WO2018020666A1 - 電力変換装置及びその制御方法 - Google Patents

電力変換装置及びその制御方法 Download PDF

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WO2018020666A1
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frequency
power
voltage
system voltage
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PCT/JP2016/072379
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French (fr)
Inventor
千恵子 梅野
英一 井川
達明 安保
Original Assignee
東芝三菱電機産業システム株式会社
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    • 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

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a power conversion device and a control method thereof.
  • the power conversion device that converts a DC voltage input from a DC power source such as a solar battery panel into an AC voltage and outputs the AC voltage to an electric power system.
  • the power conversion device is called, for example, a power conditioner.
  • Some of these power conversion devices have an isolated operation prevention function that suppresses continued operation while being disconnected from the power system.
  • FRT fault Ride Through
  • Embodiments of the present invention provide a power converter with stable operation and a control method thereof.
  • a power conversion unit includes a converter that converts DC power supplied from a DC power source into AC power, and outputs the AC power to a power system and a load.
  • the voltage detection unit detects a voltage value of a system voltage of the power system.
  • the frequency detection unit detects a frequency of the system voltage.
  • the phase determination unit determines a phase of an output current with respect to the system voltage of the power conversion unit based on the frequency detected by the frequency detection unit.
  • the driving unit controls the operation of the converter according to the phase of the output current determined by the phase determining unit.
  • the phase jump detection unit detects a sudden change in the phase of the system voltage from a phase difference between a reference period stored in advance and the period of the system voltage.
  • the frequency abnormality detection unit detects an abnormality in the frequency of the system voltage.
  • the abnormality determination unit determines whether the frequency of the system voltage or the phase difference is within a predetermined range after elapse of a predetermined time from detection of at least one of the sudden change of the phase and the abnormality of the frequency. If not within the predetermined range, the operation of the drive unit is stopped.
  • a power converter with stable operation and a control method thereof are provided.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are flowcharts schematically illustrating an example of another operation of the power conversion device according to the embodiment.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are flowcharts schematically illustrating an example of another operation of the power conversion apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a power conversion device according to the embodiment.
  • the power conversion device 10 includes a smoothing capacitor 11, a power conversion unit 12, a control unit 14, a voltage detection unit 15, and a current detection unit 16.
  • the power conversion device 10 is connected to each of the DC power supply 2, the power system 4, and the load 6.
  • the power conversion device 10 is detachably connected to the DC power source 2, the power system 4, and the load 6 by, for example, connectors.
  • connection includes not only the case of being connected in direct contact but also the case of being electrically connected via another conductive member or the like. Further, “connection” includes the case of being magnetically coupled through a transformer or the like.
  • the power conversion device 10 is connected to the DC power supply 2 via, for example, a pair of power input lines 2a and 2b.
  • DC power is supplied from the DC power supply 2 to the power converter 10.
  • the DC power source 2 is a solar cell panel, for example.
  • the power converter 10 is supplied with DC power generated by the solar cell panel.
  • the DC power supply 2 may be, for example, a small generator such as a gas turbine engine, a storage battery such as a fuel cell, a wind power generator, or a geothermal power generator.
  • the DC power source 2 is a so-called distributed power source.
  • the DC power supply 2 may be any distributed power supply that can supply DC power to the power conversion device 10.
  • the power system 4 is, for example, a power transmission line for supplying power to a power receiving facility of a consumer.
  • the power supplied from the power system 4 is alternating current.
  • the power system 4 is, for example, a commercial power transmission line.
  • the voltage of the AC power of the power system 4 is, for example, 100 V (effective value).
  • the frequency of the AC power of the power system 4 is, for example, 50 Hz or 60 Hz.
  • the power system 4 may be, for example, a power transmission line in a private power generation system.
  • the power conversion device 10 is connected to the power system 4 via the circuit breaker 8.
  • the circuit breaker 8 has a closed state in which the power conversion device 10 and the power system 4 are connected, and an open state in which the connection between the power conversion device 10 and the power system 4 is disconnected.
  • the circuit breaker 8 electrically connects the power converter 10 and the power system 4 in the closed state, and electrically insulates the power converter 10 and the power system 4 in the open state.
  • the opening / closing of the circuit breaker 8 is controlled by, for example, an administrator of the power system 4.
  • the opening / closing of the circuit breaker 8 is controlled by, for example, an electric power company.
  • the load 6 is an AC load.
  • the rated power of the load 6 corresponds to the AC power of the power system 4.
  • the load 6 is, for example, an electronic device.
  • the load 6 is connected to the power conversion device 10 via, for example, a distribution board or a distribution board.
  • the load 6 is connected between the power conversion device 10 and the circuit breaker 8. That is, the load 6 is connected to the power conversion device 10 on the power conversion device 10 side of the circuit breaker 8.
  • the power converter 10 converts the DC power supplied from the DC power supply 2 into AC power corresponding to the power system 4 and the load 6 and supplies the AC power to the power system 4 and the load 6. As described above, the power conversion apparatus 10 performs so-called reverse power flow that supplies AC power to the power system 4 and also supplies power to the load 6.
  • the smoothing capacitor 11 is connected in series between a pair of power input lines 2a and 2b, for example.
  • the smoothing capacitor 11 smoothes the DC input voltage supplied from the DC power supply 2.
  • the smoothing capacitor 11 is charged by the input voltage from the DC power supply 2.
  • the power converter 12 converts the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 11 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the power system 4.
  • the power conversion unit 12 includes, for example, a converter 20 and a transformer 22.
  • the converter 20 converts a DC voltage into an AC voltage and outputs it to the transformer 22. That is, the converter 20 is a so-called inverter.
  • the transformer 22 transforms the AC voltage output from the converter 20 and outputs the AC voltage after the transformation to the power system 4 and the load 6.
  • the power conversion unit 12 may further include, for example, a filter that removes harmonic components of the AC voltage output from the converter 20.
  • the converter 20 for example, a self-excited converter is used.
  • the converter 20 includes, for example, a switching element, and converts a DC voltage into an AC voltage by turning on and off the switching element.
  • a switching element of the converter 20 for example, a self-extinguishing element is used. More specifically, for example, GTO (Gate Turn-Off thyristor) or IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used.
  • the AC power converted by the converter 20 may be single-phase AC, three-phase AC, or other AC power.
  • the AC power converted by the converter 20 is a three-phase AC
  • a transformer 22 is provided for each phase of the three-phase AC.
  • it demonstrates taking a single phase alternating current as an example.
  • the voltage detector 15 detects the voltage value of the system voltage of the power system 4. In other words, the voltage detection unit 15 detects the voltage value of the output voltage of the power conversion unit 12. The voltage detection unit 15 is electrically connected to the control unit 14. The voltage detection unit 15 inputs the detected voltage value of the system voltage to the control unit 14.
  • the current detector 16 detects the current value of the system current of the power system 4. In other words, the current detection unit 16 detects the current value of the output current of the power conversion unit 12. The current detection unit 16 is electrically connected to the control unit 14. The current detection unit 16 inputs the detected current value of the system current to the control unit 14.
  • the control unit 14 is, for example, a processor such as a CPU or MPU.
  • the control unit 14 reads out a predetermined program from a memory (not shown) and sequentially processes the program, thereby controlling the respective units of the power conversion apparatus 10 in an integrated manner.
  • the memory storing the program may be provided in the control unit 14 or may be provided separately from the control unit 14 and electrically connected to the control unit 14.
  • the control unit 14 may be configured with one processor or a plurality of processors.
  • the control unit 14 is electrically connected to the power conversion unit 12.
  • the control unit 14 controls power conversion by the power conversion unit 12.
  • the control unit 14 is electrically connected to the switching element of the converter 20.
  • the control unit 14 controls on / off of the switching element.
  • the control part 14 converts a DC voltage into the alternating voltage of the voltage and frequency according to the electric power grid
  • the control unit 14 includes a drive unit 30, a phase synchronization circuit 31, a phase jump detection unit 32, a voltage abnormality detection unit 33, a frequency abnormality detection unit 34, a frequency detection unit 35, a phase determination unit 36, and an abnormality determination unit 37. .
  • the phase synchronization circuit 31 is connected to the voltage detection unit 15.
  • the phase synchronization circuit 31 detects the phase of the system voltage detected by the voltage detector 15 and outputs a synchronization signal synchronized with the phase of the system voltage.
  • the phase synchronization circuit 31 is a so-called PLL (Phase Locked Loop).
  • the phase jump detection unit 32 is connected to the voltage detection unit 15.
  • the phase jump detection unit 32 detects a sudden change in the phase of the system voltage detected by the voltage detection unit 15.
  • the phase jump detection unit 32 calculates the time of one cycle of the system voltage based on the zero cross point of the system voltage. Further, the phase jump detection unit 32 stores a reference period of the system voltage. The phase jump detection unit 32 calculates the phase difference between the reference period and the detected period from the time difference between the reference period and the detected period. Then, the phase jump detection unit 32 determines whether or not the calculated phase difference is within a predetermined range. In other words, the phase jump detection unit 32 determines whether the calculated phase difference is less than or equal to the upper limit value and greater than or equal to the lower limit value. The phase jump detection unit 32 detects a sudden change in phase when the calculated phase difference is out of a predetermined range. That is, the occurrence of a phase jump is detected.
  • the reference cycle is, for example, a preset fixed value.
  • the reference period is, for example, 50 Hz or 60 Hz.
  • the reference period is not limited to a fixed value, and may be a period detected immediately before, for example.
  • the phase jump detection method is not limited to the above, and other detection methods may be used.
  • the voltage abnormality detection unit 33 is connected to the voltage detection unit 15.
  • the voltage abnormality detection unit 33 detects an abnormality in the system voltage detected by the voltage detection unit 15.
  • the voltage abnormality detection unit 33 determines whether or not the detected voltage value of the system voltage is within a predetermined range. In other words, the voltage abnormality detection unit 33 determines whether or not the detected voltage value of the system voltage is equal to or lower than the upper limit value and equal to or higher than the lower limit value.
  • the voltage abnormality detection unit 33 detects an abnormality in the system voltage when the voltage value is out of a predetermined range.
  • a voltage relay is used for the voltage abnormality detection unit 33.
  • the frequency abnormality detection unit 34 is connected to the voltage detection unit 15.
  • the frequency abnormality detection unit 34 detects an abnormality in the frequency of the system voltage detected by the voltage detection unit 15.
  • the frequency abnormality detection unit 34 determines whether or not the frequency of the detected system voltage is within a predetermined range. In other words, the frequency abnormality detection unit 34 determines whether or not the frequency of the detected system voltage is equal to or lower than the upper limit value and equal to or higher than the lower limit value.
  • the frequency abnormality detection unit 34 detects an abnormality in the system voltage when the frequency is out of a predetermined range.
  • a frequency relay is used for the frequency abnormality detection unit 34.
  • the frequency detection unit 35 is connected to the voltage detection unit 15. For example, the frequency detection unit 35 detects the frequency of the system voltage based on the zero cross point of the system voltage.
  • the frequency abnormality detection unit 34 may detect the frequency of the system voltage itself and detect the frequency abnormality, or may detect the frequency abnormality detected by the frequency detection unit 35.
  • the phase determination unit 36 determines the phase of the output current with respect to the system voltage of the power conversion unit 12 based on the frequency detected by the frequency detection unit 35.
  • FIG. 2 is a graph schematically illustrating an example of a function used in the phase determination unit.
  • the phase determination unit 36 stores a function FT that associates the frequency of the system voltage with the phase of the output current with respect to the system voltage of the power conversion unit 12.
  • the phase determining unit 36 determines the phase of the output current corresponding to the detected frequency by referring to the function FT based on the frequency detected by the frequency detecting unit 35.
  • the phase determination unit 36 advances the phase of the output current when the frequency of the system voltage is higher than the rated frequency f 0 , and when the frequency of the system voltage is lower than the rated frequency f 0. , Delay the phase of the output current.
  • Rated frequency f 0 is, for example, 50Hz or 60 Hz.
  • the power reference is input to the drive unit 30.
  • the power standard includes, for example, an active power standard and a reactive power standard.
  • the power reference may be, for example, only an active power reference.
  • the power reference is input to the power conversion apparatus 10 from, for example, a host controller that controls the power system 4.
  • the power reference may be generated in the power conversion apparatus 10. For example, when the DC power source 2 is a solar cell panel, the power at the optimum operating point obtained from the output voltage and output current of the solar cell panel may be used as the power reference.
