JP5760930B2 - 系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態における太陽光発電システムを示す。太陽光発電システム10は、太陽光発電パネルPVで発電した直流電力を、パワーコンディショナ(パワコン)11にて系統周波数(50Hz又は60Hz)の三相交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統Lsに出力するものである。パワコン11は、電圧型電流制御方式を採用している。
位相算出部22では、三相/二相変換部21からの二相電圧値Vsα,Vsβが振幅演算部41及び位相演算部42にそれぞれ所定サンプリング周期毎に入力される。位相演算部42は、入力された二相電圧値Vsα,Vsβに基づいて電圧位相を算出し、算出した電圧位相を電流位相に変換するといったその時々の電流位相θαβの演算を行い、位相値切替部43の第1入力端子b1に出力する。
系統電圧Vsa,Vsb,Vscが正常電圧レベルで推移している場合では、インバータ12の動作を決定する出力電流値算出部23での出力電流値は、その時々の充電電圧Vdcに基づいて算出される出力電流振幅指令値と、その時々の系統電圧Vsa,Vsb,Vsc(二相電圧値Vsα,Vsβ)に基づいて算出される電流位相θαβとを用いて設定される。こうして設定された出力電流値に基づいて動作するインバータ12により、太陽光発電パネルPVで発電した直流電力が電力系統Lsに合った交流電力に適切に変換されて、該系統Lsに出力される。
(1)出力電流値の設定に用いる電流位相θαβの算出を行っている位相算出部22に位相保持部44が備えられ、該位相保持部44にて系統電圧Vsa,Vsb,Vscの電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報がmサイクル分(本形態では1サイクル分)、更新されつつ保持される。そして、出力電流値算出部23での出力電流値の設定に際し、位相算出部22の位相値切替部43及び電圧低下判定部47等の動作にて、電圧低下異常が生じていない場合には、位相演算部42から出力される都度抽出の位相情報が適用され、電圧低下異常が生じた場合には、先の位相保持部44にて保持された位相情報が適用されるようにしている。つまり、電圧低下異常が生じた場合、位相保持部44にて保持された正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、インバータ12の動作は正常時と同様に安定したものとなる。結果、インバータ12(パワコン11)からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することを低減でき、一層の系統Ls安定化に寄与することができる。
・上記実施形態では、位相算出部22を図2のように構成したが、適宜変更してもよい。例えば、図5に示すような位相算出部22Aの構成としてもよい。
・上記実施形態の出力電流振幅指令値の保持する個数や保持のタイミング等、出力電流振幅指令値の保持態様を適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、太陽光発電システム10のパワコン11に適用したが、その他の分散電源システムのパワコン、例えば風力発電システム、コージェネレーションシステム等のパワコンに適用してもよい。
12 インバータ(電力変換器)
13 制御装置
21 三相/二相変換部(系統電圧情報抽出手段、αβ変換器)
21A,21B 瞬時正相変換器
23 出力電流値算出部(出力電流値設定手段)
24 指令値切替部(出力電流振幅設定手段)
25 直流電圧制御部(出力電流振幅設定手段)
26 指令値保持部(出力電流振幅設定手段)
41 振幅演算部(系統電圧情報抽出手段)
42 位相演算部(系統電圧情報抽出手段)
43 位相値切替部(位相情報切替手段)
44 位相保持部(位相情報保持手段)
46 第1判定器(異常判定手段)
47 電圧低下判定部(異常判定手段、位相情報切替手段)
50 オンディレイタイマ(遅延手段)
51 位相記憶部(位相情報保持手段)
PV 太陽光発電パネル(発電装置)
Ls 電力系統
Vdc 充電電圧(発電電圧)
Vsa,Vsb,Vsc 系統電圧
Ic 出力電流振幅指令値(出力電流振幅、振幅情報)
θαβ 電流位相(位相情報)
Td 所定時間
Claims (6)
- 発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器に対して、前記電力系統でのその時々の電力状況に適切な制御を実施する系統連系用電力変換装置の制御装置であって、
前記発電装置の発電電圧に基づいて前記電力変換器の出力電流振幅を設定する出力電流振幅設定手段と、
前記電力系統の系統電圧の振幅及び位相情報を都度抽出する系統電圧情報抽出手段と、
前記設定した出力電流振幅と前記抽出した位相情報とに基づいて、前記電力変換器の動作を制御すべく該電力変換器の出力電流値を設定する出力電流値設定手段と、
前記系統電圧の振幅情報に基づいて電圧低下異常の判定を行う異常判定手段と、
前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を保持する位相情報保持手段と、
前記出力電流値設定手段での前記出力電流値の設定に際し、前記電圧低下異常が生じていない場合には前記抽出した位相情報を適用し、前記電圧低下異常が生じた場合には前記抽出した位相情報に替えて前記保持した位相情報を適用すべく切り替える位相情報切替手段と
を備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。 - 請求項1に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を少なくとも1サイクル分保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した位相情報が前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。 - 請求項1に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を所定個保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した所定個の位相情報に基づいてその時の位相情報を算出しながら前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記系統電圧情報抽出手段は、前記系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換器又は瞬時正相変換器によるαβ変換又は瞬時正相変換を用いたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報切替手段は、前記電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、前記出力電流値設定手段に出力する前記位相情報をその復帰時から遅延手段にて所定時間遅延させて保持態様側から抽出態様側に切り替えることを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。 - 発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器と、請求項1〜5のいずれか1項に記載の制御装置とを備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置。
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