅ＿ｄｇは、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である。
　（目標出力位相生成部１４０の構成）
　以下、目標出力位相生成部１４０の構成について、図５を用いて説明する。
　図５は、目標出力位相生成部１４０の構成の一例を示す。目標出力位相生成部１４０は、同図に示すように、ガバナモデル部１４１、計算部１４２、及び、積分部１４３を備える。
　ガバナモデル部１４１は、目標出力位相θｍ＿ｄｇを時間微分したものである目標出力角速度ωｍ＿ｄｇと所定の指令角速度ω０との偏差と、所定の指令有効電力Ｐ０と目標出力有効電力との偏差との間にドループ特性を有するようにドループ制御（調速制御）を行い、目標出力有効電力Ｐｉｎ＿ｄｇを算出して出力する機能を有する。所定の指令角速度ω０は、予め定められており、例えば３１４ｒａｄ／ｓ或いは３７６．８ｒａｄ／ｓである。また所定の指令有効電力Ｐ０は、予め定められており、例えば、１０００Ｗである。所定の指令角速度ω０及び所定の指令有効電力Ｐ０は、内部に予め記憶していても、外部から取得してもよい。
　計算部１４２は、インバータ出力成分計算部１１０から伝達される電圧角速度ωｇ＿ｄｇと、有効無効電力算出部１２０から伝達される有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇと、ガバナモデル部１４１から出力された目標出力有効電力Ｐｉｎ_ｄｇとに基づいて、目標出力角速度
ωｍ＿ｄｇを算出する機能を有する。図５に示す、計算部１４２で目標出力角速度ωｍ＿ｄｇの算出に用いられる仮想イナーシャ定数Ｊｄｇは、インバータに模擬させたい回転運動する物体が同じ回転運動を保ち続けようとする回転の慣性の大きさを表す。仮想ダンピング定数Ｄｄｇは、上記回転を減衰させる方向に働くエネルギーの大きさを表す。
　積分部１４３は、計算部１４２により算出された目標出力角速度ωｍ＿ｄｇを時間積分することで、目標出力位相θｍ＿ｄｇを算出して出力する機能を有する。この目標出力位相θｍ＿ｄｇは、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である。
　（逆相補償電圧生成部１６０の構成）
　以下、逆相補償電圧生成部１６０の構成について、図６を用いて説明する。
　図６は、逆相補償電圧生成部１６０の構成の一例を示す。逆相補償電圧生成部１６０は、同図に示すように、ＰＩ制御部１６１ａ、１６１ｂ、及び、変換部（（Ｔ－）－１）１６２を備える。
　ＰＩ制御部１６１ａ、１６１ｂは、発電装置出力成分計算部１５０から伝達される電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、つまり、電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ＿ｄ及び電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ＿ｑを、零（０）にするためのＰＩ制御を行う機能を有する。このＰＩ制御は同期発電機１１の逆相電流を補償するための制御である。変換部（（Ｔ－）－１）１６２は、入力に対して、発電装置出力成分計算部１５０から伝達される電圧位相θｇ＿ｓｇに応じて定まる行列Ｔ－（図３参照）の逆行列による変換を施すものである。変換部（（Ｔ－）－１）１６２は、ＰＩ制御部１６１ａ、１６１ｂとの関係により、電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）を零にするように補償するための第一補償電圧ΔＶ（αβ）を出力する。
　（効果）
　以上説明した電力供給システム１では、上述の構成を備える制御装置１００から受けたゲート指令（目標出力電圧Ｅ＿ｄｇ、目標出力位相θｍ＿ｄｇ、及び、第一補償電圧ΔＶ（αβ）を座標変換した値に基づく指令）に応じてインバータ２１が動作することで、需要家負荷３０に対して電力を供給し、同期発電機１１の逆相電流の補償を行い得る。
　また、電力供給システム１では、例えば分散電源２３と連携したインバータ２１は、同期発電機１１と同様に電圧源として動作するので、単独運転が可能である。
　（実施の形態２）
　以下、電力供給システム１の一部を変形して、インバータ２１に仮想的なインピーダンスを挿入すべく制御するようにした電力供給システム１ａについて説明する。
　図７は、本実施の形態に係る電力供給システム１ａの概略構成を示す図である。電力供給システム１ａは、図７に示すように、同期発電機１１、インバータ２１、エネルギーストレージ２２、分散電源２３、制御装置１００ａ、配電系統４０を含んで構成される。図７に示す電力供給システム１ａの構成要素のうち上述した電力供給システム１の構成要素と機能が同様のものについては、図１と同じ符号を付しており、説明を省略する。制御装置１００ａは、実施の形態１で示した制御装置１００の構成に、仮想インピーダンス部１７０を追加したものである。制御装置１００ａは、ここで特に示さない点については制御装置１００と同様である。
　仮想インピーダンス部１７０は、自端情報（インバータ２１が出力する電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ））に基づいて、インバータ２１に挿入する仮想的なインピーダンスを算定し、その仮想的なインピーダンスに応じて第二補償電圧ΔＶ２（αβ）を出力する機能を有する。
　このような電力供給システム１ａでは、上述の構成を備える制御装置１００ａから受けたゲート指令（目標出力電圧Ｅ＿ｄｇ、目標出力位相θｍ＿ｄｇ、第一補償電圧ΔＶ（αβ）を座標変換した値、及び、第二補償電圧ΔＶ２（αβ）を座標変換した値に基づく指令）に応じてインバータ２１が動作する。これにより、需要家負荷３０に対して電力を供給し、同期発電機１１の逆相電流の補償を行い、かつ、インバータからの不要な出力電力の振動を抑えることが可能となり得る。
　（他の実施の形態等）
　以上、実施の形態１、２により電力供給システム１、１ａについて説明したが、上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言うまでもない。
　上述の実施の形態で示した制御装置１００、１００ａにおける機能構成要素（インバータ２１を制御するための制御方法を実行する機能構成要素）は、ハードウェア（電子回路等）により、ソフトウェアを用いずに実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、制御装置１００、１００ａに含まれるマイクロプロセッサがメモリに記憶された制御プログラムを実行することにより実現されるものである。また、その制御プログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布された制御プログラムをコンピュータ等の装置にインストールして、装置のマイクロプロセッサに実行させることで、制御装置１００、１００ａの各機能を実現することが可能となる。
　また、上述した実施の形態等で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。
　以下、本発明の一態様に係る電力供給システム、及び、この電力供給システムで用いられる制御方法の構成、変形態様、効果等について示す。
　（１）本発明の一態様に係る電力供給システムは、需要家負荷３０に接続された三相の配電系統４０と、配電系統４０に接続する発電装置（同期発電機１１）と、配電系統４０に接続し、需要家負荷３０に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータ２１と、インバータ２１から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）に基づいて、インバータ２１に係る電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電圧角速度ωｇ＿ｄｇ、及び、電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇを算出するインバータ出力成分計算部１１０と、前記発電装置から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、及び、電圧位相θｇ＿ｓｇを算出する発電装置出力成分計算部１５０と、インバータ２１に係る電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）及び電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）からインバータ２１に係る有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇ及び無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇを算出する有効無効電力算出部１２０と、インバータ２１に係る電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇ及び無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇに基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを生成する目標出力電圧生成部１３０と、インバータ２１に係る電圧角速度ωｇ＿ｄｇ及び有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇに基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相θｍ＿ｄｇを生成する目標出力位相生成部１４０と、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）及び電圧位相θｇ＿ｓｇに基づいて第一補償電圧ΔＶ（αβ）を生成する逆相補償電圧生成部１６０と、第一補償電圧ΔＶ（αβ）、目標出力電圧Ｅ＿ｄｇ、及び、目標出力位相θｍ＿ｄｇに応じて、インバータ２１へのゲート指令を生成するゲート指令値演算部１９０とを備える。
　この構成により、ゲート指令に応じてインバータ２１が動作することで、需要家負荷３０に対して電力を供給し、前記発電装置（同期発電機１１）の逆相電流の補償を行い得る。これにより前記発電装置の損傷が抑制され得る。
　（２）例えば、インバータ出力成分計算部１１０は、インバータ２１から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）を、三相二相変換によりαβ座標系の二相座標（α、β）で表す二相の電圧及び電流に変換し、その変換した二相の電圧及び電流に基づいて、インバータ２１に係る電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、及び、電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）を算出し、電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）から電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇを算出することとしてもよい。
　これにより、インバータ２１から配電系統４０に出力される三相の電圧及び電流に対応して、ゲート指令の生成に利用可能なインバータ２１の電圧正相成分、電流正相成分及び電圧値が算出される。
　（３）例えば、発電装置出力成分計算部１５０は、前記発電装置から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）を、三相二相変換によりαβ座標系の二相座標（α、β）で表す二相の電圧及び電流に変換し、その変換した二相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、及び、電圧位相θｇ＿ｓｇを算出することとしてもよい。
