特開 2024-83046 電力変換装置

(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】P2024083046

(43)【公開日】2024-06-20

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240613BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20240613BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 F

H02M7/48 R

H02M7/12 B

H02M7/12 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022197337

(22)【出願日】2022-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000180025

【氏名又は名称】山洋電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】降幡 賢

(72)【発明者】

【氏名】太田 拓弥

(72)【発明者】

【氏名】三好 宏明

【テーマコード（参考）】

5H006

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H006CA01

5H006CB01

5H006CB08

5H006CC08

5H006DA04

5H006DB01

5H006DC05

5H770AA05

5H770BA11

5H770CA02

5H770CA04

5H770CA05

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA41

5H770EA01

5H770HA03W

5H770HA03Y

5H770HA03Z

5H770HA05Z

5H770KA01Y

5H770KA01Z

(57)【要約】

【課題】再生エネルギーを含む電力網から入力される交流の周波数変動を抑制できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置１は、再生エネルギー発電機を含む電力網に接続され、電力網から入力される交流を直流に変換するコンバータ回路Ｃと、コンバータ回路Ｃに直列に接続され、コンデンサからなる平滑回路Ｓと、コンバータ回路Ｃに直列に接続され、かつ、平滑回路Ｓと並列に接続される蓄電デバイスＤと、平滑回路Ｓ、および、蓄電デバイスＤに直列に接続され、平滑回路Ｓからの直流、または、蓄電デバイスＤからの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路Ｉと、直流電圧指令値に基づいてコンバータ回路ＣをＰＷＭ制御するコンバータ制御部１２と、インバータ回路ＩをＰＷＭ制御するインバータ制御部１３と、を備える。コンバータ制御部１２は、直流電圧指令値補正部を有する直流電圧制御部と、電力網から入力される交流の周波数を検出する周波数検出部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

再生エネルギー発電機を含む電力網に接続され、前記電力網から入力される交流を直流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、コンデンサからなる平滑回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、かつ、前記平滑回路と並列に接続される蓄電デバイスと、
前記平滑回路、および、前記蓄電デバイスに直列に接続され、前記平滑回路からの直流、または、前記蓄電デバイスからの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路と、
直流電圧指令値に基づいて前記コンバータ回路をＰＷＭ制御するコンバータ制御部と、
前記インバータ回路をＰＷＭ制御するインバータ制御部と、
を備え、
前記コンバータ制御部は、
直流電圧指令値補正部を有する直流電圧制御部と、
前記電力網から入力される交流の周波数を検出する周波数検出部を、
を備え、
前記直流電圧制御部は、直流電圧基準値と前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ供給される直流電圧との差分から前記直流電圧指令値を生成し、
前記直流電圧指令値補正部は、前記周波数検出部によって検出された前記電力網から入力される交流の周波数に基づいて、前記直流電圧指令値が正の値となる範囲で前記直流電圧指令値を補正することを特徴とする、電力変換装置。

【請求項2】

前記直流電圧指令値補正部は、前記周波数検出部によって検出された前記交流の周波数が上がった場合、前記直流電圧指令値を大きくなるように補正し、前記交流の周波数が下がった場合、前記直流電圧指令値を小さくなるように補正する、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記コンバータ制御部は、前記蓄電デバイスから前記インバータ回路へ供給される直流電力と、前記インバータ回路の出力電力に基づいて算出される閾値とを比較する電力比較部を有し、
前記電力比較部により前記直流電力が前記閾値を上回ったと判定された場合、前記直流電圧指令値補正部は前記直流電圧指令値を大きくなるように補正する、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記電力比較部は、コンパレータから構成される、請求項３に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記電力比較部は、前記直流電力と前記閾値との電力差分を検出する電力差分検出部から構成され、
前記電力差分検出部により前記直流電力が前記閾値を上回ったと判定された場合、前記直流電圧指令値補正部は前記電力差分検出部によって検出された前記電力差分に応じた割合で前記直流電圧指令値を大きくなるように補正する、請求項３に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記コンバータ制御部は、前記電力網から入力される交流電力が所定の閾値を超えるかを判定する電力判定部を有し、
前記電力判定部によって前記電力網から入力される交流電力が前記閾値を下回ったと判定された場合、前記直流電圧指令値補正部は前記直流電圧指令値を大きくなるように補正する、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記コンバータ制御部は、前記直流電圧の偏差を検出する直流偏差検出部を有し、
前記直流偏差検出部によって検出された直流偏差が増加した場合、前記直流電圧制御部は前記直流偏差に応じて前記直流電圧指令値を補正する、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記コンバータ回路に直列に接続され、かつ、前記平滑回路と並列に接続され、直流電源からなる直流回路を更に備える、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項9】

再生エネルギー発電機および内燃機関を有する発電機を含む電力網に接続され、前記電力網から入力される交流を直流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、コンデンサからなる平滑回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、かつ、前記平滑回路と並列に接続される蓄電デバイスと、
前記平滑回路、および、前記蓄電デバイスに直列に接続され、前記平滑回路からの直流、または、前記蓄電デバイスからの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路と、
直流電圧指令値に基づいて前記コンバータ回路をＰＷＭ制御するコンバータ制御部と、
前記インバータ回路をＰＷＭ制御するインバータ制御部と、
を備え、
前記コンバータ制御部は、
直流電圧指令値補正部を有する直流電圧制御部と、
前記電力網から入力される交流の周波数を検出する周波数検出部を、
を備え、
前記直流電圧制御部は、直流電圧基準値と前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ供給される直流電圧との差分から前記直流電圧指令値を生成し、
前記直流電圧指令値補正部は、前記周波数検出部によって検出された前記電力網から入力される交流の周波数に基づいて、前記直流電圧指令値が正の値となる範囲で前記直流電圧指令値を補正することを特徴とする、電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、火力発電等の同期発電機を用いた発電が主体となる商用電源では、消費電力が急激に変動した場合でも、発電量を調整することにより商用電源の周波数変動を抑えている。しかし、近年は太陽光等の再生エネルギーを用いた発電が増加し、商用電源における同期発電機を用いた発電の割合が減少していることから、消費電力が急激に変動した場合、商用電源の周波数変動が発生しうることが懸念されている。

【0003】

例えば、特許文献１には、商用電源から入力される交流電圧を直流に変換し、ＤＣ／ＤＣ変換器を介して蓄電池をＤＣバスに接続するとともに、そのＤＣ／ＤＣ変換器によって蓄電池の充放電を制御する電力変換装置が開示されている。これにより、電圧指令値を用いて、ＤＣバスに接続された蓄電池の充放電制御を行い、安定した電力供給が可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－７４８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されている電力変換装置は、消費電力が急激に変動した場合に、電力変換装置に接続された負荷の変動を抑制できるが、商用電源の周波数変動を抑制できない。

【0006】

そこで、本発明は、再生エネルギーを含む電力網から入力される交流の周波数変動を抑制できる電力変換装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態に係る一側面に係る電力変換装置は、
再生エネルギー発電機を含む電力網に接続され、前記電力網から入力される交流を直流に変換するコンバータ回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、コンデンサからなる平滑回路と、
前記コンバータ回路に直列に接続され、かつ、前記平滑回路と並列に接続される蓄電デバイスと、
前記平滑回路、および、前記蓄電デバイスに直列に接続され、前記平滑回路からの直流、または、前記蓄電デバイスからの直流を交流に変換して交流負荷に出力するインバータ回路と、
直流電圧指令値に基づいて前記コンバータ回路をＰＷＭ制御するコンバータ制御部と、
前記インバータ回路をＰＷＭ制御するインバータ制御部と、
を備え、
前記コンバータ制御部は、
直流電圧指令値補正部を有する直流電圧制御部と、
前記電力網から入力される交流の周波数を検出する周波数検出部と、
を備え、
前記直流電圧制御部は、直流電圧基準値と前記コンバータ回路から前記インバータ回路へ供給される直流電圧との差分から前記直流電圧指令値を生成し、
前記直流電圧指令値補正部は、前記周波数検出部によって検出された前記電力網から入力される交流の周波数に基づいて、前記直流電圧指令値が正の値となる範囲で前記直流電圧指令値を補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、再生エネルギーを含む電力網から入力される交流の周波数変動を抑制する電力変換装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る電力変換装置の回路構成を示す回路図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るコンバータ制御部の回路構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示すコンバータ制御部内の直流電圧指令値およびコンバータ基準波形の波形データである。

