CN102792545B - 太阳能发电***以及供电*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能发电***以及供电***。所述太阳能发电***具备：包括太阳能电池（3）的直流电源；将从直流电源输出的直流电变换成交流电的功率转换装置（2）；检测从功率转换装置（2）向电力***（1）输出的电压的电压检测部（5）；检测从功率转换装置（2）向电力***（1）输出的电流的电流检测部（6）；根据电压检测部（5）的输出和电流检测部（6）的输出来检测有效功率的有效功率检测部（7）；基于有效功率检测部（7）的输出、有效功率的输出目标值（Pref）来运算从功率转换装置（2）输出的电压的角频率（ω）的质点系运算部（10）；基于角频率（ω）、检测电流值（IG）和设定电压值（Vref）来运算功率转换装置（2）的输出电压目标值（Ec）的电特性运算部（21）；以及根据输出电压目标值（Ec）来对功率转换装置（2）进行控制的功率转换控制部（14）。

Description

太阳能发电***以及供电***
技术领域
本发明的实施方式涉及太阳能发电***以及供电***。
背景技术
由于太阳能发电会因为日照量而使得发电量产生长时间的变动或短时间的变动，所以，与火力发电等以往的发电***相比，难以实现稳定的电力供给。另外，由于火力发电等的同步发电机潜在地具有当***频率发生变动时对该频率变动进行抑制的作用，甚至具备调速机，在***频率变动时调整发电量来抑制频率变动，所以有助于***频率的稳定化。与此相对，在将太阳能发电模块与电力储存装置组合而成的发电***中，由于不存在当***频率发生变动时通过同步发电机产生的上述那样的频率调整作用，所以可以预想到在向电力***大量引入的情况下，难以实现***频率的稳定化。
以往，已经提出了使以蓄电池为代表的电力储存装置与太阳能发电模块组合，来将太阳能发电模块与蓄电池的有效功率的合计控制为恒定的发电***、对太阳能发电模块的输出的短时间变动进行抑制的方法（例如参照专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009－213319号公报
专利文献2：日本特开2007－318833号公报
在上述专利文献2所公开的控制装置中，根据从逆变器电源输出的有效功率和输出目标值计算出相位修正值，以相位修正值对逆变器电源的端子电压的相位进行修正，并基于修正后的相位值生成正弦波，将其与被供给的振幅目标值相乘来计算出逆变器电源的目标电压，由此对逆变器电源进行控制。
发明内容
发明要解决的课题
但是，如果根据逆变器电源的有效功率和端子电压对逆变器电源的端子电压的相位进行修正，计算出目标电压，则难以使逆变器电源的输出电压的计算精度提高。结果，在使逆变器电源与电力***联接运转的情况下，难以进行稳定的电力供给。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供即使在与电力***联接运转的情况下，也能够供给稳定的电力的太阳能发电***以及供电***。
用于解决课题的方法
本发明的一个方式涉及的太阳能发电***具备：直流电源，其包括太阳能电池和蓄电池，该蓄电池利用从上述太阳能电池输出的电力进行充电，并且向功率转换装置进行直流电的放电；上述功率转换装置，将从上述直流电源输出的直流电变换成交流电并供给至电力***；电压检测部，检测上述功率转换装置与上述电力***的连接点的电压；电流检测部，检测由上述功率转换装置输出的电流；有效功率检测部，根据由上述电压检测部检测出的电压值和由上述电流检测部检测出的电流值来检测有效功率；质点系运算部，基于由上述有效功率检测部检测出的有效功率值和有效功率的输出目标值，来运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率；电特性运算部，基于上述角频率、由上述电流检测部检测出的电流值、以及设定电压值，来运算上述功率转换装置的输出电压目标值；以及功率转换控制部，根据上述输出电压目标值来对上述功率转换装置进行控制。
本发明的一个方式涉及的供电***具备：直流电源，其直流电源，包括进行充电并且向功率转换装置进行直流电的放电的蓄电池；上述功率转换装置，将从上述直流电源输出的直流电变换成交流电并向电力***供给；电压检测部，检测上述功率转换装置与上述电力***的连接点的电压；电流检测部，检测由上述功率转换装置输出的电流；有效功率检测部，根据由上述电压检测部检测出的电压值和由上述电流检测部检测出的电流值来检测有效功率；质点系运算部，基于由上述有效功率检测部检测出的有效功率值和有效功率的输出目标值，运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率；电特性运算部，基于上述角频率、由上述电流检测部检测出的电流值、以及设定电压值，来运算上述功率转换装置的输出电压目标值；以及功率转换控制部，根据上述输出电压目标值来对上述功率转换装置进行控制。
