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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024027841
(43)【公開日】2024-03-01
(54)【発明の名称】電源装置、及び電圧生成方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/08 20060101AFI20240222BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240222BHJP
【ＦＩ】
H02J3/08
H02M7/48 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022130978
(22)【出願日】2022-08-19
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】上村 浩文
【テーマコード（参考）】
5G066
5H770
【Ｆターム（参考）】
5G066DA06
5G066HA04
5G066HB05
5H770BA11
5H770CA06
5H770DA10
5H770EA01
5H770GA19
5H770HA04Z
5H770HA05Z
(57)【要約】
【課題】出力電圧の実際の周波数の精度を向上させることが可能な電源装置を提供する。
【解決手段】出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算する計算部と、前記指令周波数を補正する補正部と、補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する出力部とを備え、前記補正部は、前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、電源装置。
【選択図】図７
【解決手段】出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算する計算部と、前記指令周波数を補正する補正部と、補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する出力部とを備え、前記補正部は、前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、電源装置。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、
前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算する計算部と、
前記指令周波数を補正する補正部と、
補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する出力部と
を備え、
前記補正部は、
前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、
電源装置。
前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算する計算部と、
前記指令周波数を補正する補正部と、
補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する出力部と
を備え、
前記補正部は、
前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、
電源装置。
【請求項2】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記補正部は、前記出力電圧の実際の周波数が、補正前の前記指令周波数と一致するように、補正前の前記指令周波数と、前記誤差を含む情報との関係を示す予め用意されたテーブル又は関係式を用いて、前記指令周波数を補正する、
電源装置。
前記補正部は、前記出力電圧の実際の周波数が、補正前の前記指令周波数と一致するように、補正前の前記指令周波数と、前記誤差を含む情報との関係を示す予め用意されたテーブル又は関係式を用いて、前記指令周波数を補正する、
電源装置。
【請求項3】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記誤差を含む情報は、前記誤差であり、
前記補正部は、補正前の前記指令周波数に対して前記誤差を減じる処理を実行する、
電源装置。
前記誤差を含む情報は、前記誤差であり、
前記補正部は、補正前の前記指令周波数に対して前記誤差を減じる処理を実行する、
電源装置。
【請求項4】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記誤差を含む情報は、補正前の前記指令周波数に対して前記誤差が減じられた補正後の前記指令周波数であり、
前記補正部は、補正前の前記指令周波数を、補正後の前記指令周波数に置き換える処理を実行する、
電源装置。
前記誤差を含む情報は、補正前の前記指令周波数に対して前記誤差が減じられた補正後の前記指令周波数であり、
前記補正部は、補正前の前記指令周波数を、補正後の前記指令周波数に置き換える処理を実行する、
電源装置。
【請求項5】
請求項１～４の何れか一項に記載の電源装置であって、
前記誤差は、前記計算部及び前記出力部を含む電源装置を、周波数を制御可能な参照電源に連系させた場合の定常状態における、前記指令周波数と、前記参照電源の周波数との差の計算値で定められる、
電源装置。
前記誤差は、前記計算部及び前記出力部を含む電源装置を、周波数を制御可能な参照電源に連系させた場合の定常状態における、前記指令周波数と、前記参照電源の周波数との差の計算値で定められる、
電源装置。
【請求項6】
請求項１～４の何れか一項に記載の電源装置であって、
前記誤差は、前記計算部及び前記出力部を含む電源装置を、周波数を制御可能な参照電源に連系させた場合の定常状態における、前記指令周波数の実測値と、前記参照電源の周波数との差で定められる、
電源装置。
前記誤差は、前記計算部及び前記出力部を含む電源装置を、周波数を制御可能な参照電源に連系させた場合の定常状態における、前記指令周波数の実測値と、前記参照電源の周波数との差で定められる、
電源装置。
【請求項7】
出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置が、
前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算するステップと、
前記指令周波数を補正するステップと、
補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力するステップと
を含み、
前記補正するステップにおいて、
前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、
電圧生成方法。
前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算するステップと、
前記指令周波数を補正するステップと、
