JP2010141972A - インバータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電力系統に交流電力を供給する２以上のインバータが並列に接続され、各インバータの出力を制御するインバータの制御装置であって、各インバータの制御に用いる電圧検出値に誤差があっても、各インバータの出力を発散させずに、電圧を制御することのできるインバータの制御装置を提供することにある。
【解決手段】 交流母線ＢＳに交流電力を供給する２台のインバータ４，４Ｔが並列に接続され、自インバータ４の出力を制御するインバータの制御回路１であって、電流検出器７ａにより、インバータ４の出力電圧値Ｉａ（ｔ）を検出し、電圧指令値Ｖｒｅｆと出力電圧値Ｉａ（ｔ）との差分を演算し、この差分に基づいて、比例積分回路２１により電圧制御し、並列インバータ４Ｔが運転している場合、比例積分回路２１の出力を比例回路２２に入力し、比例回路２２から出力された値を、電圧指令値Ｖｒｅｆから減算して補正する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インバータの制御装置に関する。

一般に、分散型電源システムや交流き電回路などでは、インバータにより交流電源のない無電源系統の負荷へ電力供給を行なう要望がある。

このような無電源系統に、インバータにより電力供給を行う場合、交流電圧制御を行うのが一般的である。交流電圧制御は、次のように行われる。

まず、電圧検出器は、系統の交流電圧の大きさを検出する。交流電圧制御を行う制御装置は、検出した交流電圧の大きさと電圧指令値との差分を演算する。制御装置は、この差分を比例積分回路に入力する。制御装置は、比例積分回路から出力される値を、電圧指令値に加算する。この加算された電圧指令値が、インバータ出力電圧の大きさとなる。

ここで、このような交流電圧制御をして、複数台並列に設置されたインバータが分担して、無電源系統の負荷へ電力供給を行う場合、インバータ出力が均等にならない場合がある。このように、インバータ出力が均等にならない場合、横流が発生するという問題が起きる。

そこで、このような横流を防止するために、複数台並列に接続された各インバータの出力電力を均等にする制御が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２０００−６０１３７号公報 特開２００２−２７２１２４号公報

しかしながら、上述のような制御では、以下のような問題が生じる。

一般的に、並列に接続された複数台のインバータを制御する場合、制御に用いるための電圧検出器は、インバータ毎に設けることが多い。従って、同一の電圧を検出対象としているにも関わらず各インバータで検出した電圧検出値が一致せず、誤差が生じる可能性がある。

例えば、並列に接続された２台のインバータにより、無電源系統の負荷に電力供給を行うとする。このとき、一方のインバータによる電圧検出値は、電圧指令値より低く、もう一方のインバータによる電圧検出値は、電圧指令値より高いとする。

このとき、電圧検出値が電圧指令値よりも低い方のインバータは、出力を正方向に増大し続ける。一方、電圧検出値が電圧指令値よりも高い方のインバータは、反対に出力を負方向に増大し続ける。これにより、２台のインバータの出力の合計は、電圧指令値を維持するような値に制御される。しかし、各インバータの出力は、それぞれ逆方向の特性で増加し続けることになる。よって、これらのインバータの出力は、過電流となり、運転を継続できなくなる。

そこで、本発明の目的は、電力系統に交流電力を供給する２以上のインバータが並列に接続され、各インバータの出力を制御するインバータの制御装置であって、各インバータの制御に用いる電圧検出値に誤差があっても、各インバータの出力を発散させずに、電圧を制御することのできるインバータの制御装置を提供することにある。

本発明の観点に従ったインバータの制御装置は、電力系統に交流電力を供給するインバータが接続され、前記電力系統に前記インバータと並列に交流電力を供給する並列インバータが接続され、前記インバータを制御するインバータの制御装置であって、前記インバータから出力された電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータから出力される電圧の指令値である電圧指令値と前記電圧検出手段により検出された電圧との差分に基づく値に、比例積分の演算をする比例積分手段と、前記比例積分手段により演算された値に、比例の演算をする比例手段と、前記並列インバータが運転している場合、前記比例手段により演算された値を、前記比例積分手段により演算される値から減算する減算手段と、前記比例積分手段により演算された値に基づいて、前記インバータの出力される電圧を制御する電圧制御手段とを備えている。

本発明によれば、電力系統に交流電力を供給する２以上のインバータが並列に接続され、各インバータの出力を制御するインバータの制御装置であって、各インバータの制御に用いる電圧検出値に誤差があっても、各インバータの出力を発散させずに、電圧を制御することのできるインバータの制御装置を提供することができる。

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインバータの制御装置１，１Ｔの適用されたシステムの構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には、同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。

本システムは、制御回路１，１Ｔと、交流母線ＢＳに接続された負荷２と、変圧器３，３Ｔと、インバータ４，４Ｔと、直流電源５，５Ｔと、電圧検出器６，６Ｔと、電流検出器７ａ，７ｂと、パルス発生回路９，９Ｔと備えている。なお以降では、制御回路１に関する構成を中心として説明する。

交流母線ＢＳは、インバータ４、４Ｔ以外に交流電源が接続されていない無電源負荷系統である。

負荷２は、交流母線ＢＳに接続されている交流負荷である。

インバータ４，４Ｔは、それぞれ変圧器３，３Ｔを介して、交流出力側を交流母線ＢＳに接続している。インバータ４，４Ｔは、自励式インバータである。インバータ４，４Ｔは、それぞれ直流電源５，５Ｔから供給された直流電力を交流電力に変換する。インバータ４，４Ｔは、変換した交流電力を交流母線ＢＳに供給する。インバータ４は、制御回路１にとって、制御回路１の制御対象であるため、自インバータとなる。一方、インバータ４Ｔは、自インバータ４と並列に運転される並列インバータとなる。インバータ４とインバータ４Ｔは、同等の装置である。

直流電源５，５Ｔは、それぞれインバータ４，４Ｔに接続されている。直流電源５，５Ｔは、それぞれインバータ４，４Ｔに直流電力を供給する。直流電源５は、例えば二次電池等である。

電圧検出器６，６Ｔは、交流母線ＢＳの電圧を検出するための検出器である。電圧検出器６は、制御回路１による制御に用いるために設けられている。電圧検出器６は、検出した電圧検出値Ｖｍａｇを、制御回路１に出力する。電圧検出値Ｖｍａｇは、実効値である。電圧検出器６Ｔは、制御回路１Ｔによる制御に用いるために設けられている。電圧検出器６Ｔは、検出した電圧検出値ＶｍａｇＴを、制御回路１Ｔに出力する。電圧検出値ＶｍａｇＴは、実効値である。電圧検出器６と電圧検出器６Ｔは、同等の機器である。

電流検出器７ａは、交流母線ＢＳと変圧器３との間に設けられている。電流検出器７ａは、自インバータ４から出力された出力電流値Ｉａ（ｔ）を検出するための検出器である。電流検出器７ａは、検出した出力電流値Ｉａ（ｔ）を、制御回路１に出力する。出力電流値Ｉａ（ｔ）は、瞬時値である。

電流検出器７ｂは、交流母線ＢＳと変圧器３Ｔとの間に設けられている。電流検出器７ｂは、並列インバータ４Ｔから出力された出力電流値Ｉｂ（ｔ）を検出するための検出器である。電流検出器７ｂは、検出した出力電流値Ｉｂ（ｔ）を、制御回路１Ｔに出力する。出力電流値Ｉｂ（ｔ）は、瞬時値である。電流検出器７ａと電流検出器７ｂは、同等の機器である。

