JP7167786B2 - power generation system - Google Patents

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

本発明は、発電システムに関する。 The present invention relates to power generation systems.

例えば、再生可能エネルギーにより交流電力を発電する発電機と、その発電機で発電した交流電力を直流電力に変換して電源装置や電力系統に供給するインバータと、を備えた発電システムが知られている（例えば、特許文献１）。 For example, a power generation system is known that includes a generator that generates AC power using renewable energy, and an inverter that converts the AC power generated by the generator into DC power and supplies it to a power supply device or a power system. (For example, Patent Document 1).

特開２０１７－１６３６５９号公報JP 2017-163659 A

ところで、再生可能エネルギーは天候などの自然状況に左右される不安定なエネルギーである。そのため、再生可能エネルギーが変動した場合には、発電機での損失やインバータでの損失が変動することになり、その結果発電システム全体で発生する損失が変動する。したがって、発電システム全体で発生する損失が増加して、発電効率が低下する場合がある。 By the way, renewable energy is unstable energy that is influenced by natural conditions such as weather. Therefore, when the renewable energy fluctuates, the loss in the generator and the loss in the inverter fluctuate, and as a result, the loss generated in the power generation system as a whole fluctuates. Therefore, the loss generated in the power generation system as a whole may increase and the power generation efficiency may decrease.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、発電システムで発生する損失を低減することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce loss generated in a power generation system.

（１）本発明の一態様は、発電機と、前記発電機で発電された発電電力を直流に変換する電力変換装置と、を備えた発電システムであって、前記電力変換装置を構成するスイッチング素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子がオン状態の期間であるオン固定通電期間を変化させながら、前記発電機で発生する損失と前記電力変換装置で発生する損失とを含む合計損失が最小となるように前記オン固定通電期間を制御する最小損失点追従制御を実行する制御部を備えることを特徴とする発電システムである。 (1) One aspect of the present invention is a power generation system including a generator and a power converter that converts the power generated by the generator into direct current, wherein the power converter includes switching A control unit for controlling the ON state and the OFF state of the element, wherein the control unit controls the loss generated in the generator and the power conversion while changing the ON fixed energization period, which is the period during which the switching element is in the ON state. The power generation system is characterized by comprising a control unit that performs minimum loss point follow-up control for controlling the fixed ON energization period so that a total loss including loss generated in the device is minimized.

（２）上記（１）の発電システムであって、前記制御部は、前記最小損失点追従制御において、前記電力変換装置により変換された発電電力が最大となるように前記オン固定通電期間を制御してもよい。 (2) In the power generation system of (1) above, in the minimum loss point follow-up control, the control unit controls the fixed ON energization period so that the generated power converted by the power converter is maximized. You may

（３）上記（１）の発電システムであって、前記電力変換装置で変換された発電電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給する系統連系インバータを更に備え、前記制御部は、前記最小損失点追従制御において、前記系統連系インバータから前記商用電力系統に供給される前記交流電力が最大となるように前記オン固定通電期間を制御してもよい。 (3) The power generation system according to (1) above, further comprising a grid-connected inverter that converts the generated power converted by the power conversion device into AC power and supplies the AC power to a commercial power system, wherein the control unit In the minimum loss point follow-up control, the on-fixed energization period may be controlled such that the AC power supplied from the grid-connected inverter to the commercial power system is maximized.

（４）上記（１）から上記（３）のいずれかの発電システムであって、前記制御部は、前記スイッチング素子に対して、前記最小損失点追従制御と、所定の周期で前記スイッチング素子をオンオフするＰＷＭ制御とを実行し、前記最小損失点追従制御において前記所定の周期よりも長い前記オン固定通電期間を設けてもよい。 (4) In the power generation system according to any one of (1) to (3) above, the control unit performs the minimum loss point follow-up control on the switching element and switches the switching element on a predetermined cycle. On-off PWM control may be executed, and the fixed ON energization period longer than the predetermined cycle may be provided in the minimum loss point follow-up control.

（５）上記（１）から上記（４）のいずれかの発電システムであって、前記スイッチング素子の温度を測定する第１の温度センサを更に備え、前記制御部は、前記第１の温度センサにより測定された温度が第１の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を増大させてもよい。 (5) The power generation system according to any one of (1) to (4) above, further comprising a first temperature sensor that measures the temperature of the switching element, wherein the control unit measures the temperature of the first temperature sensor When the temperature measured by becomes equal to or higher than the first threshold value, the on-fixed energization period may be forcibly increased.

（６）上記（１）から上記（４）のいずれかの発電システムであって、前記発電機の温度を測定する第２の温度センサを更に備え、前記制御部は、前記第２の温度センサにより測定された温度が第２の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を低減させてもよい。 (6) The power generation system according to any one of (1) to (4) above, further comprising a second temperature sensor that measures the temperature of the generator, wherein the control unit measures the temperature of the second temperature sensor When the temperature measured by becomes equal to or higher than the second threshold value, the fixed ON energization period may be forcibly reduced.

以上説明したように、本発明によれば、発電システムで発生する損失を低減することができる。 As explained above, according to the present invention, it is possible to reduce the loss generated in the power generation system.

第１の実施形態に係る発電システムＡの概略構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of schematic structure of the electric power generation system A which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るスイッチング制御を示す図である。It is a figure which shows the switching control which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る発電機損失ＰＧ、インバータ損失ＰＩＶ、及び合計損失ＰＳのスイッチング周波数ｆｓに対する傾向の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the tendency with respect to switching frequency fs of generator loss PG which concerns on 1st Embodiment, inverter loss PIV , and total loss PS . 第１の実施形態に係る応答角周波数ωθを説明する図である。It is a figure explaining response angular frequency (omega)( theta ) based on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。FIG. 4 is a flow chart of minimum loss point follow-up control according to the first embodiment; 第１の実施形態に係る最小損失点追従制御の変形例を示すフロー図である。FIG. 9 is a flowchart showing a modification of the minimum loss point follow-up control according to the first embodiment; 第１の実施形態に係る発電システムＡの概略構成の一例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of schematic structure of the electric power generation system A which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る発電システムＢの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the electric power generation system B which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。FIG. 10 is a flowchart of minimum loss point follow-up control according to the second embodiment; 第２の実施形態に係る最小損失点追従制御の変形例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing a modification of the minimum loss point follow-up control according to the second embodiment; 第３の実施形態に係る発電システムＣの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the electric power generation system C which concerns on 3rd Embodiment. 第３の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。FIG. 11 is a flow chart of minimum loss point follow-up control according to the third embodiment; 第３の実施形態に係る最小損失点追従制御の変形例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flowchart showing a modification of minimum loss point follow-up control according to the third embodiment; 第１の実施形態～第３の実施形態の制御部の変形例７を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a modification 7 of the control units of the first to third embodiments;

以下、本実施形態に係る発電システムを、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the power generation system according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発電システムＡの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、発電システムＡは、電源装置１、発電機２、及び発電電力変換器３を備える。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a power generation system A according to the first embodiment. As shown in FIG. 1 , the power generation system A includes a power supply device 1 , a generator 2 and a power generation converter 3 .

電源装置１は、直流電源であって、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、電源装置１は、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。さらに、電源装置１は、交流電源からの出力を直流に整流する装置であってもよい。 The power supply device 1 is a DC power supply, and can use a secondary battery such as a nickel-hydrogen battery or a lithium-ion battery, for example. Also, the power supply device 1 can use an electric double layer capacitor (capacitor) instead of the secondary battery. Furthermore, the power supply device 1 may be a device that rectifies an output from an AC power supply into a DC power supply.

発電機２は、再生可能エネルギーや蒸気タービン等により駆動されることで電力（以下、「発電電力」という。）を発電する発電機である。本実施形態では発電機２は、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の交流発電機である。具体的には、発電機２は、永久磁石を有するロータと、三相（Ｕ、Ｖ、Ｗ）それぞれに対応するコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗがロータの回転方向に順に巻装されているステータとを備えている。そして、各相のコイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗのそれぞれは、発電電力変換器３に接続されている。 The generator 2 is a generator that generates electric power (hereinafter referred to as "generated power") by being driven by renewable energy, a steam turbine, or the like. In this embodiment, the generator 2 is a three-phase (U, V, W) alternator. Specifically, the generator 2 includes a rotor having permanent magnets, and a stator in which coils Lu, Lv, and Lw corresponding to three phases (U, V, and W) are wound in order in the rotation direction of the rotor. It has Each of the phase coils Lu, Lv, and Lw is connected to the power generation converter 3 .

発電電力変換器３は、発電機２で発電した交流の発電電力を直流に変換して電源装置１に供給する。以下に、第１の実施形態に係る発電電力変換器３の構成について、具体的に説明する。 The generated power converter 3 converts the AC power generated by the generator 2 into DC power and supplies the DC power to the power supply device 1 . The configuration of the power generation converter 3 according to the first embodiment will be specifically described below.

発電電力変換器３は、インバータ４及びインバータ制御部５を備える。なお、インバータ４は、本発明の「電力変換装置」の一例である。 The power generation converter 3 includes an inverter 4 and an inverter control section 5 . In addition, the inverter 4 is an example of the "power converter" of the present invention.

インバータ４は、発電機２で発電した交流の発電電力を直流に変換する。そして、インバータ４は、直流に変換した発電電力を電源装置１に供給する。 The inverter 4 converts the AC power generated by the generator 2 into DC power. Then, the inverter 4 supplies the generated power converted to direct current to the power supply device 1 .

具体的には、インバータ４は、出力端子Ｎ１、基準端子Ｎ２、及び入力端子Ｎ３～Ｎ５を備える。 Specifically, the inverter 4 has an output terminal N1, a reference terminal N2, and input terminals N3 to N5.

出力端子Ｎ１は、接続線Ｌ１を介して電源装置１の正極端子に接続されている。基準端子Ｎ２は、接続線Ｌ２を介して電源装置１の負極端子に接続されている。また、入力端子Ｎ３には、コイルＬｕが接続されている。入力端子Ｎ４には、コイルＬｖが接続されている。入力端子Ｎ５には、コイルＬｗが接続されている。
したがって、インバータ４は、電源装置１から出力端子Ｎ１に入力した直流電力を交流電力に変換して入力端子Ｎ３～Ｎ５に出力する。 The output terminal N1 is connected to the positive terminal of the power supply 1 via the connection line L1. The reference terminal N2 is connected to the negative terminal of the power supply 1 via the connection line L2. A coil Lu is connected to the input terminal N3. A coil Lv is connected to the input terminal N4. A coil Lw is connected to the input terminal N5.
Therefore, the inverter 4 converts the DC power input from the power supply device 1 to the output terminal N1 into AC power and outputs the AC power to the input terminals N3 to N5.

以下に、インバータ４の構成について、具体的に説明する。 The configuration of the inverter 4 will be specifically described below.

インバータ４は、複数のスイッチング素子ＳＷを有し、このスイッチング素子のオン状態とオフ状態とがインバータ制御部５によりスイッチング制御されることで電源装置１からの直流電力を交流電力に変換して発電機２に出力する。これにより、発電機２が駆動する。なお、本実施形態では、インバータ４は、３組のスイッチング素子対Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを備える。このスイッチング素子対Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、電源装置１からの正負の電源ライン間に並列に接続されている。この３組のスイッチング素子対Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗは、インバータ制御部５によりそれぞれ発電機２の電気角で１２０度ずつずれてオンオフされる。 The inverter 4 has a plurality of switching elements SW, and the inverter controller 5 controls switching between the ON and OFF states of the switching elements SW to convert the DC power from the power supply device 1 into AC power to generate power. Output to machine 2. The generator 2 is thereby driven. In addition, in this embodiment, the inverter 4 includes three pairs of switching elements Su, Sv, and Sw. The pair of switching elements Su, Sv, Sw are connected in parallel between positive and negative power supply lines from the power supply device 1 . The three pairs of switching elements Su, Sv, and Sw are turned on and off by the inverter control unit 5 with an electrical angle shift of 120 degrees from the generator 2 .

スイッチング素子対Ｓｕは、互いに直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を備える。スイッチング素子対Ｓｖは、互いに直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ３及びスイッチング素子ＳＷ４を備える。スイッチング素子対Ｓｗは、互いに直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ５及びスイッチング素子ＳＷ６を備える。 The switching element pair Su includes a switching element SW1 and a switching element SW2 connected in series. The switching element pair Sv includes a switching element SW3 and a switching element SW4 connected in series. The switching element pair Sw includes a switching element SW5 and a switching element SW6 that are connected in series with each other.

６つのスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６がＦＥＴ（Field Effective Transistor）である場合について説明するが、これに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor）、及びＢＪＴ（bipolar junction transistor）であってもよい。また、インバータ４は、スイッチング素子ＳＷの個数には特に限定されない。なお、複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれを区別しない場合には、単に「スイッチング素子ＳＷ」と標記する。 A case where the six switching elements SW1 to SW6 are FETs (Field Effective Transistors) will be described, but the present invention is not limited to this, and may be IGBTs (Insulated gate bipolar transistors) and BJTs (bipolar junction transistors), for example. . Further, the number of switching elements SW of the inverter 4 is not particularly limited. Note that when the plurality of switching elements SW1 to SW6 are not distinguished from each other, they are simply referred to as "switching elements SW".

具体的には、直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２と、直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４と、直列に接続されたスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６とは、出力端子Ｎ１と、基準端子Ｎ２との間に並列に接続されている。 Specifically, the switching elements SW1 and SW2 connected in series, the switching elements SW3 and SW4 connected in series, and the switching elements SW5 and SW6 connected in series are connected to the output terminal N1 and the reference terminal N2. are connected in parallel between

スイッチング素子ＳＷ１のドレイン端子は、出力端子Ｎ１に接続されている。スイッチング素子ＳＷ２のソース端子は、基準端子Ｎ２に接続されている。スイッチング素子ＳＷ１のソース端子と、スイッチング素子ＳＷ２のドレイン端子との接続点（入力端子Ｎ３）は、Ｕ相のコイルＬｕの一端に接続されている。 A drain terminal of the switching element SW1 is connected to the output terminal N1. A source terminal of the switching element SW2 is connected to the reference terminal N2. A connection point (input terminal N3) between the source terminal of the switching element SW1 and the drain terminal of the switching element SW2 is connected to one end of the U-phase coil Lu.

スイッチング素子ＳＷ３のドレイン端子は、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ４のソース端子は、基準端子Ｎ２に接続されている。スイッチング素子ＳＷ３のソース端子と、スイッチング素子ＳＷ４のドレイン端子との接続点（入力端子Ｎ４）は、Ｖ相のコイルＬｖの一端に接続されている。 A drain terminal of the switching element SW3 is connected to a drain terminal of the switching element SW1. A source terminal of the switching element SW4 is connected to the reference terminal N2. A connection point (input terminal N4) between the source terminal of the switching element SW3 and the drain terminal of the switching element SW4 is connected to one end of the V-phase coil Lv.

スイッチング素子ＳＷ５のドレイン端子は、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子ＳＷ６のソース端子は、基準端子Ｎ２に接続されている。スイッチング素子ＳＷ５のソース端子と、スイッチング素子ＳＷ６のドレイン端子との接続点（入力端子Ｎ５）は、Ｗ相のコイルＬｗの一端に接続されている。 A drain terminal of the switching element SW5 is connected to a drain terminal of the switching element SW1. A source terminal of the switching element SW6 is connected to the reference terminal N2. A connection point (input terminal N5) between the source terminal of the switching element SW5 and the drain terminal of the switching element SW6 is connected to one end of the W-phase coil Lw.

また、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のゲート端子は、インバータ制御部５に接続されている。
なお、各スイッチング素子対Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗにおいて、高電位側に設けられているスイッチング素子ＳＷを「ハイサイドスイッチング素子ＳＷＨ」と称し、低電位側に設けられているスイッチング素子ＳＷを「ローサイドスイッチング素子ＳＷＬ」と称する場合がある。すなわち、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５がハイサイドスイッチング素子ＳＷＨであり、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４，ＳＷ６がローサイドスイッチング素子ＳＷＬである。 Gate terminals of the switching elements SW1 to SW6 are connected to the inverter control section 5. FIG.
In each switching element pair Su, Sv, and Sw, the switching element SW provided on the high potential side is referred to as a "high side switching element SW H ," and the switching element SW provided on the low potential side is referred to as a "low side switching element SW.sub.H." It may be referred to as "switching element SW L ". That is, the switching elements SW1, SW3 and SW5 are high side switching elements SWH , and the switching elements SW2, SW4 and SW6 are low side switching elements SWL .

インバータ制御部５は、インバータ４の駆動を制御する。具体的には、インバータ制御部５は、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６をスイッチング制御する。以下に、インバータ制御部５の構成について、具体的に説明する。 The inverter control unit 5 controls driving of the inverter 4 . Specifically, the inverter control unit 5 controls switching of the switching elements SW1 to SW6. The configuration of the inverter control unit 5 will be specifically described below.

インバータ制御部５は、電流検出部６、電圧検出部７、及び制御部８を備える。 The inverter control section 5 includes a current detection section 6 , a voltage detection section 7 and a control section 8 .

電流検出部６は、インバータ４の出力端子Ｎ１から電源装置１に出力する出力電流Ｉｏｕｔを検出する。例えば、電流検出部６は、接続線Ｌ１に設けられ、接続センサＬ１に流れる電流を検出することで、出力電流Ｉｏｕｔを検出する。そして、電流検出部６は、検出した出力電流Ｉｏｕｔを制御部８に出力する。 Current detector 6 detects output current Iout output from output terminal N<b>1 of inverter 4 to power supply device 1 . For example, the current detection unit 6 is provided on the connection line L1 and detects the output current Iout by detecting the current flowing through the connection sensor L1. The current detector 6 then outputs the detected output current Iout to the controller 8 .

この電流検出部６は、出力電流Ｉｏｕｔを検出する構成であれば特に限定されないが、例えば、トランスを備えたカレントトランス（ＣＴ）やホール素子を備えた電流センサである。また、電流検出部６は、接続線Ｌ１に直列に接続されたシャント抵抗の両端の電圧から出力電流Ｉｏｕｔを検出してもよい。 The current detection unit 6 is not particularly limited as long as it is configured to detect the output current Iout, and is, for example, a current transformer (CT) having a transformer or a current sensor having a Hall element. Further, the current detection unit 6 may detect the output current Iout from the voltage across the shunt resistor connected in series to the connection line L1.

電圧検出部７は、インバータ４から電源装置１に出力される出力電圧Ｖｏｕｔを検出する。例えば、電圧検出部７は、出力端子Ｎ１と基準端子Ｎ２との間の電位差を検出することで、出力電圧Ｖｏｕｔを検出する。なお、電圧検出部７は、インバータ４から出力される出力電圧Ｖｏｕｔをそのまま読み取るのではなく、例えば、抵抗分圧回路で出力電圧Ｖｏｕｔを抵抗分圧した電圧（以下、「分圧電圧」という。）を読み取ってもよい。この場合には、電圧検出部７は、読み取った分圧電圧から、抵抗分圧回路の分圧比に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを算出する。 Voltage detector 7 detects an output voltage Vout output from inverter 4 to power supply device 1 . For example, the voltage detection unit 7 detects the output voltage Vout by detecting the potential difference between the output terminal N1 and the reference terminal N2. The voltage detection unit 7 does not directly read the output voltage Vout output from the inverter 4, but obtains a voltage obtained by dividing the output voltage Vout by a resistance voltage dividing circuit (hereinafter referred to as "divided voltage"). ) may be read. In this case, the voltage detection unit 7 calculates the output voltage Vout from the read divided voltage based on the voltage dividing ratio of the resistance voltage dividing circuit.

電圧検出部７は、検出した出力電圧Ｖｏｕｔを制御部８に出力する。なお、上述したように、出力端子Ｎ１が電源装置１の正極端子に、基準端子Ｎ２が電源装置１の負極端子に接続されているため、出力電圧Ｖｏｕｔは電源装置１の出力電圧に相当する。 The voltage detector 7 outputs the detected output voltage Vout to the controller 8 . Since the output terminal N1 is connected to the positive terminal of the power supply 1 and the reference terminal N2 is connected to the negative terminal of the power supply 1 as described above, the output voltage Vout corresponds to the output voltage of the power supply 1.

制御部８は、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御することで、インバータ４において発電機２からの交流の発電電力を直流に変換させる。例えば、制御部８は、Ｕ相のコイルＬｕ、Ｖ相のコイルＬｖ及びＷ相のコイルＬｗのそれぞれに流れる電流の位相が１２０度ずつずれるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御するスイッチング制御を行う。
その際、制御部８は、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれにおいて、スイッチング素子ＳＷをオン状態に維持する期間であるオン固定通電期間θｏｎを変化させながら、発電機２で発生する損失（以下、「発電機損失」という。）ＰＧとインバータ４で発生する損失（以下、「インバータ損失」という。）ＰＩＶとを合計した損失（以下、「合計損失」という。）ＰＳが最小となるように、オン固定通電期間θｏｎを制御する最小損失点追従制御を実行する。したがって、本実施形態では、オン固定通電期間θｏｎは、固定値ではなく、合計損失ＰＳに応じて変動する変動値である。なお、オン固定通電期間θｏｎは、スイッチング素子ＳＷをオン状態に維持する位相幅であってもよい。 The control unit 8 controls the ON state and OFF state of each of the switching elements SW1 to SW6 so that the inverter 4 converts AC power generated from the generator 2 into DC power. For example, the control unit 8 turns on and off the switching elements SW1 to SW6 so that the phases of the currents flowing through the U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw are shifted by 120 degrees. Perform switching control to control the state.
At this time, the control unit 8 controls the loss generated in the generator 2 (hereinafter referred to as “ PG and the loss generated in the inverter 4 (hereinafter referred to as " inverter loss") P IV (hereinafter referred to as "total loss") P is minimized. Then, the minimum loss point follow-up control for controlling the on-fixed energization period θon is executed. Therefore, in the present embodiment, the on-fixed energization period θon is not a fixed value but a variable value that fluctuates according to the total loss PS. Note that the on-fixed energization period θon may be a phase width that maintains the switching element SW in the on state.

以下に、第１の実施形態に係る制御部８のスイッチング制御の一例について、図２を用いて説明する。
制御部８は、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のゲート端子に制御信号を出力することで、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６をオン状態又はオフ状態に制御するスイッチング制御を行う。例えば、ハイサイドスイッチング素子ＳＷＨに対して出力する制御信号を「制御信号Ｐ」と称し、ローサイドスイッチング素子ＳＷＬに対して出力する制御信号を「制御信号Ｎ」と称す。 An example of switching control by the controller 8 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG.
The control unit 8 outputs a control signal to the gate terminals of the switching elements SW1 to SW6 to perform switching control to turn the switching elements SW1 to SW6 on or off. For example, the control signal output to the high side switching element SWH is called "control signal P", and the control signal output to the low side switching element SWL is called "control signal N".

制御部８は、一つのスイッチング対ＳＷにおいて、ハイサイドスイッチング素子ＳＷＨとローサイドスイッチング素子ＳＷＬとを半周期ΔＴごとに交互にスイッチング制御する。制御部８は、そのスイッチング制御中において、電流検出部６が検出した出力電流Ｉｏｕｔと、電圧検出部７が検出した出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで現在の発電電力Ｐｏｕｔ（＝Ｉｏｕｔ×Ｖｏｕｔ）を算出し、算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔが最大になるようにオン固定通電期間θｏｎを調整する最小損失点追従制御を実行する。しがって、制御信号Ｐ及び制御信号Ｎのそれぞれには、変動値であるオン固定通電期間θｏｎを含む。ここで、発電電力Ｐｏｕｔが最大になるようにオン固定通電期間θｏｎを調整することは、合計損失Ｐｓが最小になるようにオン固定通電期間θｏｎを調整することの一例である。 The control unit 8 alternately controls the switching of the high-side switching element SWH and the low-side switching element SWL in one switching pair SW every half cycle ΔT. During the switching control, the control unit 8 multiplies the output current Iout detected by the current detection unit 6 by the output voltage Vout detected by the voltage detection unit 7 to obtain the current generated power Pout (=Iout×Vout). is calculated, and minimum loss point follow-up control is executed to adjust the on-fixed energization period θon so that the calculated current generated power Pout is maximized. Therefore, each of the control signal P and the control signal N includes the on-fixed energization period θon, which is a variable value. Here, adjusting the on-fixed energization period θon to maximize the generated power Pout is an example of adjusting the on-fixed energization period θon to minimize the total loss Ps.

ここで、制御部８は、所定の周期（ＰＷＭ周期）ＴのＰＷＭ信号を各スイッチング素子ＳＷに出力することでスイッチング素子ＳＷをＰＷＭ制御してもよい。すなわち、本実施形態に係るスイッチング制御は、少なくとも最小損失点追従制御を含んでいればよく、ＰＷＭ制御をさらに含んでもよい。ただし、スイッチング制御として、最小損失点追従制御とＰＷＭ制御とを含む場合には、制御部８は、最小損失点追従制御において、ＰＷＭ制御のＰＷＭ周期Ｔよりも長いオン固定通電期間θｏｎを設ける。すなわち、制御部８がスイッチング制御を行うにあたって、当該スイッチング制御にＰＷＭ制御を含める場合には、制御部８は、スイッチング制御において、ＰＷＭ周期ＴでＰＷＭ制御を行う期間であるＰＷＭ通電期間θｐｗｍと、ＰＷＭ周期Ｔよりも長いオン状態を維持するオン固定通電期間θｏｎとを含むようにスイッチングＳＷを制御する。したがって、制御信号Ｐ及び制御信号Ｎのそれぞれには、ＰＷＭ周期Ｔでありデューティ比ＤでスイッチングＳＷをオンオフするＰＷＭ信号と、オン固定通電期間θｏｎの間において常にスイッチングＳＷをオン状態に維持する信号（以下、「オン固定通電信号」という。）を含む。 Here, the control unit 8 may PWM-control the switching elements SW by outputting a PWM signal having a predetermined period (PWM period) T to each switching element SW. In other words, the switching control according to the present embodiment should include at least minimum loss point follow-up control, and may further include PWM control. However, when minimum loss point tracking control and PWM control are included as switching control, the control unit 8 provides an on-fixed energization period θon longer than the PWM cycle T of PWM control in the minimum loss point tracking control. That is, when the control unit 8 performs switching control, if PWM control is included in the switching control, the control unit 8, in the switching control, controls the PWM energization period θpwm, which is the period in which the PWM control is performed at the PWM cycle T, The switching SW is controlled so as to include an ON-fixed energization period θon in which the ON state is maintained longer than the PWM cycle T. Therefore, each of the control signal P and the control signal N includes a PWM signal that turns on and off the switching SW with a PWM cycle T and a duty ratio D, and a signal that always maintains the switching SW in the ON state during the ON-fixed energization period θon. (hereinafter referred to as "on-fixed energization signal").

なお、このＰＷＭ通電期間θｐｗｍは、連続している必要はなく、不連続であってもよい。スイッチング制御を行う期間（半周期ΔＴ）において、二以上のＰＷＭ通電期間θｐｗｍを設けてもよい。ただし、本実施形態では、オン固定通電期間θｏｎは、スイッチング制御を行う期間（半周期ΔＴ）において一つのみ設けられる。例えば、図２に示す例では、スイッチング制御を行う期間（半周期ΔＴ）は、一つのオン固定通電期間θｏｎと二つのＰＷＭ通電期間θｐｗｍとから構成される。 Note that the PWM energization period θpwm does not need to be continuous, and may be discontinuous. Two or more PWM conduction periods θpwm may be provided in the period (half cycle ΔT) during which switching control is performed. However, in the present embodiment, only one on-fixed energization period θon is provided in the period (half cycle ΔT) during which switching control is performed. For example, in the example shown in FIG. 2, the period (half-cycle ΔT) during which switching control is performed is composed of one fixed ON energization period θon and two PWM energization periods θpwm.

なお、制御部８は、ＰＷＭ制御において、発電機２の出力が目標値に追従するようにＰＷＭ信号のディーティ比を設定することで発電機２の出力をフィードバック制御する。ここで、発電機２の出力とは、発電機２から出力される電流（発電電流）でもよいし、発電機２から出力される電圧（発電電圧）でもよい。
例えば、制御部８は、発電機２からの発電電流Ｉｇｅｎが目標値Ｉｒｅｆに追従するようにＰＷＭ信号のデューティ比Ｄを設定することで発電機２の発電電流をフィードバック制御してもよい。例えば、制御部８は、発電機２の発電電流Ｉｇｅｎと目標値Ｉｒｅｆとの差分値ΔＩに基づいてＰＩ制御を行うことにより上記フィードバック制御を行ってもよい。 In PWM control, the control unit 8 feedback-controls the output of the generator 2 by setting the duty ratio of the PWM signal so that the output of the generator 2 follows the target value. Here, the output of the generator 2 may be a current (generated current) output from the generator 2 or a voltage (generated voltage) output from the generator 2 .
For example, the control unit 8 may feedback-control the generated current of the generator 2 by setting the duty ratio D of the PWM signal so that the generated current Igen from the generator 2 follows the target value Iref. For example, the control unit 8 may perform the feedback control by performing PI control based on the difference value ΔI between the generated current Igen of the generator 2 and the target value Iref.

なお、本実施形態において、スイッチング素子ＳＷに対してオン固定通電期間θｏｎを設けるタイミングは特に限定されない。例えば、制御部８は、スイッチング素子ＳＷに対して、スイッチング制御を行う半周期ΔＴの期間の半分の時点（ΔＴ／２）を中心としてオン固定通電期間θｏｎを設けてもよい。例えば、あるスイッチング素子ＳＷに対して電気角０度から１８０度においてスイッチング制御を行う場合であって、オン固定通電期間（位相幅）θｏｎが３０度である場合には、電気角が９０度である位置を中心として±１５度の範囲をオン固定通電期間として設定してもよい。 Note that in the present embodiment, the timing of providing the on-fixed energization period θon for the switching element SW is not particularly limited. For example, the control section 8 may provide a fixed ON energization period θon for the switching element SW centering on the half point (ΔT/2) of the period of the half cycle ΔT for switching control. For example, when switching control is performed on a certain switching element SW at an electrical angle of 0 degree to 180 degrees, and the on-fixed energization period (phase width) θon is 30 degrees, the electrical angle is 90 degrees. A range of ±15 degrees around a certain position may be set as the on-fixed energization period.