補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成するステップと、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力するステップと
を含み、
前記補正するステップにおいて、
前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、
電圧生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電源装置、及び電圧生成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
同期発電機は、回転体が有する慣性により、電力系統の周波数の維持に貢献する。近年、インバータの出力を制御することにより、同期発電機を模擬する擬似同期発電機が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第７０２３４３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、一般的な電圧制御（ＧＦＭ：Ｇｒｉｄ－ＦｏｒＭｉｎｇ）方式の擬似同期発電機においては、出力電圧の指令周波数に対する出力電圧の実際の周波数の精度は考慮されていない。
【0005】
このため、出力電圧の実際の周波数の精度が低く、有意な誤差が含まれると、電力系統に入出力される目標電力と、電力系統に実際に入出力される電力とが乖離する場合がある。
【0006】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、出力電圧の実際の周波数の精度を向上させることが可能な電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための一の発明は、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、所定の設定周波数とに基づいて、前記出力電圧に対する指令周波数を計算する計算部と、前記指令周波数を補正する補正部と、補正後の前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する出力部とを備え、前記補正部は、前記第１電力と、前記第２電力とが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の前記指令周波数と、前記出力電圧の実際の周波数との誤差に基づいて前記指令周波数を補正する、電源装置である。本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、出力電圧の実際の周波数の精度を向上させることが可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図である。
【図2】一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図である。
【図3】一般的な電源装置５の計算部３０を説明する図である。
【図4】一般的な電源装置５を用いて出力電圧の実際の周波数の精度を確認する方法を説明する図である。
【図5】一般的な電源装置５を用いて出力電圧の実際の周波数の精度を確認する方法を説明する図である。
【図6】参照電源６の周波数と、出力電圧の周波数の誤差との関係の一例を示す図である。
【図7】実施形態６電源装置２が設けられた電力系統１の一例を説明する図である。
【図8】実施形態６電源装置２の補正部３１を説明する図である。
【図9】補正前の指令周波数と、出力電圧の周波数の誤差とのデータテーブルの一例を示す図である。
【図10】補正前の指令周波数と、補正後の指令周波数とのデータテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＝＝実施形態＝＝
＜＜一般的な電源装置５＞＞
図１は、一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図である。ここでは、本実施形態の電源装置２（後述）の説明をする前に、一般的な電源装置５の説明をする。一般的な電源装置５は、電圧制御（ＧＦＭ：Ｇｒｉｄ－ＦｏｒＭｉｎｇ）方式により、回転体を有する同期発電機を模擬する所謂擬似同期発電機である。
＜＜一般的な電源装置５＞＞
図１は、一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図である。ここでは、本実施形態の電源装置２（後述）の説明をする前に、一般的な電源装置５の説明をする。一般的な電源装置５は、電圧制御（ＧＦＭ：Ｇｒｉｄ－ＦｏｒＭｉｎｇ）方式により、回転体を有する同期発電機を模擬する所謂擬似同期発電機である。
【0011】
具体的には、電源装置５は、出力電圧ｖｏｕｔの周波数ｆｏｕｔを制御することによって電力系統１との間で電力Ｐｏｕｔを入出力する装置である。なお、電力Ｐｏｕｔは、正の場合が電源装置５から電力系統１へ出力される電力であり、負の場合が電力系統１から電源装置５に入力される電力である。
【0012】
電源装置５は、電力系統１との間に線路リアクタンスＸを介して電力系統１に連系される。
【0013】
電源装置５は、制御装置７と、出力部２０とを備える。以下では、先ず、制御装置７のハードウェア構成について説明し、次いで、電源装置２の機能ブロックについて説明する。
【0014】
＜制御装置７のハードウェア構成＞
制御装置７は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３５と、記憶装置３６とを備える（図１）。
制御装置７は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）３５と、記憶装置３６とを備える（図１）。
【0015】
［ＤＳＰ３５］
ＤＳＰ３５は、記憶装置３６に記憶された所定のプログラムを実行することにより、制御装置７が有する様々な機能を実現する。
ＤＳＰ３５は、記憶装置３６に記憶された所定のプログラムを実行することにより、制御装置７が有する様々な機能を実現する。
【0016】
［記憶装置３６］
記憶装置３６は、ＤＳＰ３５によって、実行または処理される各種データを格納する非一時的な（例えば不揮発性の）記憶装置を含む。
記憶装置３６は、ＤＳＰ３５によって、実行または処理される各種データを格納する非一時的な（例えば不揮発性の）記憶装置を含む。
【0017】
記憶装置３６は、更に、例えばＲＡＭ（Random-Access Memory）等（後述するメモリ３６ａ）を有し、様々なプログラムやデータ等の一時的な記憶領域として用いられる。
【0018】
＜電源装置５の機能ブロック＞
図２は、一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図であって、特に電源装置５の機能ブロックを説明する図である。ＤＳＰ３５が所定のプログラムを実行した結果、制御装置７には、計算部３０と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４とが実現される。
図２は、一般的な電源装置５が設けられた電力系統１の一例を説明する図であって、特に電源装置５の機能ブロックを説明する図である。ＤＳＰ３５が所定のプログラムを実行した結果、制御装置７には、計算部３０と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４とが実現される。
【0019】
これによって、電源装置５は、計算部３０と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４と、出力部２０とを備える。以下、それぞれについて説明する。
【0020】
なお、図面に示したブロックに同じ符号が付されている場合、それらのブロックは同一である。
【0021】
［計算部３０］
計算部３０は、ＧＦＭ方式により同期発電機を模擬することにより、電力系統１に出力される出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算する。
計算部３０は、ＧＦＭ方式により同期発電機を模擬することにより、電力系統１に出力される出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算する。
【0022】
具体的には、計算部３０は、電力系統１に入出力する目標となる電力Ｐｒｅｆ（「第１電力」に相当）と、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔ（「第２電力」に相当）と、所定の設定周波数ｆｎ，ｒｅｆとに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算する。
【0023】
以下の説明では、計算部３０が模擬する同期発電機が有する回転体の慣性定数をＨとし、制動定数をＤとする。
【0024】
慣性定数Ｈは、外力に対する回転体の応答しにくさを模擬するためのパラメータである。つまり、回転体は、慣性定数Ｈが大きいほど所定の軸の回りに回転しにくく、止まりにくい。なお、慣性定数Ｈは、慣性モーメントに相当するパラメータである。
【0025】
また、制動定数Ｄは、例えば摩擦等により、回転体が回転に逆らう向きに受ける抵抗を模擬するためのパラメータである。つまり、制動定数Ｄが大きいほど、回転体の回転周波数は減衰しやすい。
【0026】
図３は、一般的な電源装置５の計算部３０を説明する図である。計算部３０は、加算器３００，３０１，３０５と、乗算器３０２，３０３，３０６，３０７と、積分器３０４とを有する。
【0027】
詳細は後述するが、図３の乗算器３０２から積分器３０４までの処理において、計算部３０は、慣性定数Ｈに応じて、指令周波数ｆｒｅｆを出力する。このとき、慣性定数Ｈが大きいほど回転体は外力に対して応答しにくいことから、指令周波数ｆｒｅｆの変動は小さく抑えられる。
【0028】
また、図３の加算器３０５から加算器３０１までの処理において、計算部３０は、制動定数Ｄに応じて、指令周波数ｆｒｅｆと、設定周波数ｆｎ，ｒｅｆとの差に応じた電力ＰＤを計算して出力する。このとき、制動定数Ｄが大きいほど、電力ＰＤの絶対値は大きい。
【0029】
また、加算器３００から加算器３０１まので処理において、計算部３０は、ＰＨ，ｉｎ（＝Ｐｒｅｆ－Ｐｏｕｔ－ＰＤ）を計算し、乗算器３０２に出力する。ここで、ＰＨ，ｉｎが正の値であれば、指令周波数ｆｒｅｆは増加する。また、ＰＨ，ｉｎが負の値であれば、指令周波数ｆｒｅｆは減少する。
【0030】
以下、計算部３０のそれぞれの構成要素が実行する処理について説明する。
【0031】
加算器３００は、電力Ｐｒｅｆから、電力Ｐｏｕｔを減じる演算を実行する。これによって、加算器３００は、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔとの差（電力Ｐｒｅｆ－Ｐｏｕｔ）を出力する。
【0032】
加算器３０１は、加算器３００の出力である電力Ｐｒｅｆ－Ｐｏｕｔから、後述する乗算器３０７の出力である電力ＰＤを減じる演算を実行することにより、電力ＰＨ，ｉｎ（＝Ｐｒｅｆ－Ｐｏｕｔ－ＰＤ）を出力する。
【0033】
乗算器３０２は、加算器３００からの入力である電力ＰＨ，ｉｎに対し、１／２Ｈを乗算する演算（つまり、２Ｈで除する演算）を実行する。ここで、Ｈは慣性定数である（上述）。
【0034】
乗算器は３０３、乗算器３０２からの入力に対し、電力系統１の定格周波数ｆｎを乗ずる演算を実行する。電力系統１の定格周波数ｆｎは、例えば日本国内においては、東日本は５０Ｈｚであり、西日本は６０Ｈｚである。
【0035】
積分器３０４は、乗算器３０３からの入力に対し、所定期間に亘って時間積分する演算を実行する。この演算によって、積分器３０４は、電力系統１に出力される出力電圧ｖｏｕｔの周波数の指令値である指令周波数ｆｒｅｆを出力する。
【0036】
加算器３０５は、積分器３０４からの入力である指令周波数ｆｒｅｆから、設定周波数ｆｎ，ｒｅｆを減じる演算を実行することにより、Δｆｒｅｆを出力する。
【0037】
乗算器３０６は、加算器３０５からの入力であるΔｆｒｅｆに対し、電力系統１の定格周波数ｆｎで除する演算を実行する。
【0038】
乗算器３０７は、乗算器３０６からの入力に対し、Ｄを乗じる演算を実行することにより、前述のＰＤを出力する。ここで、Ｄは、ＧＦＭ制御方式における制動定数である（上述）。
【0039】
［積分器３２］
図１の積分器３２は、計算部３０からの入力である指令周波数ｆｒｅｆに対し、所定期間に亘って時間積分する演算を実行する。この演算によって、積分器３２は、出力部２０から出力される出力電力の位相の指令値である位相θｒｅｆを出力する。
図１の積分器３２は、計算部３０からの入力である指令周波数ｆｒｅｆに対し、所定期間に亘って時間積分する演算を実行する。この演算によって、積分器３２は、出力部２０から出力される出力電力の位相の指令値である位相θｒｅｆを出力する。
【0040】
［瞬時電圧制御部３３］
瞬時電圧制御部３３は、積分器３２からの入力である位相θｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの指令値である指令振幅Ｖｒｅｆとに基づいて、ＰＷＭ制御における基本波としての正弦波状の信号を生成する。正弦波状の信号は、ＰＷＭパルス生成部３４に出力される。
瞬時電圧制御部３３は、積分器３２からの入力である位相θｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの指令値である指令振幅Ｖｒｅｆとに基づいて、ＰＷＭ制御における基本波としての正弦波状の信号を生成する。正弦波状の信号は、ＰＷＭパルス生成部３４に出力される。
【0041】
［ＰＷＭパルス生成部３４］
ＰＷＭパルス生成部３４は、例えば三角波で実現される搬送波と、瞬時電圧制御部３３からの入力である基本波との交点を検出する。これによって、ＰＷＭパルス生成部３４は、ＰＷＭパルスのデューティ比を決定し、決定したデューティ比を有するＰＷＭパルスを生成する。ＰＷＭパルスは、出力部２０に出力され、出力部２０のインバータ回路（後述）が駆動される。
ＰＷＭパルス生成部３４は、例えば三角波で実現される搬送波と、瞬時電圧制御部３３からの入力である基本波との交点を検出する。これによって、ＰＷＭパルス生成部３４は、ＰＷＭパルスのデューティ比を決定し、決定したデューティ比を有するＰＷＭパルスを生成する。ＰＷＭパルスは、出力部２０に出力され、出力部２０のインバータ回路（後述）が駆動される。