制御回路１は、インバータ４を制御するための回路である。制御回路１には、電圧検出器６により検出された電圧検出値Ｖｍａｇ及び電流検出器７ａ，７ｂによりそれぞれ検出された出力電流値Ｉａ（ｔ），Ｉｂ（ｔ）が入力される。制御回路１は、電圧検出値Ｖｍａｇ及び出力電流値Ｉａ（ｔ），Ｉｂ（ｔ）に基づいて、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）を生成する。制御回路１は、生成したインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）をパルス発生回路９に出力する。

制御回路１Ｔは、インバータ４Ｔを制御するための回路である。制御回路１Ｔは、制御回路１と同様の構成である。制御回路１Ｔは、制御回路１と同様にして、電圧検出値ＶｍａｇＴ及び出力電流値Ｉａ（ｔ），Ｉｂ（ｔ）に基づいて、インバータ出力電圧信号ＶｃＴ（ｔ）をパルス発生回路９Ｔに出力する。

パルス発生回路９は、制御回路１から受信したインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）に基づいて、パルス信号を発生させる。パルス発生回路９は、発生させたパルス信号を、インバータ４を構成する半導体素子に与える。これにより、制御回路１は、インバータ４の出力電力を制御する。

パルス発生回路９と同様にして、パルス発生回路９Ｔは、制御回路１Ｔから受信したインバータ出力電圧信号ＶｃＴ（ｔ）に基づいて、パルス信号を発生させて、インバータ４Ｔを制御する。

図２は、本実施形態に係る制御回路１の構成を示す構成図である。なお、以降において、制御回路１Ｔは制御回路１と同様の構成であるため、主に制御回路１に関する構成について説明し、制御回路１Ｔに関する構成については省略する。

制御回路１は、有効電流成分検出回路１１Ｖ，１２Ｖ、無効電流成分検出回路１１Ｑ，１２Ｑ、一次遅れ回路１３Ｖ，１３Ｑ、電流制御回路１４Ｖ，１４Ｑ、正弦回路１５Ｓ、余弦回路１５Ｃ、比例積分回路２１、比例回路２２、選択スイッチＳＬ、スイッチＳＷ、加算器ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３、減算器ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＵ３，ＳＵ４、及び乗算器ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３を備えている。

選択スイッチＳＬは、負荷２が接続された交流母線ＢＳに供給する全体の交流電力量に対して、自インバータ４の出力分担比率を選択するスイッチである。並列インバータ４Ｔが運転している場合、選択スイッチＳＬは、「０．５」が設定された端子が選択される。並列インバータ４Ｔが停止している場合、選択スイッチＳＬは、「１．０」が設定された端子が選択される。

スイッチＳＷは、インバータ４の電圧制御の方式を変更するスイッチである。並列インバータ４Ｔが運転している場合、スイッチＳＷは、投入される。並列インバータ４Ｔが停止している場合、スイッチＳＷは、開放される。

まず、並列インバータ４Ｔが停止している場合における制御回路１の構成及び動作について説明する。

並列インバータ４Ｔが停止している場合、選択スイッチＳＬは、「１．０」が設定された端子が選択されている。また、スイッチＳＷは、開放状態である。

電流検出器７ａにより検出された自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）は、有効電流成分検出回路１１Ｖ、無効電流成分検出回路１１Ｑ、及び加算器ＰＬ１に入力される。

電流検出器７ｂにより検出された並列インバータ４Ｔの出力電流値Ｉｂ（ｔ）は、加算器ＰＬ１に入力される。ここで、並列インバータ４Ｔは停止しているため、出力電流値Ｉｂ（ｔ）は零である。

有効電流成分検出回路１１Ｖは、入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分を検出する。有効電流成分検出回路１１Ｖは、検出した出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分を減算器ＳＵ１に出力する。

無効電流成分検出回路１１Ｑは、入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分を検出する。無効電流成分検出回路１１Ｑは、検出した出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分を減算器ＳＵ２に出力する。

加算器ＰＬ１は、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）と並列インバータ４Ｔの出力電流値Ｉｂ（ｔ）とを加算する。加算器ＰＬ１は、加算した演算結果を乗算器ＭＬ１に出力する。ここで、並列インバータ４Ｔの停止により、出力電流値Ｉｂ（ｔ）は零であるため、加算器ＰＬ１は、乗算器ＭＬ１に出力電流値Ｉａ（ｔ）を出力する。

乗算器ＭＬ１は、加算器ＰＬ１から入力された演算結果に、選択スイッチＳＬにより選択された設定値を乗算する。乗算器ＭＬ１は、乗算した演算結果を、有効電流成分検出回路１２Ｖ及び無効電流成分検出回路１２Ｑに出力する。

従って、乗算器ＭＬ１には、加算器ＰＬ１から出力電流値Ｉａ（ｔ）が入力され、選択スイッチＳＬから設定値「１．０」が入力される。乗算器ＭＬ１は、出力電流値Ｉａ（ｔ）に設定値「１．０」を乗算する。よって、乗算器ＭＬ１は、出力電流値Ｉａ（ｔ）を算出する。乗算器ＭＬ１は、算出した出力電流値Ｉａ（ｔ）を、有効電流成分検出回路１２Ｖ及び無効電流成分検出回路１２Ｑに出力する。

有効電流成分検出回路１２Ｖは、乗算器ＭＬ１から入力された演算結果の有効電流成分を検出する。有効電流成分検出回路１２Ｖは、検出した有効電流成分を一次遅れ回路１３Ｖに出力する。従って、有効電流成分検出回路１２Ｖは、出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分を一次遅れ回路１３Ｖに出力する。

無効電流成分検出回路１２Ｑは、乗算器ＭＬ１から入力された演算結果の無効電流成分を検出する。無効電流成分検出回路１２Ｑは、検出した無効電流成分を一次遅れ回路１３Ｑに出力する。従って、無効電流成分検出回路１２Ｑは、出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分を一次遅れ回路１３Ｑに出力する。

一次遅れ回路１３Ｖは、有効電流成分検出回路１２Ｖから入力された演算結果に、一次遅れを介した値を、減算器ＳＵ１に出力する。従って、一次遅れ回路１３Ｖは、出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分に一次遅れの演算を介した値を、有効電流指令値として、減算器ＳＵ１に出力する。

一次遅れ回路１３Ｑは、無効電流成分検出回路１２Ｑから入力された演算結果に、一次遅れを介した値を、減算器ＳＵ２に出力する。従って、一次遅れ回路１３Ｑは、出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分に一次遅れの演算を介した値を、無効電流指令値として、減算器ＳＵ２に出力する。

減算器ＳＵ１は、有効電流成分検出回路１１Ｖから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分と、一次遅れ回路１３Ｖから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分に一次遅れの演算を介した値との差分を演算する。減算器ＳＵ１は、演算した差分を電流制御回路１４Ｖに出力する。

減算器ＳＵ２は、無効電流成分検出回路１１Ｑから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分と、一次遅れ回路１３Ｑから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分に一次遅れの演算を介した値との差分を演算する。減算器ＳＵ２は、演算した差分を電流制御回路１４Ｖに出力する。

電流制御回路１４Ｖは、比例回路及び一次遅れ回路を備えた回路である。電流制御回路１４Ｖは、減算器ＳＵ１から入力された電流の差分を零に近づけるような信号を発生させる。電流制御回路１４Ｖは、発生させた信号を加算器ＰＬ３に出力する。

電流制御回路１４Ｑは、比例回路及び一次遅れ回路を備えた回路である。電流制御回路１４Ｑは、減算器ＳＵ２から入力された電流の差分を零に近づけるような信号を発生させる。電流制御回路１４Ｑは、発生させた信号を乗算器ＭＬ２に出力する。

正弦回路１５Ｓには、自走発振ωｔが入力される。正弦回路１５Ｓは、自走発振ωｔの正弦である正弦波信号ｓｉｎωｔを演算する。正弦回路１５Ｓは、演算した正弦波信号ｓｉｎωｔを乗算器ＭＬ２に出力する。