【図4】本発明の第１実施形態に係るインバータ制御部の回路構成を示すブロック図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係るコンバータ制御部の回路構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の第３実施形態に係るコンバータ制御部の回路構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、実施形態の説明において既に説明された部材と同一の参照番号を有する部材については、説明の便宜上、その説明は省略する。また、本図面に示された各部材の寸法は、説明の便宜上、実際の各部材の寸法とは異なる場合がある。

【0011】

図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の回路構成を示す図である。図１に示すように、電力変換装置１の装置入力端子３１ａ～３１ｃには、三相交流電源９１が接続され、電力変換装置１の装置出力端子７１ａ～７１ｃには、インバータ回路Ｉから出力される三相交流Ｖｏｕｔが供給される交流負荷９２が接続される。電力変換装置１は、入力フィルタＦ１と、コンバータ回路Ｃと、平滑回路Ｓと、インバータ回路Ｉと、出力フィルタＦ２と、直流回路Ｄと、コンバータ制御部１２と、インバータ制御部１３と、を備える。
なお、三相交流電源９１は、太陽光発電、風力発電、波力発電などの発電量を意図的に調整することが難しい再生エネルギー発電機を含む電力網を意味する。

【0012】

入力フィルタＦ１は、入力フィルタコンデンサ２ａ～２ｃと、入力フィルタリアクトル３ａ～３ｃと、を有する。入力フィルタリアクトル３ａ～３ｃの一方の端子は、電力変換装置１の装置入力端子３１ａ～３１ｃにそれぞれ接続される。入力フィルタリアクトル３ａ～３ｃの他方の端子は、コンバータ回路Ｃの三相（ｒ相，ｓ相，ｔ相）の交流入力端子４１ａ～４１ｃにそれぞれ接続される。

【0013】

入力フィルタコンデンサ２ａ～２ｃの一方の端子は、入力フィルタリアクトル３ａ～３ｃにおける装置入力端子３１ａ～３１ｃ側の端子にそれぞれ接続される。入力フィルタコンデンサ２ａ～２ｃの他方の端子は、互いに接続される。入力フィルタＦ１は、三相交流電源９１からの三相交流Ｖｉｎをコンバータ回路Ｃに通過させるとともに、コンバータ回路Ｃで発生するキャリア周波数（ＰＷＭ制御方式におけるパルス幅変調周期を決定する周波数）の信号が三相交流電源９１に流れ込むのを防止する。

【0014】

コンバータ回路Ｃは、三相ブリッジ接続された６個の半導体スイッチング素子４ａ～４ｆを有する。半導体スイッチング素子４ａ～４ｆは、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラトランジスタ）と、逆並列された還流ダイオードとから構成される。コンバータ回路Ｃは、三相（ｒ相，ｓ相，ｔ相）のフルブリッジ回路で構成される。コンバータ回路Ｃは、三相交流電源９１から入力される三相交流を直流に変換する。

【0015】

平滑回路Ｓは、コンバータ回路Ｃの平滑コンデンサ５を有し、コンバータ回路Ｃに直列に接続される。平滑コンデンサ５は、例えば、電解コンデンサであり、コンバータ回路Ｃの直流出力端子４２ａ、４２ｂに接続される。平滑コンデンサ５は、コンバータ回路Ｃの出力を平滑化する。

【0016】

インバータ回路Ｉは、三相ブリッジ接続された６個の半導体スイッチング素子６ａ～６ｆを有し、平滑回路Ｓおよび直流回路Ｄに直列に接続される。半導体スイッチング素子６ａ～６ｆは、例えば、ＩＧＢＴと、逆並列された還流ダイオードとから構成される。インバータ回路Ｉは、三相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）のフルブリッジ回路で構成される。インバータ回路Ｉは、直流入力端子６１ａ、６１ｂが平滑コンデンサ５の両極端子、および、ＤＣＤＣコンバータ１１の端子にそれぞれ接続される。インバータ回路Ｉは、半導体スイッチング素子６ａ～６ｆのスイッチング動作により、平滑回路Ｓからの直流（コンバータ回路Ｃが出力する直流）を交流に変換する、または、直流回路Ｄからの直流を交流に変換する。