【0042】
［出力部２０］
出力部２０は、直流電源２００と、複数のスイッチング素子を含むインバータ回路（図示せず）とを有する。インバータ回路は、直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換し、電力系統１に出力電圧ｖｏｕｔとして出力する。このとき、インバータ回路は、ＰＷＭパルス生成部３４からの出力であるＰＷＭパルスに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを出力する。
出力部２０は、直流電源２００と、複数のスイッチング素子を含むインバータ回路（図示せず）とを有する。インバータ回路は、直流電源２００からの直流電圧を交流電圧に変換し、電力系統１に出力電圧ｖｏｕｔとして出力する。このとき、インバータ回路は、ＰＷＭパルス生成部３４からの出力であるＰＷＭパルスに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを出力する。
【0043】
以上説明した電源装置５の各構成要素の処理により、出力部２０から電力系統１へ出力電圧ｖｏｕｔが出力される。
【0044】
しかしながら、このとき、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数（以下、「実際の周波数ｆｏｕｔ」と称する）は、計算部３０から出力される指令周波数ｆｒｅｆとは一致せず、指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差を含んだものとなる場合がある。このような場合、入出力の目標となる電力Ｐｒｅｆと、実際に入出力される電力Ｐｏｕｔとが乖離する。
【0045】
指令周波数ｆｒｅｆに対するこのような誤差は、積分器３２、瞬時電圧制御部３３及びＰＷＭパルス生成部３４における処理（特に、ＰＷＭパルス生成部３４の処理）により生じる。
【0046】
なお、一般的な電源装置５において、「実際の周波数ｆｏｕｔの精度」とは、指令周波数ｆｒｅｆに対する出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度とする。つまり、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが、指令周波数ｆｒｅｆに近いほど、周波数ｆｏｕｔの精度は高い。
【0047】
一般的な電源装置５においては、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度は考慮されていない。従って、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を確認する術がなく、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させる術もなかった。
【0048】
その後、本実施形態の電源装置２について説明する。詳細は後述するが、本実施形態の電源装置２は、上述の精度の確認方法に基づき、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能な電源装置である。
【0049】
＜＜周波数の精度の確認方法＞＞
出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を確認する方法について、詳細に説明する。図４及び５は、一般的な電源装置５を用いて、周波数ｆｏｕｔの精度を確認する方法を説明する図である。
出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を確認する方法について、詳細に説明する。図４及び５は、一般的な電源装置５を用いて、周波数ｆｏｕｔの精度を確認する方法を説明する図である。
【0050】
［周波数の精度を確認するための装置］
図４には、周波数ｆｏｕｔの精度を確認するための測定系４として、上述の一般的な電源装置５と、参照電源６とが示されている。電源装置５は、参照電源６に連系されている。
図４には、周波数ｆｏｕｔの精度を確認するための測定系４として、上述の一般的な電源装置５と、参照電源６とが示されている。電源装置５は、参照電源６に連系されている。
【0051】
電源装置５は、前述の計算部３０、積分器３２、瞬時電圧制御部３３、ＰＷＭパルス生成部３４及び出力部２０を含む電源装置である。
【0052】
参照電源６は、参照電源６自体の出力電圧の周波数を制御可能な電源である。ここで、参照電源６の出力電圧の設定周波数と、参照電源６の出力電圧の実際の周波数との誤差は十分に小さい。つまり、参照電源６における出力電圧の実際の周波数が含む誤差は、電源装置５の出力電圧の実際の周波数ｆｏｕｔが含む誤差に比べて十分小さい。
【0053】
以下では、参照電源６の出力電圧の周波数を、周波数ｆｔｅｓｔと称する。また、参照電源６の出力電圧の周波数ｆｔｅｓｔを、単に「参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔ」と称する場合がある。
【0054】
以下、電源装置５と、参照電源６とを用いて、周波数ｆｏｕｔの精度を確認する方法について詳細に説明する。
【0055】
［誤差ｆδの計算式］
電源装置５の出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが含む誤差を「誤差ｆδ」と称し、以下では誤差ｆδの計算式を求める。誤差ｆδは、出力部２０が出力する出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔと、計算部３０が出力する指令周波数ｆｒｅｆとの差である（次式）。
電源装置５の出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが含む誤差を「誤差ｆδ」と称し、以下では誤差ｆδの計算式を求める。誤差ｆδは、出力部２０が出力する出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔと、計算部３０が出力する指令周波数ｆｒｅｆとの差である（次式）。
【数1】
【0056】
ここで、定常状態においては、実際の周波数ｆｏｕｔと、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとが一致することを考慮する。これは、計算部３０が実行するＧＦＭ制御においては、実際の周波数ｆｏｕｔは、電力系統１の周波数と同期するためである。これは、電力系統１に代えて、参照電源６とした場合でも同様である。
【0057】
従って、誤差ｆδは、電源装置５を、参照電源６に連系させた場合の定常状態における、指令周波数ｆｒｅｆと、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとの差で定められる（次式）。
【数2】
【0058】
なお、「定常状態」とは、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔが所定の値に設定された場合において、電源装置５と参照電源６とを運転させてから十分な時間が経過した状態である。定常状態において、指令周波数ｆｒｅｆは、一定値に収束し、その後は時間が経過しても変化しない。