发明效果
根据本发明，可以提供即使在与电力***联接运转的情况下，也能够供给稳定的电力的太阳能发电***以及供电***。
附图说明
图1是用于对第1实施方式涉及的太阳能发电***的一个构成例进行说明的图。
图2A是表示太阳能发电***的输出电压与有效功率的关系的一个例子的图。
图2B是表示太阳能发电***的输出电压与有效功率的关系的一个例子的图。
图3是用于对图1所示的太阳能发电***的机械输出运算部的构成的一个例子进行说明的图。
图4是用于对图1所示的太阳能发电***的质点系运算部的构成的一个例子进行说明的图。
图5是用于对图1所示的太阳能发电***的励磁电压运算部的构成的一个例子进行说明的图。
图6是表示太阳能电池的输出、有效功率设定值、蓄电池的输出之间的关系的一个例子的图。
图7是用于对第1实施方式的另一构成例进行说明的图。
图8是用于对第2实施方式涉及的太阳能发电***的一个构成例进行说明的图。
图9是用于对图8所示的太阳能发电***的端子电压控制部的构成的一个例子进行说明的图。
图10是用于对图8所示的太阳能发电***的电压指令修正部的构成的一个例子进行说明的图。
图11是用于对第2实施方式的另一构成例进行说明的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的第1实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***详细进行说明。如图1所示，本实施方式涉及的太阳能发电***具备：直流电源，其具备太阳能电池3以及对由太阳能电池3发电的电力进行蓄电的蓄电池4；功率转换装置2，其将从太阳能电池3以及蓄电池4输出的直流电变换成交流电，经由平滑电抗器（reactor）18与电力***1连接；电压检测部5，其设置在功率转换装置2与电力***1的连接点附近，对该连接点的电压进行检测；电流检测部6，其设置在功率转换装置2与电力***1的连接点，对从功率转换装置2输出的电流进行检测；有效功率检测部7，其根据由电压检测部5以及电流检测部6检测出的电压值以及电流值来检测有效功率；功率转换控制部14，其控制功率转换装置2的动作；和发电机特性运算装置20，其对功率转换控制部14供给作为正弦波的输出电压目标Ec。
电压检测部5在平滑电抗器18与电力***1之间连接于平滑电抗器18的附近。电流检测部6串联连接在电力***1与功率转换装置2之间。有效功率检测部7被输入电压检测部5的输出值和电流检测部6的输出值。
发电机特性运算装置20具备：有效功率设定部8、被供给有效功率设定部8的输出值和质点系运算部10的输出值的机械输出运算部9、被供给有效功率检测部7的输出值Pe和机械输出运算部9的输出值Tm的质点系运算部10、被供给电压设定部11的输出值Vref和电压检测部5的输出值（最近电压值）VT的励磁电压运算部12、以及被供给电流检测部6的输出值IG、质点系运算部10的输出值ω和励磁电压运算部12的输出值Efd的输出电压运算部13。
输出电压运算部13的输出值Ec作为用于生成功率转换控制部14的输出值的基准电力被提供给功率转换控制部14。功率转换控制部14按照由输出电压运算部13供给的输出电压目标Ec来控制功率转换装置2。
功率转换装置2是双向逆变器，基于由功率转换控制部14输出的控制信号来输出交流电压。功率转换控制部14按照功率转换装置2的输出电压与功率转换控制部14被输入的输出电压目标Ec相等的方式进行控制。
这里，输出电压目标Ec例如为正弦波。如图2A所示，如果输出电压相对电力***1的电压为超前（日文：進み）相位，则从功率转换装置2朝向电力***1流动有效功率。如图2B所示，如果相对于电力***1的电压的相位差变大，则Ec－Vs的值变大，大幅流过有效功率。
另外，如果功率转换装置2的输出电压变大，则由电压检测部5检测的电压也变大，如果功率转换装置2的输出电压变小，则由电压检测部5检测的电压也变小。即，通过使输出电压目标Ec的相位与大小独立地变化，可以独立地控制从功率转换装置2流出的有效功率、和功率转换装置2的最近电压VT。
以下，对生成输出电压目标Ec的发电机特性运算装置20进行说明。有效功率设定部8输出应该使功率转换装置2输出的有效功率设定值Pref。机械输出运算部9与被称为同步发电机的调速机的控制装置相当，例如构成为实现图3所示的控制框图。机械输出运算部9将有效功率设定部8的输出值（有效功率设定值）Pref和质点系运算部10的输出值即角频率ω作为输入信号，来运算同步发电机的机械输出（机械转矩相当值）Tm。如果角频率ω从基准角频率ω0降低，则增益K的输入为正值，最终机械输出Tm增加。反过来，如果角频率ω从基准角频率ω0上升，则增益K的输入为负值，最终机械输出Tm减少。
质点系运算部10运算同步发电机的运动方程式。质点系运算部10例如构成为实现图4所示的框图。在图4中，模块10A的常量M相当于含有涡轮的发电机的惯性常量，模块10B的系数D相当于阻尼（damping）系数。在机械输出Tm恒定的情况下，如果有效功率值Pe因电力***1的负荷减少等而减少，则由于向图4所示的模块10A的输入变为正值，所以角频率ω以与惯性常量M和阻尼系数D对应的变化率上升。反过来，如果有效功率值Pe因电力***1的负荷增加等而增加，则由于向模块10A的输入变为负值，所以角频率ω以与惯性常量M和阻尼系数D对应的变化率降低。
在有效功率值Pe恒定、机械输出Tm变化的情况下，极性变反。因此，如果机械输出Tm减少则角频率ω降低，如果机械输出Tm增加则角频率ω上升。
质点系运算部10如上述那样运算同步发电机中的角频率ω。在机械输出运算部9中，由于角频率ω上升时使机械输出Tm减少，角频率ω降低时使机械输出Tm增加，所以按照抑制角频率ω的变动的方式发挥作用。
由质点系运算部10运算出的角频率ω被向电特性运算部21供给。电特性运算部21具备电压设定部11、励磁电压运算部12、输出电压运算部13。
电压设定部11用于输出功率转换装置2的最近电压VT的目标即电压设定值Vref。励磁电压运算部12相当于同步发电机的励磁控制装置，例如构成为实现图5所示的控制模块。
励磁电压运算部12根据电压设定值Vref与由电压检测部5获得的功率转换装置2的最近电压VT的差值（Vref－VT）来运算同步发电机的励磁电压相当值Efd，并将其向输出电压运算部13输出。如果最近电压VT小于电压设定值Vref（Vref－VT>0），则由于一次延迟的输入为正值，所以励磁电压相当值Efd增加，相反，如果最近电压VT大于电压设定值Vref（Vref－VT<0），则由于一次延迟的输入为负值，所以励磁电压相当值Efd减少。
输出电压运算部13用于运算同步发电机的电特性式、所谓的Park式。输出电压运算部13将励磁电压运算部12的输出即励磁电压相当值Efd、质点系运算部10的输出即角频率ω、以及由电流检测部6获得的功率转换装置2的输出电流作为输入值，来运算发电机端子电压相当值。
由于电压相位角可通过角频率ω与时间之积（ωt）获得，所以在电力***1的频率、即角频率ω因负荷增加等而降低的情况下，由于通过机械输出运算部9与质点系运算部10的作用将角频率ω控制成返回到基准角频率ω0附近，所以相对于电力***1的电压相位，输出电压目标Ec的相位在超前方向上差变大，对电力***1的供给电力增加，按照抑制电力***1的频率降低的方式动作。反过来，在电力***1的频率、即角频率ω因负荷减少等而上升的情况下，由于相对于电力***1的电压相位，输出电压目标Ec的相位在超前方向上差缩小，所以向电力***1的供给电力减少，按照抑制电力***1的频率上升的方式动作。
由于通过输出电压运算部13获得的输出电压目标Ec的大小与励磁电压运算部12的输出即励磁电压相当值Efd在相同的方向变化，所以如果电力***1的电压降低，则由于励磁电压相当值Efd变大，输出电压目标Ec也变大，所以按照抑制电力***1的电压降低的方式动作。相反，如果电力***1的电压上升，则由于励磁电压相当值Efd变小，输出电压目标Ec也变小，所以按照抑制电力***1的电压上升的方式动作。
由太阳能电池3和蓄电池4供给从功率转换装置2向电力***1流动的电力。由于太阳能电池3的发电电力根据日照量而变化，所以在从功率转换装置2向电力***1供给恒定的电力的情况下，会与太阳能电池3的发电电力之间产生差，导致电力的超出或不足。该超出或不足如图6所示那样，通过来自蓄电池4的放电或者对蓄电池4的充电来弥补。
需要说明的是，在不将由电压检测部5获得的电压自动控制为指定值的情况下、即允许因有效功率的增减等而引起的电压变动的情况下，通过由电压设定部11设定励磁电压相当值Efd，可省略励磁电压运算部12。另外，在只需要同步发电机单体的特性、不需要角频率ω的变动抑制的情况下，通过由有效功率设定部8设定机械输出Tm，可省略机械输出运算部9。
根据本实施方式涉及的太阳能发电***，由于功率转换控制部14基于对同步发电机的运动方程式、电特性式（Park式）、同步发电机的控制装置即调速机、励磁控制装置的特性进行运算的发电机特性运算装置20的输出，来控制功率转换装置2的输出电压，所以功率转换装置2相对于电力***1的电压、频率的变化，与同步发电机同等地动作。另外，由于还能够实现如时间表那样输出有效功率等与同步发电机同样的运用，所以可以与同步发电机同样地处理。
