JP5410213B2 - 電力変換回路の制御回路、および、この制御回路を備えた電力供給システム - Google Patents

Description

本発明は、電力変換回路の制御回路、および、この制御回路を備えた電力供給システムに関する。

従来、太陽電池などによって生成される直流電力を交流電力に変換して、接続された負荷や電力系統に供給する系統連系インバータシステムが開発されている。この種の系統連系インバータシステムには、電力系統で事故が発生し、遮断器が作動して系統連系インバータシステムが電力系統から解列され、電力系統から電力が供給されなくなった場合（停電になった場合）、系統連系インバータシステムが単独運転によって負荷に電力を供給する状態になることを防止するため、停電発生時に電力変換動作を自動的に停止させる機能を備えたものが知られている。

図９は、従来の単独運転自動停止機能を備えた系統連系インバータシステムの一例を示す図である。

系統連系インバータシステムＡ１００は、インバータ回路２００の電力変換動作の制御信号であるＰＷＭ信号を生成する制御回路６００に停電判定部６８０が設けられ、この停電判定部６８０によって単独運転の自動停止動作が行われる構成となっている。停電判定部６８０は、電圧センサ５００により検出される系統連系インバータシステムＡ１００の出力電圧信号Ｖoに基づいて、所定の停電判定方式により停電（電力系統Ｃに系統事故などの異常が発生した場合に遮断器Ｄが作動して電力系統Ｃからの電力供給が停止している状態）が発生したか否かを監視している。

制御回路６００は、ＰＷＭ信号生成部６４０を備え、系統連系インバータシステムＡ１００の出力電流Ｉoが予め設定された電流目標値Ｉo^*となるようにフィードバック制御を行う（この制御を「電流制御」という。）ことによりＰＷＭ信号生成部６４０のＰＷＭ信号の生成を制御する。また、停電判定部６８０が停電の発生を検出すると、停電判定部６８０からＰＷＭ信号生成部６４０に停止信号が出力され、ＰＷＭ信号の生成が停止されるので、制御回路６００は、停電発生時にインバータ回路２００の電力変換動作を停止させる。

また、停電判定部６８０が停電の発生を検出すると、停電判定部６８０から開閉器８００に解列信号が出力され、当該開閉器８００を作動させるので、制御回路６００は、停電発生時に系統連系インバータシステムＡ１００と負荷Ｂとの接続も切り離す。これにより、系統連系インバータシステムＡ１００の単独運転状態が回避される。

ところで、停電判定部６８０では、例えば、電圧センサ５００の検出信号の変化（例えば、電圧の過大な上昇など）から停電であるか否かを判定しているので、遮断器Ｄが作動して停電が発生してから停電判定部６８０でその停電を検出するまでに短くても数百ミリ秒程度の時間遅れが生じる。このため、この時間遅れの間は系統連系インバータシステムＡ１００が単独運転状態となる。単独運転状態では系統連系インバータシステムＡ１００は電流制御をしているので、系統連系インバータシステムＡ１００の出力電圧Ｖoが上昇し、過大な電圧（以下、「過電圧」という。）が負荷Ｂに印加される可能性がある。

停電発生からその停電を検出するまでの時間遅れの間に系統連系インバータシステムＡ１００から負荷Ｂに過電圧が印加されることは好ましくないので、これを防止する方法として、例えば、特開２０００−６００００号公報には、出力電圧Ｖoの瞬時値が所定の閾値以上となった場合にＰＷＭ信号の出力を停止する方法が提案されている。

同公報の方法は、図９の系統連系インバータシステムＡ１００では、同図の点線で示すように、停電判定部６８０と並列に過電圧検出部６５０を設け、電圧センサ５００により検出される出力電圧Ｖoの瞬時値が所定の閾値以上の過電圧になると、過電圧検出部６５０がその状態を検出してＰＷＭ信号生成部６４０に停止信号を出力し、ＰＷＭ信号生成部６４０のＰＷＭ信号の出力を停止させるものである。そして、過電圧検出部６５０が停止信号を出力した後、所定の時間が経過しても停電判定部６８０から停止信号が出力されない場合、過電圧検出部６５０は、過電圧が停電によるものでないと判断し、ＰＷＭ信号生成部６４０への停止信号の出力を停止して、ＰＷＭ信号生成部６４０のＰＷＭ信号の出力を再開させるというものである。

特開２０００−６００００号公報

ところで、従来の系統連系インバータシステムＡ１００における単独運転自動停止機能は、停電発生後に単独運転状態となることを停止させるため、系統連系インバータシステムＡ１００の出力電圧Ｖoから停電が発生したか否かを判定し、その判定結果に対してインバータ回路２００を停止させるとともに、開閉器８００を解放するので、停電発生時からインバータ回路２００の停止までに時間遅れが生じ、この時間遅れの間が単独運転状態となって負荷Ｂに過電圧を印加する可能性があるという問題がある。

上記の問題に対しては、出力電圧Ｖoの瞬時値が過電圧に上昇すると、直ちにインバータ回路２００を停止させる方法によって対処することが提案されているが、この方法では、インバータ回路２００を急停止させるため、実質的にインバータ回路２００とフィルタ回路３００との接続を遮断することになり、遮断直前のフィルタ回路３００のリアクトルＬ３００の両端電圧の極性が反転して瞬間的に負荷Ｂに印加されていた電圧を上昇させるという不都合がある。インバータ回路２００の出力電流が大きい場合、リアクトルＬ３００の両端電圧も大きくなるから、この場合にインバータ回路２００とフィルタ回路３００との接続が遮断されると、負荷Ｂへの印加電圧が過大な値に跳ね上がり、負荷Ｂに過電圧が印加されることになるから、この点では単独運転自動停止機能における負荷Ｂへの過電圧印加の問題を完全に解消するものとは言えない。

また、出力電圧Ｖoの瞬時値が変動する要因としては、停電が発生した場合だけでなく系統に何らかの異常が発生し、瞬間的に系統電圧が変動する場合があるから、出力電圧Ｖoの瞬時値が過電圧に上昇する度にインバータ回路２００を停止させる処理は必ずしも適切な処理とは言えない。特に、特開２０００−６００００号公報では、出力電圧Ｖoの瞬時値が過電圧に上昇した原因が停電によるものでない場合、インバータ回路２００を再起動させているが、この処理はインバータ回路２００を完全に停止させず、インバータ回路２００の出力電圧を過電圧よりも小さい電圧に抑制すれば済むものを無条件にインバータ回路２００を停止させるために必要となるもので、インバータ回路２００の電力変換効率の観点から見れば、電力変換効率を低下させるから、この点でも同公報の過電圧に対する処理は適切でない。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、インバータ回路の出力電圧が過電圧に上昇した場合、インバータ回路に対してその過電圧の負荷への印加を可及的に抑制する出力制御を行うと同時に、その過電圧の原因が停電によるものか否かを判定し、その判定結果に応じてより適切な出力制御に切り替えることによって、過電圧発生に対して可能な限りインバータ回路の出力制御を適切にするインバータ回路の制御回路を提供することをその目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される電力変換回路の制御回路は、電流検出手段により検出される電力変換回路の出力電流を所定の目標電流に制御するための指令値信号を生成する電流制御指令値信号生成手段と、前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に基づいて前記電力変換回路の電力変換動作を制御するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、を備え、前記ＰＷＭ信号生成手段により生成される前記ＰＷＭ信号により前記電力変換回路の電力変換動作を制御する制御回路であって、電圧検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電圧を所定の目標電圧に制御するための指令値信号を生成する電圧制御指令値信号生成手段と、前記電圧検出手段により検出される出力電圧が所定の条件を満たす場合に過電圧になったことを検出する過電圧検出手段と、前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第１の指令値信号切替手段と、前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記電流検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電流が増加しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記電力変換回路の出力電流が増加していると判定されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第２の指令値信号切替手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記過電圧検出手段は、前記電圧検出手段により検出される出力電圧の瞬時値が前記目標電圧よりも高い所定の閾値以上となった場合に、前記出力電圧が過電圧になったことを検出する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記目標電圧は「０」である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記判定手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流から実効値を所定の周期で算出し、算出された実効値の増加が所定の期間継続した場合に、前記出力電流が増加していると判定する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記判定手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流から実効値を所定の周期で算出し、算出された実効値が予め設定された回数連続して増加している場合に、前記出力電流が増加していると判定する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力変換回路は、インバータ回路である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記電力変換回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路である。

本発明の第２の側面によって提供される電力供給システムは、前記電力変換回路と、本発明の第１の側面によって提供される制御回路とを備えている。

本発明の第３の側面によって提供されるプログラムは、コンピュータを、電流検出手段により検出される電力変換回路の出力電流を所定の目標電流に制御するための指令値信号を生成する電流制御指令値信号生成手段と、前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に基づいて前記電力変換回路の電力変換動作を制御するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段とを有し、前記ＰＷＭ信号生成手段により生成される前記ＰＷＭ信号により前記電力変換回路の電力変換動作を制御する制御手段として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、電圧検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電圧を所定の目標電圧に制御するための指令値信号を生成する電圧制御指令値信号生成手段と、 前記電圧検出手段により検出される出力電圧が所定の条件を満たす場合に過電圧になったことを検出する過電圧検出手段と、前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第１の指令値信号切替手段と、前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記電流検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電流が増加しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記電力変換回路の出力電流が増加していると判定されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第２の指令値信号切替手段として機能させる。

本発明の第４の側面によって提供される記録媒体は、本発明の第３の側面によって提供されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、電流制御指令値信号生成手段が生成する指令値信号に基づいて生成されるＰＷＭ信号によって電力変換回路の電力変換動作が制御されているとき（電力変換回路の電力変換制御が電流制御のとき）に、電力変換回路の出力電圧が所定の条件を満たすと、電力変換回路に入力されるＰＷＭ信号が電圧制御指令値信号生成手段が生成する指令値信号に基づいて生成されるＰＷＭ信号に切り替えられ、電力変換回路の電力変換制御が電流制御から電圧制御に切り替えられる。

電圧制御では、電力変換回路の出力電圧が目標電圧に制御されるので、電力変換回路に負荷が接続されている場合に、目標電圧より高い過電圧が負荷に印加されることを防ぐことができる。また、電圧制御は、電力変換回路の出力電圧を検出し、その検出電圧を目標電圧とするようにＰＷＭ信号を制御するフィードバック制御であり、電力変換回路の出力電圧は目標電圧に徐々に低下されるので、例えば、電力変換回路の後段にＬＣローパスフィルタが設けられている場合に電力変換回路を急停止させることによってそのＬＣローパスフィルタで誘導電圧が発生して出力電圧を瞬時的に跳ね上げてしまうという不都合も回避することができる。

また、例えば、電力変換回路が系統に連系して電力を供給するシステムの場合、負荷に印加される電圧は系統によって制御されるが、電力変換回路の電力変換制御を電圧制御に切り替え、その出力電圧を低下させると、負荷に印加される電圧（すなわち、電力変換回路の出力電圧）が過電圧に上昇する原因が停電（電力系統との連系が遮断された状態）によらない場合は電力変換回路の出力電流は出力電圧の低下に応じて増加する傾向を示すが、電力変換回路の出力電圧が過電圧に上昇する原因が停電による場合はそのような傾向は示さないので、過電圧の原因が停電によるものか否かを特定することができる。

本発明によれば、電力変換回路の電力変換制御が電流制御から電圧制御に切り替えられると、電力変換回路の出力電流が増加するか否かが判定され、出力電流が増加していれば、系統との連系は遮断されていないと推定されるから、電力変換回路の電力変換制御は連系時の電流制御に戻される。一方、出力電流が増加していなければ、系統との連系は遮断され、電力変換回路が単独運転により負荷に電力供給をしていると推定されるから、その単独運転の弊害を抑制するため、電圧制御による出力電圧の抑制制御が継続される。

従って、電圧制御に切り替えた後、過電圧の原因に応じて電力変換回路の電力変換制御を適切な制御に切り替えるので、過電圧が生じた場合にも、電力変換回路に適切な制御方式で電力変換制御を行わせることができる。また、停電によらない原因で過電圧が生じた場合、電力変換回路を一旦停止させた後、再度起動させる制御をしないので、電力変換回路の電力の変換効率の低下を抑制することができる。

