JP6969433B2 - Power converter, power supply system, and control method of power converter - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置、電源システム、及び、電力変換装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device, a power supply system, and a control method for the power conversion device.

例えば太陽光発電パネルと商用電力系統との間に設けられる電力変換装置としてのパワーコンディショナ（系統連系インバータ）は、系統連系運転を行う。このようなパワーコンディショナは、系統連系規程により、定格出力電流の１％を超える直流成分を検出すると０．５秒以内に出力を停止する保護機能を設けることが義務付けられている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。このような保護機能により、一般家庭に設置された後の実使用環境でパワーコンディショナが直流成分を検出して保護停止する例が発生している。この原因としては例えば以下のことが考えられる。 For example, a power conditioner (grid interconnection inverter) as a power conversion device provided between a photovoltaic power generation panel and a commercial power system performs grid interconnection operation. Such a power conditioner is obliged to provide a protection function that stops the output within 0.5 seconds when a DC component exceeding 1% of the rated output current is detected by the grid interconnection regulation (for example,). See Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). Due to such a protection function, there have been cases where the power conditioner detects a DC component and stops protection in an actual use environment after being installed in a general household. For example, the following can be considered as the cause of this.

系統連系するパワーコンディショナは、系統電圧に同期して、基本的には力率１の電流を出力しようとする。よって、系統電圧自体に直流成分が含まれていると、パワーコンディショナが出力する電流にも直流成分が発生しやすくなる。例えば、家庭用の電力は、柱上変圧器で６．６ｋＶから単相３線式での２００Ｖ／１００Ｖに変換して供給される。需要家の宅内に直流成分となる電流が流れる負荷として、例としてドライヤー、電気ストーブ等、半波整流回路によって出力の強弱を切り替える負荷があげられる。このとき、柱上変圧器からの交流電路長による電圧降下が正負の極性によって一致せず、パワーコンディショナが系統連系する位置での電圧には直流成分が含まれる。 The power conditioner connected to the grid basically tries to output a current having a power factor of 1 in synchronization with the grid voltage. Therefore, if the system voltage itself contains a DC component, the DC component is likely to be generated in the current output by the power conditioner. For example, household electric power is supplied by converting it from 6.6 kV with a pole transformer to 200 V / 100 V with a single-phase three-wire system. An example of a load in which a current as a DC component flows in a consumer's house is a load such as a dryer or an electric stove that switches the output strength by a half-wave rectifier circuit. At this time, the voltage drop due to the AC electric circuit length from the pole transformer does not match depending on the positive and negative polarities, and the voltage at the position where the power conditioner is connected to the grid contains a DC component.

特開２０１４−４２４１９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-42419

「系統連系規程」、一般社団法人日本電気協会系統連系専門部会"Rules for grid interconnection", Japan Electric Association grid interconnection specialized subcommittee

かかる課題に鑑み、本発明は、系統連系する電力変換装置において、出力電流に直流成分が含まれることによる保護停止を抑制することを目的とする。 In view of this problem, it is an object of the present invention to suppress protection stoppage due to the inclusion of a DC component in the output current in the power conversion device connected to the grid.

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the scope of claims.

本発明の一表現に係る電力変換装置は、商用電力系統と系統連系する電力変換装置であって、直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部の制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を、制御上の系統電圧とする電力変換装置である。 The power conversion device according to one expression of the present invention is a power conversion device that is system-connected to a commercial power system, and is a power conversion unit that performs DC / AC power conversion and a control unit that controls the power conversion unit. The control unit controls a value obtained by adding a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage to a fundamental wave voltage having an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system. It is a power conversion device that uses the above system voltage.

また、本発明の一表現に係る電源システムは、直流電源と、前記直流電源と商用電力系統との間に設けられ、前記商用電力系統と系統連系する電力変換装置と、を含む電源システムであって、前記電力変換装置は、直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする制御部と、を備えている。 Further, the power supply system according to one expression of the present invention is a power supply system including a DC power supply and a power conversion device provided between the DC power supply and the commercial power system and interconnected with the commercial power system. Therefore, the power conversion device has a power conversion unit that performs DC / AC power conversion and an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system when controlling the power conversion unit. It is provided with a control unit that uses a value obtained by adding a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage to the wave voltage as a control system voltage.

また、本発明の一表現に係る電力変換装置の制御方法は、商用電力系統と系統連系し、電力変換部で直流／交流の電力変換を行う電力変換装置の制御方法であって、前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする、電力変換装置の制御方法である。 Further, the control method of the power conversion device according to one expression of the present invention is a control method of a power conversion device that is connected to a commercial power system and performs DC / AC power conversion in the power conversion unit. When controlling the conversion unit, the value obtained by adding the compensation voltage based on the DC component extracted from the system voltage to the fundamental wave voltage having the effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system is controlled. This is a control method for a power converter that uses a system voltage.

本発明によれば、系統連系する電力変換装置において、出力電流に直流成分が含まれることによる保護停止を抑制することができる。 According to the present invention, in the power conversion device connected to the grid, it is possible to suppress the protection stop due to the inclusion of the DC component in the output current.

電力変換装置及びこれを含む電源システムの回路構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the circuit structure of the power conversion device and the power supply system including this. 半波整流抵抗負荷のダイオードを短絡したときの電圧（上）・電流（下）の波形図である。It is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when a diode of a half-wave rectifying resistor load is short-circuited. ダイオードを経由して抵抗負荷を接続したときの電圧（上）・電流（下）の波形図である。It is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when a resistance load is connected via a diode. 実際に検出される系統電圧ｖ_ａをそのまま制御目標値の計算に用いた場合の電圧（上）・電流（下）の波形図である。It is a waveform diagram of a voltage (top) and current (bottom) when used as it is the calculation of the control target value system voltage v _a is actually detected. 制御上の系統電圧としてｖ_ａｙを用いた場合の電圧（上）・電流（下）の波形図である。It is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when _bay is used as a control system voltage. 電源ステムの運転状態を１ｋＷ充電又は１ｋＷ放電とし、半波整流抵抗負荷の消費電力を約５０Ｗから約２５００Ｗの範囲で変化させたときの、並列箇所における系統電圧の直流成分と、電源システムの出力電流（符号の正・負すなわち流出・流入の双方を含む。）の直流成分の関係を示すグラフである。When the operating state of the power system is 1 kW charge or 1 kW discharge and the power consumption of the half-wave rectifier resistance load is changed in the range of about 50 W to about 2500 W, the DC component of the system voltage at the parallel point and the output of the power supply system. It is a graph which shows the relationship of the DC component of the current (the positive and negative of a sign, that is, both the outflow and the inflow). 系統電圧の直流成分と、電源システムの出力電流の総合歪率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the DC component of a system voltage, and the total distortion factor of the output current of a power-source system.