【0059】
本実施形態では、数２の右辺の計算値を求める。数２の右辺の計算値を求めるために、図５に示す計算部３０による演算について詳細に説明する。
【0060】
図５に示すように、本実施形態の精度の確認方法では、計算部３０には、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔと、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとが入力される。そして、計算部３０から、指令周波数ｆｒｅｆが出力される。
【0061】
【0062】
ここで、数３の右辺のＰＤは、加算器３０５、乗算器３０６及び乗算器３０７の処理から、次式で表わすことができる。
ここで、Δｆｒｅｆは、加算器３０５の出力であることを用いた。
【数4】
【0063】
加算器３０１の出力である電力ＰＨ，ｉｎ（数３）に対して、乗算器３０２、乗算器３０３及び積分器３０４の演算を実行して得られる指令周波数ｆｒｅｆは、次式で表わすことができる。
ここで、τは時間であり、ｔ０は初期の時刻、ｔ１は現在の時刻である。
【数5】
【0064】
数５に対し、数３及び数４を代入すると、次式となる。
【数6】
【0065】
ここで、定常状態の条件として、数６の両辺を時間ｔで微分すると０となる条件を課すと、次式が得られる。
【数7】
【0066】
数７の２つ目の等式から、次式が得られる。
【数8】
【0067】
数８に対し、数２に示した誤差ｆδの定義を代入して整理すると、次式が得られる。
【数9】
【0068】
以上によって、誤差ｆδの計算式（数９）を得ることができる。つまり、設定値である定格周波数ｆｎ、電力Ｐｒｅｆ、及び測定値である電力Ｐｏｕｔを数９に代入することによって、誤差ｆδの値を得ることができる。
【0069】
［参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、誤差ｆδとの関係を得る手順］
図６は、数９、必要な設定値及び実測値を用いて得られる、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔ（横軸）と、誤差ｆδ（縦軸）との関係を示す図である。詳細は後述するが、電源装置２は、図６に示した関係を用いて、実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることができる。
図６は、数９、必要な設定値及び実測値を用いて得られる、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔ（横軸）と、誤差ｆδ（縦軸）との関係を示す図である。詳細は後述するが、電源装置２は、図６に示した関係を用いて、実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることができる。
【0070】
図６において、誤差ｆδは、電源装置５が電力系統１に連系された場合において、電力系統１の周波数がｆｔｅｓｔで定常状態となった場合の、実際の周波数ｆｏｕｔが含む誤差である。
【0071】
以下、図４及び５に示した、誤差を測定するための測定系４を用いて、本実施形態における参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、誤差ｆδとの関係を得る手順を説明する。
【0072】
先ず、参照電源６の出力電圧の振幅値と、出力部２０の出力電圧ｖｏｕｔの振幅の指令値を、同値の所定の振幅値Ｖｒｅｆに設定する。
【0073】
次いで、ＧＦＭ制御方式における慣性定数Ｈを、設定可能な範囲において最小値に設定する。また、制動定数Ｄを、設定可能な範囲において最大値に設定する。このように設定する理由は、以下のことによる。
【0074】
制動定数Ｄを例えば２倍に設定すると、制動定数Ｄに比例して電力Ｐｏｕｔ－Ｐｒｅｆも２倍になる。つまり、制動定数Ｄと、電力Ｐｏｕｔ－Ｐｒｅｆとの比は変化しないので、誤差fδは変化しない。従って、数９の誤差ｆδの計算式には制動定数Ｄが含まれるが、誤差ｆδは、制動定数Ｄには依存しない。
【0075】
制動定数Ｄに応じて電力Ｐｏｕｔが増加すると、電力Ｐｏｕｔの測定が容易になり、測定精度が向上する。そうすると、数９のうちの電力Ｐｏｕｔ－Ｐｒｅｆの精度が向上し、誤差ｆδの精度も向上する。なお、このような設定は任意であり、誤差の確認方法において、慣性定数Ｈ及び制動定数Ｄについて制限は無い。
【0076】
次いで、電力系統１に入出力される目標電力Ｐｒｅｆを０に設定する。つまり、数９に示した誤差ｆδは、次式のように書き換えられる。
なお、この設定は任意であり、目標電力Ｐｒｅｆは必ずしも０としなくてもよい。
【数10】
【0077】
次いで、電源装置５を参照電源６に連系させて運転させ、十分な時間が経過し、定常状態に落ち着いた後における電力Ｐｏｕｔの実測値を計測する。このとき、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔは、所定の値に固定される。
【0078】
次いで、電力Ｐｏｕｔの実測値と、電力系統１の定格周波数ｆｎと、制動定数Ｄとを数１０に代入し、固定された参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔに対する誤差ｆδを得る。
【0079】
以上の手順を、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔについて、所定の下限値ｆｍｉｎから上限値ｆｍａｘまで、所定の間隔Δｆで誤差ｆδの計算値を得る。これによって、図６に示す参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、誤差ｆδとの関係を得ることができる。
【0080】
このとき、下限値ｆｍｉｎと上限値ｆｍａｘとは、これらの間に電力系統１の定格周波数ｆｎが含まれるように設定される。例えば、電力系統１の定格周波数ｆｎが５０［Ｈｚ］である場合に、下限値ｆｍｉｎは例えば４５［Ｈｚ］、上限値ｆｍａｘは例えば５５［Ｈｚ］と設定される。
【0081】
＜＜電源装置２＞＞
図７は、本実施形態の電源装置２を説明するための図である。電源装置２は、図６に示した参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、誤差ｆδとの関係に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能な電源装置２である。
図７は、本実施形態の電源装置２を説明するための図である。電源装置２は、図６に示した参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、誤差ｆδとの関係に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能な電源装置２である。
【0082】
電源装置２は、制御装置３と、出力部２０とを備える。なお、制御装置３のハードウェア構成については上述の一般的な電源装置５の制御装置７と同様であるため、これについての詳細な説明は省略する。
【0083】
＜電源装置２の機能ブロック＞