也可以如图7所示，构成为不具有太阳能电池3的供电***。向功率转换装置2的电力供给由对来自电力***1的电力进行了蓄电的蓄电池4进行。该情况下，上述处理除了从蓄电池4向电力***1供给电力时之外，在从电力***1向蓄电池4供给电力时也能应用。
如上述那样，根据本实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***，可以提供从电力***整体的监视控制来看，能够与同步发电机同等地处理，即使在与电力***联接运转的情况下，也能够供给稳定的电力的太阳能发电***以及供电***。
接下来，参照附图对本发明的第2实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***详细进行说明。其中，在以下的说明中，针对与上述的第1实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***相同的构成赋予相同的附图标记而省略说明。
本实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***与上述第1实施方式涉及的太阳能发电***的不同之处在于发电机特性运算装置20的电特性运算部21的构成。如图8所示，在本实施方式中，电特性运算部21具备：电压设定部11、被供给由电压设定部11输出的设定值Vref以及由电压检测部5输出的电压值（最近电压值）VT的端子电压控制部15、被供给端子电压控制部15的输出值EG以及质点系运算部10的输出值ω的电压指令运算部16、和被供给电压指令运算部16的输出值Ec0的电压指令修正部17。电压指令修正部17被供给电压指令运算部16的输出值Ec0、和从电流检测部6输出的电流值IG，将输出电压指令信号Ec′向功率转换控制部14输出。
端子电压控制部15按照电压检测部5的输出即最近电压VT与电压设定部11的输出即设定值Vref相等的方式，来运算功率转换装置2的输出电压的振幅EG。端子电压控制部15例如构成为实现图9所示那样的传递函数。
电压指令运算部16根据端子电压控制部15的输出值EG和质点系运算部10的输出值，来计算应该由功率转换装置2输出的电压。作为一个例子，电压指令运算部16的输出值Ec0可由下述的（1）式获得。其中，（1）式是1个相的量的电压指令值，在3个相的情况下，只要运算（1）式和具有±120°的相位差的电压指令值即可。
Ec0＝EG·sinωt····（1）
电压指令修正部17基于电流检测部6的输出值IG对电压指令运算部16的输出值Ec0进行修正。该修正用于补偿将功率转换装置2的输出电压设为同步发电机相当时与外部连接的平滑电抗器18的电压下降量，例如构成为实现图10所示的框图。图10所示的常量L成为与模拟特性的同步发电机的内部电感和平滑电抗器18的电感之差相当的值。
端子电压控制部15运算使最近电压VT与设定值Vref相等的输出电压的振幅EG，质点系运算部10根据由机械输出运算部9获得的机械输出Tm和由有效功率检测部7获得的有效功率值Pe来运算同步发电机的角频率ω，电压指令运算部16使用输出电压的振幅EG和角频率ω来计算第1输出电压指令Ec0。
在电压指令修正部17中，运算新的输出电压指令Ec′，并将输出电压指令Ec′向功率转换控制部14供给，该新的输出电压指令Ec′是基于根据电流检测部6所获得的电流值IG和常量L求出的平滑电抗器18的电压下降量修正了第1输出电压指令Ec0后得到的指令。在功率转换控制部14中，按照使输出电压指令Ec′与功率转换装置2的输出电压相等的方式来控制功率转换装置2。
由于修正前的第1输出电压指令Ec0如上述（1）式那样，根据质点系运算部10的输出即角频率ω和使最近电压（端子电压）VT与设定值Vref相等的输出电压振幅EG求出，所以相对于电力***1的频率变动、电压变动与上述第1实施方式的情况同样地和同步发电机同等动作。
此外，在不将电压检测部5获得的电压自动控制为设定值的情况下、即在允许因有效功率的增减等引起的电压变动的情况下，通过由电压设定部11设定输出电压振幅EG，可省略端子电压控制部15。
另外，当角频率ω的变动抑制仅基于发电机的特性就足够时，通过利用有效功率设定部8设定机械输出Tm，能够省略机械输出运算部9。并且，如果使模拟特性的同步发电机的内部电抗与平滑电抗器18的电抗同等，则通过对功率转换控制部14输入电压指令运算部16的输出，能够省略电压指令修正部17。
也可以如图11所示，构成为不具有太阳能电池3的供电***。由对来自电力***1的电力进行蓄电的蓄电池4进行对功率转换装置2的电力供给。该情况下，上述处理除了从蓄电池4向电力***1供给电力时之外，在从电力***1向蓄电池4供给电力时也被应用。
如上述那样，通过简化对同步发电机的特性进行模擬的发电机特性运算装置20的内容，能够以较少的运算量将与同步发电机接近的特性附加给太阳能发电***以及供电***。另外，由于还能够实现遵照时间表地输出有效功率等与同步发电机相同的运用，所以可以与同步发电机同样地进行处理。即，根据本实施方式涉及的太阳能发电***以及供电***，可以提供从电力***整体的监视控制来看，能够与同步发电机进行同等处理的太阳能发电***以及供电***。
此外，本发明并不仅限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围对构成要素进行变形而具体化。另外，通过将上述实施方式所公开的多个构成要素适当组合，能够形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的所有构成要素中删除几个构成要素。并且，也可以将属于不同实施方式的构成要素适当地进行组合。
附图标记说明：
VT…最近电压（端子电压），Pref…有效功率设定值，Tm…机械输出（机械转矩相当值），Pe…有效功率值，Vref…电压设定值，Efd…励磁电压相当值，Ec…输出电压目标，Ec0…第1输出电压指令，Ec′…输出电压指令，1…电力***，2…功率转换装置，3…太阳能电池，4…蓄电池，5…电压检测部，6…电流检测部，7…有效功率检测部，8…有效功率设定部，9…机械输出运算部，10…质点系运算部，12…励磁电压运算部，13…输出电压运算部，14…功率转换控制部，15…端子电压控制部，16…电压指令运算部，17…电压指令修正部，20…发电机特性运算装置，21…电特性运算部。

Claims (10)

1.一种太阳能发电***，其特征在于，具备：
直流电源，包括太阳能电池和蓄电池，该蓄电池利用从上述太阳能电池输出的电力进行充电，并且向功率转换装置进行直流电的放电；
上述功率转换装置，将从上述直流电源输出的直流电变换成交流电并供给至电力***；
电压检测部，检测上述功率转换装置与上述电力***的连接点的电压；
电流检测部，检测从上述功率转换装置输出的电流；
有效功率检测部，根据由上述电压检测部检测出的电压值和由上述电流检测部检测出的电流值来检测有效功率；
质点系运算部，基于由上述有效功率检测部检测出的有效功率值和有效功率的输出目标值，来运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率，以使在有效功率值减少的情况下使角频率上升，并且在有效功率值增加的情况下使角频率降低；
电特性运算部，基于上述角频率、由上述电流检测部检测出的电流值、以及设定电压值，来运算上述功率转换装置的输出电压目标值，以使在电力***的频率降低的情况下、使输出电压的目标值相对于***电压相位的相位差向超前方向扩展；以及
功率转换控制部，根据上述输出电压目标值来对上述功率转换装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电***，其特征在于，
上述电特性运算部还被供给由上述电压检测部检测出的电压值，
上述电特性运算部具有：励磁电压运算部，基于由上述电压检测部检测出的电压值和上述设定电压值来运算并输出励磁电压相当值；和输出电压运算部，基于由上述电流检测部检测出的电流值、上述角频率和上述励磁电压相当值来运算上述功率转换装置的输出电压目标值。
3.根据权利要求1所述的太阳能发电***，其特征在于，
上述电特性运算部具有：电压指令运算部，基于上述角频率和所设定的输出电压振幅来运算第1输出电压目标；和电压指令修正部，基于由上述电流检测部检测出的电流值对上述第1输出电压目标进行修正，从而进行输出电压目标的输出。
4.根据权利要求1所述的太阳能发电***，其特征在于，
上述电特性运算部还被供给由上述电压检测部检测出的电压值，
上述电特性运算部具有：端子电压控制部，计算用于使由上述电压检测部检测出的电压值与电压设定值相等的输出电压振幅；电压指令运算部，基于上述角频率和上述输出电压振幅来计算第1输出电压目标；以及电压指令修正部，基于由上述电流检测部检测出的电流值对上述第1输出电压目标进行修正，从而进行输出电压目标的输出。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的太阳能发电***，其特征在于，
还具备基于上述有效功率设定部的输出与上述质点系运算部的输出来计算同步发电机的机械输出的机械输出运算部，
上述质点系运算部构成为基于上述机械输出和由上述有效功率检测部检测出的有效功率值，来运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率。