【0017】

出力フィルタＦ２は、出力フィルタリアクトル７ａ～７ｃと、出力フィルタコンデンサ８ａ～８ｃと、を有する。出力フィルタリアクトル７ａ～７ｃの一方の端子は、三相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）のインバータ回路Ｉの交流出力端子６２ａ～６２ｃにそれぞれ接続される。出力フィルタリアクトル７ａ～７ｃの他方の端子は、電力変換装置１の装置出力端子７１ａ～７１ｃにそれぞれ接続される。

【0018】

出力フィルタコンデンサ８ａ～８ｃの一方の端子は、出力フィルタリアクトル７ａ～７ｃにおける装置出力端子７１ａ～７１ｃ側の端子にそれぞれ接続される。出力フィルタコンデンサ８ａ～８ｃの他方の端子は、互いに接続される。出力フィルタＦ２は、インバータ回路Ｉから出力される交流を交流負荷９２に通過させるとともに、インバータ回路Ｉで発生するキャリア周波数の信号が交流負荷９２に流れ込むのを防止する。

【0019】

直流回路Ｄは、蓄電デバイス９と、ＤＣＤＣコンバータ１１と、を有する。蓄電デバイス９は、直流電源（蓄電池）１０ａと蓄電コンデンサ１０ｂから構成される。ＤＣＤＣコンバータ１１の入力端子１１ａ、１１ｃは、蓄電デバイス９に接続される。ＤＣＤＣコンバータ１１の出力端子１１ｂ、１１ｄは、インバータ回路Ｉの直流入力端子６１ａ、６１ｂにそれぞれ接続される。ＤＣＤＣコンバータ１１は、直流電源（蓄電池）１０ａと蓄電コンデンサ１０ｂからの入力電圧を所定の出力電圧に電圧変換して、インバータ回路Ｉに出力する。
なお、蓄電デバイス９は、直流電源（蓄電池）１０ａ、または蓄電コンデンサ１０ｂの一方のみから構成されてもよい。また、直流回路Ｄは、ＤＣＤＣコンバータ１１を含まない構成であってもよい。

【0020】

直流回路Ｄは、平滑回路Ｓと並列に接続され、交流負荷９２が増加した際に、または停電や瞬断が発生した際に交流負荷９２への電力供給を継続するように構成される。具体的には、電力変換装置１の通常動作時は、平滑回路Ｓからの直流（コンバータ回路Ｃが出力する直流）がインバータ回路Ｉに入力される。電力変換装置１の蓄電デバイス９の動作時は、直流回路Ｄからの直流がインバータ回路Ｉに入力される。

【0021】

図２は、本発明の第１実施形態に係るコンバータ制御部１２の回路構成を示す図である。コンバータ制御部１２は、直流電圧制御部１２１と、周波数検出部１２２と、電力比較部１２３と、ＰＬＬ１２４と、コンバータ指令生成部１２５と、コンバータＰＷＭ信号制御部１２６と、を有し、コンバータ回路Ｃの半導体スイッチング素子４ａ～４ｆを所望の状態にＰＷＭスイッチング制御する。直流電圧制御部１２１は、直流電圧指令値補正部１２１Ａを有する。

【0022】

周波数検出部１２２は、三相交流電源９１から三相交流Ｖｉｎが入力され、三相交流Ｖｉｎの周波数ｆｖｉｎを検出し、直流電圧指令値補正部１２１Ａへ出力する。

【0023】

電力比較部１２３は、インバータ回路Ｉから出力フィルタＦ２を通過して交流負荷９２へと出力される三相交流Ｖｏｕｔと、蓄電デバイス９からインバータ回路Ｉへ供給される直流が入力される。電力比較部１２３は、三相交流電力Ｐｏｕｔに基づいて閾値Ｔｈ１を算出し、蓄電デバイス９からインバータ回路Ｉへ供給される直流の直流電力Ｐｄｃと当該閾値Ｔｈ１とを比較し、比較結果を出力する。

【0024】

直流電圧制御部１２１は、直流電圧Ｖｄｃが入力され、直流電圧基準値Ｖｄｓｔｄと直流電圧Ｖｄｃとの差分に基づいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃを算出する。
直流電圧指令値補正部１２１Ａには、算出された直流電圧指令値ＩＶｄｃと、周波数検出部１２２からの三相交流Ｖｉｎの周波数ｆｖｉｎとが入力される。直流電圧指令値補正部１２１Ａは、周波数ｆｖｉｎに基づいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃが正の値となる範囲で直流電圧指令値ＩＶｄｃを補正する。具体的には、周波数ｆｖｉｎが上がった場合に、直流電圧指令値ＩＶｄｃを大きくなるように補正し、周波数ｆｖｉｎが下がった場合に、直流電圧指令値ＩＶｄｃを小さくなるように補正する。その結果、図３に示すように、補正後の直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃは正の値となる。図３の例示では、補正後の直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃが最大となる場合、交流負荷９２が一定である通常動作の場合、最小となる場合を表している。

【0025】

また、直流電圧指令値補正部１２１Ａには、電力比較部１２３からの比較結果が入力される。直流電圧指令値補正部１２１Ａは、比較結果に基づいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃが正の値となる範囲で直流電圧指令値ＩＶｄｃを補正してもよい。具体的には、比較結果により直流電力Ｐｄｃが閾値Ｔｈ１を上回った場合に、直流電圧指令値ＩＶｄｃを大きくなるように補正し、直流電力Ｐｄｃが閾値Ｔｈ１を下回った場合に、直流電圧指令値ＩＶｄｃを小さくなるように補正してもよい。

【0026】

ＰＬＬ１２４は、三相交流電源９１から三相交流Ｖｉｎが入力され、三相交流Ｖｉｎと同期した正弦波リファレンス信号を生成して出力する。補正後の直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃに正弦波リファレンス信号を積算することで、コンバータ基準波形が生成される。図３に示すように、コンバータ基準波形は、補正後の直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃを振幅として正弦波リファレンス信号に同期した正弦波となる。
なお、コンバータ制御部１２はＰＬＬ１２４を有さない構成であってもよい。その場合、三相交流電源９１から入力される三相交流Ｖｉｎがそのまま正弦波リファレンス信号となる。

【0027】

コンバータ指令生成部１２５は、コンバータ基準波形が入力され、三相交流正弦波からなるコンバータ指令信号Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔを生成し、コンバータＰＷＭ信号制御部１２６へ出力する。

【0028】

コンバータＰＷＭ信号制御部１２６は、コンパレータ１２６ａとキャリア信号生成部１２６ｂと、を有する。コンパレータ１２６ａには、コンバータ指令信号Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔと、キャリア信号生成部１２６ｂで生成される三角波等のキャリア信号Ｖｃが入力され、両者を比較して、ＰＷＭ駆動信号Ｖｇｒ、Ｖｇｓ、Ｖｇｔを出力する。ＰＷＭ駆動信号Ｖｇｒとその反転信号／Ｖｇｒ、ＰＷＭ駆動信号Ｖｇｓとその反転信号／Ｖｇｓ、ＰＷＭ駆動信号Ｖｇｔとその反転信号／Ｖｇｔは、それぞれコンバータ回路Ｃの半導体スイッチング素子４ａ～４ｆのゲートに入力される。つまり、ＰＷＭ駆動信号Ｖｇｒ、Ｖｇｓ、Ｖｇｔは、コンバータ指令信号Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔがキャリア信号Ｖｃよりも大きい場合に上側の半導体スイッチング素子４ａ，４ｃ，４ｅをオン、下側の半導体スイッチング素子４ｂ，４ｄ，４ｆをオフする波形である。また、コンバータ指令信号Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔがキャリア信号Ｖｃよりも小さい場合に下側の半導体スイッチング素子４ｂ，４ｄ，４ｆをオン、上側の半導体スイッチング素子４ａ，４ｃ，４ｅをオフする波形である。

【0029】

このように、直流電圧指令値補正部１２１Ａにおいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃを周波数検出部１２２からの周波数ｆｖｉｎ、電力比較部１２３からの比較結果、または、周波数ｆｖｉｎと比較結果の両方に基づいて補正することで、交流負荷９２の急激な変動等により三相交流Ｖｉｎの周波数ｆｖｉｎが変動した場合に周波数ｆｖｉｎの変動を抑制するように、コンバータ回路Ｃの半導体スイッチング素子４ａ～４ｆをＰＷＭスイッチング制御することができる。したがって、再生エネルギーを含む電力網から入力される電力の周波数ｆｖｉｎの変動を抑制できる。