余弦回路１５Ｃには、自走発振ωｔが入力される。余弦回路１５Ｃは、自走発振ωｔの余弦である正弦波信号ｃｏｓωｔを演算する。余弦回路１５Ｃは、演算した正弦波信号ｃｏｓωｔを乗算器ＭＬ３に出力する。

乗算器ＭＬ２は、電流制御回路１４Ｑから入力された信号に、正弦回路１５Ｓから入力された正弦波信号ｓｉｎωｔを乗算する。乗算器ＭＬ２は、乗算した信号を加算器ＰＬ４に出力する。

減算器ＳＵ３には、電圧指令値Ｖｒｅｆが入力される。減算器ＳＵ３は、電圧指令値Ｖｒｅｆから比例回路２２から入力された値を減算する。これにより、減算器ＳＵ３は、電圧指令値Ｖｒｅｆを補正する。減算器ＳＵ３は、補正した減算した電圧指令値Ｖｒｅｆを減算器ＳＵ４に出力する。ここで、スイッチＳＷは、開放されているため、比例回路２２からの入力はない。よって、減算器ＳＵ３は、電圧指令値Ｖｒｅｆを補正せずに、減算器ＳＵ４に出力する。

減算器ＳＵ４には、電圧検出器６により検出された電圧検出値Ｖｍａｇ及び減算器ＳＵ３から入力された電圧指令値Ｖｒｅｆが入力される。減算器ＳＵ４は、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を演算する。減算器ＳＵ４は、演算した差分を比例積分回路２１に出力する。

比例積分回路２１は、インバータ４の出力電圧を制御する電圧制御回路である。比例積分回路２１は、減算器ＳＵ４から入力された信号に対して、比例積分制御の演算をする。比例積分回路２１は、演算した値を加算器ＰＬ２及びスイッチＳＷに出力する。ここで、スイッチＳＷは、並列インバータ４Ｔの停止により、開放されているため、比例積分回路２１により演算された値は、比例回路２２には入力されない。

加算器ＰＬ２は、入力された電圧指令値Ｖｒｅｆに、比例積分回路２１から入力された値を加算する。加算器ＰＬ２は、加算した値を加算器ＰＬ３に出力する。

加算器ＰＬ３は、加算器ＰＬ２から入力された値に、電流制御回路１４Ｖから入力された値を加算する。加算器ＰＬ３は、加算した値を乗算器ＭＬ３に出力する。

乗算器ＭＬ３は、加算器ＰＬ３から入力された値と、余弦回路１５Ｃから入力された正弦波信号ｃｏｓωｔとを乗算する。乗算器ＭＬ３は、乗算した値を加算器ＰＬ４に出力する。

加算器ＰＬ４は、乗算器ＭＬ３から入力された値と乗算器ＭＬ２から入力された値を加算する。加算器ＰＬ４により加算された値は、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）となる。加算器ＰＬ４は、演算したインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）をパルス発生回路９に出力する。

制御回路１は、加算器ＰＬ２により加算された値で制御することにより、インバータ４の出力電圧を、電圧検出値Ｖｍａｇを電圧指令値Ｖｒｅｆに一致させるように比例積分制御する。

次に、並列インバータ４Ｔが運転している場合における制御回路１の構成及び動作について説明する。なお、ここでは、並列インバータ４Ｔが停止している場合における制御回路１と異なる部分について主に説明し、同様の部分については、適宜説明を省略する。

並列インバータ４Ｔが運転しているため、選択スイッチＳＬは、「０．５」が設定された端子が選択されている。また、スイッチＳＷは、投入状態である。

加算器ＰＬ１には、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）及び並列インバータ４Ｔの出力電流値Ｉｂ（ｔ）が入力される。加算器ＰＬ１は、出力電流値Ｉａ（ｔ）と出力電流値Ｉｂ（ｔ）とを加算する。加算器ＰＬ１は、加算した演算結果を乗算器ＭＬ１に出力する。

乗算器ＭＬ１には、加算器ＰＬ１から出力電流値Ｉａ（ｔ）と出力電流値Ｉｂ（ｔ）とが加算された値が入力され、選択スイッチＳＬから設定値「０．５」が入力される。乗算器ＭＬ１は、出力電流値Ｉａ（ｔ）と出力電流値Ｉｂ（ｔ）と加算した値に設定値「０．５」を乗算する。乗算器ＭＬ１は、算出した値を、有効電流成分検出回路１２Ｖ及び無効電流成分検出回路１２Ｑに出力する。

有効電流成分検出回路１２Ｖは、乗算器ＭＬ１から入力された演算結果の有効電流成分を検出する。有効電流成分検出回路１２Ｖは、検出した有効電流成分を一次遅れ回路１３Ｖを介して、有効電流指令値として、減算器ＳＵ１に出力する。

無効電流成分検出回路１２Ｑは、乗算器ＭＬ１から入力された演算結果の無効電流成分を検出する。無効電流成分検出回路１２Ｑは、検出した無効電流成分を一次遅れ回路１３Ｑを介して、無効電流指令値として、減算器ＳＵ２に出力する。

減算器ＳＵ１は、有効電流成分検出回路１１Ｖから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の有効電流成分と、一次遅れ回路１３Ｖから入力された有効電流指令値との差分を演算する。減算器ＳＵ１は、演算した差分を電流制御回路１４Ｖに出力する。

減算器ＳＵ２は、無効電流成分検出回路１１Ｑから入力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分と、一次遅れ回路１３Ｑから入力された無効電流指令値との差分を演算する。減算器ＳＵ２は、演算した差分を電流制御回路１４Ｑに出力する。

電流制御回路１４Ｖは、減算器ＳＵ１から入力された差分を零に近づけるように、インバータ４の出力電流の有効電流成分を制御するための演算をする。電流制御回路１４Ｖにより演算された値は、最終的にインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）の生成に用いられる。

電流制御回路１４Ｑは、減算器ＳＵ２から入力された差分を零に近づけるように、インバータ４の出力電流の無効電流成分を制御するための演算をする。電流制御回路１４Ｑにより演算された値は、最終的にインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）の生成に用いられる。

減算器ＳＵ３は、電圧指令値Ｖｒｅｆから後述する比例回路２２から入力された値を減算する。これにより、電圧指令値Ｖｒｅｆは、補正される。減算器ＳＵ３は、補正した電圧指令値Ｖｒｅｆを減算器ＳＵ４に出力する。

減算器ＳＵ４は、減算器ＳＵ３から入力された補正された電圧指令値Ｖｒｅｆから電圧検出値Ｖｍａｇを減算する。減算器ＳＵ４は、減算した差分を比例積分回路２１に出力する。

比例積分回路２１は、減算器ＳＵ４から入力された信号に対して、比例積分制御の演算をする。比例積分回路２１は、演算した値を加算器ＰＬ２及びスイッチＳＷに出力する。ここで、スイッチＳＷは、並列インバータ４Ｔの運転により、投入されているため、比例積分回路２１により演算された値は、比例回路２２には入力される。

比例回路２２は、比例積分回路２１から入力された値に対して比例制御の演算をする。比例回路２２は、演算した値を減算器ＳＵ３に出力する。

加算器ＰＬ２は、入力された電圧指令値Ｖｒｅｆに、比例積分回路２１から入力された値を加算する。加算器ＰＬ２により演算された値は、加算器ＰＬ３、乗算器ＭＬ３、加算器ＰＬ４を順次に介して、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）として、パルス発生回路９に出力される。

本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。

制御回路１の制御対象である自インバータ４と無電源系統に並列に接続されている並列インバータ４Ｔを運転している場合、選択スイッチＳＬは、「０．５」を選択し、スイッチＳＷ、は投入状態である。

このとき、制御回路１は、次のような電流制御を行う。

電流制御回路１４Ｖ，１４Ｑによって、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）と並列インバータ４Ｔの出力電流値Ｉｂ（ｔ）の和を０．５倍した値を、電流指令値として、この電流指令値に追従するようにインバータ４の制御をする。ここで、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）と並列インバータ４Ｔの出力電流値Ｉｂ（ｔ）との和は、負荷に供給される電流の総和である。これにより、制御回路１と制御回路１と同様の制御をする制御回路１Ｔにより、自インバータ４と並列インバータ４Ｔとの出力を均等にすることができる。これにより、横流を防止することができる。

また、制御回路１は、次のような電圧制御を行う。

例えば、負荷増加などにより交流母線ＢＳの電圧検出値Ｖｍａｇが電圧指令値Ｖｒｅｆより低下すると、比例積分回路２１の入力が正の値となる。このとき、比例積分回路２１の出力は、正方向に増加する。これにより、比例積分回路２１の出力が、スイッチＳＷ、比例回路２２を介して減算器ＳＵ３に入力されることより、電圧指令値が低下するように補正される。補正された電圧指令値と電圧検出値Ｖｍａｇが一致すると、比例積分回路２１は、入力が零となるため、出力が一定の状態となる。これにより、制御回路１は、平衡した定常運転を行う。即ち、制御回路１は、もともと与えられている電圧指令値Ｖｒｅｆよりも少し低い電圧を交流母線に供給するように、インバータ４の出力電圧を制御する。

逆に、電圧検出値Ｖｍａｇが電圧指令値Ｖｒｅｆより上昇すると、電圧指令値Ｖｒｅｆが増加するように補正される。これにより、制御回路１は、もともと与えられている電圧指令値Ｖｒｅｆよりも少し高い電圧になるようにインバータ４を運転する。

電圧指令値Ｖｒｅｆに対する定常運転電圧の偏差は、比例回路２２のゲインにより変わる。例えば、比例回路２２のゲインをＫ、比例積分回路２１の出力をＹとする。比例積分回路２１の入力が零になるためには、Ｖｒｅｆ−Ｋ×Ｙ＝Ｖｍａｇの関係が成り立つ。よって、ゲインＫが大きいほど偏差が大きくなる。この動作は、電圧検出値Ｖｒｅｆに誤差がある場合も同等である。従って、複数台が並列運転されるそれぞれのインバータで検出した電圧の値に応じて、電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行うことで、比例積分回路２１からなる電圧制御回路への入力信号を零にする。これにより、それぞれのインバータの出力は、一定の値に保たれる。

具体例として、制御回路１による制御を２台並列で運転しているインバータの両方に適用する場合を考える。

ここで、インバータのそれぞれの制御に用いられる２つの電圧検出器による電圧検出値Ｖｍａｇ，ＶｍａｇＴには、次のような誤差があるとする。比例回路２２のゲインをＫ＝０．１とし、電圧指令値Ｖｒｅｆが１ｐｕ、実際の運転電圧が１ｐｕである場合において、１台目のインバータの電圧検出値Ｖｍａｇが０．９９ｐｕ、２台目のインバータの電圧検出値ＶｍａｇＴが１．０１ｐｕだとする。

１台目のインバータにおいては、電圧制御回路（比例積分回路２１）の出力が＋０．０１／Ｋの状態で、電圧指令値Ｖｒｅｆが１．０−Ｋ×０．０１／Ｋ＝１．０−０．０１＝０．９９ｐｕに補正される。これにより、電圧指令値Ｖｒｅｆは、電圧検出値Ｖｍａｇと一致する。これにより、比例積分回路２１への入力信号が零となるため、インバータの出力が一定する。これにより、１台目のインバータを安定に運転することができる。

一方、２台目のインバータにおいては、電圧制御回路（比例積分回路２１）の出力が−０．０１／Ｋの状態で電圧指令値が１．０＋Ｋ×０．０１／Ｋ＝１．０＋０．０１＝１．０１ｐｕに補正される。これにより、電圧検出値Ｖｒｅｆは、電圧検出値ＶｍａｇＴと一致する。これにより、比例積分回路２１への入力信号が零となるため、インバータの出力が一定する。これにより、２台目のインバータを安定に運転することができる。

このように、２台のインバータのそれぞれを制御回路１，１Ｔで制御することにより、１台目のインバータと２台目のインバータとで、出力電圧の大きさを異なる運転点とすることで、それぞれのインバータの出力を発散させることなく平衡して制御することができる。

次に、２台のインバータＡ，Ｂを並列運転させる場合において、制御回路１による制御と従来の制御回路による制御とのシミュレーションによる比較結果について説明する。

図３、図４、図５、及び図６は、従来の制御回路によるシミュレーションを示すグラフ図である。図７、図８、図９、及び図１０は、本実施形態に係る制御回路１によるシミュレーションを示すグラフ図である。

図３は、従来の制御回路によるシミュレーションにおける電圧制御回路出力を示すグラフ図である。図４は、従来の制御回路によるシミュレーションにおける電流制御回路出力を示すグラフ図である。図５は、従来の制御回路によるシミュレーションにおける１台目のインバータＡの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図である。図６は、従来の制御回路によるシミュレーションにおける２台目のインバータＢの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図である。

図７は、本実施形態に係る制御回路１によるシミュレーションにおける電圧制御回路出力を示すグラフ図である。図８は、本実施形態に係る制御回路１によるシミュレーションにおける電流制御回路出力を示すグラフ図である。図９は、本実施形態に係る制御回路１によるシミュレーションにおける１台目のインバータＡの電圧指令値ＶｒｅｆＡと電圧検出値ＶｍａｇＡとの関係を示すグラフ図である。図１０は、本実施形態に係る制御回路１によるシミュレーションにおける２台目のインバータＢの電圧指令値ＶｒｅｆＢと電圧検出値ＶｍａｇＢとの関係を示すグラフ図である。

図３〜図１０に示すシミュレーションは、時刻ｔ１に、それぞれ電圧検出誤差なしの状態から誤差ありの状態に変化した時の動作を模擬したものである。図３〜図１０の横軸は、時間軸であり、０．３秒間隔で目盛りを示している。電圧検出誤差は、１台目のインバータＡの電圧検出値が０．９９倍、２台目のインバータＢの電圧検出値が１．０１倍である。

まず、図３〜図６を参照して、従来の制御回路による動作について説明する。

誤差発生後、インバータＡ及びインバータＢが電力を供給する母線電圧が１ｐｕである場合に、インバータＡが検出する電圧検出値ＶｍａｇＡは０．９９ｐｕ、インバータＢが検出する電圧検出値ＶｍａｇＢは１．０１ｐｕとなる。

このため、インバータＡは、図５に示すように、電圧検出値ＶｍａｇＡと電圧指令値ＶｒｅｆＡの差が−０．０１ｐｕの状態のまま運転を継続する。一方、インバータＢは、図６に示すように、電圧検出値ＶｍａｇＢと電圧指令値ＶｒｅｆＢの差が＋０．０１ｐｕの状態のまま運転を継続する。これにより、図３に示すように、インバータＡの電圧制御回路の出力値ＧＶＡとインバータＢの電圧制御回路の出力値ＧＶＢは、互いに逆方向に増加し続ける。

これに伴い、図４に示すように、インバータＡの電流制御回路の出力値（有効電流ＧＩＡ及び無効電流ＧＩＱＡ）とインバータＢの電流制御回路の出力値（有効電流ＧＩＢ及び無効電流ＧＩＱＢ）も、互いに逆方向に増加し続ける。よって、出力電流は、誤差発生後０．２秒程度で１．０ｐｕすなわち定格電流を超過する。その後も、インバータＡ及びインバータＢのそれぞれの出力は増加し続ける。実際には、その後、過電流となるため、トリップする。本シミュレーションでは、誤差発生後３秒程度で不安定になっている。

次に、図７〜図１０を参照して、制御回路１による動作について説明する。

図７に示すように、誤差発生後、インバータＡの電圧制御回路の出力値ＧＶＡとインバータＢの電圧制御回路の出力値ＧＶＢとは互いに逆方向に増加する。

しかし、制御回路１による制御では、図９に示すように、インバータＡの電圧指令値ＶｒｅｆＡは、電圧指令値ＶｒｅｆＡと同じ値である０．０９ｐｕに補正される。これにより、図７に示すように、インバータＡの電圧制御回路の出力値ＧＶＡは一定となる。このため、これ以上発散することはない。同様に、図１０に示すように、インバータＢの電圧指令値ＶｒｅｆＢは、電圧指令値ＶｒｅｆＢと同じ値である１．０１ｐｕに補正される。このため、図７に示すように、インバータＢの電圧制御回路の出力値ＧＶＢは一定となる。

これに伴い、図８に示すように、インバータＡの電流制御回路の出力値（有効電流ＧＩＡ及び無効電流ＧＩＱＡ）とインバータＢの電流制御回路の出力値（有効電流ＧＩＢ及び無効電流ＧＩＱＢ）も一定となる。

次に、インバータが１台のみで無電源系統に接続されて運転している場合における、制御回路１による作用効果について説明する。

図２に示す加算器ＰＬ１に与えられるインバータＢの出力電流値Ｉｂ（ｔ）は零である。また、選択スイッチＳＬは、「１．０」が設定された端子を選択する。このため、自インバータの出力電流値Ｉａ（ｔ）に対し、１次遅れ回路１３Ｖ，１３Ｑを介した値、即ち自インバータの定常的な運転電流が電流指令値として使用される。これにより、制御回路１は、電流の急激な変化や過電流を防止することができる。

一方、スイッチＳＷは開放状態であるため、電圧指令値Ｖｒｅｆの補正は行われない。このため、制御回路１は、補正のされていない当初の電圧指令値Ｖｒｅｆに対するインバータ出力の追従性を向上することができる。

従って、本実施形態によれば、インバータが複数台並列に交流電源のない無電源単相負荷系統へ接続されて運転している場合において、各インバータの電圧検出値に誤差があっても、インバータの出力を発散させることなく安定に運転することができる。また、インバータが１台のみで交流電源のない無電源単相負荷系統へ接続されて運転している場合において、電圧検出値Ｖｍａｇが補正のされていない電圧指令値Ｖｒｅｆになるように制御をすることができる。従って、これにより、これらのインバータが電力を供給する交流母線ＢＳの電圧の変動を最小限に抑え、かつ電圧検出の誤差によってインバータの出力が発散するのを防止することができる。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る制御回路１Ａの構成を示す構成図である。

制御回路１Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る制御回路１において、減算器ＳＵ３及び減算器ＳＵ４の代わりに、減算器ＳＵ３Ａ及び減算器ＳＵ４Ａを設けている。それ以外の点は、制御回路１と同様である。

減算器ＳＵ４Ａには、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び電圧検出器６により検出された電圧検出値Ｖｍａｇが入力される。減算器ＳＵ４Ａは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を演算する。減算器ＳＵ４Ａは、演算した差分を減算器ＳＵ３Ａに出力する。

減算器ＳＵ３Ａには、減算器ＳＵ４Ａにより演算された差分及び比例回路２２により演算された値が入力される。減算器ＳＵ３Ａは、減算器ＳＵ４Ａから入力された差分から、比例回路２２から入力された値を減算する。減算器ＳＵ３Ａは、演算結果を比例積分回路２１に出力する。

並列インバータ４Ｔが停止している場合は、スイッチＳＷが開放されているため、比例回路２２から減算器ＳＵ３Ａへの入力はない（即ち、入力が零である）。従って、第１の実施形態に係る制御回路１と同様に、制御回路１Ａは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を入力信号として、比例積分回路２１による比例積分制御を行う。

並列インバータ４Ｔが運転している場合は、スイッチＳＷが投入されているため、比例回路２２から減算器ＳＵ３Ａへの入力がある。従って、比例積分回路２１への入力は補正される。これにより、減算器ＳＵ３Ａは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの偏差をキャンセルするように、比例積分回路２１への入力信号を補正する。これにより、比例積分回路２１への入力は零となるため、比例積分回路２１の出力は一定の状態となる。従って、インバータ４は、出力が平衡する定常運転が行われる。

本実施形態によれば、第１の実施形態に係る制御回路１において、減算器ＳＵ３，ＳＵ４の構成の代わりに、減算器ＳＵ３Ａ，ＳＵ４Ａによる構成としても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る制御回路１Ｂの構成を示す構成図である。

制御回路１Ｂは、図２に示す第１の実施形態に係る制御回路１において、減算器ＳＵ３，ＳＵ４、比例積分回路２１、比例回路２２、及びスイッチＳＷによる構成の代わりに、減算器ＳＵ４Ｂ、比例積分回路２１Ｂ、比例回路２２Ｂ、及び選択スイッチＳＬ１Ｂによる構成としている。その他の点は、制御回路１と同様の構成である。なお、制御回路１Ｂの電流制御に関する構成及び動作については、第１の実施形態に係る制御回路１と同様のため、説明を省略する。

比例積分回路２１Ｂは、第１の実施形態に係る比例積分回路２１と同様の演算処理を行う回路である。並列インバータ４Ｔが運転している場合、比例積分回路２１Ｂは、リセット信号を受信して、積分リセットされる。

比例回路２２Ｂは、第１の実施形態に係る比例回路２２と同様の演算処理を行う回路である。

減算器ＳＵ４Ｂには、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び電圧検出器６により検出された電圧検出値Ｖｍａｇが入力される。減算器ＳＵ４Ｂは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を演算する。減算器ＳＵ４Ｂは、演算した差分を比例積分回路２１Ｂ及び比例回路２２Ｂに出力する。

選択スイッチＳＬ１Ｂは、インバータ４の電圧制御の方式を選択するスイッチである。選択スイッチＳＬ１Ｂにより選択された端子からの出力は、加算器ＰＬ２に入力される。並列インバータ４Ｔが運転している場合、選択スイッチＳＬ１Ｂは、比例回路２２Ｂの出力がされる端子を選択する。並列インバータ４Ｔが停止している場合、選択スイッチＳＬ１Ｂは、比例積分回路２１Ｂの出力がされる端子を選択する。

まず、並列インバータ４Ｔが停止している場合、比例積分回路２１Ｂの出力が加算器ＰＬ２に入力される。これにより、第１の実施形態に係る制御回路１と同様に、制御回路１Ｂは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を入力信号として、比例積分回路２１Ｂによる比例積分制御を行う。

次に、並列インバータ４Ｔが運転している場合、比例回路２２Ｂの出力が加算器ＰＬ２に入力される。これにより、制御回路１Ｂは、電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を入力信号として、比例回路２２Ｂによる比例制御を行う。このとき、比例積分回路２１Ｂは、積分リセットされている。

加算器ＰＬ２は、選択スイッチＳＬ１Ｂにより選択された回路の出力を、電圧指令値Ｖｒｅｆに加算する。従って、制御回路１Ｂは、この加算された電圧指令値Ｖｒｅｆに基づいて、インバータ４の制御をする。

本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。

並列インバータ４Ｔが運転している場合、電圧制御回路として比例回路２２Ｂによる比例制御が使用される。例えば、負荷増加などにより交流電圧検出値Ｖｍａｇが電圧指令値Ｖｒｅｆより低下すると、比例回路２２Ｂの入力が正の値となり、出力が正方向に増加する。この比例回路２２Ｂの出力が、選択スイッチＳＬ１Ｂを介して電圧指令値Ｖｒｅｆに加算される。このため、インバータ出力電圧Ｖｃ（ｔ）が大きくなり、交流母線ＢＳの系統電圧は、電圧指令値Ｖｒｅｆに近づく。このとき、電圧検出値Ｖｍａｇの低下量に対してインバータ出力電圧Ｖｃ（ｔ）をどの程度大きくするかは、比例回路２２Ｂのゲインにより決まる。低下した量が大きいほど、出力電圧の増大量も大きくなる。但し、比例制御では、電圧検出値Ｖｍａｇは、必ずしも電圧指令値Ｖｒｅｆに一致せずに、平衡状態となる。逆に、電圧検出値Ｖｍａｇが上昇すると、比例回路２２Ｂの入力が負の値となり、出力が負方向に減少する。この比例回路２２Ｂの出力が、選択スイッチＳＬ１Ｂを介して電圧指令値Ｖｒｅｆに加算される。このため、インバータ出力電圧Ｖｃ（ｔ）が小さくなり、交流母線ＢＳの系統電圧は、電圧指令値Ｖｒｅｆに近づく。

この比例制御を２台並列で運転しているインバータの両方に適用し、それぞれのインバータが検出する電圧検出値Ｖｍａｇに誤差がある場合を考える。

例えば、比例回路２２ＢのゲインをＫ＝０．５とした場合、電圧指令値Ｖｒｅｆが１ｐｕ、実際の運転電圧が１ｐｕである場合に、１台目のインバータの電圧検出値が０．９９ｐｕ、２台目のインバータの電圧検出値が１．０１ｐｕだとする。

このとき、１台目のインバータにおいては、電圧制御回路（比例回路２２Ｂ）の出力が＋０．００５となる。従って、１台目のインバータは、誤差の０．５倍を補償するように高めの電圧で運転される。２台目のインバータにおいては電圧制御回路（比例回路２２Ｂ）の出力が−０．００５となる。従って、２台目のインバータは、誤差の０．５倍を補償するように低めの電圧で運転される。

このように、１台目のインバータと２台目のインバータでは、出力電圧の大きさが異なる運転点となるが、それぞれのインバータの出力は、発散することなく平衡して運転することができる。

一方、並列インバータ４Ｔが運転を停止し、自インバータ４が単独で運転している場合は、電圧制御回路として比例積分回路２１Ｂが使用される。これにより、第１の実施形態と同様に、制御回路１Ｂは、比例積分制御により、電圧検出値Ｖｍａｇが指令値Ｖｒｅｆに一致するように制御が行われる。

従って、本実施形態によれば、インバータが複数台並列に交流電源のない無電源単相負荷系統へ接続されて運転している場合において、各インバータの電圧検出値に誤差があっても、インバータの出力を発散させることなく安定に運転することができる。また、インバータが１台のみで交流電源のない無電源単相負荷系統へ接続されて運転している場合において、電圧検出値Ｖｍａｇが補正のされていない当初の電圧指令値Ｖｒｅｆになるように制御をすることができる。従って、これにより、これらのインバータが電力を供給する交流母線ＢＳの電圧の変動を最小限に抑え、かつ電圧検出の誤差によってインバータの出力が発散するのを防止することができる。

（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る制御回路１Ｃの構成を示す構成図である。

制御回路１Ｃは、図１２に示す第３の実施形態に係る制御回路１Ｂにおいて、比例積分回路２１Ｂ、選択スイッチＳＬ１Ｂによる構成の代わりに、積分回路２３Ｃ、スイッチＳＷＣ、及び加算器ＰＬ５Ｃによる構成としている。その他の点は、制御回路１Ｂと同様の構成である。なお、制御回路１Ｃの電流制御に関する構成及び動作については、第３の実施形態に係る制御回路１Ｂ（即ち、第１の実施形態に係る制御回路１）と同様のため、説明を省略する。

減算器ＳＵ４Ｂは、演算した電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を比例回路２２Ｂ及び積分回路２３Ｃに出力する。

積分回路２３Ｃは、インバータ４の出力電圧を制御する電圧制御回路である。積分回路２３Ｃは、減算器ＳＵ４Ｂから入力された信号に対して、積分制御の演算をする。積分回路２３Ｃは、スイッチＳＷＣを介して、演算した値を加算器ＰＬ５Ｃに出力する。並列インバータ４Ｔが運転している場合、積分回路２３Ｃは、リセット信号を受信して、積分リセットされる。

スイッチＳＷＣは、インバータ４の電圧制御の方式を変更するスイッチである。並列インバータ４Ｔが運転している場合、スイッチＳＷＣは、開放される。並列インバータ４Ｔが停止している場合、スイッチＳＷＣは、投入される。

加算器ＰＬ５Ｃは、比例回路２２Ｂからの出力信号に、積分回路２３Ｃからの出力信号を加算する。加算器ＰＬ５Ｃは、加算した値を加算器ＰＬ２に出力する。

まず、並列インバータ４Ｔが運転している場合、スイッチＳＷＣは開放されているため、積分回路２３Ｃからの出力信号は入力されない。この場合、加算器ＰＬ５Ｃは、比例回路２２Ｂからの出力信号をそのまま加算器ＰＬ２に出力する。即ち、並列インバータ４Ｔが運転している場合、制御回路１Ｃは、比例制御を行う。

次に、並列インバータ４Ｔが停止している場合、加算器ＰＬ５Ｃは、比例回路２２Ｂからの出力信号に、積分回路２３Ｃからの出力信号を加算する。従って、加算器ＰＬ５Ｃからの出力は、等価的に比例積分回路により演算された出力となる。即ち、並列インバータ４Ｔが停止している場合、制御回路１Ｃは、実質的に比例積分制御と同等の制御を行う。

本実施形態によれば、第３の実施形態に係る制御回路１Ｂにおいて、比例積分回路２１Ｂ、選択スイッチＳＬ１Ｂによる構成の代わりに、積分回路２３Ｃ、スイッチＳＷＣ、及び加算器ＰＬ５Ｃによる構成としても、第３の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
図１４は、本発明の第５の実施形態に係る制御回路１Ｄの構成を示す構成図である。

制御回路１Ｄは、図２に示す第１の実施形態に係る制御回路１において、レベル検出器ＬＤ、ＡＮＤ回路ＡＤ、スイッチＳＷ１Ｄ、加算器ＰＬ６Ｄを追加して設け、スイッチＳＷ１Ｄに入力する電圧指令値の補正値ΔＶｒｅｆを設定している。その他の点は、制御回路１と同様の構成である。なお、制御回路１Ｄの電流制御に関する構成及び動作については、第１の実施形態に係る制御回路１と同様のため、説明を省略する。

レベル検出器ＬＤは、無効電流成分検出回路１１Ｑの出力値が予め設定された一定のレベルを超えた場合に「１」をＡＮＤ回路ＡＤに出力する。無効電流成分検出回路１１Ｑの出力は、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分である。一定のレベルとしては、インバータ４が交流母線ＢＳに無効電力を供給する方向の充分大きな値を設定する。

ＡＮＤ回路ＡＤには、レベル検出器ＬＤからの入力信号及び並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が入力される。並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「１」の場合、並列インバータ４Ｔが運転していることを示している。並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「０」の場合、並列インバータ４Ｔが停止していることを示している。ＡＮＤ回路ＡＤは、レベル検出器ＬＤからの入力が「１」であり、かつ並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「１」である場合、スイッチＳＷ１Ｄに投入指令を出力する。