また、電圧制御の目標電圧を「０」とすることにより、電力変換回路の出力電圧を迅速に低下させることができるので、判定手段による出力電流の増加の判定を迅速に行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態に係る系統連系インバータシステムを説明するための図である。 制御切替判定部が行う判定処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る系統連系インバータシステムを簡略化した回路図である。 インバータ回路の出力電圧、出力電流、負荷電圧、リアクトルによる降下電圧の関係を示すベクトル図である。 各電圧および電流の関係を示すベクトル図であり、過電圧が系統電圧の一時的な増加などによるものである場合に、過電圧抑制制御を行ったときの変化を示している。 各電圧および電流の関係を示すベクトル図であり、過電圧が停電によるものである場合に、過電圧抑制制御を行ったときの変化を示している。 インバータ回路の出力電圧および出力電流の各時刻における実効値を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るＤＣ/ＤＣコンバータシステムを説明するための図である。 従来の系統連系インバータシステムを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る制御回路を系統連系インバータシステムに用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る系統連系インバータシステムを説明するための図である。

同図に示すように、系統連系インバータシステムＡは、直流電源１、インバータ回路２、フィルタ回路３、電流センサ４、電圧センサ５、制御回路６、および開閉器８を備えている。系統連系インバータシステムＡは、直流電源１が出力する直流電力をインバータ回路２により交流電力に変換し、負荷Ｂおよび電力系統Ｃに供給するものである。

直流電源１は、直流電力を出力するものであり、例えば太陽電池を備えている。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源１は、生成された直流電力を、インバータ回路２に出力する。なお、直流電源１は、太陽電池により直流電力を生成するものに限定されない。例えば、直流電源１は、燃料電池、蓄電池、電気二重層コンデンサやリチウムイオン電池であってもよいし、ディーゼルエンジン発電機、マイクロガスタービン発電機や風力タービン発電機などにより生成された交流電力を直流電力に変換して出力する装置であってもよい。

インバータ回路２は、直流電源１から入力される直流電圧を交流電圧に変換して、フィルタ回路３に出力するものである。インバータ回路２は、いわゆるＰＷＭ制御インバータ回路であり、制御回路６から入力されるＰＷＭ信号に基づいて、図示しないスイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、入力される直流電圧を交流電圧に変換する。

フィルタ回路３は、インバータ回路２から入力される交流電圧から、スイッチングによる高周波成分を除去するものである。フィルタ回路３は、リアクトルＬ３とコンデンサＣ３からなるローパスフィルタを備えている。フィルタ回路３で高周波成分を除去された交流電圧は、負荷Ｂおよび電力系統Ｃに出力される。なお、フィルタ回路３の構成はこれに限定されず、高周波成分を除去するための周知のフィルタ回路であればよい。

電流センサ４は、フィルタ回路３から出力される電流（すなわち、系統連系インバータシステムＡの出力電流であり、以下、「出力電流Ｉo」とする。）を検出するものである。電流センサ４により検出された出力電流Ｉoは、出力電流信号Ｉoとして制御回路６に出力される。電圧センサ５は、フィルタ回路３から出力される電圧（すなわち、系統連系インバータシステムＡの出力電圧であり、以下、「出力電圧Ｖo」とする。）を検出するものである。電圧センサ５により検出された出力電圧Ｖoは、出力電圧信号Ｖoとして制御回路６に出力される。

開閉器８は、系統連系インバータシステムＡと負荷Ｂとの接続を切り離すものである。開閉器８は、制御回路６から解列信号が入力された場合に、系統連系インバータシステムＡと負荷Ｂとの接続を切り離す。これにより、系統連系インバータシステムＡの単独運転状態が回避される。

制御回路６は、インバータ回路２を制御するものであり、電流センサ４より入力される出力電流信号Ｉo、および、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoに基づいて、ＰＷＭ信号を生成してインバータ回路２に出力する。制御回路６は、電流制御（出力電流Ｉoが予め設定された電流目標値Ｉo^*となるように行うフィードバック制御）と電圧制御（出力電圧Ｖoが予め設定された電圧目標値Ｖo^*となるように行うフィードバック制御）とを切り替えて、インバータ回路２を制御することで、系統連系インバータシステムＡの出力電流Ｉoまたは出力電圧Ｖoを制御する。すなわち、電流制御に切り替えられている場合は、予め設定された電流目標値Ｉo^*となるように出力電流Ｉoをフィードバック制御し、電圧制御に切り替えられている場合は、予め設定された電圧目標値Ｖo^*（本実施形態では、「０」としている。）となるように出力電圧Ｖoをフィードバック制御する。

制御回路６は、通常、電流制御を行う。しかし、出力電圧Ｖoが過電圧となった場合、電圧制御に切り替えて、出力電圧Ｖoを抑制する制御（以下、「過電圧抑制制御」とする。）を行う。このとき、出力電流Ｉoが減少すると、制御回路６は、出力電圧Ｖoの増加が停電によるものであると判断して、そのまま過電圧抑制制御を継続する。一方、出力電流Ｉoが増加すると、制御回路６は、出力電圧Ｖoの増加が停電によるものでなく、系統電圧の一時的な増加などによるものであると判断して、電流制御に切り替える。過電圧抑制制御時の出力電流Ｉoの増減による、出力電圧Ｖoの増加原因の判断（過電圧が停電によるものか否かの判断）の詳細については後述する。

また、制御回路６は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoに基づいて停電の判定を行う。電力系統Ｃで系統事故などの異常が発生した場合、遮断器Ｄが作動して系統連系インバータシステムＡが電力系統Ｃから解列される。制御回路６は、当該解列により電力系統Ｃから電力が供給されなくなった状態（停電）が発生したことを検出した場合に、開閉器８に解列信号を出力する。

制御回路６は、電圧制御部６１、電流制御部６２、制御切替部６３、ＰＷＭ信号生成部６４、過電圧検出部６５、電流変化検出部６６、制御切替判定部６７、および停電判定部６８を備えている。

電圧制御部６１は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoと電圧目標値Ｖo^*との偏差を入力されて、当該偏差を「０」とするための補正値を指令値信号として制御切替部６３に出力する。なお、本実施形態では、電圧目標値Ｖo^*を「０」としているので、出力電圧Ｖoを「０」とするような過電圧抑制制御が行われる。なお、当該制御の目的は出力電圧Ｖoを抑制することなので、電圧目標値Ｖo^*は「０」に限られず、系統電圧より小さいものであればよい。しかし、過電圧抑制制御で出力電圧Ｖoを早く低下させるためには、電圧目標値Ｖo^*を「０」にすることが望ましい。