【0030】

図４は、本実施形態に係るインバータ制御部１３の回路構成を示す図である。インバータ制御部１３は、交流電圧制御部１３１と、理想正弦波生成部１３２と、インバータ指令生成部１３３と、インバータＰＷＭ信号制御部１３４と、を有し、インバータ回路Ｉの半導体スイッチング素子６ａ～６ｆを所望の状態にＰＷＭスイッチング制御する。

【0031】

交流電圧制御部１３１は、三相交流Ｖｏｕｔが入力され、交流電圧基準値Ｖａｓｔｄと三相交流Ｖｏｕｔとの差分に基づいて、交流電圧指令値ＩＶａｃを算出する。

【0032】

理想正弦波生成部１３２は、正弦波リファレンス信号を生成して出力する。交流電圧指令値ＩＶａｃに正弦波リファレンス信号を積算することで、インバータ基準波形が生成される。

【0033】

インバータ指令生成部１３３は、インバータ基準波形が入力され、三相交流正弦波からなるコンバータ指令信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成し、インバータＰＷＭ信号制御部１３４へ出力する。

【0034】

インバータＰＷＭ信号制御部１３４の構成は、図２に示すコンバータ制御部１２のコンバータＰＷＭ信号制御部１２６と同様の構成であるため、説明を省略する。

【0035】

図５は、本発明の第２実施形態に係るコンバータ制御部１２Ａの回路構成を示す図である。第２実施形態に係るコンバータ制御部１２Ａは、図２に示す第１実施形態に係るコンバータ制御部１２の電力比較部１２３が電力判定部１２７に置き換わった構成である。

【0036】

電力判定部１２７は、コンパレータから構成され、三相交流電源９１から三相交流Ｖｉｎが入力される。電力判定部１２７は、三相交流Ｖｉｎの三相交流電力Ｐｉｎと予め設定されている閾値Ｔｈ２（例えばＴｈ２＝０Ｗ）とを比較し、判定結果を出力する。

【0037】

直流電圧指令値補正部１２１Ａには、電力判定部１２７からの判定結果が入力される。直流電圧指令値補正部１２１Ａは、判定結果に基づいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃが正の値となる範囲で直流電圧指令値ＩＶｄｃを補正してもよい。具体的には、比較結果により三相交流電力Ｐｉｎが閾値Ｔｈ２を上回った場合に、直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃを大きくなるように補正し、直流電力Ｐｉｎが閾値Ｔｈ２を下回った場合に、直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃを小さくなるように補正してもよい。

【0038】

電力判定部１２７以外の構成（直流電圧制御部１２１、周波数検出部１２２、ＰＬＬ１２４、コンバータ指令生成部１２５、コンバータＰＷＭ信号制御部１２６）は、図２に示すコンバータ制御部１２と同様の構成であるため、説明を省略する。

【0039】

このように、直流電圧指令値補正部１２１Ａにおいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃを周波数検出部１２２からの周波数ｆｖｉｎ、電力判定部１２７からの判定結果、または、周波数ｆｖｉｎと判定結果の両方に基づいて補正することで、交流負荷９２の急激な変動等により三相交流Ｖｉｎの周波数ｆｖｉｎが変動した場合に周波数ｆｖｉｎの変動を抑制するように、コンバータ回路Ｃの半導体スイッチング素子４ａ～４ｆをＰＷＭスイッチング制御することができる。したがって、再生エネルギーを含む電力網から入力される電力の周波数ｆｖｉｎの変動を抑制できる。

【0040】

図６は、本発明の第３実施形態に係るコンバータ制御部１２Ｂの回路構成を示す図である。第３実施形態に係るコンバータ制御部１２Ｂは、図２に示す第１実施形態に係るコンバータ制御部１２の電力比較部１２３が直流偏差検出部１２８に置き換わった構成である。