6.一种供电***，其特征在于，具备：
直流电源，包括进行充电并且向功率转换装置进行直流电的放电的蓄电池；
上述功率转换装置，将从上述直流电源输出的直流电变换成交流电并向电力***供给；
电压检测部，检测上述功率转换装置与上述电力***的连接点的电压；
电流检测部，检测从上述功率转换装置输出的电流；
有效功率检测部，根据由上述电压检测部检测出的电压值和由上述电流检测部检测出的电流值来检测有效功率；
质点系运算部，基于由上述有效功率检测部检测出的有效功率值和有效功率的输出目标值，运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率，以使在有效功率值减少的情况下使角频率上升，并且在有效功率值增加的情况下使角频率降低；
电特性运算部，基于上述角频率、由上述电流检测部检测出的电流值、以及设定电压值，来运算上述功率转换装置的输出电压目标值，以使在电力***的频率降低的情况下、使输出电压的目标值相对于***电压相位的相位差向超前方向扩展；以及
功率转换控制部，根据上述输出电压目标值来对上述功率转换装置进行控制。
7.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，
上述电特性运算部还被供给由上述电压检测部检测出的电压值，
上述电特性运算部具有：励磁电压运算部，基于由上述电压检测部检测出的电压值和上述设定电压值来运算并输出励磁电压相当值；和输出电压运算部，基于由上述电流检测部检测出的电流值、上述角频率和上述励磁电压相当值来运算上述功率转换装置的输出电压目标值。
8.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，
上述电特性运算部具有：电压指令运算部，基于上述角频率和所设定的输出电压振幅来运算第1输出电压目标；和电压指令修正部，基于由上述电流检测部检测出的电流值对上述第1输出电压目标进行修正，从而进行输出电压目标的输出。
9.根据权利要求6所述的供电***，其特征在于，
上述电特性运算部还被供给由上述电压检测部检测出的电压值，
上述电特性运算部具有：端子电压控制部，计算用于使由上述电压检测部检测出的电压值与电压设定值相等的输出电压振幅；电压指令运算部，基于上述角频率和上述输出电压振幅来计算第1输出电压目标；以及电压指令修正部，基于由上述电流检测部检测出的电流值对上述第1输出电压目标进行修正，从而进行输出电压目标的输出。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的供电***，其特征在于，
还具备基于上述有效功率设定部的输出与上述质点系运算部的输出来计算同步发电机的机械输出的机械输出运算部，
上述质点系运算部构成为基于上述机械输出和由上述有效功率检测部检测出的有效功率值，来运算从上述功率转换装置输出的电压的角频率。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5566736B2 (ja) 2010-03-12 2014-08-06 株式会社東芝 太陽光発電システム
JP5762757B2 (ja) * 2011-01-20 2015-08-12 株式会社東芝 太陽光発電システム
EP2667476B1 (en) * 2011-01-20 2020-07-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Photovoltaic system and power supply system
JP2012170191A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Toshiba Corp 給電システム
JP2013162623A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Toshiba Corp 給電システム
CN103365281A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 国家电网公司 一种自适应火力发电控制***
CN104849601A (zh) * 2015-06-01 2015-08-19 黑龙江省计量检定测试院 光伏发电***综合测量装置
US9887547B2 (en) * 2015-11-27 2018-02-06 Delta Electronics (Shanghai) Co.,Ltd. Method and apparatus for decoupling the power of grid-connected inverter
JP7052290B2 (ja) * 2017-10-27 2022-04-12 東京電力ホールディングス株式会社 交直変換器制御装置
WO2019211940A1 (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP7078332B2 (ja) * 2018-09-11 2022-05-31 一般財団法人電力中央研究所 電圧制御型仮想同期機制御装置及び電圧制御型仮想同期機
JP7086820B2 (ja) * 2018-11-07 2022-06-20 三菱重工業株式会社 無効電力制御装置及び無効電力制御方法
JP7292042B2 (ja) 2019-02-01 2023-06-16 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 自立運転における複合発電電源システム
JP7332331B2 (ja) * 2019-05-10 2023-08-23 トヨタ自動車株式会社 給電装置
CN110797921B (zh) * 2019-12-05 2021-03-26 深圳市汇拓新邦科技有限公司 微电网控制方法
CN113206603A (zh) * 2021-05-11 2021-08-03 无锡先导智能装备股份有限公司 负载功率控制方法、控制装置、存储介质及功率管理***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268832A (en) * 1991-08-20 1993-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba DC/AC inverter controller for solar cell, including maximum power point tracking function
CN101479928A (zh) * 2006-06-28 2009-07-08 株式会社安川电机 逆变器控制器及其操作方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4636931A (en) 1985-06-28 1987-01-13 Shikoku Denryoku Kabushiki Kaisha Photovoltaic power control system
JPH07163054A (ja) 1993-12-07 1995-06-23 Hitachi Ltd 電力系統の直列補償制御方法及びこれに用いる直列補償装置
JP2001211548A (ja) 2000-01-20 2001-08-03 Hitachi Ltd 発電計画作成方法および装置
JP3352662B2 (ja) 2000-02-03 2002-12-03 関西電力株式会社 二次電池システムを用いた電力系統安定化装置および電力系統安定化方法
JP4170565B2 (ja) 2000-06-30 2008-10-22 株式会社ダイヘン 電力変動平滑化装置及びそれを備えた分散電源システムの制御方法
US7116010B2 (en) * 2002-09-17 2006-10-03 Wisconsin Alumni Research Foundation Control of small distributed energy resources
JP2005094921A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Osaka Gas Co Ltd 分散型発電システム及びその単独運転防止方法
JP4187620B2 (ja) 2003-09-22 2008-11-26 株式会社明電舎 発電機の起動停止計画作成方法とその装置及び起動停止計画作成装置の処理プログラムを記録する記録媒体。
JP2006146525A (ja) * 2004-11-19 2006-06-08 Meidensha Corp 電源装置および電源装置の負荷電圧補償方法
US7687937B2 (en) 2005-03-18 2010-03-30 Wisconsin Alumni Research Foundation Control of small distributed energy resources
US7602627B2 (en) * 2005-04-28 2009-10-13 Origin Electric Company, Limited. Electrical power source, operational method of the same, inverter and operational method of the same