スイッチＳＷ１Ｄは、ＡＮＤ回路ＡＤから投入指令が入力されると、投入される。スイッチＳＷ１Ｄの入力端子には、予め設定された電圧指令値の補正値ΔＶｒｅｆが入力されている。スイッチＳＷ１Ｄが投入されると、スイッチＳＷ１Ｄから加算器ＰＬ６Ｄに補正値ΔＶｒｅｆが入力される。

加算器ＰＬ６Ｄには、電圧指令値Ｖｒｅｆが入力されている。スイッチＳＷ１Ｄから補正値ΔＶｒｅｆが入力されると、加算器ＰＬ６Ｄは、電圧指令値Ｖｒｅｆに補正値ΔＶｒｅｆを加算する。この加算により、電圧指令値Ｖｒｅｆは、補正値ΔＶｒｅｆの分だけ大きな値に補正される。加算器ＰＬ６Ｄは、この補正された電圧指令値Ｖｒｅｆを減算器ＳＵ３に出力する。一方、スイッチＳＷ１Ｄから補正値ΔＶｒｅｆが入力されていない場合、加算器ＰＬ６Ｄは、入力された電圧指令値Ｖｒｅｆをそのまま減算器ＳＵ３に出力する。

加算器ＰＬ６Ｄにより、電圧指令値Ｖｒｅｆが補正される場合は、並列インバータ４が運転している状態である。また、並列インバータ４が運転している場合、スイッチＳＷは投入されている。よって、最終的に電圧検出値Ｖｍａｇと突き合わされる電圧指令値Ｖｒｅｆは、比例回路２２の出力により、さらに補正された値となる。

本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

系統で大きな無効電力消費が行われるとインバータが系統に供給する無効電力が増加する。インバータが複数台並列に無電源系統に接続されて運転している場合、制御回路１Ｄは、インバータ４から出力される電流の無効電流成分が設定レベルを超えると、電圧指令値Ｖｒｅｆを補正値ΔＶｒｅｆ分大きな値に補正する。これにより、インバータ４の出力電圧が大きくなるよう制御が行われる。

一方、インバータが１台のみで運転している場合には、インバータ４から出力される電流の無効電流成分が設定レベルを超えても、電圧指令値Ｖｒｅｆの補正はしない。また、スイッチＳＷも開放状態であるため、比例回路２２による電圧指令値Ｖｒｅｆの補正もしない。従って、制御回路１Ｄは、補正の行われない電圧指令値Ｖｒｅｆに電圧検出値Ｖｍａｇが一致するように、比例積分回路２１による比例積分制御を行う。

一般に、電力系統に接続されている負荷は、有効電力成分に比べて無効電力成分が小さい。しかし、変圧器が投入されると励磁突入電流が発生し、１次的に非常に大きな無効電力を消費する。これにより、系統電圧は低下する。

インバータ４が無電源系統に接続されて運転している場合、電圧制御として比例積分回路２１を使用していれば、電圧指令値に対する追従性が高い。また、励磁突入電流発生時にも大きな電圧低下は生じない。

しかし、制御回路１のように、比例積分回路２１の出力に応じて電圧指令値を補正する構成の制御を使用していると、励磁突入電流により電圧が低下した際に電圧指令値が低減される。これにより、さらに電圧が低下しやすくなる。

そこで、制御回路１では、励磁突入電流が発生してインバータの無効電力供給量が増えた場合には、電圧指令値Ｖｒｅｆを大きい値に補正している。これにより、制御回路１は、系統の電圧低下を小さく抑制することができる。

（第６の実施形態）
図１５は、本発明の第６の実施形態に係る制御回路１Ｅの構成を示す構成図である。

制御回路１Ｅは、図１２に示す第３の実施形態に係る制御回路１Ｂにおいて、レベル検出器ＬＤ、ＡＮＤ回路ＡＤ、スイッチＳＷ１Ｄ、加算器ＰＬ６Ｄを追加して設け、スイッチＳＷ１Ｄに入力する電圧指令値の補正値ΔＶｒｅｆを設定している。その他の点は、制御回路１Ｂと同様の構成である。なお、制御回路１Ｅの電流制御に関する構成及び動作については、第３の実施形態に係る制御回路１Ｂ（即ち、第１の実施形態に係る制御回路１）と同様のため、説明を省略する。

レベル検出器ＬＤは、無効電流成分検出回路１１Ｑの出力値が予め設定された一定のレベルを超えた場合に「１」をＡＮＤ回路ＡＤに出力する。無効電流成分検出回路１１Ｑの出力は、自インバータ４の出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分である。一定のレベルとしては、インバータ４が交流母線ＢＳに無効電力を供給する方向の充分大きな値を設定する。

ＡＮＤ回路ＡＤには、レベル検出器ＬＤからの入力信号及び並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が入力される。並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「１」の場合、並列インバータ４Ｔが運転していることを示している。並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「０」の場合、並列インバータ４Ｔが停止していることを示している。ＡＮＤ回路ＡＤは、レベル検出器ＬＤからの入力が「１」であり、かつ並列インバータ４Ｔの状態を示す信号が「１」である場合、スイッチＳＷ１Ｄに投入指令を出力する。

スイッチＳＷ１Ｄは、ＡＮＤ回路ＡＤから投入指令が入力されると、投入される。スイッチＳＷ１Ｄの入力端子には、予め設定された電圧指令値の補正値ΔＶｒｅｆが入力されている。スイッチＳＷ１Ｄが投入されると、スイッチＳＷ１Ｄから加算器ＰＬ６Ｄに補正値ΔＶｒｅｆが入力される。

加算器ＰＬ６Ｄには、電圧指令値Ｖｒｅｆが入力されている。スイッチＳＷ１Ｄから補正値ΔＶｒｅｆが入力されると、加算器ＰＬ６Ｄは、電圧指令値Ｖｒｅｆに補正値ΔＶｒｅｆを加算する。この加算により、電圧指令値Ｖｒｅｆは、補正値ΔＶｒｅｆの分だけ大きな値に補正される。加算器ＰＬ６Ｄは、この補正された電圧指令値Ｖｒｅｆを減算器ＳＵ３に出力する。一方、スイッチＳＷ１Ｄから補正値ΔＶｒｅｆが入力されていない場合、加算器ＰＬ６Ｄは、入力された電圧指令値Ｖｒｅｆをそのまま減算器ＳＵ４Ｂに出力する。

加算器ＰＬ６Ｄにより、電圧指令値Ｖｒｅｆが補正される場合は、並列インバータ４が運転している状態である。また、並列インバータ４が運転している場合、選択スイッチＳＬ１Ｂは、比例回路２２Ｂからの出力が選択されている。よって、制御回路１Ｅは、比例制御による電圧制御を行っている。

本実施形態によれば、第３の実施形態の作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。

系統で大きな無効電力消費が行われるとインバータが系統に供給する無効電力が増加する。インバータが複数台並列に無電源系統に接続されて運転している場合、制御回路１Ｅは、インバータ４から出力される電流の無効電流成分が設定レベルを超えると、電圧指令値Ｖｒｅｆを補正値ΔＶｒｅｆ分大きな値に補正する。これにより、インバータ４の出力電圧が大きくなるよう制御が行われる。

一方、インバータが１台のみで運転している場合には、インバータ４から出力される電流の無効電流成分が設定レベルを超えても、電圧指令値Ｖｒｅｆの補正はしない。また、選択スイッチＳＬ１Ｂは、比例積分回路２１Ｂからの出力を選択している。従って、制御回路１Ｅは、補正の行われない電圧指令値Ｖｒｅｆに電圧検出値Ｖｍａｇが一致するように、比例積分回路２１による比例積分制御を行う。