このように、本実施形態に係る特徴の一つは、オン固定通電期間θｏｎを変化させながら、発電機損失ＰＧとインバータ損失ＰＩＶとを合計した損失である合計損失ＰＳが最小となるオン固定通電期間θｏｎを常に探索する最小損失点追従制御を行うことである。換言すれば、本実施形態に係る最小損失点追従制御とは、発電機２が駆動している状態において、合計損失ＰＳが最小となるように、オン固定通電期間θｏをパラメータとして変化させながら合計損失ＰＳが最小となるようにスイッチング素子ＳＷをスイッチング制御することである。 Thus, one of the features of the present embodiment is that the total loss PS , which is the total loss of the generator loss PG and the inverter loss PIV , is minimized while changing the on-fixed energization period θon . It is to perform the minimum loss point follow-up control for constantly searching for the on-fixed energization period θon. In other words, the minimum loss point follow-up control according to the present embodiment is performed while changing the on-fixed energization period θo as a parameter so that the total loss PS is minimized while the generator 2 is being driven. The purpose is to control the switching of the switching element SW so that the total loss PS is minimized.

以下に、第１の実施形態に係る合計損失ＰＳについて、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る発電機損失ＰＧ、インバータ損失ＰＩＶ及び合計損失ＰＳのオン固定通電期間θｏｎに対する傾向の一例を示す図である。 The total loss PS according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an example of tendencies of the generator loss P G , the inverter loss P IV and the total loss P S according to the present embodiment with respect to the on-fixed energization period θon.

本発明者らは、オン固定通電期間θｏｎが高くなるにつれて、発電機損失ＰＧが増加する傾向にあるともにインバータ損失ＰＩＶが減少する傾向にあることを発見した。図３に示すように、縦軸を損失、横軸をオン固定通電期間θｏｎとしたグラフにおいて、発電機損失ＰＧ及びインバータ損失ＰＩＶをプロットした場合には、オン固定通電期間θｏｎの所定範囲内において、合計損失ＰＳが最小となるポイント（以下、「最小損失点」という。）が存在する。したがって、制御部８は、オン固定通電期間θｏｎを変化させながら常に最小損失点のオン固定通電期間θｏｎｍｉｎを探索してスイッチング制御することで、再生可能エネルギーや運転条件が変動した場合でも、合計損失ＰＳを低減することができる。 The inventors of the present invention have found that the generator loss PG tends to increase and the inverter loss PIV tends to decrease as the on-fixed energization period θon increases. As shown in FIG. 3, in a graph in which the vertical axis is the loss and the horizontal axis is the on-fixed energization period θon , when the generator loss PG and the inverter loss PIV are plotted, the on-fixed energization period θon is within a predetermined range , there exists a point at which the total loss PS is the minimum (hereinafter referred to as "minimum loss point"). Therefore, the control unit 8 always searches for the fixed ON energization period θon min at the minimum loss point while changing the fixed ON energization period θon and performs switching control. Loss PS can be reduced.

ここで、発電機２の回転数が一定である場合には、オン固定通電期間θｏｎに対する合計損失ＰＳの傾向とインバータ４から出力される発電電力Ｐｏｕｔの傾向とは、互いに反対の傾向を示す。すなわち、発電機２の回転数が一定である場合には、合計損失ＰＳが最小となるオン固定通電期間θｏｎと、発電電力Ｐｏｕｔが最大となるオン固定通電期間θｏｎとは、同一となる。したがって、本実施形態に係る制御部８は、最小損失点追従制御において、発電機２の駆動時にインバータ４のオン固定通電期間θｏｎを変化させながら、発電電力Ｐｏｕｔが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン状態及びオフ状態を制御する。 Here, when the number of revolutions of the generator 2 is constant, the tendency of the total loss P S with respect to the on-fixed energization period θon and the tendency of the generated power Pout output from the inverter 4 show opposite tendencies. . That is, when the rotation speed of the generator 2 is constant, the ON fixed energization period θon in which the total loss PS is minimized and the ON fixed energization period θon in which the generated power Pout is maximized are the same. Therefore, in the minimum loss point follow-up control, the control unit 8 according to the present embodiment changes the on-fixed energization period θon of the inverter 4 when the generator 2 is driven, and switches the switching element SW1 so that the generated power Pout becomes maximum. to control the ON and OFF states of SW6.

なお、発電機２の回転数が変動すると最小損失点も変動するため、図４に示すように、最小損失点追従制御においてオン固定通電期間θｏｎを変化させる制御系の応答角周波数ωθは、想定される発電機２の回転数変動の周波数ωＬよりも大きい値に設定される。この第２の制御系の応答角周波数ωθとは、オン固定通電期間θｏｎを制御する周波数（オン固定通電期間θｏｎの制御周波数）である。なお、想定される発電機２の回転数変動の周波数ωＬは、想定される発電機２の回転数変動の最大周波数であることが望ましい。
さらに、応答角周波数ωθが発電機２の回転数変動時における上記ＰＷＭ制御の制御系の共振角周波数ωｒ（＞ωＬ）より大きいと、オン固定通電期間θｏｎが共振などの過渡状態（不安定状態）に追従してしまう可能性がある。 Since the minimum loss point also fluctuates when the rotation speed of the generator 2 fluctuates , as shown in FIG. It is set to a value larger than the expected frequency ω L of the rotation speed fluctuation of the generator 2 . The response angular frequency ω θ of the second control system is the frequency for controlling the ON fixed energization period θon (the control frequency of the ON fixed energization period θon). It is desirable that the assumed frequency ω L of the rotation speed fluctuation of the generator 2 is the maximum frequency of the assumed rotation speed fluctuation of the generator 2 .
Furthermore, if the response angular frequency ω θ is greater than the resonance angular frequency ωr (>ω L ) of the control system of the PWM control when the rotation speed of the generator 2 fluctuates, the on-fixed energization period θon will be in a transient state (inappropriate state) such as resonance. stable state) may be followed.

したがって、応答角周波数ωθは、上記共振角周波数ωｒよりも小さい値に設定されてもよい。例えば、応答角周波数ωθは、以下の条件（１）になるように設定される。
ωＬ＜＜ωθ＜＜ωｒ …（１） Therefore, the response angular frequency ω θ may be set to a value smaller than the resonance angular frequency ωr. For example, the response angular frequency ω θ is set to satisfy the following condition (1).
ω L <<ω θ <<ωr (1)

以下に、第１の実施形態に係る制御部８の概略構成の一例を、図５を用いて説明する。なお、以下に説明する制御部８の構成は、スイッチング制御として、最小損失点追従制御とＰＷＭ制御とを実行する場合の構成を例として説明する。 An example of the schematic configuration of the control unit 8 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. It should be noted that the configuration of the control unit 8 to be described below will be described as an example of a configuration in which minimum loss point follow-up control and PWM control are executed as switching control.

制御部８は、電流制御部１０、最小損失点追従制御部１１、キャリア波生成部１２、指令値生成部１３及び制御信号生成部１４を備える。 The control unit 8 includes a current control unit 10 , a minimum loss point tracking control unit 11 , a carrier wave generation unit 12 , a command value generation unit 13 and a control signal generation unit 14 .

電流制御部１０は、発電機２からの発電電流Ｉｇｅｎを、例えば、インバータ４に設けられた電流センサ（不図示）から取得する。また、電流制御部１０は、目標値Ｉｒｅｆを制御部８の記憶部（不図示）から読み取る。そして、電流制御部１０は、発電電流Ｉｇｅｎと目標値Ｉｒｅｆとの差ΔＩを算出する。電流制御部１０は、算出した差ΔＩに対してＰＩ演算を実行することで、差ΔＩをゼロに近づけるための第１の制御指令値Ｓ１を算出する。そして、電流制御部１０は、算出した第１の制御指令値Ｓ１を指令値生成部１３に出力する。なお、この第１の制御指令値Ｓ１は、電圧値がＶｓ１の信号である。 The current control unit 10 acquires the generated current Igen from the generator 2 from, for example, a current sensor (not shown) provided in the inverter 4 . Also, the current control unit 10 reads the target value Iref from a storage unit (not shown) of the control unit 8 . Then, the current control unit 10 calculates the difference ΔI between the generated current Igen and the target value Iref. The current control unit 10 calculates a first control command value S1 for bringing the difference ΔI closer to zero by performing a PI operation on the calculated difference ΔI. The current control unit 10 then outputs the calculated first control command value S<b>1 to the command value generation unit 13 . The first control command value S1 is a signal with a voltage value of Vs1.

最小損失点追従制御部１１は、電流検出部６が検出した出力電流Ｉｏｕｔと、電圧検出部７が検出した出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで現在の発電電力Ｐｏｕｔ（＝Ｉｏｕｔ×Ｖｏｕｔ）を算出する。そして、最小損失点追従制御部１１は、算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｏｕｔとを比較して、その比較結果に応じてオン固定通電期間θｏｎの幅を調整する。例えば、最小損失点追従制御部１１は、現在の発電電力Ｐｏｕｔが前回の発電電力Ｐｏｕｔよりも大きい場合には、前回の調整と同じ方向にオン固定通電期間θｏの幅を増加又は減少させる。すなわち、最小損失点追従制御部１１は、前回の調整にてオン固定通電期間θｏの幅を増加させた場合には現在のオン固定通電期間θｏｎから所定の値だけ増加させた値を新たなオン固定通電期間θｏｎとし、前回の調整にてオン固定通電期間θｏの幅を減少させた場合には現在のオン固定通電期間θｏｎから所定の値だけ減少させた値を新たなオン固定通電期間θｏｎとする。一方、最小損失点追従制御部１１は、算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｏｕｔとを比較して、現在の発電電力Ｐｏｕｔが前回の発電電力Ｐｏｕｔ以下の場合には、前回の調整とは異なる方向にオン固定通電期間θｏの幅を増加又は減少させる。すなわち、最小損失点追従制御部１１は、前回の調整にてオン固定通電期間θｏの幅を増加させた場合には現在のオン固定通電期間θｏｎから所定の値だけ減少させた値を新たなオン固定通電期間θｏｎとし、前回の調整にてオン固定通電期間θｏの幅を減少させた場合には現在のオン固定通電期間θｏｎから所定の値だけ増加させた値を新たなオン固定通電期間θｏｎとする。最小損失点追従制御部１１は、設定した新たなオン固定通電期間θｏｎを指令値生成部１３に出力する。 The minimum loss point follow-up control unit 11 multiplies the output current Iout detected by the current detection unit 6 by the output voltage Vout detected by the voltage detection unit 7 to calculate the current generated power Pout (=Iout×Vout). do. Then, the minimum loss point follow-up control unit 11 compares the calculated current generated power Pout with the previous generated power Pout, and adjusts the width of the on-fixed energization period θon according to the comparison result. For example, when the current generated power Pout is greater than the previous generated power Pout, the minimum loss point follow-up control unit 11 increases or decreases the width of the on-fixed energization period θo in the same direction as the previous adjustment. That is, when the width of the fixed ON energization period θo was increased in the previous adjustment, the minimum loss point follow-up control unit 11 sets a value obtained by increasing the current fixed ON energization period θon by a predetermined value as the new ON state. If the width of the ON fixed energization period θo is reduced in the previous adjustment, the fixed ON energization period θon is set to a value obtained by subtracting a predetermined value from the current ON fixed energization period θon as the new ON fixed energization period θon. do. On the other hand, the minimum loss point follow-up control unit 11 compares the calculated current generated power Pout with the previous generated power Pout. The width of the on-fixed energization period θo is increased or decreased in a direction different from . That is, when the width of the fixed ON energization period θo was increased in the previous adjustment, the minimum loss point follow-up control unit 11 sets a value obtained by subtracting a predetermined value from the current fixed ON energization period θon as the new ON state. If the width of the ON fixed energization period θo is decreased in the previous adjustment, the fixed ON energization period θon is increased by a predetermined value from the current ON fixed energization period θon as the new ON fixed energization period θon. do. The minimum loss point follow-up control unit 11 outputs the set new ON-fixed energization period θon to the command value generation unit 13 .

キャリア波生成部１２は、所定の周波数の周期的な信号（例えば、三角波の信号）であるキャリア波ＣＷを生成する。そして、キャリア波生成部１２は、生成したキャリア波ＣＷを制御信号生成部１４に出力する。なお、例えば、キャリア波ＣＷは、電圧値がＶｃの三角波やノコギリ波状の信号である。 The carrier wave generator 12 generates a carrier wave CW, which is a periodic signal of a predetermined frequency (for example, a triangular wave signal). Then, the carrier wave generator 12 outputs the generated carrier wave CW to the control signal generator 14 . For example, the carrier wave CW is a triangular wave or sawtooth wave signal with a voltage value of Vc.

指令値生成部１３は、最小損失点追従制御部１１が求めた新たなオン固定通電期間θｏｎの間では常にキャリア波ＣＷの電圧値Ｖｃよりも高い電圧値Ｖｏｎになり、且つ、当該新たなオン固定通電期間θｏｎ以外の期間においては第１の制御指令値の電圧値Ｖｓ１となる信号を、最終的な指令値（第２の制御指令値）Ｓ２として求める。 The command value generation unit 13 always sets the voltage value Von higher than the voltage value Vc of the carrier wave CW during the new fixed ON energization period θon obtained by the minimum loss point tracking control unit 11, A signal that is the voltage value Vs1 of the first control command value in periods other than the fixed energization period θon is obtained as the final command value (second control command value) S2.

制御信号生成部１４は、指令値生成部１３から取得した第２の制御指令値Ｓ２に基づいて制御信号を生成する。例えば、制御信号生成部１４は、指令値生成部１３から取得した第２の制御指令値Ｓ２と、キャリア波生成部１２から取得したキャリア波ＣＷとを比較し、キャリア波ＣＷより第２の制御指令値の振幅（電圧値）が大きい期間には、第１の電圧（例えば、ハイレベル）Ｖ１となり、キャリア波ＣＷより第２の制御指令値Ｓ２の電圧値が小さい期間には第１の電圧Ｖ１とは異なる第２の電圧Ｖ２（例えば、０Ｖ等のローレベル）となる制御信号を生成する。ここで、オン固定通電期間θｏｎの期間においては、必ずキャリア波ＣＷより第２の制御指令値の電圧値が大きくなる（Ｖｏｎ＞Ｖｃ）。そのため、制御信号生成部１４が生成する制御信号は、オン固定通電期間θｏｎにおいて常に第１の電圧Ｖ１となる。このように、制御部８は、オン固定通電期間θｏｎ以外の期間においてはＰＷＭ信号をスイッチング素子ＳＷに出力するが、オン固定通電期間θｏｎの期間においては強制的に第１の電圧Ｖ１をスイッチング素子ＳＷに出力する。 The control signal generator 14 generates a control signal based on the second control command value S2 acquired from the command value generator 13 . For example, the control signal generation unit 14 compares the second control command value S2 acquired from the command value generation unit 13 and the carrier wave CW acquired from the carrier wave generation unit 12, and performs the second control from the carrier wave CW. During the period when the amplitude (voltage value) of the command value is large, the first voltage (for example, high level) V1, and during the period when the voltage value of the second control command value S2 is smaller than the carrier wave CW, the first voltage A control signal that becomes a second voltage V2 (for example, a low level such as 0 V) different from V1 is generated. Here, during the on-fixed energization period θon, the voltage value of the second control command value is always larger than the carrier wave CW (Von>Vc). Therefore, the control signal generated by the control signal generator 14 is always at the first voltage V1 during the on-fixed energization period θon. In this way, the control unit 8 outputs the PWM signal to the switching element SW during periods other than the ON-fixed energization period θon, but forcibly sets the first voltage V1 to the switching element SW during the ON-fixed energization period θon. output to SW.