　これにより、前記発電装置から配電系統４０に出力される三相の電圧及び電流に対応して、ゲート指令の生成に利用可能な前記発電装置の電流逆相成分、及び、電圧位相が算出される。
　（４）例えば、目標出力電圧生成部１３０は、インバータ２１に係る電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇと所定の指令出力電圧値Ｅ０との偏差と、所定の指令無効電力Ｑ０と目標出力無効電力との偏差との間にドループ特性を有するようにその目標出力無効電力を算出するＱドループ部１３１と、前記目標出力無効電力とインバータ２１に係る無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇとの偏差をなくすように、目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを算出するＰＩ制御部とを備えることとしてもよい。
　これにより、ゲート指令により制御されたインバータ２１が、変動し得る需要家負荷３０の状況等に応じて、適切な出力を行うようになる。
　（５）例えば、目標出力位相生成部１４０は、目標出力位相θｍ＿ｄｇを時間微分した目標出力角速度ωｍ＿ｄｇと所定の指令角速度ω０の偏差と、所定の指令有効電力Ｐ０と目標出力有効電力Ｐｉｎ＿ｄｇとの偏差との間にドループ特性を有するように当該目標出力有効電力Ｐｉｎ＿ｄｇを算出するガバナモデル部１４１と、目標出力有効電力Ｐｉｎ＿ｄｇとインバータ２１に係る有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇ及び電圧角速度ωｇ＿ｄｇとに基づいて目標出力角速度ωｍ＿ｄｇを計算する計算部１４２と、計算された目標出力角速度ωｍ＿ｄｇを積分して目標出力位相θｍ＿ｄｇを算出する積分部１４３とを備えることとしてもよい。
　これにより、ゲート指令により制御されたインバータ２１が、変動し得る需要家負荷３０の状況等に応じて、適切な出力を行うようになる。
　（６）例えば、逆相補償電圧生成部１６０は、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）を零（０）にするよう制御を行うＰＩ制御部１６１ａ、１６１ｂを備えることとしてもよい。
　これにより、ゲート指令により制御されたインバータ２１が、前記発電装置（同期発電機１１）の逆相電流の補償を行い得るようになる。
　（７）例えば、電力供給システム１、１ａは更に、インバータ２１から配電系統４０に出力される三相の電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）に基づいて、第二補償電圧ΔＶ２（αβ）を生成する仮想インピーダンス部１７０を備え、ゲート指令値演算部１９０は更に、第二補償電圧ΔＶ２（αβ）に応じて、インバータ２１へのゲート指令の生成を行うこととしてもよい。
　これにより、インバータからの不要な出力電力の振動を抑えることが可能となる。
　（８）本発明の一態様に係る制御方法は、需要家負荷３０に接続された三相の配電系統４０と、配電系統４０に接続する発電装置（同期発電機１１）と、配電系統４０に接続し、需要家負荷３０に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータ２１とを備える電力供給システム１、１ａにおける制御方法であって、インバータ２１から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｄｇ（ａｂｃ）に基づいて、インバータ２１に係る電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）、電圧角速度ωｇ＿ｄｇ、及び、電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇを算出し、前記発電装置から配電系統４０に出力される三相の電圧Ｖｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）及び電流Ｉｏｕｔ＿ｓｇ（ａｂｃ）に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）、及び、電圧位相θｇ＿ｓｇを算出し、インバータ２１に係る電圧正相成分Ｖ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）及び電流正相成分Ｉ＋ｏｕｔ＿ｄｇ（ｄｑ）からインバータ２１に係る有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇ及び無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇを算出し、インバータ２１に係る電圧値Ｖｏｕｔ＿ｄｇ及び無効電力Ｑｏｕｔ＿ｄｇに基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧Ｅ＿ｄｇを生成し、インバータ２１に係る電圧角速度ωｇ＿ｄｇ及び有効電力Ｐｏｕｔ＿ｄｇに基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相θｍ＿ｄｇを生成し、前記発電装置に係る電流逆相成分Ｉ－ｏｕｔ＿ｓｇ（ｄｑ）及び電圧位相θｇ＿ｓｇに基づいて第一補償電圧ΔＶ（αβ）を生成し、第一補償電圧ΔＶ（αβ）、目標出力電圧Ｅ＿ｄｇ、及び、目標出力位相θｍ＿ｄｇに応じて、インバータ２１へのゲート指令を生成し、前記ゲート指令によりインバータ２１を制御する。
　これにより、インバータ２１が、需要家負荷３０に対して電力を供給し、前記発電装置（同期発電機１１）の逆相電流の補償を行い得る。これにより前記発電装置の損傷が抑制され得る。
　（９）例えば、制御方法は、インバータから配電系統に出力される三相の電流に基づいて第二補償電圧を生成し、ゲート指令は更に第二補償電圧に応じて生成されることとしてもよい。