一般に、電力系統に接続されている負荷は、有効電力成分に比べて無効電力成分が小さい。しかし、変圧器が投入されると励磁突入電流が発生し、１次的に非常に大きな無効電力を消費する。これにより、系統電圧は低下する。

インバータ４が無電源系統に接続されて運転している場合、電圧制御として比例積分回路２１Ｂを使用していれば、電圧指令値に対する追従性が高い。また、励磁突入電流発生時にも大きな電圧低下は生じない。

しかし、制御回路１Ｅのように、比例回路２２Ｂによる電圧制御が行われていると、電圧は電圧指令値Ｖｒｅｆに完全には追従せず、さらに電圧が低下しやすくなる。

そこで、制御回路１Ｅでは、励磁突入電流が発生してインバータの無効電力供給量が増えた場合には、電圧指令値Ｖｒｅｆを大きい値に補正している。これにより、制御回路１Ｅは、比例回路２２Ｂによる電圧制御を行っていても、系統の電圧低下を小さく抑制することができる。

なお、各実施形態は、以下のように変形させた変形形態として実施することができる。

各実施形態において、直流電源５，５Ｔから直流電力を供給する場合の構成について説明したが、これに限らない。直流電源５，５Ｔの代わりにコンバータをそれぞれに設けてもよい。各コンバータが交流電力を直流電力に変換して、インバータ４，４Ｔにそれぞれ直流電力を供給する構成としてもよい。

各実施形態において、負荷２に供給する交流母線２に並列に接続されたインバータを２台の構成で説明したが、これに限らない。インバータが３台以上の構成においても、例えば、選択スイッチＳＬが選択する「一定の比率」の個数及び数値をインバータの台数に応じて変更することなどで、同様に実施することができる。

各実施形態において、加算器、減算器及び乗算器などの演算器は、各実施形態と同様の演算結果を行う構成であれば、どのように構成してもよい。例えば、減算器は、入力信号の符号を反転させることで、加算器を用いても良い。また、各実施形態における最終的な演算結果と同様の演算を行うのであれば、四則演算等の順番を変更し、適宜回路構成を変えても良い。

第５の実施形態において、レベル検出器ＬＤによりレベルの検出する無効電流成分を、自インバータ４から出力された出力電流値Ｉａ（ｔ）の無効電流成分を検出する無効電流成分検出回路１１Ｑからの出力としたが、無効電流成分検出回路１２Ｑの出力としてもよい。このような構成においても、制御回路１Ｄと同様の作用効果を得ることができる。

第５の実施形態において、第１の実施形態に係る制御回路１を基本構成として構成したが、これに限らない。他の実施形態や変形形態を基本構成として構成してもよい。

第６の実施形態において、第３の実施形態に係る制御回路１Ｂを基本構成として構成したが、これに限らない。他の実施形態や変形形態を基本構成として構成してもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るインバータの制御装置の適用されたシステムの構成を示す構成図。 第１の実施形態に係る制御回路１の構成を示す構成図。 従来の制御回路によるシミュレーションにおける電圧制御回路出力を示すグラフ図。 従来の制御回路によるシミュレーションにおける電流制御回路出力を示すグラフ図。 従来の制御回路によるシミュレーションにおける１台目のインバータの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図。 従来の制御回路によるシミュレーションにおける２台目のインバータの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図。 第１の実施形態に係る制御回路によるシミュレーションにおける電圧制御回路出力を示すグラフ図。 第１の実施形態に係る制御回路によるシミュレーションにおける電流制御回路出力を示すグラフ図。 第１の実施形態に係る制御回路によるシミュレーションにおける１台目のインバータの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図。 第１の実施形態に係る制御回路によるシミュレーションにおける２台目のインバータの電圧指令値と電圧検出値との関係を示すグラフ図。 本発明の第２の実施形態に係る制御回路の構成を示す構成図。 本発明の第３の実施形態に係る制御回路の構成を示す構成図。 本発明の第４の実施形態に係る制御回路の構成を示す構成図。 本発明の第５の実施形態に係る制御回路の構成を示す構成図。 本発明の第６の実施形態に係る制御回路の構成を示す構成図。

符号の説明

１，１Ｔ…制御回路、２…負荷、３，３Ｔ…変圧器、４，４Ｔ…インバータ、５，５Ｔ…直流電源、６，６Ｔ…電圧検出器、７ａ，７ｂ…電流検出器、９，９Ｔ…パルス発生回路、１１Ｑ，１２Ｑ…無効電流成分検出回路、１１Ｖ，１２Ｖ…有効電流成分検出回路、１３Ｖ，１３Ｑ…一次遅れ回路、１４Ｖ，１４Ｑ…電流制御回路、１５Ｓ…正弦回路、１５Ｃ…余弦回路、２１…比例積分回路、２２…比例回路、ＳＬ…選択スイッチ、ＳＷ…スイッチ、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３…加算器、ＳＵ１，ＳＵ２，ＳＵ３，ＳＵ４…減算器、ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３…乗算器。

Claims (4)

1. 電力系統に交流電力を供給するインバータが接続され、前記電力系統に前記インバータと並列に交流電力を供給する並列インバータが接続され、前記インバータを制御するインバータの制御装置であって、
   前記インバータから出力された電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記インバータから出力される電圧の指令値である電圧指令値と前記電圧検出手段により検出された電圧との差分に基づく値に、比例積分の演算をする比例積分手段と、
   前記比例積分手段により演算された値に、比例の演算をする比例手段と、
   前記並列インバータが運転している場合、前記比例手段により演算された値を、前記比例積分手段により演算される値から減算する減算手段と、
   前記比例積分手段により演算された値に基づいて、前記インバータの出力される電圧を制御する電圧制御手段と
   を備えたことを特徴とするインバータの制御装置。
2. 電力系統に交流電力を供給するインバータが接続され、前記電力系統に前記インバータと並列に交流電力を供給する並列インバータが接続され、前記インバータを制御するインバータの制御装置であって、
   前記インバータから出力された電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記インバータから出力される電圧の指令値である電圧指令値と前記電圧検出手段により検出された電圧との差分に基づく値に、比例積分の演算をする比例積分手段と、
   前記インバータから出力される電圧の指令値である電圧指令値と前記電圧検出手段により検出された電圧との差分に基づく値に、比例の演算をする比例手段と、
   前記並列インバータが運転している場合、前記比例手段により演算された値に基づいて、前記インバータの出力される電圧を制御し、前記並列インバータが運転していない場合、前記比例積分手段により演算された値に基づいて、前記インバータの出力される電圧を制御する電圧制御手段と
   を備えたことを特徴とするインバータの制御装置。
3. 前記インバータから出力された電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段により検出された電流に基づいて、前記電力系統に供給される無効電流を算出する無効電流算出手段と、
   前記無効電流算出手段により算出された無効電流が所定のレベルを超えたことを検出する無効電流レベル検出手段と、
   前記無効電流レベル検出手段により前記所定のレベルを超えたことを検出し、かつ前記並列インバータ運転している場合、前記電圧指令値を増加させる補正をする電圧指令値補正手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバータの制御装置。
4. 前記インバータから出力された電流を検出する電流検出手段と、
   前記並列インバータから出力された電流を検出する第２の電流検出手段と、
   前記電流検出手段により検出された電流と前記第２の電流検出手段により検出された電流とを加算する加算手段と、
   前記電力系統に供給する電流に対し前記インバータから供給する電流の割合を示す分担率を、前記並列インバータが運転している場合と前記並列インバータが運転していない場合とで、異なる値に決定する分担率決定手段と、
   前記加算手段により加算された値に、前記分担率決定手段により決定された前記分担率を乗算する乗算手段と、
   前記乗算手段により乗算された値に基づいて、前記インバータから出力する電流を制御する電流制御手段と
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインバータの制御装置。

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