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。 [Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

（１）これは、商用電力系統と系統連系する電力変換装置であって、直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部の制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を、制御上の系統電圧とする電力変換装置である。 (1) This is a power conversion device that is system-connected to a commercial power system, and includes a power conversion unit that performs DC / AC power conversion and a control unit that controls the power conversion unit. The control unit uses a value obtained by adding a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage to a fundamental wave voltage having an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system as a control system voltage. It is a power converter.

このような電力変換装置では、実際の系統電圧に含まれる高調波の影響を排除しつつ、実際の系統電圧に含まれる直流成分を制御上考慮に入れることができる。その結果、出力電流の直流成分を抑制することができる。従って、出力電流に直流成分が含まれることによる電力変換装置の保護停止を抑制することができる。 In such a power conversion device, the DC component included in the actual system voltage can be taken into consideration in terms of control while eliminating the influence of the harmonics contained in the actual system voltage. As a result, the DC component of the output current can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the protection stop of the power conversion device due to the inclusion of the DC component in the output current.

（２）また、（１）の電力変換装置において、前記基本波電圧と、前記補償電圧とは、位相が互いに同期していることが好ましい。
この場合、位相によって変化する直流成分を制御上考慮に入れて、出力電流の直流成分を的確に抑制することができる。 (2) Further, in the power conversion device of (1), it is preferable that the fundamental wave voltage and the compensation voltage are in phase with each other.
In this case, the DC component of the output current can be accurately suppressed by taking the DC component that changes depending on the phase into consideration for control.

（３）また、（１）又は（２）の電力変換装置において、前記制御部は、高調波を含む前記系統電圧と、前記制御上の系統電圧との偏差が最小となるように前記補償電圧に係数を乗じるようにしてもよい。
この場合、高調波の影響を排除しつつも、制御上の系統電圧の値を実際の系統電圧の値に近づけることができる。 (3) Further, in the power conversion device of (1) or (2), the control unit has the compensating voltage so that the deviation between the system voltage including harmonics and the control system voltage is minimized. May be multiplied by a coefficient.
In this case, the control system voltage value can be brought closer to the actual system voltage value while eliminating the influence of harmonics.

（４）また、（１）〜（３）のいずれかの電力変換装置において、前記電力変換部は、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータとを含んで構成され、前記制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータがスイッチング動作を休止する期間と、前記インバータがスイッチングを休止して極性反転のみを行う期間とが交互に現れるよう制御するもの（最小スイッチング変換方式）であってもよい。
この場合、スイッチングの主役が交代することにより波形の歪みが生じやすい最小スイッチング変換方式においても、出力電流の直流成分を抑制することができる。 (4) Further, in any of the power conversion devices (1) to (3), the power conversion unit includes a DC / DC converter and an inverter, and the control unit is the DC / DC unit. It may be controlled so that the period in which the converter suspends the switching operation and the period in which the inverter suspends switching and performs only polarity inversion appear alternately (minimum switching conversion method).
In this case, the DC component of the output current can be suppressed even in the minimum switching conversion method in which waveform distortion is likely to occur due to the change of the leading role of switching.

（５）また、（１）〜（４）のいずれかの電力変換装置において、例えば、前記制御上の系統電圧ｖ_ａｙは、前記実際の系統電圧の実効値を〈ｖ_ａ〉_ｒｍｓ、平均値を〈ｖ_ａ〉_ａｖｅ、位相をθとしたとき、
ｖ_ａｙ＝√２・〈ｖ_ａ〉_ｒｍｓｓｉｎθ＋｛（π〈ｖ_ａ〉_ａｖｅ）／２｝|ｓｉｎθ|
である。
このような設定により、右辺の第１項は基本波電圧となり、第２項は補償電圧となるので、確実に出力電流の直流成分を抑制することができる。なお、上記の位相θには、電力変換装置における系統電圧の検出の遅れ、及び、制御の遅れを補償した値を用いることが望ましい。 (5) In addition, (1) In any of the power converter to (4), for example, system voltage _{v ay} on the control, the effective value of the actual system voltage _{<v a> rms,} average the _{<v a> ave,} when the phase was set to θ,
_{v ay = √2 · <v a} > rms sinθ + {(π <v a> ave) / 2} | sinθ |
Is.
With such a setting, the first term on the right side becomes the fundamental wave voltage and the second term becomes the compensation voltage, so that the DC component of the output current can be reliably suppressed. For the above phase θ, it is desirable to use a value that compensates for the delay in detecting the system voltage in the power converter and the delay in control.

（６）一方、これは、直流電源と、前記直流電源と商用電力系統との間に設けられ、前記商用電力系統と系統連系する電力変換装置と、を含む電源システムであって、前記電力変換装置は、直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする制御部と、を備えている電源システムである。 (6) On the other hand, this is a power supply system including a DC power supply and a power conversion device provided between the DC power supply and the commercial power system and interconnected with the commercial power system. The conversion device has a power conversion unit that performs DC / AC power conversion, and a fundamental wave voltage having an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system when controlling the power conversion unit. It is a power supply system including a control unit that uses a value including a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage as a control system voltage.

このような電源システムにおける電力変換装置では、実際の系統電圧に含まれる高調波の影響を排除しつつ、実際の系統電圧に含まれる直流成分を制御上考慮に入れることができる。その結果、出力電流の直流成分を抑制することができる。従って、出力電流に直流成分が含まれることによる電力変換装置の保護停止を抑制することができる。 In the power conversion device in such a power supply system, the DC component included in the actual system voltage can be taken into consideration in terms of control while eliminating the influence of the harmonics contained in the actual system voltage. As a result, the DC component of the output current can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the protection stop of the power conversion device due to the inclusion of the DC component in the output current.