次に、第１の実施形態に係る最小損失点追従制御の動作の流れについて、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。 Next, the operation flow of the minimum loss point follow-up control according to the first embodiment will be described using FIG. FIG. 6 is a flowchart of minimum loss point follow-up control according to the first embodiment.

まず、制御部８は、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。これにより、オン固定通電期間θｏｎ＝初期値θ０の期間において、スイッチング素子ＳＷがオン状態に制御されたインバータ４は、発電機２からの交流電力の発電電力を直流電力の発電電力Ｐｏｕｔに変換して、当該発電電力Ｐｏｕｔを電源装置１に供給する（ステップＳ１０１）。なお、初期値θ０は、例えば、シミュレーションから得られた基準値や設計値、試験的に得られた基準値である。 First, the control unit 8 drives the inverter 4 by outputting to the switching elements SW1 to SW6 a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0. As a result, the inverter 4, in which the switching element SW is controlled to be in the ON state, converts the AC power generated from the generator 2 into the DC power Pout during the fixed ON energization period θon = initial value θ0. Then, the generated power Pout is supplied to the power supply device 1 (step S101). The initial value θ 0 is, for example, a reference value obtained from simulation, a design value, or a reference value obtained experimentally.

次に、制御部８は、発電機２が駆動している状態において、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加える（ステップＳ１０２）。ここで、微小期間Δθｏｎは、予め設定されており、最小損失点追従制御において、制御周期ごとにオン固定通電期間θｏｎを変化させる変化量である。増減フラグＦは、最小損失点追従制御においてオン固定通電期間θｏｎを変化させる場合に、当該オン固定通電期間θｏｎを増加させるのか、又は減少させるのかを決定するものである。例えば、増減フラグＦが「＋１」ならばオン固定通電期間θｏｎを増加させ、増減フラグＦが「－１」ならばオン固定通電期間θｏｎを減少させる。なお、増減フラグＦの初期値は、ステップＳ１０１において設定され、本実施形態では初期値として「＋１」に設定する。ただし、増減フラグＦの初期値は、「－１」でもよい。 Next, while the generator 2 is being driven, the control unit 8 adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S102). Here, the minute period Δθon is set in advance, and is the amount of change by which the ON-fixed energization period θon is changed for each control cycle in the minimum loss point follow-up control. The increase/decrease flag F determines whether to increase or decrease the fixed ON energization period θon when changing the fixed ON energization period θon in the minimum loss point follow-up control. For example, if the increase/decrease flag F is "+1", the on-fixed energization period θon is increased, and if the increase/decrease flag F is "-1", the on-fixed energization period θon is decreased. Note that the initial value of the increase/decrease flag F is set in step S101, and is set to "+1" as the initial value in this embodiment. However, the initial value of the increase/decrease flag F may be "-1".

電流検出部６は、インバータ４から電源装置１に出力される出力電流Ｉｏｕｔを検出し、その検出した出力電流Ｉｏｕｔを制御部８に出力する。また、電圧検出部７は、インバータ４から電源装置１に出力される出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、その検出した出力電圧Ｖｏｕｔを制御部８に出力する（ステップＳ１０３）。 Current detection unit 6 detects output current Iout output from inverter 4 to power supply device 1 and outputs the detected output current Iout to control unit 8 . Further, the voltage detection unit 7 detects the output voltage Vout output from the inverter 4 to the power supply device 1, and outputs the detected output voltage Vout to the control unit 8 (step S103).

制御部８は、電流検出部６から取得した出力電流Ｉｏｕｔと、電圧検出部７から取得した出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで、現在の発電電力Ｐｏｕｔ（＝Ｉｏｕｔ×Ｖｏｕｔ）を算出する（ステップＳ１０４）。 The control unit 8 multiplies the output current Iout acquired from the current detection unit 6 and the output voltage Vout acquired from the voltage detection unit 7 to calculate the current generated power Pout (=Iout×Vout) (step S104).

制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを算出すると、その算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと、前回の制御周期で算出した発電電力Ｐｏｕｔとを比較する（ステップＳ１０５）。なお、説明が煩雑になることを防ぐため、前回の制御周期で算出した発電電力Ｐｏｕｔを発電電力Ｐｒｅｆと表記する。なお、発電電力Ｐｒｅｆの初期値は、ステップＳ１０１において設定され、本実施形態では「０」に設定される。 After calculating the current generated power Pout, the controller 8 compares the calculated current generated power Pout with the generated power Pout calculated in the previous control cycle (step S105). In order to avoid complicating the description, the generated power Pout calculated in the previous control cycle is referred to as generated power Pref. Note that the initial value of the generated power Pref is set in step S101, and is set to "0" in this embodiment.

制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｒｅｆとを比較し、現在の発電電力Ｐｏｕｔが、前回の発電電力Ｐｒｅｆより大きい場合（Ｐｏｕｔ＞Ｐｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを前回の発電電力Ｐｒｅｆとして設定して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ１０２の処理にて、制御部８は、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加えて、新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８は、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 The control unit 8 compares the current power generation Pout with the previous power generation Pref, and if the current power generation Pout is greater than the previous power generation Pref (Pout>Pref), the sign of the increase/decrease flag F is It does not change. Then, the control unit 8 sets the current generated power Pout as the previous generated power Pref (step S106), and returns to the process of step S102. Therefore, in the process of step S102, the control unit 8 adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current fixed ON energization period θon to set a new fixed ON energization period θon. Therefore, the control unit 8 outputs a control signal having the new ON fixed energization period θon to the switching element SW.

一方、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｒｅｆとを比較し、現在の発電電力Ｐｏｕｔが、前回の発電電力Ｐｒｅｆ以下である場合（Ｐｏｕｔ≦Ｐｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ１０７）。そして、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを前回の発電電力Ｐｒｅｆとして設定して（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ１０２の処理にて、制御部８は、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎを×増減フラグＦを加えて、新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８は、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 On the other hand, the control unit 8 compares the current power generation Pout with the previous power generation Pref, and if the current power generation Pout is less than or equal to the previous power generation Pref (Pout≤Pref), the increase/decrease flag F is inverted (step S107). Then, the control unit 8 sets the current generated power Pout as the previous generated power Pref (step S106), and returns to the process of step S102. Therefore, in the process of step S102, the control unit 8 adds the minute period Δθon×the increase/decrease flag F to the current fixed ON energization period θon to set a new fixed ON energization period θon. Therefore, the control unit 8 outputs a control signal having the new ON fixed energization period θon to the switching element SW.

このように、制御部８は、ステップＳ１０２～ステップＳ１０７を繰り返すことで、オン固定通電期間θｏｎをパラメータとして、前回のオン固定通電期間θｏｎから微小期間Δθｏｎだけ増加又は減少させながら発電電力Ｐｏｕｔが前回の値よりも大きくなるようにインバータ４をスイッチング制御する。これにより、制御部８は、オン固定通電期間θｏｎを増加又は減少させながら最小損失点を探索することが可能となる。その結果、発電システムＡは、発電機２の回転数、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の温度、電源装置１の出力電圧、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の個体ばらつき等によらず、最小損失で発電機２を運転継続することができる。その結果、発電システムＡで発生する損失が低減される。 In this way, by repeating steps S102 to S107, the control unit 8 increases or decreases the fixed ON energization period θon from the previous fixed ON energization period θon by a minute period Δθon while increasing or decreasing the generated electric power Pout from the previous energization period θon. The switching of the inverter 4 is controlled so as to be larger than the value of . As a result, the controller 8 can search for the minimum loss point while increasing or decreasing the on-fixed energization period θon. As a result, the power generation system A can be operated regardless of the rotation speed of the generator 2, the temperature of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6, the output voltage of the power supply device 1, and the individual variation of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6. , the generator 2 can continue to operate with minimal loss. As a result, the loss generated in the power generation system A is reduced.

上記第１の実施形態において、制御部８は、最小損失点追従制御の開始時において、ステップＳ１０１の処理で初期条件を設定した後に、オン固定通電期間θｏｎ（初期値θ０）に微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを足してから（ステップＳ１０２）、出力電流Ｉｏｕｔ及び出力電圧Ｖｏｕｔの取得（ステップＳ１０３）、発電電力Ｐｏｕｔの演算（ステップＳ１０４）を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部８は、最小損失点追従制御の開始時においては、ステップＳ１０１の処理を行った後に、ステップＳ１０２の処理を行わずに、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の処理を実行してもよい。この場合には、制御部８は、ステップＳ１０６の処理を行った後に、ステップＳ１０２の処理を行うことになる。 In the first embodiment, at the start of the minimum loss point follow-up control, after setting the initial conditions in the process of step S101, the control unit 8 sets the minute period Δθon to the ON-fixed energization period θon (initial value θ 0 ). After adding the x increase/decrease flag F (step S102), the acquisition of the output current Iout and the output voltage Vout (step S103) and the calculation of the generated power Pout (step S104) are performed, but the present invention is not limited to this. For example, at the start of the minimum loss point follow-up control, the control unit 8 may perform the processing of steps S103 and S104 without performing the processing of step S102 after performing the processing of step S101. In this case, the control unit 8 performs the process of step S102 after performing the process of step S106.

具体的には、図７に示すように、まず、制御部８は、初期条件を設定する。すなわち、制御部８は、スイッチ１０１の処理と同様に、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。さらに、制御部８は、前回の発電電力Ｐｒｅｆを初期値「０」に、増減フラグＦを初期値「＋１」に設定する（ステップＳ２０１）。 Specifically, as shown in FIG. 7, first, the control unit 8 sets initial conditions. That is, the control unit 8 drives the inverter 4 by outputting to the switching elements SW1 to SW6 a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0 in the same manner as in the processing of the switch 101. do. Further, the control unit 8 sets the previous generated power Pref to the initial value "0" and the increase/decrease flag F to the initial value "+1" (step S201).

初期条件が設定された後、電流検出部６は、出力電流Ｉｏｕｔを検出し、その検出した出力電流Ｉｏｕｔを制御部８に出力する。また、電圧検出部７は、出力電圧Ｖｏｕｔを検出し、その検出した出力電圧Ｖｏｕｔを制御部８に出力する（ステップＳ２０２）。 After the initial conditions are set, the current detector 6 detects the output current Iout and outputs the detected output current Iout to the controller 8 . Further, the voltage detection unit 7 detects the output voltage Vout and outputs the detected output voltage Vout to the control unit 8 (step S202).

制御部８は、電流検出部６から取得した出力電流Ｉｏｕｔと、電圧検出部７から取得した出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで、発電電力Ｐｏｕｔ（＝Ｉｏｕｔ×Ｖｏｕｔ）を算出する（ステップＳ２０３）。 The control unit 8 multiplies the output current Iout obtained from the current detection unit 6 by the output voltage Vout obtained from the voltage detection unit 7 to calculate the generated power Pout (=Iout×Vout) (step S203). .

制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを算出すると、その算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと、前回算出した発電電力Ｐｒｅｆとを比較し（ステップＳ２０４）、現在の発電電力Ｐｏｕｔが、前回の発電電力Ｐｒｅｆより大きい場合（Ｐｏｕｔ＞Ｐｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを前回の発電電力Ｐｒｅｆとして設定する（ステップＳ２０６）。一方、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｒｅｆとを比較し、現在の発電電力Ｐｏｕｔが、前回の発電電力Ｐｒｅｆ以下である場合（Ｐｏｕｔ≦Ｐｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ２０５）。そして、制御部８は、現在の発電電力Ｐｏｕｔを前回の発電電力Ｐｒｅｆとして設定する（ステップＳ２０６）。その後、制御部８は、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加えて（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０２の処理に戻る。 After calculating the current generated power Pout, the control unit 8 compares the calculated current generated power Pout with the previously calculated generated power Pref (step S204). If it is greater than Pref (Pout>Pref), the sign of the increase/decrease flag F is not changed. Then, the control unit 8 sets the current generated power Pout as the previous generated power Pref (step S206). On the other hand, the control unit 8 compares the current power generation Pout with the previous power generation Pref, and if the current power generation Pout is less than or equal to the previous power generation Pref (Pout≤Pref), the increase/decrease flag F is inverted (step S205). Then, the control unit 8 sets the current generated power Pout as the previous generated power Pref (step S206). Thereafter, the control unit 8 adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S207), and returns to the process of step S202.

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る発電システムＢについて、説明する。第２の実施形態に係る発電システムＢは、第１の実施形態に係る発電システムＡと比較して、発電機２から出力される交流電力の値を用いて合計損失ＰＳを最小化する最小損失点追従制御を行う点で相違する。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。 (Second embodiment)
The power generation system B according to the second embodiment will be described below. Compared to the power generation system A according to the first embodiment, the power generation system B according to the second embodiment uses the value of the AC power output from the generator 2 to minimize the total loss PS. The difference is that loss point follow-up control is performed. In addition, in the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

図８は、第２の実施形態に係る発電システムＢの概略構成の一例を示す図である。
図８に示すように、発電システムＢは、電源装置１、発電機２、及び発電電力変換器３Ｂを備える。発電電力変換器３Ｂは、インバータ４及びインバータ制御部５Ｂを備える。インバータ制御部５Ｂは、交流電力検出部２０、インバータ損失演算部２１及び制御部８Ｂを備える。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a power generation system B according to the second embodiment.
As shown in FIG. 8, the power generation system B includes a power supply device 1, a generator 2, and a power generation converter 3B. The power generation converter 3B includes an inverter 4 and an inverter control section 5B. The inverter control section 5B includes an AC power detection section 20, an inverter loss calculation section 21, and a control section 8B.

交流電力検出部２０は、例えば、入力端子Ｎ３とコイルＬｕとの間及び入力端子Ｎ５とコイルＬｗとの間に設けられたカレントトランス（ＣＴ）等により、発電機２からインバータ４に供給される発電電流Ｉｇｅｎを検出する。ただし、交流電力検出部２０は、発電電流Ｉｇｅｎを検出できればよく、その検出方法には特に限定されない。 The AC power detection unit 20 is supplied from the generator 2 to the inverter 4 by, for example, a current transformer (CT) or the like provided between the input terminal N3 and the coil Lu and between the input terminal N5 and the coil Lw. Generated current Igen is detected. However, the AC power detection unit 20 only needs to be able to detect the generated current Igen, and the detection method is not particularly limited.

交流電力検出部２０は、発電機２からインバータ４に出力される交流電圧Ｖｇｅｎを検出する。交流電力検出部２０は、公知の技術を用いて交流電圧Ｖｇｅｎを検出してもよい。交流電力検出部２０は、例えば、抵抗分圧回路で交流電圧Ｖｇｅｎを抵抗分圧した電圧を読み取ってもよい。 AC power detection unit 20 detects AC voltage Vgen output from generator 2 to inverter 4 . AC power detection unit 20 may detect AC voltage Vgen using a known technique. For example, the AC power detection unit 20 may read a voltage obtained by resistance-dividing the AC voltage Vgen with a resistance voltage dividing circuit.

交流電力検出部２０は、発電電流Ｉｇｅｎ及び交流電圧Ｖｇｅｎを乗算することで発電機２が発電した交流電力である発電電力Ｐｇｅｎを算出する。そして、交流電力検出部２０は、算出した発電電力Ｐｇｅｎを制御部８Ｂに出力する。さらに、交流電力検出部２０は、検出した発電電流Ｉｇｅｎの情報をインバータ損失演算部２１に出力する。 The AC power detection unit 20 calculates the generated power Pgen, which is the AC power generated by the generator 2, by multiplying the generated current Igen and the AC voltage Vgen. Then, the AC power detection unit 20 outputs the calculated generated power Pgen to the control unit 8B. Furthermore, the AC power detection unit 20 outputs information on the detected generated current Igen to the inverter loss calculation unit 21 .

インバータ損失演算部２１は、交流電力検出部２０から取得した発電電流Ｉｇｅｎの情報に基づいて、インバータ損失ＰＩＶを求める。そして、インバータ損失演算部２１は、求めたインバータ損失ＰＩＶを制御部８Ｂに出力する。ここで、インバータ損失演算部２１は、発電電流Ｉｇｅｎの情報からインバータ損失ＰＩＶを求めることができれば、その求める方法には特に限定されない。発電電流Ｉｇｅｎとインバータ損失ＰＩＶとの間には相関関係があるため、インバータ損失演算部２１は、例えば予め設定された計算式やテーブルに基づいて発電電流Ｉｇｅｎの情報からインバータ損失ＰＩＶを求めてもよい。これら計算式やテーブルは、例えば、発電電流Ｉｇｅｎに基づいてインバータ損失ＰＩＶが決定できるように、実験的又は理論的に定めればよい。予め設定されたテーブルを用いる場合には、各発電電流Ｉｇｅｎと、その発電電流Ｉｇｅｎ毎に関連付けられたインバータ損失ＰＩＶとを備えるルックアップテーブルを制御部８Ｂ内の記憶部（不図示）に予め記憶されていてもよい。そして、インバータ損失演算部２１は、交流電力検出部２０から取得した発電電流Ｉｇｅｎに対応するインバータ損失ＰＩＶを上記ルックアップテーブルから取得し、取得したインバータ損失ＰＩＶを制御部８Ｂに出力してもよい。例えば、インバータ損失演算部２１は、交流電力検出部２０から取得した発電電流Ｉｇｅｎの情報から公知の技術を用いてインバータ損失ＰＩＶを求めてもよい。 The inverter loss calculator 21 obtains the inverter loss PIV based on the information on the generated current Igen acquired from the AC power detector 20 . Then, the inverter loss calculator 21 outputs the calculated inverter loss PIV to the controller 8B. Here, if the inverter loss calculation unit 21 can obtain the inverter loss PIV from the information of the generated current Igen, the method for obtaining the inverter loss PIV is not particularly limited. Since there is a correlation between the generated current Igen and the inverter loss PIV, the inverter loss calculator 21 obtains the inverter loss PIV from information on the generated current Igen based on, for example, a preset calculation formula or table. may These calculation formulas and tables may be determined experimentally or theoretically, for example, so that the inverter loss PIV can be determined based on the generated current Igen. When using a preset table, a lookup table including each generated current Igen and the inverter loss PIV associated with each generated current Igen is stored in advance in a storage unit (not shown) in the control unit 8B. may be stored. Then, the inverter loss calculation unit 21 acquires the inverter loss PIV corresponding to the generated current Igen acquired from the AC power detection unit 20 from the lookup table, and outputs the acquired inverter loss PIV to the control unit 8B. good too. For example, the inverter loss calculation unit 21 may obtain the inverter loss PIV from the information on the generated current Igen acquired from the AC power detection unit 20 using a known technique.

制御部８Ｂは、制御部８と同様に、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御することで、インバータ４において発電機２からの発電電力を直流に変換させる。例えば、制御部８は、Ｕ相のコイルＬｕ、Ｖ相のコイルＬｖ及びＷ相のコイルＬｗのそれぞれに流れる電流の位相が１２０度ずつずれるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御するスイッチング制御を行う。
その際、制御部８Ｂは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれにおいて、スイッチング素子ＳＷをオン状態に維持する期間であるオン固定通電期間θｏｎを変化させながら合計損失ＰＳが最小となるようにオン固定通電期間θｏｎを制御する最小損失点追従制御を実行する。 Similarly to the control unit 8, the control unit 8B controls the ON state and OFF state of each of the switching elements SW1 to SW6, thereby causing the inverter 4 to convert the power generated by the generator 2 into direct current. For example, the control unit 8 turns on and off the switching elements SW1 to SW6 so that the phases of the currents flowing through the U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw are shifted by 120 degrees. Perform switching control to control the state.
At this time, the control unit 8B changes the on-fixed energization period θon , which is the period during which the switching elements SW1 to SW6 are maintained in the ON state, in each of the switching elements SW1 to SW6 so as to minimize the total loss PS. Minimum loss point follow-up control for controlling the energization period θon is executed.

例えば、制御部８Ｂは、交流電力検出部２０が算出した発電電力Ｐｇｅｎと、インバータ損失演算部２１が求めたインバータ損失ＰＩＶとの差（差分値）Ｐｃとを求める。ここで、発電機２の回転数が一定である場合には、オン固定通電期間θｏｎに対する合計損失ＰＳの傾向と差分値Ｐｃの傾向とは、互いに反対の傾向を示す。すなわち、発電機２の回転数が一定である場合には、合計損失ＰＳが最小となるオン固定通電期間θｏｎと、差分値Ｐｃが最大となるオン固定通電期間θｏｎとは、同一となる。したがって、本実施形態に係る制御部８は、最小損失点追従制御において、発電機２の駆動時にインバータ４のオン固定通電期間θｏｎを変化させながら、差分値Ｐｃが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン状態及びオフ状態を制御する。 For example, the control unit 8B obtains the difference (difference value) Pc between the generated power Pgen calculated by the AC power detection unit 20 and the inverter loss PIV obtained by the inverter loss calculation unit 21 . Here, when the rotation speed of the generator 2 is constant, the tendency of the total loss PS and the tendency of the difference value Pc with respect to the on-fixed energization period θon show opposite tendencies. That is, when the rotation speed of the generator 2 is constant, the ON fixed energization period θon in which the total loss PS is minimized and the ON fixed energization period θon in which the difference value Pc is maximized are the same. Therefore, in the minimum loss point follow-up control, the control unit 8 according to the present embodiment changes the on-fixed energization period θon of the inverter 4 when the generator 2 is driven, and changes the switching element SW1 so that the difference value Pc becomes maximum. to control the ON and OFF states of SW6.

次に、第２の実施形態に係る最小損失点追従制御の動作の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、第２の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。 Next, the operation flow of the minimum loss point follow-up control according to the second embodiment will be described using FIG. FIG. 9 is a flowchart of minimum loss point follow-up control according to the second embodiment.

まず、制御部８Ｂは、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。これにより、オン固定通電期間θｏｎ＝初期値θ０の期間において、スイッチング素子ＳＷがオン状態に制御されたインバータ４は、発電機２からの交流電力の発電電力を直流に変換し、その変換した直流の発電電力を電源装置１に供給する（ステップＳ３０１）。 First, the control unit 8B drives the inverter 4 by outputting to the switching elements SW1 to SW6 a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0. As a result, the inverter 4, in which the switching element SW is controlled to be in the ON state, converts the AC power generated from the generator 2 into DC power during the fixed ON energization period θon = initial value θ0. DC generated power is supplied to the power supply device 1 (step S301).

次に、制御部８Ｂは、発電機２が駆動している状態において、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加える（ステップＳ３０２）。交流電力検出部２０は、発電機２からインバータ４に供給される各相の交流電圧Ｖｇｅｎ及び発電電流Ｉｇｅｎを検出する。そして、交流電力検出部２０は、発電電流Ｉｇｅｎと交流電圧Ｖｇｅｎとを乗算することでインバータ４に入力される発電電力Ｐｇｅｎを算出する。インバータ損失演算部２１は、交流電力検出部２０から取得した発電電流Ｉｇｅｎの情報に基づいて、インバータ損失ＰＩＶを求める（ステップＳ３０３）。そして、制御部８Ｂは、交流電力検出部２０が算出した発電電力Ｐｇｅｎと、インバータ損失演算部２１が求めたインバータ損失ＰＩＶとの差分値Ｐｃを求める（ステップＳ３０４）。 Next, while the generator 2 is being driven, the control unit 8B adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S302). The AC power detection unit 20 detects the AC voltage Vgen and the generated current Igen of each phase supplied from the generator 2 to the inverter 4 . Then, AC power detection unit 20 calculates generated power Pgen input to inverter 4 by multiplying generated current Igen by AC voltage Vgen. The inverter loss calculation unit 21 obtains the inverter loss PIV based on the information on the generated current Igen acquired from the AC power detection unit 20 (step S303). Then, the control unit 8B obtains a difference value Pc between the generated power Pgen calculated by the AC power detection unit 20 and the inverter loss PIV obtained by the inverter loss calculation unit 21 (step S304).

制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを算出すると、その算出した現在の差分値Ｐｃと、前回の制御周期で算出した差分値Ｐｃとを比較する（ステップＳ３０５）。なお、説明が煩雑になることを防ぐため、前回の制御周期で算出した差分値Ｐｃを差分値Ｐｃｒｅｆと表記する。なお、差分値Ｐｃｒｅｆの初期値は、ステップＳ３０１において設定され、本実施形態では「０」に設定される。 After calculating the current difference value Pc, the control unit 8B compares the calculated current difference value Pc with the difference value Pc calculated in the previous control cycle (step S305). In order to avoid complicating the description, the difference value Pc calculated in the previous control cycle is referred to as the difference value Pcref. Note that the initial value of the difference value Pcref is set in step S301, and is set to "0" in this embodiment.

制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃと前回の差分値Ｐｃｒｅｆとを比較し、現在の差分値Ｐｃが、前回の差分値Ｐｃｒｅｆより大きい場合（Ｐｃ＞Ｐｃｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを前回の差分値Ｐｃｒｅｆとして設定して（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ３０２の処理にて、制御部８Ｂは、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎを増加させて新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８Ｂは、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 The control unit 8B compares the current difference value Pc with the previous difference value Pcref, and if the current difference value Pc is greater than the previous difference value Pcref (Pc>Pcref), the sign of the increase/decrease flag F is It does not change. Then, the control unit 8B sets the current difference value Pc as the previous difference value Pcref (step S306), and returns to the process of step S302. Therefore, in the process of step S302, the control unit 8B increases the current fixed ON energization period θon by a minute period Δθon to set a new fixed ON energization period θon. Therefore, the control unit 8B outputs a control signal having the new ON-fixed energization period θon to the switching element SW.

一方、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃと前回の差分値Ｐｃｒｅｆとを比較し、現在の差分値Ｐｃが、前回の差分値Ｐｃｒｅｆ以上である場合（Ｐｃ≦Ｐｃｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ３０７）。そして、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを前回の差分値Ｐｃｒｅｆとして設定して（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ３０２の処理にて、制御部８Ｂは、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎを減少させて新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８Ｂは、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 On the other hand, the control unit 8B compares the current difference value Pc with the previous difference value Pcref, and if the current difference value Pc is greater than or equal to the previous difference value Pcref (Pc≦Pcref), the increase/decrease flag F is inverted (step S307). Then, the control unit 8B sets the current difference value Pc as the previous difference value Pcref (step S306), and returns to the process of step S302. Therefore, in the process of step S302, the control unit 8B reduces the current fixed ON energization period θon by a minute period Δθon to set a new fixed ON energization period θon. Therefore, the control unit 8B outputs a control signal having the new ON-fixed energization period θon to the switching element SW.

このように、制御部８Ｂは、ステップＳ３０２～ステップＳ３０７を繰り返すことで、オン固定通電期間θｏｎをパラメータとして、前回のオン固定通電期間θｏｎから微小期間Δθｏｎだけ増加又は減少させながら差分値Ｐｃが前回の値よりも大きくなるようにインバータ４をスイッチング制御する。これにより、制御部８Ｂは、オン固定通電期間θｏｎを増加又は減少させながら最小損失点を探索することが可能となる。その結果、発電システムＡは、発電機２の回転数、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の温度、電源装置１の出力電圧、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の個体ばらつき等によらず、最小損失で発電機２を運転継続することができる。 In this way, by repeating steps S302 to S307, the control unit 8B uses the fixed ON energization period θon as a parameter to increase or decrease the fixed ON energization period θon from the previous fixed ON energization period θon by a minute period Δθon, while the difference value Pc is the same as the previous time. The switching of the inverter 4 is controlled so as to be larger than the value of . As a result, the controller 8B can search for the minimum loss point while increasing or decreasing the on-fixed energization period θon. As a result, the power generation system A can be operated regardless of the rotation speed of the generator 2, the temperature of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6, the output voltage of the power supply device 1, and the individual variation of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6. , the generator 2 can continue to operate with minimal loss.

上記第２の実施形態において、制御部８Ｂは、最小損失点追従制御の開始時において、ステップＳ３０１の処理で初期条件を設定した後に、オン固定通電期間θｏｎ（初期値θ０）に微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを足してから（ステップＳ３０２）、発電電力Ｐｇｅｎ及びインバータ損失ＰＩＶの取得（ステップＳ３０３）、差分値Ｐｃの演算（ステップＳ３０４）を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部８Ｂは、最小損失点追従制御の開始時においては、ステップＳ３０１の処理を行った後に、ステップＳ３０２の処理を行わずに、ステップＳ３０３，Ｓ３０４の処理を実行してもよい。この場合には、制御部８Ｂは、ステップＳ３０６の処理を行った後に、ステップＳ３０２の処理を行うことになる。 In the second embodiment, at the start of the minimum loss point follow-up control, after setting the initial conditions in the process of step S301, the control unit 8B sets the minute period Δθon during the ON-fixed energization period θon (initial value θ 0 ). After adding the x increase/decrease flag F (step S302), the generated power Pgen and the inverter loss PIV are obtained (step S303), and the difference value Pc is calculated (step S304), but the present invention is not limited to this. For example, at the start of the minimum loss point tracking control, the control unit 8B may perform the processing of steps S303 and S304 without performing the processing of step S302 after performing the processing of step S301. In this case, the control unit 8B performs the process of step S302 after performing the process of step S306.

具体的には、図１０に示すように、まず、制御部８Ｂは、初期条件を設定する。すなわち、制御部８Ｂは、ステップＳ３０１の処理と同様に、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。さらに、制御部８Ｂは、前回の差分値Ｐｃｒｅｆを初期値「０」に、増減フラグＦを初期値「＋１」に設定する（ステップＳ４０１）。 Specifically, as shown in FIG. 10, the controller 8B first sets initial conditions. That is, the control unit 8B drives the inverter 4 by outputting to the switching elements SW1 to SW6 a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0, as in the process of step S301. do. Further, the control unit 8B sets the previous difference value Pcref to the initial value "0" and the increase/decrease flag F to the initial value "+1" (step S401).

初期条件が設定された後、交流電力検出部２０は、発電電流Ｉｇｅｎと交流電圧Ｖｇｅｎとを演算することで発電機２に入力される発電電力Ｐｇｅｎを算出する。また、インバータ損失演算部２１は、交流電力検出部２０から取得した発電電流Ｉｇｅｎの情報に基づいて、インバータ損失ＰＩＶを求める（ステップＳ４０２）。 After the initial conditions are set, the AC power detection unit 20 calculates the generated power Pgen input to the generator 2 by calculating the generated current Igen and the AC voltage Vgen. Also, the inverter loss calculation unit 21 obtains the inverter loss PIV based on the information of the generated current Igen acquired from the AC power detection unit 20 (step S402).

制御部８Ｂは、交流電力検出部２０が算出した発電電力Ｐｇｅｎと、インバータ損失演算部２１が求めたインバータ損失ＰＩＶとの差分値Ｐｃを求める（ステップＳ４０３）。 The control unit 8B obtains a difference value Pc between the generated power Pgen calculated by the AC power detection unit 20 and the inverter loss PIV obtained by the inverter loss calculation unit 21 (step S403).

制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを算出すると、その算出した現在の差分値Ｐｃと、前回算出した差分値Ｐｃｒｅｆとを比較し（ステップＳ４０４）、現在の差分値Ｐｃが、前回の差分値Ｐｃｒｅｆより大きい場合（Ｐｃ＞Ｐｃｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを前回の差分値Ｐｃｒｅｆとして設定する（ステップＳ４０６）。一方、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃと前回の差分値Ｐｃｒｅｆとを比較し、現在の差分値Ｐｃが、前回の差分値Ｐｃｒｅｆ以下である場合（Ｐｃ≦Ｐｃｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ４０５）。そして、制御部８Ｂは、現在の差分値Ｐｃを前回の差分値Ｐｃｒｅｆとして設定する（ステップＳ４０６）。その後、制御部８Ｂは、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加えて（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０２の処理に戻る。 After calculating the current difference value Pc, the control unit 8B compares the calculated current difference value Pc with the previously calculated difference value Pcref (step S404). If it is greater than Pcref (Pc>Pcref), the sign of the increase/decrease flag F is not changed. Then, the control unit 8B sets the current difference value Pc as the previous difference value Pcref (step S406). On the other hand, the control unit 8B compares the current difference value Pc with the previous difference value Pcref, and if the current difference value Pc is equal to or less than the previous difference value Pcref (Pc≦Pcref), the increase/decrease flag F is inverted (step S405). Then, the control unit 8B sets the current difference value Pc as the previous difference value Pcref (step S406). After that, the control unit 8B adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S407), and returns to the process of step S402.

（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態に係る発電システムＣについて、説明する。第３の実施形態に係る発電システムＣは、商用電力系統１００に対して、発電機２で発電された発電電力を供給するシステムである。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。 (Third Embodiment)
The power generation system C according to the third embodiment will be described below. A power generation system C according to the third embodiment is a system that supplies power generated by the power generator 2 to the commercial power system 100 . In addition, in the drawings, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted.

図１１は、第３の実施形態に係る発電システムＣの概略構成の一例を示す図である。
図１１に示すように、発電システムＣは、発電機２及び発電電力変換器３Ｃを備える。発電電力変換器３Ｃは、インバータ４、系統連系インバータ４Ｃ及びインバータ制御部５Ｃを備える。 FIG. 11 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a power generation system C according to the third embodiment.
As shown in FIG. 11, the power generation system C includes a generator 2 and a power generation converter 3C. The generated power converter 3C includes an inverter 4, a system interconnection inverter 4C, and an inverter controller 5C.

系統連系インバータ４Ｃは、入力がインバータ４の出力端子Ｎ１と基準端子Ｎ２とに接続され、出力が商用電力系統１００に接続されている。系統連系インバータ４Ｃは、インバータ４で直流に変換された発電電力Ｐｏｕｔを交流電力に変換することにより、商用電力系統１００の仕様に応じた電力（以下、「系統側交流電力Ｐｃｏｍ」という。）に変換する。そして、系統連系インバータ４Ｃは、その変換した系統側交流電力Ｐｃｏｍを商用電力系統１００に供給する。系統連系インバータ４Ｃは、インバータ制御部５Ｃによって制御されてもよい。 The grid-connected inverter 4</b>C has an input connected to the output terminal N<b>1 and the reference terminal N<b>2 of the inverter 4 , and an output connected to the commercial power system 100 . The grid-connected inverter 4C converts the generated power Pout, which has been converted to DC by the inverter 4, into AC power, thereby generating power (hereinafter referred to as "system-side AC power Pcom") according to the specifications of the commercial power system 100. Convert to The grid-connected inverter 4</b>C supplies the converted grid-side AC power Pcom to the commercial power grid 100 . The grid interconnection inverter 4C may be controlled by the inverter control unit 5C.

インバータ制御部５Ｃは、交流電力検出部３０及び制御部８Ｃを備える。 The inverter control unit 5C includes an AC power detection unit 30 and a control unit 8C.

交流電力検出部３０は、例えば、系統連系インバータ４Ｃと商用電力系統１００との間に設けられたカレントトランス（ＣＴ）等により、系統連系インバータ４Ｃから商用電力系統１００に供給される交流電流Ｉｃｏｍを検出する。ただし、交流電力検出部３０は、交流電流Ｉｃｏｍを検出できればよく、その検出方法には特に限定されない。例えば、交流電力検出部３０は、電圧センサや抵抗分圧等の公知の技術を用いて交流電流Ｉｃｏｍを検出してもよい。 The AC power detection unit 30 detects, for example, an AC current supplied from the grid-connected inverter 4C to the commercial power system 100 by a current transformer (CT) or the like provided between the grid-connected inverter 4C and the commercial power system 100. Detect Icom. However, the AC power detection unit 30 only needs to be able to detect the AC current Icom, and the detection method is not particularly limited. For example, the AC power detection unit 30 may detect the AC current Icom using a known technique such as a voltage sensor or resistance voltage division.

交流電力検出部３０は、系統連系インバータ４Ｃから商用電力系統１００に出力される交流電圧Ｖｃｏｍを検出する。交流電力検出部３０は、交流電流Ｉｃｏｍ及び交流電流Ｉｃｏｍを乗算することで系統側交流電力Ｐｃｏｍを算出する。そして、交流電力検出部３０は、算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍを制御部８Ｃに出力する。なお、交流電力検出部３０は、系統連系インバータ４Ｃから商用電力系統１００に出力される交流電圧Ｖｃｏｍを検出する検出方法は特に限定されず、交流電圧Ｖｃｏｍの値を検出できればよい。例えば、交流電力検出部３０は、公知の技術を用いて交流電圧Ｖｃｏｍを検出してもよい。 AC power detection unit 30 detects AC voltage Vcom output from grid-connected inverter 4</b>C to commercial power system 100 . The AC power detection unit 30 calculates the system side AC power Pcom by multiplying the AC current Icom by the AC current Icom. Then, the AC power detection unit 30 outputs the calculated grid-side AC power Pcom to the control unit 8C. The method of detecting AC voltage Vcom output from grid-connected inverter 4C to commercial power system 100 is not particularly limited, and AC power detection unit 30 may detect the value of AC voltage Vcom. For example, the AC power detection section 30 may detect the AC voltage Vcom using a known technique.

制御部８Ｃは、制御部８と同様に、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御することで、インバータ４において発電機２からの発電電力を直流に変換させる。例えば、制御部８は、Ｕ相のコイルＬｕ、Ｖ相のコイルＬｖ及びＷ相のコイルＬｗのそれぞれに流れる電流の位相が１２０度ずつずれるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御するスイッチング制御を行う。
その際、制御部８Ｃは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のそれぞれにおいて、スイッチング素子ＳＷをオン状態に維持する期間であるオン固定通電期間θｏｎを変化させながら合計損失ＰＳが最小となるようにオン固定通電期間θｏｎを制御する最小損失点追従制御を実行する。 Like the control unit 8, the control unit 8C controls the ON state and OFF state of each of the switching elements SW1 to SW6, thereby causing the inverter 4 to convert the power generated by the generator 2 into direct current. For example, the control unit 8 turns on and off the switching elements SW1 to SW6 so that the phases of the currents flowing through the U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw are shifted by 120 degrees. Perform switching control to control the state.
At this time, the control unit 8C changes the on-fixed energization period θon , which is the period during which the switching elements SW1 to SW6 are maintained in the ON state, while changing the switching elements SW1 to SW6 so that the total loss PS is minimized. Minimum loss point follow-up control for controlling the energization period θon is executed.

例えば、制御部８Ｃは、交流電力検出部３０が算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍが最大になるようにオン固定通電期間θｏｎを制御する最小損失点追従制御を実行する。ここで、発電機２の回転数が一定である場合には、オン固定通電期間θｏｎに対する合計損失ＰＳの傾向と系統側交流電力Ｐｃｏｍの傾向とは、互いに反対の傾向を示す。すなわち、発電機２の回転数が一定である場合には、合計損失ＰＳが最小となるオン固定通電期間θｏｎと、系統側交流電力Ｐｃｏｍが最大となるオン固定通電期間θｏｎとは、同一となる。したがって、本実施形態に係る制御部８は、最小損失点追従制御において、発電機２の駆動時にインバータ４のオン固定通電期間θｏｎを変化させながら、系統側交流電力Ｐｃｏｍが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン状態及びオフ状態を制御する。 For example, the control unit 8C performs minimum loss point follow-up control for controlling the on-fixed energization period θon so that the grid-side AC power Pcom calculated by the AC power detection unit 30 is maximized. Here, when the rotation speed of the generator 2 is constant, the tendency of the total loss PS and the tendency of the grid-side AC power Pcom with respect to the on-fixed energization period θon show opposite tendencies. That is, when the rotation speed of the generator 2 is constant, the ON fixed energization period θon in which the total loss PS is minimized and the ON fixed energization period θon in which the system side AC power Pcom is maximized are the same. Become. Therefore, in the minimum loss point follow-up control, the control unit 8 according to the present embodiment performs switching such that the grid-side AC power Pcom is maximized while changing the on-fixed energization period θon of the inverter 4 when the generator 2 is driven. It controls the on-state and off-state of the elements SW1 to SW6.

次に、第３の実施形態に係る最小損失点追従制御の動作の流れについて、図１２を用いて説明する。図１２は、第３の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。 Next, the operation flow of the minimum loss point follow-up control according to the third embodiment will be explained using FIG. FIG. 12 is a flowchart of minimum loss point follow-up control according to the third embodiment.

まず、制御部８Ｃは、系統連系インバータ４Ｃを駆動するとともに、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。これにより、オン固定通電期間θｏｎ＝初期値θ０の期間において、スイッチング素子ＳＷがオン状態に制御されたインバータ４は、発電機２からの交流電力の発電電力を直流に変換することでその変換した直流の発電電力Ｐｏｕｔを系統連系インバータ４Ｃに供給する。系統連系インバータ４Ｃは、インバータ４から供給された直流の発電電力Ｐｏｕｔを系統側交流電力Ｐｃｏｍに変換して商用電力系統１００に供給する（ステップＳ５０１）。 First, the control unit 8C drives the grid-connected inverter 4C, and outputs a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0 to the switching elements SW1 to SW6. to drive. As a result, the inverter 4, in which the switching element SW is controlled to be in the ON state, converts the AC power generated from the generator 2 into DC power during the fixed ON energization period θon = initial value θ0. The generated DC power Pout is supplied to the grid-connected inverter 4C. The grid-connected inverter 4C converts the DC generated power Pout supplied from the inverter 4 into grid-side AC power Pcom, and supplies the grid-side AC power Pcom to the commercial power grid 100 (step S501).

次に、制御部８Ｃは、発電機２が駆動している状態において、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加える（ステップＳ５０２）。交流電力検出部３０は、系統連系インバータ４Ｃから商用電力系統１００に供給される交流電流Ｉｃｏｍを検出する。交流電力検出部３０は、系統連系インバータ４Ｃから商用電力系統１００に出力される交流電圧Ｖｃｏｍを検出する（ステップＳ５０３）。そして、交流電力検出部３０は、交流電流Ｉｃｏｍ及び交流電流Ｉｃｏｍを乗算することで系統側交流電力Ｐｃｏｍを算出する（ステップＳ５０４）。 Next, while the generator 2 is being driven, the controller 8C adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S502). AC power detection unit 30 detects AC current Icom supplied from grid-connected inverter 4</b>C to commercial power system 100 . AC power detection unit 30 detects AC voltage Vcom output from grid-connected inverter 4C to commercial power system 100 (step S503). Then, the AC power detection unit 30 multiplies the AC current Icom by the AC current Icom to calculate the grid-side AC power Pcom (step S504).

制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを算出すると、その算出した現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと、前回の制御周期で算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍとを比較する（ステップＳ５０５）。なお、説明が煩雑になることを防ぐため、前回の制御周期で算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍを系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆと表記する。なお、系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆの初期値は、ステップＳ５０１において設定され、本実施形態では「０」に設定される。 After calculating the current system-side AC power Pcom, the control unit 8C compares the calculated current system-side AC power Pcom with the system-side AC power Pcom calculated in the previous control cycle (step S505). To avoid complicating the description, the grid-side AC power Pcom calculated in the previous control cycle is referred to as grid-side AC power Pcomref. Note that the initial value of the grid-side AC power Pcomref is set in step S501, and is set to "0" in this embodiment.

制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとを比較し、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍが、前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆより大きい場合（Ｐｃｏｍ＞Ｐｃｏｍｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとして設定して（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ５０２の処理にて、制御部８Ｃは、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎを増加させて新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８Ｃは、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 The control unit 8C compares the current system-side AC power Pcom with the previous system-side AC power Pcomref, and if the current system-side AC power Pcom is greater than the previous system-side AC power Pcomref (Pcom>Pcomref), does not change the sign of the increase/decrease flag F. Then, the control unit 8C sets the current system-side AC power Pcom as the previous system-side AC power Pcomref (step S506), and returns to the process of step S502. Therefore, in the processing of step S502, the control unit 8C increases the current fixed ON energization period θon by a minute period Δθon to set a new fixed ON energization period θon. Therefore, the control unit 8C outputs a control signal having the new ON fixed energization period θon to the switching element SW.

一方、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとを比較し、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍが、前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆ以上である場合（Ｐｃ≦Ｐｃｏｍｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ５０７）。そして、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとして設定して（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０２の処理に戻る。したがって、ステップＳ５０２の処理にて、制御部８Ｃは、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎを減少させて新たなオン固定通電期間θｏｎを設定する。したがって、制御部８Ｃは、その新たなオン固定通電期間θｏｎを有する制御信号をスイッチング素子ＳＷに出力する。 On the other hand, the control unit 8C compares the current system-side AC power Pcom with the previous system-side AC power Pcomref, and if the current system-side AC power Pcom is equal to or greater than the previous system-side AC power Pcomref (Pc≦ Pcomref), the sign of the increase/decrease flag F is reversed (step S507). Then, the control unit 8C sets the current system-side AC power Pcom as the previous system-side AC power Pcomref (step S506), and returns to the process of step S502. Therefore, in the processing of step S502, the control unit 8C sets a new fixed ON energization period θon by decreasing the current fixed ON energization period θon by a minute period Δθon. Therefore, the control unit 8C outputs a control signal having the new ON fixed energization period θon to the switching element SW.

このように、制御部８Ｃは、ステップＳ５０２～ステップＳ５０７を繰り返すことで、オン固定通電期間θｏｎをパラメータとして、前回のオン固定通電期間θｏｎから微小期間Δθｏｎだけ増加又は減少させながら系統側交流電力Ｐｃｏｍが前回の値よりも大きくなるようにインバータ４をスイッチング制御する。これにより、制御部８Ｃは、オン固定通電期間θｏｎを増加又は減少させながら最小損失点を探索することが可能となる。その結果、発電システムＡは、発電機２の回転数、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の温度、電源装置１の出力電圧、発電機２やスイッチング素子ＳＷ１～６の個体ばらつき等によらず、最小損失で発電機２を運転継続することができる。 In this way, by repeating steps S502 to S507, the control unit 8C uses the on-fixed energization period θon as a parameter to increase or decrease the grid-side AC power Pcom by a minute period Δθon from the previous on-fixed energization period θon. Switching of the inverter 4 is controlled so that is larger than the previous value. As a result, the controller 8C can search for the minimum loss point while increasing or decreasing the on-fixed energization period θon. As a result, the power generation system A can be operated regardless of the rotation speed of the generator 2, the temperature of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6, the output voltage of the power supply device 1, and the individual variation of the generator 2 and the switching elements SW1 to SW6. , the generator 2 can continue to operate with minimal loss.

上記第３の実施形態において、制御部８Ｃは、最小損失点追従制御の開始時において、ステップＳ５０１の処理で初期条件を設定した後に、オン固定通電期間θｏｎ（初期値θ０）に微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを足してから（ステップＳ５０２）、交流電流Ｉｃｏｍ及び交流電流Ｉｃｏｍの取得（ステップＳ５０３）、系統側交流電力Ｐｃｏｍの演算（ステップＳ５０４）を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部８Ｃは、最小損失点追従制御の開始時においては、ステップＳ５０１の処理を行った後に、ステップＳ５０２の処理を行わずに、ステップＳ５０３，Ｓ５０４の処理を実行してもよい。この場合には、制御部８Ｃは、ステップＳ５０６の処理を行った後に、ステップＳ５０２の処理を行うことになる。 In the third embodiment, at the start of the minimum loss point follow-up control, after setting the initial conditions in the process of step S501, the control unit 8C sets the minute period Δθon in the ON-fixed energization period θon (initial value θ 0 ). After adding the × increase/decrease flag F (step S502), the AC current Icom and the AC current Icom are acquired (step S503), and the system side AC power Pcom is calculated (step S504), but the present invention is not limited to this. . For example, at the start of the minimum loss point follow-up control, the control unit 8C may perform the processing of steps S503 and S504 without performing the processing of step S502 after performing the processing of step S501. In this case, the control unit 8C performs the process of step S502 after performing the process of step S506.

具体的には、図１３に示すように、まず、制御部８Ｃは、初期条件を設定する。すなわち、制御部８Ｃは、ステップＳ５０１の処理と同様に、オン固定通電期間θｏｎを予め設定された初期値θ０に設定した制御信号をスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６に出力することで、インバータ４を駆動する。さらに、制御部８Ｃは、前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆを初期値「０」に、増減フラグＦを初期値「＋１」に設定する（ステップＳ６０１）。 Specifically, as shown in FIG. 13, first, the control unit 8C sets initial conditions. That is, the control unit 8C drives the inverter 4 by outputting to the switching elements SW1 to SW6 a control signal that sets the on-fixed energization period θon to a preset initial value θ0, as in the process of step S501. do. Furthermore, the control unit 8C sets the previous grid-side AC power Pcomref to an initial value of "0" and the increase/decrease flag F to an initial value of "+1" (step S601).

初期条件が設定された後、交流電力検出部３０は、交流電流Ｉｃｏｍ及び交流電流Ｉｃｏｍの取得する（ステップＳ６０２）。そして、交流電力検出部３０は、交流電流Ｉｃｏｍ及び交流電流Ｉｃｏｍから系統側交流電力Ｐｃｏｍを演算する（ステップＳ６０３）。 After the initial conditions are set, the AC power detector 30 acquires the AC current Icom and the AC current Icom (step S602). Then, the AC power detection unit 30 calculates the grid-side AC power Pcom from the AC current Icom and the AC current Icom (step S603).

制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを算出すると、その算出した現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと、前回算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとを比較し（ステップＳ６０４）、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍが、前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆより大きい場合（Ｐｃｏｍ＞Ｐｃｏｍｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号は変更しない。そして、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとして設定する（ステップＳ６０６）。一方、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとを比較し、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍが、前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆ以下である場合（Ｐｃｏｍ≦Ｐｃｏｍｒｅｆ）には、増減フラグＦの符号を反転させる（ステップＳ６０５）。そして、制御部８Ｃは、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍを前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍｒｅｆとして設定する（ステップＳ６０６）。その後、制御部８Ｃは、現在のオン固定通電期間θｏｎに、微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを加えて（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０２の処理に戻る。 After calculating the current system-side AC power Pcom, the control unit 8C compares the calculated current system-side AC power Pcom with the previously calculated system-side AC power Pcomref (step S604), and calculates the current system-side AC power Pcom. If the power Pcom is greater than the previous grid-side AC power Pcomref (Pcom>Pcomref), the sign of the increase/decrease flag F is not changed. Then, the control unit 8C sets the current system-side AC power Pcom as the previous system-side AC power Pcomref (step S606). On the other hand, the control unit 8C compares the current system-side AC power Pcom with the previous system-side AC power Pcomref, and if the current system-side AC power Pcom is equal to or less than the previous system-side AC power Pcomref (Pcom≦ Pcomref), the sign of the increase/decrease flag F is reversed (step S605). Then, the control unit 8C sets the current system-side AC power Pcom as the previous system-side AC power Pcomref (step S606). Thereafter, the control unit 8C adds the minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current ON-fixed energization period θon (step S607), and returns to the process of step S602.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design and the like are included within the scope of the gist of the present invention.

（変形例１）
第１の実施形態、第２の実施形態又は第３の実施形態において、最小損失点追従制御において、変更するオン固定通電期間θｏｎの範囲に制限を設けてもよい。例えば、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、最小損失点追従制御におけるオン固定通電期間θｏｎを、最小値θｏｎＭＩＮ（最小限度値）と最大値θｏｎＭＡＸ（最大限度値）との間の範囲（θｏｎＭＩＮ≦θｏｎ≦θｏｎＭＡＸ）内において変更してもよい。 (Modification 1)
In the first, second, or third embodiment, in the minimum loss point follow-up control, a limit may be placed on the range of the fixed ON energization period θon to be changed. For example, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C sets the ON fixed energization period θon in the minimum loss point follow-up control between the minimum value θon MIN (minimum limit value) and the maximum value θon MAX (maximum limit value). (θon MIN ≤ θon ≤ θon MAX ).

（変形例２）
第１の実施形態、第２の実施形態又は第３の実施形態において、発電システムは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６の温度Ｔｓｗを測定する第１の温度センサを備えてもよい。そして、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、最小損失点追従制御において、上記第１の温度センサで測定された温度Ｔｓｗが予め設定された第１の閾値Ｔｔｈ１以上になった場合には、当該温度Ｔｓｗが第１の閾値Ｔｔｈ１未満になるまで強制的にオン固定通電期間θｏｎを増大させてもよい。例えば、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、最小損失点追従制御を行っていても、温度Ｔｓｗが第１の閾値Ｔｔｈ１以上になった場合には、割り込み処理として強制的にオン固定通電期間θｏｎを増大させてもよい。これにより、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６による損失（インバータ損失）が低減され、制御部８又は制御部８Ｂは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６が発熱により故障することを防止することができる。なお、強制的にオン固定通電期間θｏｎを増大させる方法として、例えば、増減フラグＦの符号を強制的に「＋１」に固定する方法がある。 (Modification 2)
In the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment, the power generation system may include a first temperature sensor that measures the temperature Tsw of the switching elements SW1-SW6. Then, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C performs the minimum loss point follow-up control when the temperature Tsw measured by the first temperature sensor becomes equal to or higher than a preset first threshold value Tth1. Alternatively, the on-fixed energization period θon may be forcibly increased until the temperature Tsw becomes less than the first threshold value Tth1. For example, even if the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C is performing the minimum loss point follow-up control, when the temperature Tsw becomes equal to or higher than the first threshold value Tth1, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C is forcibly fixed to ON as interrupt processing. The energization period θon may be increased. As a result, the loss (inverter loss) due to the switching elements SW1 to SW6 is reduced, and the control section 8 or the control section 8B can prevent the switching elements SW1 to SW6 from malfunctioning due to heat generation. As a method of forcibly increasing the on-fixed energization period θon, for example, there is a method of forcibly fixing the sign of the increase/decrease flag F to "+1".

（変形例３）
第１の実施形態、第２の実施形態又は第３の実施形態において、発電システムは、発電機２の温度ＴＧを測定する第２の温度センサを備えてもよい。この発電機２の温度ＴＧとは、例えば、コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの各温度である。そして、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、最小損失点追従制御において、上記第２の温度センサで測定された温度ＴＧが予め設定された第２の閾値Ｔｔｈ２以上になった場合には、当該温度ＴＧが第２の閾値Ｔｔｈ２未満になるまで強制的にオン固定通電期間θｏｎを低減させてもよい。例えば、制御部８又は制御部８Ｂは、最小損失点追従制御を行っていても、温度ＴＧが第２の閾値Ｔｔｈ２以上になった場合には、割り込み処理として強制的にオン固定通電期間θｏｎを低減させてもよい。これにより、発電機損失が低減され、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの発熱により発電機２が故障することを防止することができる。なお、強制的にオン固定通電期間θｏｎを低減させる方法として、例えば、増減フラグＦの符号を強制的に「－１」に固定する方法がある。 (Modification 3)
In the first, second or third embodiment, the power generation system may comprise a second temperature sensor that measures the temperature T G of the generator 2 . The temperature TG of the generator 2 is, for example, each temperature of the coils Lu, Lv, and Lw. Then, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C performs the minimum loss point follow-up control when the temperature TG measured by the second temperature sensor becomes equal to or higher than the preset second threshold value Tth2 . Alternatively, the on-fixed energization period θon may be forcibly reduced until the temperature TG becomes less than the second threshold value Tth2 . For example, even if the minimum loss point follow-up control is being performed, the control unit 8 or the control unit 8B forcibly performs the ON fixed energization period θon as interrupt processing when the temperature TG becomes equal to or higher than the second threshold value Tth2 . may be reduced. As a result, the generator loss is reduced, and the controller 8, the controller 8B, or the controller 8C can prevent the generator 2 from malfunctioning due to the heat generated by the coils Lu, Lv, and Lw. As a method of forcibly reducing the on-fixed energization period θon, for example, there is a method of forcibly fixing the sign of the increase/decrease flag F to "-1".

（変形例４）
第１の実施形態、第２の実施形態又は第３の実施形態において、発電システムは、上記第１の温度センサと上記第２の温度センサとの双方を備えてもよい。そして、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、温度Ｔｓｗが第１の閾値Ｔｔｈ１以上となり、かつ、温度ＴＧが第２の閾値Ｔｔｈ２以上となった場合には、発電機２の発電電流が低減するように制御してもよい。例えば、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、発電機２の発電電流における目標値を下げる。これにより、インバータ損失と発電機損失との双方が低減され、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６と発電機２との発熱による故障を防止することができる。 (Modification 4)
In the first, second, or third embodiment, the power generation system may include both the first temperature sensor and the second temperature sensor. Then, when the temperature Tsw becomes equal to or higher than the first threshold value Tth1 and the temperature TG becomes equal to or higher than the second threshold value Tth2, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C controls the power generation of the generator 2. You may control so that an electric current may reduce. For example, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C lowers the target value of the current generated by the generator 2. As a result, both the inverter loss and the generator loss are reduced, and failure due to heat generation of the switching elements SW1 to SW6 and the generator 2 can be prevented.

（変形例５）
第１の実施形態において、制御部８は、電流検出部６で検出された出力電流Ｉｏｕｔと電圧検出部７で検出された出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで発電電力Ｐｏｕｔを取得したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、制御部８は、発電電力Ｐｏｕｔを取得できればよく、その取得方法には特に限定されない。例えば、制御部８は、接続線Ｌ１に設けられた電力センサにより発電電力Ｐｏｕｔを取得してもよい。また、制御部８は、発電機２の発電電流やインバータ４の変換効率等から発電電力Ｐｏｕｔを算出することで、当該発電電力Ｐｏｕｔを取得してもよい。 (Modification 5)
In the first embodiment, the control unit 8 obtains the generated power Pout by multiplying the output current Iout detected by the current detection unit 6 by the output voltage Vout detected by the voltage detection unit 7. The invention is not so limited. That is, the control unit 8 only needs to acquire the generated power Pout, and the acquisition method is not particularly limited. For example, the control unit 8 may acquire the generated power Pout from a power sensor provided on the connection line L1. Further, the control unit 8 may acquire the generated power Pout by calculating the generated power Pout from the generated current of the generator 2, the conversion efficiency of the inverter 4, or the like.

（変形例６）
第３の実施形態において、交流電力検出部３０は、商用電力系統１００と系統連系インバータ４Ｃとの間に設けられた電力センサにより系統側交流電力Ｐｃｏｍを取得してもよい。 (Modification 6)
In the third embodiment, the AC power detection unit 30 may acquire the grid-side AC power Pcom from a power sensor provided between the commercial power grid 100 and the grid-connected inverter 4C.

（変形例７）
第１の実施形態、第２の実施形態又は第３の実施形態において、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、指令値生成部１３は、最小損失点追従制御部１１が求めた新たなオン固定通電期間θｏｎの間では常にキャリア波ＣＷの電圧値Ｖｃよりも高い電圧値Ｖｏｎになり、且つ、当該新たなオン固定通電期間θｏｎ以外の期間においては第１の制御指令値の電圧値Ｖｓ１となる信号を、最終的な指令値（第２の制御指令値）Ｓ２として求めたが、これに限定されない。例えば、制御部８は、図１４に示すように、ＰＷＭ信号とオン固定通電信号とを個々に生成して、スイッチング素子ＳＷに出力してもよい。
例えば、図１４に示すように、制御部８は、電流制御部１０、キャリア波生成部１２、最小損失点追従制御部１１０、ＰＷＭ信号生成部１４０及び選択部１５０を備える。 (Modification 7)
In the first embodiment, the second embodiment, or the third embodiment, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C, the command value generation unit 13, the new During the on-fixed energization period θon, the voltage value Von is always higher than the voltage value Vc of the carrier wave CW, and during periods other than the new on-fixed energization period θon, the voltage value of the first control command value Although the signal that becomes Vs1 is obtained as the final command value (second control command value) S2, it is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14, the control unit 8 may individually generate the PWM signal and the fixed ON energization signal and output them to the switching element SW.
For example, as shown in FIG. 14, the control section 8 includes a current control section 10, a carrier wave generation section 12, a minimum loss point tracking control section 110, a PWM signal generation section 140 and a selection section 150.

最小損失点追従制御部１１０は、電流検出部６が検出した出力電流Ｉｏｕｔと、電圧検出部７が検出した出力電圧Ｖｏｕｔとを乗算することで現在の発電電力Ｐｏｕｔ（＝Ｉｏｕｔ×Ｖｏｕｔ）を算出する。そして、最小損失点追従制御部１１０は、算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｏｕｔとを比較して、現在の発電電力Ｐｏｕｔが前回の発電電力Ｐｏｕｔよりも大きい場合には、増減フラグＦをそのままにして、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを足して新たなオン固定通電期間θｏｎだけ常に第１の電圧Ｖ１であるオン固定通電信号を生成する。一方、最小損失点追従制御部１１０は、算出した現在の発電電力Ｐｏｕｔと前回の発電電力Ｐｏｕｔとを比較して、現在の発電電力Ｐｏｕｔが前回の発電電力Ｐｏｕｔよりも小さい場合には、増減フラグＦを反転して、現在のオン固定通電期間θｏｎに微小期間Δθｏｎ×増減フラグＦを足して新たなオン固定通電期間θｏｎだけ常に第１の電圧Ｖ１であるオン固定通電信号を生成する。そして、最小損失点追従制御部１１０は、生成したオン固定通電信号を選択部１５０に出力する。 The minimum loss point follow-up control unit 110 multiplies the output current Iout detected by the current detection unit 6 by the output voltage Vout detected by the voltage detection unit 7 to calculate the current generated power Pout (=Iout×Vout). do. Then, minimum loss point follow-up control unit 110 compares the calculated current generated power Pout with the previous generated power Pout. F is left as it is, and minute period Δθon×increase/decrease flag F is added to the current ON-fixed energization period θon to generate an ON-fixed energization signal that is always at the first voltage V1 for the new ON-fixed energization period θon. On the other hand, minimum loss point follow-up control unit 110 compares the calculated current generated power Pout with the previous generated power Pout. By inverting F and adding minute period Δθon×increase/decrease flag F to the current on-fixed energization period θon, an on-fixed energization signal that is always at the first voltage V1 for the new on-fixed energization period θon is generated. Then, minimum loss point follow-up control section 110 outputs the generated fixed ON energization signal to selection section 150 .

ＰＷＭ信号生成部１４０は、電流制御部１０が生成した第１の制御指令値Ｓ１と、キャリア波生成部１２から取得したキャリア波ＣＷとを比較し、キャリア波ＣＷより第１の制御指令値Ｓ１の電圧値が大きい期間には、第１の電圧Ｖ１となり、キャリア波ＣＷより第１の制御指令値Ｓ１の電圧値が小さい期間には第１の電圧Ｖ１とは異なる第２の電圧Ｖ２となるＰＷＭ信号を生成する。そして、ＰＷＭ信号生成部１４０は、生成したＰＷＭ信号を選択部１５０に出力する。 The PWM signal generation unit 140 compares the first control command value S1 generated by the current control unit 10 with the carrier wave CW acquired from the carrier wave generation unit 12, and generates the first control command value S1 from the carrier wave CW. is the first voltage V1 during the period when the voltage value of the carrier wave CW is large, and becomes the second voltage V2 different from the first voltage V1 during the period when the voltage value of the first control command value S1 is smaller than that of the carrier wave CW. Generate a PWM signal. Then, PWM signal generation section 140 outputs the generated PWM signal to selection section 150 .

選択部１５０は、最小損失点追従制御部１１０から電圧値Ｖ１のオン固定通電信号を取得した場合には、当該オン固定通電信号を制御信号としてスイッチング素子ＳＷに出力する。一方、選択部１５０は、最小損失点追従制御部１１０から電圧値Ｖ１のオン固定通電信号を取得しない場合には、ＰＷＭ信号生成部１４０から取得するＰＷＭ信号を制御信号としてスイッチング素子ＳＷに出力する。このように、選択部１５０は、最小損失点追従制御部１１０から電圧値Ｖ１のオン固定通電信号を取得した場合には、制御信号として当該オン固定通電信号を選択し、当該オン固定通電信号を取得しない場合には、ＰＷＭ信号を制御信号として選択してスイッチング素子ＳＷに出力する。
なお、変形例７及び図１１で説明した方法は、第２の実施形態に係る制御部８Ｂに適用可能である。ただし、その場合には、制御部８Ｂの最小損失点追従制御部１１０は、現在の差分値Ｐｃと前回の差分値Ｐｃとを比較することになる。変形例７及び図１１で説明した方法は、第３の実施形態に係る制御部８Ｃに適用可能である。ただし、その場合には、制御部８Ｃの最小損失点追従制御部１１０は、現在の系統側交流電力Ｐｃｏｍと前回の系統側交流電力Ｐｃｏｍとを比較することになる。 When the selection unit 150 acquires the fixed ON energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point follow-up control unit 110, the selection unit 150 outputs the fixed ON energization signal as a control signal to the switching element SW. On the other hand, when the selection unit 150 does not acquire the ON-fixed energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point follow-up control unit 110, the selection unit 150 outputs the PWM signal acquired from the PWM signal generation unit 140 to the switching element SW as a control signal. . In this manner, when the selection unit 150 acquires the fixed ON energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point follow-up control unit 110, the selection unit 150 selects the fixed ON energization signal as the control signal and outputs the fixed ON energization signal. If not, the PWM signal is selected as the control signal and output to the switching element SW.
It should be noted that the method described in Modification 7 and FIG. 11 can be applied to the control unit 8B according to the second embodiment. However, in that case, the minimum loss point tracking control section 110 of the control section 8B compares the current difference value Pc with the previous difference value Pc. Modification 7 and the method described in FIG. 11 are applicable to the control unit 8C according to the third embodiment. However, in that case, the minimum loss point follow-up control unit 110 of the control unit 8C compares the current system-side AC power Pcom with the previous system-side AC power Pcom.

上述したように、本発明者は、オン固定通電期間θｏｎが高くなるにつれて、発電機損失ＰＧが増加する傾向にあるともにインバータ損失ＰＩＶが減少する傾向にあることを発見し、合計損失ＰＳにはオン固定通電期間θｏｎをパラメータとする最小損失点が存在することを見出した。本実施形態に係る発電電力変換器３は、このような知見に基づいてなされたものであって、インバータ４を構成するスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン固定通電期間θｏｎを変化させながら、発電機損失ＰＧとインバータ損失ＰＩＶとを含む合計損失ＰＳが最小となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６をスイッチング制御する制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃを備える。 As described above, the present inventors have found that as the on-fixed energization period θon increases, the generator loss P G tends to increase and the inverter loss P IV tends to decrease, and the total loss P It was found that S has a minimum loss point with the on-fixed energization period θon as a parameter. The generated power converter 3 according to the present embodiment is made based on such knowledge, and while changing the ON fixed energization period θon of the switching elements SW1 to SW6 constituting the inverter 4, the generator loss A control section 8, a control section 8B or a control section 8C is provided for controlling the switching of the switching elements SW1 to SW6 so that the total loss P.sub.S including the P.sub.G and the inverter loss P.sub.IV is minimized.

このような構成によれば、発電機２の回転数変動が発生した場合であっても、合計損失ＰＳを常に最小損失となるように維持することができる。そのため、発電機２の回転数変動により発電システムで発生する損失を低減することができる。 According to such a configuration, even when the rotation speed of the generator 2 fluctuates, the total loss PS can always be maintained at the minimum loss. Therefore, loss generated in the power generation system due to fluctuations in the rotation speed of the generator 2 can be reduced.

例えば、制御部８は、電源装置１からインバータ４に入力する発電電力Ｐｏｕｔが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン固定通電期間θｏｎを変化させてもよい。例えば、制御部８Ｂは、交流電力検出部２０が算出した発電電力Ｐｇｅｎと、インバータ損失演算部２１が求めたインバータ損失ＰＩＶとの差分値Ｐｃが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン固定通電期間θｏｎを変化させてもよい。例えば、制御部８Ｃは、交流電力検出部２０が算出した系統側交流電力Ｐｃｏｍが最大となるようにスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６のオン固定通電期間θｏｎを変化させてもよい。
このように、本実施形態に係るオン固定通電期間θｏｎは、固定値ではなく、発電電力Ｐｇｅｎ、差分値Ｐｃ、又は系統側交流電力Ｐｃｏｍに応じて変動する変動値である。 For example, the control unit 8 may change the on-fixed energization period θon of the switching elements SW1 to SW6 so that the generated power Pout input from the power supply device 1 to the inverter 4 is maximized. For example, the control unit 8B turns on the switching elements SW1 to SW6 so that the difference value Pc between the generated power Pgen calculated by the AC power detection unit 20 and the inverter loss PIV obtained by the inverter loss calculation unit 21 becomes maximum. The fixed energization period θon may be changed. For example, the control unit 8C may change the on-fixed energization period θon of the switching elements SW1 to SW6 so that the grid-side AC power Pcom calculated by the AC power detection unit 20 is maximized.
Thus, the fixed ON energization period θon according to the present embodiment is not a fixed value, but a variable value that fluctuates according to the generated power Pgen, the difference value Pc, or the grid-side AC power Pcom.

また、制御部８、制御部８Ｂ又は制御部８Ｃは、発電機２からの発電電流が目標値に追従するようにその発電電流をフィードバック制御する構成を備えてもよい。そして、オン固定通電期間θｏｎの制御周波数は、負荷変動時におけるフィードバック制御の共振周波数よりも小さく、かつ、発電機２の回転数変動の周波数よりも大きい値であってもよい。 Further, the control unit 8, the control unit 8B, or the control unit 8C may have a configuration for feedback-controlling the generated current from the generator 2 so that the generated current follows the target value. The control frequency of the ON-fixed energization period θon may be a value that is lower than the resonance frequency of feedback control during load fluctuation and higher than the frequency of rotation speed fluctuation of the generator 2 .

このような構成によれば、最小損失点追従制御において設定されるオン固定通電期間θｏｎは、共振などの過渡状態には追従せずに、発電機２の回転数変動に十分に応答して追従できる。 According to such a configuration, the on-fixed energization period θon set in the minimum loss point follow-up control does not follow a transient state such as resonance, but sufficiently responds and follows the rotation speed fluctuation of the generator 2. can.

また、発電システムＡ、発電システムＢ及び発電システムＣは、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６の温度Ｔｓｗを測定する第１の温度センサを更に備えてもよい。そして、制御部８、制御部８Ｂ及び制御部８Ｃは、第１の温度センサにより測定された温度Ｔｓｗが第１の閾値Ｔｔｈ１以上になった場合には、強制的にオン固定通電期間θｏｎを低減させてもよい。 Moreover, the power generation system A, the power generation system B, and the power generation system C may further include a first temperature sensor that measures the temperature Tsw of the switching elements SW1 to SW6. Then, when the temperature Tsw measured by the first temperature sensor becomes equal to or greater than the first threshold value Tth1, the control units 8, 8B, and 8C forcibly reduce the on-fixed energization period θon. You may let

このような構成によれば、インバータ損失が低減され、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６が発熱により故障することを防止することができる。 With such a configuration, the inverter loss can be reduced, and the switching elements SW1 to SW6 can be prevented from being damaged due to heat generation.

また、発電システムＡ、発電システムＢ及び発電システムＣは、発電機２の温度を測定する第２の温度センサを更に備えてもよい。そして、制御部８、制御部８Ｂ及び制御部８Ｃは、第２の温度センサにより測定された温度ＴＧが第２の閾値Ｔｔｈ２以上になった場合には、強制的にオン固定通電期間θｏｎを増加させてもよい。 Moreover, power generation system A, power generation system B, and power generation system C may further include a second temperature sensor that measures the temperature of the generator 2 . Then, when the temperature TG measured by the second temperature sensor becomes equal to or higher than the second threshold value Tth2 , the control units 8, 8B, and 8C forcibly set the on-fixed energization period θon. may be increased.

このような構成によれば、発電機損失が低減され、コイルＬｕ、Ｌｖ、Ｌｗの発熱により発電機２が故障することを防止することができる。 According to such a configuration, generator loss is reduced, and it is possible to prevent the generator 2 from malfunctioning due to heat generation of the coils Lu, Lv, and Lw.

なお、上述した制御部８、制御部８Ｂ及び制御部８Ｃの全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、上記制御部８、制御部８Ｂ及び制御部８Ｃの全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 All or part of the control unit 8, the control unit 8B, and the control unit 8C described above may be realized by a computer. In this case, the computer may include a processor such as a CPU or GPU and a computer-readable recording medium. Then, a program for realizing all or part of the functions of the control unit 8, the control unit 8B, and the control unit 8C by a computer is recorded on the computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be loaded into the processor and executed. The term "computer-readable recording medium" as used herein refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks incorporated in computer systems. Furthermore, "computer-readable recording medium" means a medium that dynamically retains a program for a short period of time, like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include something that holds the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client in that case. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be implemented using a programmable logic device such as FPGA.

Ａ，Ｂ，Ｃ 発電システム
１ 電源装置
２ 発電機
３ 発電電力変換器
４ インバータ（電力変換装置）
４Ｃ 系統連系インバータ
１００ 商用電力系統
８，８Ｂ，８Ｃ 制御部 A, B, C Power generation system 1 Power supply device 2 Generator 3 Power generation power converter 4 Inverter (power conversion device)
4C system interconnection inverter 100 commercial power system 8, 8B, 8C control unit

Claims (6)

発電機と、前記発電機で発電された発電電力を直流に変換する電力変換装置と、を備えた発電システムであって、
前記電力変換装置を構成するスイッチング素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子がオン状態の期間であるオン固定通電期間を変化させながら、前記発電機で発生する損失と前記電力変換装置で発生する損失とを含む合計損失が最小となるように前記オン固定通電期間を制御する最小損失点追従制御を実行する制御部を備えることを特徴とする発電システム。 A power generation system comprising a generator and a power conversion device that converts the power generated by the generator into direct current,
A control unit that controls the ON state and OFF state of the switching element that constitutes the power conversion device,
The control unit changes the on-fixed energization period, which is the period in which the switching element is in the on state, so that the total loss including the loss generated in the generator and the loss generated in the power conversion device is minimized. A power generation system characterized by comprising a control unit that executes minimum loss point follow-up control for controlling the fixed ON energization period. 前記制御部は、前記最小損失点追従制御において、前記電力変換装置により変換された発電電力が最大となるように前記オン固定通電期間を制御することを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。 The power generation according to claim 1, wherein in the minimum loss point follow-up control, the control unit controls the fixed ON energization period so that the generated power converted by the power converter is maximized. system. 前記電力変換装置で変換された発電電力を交流電力に変換して商用電力系統に供給する系統連系インバータを更に備え、
前記制御部は、前記最小損失点追従制御において、前記系統連系インバータから前記商用電力系統に供給される前記交流電力が最大となるように前記オン固定通電期間を制御することを特徴とする、請求項１に記載の発電システム。 Further comprising a grid-connected inverter that converts the generated power converted by the power conversion device into AC power and supplies it to a commercial power system,
In the minimum loss point tracking control, the control unit controls the fixed ON energization period so that the AC power supplied from the grid-connected inverter to the commercial power system is maximized, The power generation system according to claim 1. 前記制御部は、前記スイッチング素子に対して、前記最小損失点追従制御と、所定の周期で前記スイッチング素子をオンオフするＰＷＭ制御とを実行し、前記最小損失点追従制御において前記所定の周期よりも長い前記オン固定通電期間を設けることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発電システム。 The control unit performs the minimum loss point tracking control and the PWM control for turning on and off the switching element at a predetermined cycle for the switching element. 4. The power generation system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a long fixed ON energization period is provided. 前記スイッチング素子の温度を測定する第１の温度センサを更に備え、
前記制御部は、前記第１の温度センサにより測定された温度が第１の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を増大させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発電システム。 Further comprising a first temperature sensor that measures the temperature of the switching element,
5. The control unit forcibly increases the fixed ON energization period when the temperature measured by the first temperature sensor exceeds a first threshold value. The power generation system according to any one of 1. 前記発電機の温度を測定する第２の温度センサを更に備え、
前記制御部は、前記第２の温度センサにより測定された温度が第２の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を低減させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発電システム。 further comprising a second temperature sensor that measures the temperature of the generator;
5. The control unit forcibly reduces the fixed ON energization period when the temperature measured by the second temperature sensor reaches or exceeds a second threshold value. The power generation system according to any one of 1.
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