JP2002272124A - 自励式インバータの制御装置 - Google Patents
自励式インバータの制御装置Info
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Abstract
れた自励式インバータが、各自励式インバータの出力に
偏りを生じることなく、かつ出力の動揺を抑制しながら
負荷に適切な有効/無効電力を供給すること。 【解決手段】各自励式インバータ2,7では、電力系統の
電圧値があらかじめ定められた設定値となるように交流
出力電圧を制御し、かつ各自励式インバータ2,7の出力
電流を直交座標上の2軸変数に変換してその平均値をと
り、当該平均値に対して1次遅れ手段18,18’を介した
値を電流指令値として出力電流が追従するように、電圧
制御の出力を補正する。
Description
力系統に複数台並列に接続され、直流電力を交流電力に
変換して電力系統に供給する、直流送電/直流連系シス
テムあるいは電力供給システムに用いられる自励式イン
バータの制御装置に係り、特に各自励式インバータが、
各自励式インバータの出力に偏りを生じることなく、か
つ出力の動揺を抑制しながら負荷に適切な有効/無効電
力を供給できるようにした自励式インバータの制御装置
に関するものである。
を行なう場合には、各交流系統に交直変換器を設置し、
それらの交直変換器の直流端子間を相互に接続する直流
送電/直流連系システムが多く用いられている。
力を供給する場合にも、交直変換器が使用されている。
変換器としては、近年、自励式変換器が適用されるよう
になってきている。
換する、いわゆるインバータとして運転する場合、交流
電源のない電力系統に接続されても運転を行なうことが
可能であり、離島送電や孤立した電力系統への電力供給
の手段として期待されている。
バータについては、交流電源のある電力系統へ接続され
た場合の制御方式は基本的に確立されている一方、無電
源の電力系統へ接続した場合の制御方式は確立されてい
ない。
量の交直変換器システムとしては、計算機等に適用され
る無停電電源装置(UPS)がある。
に設置された場合の主回路および制御装置の構成例を示
すブロック図である。
ンバータ2が接続され、その交流側には、変圧器3を介
して負荷4が接続されている。
4のつながる交流回路の電圧の大きさVsを検出し、そ
れを設定値Vrefと突合せて差分ΔVをとり、その値
を例えば比例積分回路で構成された交流電圧制御回路5
に入力する。
パルス幅制御(PWM)回路6に与え、パルス幅制御
(PWM)回路6では、この値を正弦波信号の波高値と
して使用する。
交流出力電圧Viの波高値とは、ほぼ比例の関係にあ
る。
Vref通りに保たれる。
転されている場合には、自己の出力電流I1と並列した
他の自励式インバータ7の出力電流I2との差分信号Δ
Iにより、交流電圧制御回路5の出力信号であるPWM
正弦波信号波高値の値を補正する。
は、並列した自励式インバータ7よりも出力が大きい状
態であり、この場合には正弦波信号の波高値を下げるこ
とにより、自励式インバータ2の出力電圧を小さくし、
これによって出力を低下させる。
並列した自励式インバータ7よりも出力が小さい状態で
あり、この場合には正弦波信号の波高値を上げることに
より、自励式インバータ2の出力電圧を大きくし、これ
によって出力を増加させ、自己機と並列機の出力が均等
となるように動作させる。
必要な有効/無効電力量を推定することは困難である
が、前述のように、負荷4側の電圧を一定値に保つよう
に制御を行なうことにより、自動的に必要な電力が自励
式インバータ2から供給され、また差分信号ΔIによる
補正を行なうことで、並列に運転される他の自励式イン
バータ7との間で、均等に負荷4への電力供給を行なう
ことができる。
された自励式インバータの主回路および制御装置の構成
例を示すブロック図である。
統に接続された自励式インバータの違いとしては、負荷
の種類や大きさが大きく変化し、不定であることがあげ
られる。また、不特定多数の需要家に電力を供給してい
るため、運転の安定性がより一層求められる。
が、順変換器8により直流電力に変換され、それが自励
式インバータ2により交流電力に変換され、変圧器3を
介して負荷4に供給されている。
シタ9が設置されており、自励式インバータ2は、電圧
型自励式変換器として動作する。
て、設定値Edrefとの差分を零とするように直流電
圧制御回路10による制御を行ない、その出力信号を基
にパルス発生回路11から、順変換器8に対してパルス
信号を与えている。
負荷4のつながる交流系統の電圧の大きさVsを検出
し、それを設定値Vrefと突合わせて差分ΔVをと
り、その値を例えば比例積分回路で構成された交流電圧
制御回路5に入力する。
パルス幅制御(PWM)回路6に与え、パルス幅制御
(PWM)回路6では、この値をPWM正弦波信号の波
高値として使用し、パルス信号を発生して自励式インバ
ータ2へ与える。
交流出力電圧Viの波高値とは、ほぼ比例の関係にあ
る。
Vref通りに保たれる。
停電電源装置と異なるのは、出力電流の追従制御を行な
っている点である。
Iを検出し、その値を2軸変換回路12で直交する2軸
量Id,Iqに変換し、それぞれに対して1次遅れ回路
13,13′を介した値を電流指令値Idref,Iq
refとして、出力電流の2軸検出値Id,Iqと突合
せを行ない、この差分を比例積分回路等で構成された電
流追従制御回路14,14′に入力する。
によって、電圧制御回路5の出力信号の補正を行なう。
とで、自励式インバータ2の出力の振動が抑制され、よ
り安定な運転を行なうことができる。
値を推定することは困難であるが、交流電圧を一定に保
つように運転することで得られた自身の出力電流に対し
て、1次遅れを介した値、すなわち定常的な出力電流値
を電流指令値として使用することにより、負荷4が変化
した場合には、自動的に電流指令値が変化して、適切な
有効/無効電力を出力することができる。
に示すような方式の自励式インバータ2が複数台並列に
接続され、交流電源のない電力系統に電力を供給する場
合、各自励式インバータ2の出力の和は、接続された負
荷量とバランスのとれた値になるが、各自励式インバー
タ2出力の比率は不確定であり、偏りや横流が発生する
可能性がある。そして、特定の自励式インバータ2の出
力が偏ると、過電流による変換器トリップが生じたり、
損失が増大するといった問題が発生する。
と同様の制御を、複数台並列に接続されて交流電源のな
い電力系統へ電力を供給する自励式インバータに適用し
た場合、各自励式インバータ間の出力の差を零とするよ
うに制御することにより、出力の偏りや横流は防止する
ことができる。
て出力電流が制御されていないため、特に軽負荷時や系
統側が振動し易い条件の場合、変換器出力電流や有効/
無効電力の動揺が収束し難く、安定な運転状態になるま
でに時間がかかるといった問題がある。
に複数台並列に接続された自励式インバータが、各自励
式インバータの出力に偏りを生じることなく、かつ出力
の動揺を抑制しながら負荷に適切な有効/無効電力を供
給することが可能な自励式インバータの制御装置を提供
することにある。
めに、交流電源のない電力系統に複数台並列に接続さ
れ、直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する
自励式インバータの制御装置において、請求項1に対応
する発明では、各自励式インバータでは、電力系統の電
圧値があらかじめ定められた設定値となるように交流出
力電圧を制御し、かつ各自励式インバータの出力電流を
直交座標上の2軸変数に変換してその平均値をとり、当
該平均値に対して1次遅れ手段を介した値を電流指令値
として出力電流が追従するように、上記電圧制御の出力
を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが均等に負荷分担し、かつ出力
変動を抑制して安定に運転を行なうことができる。
励式インバータでは、電力系統の電圧値が設定値となる
ように交流出力電圧を制御し、かつ各自励式インバータ
の出力電流を直交座標上の2軸変数に変換してその合計
値をとり、当該合計値を各自励式インバータの定格容量
に比例した割合で配分した値を各自励式インバータに与
え、当該値に対して1次遅れ手段を介した値を電流指令
値として出力電流が追従するように、上記電圧制御の出
力を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが定格容量に応じた割合で負荷
分担し、かつ出力変動を抑制して安定に運転を行なうこ
とができる。
自励式インバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ
定められた設定値となるように交流出力電圧を制御し、
かつ各自励式インバータの出力電流を直交座標上の2軸
変数に変換してそれぞれ1次遅れ手段を介した値を求
め、さらに各軸変数毎に各自励式インバータの1次遅れ
手段の出力信号の平均値をとり、当該平均値を電流指令
値として出力電流が追従するように、上記電圧制御の出
力を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが均等に負荷分担し、かつ出力
変動を抑制して安定に運転を行なうことができる。
励式インバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ定
められた設定値となるように交流出力電圧を制御し、か
つ各自励式インバータの出力電流を直交座標上の2軸変
数に変換してそれぞれ1次遅れ手段を介した値を求め、
さらに各軸変数毎に各自励式インバータの1次遅れ手段
の出力信号の合計値をとり、当該合計値を各自励式イン
バータの定格容量に比例した割合で配分した値を電流指
令値として出力電流が追従するように、上記電圧制御の
出力を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが定格容量に応じた割合で負荷
分担し、かつ出力変動を抑制して安定に運転を行なうこ
とができる。
励式インバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ定
められた設定値となるように交流出力電圧を制御し、電
力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に変
換して得られた値を、各自励式インバータに等分に配分
した値を電流指令値として出力電流が追従するように、
上記電圧制御の出力を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが均等に負荷分担し、かつ出力
変動を抑制して安定に運転を行なうことができる。
自励式インバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ
定められた設定値となるように交流出力電圧を制御し、
電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に
変換して得られた値を、各自励式インバータの定格容量
に比例した割合で配分した値を各自励式インバータに与
え、当該値を電流指令値として出力電流が追従するよう
に、上記電圧制御の出力を補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが定格容量に応じた割合で負荷
分担し、かつ出力変動を抑制して安定に運転を行なうこ
とができる。
は、上記請求項1乃至請求項6のいずれか1項に対応す
る発明の自励式インバータの制御装置において、各自励
式インバータの運転状態を監視し、停止中の自励式イン
バータがある場合には、その台数あるいは定格容量に応
じて運転中の各自励式インバータへ与える電流指令値を
補正するようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持しなが
ら、各自励式インバータが均等あるいは定格容量に応じ
た割合で負荷分担し、かつ出力変動を抑制して安定に運
転を行なうことができる。
の自励式インバータでは、電力系統の電圧値があらかじ
め定められた設定値となるように交流出力電圧を制御
し、電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変
数に変換して得られた値を、1台の自励式インバータ以
外の各自励式インバータに、等分に配分した値を電流指
令値として与え、各自励式インバータでは当該値に出力
電流が追従するように制御を行なうようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持して負
荷に適切な電力を供給しつつ、各自励式インバータが均
等に負荷分担し、かつ出力変動を抑制して安定に運転を
行なうことができる。
のインバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、電力
系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に変換
して得られた値を、1台の自励式インバータ以外の各自
励式インバータに、それぞれの定格容量に比例した割合
で配分した値を電流指令値として与え、各自励式インバ
ータでは当該値に出力電流が追従するように制御を行な
うようにしている。
インバータの制御装置においては、以上のような手段を
備えたことにより、交流電圧を設定値通りに維持して負
荷に適切な電力を供給しつつ、各自励式インバータが定
格容量に応じて負荷分担し、かつ出力変動を抑制して安
定に運転を行なうことができる。
上記請求項8または請求項9に対応する発明の自励式イ
ンバータの制御装置において、電力系統の電圧検出値
が、一定時間以上継続してある設定範囲を逸脱した場合
には、通常時に出力電流追従制御を行なっている自励式
インバータのうちの1台が、電力系統の電圧値があらか
じめ定められた設定値となるように交流出力電圧を制御
する運転に切り替えるようにしている。
式インバータの制御装置においては、以上のような手段
を備えたことにより、電圧制御を行なっている自励式イ
ンバータが、停止したり過負荷になったりして電圧を維
持する制御が行なえなくなった場合にも、負荷に適切な
電力を供給しつつ、各自励式インバータが定格容量に応
じて負荷分担し、かつ出力変動を抑制しながら運転を行
なうことができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
態による交流電源のない電力系統に接続された自励式イ
ンバータの主回路および制御装置の構成例を示すブロッ
ク図であり、図11および図12と同一要素には同一符
号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につ
いてのみ述べる。
側には、直流電源あるいは順変換器が接続されており、
前記図12に示した従来の装置と同一構成である。
ータ7は同一構成であり、並列に接続されて負荷4へ電
力を供給するようにしている。
来の装置に対し、2台の自励式インバータ2,7に対す
る共通制御装置15を設けた構成としている。
には、各自励式インバータ2,7からの出力電流を2軸
変換した値Id1,Iq1およびId2,Iq2を入力
し、それぞれ和をとってゲイン回路17,17′を介し
て、1次遅れ回路18,18′へ与える。
それぞれd軸電流指令値Idref、q軸電流指令値I
qrefとして、各自励式インバータ2,7の制御回路
へ与える。
電流指令値IdrefとId1,q軸電流指令値Iqr
efとIq1をそれぞれ突合わせて、両者の差分を比例
積分回路で構成された電流追従制御回路14,14′に
入力する。
は、前述した従来の場合と同様に、交流電圧制御回路5
からの出力を補正するように、加算を行なうようにして
いる。
ータ7の制御装置についても、自励式インバータ2の制
御装置と同一構成である。
バータ2,7では、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、かつ
各自励式インバータ2,7の出力電流を直交座標上の2
軸変数に変換してその平均値をとり、この平均値に対し
て1次遅れ回路18,18′を介した値を電流指令値と
して出力電流が追従するように、各自励式インバータ
2,7において上記電圧制御回路5の出力を補正するよ
うにしている。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
来の場合と同様に、負荷4が接続される交流系統の電圧
Vsを検出して設定値Vrefと突合せ、電圧制御回路
5による制御を行なうことにより、交流電圧Vsが設定
値Vrefに保たれ、結果として、負荷4に必要な有効
/無効電力が供給されている。
式インバータ2,7の出力電流の2軸量が、加算器1
6,16′で加算されてゲイン回路17,17′に与え
られる。
は、1/2が設定されている。
の出力値は、各自励式インバータ2,7からの出力電流
の平均値、すなわち(Id1+Id2)/2、(Iq1
+Iq2)/2となる。
8′を介して、各自励式インバータ2,7に電流指令値
Idref,Iqrefとして与えられる。
百ミリ秒程度の比較的大きな値とすることにより、この
電流指令値Idref,Iqrefは、自励式インバー
タ2の定常的な運転点を示す値であるといえる。
1が(Id1+Id2)/2に追従するように、電流追
従制御回路14′では、q軸電流Iq1が(Iq1+I
q2)/2に追従するように、それぞれ制御が行なわ
れ、電圧制御回路5からの出力を補正する。
2、q軸電流Iq2がそれぞれ(Id1+Id2)/
2、(Iq1+Iq2)/2に追従するように補正が行
なわれる。
インバータ7の出力電流は、同じ値となるように制御が
行なわれ、かつ合計の出力電流は、負荷4が必要とする
有効/無効電力とバランスのとれた値になる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、両自励式インバータ2,7が
均等に分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出
力が偏ることによる両自励式インバータ2,7の過電流
トリップや横流を防止することができ、さらに出力変動
を抑制しながら安定に運転することが可能となる。 (変形例1)図1の実施の形態は、2台の自励式インバ
ータが並列に運転しているシステムであるが、さらに多
くのn台の自励式インバータが並列に運転しているよう
なシステムについても、同様の制御を適用することがで
きる。
の構成および作用は、図1の場合と同様である。
算器16,16′には、n台の自励式インバータからの
出力電流2軸量Id1,Id2,Id3…Idn、およ
びIq1,Iq2,Iq3…Iqnが入力される。
しては、それぞれ1/nが設定される。
れる電流指令値Idref,Iqrefは、(Id1+
Id2+…+Idn)/n、(Iq1+Iq2+…+I
qn)/nに対して1次遅れを介した値、すなわち各自
励式インバータの出力電流の平均値となる。
並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電力を
供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値通り
に維持しながら、各自励式インバータが均等に分担して
負荷4に必要な電力を供給するので、出力が偏ることに
よる自励式インバータの過電流トリップや横流を防止す
ることができ、さらに出力変動を抑制しながら安定に運
転することが可能となる。
て、ゲイン回路17,17′と1次遅れ回路18,1
8′の接続順を逆とするようにしても、前述の場合と同
等の作用、効果を得ることが可能である。
態による交流電源のない電力系統に接続された自励式イ
ンバータの主回路および制御装置の構成例を示すブロッ
ク図であり、図1と同一要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
す実施の形態と異なるのは、共通制御装置15内部の加
算器16,16′からの出力を、それぞれゲイン回路1
9,20および19′,20′に与える構成としている
点である。
励式インバータ2の制御装置内の1次遅れ回路13,1
3′に与え、その出力は電流指令値Idref1,Iq
ref1として、検出値Id1,Iq1と突合わせて電
流追従制御回路14,14′に入力する。
は、同様に自励式インバータ7の制御装置内の1次遅れ
回路に与え、その出力は電流指令値Idref2,Iq
ref2として、Id2,Iq2と突合わせて電流追従
制御を行なう。
バータ2,7では、電力系統の電圧値が設定値となるよ
うに交流出力電圧を制御し、かつ各自励式インバータ
2,7の出力電流を直交座標上の2軸変数に変換してそ
の合計値をとり、この合計値を各自励式インバータ2,
7の定格容量に比例した割合で配分した値を各自励式イ
ンバータ2,7に与え、この値に対して1次遅れ回路1
3,13′を介した値を電流指令値として出力電流が追
従するように、各自励式インバータ2,7において上記
電圧制御回路5の出力を補正するようにしている。
の形態の場合と同様である。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
20,20′のゲインとしては、それぞれ自励式インバ
ータ2と自励式インバータ7の定格容量に応じた値が設
定される。
をMVA1、自励式インバータ7の定格容量をMVA2
とした場合、ゲイン回路19,19′のゲインは、K1
d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA2)、ゲイ
ン回路20,20′のゲインは、K2d=K2q=MV
A2/(MVA1+MVA2)という値とする。
容量が自励式インバータ7の2倍であれば、各軸の電流
指令値も自励式インバータ2の方が2倍であり、かつ両
自励式インバータ2,7の電流指令値の和は、負荷4が
必要とする電力量に一致する。
ている2台の自励式インバータ2,7の定格容量が大き
く異なっている場合に、それぞれの容量に応じて適切に
負荷分担が行なえる。
量が100MVA、自励式インバータ7の容量が20M
VAで、90MWの負荷4が接続された場合、均等に負
荷分担しようとすると、両自励式インバータ2,7に与
えられる電流指令値は45MW相当の値となり、自励式
インバータ7では過負荷のためトリップしてしまうが、
図2の実施の形態を適用すれば、自励式インバータ2の
電流指令値は75MW、自励式インバータ7の電流指令
値は15MW相当の値となり、それぞれ定格容量内で運
転することができる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、各自励式インバータ2,7が
定格容量に応じた比率で分担して負荷4に必要な電力を
供給するので、出力が偏ることによる自励式インバータ
2,7の過電流トリップや横流を防止することができ、
さらに出力変動を抑制しながら安定に運転することが可
能となる。
励式インバータが並列に運転しているシステムである
が、さらに多くのn台の自励式インバータが並列に運転
しているようなシステムについても、同様の制御を適用
することができる。
の構成および作用は、図2の場合と同様である。
算器16,16′には、n台の自励式インバータからの
出力電流2軸量Id1,Id2,Id3…Idn、およ
びIq1,Iq2,Iq3…Iqnが入力される。
は、自励式インバータの台数分設置され、ゲインはそれ
ぞれ定格容量と比例した値が設定される。
を、MVA1、MVA2、…MVAnとすると、ゲイン
は、K1d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA2
+…+MVAn)、K2d=K2q=MVA2/(MV
A1+MVA2+…+MVAn)…Knd=Knq=M
VAn/(MVA1+MVA2+…+MVAn)とな
る。
令値は、自励式インバータの容量に比例した値で、かつ
その合計値は負荷4が必要とする電力量に見合った値と
なる。
並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電力を
供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値通り
に維持しながら、各自励式インバータが定格容量に応じ
た比率で分担して負荷4に必要な電力を供給するので、
出力が偏ることによる自励式インバータの過電流トリッ
プや横流を防止することができ、さらに出力変動を抑制
しながら安定に運転することが可能となる。 (第3の実施の形態)図3は、本実施の形態による交流
電源のない電力系統に接続された自励式インバータの主
回路および制御装置の構成例を示すブロック図であり、
図1と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
す実施の形態と異なるのは、共通制御装置15内部に1
次遅れ回路を設ける代わりに、各自励式インバータ2,
7の制御装置内に1次遅れ回路13,13′を設け、出
力電流I1を2軸変数に変換した値Id1,Iq1を1
次遅れ回路13,13′に入力し、出力を共通制御装置
15内の加算器16,16′に加える構成としている点
である。
ータ7の制御装置についても、自励式インバータ2の制
御装置と同一構成である。
のゲインを有するゲイン回路17,17′に与え、その
出力を電流指令値Idref,Iqrefとして、各自
励式インバータ2,7へ与える。
バータ2,7では、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、かつ
各自励式インバータ2,7の出力電流を直交座標上の2
軸変数に変換してそれぞれ1次遅れ回路13,13′を
介した値を求め、さらに各軸変数毎に各自励式インバー
タ2,7の1次遅れ回路13,13′の出力信号の平均
値をとり、この平均値を電流指令値として出力電流が追
従するように、各自励式インバータ2,7において上記
電圧制御回路5の出力を補正するようにしている。
の形態の場合と同様である。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
される値としては、各自励式インバータ2,7の定常的
な出力電流値である。
17,17′で1/2されることにより、各自励式イン
バータ2,7へ与えられる電流指令値Idref,Iq
refは、両自励式インバータ2,7の定常運転点の平
均値となる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、各自励式インバータ2,7が
均等に分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出
力が偏ることによる自励式インバータ2,7の過電流ト
リップや横流を防止することができ、さらに出力変動を
抑制しながら安定に運転することが可能となる。
励式インバータが並列に運転しているシステムである
が、さらに多くのn台の自励式インバータが並列に運転
しているようなシステムについても、同様の制御を適用
することができる。
の構成および作用は、図3の場合と同様である。
算器16,16′には、n台の自励式インバータからの
出力電流2軸量Id1,Id2,Id3…Idn、およ
びIq1,Iq2,Iq3…Iqnが入力される。
しては、それぞれ1/nが設定される。
れる電流指令値Idref,Iqrefは、(Id1+
Id2+…+Idn)/n、(Iq1+Iq2+…+I
qn)/n、すなわち各自励式インバータの出力電流の
平均値となる。
並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電力を
供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値通り
に維持しながら、各自励式インバータが均等に分担して
負荷に必要な電力を供給するので、出力が偏ることによ
る自励式インバータの過電流トリップや横流を防止する
ことができ、さらに出力変動を抑制しながら安定に運転
することが可能となる。 (第4の実施の形態)図4は、本実施の形態による交
流電源のない電力系統に接続された自励式インバータの
主回路および制御装置の構成例を示すブロック図であ
り、図3と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
す実施の形態と異なるのは、共通制御装置15内部の加
算器16,16′からの出力を、それぞれゲイン回路1
9,20および19′,20′に与える構成としている
点である。
励式インバータ2の制御装置において電流指令値Idr
ef1,Iqref1として、検出値Id1,Iq1と
突合わせて電流追従制御回路14,14′に入力する。
は、同様に自励式インバータ7の電流指令値Idref
2,Iqref2として、検出値Id2,Iq2と突合
わせて電流追従制御を行なう。
バータ2,7では、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、かつ
各自励式インバータ2,7の出力電流を直交座標上の2
軸変数に変換してそれぞれ1次遅れ回路13,13′を
介した値を求め、さらに各軸変数毎に各自励式インバー
タ2,7の1次遅れ回路13,13′の出力信号の合計
値をとり、この合計値を各自励式インバータ2,7の定
格容量に比例した割合で配分した値を電流指令値として
出力電流が追従するように、各自励式インバータ2,7
において上記電圧制御回路5の出力を補正するようにし
ている。
の形態の場合と同様である。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
20,20′のゲインとしては、それぞれ自励式インバ
ータ2と自励式インバータ7の定格容量に応じた値が設
定される。
をMVA1、自励式インバータ7の定格容量をMVA2
とした場合、ゲイン回路19,19′のゲインは、K1
d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA2)、ゲイ
ン回路20,20′のゲインは、K2d=K2q=MV
A2/(MVA1+MVA2)という値とする。
前記第2の実施の形態の場合と同様に、並列に運転して
いる2台の自励式インバータ2,7の定格容量が大きく
異なっている場合に、それぞれの容量に応じて適切に負
荷分担が行なえる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、各自励式インバータ2,7が
定格容量に応じて分担して負荷4に必要な電力を供給す
るので、出力が偏ることによる自励式インバータ2,7
の過電流トリップや横流を防止することができ、さらに
出力変動を抑制しながら安定に運転することが可能とな
る。 (変形例)図4の実施の形態は、2台の自励式インバー
タが並列に運転しているシステムであるが、さらに多く
のn台の自励式インバータが並列に運転しているような
システムについても、同様の制御を適用することができ
る。
の構成および作用は、図4の場合と同様である。
算器16,16′には、n台の自励式インバータからの
出力電流2軸量Id1,Id2,Id3…Idn、およ
びIq1,Iq2,Iq3…Iqnが入力される。
ータの台数分設置され、ゲインとしては、それぞれ定格
容量と比例した値が設定される。
を、MVA1、MV2、…MVAnとすると、ゲイン
は、K1d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA2
+…+MVAn)、K2d=K2q=MVA2/(MV
A1+MVA2+…+MVAn)…Knd=Knq=M
VAn/(MVA1+MVA2+…+MVAn)とな
る。
令値は、自励式インバータの容量に比例した値で、かつ
その合計値は負荷4が必要とする電力量に見合った値と
なる。
並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電力を
供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値通り
に維持しながら、各自励式インバータが定格容量に応じ
て分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出力が
偏ることによる自励式インバータの過電流トリップや横
流を防止することができ、さらに出力変動を抑制しなが
ら安定に運転することが可能となる。 (第5の実施の形態)図5は、本実施の形態による交流
電源のない電力系統に接続された自励式インバータの主
回路および制御装置の構成例を示すブロック図であり、
図1と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
す実施の形態と異なるのは、共通制御装置15に与える
値として、各自励式インバータ2,7の出力電流Id
1,Iq1,Id2,Iq2の代わりに、負荷電流検出
値ILを使用する構成としている点である。 負荷電流検出値ILを、共通制御装置15内部の2軸変
換回路21へ入力し、2軸変数ILd,ILqを得る。
たゲイン回路17,17′に与え、ゲイン回路17,1
7′からの出力は、自励式インバータ2の制御装置にお
いて電流指令値Idref1,Iqref1として、検
出値Id1,Iq1と突合わせて電流追従制御回路1
4,14′に入力し、一方、自励式インバータ7の電流
指令値Idref2,Iqref2としても使用して、
検出値Id2,Iq2と突合わせて電流追従制御を行な
う。
バータ2,7では、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、電力
系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に変換
して得られた値を、各自励式インバータ2,7に等分に
配分した値を電流指令値として出力電流が追従するよう
に、各自励式インバータ2,7において上記電圧制御回
路5の出力を補正するようにしている。
の形態の場合と同様である。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
により交流電圧を設定値通りに保つように制御が行なわ
れているので、負荷電流ILは、負荷4が必要とする電
流値である。
で1/2された値が、それぞれの自励式インバータ2,
7に電流指令値として与えられるので、各自励式インバ
ータ2,7は、負荷4の必要電流を1/2ずつ分担して
出力するよう制御が行なわれる。
前記第1の実施の形態の場合と同様に、全体として負荷
4に必要な電流を2台の自励式インバータ2,7で供給
しつつ均等に負荷分担が行なわれる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、各自励式インバータ2,7が
均等に分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出
力が偏ることによる自励式インバータ2,7の過電流ト
リップや横流を防止することができ、さらに出力変動を
抑制しながら安定に運転することが可能となる。 (変形例)図5の実施の形態は、2台の自励式インバ
ータが並列に運転しているシステムであるが、さらに多
くのn台の自励式インバータが並列に運転しているよう
なシステムについても、同様の制御を適用することがで
きる。
の構成および作用は、図5の場合と同様である。
イン回路17,17′のゲインとしては、それぞれ1/
nと設定され、その出力はn台の自励式インバータへ電
流指令値として与えられる。
として負荷4に必要な電流を複数台の自励式インバータ
で供給しつつ均等に負荷分担が行なわれる。
並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電力を
供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値通り
に維持しながら、各自励式インバータが均等に分担して
負荷4に必要な電力を供給するので、出力が偏ることに
よる自励式インバータの過電流トリップや横流を防止す
ることができ、さらに出力変動を抑制しながら安定に運
転することが可能となる。
態による交流電源のない電力系統に接続された自励式イ
ンバータの主回路および制御装置の構成例を示すブロッ
ク図であり、図5と同一要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
す実施の形態と異なるのは、共通制御装置15内部の2
軸変換回路21からの出力を、それぞれゲイン回路1
9,20および19′,20′に与える構成としている
点である。
励式インバータ2の制御装置に対し電流指令値Idre
f1,Iqref1として与え、検出値Id1,Iq1
と突合わせて電流追従制御回路14,14′に入力す
る。
は、同様に自励式インバータ7の制御装置に対し電流指
令値Idref2,Iqref2として与え、検出値I
d2,Iq2と突合わせて電流追従制御を行なう。
バータ2,7では、電力系統の電圧値があらかじめ定め
られた設定値となるように交流出力電圧を制御し、電力
系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に変換
して得られた値を、各自励式インバータ2,7の定格容
量に比例した割合で配分した値を各自励式インバータ
2,7に与え、この値を電流指令値として出力電流が追
従するように、各自励式インバータ2,7において上記
電圧制御回路5の出力を補正するようにしている。
の形態の場合と同様である。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
20,20′のゲインとしては、それぞれ自励式インバ
ータ2と自励式インバータ7の定格容量に応じた値が設
定される。
をMVA1、自励式インバータ7の定格容量をMVA2
とした場合、ゲイン回路19,19′のゲインとして
は、K1d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA
2)、ゲイン回路20,20′のゲインは、K2d=K
2q=MVA2/(MVA1+MVA2)とする。
容量が自励式インバータ7の2倍であれば、各軸の電流
指令値も自励式インバータ2の方が2倍であり、かつ両
自励式インバータ2,7の電流指令値の和は、負荷4が
必要とする電力量に一致する。
並列に運転している2台の自励式インバータ2,7の定
格容量が大きく異なっている場合に、それぞれの容量に
応じて適切な負荷分担が行なえる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しながら、各自励式インバータ2,7が
定格容量に応じて分担して負荷4に必要な電力を供給す
るので、出力が偏ることによる自励式インバータ2,7
の過電流トリップや横流を防止することができ、さらに
出力変動を抑制しながら安定に運転することが可能とな
る。 (変形例)図6の実施の形態は、2台の自励式インバー
タ2,7が並列に運転しているシステムであるが、さら
に多くのn台の自励式インバータが並列に運転している
ようなシステムについても、同様の制御を適用すること
ができる。
の構成および作用は、図6の場合と同様である。
軸のゲイン回路は、自励式インバータの台数分設置さ
れ、ゲインとしては、それぞれ定格容量と比例した値が
設定される。
を、MVA1、MVA2、…MVAnとすると、ゲイン
は、K1d=K1q=MVA1/(MVA1+MVA2
+…+MVAn)、K2d=K2q=MVA2/(MV
A1+MVA2+…+MVAn)…Knd=Knq=M
VAn/(MVA1+MVA2+…+MVAn)とな
る。
令値は、自励式インバータの容量に比例した値で、かつ
その合計値は、負荷4が必要とする電力量に見合った値
となる。
に必要な電流を複数台の自励式インバータで供給しつつ
各自励式インバータの定格容量に応じた比率で負荷分担
が行なわれる。
7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電
力を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設定値
通りに維持しながら、両自励式インバータ2,7が均等
に分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出力が
偏ることによる両自励式インバータ2,7の過電流トリ
ップや横流を防止することができ、さらに出力変動を抑
制しながら安定に運転することが可能となる。 (第7の実施の形態)図7は、本実施の形態による交流
電源のない電力系統に接続された自励式インバータの制
御装置における共通制御装置の内部構成例を示すブロッ
ク図であり、図1と同一要素には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
異なるのは、図1に示す共通制御装置15の代わりに、
図7に示すような構成の共通制御装置15を適用してい
る点である。
あるのは、図1における1台目の自励式インバータ2、
“インバータ2”とあるのは、図1における2台目の自
励式インバータ7に相当する。
自励式インバータから、出力電流のd軸量Id1,Id
2およびq軸量Iq1,Iq2を入力し、加算器16,
16′で加算する。
2,22′、23,23′へ、加算器16′からの出力
は、ゲイン回路24,24′、25,25′へそれぞれ
与える。
式インバータ2のd軸量に対する回路、ゲイン回路2
3,23′は、2台目の自励式インバータ7のd軸量に
対する回路、ゲイン回路24,24′は、1台目の自励
式インバータ2のq軸量に対する回路、ゲイン回路2
5,25′は、2台目の自励式インバータ7のq軸量に
対する回路である。
3′、24,24′、25,25′からの出力は、スイ
ッチ回路26,27,28,29の入力端子へ与える。
式インバータ7が運転している場合には、端子a、すな
わちゲイン回路22,24から与えられる値を選択し、
2台目の自励式インバータ7が停止している場合に、端
子b、すなわちゲイン回路22′,24′から与えられ
る値を選択するように切り替える。
式インバータ2が運転している場合には、端子a、すな
わちゲイン回路23,25から与えられる値を選択し、
1台目の自励式インバータ2が停止している場合には、
端子b、すなわちゲイン回路23′,25′から与えら
れる値を選択するように切り替える。
の出力は、それぞれスイッチ回路30,31,32,3
3の入力端子aへ与える。
力端子bには、値「0」を与えている。
式インバータ2が運転している場合には、端子a、すな
わちスイッチ回路26,28から与えられる値を選択
し、1台目の自励式インバータ2が停止している場合に
は、端子b、すなわち値「0」を選択するように切り替
える。
式インバータ7が運転している場合には、端子a、すな
わちスイッチ回路27,29から与えられる値を選択
し、2台目の自励式インバータ7が停止している場合に
は、端子b、すなわち値「0」を選択するように切り替
える。
の出力は、それぞれ1次遅れ回路34,35,34′,
35′を介して、1台目の自励式インバータ2のd軸電
流指令値Idref1、2台目の自励式インバータ7の
d軸電流指令値Idref2、1台目の自励式インバー
タ2のq軸電流指令値Iqref1、2台目の自励式イ
ンバータ7のq軸電流指令値Iqref2として、各自
励式インバータ2,7の制御回路へ与える。
の形態の場合と同様である。
バータ2,7の運転状態を監視し、停止中の自励式イン
バータがある場合には、その台数あるいは定格容量に応
じて運転中の各自励式インバータ2,7へ与える電流指
令値を補正するようにしている。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
4,25のゲインとしては、値「0.5」が設定されて
おり、ゲイン回路22′,23′,24′,25′のゲ
インとしては、値「1」が設定されている。
両方が運転している場合、各スイッチ回路26〜33で
は、全て端子aが選択される。
1,Idref2は、(Id1+Id2)×0.5に対
して1次遅れを介した値、q軸電流指令値Iqref
1,Iqref2は、(Iq1+Iq2)×0.5に対
して1次遅れを介した値となる。
2台の出力電流の平均値を電流指令値として、それに追
従するように制御が行なわれ、前記第1の実施の形態の
場合と同等の作用を奏する。次に、1台目の自励式イン
バータ2が停止している場合の作用について説明する。
0,32は、端子bを選択するように切り替えられる。
に対する電流指令値は、Idref=Iqref=0と
なる。
るd軸電流指令値Idref2は、(Id1+Id2)
に対して1次遅れを介した値、q軸電流指令値Iqre
f2は、(Iq1+Iq2)に対して1次遅れを介した
値となる。
止しているため、Id1=Iq1=0であり、結果とし
て、d軸電流指令値Idref2は、自己の検出電流I
d2に対して1次遅れを介した値、q軸電流指令値Iq
ref2は、自己の検出電流Iq2に対して1次遅れを
介した値となる。
作用は、自励式インバータが1台のみで運転している、
前記図12に示した従来の装置の場合と同等の作用とな
る。
している場合も同様に、スイッチ回路26,26,2
9,31は、端子bを選択するように切り替えられ、2
台目の自励式インバータ7に対する電流指令値は、Id
ref2=Iqref2=0となる。
るd軸電流指令値Idref1は、(Id1+Id2)
に対して1次遅れを介した値、q軸電流指令値Iqre
f1は、(Iq1+Iq2)に対して1次遅れを介した
値であり、2台目の自励式インバータ7は停止してい
る。
dref1は、自己の検出電流Id1に対して1次遅れ
を介した値、q軸電流指令値Iqref1は、自己の検
出電流Iq1に対して1次遅れを介した値となる。
作用は、自励式インバータが1台のみで運転している、
前記図12に示した従来の装置の場合と同等の作用とな
る。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電力を供給しているシステムにおいて、両自励式イン
バータ2,7が均等に分担して負荷4に必要な電力を供
給することができ、さらに一方の自励式インバータ2ま
たは7が停止した場合には、運転中の自励式インバータ
7または2が必要な電力を供給するように動作するの
で、出力が偏ることによる自励式インバータ2,7の過
電流トリップや横流を防止すると共に、一方の自励式イ
ンバータが停止中にも交流電圧を維持して安定に負荷4
に対して必要な電力を供給し続けることが可能となる。 (変形例1)図8は、本変形例による交流電源のない電
力系統に接続された自励式インバータの制御装置におけ
る共通制御装置の内部構成例を示すブロック図であり、
図7と同一要素には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
るのは、図7に示す共通制御装置15の代わりに、図8
に示すような構成の共通制御装置15を適用している点
である。
の形態と異なるのは、前記ゲイン回路22′,23′,
24′,25′を省略し、スイッチ回路26,27,2
8,29の入力端子bに対して、それぞれ1台目の自励
式インバータ2のd軸電流検出値Id1、2台目の自励
式インバータ7のd軸電流検出値Id2、1台目の自励
式インバータ2のq軸電流検出値Iq1、2台目の自励
式インバータ7のq軸電流検出値Iq2を直接与えるよ
うにしている点である。
の形態の場合と同様である。
る自励式インバータの制御装置の作用について説明す
る。
4,25のゲインとしては、値「0.5」が設定されて
いる。
両方が運転している場合、各スイッチ回路26〜33で
は、全て端子aが選択される。
1,Idref2は、(Id1+Id2)×0.5に対
して1次遅れを介した値、q軸電流指令値Iqref
1,Iqref2は、(Iq1+Iq2)×0.5に対
して1次遅れを介した値となる。
2台の出力電流の平均値を電流指令値としてそれに追従
するように制御が行なわれ、前記第1の実施の形態の場
合と同等の作用を奏する。 次に、1台目の自励式インバータ2が停止している場合
の作用について説明する。
0,32は、端子bを選択するように切り替えられる。
に対する電流指令値は、Idref1=Iqref1=
0となる。
るd軸電流指令値Idref2は、Id2に対して1次
遅れを介した値、q軸電流指令値Iqref2は、Iq
2に対して1次遅れを介した値となる。
作用は、自励式インバータが1台のみで運転している、
前記図12に示した従来の装置の場合と同等の作用とな
る。
している場合も同様に、スイッチ回路26,26,2
9,31は、端子bを選択するように切り替えられ、2
台目の自励式インバータ7に対する電流指令値は、Id
ref2=Iqref2=0となる。
るd軸電流指令値Idref1は、Id1に対して1次
遅れを介した値、q軸電流指令値Iqref1は、Iq
1に対して1次遅れを介した値となる。
作用は、自励式インバータが1台のみで運転している、
前記図12に示した従来の装置の場合と同等の作用とな
る。
ンバータの制御装置では、2台の自励式インバータ2,
7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負荷電
力を供給しているシステムにおいて、両自励式インバー
タ2,7が均等に分担して負荷4に必要な電力を供給す
ることができ、さらに一方の自励式インバータ2または
7が停止した場合には、運転中の自励式インバータ7ま
たは2が必要な電力を供給するように動作するので、出
力が偏ることによる自励式インバータ2,7の過電流ト
リップや横流を防止すると共に、一方の自励式インバー
タが停止中にも交流電圧を維持して安定に負荷4に対し
て必要な電力を供給し続けることが可能となる。 (変形例2)図7に示す実施の形態、および図8に示す
変形例1では、ゲイン回路22,23,24,25の設
定ゲインを0.5としているが、本変形例では、このゲ
イン回路22,23,24,25の設定ゲインの値を、
各自励式インバータ2,7の定格容量に比例した値とし
て設定する。
格容量が80MVA、2台目の自励式インバータ7が2
0MVAの場合、ゲイン回路22,24の設定ゲイン
[0.8]、ゲイン回路23,25の設定ゲインを
「0.2」とする。
運転している場合には、負荷分担が8対2となるように
出力電流が制御され、一方の自励式インバータが停止し
ている場合の作用は、図7に示す実施の形態、および図
8に示す変形例の場合と全く同様である。
大幅に異なる自励式インバータが並列に運転している場
合に、定格容量に応じて負荷分担を行なうことにより、
自励式インバータの過電流トリップを防止することがで
き、さらに1台が停止した場合には運転中の自励式イン
バータが負荷4に必要な電力を供給して、交流電圧を維
持しながら安定に運転を行なうことが可能となる。 (第8の実施の形態)図9は、本実施の形態による交流
電源のない電力系統に接続された自励式インバータの主
回路および制御装置の構成例を示すブロック図であり、
図11および図12と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
自励式インバータ7の直流側には、それぞれ直流電源あ
るいは順変換器が接続されており、前記図12に示した
従来の装置と同一構成である。
ータ7は、並列に接続されて負荷4へ電力を供給するよ
うにしている。
4へ流れる電流ILを検出し、2軸変換回路21により
2軸量ILd,ILqに変換し、その値をゲイン回路3
6,36′に与え、ゲイン回路36,36′の出力値
を、電流指令値Idref1,Iqref1として使用
する。
路12によって2軸量Id1、Iq1に変換し、それぞ
れ電流指令値Idref1,Iqref1と突合わせを
行なって、差分を比例積分回路等で構成された電流追従
制御回路14,14′に与える。
ぞれの入力値、すなわち電流指令値と検出値との差分が
零に近づくように制御を行ない、その結果得られた値を
PWM制御回路6へ与える。
は、負荷4が接続された交流回路の電圧値Vsを検出
し、設定値Vrefと突合わせを行なって差分ΔVをと
り、比例積分回路で構成された交流電圧制御回路5′へ
与える。
となるように制御を行ない、この得られた値をPWM制
御回路6′に与える。
インバータでは、電力系統の電圧値があらかじめ定めら
れた設定値となるように交流出力電圧を制御し、電力系
統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変数に変換し
て得られた値を、1台の自励式インバータ以外の各自励
式インバータに、等分に配分した値を電流指令値として
与え、各自励式インバータでは当該値に出力電流が追従
するように制御を行なうようにしている。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
インバータの制御装置では、自励式インバータ7の交流
電圧制御回路5′の作用により、交流電圧Vsが設定値
Vrefに維持される。
いては、ゲイン回路36,36′のゲインが1/2に設
定される。
4が必要としている電力のうち、1/2に相当する電流
指令値に追従するように、出力電流Id1,Iq1が制
御される。
なうことにより、自動的に負荷4の必要な電力量のう
ち、自励式インバータ2で供給されない分を出力するよ
うに運転が行なわれる。
1/2が自励式インバータ2で、残りの約1/2が自励
式インバータ7で供給される。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電流を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しつつ、両自励式インバータ2,7が均
等に分担して負荷4に必要な電力を供給するので、出力
が偏ることによる自励式インバータ2,7の過電流トリ
ップや横流を防止することができ、さらに電流を制御す
ることにより、出力変動を抑制して安定に運転すること
が可能となる。 (変形例1)図9の実施の形態は、2台の自励式インバ
ータが並列に運転しているシステムであるが、さらに多
くのn台の自励式インバータが並列運転しているような
システムについても、同様の制御を適用することができ
る。
合、1台目から(n−1)台目までの自励式インバータ
では、図9に示す自励式インバータ2と同様の制御装置
を適用し、n台目の自励式インバータのみ自励式インバ
ータ7と同じ制御装置を適用する。
インバータのゲイン回路36,36′のゲインとして
は、それぞれ1/nという値が設定される。
は、交流電圧Vsを定格に維持するよう運転を行ない、
残りの自励式インバータは、負荷4の必要としている電
力の1/nずつ供給するように出力電流が制御される。
タの出力も、負荷必要量の約1/nとなる。
のn台の自励式インバータが並列して運転し、交流電源
のない電力系統へ負荷電流を供給しているシステムにお
いて、交流電圧を設定値通りに維持しつつ、各自励式イ
ンバータが均等に分担して負荷4に必要な電力を供給す
るので、出力が偏ることによる自励式インバータの過電
流トリップや横流を防止することが可能となる。 (変形例2)図9の実施の形態では、自励式インバータ
7側の制御回路が交流電圧制御のみで構成されている
が、これを前記図12に示した従来のシステムと同様の
構成の制御回路としても同等の効果を得ることができ
る。
施の形態の場合と同様の制御回路を適用する。
荷4が必要とする電力のうち1/2を供給するように出
力電流が制御され、自励式インバータ7では、交流電圧
Vsが設定値Vrefになるように出力が行なわれる。
流に対して1次遅れ回路を介した値を電流指令値とし
て、出力電流が制御される。
の自励式インバータ2,7が並列して運転し、交流電源
のない電力系統へ負荷電流を供給しているシステムにお
いて、両自励式インバータ2,7が均等に分担して負荷
4に必要な電力を供給するので、出力が偏ることによる
自励式インバータ2,7の過電流トリップや横流を防止
することができ、さらに交流電圧制御を行なっている自
励式インバータ2,7の出力をより安定に制御すること
が可能となる。 (第9の実施の形態)本実施の形態による交流電源のな
い電力系統に接続された自励式インバータの主回路およ
び制御装置の構成は、前記図9に示す実施の形態の場合
と同様であり、以下の点が異なっている。 すなわち、本実施の形態は、1台のインバータでは、電
力系統の電圧値があらかじめ定められた設定値となるよ
うに交流出力電圧を制御し、電力系統の負荷電流を検出
して直交座標上の2軸変数に変換して得られた値を、1
台の自励式インバータ以外の各自励式インバータに、そ
れぞれの定格容量に比例した割合で配分した値を電流指
令値として与え、各自励式インバータでは当該値に出力
電流が追従するように制御を行なうようにしている。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
インバータの制御装置では、自励式インバータ2の制御
回路のゲイン回路36,36′のゲインが、各自励式イ
ンバータ2,7の定格容量に応じた値に設定される。
がMVA1、自励式インバータ7の定格容量がMVA2
の場合、ゲイン回路36,36′のゲインは、MVA1
/(MVA1+MVA2)に設定される。
4が必要としている電力のうち、MVA1/(MVA1
+MVA2)を供給するのに相当する電流指令値に追従
するように、出力電流Id1,Iq1が制御される。
持するように制御を行なうことにより、自動的に負荷4
の必要な電力量のうち、自励式インバータ2で供給され
ない分、すなわち必要量のMVA2/(MVA1+MV
A2)を出力するように運転が行なわれる。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電流を供給しているシステムにおいて、交流電圧を設
定値通りに維持しつつ、両自励式インバータ2,7が定
格容量に応じて分担して負荷4に必要な電力を供給する
ので、出力が偏ることによる自励式インバータ2,7の
過電流トリップや横流を防止することが可能となる。 (変形例1)本変形例による交流電源のない電力系統に
接続された自励式インバータの主回路および制御装置の
構成は、前記図9に示す実施の形態の変形例1の場合と
同様であり、以下の点が異なっている。 本変形例に係る自励式インバータの制御装置では、1台
目から(n−1)台目の自励式インバータのゲイン回路
36,36′のゲインが、各自励式インバータの定格容
量に応じた値に設定される。
は、MVA1、MVA2…MVAnとした場合、1台目
の自励式インバータのゲイン回路36,36′のゲイン
は、MVA1/(MVA1+MVA2+……+MVA
n)、2台目の自励式インバータのゲインは、MVA2
/(MVA1+MVA2+……+MVAn)となる。
4が必要としている電力のうち、自己の定格容量に比例
した電力に相当する電流指令値に追従するように、出力
電流が制御される。
sを維持するように制御を行なうことにより、自動的に
負荷4の必要な電力量のうち、他の自励式インバータで
供給されない分、すなわち必要量のMVAn/(MVA
1+MVA2+……+MVAn)を出力するように、運
転が行なわれる。
の容量、台数の自励式インバータが並列して運転し、交
流電源のない電力系統へ負荷電流を供給しているシステ
ムにおいて、各自励式インバータが定格容量に応じて分
担して負荷4に必要な電力を供給するので、出力が偏る
ことによる自励式インバータの過電流トリップや横流を
防止することが可能となる。 (変形例2)本変形例による交流電源のない電力系統に
接続された自励式インバータの主回路および制御装置の
構成は、前記図9に示す実施の形態の変形例2の場合と
同様であり、以下の点が異なっている。 すなわち、本第9の実施の形態、あるいは本第1の実施
の形態の変形例1の場合と同様に、本変形例では、前記
図9に示す実施の形態の変形例2の場合と同様の構成の
制御装置において、ゲイン回路36,36′のゲイン
が、自励式インバータの定格容量に応じた値に設定され
る。
荷4が必要とする電力のうちMVA1/(MVA1+M
VA2)を供給するように出力電流が制御され、自励式
インバータ7では交流電圧Vsが設定値Vrefとなる
ように、出力が行なわれる。
に対して1次遅れ回路を介した値を電流指令値として、
出力電流が制御される。
の自励式インバータ2,7が並列して運転し、交流電源
のない電力系統へ負荷電流を供給しているシステムにお
いて、両自励式インバータ2,7が定格容量に応じて分
担して負荷4に必要な電力を供給するので、出力が偏る
ことによる自励式インバータ2,7の過電流トリップや
横流を防止することができ、さらに交流電圧制御を行な
っている自励式インバータの出力をより安定に制御する
ことが可能となる。
の形態による交流電源のない電力系統に接続された自励
式インバータの主回路および制御装置の構成例を示すブ
ロック図であり、図11および図12と同一要素には同
一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分
についてのみ述べる。
び自励式インバータ7の直流側には、それぞれ直流電源
あるいは順変換器が接続されており、前記図12に示し
た従来の装置と同一構成である。
ータ7は、並列に接続されて負荷4へ電力を供給するよ
うにしている。
4へ流れる電流ILを検出し、2軸変換回路21により
2軸量ILd,ILqに変換し、その値をゲイン回路3
6,36′に与え、ゲイン回路36,36′の出力値
を、スイッチ回路37,37′の入力端子a,a′へ与
える。
回路12によって2軸量Id1,Iq1に変換し、1次
遅れ回路13,13′を介して、スイッチ回路37,3
7′の入力端子b,b′へ与える。
それぞれ電流指令値Idref1,Iqref1として
使用する。
Idref1,Iqref1との突合わせを行なって、
差分を比例積分回路等で構成された電流追従制御回路1
4,14′に与える。
ぞれの入力値、すなわち電流指令値と検出値との差分が
零に近づくように制御を行なう。
圧値Vsを検出し、設定値Vrefと突合わせを行なっ
て差分ΔVをとり、差分ΔVが一定の範囲、例えば設定
値Vrefの±20%を逸脱した場合に“1”を出力す
るレベル検出器38、積分器39を介して、レベル検出
器40へ与える。
力が一定値を超えた場合に、スイッチ回路41へ投入指
令信号を与えると共に、スイッチ回路37,37′に対
して切り替え指令を与える。
力端子a,a′を選択しており、レベル検出器40から
の指令により、入力端子b,b′を選択するように切り
替えを行なう。
電圧差分信号ΔVを与え、その出力信号は、比例積分回
路で構成された交流電圧制御回路5へ与える。
なるように制御を行ない、さらに電流追従制御回路1
4,14′から与えられた信号により、補正を行なう。
に与える。
成は、図9に示す実施の形態と同様である。
圧検出値が、一定時間以上継続してある設定範囲を逸脱
した場合には、通常時に出力電流追従制御を行なってい
る自励式インバータのうちの1台が、電力系統の電圧値
があらかじめ定められた設定値となるように交流出力電
圧を制御する運転に切り替えるようにしている。
による自励式インバータの制御装置の作用について説明
する。
式インバータの制御装置では、通常の運転状態では、自
励式インバータ7の交流電圧制御回路5′により、交流
電圧Vsが設定値Vrefと等しくなるように維持され
ている。
は、交流電圧Vsが設定値Vrefと等しくなるように
維持されている。
結果として、スイッチ回路41は、開放された状態、ス
イッチ回路37,37′では、入力端子a,a′が選択
された状態にある。
は、1/2に設定されている。
電圧制御は行なわれず、自励式インバータ2は、負荷4
が必要としている電力の1/2に相当する電流指令値に
追従するように、出力電流Id1,Iq1が制御され
る。
励式インバータ7の作用は、図9に示す実施の形態と同
等の作用を奏する。次に、自励式インバータ7が故障等
により停止した場合の作用について説明する。
電圧制御が行なわれなくなり、Vsと設定値Vrefと
の差分ΔVの絶対値が大きくなる。
路においてレベル検出器38が動作し、この状態が継続
すると積分器39からの出力が増加して、レベル検出器
40に設定されたレベル値を超える。 この結果、スイッチ回路41が投入されて、電圧差分Δ
Vが交流電圧制御回路5に入力され、自励式インバータ
2により交流電圧Vsが設定値Vrefを維持するよう
に、制御が行なわれる。
り、スイッチ回路37,37′で切り替えが行なわれ、
端子b,b′が選択される。
13,13′からの出力値、すなわち自己の定常的な運
転点に相当する電流信号が与えられるため、電流は交流
電圧が設定値Vrefを保持するのに必要な運転点を電
流指令値Idref,Iqrefとして、それに追従す
るように制御が行なわれる。
制御回路5に与えられる。
は、前記図12に示した従来の装置の場合と同等の作用
となり、交流電圧を設定値通りに維持しつつ、自己の運
転点を電流指令値として電流制御を行なうように作用す
る。
式インバータの制御装置では、2台の自励式インバータ
2,7が並列して運転し、交流電源のない電力系統へ負
荷電流を供給しているシステムにおいて、両自励式イン
バータ2,7が均等に分担して負荷4に必要な電力を供
給するので、出力が偏ることによる自励式インバータ
2,7の過電流トリップや横流を防止することが可能と
なる。 さらに、交流電圧制御を行なっている自励式インバータ
が故障等で適切な電圧制御が行なえなくなった場合に
は、残りの自励式インバータで交流電圧を維持し、負荷
4に必要な電力を供給し続けることが可能となる。
の自励式インバータが並列運転しているシステムである
が、さらに多くのn台の自励式インバータが並列に運転
しているようなシステムについても、同様の制御を適用
することができる。
ンバータのうち、1台を図10の実施の形態の自励式イ
ンバータ7と同一制御とし、残りの(n−1)台の自励
式インバータの制御回路を、自励式インバータ2と同一
構成とする。
ータにおいて、レベル検出器38の設定レベルをそれぞ
れ異なる値とし、またゲイン回路36,36′のゲイン
を1/nとする。
っていた自励式インバータが、故障等により適切な電圧
制御ができなくなった場合には、残りの自励式インバー
タのうち、レベル検出器38の設定レベルが最も小さい
自励式インバータにおいて、レベル検出器38および4
0が動作して、交流電圧制御が行なわれるように、スイ
ッチ回路37,37′,41の操作が行なわれる。
制御も行なえなくなった場合には、次にレベル検出器3
8の設定レベルが小さい自励式インバータが、交流電圧
制御を行なうように切り替えられる。
タのうち、1台が交流電圧を維持するように制御が行な
われ、残りの自励式インバータで、負荷4が必要とする
電力を均等に負担するように運転が行なわれる。
ンバータが並列して運転し、交流電源のない電力系統へ
負荷電流を供給しているシステムにおいて、各自励式イ
ンバータが均等に分担して負荷4に必要な電力を供給す
るので、出力が偏ることによる自励式インバータの過電
流トリップや横流を防止することが可能となる。 さらに、交流電圧制御を行なっている自励式インバータ
が故障等で適切な電圧制御ができなくなった場合には、
残りの自励式インバータで交流電圧を維持し、負荷4に
必要な電力を供給し続けることが可能となる。
よび変形例1では、各自励式インバータのゲイン回路3
6,36′のゲインを、自励式インバータ台数で等分し
た値に設定しているが、各自励式インバータの定格容量
に比例した値とすることもできる。
の容量に差がある場合にも、各自励式インバータが定格
容量に応じた比率で分担して負荷4に必要な電力を供給
するので、出力が偏ることによる自励式インバータの過
電流トリップや横流を防止することが可能となる。 さらに、交流電圧制御を行なっている自励式インバータ
が、故障等で適切な電圧制御ができなくなった場合に
は、残りの自励式インバータで交流電圧を維持し、負荷
4に必要な電力を供給し続けることが可能となる。
項6に対応する発明の自励式インバータの制御装置によ
れば、交流電圧を適切な値に保ちつつ各自励式インバー
タが均等、あるいは自励式インバータの定格容量に応じ
た割合で分担して負荷に必要な電力を供給するので、出
力が偏ることによる自励式インバータの過電流トリップ
や横流を防止することが可能となり、さらに出力電流や
出力の振動を抑制して安定に運転を行なうことが可能と
なる。
ンバータの制御装置によれば、交流電圧を適切な値に保
ちつつ各自励式インバータが均等、あるいは自励式イン
バータの定格容量に応じた割合で分担して負荷に必要な
電力を供給するので、出力が偏ることによる自励式イン
バータの過電流トリップや横流を防止することが可能と
なり、また出力電流や出力の振動を抑制して安定に運転
を行なうことが可能となり、さらに停止中の自励式イン
バータがある場合には、負荷への電力供給の分担の比率
を変更するので、自励式インバータの過電流を防止して
安定に運転を継続することが可能となる。 さらに、請求項8および請求項9に対応する発明の自励
式インバータの制御装置によれば、交流電圧を適切な値
に保ちつつ各自励式インバータが均等、あるいは自励式
インバータの定格容量に応じた割合で分担して負荷に必
要な電力を供給するので、出力が偏ることによる自励式
インバータの過電流トリップや横流を防止することが可
能となり、さらに出力電流や出力の振動を抑制して安定
に運転を行なうことが可能となる。 さらにまた、請求項10に対応する発明の自励式インバ
ータの制御装置によれば、交流電圧を適切な値に保ちつ
つ各自励式インバータが均等、あるいは自励式インバー
タの定格容量に応じた割合で分担して負荷に必要な電力
を供給するので、出力が偏ることによる自励式インバー
タの過電流トリップや横流を防止することが可能とな
り、また出力電流や出力の振動を抑制して安定に運転す
ることが可能となり、さらに交流電圧を維持するよう動
作している自励式インバータが適切な運転を行なえなく
なった場合には、他の自励式インバータが交流電圧を維
持する制御を行なうよう切り替えられるので、交流電圧
を維持しながら安定に運転を継続することが可能とな
る。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第1の
実施の形態を示すブロック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第2の
実施の形態を示すブロック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第3の
実施の形態を示すブロック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第4の
実施の形態を示すブロック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第5の
実施の形態を示すブロック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第6の
実施の形態を示すブロック図。
い電力系統に接続された自励式インバータの制御装置に
おける共通制御装置の内部構成例を示すブロック図。
流電源のない電力系統に接続された自励式インバータの
制御装置における共通制御装置の内部構成例を示すブロ
ック図。
れた自励式インバータの主回路および制御装置の第8の
実施の形態を示すブロック図。
された自励式インバータの主回路および制御装置の第1
0の実施の形態を示すブロック図。
場合の主回路および制御装置の構成例を示すブロック
図。
インバータの主回路および制御装置の構成例を示すブロ
ック図。
力電流、 ΔI…I1とI2の差分、Vs…自励式インバータが接
続された交流系統の交流電圧値、 Vref…交流電圧設定値、 Id,Iq…自励式インバータ出力電流の2軸量(d軸
電流、q軸電流)、 Idref,Iqref…電流指令値の2軸量(d軸電
流指令値、q軸電流指令値)、 Ed…直流電圧検出器、 Edref…直流電圧設定値、 IL…負荷電流検出値、 ILd,ILq…負荷電流2軸量(d軸、q軸)。
Claims (10)
- 【請求項1】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 かつ前記各自励式インバータの出力電流を直交座標上の
2軸変数に変換してその平均値をとり、当該平均値に対
して1次遅れ手段を介した値を電流指令値として出力電
流が追従するように、前記電圧制御の出力を補正するよ
うにしたことを特徴とする自励式インバータの制御装
置。 - 【請求項2】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
設定値となるように交流出力電圧を制御し、 かつ前記各自励式インバータの出力電流を直交座標上の
2軸変数に変換してその合計値をとり、当該合計値を前
記各自励式インバータの定格容量に比例した割合で配分
した値を前記各自励式インバータに与え、当該値に対し
て1次遅れ手段を介した値を電流指令値として出力電流
が追従するように、前記電圧制御の出力を補正するよう
にしたことを特徴とする自励式インバータの制御装置。 - 【請求項3】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 かつ前記各自励式インバータの出力電流を直交座標上の
2軸変数に変換してそれぞれ1次遅れ手段を介した値を
求め、さらに前記各軸変数毎に各自励式インバータの1
次遅れ手段の出力信号の平均値をとり、当該平均値を電
流指令値として出力電流が追従するように、前記電圧制
御の出力を補正するようにしたことを特徴とする自励式
インバータの制御装置。 - 【請求項4】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 かつ前記各自励式インバータの出力電流を直交座標上の
2軸変数に変換してそれぞれ1次遅れ手段を介した値を
求め、さらに前記各軸変数毎に各自励式インバータの1
次遅れ手段の出力信号の合計値をとり、当該合計値を前
記各自励式インバータの定格容量に比例した割合で配分
した値を電流指令値として出力電流が追従するように、
前記電圧制御の出力を補正するようにしたことを特徴と
する自励式インバータの制御装置。 - 【請求項5】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 前記電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変
数に変換して得られた値を、前記各自励式インバータに
等分に配分した値を電流指令値として出力電流が追従す
るように、前記電圧制御の出力を補正するようにしたこ
とを特徴とする自励式インバータの制御装置。 - 【請求項6】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 前記電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変
数に変換して得られた値を、前記各自励式インバータの
定格容量に比例した割合で配分した値を前記各自励式イ
ンバータに与え、当該値を電流指令値として出力電流が
追従するように、前記電圧制御の出力を補正するように
したことを特徴とする自励式インバータの制御装置。 - 【請求項7】 前記請求項1乃至請求項6のいずれか1
項に記載の自励式インバータの制御装置において、 前記各自励式インバータの運転状態を監視し、停止中の
自励式インバータがある場合には、その台数あるいは定
格容量に応じて運転中の各自励式インバータへ与える電
流指令値を補正するようにしたことを特徴とする自励式
インバータの制御装置。 - 【請求項8】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 1台の自励式インバータでは、前記電力系統の電圧値が
あらかじめ定められた設定値となるように交流出力電圧
を制御し、 前記電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変
数に変換して得られた値を、前記1台の自励式インバー
タ以外の各自励式インバータに、等分に配分した値を電
流指令値として与え、前記各自励式インバータでは当該
値に出力電流が追従するように制御を行なうようにした
ことを特徴とする自励式インバータの制御装置。 - 【請求項9】 交流電源のない電力系統に複数台並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して前記電力系統
に供給する自励式インバータの制御装置において、 1台のインバータでは、前記電力系統の電圧値があらか
じめ定められた設定値となるように交流出力電圧を制御
し、 前記電力系統の負荷電流を検出して直交座標上の2軸変
数に変換して得られた値を、前記1台の自励式インバー
タ以外の各自励式インバータに、それぞれの定格容量に
比例した割合で配分した値を電流指令値として与え、前
記各自励式インバータでは当該値に出力電流が追従する
ように制御を行なうようにしたことを特徴とする自励式
インバータの制御装置。 - 【請求項10】 前記請求項8または請求項9に記載の
自励式インバータの制御装置において、 前記電力系統の電圧検出値が、一定時間以上継続してあ
る設定範囲を逸脱した場合には、通常時に出力電流追従
制御を行なっている自励式インバータのうちの1台が、
前記電力系統の電圧値があらかじめ定められた設定値と
なるように交流出力電圧を制御する運転に切り替えるよ
うにしたことを特徴とする自励式インバータの制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001071062A JP3762240B2 (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 自励式インバータの制御装置 |
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