（７）また、方法の観点からは、商用電力系統と系統連系し、電力変換部で直流／交流の電力変換を行う電力変換装置の制御方法であって、前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする、電力変換装置の制御方法である。 (7) Further, from the viewpoint of the method, it is a control method of a power conversion device that is connected to a commercial power system and performs DC / AC power conversion in the power conversion unit, and controls the power conversion unit. At that time, the power is defined as the control system voltage by adding the compensation voltage based on the DC component extracted from the system voltage to the fundamental wave voltage having the effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system. This is a control method for the converter.

このような電力変換装置の制御方法によれば、実際の系統電圧に含まれる高調波の影響を排除しつつ、実際の系統電圧に含まれる直流成分を制御上考慮に入れることができる。その結果、出力電流の直流成分を抑制することができる。従って、出力電流に直流成分が含まれることによる電力変換装置の保護停止を抑制することができる。 According to such a control method of the power conversion device, the DC component included in the actual system voltage can be taken into consideration in the control while eliminating the influence of the harmonics contained in the actual system voltage. As a result, the DC component of the output current can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the protection stop of the power conversion device due to the inclusion of the DC component in the output current.

［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る電力変換装置及びこれを含む電源システムについて、図面を参照して説明する。 [Details of the embodiment]
Hereinafter, the power conversion device according to the embodiment of the present invention and the power supply system including the power conversion device will be described with reference to the drawings.

《電力変換装置の回路構成例》
図１は、電力変換装置及びこれを含む電源システムの回路構成の一例を示す回路図である。図において、電力変換装置１は、例えば太陽光発電パネルである直流電源２に接続されている。電力変換装置１及び直流電源２により、交流電路３を介して商用電力系統４に系統連系する電源システム１００が構成されている。 << Example of circuit configuration of power converter >>
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration of a power conversion device and a power supply system including the power conversion device. In the figure, the power conversion device 1 is connected to, for example, a DC power source 2 which is a photovoltaic power generation panel. The power conversion device 1 and the DC power supply 2 constitute a power supply system 100 that is system-connected to the commercial power system 4 via the AC electric circuit 3.

電力変換装置１は、主回路構成要素として、直流側コンデンサ５、ＤＣ／ＤＣコンバータ６、中間コンデンサ９、インバータ１０、及び、フィルタ回路１１を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、直流リアクトル７と、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ１と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ２とを備え、直流チョッパ回路を構成している。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-semiconductor Field Effect Transistor）を使用することができる。ＭＯＳＦＥＴのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２はそれぞれ、ダイオード（ボディダイオード）ｄ１，ｄ２を有している。各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、制御部１４により制御される。 The power conversion device 1 includes a DC side capacitor 5, a DC / DC converter 6, an intermediate capacitor 9, an inverter 10, and a filter circuit 11 as main circuit components. The DC / DC converter 6 includes a DC reactor 7, a high-side switching element Q1, and a low-side switching element Q2, and constitutes a DC chopper circuit. As the switching elements Q1 and Q2, for example, MOSFETs (Metal-Oxide-semiconductor Field Effect Transistor) can be used. The switching elements Q1 and Q2 of the MOSFET have diodes (body diodes) d1 and d2, respectively. Each switching element Q1 and Q2 is controlled by the control unit 14.

ＤＣ／ＤＣコンバータ６の高圧側は、ＤＣバス８に接続されている。ＤＣバス８の２線間に接続されている中間コンデンサ９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧に対して平滑作用を発揮する。但し、この中間コンデンサ９は小容量（μＦのレベル）であり、スイッチングの高周波（ｋＨｚのレベル）変動に対しては平滑作用を発揮する一方、商用交流の周波数（５０又は６０Ｈｚ）の２倍程度の周波数に対しては平滑作用を発揮しない。 The high voltage side of the DC / DC converter 6 is connected to the DC bus 8. The intermediate capacitor 9 connected between the two wires of the DC bus 8 exerts a smoothing action with respect to the output voltage of the DC / DC converter 6. However, this intermediate capacitor 9 has a small capacity (μF level), and while exhibiting a smoothing effect against high frequency (kHz level) fluctuations of switching, it is about twice the frequency of commercial AC (50 or 60 Hz). It does not exert a smoothing effect on the frequency of.

ＤＣバス８に接続されたインバータ１０は、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６を備えている。これらスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴである。ＭＯＳＦＥＴの場合は、スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６がそれぞれ、ダイオード（ボディダイオード）ｄ３〜ｄ６を有している。各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６は、制御部１４により制御される。 The inverter 10 connected to the DC bus 8 includes switching elements Q3 to Q6 constituting a full bridge circuit. These switching elements Q3 to Q6 are, for example, MOSFETs. In the case of MOSFET, the switching elements Q3 to Q6 have diodes (body diodes) d3 to d6, respectively. Each switching element Q3 to Q6 is controlled by the control unit 14.

インバータ１０と交流電路３との間には、フィルタ回路１１が設けられている。フィルタ回路１１は、交流リアクトル１２と、交流リアクトル１２より商用電力系統側（図の右側）に設けられた交流側コンデンサ１３とを備えている。フィルタ回路１１は、インバータ１０で発生する高周波ノイズが交流電路３側へ漏れ出ないように、通過を阻止している。 A filter circuit 11 is provided between the inverter 10 and the AC electric circuit 3. The filter circuit 11 includes an AC reactor 12 and an AC side capacitor 13 provided on the commercial power system side (right side in the figure) of the AC reactor 12. The filter circuit 11 blocks the passage of high-frequency noise generated by the inverter 10 so that it does not leak to the AC electric circuit 3 side.

計測用の回路要素は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の低圧側（図の左側）に設けられる、電圧センサ１５及び電流センサ１６を含む。電圧センサ１５は直流電源２と並列接続され、直流電源２の両端電圧を検出する。検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。電流センサ１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６に流れる電流を検出する。検出された電流の情報は、制御部１４に提供される。ここでは、電流センサ１６はＤＣ／ＤＣコンバータ６の一要素にもなっている。中間コンデンサ９には電圧センサ１７が並列接続されている。電圧センサ１７は、中間コンデンサ９の両端電圧すなわち、ＤＣバス８の電圧を検出する。検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。 The circuit element for measurement includes a voltage sensor 15 and a current sensor 16 provided on the low voltage side (left side of the figure) of the DC / DC converter 6. The voltage sensor 15 is connected in parallel with the DC power supply 2 and detects the voltage across the DC power supply 2. Information on the detected voltage is provided to the control unit 14. The current sensor 16 detects the current flowing through the DC / DC converter 6. Information on the detected current is provided to the control unit 14. Here, the current sensor 16 is also an element of the DC / DC converter 6. A voltage sensor 17 is connected in parallel to the intermediate capacitor 9. The voltage sensor 17 detects the voltage across the intermediate capacitor 9, that is, the voltage of the DC bus 8. Information on the detected voltage is provided to the control unit 14.

一方、交流側には、交流リアクトル１２に流れる電流を検出する電流センサ１８が設けられている。電流センサ１８によって検出された電流の情報は、制御部１４に提供される。また、交流側コンデンサ１３と並列に、電圧センサ１９が設けられている。電圧センサ１９によって検出された電圧の情報は、制御部１４に提供される。 On the other hand, on the AC side, a current sensor 18 for detecting the current flowing through the AC reactor 12 is provided. Information on the current detected by the current sensor 18 is provided to the control unit 14. Further, a voltage sensor 19 is provided in parallel with the AC side capacitor 13. The voltage information detected by the voltage sensor 19 is provided to the control unit 14.

制御部１４は、例えばコンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部１４の記憶装置（図示せず。）に格納される。 The control unit 14 includes, for example, a computer, and the computer executes software (computer program) to realize necessary control functions. The software is stored in a storage device (not shown) of the control unit 14.

商用電力系統４は、単相３線式であり、中性線であるＯ線を接地した状態で、Ｕ−Ｏ線間に＋１０１Ｖ，Ｗ−Ｏ線間に−１０１Ｖ，Ｕ−Ｗ線間に２０２Ｖが印加されている。交流電路３は、最寄りの柱上変圧器からの距離による線路抵抗２１，２２，２３を有している。また、需要家において半波整流で使用される負荷（以下、半波整流抵抗負荷という。）２６が、例えばＵ−Ｏ線間に接続されているとする。半波整流抵抗負荷２６は、抵抗２４とダイオード２５との直列体で表すことができる。 The commercial power system 4 is a single-phase three-wire system, and with the O line, which is a neutral line, grounded, + 101V between the U-O lines, -101V between the W-O lines, and between the U-W lines. 202V is applied. The AC electric circuit 3 has line resistances 21, 22, 23 depending on the distance from the nearest pole transformer. Further, it is assumed that a load (hereinafter referred to as a half-wave rectification resistance load) 26 used in half-wave rectification by a consumer is connected, for example, between U-O lines. The half-wave rectified resistor load 26 can be represented by a series of a resistor 24 and a diode 25.

《電力変換装置の動作》
この電力変換装置１は、本出願人が既に提案している（例えば特許第５６１８０２２号、特許第６１８７５８７号、他多数の文献あり。）最小スイッチング変換方式で動作する。当該方式では、前提として、直流電源２からＤＣ／ＤＣコンバータ６に入力する直流電圧が、出力しようとする交流電圧のピーク値より低い。制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６がスイッチング動作を休止する期間と、インバータ１０がスイッチングを休止して極性反転のみを行う期間とが交互に現れるよう制御する。すなわち、交流波形の半サイクルに着目すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６が交流波形を作っている時期と、インバータ１０が交流波形を作っている時期とがある。 << Operation of power converter >>
The power conversion device 1 operates by the minimum switching conversion method already proposed by the present applicant (for example, Japanese Patent No. 5618022, Japanese Patent No. 6187587, and many other documents). In this method, as a premise, the DC voltage input from the DC power supply 2 to the DC / DC converter 6 is lower than the peak value of the AC voltage to be output. The control unit 14 controls so that the period in which the DC / DC converter 6 suspends the switching operation and the period in which the inverter 10 suspends the switching and performs only the polarity inversion appear alternately. That is, focusing on the half cycle of the AC waveform, there is a time when the DC / DC converter 6 is making an AC waveform and a time when the inverter 10 is making an AC waveform.

また、上記の電力変換装置１は、双方向の使用が可能である。すなわち、直流電源２が蓄電池である場合には、放電により直流から交流への変換を行うことができる。また、商用電力系統４の電力により、交流から直流への変換を行って直流電源２を充電することができる。この場合、インバータ１０が、整流及び交流リアクトル１２と協働して必要な電圧まで昇圧を行う期間と、インバータ１０は整流のみを行いＤＣ／ＤＣコンバータ６が充電に適した電圧まで降圧を行う期間とがある。 Further, the power conversion device 1 can be used in both directions. That is, when the DC power supply 2 is a storage battery, it is possible to convert DC to AC by discharging. Further, the electric power of the commercial power system 4 can be used to convert alternating current to direct current to charge the direct current power source 2. In this case, the period in which the inverter 10 cooperates with the rectification and the AC reactor 12 to boost the voltage to the required voltage, and the period in which the inverter 10 only performs rectification and the DC / DC converter 6 lowers the voltage to a voltage suitable for charging. There is.

《系統電圧の考え方》
一方、系統電圧は、電圧センサ１９による実際の検出値（サンプリング値）をそのまま用いるのではなく、検出値から求めた実効値に系統電圧と同期する正弦波を掛けて、歪のない基本波に補正した交流電圧ｖ_ａｘを用いている。すなわち、実際にサンプリングした所定数の系統電圧Ｖａの実効値を〈Ｖ_ａ〉_ｒｍｓ、位相をθとすると、交流電圧Ｖ_ａｘは、
Ｖ_ａｘ＝√２・〈Ｖ_ａ〉_ｒｍｓｓｉｎθ
である。なお、この位相θには、電力変換装置１における系統電圧の検出の遅れ、及び、制御の遅れを補償した値を用いることが望ましい。 << Concept of system voltage >>
On the other hand, for the system voltage, the actual detected value (sampling value) by the voltage sensor 19 is not used as it is, but the effective value obtained from the detected value is multiplied by a sine wave synchronized with the system voltage to obtain a distortion-free fundamental wave. The corrected AC voltage v _ax is used. That, in fact _{<V a>} the effective value of the predetermined number of the system voltage Va sampled _rms, when the phase theta, the AC voltage _{V ax} is
V _ax = √2 ・ <V _a > _rms sin θ
Is. For this phase θ, it is desirable to use a value that compensates for the delay in detecting the system voltage in the power conversion device 1 and the delay in control.

