DE69411599T2

DE69411599T2 - Steuereinrichtung für Wechselrichterverbindungssystem

Info

Publication number: DE69411599T2
Application number: DE69411599T
Authority: DE
Inventors: Minoru C O Intellectual Pr Abe; Syunichi C O Intellectu Hirose; Masahito C O Intellectu Ooyama; Hidetaka C O Intellectual Sato; Nobukazu C O Intelle Takashima; Susumu C O Intellectual Tanaka; Tatsuro C O Intellec Yamaguchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2014-01-12
Also published as: CA2113328A1; CA2113328C; EP0607011A2; US5537307A; EP0607011A3; EP0607011B1; DE69411599D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen Wechselrichter, der die Lieferung und den Empfang von Energie zu und von einem AC-System durch Zusammenschaltung mit dem AC-System betatigt und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung für einen Systemverbundwechselrichter, der kontinuierlich Energie an eine Last durch den Wechselrichter allein selbst dann liefern kann, wenn der Verbundbetrieb mit dem AC- System unterbrochen ist.
Systemverbundbetriebwechselrichter werden für die Lieferung von Energie an Belastungen von DC-Energiequellen, wie beispielsweise Brennstoffzellen, Sekundärbatteriezellen und Gleichrichtern, verwendet. Sie werden auch mit dem Ziel der Lieferung und des Empfangs von Energie zwischen diesen DC-Energiequellen und AC- Systemen verwendet.
Fig. 14 der beigefügten Zeichnungen zeigt ein Beispiel für eine Steuervorrichtung für diesen Typ eines Verbundbetriebwechselrichters des Standes der Technik. Dieser besteht aus einem spannungsabhängigen Wechselrichter mit Selbstkommutierung 10 und einer Wechselrichtersteuervorrichtung 100. Der spannungsabhängige Wechselrichter mit Selbstkommutierung 10 besteht aus einem (später zu beschreibenden) Wechselrichterhauptschaltkreis, einem DC-Kondensator 2 und einem Transformator 3. Der Wechselrichterhauptschaltkreis 1 hat Leistungswandlungsvorrichtungen (steuerbare Schaltvorichtungen) GU, GV, GW, GX, GY und GZ und gleichrichtende Vorrichtungen DU, DV, DW, DX, DY und DZ. Die Leistungswandlungsvorrichtungen haben ein Selbstabschaltvermögen, beispielsweise können GTO's (Thyristoren mit Gatterabschaltung), Leistungstransistoren, IGBT's (zweipolige Transistoren mit isoliertem Gatter) und SI-Thyristoren (solche mit elektrostatischer Induktion) als Leistungswandlungsvorrichtung GU, GV, GW, GX, GY und GZ verwendet werden. Der Wechselrichter mit Selbstkommutierung 10 ist mit einem 3-Phasen-AC-System 6 über einen Netzkupplungs-Trennschalter 5 zusammengeschaltet und ist auch mit einer Last 7 verbunden.
Die Wechselrichtersteuervorrichtung 100 besteht aus einem Wirk/Blindstrom-Referenzgenerator 101, einem Phasendetektor 103, einem Wirk/Blindstromdetektor 104, einem Stromsteuerungsschaltkreis 105, einem Gattersteuerungsschaltkreis 106 und auch Hall- CT's 201, 202 und 203.
Der Wechselrichterhauptschaltkreis 1 kann die 3-Phasen-Ausgangsspannung des Wechselrichterhauptschaltkreises 1 durch Änderung der Perioden der Leitfähigkeit von Leistungswandlungsvorrichtungen GU, GV, GW, GX, GY und GZ ändern. Er steuert auch den Strom, der an das AC-System 6 geliefert und von diesem empfangen wird, über die Impedanz von Transformator 3 durch Justieren der Phase und der Amplitude der 3-Phasen-Ausgangsspannung von Wechselrichterhauptschaltkreis 1 als Reaktion auf die Phase und die Amplitude der Systemspannungen VR, VS und VT von AC-System 6.
Mit Hilfe dieser Stromsteuerung liefert Wechselrichter 10 Wirkleistung zu dem AC-System 6 und empfängt diese von dort und liefert auch Blindleistung an das AC-System über den Netzkupplungs-Trennschalter 5 durch Umwandeln der DC-Energie einer DC- Energiequelle 4 in Wirkenergie oder von AC-Wirkenergie in DC- Energie. In ähnlicher Weise liefert der Wechselrichter 10 auch Wirkenergie und Blindenergie an die Last 7.
Die Stromsteuerung von Wechselrichter 10 wird durch die Wechselrichter-Stromsteuervorrichtung 100 wie folgt durchgeführt.
Der Phasendetektor 103 erkennt eine Phase θ von Systemspannungen VR, VS und VT eines Dreiphasen-AC-Systems 6 auf der Seite des Wechselrichters 10.
Der Wirk/Blindstromdetektor 104 erfaßt die Wirkstromkomponente und die Blindstromkomponente aus den Wechselrichterausgangsströmen iR, iS und iT, die durch Hall-CT's 201, 202 und 203 erfaßt werden, als entsprechende erfaßte Wirkstromwerte iq und erfaßte Blindstromwerte id.
Der Stromsteuerschaltkreis 105 berechnet die Referenzwerte der Wechselrichterausgangsspannungen VRc, VSc und VTc, die die Dreiphasenausgangsspannung von Wechselrichterhauptschaltkreis 1 so bestimmen, daß der erfaßte Wirkstromwert iq und der erfaßte Blindstromwert id aus dem Blind/Wirkstromdetektor 104 gleich dem Referenzwirkstromwert iqc und dem Referenzblindstromwert idc von dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ist. Bei der Berechnung dieser Wechselrichterausgangsspannungsreferenzwerte VRc, VSc und VTc ist die Phase der Wechselrichterausgangsspannung für die Systemspannungen VR, VS und VT von AC-System 6 zu bestimmen. Deshalb wird die durch den Phasendetektor 103 erfaßte Systemspannungsphase θ bei der Berechnung verwendet.
Der Gattersteuerschaltkreis 106 vergleicht die Wechselrichterausgangsspannungsreferenzwerte VRc, VSc und VTc mit einem Dreiecksträgerwellensignal, das innerhalb des Gattersteuerschaltkreises 106 erzeugt wird und gibt Taktsignale aus, die die Perioden der Leitfähigkeit von Leistungswandlungsvorrichtungen GU, GV, GW, GX, GY und GZ bestimmen, die den Wechselrichterhauptschaltkreis 1 bilden.
Eine detaillierte Erklärung der Funktionsweise des in Fig. 14 gezeigten Systemverbundwechselrichters und seiner Steuervorrichtung ist schon in der nachstehend aufgeführten Quelle A gegeben worden. Die detaillierte Erklärung wird deshalb hier weggelassen.
Quelle A: Shun-ichi Hirose u.a.; "Anwendung einer digitalen Momentanstromsteuerung auf Wechselrichter mit Thyristoren mit elektrostatischer Induktion in der Versorgungsleitung". PCIM Proceedings, S. 343 - 349, 8. Dezember 1988 in Japan.
Desgleichen wird die Funktionsweise des Gattersteuerschalkreises 106 in der nachstehend aufgeführten Quelle B beschrieben.
Quelle B: Bericht des Institute of Electrical Engineers of Japan, Specialist Committee on the Study of Semiconductor Power Conversion Methods, "Halbleiter-Leistungswandlerschaltkreise", S. 108 - 112, "PWM-Wechselrichter", veröffentlicht am 31. März 1987 durch das Institute of Electrical Engineers of Japan, Incorporated.
Die Systemverbundwechselrichtersteuervorrichtung des Standes der Technik von Fig. 14 hat das folgende Problem. Wenn nämlich der Netzkupplungs-Trennschalter 5 als Folge eines Ausfalls oder dergleichen beim AC-System 6 öffnet, dann kann der Wechselrichter 10 die Lieferung und den Empfang von Energie bei dem AC- System nicht vornehmen, und gleichzeitig kann die Phase der AC- Spannung von AC-System 6 nicht erfaßt werden. Deshalb können die Wirkstromkomponente iq und die Blindstromkomponente id, die aus den Wechselrichterausgangsströmen iR, iS und iT erfaßt werden, nicht als Wirkstromreferenzwert iqc und Blindstromreferenzwert idc von dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 so ausgegeben werden, wie es sein sollte. Das Ergebnis ist, daß die Ausgangsspannung und -frequenz des Wechselrichters 10 ansteigen oder sinken, so daß die gewünschte Energie nicht an die Last 7 geliefert werden kann. Deshalb entsteht das Problem, daß die Funktion des Wechselrichters 10 stillgesetzt werden muß.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend ist eine Aufgabe dieser Erfindung, für eine Steuervorrichtung für einen Systemverbundwchselrichter zu sorgen, der weiterhin die Last durch den Wechselrichter allein speisen kann, während der Wechselrichter die Lieferung und den Empfang von Energie bei einem AC-System durch Zusammenschaltung mit dem AC-System durchführt, selbst dann, wenn die Verbindung mit dem AC-System unterbrochen ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, für eine Steuervorrichtung für einen Systemverbundwechselrichter zu sorgen, die die Zuverlässigkeit eines Systems bei Verwendung eines Systemverbundwechselrichters steigern kann, und die dessen Anwendungsbereich erweitern kann, da es ja, gleichgültig, ob sich der Verbundzustand des Systemverbundwechselrichters und des AC-Systems vom Verbundzustand in den Alleinzustand oder umgekehrt von dem Alleinzustand in den Verbundzustand ändert, die angemessene Energie zu der Last von einem System, das einen Systemverbundwechselrichter verwendet, liefern kann, ohne diese Zustandsänderung als Statussignal für die Verbindung eines Trennschalters oder dergleichen zu nehmen oder ohne zeitweilig die Funktion des Systemverbundwechselrichters zu unterbrechen.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung können dadurch erreicht werden, daß man für eine Steuereinrichtung für einen Wechselrichter sorgt. Der Wechselrichter ist mit einem AC-System über einen Netzkupplungs-Trennschalter verbunden, der Wechselrichter und das AC-System sind mit einer Last verbunden, der Wechselrichter wandelt DC-Energie von einer DC-Energiequelle in AC- Energie um und liefert oder empfängt AC-Energie an das oder von dem System. Die Last empfängt AC-Energie von dem AC-System oder von dem Wechselrichter oder von beiden. Die Steuervorrichtung hat einen Wirk/Blindstromreferenzgenerator zum Erzeugen eines Wirkstromreferenzsignals und eines Blindstromreferenzsignals und einen Wirk/Blindstromdetektor zum Erfassen einer Wirkstromkomponente und einer Blindstromkomponente eines vom Wechselrichter ausgehenden AC-Stromes, um diese als ein Wirkstromsignal bzw. als ein Blindstromsignal auszugeben. Die Steuervorrichtung hat weiterhin einen Phasendetektor zum Erfassen einer Phase des AC- Systems, um diese als Phasensignal auszugeben, einen Frequenzdetektor zum Erfassen einer Frequenz des AC-Systems, um diese als Frequenzsignal auszugeben und einen Spannungsamplitudendetektor zum Erfassen einer Amplitude des AC-Systems, um diese als Spannungsamplitudensignal auszugeben. Die Steuervorrichtung hat auch einen Frequenzreferenzgenerator zum Erzeugen eines Frequenzreferenzsignals und einen Spannungsamplitudenreferenzgenerator zum Erzeugen eines Spannungsamplitudenreferenzsignals. Die Steuervorrichtung hat auch einen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis zum Erfassen einer Frequenzabweichung zwischen dem Frequenzreferenzsignal und dem Frequenzsignal und zum Erzeugen eines Frequenzkorrektursignals, das auf dieser Frequenzabweichung basiert und einen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis zum Erfassen einer Spannungsamplitudenabweichung zwischen dem Spannungsamplitudenreferenzsignal und dem Spannungsamplitudensignal und zum Erzeugen eines Spannungsamplitudenkorrektursignals, das auf der Spannungsamplitudenabweichung basiert. Die Steuervorrichtung hat weiterhin eine Additionseinrichtung zum Addieren des Wirkstromreferenzsignals und des Spannungsamplitudenkorrektursignals, um die Summe als ein Wirkstromkorrekturreferenzsignal auszugeben, und zum Addieren des Blindstromreferenzsignals und des Frequenzkorrektursignals, um die Summe als Blindstromkorrektursignal auszugeben. Die Steuervorrichtung hat weiterhin einen Stromsteuerungsschaltkreis, der geschaltet ist, um das Phasensignal, das Wirkstromsignal, das Blindstromsignal, das Wirkstromkorrekturreferenzsignal und das Blindstromkorrekturreferenzsignal zu empfangen, um ein Ausgangsspannungsreferenzsignal für den Wechselrichter zu erzeugen, so daß das Wirkstromsignal gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal und das Blindstromsignal gleich dem Blindstromkorrekturreferenzsignal ist, und ein Gattersteuerungsschaltkreis, um basierend auf dem Ausgangsspannungsreferenzsignal die Ausgangsspannung des Wechselrichters zu steuern.
Entsprechend einem Aspekt dieser Erfindung wird für eine Steuervorrichtung für einen Wechselrichter wie vorstehend beschrieben gesorgt. Die Steuervorrichtung ist auch so aufgebaut, wie vorstehend beschrieben. Zusätzlich erzeugt in der Steuervorichtung der Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis das Frequenzkorrektursignal nur dann, wenn die Frequenzabweichung einen ersten bestimmten Wert übersteigt, und erzeugt der Spannungskorrekturberechnungsschaltkreis das Spannungsamplitudenkorrektursignal nur dann, wenn die Spannungsamplitudenabweichung einen zweiten bestimmten Wert übersteigt.
Entsprechend einem anderen Aspekt dieser Erfindung wird weiterhin für eine Steuervorrichtung wie vorstehend beschrieben gesorgt. Die Steuervorrichtung ist auch so aufgebaut, wie vorstehend beschrieben und hat weiterhin einen Spannungslfrequenzüberwachungsschaltkreis, der geschaltet ist, um das Frequenzsignal und das Spannungsamplitudensignal zu empfangen, um ein AUS- Schaltsignal zu erzeugen, wenn das Frequenzsignal außerhalb eines ersten bestimmten Bereiches liegt oder das Spannungsamplitudensignal außerhalb eines zweiten bestimmten Bereiches liegt. Die Steuervorrichtung hat auch einen Berechnungsschaltkreisssättigungsdetektor, der geschaltet ist, um das Frequenzkorrektursignal und das Spannungsamplitudenkorrektursignal zu empfangen, um ein AUS-Schalt-Löschsignals nur dann zu erzeugen, wenn ein Zustand, in dem das Frequenzkorrektursignal einen ersten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als eine bestimmte Periode anhält, oder wenn ein Zustand, in dem das Spannungskorrektursignal einen zweiten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als die bestimmte Periode anhält. Zusätzlich erzeugt bei der Steuervorrichtung der Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis das Frequenzkorrektursignal nur dann, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt-Löschsignal nicht zugeführt wird, und erzeugt der Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis das Spannungsamplitudenkorrektursignal nur dann, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt- Löschsignal nicht zugeführt wird.
Entsprechend dieser Erfindung ist es möglich, der Last Energie durch den Wechselrichter allein selbst dann weiterhin zuzuführen, wenn das AC-System unterbrochen ist, indem bewirkt wird, daß der Stromsteuerungsschaltkreis ein Wechselrichterausgangsspannungsreferenzsignal dadurch ausgibt, daß so gesteuert wird, daß das Wirkstromsignal gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal wird und gleichzeitig das Blindstromsignal gleich dem Blindstromkorrekturreferenzsignal wird.
Zusätzlich sind entsprechend einem Aspekt der Erfindung ein Unempfindlichkeitsbereichfrequenzkorrekturberechnungsschaltkreis und ein Unempfindlichkeitsbereichspannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis in der Steuervorrichtung für den Wechselrichter vorgesehen. Deshalb können unnötige Steueroperationen, die als Folge einer Systemschwankung während eines Systemverbundbetriebes auftreten, unterdrückt werden.
Weiterhin betrachtet entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis Zeiten, zu denen die Schwankungen der Spannungsamplitude und der Frequenz die bestimmten Bereiche überschreiten, als Umschaltung zum Alleinbetrieb. Desgleichen kann durch in Funktion Setzen des mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises und des mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises die Funktion des Beginns der Korrektursteuerung ausgeführt werden. Deshalb wird die Funktion dieser Korrektursteuerung während Systemschwankungen unterdrückt, und es kann auch eine ausgezeichnete Steuerung ohne Unempfindlichkeitsbereiche ausgeführt werden, wenn auf Alleinbetrieb übergegangen wird. Darüberhinaus überwacht, wenn ein Übergang vom Alleinbetrieb zum Verbundbetrieb erfolgt, der Berechnungsschaltkreissattigungsdetektor die Pegel des Spannungskorrektursignals und des Frequenzkorrektursignals. Deshalb kann die Funktion eines Stillsetzens der Korrektursteuerung ausgeführt werden, wenn der Ausgangspegel beständig einen bestimmten Pegel überschreitet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Man kann leicht eine vollständigere Einschätzung der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile erhalten, wenn man dieselbe unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung besser versteht, wenn man diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet, bei denen
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Systemverbundwechselrichtersteuervorrichtung dieser Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 von Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ein Schema ist, um die Funktionsweise der Hauptschaltkreisvariablen zu veranschaulichen, wenn der Wechselrichter 10 von Fig. 1 vom Verbundbetrieb auf Alleinbetrieb schaltet;
Fig. 5 ein Vektordiagramm ist, um die Spannungsänderung der Last zu der Zeit zu veranschaulichen, zu der der Wechselrichter 10 von Fig. 1 vom Verbundbetrieb auf Alleinbetrieb schaltet;
Fig. 6 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer Systemverbundwechselrichtersteuervorrichtung dieser Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A von Fig. 6 zeigt;
Fig. 8 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A von Fig. 6 zeigt;
Fig. 9 ein Blockschaltbild ist, das den Aufbau der dritten Ausführungsform einer Systemverbundwechselrichtersteuervorichtung dieser Erfindung zeigt;
Fig. 10 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 von Fig. 9 zeigt;
Fig. 11 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 von Fig. 9 zeigt;
Fig. 12 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen mit einem Schalter versehenen Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 von Fig. 9 zeigt;
Fig. 13 ein Schema ist, das ein Beispiel für einen praktischen Schaltkreis für einen Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 von Fig. 9 ist; und
Fig. 14 ein Schema ist, um den Aufbau eines Beispiels eines Systemverbundwechselrichters und dessen Steuereinrichtung des Standes der Technik zu veranschaulichen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Jetzt werden im Nachstehenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, bei denen gleiche Bezugszahlen identische oder entsprechende Teile bei allen verschiedenen Ansichten bezeichnen, die Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Punkte, die sich von dem Beispiel des Standes der Technik von Fig. 14 unterscheiden, sind wie folgt hinzugefügt:
- ein Frequenzdetektor 107, der die Frequenzdetektoreinrichtung bildet;
- ein Spannungsamplitudendetektor 108, der die Spannungsdetektoreinrichtung bildet;
- ein Additionsschaltkreis 110, der die Addiereinrichtung bildet;
- ein Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121, der die Spannungsamplitudenreferenzgeneratoreinrichtung bildet;
- ein Frequenzreferenzgenerator 122, der die Frequenzreferenzgeneratoreinrichtung bildet;
- ein Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131, der die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreisseinrichtung bildet; und
- ein Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132, der die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreisseinrichtung bildet.
Andere Punkte als diese sind dieselben wie bei Fig. 14.
Der Frequenzdetektor 107 erfaßt die Frequenz der an die Last 7 von dem AC-System 6 oder dem Wechselrichter 10 angelegten Wechselspannung und gibt ein Frequenzsignal F aus. Der Spannungsamplitudendetektor 108 erfaßt die Amplitude der Wechselspannung und gibt ein Spannungsamplitudensignal V aus. Der Frequenzreferenzgenerator 122 gibt ein Frequenzreferenzsignal Fc aus. Der Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 gibt ein Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc aus. Der Frequenzkorrektur-Berechnungsschaltkreis 131 gibt ein Frequenzkorrektursignal EF von der Abweichung zwischen dem Frequenzreferenzsignal Fc und dem Frequenzsignal F aus, wie später beschrieben wird. Der Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 gibt ein Spannungsamplitudenkorrektursignal EV von der Abweichung zwischen dem Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc und dem Spannungsamplitudensignal V aus.