電流制御部６２は、電流センサ４より入力される出力電流信号Ｉoと電流目標値Ｉo^*との偏差を入力されて、当該偏差を「０」とするための補正値を指令値信号として制御切替部６３に出力する。

制御切替部６３は、制御切替判定部６７より入力される制御切替信号に基づいて、電流制御と電圧制御とを切り替えるものである。制御切替部６３は、電圧制御部６１および電流制御部６２からそれぞれ指令値信号を入力され、一方の指令値信号をＰＷＭ信号生成部６４に出力する。制御切替信号が電流制御命令信号（例えば、ローレベル信号）の場合、制御切替部６３は、電流制御部６２から入力される指令値信号をＰＷＭ信号生成部６４に出力する。一方、制御切替信号が電圧制御命令信号（例えば、ハイレベル信号）の場合、制御切替部６３は、電圧制御部６１から入力される指令値信号をＰＷＭ信号生成部６４に出力する。

ＰＷＭ信号生成部６４は、制御切替部６３より入力される指令値信号と、所定の周波数（例えば、４ｋＨｚ）の三角波信号として生成されたキャリア信号とに基づいて、三角波比較法によりＰＷＭ信号を生成する。例えば、指令値信号がキャリア信号より大きい場合にハイレベルとなり、指令値信号がキャリア信号より小さい場合にローレベルとなるパルス信号をＰＷＭ信号として生成する。生成されたＰＷＭ信号は、インバータ回路２に出力される。また、ＰＷＭ信号生成部６４は、停電判定部６８から停止信号を入力された場合、ＰＷＭ信号の生成を停止する。これにより、インバータ回路２の電力変換動作は停止する。

過電圧検出部６５は、出力電圧Ｖoが過電圧となったことを検出するものである。過電圧検出部６５は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoを予め設定された過電圧判定値Ｖmaxと比較する。この過電圧判定値Ｖmaxは、インバータ回路２の出力定格電圧より数１０％高い電圧である。過電圧検出部６５は、出力電圧Ｖoの瞬時値が過電圧判定値Ｖmax以上となった場合に、過電圧信号を制御切替判定部６７に出力する。

なお、本実施形態では、過電圧判定値Ｖmaxをインバータ回路２の出力定格電圧より数１０％高い電圧として設定しているが、この限りでない。また、本実施形態では、過電圧検出部６５は、出力電圧Ｖoの瞬時値を過電圧判定値Ｖmaxと比較することで過電圧を検出しているが、これに限られない。例えば、出力電圧Ｖoの実効値や平均値、ピーク値を過電圧判定値Ｖmaxと比較して過電圧を検出するようにしてもよい。また、過電圧判定値Ｖmax以上となった状態が所定時間（または、所定のサンプリング回数）継続した場合に過電圧信号を出力するようにしてもよい。

また、本実施形態では、過電圧検出部６５は、過電圧を検出していない間はローレベル信号を出力し、過電圧を検出した後は過電圧信号（ハイレベル信号）に切り替えて出力するようにしているが、これに限られない。例えば、過電圧を検出していない間はハイレベル信号を出力し、過電圧を検出した場合にローレベル信号に切り替えて出力するようにしてもよい。また、過電圧を検出したときや、過電圧を検出している状態が所定時間継続したときに、検出パルスを出力するようにしてもよい。

電流変化検出部６６は、出力電流Ｉoの実効値の増減を検出するものである。電流変化検出部６６は、電流センサ４より入力される出力電流信号Ｉoから出力電流の実効値（以下、「出力電流実効値Ｉe」とする。）を算出し、出力電流実効値Ｉeが増加しているか減少しているかを検出し、例えば、出力電流実効値Ｉeが変化無しであるか減少していれば減少信号（ローレベル信号）を、また、出力電流実効値Ｉeが増加していれば増加信号（ハイレベル信号）を、電流変化信号として制御切替判定部６７に出力する。

なお、本実施形態では、電流変化検出部６６は、出力電流実効値Ｉeが減少または変化しない場合に、電流変化信号としてローレベル信号を出力し、出力電流実効値Ｉeが増加している場合に、電流変化信号としてハイレベル信号を出力するようにしているが、逆にしても構わない。

また、本実施形態では、電流変化検出部６６は、出力電流の実効値の増減を検出しているが、これに限られない。例えば、出力電流の平均値やピーク値の増減を検出するようにしてもよい。

制御切替判定部６７は、電流制御を行うか、電圧制御を行うかの判定を行うものである。制御切替判定部６７は、過電圧検出部６５から過電圧信号を入力され、電流変化検出部６６から電流変化信号を入力され、判定結果を制御切替信号として制御切替部６３に出力する。制御切替信号は、例えば、電流制御を命令するローレベルの信号と電圧制御を命令するハイレベルの信号である。なお、本実施形態では、制御切替判定部６７は、電流制御を行う判定を行った場合に、制御切替信号として電流制御命令信号（ローレベル信号）を出力し、電圧制御を行う判定を行った場合に、制御切替信号として電圧制御命令信号（ハイレベル信号）を出力するようにしているが、これに限られず、ハイレベル信号とローレベル信号とを反対にしてもよい。また、制御を切り替えるとき（すなわち、電流制御から電圧制御に切り替えるとき、および、電圧制御から電流制御に切り替えるとき）に、パルス信号を出力するようにしてもよい。

図２は、制御切替判定部６７が行う判定処理を説明するためのフローチャートである。

制御回路６は、通常、電流制御を行うので、電流制御命令信号（ローレベル信号）が制御切替信号として出力される（Ｓ１）。次に、出力電圧Ｖoが過電圧であるか否か、すなわち、過電圧検出部６５から入力される信号が過電圧信号（ハイレベル信号）であるか否かが判別される（Ｓ２）。過電圧信号でない場合（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１に戻って、電流制御命令信号（ローレベル信号）の出力が継続される。過電圧信号の場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、電流制御を電圧制御に切り替えるために、電圧制御命令信号（ハイレベル信号）が制御切替信号として出力される（Ｓ３）。