上記のＶ_ａｘを用いるのは、高調波の歪を含む実際の系統電圧（検出値）ｖ_ａをそのまま用いると、ＤＣ／ＤＣコンバータ６及びインバータ１０の各電流目標値に歪が含まれ、結果として得られる出力電流の歪が大きくなるためである。直流成分を含まない系統電圧であれば、ｖ_ａの代わりにｖ_ａｘを用いることによって、出力電流の歪を低減でき、出力電流の直流成分も発生しない。しかしながら、系統電圧に直流成分が含まれる場合には、ｖ_ａｘの算出過程で直流成分が取り除かれるため、制御目標値に、実際の系統電圧には含まれる直流成分が反映されない。この結果、本来あるべき制御目標値との乖離が生じ、出力電流に直流成分が発生するという知見に至った。 _{The reason} for using the above V ax is that if the actual system voltage (detection value) v _a including harmonic distortion is used as it is, distortion is included in each current target value of the DC / DC converter 6 and the inverter 10, resulting in distortion. This is because the distortion of the output current obtained as a result becomes large. If the system voltage does not include a DC component, v by using v _ax in place of _a, can be reduced distortion of the output current, the direct current component of the output current does not occur. However, when the system voltage contains a _{DC component, the DC component is removed in the vax} calculation process, so that the control target value does not reflect the DC component contained in the actual system voltage. As a result, it was found that a deviation from the original control target value occurs and a DC component is generated in the output current.

《波形の例示》
図１において、柱上変圧器（商用電力系統４）から電力変換装置１までの交流電路には線路抵抗２１，２２，２３がある。これらの抵抗値をそれぞれ片道で１Ωとする。また、条件として、半波整流抵抗負荷２６に含まれる抵抗２４は７Ωの抵抗として、Ｕ−Ｏ線間１００Ｖに接続した。半波整流抵抗負荷２６のダイオード２５を短絡したときには電流１４．３Ａ、電力消費約１４３０Ｗ、ダイオード２５を経由したときには、それぞれ、値が半分となる。電源システム１００の運転は５Ａ、１ｋＷで充電している場合を考えた。 << Example of waveform >>
In FIG. 1, there are line resistors 21, 22, 23 in the AC electric circuit from the pole transformer (commercial power system 4) to the power conversion device 1. Each of these resistance values is 1Ω one way. Further, as a condition, the resistor 24 included in the half-wave rectifying resistor load 26 was connected to 100V between U-O lines as a 7Ω resistor. When the diode 25 of the half-wave rectifying resistor load 26 is short-circuited, the current is 14.3 A, the power consumption is about 1430 W, and when the diode 25 is passed through, the values are halved. The operation of the power supply system 100 is considered to be charged at 5A and 1kW.

図２及び図３は、制御上の系統電圧としてＶ_ａｘを使用した場合の電圧・電流の波形図である。
図２は、ダイオード２５を短絡したときの電圧（上）・電流（下）の波形図である。電圧波形は振幅の大きい方が柱上変圧器直下の系統電圧であり、振幅の小さい方が電力変換装置１との並列箇所すなわち電力変換装置１に接続した箇所での系統電圧である（以下同様。）。柱上変圧器直下の系統電圧の実効値２０２Ｖ、直流成分０Ｖに対して、並列箇所では実効値１８１Ｖ、直流成分は−２．３ｍＶである。線路抵抗が大きいため電圧降下は大きいが、直流電流は流れないため直流成分は殆ど発生していない。このときの電源システム１００の電流は実効値５．０Ａ、直流成分は−１．２ｍＡで、直流成分の上限値の±５０ｍＡと比べて十分に小さい。 2 and 3 are waveform diagrams of voltage and current when _Vax is used as the control system voltage.
FIG. 2 is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when the diode 25 is short-circuited. In the voltage waveform, the one with a large amplitude is the system voltage directly under the pole transformer, and the one with a small amplitude is the system voltage at the point parallel to the power conversion device 1, that is, the point connected to the power conversion device 1 (the same applies hereinafter). .). The effective value of the system voltage directly under the pole transformer is 202V and the DC component is 0V, whereas the effective value is 181V and the DC component is -2.3 mV in the parallel position. Since the line resistance is large, the voltage drop is large, but since no direct current flows, almost no direct current component is generated. At this time, the current of the power supply system 100 has an effective value of 5.0 A and the DC component is −1.2 mA, which is sufficiently smaller than the upper limit of the DC component of ± 50 mA.

図３は、ダイオード２５を経由して抵抗負荷を接続したときの電圧（上）・電流（下）の波形図である。この場合、柱上変圧器直下の系統電圧の実効値２０２Ｖ、直流成分０Ｖに対して、並列箇所では実効値は１８７Ｖであり、直流成分−４．７Ｖが発生した。電源システム１００の電流の直流成分は５４ｍＡとなり、上限値の５０ｍＡを超過した。 FIG. 3 is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when a resistance load is connected via the diode 25. In this case, the effective value of the system voltage directly under the pole transformer was 202V and the DC component was 0V, whereas the effective value was 187V at the parallel location, and the DC component-4.7V was generated. The DC component of the current of the power supply system 100 was 54 mA, which exceeded the upper limit of 50 mA.

電流に直流成分が含まれることになるのは、制御目標値を計算するために用いる制御上の系統電圧に、基本波電圧のみを含むｖ_ａｘを用いていることが原因である可能性がある。そこで、そのことを確認するために、実際に検出される系統電圧ｖ_ａをそのまま制御目標値の計算に用いた場合のシミュレーションを行った。図４は、この結果としての電圧（上）・電流（下）の波形図である。 _{The reason why the DC component is included in the current may be that the vax} containing only the fundamental wave voltage is used as the control system voltage used to calculate the control target value. .. Therefore, we carried out to confirm that the, the simulation in the case of using the actual calculation of the detected directly control target value system voltage v _a is. FIG. 4 is a waveform diagram of the voltage (top) and current (bottom) as a result of this.

