系統連系電力変換システムの制御装置
【課題】電力系統異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制すること。
【解決手段】電力貯蔵装置７を有し直流を交流／交流を直流に変換する電力変換装置１を、変圧器２を介して電源０を有する電力系統・負荷８に並列に接続し、電力系統と連系する点に、電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ９を備え、常時は、電力系統側から電力貯蔵装置７に電力を貯蔵／電力貯蔵装置７から電力を放出を行ない、電力系統の異常時には、系統連系スイッチ９を開放して電力変換装置１から負荷８に給電する系統連系電力変換システムの制御装置において、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器の、電源電圧成分と一致する軸成分／当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定する手段を備える。
【解決手段】電力貯蔵装置７を有し直流を交流／交流を直流に変換する電力変換装置１を、変圧器２を介して電源０を有する電力系統・負荷８に並列に接続し、電力系統と連系する点に、電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ９を備え、常時は、電力系統側から電力貯蔵装置７に電力を貯蔵／電力貯蔵装置７から電力を放出を行ない、電力系統の異常時には、系統連系スイッチ９を開放して電力変換装置１から負荷８に給電する系統連系電力変換システムの制御装置において、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器の、電源電圧成分と一致する軸成分／当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定する手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置を変圧器を介して電源を有する電力系統と連系して構成される系統連系電力変換システムの制御装置に係り、特に電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めるようにした系統連系電力変換システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば太陽電池やＮａＳ電池等の直流電源を、電源を有する電力系統と連系する場合には、電力変換装置により直流を交流に変換して接続する必要がある。
【０００３】
この場合、電力系統の電圧と上記直流電力を出力する直流電源との電圧整合や、電力変換装置からの直流分の流出を防止するために、電力変換装置を、その出力段に変圧器を設けて電源を有する電力系統と連系して、系統連系電力変換システムを構成していることが多い。
【０００４】
電力変換装置は、任意の交流波形を出力することができる反面、スイッチング誤差や電力系統の影響によってその出力に直流成分が重畳し、連系用の変圧器を偏磁させてしまうことがある。
【０００５】
そこで、最近では、このような変圧器の偏磁を抑制制御する制御装置が提案されてきている。
【０００６】
図１３は、この種の従来の系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０００７】
図１３において、直流を交流または交流を直流に変換する電力変換装置１は、連系用の変圧器２を介して電源０を有する電力系統と連系して動作する。
【０００８】
変圧器２の偏磁を抑制制御する制御装置は、電力変換装置１の出力電圧の直流成分を直流分検出回路３により検出し、その直流成分の逆向きの直流成分を偏磁抑制回路４により出力し、これを電力変換装置１の制御回路５の出力に重畳させて、ＰＷＭパターン発生回路６により電力変換装置１を制御するように構成されている。
【０００９】
なお、図１３中、Ｌは電力系統の系統インピーダンスを示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような従来の系統連系電力変換システムの制御装置においては、次のような問題点がある。
【００１１】
すなわち、電力変換装置１の出力電圧の直流成分の検出に際して、少なくとも１周期以上の出力電圧の検出が必要となるため、偏磁抑制制御の効果を得るためには時間がかかる。
【００１２】
したがって、電力系統異常等が原因による短時間で生じる偏磁現象を抑制することは難しい。
【００１３】
また、電力変換装置１の制御回路５の出力端に直流成分を重畳することは、制御回路５から見ると、その直流成分は外乱として認識される。
【００１４】
そして、制御回路５は、この外乱の影響を無くすように働くため、偏磁抑制制御の効き目を弱くするように作用してしまうことがあり、偏磁抑制制御の効果が損なわれてしまう。
【００１５】
本発明の目的は、電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めることが可能な系統連系電力変換システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の観点に従った系統連系電力変換システムの制御装置は、直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を、変圧器を介して、電源を有する電力系統及び負荷に接続し、前記電力系統と連系する点に、当該電力系統から前記負荷および前記電力変換装置を切り離し可能な系統連系スイッチを備え、常時は、前記電力変換装置から出力された交流電力と前記電力系統との電力不平衡補償を行ない、前記電力系統の異常時には、前記系統連系スイッチを開放して前記電力変換装置から前記負荷に給電するようにした系統連系電力変換システムの制御装置において、前記系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電圧制御において、前記電力変換装置の出力電圧の直流成分を抑制するために、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、前記電力変換装置の出力電圧を決定する制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の系統連系電力変換システムの制御装置によれば、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、または系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、もしくは系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、システムの所定の電気量に基づいて、電力系統の異常を検知した場合に、電力変換装置の出力電流を制御する電流制御器への電流指令を零にするようにしているので、電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第４の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第５の実施の形態を示すブロック図。
【図６】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第６の実施の形態を示すブロック図。
【図７】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第７の実施の形態を示すブロック図。
【図８】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第８の実施の形態を示すブロック図。
【図９】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第９の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１０の実施の形態を示すブロック図。
【図１１】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１１の実施の形態を示すブロック図。
【図１２】高速バックアップ機能を有する電源システムの概略構成例を示すブロック図。
【図１３】従来の系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明では、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、または、系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、もしくは、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、システムの所定の電気量に基づいて、電力系統の異常を検知した場合に、電力変換装置の出力電流を制御する電流制御器への電流指令を零にするようにすることにより、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置が出力する電圧時間積の増加を抑制して、変圧器の偏磁を確実に抑制するものである。
【００２０】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１３と同一要素には同一符号を付して示している。
【００２２】
図１において、電力を貯蔵する二次電池等の電力貯蔵装置７を有し、直流を交流または交流を直流に変換する電力変換装置１は、連系用の変圧器２を介して、電源０を有する電力系統および負荷８に並列に接続している。
【００２３】
また、電力系統と連系する点に、この電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ９を設けている。
【００２４】
そして、常時は、電力系統側から電力貯蔵装置７に電力を貯蔵もしくは電力貯蔵装置７から電力を放出または無効電力補償もしくは高調波補償あるいは電力不平衡補償を行ない、電力系統の異常時には、系統連系スイッチ９を開放して電力変換装置１から負荷８に給電するようにしている。
【００２５】
一方、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電流指令発生回路１２と、制御器１３と、制限回路１４と、回転→静止変換回路１５と、ＰＷＭパターン発生回路６とから構成している。
【００２６】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【００２７】
静止→回転変換回路１１は、電力変換装置１の出力する電流を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電流、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電流に変換する。
【００２８】
電流指令発生回路１２は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令を発生する。
【００２９】
制御器１３は、静止→回転変換回路１１からの出力と電流指令発生回路１２からの出力との差分を零とするような出力を発生する。
【００３０】
制限回路１４は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００３１】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの他方の軸の出力（本例では、電源電圧成分と一致する軸成分）の出力と、制限回路１４からの出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００３２】
ＰＷＭパターン発生回路６は、回転→静止変換回路１５からの出力に基づいて、電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００３３】
なお、図１中、Ｌは電力系統の系統インピーダンスを示している。
【００３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００３５】
図１において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【００３６】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電流源として動作する。
【００３７】
電力変換装置１の出力する電流は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流へと変換される。
【００３８】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きはｑ軸と一致するようにとっている。
【数１】
【００３９】
この変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００４０】
なお、制御器１３としては、例えば比例制御器や比例積分制御器、さらに必要に応じて、非干渉制御器が用いられる。
【００４１】
そして、制限回路１４にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００４２】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、制限回路１４からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【数２】
【００４３】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００４４】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００４６】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図２に示すように、前記図１における制限回路１４を、制御器１３の入力段に設けた構成としている。
【００４９】
制限回路１４は、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の入力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００５０】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの一方の軸の出力と、他方の軸の出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００５１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００５２】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００５３】
図２において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００５４】
ここで、制限回路１４にて、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわちここではｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００５５】
制御器１３からの一方の軸の出力、すなわちここではｄ軸の出力と、他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００５６】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００５７】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、制御器１３への一方の軸、すなわちｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３への他方の軸のみの入力、すなわちｑ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００５９】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの入力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６１】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図３に示すように、前記図１における制限回路１４を省略し、これに代えて、変化率制限回路１６を備えた構成としている。
【００６２】
変化率制限回路１６は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００６３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００６４】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６５】
図３において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００６６】
そして、変化率制限回路１６にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００６７】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、変化率制限回路１６からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００６８】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００６９】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００７１】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００７２】
（第４の実施の形態）
図４は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７３】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図４に示すように、前記図１における制限回路１４を省略し、これに代えて、許容値付変化率制限回路１７を備えた構成としている。
【００７４】
許容値付変化率制限回路１７は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００７５】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００７６】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００７７】
図４において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００７８】
そして、許容値付変化率制限回路１７にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさが、許容値以内の時にはその入力をそのまま出力するが、許容値を超えた時には、ｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００７９】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、許容値付変化率制限回路１７からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００８０】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００８１】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００８３】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００８４】
（第５の実施の形態）
図５は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８５】
図５において、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電圧指令発生回路１８と、制御器１３と、制限回路１４と、回転→静止変換回路１５と、ＰＷＭパターン発生回路６とから構成している。
【００８６】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【００８７】
静止→回転変換回路１１は、電力変換装置１の出力する電圧を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電圧、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧に変換する。
【００８８】
電圧指令発生回路１８は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令を発生する。
【００８９】
制御器１３は、静止→回転変換回路１１からの出力と電圧指令発生回路１８からの出力との差分を零とするような出力を発生する。
【００９０】
制限回路１４は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００９１】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの他方の軸の出力（本例では、電源電圧成分と一致する軸成分）の出力と、制限回路１４からの出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００９２】
ＰＷＭパターン発生回路６は、回転→静止変換回路１５からの出力に基づいて、電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００９３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００９４】
図５において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【００９５】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電圧源として動作する。
【００９６】
電力変換装置１の出力する電圧は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧へと変換される。
【００９７】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きはｑ軸と一致するようにとっている。
【００９８】
この変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００９９】
なお、制御器１３としては、例えば比例制御器や比例積分制御器、さらに必要に応じて、非干渉制御器が用いられる。
【０１００】
そして、制限回路１４にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１０１】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、制限回路１４からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１０２】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１０３】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１０５】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１０６】
（第６の実施の形態）
図６は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０７】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図６に示すように、前記図５における制限回路１４を、制御器１３の入力段に設けた構成としている。
【０１０８】
制限回路１４は、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の入力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１０９】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの一方の軸の出力と、他方の軸の出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【０１１０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１１１】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１１２】
図６において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１１３】
ここで、制限回路１４にて、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわちここではｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１１４】
制御器１３からの一方の軸の出力、すなわちここではｄ軸の出力と、他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１１５】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１１６】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、制御器１３への一方の軸、すなわちｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３への他方の軸のみの入力、すなわちｑ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１１８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの入力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１１９】
（第７の実施の形態）
図７は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図７に示すように、前記図５における制限回路１４を省略し、これに代えて、変化率制限回路１６を備えた構成としている。
【０１２１】
変化率制限回路１６は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１２２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１２３】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１２４】
図７において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１２５】
そして、変化率制限回路１６にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１２６】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、変化率制限回路１６からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１２７】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１２８】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１３０】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１３１】
（第８の実施の形態）
図８は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１３２】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図８に示すように、前記図５における制限回路１４を省略し、これに代えて、許容値付変化率制限回路１７を備えた構成としている。
【０１３３】
許容値付変化率制限回路１７は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１３５】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１３６】
図８において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１３７】
そして、許容値付変化率制限回路１７にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさが、許容値以内の時にはその入力をそのまま出力するが、許容値を超えた時には、ｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１３８】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、許容値付変化率制限回路１７からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１３９】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１４０】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１４２】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１４３】
（第９の実施の形態）
図９は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１４４】
図９において、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電圧減少分検出回路１９と、電流指令零化回路２０と、電流指令発生回路１２とから構成している。
【０１４５】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【０１４６】
静止→回転変換回路１１は、電力系統の電源電圧を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電圧、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧に変換する。
【０１４７】
電圧減少分検出回路１９は、静止→回転変換回路１１からの出力のうち、電源電圧成分と一致する軸成分の電圧を入力とし、その電圧の減少分が設定値以上であることを検知する。
【０１４８】
電流指令零化回路２０は、電圧減少分検出回路１９からの出力を入力とし、電圧の減少分が設定値以上であることが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１４９】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１５０】
図９において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【０１５１】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電流源として動作する。
【０１５２】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、系統連系スイツチ９を開放して、電力変換装置１から負荷８に給電する。
【０１５３】
電力系統の電源電圧は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧へと変換される。
【０１５４】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きは、ｑ軸と一致するようにとっている。
【０１５５】
よって、電力系統が正常な時には、ｑ軸成分のみ値があり、ｄ軸成分は検出されない。
【０１５６】
一方、電力系統に何らかの異常が発生した場合には、ｑ軸電圧成分Ｖｑが急激に減少する。
【０１５７】
この減少を電圧減少分検出回路１９にて検出し、この電圧減少値が設定値以上であることを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１５８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の減少分が設定値以上であることを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１５９】
（第１０の実施の形態）
図１０は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１６０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図１０に示すように、前記図９における電圧減少分検出回路１９を省略し、これに代えて、電圧増加分検出回路２１を備えた構成としている。
【０１６１】
電圧増加分検出回路２１は、静止→回転変換回路１１からの出力のうち、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧を入力とし、その電圧の増加分が設定値以上であることを検知する。
【０１６２】
電流指令零化回路２０は、電圧増加分検出回路２１からの出力を入力とし、電圧の増加分が設定値以上であることが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１６３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１６４】
なお、図９と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１６５】
図１０において、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている定常時は、電力系統の電源電圧成分は、ｑ軸電圧成分Ｖｑのみ値があり、ｄ軸電圧成分Ｖｄは検出されない。
【０１６６】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、ｄ軸電圧成分Ｖｄが急激に増加する。
【０１６７】
この増加を電圧増加分検出回路１４にて検出し、この電圧増加値が設定値以上であることを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１６８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の増加分が設定値以上であることを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１６９】
（第１１の実施の形態）
図１１は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１７０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図１１に示すように、前記図９における静止→回転変換回路１１および電圧減少分検出回路１９を省略し、これに代えて、変化率検出回路２２を備えた構成としている。
【０１７１】
変化率検出回路２２は、前記位相検出回路１０からの出力を入力とし、当該検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことを検知する。
【０１７２】
電流指令零化回路２０は、変化率検出回路２２からの出力を入力とし、検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１７３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１７４】
なお、図９と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１７５】
図１１において、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている定常時は、連系点電圧は、位相検出回路１０にてその位相が検出される。
【０１７６】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、検出位相が急激に変化する。
【０１７７】
この変化を変化率検出回路１５にて検出し、この検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１７８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧の位相を検出してその変化率の大きさが制限値を超えたことを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１７９】
（その他の実施の形態）
図１２は、高速バックアップ機能を有する電源システムの概略構成例を示すブロック図であり、図１乃至図１１と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１８０】
すなわち、本実施の形態による電源システムは、図１２に示すように、電源を有する電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ８と、電力変換装置１に備えられ、電力を貯蔵する二次電池等の電力貯蔵装置７と、電力変換装置１の出力を電力系統の電源電圧に一致させるための連系用の変圧器２と、電力系統の連系点の電圧を検出する電圧検出器２３と、電力系統の連系点の電圧位相を検出する位相検出器１０と、電力変換装置１の出力電圧を検出する電圧検出器２４と、電力変換装置１の出力電流を検出する電流検出器２５と、電力変換装置１の出力電圧を制御する電圧制御回路２６と、電力変換装置１の出力電流を制御する電流制御回路２７と、電力系統の異常を検出し系統連系スイッチ９を開放／投入する系統異常判定回路２８と、電力系統の状態に応じて電流制御と電圧制御とを切り替える切替回路２９とから構成している。
【０１８１】
かかる高速バックアップ機能を有する電源システムを構成する電力変換システムに、前記第１の実施の形態乃至第１１の実施の形態のいずれかを適用することにより、本システムにおいても、前述の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
【０１８２】
なお、図では、三相のシステムの場合について示しているが、これに限らず、単相のシステムに対しても、ほぼ同じ構成となる。
【符号の説明】
【０１８３】
０…電源、１…電力変換装置、２…変圧器、３…直流分検出回路、４…偏磁抑制回路、５…電力変換装置の制御回路、６…ＰＷＭパターン発生回路、７…電力貯蔵装置、８…負荷、９…系統連系スイッチ、１０…位相検出回路、１１…静止→回転変換回路、１２…電流指令発生回路、１３…制御器、１４…制限回路、１５…回転→静止変換回路、１６…変化率制限回路、１７…許容値付変化率制限回路、１８…電圧指令発生回路、１９…電圧減少分検出回路、２０…電流指令零化回路、２１…電圧増加分検出回路、２２…変化率検出回路、２３…電圧検出器、２４…電圧検出器、２５…電流検出器、２６…電圧制御回路、２７…電流制御回路、２８…系統異常判定回路２９…切替回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置を変圧器を介して電源を有する電力系統と連系して構成される系統連系電力変換システムの制御装置に係り、特に電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めるようにした系統連系電力変換システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば太陽電池やＮａＳ電池等の直流電源を、電源を有する電力系統と連系する場合には、電力変換装置により直流を交流に変換して接続する必要がある。
【０００３】
この場合、電力系統の電圧と上記直流電力を出力する直流電源との電圧整合や、電力変換装置からの直流分の流出を防止するために、電力変換装置を、その出力段に変圧器を設けて電源を有する電力系統と連系して、系統連系電力変換システムを構成していることが多い。
【０００４】
電力変換装置は、任意の交流波形を出力することができる反面、スイッチング誤差や電力系統の影響によってその出力に直流成分が重畳し、連系用の変圧器を偏磁させてしまうことがある。
【０００５】
そこで、最近では、このような変圧器の偏磁を抑制制御する制御装置が提案されてきている。
【０００６】
図１３は、この種の従来の系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０００７】
図１３において、直流を交流または交流を直流に変換する電力変換装置１は、連系用の変圧器２を介して電源０を有する電力系統と連系して動作する。
【０００８】
変圧器２の偏磁を抑制制御する制御装置は、電力変換装置１の出力電圧の直流成分を直流分検出回路３により検出し、その直流成分の逆向きの直流成分を偏磁抑制回路４により出力し、これを電力変換装置１の制御回路５の出力に重畳させて、ＰＷＭパターン発生回路６により電力変換装置１を制御するように構成されている。
【０００９】
なお、図１３中、Ｌは電力系統の系統インピーダンスを示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような従来の系統連系電力変換システムの制御装置においては、次のような問題点がある。
【００１１】
すなわち、電力変換装置１の出力電圧の直流成分の検出に際して、少なくとも１周期以上の出力電圧の検出が必要となるため、偏磁抑制制御の効果を得るためには時間がかかる。
【００１２】
したがって、電力系統異常等が原因による短時間で生じる偏磁現象を抑制することは難しい。
【００１３】
また、電力変換装置１の制御回路５の出力端に直流成分を重畳することは、制御回路５から見ると、その直流成分は外乱として認識される。
【００１４】
そして、制御回路５は、この外乱の影響を無くすように働くため、偏磁抑制制御の効き目を弱くするように作用してしまうことがあり、偏磁抑制制御の効果が損なわれてしまう。
【００１５】
本発明の目的は、電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めることが可能な系統連系電力変換システムの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明の観点に従った系統連系電力変換システムの制御装置は、直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を、変圧器を介して、電源を有する電力系統及び負荷に接続し、前記電力系統と連系する点に、当該電力系統から前記負荷および前記電力変換装置を切り離し可能な系統連系スイッチを備え、常時は、前記電力変換装置から出力された交流電力と前記電力系統との電力不平衡補償を行ない、前記電力系統の異常時には、前記系統連系スイッチを開放して前記電力変換装置から前記負荷に給電するようにした系統連系電力変換システムの制御装置において、前記系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電圧制御において、前記電力変換装置の出力電圧の直流成分を抑制するために、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、前記電力変換装置の出力電圧を決定する制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の系統連系電力変換システムの制御装置によれば、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、または系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、もしくは系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、システムの所定の電気量に基づいて、電力系統の異常を検知した場合に、電力変換装置の出力電流を制御する電流制御器への電流指令を零にするようにしているので、電力系統事故等の異常が原因で起こる変圧器の偏磁を確実に抑制して、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第３の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第４の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第５の実施の形態を示すブロック図。
【図６】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第６の実施の形態を示すブロック図。
【図７】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第７の実施の形態を示すブロック図。
【図８】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第８の実施の形態を示すブロック図。
【図９】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第９の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１０の実施の形態を示すブロック図。
【図１１】本発明による系統連系電力変換システムの制御装置の第１１の実施の形態を示すブロック図。
【図１２】高速バックアップ機能を有する電源システムの概略構成例を示すブロック図。
【図１３】従来の系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明では、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、または、系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力または入力の大きさを制限するか、あるいは当該出力の変化率の大きさを制限するか、もしくは当該出力の変化率の大きさが設定値を超えた時に当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置の出力電圧を決定するか、もしくは、系統連系スイッチを投入して系統連系されている場合に、システムの所定の電気量に基づいて、電力系統の異常を検知した場合に、電力変換装置の出力電流を制御する電流制御器への電流指令を零にするようにすることにより、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置が出力する電圧時間積の増加を抑制して、変圧器の偏磁を確実に抑制するものである。
【００２０】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１３と同一要素には同一符号を付して示している。
【００２２】
図１において、電力を貯蔵する二次電池等の電力貯蔵装置７を有し、直流を交流または交流を直流に変換する電力変換装置１は、連系用の変圧器２を介して、電源０を有する電力系統および負荷８に並列に接続している。
【００２３】
また、電力系統と連系する点に、この電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ９を設けている。
【００２４】
そして、常時は、電力系統側から電力貯蔵装置７に電力を貯蔵もしくは電力貯蔵装置７から電力を放出または無効電力補償もしくは高調波補償あるいは電力不平衡補償を行ない、電力系統の異常時には、系統連系スイッチ９を開放して電力変換装置１から負荷８に給電するようにしている。
【００２５】
一方、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電流指令発生回路１２と、制御器１３と、制限回路１４と、回転→静止変換回路１５と、ＰＷＭパターン発生回路６とから構成している。
【００２６】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【００２７】
静止→回転変換回路１１は、電力変換装置１の出力する電流を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電流、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電流に変換する。
【００２８】
電流指令発生回路１２は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令を発生する。
【００２９】
制御器１３は、静止→回転変換回路１１からの出力と電流指令発生回路１２からの出力との差分を零とするような出力を発生する。
【００３０】
制限回路１４は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００３１】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの他方の軸の出力（本例では、電源電圧成分と一致する軸成分）の出力と、制限回路１４からの出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００３２】
ＰＷＭパターン発生回路６は、回転→静止変換回路１５からの出力に基づいて、電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００３３】
なお、図１中、Ｌは電力系統の系統インピーダンスを示している。
【００３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００３５】
図１において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【００３６】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電流源として動作する。
【００３７】
電力変換装置１の出力する電流は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流へと変換される。
【００３８】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きはｑ軸と一致するようにとっている。
【数１】
【００３９】
この変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００４０】
なお、制御器１３としては、例えば比例制御器や比例積分制御器、さらに必要に応じて、非干渉制御器が用いられる。
【００４１】
そして、制限回路１４にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００４２】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、制限回路１４からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【数２】
【００４３】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００４４】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００４６】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図２に示すように、前記図１における制限回路１４を、制御器１３の入力段に設けた構成としている。
【００４９】
制限回路１４は、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の入力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００５０】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの一方の軸の出力と、他方の軸の出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００５１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００５２】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００５３】
図２において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００５４】