本実施形態では、ＤＳＰ３５が所定のプログラムを実行した結果、制御装置３には、計算部３０と、補正部３１と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４とが実現される。
本実施形態では、ＤＳＰ３５が所定のプログラムを実行した結果、制御装置３には、計算部３０と、補正部３１と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４とが実現される。
【0084】
これによって、電源装置２は、計算部３０と、補正部３１と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４と、出力部２０とを備える。
【0085】
なお、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４とをまとめたものは、「生成部」に相当する。つまり、「生成部」は、補正後の指令周波数に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを制御するための制御信号を生成する。
【0086】
ここで、計算部３０と、補正部３１と、積分器３２と、瞬時電圧制御部３３と、ＰＷＭパルス生成部３４と、出力部２０とはそれぞれ、上述した一般的な電源装置５のそれぞれと同様の構成であるため、以下ではこれらの説明を省略する。
【0087】
つまり、電源装置２は、一般的な電源装置５と比べると、補正部３１を更に備えている点で異なる。以下では、補正部３１について詳細に説明する。
【0088】
［補正部３１］
補正部３１は、指令周波数ｆｒｅｆを補正する。補正部３１は、計算部３０の出力である指令周波数ｆｒｅｆを入力とし、補正後の指令周波数を、積分器３２に出力する。
補正部３１は、指令周波数ｆｒｅｆを補正する。補正部３１は、計算部３０の出力である指令周波数ｆｒｅｆを入力とし、補正後の指令周波数を、積分器３２に出力する。
【0089】
補正部３１が指令周波数ｆｒｅｆを補正する理由としては、前述のように、一般的な電源装置５においては、出力部２０から出力される出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが指令周波数ｆｒｅｆとはならず、指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差ｆδを含んだものとなる場合があることによる。周波数ｆｏｕｔがこのような誤差ｆδを含むと、前述のように、入出力の目標となる電力Ｐｒｅｆと、実際に入出力される電力Ｐｏｕｔとが乖離する。
【0090】
なお、以下の説明において、計算部３０が出力した指令周波数ｆｒｅｆを、「補正前の指令周波数ｆｒｅｆ」と称する場合がある。また、後述する処理によって補正部３１が出力する指令周波数を、「補正後の指令周波数」と称する。また、特に断らない限り、単に「指令周波数ｆｒｅｆ」と称する場合は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆを意味することとする。
【0091】
なお、本実施形態の電源装置２において、「実際の周波数ｆｏｕｔの精度」とは、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに対する出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度とする。つまり、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに近いほど、周波数ｆｏｕｔの精度は高い。
【0092】
補正部３１は、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔとが、定常状態において一致するよう、指令周波数ｆｒｅｆを補正する。具体的には、補正部３１は、定常状態において得られた、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔとの誤差ｆδに基づいて、指令周波数ｆｒｅｆを補正する。
【0093】
補正部３１は、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと一致するように、補正前の指令周波数ｆｒｅｆを補正する。
【0094】
本実施形態では、補正部３１は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、誤差ｆδとの関係を示すデータテーブル（「テーブル」に相当）を用いて、補正前の指令周波数ｆｒｅｆを補正する。なお、このデータテーブルにおける「誤差ｆδ」とは、「誤差ｆδを含む情報」の一例である。
【0095】
なお、「データテーブル」とは、一の種類のデータと、他の種類のデータとの関係を示すデータである。データテーブルは、例えば、グラフの形式で示されたものであってもよいし、表の形式で示されたものであってもよい。
【0096】
図９は、補正前の指令周波数（横軸）と、誤差ｆδ（縦軸）との関係を示すデータテーブルＴ１の一例を示す図である。データテーブルＴ１は、グラフの形式で示された図である。
【0097】
図９において、指令周波数ｆｒｅｆの定義域は、所定の下限値ｆｍｉｎから所定の上限値ｆｍａｘまでとなっている。
【0098】
データテーブルＴ１は、図６に示した参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの誤差ｆδとの関係に対し、横軸を補正前の指令周波数ｆｒｅｆに置き換えたものである。
【0099】
つまり、このデータテーブルＴ１は、上述の確認方法に基づいて予め用意されたものであり、記憶装置３６が有するメモリ３６ａに格納されている。
【0100】
補正部３１は、このデータテーブルＴ１を用いて、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差ｆδを減じる処理を実行する。
【0101】
具体的には、本実施形態の補正部３１は、加算器３１０を有する（図８）。加算器３１０には、計算部３０から出力された補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、記憶装置３６が含むメモリ３６ａから出力された誤差ｆδとが入力される。
【0102】
加算器３１０は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆから、誤差ｆδを減じる処理を実行する。つまり、加算器３１０は、補正後の指令周波数として、周波数ｆｒｅｆ－ｆδを出力する。
【0103】
ここで、メモリ３６ａが出力する誤差ｆδは、図９のデータテーブルＴ１によって決定され、計算部３０からの入力である補正前の指令周波数ｆｒｅｆの値に対応する誤差ｆδである。
【0104】
補正部３１が、補正後の指令周波数ｆｒｅｆ－ｆδを出力すると、補正後の指令周波数ｆｒｅｆ－ｆδに対し、積分器３２、瞬時電圧制御部３３及びＰＷＭパルス生成部３４の処理が実行される。
【0105】
これらの処理（特に、ＰＷＭパルス生成部３４）により、補正後の指令周波数ｆｒｅｆ－ｆδに対して、補正部３１において減じられた誤差ｆδと同量の誤差ｆδが加算される。つまり、ＰＷＭパルス生成部３４は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと同値の周波数ｆｒｅｆを出力部２０に出力する。
