特許 7347683 電力変換装置の制御装置および電力変換システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-11

(45)【発行日】2023-09-20

(54)【発明の名称】電力変換装置の制御装置および電力変換システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230912BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 R

H02J3/38 110

H02M7/48 N

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022544947

(86)(22)【出願日】2020-08-25

(86)【国際出願番号】 JP2020032071

(87)【国際公開番号】W WO2022044135

(87)【国際公開日】2022-03-03

【審査請求日】2022-07-04

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鶴間 義徳

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７８７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７８２３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ３／００－５／００

Ｈ０２Ｍ７／４２－７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電源からの直流電力を交流電力に変換する複数の電力変換器が負荷に対して並列で接続された際に前記複数の電力変換器の連系点の電圧を検出する電圧認識部と、
前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力と無効電力とに基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅と周波数とを制御し、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器を連系運転させる場合は、前記電圧認識部により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて前記連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する制御部と、
を電力変換装置の制御装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅を制御し、当該制御対象の電力変換器が出力する無効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の周波数を制御し、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器を連系運転させる場合は、前記電圧認識部により検出された電圧の振幅に基づいて当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力を制御し、前記電圧認識部により検出された電圧の周波数に基づいて当該制御対象の電力変換器が出力する無効電力を制御する請求項１に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器が出力する無効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅を制御し、当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の周波数を制御し、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器を連系運転させる場合は、前記電圧認識部により検出された電圧の周波数に基づいて当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力を制御し、前記電圧認識部により検出された電圧の振幅に基づいて当該制御対象の電力変換器が出力する無効電力を制御する請求項１に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器を連系運転させる場合は、前記電圧認識部により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を調整し得るように設けられた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項5】

負荷に対して並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する複数の電力変換器と、
前記複数の電力変換器の連系点の電圧を検出する電圧検出器と、
を備え、
前記複数の電力変換器の一部は、電圧源として自立運転し、自らが出力する有効電力と無効電力とに基づいて自らが出力する電圧の振幅と周波数とを制御され、
前記複数の電力変換器の他部は、電流源として連系運転し、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて前記連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように自らが出力する有効電力および無効電力を制御される電力変換システム。

【請求項6】

前記複数の電力変換器の一部は、自らが出力する有効電力に基づいて自らが出力する電圧の振幅を制御され、自らが出力する無効電力に基づいて自らが出力する電圧の周波数を制御され、
前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅に基づいて自らが出力する有効電力を制御され、前記電圧検出器により検出された電圧の周波数に基づいて自らが出力する無効電力を制御する請求項５に記載の電力変換システム。

【請求項7】

前記複数の電力変換器の一部は、自らが出力する無効電力に基づいて自らが出力する電圧の振幅を制御され、自らが出力する有効電力に基づいて自らが出力する電圧の周波数を制御され、
前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の周波数に基づいて自らが出力する有効電力を制御され、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅に基づいて自らが出力する無効電力を制御する請求項５に記載の電力変換システム。

【請求項8】

前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を調整し得るように設けられた請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の電力変換システム。

【請求項9】

前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間の差が等しくなるように設定される請求項８に記載の電力変換システム。

【請求項10】

前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間の比が等しくなるように設定される請求項８に記載の電力変換システム。

【請求項11】

前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間が乱数により設定される請求項８に記載の電力変換システム。

【請求項12】

前記複数の電力変換器の他部は、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を予め設定した条件により変化させる請求項８に記載の電力変換システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換装置の制御装置および電力変換システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、電力変換システムを開示する。当該電力変換システムによれば、並列で接続された複数の電力変換器を共通の制御装置で運転する際に、専用の信号線を敷設することなく、運転制御情報を伝送し得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本特開平１０－２０１１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の電力変換システムにおいては、複数の電力変換器に対して共通の制御装置が必要となる。このため、電力変換システムが複雑となる。

【0005】

本開示は、上述の課題を解決するためになされた。本開示の目的は、複数の電力変換装器が並列で接続された状態において、複数の電力変換器に対する共通の制御装置を要することなく、複数の電力変換器から負荷に対して適切に電力を供給することができる電力変換装置の制御装置および電力変換システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る電力変換装置の制御装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する複数の電力変換器が負荷に対して並列で接続された際に前記複数の電力変換器の連系点の電圧を検出する電圧認識部と、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力と無効電力とに基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅と周波数とを制御し、前記複数の電力変換器が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器を連系運転させる場合は、前記電圧認識部により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて前記連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように当該制御対象の電力変換器が出力する有効電力および無効電力を制御する制御部と、を備えた。

【0007】

本開示に係る電力変換システムは、負荷に対して並列に接続され、直流電源からの直流電力を交流電力に変換する複数の電力変換器と、前記複数の電力変換器の連系点の電圧を検出する電圧検出器と、を備え、前記複数の電力変換器の一部は、電圧源として自立運転し、自らが出力する有効電力と無効電力とに基づいて自らが出力する電圧の振幅と周波数とを制御され、前記複数の電力変換器の他部は、電流源として連系運転し、前記電圧検出器により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて前記連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように自らが出力する有効電力および無効電力を制御される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、複数の電力変換装器が並列で接続された状態において、複数の電力変換器に対する共通の制御装置を要することなく、複数の電力変換器から負荷に対して適切に電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１における電力変換システムの構成図である。

【図2】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての自立運転制御ブロックである。

【図3】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての連系運転制御ブロックである。

【図4】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての出力電圧の振幅の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図5】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての運転周波数の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図6】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力有効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図7】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力無効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図8】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置のハードウェア構成図である。

【図9】実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての自立運転制御ブロックである。

【図10】実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての連系運転制御ブロックである。

【図11】実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての出力電圧の振幅の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図12】実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての運転周波数の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図13】実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置６の制御装置１４による電流源としての出力有効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【図14】実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力無効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

【0011】

実施の形態１．
図１は実施の形態１における電力変換システムの構成図である。

【0012】

図１において、複数の直流電源１の各々は、直流電力を出力し得るように設けられる。例えば、複数の直流電源１の各々は、風力発電装置である。例えば、複数の直流電源１の各々は、太陽光発電装置である。例えば、複数の直流電源１の各々は、蓄電装置である。系統２は、電力会社等に運用される。系統２は、交流電力を出力し得るように設けられる。変圧装置３は、直流電源１と系統２との間に接続される。負荷４は、系統２と変圧装置３との間に設けられる。開閉装置５は、系統２と負荷４との間に接続される。

【0013】

複数の電力変換装置６は、複数の直流電源１にそれぞれ対応して設けられる。複数の電力変換装置６の各々は、対応した直流電源１と変圧装置３との間に接続される。複数の電力変換装置６は、負荷４に対して並列に接続される。例えば、電力変換装置６は、電力変換器７と高調波フィルタ８と開閉器９と第１電流検出器１０と第２電流検出器１１と第１電圧検出器１２と第２電圧検出器１３と制御装置１４とを備える。

【0014】

電力変換器７は、直流電源１からの直流電力を交流電力に変換し得るように設けられる。例えば、電力変換器７は、直流電力を三相の交流電力に変換し得るように設けられる。高調波フィルタ８は、電力変換器７からの交流電力の高調波を吸収し得るように設けられる。開閉器９は、変圧器と高調波フィルタ８との間の配線を開いたり閉じたりし得るように設けられる。

【0015】

第１電流検出器１０は、電力変換器７と高調波フィルタ８との間に流れる電流をインバータ出力電流として検出し得るように設けられる。第２電流検出器１１は、高調波フィルタ８と開閉器９との間に流れる電流を系統２電流として検出し得るように設けられる。第１電圧検出器１２は、高調波フィルタ８と開閉器９との間の電圧をインバータ電圧として検出し得るように設けられる。第２電圧検出器１３は、変圧器と開閉器９との間の電圧を連系点における系統電圧として検出し得るように設けられる。

【0016】

制御装置１４は、第１電流検出器１０と第２電流検出器１１と第１電圧検出器１２と第２電圧検出器１３とに基づいて電力変換器７の動作を制御する。制御装置１４は、ゲートパルス情報を出力することで電力変換器７の動作を制御する。例えば、制御装置１４は、電圧認識部１５と制御部１６とを備える。

【0017】

電圧認識部１５は、第２電圧検出器１３により検出された電圧の値を認識する。制御部１６は、電圧認識部１５により認識された電圧に基づいて電力変換器７を制御する。

【0018】

例えば、系統２の停電時において開閉装置５が開くと、複数の電力変換器７の一部は、電圧源として機能する。複数の電力変換器７の他部は、電流源として機能する。

【0019】

この際、制御装置１４において、制御部１６は、電圧源として制御対象の電力変換器７を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力と無効電力とに基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅と周波数とを制御する。例えば、制御部１６は、電流源として当該制御対象の電力変換器７を連系運転させる場合は、電圧認識部１５により検出された電圧の振幅と周波数とに基づいて連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する。

【0020】

次に、図２を用いて、電力変換器７を電圧源として制御する際の方法を説明する。
図２は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての自立運転制御ブロックである。

【0021】

図２に示されるように、制御装置１４は、第１増幅器１７と第２増幅器１８と第１加算器１９と第１積分器２０と第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１と第１減算器２２と第２減算器２３と第１ｄ軸電圧制御器２４と第３減算器２５と第１ｑ軸電圧制御器２６と第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器２７とを備える。

【0022】

第１増幅器１７は、有効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第１増幅器１７は、有効電力フィードバックにゲインｋ１を乗じた値の情報を出力する。

【0023】

第２増幅器１８は、無効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第２増幅器１８は、無効電力フィードバックにゲインｋ２を乗じた値の情報を出力する。

【0024】

第１加算器１９は、定格周波数ｆ０の値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第１加算器１９は、第２増幅器１８の出力値の情報との入力を受け付ける。第１加算器１９は、定格周波数ｆ０の値と第２増幅器１８の出力値とを加算した値の情報を出力する。

【0025】

第１積分器２０は、第１加算器１９の出力値の情報の入力を受け付ける。第１積分器２０は、第１加算器１９の出力値に基づいた位相情報を出力する。

【0026】

第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１は、インバータ出力電圧の値の情報の入力を受け付ける。第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１は、第１積分器２０からの位相情報の入力を受け付ける。第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１は、インバータ出力電圧の値の情報と位相情報とに基づいたｄ軸電流フィードバックの値とｑ軸電圧フィードバックの値との情報を出力する。

【0027】

第１減算器２２は、出力電圧基準Ｖ_０の値（定格電圧・固定値）の情報の入力を受け付ける。第１減算器２２は、第１増幅器１７の出力値の情報の入力を受け付ける。第１減算値は、出力電圧基準Ｖ_０の値から第１増幅器１７の出力値を減じた値の情報を出力する。

【0028】

第２減算器２３は、第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１からのｄ軸電圧フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第２減算器２３は、第１減算器２２の出力値の情報の入力を受け付ける。第２減算器２３は、第１減算器２２の出力値からｄ軸電圧フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0029】

第１ｄ軸電圧制御器２４は、第２減算器２３の出力値の情報の入力を受け付ける。第１ｄ軸電圧制御器２４は、第２減算器２３の出力値に基づいたｄ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0030】

第３減算器２５は、値０の情報の入力を受け付ける。第３減算器２５は、第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器２１からのｑ軸電圧フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第３減算器２５は、値０からｑ軸電圧フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0031】

第１ｑ軸電圧制御器２６は、第３減算器２５の出力値の情報の入力を受け付ける。第１ｑ軸電圧制御器２６は、第３減算器２５の出力値に基づいたｑ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0032】

第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器２７は、第１ｄ軸電圧制御器２４からのｄ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器２７は、第１ｑ軸電圧制御器２６からのｑ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器２７は、第１積分器２０からの位相情報の入力を受け付ける。第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器２７は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値と位相情報とに基づいた３相電圧指令値を生成し、これらはゲートパルス発生回路に伝達される。

【0033】

次に、図３を用いて、電力変換器７を電流源として制御する際の方法を説明する。
図３は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての連系運転制御ブロックである。

【0034】

図３に示されるように、制御装置１４は、第４減算器２８と第１ローパスフィルタ器２９と第５減算器３０と第１有効電力制御器３１と第２ｄ軸電流制御器３２と第６減算器３３と第２ローパスフィルタ器３４と第７減算器３５と第１無効電力制御器３６と第２ｑ軸電流制御器３７と第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器３８とを備える。

【0035】

第４減算器２８は、定格電圧Ｖ_０の値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第４減算器２８は、系統電圧Ｖ_ｓの値の情報の入力を受け付ける。第４減算器２８は、定格電圧Ｖ_０の値から系統電圧Ｖ_ｓの値を減じた値の情報を出力する。

【0036】

第１ローパスフィルタ器２９は、第４減算器２８の出力値の情報の入力を受け付ける。第１ローパスフィルタ器２９は、第４減算器２８の出力値のうちの低域周波数の領域に対応した値にゲインｋ３を乗じた値の情報を出力する。

【0037】

第５減算器３０は、第１ローパスフィルタ器２９の出力値の情報の入力を受け付ける。第５減算器３０は、有効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第５減算器３０は、第１ローパスフィルタ器２９の出力値から有効電力フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0038】

第１有効電力制御器３１は、第５減算器３０の出力値の情報の入力を受け付ける。第１有効電力制御器３１は、第５減算器３０の出力値に基づいた有効電流基準の情報を出力する。

【0039】

第２ｄ軸電流制御器３２は、第１有効電力制御器３１からの有効電流基準の値から有効電力フィードバックの値を減じた値の情報の入力を受け付ける。第２ｄ軸電流制御器３２は、有効電流基準に基づいたｄ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0040】

第６減算器３３は、ＰＬＬにより検出された系統周波数ｆ_ｓの値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第６減算器３３は、定格周波数ｆ_０の値の情報の入力を受け付ける。第６減算器３３は、系統周波数ｆ_ｓの値から定格周波数ｆ_０の値を減じた値の情報を出力する。

【0041】

第２ローパスフィルタ器３４は、第６減算器３３の出力値の情報の入力を受け付ける。第２ローパスフィルタ器３４は、第６減算器３３の出力値のうちの低域周波数の領域に対応した値にゲインｋ４を乗じた値の情報を出力する。

【0042】

第７減算器３５は、第２ローパスフィルタ器３４の出力値の情報の入力を受け付ける。第７減算器３５は、無効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第７減算器３５は、第２ローパスフィルタ器３４の出力値から無効電力フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0043】

第１無効電力制御器３６は、第７減算器３５の出力値の情報の入力を受け付ける。第１無効電力制御器３６は、第７減算器３５の出力値に基づいた無効電流基準の情報を出力する。

【0044】

第２ｑ軸電流制御器３７は、第１無効電力制御器３６からの無効電力基準の値から無効電力フィードバックの値を減じた値の情報の入力を受け付ける。第２ｑ軸電流制御器３７は、無効電流基準に基づいたｑ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0045】

第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器３８は、第２ｄ軸電流制御器３２からのｄ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器３８は、第２ｑ軸電流制御器３７からのｑ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器３８は、ＰＬＬにより検出された位相情報の入力を受け付ける。第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器３８は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値と位相情報とに基づいた３相電圧指令値を生成し、これらはゲートパルス発生回路に伝達される。

【0046】

次に、図４を用いて、電力変換器７を電圧源として制御する際の出力電圧の振幅の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図４は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての出力電圧の振幅の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0047】

ステップＳ１では、制御装置１４は、電圧基準Ｖ_０で運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２の動作を行う。ステップＳ２では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ３の動作を行う。ステップＳ３では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔの値を判定する。

【0048】

ステップＳ３で有効電力Ｐ_ｏｕｔの値が０である場合、制御装置１４は、ステップＳ４の動作を行う。ステップＳ４では、制御装置１４は、Ｖ_０を電圧基準として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２の動作を行う。

【0049】

ステップＳ３で有効電力Ｐ_ｏｕｔの値が０でない場合、制御装置１４は、ステップＳ５の動作を行う。ステップＳ５では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔにゲインｋ１を乗じてＶ_０から減じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ６の動作を行う。ステップＳ６では、制御装置１４は、Ｖ_０－ｋ１×Ｐ_ｏｕｔを電圧基準として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２の動作を行う。

【0050】

次に、図５を用いて、電力変換器７を電圧源として制御する際の運転周波数の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図５は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての運転周波数の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0051】

ステップＳ１１では、制御装置１４は、運転周波数ｆ_０で運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ１２の動作を行う。ステップＳ１２では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ１３の動作を行う。ステップＳ１３では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔの値を判定する。

【0052】

ステップＳ１３で無効電力Ｑ_ｏｕｔの値が０である場合、制御装置１４は、ステップＳ１４の動作を行う。ステップＳ１４では、制御装置１４は、ｆ_０を運転周波数として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ１２の動作を行う。

【0053】

ステップＳ１３で無効電力Ｑ_ｏｕｔの値が０でない場合、制御装置１４は、ステップＳ１５の動作を行う。ステップＳ１５では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔにゲインｋ２を乗じてｆ_０に加える。その後、制御装置１４は、ステップＳ１６の動作を行う。ステップＳ１６では、ｆ_０＋ｋ２×Ｑ_ｏｕｔを運転周波数として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ１２の動作を行う。

【0054】

次に、図６を用いて、電力変換器７を電流源として制御する際の出力有効電力の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図６は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力有効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0055】

ステップＳ２１では、制御装置１４は、０を有効電力基準Ｐ_ｒｅｆとして運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２２の動作を行う。ステップＳ２２では、制御装置１４は、系統電圧Ｖ_ｓを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２３の動作を行う。ステップＳ２３では、制御装置１４は、系統電圧Ｖ_ｓの値を判定する。

【0056】

ステップＳ２３で系統電圧Ｖ_ｓの値が定格電圧Ｖ_０の値と同じである場合、制御装置１４は、ステップＳ２４の動作を行う。ステップＳ２４では、制御装置１４は、有効電力基準Ｐ_ｒｅｆを０として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２２の動作を行う。

【0057】

ステップＳ２３で系統電圧Ｖ_ｓの値が定格電圧Ｖ_０の値と同じでない場合、制御装置１４は、ステップＳ２５の動作を行う。ステップＳ２５では、制御装置１４は、定格電圧Ｖ_０から系統電圧Ｖ_ｓを差し引いてゲインｋ３を乗じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ２６の動作を行う。ステップＳ２６では、（Ｖ_０－Ｖ_ｓ）×ｋ３を有効電力基準Ｐ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２２の動作を行う。

【0058】

次に、図７を用いて、電力変換器７を電流源として制御する際の出力無効電力の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図７は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力無効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0059】

ステップＳ３１では、制御装置１４は、０を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ３２の動作を行う。ステップＳ３２では、制御装置１４は、系統周波数ｆ_ｓを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ３３の動作を行う。ステップＳ３３では、制御装置１４は、系統周波数ｆ_ｓの値を判定する。

【0060】

ステップＳ３３で系統周波数ｆ_ｓの値が定格周波数ｆ_０の値と同じである場合、制御装置１４は、ステップＳ３４の動作を行う。ステップＳ３４では、制御装置１４は、０を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ３２の動作を行う。

【0061】

ステップＳ３３で系統周波数ｆ_ｓの値が定格周波数ｆ_０の値と同じでない場合、制御装置１４は、ステップＳ３５の動作を行う。ステップＳ３５では、制御装置１４は、系統周波数ｆ_ｓから定格周波数ｆ_０を差し引いてゲインｋ４を乗じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ３６の動作を行う。ステップＳ３６では、（ｆ_ｓ－ｆ_０）×ｋ４を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ２２の動作を行う。

【0062】

以上で説明した実施の形態１によれば、制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器７を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力と無効電力とに基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅と周波数とを制御する。制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器７を連系運転させる場合は、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいて連系点での有効電力および無効電力の過不足を補うように当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する。このため、複数の電力変換装器が並列で接続された状態において、複数の電力変換器７に対する共通の制御装置、それぞれの制御装置１４の間で情報のやり取り、負荷４の消費電力の検出を要することなく、複数の電力変換器７から負荷４に対して適切に電力を供給することができる。

【0063】

具体的には、制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器７を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅を制御し、当該制御対象の電力変換器７が出力する無効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の周波数を制御する。制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器７を連系運転させる場合は、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅に基づいて当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力を制御し、複数の電力変換器７の連系点の電圧の周波数に基づいて当該制御対象の電力変換器７が出力する無効電力を制御する。このため、複数の電力変換器に対する共通の制御装置を要することなく、複数の電力変換器７に対する共通の制御装置を要することなく、複数の電力変換器７から負荷４に対してより適切に電力を供給することができる。

【0064】

次に、図８を用いて、制御装置１４の例を説明する。
図８は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置のハードウェア構成図である。

【0065】

制御装置１４の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。

【0066】

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、制御装置１４の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、制御装置１４の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。

【0067】

処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、制御装置１４の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、制御装置１４の各機能は、まとめて処理回路で実現される。

【0068】

制御装置１４の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、制御部１６の機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、制御部１６の機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。

【0069】

このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで制御装置１４の各機能を実現する。

【0070】

実施の形態２．
図９は実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての自立運転制御ブロックである。図１０は実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての連系運転制御ブロックである。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。

【0071】

図９は、電力変換器７を電圧源として制御する際の方法を説明するための図である。図９に示されるように、制御装置１４は、第３増幅器３９と第４増幅器４０と第８減算器４１と第２積分器４２と第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３と第２加算器４４と第９減算器４５と第５ｄ軸電圧制御器４６と第１０減算器４７と第５ｑ軸電圧制御器４８と第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器４９とを備える。

【0072】

第３増幅器３９は、無効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第３増幅器３９は、有効電力フィードバックにゲインｋ１を乗じた値の情報を出力する。

【0073】

第４増幅器４０は、有効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第４増幅器４０は、有効電力フィードバックにゲインｋ２を乗じた値の情報を出力する。

【0074】

第８減算器４１は、定格周波数ｆ０の値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第８減算器４１は、第４増幅器４０の出力値の情報の入力を受け付ける。第８減算器４１は、定格周波数ｆ_０の値から第４増幅器４０の出力値を減じた値の情報を出力する。

【0075】

第２積分器４２は、第８減算器４１の出力値の情報の入力を受け付ける。第２積分器４２は、第８減算器４１の出力値に基づいた位相情報を出力する。

【0076】

第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３は、インバータ出力電圧の値の情報の入力を受け付ける。第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３は、第２積分器４２からの位相情報の入力を受け付ける。第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３は、インバータ出力電圧の値の情報と位相情報とに基づいたｄ軸電流フィードバックの値とｑ軸電圧フィードバックの値との情報を出力する。

【0077】

第２加算器４４は、第３増幅器３９の出力値の情報の入力を受け付ける。第２加算器４４は、出力電圧基準Ｖ_０の値（定格電圧・固定値）の情報の入力を受け付ける。第２加算器４４は、第３増幅器３９の出力値と出力電圧基準Ｖ_０の値とを加えた値の情報を出力する。

【0078】

第９減算器４５は、第２加算器４４の出力値の情報の入力を受け付ける。第９減算器４５は、第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３からのｄ軸電圧フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第９減算器４５は、第２加算器４４の出力値からｄ軸電圧フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0079】

第５ｄ軸電圧制御器４６は、第９減算器４５の出力値の情報の入力を受け付ける。第５ｄ軸電圧制御器４６は、第９減算器４５の出力値に基づいたｄ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0080】

第１０減算器４７は、値０の情報の入力を受け付ける。第１０減算器４７は、第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器４３からのｑ軸電圧フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第１０減算器４７は、値０からｑ軸電圧フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0081】

第５ｑ軸電圧制御器４８は、第１０減算器４７の出力値の情報の入力を受け付ける。第５ｑ軸電圧制御器４８は、第１０減算器４７の出力値に基づいたｑ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0082】

第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器４９は、第５ｄ軸電圧制御器４６からのｄ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器４９は、第５ｑ軸電圧制御器４８からのｑ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器４９は、第２積分器４２からの位相情報の入力を受け付ける。第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器４９は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値と位相情報とに基づいた３相電圧指令値を生成し、これらはゲートパルス発生回路に伝達される。

【0083】

図１０は、電力変換器７を電流源として制御する際の方法を説明するための図である。図１０に示されるように、制御装置１４は、第１１減算器５０と第３ローパスフィルタ器５１と第１２減算器５２と第２有効電力制御器５３と第６ｄ軸電流制御器５４と第１３減算器５５と第４ローパスフィルタ器５６と第１４減算器５７と第２無効電力制御器５８と第６ｑ軸電流制御器５９と第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器６０とを備える。

【0084】

第１１減算器５０は、定格周波数ｆ _０の値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第１１減算器５０は、ＰＬＬにより検出された系統周波数ｆｓの値の情報の入力を受け付ける。第１１減算器５０は、定格周波数ｆ０の値から系統周波数ｆｓの値を減じた値の情報を出力する。

【0085】

第３ローパスフィルタ器５１は、第１１減算器５０の出力値の情報の入力を受け付ける。第３ローパスフィルタ器５１は、第１１減算器５０の出力値のうちの低域周波数の領域に対応した値にゲインｋ３を乗じた値の情報を出力する。

【0086】

第１２減算器５２は、第３ローパスフィルタ器５１の出力値の情報の入力を受け付ける。第１２減算器５２は、有効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第１２減算器５２は、第３ローパスフィルタ器５１の出力値から有効電力フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0087】

第２有効電力制御器は、第１２減算器５２の出力値の情報の入力を受け付ける。第２有効電力制御器は、第１２減算器５２の出力値に基づいた有効電流基準の情報を出力する。

【0088】

第６ｄ軸電流制御器５４は、第２有効電力制御器からの有効電流基準の値から有効電力フィードバックの値を減じた値の情報の入力を受け付ける。第６ｄ軸電流制御器５４は、有効電流基準に基づいたｄ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0089】

第１３減算器５５は、系統電圧Ｖ_ｓの値の情報の入力を受け付ける。第１３減算器５５は、定格電圧Ｖ_０の値（固定値）の情報の入力を受け付ける。第１３減算器５５は、系統電圧Ｖ_ｓの値から定格電圧Ｖ_０の値を減じた値の情報を出力する。

【0090】

第４ローパスフィルタ器５６は、第１３減算器５５の出力値の情報の入力を受け付ける。第４ローパスフィルタ器５６は、第１３減算器５５の出力値のうちの低域周波数の領域に対応した値にゲインｋ４を乗じた値の情報を出力する。

【0091】

第１４減算器５７は、第４ローパスフィルタ器５６の出力値の情報の入力を受け付ける。第１４減算器５７は、無効電力フィードバックの値の情報の入力を受け付ける。第１４減算器５７は、第４ローパスフィルタ器５６の出力値から無効電力フィードバックの値を減じた値の情報を出力する。

【0092】

第２無効電力制御器５８は、第１４減算器５７の出力値の情報の入力を受け付ける。第２無効電力制御器５８は、第１４減算器５７の出力値に基づいた無効電流基準の情報を出力する。

【0093】

第６ｑ軸電流制御器５９は、第２無効電力制御器５８からの無効電流基準の値から無効電力フィードバックの値を減じた値の情報の入力を受け付ける。第６ｑ軸電流制御器５９は、無効電流基準に基づいたｑ軸電圧指令値の情報を出力する。

【0094】

第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器６０は、第６ｄ軸電流制御器５４からのｄ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器６０は、第６ｑ軸電流制御器５９からのｑ軸電圧指令値の情報の入力を受け付ける。第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器６０は、ＰＬＬにより検出された位相情報の入力を受け付ける。第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器６０は、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値と位相情報とに基づいた３相電圧指令値を生成し、これらはゲートパルス発生回路に伝達される。

【0095】

次に、図１１を用いて、電力変換器７を電圧源として制御する際の出力電圧の振幅の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図１１は実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての出力電圧の振幅の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0096】

ステップＳ４１では、制御装置１４は、電圧基準Ｖ_０で運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ４２の動作を行う。ステップＳ４２では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ４３の動作を行う。ステップＳ４３では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔの値を判定する。

【0097】

ステップＳ４３で無効電力Ｑ_ｏｕｔの値が０である場合、制御装置１４は、ステップＳ４４の動作を行う。ステップＳ４４では、制御装置１４は、Ｖ_０を電圧基準として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ４２の動作を行う。

【0098】

ステップＳ４３で無効電力Ｑ_ｏｕｔの値が０でない場合、制御装置１４は、ステップＳ４５の動作を行う。ステップＳ４５では、制御装置１４は、無効電力Ｑ_ｏｕｔにゲインｋ１を乗じてＶ_０に加える。その後、制御装置１４は、ステップＳ４６の動作を行う。ステップＳ４６では、Ｖ_０＋ｋ１×Ｑ_ｏｕｔを電圧基準として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ４２の動作を行う。

【0099】

次に、図１２を用いて、電力変換器７を電圧源として制御する際の運転周波数の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図１２は実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電圧源としての運転周波数の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0100】

ステップＳ５１では、制御装置１４は、運転周波数ｆ_０で運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ５２の動作を行う。ステップＳ５２では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ５３の動作を行う。ステップＳ５３では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔの値を判定する。

【0101】

ステップＳ５３で有効電力Ｐ_ｏｕｔの値が０である場合、制御装置１４は、ステップＳ５４の動作を行う。ステップＳ５４では、制御装置１４は、ｆ_０を運転周波数として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ５２の動作を行う。

【0102】

ステップＳ５３で有効電力Ｐ_ｏｕｔの値が０でない場合、制御装置１４は、ステップＳ５５の動作を行う。ステップＳ５５では、制御装置１４は、有効電力Ｐ_ｏｕｔにゲインｋ２を乗じてｆ_０から減じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ５６の動作を行う。ステップＳ５６では、ｆ_０－ｋ２×Ｐ_ｏｕｔを運転周波数として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ５２の動作を行う。

【0103】

次に、図１３を用いて、電力変換器７を電流源として制御する際の出力有効電力の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図１３は実施の形態２における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力有効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0104】

ステップＳ６１では、制御装置１４は、０を有効電力基準Ｐ_ｒｅｆとして運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ６２の動作を行う。ステップＳ６２では、制御装置１４は、系統周波数ｆ_ｓを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ６３の動作を行う。ステップＳ６３では、制御装置１４は、系統周波数ｆ_ｓの値を判定する。

【0105】

ステップＳ６３で系統周波数ｆ_ｓの値が定格周波数ｆ_０の値と同じである場合、制御装置１４は、ステップＳ６４の動作を行う。ステップＳ６４では、制御装置１４は、有効電力基準Ｐ_ｒｅｆを０として運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ６２の動作を行う。

【0106】

ステップＳ６３で系統周波数ｆ_ｓの値が定格周波数ｆ_０の値と同じでない場合、制御装置１４は、ステップＳ６５の動作を行う。ステップＳ６５では、制御装置１４は、定格周波数ｆ_０から系統周波数ｆ_ｓを差し引いてゲインｋ３を乗じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ６６の動作を行う。ステップＳ６６では、制御装置１４は、（ｆ_０－ｆ_ｓ）×ｋ３を有効電力基準Ｐ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ６２の動作を行う。

【0107】

次に、図１４を用いて、電力変換器７を電流源として制御する際の出力無効電力の決定方法を説明する。この際の処理は、制御装置１４の制御部１６で行われる。
図１４は実施の形態１における電力変換システムの電力変換装置の制御装置による電流源としての出力無効電力の決定方法を説明するためのフローチャートである。

【0108】

ステップＳ７１では、制御装置１４は、０を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転を開始する。その後、制御装置１４は、ステップＳ７２の動作を行う。ステップＳ７２では、制御装置１４は、系統電圧Ｖ_ｓを検出する。その後、制御装置１４は、ステップＳ７３の動作を行う。ステップＳ７３では、制御装置１４は、系統電圧Ｖ_ｓの値を判定する。

【0109】

ステップＳ７３で系統電圧Ｖ_ｓの値が定格電圧Ｖ_０の値と同じである場合、制御装置１４は、ステップＳ７４の動作を行う。ステップＳ７４では、制御装置１４は、０を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ７２の動作を行う。