ここで、制限回路１４にて、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわちここではｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００５５】
制御器１３からの一方の軸の出力、すなわちここではｄ軸の出力と、他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００５６】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００５７】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、制御器１３への一方の軸、すなわちｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３への他方の軸のみの入力、すなわちｑ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００５９】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの入力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００６０】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６１】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図３に示すように、前記図１における制限回路１４を省略し、これに代えて、変化率制限回路１６を備えた構成としている。
【００６２】
変化率制限回路１６は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００６３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００６４】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６５】
図３において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００６６】
そして、変化率制限回路１６にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００６７】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、変化率制限回路１６からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００６８】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００６９】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００７１】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００７２】
（第４の実施の形態）
図４は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７３】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図４に示すように、前記図１における制限回路１４を省略し、これに代えて、許容値付変化率制限回路１７を備えた構成としている。
【００７４】
許容値付変化率制限回路１７は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００７５】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００７６】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００７７】
図４において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電流指令発生回路１２からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００７８】
そして、許容値付変化率制限回路１７にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさが、許容値以内の時にはその入力をそのまま出力するが、許容値を超えた時には、ｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００７９】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、許容値付変化率制限回路１７からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【００８０】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００８１】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【００８３】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電流制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【００８４】
（第５の実施の形態）
図５は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８５】
図５において、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電圧指令発生回路１８と、制御器１３と、制限回路１４と、回転→静止変換回路１５と、ＰＷＭパターン発生回路６とから構成している。
【００８６】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【００８７】
静止→回転変換回路１１は、電力変換装置１の出力する電圧を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電圧、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧に変換する。
【００８８】
電圧指令発生回路１８は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令を発生する。
【００８９】
制御器１３は、静止→回転変換回路１１からの出力と電圧指令発生回路１８からの出力との差分を零とするような出力を発生する。
【００９０】
制限回路１４は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【００９１】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの他方の軸の出力（本例では、電源電圧成分と一致する軸成分）の出力と、制限回路１４からの出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【００９２】
ＰＷＭパターン発生回路６は、回転→静止変換回路１５からの出力に基づいて、電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【００９３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【００９４】
図５において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【００９５】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電圧源として動作する。
【００９６】
電力変換装置１の出力する電圧は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧へと変換される。
【００９７】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きはｑ軸と一致するようにとっている。
【００９８】
この変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【００９９】
なお、制御器１３としては、例えば比例制御器や比例積分制御器、さらに必要に応じて、非干渉制御器が用いられる。
【０１００】
そして、制限回路１４にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１０１】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、制限回路１４からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１０２】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１０３】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１０４】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力に制限を与えてその出力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１０５】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１０６】
（第６の実施の形態）
図６は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０７】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図６に示すように、前記図５における制限回路１４を、制御器１３の入力段に設けた構成としている。
【０１０８】
制限回路１４は、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の入力の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１０９】
回転→静止変換回路１５は、制御器１３からの一方の軸の出力と、他方の軸の出力とを入力し、位相検出回路１０からの出力を用いて、静止座標上の電圧指令に変換する。
【０１１０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１１１】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１１２】
図６において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１１３】
ここで、制限回路１４にて、制御器１３への一方の軸のみの入力、すなわちここではｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１１４】
制御器１３からの一方の軸の出力、すなわちここではｄ軸の出力と、他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１１５】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１１６】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、制御器１３への一方の軸、すなわちｄ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３への他方の軸のみの入力、すなわちｑ軸の入力に制限を与えてその入力の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１１８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの入力の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１１９】
（第７の実施の形態）
図７は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図７に示すように、前記図５における制限回路１４を省略し、これに代えて、変化率制限回路１６を備えた構成としている。
【０１２１】
変化率制限回路１６は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１２２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１２３】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１２４】
図７において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１２５】
そして、変化率制限回路１６にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１２６】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、変化率制限回路１６からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１２７】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１２８】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率に制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１３０】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１３１】
（第８の実施の形態）
図８は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１３２】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図８に示すように、前記図５における制限回路１４を省略し、これに代えて、許容値付変化率制限回路１７を備えた構成としている。
【０１３３】
許容値付変化率制限回路１７は、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわち電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみ（本例では、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分）の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１３４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１３５】
なお、図５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１３６】
図８において、静止→回転変換回路１１での変換により得られた値は、ｄ−ｑ回転座標上の電圧指令発生回路１８からの出力との差分を求め、制御器１３にてこの差分を零にするように出力を調整する。
【０１３７】
そして、許容値付変化率制限回路１７にて、制御器１３からの一方の軸のみの出力、すなわちここではｄ軸の出力の変化率の大きさが、許容値以内の時にはその入力をそのまま出力するが、許容値を超えた時には、ｄ軸の出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限し、ｄ−ｑ回転座標上の変調波を得る。
【０１３８】
制御器１３からの他方の軸の出力、すなわちここではｑ軸の出力と、許容値付変化率制限回路１７からの出力は、位相検出回路１０からの出力を用いて、回転→静止変換回路１５にて静止座標上の電圧指令へと変換する。
【０１３９】
この回転→静止変換回路１５からの出力により、ＰＷＭパターン発生回路６にて電力変換装置１の自己消弧型素子のオンオフを制御するゲートパルス信号を発生する。
【０１４０】
このようにして電力変換装置１の出力電圧を決定し、ｄ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態では、制御器１３からの一方の軸、すなわちｄ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限する場合について説明しているが、これに限らず、制御器１３からの他方の軸のみの出力、すなわちｑ軸の出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさに制限を与えてその出力の変化率の大きさを制限するようにしてもよく、この場合には、ｑ軸の変調波の急激な変化を抑制することによって、電力変換装置１が出力する電圧時間積が増加することを抑制することができる。
【０１４２】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されていない場合に、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧制御器における、電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが許容値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限して、電力変換装置１の出力電圧を決定するようにしているので、電力変換装置１の出力電圧の電圧時間積の増加を制限して、変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１４３】
（第９の実施の形態）
図９は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１４４】
図９において、制御装置は、位相検出回路１０と、静止→回転変換回路１１と、電圧減少分検出回路１９と、電流指令零化回路２０と、電流指令発生回路１２とから構成している。
【０１４５】
位相検出回路１０は、電力系統の電源電圧の位相を検出する。
【０１４６】
静止→回転変換回路１１は、電力系統の電源電圧を、位相検出回路１０からの出力を用いて、電力系統の電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の電圧、および当該電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧に変換する。
【０１４７】
電圧減少分検出回路１９は、静止→回転変換回路１１からの出力のうち、電源電圧成分と一致する軸成分の電圧を入力とし、その電圧の減少分が設定値以上であることを検知する。
【０１４８】
電流指令零化回路２０は、電圧減少分検出回路１９からの出力を入力とし、電圧の減少分が設定値以上であることが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１４９】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１５０】
図９において、電力変換装置１は、系統連系スイッチ９を投入して、変圧器２を介して電力系統と連系している。
【０１５１】
この系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている定常時は、電力貯蔵装置７に充電や電力貯蔵装置７から放電するため、制御電流源として動作する。
【０１５２】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、系統連系スイツチ９を開放して、電力変換装置１から負荷８に給電する。
【０１５３】
電力系統の電源電圧は、電源電圧の位相を検出する位相検出回路１０からの出力を用い、静止→回転変換回路１１で電源電圧と同期回転するｄ−ｑ回転座標上の電圧へと変換される。
【０１５４】
ここでは、ｄ−ｑ回転座標上の電源電圧の向きは、ｑ軸と一致するようにとっている。
【０１５５】
よって、電力系統が正常な時には、ｑ軸成分のみ値があり、ｄ軸成分は検出されない。
【０１５６】
一方、電力系統に何らかの異常が発生した場合には、ｑ軸電圧成分Ｖｑが急激に減少する。
【０１５７】
この減少を電圧減少分検出回路１９にて検出し、この電圧減少値が設定値以上であることを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１５８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分の減少分が設定値以上であることを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１５９】
（第１０の実施の形態）
図１０は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１６０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図１０に示すように、前記図９における電圧減少分検出回路１９を省略し、これに代えて、電圧増加分検出回路２１を備えた構成としている。
【０１６１】
電圧増加分検出回路２１は、静止→回転変換回路１１からの出力のうち、電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の電圧を入力とし、その電圧の増加分が設定値以上であることを検知する。
【０１６２】
電流指令零化回路２０は、電圧増加分検出回路２１からの出力を入力とし、電圧の増加分が設定値以上であることが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１６３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１６４】
なお、図９と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１６５】
図１０において、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている定常時は、電力系統の電源電圧成分は、ｑ軸電圧成分Ｖｑのみ値があり、ｄ軸電圧成分Ｖｄは検出されない。
【０１６６】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、ｄ軸電圧成分Ｖｄが急激に増加する。
【０１６７】
この増加を電圧増加分検出回路１４にて検出し、この電圧増加値が設定値以上であることを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１６８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ９を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸と直交する軸成分の増加分が設定値以上であることを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１６９】
（第１１の実施の形態）
図１１は、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の構成例を示すブロック図であり、図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１７０】
すなわち、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置は、図１１に示すように、前記図９における静止→回転変換回路１１および電圧減少分検出回路１９を省略し、これに代えて、変化率検出回路２２を備えた構成としている。
【０１７１】
変化率検出回路２２は、前記位相検出回路１０からの出力を入力とし、当該検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことを検知する。
【０１７２】
電流指令零化回路２０は、変化率検出回路２２からの出力を入力とし、検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことが検知されると、電力系統の異常と判定して電流指令発生回路１２から発生する電流指令を零にする。
【０１７３】
次に、以上のように構成した本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置の作用について説明する。
【０１７４】
なお、図９と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１７５】
図１１において、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている定常時は、連系点電圧は、位相検出回路１０にてその位相が検出される。
【０１７６】
電力系統に何らかの異常が発生した場合には、検出位相が急激に変化する。
【０１７７】
この変化を変化率検出回路１５にて検出し、この検出位相の変化率の大きさが制限値を超えたことを検知すると、電力系統の異常と判定して、電流指令零化回路２０により電流指令発生回路１２からの電流指令を強制的に零にし、電力変換装置１の出力電流を零にする。
【０１７８】
上述したように、本実施の形態による系統連系電力変換システムの制御装置では、系統連系スイッチ８を投入して系統連系されている場合に、電力系統の電源電圧の位相を検出してその変化率の大きさが制限値を超えたことを検知することで、電力系統の異常と判定して電力変換装置１の出力電流指令を零にするようにしているので、電力系統異常を迅速に検出して、電力系統異常時に無理な電流制御を継続することによって電力変換装置１が出力する電圧時間積の増加を抑制することができ、電力系統異常時に電流制御を続けることによって生じる変圧器２の偏磁を確実に抑制することができ、システムの運転継続性を高めることが可能となる。
【０１７９】
（その他の実施の形態）
図１２は、高速バックアップ機能を有する電源システムの概略構成例を示すブロック図であり、図１乃至図１１と同一要素には同一符号を付して示している。
【０１８０】
すなわち、本実施の形態による電源システムは、図１２に示すように、電源を有する電力系統から負荷８および電力変換装置１を切り離し可能な系統連系スイッチ８と、電力変換装置１に備えられ、電力を貯蔵する二次電池等の電力貯蔵装置７と、電力変換装置１の出力を電力系統の電源電圧に一致させるための連系用の変圧器２と、電力系統の連系点の電圧を検出する電圧検出器２３と、電力系統の連系点の電圧位相を検出する位相検出器１０と、電力変換装置１の出力電圧を検出する電圧検出器２４と、電力変換装置１の出力電流を検出する電流検出器２５と、電力変換装置１の出力電圧を制御する電圧制御回路２６と、電力変換装置１の出力電流を制御する電流制御回路２７と、電力系統の異常を検出し系統連系スイッチ９を開放／投入する系統異常判定回路２８と、電力系統の状態に応じて電流制御と電圧制御とを切り替える切替回路２９とから構成している。
【０１８１】
かかる高速バックアップ機能を有する電源システムを構成する電力変換システムに、前記第１の実施の形態乃至第１１の実施の形態のいずれかを適用することにより、本システムにおいても、前述の場合と同様の作用効果を得ることが可能である。
【０１８２】
なお、図では、三相のシステムの場合について示しているが、これに限らず、単相のシステムに対しても、ほぼ同じ構成となる。
【符号の説明】
【０１８３】
０…電源、１…電力変換装置、２…変圧器、３…直流分検出回路、４…偏磁抑制回路、５…電力変換装置の制御回路、６…ＰＷＭパターン発生回路、７…電力貯蔵装置、８…負荷、９…系統連系スイッチ、１０…位相検出回路、１１…静止→回転変換回路、１２…電流指令発生回路、１３…制御器、１４…制限回路、１５…回転→静止変換回路、１６…変化率制限回路、１７…許容値付変化率制限回路、１８…電圧指令発生回路、１９…電圧減少分検出回路、２０…電流指令零化回路、２１…電圧増加分検出回路、２２…変化率検出回路、２３…電圧検出器、２４…電圧検出器、２５…電流検出器、２６…電圧制御回路、２７…電流制御回路、２８…系統異常判定回路２９…切替回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を、変圧器を介して、電源を有する電力系統及び負荷に接続し、前記電力系統と連系する点に、当該電力系統から前記負荷および前記電力変換装置を切り離し可能な系統連系スイッチを備え、常時は、前記電力変換装置から出力された交流電力と前記電力系統との電力不平衡補償を行ない、前記電力系統の異常時には、前記系統連系スイッチを開放して前記電力変換装置から前記負荷に給電するようにした系統連系電力変換システムの制御装置において、
前記系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電圧制御において、前記電力変換装置の出力電圧の直流成分を抑制するために、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、前記電力変換装置の出力電圧を決定する制御手段
を備えたことを特徴とする系統連系電力変換システムの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電圧制御において、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが設定値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限すること
を特徴とする請求項１に記載の系統連系電力変換システムの制御装置。
【請求項１】
直流電源から出力された直流電力を交流電力に変換する電力変換装置を、変圧器を介して、電源を有する電力系統及び負荷に接続し、前記電力系統と連系する点に、当該電力系統から前記負荷および前記電力変換装置を切り離し可能な系統連系スイッチを備え、常時は、前記電力変換装置から出力された交流電力と前記電力系統との電力不平衡補償を行ない、前記電力系統の異常時には、前記系統連系スイッチを開放して前記電力変換装置から前記負荷に給電するようにした系統連系電力変換システムの制御装置において、
前記系統連系スイッチを開放して系統連系されていない場合に、電圧制御において、前記電力変換装置の出力電圧の直流成分を抑制するために、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさを制限して、前記電力変換装置の出力電圧を決定する制御手段
を備えたことを特徴とする系統連系電力変換システムの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電圧制御において、前記電力系統の電源電圧と同期回転する回転座標上の電源電圧成分と一致する軸成分または当該軸と直交する軸成分のいずれか一方の軸成分のみの出力の変化率の大きさが設定値を超えたことを検知すると、当該出力の変化率の大きさを制限すること
を特徴とする請求項１に記載の系統連系電力変換システムの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−８１７９７（Ｐ２０１０−８１７９７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６８３０（Ｐ２００９−２９６８３０）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【分割の表示】特願２００１−１１９８３８（Ｐ２００１−１１９８３８）の分割
【原出願日】平成１３年４月１８日（２００１．４．１８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【分割の表示】特願２００１−１１９８３８（Ｐ２００１−１１９８３８）の分割
【原出願日】平成１３年４月１８日（２００１．４．１８）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]