JP4341599B2 (ja) 2005-09-16 2009-10-07 株式会社日立製作所 電力系統連系安定化装置及び電力系統安定化方法
GB0525987D0 (en) 2005-12-21 2006-02-01 Virtutility Ltd Distributed resource control system, device and method
JP4680102B2 (ja) 2006-03-07 2011-05-11 川崎重工業株式会社 電力変換装置
JP4846450B2 (ja) 2006-05-23 2011-12-28 三菱電機株式会社 インバータ電源制御装置
DE102006047792A1 (de) 2006-10-06 2008-04-10 Technische Universität Clausthal Konditionierungseinrichtung für Energieversorgungsnetze
TWM337931U (en) 2008-01-15 2008-08-01 yuan-zheng Zhong Generator for street lamp
JP5127513B2 (ja) 2008-03-06 2013-01-23 株式会社東芝 自然エネルギー発電装置の出力変動抑制装置
JP5408889B2 (ja) 2008-03-18 2014-02-05 川崎重工業株式会社 電力変換装置
MX2011000033A (es) 2008-06-30 2011-03-04 Vestas Wind Sys As Metodo y sistema para operar una planta de energia de viento que comprende un numero de generadores de turbina de viento.
AU2008359997A1 (en) 2008-08-01 2010-02-04 Petra Solar Inc. System and method for utility pole distributed solar power generation
CN101841160A (zh) 2009-03-19 2010-09-22 孔小明 一种太阳能光伏发电并网控制方法
US20100301676A1 (en) 2009-05-28 2010-12-02 General Electric Company Solar power generation system including weatherable units including photovoltaic modules and isolated power converters
JP2011008348A (ja) 2009-06-23 2011-01-13 West Holdings Corp 太陽光発電アレイ及び太陽光発電システム
JP5566736B2 (ja) 2010-03-12 2014-08-06 株式会社東芝 太陽光発電システム
US20120173031A1 (en) 2010-12-29 2012-07-05 Redwood Systems, Inc. Real-time power point calibration
US8922062B2 (en) 2011-03-14 2014-12-30 Sunpower Corporation Automatic voltage regulation for photovoltaic systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268832A (en) * 1991-08-20 1993-12-07 Kabushiki Kaisha Toshiba DC/AC inverter controller for solar cell, including maximum power point tracking function
CN101479928A (zh) * 2006-06-28 2009-07-08 株式会社安川电机 逆变器控制器及其操作方法

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Publication number Publication date
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