Der Additionsschaltkreis 110 hat die Addiereinrichtungen 111 und 112. Die Addiereinrichtung 111 subtrahiert das von dem Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV von dem vom Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegebenen Wirkstromreferenzwert iqc und gibt ein Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm an den Stromsteuerungsschaltkreis 105 aus. Desgleichen subtrahiert die Addiereinrichtung 112 das von dem Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF von dem vom Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegebenen Blindstromreferenzwert idc und gibt ein Blindstromkorrekturreferenzsignal idm an den Stromsteuerschaltkreis 105 aus.
Fig. 2 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für den Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 von Fig. 1. Dieser besteht aus einer Addiereinrichtung 1311 und einem Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312. Der Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312 besteht aus einem Rechenverstärker Aa, Widerständen R1a, R2a und R3a und einem Kondensator Ca.
Fig. 3 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für den Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 von Fig. 1. Dieser besteht aus einer Addiereinrichtung 1321 und einem Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322. Der Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322 besteht aus einem Rechenverstärker Ab, Widerständen R1b, R2b und R3b und einem Kondensator Cb.
Wenn dieser Typ des Aufbaus verwendet wird, ist es möglich, weiterhin Energie an die Last 7 durch den Wechselrichter 10 allein selbst dann zu liefern, wenn die Verbindung mit dem AC- System unterbrochen ist, dadurch, daß verursacht wird, daß der Stromsteuerungsschaltkreis 105 Wechselrichterausgangsspannungsreferenzsignale VRc, VSc und VTCc dadurch auszugeben, daß die Steuerung so erfolgt, daß das Wirkstromsignal iq gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm ist und gleichzeitig das Blindstromsignal id gleich dem Blindstromkorrekturreferenzsignal idm ist.
Das Nachstehende ist eine Beschreibung der Funktionsweise dieser Ausführungsform. Bei Fig. 1 erfaßt der Frequenzdetektor 107 die Frequenz der Wechselspannung auf der Seite des Wechselrichters 10 des Netzkupplungs-Trennschalters 5 und gibt das Frequenzsignal F aus. Der Spannungsamplitudendetektor 108 erfaßt die Amplitude der Wechselspannung auf der Seite des Wechselrichters 10 des Netzkupplungs-Trennschalters 5 und gibt das Spannungsamplitudensignal V aus. Der Frequenzreferenzgenerator 122 gibt das Frequenzreferenzsignal Fc aus, das gleich der Nennfrequenz der Spannung von AC-System 6 ist. Der Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 gibt das Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc aus, das gleich der Nennamplitude der Spannung von AC-System 6 ist.
Der Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 gibt das Frequenzreferenzsignal Fc von dem Frequenzreferenzgenerator 122 und das Frequenzsignal F von dem Frequenzdetektor 107 ein. Nachdem die Differenz durch die Addiereinrichtung 1311 gebildet ist, gibt sie das Frequenzkorrektursignal EF über den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312 aus.
Der Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 gibt das Spannungsreferenzsignal Vc von dem Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 und das Spannungsamplitudensignal V von dem Spannungsamplitudendetektor 108 ein. Nachdem die Differenz durch die Addiereinrichtung 1321 gebildet worden ist, gibt sie das Spannungsamplitudenkorrektursignal EV über den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322 aus.
Bei den Proportionalintegralberechnungsschaltkreisen 1312 und 1322 können die Werte für die Widerstände und Kondensatoren und die Verstärkungen der Rechenverstärker Aa und Ab von jenen, die mit der Technik vertraut sind, leicht bestimmt werden, deshalb kann eine detaillierte Beschreibung derselben weggelassen werden.
Der Additionsschaltkreis 110 subtrahiert das von dem Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF von dem aus dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 unter Verwendung der Addiereinrichtung 112 ausgegebenen Blindstromreferenzwert idc und gibt das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm aus. Gleichzeitig subtrahiert sie das von dem Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV von dem aus dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 unter Verwendung der Addiereinrichtung 111 ausgegebenen Wirkstromreferenzwert iqc und gibt das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm aus.
Der Stromsteuerungsschaltkreis 105 gibt das aus dem Additionsschaltkreis 110 ausgegebene Blindstromreferenzsignal idm anstelle des Blindstromreferenzwertes idc ein, der bei dem Beispiel des Standes der Technik von Fig. 14 eingegeben wurde. Gleichzeitig gibt sie das von dem Additionsschaltkreis 110 ausgegebene Wirkstromreferenzsignal iqm anstelle des Wirkstromreferenzwertes iqc ein, der bei dem Beispiel des Standes der Technik von Fig. 14 eingegeben wurde. Sie berechnet dann Wechselrichterausgangsspannungsreferenzwerte VRc, VSc und VTc, die die Dreiphasenausgangsspannung des Wechselrichterhauptschaltkreises 1 bestimmen, so daß der für den Wirkstrom erfaßte Wert iq und der für den Blindstrom erfaßte Wert id von dem Wirk/Blindstromdetektor 104 gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm und dem Blindstromkorrekturreferenzsignal idm ist.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 erfaßt, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geschlossen und der Wechselrichter 10 mit dem AC-System 6 verbunden ist, der Frequenzdetektor 107 die Frequenz der Wechselspannung von AC-System 6 als Frequenzsignal F, und erfaßt der Spannungsamplitudendetektor 106 die Amplitude der Wechselspannung von AC-System 6 als Spannungsamplitudensignal V. Deshalb sind Frequenzsignal F und Frequenzreferenzsignal Fc gleich und sind auch Spannungsamplitudensignal V und Spannungsamplituden-Referenzsignal Vc gleich.
Auf diese Weise werden das Frequenzkorrektursignal EF, das durch den Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 ausgegeben wird und das Spannungsamplitudenkorrektursignal EV, das durch den Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 ausgegeben wird, zu Null. Desgleichen werden das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm und das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm gleich dem Wirkstromreferenzwert iqc und dem Blindstromreferenzwert idc. Deshalb liefert der Wechselrichter 10 Wirkstrom und Blindstrom an AC-System 6 und Last 7 entsprechend dem Wirkstromreferenzsignal iqc und dem Blindstromreferenzsignal idc von dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101.
Wenn andererseits der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geöffnet ist und der Wechselrichter 10 allein Energie zu Last 7 liefert, dann ist das durch den Frequenzdetektor 107 erfaßte Frequenzsignal F verschieden von der Frequenz der Wechselspannung des AC-Systems 6. Desgleichen ist das von dem Spannungsamplitudendetektor 108 erfaßte Spannungsamplitudensignal V verschieden von der Amplitude der Wechselspannung des AC-Systems 6. Deshalb gibt es eine Differenz zwischen dem Frequenzsignal F und dem Frequenzreferenzsignal Fc. Es gibt auch eine Differenz zwischen dem Spannungsamplitudensignal V und dem Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc.
Aus diesem Grund werden das von dem Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF und das von dem Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV nicht gleich Null.
Der Additionsschaltkreis 110 korrigiert entsprechend den Blindstromreferenzwert idc und den Wirkstromreferenzwert iqc mit dem Frequenzkorrektursignal EF und dem Spannungsamplitudenkorrektursignal EV und gibt das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm und das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm an den Stromsteuerungsschaltkreis 105 aus.
Der Wechselrichter 10 liefert Wirkstrom und Blindstrom an Last 7 als Reaktion auf das Wirkstromreferenzsignal iqm und das Blindstromreferenzsignal idm von dem Additionsschaltkreis 110. Auf diese Weise werden die Frequenz und die Amplitude der Wechselrichterausgangsspannung gleich dem Frequenzreferenzwert Fc und dem Spannungsamplitudenreferenzwert Vc gemacht.
Bei dieser Ausführungsform kann dieselbe Steuerungsschaltkreis sowohl dann verwendet werden, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geschlossen ist und der Wechselrichter 10 und das AC-System 6 miteinander verbunden sind, und wenn der Netzkupplungs- Trennschalter 5 geöffnet ist und der Wechselrichter 10 allein Energie an Last 7 liefert. Desgleichen kann die Schwankung, die auftritt, wenn der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb in den Alleinbetrieb oder umgekehrt von dem Alleinbetrieb in den Verbundbetrieb schaltet, reduziert werden.
Das Nachstehende ist eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5. Fig. 4 bringt die Ausführungsform von Fig. 1 als Einlinienschema zum Ausdruck und ist ein Schema, das die Funktionsweise der Hauptschaltkreisvariablen veranschaulicht, wenn der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb auf den Alleinbetrieb geschaltet hat. Fig. 5 ist ein Vektordiagramm, das die Schwankung der Lastspannung zu dem Zeitpunkt veranschaulicht, zu dem der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb auf den Alleinbetrieb schaltet.
Bei Fig. 4 wird der Wechselrichterausgangsstrom, der von dem Wechselrichter 10 ausgegeben wird, als Ic, der Laststrom, der in Last 7 fließt, als Is und der Systemstrom, der in dem AC-System 6 über den Netzkupplungs-Trennschalter 5 fließt, als Ig gezeigt. Die durch die Last 7 erzeugte Lastspannung wird als Vs und die Systemspannung von AC-System 6 als Vg gezeigt. Desgleichen wird die Lastimpedanz als Z gezeigt. Um die Erklärung zu vereinfachen, wird das AC-System 6 als unendliche Busleitung genommen. Der Wechselrichter 10 gibt einen Wechselrichterausgangsstrom Ic gleich dem Stromreferenzwert von Wechselrichtersteuervorrichtung 100 aus.