　これにより、インバータからの不要な出力電力の振動を抑えることが可能となる。
　１、１ａ　電力供給システム
　１１　同期発電機（発電装置）
　２１　インバータ
　３０　需要家負荷
　４０　配電系統
　１１０　インバータ出力成分計算部
　１２０　有効無効電力算出部
　１３０　目標出力電圧生成部
　１３１　Ｑドループ部
　１３２、１６１ａ、１６１ｂ　ＰＩ制御部
　１４０　目標出力位相生成部
　１４１　ガバナモデル部
　１４２　計算部
　１４３　積分部
　１５０　発電装置出力成分計算部
　１６０　逆相補償電圧生成部
　１７０　仮想インピーダンス部
　１９０　ゲート指令値演算部

Claims (9)

  1. 　需要家負荷に接続された三相の配電系統と、
    　前記配電系統に接続する発電装置と、
    　前記配電系統に接続し、前記需要家負荷に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータと、
    　前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータに係る電圧正相成分、電流正相成分、電圧角速度、及び、電圧値を算出するインバータ出力成分計算部と、
    　前記発電装置から前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分、及び、電圧位相を算出する発電装置出力成分計算部と、
    　前記インバータに係る前記電圧正相成分及び前記電流正相成分から前記インバータに係る有効電力及び無効電力を算出する有効無効電力算出部と、
    　前記インバータに係る前記電圧値及び前記無効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧を生成する目標出力電圧生成部と、
    　前記インバータに係る前記電圧角速度及び前記有効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相を生成する目標出力位相生成部と、
    　前記発電装置に係る前記電流逆相成分及び前記電圧位相に基づいて第一補償電圧を生成する逆相補償電圧生成部と、
    　前記第一補償電圧、前記目標出力電圧、及び、前記目標出力位相に応じて、前記インバータへのゲート指令を生成するゲート指令値演算部とを備える
    　電力供給システム。
  2. 　前記インバータ出力成分計算部は、
    　前記インバータから前記配電系統に出力される三相の前記電圧及び前記電流を、三相二相変換によりαβ座標系の二相座標（α、β）で表す二相の電圧及び電流に変換し、
    　当該変換した二相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータに係る前記電圧正相成分、及び、前記電流正相成分を算出し、
    　前記電圧正相成分から前記電圧値を算出する
    　請求項１記載の電力供給システム。
  3. 　前記発電装置出力成分計算部は、
    　前記発電装置から前記配電系統に出力される三相の前記電圧及び前記電流を、三相二相変換によりαβ座標系の二相座標（α、β）で表す二相の電圧及び電流に変換し、
    　当該変換した二相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る前記電流逆相成分、及び、前記電圧位相を算出する
    　請求項１又は２記載の電力供給システム。
  4. 　前記目標出力電圧生成部は、
    　前記インバータに係る前記電圧値と所定の指令出力電圧値との偏差と、所定の指令無効電力と目標出力無効電力との偏差との間にドループ特性を有するように当該目標出力無効電力を算出するＱドループ部と、
    　前記目標出力無効電力と前記インバータに係る前記無効電力との偏差をなくすように、前記目標出力電圧を算出するＰＩ制御部とを備える
    　請求項１～３のいずれか一項に記載の電力供給システム。
  5. 　前記目標出力位相生成部は、
    　前記目標出力位相を時間微分した目標出力角速度と所定の指令角速度の偏差と、所定の指令有効電力と目標出力有効電力との偏差との間にドループ特性を有するように当該目標出力有効電力を算出するガバナモデル部と、
    　前記目標出力有効電力と前記インバータに係る前記有効電力及び前記電圧角速度とに基づいて前記目標出力角速度を計算する計算部と、
    　前記計算された前記目標出力角速度を積分して前記目標出力位相を算出する積分部とを備える
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の電力供給システム。
  6. 　前記逆相補償電圧生成部は、
    　前記発電装置に係る前記電流逆相成分を零にするよう制御を行うＰＩ制御部を備える
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の電力供給システム。
  7. 　前記電力供給システムは更に、前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電流に基づいて、第二補償電圧を生成する仮想インピーダンス部を備え、
    　前記ゲート指令値演算部は更に、前記第二補償電圧に応じて、前記ゲート指令の前記生成を行う
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の電力供給システム。
  8. 　需要家負荷に接続された三相の配電系統と、前記配電系統に接続する発電装置と、前記配電系統に接続し、前記需要家負荷に電力を供給し、前記発電装置の不平衡電流を補償するインバータとを備える電力供給システムにおける制御方法であって、
    　前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記インバータに係る電圧正相成分、電流正相成分、電圧角速度、及び、電圧値を算出し、