【0106】
以上のことから、出力部２０は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと同値の周波数ｆｒｅｆを有する出力電圧ｖｏｕｔを電力系統１に出力する。つまり、計算部３０によって出力された指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔとは同値（ｆｒｅｆ）となり、実際の周波数ｆｏｕｔの精度が向上する。つまり、誤差ｆδ（＝ｆｏｕｔ－ｆｒｅｆ）を０とすることができる。
【0107】
更に、実際の周波数ｆｏｕｔの精度が向上した結果、電力系統１に入出力される目標電力Ｐｒｅｆと、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔとの乖離が抑制される。
【0108】
このことは、数９において左辺の誤差ｆδが０であると、右辺のＰｏｕｔ－Ｐｒｅｆが０となることが導出されるためである。
【0109】
なお、数９は、図４及び５に示した測定系４を用いて導出した式である。測定系４において、一般的な電源装置５に代えて、本実施形態の補正部３１を更に備える電源装置２としても、数９は成り立つ。
【0110】
これは、数９の導出において、図４の計算部３０よりも後段からＰＷＭパルス生成部３４までの処理は考慮する必要がなく、実際にこれらの処理は考慮されないことによる。従って、補正部３１の有無にかかわらず、数９が成り立つ。
【0111】
なお、このときの誤差ｆδ（＝ｆｏｕｔ－ｆｒｅｆ）において、指令周波数ｆｒｅｆは、補正前の指令周波数ｆｒｅｆである。
【0112】
以上説明したように、本実施形態の電源装置２によれば、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能となる。
【0113】
なお、本実施形態では、補正部３１は、データテーブルＴ１を用いて指令周波数ｆｒｅｆを補正することとしたが、これに限られない。
【0114】
例えば、データテーブルＴ１に代えて、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、誤差ｆδとの関係を示す関係式を用いてもよい。この場合の関係式としては、データテーブルＴ１に対し、下限値ｆｍｉｎから上限値ｆｍａｘに亘って、誤差ｆδの値を例えば一次又は複数次の多項式で近似又は補間したものとしてもよい。
【0115】
＝＝変形例１＝＝
本変形例の電源装置について説明する。本変形例の電源装置は、実施形態の電源装置２に比べると、補正部３１が実行する処理が異なっている。本変形例の補正部３１は、データテーブルＴ１（図９）に代えて、図１０に示すデータテーブルＴ２を用いる。
本変形例の電源装置について説明する。本変形例の電源装置は、実施形態の電源装置２に比べると、補正部３１が実行する処理が異なっている。本変形例の補正部３１は、データテーブルＴ１（図９）に代えて、図１０に示すデータテーブルＴ２を用いる。
【0116】
データテーブルＴ２は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆ（横軸）と、補正後の指令周波数ｆ（縦軸）の関係を示すデータテーブルである。このデータテーブルＴ２における「補正後の指令周波数ｆ」とは、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差ｆδが減じられた値（ｆｒｅｆ－ｆδ）である。
【0117】
なお、このデータテーブルＴ２における「補正後の指令周波数」とは、「誤差ｆδを含む情報」の上記実施形態の他の例である。
【0118】
本変形例の補正部は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆを、補正後の指令周波数ｆに置き換える処理を実行する。
【0119】
つまり、本変形例の補正部は、実施形態の補正部３１と同様に、補正後の指令周波数ｆｒｅｆ－ｆδを出力する。そうすると、積分器３２から後段の処理は、上記実施形態と同様である。
【0120】
従って、本変形例のような態様としても、出力部２０は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと同値の周波数ｆｒｅｆを有する出力電圧ｖｏｕｔを電力系統１に出力する。つまり、計算部３０によって出力された指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔと同値（ｆｒｅｆ）となり、実際の周波数ｆｏｕｔの精度が向上する。
【0121】
更に、実際の周波数ｆｏｕｔの精度が向上した結果、電力系統１に入出力される目標電力Ｐｒｅｆと、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔとの乖離が抑制される。
【0122】
以上説明した態様であっても、本変形例の電源装置によれば、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能となる。
【0123】
＝＝変形例２＝＝
実施形態においては、データテーブルＴ１を用意する際に、数９に示す誤差ｆδの計算式に対し、必要な設定値及び実測値を代入して誤差ｆδを得た。
実施形態においては、データテーブルＴ１を用意する際に、数９に示す誤差ｆδの計算式に対し、必要な設定値及び実測値を代入して誤差ｆδを得た。
【0124】
これに代えて、誤差ｆδは、電源装置５を、参照電源６に連系させた場合の定常状態における、指令周波数ｆｒｅｆの実測値と、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとの差で定められてもよい（次式）。
【数11】
【0125】
ここで、右辺第１項は、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔの設定値であり、右辺第２項は、指令周波数ｆｒｅｆの実測値である。
【0126】
指令周波数ｆｒｅｆの実測値を得るには、例えば、電源装置５に、計算部３０の出力である指令周波数ｆｒｅｆを計測するための測定部を追加してもよい。あるいは、計算部３０は、計算された指令周波数ｆｒｅｆの値を、メモリ３６ａにも出力してもよい。
【0127】
以上説明した態様であっても、本変形例の電源装置によれば、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能となる。
【0128】
＝＝まとめ＝＝