Zuerst betrachten wir den Zustand, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geschlossen ist und der Wechselrichter 10 im Systemverbundbetrieb arbeitet. Die Systemspannung Vg des AC-Systems 6 hält die Nennspannungsamplitude und die Nennfrequenz ohne Rücksicht auf die Größe des von dem Wechselrichter 10 empfangenen oder dorthin gelieferten Stroms aufrecht. Der Wechselrichter 10 und die Last 7 sind mit dem AC-System 6 über den Netzkupplungs- Trennschalter 5 verbunden, die Nennspannung Vs hat dieselbe Nennspannungsamplitude und Nennfrequenz, wie die Systemspannung Vg.
Die folgende Gleichung (1) kann für Lastspannung Vs und Systemspannung Vg gebildet werden:
Vs = Vg ..... (1)
Desgleichen kann die folgende Gleichung (2) für den Wechselrichterausgangsstrom Ic, den Laststrom Is und den Systemstrom Ig gebildet werden:
Ic = Is + Ig ..... (2)
Weiterhin kann die folgende Gleichung (3) für die Lastspannung Vs und den Laststrom Is gebildet werden:
Vs = z Is ..... (3).
Zunächst fließt, wenn sich der Netzkupplungs-Trennschalter 5 öffnet und der Wechselrichter 10 allein arbeitet, solange der Referenzwert nicht durch die Wechselrichterstromsteuervorrichtung 100 geändert wird, der Strom Ig, der in dem AS-System 6 während des Verbundbetriebes fließt, in Last 7. Wenn die Lastspannung zu diesem Zeitpunkt als Vs1 genommen wird, dann wird die folgende Gleichung (4) gebildet:
Vs1 = Z Ic = Z (Is + Ig) = Vg + Z Ig ..... (4)
Das heißt, die Spannung Z . Ig wird zu der Nennspannung Vg von AC-System 6 bei Last 7 addiert. Fig. 5 veranschaulicht diesen Zustand durch Vektoren.
In Fig. 5 sind Vektoren über die orthogonalen Koordinaten d - q gezeichnet, und die Systemspannung Vg wird als auf der q-Achse liegend angenommen. Während des Verbundbetriebes sind Systemspannung Vg und Lastspannung Vs gleich und liegen auf der q- Achse. Wenn jedoch ein Alleinbetrieb stattfindet, dann fließt Strom Ig, der in dem AC-System 6 während des Verbundbetriebes geflossen ist, in Last 7. Deshalb ändert sich die Lastspannung Vs auf Vs1 als Reaktion auf die Impedanz Z von Last 7. Dann versucht der Wechselrichter 10, daß ein Strom Ic entsprechend dem Stromreferenzwert fließt, während die Lastspannung gleich Vs1 ist. Deshalb ändert sich die Lastspannung noch weiter. Dies zeigt, daß dann, wenn der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb auf Alleinbetrieb schaltet, sich die Amplitude und die Frequenz der Lastspannung ändern, solange der Stromreferenzwert nicht durch die Wechselrichtersteuervorrichtung 100 geändert wird. Das heißt, von den Spannungskomponenten, die sich als Folge des Systemstroms Ig, der in einem AC-System während des Verbundbetriebes geflossen ist und der Wechselrichterimpedanz Z ändern, ändert die d-Achsen-Komponente die Frequenz und ändert die q- Achsen-Komponente die Amplitude.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß der Wechselrichter 10 den Wirkstromreferenzwert Iqc von dem Stromwert Ic durch die Abweichung zwischen der Nennamplitude der AC-Systemspannung und der AC-Spannungsamplitude und auch den Blindstromreferenzwert idc durch die Abweichung zwischen der Nennfrequenz der AC-Systemspannung und der AC-Spannungsfrequenz an dem Punkt korrigiert, wenn er sich vom Verbundbetrieb in den Alleinbetrieb verschiebt. Auf diese Weise kann der Wechselrichter 10 die Ausgangsspannung so steuern, daß sie gleich der Nennamplitude und der Nennfrequenz der AC-Systemspannung wird.
Der Aufbau der Ausführungsform von Fig. 1 verwirklicht den Additionsschaltkreis 110, den Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 und den Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132 mit Hilfe elektronischer Schaltkreise. Diese können aber auch durch Software unter Verwendung von Mikrorechnern usw. realisiert werden. In diesem Fall hat, wenn der Stromsteuerungsschaltkreis 105 und der Wirk/Blindstromdetektor 104 durch Mikrorechner-Software bei dem Beispiel für den Stand der Technik von Fig. 14 verwirklicht werden, diese Ausführungsform den Vorteil, daß man sie leicht in die Steuervorrichtung des Standes der Technik dadurch einfügen kann, daß man die Funktionen des Additionsschaltkreises 110, des Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 131 und des Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises 132 als Software hinzufügt.
Das Nachstehende ist eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen. Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt. Punkte, die sich von der ersten Ausführungsform in Fig. 1 unterscheiden, sind die folgenden:
- ein mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehener Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A ist anstelle des Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 131 vorgesehen, der die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreisseinrichtung bildet; und
- ein mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehener Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A ist anstelle des Spannungsamplitudenkorrekturberechnungschaltkreises 132 vorgesehen, der die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung bildet.
Andere Punkte als diese sind dieselben wie bei Fig. 1.
Der mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehene Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A gibt das Frequenzreferenzsignal Fc von dem Frequenzreferenzgenerator 122 und das Frequenzsignal F von dem Frequenzdetektor 107 ein. Nachdem die Differenz durch eine Addiereinrichtung 1311A in Fig. 7 gebildet worden ist, gibt sie das Frequenzkorrektursignal EF über einen Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1313A und einen Proportionalintegral-berechnungsschaltkreis 1312A aus, wie später beschrieben wird.
Der mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehene Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A gibt das Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc von dem Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 und das Spannungsamplitudensignal V von dem Spannungsamplitudendetektor 108 ein. Nachdem durch eine Addiereinrichtung 1321A in Fig. 8 die Differenz gebildet worden ist, gibt sie das Spannungsamplitudenkorrektursignal EV über einen Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1323A und einen Proportionalintegralschaltkreis 1322A aus.
Der Additionsschaltkreis 110 hat die Addiereinrichtung 111 und 112. Die Addiereinrichtung 111 subtrahiert das von dem mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV von dem Wirkstromreferenzwert iqc, der von dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegeben wird und gibt das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm an den Stromsteuerungsschaltkreis 105 aus. Desgleichen subtrahiert die Addiereinrichtung 112 das von dem mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF von dem Blindstromreferenzwert idc, der von dem Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegeben wird und gibt das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm an den Stromsteuerungsschaltkreis 105 aus.
Fig. 7 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A in Fig. 6. Dieser besteht aus einer Addiereinrichtung 1311A, einem Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1313A und einem Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312A. Der Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312A besteht aus einem Rechenverstärker Ac, Widerständen R1c, R2c und R3c und einem Kondensator Cc. Der Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1313A besteht aus den Zenerdioden ZD1c, ZD2c und einem Widerstand R4c und empfängt die Differenz, die von der Addiereinrichtung 1311A ausgegeben wird und legt die Differenz an den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312A nur dann an, wenn die Differenz einen ersten bestimmten Wert, beispielsweise 0,5 Hz, übersteigt.
Fig. 8 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A von Fig. 6. Dieser bestehtaus einer Addiereinrichtung 1321A, einem Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322A und einem Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1323A. Der Proportionalintegralschaltkreis 1322A besteht aus einem Rechenverstärker Ad, Widerständen R1d, R2d und R3d und einem Kondensator Cd. Der Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis 1323A besteht aus den Zenerdioden ZD1d, ZD2d und einem Widerstand R4d und empfängt die von der Addiereinrichtung 1321A ausgegebene Differenz und legt die Differenz an den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322A nur dann an, wenn die Differenz einen zweiten bestimmten Wert, beispielsweise 5 % von Spannung Vc, übersteigt.
Wenn dieser Aufbautyp verwendet wird, ist es möglich, weiterhin Energie an Last 7 durch den Wechselrichter 10 allein selbst dann, wenn die Verbindung mit dem AC-System 6 unterbrochen ist, dadurch zu liefern, daß verursacht wird, daß der Stromsteuerungsschaltkreis 105 Wechselrichterausgangsspannungsreferenzsignale VRc, VSc und VTc dadurch ausgibt, daß die Steuerung so erfolgt, daß das Wirkstromsignal iq gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm ist und gleichzeitig das Blindstromsignal id gleich dem Blindstromkorrekturreferenzsignal idm ist.
Das Nachstehende ist eine Beschreibung der Funktionsweise der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Nur der Teil der Funktionsweise, der von der Ausführungsform verschieden ist, wird beschrieben.
In Fig. 6 gibt der mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehene Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A das Frequenzreferenzsignal Fc von dem Frequenzreferenzgenerator 122 und das Frequenzsignal F von dem Frequenzdetektor 107 ein. Nachdem durch die Addiereinrichtung 1311A in Fig. 7 die Differenz gebildet worden ist, gibt sie das Frequenzkorrektursignal EF über den Unempfindlichkeitsbereicherzeugerschaltkreis 1313A und den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1312A aus.
Der mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehene Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A gibt das Spannungsreferenzsignal Vc von dem Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 und das Spannungsamplitudensignal V von dem Spannungsamplitudendetektor 108 ein. Nach Bildung der Differenz durch die Addiereinrichtung 1321A in Fig. 8 gibt sie das Spannungsamplitudenkorrektursignal EV über den Unempfindlichkeitsbereicherzeugerschaltkreis 1323A und den Proportionalintegralberechnungsschaltkreis 1322A aus.
Der Additionsschaltkreis 110 subtrahiert das von dem mit dem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF von dem vom Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegebenen Blindstromreferenzwert idc unter Verwendung der Addiereinrichtung 112 und gibt das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm aus. Gleichzeitig subtrahiert sie das von dem mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV von dem vom Wirk/Blindstromreferenzgenerator 101 ausgegebenen Wirkstromreferenzwert iqc unter Verwendung der Addiereinrichtung 111 und gibt das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm aus.
Der Stromsteuerungsschaltkreis 105 gibt das von dem Additionsschaltkreis 110 ausgegebene Blindstromreferenzsignal idm und das von dem Additionsschaltkreis 110 ausgegebene Wirkstromreferenzsignal iqm ein. Sie berechnet dann die Wechselrichtereingangsspannungsreferenzwerte VRc, VSc und VTc, die die Dreiphasenausgangsspannung von Wechselrichterhauptschaltkreis 1 bestimmen, so daß der erfaßte Wirkstromwert iq und der erfaßte Blindstromwert id von dem Wirk/Blindstromdetektor 104 gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm und dem Blindstromkorrekturreferenzsignal idm ist.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 erfaßt, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geschlossen ist und der Wechselrichter 10 mit dem AC-System 6 verbunden ist, der Frequenzdetektor 107 die AC-Spannungsfrequenz von AC-System 6 als Frequenzsignal F und erfaßt der Spannungsamplitudendetektor 108 die AC-Spannungsamplitude von AC-System 6 als Spannungsamplitudensignal V. Deshalb sind das Frequenzsignal F und das Frequenzreferenzsignal Fc gleich und sind auch das Spannungsamplitudensignal V und das Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc gleich.
Auf diese Weise werden das durch den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF und das durch den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A ausgegebene Spannungsamplitudenkorrektursignal EV zu Null. Desgleichen werden das Wirkstrom-korrekturreferenzsignal iqm und das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm entsprechend gleich dem Wirkstromreferenzwert iqc und dem Bildstromreferenzwert idc. Deshalb liefert der Wechselrichter 10 Wirkstrom und Blindstrom zu AC-System 6 und Last 7 entsprechend dem Wirkstromreferenzsignal iqc und dem Blindstromreferenzsignal idc von dem Wirk/Blindstromgenerator 101.
Das Erzeugen von Frequenzkorrektursignal EF und Spannungsamplitudenkorrektursignal EV während oder als Folge von Schwankungen bei den Systembedingungen während des Verbundbetriebes werden dadurch unterdrückt, daß verursacht wird, daß die Abweichung zwischen dem Frequenzsignal F und dem Frequenzreferenzsignal Fc und die Abweichung zwischen dem Spannungsamplitudensignal V und dem Spannungsreferenzsignal Vc innerhalb der Unempfindlichkeitsbereiche der Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreise 1313A und 1323A liegen.
Wenn andererseits der Netzkupplungs-Trennschalter 5 offen ist und der Wechselrichter 10 allein Energie an die Last 7 liefert, dann ist das von dem Frequenzdetektor 107 erfaßte Frequenzsignal F von der Frequenz der Wechselspannung des AC-Systems 6 verschieden. Desgleichen ist das durch den Spannungsamplitudendetektor 108 erfaßte Spannungsamplitudensignal V verschieden von der Amplitude der Wechselspannung des AC-Systems 6. Deshalb gibt eine Abweichung zwischen dem Frequenzsignal F und dem Frequenzreferenzsignal Fc, die den ersten bestimmten Wert, der dem Unempfindlichkeitsbereich entspricht, übersteigt. Desgleichen gibt es eine Abweichung zwischen dem Spannungsamplitudensignal V und dem Spannungsamplitudenreferenzsignal Vc, die den zweiten bestimmten Wert, der dem Unempfindlichkeitsbereich entspricht, übersteigt.
Aus diesem Grunde werden das von dem mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A ausgegebene Frequenzkorrektursignal EF und das von dem mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A ausgegebene Spannungsamplituden-korrektursignal EV nicht zu Null.
Der Additionsschaltkreis 110 korrigiert entsprechend den Blindstromreferenzwert idc und den Wirkstromreferenzwert iqc und das Frequenzkorrektursignal EF und das Spannungsamplitudenkorrektursignal EV und gibt das Blindstromkorrekturreferenzsignal idm und das Wirkstromkorrekturreferenzsignal iqm an den Stromsteuerungsschaltkreis 105 aus.
Der Wechselrichter 10 liefert Wirkstrom und Blindstrom an die Last 7 als Reaktion auf das Wirkstromreferenzsignal iqm und das Blindstromreferenzsignal idm von dem Additionsschaltkreis 110. Auf diese Weise können die Frequenz und die Amplitude in der unmittelbaren Nähe von Frequenzreferenzsignal Fc bzw. Spannungsamplitudenreferenzwert Vc gesteuert werden.
Bei dieser Ausführungsform kann dieselbe Steuerschaltkreis sowohl dann verwendet werden, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 geschlossen ist und der Wechselrichter 10 und das AC-System 6 miteinander verbunden sind, als auch dann, wenn der Netzkupplungs-Trennschalter 5 offen ist und der Wechselrichter 10 allein Energie an die Last 7 liefert. Desgleichen können die Störungen, die auftreten, wenn der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb auf Alleinbetrieb umschaltet oder umgekehrt von Alleinbetrieb auf Verbundbetrieb schaltet, reduziert werden.
Auf der Grundlage der vorstehenden Beschreibung ist es für jene, die mit der Technik vertraut sind, leicht, praktische Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreise 1313A und 1323A und Proportionalintegralberechnungsschaltkreise 1312A und 1322A herzustellen. Dementsprechend kann die detaillierte Beschreibung der Werte oder des Aufbaus der Schaltkreiselemente oder -einrichtungen bei den Schaltkreisen 1313A, 1323A, 1312A und 1322A weggelassen werden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 wird die Fähigkeit, unnötige Steueroperationen, die als Folge von Systemschwankungen während eines Verbundbetriebes auftreten, der grundlegenden Funktionsweise der Ausführungsform von Fig. 1 durch Verwendung eines mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 131A und eines mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises 132A hinzugefügt.
Nun wird eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 9 bis 13 beschrieben.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das den schematischen Aufbau zeigt. Hier sind den Teilen, die dieselben sind, wie bei Fig. 1, dieselben Symbole gegeben worden, und deren Beschreibung ist weggelassen worden. Punkte, die von Fig. 1 verschieden sind, sind die Bereitstellung von:
- einem mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 und
- einem mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 anstelle von:
- Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131 und
- Spannungsamplitüdenkorrekturberechnungsschaltkreis 132;
und das Neuhinzufügen:
- eines Berechnungsschaltkreissättigungsdetektors 143 und
- eines Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreises 144.
Fi4. 10 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für den mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141. Dieser besteht aus einer Addiereinrichtung 1311B, einem Schalterschaltkreis 1314B, der aus einem Feldeffekttransistor SWe, einem Widerstand R21e und einem NAND-Schaltkreis D3e besteht und aus einem Proportionalintegralschaltkreis 1312B, der aus Widerständen R1e, R2e und R3e, einem Kondensator Ce und einem Rechenverstärker Ae besteht.
Fig. 11 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für eine mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142. Dieser besteht aus einer Addiereinrichtung 1321B, einem Schalterschaltkreis 1324B, der aus einem Feldeffekttransistor SWf, einem Widerstand R21f und einem NAND- Schaltkreis D3f besteht und aus einem Proportionalintegralschaltkreis 1322B, der aus Widerständen R1f, R2f und R3f, einem Kondensator Cf und einem Rechenverstärker Af besteht.
Fig. 12 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für einen Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144. Diese besteht aus Referenzspannungsquellen E1, E2, E3 und E4, Rechenverstärkern A1, A2, A3 und A4, NAND-Schaltkreisen D1 und D3 und einem ODER- Schaltkreis D2.
Fig. 13 zeigt ein praktisches Schaltkreisbeispiel für einen Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143. Dieser besteht aus Absolutwertschaltkreisen AB1 und AB2, den Referenzspannungsquellen E5 und E6, den Rechenverstärkern A5 und A6, einem ODER- Schaltkreis D4, einem Widerstand R11, einem Kondensator C11 und einem Inverslogikschaltkreis D5.
In Fig. 9 überwacht der Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 die verschiedenen Ausgangsbeträge von Frequenzdetektor 107 und Spannungsamplitudendetektor 108. Wenn diese die eingestellten oberen und unteren Grenzwerte übersteigen oder unter diese abfallen, dann gibt er ein AUS-Schaltsignal S aus, um die Schalter in dem mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 und dem mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 auf AUS zu schalten.
Desgleichen führt dann, wenn es vorkommt, daß der Absolutwert des Ausgangs aus dem mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 oder dem mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 den festgelegten Wert um mehr als einen bestimmten Zeitraum überschreitet, der Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 die Funktion eines Schaltens des zutreffenden Schalters auf EIN durch, indem er ein AUS-Schalt-Löschsignal CLS ausgibt.
Bei der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform betrachtet der Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 als Übergang auf den Alleinbetrieb die Zeit, wenn die Schwankungen der Spannungsamplitude und der Frequenz die bestimmten Bereiche überschreitet. Weiterhin führt die Wechselrichtersteuervorrichtung 100 durch Betätigen des mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 141 und des mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises 142 den Betrieb des Beginns der oben beschriebenen Korrektursteuerung durch. Daher ist der Betrieb der Korrektursteuerung während Systemschwankungen, wenn die Schwankungen der Spannungsamplitude und die Frequenz die bestimmten Bereiche nicht überschreitet, unterdrückt. Und es kann auch eine Steuerung mit ausgezeichneter Genauigkeit ohne Empfindlichkeitsbereiche erfolgen, wenn auf den Alleinbetrieb übergegangen wird.
Darüberhinaus werden bei einem Übergang vom Alleinbetrieb zum Verbundbetrieb die Pegel von Spannungskorrektursignal EV und Frequenzkorrektursignal EF durch den Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 überwacht. Deshalb kann die Funktion eines Stoppens der Korrektursteuerung, wenn der Ausgang beständig einen bestimmten Wert überschreitet, ausgeführt werden.
Das Nachstehende ist eine Beschreibung der Funktionsweise der dritten Ausführungsform. In Fig. 9 wird die Änderung der Frequenz der Spannung, die auftritt, wenn der Wechselrichter 10 von dem AC-System 6 getrennt wird, durch den Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 erfaßt. In jenem Fall wird die Korrektursteuerung durch AUS-Schalten der Schalter in dem mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 und der mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 aus begonnen.
Die AUS-Schaltoperation wird dann ausgeführt, wenn das AUS- Schaltsignal S zu einer logischen "1" wird und ein AUS-Schalt- Löschsignal CLS eine logische "1" ist. In Fig. 12 wird das AUS- Schaltsignal 5 zu einer logischen "1", wenn das Frequenzsignal F größer als der Wert von Referenzspannungsquelle E1 ist, die den oberen Grenzwert für das Frequenzsignal F angibt oder kleiner als der Wert der Referenzspannungsquelle E2 ist, die den unteren Grenzwert für das Signal F angibt; oder wenn das Spannungsamplitudensignal V größer als der Wert der Referenzspannungsquelle E3 ist, die den oberen Grenzwert für das Spannungsamplitudensignal V angibt oder kleiner als der Wert von Referenzspannungsquelle E4 ist, die den unteren Grenzwert für das Spannungsamplitudensignal V angibt. Zu diesem Zeitpunkt geben die NAND-Schaltkreise D3e und D3f in Fig. 10 und 11 eine logische "0" aus und werden die Feldeffekttransistoren We und SWf nicht-leitend.
Betrachten wir den Fall, in dem das Frequenzsignal F und das Spannungsamplitudensignal V in den Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 als Spannungssignal von 5,00 V eingegeben werden, wobei die Werte der Referenzspannungsquellen E1, E2, E3 und E4 zu 5,05 V, 4,95 V, 5,05 V bzw. 4,95 V festgelegt werden.
Umgekehrt ist der Fall, in dem der Wechselrichter 10 von Alleinbetrieb auf Verbundbetrieb übergegangen ist, wie folgt. Wenn das Spannungsamplitudensignal V und das Frequenzsignal F entsprechend gleich dem von dem Spannungsamplitudenreferenzgenerator 121 ausgegebenen Spannungsreferenzsignal Vc und dem von dem Frequenzreferenzgenerator 122 ausgegebenen Frequenzreferenzsignal Fc ist, dann sind die Werte des von dem mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141 ausgegebenen Frequenzkorrektursignals EF und des von dem mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142 ausgegebenen Spannungsamplitudenkorrektursignals EV gleich Null. Deshalb bleibt der Betrieb ungeändert. Wenn jedoch eine Abweichung zwischen dem Frequenzsignal F und dem Frequenzreferenzsignal Fc oder zwischen dem Spannungsamplitudensignal V und dem Spannungsreferenzsignal Vc auftritt, dann steigt der Wert des Frequenzkorrektursignals EF oder des Spannungsamplituden- Korrektursignals EV als Folge des Einflusses von Proportionalintegralschaltkreis 1312B oder 1322B über den maximalen Ausgangspegel an. Deshalb wird die Tatsache, daß der Wert von Frequenz korrektursignal EF oder von Spannungsamplitudenkorrektursignal EV den maximalen Ausgangspegel überschritten hat, länger gedauert hat, als ein bestimmter Zeitraum, durch den Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 erfaßt. Folglich werden die Feldeffekttransistoren SWe und SWf des mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 141 und des mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises 142 auf EIN geschaltet, und der Betrieb geht auf den normalen Verbundzustand über.
Die EIN-Schaltoperation wird durch die Tatsache vorgenommen, daß das AUS-Schalt-Löschsignal CLS zu einer logischen 0 wird. Bei Fig. 13 dauert ein Zustand, bei dem der Ausgang aus dem Absolutwertschaltkreis AB1, der der Absolutwert von Frequenzkorrektursignal EF (z.B. 8,5 V) ist, größer als der Wert von Referenzspannungsquelle E5 (z.B. 8,0) wird, welcher einen ersten maximalen Sollwert von Frequenzkorrektursignal EF anzeigt oder ein Zustand, bei dem der Ausgang aus dem Absolutwertschaltkreis AB2, der der Absolutwert von Spannungsamplitudenkorrektursignal EV (z.B. 8,5 V) ist, größer als der Wert von Referenzspannungsquelle E6 (beispielsweise 8,0 V) wird, länger als die Signalverzögerungszeit, beispielsweise 100 Millisekunden, als Folge von Widerstand R11 und Kondensator C11 an. Zu diesem Zeitpunkt geben die NAND-Schaltkreise D3e und D3f von Fig. 10 und 11 eine logische 1 aus, und die Feldeffekttransistoren SWe und SWf werden leitfähig.
Bei der Ausführungsform ist die Signalverzögerungszeit gemeinsam für die Signale EV und EF vorgesehen. Aber entsprechend dieser Erfindung ist es auch möglich, daß eine erste Verzögerungszeit und eine zweite Verzögerungszeit für die Signale EF und EV gesondert vorgesehen sind.
Auf Basis der vorstehenden Beschreibung ist es für jene, die mit der Technik vertraut sind, leicht, einen praktischen mit einem Schalter versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141, mit einem Schalter versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142, einen Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 und einen Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 herzustellen. Demzufolge kann die detaillierte Beschreibung der Werte oder Konstruktionen der Schaltkreiselemente oder -einrichtungen bei den Schaltkreisen 141, 142, 144 und dem Detektor 143 weggelassen werden.
Wenn diese Ausführungsform verwendet wird, dann wird ein Betrieb mit hoher Genauigkeit möglich, da es ja kein Unempfindlichkeitsbereich in dem Steuerungssystem gibt, wenn zum Alleinbetrieb übergegangen wird. Desgleichen kann diese Ausführungsform denselben Steuerschaltkreis sowohl dann, wenn der Netzverbund- Trennschalter 5 geschlossen ist und der Wechselrichter 10 und das AC-System 6 miteinander verbunden sind, als auch dann verwendet werden, wenn der Netzverbund-Trennschalter 5 geöffnet ist und der Wechselrichter 10 für sich allein Energie an die Last 7 liefert. Die Störung, die dann auftritt, wenn der Wechselrichter 10 vom Verbundbetrieb zum Alleinbetrieb oder umgekehrt vom Alleinbetrieb auf Verbundbetrieb schaltet, kann reduziert werden.
Diese Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise realisiert die Ausführungsform von Fig. 6 den Additionsschaltkreis 110, den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 131A und den mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehene Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 132A mit Hilfe elektronischer Schaltkreise. Man kann diese jedoch auch durch Software unter Verwendung von Mikrorechnern usw. realisieren. In diesem Fall hat, wenn der Stromsteuerungsschaltkreis 105 und der Wirk/Blindstromdetektor 104 mit Hilfe von Mikrorechnersoftware bei dem Beispiel des Standes der Technik von Fig. 14 realisiert werden, diese Erfindung den Vorteil, daß man in der Lage ist, sie leicht in die Steuerungseinrichtung dadurch einzubauen, daß man die Funktionen des Additionsschaltkreises 110, des mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreises 131A und des mit einem Unempfindlichkeitsbereich versehenen Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreises 132A als Software hinzuzufügen.
Desgleichen können bei Fig. 9 der mit einem Schalter versehene Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreis 141, der mit einem Schalter versehene Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreis 142, der Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreis 144 und der Berechnungsschaltkreissättigungsdetektor 143 mit Hilfe von Software realisiert werden.
Wenn man diese Erfindung anwendet, dann kann angemessene Energie an eine Last von einem System, das einen Verbund-Wechselrichter nutzt, gleichgültig, ob sich der Verbindungszustand des Systemverbund-Wechselrichters und des AC-Systems vom Verbundzustand zum Alleinzustand ändert oder sich umgekehrt vom Alleinzustand zum Verbundzustand ändert, geliefert werden, ohne diese Zustandsänderung als Netzverbund-Trennschalter-Zustandssignal oder dergleichen einzubauen und ohne vorübergehend die Funktion des Systemverbundwechselrichters zu stoppen. Deshalb kann für eine Systemverbundsteuereinrichtung gesorgt werden, die die Zuverlässigkeit des Systems steigert, das den Systemverbundwechselrichter verwendet und die den Bereich ihrer Anwendung erweitert.
Offensichtlich sind zahlreiche Modifikationen und Veränderungen im Licht der vorstehenden Erläuterungen möglich. Es ist deshalb selbstverständlich, daß die Erfindung auch in anderer Form als hierin speziell beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

