电力变换装置、电力变换系统以及电力变换装置的运转方法制造方法及图纸

在并联复用有多个电力变换单元的结构中，所述电力变换单元具备用于在电源与负载之间进行电力变换的电力变换器，多个电力变换单元中的至少一个电力变换单元具备管理电力变换器(11)的运转的运转管理部(13)，运转管理部(13)使输入作为目标电压和负载侧的电压的差的稳态偏差而进行比例控制的电压调整部(121)的比例增益变化，比较比例增益的变化和稳态偏差的变化，从而判定是否是除了自身的电力变换单元以外的其他电力变换单元未运转的单独运转。

Power transformation device, power transformation system and operation method of power transformation device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置、电力变换系统以及电力变换装置的运转方法
本申请涉及并联复用有电力变换单元的结构的电力变换装置。
技术介绍
电力变换单元的并联复用结构作为无需与要求规格对应的定制设计的设计放宽技术而受到关注。在针对每个电力变换单元独立设置控制功能的并联系统中控制并联连接端的电压的情况下，为了避免电力集中到特定的电力变换单元而需要使电力平均化的功能(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-11567号公报
技术实现思路
在专利文献1中与电力变换单元相当的开关电源具备下垂特性，所以能够缓解在并联复用时电力集中到特定个体的问题。但是，由于无法检测是否是单独运转，所以在并联复用的状况下，从持续运转方面难以为了改善效率而停止若干个体的电力变换动作，需要始终从所有电力变换单元送出电力。本申请是为了解决如上述的问题而完成的，其目的在于提供一种在使用能够并联复用的电力变换单元的电力变换装置中电力变换单元无需使用来自自身的电力变换单元的外部的信息就能够判别是否是单独运转的电力变换装置。本申请公开的电力变换装置构成为具备多个电力变换单元，各电力变换单元在负载侧并联地连接，所述电力变换单元具有：电力变换器，用于在电源与所述负载之间进行电力变换且负载侧为直流；以及电压控制器，具备电压调整部，该电压调整部输入作为目标电压和负载侧的电压的差的稳态偏差(steady-stateoffset)而进行比例控制，以将该电力变换器的负载侧的电压控制为目标电压，其中，多个电力变换单元中的至少一个电力变换单元具备管理自身的电力变换单元的运转的运转管理部，运转管理部使电压调整部的比例控制的比例增益变化，比较比例增益的变化和稳态偏差的变化，从而判定是否是除了自身的电力变换单元以外的其他电力变换单元未运转的单独运转。根据本申请公开的电力变换装置，输出端被并联地连接的多个电力变换单元中的一个电力变换单元能够单独地判定自身的电力变换单元是否是单独运转而无需使用来自自身的电力变换单元的外部的信息。附图说明图1是示出实施方式1的包括电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。图2是示出实施方式1的包括其他电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。图3是示出图1的电力变换单元的详细结构例的电路图。图4是示出图2的电力变换单元的详细结构例的电路图。图5是示意地示出实施方式1的电力变换装置的电力变换单元的控制系统的控制块的图。图6是说明实施方式1的电力变换装置的电力变换单元单独运转的情况下的动作的示意图。图7是说明实施方式1的电力变换装置的电力变换单元并行运转的情况下的动作的示意图。图8是说明实施方式1的电力变换装置的电力变换单元并行运转的情况下的其他动作的示意图。图9是用于说明实施方式1的电力变换装置的动作的流程图。图10是用于说明实施方式2的电力变换装置的动作的流程图。图11是示出实施方式2的电力变换装置的具体例的特性的图表。图12是用于说明实施方式2的电力变换装置的效果的图表。图13是示出实施方式3的包括电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。图14是示出电力变换装置的电压控制器、运转管理部的硬件结构的一个例子的框图。(符号说明)10、10-1、10-2、10-N：电力变换单元；11：电力变换器；12：电压控制器；13：运转管理部；15：电压传感器；20-1、20-2、20-N：直流电源；21-1、21-2、21-N：交流电源；30：负载；31：电力消耗负载；32：发电机构；121：电压调整部。具体实施方式实施方式1.图1是示出实施方式1的包括电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。电力变换装置构成为具备N个电力变换单元10-1、10-2、……、10-N(还有时代表地将一个电力变换单元记载为电力变换单元10)，各个电力变换单元具备的电力变换器11的输出对同一负载30供给电力。图1的电力变换单元10-1、10-2、……、10-N构成为分别输入来自直流电源20-1、20-2、……、20-N的直流并输出直流的输出电压(DC母线电压)Vout。即，各电力变换单元的电力变换器11是DC/DC变换器。另外，图2是示出实施方式1的包括其他电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。电力变换装置构成为具备N个电力变换单元10-1、10-2、……、10-N(还有时将一个电力变换单元记载为电力变换单元10)，各个电力变换单元具备的电力变换器11的输出对同一负载30供给电力。图2的电力变换单元10-1、10-2、……、10-N构成为分别输入交流电源21-1、21-2、……、21-N并输出直流的输出电压(DC母线电压)Vout。即，各电力变换单元的电力变换器11是AC/DC变换器。图1中的各电力变换单元10和图2中的各电力变换单元10都具备电压控制器12和运转管理部13，该电压控制器12将由电压传感器15检测出的负载侧的电压即DC母线电压Vout控制为目标电压Vout＊，该运转管理部13使用目标电压Vout＊和DC母线电压Vout的稳态偏差(Vout＊-Vout)变更电压控制器12的设定值。另外，运转管理部13还具备根据电压控制器12的设定值和稳态偏差判定电力变换单元是否是单独运转的功能。此外，电压控制器12以及运转管理部13具体而言如图14所示，具备CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)等运算处理装置101、与运算处理装置101交换数据的存储装置102、在运算处理装置101与外部之间输入输出信号的输入输出接口103等。作为运算处理装置101，也可以具备ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)、IC(IntegratedCircuit，集成电路)、DSP(DigitalSignalProcessor，数字信号处理器)、FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)以及各种信号处理电路等。电压控制器12以及运转管理部13也可以由一个运算处理装置101构成。另外，作为运算处理装置101，也可以配置有多个相同种类的处理装置或者不同种类的处理装置来分担地执行电压控制器12以及运转管理部13的处理。作为存储装置102，具备构成为能够从运算处理装置101读出以及写入数据的RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)、构成为能够从运算处理装置101读出数据的ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)等。输入输出接口103例如包括将从电压传感器15输出的信号输入到运算处理装置101的A/D变换器、用于向电力变换器11输出信号的驱动电路等。以下，说明实施方式1的电力变换单元的结构、动作。图3是记载图1中的电力变换器11以及电压控制器12的具体例的框图，图4是记载图2中的电力变换器11以及电压控制器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力变换装置，其特征在于，构成为具备多个电力变换单元，各电力变换单元在负载侧并联地连接，所述电力变换单元具有：电力变换器，用于在电源与所述负载之间进行电力变换且负载侧为直流；以及电压控制器，具备电压调整部，该电压调整部输入作为目标电压和所述负载侧的电压的差的稳态偏差而进行比例控制，以将该电力变换器的所述负载侧的电压控制为所述目标电压，/n多个所述电力变换单元中的至少一个电力变换单元具备管理自身的电力变换单元的运转的运转管理部，所述运转管理部使所述电压调整部的所述比例控制的比例增益变化，比较所述比例增益的变化和所述稳态偏差的变化，从而判定是否是除了自身的电力变换单元以外的其他电力变换单元未运转的单独运转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170713 JP 2017-1369911.一种电力变换装置，其特征在于，构成为具备多个电力变换单元，各电力变换单元在负载侧并联地连接，所述电力变换单元具有：电力变换器，用于在电源与所述负载之间进行电力变换且负载侧为直流；以及电压控制器，具备电压调整部，该电压调整部输入作为目标电压和所述负载侧的电压的差的稳态偏差而进行比例控制，以将该电力变换器的所述负载侧的电压控制为所述目标电压，
多个所述电力变换单元中的至少一个电力变换单元具备管理自身的电力变换单元的运转的运转管理部，所述运转管理部使所述电压调整部的所述比例控制的比例增益变化，比较所述比例增益的变化和所述稳态偏差的变化，从而判定是否是除了自身的电力变换单元以外的其他电力变换单元未运转的单独运转。


2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
使用所述负载侧的电压和作为所述电压调整部的输出的电流目标值，求出所述比例增益变化前后的所述负载的电阻推测值或者电力推测值，从而比较所述比例增益的变化和所述稳态偏差的变化。


3.根据权利要求1或者2所述的电力变换装置，其特征在于，
所述电力变换装置具备具有所述运转管理部的多个电力变换单元，具有所述运转管理部的多个所述电力变换单元分别被赋予独立的识别编号，各电力变换单元的用于判定自身的电力变换单元是否是单独运转的使所述比例增益变化的处理的开始定时针对每个所述识别编号而不同。


4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
所述运转管理部在自身的电力变换单元的电力是自身的电力变换单元的预先设定的电力阈值以下的情况下且判定为自身的电力变换单元并非单独运转而是其他电力变换单元也运转的并行运转的情况下，使自身的电力变换单元的电力变换动作停止。


5.根据权利要求4所述的电力变换装置，其特征在于，
所述运转管理部在使自身的电力变换单元的电力变换动作停止之后所述负载侧的电压成为预先设定为比所述目标电压低的电压的基准值以下的情况下，使自身的电力变换单元的...

【专利技术属性】
技术研发人员：川井由宇，嘉藤贵洋，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP