JP6549049B2 - 電力変換器の制御装置 - Google Patents
電力変換器の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6549049B2 JP6549049B2 JP2016022409A JP2016022409A JP6549049B2 JP 6549049 B2 JP6549049 B2 JP 6549049B2 JP 2016022409 A JP2016022409 A JP 2016022409A JP 2016022409 A JP2016022409 A JP 2016022409A JP 6549049 B2 JP6549049 B2 JP 6549049B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command value
- voltage
- current
- power
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
[構成]
本実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
[電力系統]
本実施形態が適用される電力系統100は、図1に示すように、交流系統AS1、交流系統AS2、直流系統DS1の間で、直流と交流を相互に変換して電力を供給する系統である。交流系統AS1、AS2は、交流電力を供給する系統である。交流系統AS1及び交流系統AS2は、いずれも送電側、受電側となることができる。交流系統AS1、AS2を構成する要素としては、電源、負荷、交流送電線等がある。例えば、交流系統AS1、AS2を、三相又は単相の50Hz若しくは60Hzの電源、負荷及び交流送電線を備える構成とすることができる。直流系統DS1は、交流系統A1、AS2との間で、直流電力を供給する電力系統である。
本実施形態の電力変換装置は、交流系統AS1、AS2と直流系統DS1との連系を行う装置である。電力変換装置は、図1に示すように、変換器1A、変換器1B、制御装置2A、制御装置2Bを有する。
変換器1A、1Bは、交流電力と直流電力とを相互に変換することにより、交流系統AS1、直流系統DS1、交流系統AS2を連係する。
変換器1A、1Bには、それぞれ制御装置2A、2Bが接続されている。制御装置2A、2Bは、変換器1A、1Bの運転を制御する装置である。本実施形態の説明では、変換器1A、1Bを区別しない場合には変換器1とする。また、制御装置2A、2Bを区別しない場合には、制御装置2とする。
コンデンサ電圧制御部21は、図4に示すように、各セルのコンデンサ電圧指令値と全セルのコンデンサ平均電圧との偏差をとり、ゲインにおいてPID制御により、偏差に応じた電流指令値を生成する。コンデンサ電圧指令値は、上位系から入力される。コンデンサ平均電圧は、コンデンサ13cの電圧センサからの測定値に基づいて演算により求める。
交流制御部22は、図5に示すように、有効電流と無効電流に分けて制御する。この有効電流、無効電流は、三相をdq変換した場合のd軸成分、q軸成分に相当するものと考える。つまり、交流制御部22は、交流有効電流指令値と交流有効電流との偏差をとり、ゲインにおいて偏差に応じた電圧指令値を生成する。交流有効電流は、電流センサ18からの測定値から求める。
循環電流制御部23の零(0)相分は、図6に示すように、直流電流指令値と直流電流との偏差をとり、ゲインにおいて偏差に応じた電圧指令値を生成する。さらに、この電圧指令値には、直流電圧指令値が付加される。直流電流指令値は、上位系から入力される指令値である。この直流電流指令値には、後述するように循環電流指令値が付加されている。循環電流指令値は、後述するように、測定値からαβ0変換により得られた0相分に相当する指令値である。直流電圧指令値は、上位系から入力される指令値である。循環電流制御部23の出力は、交流制御部22の出力に付加される。
第1の切替部24は、スイッチ24a、24bを有する。スイッチ24aは、上位系からのブラックスタート指令に基づいて、コンデンサ電圧制御部21からの電流指令値の出力先を、交流制御部22から循環電流制御部23に切り替える。スイッチ24bは、スイッチ24aの切り替えとともに、循環電流制御部23へ入力される直流電流指令値を、コンデンサ電圧制御部21からの電流指令値へ切り替える。
第2の切替部25は、ブラックスタート指令の入力に応じて、コンデンサ電圧制御部21からの出力にフィードフォワードさせる電力を、直流電力から交流電力に切り替えるスイッチである。この直流電力は、電流センサ18からの測定値と、上位系からの直流電圧指令値により求める。この直流電圧指令値は、循環電流制御部23に入力される直流電圧指令値と同じである。交流電力は、電流センサ18からの測定値と、上位系からの交流電圧の指令値により求める。なお、ここでフィードフォワードさせる電力は、電力を電流の次元に換算した値である。
第3の切替部26は、スイッチ26a、26bを有する。スイッチ26aは、ブラックスタート指令の入力に応じて、交流制御部22からの出力を0に切り替える。スイッチ26bは、変換器1への指令値に付加される交流電圧測定値を、所定の交流電圧の指令値に切り替える。つまり、ブラックスタート時は、測定により系統電圧が得られないので、例えば、通常の系統電圧を、固定の交流電圧指令値として用いる。なお、所定の交流電圧を所定の傾きで増加させてもよい。
以上のような本実施形態の作用を説明する。なお、以下の説明では、変換器1Aが送電側の順変換器、変換器1Bが受電側の逆変換器として機能する場合であり、特に、順変換器である変換器1Aを制御する例とする。また、通常時とは、交流系統AS1における電源からの交流電力を変換器1Aが直流電力に変換して直流系統DS1に供給し、この直流電力を変換器1Bが交流電力に変換して交流系統AS2に供給している状態をいう。
通常時は、コンデンサ電圧制御部21は、全セルのコンデンサ平均電圧と、各セルのコンデンサ電圧指令値の偏差から、現状のコンデンサ電圧として必要な電圧を求め、電流指令値に換算して出力する。例えば、コンデンサ平均電圧が、コンデンサ電圧指令値よりも低い場合には電圧を高くし、コンデンサ電圧指令値よりも高い場合には電圧を下げるように、電流指令値を出力する。
ブラックスタート時には、ブラックスタート指令が上位系から入力される。すると、第1の切替部24のスイッチ24aは、コンデンサ電圧制御部21の出力先を、交流制御部22から切り離す。これとともに、スイッチ24bは、直流側の循環電流制御部23に入力される直流電圧指令値を、コンデンサ電圧制御部21の指令値に切り替える。
以上のような本実施形態は、交流系統AS1、AS2と直流系統DS1とを連系する変換器1を制御する制御装置2であって、変換器1におけるコンデンサ13cに必要な電圧を要求する指令値を出力するコンデンサ電圧制御部21と、コンデンサ電圧制御部21からの指令値が付加された電流指令値に基づいて、変換器1の交流側に必要な電圧を要求する指令値を出力する交流制御部22と、直流電流指令値が付加された循環電流指令値に基づいて、変換器1内部の循環電流に必要な電圧を要求する指令値であって、交流制御部22から出力される指令値に付加される指令値を出力する循環電流制御部23とを有する。
リミッタ23aにリミッタ値を設定する設定部23bとを有する。そして、設定部23bは、直流系統DS1の両端に設置された一対の変換器1A、1Bのうち、ブラックスタート指令を受けている側の変換器1Aを、電流制御端とするリミッタ値を設定し、他方の変換器1Bを、電圧制御端とするリミッタ値を設定する。
本実施形態は上記の態様に限定されるものではない。
(1)上記の態様では、ブラックスタート時に第3の切替部26が切り替える所定の交流電圧指令値を、固定の交流電圧指令値とした。但し、この所定の交流電圧指令値にスロープゲインをかけるスロープゲイン部を設けてもよい。スロープゲインは、流れている電流に合わせて電圧指令値を補正する処理である。つまり、所定の交流電圧の指令値を、電流センサ18により測定された交流電流×スロープゲインで演算した電圧で補正する。
2、2A、2B 制御装置
11 レグ
12a、12b 単位アーム
13 チョッパセル
13a スイッチング素子
13b ダイオード
13c コンデンサ
14 バッファリアクトル
15 直流端子
16 変圧器
17 交流端子
18 電流センサ
21 コンデンサ電圧制御部
22 交流制御部
23 循環電流制御部
23a リミッタ
23b 設定部
24 第1の切替部
24a、24b、25a、25b スイッチ
25 第2の切替部
26 第3の切替部
100 電力系統
AS1、AS2 交流系統
DS1 直流系統
Claims (6)
- 交流系統と直流系統とを連系する電力変換器を制御する制御装置であって、
前記電力変換器におけるコンデンサに必要な電圧を要求する指令値を出力するコンデンサ電圧制御部と、
前記コンデンサ電圧制御部からの指令値が付加された電流指令値に基づいて、前記電力変換器の交流側に必要な電圧を要求する指令値を出力する交流制御部と、
直流電流指令値が付加された循環電流指令値に基づいて、前記電力変換器内部の循環電流に必要な電圧を要求する指令値であって、前記交流制御部から出力される指令値に付加される指令値を出力する循環電流制御部と、
交流系統の電源がない状態で運転するブラックスタート指令の入力に応じて、前記循環電流指令値に付加される前記直流電流指令値を、前記コンデンサ電圧制御部からの指令値に切り替える第1の切替部と、
を有することを特徴とする電力変換器の制御装置。 - 前記電力変換器が出力する電力を得るために、前記コンデンサ電圧制御部からの指令値に付加する電力を、ブラックスタート指令の入力に応じて、直流電力から交流電力に切り替える第2の切替部を有することを特徴とする請求項1記載の電力変換器の制御装置。
- 前記交流制御部からの指令値の出力を、所定の交流電圧の指令値に切り替える第3の切替部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電力変換器の制御装置。
- 前記所定の交流電圧を所定の傾きで増加させることを特徴とする請求項3に記載の電力変換器の制御装置。
- 前記所定の交流電圧の指令値を、交流電流にスロープゲインを乗じた電圧で補正することを特徴とする請求項3又は請求項4記載の電力変換器の制御装置。
- 前記循環電流制御部は、
前記循環電流指令値の変動幅を規定するリミッタと、
前記リミッタにリミッタ値を設定する設定部とを有し、
前記設定部は、直流系統の両端に設置された一対の電力変換器のうち、ブラックスタート指令を受けている側の電力変換器を、電流制御端とするリミッタ値を設定し、他方の電力変換器を、電圧制御端とするリミッタ値を設定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電力変換器の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016022409A JP6549049B2 (ja) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | 電力変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016022409A JP6549049B2 (ja) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | 電力変換器の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017143627A JP2017143627A (ja) | 2017-08-17 |
JP6549049B2 true JP6549049B2 (ja) | 2019-07-24 |
Family
ID=59627968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016022409A Active JP6549049B2 (ja) | 2016-02-09 | 2016-02-09 | 電力変換器の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6549049B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6526924B1 (ja) * | 2018-05-09 | 2019-06-05 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3725015B2 (ja) * | 2000-09-22 | 2005-12-07 | 山洋電気株式会社 | 無停電電源装置 |