以上、実施形態の電源装置２は、出力電圧ｖｏｕｔの周波数を制御することによって電力系統１との間で電力を入出力する電源装置であって、電力系統１に出力する目標となる電力Ｐｒｅｆと、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔと、所定の設定周波数ｆｎ，ｒｅｆとに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算する計算部３０と、指令周波数ｆｒｅｆを補正する補正部３１と、補正後の指令周波数に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを制御するための制御信号を生成する生成部と、制御信号に基づいて生成された出力電圧ｖｏｕｔを、電力系統１に出力する出力部とを備え、補正部３１は、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔとが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔとの誤差ｆδに基づいて指令周波数ｆｒｅｆを補正する。
以上、実施形態の電源装置２は、出力電圧ｖｏｕｔの周波数を制御することによって電力系統１との間で電力を入出力する電源装置であって、電力系統１に出力する目標となる電力Ｐｒｅｆと、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔと、所定の設定周波数ｆｎ，ｒｅｆとに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算する計算部３０と、指令周波数ｆｒｅｆを補正する補正部３１と、補正後の指令周波数に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを制御するための制御信号を生成する生成部と、制御信号に基づいて生成された出力電圧ｖｏｕｔを、電力系統１に出力する出力部とを備え、補正部３１は、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔとが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔとの誤差ｆδに基づいて指令周波数ｆｒｅｆを補正する。
【0129】
このような構成によれば、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能な電源装置２を提供することができる。
【0130】
実施形態の電源装置２において、補正部３１は、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔが、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと一致するように、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、誤差ｆδを含む情報との関係を示す予め用意されたテーブル又は関係式を用いて、指令周波数ｆｒｅｆを補正する。このような構成によれば、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、テーブル又は関係式のみを用いて、指令周波数ｆｒｅｆを補正することができる。つまり、電源装置２は、電力系統１への連系時においてリアルタイムで誤差ｆδを計算する必要がないため、計算のためのコストを削減することができる。
【0131】
実施形態の電源装置２において、誤差ｆδを含む情報は、誤差ｆδであり、補正部３１は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差ｆδを減じる処理を実行する。このような構成によれば、補正後の指令周波数に対して誤差ｆδが加算された指令周波数の出力電圧ｖｏｕｔが、出力部から出力される。つまり、補正部３１は、指令周波数の誤差ｆδが相殺されるように補正前の指令周波数ｆｒｅｆを補正するため、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔは、補正前の指令周波数ｆｒｅｆとなる。
【0132】
変形例１の電源装置において、誤差ｆδを含む情報は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆに対して誤差ｆδが減じられた補正後の指令周波数であり、補正部３１は、補正前の指令周波数ｆｒｅｆを、補正後の指令周波数に置き換える処理を実行する。このような構成によれば、補正後の指令周波数に対して誤差ｆδが加算された指令周波数の出力電圧ｖｏｕｔが、出力部から出力される。つまり、補正部３１は、指令周波数の誤差ｆδが相殺されるように補正前の指令周波数ｆｒｅｆを補正するため、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔは、補正前の指令周波数ｆｒｅｆとなる。
【0133】
実施形態の電源装置２において、誤差ｆδは、計算部３０、生成部及び出力部を含む電源装置５を、周波数を制御可能な参照電源６に連系させた場合の定常状態における、指令周波数ｆｒｅｆと、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとの差の計算値で定められる。このような構成によれば、指令周波数ｆｒｅｆと、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとの差の計算式を用いることにより、精度良く誤差ｆδを求めることができる。
【0134】
実施形態の電源装置２において、誤差ｆδは、計算部３０及び出力部を含む電源装置５を、周波数を制御可能な参照電源６に連系させた場合の定常状態における、指令周波数ｆｒｅｆの実測値と、参照電源６の周波数ｆｔｅｓｔとの差で定められる。このような構成によれば、直接的な誤差ｆδの定義を用いるため、容易に誤差ｆδを求めることができる。
【0135】
実施形態の電圧生成方法は、電圧の周波数を制御することによって電力系統１との間で電力を入出力する電源装置２が、電力系統１に出力する目標となる電力Ｐｒｅｆと、電力系統１に実際に入出力される電力Ｐｏｕｔと、所定の設定周波数ｆｎ，ｒｅｆとに基づいて、出力電圧ｖｏｕｔに対する指令周波数ｆｒｅｆを計算するステップと、指令周波数ｆｒｅｆを補正するステップと、補正後の指令周波数に基づいて、出力電圧ｖｏｕｔを制御するための制御信号を生成するステップと、制御信号に基づいて生成された出力電圧ｖｏｕｔを、電力系統１に出力するステップとを含み、補正するステップにおいて、電力Ｐｒｅｆと、電力Ｐｏｕｔとが、定常状態において一致するよう、定常状態において得られた、補正前の指令周波数ｆｒｅｆと、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔとの誤差ｆδに基づいて指令周波数ｆｒｅｆを補正する。
【0136】
このような方法によれば、出力電圧ｖｏｕｔの実際の周波数ｆｏｕｔの精度を向上させることが可能な電圧生成方法を提供することができる。
【符号の説明】
【0137】
電力系統 １
電源装置 ２
出力部 ２０
直流電源 ２００
制御装置 ３
計算部 ３０
補正部 ３１
積分器 ３２
瞬時電圧制御部 ３３
ＰＷＭパルス生成部 ３４
ＤＳＰ ３５
記憶装置 ３６
測定系 ４
電源装置 ５
参照電源 ６
制御装置 ７
電源装置 ２
出力部 ２０
直流電源 ２００
制御装置 ３
計算部 ３０
補正部 ３１
積分器 ３２
瞬時電圧制御部 ３３
ＰＷＭパルス生成部 ３４
ＤＳＰ ３５
記憶装置 ３６
測定系 ４
電源装置 ５
参照電源 ６
制御装置 ７
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】