【0041】

直流偏差検出部１２８は、直流電圧Ｖｄｃが入力され、直流電圧Ｖｄｃの偏差ΔＶｄｃを所定の時間間隔で逐次的に出力する。

【0042】

直流電圧指令値補正部１２１Ａには、直流偏差検出部１２８からの偏差ΔＶｄｃが入力される。直流電圧指令値補正部１２１Ａは、偏差ΔＶｄｃに基づいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃが正の値となる範囲で直流電圧指令値ＩＶｄｃを補正してもよい。具体的には、偏差ΔＶｄｃが増加した場合に、直流電圧指令値Ｉ’Ｖｄｃを補正してもよい。

【0043】

直流偏差検出部１２８以外の構成（直流電圧制御部１２１、周波数検出部１２２、ＰＬＬ１２４、コンバータ指令生成部１２５、コンバータＰＷＭ信号制御部１２６）は、図２に示すコンバータ制御部１２と同様の構成であるため、説明を省略する。

【0044】

このように、直流電圧指令値補正部１２１Ａにおいて、直流電圧指令値ＩＶｄｃを周波数検出部１２２からの周波数ｆｖｉｎ、直流偏差検出部１２８からの偏差ΔＶｄｃ、または、周波数ｆｖｉｎと偏差ΔＶｄｃの両方に基づいて補正することで、交流負荷９２の急激な変動等により三相交流Ｖｉｎの周波数ｆｖｉｎが変動した場合に周波数ｆｖｉｎの変動を抑制するように、コンバータ回路Ｃの半導体スイッチング素子４ａ～４ｆをＰＷＭスイッチング制御することができる。したがって、再生エネルギーを含む電力網から入力される電力の周波数ｆｖｉｎの変動を抑制できる。

【0045】

以上、本実施形態について説明をしたが、本実施形態に係る技術的範囲が本実施形態の説明によって限定的に解釈されるべきではないのは言うまでもない。本実施形態は単なる一例であって、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、様々な実施形態の変更が可能であることが当業者によって理解されるところである。本実施形態に係る技術的範囲は特許請求の範囲に記載された発明の範囲及びその均等の範囲に基づいて定められるべきである。

【0046】

本実施形態では、三相交流電源９１は、再生エネルギー発電機を含む構成からなる電力網としたが、さらに内燃機関を有する発電機を含む構成であってもよい。その場合、電力網から入力される電力の周波数ｆｖｉｎの変動を抑制できるのに加えて、内燃機関を有する発電機の出力容量を維持しつつ出力容量の最大定格を抑えることで、内燃機関を有する発電機を小型化できる。なお、内燃機関を有する発電機の一例として、エンジン発電機、ディーゼル発電機、バッテリ等があげられる。

【符号の説明】

【0047】

１：電力変換装置
２ａ～２ｃ：入力フィルタコンデンサ
３ａ～３ｃ：入力フィルタリアクトル
４ａ～４ｆ：半導体スイッチング素子
５：平滑コンデンサ
６ａ～６ｆ：半導体スイッチング素子
７ａ～７ｃ：出力フィルタリアクトル
８ａ～８ｃ：出力フィルタコンデンサ
９：蓄電デバイス
１０ａ：直流電源（蓄電池）
１０ｂ：蓄電コンデンサ
１１：ＤＣＤＣコンバータ
１２、１２Ａ、１２Ｂ：コンバータ制御部
１３：インバータ制御部
１２１：直流電圧制御部
１２１Ａ：直流電圧指令値補正部
１２２：周波数検出部
１２３：電力比較部
１２４：ＰＬＬ
１２５：コンバータ指令生成部
１２６：コンバータＰＷＭ信号制御部
１２６ａ：コンパレータ
１２６ｂ：キャリア信号生成部
１２７：電力判定部
１２８：直流偏差検出部
１３１：交流電圧制御部
１３２：理想正弦波生成部
１３３：インバータ指令生成部
１３４：インバータＰＷＭ信号制御部
３１ａ～３１ｃ：装置入力端子
４１ａ～４１ｃ：交流入力端子
４２ａ～４２ｂ：直流出力端子
６１ａ～６１ｂ：直流入力端子
６２ａ～６２ｃ：交流出力端子
７１ａ～７１ｃ：装置出力端子
９１：三相交流電源
９２：交流負荷
Ｃ：コンバータ回路
Ｉ：インバータ回路
Ｄ：直流回路
Ｆ１：入力フィルタ
Ｆ２：出力フィルタ
Ｓ：平滑回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】