次に、出力電流Ｉoが増加しているか否かが判別される（Ｓ４）。本実施形態では、電流変化検出部６６から入力される電流変化信号が増加信号（ハイレベル信号）である期間が所定の期間となった場合、出力電流Ｉoが増加していると判別される。出力電流Ｉoが増加していない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ３に戻って、電圧制御命令信号（ハイレベル信号）の出力が継続される。出力電流Ｉoが増加している場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、電圧制御を電流制御に切り替えるために、ステップＳ１に戻って、電流制御命令信号（ローレベル信号）が制御切替信号として出力される（Ｓ１）。

本実施形態では、出力電流Ｉoが増加しているか否かの判別のための所定の期間を、増加信号が入力された後、電流変化検出部６６が出力電流実効値Ｉeを２回算出するのに相当する期間としている。すなわち、算出された出力電流実効値Ｉeが３回連続で増加した場合に、制御切替信号が電圧制御命令信号（ハイレベル信号）から電流制御命令信号（ローレベル信号）に切り替えられることになる。なお、所定の期間は、これに限られず、より短い期間としてもよいし、より長い期間としてもよい。所定の期間を短くするほど、出力電流Ｉoの増加を早く判別することができるが、誤検出の可能性も高くなる。一方、所定の期間を長くするほど、誤検出の可能性が低くなるが、出力電流Ｉoの増加の判別に時間を要することになる。

本実施形態では、電流変化検出部６６が出力電流実効値Ｉeの増減を検出して、制御切替判定部６７が出力電流Ｉoの増加を判定（増加信号の所定の期間の継続を判定）しているが、電流変化検出部６６で出力電流Ｉoの増加の検出（出力電流実効値Ｉeの増加の所定の期間の継続を検出）を行うようにしてもよい。この場合、電流変化検出部６６が増加を検出した旨の信号を制御切替判定部６７に出力し、制御切替判定部６７が当該増加を検出した旨の信号に基づいて制御切替信号を変更するようにすればよい。

また、出力電流実効値Ｉeの増加状態の継続時間により出力電流Ｉoの増加を検出する代わりに、出力電流実効値Ｉeが予め設定された過電流設定値（例えば、定格出力電流より少し高い値）Ｉmax以上となった場合に出力電流Ｉoの増加を検出するようにしてもよい。この場合、出力電流実効値Ｉeの増加速度が速くても、出力電流実効値Ｉeが最大定格出力電流を超える前に出力電流Ｉoの増加を検出することができるので、インバータ回路２が過電流保護により停止されてしまうことを回避することができる。また、出力電流実効値Ｉeの増加状態の継続時間が所定の期間となった場合、または、出力電流実効値Ｉeが過電流設定値Ｉmax以上となった場合に、出力電流Ｉoの増加を検出するようにしてもよい。

図１に戻って、停電判定部６８は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoに基づいて、所定の停電判定方式により停電の発生を検出する。停電判定部６８は、停電の発生を検出すると、ＰＷＭ信号生成部６４に停止信号を出力し、開閉器８に解列信号を出力する。停止信号を入力されたＰＷＭ信号生成部６４は、ＰＷＭ信号の生成を停止するので、インバータ回路２の電力変換動作は停止する。また、解列信号を入力された開閉器８は、系統連系インバータシステムＡと負荷Ｂとの接続を切り離す。これにより、系統連系インバータシステムＡの単独運転状態が回避される。

次に、過電圧抑制制御時の出力電流Ｉoの増減による、出力電圧Ｖoの増加原因の判断（過電圧が停電によるものか否かの判断）について、図３〜図７を参照して説明する。

図３は、系統連系インバータシステムＡを簡略化した回路図を示している。

同図において、インバータ回路２’は、図１における直流電源１，インバータ回路２および制御回路６を含めた交流電力を供給する電力源の部分を示しており、リアクトルＬ３は、フィルタ回路３のリアクトルの部分のみを示している。なお、電流センサ４および電圧センサ５は、省略されている。また、同図（ｂ）は、系統連系インバータＡが電力系統Ｃから解列した状態（停電状態）を示している。同図において、インバータ回路２’の出力電圧（図１ではインバータ回路２から出力される電圧）をＶinv、出力電流（図１ではインバータ回路２から出力される電流で、フィルタ回路３のリアクトルＬ３を流れる電流）をＩinv、負荷Ｂの接続点ａの負荷電圧をＶr、電力系統Ｃの系統電圧をＶline、リアクトルＬ３による降下電圧をＶLとしている。

インバータ回路２’が電力系統Ｃに連系している場合（同図（ａ）参照）は、負荷Ｂの電圧は電力系統Ｃによって制御されるので、負荷電圧Ｖr、系統電圧Ｖline、出力電圧Ｖinv、リアクトルＬ３の電圧降下ＶLの間には、
Ｖr＝Ｖline
ＶL＝Ｉinv×ωＬ，ω＝２πｆ
Ｖinv＝Ｖr＋ＶL
の関係がある。なお、ｆは系統電圧の周波数であり、ωは系統電圧の角周波数である。

図４、図５および図６は、出力電圧Ｖinv、出力電流Ｉinv、負荷電圧Ｖr、降下電圧ＶLの関係を表すベクトル図を示している。また、図７は、出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの変化を説明するための図である。

図４（ａ）は、系統連系インバータＡが電力系統Ｃに接続した状態（図３（ａ）参照）における、平常時の各電圧および電流の関係を示している。制御回路６は、平常時において、力率１の電流制御を行っているので、出力電流Ｉinvの位相は、負荷電圧Ｖr（＝系統電圧Ｖline）の位相と一致している。また、降下電圧ＶLは出力電流Ｉinvより位相が（１／２）π進んでいる。したがって、出力電圧Ｖinvのベクトルは、負荷電圧Ｖrのベクトルに降下電圧ＶLのベクトルを加算して、図４（ａ）のようになる。