図４では、柱上変圧器直下の系統電圧の実効値２０２Ｖ、直流成分０Ｖに対して、並列箇所では実効値は１８７Ｖであり、直流成分−４．８Ｖが発生した。電源システム１００の電流の直流成分は実効値５．０Ａで、直流成分は−０．５ｍＡであった。電流には高調波が重畳されており、一見して歪が大きいことがわかるが、直流成分は僅か−０．５ｍＡであり、上限値と比べて十分に小さくなった。
以上に示したシミュレーションの結果から、ｖ_ａｘを用いていることにより、電流に直流成分が発生していることが確認できた。 In FIG. 4, the effective value of the system voltage directly under the pole transformer is 202V and the DC component is 0V, whereas the effective value is 187V at the parallel location, and the DC component is 4.8V. The DC component of the current of the power supply system 100 was an effective value of 5.0 A, and the DC component was −0.5 mA. Harmonics are superimposed on the current, and it can be seen that the distortion is large at first glance, but the DC component is only -0.5 mA, which is sufficiently smaller than the upper limit.
From the results of the simulation shown above, it was confirmed that a DC component was generated in the current by using _vax.

《新しい系統電圧の考え方》
半波整流抵抗負荷２６を含む抵抗負荷による電圧降下をｖ_ｄ（導通期間の実効値）とすると電源システム１００の接続箇所の電圧は以下の式（１）で表すことができる。なお、以下において、数式として示す記号の書体は、数式以外の文書中の書体と異なるが、同じ文字は同じ物理量を示している。

・・・（１）
ここで、ｖ_ａ０は、半波整流抵抗負荷２６による電圧降下を除外した系統電圧、ｖ_ａは半波整流抵抗負荷２６による電圧降下を含む系統電圧、ｖ_ｄは半波整流抵抗負荷２６による電圧降下（導通期間の実効値）である。 << Concept of new system voltage >>
Assuming that the voltage drop due to the resistance load including the half-wave rectified resistance load 26 is v _d (effective value of the conduction period), the voltage at the connection point of the power supply system 100 can be expressed by the following equation (1). In the following, the typefaces of the symbols shown as mathematical formulas are different from the typefaces in documents other than mathematical formulas, but the same characters indicate the same physical quantities.

... (1)
Here, v _a0 is excluded system voltage a voltage drop due to half-wave rectification resistive load 26, v _a is the system voltage including a voltage drop due to half-wave rectification resistive load 26, v _d is the voltage due to half-wave rectification resistive load 26 It is a drop (effective value of the conduction period).

式（１）を交流１周期で積分して平均化すると以下の式（２）が得られる。

・・・（２） The following equation (2) is obtained by integrating the equation (1) in one AC cycle and averaging it.

... (2)

そこで、前述の式（１）は、系統電圧の実際の検出値から計算で求めた〈Ｖ_ａ〉_ｒｍｓ、〈Ｖ_ａ〉_ａｖｅを用いる以下の式（３）に置き換えることができる。

・・・（３） Therefore, the above-mentioned formula (1) can be replaced with calculated from the actual detection value of the system voltage _{<V a> rms,} the following expression using the _{<V a> ave (3)} .

... (3)

また、ｖ_ａの実効値?ｖ_ａ?_ｒｍｓは、０＜θ＜π、π＜θ＜２πの平均なので、以下の式（４）が得られる。

・・・（４） Further, _v effective value of _{a? V a? Rms} is, 0 <θ <π, π <θ < because average 2 [pi, of the formula (4) below is obtained.

... (4)

式（３）及び式（４）より、以下の式（５）及び式（６）が得られる。
なお、?ｖ_ａ?_ｒｍｓは、半波整流抵抗負荷２６による電圧降下を含む系統電圧検出値の実効値であり、?ｖ_ａ?_ａｖｅは、半波整流抵抗負荷２６による電圧降下を含む系統電圧検出値の平均値（直流成分）である。

・・・（５）

・・・（６） From the formulas (3) and (4), the following formulas (5) and (6) can be obtained.
Note that? V _a ? _Rms is an effective value of the system voltage detection value including the voltage drop due to the half-wave rectifying resistance load 26, and? V _a ? _Ave is the system voltage including the voltage drop due to the half-wave rectifying resistance load 26. It is the average value (DC component) of the detected values.

... (5)

... (6)

式（５）又は式（６）を使用することにより、高調波を含む実際の系統電圧ｖ_ａから、高調波成分を取り除きつつ、直流成分を含むｖ_ａｙを得ることができる。
式（６）の右辺第２項において、係数としてπ／２が乗じられていることで、実際の系統電圧ｖ_ａと、制御上の系統電圧ｖ_ａｙとの偏差が最小になる。 By using equation (5) or Formula (6), from the actual system voltage v _a containing harmonics, while removing a harmonic component, it is possible to obtain the v _ay comprising a DC component.
By multiplying by π / 2 as a coefficient in the second term on the right side of the equation (6), the deviation between the _{actual system voltage v a} and the control system voltage v _{ay is minimized.}

図５は、制御上の系統電圧として上記ｖ_ａｙを用いた場合の電圧（上）・電流（下）の波形図である。柱上変圧器直下の系統電圧の実効値２０２Ｖ、直流成分０Ｖに対して、並列箇所では実効値は１８７Ｖであり、直流成分−４．８Ｖが発生した。電源システム１００の電流の直流成分は実効値５．０Ａで、直流成分は５．３ｍＡであった。 FIG. 5 is a waveform diagram of voltage (top) and current (bottom) when the _{above-mentioned valley} is used as the control system voltage. The effective value of the system voltage directly under the pole transformer was 202V and the DC component was 0V, whereas the effective value was 187V at the parallel location, and the DC component was 4.8V. The DC component of the current of the power supply system 100 was an effective value of 5.0 A, and the DC component was 5.3 mA.

ｖ_ａｙを用いた場合は、元のｖ_ａｘを用いた場合と、直流成分を含め電圧は一致している。一方、電流に関しては、ｖ_ａｘを用いたときには５４ｍＡあった直流成分が、ｖ_ａｙを用いたときには約１０分の１の５．３ｍＡと激減している。図４に示した、ｖ_ａｘをそのまま制御目標値の計算に用いた場合と比べると直流成分は大きいが、系統連系規程に定められた上限値５０ｍＡに対して十分に小さくなった。ｖ_ａを用いたときに見られた出力電流への高調波の重畳は発生しておらず、従って、ｖ_ａｙを用いることで、直流成分と高調波の低減とを同時に実現できることがわかる。 When v _ay is used, the voltage including the DC component is the same as that when the original v _{ax is used.} On the other hand, with respect to _{current, v} dc component was 54mA when using _{ax has} plummeted and 1 5.3mA to about 10 minutes when using the _{v ay. Compared with the case where the vax} shown in FIG. 4 is used as it is for the calculation of the control target value, the DC component is large, but it is sufficiently smaller than the upper limit value of 50 mA stipulated in the grid interconnection regulation. v harmonics superimposed to seen the output current when using the _a is not generated, therefore, v _ay by using, it can be seen that realized a DC component harmonic reduction and at the same time.

図６は、電源システム１００の運転状態を１ｋＷ充電又は１ｋＷ放電とし、半波整流抵抗負荷２６の消費電力を約５０Ｗから約２５００Ｗの範囲で変化させたときの、並列箇所における系統電圧の直流成分と、電源システム１００の出力電流（符号の正・負すなわち流出・流入の双方を含む。）の直流成分の関係を示すグラフである。柱上変圧器から電源システム１００の並列箇所までの線路抵抗は前述のように片道１Ωである。 FIG. 6 shows the DC component of the system voltage at the parallel location when the operating state of the power supply system 100 is 1 kW charge or 1 kW discharge and the power consumption of the half-wave rectifying resistance load 26 is changed in the range of about 50 W to about 2500 W. It is a graph which shows the relationship between the DC component of the output current of a power supply system 100 (including both positive and negative of a sign, that is, both outflow and inflow). The line resistance from the pole transformer to the parallel location of the power supply system 100 is 1Ω one way as described above.

図６において、系統電圧の直流成分は、半波整流抵抗負荷２６の消費電力が大きくなるに従って大きくなり、２５００Ｗでは５％を超える。制御目標値の計算にｖ_ａｘを用いたときには、出力電流の直流成分は１ｋＷ充電時に半波整流抵抗負荷２６の消費電力が７００Ｗで１％に達し、１ｋＷ放電時には１００Ｗを少し超えたところで１％に達した。一方、制御目標値の計算に、直流成分が反映されたｖ_ａｙを用いたときには、１ｋＷ充電、１ｋＷ放電のいずれの場合にも、半波整流抵抗負荷２６の消費電力が２５００Ｗまで、出力電流の直流成分は±０．３％以内を維持した。 In FIG. 6, the DC component of the system voltage increases as the power consumption of the half-wave rectifying resistor load 26 increases, and exceeds 5% at 2500 W. _{When vax} is used to calculate the control target value, the DC component of the output current reaches 1% when the power consumption of the half-wave rectifying resistor load 26 reaches 1% at 700W when charging at 1kW, and 1% when it slightly exceeds 100W when discharging at 1kW. Reached. _{On the other hand, when the bay} reflecting the DC component is used for the calculation of the control target value, the power consumption of the half-wave rectifying resistance load 26 is up to 2500 W in both cases of 1 kW charging and 1 kW discharging, and the output current is increased. The DC component was maintained within ± 0.3%.

図７は、系統電圧の直流成分と、電源システム１００の出力電流の総合歪率との関係を示すグラフである。ここで示す総合歪率は４０次以上も含んでおり、系統連系規程の基準となる４０次以下の総合歪率より厳しい条件である。制御目標値の計算にｖ_ａｘを用いたときは、直流成分と同じく、系統電圧の直流成分が増えるに従って、総合歪率が大きくなる。しかしながら、ｖ_ａｙを用いたときには系統電圧の直流成分が増えても総合歪率は僅かに変化する程度で、４．８％以下を維持した。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the DC component of the system voltage and the total distortion factor of the output current of the power supply system 100. The total distortion factor shown here includes the 40th order or higher, which is a stricter condition than the total distortion factor of the 40th order or lower, which is the standard of the grid interconnection regulation. _{When vax} is used to calculate the control target value, the total distortion factor increases as the DC component of the system voltage increases, as in the case of the DC component. However, _{when the bay} was used, the total distortion was maintained at 4.8% or less, even if the DC component of the system voltage increased, to the extent that the total distortion factor changed slightly.

図６及び図７より、制御目標値の計算に制御上の系統電圧としてｖ_ａｙを用いることによって、電流の直流成分の抑制と、歪みの抑制とを実現できることがわかる。 From FIGS. 6 and 7, it can be seen that the suppression of the DC component of the current and the suppression of distortion can be realized by using the _bay as the control system voltage in the calculation of the control target value.

《まとめ》
以上詳述したように、電力変換装置１において、商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を、制御上の系統電圧とすることによって、実際の系統電圧に含まれる高調波の影響を排除しつつ、実際の系統電圧に含まれる直流成分を制御上考慮に入れることができる。その結果、出力電流の直流成分を抑制することができる。従って、出力電流に直流成分が含まれることによる電力変換装置の保護停止を抑制することができる。 "summary"
As described in detail above, in the power conversion device 1, the value obtained by adding the compensation voltage based on the DC component extracted from the system voltage to the fundamental wave voltage having the effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system. By using the control system voltage, the DC component included in the actual system voltage can be taken into consideration in the control while eliminating the influence of the harmonics contained in the actual system voltage. As a result, the DC component of the output current can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the protection stop of the power conversion device due to the inclusion of the DC component in the output current.

なお、基本波電圧と、補償電圧とは、位相が互いに同期していることが好ましい。この場合、位相によって変化する直流成分を制御上考慮に入れて、出力電流の直流成分を的確に抑制することができる。
また、制御部は、補償電圧に係数を乗じて、高調波を含む系統電圧と、制御上の系統電圧との偏差が最小となるように制御することができる。すなわち、高調波の影響を排除しつつも、適切な係数を与えて制御上の系統電圧の値を実際の系統電圧の値に近づけることにより偏差を最小にすることができる。 It is preferable that the fundamental wave voltage and the compensation voltage are in phase with each other. In this case, the DC component of the output current can be accurately suppressed by taking the DC component that changes depending on the phase into consideration for control.
Further, the control unit can multiply the compensation voltage by a coefficient and control so that the deviation between the system voltage including harmonics and the control system voltage is minimized. That is, the deviation can be minimized by giving an appropriate coefficient and bringing the control system voltage value closer to the actual system voltage value while eliminating the influence of harmonics.

また、最小スイッチング変換方式の制御を行う電力変換装置にｖ_ａｙを適用することで、スイッチングの主役が交代することにより波形の歪みが生じやすい最小スイッチング変換方式においても、出力電流の直流成分を抑制することができる。
但し、最小スイッチング方式ではない伝統的な電力変換装置にもｖ_ａｙを適用することで、出力電流の直流成分を抑制することができる。伝統的な電力変換装置とは、ＤＣ／ＤＣコンバータで交流電圧のピーク値以上の電圧をＤＣバスに出力し、これをインバータが交流波形に変換する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータは共に、常時、スイッチングを行っている。 _{In addition, by applying a bay} to the power conversion device that controls the minimum switching conversion method, the DC component of the output current is suppressed even in the minimum switching conversion method, which tends to cause waveform distortion due to the change of the leading role of switching. can do.
_{However, by applying the bay} to a traditional power conversion device that is not the minimum switching method, the DC component of the output current can be suppressed. In a traditional power conversion device, a DC / DC converter outputs a voltage equal to or higher than the peak value of an AC voltage to a DC bus, and an inverter converts this into an AC waveform. In this case, both the DC / DC converter and the inverter are constantly switching.

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 《Supplementary note》
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１ 電力変換装置
２ 直流電源
３ 交流電路
４ 商用電力系統
５ 直流側コンデンサ
６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７ 直流リアクトル
８ ＤＣバス
９ 中間コンデンサ
１０ インバータ
１１ フィルタ回路
１２ 交流リアクトル
１３ 交流側コンデンサ
１４ 制御部
１５ 電圧センサ
１６ 電流センサ
１７ 電圧センサ
１８ 電流センサ
１９ 電圧センサ
２１，２２，２３ 線路抵抗
２４ 抵抗
２５ ダイオード
２６ 半波整流抵抗負荷
１００ 電源システム
ｄ１〜ｄ６ ダイオード
Ｑ１〜Ｑ６ スイッチング素子 1 Power converter 2 DC power supply 3 AC electric circuit 4 Commercial power system 5 DC side capacitor 6 DC / DC converter 7 DC reactor 8 DC bus 9 Intermediate capacitor 10 Inverter 11 Filter circuit 12 AC reactor 13 AC side capacitor 14 Control unit 15 Voltage sensor 16 Current sensor 17 Voltage sensor 18 Current sensor 19 Voltage sensor 21, 22, 23 Line resistance 24 Resistance 25 Diode 26 Half-wave rectifying resistance Load 100 Power supply system d1 to d6 Diode Q1 to Q6 Switching element

Claims (7)

商用電力系統と系統連系する電力変換装置であって、
直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部の制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を、制御上の系統電圧とする電力変換装置。 It is a power conversion device that is interconnected with the commercial power system.
A power conversion unit that performs DC / AC power conversion,
A control unit that controls the power conversion unit is provided.
The control unit uses a value obtained by adding a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage to a fundamental voltage having an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system as a control system voltage. Power converter. 前記基本波電圧と、前記補償電圧とは、位相が互いに同期している請求項１に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein the fundamental wave voltage and the compensation voltage are in phase with each other. 前記制御部は、高調波を含む前記系統電圧と、前記制御上の系統電圧との偏差が最小となるように前記補償電圧に係数を乗じる請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the control unit multiplies the compensation voltage by a coefficient so that the deviation between the system voltage including harmonics and the control system voltage is minimized. 前記電力変換部は、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータとを含んで構成され、
前記制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータがスイッチング動作を休止する期間と、前記インバータがスイッチングを休止して極性反転のみを行う期間とが交互に現れるよう制御する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。 The power conversion unit includes a DC / DC converter and an inverter.
The control unit controls the period in which the DC / DC converter suspends the switching operation and the period in which the inverter suspends the switching and performs only polarity inversion alternately. The power conversion device according to any one item. 前記制御上の系統電圧ｖ_ａｙは、前記実際の系統電圧の実効値を〈ｖ_ａ〉_ｒｍｓ、平均値を〈ｖ_ａ〉_ａｖｅ、位相をθとしたとき、
ｖ_ａｙ＝√２・〈ｖ_ａ〉_ｒｍｓｓｉｎθ＋｛（π〈ｖ_ａ〉_ａｖｅ）／２｝|ｓｉｎθ|
である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。 System voltage _{v ay} on the control, the actual system voltage _{<v a> rms} the effective value of the average value _{<v a> ave,} when the phase was theta,
_{v ay = √2 · <v a} > rms sinθ + {(π <v a> ave) / 2} | sinθ |
The power conversion device according to any one of claims 1 to 4. 直流電源と、
前記直流電源と商用電力系統との間に設けられ、前記商用電力系統と系統連系する電力変換装置と、を含む電源システムであって、
前記電力変換装置は、
直流／交流の電力変換を行う電力変換部と、
前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする制御部と、
を備えている電源システム。 DC power supply and
A power supply system including a power conversion device provided between the DC power supply and the commercial power system and interconnected with the commercial power system.
The power converter is
A power conversion unit that performs DC / AC power conversion,
When controlling the power conversion unit, the value obtained by adding the compensation voltage based on the DC component extracted from the system voltage to the fundamental wave voltage having the effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system is controlled. The control unit for the upper system voltage and
Power system with. 商用電力系統と系統連系し、電力変換部で直流／交流の電力変換を行う電力変換装置の制御方法であって、
前記電力変換部の制御を行う際に、前記商用電力系統の実際の系統電圧から抽出した実効値を有する基本波電圧に、前記系統電圧から抽出した直流成分に基づく補償電圧を加味した値を制御上の系統電圧とする、電力変換装置の制御方法。 It is a control method of a power conversion device that connects to a commercial power system and performs DC / AC power conversion in the power conversion unit.
When controlling the power conversion unit, a value obtained by adding a compensation voltage based on a DC component extracted from the system voltage to a fundamental wave voltage having an effective value extracted from the actual system voltage of the commercial power system is controlled. A control method for a power converter that uses the above system voltage.

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