  • the drive unit 30 controls the operation of the converter 20 according to the input power reference. As a result, the drive unit 30 outputs power corresponding to the power reference from the power conversion unit 12.
  • the synchronization signal output from the phase synchronization circuit 31 is input to the drive unit 30.
  • the drive unit 30 controls the operation of the converter 20 so that the phase of the output voltage of the power conversion unit 12 approaches the synchronization signal. That is, the drive unit 30 synchronizes the phase of the output voltage of the power conversion unit 12 with the synchronization signal. In other words, the drive unit 30 synchronizes the phase of the output voltage of the power conversion unit 12 with the phase of the system voltage.
  • phase of the output current determined by the phase determination unit 36 is input to the drive unit 30.
  • the drive unit 30 controls the operation of the converter 20 according to the phase of the output current determined by the phase determination unit 36.
  • the frequency of the system voltage (the frequency of the output voltage of the power converter 12) becomes substantially constant at the rated frequency f 0.
  • the frequency of the system voltage changes according to the load 6. More specifically, when the load 6 has a delay power factor having an inductance, the frequency of the system voltage increases, and when the load 6 has an advance power factor having a capacitor, the frequency of the system voltage decreases.
  • the control unit 14 detects an isolated operation of the power conversion device 10 by a so-called slip mode frequency shift method.
  • slip mode frequency shift method is described in detail, for example, in Non-Patent Document 1 described above.
  • the abnormality determination unit 37 is connected to each of the drive unit 30, the phase jump detection unit 32, the voltage abnormality detection unit 33, and the frequency abnormality detection unit 34.
  • the abnormality determination unit 37 starts measuring a predetermined time when the abnormality of the system voltage is detected by the voltage abnormality detection unit 33. Then, the abnormality determination unit 37 determines whether or not the abnormal state of the system voltage is continued until a predetermined time has elapsed.
  • the abnormality determination unit 37 transmits a signal notifying the abnormality of the system voltage to the drive unit 30 and stops the operation of the drive unit 30. That is, the output of AC power from the power conversion unit 12 is stopped. In other words, the power conversion device 10 is stopped due to an error.
  • the abnormality determination unit 37 determines that the detection state of the abnormality of the system voltage by the voltage abnormality detection unit 33 has been eliminated by the lapse of the predetermined time. Thereby, for example, even when a temporary system voltage disturbance such as an instantaneous voltage drop occurs, the operation of the power conversion device 10 can be continued without stopping. That is, the FRT function for the system voltage can be realized.
  • the predetermined time is, for example, 1 second.
  • the time keeping time (delay time) of the FRT function may be appropriately set according to the specifications of the power system 4 and the load 6.
  • the abnormality determination unit 37 starts measuring a predetermined time when the phase jump detection unit 32 detects the occurrence of the phase jump. Then, the abnormality determination unit 37 determines whether a frequency abnormality is detected by the frequency abnormality detection unit 34 after a predetermined time has elapsed.
  • the predetermined time in this case is, for example, 1 second.
  • the abnormality determination unit 37 transmits a signal notifying the frequency abnormality to the driving unit 30 and stops the operation of the driving unit 30. On the other hand, when the abnormality determination unit 37 determines that no frequency abnormality is detected, the operation of the drive unit 30 is continued.
  • FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating an example of the operation of the power conversion device according to the embodiment.
  • the phase jump detection unit 32 detects a phase jump from the phase difference between the detected period of the system voltage and the reference period (Step S ⁇ b> 01). ).
  • a signal indicating the occurrence of the phase jump is input from the phase jump detection unit 32 to the abnormality determination unit 37.
  • the abnormality determination unit 37 starts measuring a predetermined time (step S02). Then, after the elapse of a predetermined time, the abnormality determination unit 37 determines whether or not a frequency abnormality is detected by the frequency abnormality detection unit 34. That is, it is determined whether or not the frequency of the system voltage is within a predetermined range (step S03).
  • step S04 When the frequency is not within the predetermined range, the operation of the drive unit 30 is stopped, and the power conversion apparatus 10 stops with an error (step S04). On the other hand, when the frequency is within the predetermined range, the operation of the drive unit 30 is continued, and the operation of the power conversion device 10 is continued (step S05).
  • the frequency of the system voltage changes according to the load 6. Therefore, if the frequency of the system voltage is not within the predetermined range after a predetermined time has elapsed since the detection of the phase jump, the power converter 10 is stopped with an error. Thereby, the independent driving
  • the phase jump may occur due to a temporary system voltage disturbance such as an instantaneous voltage drop. Therefore, after a predetermined time has elapsed from the detection of the phase jump, when the frequency of the system voltage is within the predetermined range, the operation of the power converter 10 is continued. Thereby, for example, it is possible to continue the operation without stopping the operation of the power converter 10 one by one with respect to the detection of the phase jump caused by the instantaneous voltage drop or the like. Thereby, for example, the FRT function for the phase and frequency of the system voltage can be realized.
  • the power conversion device 10 it is determined whether or not a frequency abnormality is detected after a predetermined time has elapsed from the detection of the phase jump, and the frequency is not within the predetermined range. In such a case, the operation of the drive unit 30 is stopped. Thereby, in the power converter device 10, the FRT function with respect to a phase and a frequency and the isolated operation prevention function can be made compatible. Therefore, the operation can be made more stable as compared with a power converter that immediately stops an error in response to detection of a phase jump.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating an example of another operation of the power conversion device according to the embodiment.
  • the drive unit 30 After the phase jump is detected by the phase jump detection unit 32 (step S ⁇ b> 11) and the time determination for a predetermined time is started by the abnormality determination unit 37 (step S ⁇ b> 12), the drive unit 30. However, the synchronization of the phase of the output voltage of the power converter 12 and the synchronization signal input from the phase synchronization circuit 31 is stopped (step S13).
  • the abnormality determination unit 37 determines whether or not the phase difference between the cycle of the system voltage and the reference cycle is within a predetermined range based on a signal from the phase jump detection unit 32 after a lapse of a predetermined time. Determination is made (step S14). In other words, it is determined whether or not a phase jump is detected.
  • the abnormality determination unit 37 stops the operation of the drive unit 30 and stops the power conversion apparatus 10 in error (step S15).
  • the abnormality determination unit 37 continues the operation of the drive unit 30 and continues the operation of the power conversion device 10 (step S16). In addition, when the operation of the power conversion device 10 is continued, the drive unit 30 resumes the synchronization of the phase of the output voltage of the power conversion unit 12 and the synchronization signal input from the phase synchronization circuit 31.
  • the frequency of the system voltage changes, a phase difference occurs between the system voltage period and the reference period. Therefore, as shown in FIG. 4, it may be determined whether or not the phase difference is within a predetermined range after a predetermined time has elapsed since the detection of the phase jump. Also in this case, similarly to the above-described embodiment, the FRT function for the phase and frequency and the isolated operation prevention function can be made compatible and stable operation can be obtained.
  • step S13 the phase tracking by the phase synchronization circuit 31 is stopped. Thereby, for example, the detection accuracy of the phase difference can be increased.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are flowcharts schematically illustrating an example of another operation of the power conversion device according to the embodiment.
  • the abnormality determining unit 37 determines whether or not the number of times determined to be not within the range has reached a predetermined number (step S24).
  • steps S21 to S23 are substantially the same as steps S01 to S03 described with reference to FIG. 3, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the abnormality determination unit 37 determines that the number of determinations has not reached the predetermined number, the abnormality determination unit 37 returns to step S22 and repeats the processes of steps S22 and S23.
  • the abnormality determination unit 37 causes the power conversion device 10 to stop in error (step S25).
  • operation of the power converter device 10 is continued similarly to the above (step S26).
  • the abnormality determination unit 37 counts the number of times each time it is determined that the frequency of the system voltage is not within the predetermined range. For example, when the frequency is determined to be within the predetermined range, the power conversion device 10 When an error is stopped (when a predetermined number of times is reached), the count value of the number of times is returned to the initial value.
  • the frequency is confirmed a plurality of times before the power converter 10 is stopped due to an error.
  • the time measurement is adjusted so that the time from the detection of the phase jump to the error stop is about 1 second.
  • step S35 the abnormality determining unit 37 determines whether or not the number of times determined to be not within the predetermined range has reached the predetermined number.
  • step S31 to step S34, step S36, and step S37 are substantially the same as step S11 to step S16 described with reference to FIG.
  • the phase difference may be confirmed a plurality of times before the power conversion device 10 is stopped due to an error.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are flowcharts schematically illustrating an example of another operation of the power conversion apparatus according to the embodiment.
  • the frequency abnormality detection unit 34 detects an abnormality in the frequency of the detected system voltage (steps S41 and S51). Then, in response to the detection of the frequency abnormality by the frequency abnormality detection unit 34, the abnormality determination unit 37 starts measuring a predetermined time (steps S42 and S52).
  • the following processing is substantially the same as the processing described with reference to FIGS. 5A and 5B, and detailed description thereof is omitted.
  • the detection of the isolated operation may be performed in response to an abnormality in the frequency.
  • the isolated operation may be detected according to at least one of phase jump detection and frequency abnormality detection.
  • a stable power converter and a control method thereof are provided.

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Abstract

電力変換部と電圧検出部と周波数検出部と位相決定部と駆動部と位相跳躍検出部と周波数異常検出部と異常判定部とを備えた電力変換装置が提供される。電力変換部は、直流電力を交流電力に変換する変換器を有し、交流電力を電力系統及び負荷に出力する。電圧検出部は、電力系統の系統電圧の電圧値を検出する。周波数検出部は、系統電圧の周波数を検出する。位相決定部は、検出された周波数を基に、出力電流の位相を決定する。駆動部は、決定された出力電流の位相に応じて変換器の動作を制御する。異常判定部は、位相の急変及び周波数の異常の少なくとも一方の検出から所定時間の経過の後、系統電圧の周波数または基準周期と系統電圧の周期との位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内に無い場合に、駆動部の動作を停止させる。これにより、安定した動作の電力変換装置及びその制御方法が提供される。

Description

電力変換装置及びその制御方法
　本発明の実施形態は、電力変換装置及びその制御方法に関する。
　太陽電池パネルなどの直流電源から入力される直流電圧を交流電圧に変換して電力系統に出力する電力変換装置がある。電力変換装置は、例えば、パワーコンディショナと呼ばれる。こうした電力変換装置において、電力系統から切り離された状態で動作し続けることを抑制する単独運転防止機能を有するものがある。また、瞬時電圧低下などの一時的な電力系統の不具合が発生した場合に、異常停止せずに動作を継続させるＦＲＴ（Fault Ride Through）機能を有する電力変換装置もある。
　しかしながら、単独運転防止機能とＦＲＴ機能とは、両者の動作の性質上、両立が難しい。このため、電力変換装置では、単独運転抑制機能とＦＲＴ機能とを両立させ、より安定した動作を得ることが望まれる。
岡土千尋、他３名、「太陽光発電用インバータの新しい単独運転検出保護」T.IEE Japan,Vol.114-B,No.7/8,'94,p.732-738
　本発明の実施形態は、安定した動作の電力変換装置及びその制御方法を提供する。
　本発明の実施形態によれば、電力変換部と、電圧検出部と、周波数検出部と、位相決定部と、駆動部と、位相跳躍検出部と、周波数異常検出部と、異常判定部と、を備えた電力変換装置が提供される。前記電力変換部は、直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換する変換器を有し、前記交流電力を電力系統及び負荷に出力する。前記電圧検出部は、前記電力系統の系統電圧の電圧値を検出する。前記周波数検出部は、前記系統電圧の周波数を検出する。前記位相決定部は、前記周波数検出部の検出した周波数を基に、前記電力変換部の前記系統電圧に対する出力電流の位相を決定する。前記駆動部は、前記位相決定部で決定された前記出力電流の位相に応じて前記変換器の動作を制御する。前記位相跳躍検出部は、予め記憶した基準周期と前記系統電圧の周期との位相差から前記系統電圧の位相の急変を検出する。前記周波数異常検出部は、前記系統電圧の周波数の異常を検出する。前記異常判定部は、前記位相の急変及び前記周波数の異常の少なくとも一方の検出から所定時間の経過の後、前記系統電圧の周波数または前記位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定し、前記所定の範囲内に無い場合に、前記駆動部の動作を停止させる。
　本発明の実施形態によれば、安定した動作の電力変換装置及びその制御方法が提供される。
実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。 位相決定部に用いられる関数の一例を模式的に表すグラフ図である。 実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
　以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
　なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
　なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　図１は、実施形態に係る電力変換装置を模式的に表すブロック図である。
　図１に表したように、電力変換装置１０は、平滑コンデンサ１１と、電力変換部１２と、制御部１４と、電圧検出部１５と、電流検出部１６と、を備える。
　電力変換装置１０は、直流電源２、電力系統４、及び、負荷６のそれぞれに接続される。電力変換装置１０は、例えば、コネクタなどにより、直流電源２、電力系統４、負荷６のそれぞれに対して着脱可能に接続される。なお、本願明細書において、「接続」には、直接接触して接続される場合の他に、他の導電性部材などを介して電気的に接続される場合も含むものとする。また、トランスなどを介して磁気的に結合している場合なども、「接続」に含むものとする。
　電力変換装置１０は、例えば、一対の電源入力線２ａ、２ｂを介して直流電源２に接続される。電力変換装置１０には、直流電源２から直流電力が供給される。直流電源２は、例えば、太陽電池パネルである。電力変換装置１０には、太陽電池パネルで発電された直流電力が供給される。直流電源２は、例えば、ガスタービンエンジンなどの小型発電機、燃料電池などの蓄電池、風力発電機、または、地熱発電機などでもよい。直流電源２は、いわゆる分散型電源である。直流電源２は、直流電力を電力変換装置１０に供給可能な任意の分散型電源でよい。
　電力系統４は、例えば、電力を需要家の受電設備に供給するための送電線である。電力系統４の供給する電力は、交流である。電力系統４は、例えば、商用電源の送電線である。電力系統４の交流電力の電圧は、例えば、１００Ｖ（実効値）である。電力系統４の交流電力の周波数は、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。電力系統４は、例えば、自家発電システム内の送電線などでもよい。
　電力変換装置１０は、遮断器８を介して電力系統４に接続される。遮断器８は、電力変換装置１０と電力系統４とを接続する閉状態と、電力変換装置１０と電力系統４との接続を遮断する開状態と、を有する。遮断器８は、例えば、閉状態において電力変換装置１０と電力系統４とを電気的に接続し、開状態において電力変換装置１０と電力系統４とを電気的に絶縁する。遮断器８の開閉は、例えば、電力系統４の管理者によって制御される。遮断器８の開閉は、例えば、電力会社などによって制御される。
　負荷６は、交流負荷である。負荷６の定格電力は、電力系統４の交流電力に対応する。負荷６は、例えば、電子機器などである。負荷６は、例えば、配電盤や分電盤などを介して電力変換装置１０に接続される。また、負荷６は、電力変換装置１０と遮断器８との間に接続される。すなわち、負荷６は、遮断器８よりも電力変換装置１０側において、電力変換装置１０と接続される。
　電力変換装置１０は、直流電源２から供給された直流電力を電力系統４及び負荷６に対応した交流電力に変換し、電力系統４及び負荷６に供給する。このように、電力変換装置１０は、電力系統４に交流電力を供給する、いわゆる逆潮流を行うとともに、負荷６への電力供給を行う。
　平滑コンデンサ１１は、例えば、一対の電源入力線２ａ、２ｂの間に直列に接続される。平滑コンデンサ１１は、直流電源２から供給される直流の入力電圧を平滑化する。平滑コンデンサ１１は、直流電源２からの入力電圧によって充電される。
　電力変換部１２は、平滑コンデンサ１１によって平滑された直流電圧を交流電圧に変換して電力系統４に出力する。電力変換部１２は、例えば、変換器２０と、変圧器２２と、を有する。
　変換器２０は、直流電圧を交流電圧に変換して変圧器２２に出力する。すなわち、変換器２０は、いわゆるインバータである。変圧器２２は、例えば、変換器２０から出力された交流電圧を変圧し、変圧後の交流電圧を電力系統４及び負荷６に出力する。電力変換部１２は、例えば、変換器２０から出力される交流電圧の高調波成分を除去するフィルタなどをさらに有してもよい。
　変換器２０には、例えば、自励式の変換器が用いられる。変換器２０は、例えば、スイッチング素子を有し、スイッチング素子のオン・オフによって、直流電圧を交流電圧に変換する。変換器２０のスイッチング素子には、例えば、自己消弧型の素子が用いられる。より具体的には、例えば、ＧＴＯ（Gate Turn-Off thyristor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが用いられる。
　変換器２０の変換する交流電力は、単相交流でもよいし、三相交流でもよいし、他の交流電力でもよい。例えば、変換器２０の変換する交流電力が三相交流である場合には、三相交流の各相毎に変圧器２２が設けられる。以下では、単相交流を例に説明を行う。
　電圧検出部１５は、電力系統４の系統電圧の電圧値を検出する。換言すれば、電圧検出部１５は、電力変換部１２の出力電圧の電圧値を検出する。電圧検出部１５は、制御部１４と電気的に接続されている。電圧検出部１５は、検出した系統電圧の電圧値を制御部１４に入力する。
　電流検出部１６は、電力系統４の系統電流の電流値を検出する。換言すれば、電流検出部１６は、電力変換部１２の出力電流の電流値を検出する。電流検出部１６は、制御部１４と電気的に接続されている。電流検出部１６は、検出した系統電流の電流値を制御部１４に入力する。
　制御部１４は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサである。制御部１４は、例えば、図示を省略したメモリから所定のプログラムを読み出し、そのプログラムを逐次処理することによって、電力変換装置１０の各部を統括的に制御する。プログラムを記憶したメモリは、制御部１４内に設けてもよいし、制御部１４と別に設け、制御部１４と電気的に接続してよい。また、制御部１４は、１つのプロセッサで構成してもよいし、複数のプロセッサで構成してもよい。
　制御部１４は、電力変換部１２と電気的に接続されている。制御部１４は、電力変換部１２による電力の変換を制御する。制御部１４は、例えば、変換器２０のスイッチング素子と電気的に接続される。制御部１４は、例えば、スイッチング素子のオン・オフを制御する。これにより、制御部１４は、例えば、直流電圧を電力系統４及び負荷６に応じた電圧及び周波数の交流電圧に変換する。
　制御部１４は、駆動部３０、位相同期回路３１、位相跳躍検出部３２、電圧異常検出部３３、周波数異常検出部３４、周波数検出部３５、位相決定部３６、及び、異常判定部３７を有する。
　位相同期回路３１は、電圧検出部１５に接続されている。位相同期回路３１は、電圧検出部１５によって検出された系統電圧の位相を検出し、系統電圧の位相に同期した同期信号を出力する。位相同期回路３１は、いわゆるＰＬＬ（Phase Locked Loop）である。
　位相跳躍検出部３２は、電圧検出部１５に接続されている。位相跳躍検出部３２は、電圧検出部１５によって検出された系統電圧の位相の急変を検出する。
　位相跳躍検出部３２は、系統電圧のゼロクロス点を基に、系統電圧の１周期の時間を算出する。また、位相跳躍検出部３２は、系統電圧の基準周期を記憶している。位相跳躍検出部３２は、基準周期と検出した周期との時間差から、基準周期と検出した周期との位相差を算出する。そして、位相跳躍検出部３２は、算出した位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定する。換言すれば、位相跳躍検出部３２は、算出した位相差が上限値以下か否か及び下限値以上か否かを判定する。位相跳躍検出部３２は、算出した位相差が所定の範囲から外れている場合に、位相の急変を検出する。すなわち、位相跳躍の発生を検出する。
　基準周期は、例えば、予め設定された固定値である。基準周期は、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。基準周期は、固定値に限ることなく、例えば、直前に検出された周期などでもよい。位相跳躍の検出方法は、上記に限ることなく、他の検出方法でもよい。
　電圧異常検出部３３は、電圧検出部１５に接続されている。電圧異常検出部３３は、電圧検出部１５によって検出された系統電圧の異常を検出する。電圧異常検出部３３は、検出された系統電圧の電圧値が所定の範囲内にあるか否かを判定する。換言すれば、電圧異常検出部３３は、検出された系統電圧の電圧値が上限値以下か否か及び下限値以上か否かを判定する。電圧異常検出部３３は、電圧値が所定の範囲から外れている場合に、系統電圧の異常を検出する。電圧異常検出部３３には、例えば、電圧リレーが用いられる。
　周波数異常検出部３４は、電圧検出部１５に接続されている。周波数異常検出部３４は、電圧検出部１５によって検出された系統電圧の周波数の異常を検出する。周波数異常検出部３４は、検出された系統電圧の周波数が所定の範囲内にあるか否かを判定する。換言すれば、周波数異常検出部３４は、検出された系統電圧の周波数が上限値以下か否か及び下限値以上か否かを判定する。周波数異常検出部３４は、周波数が所定の範囲から外れている場合に、系統電圧の異常を検出する。周波数異常検出部３４には、例えば、周波数リレーが用いられる。
　周波数検出部３５は、電圧検出部１５に接続されている。周波数検出部３５は、例えば、系統電圧のゼロクロス点を基に、系統電圧の周波数を検出する。なお、周波数異常検出部３４は、自ら系統電圧の周波数を検出し、その周波数の異常を検出してもよいし、周波数検出部３５で検出された周波数の異常を検出してもよい。
　位相決定部３６は、周波数検出部３５の検出した周波数を基に、電力変換部１２の系統電圧に対する出力電流の位相を決定する。
　図２は、位相決定部に用いられる関数の一例を模式的に表すグラフ図である。
　図２に表したように、位相決定部３６は、系統電圧の周波数と、電力変換部１２の系統電圧に対する出力電流の位相と、を関連付けた関数ＦＴを記憶している。位相決定部３６は、周波数検出部３５の検出した周波数を基に関数ＦＴを参照することにより、検出された周波数に対応する出力電流の位相を決定する。
　図２に表したように、位相決定部３６は、系統電圧の周波数が定格周波数ｆ０よりも高い場合に、出力電流の位相を進め、系統電圧の周波数が定格周波数ｆ０よりも低い場合に、出力電流の位相を遅らせる。また、位相決定部３６は、定格周波数ｆ０において、力率を実質的に１にする。定格周波数ｆ０は、例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚである。
　駆動部３０には、電力基準が入力される。電力基準には、例えば、有効電力の基準と、無効電力の基準と、が含まれる。電力基準は、例えば、有効電力の基準のみでもよい。電力基準は、例えば、電力系統４を制御する上位のコントローラなどから電力変換装置１０に入力される。電力基準は、電力変換装置１０内で生成してもよい。例えば、直流電源２が太陽電池パネルである場合には、太陽電池パネルの出力電圧と出力電流とから求められる最適動作点の電力を電力基準として用いてもよい。
　駆動部３０は、入力された電力基準に応じて変換器２０の動作を制御する。これにより、駆動部３０は、電力変換部１２から電力基準に応じた電力が出力されるようにする。
　また、駆動部３０には、位相同期回路３１から出力された同期信号が入力される。駆動部３０は、電力変換部１２の出力電圧の位相を同期信号に近づけるように、変換器２０の動作を制御する。すなわち、駆動部３０は、電力変換部１２の出力電圧の位相を同期信号に同期させる。換言すれば、駆動部３０は、電力変換部１２の出力電圧の位相を系統電圧の位相に同期させる。
　さらに、駆動部３０には、位相決定部３６で決定された出力電流の位相が入力される。駆動部３０は、位相決定部３６で決定された出力電流の位相に応じて変換器２０の動作を制御する。
　これにより、電力変換装置１０が電力系統４と連系している場合には、系統電圧の周波数（電力変換部１２の出力電圧の周波数）が、定格周波数ｆ０で実質的に一定になる。一方、遮断器８が開状態になり、電力変換装置１０が電力系統４から切り離された場合には、負荷６に応じて系統電圧の周波数が変化する。より詳しくは、負荷６がインダクタンスを有する遅れ力率の場合には、系統電圧の周波数が上昇し、負荷６がキャパシタを有する進み力率の場合には、系統電圧の周波数が低下する。
　従って、電力変換装置１０が電力系統４から切り離された場合には、位相跳躍検出部３２や周波数異常検出部３４などによって異常が検出される。すなわち、制御部１４は、いわゆるスリップモード周波数シフト法によって、電力変換装置１０の単独運転を検出する。なお、スリップモード周波数シフト法については、例えば、上記の非特許文献１などで詳細に説明されている。
　異常判定部３７は、駆動部３０、位相跳躍検出部３２、電圧異常検出部３３、及び、周波数異常検出部３４のそれぞれと接続されている。異常判定部３７は、電圧異常検出部３３によって系統電圧の異常が検出された場合に、所定時間の計時を開始する。そして、異常判定部３７は、所定時間の経過まで系統電圧の異常状態が継続されているか否かを判定する。異常判定部３７は、異常状態が継続されていると判定した場合、系統電圧の異常を報知する信号を駆動部３０に送信し、駆動部３０の動作を停止させる。すなわち、電力変換部１２からの交流電力の出力を停止させる。換言すれば、電力変換装置１０をエラー停止させる。
　一方、異常判定部３７は、所定時間の経過までに、電圧異常検出部３３による系統電圧の異常の検出状態が解消されたと判定した場合、駆動部３０の動作を継続させる。これにより、例えば、瞬時電圧低下などの一時的な系統電圧の擾乱が発生した場合にも、電力変換装置１０の動作を逐一停止させることなく運転を継続させることができる。すなわち、系統電圧に対するＦＲＴ機能を実現することができる。所定時間は、例えば、１秒である。ＦＲＴ機能の計時時間（遅延時間）は、電力系統４や負荷６の仕様などに合わせて適宜設定すればよい。
　また、異常判定部３７は、位相跳躍検出部３２によって位相跳躍の発生が検出された場合に、所定時間の計時を開始する。そして、異常判定部３７は、所定時間の経過の後、周波数異常検出部３４によって周波数の異常が検出されているか否かを判定する。この場合の所定時間は、例えば、１秒である。異常判定部３７は、周波数の異常が検出されていると判定した場合、周波数の異常を報知する信号を駆動部３０に送信し、駆動部３０の動作を停止させる。一方、異常判定部３７は、周波数の異常が検出されていないと判定した場合、駆動部３０の動作を継続させる。
　図３は、実施形態に係る電力変換装置の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
　図３に表したように、電力変換装置１０の制御部１４においては、位相跳躍検出部３２が、検出した系統電圧の周期と基準周期との位相差から、位相跳躍の検出を行う（ステップＳ０１）。位相跳躍の発生が検出されると、位相跳躍の発生を示す信号が、位相跳躍検出部３２から異常判定部３７に入力される。
　位相跳躍検出部３２で位相跳躍の発生が検出されると、異常判定部３７において、所定時間の計時が開始される（ステップＳ０２）。そして、所定時間の経過の後、周波数異常検出部３４によって周波数の異常が検出されているか否かが、異常判定部３７で判定される。すなわち、系統電圧の周波数が所定の範囲内にあるか否かが判定される（ステップＳ０３）。
　周波数が所定の範囲内に無い場合には、駆動部３０の動作が停止され、電力変換装置１０がエラー停止する（ステップＳ０４）。一方、周波数が所定の範囲内に有る場合には、駆動部３０の動作が継続され、電力変換装置１０の運転が継続される（ステップＳ０５）。
　上述のように、電力変換装置１０が電力系統４から切り離されている場合には、負荷６に応じて系統電圧の周波数が変化する。従って、位相跳躍の検出から所定時間が経過した後に、系統電圧の周波数が所定の範囲内に無い場合には、電力変換装置１０をエラー停止させる。これにより、電力変換装置１０の単独運転を適切に抑制することができる。
　また、位相跳躍は、例えば、瞬時電圧低下などの一時的な系統電圧の擾乱でも発生する場合がある。従って、位相跳躍の検出から所定時間が経過した後に、系統電圧の周波数が所定の範囲内に有る場合には、電力変換装置１０の運転を継続させる。これにより、例えば、瞬時電圧低下などに起因する位相跳躍の検出に対して、電力変換装置１０の動作を逐一停止させることなく運転を継続させることができる。これにより、例えば、系統電圧の位相や周波数に対するＦＲＴ機能を実現することができる。
　例えば、位相跳躍の検出に応答して単独運転が発生したと判断し、直ちにエラー停止する電力変換装置がある。こうした電力変換装置では、系統電圧の位相や周波数に対するＦＲＴ機能が、単独運転の防止機能と重なってしまう。このため、位相や周波数に対するＦＲＴ機能と単独運転防止機能との両立が難しい。
　これに対して、本実施形態に係る電力変換装置１０では、位相跳躍の検出から所定時間が経過した後に、周波数の異常が検出されているか否かを判定し、周波数が所定の範囲内に無い場合に、駆動部３０の動作を停止させる。これにより、電力変換装置１０では、位相や周波数に対するＦＲＴ機能と単独運転防止機能とを両立させることができる。従って、位相跳躍の検出に応答して直ちにエラー停止する電力変換装置などに比べて、動作をより安定させることができる。
　図４は、実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
　図４に表したように、この例では、位相跳躍検出部３２で位相跳躍が検出（ステップＳ１１）され、異常判定部３７で所定時間の計時が開始（ステップＳ１２）された後、駆動部３０が、電力変換部１２の出力電圧の位相と、位相同期回路３１から入力された同期信号と、の同期を停止させる（ステップＳ１３）。
　異常判定部３７は、所定時間の経過の後、位相跳躍検出部３２からの信号を基に、系統電圧の周期と基準周期との間の位相差が、所定の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。換言すれば、位相跳躍が検出されているか否かを判定する。
　異常判定部３７は、位相差が所定の範囲内に無い場合、駆動部３０の動作を停止させ、電力変換装置１０をエラー停止させる（ステップＳ１５）。
　一方、異常判定部３７は、位相差が所定の範囲内に有る場合、駆動部３０の動作を継続させ、電力変換装置１０の運転を継続させる（ステップＳ１６）。また、駆動部３０は、電力変換装置１０の運転を継続させる場合、電力変換部１２の出力電圧の位相と、位相同期回路３１から入力された同期信号と、の同期を再開させる。
　系統電圧の周波数が変化した場合には、系統電圧の周期と基準周期との間に、位相差が生じる。従って、図４に表したように、位相跳躍の検出から所定時間が経過した後に、位相差が所定の範囲内か否かを判定してもよい。この場合にも、上記実施形態と同様に、位相や周波数に対するＦＲＴ機能と単独運転防止機能とを両立させ、安定した動作を得ることができる。
　この際、ステップＳ１３に表したように、位相同期回路３１による位相の追従を停止させる。これにより、例えば、位相差の検出精度を高めることができる。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
　図５（ａ）に表したように、この例では、系統電圧の周波数が所定の範囲内にあるか否かが判定された後、所定の範囲内に無いと判定された場合に、所定の範囲内に無いと判定された回数が、所定の回数に達したか否かが異常判定部３７で判定される（ステップＳ２４）。なお、この例において、ステップＳ２１～ステップＳ２３までは、図３に関して説明したステップＳ０１～ステップＳ０３と実質的に同じであるから、詳細な説明は省略する。
　異常判定部３７は、判定の回数が所定の回数に達していないと判定した場合、ステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２及びステップＳ２３の処理を繰り返す。一方、異常判定部３７は、判定の回数が所定の回数に達したと判定した場合、電力変換装置１０をエラー停止させる（ステップＳ２５）。また、ステップＳ２３において、周波数が所定の範囲内に有ると判定された場合には、上記と同様に、電力変換装置１０の運転が継続される（ステップＳ２６）。
　異常判定部３７は、系統電圧の周波数が所定の範囲内に無いと判定される毎に、回数をカウントするとともに、例えば、周波数が所定の範囲内に有ると判定された場合や電力変換装置１０をエラー停止させた場合（所定回数に達した場合）などに、回数のカウント値を初期値に戻す。
　このように、電力変換装置１０をエラー停止させるまでに、周波数を複数回確認する。これにより、例えば、瞬時電圧低下などにともなう一時的な変動の場合に、定常運転状態に復帰させるまでの時間を短くすることができる。例えば、より安定した動作を得ることができる。なお、このように複数回の確認を行う場合には、例えば、位相跳躍の検出からエラー停止までの時間が、約１秒となるように、計時時間などを調整する。
　図５（ｂ）に表したように、この例では、系統電圧の周期と基準周期との間の位相差が所定の範囲内にあるか否かが判定された後、所定の範囲内に無いと判定された場合に、所定の範囲内に無いと判定された回数が、所定の回数に達したか否かが異常判定部３７で判定される（ステップＳ３５）。なお、この例において、ステップＳ３１～ステップＳ３４、ステップＳ３６及びステップＳ３７は、図４に関して説明したステップＳ１１～ステップＳ１６と実質的に同じであるから、詳細な説明は省略する。このように、電力変換装置１０をエラー停止させるまでに、位相差を複数回確認するようにしてもよい。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態に係る電力変換装置の別の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、この例では、周波数異常検出部３４が、検出された系統電圧の周波数の異常を検出する（ステップＳ４１、Ｓ５１）。そして、周波数異常検出部３４の周波数の異常の検出に応じて、異常判定部３７が、所定時間の計時を開始する（ステップＳ４２、Ｓ５２）。以下の処理は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に関して説明した処理と実質的に同じであるから、詳細な説明は省略する。
　このように、単独運転の検出は、周波数の異常を契機として行ってもよい。すなわち、単独運転の検出は、位相跳躍の検出及び周波数の異常の検出の少なくとも一方に応じて行えばよい。
　実施形態によれば、安定した動作の電力変換装置及びその制御方法が提供される。
　以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、電力変換装置に含まれる、電力変換部、変換器、電圧検出部、周波数検出部、位相決定部、駆動部、位相跳躍検出部、周波数異常検出部、異常判定部、及び、位相同期回路などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
　また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
　その他、本発明の実施の形態として上述した電力変換装置及びその制御方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての電力変換装置及びその制御方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
　その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (5)

  1. 　直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換する変換器を有し、前記交流電力を電力系統及び負荷に出力する電力変換部と、
    　前記電力系統の系統電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、
    　前記系統電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
    　前記周波数検出部の検出した周波数を基に、前記電力変換部の前記系統電圧に対する出力電流の位相を決定する位相決定部と、
    　前記位相決定部で決定された前記出力電流の位相に応じて前記変換器の動作を制御する駆動部と、
    　予め記憶した基準周期と前記系統電圧の周期との位相差から前記系統電圧の位相の急変を検出する位相跳躍検出部と、
    　前記系統電圧の周波数の異常を検出する周波数異常検出部と、
    　前記位相の急変及び前記周波数の異常の少なくとも一方の検出から所定時間の経過の後、前記系統電圧の周波数または前記位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定し、前記所定の範囲内に無い場合に、前記駆動部の動作を停止させる異常判定部と、
    　を備えた電力変換装置。
  2. 　前記系統電圧の位相を検出し、前記系統電圧の位相に同期した同期信号を出力する位相同期回路をさらに備え、
    　前記異常判定部は、前記位相差が前記所定の範囲内に無い場合に、前記駆動部の動作を停止させ、
    　前記駆動部は、前記電力変換部の出力電圧の位相を前記同期信号に同期させるように、前記変換器の動作を制御するとともに、前記位相の急変及び前記周波数の異常の少なくとも一方が検出された際に、前記同期を停止させる請求項１記載の電力変換装置。
  3. 　前記異常判定部は、前記系統電圧の周波数または前記位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定した後、前記所定の範囲内に無いと判定された回数が、所定の回数に達したか否かを判定し、前記所定の回数に達した場合に、前記駆動部の動作を停止させる請求項１記載の電力変換装置。
  4. 　前記位相決定部は、前記系統電圧の周波数が定格周波数よりも高い場合に、前記出力電流の位相を進め、前記系統電圧の周波数が前記定格周波数よりも低い場合に、前記出力電流の位相を遅らせる請求項１記載の電力変換装置。
  5. 　　直流電源から供給された直流電力を交流電力に変換する変換器を有し、前記交流電力を電力系統及び負荷に出力する電力変換部と、
    　　前記電力系統の系統電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、
    　　前記系統電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
    　　前記周波数検出部の検出した周波数を基に、前記電力変換部の前記系統電圧に対する出力電流の位相を決定する位相決定部と、
    　　前記位相決定部で決定された前記出力電流の位相に応じて前記変換器の動作を制御する駆動部と、
    　を備えた電力変換装置の制御方法であって、
    　予め記憶した基準周期と前記系統電圧の周期との位相差から前記系統電圧の位相の急変を検出する位相跳躍検出部と、
    　前記系統電圧の周波数の異常を検出する周波数異常検出部と、
    　前記系統電圧の位相の急変及び前記系統電圧の周波数の異常の少なくとも一方を検出する工程と、
    　前記検出から所定時間の経過の後、前記系統電圧の周波数または前記位相差が所定の範囲内にあるか否かを判定する工程と、
    　前記所定の範囲内に無い場合に、前記駆動部の動作を停止させる工程と、
    　を備えた電力変換装置の制御方法。
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