図４（ｂ）は、負荷電圧Ｖrが過電圧となったときの各電圧および電流の関係を示している。このときの時刻ｔをｔ１とし、ｔ＝ｔ１のときの各ベクトルを表すために、例えば出力電圧をＶinv（ｔ１）のように表示している（図５（ａ）〜（ｄ）および図６（ａ）〜（ｄ）においても、時刻ｔの各ベクトルを同様に表示している。）。負荷電圧Ｖr（ｔ１）は、過電圧となって大きくなっている。一方、制御回路６は、まだ力率１の電流制御を行っているので、出力電流Ｉinv（ｔ１）の位相は負荷電圧Ｖr（ｔ１）の位相と一致している。また、出力電流Ｉo（＝出力電流Ｉinv）が電流目標値Ｉo^*に制御されているので、出力電流Ｉinv（ｔ１）の大きさは平常時（図４（ａ）参照）から変化していない。出力電流Ｉinv（ｔ１）の大きさが変化せず、リアクトルＬ３の誘導性リアクタンス（ωＬ）が一定なので、降下電圧ＶL（ｔ１）の大きさも変化しない。また、降下電圧ＶL（ｔ１）の位相は出力電流Ｉinv（ｔ１）の位相より（１／２）π進んでいる。したがって、出力電圧Ｖinv（ｔ１）が、負荷電圧Ｖr（ｔ１）に応じて大きくなっている。また、このときの出力電圧Ｖinv（ｔ１）と負荷電圧Ｖr（ｔ１）との位相差は、小さくなっている。なお、この時点では、過電圧が、停電によるものか、系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものなのか判断できない。

図５および図６は、ｔ＝ｔ１のときに制御回路６が過電圧抑制制御を開始した場合の、その後の各電圧および電流の関係の変化を示している。図５は、過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるもの（停電以外の理由によるもの）である場合のベクトル図の変化を示しており、図６は、過電圧が停電によるものである場合のベクトル図の変化を示している。図７は、ｔ＝ｔ１のときに制御回路６が過電圧抑制制御を開始した場合の、出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの各時刻ｔにおける実効値を示している。図７（ａ）および（ｂ）は、過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものである場合の出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvをそれぞれ示し、図７（ｃ）および（ｄ）は、過電圧が停電によるものである場合の出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvをそれぞれ示している。

過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものである場合、電力系統Ｃとは接続されたままなので、負荷電圧Ｖrは系統電圧Ｖlineに保持される（図５におけるＶr（ｔ２）〜Ｖr（ｔ５）の大きさが図４（ｂ）におけるＶr（ｔ１）の大きさと一致する）。したがって、過電圧抑制制御による出力電圧Ｖinvの減少に応じて、降下電圧ＶLが大きくなる（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。リアクトルＬ３の誘導性リアクタンス（ωＬ）が一定なので、降下電圧ＶLが大きくなると出力電流Ｉinvも大きくなる（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。つまり、出力電圧Ｖinvの減少に応じて、出力電流Ｉinvが増加する。図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの実効値の変化を示している。ｔ＝ｔ１で過電圧抑制制御を開始しているので、ｔ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４における出力電圧Ｖinvの実効値は減少している（図７（ａ）参照）。また、出力電圧Ｖinvの減少により、ｔ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４における出力電流Ｉinvの実効値は増加している（図７（ｂ）参照）。

ｔ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４において、３回連続で出力電流Ｉinvの実効値が増加しているので、制御回路６は、過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものであると判断し、ｔ＝ｔ４のときに過電圧抑制制御を解除して力率１の電流制御を開始する。力率１に制御されるので、ｔ＝ｔ５において、出力電流Ｉinv（ｔ５）の位相は負荷電圧Ｖr（ｔ５）の位相と一致している。また、電流制御により出力電流Ｉinvが電流目標値Ｉo^*に制御されるので、出力電流Ｉinv（ｔ５）の大きさはＩinv（ｔ１）（図４（ｂ）参照）の大きさに一致している。したがって、降下電圧ＶL（ｔ５）の大きさも降下電圧ＶL（ｔ１）の大きさに一致している。また、負荷電圧Ｖrは系統電圧Ｖlineに保持され一定となるので、負荷電圧Ｖr（ｔ５）の大きさもＶr（ｔ１）の大きさに一致している。したがって、出力電圧Ｖinv（ｔ５）の大きさも出力電圧Ｖinv（ｔ１）の大きさに一致している。つまり、ｔ＝ｔ５における各電圧および電流の関係を示すベクトル図（図５（ｄ））は、図４（ｂ）のものと同様となる。したがって、ｔ＝ｔ５における出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの実効値は、それぞれ、ｔ＝ｔ１における各実効値に一致する（図７（ａ），（ｂ）参照）。

なお、この場合、系統電圧Ｖlineの一時的な増加などが継続していると、再度過電圧が検出されて過電圧抑制制御が行われる。すなわち、系統電圧Ｖlineの一時的な増加などが元に戻るまで、過電圧抑制制御と電流制御との切替が繰り返されることになる。つまり、図７（ａ）および（ｂ）におけるｔ＝ｔ１〜ｔ５の波形の変化が繰り返され、出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの実効値が周期的に変動することになる。これを回避するために、過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものであると判断された場合は、例えばその判断後（図７（ａ）におけるｔ＝ｔ４の直後）すぐに、過電圧判定値Ｖmaxを大きな値に変更したり、過電圧検出部６５を所定の期間（系統電圧Ｖlineの一時的な増加などが元に戻るまでの期間）機能しないようにしてもよい。なお、系統電圧Ｖlineの増加が所定時間継続した場合は、停電判定部６８によって系統電圧異常と判断されて、インバータ回路２は停止させられる。

なお、制御回路６が力率１の制御を行っていない場合でも、過電圧が停電によるものでない場合は、過電圧抑制制御によって出力電流Ｉinvの実効値が増加する。すなわち、過電圧抑制制御によって出力電圧Ｖinvの実効値は減少するが、負荷電圧Ｖr（＝系統電圧Ｖline）の実効値は一定なので、出力電圧Ｖinvの実効値は負荷電圧Ｖrの実効値より小さくなる。出力電圧Ｖinvの実効値が負荷電圧Ｖrの実効値より小さくなった後は、両者の電位差は大きくなってゆき、電力系統Ｃからインバータ回路２に流れる電流が増加していくので、出力電流Ｉinvの実効値が増加する。

一方、過電圧が停電によるものである場合（図３（ｂ）参照）、電力系統Ｃから電力が供給されないので、過電圧抑制制御により出力電圧Ｖinvが小さくなると、これに合わせて負荷電圧Ｖrも小さくなる。したがって、出力電圧Ｖinvの減少に応じて、降下電圧ＶLも小さくなる（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。リアクトルＬ３の誘導性リアクタンス（ωＬ）が一定なので、降下電圧ＶLが小さくなると出力電流Ｉinvも小さくなる（図６（ａ）〜（ｄ）参照）。つまり、出力電圧Ｖinvの減少に応じて、出力電流Ｉinvが減少する。図７（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ出力電圧Ｖinvおよび出力電流Ｉinvの実効値の変化を示している。ｔ＝ｔ１で過電圧抑制制御を開始しているので、ｔ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４、ｔ５における出力電圧Ｖinvの実効値は減少している（図７（ｃ）参照）。また、出力電圧Ｖinvの減少により、ｔ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４、ｔ５における出力電流Ｉinvの実効値は減少している（図７（ｄ）参照）。

出力電流Ｉinvの実効値は増加しないので、制御回路６は、過電圧が停電によるものであると判断し（過電圧が系統電圧Ｖlineの一時的な増加などによるものであると判断せず）、出力電圧Ｖinvが「０」となるまで過電圧抑制制御を継続する。

なお、制御回路６は、アナログ回路として実現してもよいし、デジタル回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを制御回路６として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。

次に、制御回路６の動作について説明する。

制御回路６は、通常は、電流制御を行っている。すなわち、電流センサ４より入力される出力電流信号Ｉoと電流目標値Ｉo^*との偏差に基づいて、電流制御部６２が指令値信号を出力する。ＰＷＭ信号生成部６４は、制御切替部６３を介して電流制御部６２より入力される指令値信号に基づいてＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路２に出力する。

制御回路６は、過電圧検出部６５が過電圧を検出した場合、電流制御を電圧制御に切り替えて、過電圧抑制制御を行う。すなわち、過電圧検出部６５は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoに基づいて過電圧を検出した場合、過電圧信号を出力する。制御切替部６７は、過電圧検出部６５から過電圧信号を入力されると、制御切替信号として電圧制御命令信号を制御切替部６３に出力する（図２のステップＳ２：ＹＥＳよりステップＳ３）。

電圧制御部６１は、電圧センサ５より入力される出力電圧信号Ｖoと電圧目標値Ｖo^*（＝０）の偏差に基づいて、指令値信号を出力する。ＰＷＭ信号生成部６４は、制御切替部６３を介して電圧制御部６１より入力される指令値信号に基づいてＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路２に出力する。これにより、制御回路６は、出力電圧Ｖoを「０」に制御する過電圧抑制制御を行う。

制御回路６は、過電圧抑制制御を行っているときに出力電流Ｉoが増加している場合、電圧抑制制御を停止して、電圧制御を電流制御に切り替える。すなわち、制御切替判定部６７は、電流変化検出部６６より入力される電流変化信号に基づいて、出力電流Ｉoの増加を検出した場合、制御切替信号として電流制御命令信号を制御切替部６３に出力する（図２のステップＳ４：ＹＥＳよりステップＳ１）。ＰＷＭ信号生成部６４は、制御切替部６３を介して電流制御部６２より入力される指令値信号に基づいてＰＷＭ信号を生成して、インバータ回路２に出力する。これにより、制御回路６は、過電圧抑制制御を停止して、電流制御を行う。制御切替判定部６７が出力電流Ｉoの増加を検出しない場合、電圧抑制制御を継続する。

過電圧抑制制御を継続中に、停電判定部６８が停電を検出した場合、停電判定部６８はＰＷＭ信号生成部６４に停止信号を出力し、開閉器８に解列信号を出力する。停止信号を入力されたＰＷＭ信号生成部６４はＰＷＭ信号の出力を停止するので、出力電圧Ｖinvは「０」となる。また、解列信号を入力された開閉器８は、系統連系インバータシステムＡと負荷Ｂとの接続を切り離す。これにより、系統連系インバータシステムＡの単独運転状態が回避される。

次に、制御回路６の作用について説明する。

本実施形態においては、電流制御部６２が生成する指令値信号に基づいてＰＷＭ信号生成部６４で生成されるＰＷＭ信号によって、インバータ回路２が電流制御されているときに、過電圧検出部６５が過電圧を検出した場合、制御切替部６３によって、ＰＷＭ信号生成部６４に入力される指令値信号が電圧制御部６１が生成する指令値信号に切り替えられ、インバータ回路２が電圧制御（過電圧抑制制御）を開始する。過電圧抑制制御では、インバータ回路２の出力電圧Ｖoが電圧目標値Ｖo^*（＝０）に制御される。したがって、過電圧が負荷Ｂに印加されることを防ぐことができる。

また、過電圧抑制制御は、インバータ回路２の出力電圧Ｖoを検出し、その検出電圧を電圧目標値Ｖo^*（＝０）とするように制御するフィードバック制御である。したがって、インバータ回路２の出力電圧Ｖoは徐々に低下されるので、インバータ回路２を急停止させることよってフィルタ回路３が備えているリアクトルＬ３で誘導電圧が発生して出力電圧Ｖoを瞬時的に跳ね上げてしまうという不都合も回避することができる。

また、本実施形態においては、過電圧抑制制御が行われているときに、出力電流Ｉoの増加が検出された場合、制御切替部６３によって、ＰＷＭ信号生成部６４に入力される指令値信号が電流制御部６２が生成する指令値信号に切り替えられ、インバータ回路２による出力制御が電圧制御から電流制御に切り替えられる。一方、出力電流Ｉoの増加が検出されない場合、インバータ回路２は過電圧抑制制御を継続する。つまり、インバータ回路２の出力電圧Ｖoが過電圧に上昇する原因が停電によるものでなく、系統電圧の一時的な増加などによるものである場合、インバータ回路２による出力制御は電流制御に戻されるが、原因が停電によるものである場合は、インバータ回路２による出力制御は過電圧抑制制御が継続される。したがって、過電圧が生じた場合に過電圧の原因に応じて、インバータ回路２に適切な制御方式で電力変換制御を行わせることができる。

また、停電によらない原因で過電圧が生じた場合、インバータ回路２を一旦停止させた後、再度起動させる制御をしないので、インバータ回路２の電力の変換効率の低下を抑制することができる。

なお、上記第１実施形態では、本発明に係る制御回路を系統連系インバータシステムに用いた場合について説明したが、これに限られない。本発明に係る制御回路は、ＤＣ/ＤＣコンバータシステムなどの電力供給システムにも用いることができる。

図８は、本発明の第２実施形態に係るＤＣ/ＤＣコンバータシステムを説明するための図である。同図において、図１に示す系統連系インバータシステムＡと同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

ＤＣ/ＤＣコンバータシステムＡ’は、インバータ回路２に代えてＤＣ/ＤＣコンバータ回路７を備えている点で、第１実施形態の系統連系インバータシステムＡ（図１参照）と異なる。なお、制御回路６の内部構成は、図１の制御回路６と基本構成が同じであるので、その記載を省略している。

ＤＣ/ＤＣコンバータシステムＡ’は、直流電源１が出力する直流電圧をＤＣ/ＤＣコンバータ回路７により昇圧あるいは降圧し、負荷Ｂおよび蓄電池Ｅに供給するものである。

本実施形態においても、過電圧が検出された場合、電流制御が停止されて、過電圧抑制制御が行われる。したがって、蓄電池Ｅの異常によりＤＣ/ＤＣコンバータシステムＡ’が蓄電池Ｅから切り離された場合などに、負荷Ｂに過電圧が印加されることを防止することができる。また、過電圧抑制制御により出力電圧Ｖoがゆっくり低下されるので、フィルタ回路のリアクトルに誘導電圧が発生して出力電圧Ｖoを跳ね上げてしまうことを防止することができる。

また、過電圧抑制制御が行われているときに、出力電流Ｉoの絶対値の増加が検出された場合、ＤＣ/ＤＣコンバータシステムＡ’が蓄電池Ｅに接続された状態であると考えられるので、過電圧抑制制御が停止されて、電流制御が行われる。一方、出力電流Ｉoの絶対値の増加が検出されない場合、ＤＣ/ＤＣコンバータシステムＡ’が蓄電池Ｅから切り離された状態であると考えられるので、過電圧抑制制御が継続される。したがって、過電圧が生じた場合に過電圧の原因に応じて、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路７に適切な制御方式で電力変換制御を行わせることができる。

また、過電圧が蓄電池Ｅの電圧の一時的な増加などによるものである場合、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路７を一旦停止させた後、再度起動させる制御をしないので、ＤＣ/ＤＣコンバータ回路７の電力の変換効率の低下を抑制することができる。

また、交流電源が出力する交流電力を直流電力に変換して負荷Ｂおよび蓄電池Ｅに供給するＡＣ／ＤＣコンバータシステムにおいても、本発明の制御回路を適用することができる。

本発明に係る電力変換回路の制御回路、および、この制御回路を備えた電力変換システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る電力変換回路の制御回路、および、この制御回路を備えた電力変換システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ 系統連系インバータシステム
１ 直流電源
２ インバータ回路
３ フィルタ回路
４ 電流センサ
５ 電圧センサ
６ 制御回路
６１ 電圧制御部（電圧制御指令値信号生成手段）
６２ 電流制御部（電流制御指令値信号生成手段）
６３ 制御切替部（第１の指令値信号切替手段、第２の指令値信号切替手段）
６４ ＰＷＭ信号生成部
６５ 過電圧検出部
６６ 電流変化検出部（判定手段）
６７ 制御切替判定部（第１の指令値信号切替手段、第２の指令値信号切替手段、判定手段）
６８ 停電判定部
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ回路
８ 開閉器
Ａ’ ＤＣ／ＤＣコンバータシステム
Ｂ 負荷
Ｃ 電力系統
Ｄ 遮断器
Ｅ 蓄電池

Claims (10)

1. 電流検出手段により検出される電力変換回路の出力電流を所定の目標電流に制御するための指令値信号を生成する電流制御指令値信号生成手段と、
   前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に基づいて前記電力変換回路の電力変換動作を制御するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、
   を備え、前記ＰＷＭ信号生成手段により生成される前記ＰＷＭ信号により前記電力変換回路の電力変換動作を制御する制御回路であって、
   電圧検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電圧を所定の目標電圧に制御するための指令値信号を生成する電圧制御指令値信号生成手段と、
   前記電圧検出手段により検出される出力電圧が所定の条件を満たす場合に過電圧になったことを検出する過電圧検出手段と、
   前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第１の指令値信号切替手段と、
   前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記電流検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電流が増加しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記電力変換回路の出力電流が増加していると判定されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第２の指令値信号切替手段と、
   を備えていることを特徴とする電力変換回路の制御回路。
2. 前記過電圧検出手段は、前記電圧検出手段により検出される出力電圧の瞬時値が前記目標電圧よりも高い所定の閾値以上となった場合に、前記出力電圧が過電圧になったことを検出する、請求項１に記載の制御回路。
3. 前記目標電圧は「０」である、請求項１または２に記載の制御回路。
4. 前記判定手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流から実効値を所定の周期で算出し、算出された実効値の増加が所定の期間継続した場合に、前記出力電流が増加していると判定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御回路。
5. 前記判定手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流から実効値を所定の周期で算出し、算出された実効値が予め設定された回数連続して増加している場合に、前記出力電流が増加していると判定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の制御回路。
6. 前記電力変換回路は、インバータ回路である、請求項１ないし５のいずれかに記載の制御回路。
7. 前記電力変換回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路である、請求項１ないし５のいずれかに記載の制御回路。
8. 前記電力変換回路と、請求項１ないし７のいずれかに記載の制御回路と、を備えている電力供給システム。
9. コンピュータを、
   電流検出手段により検出される電力変換回路の出力電流を所定の目標電流に制御するための指令値信号を生成する電流制御指令値信号生成手段と、
   前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に基づいて前記電力変換回路の電力変換動作を制御するためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、
   を有し、前記ＰＷＭ信号生成手段により生成される前記ＰＷＭ信号により前記電力変換回路の電力変換動作を制御する制御手段として機能させるためのプログラムであって、
   前記コンピュータを、
   電圧検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電圧を所定の目標電圧に制御するための指令値信号を生成する電圧制御指令値信号生成手段と、
   前記電圧検出手段により検出される出力電圧が所定の条件を満たす場合に過電圧になったことを検出する過電圧検出手段と、
   前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第１の指令値信号切替手段と、
   前記過電圧検出手段によって過電圧になったことが検出されると、前記電流検出手段により検出される前記電力変換回路の出力電流が増加しているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記電力変換回路の出力電流が増加していると判定されると、前記ＰＷＭ信号生成手段に入力する指令値信号を前記電圧制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号から前記電流制御指令値信号生成手段により生成される指令値信号に切り替える第２の指令値信号切替手段と、
   して機能させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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