1. Steuervorrichtung (100) für einen Wechselrichter (10), der über einen Netzkupplungs-Trennschalter (5) mit einem AC-System (6) verbunden ist, wobei der Wechselrichter (10) und das AC-System (6) mit einer Last (7) verbunden sind, der Wechselrichter (10) DC-Energie von einer DC-Energiequelle (4) in AC-Energie umwandelt und AC-Energie dem AC-System zuführt oder von diesem erhält, die Last (7) AC-Energie vom AC-System (6) oder vom Wechselrichter (10) oder von allen beiden erhält, und die Steuervorrichtung (100) aufweist:

eine Wirk-/Blindstromreferenzgeneratoreinrichtung (101) zum Erzeugen eines Wirkstromreferenzsignals (iqc) und eines Blindstromreferenzsignals (idc);

eine Wirk-/Blindstromdetektoreinrichtung (104) zum Erfassen einer Wirkstromkomponente (iq) und einer Blindstromkomponente (id) eines vom Wechselrichter (10) ausgehenden AC-Stromes, um diese als ein Wirkstromsignal bzw. ein Blindstromsignal auszugeben;

eine Phasendetektoreinrichtung (103) zum Erfassen einer Phase (θ) des AC-Systems (6), um diese als ein Phasensignal auszugeben;

eine Frequenzdetektoreinrichtung (107) zum Erfassen einer Frequenz des AC-Systems (6), um diese als ein Frequenzsignal (F) auszugeben;

eine Spannungsamplitudendetektoreinrichtung (108) zum Erfassen einer Amplitude des AC-Systems (6), um diese als ein Spannungsamplitudensignal (V) auszugeben;

eine Frequenzreferenzgeneratoreinrichtung (122) zum Erzeugen eines Frequenzreferenzsignals (Fc);

eine Spannungsamplitudenreferenzgeneratoreinrichtung (121) zum Erzeugen eines Spannungsamplitudenreferenzsignals (Vc);

eine Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131) zum Erfassen einer Frequenzabweichung zwischen dem Frequenzreferenzsignal (Fc) und dem Frequenzsignal (F) und zum Erzeugen eines Frequenzkorrektursignals (EF), das auf dieser Frequenzabweichung basiert;

eine Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132) zum Erfassen einer Spannungsamplitudenabweichung zwischen dem Spannungsamplitudenreferenzsignal (Vc) und dem Spannungsamplitudensignal (V) und zum Erzeugen eines Spannungsamplitudenkorrektursignals (Ev), das auf der Spannungsamplitudenabweichung basiert;

eine Additionseinrichtung (110, 111, 112) zum Addieren des Wirkstromreferenzsignals (iqc) und des Spannungsamplitudenkorrektursignals (EV), um die Summe als ein Wirkstromkorrekturreferensignal (iqm) auszugeben, und zum Addieren des Blindstromreferenzsignals (idc) und des Frequenzkorrektursignals (EF), um die Summe als ein Blindstromkorrektursignal (idm) auszugeben;

eine Stromsteuerungsschaltkreiseinrichtung (105), die geschaltet ist, um das Phasensignal (6), das Wirkstromsignal (iq), das Blindstromsignal (id), das Wirkstromkorrekturreferenzsignal (iqc) und das Blindstromkorrekturreferenzsignal (idc) zu empfangen, um ein Ausgangsspannungsreferenzsignal (VRc, VSc, VTc) für den Wechselrichter (10) zu erzeugen, so daß das Wirkstromsignal (iq) gleich dem Wirkstromkorrekturreferenzsignal (iqm) und das Blindstromsignal (id) gleich dem Blindstromkorrekturreferenzsignal (idm) ist; und

eine Gattersteuerungsschaltkreiseinrichtung (106), um basierend auf dem Ausgangsspannungsreferenzsignal (VRc, VSc, VTc) die Ausgangsspannung des Wechselrichters zu steuern.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1,

bei der die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131) aufweist:

eine erste Additionseinrichtung (1311), die geschaltet ist, um das Frequenzreferenzsignal (Fc) und das Frequenzsignal (F) zu empfangen, um die Frequenzabweichung zu erfassen, und

einen ersten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1312), der geschaltet ist, um die Frequenzabweichung zu empfangen, um mit der Frequenzabweichung eine Proportionalintegration durchzuführen, um das Frequenzkorrektursignal (EF) zu erzeugen; und

bei der die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132) aufweist:

eine zweite Additionseinrichtung (1321), die geschaltet ist, um das Spannungsamplitudenreferenzsignal (Vc) und das Spannungsamplitudensignal (V) zu empfangen, um die Spannungsamplitudenabweichung zu erfassen; und

einen zweiten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1322), der geschaltet ist, um die Spannungsamplitudenabweichung zu empfangen, um mit der Spannungsamplitudenabweichung eine Proportionalintegration durchzuführen, um das Spannungsamplitudenkorrektursignal (EV) zu erzeugen.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der:

die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131) das Frequenzkorrektursignal (EF) nur dann erzeugt, wenn die Frequenzabweichung einen ersten bestimmten Wert übersteigt; und

die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132) das Spannungsamplitudenkorrektursignal (EV) nur dann erzeugt, wenn die Spannungsamplitudenabweichung einen zweiten bestimmten Wert übersteigt.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131A) aufweist:

eine erste Additionseinrichtung (1311A), die geschaltet ist, um das Frequenzreferenzsignal (Fc) und das Frequenzsignal (F) zu empfangen, um die Frequenzabweichung zu erfassen;

einen ersten Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis (1313A), der geschaltet ist, um die Frequenzabweichung zu empfangen und um die Frequenzabweichung nur dann zu erzeugen, wenn die Frequenzabweichung den ersten bestimmten Wert übersteigt; und

einen ersten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1312A), der geschaltet ist, um die Frequenzabweichung von dem ersten Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis zu empfangen, um mit der Frequenzabweichung eine Proportionalintegration durchzuführen, um das Frequenzkorrektursignal (EF) zu erzeugen; und

bei der die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132A) aufweist:

eine zweite Additionseinrichtung (1321A), die geschaltet ist, um das Spannungsamplitudenreferenzsignal und das Spannungsamplitudensignal zu empfangen, um die Spannungsamplitudenabweichung zu erfassen;

einen zweiten Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis (1323A), der geschaltet ist, um die Spannungsamplitudenabweichung zu empfangen, um die Spannungsamplitudenabweichung nur dann zu erzeugen, wenn die Spannungsamplitudenabweichung den zweiten bestimmten Wert übersteigt; und einen zweiten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1322A), der geschaltet ist, um die Spannungsamplitudenabweichung von dem zweiten Unempfindlichkeitsbereicherzeugungsschaltkreis zu empfangen, um mit der Spannungsamplitudenabweichung eine Proportionalintegration durchzuführen, um das Spannungsamplitudenkorrektursignal (EV) zu erzeugen.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist:

eine Spannungs-/Frequenzüberwachungsschaltkreiseinrichtung (144), die geschaltet ist, um das Frequenzsignal (F) und das Spannungsamplitudensignal (V) zu empfangen, um ein AUS-Schaltsignal zu erzeugen, wenn das Frequenzsignal außerhalb eines ersten bestimmten Bereiches liegt oder das Spannungsamplitudensignal außerhalb eines zweiten bestimmten Bereiches liegt, wobei:

die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131) das Frequenzkorrektursignal (EF) nur dann erzeugt, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt wird; und

die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132) das Spannungsamplitudenkorrektursignal (EV) nur dann erzeugt, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt wird.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist:

eine Berechnungsschaltkreissättigungsdetektoreinrichtung (143), die geschaltet ist, um das Frequenzkorrektursignal und das Spannungsamplitudenkorrektursignal zu empfangen, um ein AUS-Schalt-Löschsignal nur dann zu erzeugen, wenn ein Zustand, in dem das Frequenzkorrektursignal einen ersten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als eine erste bestimmte Periode anhält, oder wenn ein Zustand, in dem das Spannungskorrektursignal einen zweiten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als eine zweite bestimmte Periode anhält, wobei:

die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (131) das Erzeugen des Frequenzkorrektursignals unterbricht, wenn das AUS-Schalt-Löschsignal zugeführt wird; und

die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (132) das Erzeugen des Spannungsamplitudenkorrektursignals unterbricht, wenn das AUS-Schalt-Löschsignal zugeführt wird.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, die außerdem aufweist:

eine Spannungs-/Frequenzüberwachungsschaltkreiseinrichtung (144), die geschaltet ist, um das Frequenzsignal (F) und das Spannungsamplitudensignal (V) zu empfangen, um ein AUS-Schaltsignal zu erzeugen, wenn das Frequenzsignal außerhalb eines ersten bestimmten Bereiches liegt oder das Spannungsamplitudensignal außerhalb eines zweiten bestimmten Bereiches liegt; und

eine Berechnungsschaltkreissättigungsdetektoreinrichtung (144), die geschaltet ist, um das Frequenzkorrektursignal und das Spannungsamplitudenkorrektursignal zu empfangen, um ein AUS-Schalt-Löschsignal nur dann zu erzeugen, wenn ein Zustand, in dem das Frequenzkorrektursignal einen ersten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als eine bestimmte Periode anhält, oder wenn ein Zustand, in dem das Spannungskorrektursignal einen zweiten maximalen Ausgangspegel übersteigt, länger als die bestimmte Periode anhält;

wobei:

die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (141) das Frequenzkorrektursignal nur dann erzeugt, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt-Löschsignal nicht zugeführt wird; und

die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (142) das Spannungsamplitudenkorrektursignal nur dann erzeugt, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt-Löschsignal nicht zugeführt wird.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7,

bei der die Frequenzkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (141) aufweist:

eine erste Additionseinrichtung (1311B) zum Erfassen der Frequenzabweichung zwischen dem Frequenzreferenzsignal (FC) und dem Frequenzreferenzsignal (F);

einen ersten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1312B) zum Durchführen einer ersten Proportionalintegration mit der Frequenzabweichung von der ersten Additionseinrichtung, um das Frequenzkorrektursignal (EF) zu erzeugen; und

einen ersten Schalterschaltkreis (1314B), um die erste Proportionalintegration in dem ersten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis nur dann zum Erzeugen des Frequenzkorrektursignals durchzuführen, wenn das AUS-Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt-Löschsignal nicht zugeführt wird; und

wobei die Spannungsamplitudenkorrekturberechnungsschaltkreiseinrichtung (142) aufweist:

eine zweite Additionseinrichtung (1321B) zum Erfassen der Spannungsamplitudenabweichung zwischen dem Spannungsamplitudenreferenzsignal (Vc) und dem Spannungsamplitudensignal (V);

einen zweiten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis (1322B) zum Durchführen der zweiten Proportionalintegration mit der Spannungsamplitudenabweichung von der zweiten Additionseinrichtung, um das Spannungsamplitudenkorrektursignal (EV) zu erzeugen; und

einen zweiten Schalterschaltkreis (1324B), um die zweiten Proportionalintegration in dem zweiten Proportionalintegralberechnungsschaltkreis zum Erzeugen des Spannungsamplitudenkorrektursignal nur dann durchzuführen, wenn das AUS- Schaltsignal zugeführt und das AUS-Schalt-Löschsignal nicht zugeführt wird.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Spannungs/Frequenzüberwachungsschaltkreiseinrichtung (144) aufweist:

einen ersten Vergleicherschaltkreis (A1, A2), der geschaltet ist, um das Frequenzsignal (F) zu empfangen, um ein erstes AUS-Schaltsignal zu erzeugen, wenn das Frequenzsignal (F) größer ist als ein erster oberer Grenzwert oder kleiner ist als ein erster unterer Grenzwert;

einen zweiten Vergleicherschaltkreis (A3, A4), der geschaltet ist, um das Spannungsamplitudensignal (V) zu empfangen, um ein zweites AUS-Schaltsignal zu erzeugen, wenn das Spannungsamplitudensignal (V) größer ist als ein zweiter oberer Grenzwert oder kleiner ist als ein zweiter unterer Grenzwert; und

einen ODER-Schaltkreis (D2), der geschaltet ist, um das erste AUS-Schaltsignal und das zweite AUS-Schaltsignal an seinen beiden Eingangsanschlüssen zu empfangen, um das AUS- Schaltsignal zu erzeugen.

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Berechnungsschaltkreissättigungsdetektoreinrichtung (144) aufweist:

einen ersten Absolutwertschaltkreis (ABL) zum Erzeugen eines Absolutwertes des Frequenzkorrektursignals (EF);

einen ersten Vergleicher (A5) zum Erzeugen eines ersten Ausgangssignals, wenn der Absolutwert des Frequenzkorrektursignals (EF) den ersten maximalen Ausgangspegel übersteigt;

einen zweiten Absolutwertschaltkreis (AB2) zum Erzeugen eines Absolutwertes des Spannungsamplitudenkorrektursignals (EV);

einen zweiten Vergleicher (A6) zum Erzeugen eines zweiten Ausgangssignals, wenn der Absolutwert des Spannungsamplitudenkorrektursignals (EV) einen zweiten maximalen Ausgangspegel übersteigt;

einen Endscheidungsschaltkreis (D4), der geschaltet ist, um das erste Ausgangssignal und das zweite Ausgangssignal zu empfangen, um das AUS-Schaltsignal nur dann zu erzeugen, wenn das erste Ausgangssignal oder das zweite Ausgangssignal länger als die bestimmte Periode vorliegt.

11. Steuervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der: der Wechselrichter (10) einen selbstgeführten Wechselrichter des Spannungsquellentyps enthält, der eine Anzahl von Leistungswandlereinrichtungen (GU, GV, GW, GX, GY, GZ) enthält, die die Fähigkeit zur Selbstabschaltung haben.