JP3933537B2 (ja) * | 2002-07-09 | 2007-06-20 | 中部電力株式会社 | 交流電源装置 |
JP5266515B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2013-08-21 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 系統連系電力変換装置 |
EP2983284B1 (en) * | 2013-04-02 | 2020-08-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device |
EP2811641A1 (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Controlling the operation of an converter having a plurality of semiconductor switches for converting high power electric signals from DC to AC or from AC to DC |
WO2015102060A1 (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-09 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
EP3148067B1 (en) * | 2014-05-21 | 2020-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Direct-current power transmission power conversion device and direct-current power transmission power conversion method |
-
2016
- 2016-02-09 JP JP2016022409A patent/JP6549049B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017143627A (ja) | 2017-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6207730B2 (ja) | 直流送電電力変換装置および直流送電電力変換方法 | |
Lago et al. | Evaluation of power converters to implement bipolar DC active distribution networks—DC-DC converters | |
JP5800154B2 (ja) | 電力変換器およびその制御方法 | |
JP6038289B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US10199954B2 (en) | Voltage source converter | |
JP6509352B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP6730946B2 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
JP6180641B2 (ja) | 電力変換装置 | |
DK178625B1 (en) | Effektomformningssystem og fremgangsmåde | |
US10536030B2 (en) | UPS circuit | |
US20120195084A1 (en) | Modified voltage source converter structure | |
JP2016025680A (ja) | 不平衡補償装置 | |
JP5984916B2 (ja) | 電力変換器 | |
WO2014081423A1 (en) | Neutral point clamped multilevel converter | |
JP6178433B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2018078733A (ja) | ハイブリッド型電力変換システム,ハイブリッド型直流送電システム及びハイブリッド型電力変換システムの制御方法 | |
JP2016197940A (ja) | 電力変換システムおよび電力変換システムの制御方法 | |
JP6253548B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2011045210A (ja) | 電力供給装置及び無効電力補償装置 | |
JP6549049B2 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
JP6524000B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP3762240B2 (ja) | 自励式インバータの制御装置 | |
JP2015015778A (ja) | 系統連系用電力変換システム | |
JP2013258841A (ja) | 変圧器多重電力変換装置 | |
JP6516299B2 (ja) | 電力変換装置及びその制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20171204 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20171204 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180709 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190528 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190626 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6549049 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |