电力变换装置制造方法及图纸

逆变器(408)将从分散电源(40)输出的电力变换为交流电力而输出给交流体系。逆变器控制电路(409)生成控制逆变器(408)时的交流电压目标值，生成将逆变器(408)作为电压源进行控制的指令值。逆变器控制电路(409)在对交流体系接通逆变器(408)时，使交流电压目标值的频率成为通过交流频率检测电路(4091)检测到的交流电压的频率，并且在交流电力的目标值是动力运行方向的情况下，将交流电压目标值的相位控制为相对交流体系的交流电压至少成为进相。控制为相对交流体系的交流电压至少成为进相。控制为相对交流体系的交流电压至少成为进相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力变换装置


[0001]本公开涉及电力变换装置。

技术介绍

[0002]近年来，为了减少环境负荷，加速导入采用利用不排出二氧化碳的太阳能电池等自然能源的静止型逆变器的发电系统。为了应对东日本大地震以后的电力不足等，具备蓄电池的系统、将电动汽车用作蓄电池的系统以及组合太阳能电池和蓄电池的系统等的产品化得到发展。在这些系统中也采用静止型逆变器。
[0003]另一方面，在作为调节力的火力发电站中，伴随通过可再生能源发电的发电量增加，包括管理成本的发电成本变高，所以预测今后逐渐关闭。火力发电等的同步发电机潜在地具有在体系频率变动时对其抑制的作用(惯性力、同步化力等)。在火力发电站逐渐关闭(同步发电机减少)时，难以确保体系的稳定度。
[0004]为了解决上述课题，各公司不断开发使静止型逆变器具有同步发电机的功能的虚拟同步发电机控制技术。在日本特开2011
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193606号公报(专利文献1)中，公开了安装有虚拟同步发电机控制技术的静止型逆变器的控制方法以及控制装置。具体而言，在专利文献1中，记载了体系互联时的稳定动作时的虚拟同步发电机控制的控制方式。专利文献1记载的逆变器部由虚拟同步发电机控制所需的调速器控制部、质点系运算部以及AVR(Automatic Voltage Regulator，自动电压调节器)部构成。质点系运算部根据从静止型逆变器输出的有效电力和从能源管理设备(以下记载为EMS)等输出的指令值(电力目标值)的差分信息，计算从静止型逆变器输出的角频率。逆变器部根据计算的角频率、电流值以及设定电压，在电力体系的频率降低的情况下，以使目标交流电压成为进相相位的方式控制。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2011
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193606号公报

技术实现思路

[0008]专利文献1记载的安装有虚拟同步发电机控制功能的静止型逆变器生成交流体系的交流电压而作为电压源动作。该静止型逆变器根据从EMS通知的输出电力目标值与静止型逆变器输出的有效电力之差，计算从静止型逆变器输出的交流体系的交流电压的角频率(交流体系的交流电压的频率以及相位)。该静止型逆变器根据交流体系的交流电压的频率与从EMS通知的交流体系的交流电压的频率目标值(例如60Hz)之差，生成加到从上述EMS通知的输出电力目标值的偏移量值。在电力体系的频率降低的情况下，以使目标交流电压成为进相相位的方式控制，所以该静止型逆变器在动力运行方向(放电方向)上输出比从EMS通知的输出电力目标值多的有效电力。在以下的说明中，将使静止型逆变器作为电压源动作的控制记载为电压控制。另一方面，将使静止型逆变器与输入的交流电压同步地作为电流源动作的控制记载为电流控制。
[0009]在设置有安装有多台虚拟同步发电机控制的静止型逆变器的配电体系中，EMS通过电力需求管理连接到配电体系的静止型逆变器的数量。例如，在设置有3台静止型逆变器的配电体系中，在可用1台静止型逆变器的输出供应电力需求的情况下，在考虑包括静止型逆变器的电力变换装置的效率时，相比于用3台静止型逆变器分担电力，用1台逆变器供给所有电力更好。但是，在所需电力增加而难以通过1台逆变器供应电量需求时，EMS输出指示以还将1台静止型逆变器追加到配电体系。以新参加配电体系的方式接受到指示的静止型逆变器根据本端的配电体系的交流体系的交流电压，检测交流体系的交流电压的频率、相位以及振幅。而且，静止型逆变器生成使用测量的频率、相位以及振幅进行电压控制时的交流体系的交流电压的目标值，将电力输出给交流体系。
[0010]另一方面，在通过电压传感器测量的交流体系的交流电压中有误差。在通过静止型逆变器检测本端的交流电压波形的零交叉点来检测频率和相位的情况下，例如，考虑交流体系的交流电压的0V由于误差被输出为
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2V的情况。在静止型逆变器生成根据通过电压传感器检测的零交叉点进行电压控制时的交流电压目标值的情况下，生成相比于实际的交流体系的交流电压迟相相位的交流电压目标值。即使静止型逆变器根据通过电压传感器检测的零交叉点信息开始电压控制，由于交流电压目标值是迟相，所以在电压控制刚刚开始之后从交流体系朝向静止型逆变器流入电力。该流入的电力根据相位差而变化。
[0011]通过使用上述质点系运算部以及调速器控制部的虚拟同步发电机控制，以几秒至十几秒消除该现象。但是，在加上需求负荷的电力超过以前动作的静止型逆变器的电力容量的情况下，由于过负荷，以前动作的静止型逆变器停止。进行静止型逆变器的控制的控制电路由微型计算机构成的情形多。微型计算机与进行控制静止型逆变器时的成为基准的PWM(Power Width Modulation，功率宽度调制)变换时的载波同步地，对交流体系的交流电压以及交流体系电流等进行采样。更具体而言，微型计算机根据载波信号生成中断信号，根据生成的中断信号计算指令值。在该情况下，根据输入载波中断的定时，交流体系的交流电压的采样位置变化。由此，还发生由采样引起的时间轴方向的误差。进而，还发生上述电压传感器的线性度以及振幅方向的误差。由于这些误差，在新接通的静止型逆变器的输出交流电压的频率、相位以及电压振幅中发生误差。特别是，在静止型逆变器的输出交流电压为迟相的情况下，静止型逆变器在新接通时从体系吸入不必要的电力(充电)。在该不必要的电力超过已经接通的静止型逆变器的电力容量时，由于过负荷，已经接通的静止型逆变器停止。
[0012]如以上说明，在设置有安装有虚拟同步发电机控制方式的多个静止型逆变器的电力体系中，在对电力体系新接通停止的静止型逆变器时，接通的静止型逆变器在再生(充电)方向上吸入电力。在本来与体系互联的静止型逆变器输出了用于补偿被吸入电力的电力时，该电力超过该静止型逆变器的电力容量，所以该静止型逆变器停止。本公开的目的在于，提供在对交流体系新接通停止的逆变器时能够抑制本来与交流体系互联的静止型逆变器停止的电力变换装置。
[0013]本公开的电力变换装置具备：逆变器，将从分散电源输出的电力变换为交流电力而输出给交流体系；交流电压测量器，测量交流体系的交流电压；交流频率检测电路，根据交流电压测量器的输出，检测交流体系的交流电压的频率以及相位；以及逆变器控制电路，生成控制逆变器时的交流电压目标值，生成将逆变器作为电压源进行控制的指令值。逆变
器控制电路在对交流体系接通逆变器时，使交流电压目标值的频率成为通过交流频率检测电路检测到的交流电压的频率，并且在交流电力的目标值是动力运行方向的情况下，将交流电压目标值的相位控制为相对交流体系的交流电压至少成为进相。
[0014]根据本公开的电力变换装置，在对交流体系新接通停止的逆变器时，能够抑制本来与交流体系互联的静止型逆变器停止。
附图说明
[0015]图1是示出连接有实施方式1所涉及的电力变换装置的配电体系(交流体系)的结构的框图。
[0016]图2是用于进一步说明包括与图1所示的配电体系24连接的配电体系蓄电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力变换装置，具备：逆变器，将从分散电源输出的电力变换为交流电力而输出给交流体系；交流电压测量器，测量所述交流体系的交流电压；交流频率检测电路，根据所述交流电压测量器的输出，检测所述交流体系的所述交流电压的频率以及相位；以及逆变器控制电路，生成控制所述逆变器时的交流电压目标值，生成将所述逆变器作为电压源进行控制的指令值，所述逆变器控制电路在对所述交流体系接通所述逆变器时，使所述交流电压目标值的频率成为通过所述交流频率检测电路检测到的所述交流电压的频率，并且在所述交流电力的目标值是动力运行方向的情况下，将所述交流电压目标值的相位控制为相对所述交流体系的所述交流电压至少成为进相。2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，所述逆变器控制电路在对所述交流体系接通所述逆变器时，使所述交流电压目标值的频率成为通过所述交流频率检测电路检测到的所述交流电压的频率，并且在所述交流电力的目标值是再生方向的情况下，将所述交流电压目标值的相位控制为相对所述交流体系的所述交流电压至少成为迟相。3.根据权利要求1或者2所述的电力变换装置，其中，所述电力变换装置还具备：计算并输出从所述逆变器输出的实效电力的实效电力计算电路，所述逆变器控制电路具备：调速器控制电路，至少根据成为基准的交流电压的频率与所述交流频率检测电路输出的所述交流电压的频率之差，输出加到从所述逆变器输出的交流电力的目标值的偏移量；以及质点系运算电路，将所述偏移量与所述交流电力的目标值之和与所述实效电力计算电路的输出之差作为输入，计算从所述逆变器输出的交流电压的频率以及相位。4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，所述质点系运算电路具有模拟同步发电机具有的惯性力的惯性力模拟部以及模拟同步发电机具有的制动力的制动力模拟部，所述质点系运算电路在对所述交流体系新接通所述逆变器时，在刚刚进行所述接通之后的预定时间或者直至从所述逆变器输出的所述实效电力进入到预定的范围内为止，至少将对所述惯性力模拟部提供的惯性常数的值设定为比通常动作时的惯性常数的值大的值。5.根据权利要求3所述的电力变换装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上祯之，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：