电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电力转换装置，能够适应于实际的负载的特性(阻抗)而实现适当的控制。电力转换装置(100)具有将来自直流电源的直流电转换成交流电的逆变器部(3)、和生成用于控制逆变器部的控制信号的控制部(10)。控制部(10)包括：阻抗估计部(14)，其向负载(6)注入干扰信号，并根据来自被注入了干扰信号的负载的电压信号，求出负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部(13)，其根据阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照控制参数校正输出电流信号；指令值部(12)，其输出表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部(11)，其根据来自指令值部的指令值和来自阻抗补偿器部的电流信号生成控制信号。

Power Conversion Device

【技术实现步骤摘要】
电力转换装置
本专利技术涉及将直流电转换成交流电而输出的电力转换装置。
技术介绍
已有将用太阳能电池发电而得的直流电转换成交流电的电力转换装置。例如，专利文献1公开了将从直流电源输出的电力输出给电力系统的系统互连体系(系統連系システム)中的电力控制装置。专利文献1的电力控制装置具有：测定单元，其测定电力系统的阻抗；设定单元，其根据测定出的阻抗，设定与向电力系统输出的电力有关的控制参数；以及控制单元，其使用控制参数控制向电力系统输出的电力。根据该结构，在系统互连体系中可靠且稳定地抑制系统电压的上升，并且提高发电效率或利用率。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2005－341680号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题通常，电力转换装置经由配线与系统(具体地，是指柱上变压器(柱上トランス))连接。该配线具有阻抗(下面称为“系统阻抗”)。为了在与系统互连的电力转换装置中进行稳定的控制，需要考虑该系统阻抗来设定控制参数。但是，系统阻抗的值根据配线的长度而变化，根据电力转换装置的设置环境而成为不同的值。在电力转换装置的设计时，难以事前得知在未来的设置环境中的系统阻抗的值。因此，以往担心控制根据系统阻抗而不稳定，在电力转换装置的设计中，对于交流输出电压的平滑用电感器的电感值，考虑假设的阻抗的最大值而使其具有余量地进行设计。这成为电力转换装置的部件大型化或高成本化的主要原因。本专利技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够适应实际的负载的特性(阻抗)而实现适当的控制的电力转换装置。用于解决问题的手段本专利技术的一个方式的电力转换装置将来自直流电源的直流电转换成交流电而输出给负载，该电力转换装置具有：逆变器部，其将来自所述直流电源的直流电转换成交流电；电压检测部，其检测所述负载的电压而生成电压信号；电流检测部，其检测所述逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及控制部，其生成用于控制所述逆变器部的控制信号。所述控制部包括：阻抗估计部，其向所述负载注入干扰信号，根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出所述负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部，其根据所述阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照所述控制参数校正所述电流信号；指令值生成部，其生成表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部，其根据来自所述指令值生成部的指令值和来自所述阻抗补偿器部的电流信号生成所述控制信号。专利技术效果根据本专利技术，求出负载的阻抗的估计值，根据该估计值设定控制参数。因此，能够实现适应于负载的特性的阻抗补偿，能够实现与负载的特性相适应的负载的适当控制。附图说明图1是示出本专利技术的电力转换装置的应用例的图。图2是示出本实施方式的系统互连逆变器(系統連系インバータ，电力转换装置的一例)的硬件结构例。图3是示出系统互连逆变器中的阻抗估计部的结构例的图。图4是示出系统互连逆变器中的控制参数设定动作的顺序的图。图5是示出从系统互连逆变器输出的干扰信号的波形的一例的图。图6是示出从针对干扰信号的应答信号求出的干扰波形放大率相对于频率的变化的例子的图。图7是用于说明根据实测出的谐振频率(fc)计算系统阻抗(LineLz)的方法的图。图8是示出实测出的谐振频率(fc)与系统阻抗(LineLz)之间的关系的图。图9是示出阻抗估计的仿真结果的图。图10是示出在变形例1的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用陷波滤波器(ノッチフィルタ)的结构例的图。图11是在系统互连逆变器中具有陷波滤波器和没有陷波滤波器时的伯德图。图12是示出在变形例2的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用进相补偿器的结构例的图。图13是示出在变形例3的系统互连逆变器中阻抗抑制补偿器部采用观察器的结构例的图。图14是示出变形例4的系统互连逆变器中的阻抗估计部的硬件结构例的图。图15是示出变形例5的系统互连逆变器的硬件结构例的图。标号说明1直流电源；2电容器；3逆变器电路；4LC滤波器电路；5系统阻抗；6系统；7电流检测部；8电压检测部；9PWM波形生成部；10控制部；12指令值生成部；13阻抗抑制补偿器部；13b陷波滤波器(阻抗抑制补偿器部的例子)；13c进相补偿器(阻抗抑制补偿器部的例子)；13d观察器(阻抗抑制补偿器部的例子)；14阻抗估计部；100系统互连逆变器。具体实施方式下面，根据附图说明本专利技术的一个方面的实施方式。§1适用例使用图1说明应用本专利技术的电力转换装置的情况的一例。图1是示意地示出将本专利技术的电力转换装置应用于系统互连逆变器100的例子的图。系统互连逆变器100经由配线520与柱上变压器500连接。系统互连逆变器100将由太阳能电池300发电而得的直流电转换成交流电而提供给系统。系统互连逆变器100估计从系统互连逆变器100到柱上变压器500的配线520的阻抗即系统阻抗(特别是电感成分(LineLz))，根据估计出的系统阻抗设定控制参数，使得控制系统变稳定。其中，所谓控制参数是指用于控制系统互连逆变器100的动作特性的设定值。具体地，系统互连逆变器100向系统500注入干扰(干扰信号)，从系统500接收针对干扰的应答，根据该应答估计系统阻抗(LineLz)，根据估计出的系统阻抗设定与阻抗补偿有关的控制参数，使得控制系统变稳定。由此，能够实现与系统互连逆变器100的设置场所的条件对应的适当的阻抗补偿，实现稳定的控制。并且，由于使用在系统互连逆变器100的设置环境中估计(测定)出的系统阻抗来设定控制参数，因而不需要使用预先具有余量的较大型部件来进行设计，能够实现部件的小型化、低成本化。在下面的说明中，作为本专利技术的电力转换装置的一例说明了系统互连逆变器，但本专利技术的电力转换装置不限于系统互连逆变器，也可以应用于在无停电电源装置(UPS)、独立逆变器、伺服控制装置及电机控制装置中分别使用的逆变器电路。即，本专利技术的电力转换装置能够广泛应用于将直流电转换成交流电而提供给负载(控制对象)的各种装置。例如，也可以将本专利技术的电力转换装置应用于控制电机(负载)的电机控制装置的逆变器电路，估计电机的阻抗，并根据估计出的阻抗值设定与阻抗补偿有关的控制参数。§2结构例2.1硬件结构2.1.1系统互连逆变器使用图2说明本专利技术的电力转换装置的一个实施方式即系统互连逆变器100的硬件结构的一例。图2是示意地示出系统互连逆变器100的硬件结构的一例的图。系统互连逆变器100是将来自直流电源1的直流电转换成交流电而向系统6输出的装置。其中，直流电源1是输出直流电压的电源，例如是太阳能电池、燃料电池。在图2的例子中，系统互连逆变器100具有电容器2、逆变器电路3、LC滤波器电路4、电流检测部7、电压检测部8、PWM波形生成部9、控制部10。电容器2使来自直流电源1的直流电压变平滑。逆变器电路3是将经由电容器2输入的直流电压转换成具有期望的频率、电压的交流电压的电路。逆变器电路3包括开关元件的全桥电路。LC滤波器电路4包括电感器和电容器。LC滤波器电路4具有将从逆变器电路3输出的脉冲状的波形整形成正弦波状的波形的功能。系统互连逆变器100经由LC滤波器电路4与系统6连接，向系统6输出电力。在图2中，将系统互连逆变器100和系统6(具体地是柱上变压器)之间的导线路径的阻抗表示为系统阻抗5。系统阻抗5包括电感成分和电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换装置，其将来自直流电源的直流电转换成交流电而输出给负载，该电力转换装置具有：逆变器部，其将来自所述直流电源的直流电转换成交流电；电压检测部，其检测所述负载的电压而生成电压信号；电流检测部，其检测所述逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及控制部，其生成用于控制所述逆变器部的控制信号，所述控制部包括：阻抗估计部，其向所述负载注入干扰信号，并根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出所述负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部，其根据所述阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照所述控制参数校正所述电流信号；指令值部，其输出表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部，其根据来自所述指令值部的指令值和来自所述阻抗补偿器部的电流信号生成所述控制信号。

【技术特征摘要】
2017.12.14 JP 2017-2399031.一种电力转换装置，其将来自直流电源的直流电转换成交流电而输出给负载，该电力转换装置具有：逆变器部，其将来自所述直流电源的直流电转换成交流电；电压检测部，其检测所述负载的电压而生成电压信号；电流检测部，其检测所述逆变器部的输出电流而生成电流信号；以及控制部，其生成用于控制所述逆变器部的控制信号，所述控制部包括：阻抗估计部，其向所述负载注入干扰信号，并根据来自被注入了所述干扰信号的负载的电压信号，求出所述负载的阻抗的估计值；阻抗补偿器部，其根据所述阻抗的估计值而被设定控制参数，并按照所述控制参数校正所述电流信号；指令值部，其输出表示控制目标值的指令值；以及控制补偿器部，其根据来自所述指令值部的指令值和来自所述阻抗补偿器部的电流信号生成所述控制信号。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述阻抗估计部求出所述负载的阻抗的虚部作为所述阻抗的估计值。3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其中，所述阻抗补偿器部一边使所述干扰信号在规定范围内改变频率，一边将所述干扰信号注入所述负载，根据被注入了所述干扰信号的所述负载测定每个频率的电压信号，根据接收到最大的电压信号时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鎌谷祐贵，西川武男，仲田宏宪，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP