单相、三相电压型交直转换装置以及稳定控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于，提供一种配置在负荷和配电系统网之间、能够对系统频率以及系统电压的稳定作出贡献的单相电压型交直转换装置、三相电压型交直转换装置、以及系统频率以及系统电压的稳定控制方法。对从配电系统网受电的负荷应用交直转换装置的自主并行运行控制技术，从而能够得到针对有效功率的频率的下降特性(自由调节特性)以及电压维持特性(V-Q特性)。自由调节特性是在系统频率下降了的情况下自动地减少受电电力、在增加了的情况下自动地增加受电电力的特性，因此能够不论负荷如何都能对系统频率稳定作出贡献。并且，V-Q特性产生/吸收无效功率，使得受电端电压不依赖负荷电力而保持为恒定，因此也能够对系统电压稳定作出贡献。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够对将来自配电系统网的交流转换为直流来受电的负荷应用自主并行运行控制技术的单相电压型交直转换装置、三相电压型交直转换装置、以及稳定控制方法。
技术介绍
已知如下的三相电压型交直转换装置以及单相电压型交直转换装置(例如，参照专利文献1以及幻在配电系统网中并联连接多台直流能量源而并行运行的情况下，能够实现各个装置自主地控制输出偏差的自主并行运行。专利文献1 日本特开2007-236083号公报专利文献2 日本特开2009-21拟63号公报
技术实现思路
另一方面，将来自配电系统网的电力转换为直流而受电的负荷只根据自身的需要消耗电力，因而没有考虑系统频率、系统电压的变动。因此，即使系统的负荷增大、系统频率下降，负荷也根据自身的需要来消耗电力，所以有可能导致系统频率的不稳定。相反地，在由于大规模的负荷退出(drop)等而系统频率上升的情况下也同样地有可能导致不稳定。另外，当负荷的功耗增大时有可能导致受电电压下降。以往，需要电力事业人员采取避免这种系统频率、系统电压的变动的措施，但是存在如下问题负荷的功耗的变动大，电力事业人员无法单独地来充分应对。因此，为了解决所述课题，本专利技术的目的在于，提供一种配置在负荷和配电系统网之间而能够对系统频率以及系统电压的稳定作出贡献的单相电压型交直转换装置、三相电压型交直转换装置以及系统频率以及系统电压的稳定控制方法。为了达成上述目的，本专利技术的单相电压型交直转换装置、三相电压型交直转换装置以及稳定控制方法，对从配电系统网受电的负荷应用交直转换装置的自主并行运行控制技术。具体地说，本专利技术的单相电压型交直转换装置，具备单相电压型交直转换电路，从交流端子看具有内部等效阻抗，根据基于PWM指令所产生的栅极信号的脉宽将来自单相交流源的单相交流电力转换为直流电力并从直流端子输出；相位差生成电路，具有使所述交流端子的单相交流输出电压的相位延迟而产生延迟单相交流的相位延迟单相交流生成器，根据所述延迟单相交流来生成与所述交流端子的单相交流输出电压和所述单相电压型交直转换电路的内部电动势的相位差相应的相位差电压；上位电压控制电路，输入由针对所述交流端子的单相交流输出电压的振幅的电压振幅指令值以及针对频率的频率指令值所构成的上位指令矢量，根据所输入的所述上位指令矢量、来自所述相位差生成电路的相位差电压以及所述交流端子的单相交流输出电压，输出以所述交流端子的单相交流输出电压的振幅以及频率接近基于所述上位指令矢量的指令值的方式生成的电压指令信号以及频率指令信号；频率控制电路，根据规定所述交流端子的单相交流输出电压的频率的基准频率、来自所述上位电压控制电路的频率指令信号以及来自所述相位差生成电路的输出信号，确定所述单相电压型交直转换电路的所述内部电动势的电角度，并生成生成电角度；以及下位电压控制电路，根据所述交流端子的单相交流输出电压、所述频率控制电路的生成电角度以及来自所述上位电压控制电路的电压指令信号，将以所述单相交流输出电压的振幅、频率以及相位接近规定所述交流端子的单相交流输出电压的振幅的基准电压、所述电压指令信号以及所述生成电角度的合成值的方式生成的信号作为所述PWM指令输出。另外，本专利技术的三相电压型交直转换装置，具备三相电压型交直转换电路，从交流端子看具有内部等效阻抗，根据基于PWM指令所产生的栅极信号的脉宽将来自三相交流源的三相交流电力转换为直流电力并从直流端子输出；UM转换电路，将所述交流端子的三相输出电压转换到dq旋转坐标空间并输出，在所述dq旋转坐标空间中，将与该三相输出电压的振幅相关的分量设为d轴分量，将与频率差相关的分量设为q轴分量；上位电压控制电路，输入由针对所述交流端子的三相输出电压的振幅的电压振幅指令值以及针对频率的频率指令值所构成的上位指令矢量，根据所输入的所述上位指令矢量以及来自所述UM转换电路的输出电压矢量，将以所述交流端子的三相输出电压的振幅以及频率接近基于所述上位指令矢量的指令值的方式生成的信号作为电压指令矢量输出；下位电压控制电路，根据规定所述交流端子的三相输出电压的振幅以及相位的基准电压矢量、来自所述UM转换电路的输出电压矢量以及来自所述上位电压控制电路的电压指令矢量，将以所述三相输出电压的振幅以及相位接近所述基准电压矢量与所述电压指令矢量的合成值的方式生成的信号作为所述PWM指令输出；以及频率控制电路，使根据规定所述交流端子的三相输出电压的频率的基准频率、以及来自所述UM转换电路的输出电压矢量的所述q轴分量所生成的生成值与所述UM转换电路中的转换矩阵的旋转角度同步。通过对从配电系统网受电的负荷应用交直转换装置的自主并行运行控制技术，能够获得针对有效功率的频率的下降(drooping)特性(自由调节(governor free)特性)以及电压维持特性(V-Q特性)自由调节特性是在系统频率下降的情况下自动地缩小受电电力、而在增加的情况下自动地增加受电电力的特性，因此不管负荷如何都能对系统频率稳定作出贡献。并且，V-Q特性产生/吸收无效功率使得受电端电压不依赖于负荷电力而保持为恒定，因此也能够对系统电压稳定作出贡献。因而，本专利技术能够提供一种能够配置在负荷和配电系统网之间并对系统频率、系统电压的稳定作出贡献的单相电压型交直转换装置、三相电压型交直转换装置。另外，本专利技术的其它单相电压型交直转换装置，具备单相电压型交直转换电路，从交流端子看具有内部等效阻抗，根据基于PWM指令所产生的栅极信号的脉宽将来自与直流端子连接的直流电压源的电力转换为单相交流电力并从所述交流端子输出，或者将来自与所述交流端子连接的单相交流源的单相交流电力转换为直流电力并从所述直流端子输出；相位差生成电路，具有使所述交流端子的单相交流输出电压的相位延迟、产生延迟单相交流的相位延迟单相交流生成器，根据所述延迟单相交流生成与所述交流端子的单相交流输出电压和所述单相电压型交直转换电路的内部电动势的相位差相应的相位差电压；上位电压控制电路，输入由针对所述交流端子的单相交流输出电压的振幅的电压振幅指令值以及针对频率的频率指令值所构成的上位指令矢量，根据所输入的所述上位指令矢量、来自所述相位差生成电路的相位差电压以及所述交流端子的单相交流输出电压，输出以所述交流端子的单相交流输出电压的振幅以及频率接近基于所述上位指令矢量的指令值的方式生成的电压指令信号以及频率指令信号；频率控制电路，根据规定所述交流端子的单相交流输出电压的频率的基准频率、来自所述上位电压控制电路的频率指令信号以及来自所述相位差生成电路的输出信号来确定所述单相电压型交直转换电路的所述内部电动势的电角度，并生成生成电角度；以及下位电压控制电路，根据所述交流端子的单相交流输出电压、所述频率控制电路的生成电角度以及来自所述上位电压控制电路的电压指令信号，将以所述单相交流输出电压的振幅、频率以及相位接近规定所述交流端子的单相交流输出电压的振幅的基准电压、所述电压指令信号以及所述生成电角度的合成值的方式生成的信号作为所述PWM指令输出。并且，本专利技术的其它三相电压型交直转换装置，具备三相电压型交直转换电路，从交流端子看具有内部等效阻抗，根据基于PWM指令所产生的栅极信号的脉宽将来自与直流端子连接的直流电压源的电力转换为三相交流电力并从上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大岛正明，宇敷修一，源岛康广，渡边清美，
申请(专利权)人：欧利生电气株式会社，
类型：发明
国别省市：