    　前記発電装置から前記配電系統に出力される三相の電圧及び電流に基づいて、前記発電装置に係る電流逆相成分、及び、電圧位相を算出し、
    　前記インバータに係る前記電圧正相成分及び前記電流正相成分から前記インバータに係る有効電力及び無効電力を算出し、
    　前記インバータに係る前記電圧値及び前記無効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの振幅である目標出力電圧を生成し、
    　前記インバータに係る前記電圧角速度及び前記有効電力に基づいて、三相電圧を一括した複素平面上のベクトルの位相である目標出力位相を生成し、
    　前記発電装置に係る前記電流逆相成分及び前記電圧位相に基づいて第一補償電圧を生成し、
    　前記第一補償電圧、前記目標出力電圧、及び、前記目標出力位相に応じて、前記インバータへのゲート指令を生成し、
    　前記ゲート指令により前記インバータを制御する
    　制御方法。
  9. 　前記インバータから前記配電系統に出力される三相の電流に基づいて第二補償電圧を生成し、
    　前記ゲート指令は更に前記第二補償電圧に応じて生成される、
    　請求項８記載の制御方法。
PCT/JP2017/008656 2016-03-24 2017-03-06 電力供給システム及び制御方法 WO2017163831A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17769876.8A EP3435510A4 (en) 2016-03-24 2017-03-06 POWER SUPPLY SYSTEM AND CONTROL METHOD
JP2018507181A JP6414795B2 (ja) 2016-03-24 2017-03-06 電力供給システム及び制御方法
US16/071,093 US20210175711A1 (en) 2016-03-24 2017-03-06 Power supply system and control method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-060960 2016-03-24
JP2016060960 2016-03-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017163831A1 true WO2017163831A1 (ja) 2017-09-28

Family

ID=59900101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/008656 WO2017163831A1 (ja) 2016-03-24 2017-03-06 電力供給システム及び制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210175711A1 (ja)
EP (1) EP3435510A4 (ja)
JP (1) JP6414795B2 (ja)
WO (1) WO2017163831A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116859711A (zh) * 2023-06-27 2023-10-10 中科沃业江苏生物有限公司 一种基于iabc优化模糊pid的恒流泵控制系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7112973B2 (ja) * 2019-02-01 2022-08-04 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 指令生成装置および指令生成方法
WO2021070295A1 (ja) * 2019-10-09 2021-04-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 電力変換装置
CN113708390B (zh) * 2021-08-11 2022-11-29 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 配电台区三相不平衡治理的智能设备实时控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0458797A (ja) * 1990-06-27 1992-02-25 Meidensha Corp 不平衡補償付灯動共用発電装置
WO2015166613A1 (ja) * 2014-04-30 2015-11-05 川崎重工業株式会社 単相系統に接続される電力変換装置
JP2016025680A (ja) * 2014-07-16 2016-02-08 株式会社神戸製鋼所 不平衡補償装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999044276A1 (en) * 1998-02-26 1999-09-02 Trace Technologies Voltage controller for supply of three-phase unbalanced load from static inverter
JP2004180363A (ja) * 2002-11-25 2004-06-24 Tm T & D Kk 電力系統の逆相分電圧補償システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0458797A (ja) * 1990-06-27 1992-02-25 Meidensha Corp 不平衡補償付灯動共用発電装置
WO2015166613A1 (ja) * 2014-04-30 2015-11-05 川崎重工業株式会社 単相系統に接続される電力変換装置
JP2016025680A (ja) * 2014-07-16 2016-02-08 株式会社神戸製鋼所 不平衡補償装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3435510A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116859711A (zh) * 2023-06-27 2023-10-10 中科沃业江苏生物有限公司 一种基于iabc优化模糊pid的恒流泵控制系统
CN116859711B (zh) * 2023-06-27 2024-04-12 中科沃业江苏生物有限公司 一种基于iabc优化模糊pid的恒流泵控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP3435510A1 (en) 2019-01-30
EP3435510A4 (en) 2019-01-30
JPWO2017163831A1 (ja) 2018-06-21
US20210175711A1 (en) 2021-06-10
JP6414795B2 (ja) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11355936B2 (en) Method and apparatus for time-domain droop control with integrated phasor current control
US8510090B2 (en) Conditioning device for energy supply networks
WO2019187411A1 (ja) 分散電源の制御装置
JP6414795B2 (ja) 電力供給システム及び制御方法
JP6386718B2 (ja) 電力変換装置
JP2007244068A (ja) 電力変換装置
WO2007111018A1 (ja) 電力変換装置
JP2017208932A (ja) 電力変換装置
CN109672192A (zh) 一种主动支撑电网的负荷虚拟同步装置控制方法和系统
Cárdenas et al. A repetitive control system for four-leg matrix converters feeding non-linear loads
Bendib et al. Advanced control scheme and dynamic phasor modelling of grid‐tied droop‐controlled inverters
CN112366744B (zh) 一种逆变器无缝切换控制方法和装置
Mikkili et al. RTDS Hardware implementation and Simulation of 3-ph 4-wire SHAF for Mitigation of Current Harmonics with pq and Id-Iq Control strategies using Fuzzy Logic Controller
CN109672207A (zh) 一种基于虚拟同步机的背靠背系统控制方法及系统
JP6368456B2 (ja) 電力動揺成分出力抑制装置
Iwanski et al. New stationary frame transformation for control of a three-phase power converter under unbalanced grid voltage sags
Sanjenbam et al. Standalone pico-hydro battery integrated universal power active filter for PQ improvement
CN107482687A (zh) 分布式微源并列运行解耦与功率分配控制方法
Molina et al. Refined control of an unified power quality conditioner under nonlinear and asymmetrical loads
Liang et al. Unbalanced control strategy of improved virtual synchronous generator in power grid
JP5964616B2 (ja) マトリクスコンバータ回路の制御回路、および、当該制御回路を備えたマトリクスコンバータ装置
JP2785260B2 (ja) ３相変換装置
Kabalan et al. Optimizing a virtual impedance droop controller for parallel inverters
Rowe et al. A novel parallel voltage and current control scheme implementing PF and QV droop in a microgrid
JP2011172387A (ja) 電力変換制御装置、コンバータ制御回路、電力変換制御方法、電力変換制御用プログラム及び記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018507181

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017769876

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017769876

Country of ref document: EP

Effective date: 20181024

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17769876

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1