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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】P2025016047
(43)【公開日】2025-01-31
(54)【発明の名称】電力変換システム
(51)【国際特許分類】
H02M 7/493 20070101AFI20250124BHJP
【ＦＩ】
H02M7/493
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023119057
(22)【出願日】2023-07-21
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100111121
【弁理士】
【氏名又は名称】原 拓実
(74)【代理人】
【識別番号】100200218
【弁理士】
【氏名又は名称】沼尾 吉照
(72)【発明者】
【氏名】門田 行生
(72)【発明者】
【氏名】木内 麻紗子
(72)【発明者】
【氏名】宮嶋 宏樹
(72)【発明者】
【氏名】眞野 利一
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770AA15
5H770CA10
5H770DA11
5H770DA22
5H770DA30
5H770EA01
5H770HA03Y
(57)【要約】
【課題】 複数台の電力変換器を並列接続して運用する電力変換システムにおいて、電流
検出を行うことなく出力電圧情報から電流バランス制御を行う電力変換システムを提供す
る。
【解決手段】 電力変換システムは、直流電圧源から給電された交流出力がリアクトルま
たは変圧器を介して並列に接続された少なくとも２台の電力変換器と、電力変換器を出力
電圧指令値に基づいて制御する制御装置と、交流出力が接続される交流負荷の電圧を検出
する負荷電圧検出器と、電力変換器の出力電圧を検出する複数の出力電圧検出器とを有し
、制御装置は負荷電圧検出器から得られる電圧情報を位相基準とし、出力電圧検出器で検
出された電圧を位相基準で無効電圧に変換し、電力変換器の無効電圧に応じて出力電圧指
令値の振幅成分と位相成分を補正する。
【選択図】 図１
検出を行うことなく出力電圧情報から電流バランス制御を行う電力変換システムを提供す
る。
【解決手段】 電力変換システムは、直流電圧源から給電された交流出力がリアクトルま
たは変圧器を介して並列に接続された少なくとも２台の電力変換器と、電力変換器を出力
電圧指令値に基づいて制御する制御装置と、交流出力が接続される交流負荷の電圧を検出
する負荷電圧検出器と、電力変換器の出力電圧を検出する複数の出力電圧検出器とを有し
、制御装置は負荷電圧検出器から得られる電圧情報を位相基準とし、出力電圧検出器で検
出された電圧を位相基準で無効電圧に変換し、電力変換器の無効電圧に応じて出力電圧指
令値の振幅成分と位相成分を補正する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リアクトルまたは変圧器を介して並列に接続され、直流電圧源から供給された直流電力を
交流電力に変換する少なくとも２台の電力変換器と、
前記電力変換器を電圧指令に基づいて制御する制御装置と、
前記電力変換器が接続される母線の電圧を検出する母線電圧検出器と、
前記電力変換器の出力電圧を検出する複数の出力電圧検出器と、
前記制御装置は、前記母線電圧検出器から得られる電圧に基づき位相信号を演算し、前記
出力電圧検出器で検出された電圧を前記位相信号で無効電圧に変換し、前記電力変換器の
前記無効電圧に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正する
電力変換システム。
交流電力に変換する少なくとも２台の電力変換器と、
前記電力変換器を電圧指令に基づいて制御する制御装置と、
前記電力変換器が接続される母線の電圧を検出する母線電圧検出器と、
前記電力変換器の出力電圧を検出する複数の出力電圧検出器と、
前記制御装置は、前記母線電圧検出器から得られる電圧に基づき位相信号を演算し、前記
出力電圧検出器で検出された電圧を前記位相信号で無効電圧に変換し、前記電力変換器の
前記無効電圧に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正する
電力変換システム。
【請求項2】
前記電力変換器が２台の場合は、それぞれの前記電力変換器の前記無効電圧の差に応じて
前記電圧指令の振幅成分と位相成分を前記制御装置で補正する
請求項1記載の電力変換システム。
前記電圧指令の振幅成分と位相成分を前記制御装置で補正する
請求項1記載の電力変換システム。
【請求項3】
それぞれの前記電力変換器の前記無効電圧は、全ての前記電力変換器の前記無効電圧の平
均値に対する差に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を前記制御装置で補正する
請求項1記載の電力変換システム。
均値に対する差に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を前記制御装置で補正する
請求項1記載の電力変換システム。
【請求項4】
前記制御装置で演算された補正信号に出力制限を設けて補正信号を設定範囲内にリミット
する
請求項１記載の電力変換システム。
する
請求項１記載の電力変換システム。
【請求項5】
前記制御装置で演算された前記無効電圧の差に不感帯を設ける
請求項２又は請求項３に記載の電力変換システム。
請求項２又は請求項３に記載の電力変換システム。
【請求項6】
前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正するように比例制御する
請求項１記載の電力変換システム。
請求項１記載の電力変換システム。
【請求項7】
前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正するように振幅成分と位相成分を個別に補正す
ることを特徴とする
請求項１記載の電力変換システム。
ることを特徴とする
請求項１記載の電力変換システム。
【請求項8】
前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正するように振幅成分と位相成分を個別に比例制
御することを特徴とする
請求項１記載の電力変換システム。
御することを特徴とする
請求項１記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は電力変換システムに関する。
【背景技術】
【0002】
複数台の電力変換器を並列接続して運用する電力変換システムにおいては、出力電圧は同
一であっても変圧器のインピーダンスや線路インピーダンスのばらつきにより電力変換器
の出力電流にばらつきが発生する。
一であっても変圧器のインピーダンスや線路インピーダンスのばらつきにより電力変換器
の出力電流にばらつきが発生する。
【0003】
従来の複数台の電力変換器の電流バランス制御方法としては、変換器の出力電流を検出し
て電流情報を用いて出力電流のバランスを取る方法が提案されている。
て電流情報を用いて出力電流のバランスを取る方法が提案されている。
【0004】
具体的には出力電流を有効電流成分と無効電流成分に変換し、無効電流成分に比例して出
力電圧指令値の振幅成分を補正し、有効電流成分に比例して出力電圧の位相成分または出
力周波数基準を補正するようにすることで、電流バランスを行う方法である。
力電圧指令値の振幅成分を補正し、有効電流成分に比例して出力電圧の位相成分または出
力周波数基準を補正するようにすることで、電流バランスを行う方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００５－２２９７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、変換器の出力電流を検出する電流バランス制御では変
換器台数が増加するのに比例して電流検出点が増え、制御装置での演算が複雑となる。そ
こで電流検出を行うことなく出力電圧情報から電流バランス制御を行う電力変換システム
を提供する。
換器台数が増加するのに比例して電流検出点が増え、制御装置での演算が複雑となる。そ
こで電流検出を行うことなく出力電圧情報から電流バランス制御を行う電力変換システム
を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本実施形態の電力変換システムは、リアクトルまたは変圧器を介して並列に接続され、
直流電圧源から供給された直流電力を交流電力に変換する少なくとも２台の電力変換器と
、前記電力変換器を電圧指令に基づいて制御する制御装置と、前記電力変換器が接続され
る母線の電圧を検出する母線電圧検出器と、前記電力変換器の出力電圧を検出する複数の
出力電圧検出器と、前記制御装置は、前記母線電圧検出器から得られる電圧に基づき位相
信号を演算し、前記出力電圧検出器で検出された電圧を前記位相信号で無効電圧に変換し
、前記電力変換器の前記無効電圧に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正する
。
直流電圧源から供給された直流電力を交流電力に変換する少なくとも２台の電力変換器と
、前記電力変換器を電圧指令に基づいて制御する制御装置と、前記電力変換器が接続され
る母線の電圧を検出する母線電圧検出器と、前記電力変換器の出力電圧を検出する複数の
出力電圧検出器と、前記制御装置は、前記母線電圧検出器から得られる電圧に基づき位相
信号を演算し、前記出力電圧検出器で検出された電圧を前記位相信号で無効電圧に変換し
、前記電力変換器の前記無効電圧に応じて前記電圧指令の振幅成分と位相成分を補正する
。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施形態の電力変換システムの回路構成図である。
【図2】第１の実施形態の制御装置の構成図である。
【図3】第２の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図4】第３の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図5】第３の実施形態の変形例を示す電力変換システムの回路構成図である。
【図6】第３の実施形態の変形例を示す補正量演算部の構成図である。
【図7】第４の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図8】第５の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図9】第６の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図10】第７の実施形態の制御装置の構成図である。
【図11】第７の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【図12】第８の実施形態の補正量演算部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【0010】
【0011】
図１は電力変換システムの回路構成図である。
【0012】
電力変換システムは、第１の直流電圧源１Ａと、第２の直流電圧源１Ｂと、第１の電力変
換器２Ａと、第２の電力変換器２Ｂと、第１の変圧器３Ａと、第２の変圧器３Ｂと、交流
負荷６と、第１の電圧検出器７Ａと、第２の電圧検出器７Ｂと、第３の電圧検出器７Ｃと
、第１の制御装置８Ａと、第２の制御装置８Ｂとを備えている。
換器２Ａと、第２の電力変換器２Ｂと、第１の変圧器３Ａと、第２の変圧器３Ｂと、交流
負荷６と、第１の電圧検出器７Ａと、第２の電圧検出器７Ｂと、第３の電圧検出器７Ｃと
、第１の制御装置８Ａと、第２の制御装置８Ｂとを備えている。
【0013】
第１の直流電圧源１Ａ、第２の直流電圧源１Ｂは、第１の電力変換器２Ａ、第２の電力
変換器２Ｂにそれぞれ直流電力を供給する。第１の直流電圧源１Ａ、第２の直流電圧源１
Ｂは、直流電力を供給することができるものであればよく、例えば、蓄電システム、チョ
ッパ、コンバータ等により直流電力を供給する構成としてもよい。
変換器２Ｂにそれぞれ直流電力を供給する。第１の直流電圧源１Ａ、第２の直流電圧源１
Ｂは、直流電力を供給することができるものであればよく、例えば、蓄電システム、チョ
ッパ、コンバータ等により直流電力を供給する構成としてもよい。
【0014】
第１の電力変換器２Ａ、第２の電力変換器２Ｂは、それぞれ第１の直流電圧源１Ａ、第
２の直流電圧源１Ｂから供給された直流電力を交流電力に変換する。第１の電力変換器２
Ａ、第２の電力変換器２Ｂは、スイッチング素子とスイッチング素子に逆並列に接続され
たダイオードとを有しており、スイッチング素子をゲート信号に基づいて、オンオフする
ことで、直流電力を交流電力に変換する。
２の直流電圧源１Ｂから供給された直流電力を交流電力に変換する。第１の電力変換器２
Ａ、第２の電力変換器２Ｂは、スイッチング素子とスイッチング素子に逆並列に接続され
たダイオードとを有しており、スイッチング素子をゲート信号に基づいて、オンオフする
ことで、直流電力を交流電力に変換する。
【0015】
第１の電力変換器２Ａ、第２の電力変換器２Ｂは、第１の変圧器３Ａ、第２の変圧器３
Ｂと、それぞれの第１の線路、第２の線路を介して並列に接続され、さらに、第３の線路
を介して交流負荷６に交流電力を供給する。なお、実際の交流回路網においては、遮断器
やフィルタ回路等が接続されているが、ここではそれらの記載は省略している。また、交
流負荷６は、電力系統と接続されていても良い。
Ｂと、それぞれの第１の線路、第２の線路を介して並列に接続され、さらに、第３の線路
を介して交流負荷６に交流電力を供給する。なお、実際の交流回路網においては、遮断器
やフィルタ回路等が接続されているが、ここではそれらの記載は省略している。また、交
流負荷６は、電力系統と接続されていても良い。
【0016】
第１の変圧器３Ａ、第２の変圧器３Ｂは、それぞれ第１の電力変換器２Ａ、第２の電力
変換器２Ｂから出力される交流電圧を変圧して出力する。また、第１の線路、第２の線路
、第３の線路は、線路インピーダンス（リアクトル）を有しているため、それぞれを第１
の線路インピーダンス４Ａ、第２の線路インピーダンス４Ｂ、第３の線路インピーダンス
５で示す。
変換器２Ｂから出力される交流電圧を変圧して出力する。また、第１の線路、第２の線路
、第３の線路は、線路インピーダンス（リアクトル）を有しているため、それぞれを第１
の線路インピーダンス４Ａ、第２の線路インピーダンス４Ｂ、第３の線路インピーダンス
５で示す。
【0017】
第１の電圧検出器７Ａ（出力電圧検出器）、第２の電圧検出器７Ｂ（出力電圧検出器）
、第３の電圧検出器７Ｃ（母線電圧検出器）は、それぞれ第１の線路の電圧、第２の線路
の電圧、第３の線路の電圧を検出する。
、第３の電圧検出器７Ｃ（母線電圧検出器）は、それぞれ第１の線路の電圧、第２の線路
の電圧、第３の線路の電圧を検出する。
【0018】
第１の制御装置８Ａ、第２の制御装置８Ｂは、それぞれ第１の電力変換器２Ａ、第２の
電力変換器２Ｂを制御するための回路である。第１の制御装置８Ａ、第２の制御装置８Ｂ
には、第１の電圧検出器７Ａ、第２の電圧検出器７Ｂ、第３の電圧検出器７Ｃで検出され
た電圧検出値が入力され、電圧検出値に基づいて、第１のゲート信号９Ａ、第２のゲート
信号９Ｂを生成する。
電力変換器２Ｂを制御するための回路である。第１の制御装置８Ａ、第２の制御装置８Ｂ
には、第１の電圧検出器７Ａ、第２の電圧検出器７Ｂ、第３の電圧検出器７Ｃで検出され
た電圧検出値が入力され、電圧検出値に基づいて、第１のゲート信号９Ａ、第２のゲート
信号９Ｂを生成する。
【0019】
生成された第１のゲート信号９Ａ、第２のゲート信号９Ｂとは、それぞれ第１の電力変換
器２Ａ、第２の電力変換器２Ｂに出力され、第１の電力変換器２Ａ、第２の電力変換器２
Ｂを制御する。なお、制御回路は、例えば、プロセッサと、プロセッサにより実行される
プログラムとを備え、ソフトウエアにより又はソフトウエアとハードウエアとの組み合わ
せにより種々の機能を実現するように構成され得る。
器２Ａ、第２の電力変換器２Ｂに出力され、第１の電力変換器２Ａ、第２の電力変換器２
Ｂを制御する。なお、制御回路は、例えば、プロセッサと、プロセッサにより実行される
プログラムとを備え、ソフトウエアにより又はソフトウエアとハードウエアとの組み合わ
せにより種々の機能を実現するように構成され得る。
【0020】
次に、第１の実施形態の制御装置について説明する。
【0021】
図２は、制御装置の構成図である。なお、第１の制御装置８Ａと第２の制御装置８Ｂと
は、基本的な構成は同一であるため、以下では第２の制御装置８Ｂとして説明する。
は、基本的な構成は同一であるため、以下では第２の制御装置８Ｂとして説明する。
【0022】
第２の制御装置８Ｂは、振幅検出部１０と、ＰＬＬ演算部１１と、第１の加算器１３と
、比例制御装置１４と、第２の加算器１５Ａと、第３の加算器１５Ｂと、電圧指令演算部
１７と、ＰＷＭ制御部１８と、第１の無効電圧演算部１９Ａと、第２の無効電圧演算部１
９Ｂと、補正量演算部２０とを備えている。
、比例制御装置１４と、第２の加算器１５Ａと、第３の加算器１５Ｂと、電圧指令演算部
１７と、ＰＷＭ制御部１８と、第１の無効電圧演算部１９Ａと、第２の無効電圧演算部１
９Ｂと、補正量演算部２０とを備えている。
【0023】
振幅検出部１０は、第３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧Ｖｃが入力され、電
圧振幅信号を出力する。
圧振幅信号を出力する。
【0024】
ＰＬＬ演算部１１は、第３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧Ｖｃが入力され、
位相信号θを出力する。
位相信号θを出力する。
【0025】
第１の加算器１３は、第２の電力変換器２Ｂが出力すべき有効電圧指令Ｖdref１２と振
幅検出部１０からの電圧振幅信号とを比較して、その差分を比例制御装置１４に出力する
。
幅検出部１０からの電圧振幅信号とを比較して、その差分を比例制御装置１４に出力する
。
【0026】
比例制御装置１４は、第１の加算器１３の出力を比例演算して、第２の加算器１５Ａを
介して、電圧指令演算部１７に出力する。
介して、電圧指令演算部１７に出力する。
【0027】
電圧指令演算部１７は、第２の加算器１５Ａを介した比例制御装置１４の出力と、第３
の加算器１５Ｂを介した無効電圧指令Ｖqrefとが入力され、電圧変換器が出力すべき交流
電圧信号を生成する。
の加算器１５Ｂを介した無効電圧指令Ｖqrefとが入力され、電圧変換器が出力すべき交流
電圧信号を生成する。
【0028】
ＰＷＭ制御部１８は、電圧指令演算部１７で生成した交流電圧信号に基づき、第２の電
力変換器２Ｂのスイッチング素子をオンオフするスイッチングパターンであるゲート信号
９を出力する。
力変換器２Ｂのスイッチング素子をオンオフするスイッチングパターンであるゲート信号
９を出力する。
【0029】
上記構成のうち、振幅検出部１０と、ＰＬＬ演算部１１と、第１の加算器１３と、比例
制御装置１４と、電圧指令演算部１７と、ＰＷＭ制御部１８とについては、並列接続され
た複数の電力変換器から同一の母線に電力供給を行うように制御するときには、一般的に
用いられる構成である。
制御装置１４と、電圧指令演算部１７と、ＰＷＭ制御部１８とについては、並列接続され
た複数の電力変換器から同一の母線に電力供給を行うように制御するときには、一般的に
用いられる構成である。
【0030】
第２の制御装置８Ｂでは、第２の電力変換器２Ｂが出力すべき有効電圧指令Ｖdrefと第
３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧Ｖｃに基づき振幅検出部１０で演算された電
圧振幅信号との差分を比例演算した値と、第３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧
Ｖｃに基づきＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θを基準として、電圧変換器が出力
すべき交流電圧信号を生成することで、出力電圧の位相同期をとることが可能となる。
３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧Ｖｃに基づき振幅検出部１０で演算された電
圧振幅信号との差分を比例演算した値と、第３の電圧検出器７Ｃで検出された第３の電圧
Ｖｃに基づきＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θを基準として、電圧変換器が出力
すべき交流電圧信号を生成することで、出力電圧の位相同期をとることが可能となる。
【0031】
つぎに、電力変換器の電流バランス制御の構成について、説明する。
【0032】
第１の無効電圧演算部１９Ａは、第２の電圧検出器７Ｂで検出された第２の電圧Ｖｂと
ＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θが入力され、第２の電力変換器２Ｂの無効電圧
を演算する。
ＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θが入力され、第２の電力変換器２Ｂの無効電圧
を演算する。
【0033】
第２の無効電圧演算部１９Ｂは、第１の電圧検出器７Ａで検出された第１の電圧Ｖａと
ＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θが入力され、第１の電力変換器２Ａの無効電圧
を演算する。
ＰＬＬ演算部１１で演算された位相信号θが入力され、第１の電力変換器２Ａの無効電圧
を演算する。
【0034】
補正量演算部２０は、第１の無効電圧演算部１９Ａで演算された第２の電力変換器２Ｂ
の無効電圧と第２の無効電圧演算部１９Ｂで演算された第１の電力変換器２Ａの無効電圧
とを補正して、第２の電力変換器２Ｂの補正量を演算する。例えば、第１の無効電圧演算
部１９Ａで演算された第２の電力変換器２Ｂの無効電圧と、第２の無効電圧演算部１９Ｂ
で演算された第１の電力変換器２Ａの無効電圧に対して所定の定数を乗算することで補正
量を演算する。
の無効電圧と第２の無効電圧演算部１９Ｂで演算された第１の電力変換器２Ａの無効電圧
とを補正して、第２の電力変換器２Ｂの補正量を演算する。例えば、第１の無効電圧演算
部１９Ａで演算された第２の電力変換器２Ｂの無効電圧と、第２の無効電圧演算部１９Ｂ
で演算された第１の電力変換器２Ａの無効電圧に対して所定の定数を乗算することで補正
量を演算する。
【0035】
補正量演算部２０で演算した補正量は、第２の加算器１５Ａと第３の加算器１５Ｂとに
出力される。
出力される。
【0036】
第２の加算器１５Ａは、比例制御装置１４の出力から補正量演算部２０の出力を減算し
て、電圧指令演算部１７に出力することで、有効電圧信号（振幅成分）に対して補正を行
う。
て、電圧指令演算部１７に出力することで、有効電圧信号（振幅成分）に対して補正を行
う。
【0037】
第３の加算器１５Ｂは、無効電圧指令Ｖqrefに補正量演算部２０の出力を減算して、電
圧指令演算部１７に出力することで、無効電圧信号（位相成分）に対して補正を行う。
圧指令演算部１７に出力することで、無効電圧信号（位相成分）に対して補正を行う。
【0038】
電圧指令演算部１７は、第２の加算器１５Ａの出力と第３の加算器１５ＢとＰＬＬ演算
部１１の出力に基づき、交流電圧信号を生成し、ＰＷＭ制御部１８は、ゲート信号９を出
力する。
部１１の出力に基づき、交流電圧信号を生成し、ＰＷＭ制御部１８は、ゲート信号９を出
力する。
【0039】
以上のように、第１の実施形態における制御装置では、電流出力の大きい電力変換器で出
力電圧に大きな無効電圧が発生し、電流出力の小さい電力変換器で出力電圧に小さな無効
電圧が発生していると、この無効電圧に基づき有効電圧信号（振幅成分）と無効電圧信号
（位相成分）の両方に対して補正を行う。
力電圧に大きな無効電圧が発生し、電流出力の小さい電力変換器で出力電圧に小さな無効
電圧が発生していると、この無効電圧に基づき有効電圧信号（振幅成分）と無効電圧信号
（位相成分）の両方に対して補正を行う。
【0040】
これにより、無効電圧の違いに応じてそれぞれの電力変換器の出力電圧を補正することが
でき、電力変換器の出力電流を検出することなく電流バランスをとることができる。また
、無効電圧は、有効電圧と比較して、出力電流が相違したときの差分が大きくなるため、
有効電圧信号（振幅成分）と無効電圧信号（位相成分）の両方に対して、無効電圧に基づ
いて補正することで効率的に電流バランス制御を行うことができる。
でき、電力変換器の出力電流を検出することなく電流バランスをとることができる。また
、無効電圧は、有効電圧と比較して、出力電流が相違したときの差分が大きくなるため、
有効電圧信号（振幅成分）と無効電圧信号（位相成分）の両方に対して、無効電圧に基づ
いて補正することで効率的に電流バランス制御を行うことができる。
【0041】
次に、第２の実施形態の制御装置について説明する。
【0042】
図３は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外につ
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。
【0043】
補正量演算部２０－２は、第４の加算器２１と、補正演算部２２とを備えている。
【0044】
第４の加算器２１は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と第２の無効電圧演算部１９
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の差を演算する。
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の差を演算する。
【0045】
補正演算部２２は、第４の加算器２１の出力に基づき、補正量を演算して、第２の加算
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
【0046】
これにより、無効電圧の大きな電力変換器は出力電圧を小さくして出力電流を抑制するよ
うに動作し、無効電圧の小さな電力変換器は出力電圧を大きくして出力電流を増加するよ
うに動作して電力変換器の出力電流を検出することなく電流バランスをとることができる
。
うに動作し、無効電圧の小さな電力変換器は出力電圧を大きくして出力電流を増加するよ
うに動作して電力変換器の出力電流を検出することなく電流バランスをとることができる
。
【0047】
次に、第３の実施形態の制御装置について説明する。
【0048】
図４は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外につ
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第２の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第２の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0049】
補正量演算部２０－３は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、
補正演算部２２とを備えている。
補正演算部２２とを備えている。
【0050】
第５の加算器２３は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と第２の無効電圧演算部１９
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
【0051】
乗算器２４は、第５の加算器２３の出力を電力変換器の数で割ることで、無効電圧の平
均値を演算する。図４では、電力変換器の数を２としており、１／２としている。
均値を演算する。図４では、電力変換器の数を２としており、１／２としている。
【0052】
第４の加算器２１は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と乗算器２４の出力を入力し
、それぞれの出力の差を演算する。
、それぞれの出力の差を演算する。
【0053】
補正演算部２２は、第４の加算器２１の出力に基づき、補正量を演算して、第２の加算
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
【0054】
【0055】
【0056】
第１の電力変換器２Ａ乃至第ｎの電力変換器２ｎは、それぞれ同一の構成であり、ｎ個
の電力変換装置が並列接続されている。
の電力変換装置が並列接続されている。
【0057】
図６は、第３の実施形態の変形例を示す制御装置の補正量演算部の構成図である。なお
、第３の実施形態の補正量演算部と同一構成は符号で示し、詳細な説明は省略する。
、第３の実施形態の補正量演算部と同一構成は符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0058】
補正量演算部２０－３１は、第６の加算器２３―２と、第２の乗算器２４―２と、第４
の加算器２１と、補正演算部２２とを備えている。
の加算器２１と、補正演算部２２とを備えている。
【0059】
第６の加算器２３―２は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力乃至無効電力演算部１９
ｎの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
ｎの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
【0060】
【0061】
第４の加算器２１は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と第２の乗算器２４―２の出
力を入力し、それぞれの出力の差を演算する。
力を入力し、それぞれの出力の差を演算する。
【0062】
補正演算部２２は、第４の加算器２１の出力に基づき、補正量を演算して、第２の加算
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として出力する。
【0063】
これにより、無効電圧の大きな電力変換器は出力電圧を小さくして出力電流を抑制するよ
うに動作し、無効電圧の小さな電力変換器は出力電圧を大きくして出力電流を増加するよ
うに動作する。それぞれ電力変換器の無効電圧平均値を比較の基準とすることで、電力変
換器が2台並列のみならず3台以上が並列に接続された場合でも電流バランス制御が可能と
なる。
うに動作し、無効電圧の小さな電力変換器は出力電圧を大きくして出力電流を増加するよ
うに動作する。それぞれ電力変換器の無効電圧平均値を比較の基準とすることで、電力変
換器が2台並列のみならず3台以上が並列に接続された場合でも電流バランス制御が可能と
なる。
【0064】
次に、第４の実施形態の制御装置について説明する。
【0065】
図７は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外につ
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第３の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第３の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0066】
補正量演算部２０－４は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、
補正演算部２２と、出力リミット２５とを備えている。
補正演算部２２と、出力リミット２５とを備えている。
【0067】
出力リミット２５は、補正演算部２２の出力を入力し、所定の上限値および下限値を超
えるときは、所定の値に制限して、第２の加算器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量と
して出力する。
えるときは、所定の値に制限して、第２の加算器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量と
して出力する。
【0068】
これにより、定格電流等から計算された補正量の最大値に信号出力を制限することができ
、過補正を回避することができる。
、過補正を回避することができる。
【0069】
次に、第５の実施形態の制御装置について説明する。
【0070】
図８は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外につ
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第４の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第４の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0071】
補正量演算部２０－５は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、
不感帯２６と、補正演算部２２と、出力リミット２５とを備えている。
不感帯２６と、補正演算部２２と、出力リミット２５とを備えている。
【0072】
不感帯２６は、第４の加算器２１と補正演算部２２との間に設けられ、第４の加算器２
１の出力が所定の上限値および下限値の範囲内にあるときは、ゼロを出力する。つまり、
無効電圧の差が小さいときはゼロが出力され、補正演算部２２による補正量の演算値もゼ
ロが出力される。
１の出力が所定の上限値および下限値の範囲内にあるときは、ゼロを出力する。つまり、
無効電圧の差が小さいときはゼロが出力され、補正演算部２２による補正量の演算値もゼ
ロが出力される。
【0073】
これにより、無効電圧の差が設定値以上となったときに補正量演算が機能するようになり
、常時電流バランス制御を動作させることなく、電流バランス制御が必要な電力変換器の
みを補正できるようになる。
、常時電流バランス制御を動作させることなく、電流バランス制御が必要な電力変換器の
みを補正できるようになる。
【0074】
次に、第６の実施形態の制御装置について説明する。
【0075】
図９は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外につ
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第５の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
いては、第２の制御装置８Ｂと同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第５の実
施形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0076】
補正量演算部２０－６は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、
不感帯２６と、比例制御器２７と、出力リミット２５とを備えている。
不感帯２６と、比例制御器２７と、出力リミット２５とを備えている。
【0077】
比例制御器２７は、第４の加算器２１の出力に基づき、比例演算を行い、無効電圧の差
に比例した補正量を演算して、第２の加算器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として
出力する。
に比例した補正量を演算して、第２の加算器１５Ａと第３の加算器１５Ｂの補正量として
出力する。
【0078】
これにより、無効電圧の差を拡大させないように電力変換器の出力電圧を調整できるよ
うになる。
うになる。
【0079】
次に、第７の実施形態の制御装置について説明する。
【0080】
図１０は、制御装置の構成図である。なお、第１の制御装置８Ａと第２の制御装置８Ｂ
とは、基本的な構成は同一であるため、以下では制御装置８―２として説明する。また、
第１の実施形態の制御装置と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
とは、基本的な構成は同一であるため、以下では制御装置８―２として説明する。また、
第１の実施形態の制御装置と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0081】
制御装置８－２は、図２に示した第1の実施形態の制御装置に対して、補正量演算部２
８が異なっている。
８が異なっている。
【0082】
補正量演算部２８は、有効電圧信号（振幅成分）に対する補正量と無効電圧信号（位相成
分）に対する補正量とを演算して、それぞれの補正量を第２の加算器１５Ａと第３の加算
器１５Ｂの補正量として出力する。
分）に対する補正量とを演算して、それぞれの補正量を第２の加算器１５Ａと第３の加算
器１５Ｂの補正量として出力する。
【0083】
図１１は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、第５の実施形態の補正量演
算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0084】
補正量演算部２８は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、不感
帯２６と、第1の補正演算部２９Ａと、第２の補正演算部２９Ｂと、第１の出力リミット
３０Ａと、第２の出力リミット３０Ｂとを備えている。
帯２６と、第1の補正演算部２９Ａと、第２の補正演算部２９Ｂと、第１の出力リミット
３０Ａと、第２の出力リミット３０Ｂとを備えている。
【0085】
第５の加算器２３は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と第２の無効電圧演算部１９
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
Ｂの出力を入力し、それぞれの出力の和を演算する。
【0086】
乗算器２４は、第５の加算器２３の出力を電力変換器の数で割ることで、無効電圧の平
均値を演算する。図１１では、電力変換器の数を２としており、１／２としている。
均値を演算する。図１１では、電力変換器の数を２としており、１／２としている。
【0087】
第４の加算器２１は、第１の無効電圧演算部１９Ａの出力と乗算器２４の出力を入力し
、それぞれの出力の差を演算する。
、それぞれの出力の差を演算する。
【0088】
不感帯２６は、第４の加算器２１の出力を入力し、所定の上限値および下限値の範囲内
にあるときは、ゼロを出力する。
にあるときは、ゼロを出力する。
【0089】
第１の補正演算部２９Ａは、不感帯２６の出力に基づき、有効電圧信号（振幅成分）に
対する補正量を演算する。
対する補正量を演算する。
【0090】
第２の補正演算部２９Ｂは、不感帯２６の出力に基づき、無効電圧信号（位相成分）に
対する補正量を演算する。
対する補正量を演算する。
【0091】
第１の出力リミット３０Ａは、第１の補正演算部２９Ａの出力を入力し、所定の上限値
および下限値を超えるときは、所定の値に制限して、第２の加算器１５Ａの補正量として
出力する。
および下限値を超えるときは、所定の値に制限して、第２の加算器１５Ａの補正量として
出力する。
【0092】
第２の出力リミット３０Ｂは、第２の補正演算部２９Ｂの出力を入力し、所定の上限値
および下限値を超えるときは、所定の値に制限して、第３の加算器１５Ｂの補正量として
出力する。
および下限値を超えるときは、所定の値に制限して、第３の加算器１５Ｂの補正量として
出力する。
【0093】
これにより、有効電圧補正信号と無効電圧補正信号を個別に制御することが可能となり、
有効電圧補正に適した補正演算と出力リミット、無効電圧演算に適した補正演算と出力リ
ミットを適用することが可能となる。
有効電圧補正に適した補正演算と出力リミット、無効電圧演算に適した補正演算と出力リ
ミットを適用することが可能となる。
【0094】
次に、第８の実施形態の制御装置について説明する。
【0095】
図１２は、制御装置の補正量演算部の構成図である。なお、補正量演算部の構成以外に
ついては、制御装置８―２と同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第７の実施
形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
ついては、制御装置８―２と同一であるため、詳細な説明は省略する。また、第７の実施
形態の補正量演算部と同一構成は同一符号で示し、詳細な説明は省略する。
【0096】
補正量演算部２８―２は、第５の加算器２３と、乗算器２４と、第４の加算器２１と、
不感帯２６と、第1の比例制御器３１Ａと、第２の比例制御器３１Ｂと、第１の出力リミ
ット３０Ａと、第２の出力リミット３０Ｂとを備えている。
不感帯２６と、第1の比例制御器３１Ａと、第２の比例制御器３１Ｂと、第１の出力リミ
ット３０Ａと、第２の出力リミット３０Ｂとを備えている。
【0097】
第１の比例制御器３１Ａは、不感帯２６の出力に基づき、比例演算を行い、無効電圧の
差に比例した補正量を演算して、有効電圧信号（振幅成分）に対する補正量を演算する。
差に比例した補正量を演算して、有効電圧信号（振幅成分）に対する補正量を演算する。
【0098】
第２の比例制御器３１Ｂは、不感帯２６の出力に基づき、比例演算を行い、無効電圧の
差に比例した補正量を演算して、有効電圧信号（振幅成分）に対する補正量を演算する。
差に比例した補正量を演算して、有効電圧信号（振幅成分）に対する補正量を演算する。
【0099】
これにより、有効電圧補正信号と無効電圧補正信号を個別に比例制御でき、有効電圧補正
に適した比例制御と出力リミット、無効電圧演算に適した比例制御と出力リミットを適用
することが可能となり、無効電圧の差を拡大させないように電力変換器の出力電圧を調整
できるようになる。
に適した比例制御と出力リミット、無効電圧演算に適した比例制御と出力リミットを適用
することが可能となり、無効電圧の差を拡大させないように電力変換器の出力電圧を調整
できるようになる。
【0100】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したもので
あり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の
様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略
、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要
旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
あり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の
様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略
、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要
旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0101】
１Ａ…第１の直流電圧源
１Ｂ…第２の直流電圧源
２Ａ…第１の電力変換器
２Ｂ…第２の電力変換器
３Ａ…第１の変圧器
３Ｂ…第２の変圧器
６…交流負荷
７Ａ…第１の電圧検出器
７Ｂ…第２の電圧検出器
７Ｃ…第３の電圧検出器
８Ａ…第１の制御装置
８Ｂ…第２の制御装置
１０…振幅検出部
１１…ＰＬＬ演算部
１３…第１の加算器
１４…比例制御装置
１５Ａ…第２の加算器
１５Ｂ…第３の加算器
１７…電圧指令演算部
１８…ＰＷＭ制御部
１９Ａ…第１の無効電圧演算部
１９Ｂ…第２の無効電圧演算部
２０…補正量演算部
２１…第４の加算器
２２…補正演算部
２３…第５の加算器
２４…乗算器
２５…出力リミット
２６…不感帯
２７…比例制御器
２８…補正量演算部
２９Ａ…第１の補正演算部
２９Ｂ…第２の補正演算部
３０Ａ…第１の出力リミット
３０Ｂ…第２の出力リミット
３１Ａ…第１の比例制御器
３１Ｂ…第２の比例制御器
１Ｂ…第２の直流電圧源
２Ａ…第１の電力変換器
２Ｂ…第２の電力変換器
３Ａ…第１の変圧器
３Ｂ…第２の変圧器
６…交流負荷
７Ａ…第１の電圧検出器
７Ｂ…第２の電圧検出器
７Ｃ…第３の電圧検出器
８Ａ…第１の制御装置
８Ｂ…第２の制御装置
１０…振幅検出部
１１…ＰＬＬ演算部
１３…第１の加算器
１４…比例制御装置
１５Ａ…第２の加算器
１５Ｂ…第３の加算器
１７…電圧指令演算部
１８…ＰＷＭ制御部
１９Ａ…第１の無効電圧演算部
１９Ｂ…第２の無効電圧演算部
２０…補正量演算部
２１…第４の加算器
２２…補正演算部
２３…第５の加算器
２４…乗算器
２５…出力リミット
２６…不感帯
２７…比例制御器
２８…補正量演算部
２９Ａ…第１の補正演算部
２９Ｂ…第２の補正演算部
３０Ａ…第１の出力リミット
３０Ｂ…第２の出力リミット
３１Ａ…第１の比例制御器
３１Ｂ…第２の比例制御器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