【0110】

ステップＳ７３で系統電圧Ｖ_ｓの値が定格電圧Ｖ_０の値と同じでない場合、制御装置１４は、ステップＳ７５の動作を行う。ステップＳ７５では、制御装置１４は、系統電圧Ｖ_ｓから定格電圧Ｖ_０を差し引いてゲインｋ４を乗じる。その後、制御装置１４は、ステップＳ７６の動作を行う。ステップＳ７６では、（Ｖ_ｓ－Ｖ_０）×ｋ４を無効電力基準Ｑ_ｒｅｆとして運転する。その後、制御装置１４は、ステップＳ７２の動作を行う。

【0111】

以上で説明した実施の形態２によれば、制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電圧源として制御対象の電力変換器７を自立運転させる場合は、当該制御対象の電力変換器７が出力する無効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の振幅を制御し、当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力に基づいて当該制御対象が出力する電圧の周波数を制御する。制御装置１４は、複数の電力変換器７が並列で接続された状態において電流源として当該制御対象の電力変換器７を連系運転させる場合は、複数の電力変換器７の連系点の電圧の周波数に基づいて当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力を制御し、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅に基づいて当該制御対象の電力変換器７が出力する無効電力を制御する。このため、複数の電力変換器７に対する共通の制御装置を要することなく、複数の電力変換器７から負荷４に対してより適切に電力を供給することができる。

【0112】

なお、実施の形態１および実施の形態２の制御装置１４の制御部１６において、電流源として当該制御対象の電力変換器７を連系運転させる場合は、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいて当該制御対象の電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を必要な応答範囲内で調整してもよい。この場合、検出器の微小な検出誤差、制御装置１４の演算タイミングの微小なずれ等により、一部の電力変換器７が電力を過剰に供給して、他の電力変換器７が当該電力を吸収することを抑制できる。このため、電流源として機能する複数の電力変換器７の間で電力の授受が発生することを抑制できる。

【0113】

例えば、電流源として機能する複数の電力変換器７に対応した制御装置１４の制御部１６において、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間の差が等しくなるように設定してもよい。この場合、電流源として機能する複数の電力変換器７の間で電力の授受が発生することを抑制できる。

【0114】

例えば、電流源として機能する複数の電力変換器７に対応した制御装置１４の制御部１６において、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間の比が等しくなるように設定してもよい。この場合、電流源として機能する複数の電力変換器７の間で電力の授受が発生することを抑制できる。

【0115】

例えば、電流源として機能する複数の電力変換器７に対応した制御装置１４の制御部１６において、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を乱数により設定してもよい。この場合、電流源として機能する複数の電力変換器７の間で電力の授受が発生することを抑制できる。

【0116】

例えば、電流源として機能する複数の電力変換器７に対応した制御装置１４の制御部１６において、複数の電力変換器７の連系点の電圧の振幅と周波数とに基づいてそれぞれの電力変換器７が出力する有効電力および無効電力を制御する際の応答時間を予め設定した条件により変化させてよい。例えば、一定時間ごとに応答時間を変化させてもよい。この場合、応答時間の早い電力変換器７が先に応答し、応答時間の遅い電力変換器７が後から応答することで、直流電源１の電力消費にばらつきが出ることを抑制できる。このため、複数の電力変換器７の稼働率をより均一にすることができる。その結果、電力変換システムを安定して運用することができる。

【0117】

なお、電力変換器７の方式は、限定されない。例えば、単相の電力変換器７でもよい。例えば、２レベルの電力変換器７でもよい。例えば、中性点クランプ式マルチレベルの変力変換器でもよい。例えば、中性点スイッチ方式マルチレベルの電力変換器７でもよい。例えば、並列多重の電力変換器７でもよい。例えば、直列多重の電力変換器７でもよい。これらの場合でも、複数の電力変換器７から負荷４に対して適切に電力を供給することができる。

【産業上の利用可能性】

【0118】

以上のように、本開示の電力変換装置６の制御装置１４および電力変換システムは、電力を変換するシステムに利用できる。

【符号の説明】

【0119】

１ 直流電源、 ２ 系統、 ３ 変圧装置、 ４ 負荷、 ５ 開閉装置、６ 電力変換装置、 ７ 電力変換器、 ８ 高調波フィルタ、９ 開閉器、 １０ 第１電流検出器、 １１ 第２電流検出器、 １２ 第１電圧検出器、 １３ 第２電圧検出器、 １４ 制御装置、 １５、電圧認識部、 １６ 制御部、 １７ 第１増幅器、 １８ 第２増幅器、 １９ 第１加算器、 ２０ 第１積分器、 ２１ 第１ＵＶＷ／ｄｑ変換器、 ２２ 第１減算器、 ２３ 第２減算器、 ２４ 第１ｄ軸電圧制御器、 ２５ 第３減算器、 ２６ 第１ｑ軸電圧制御器、 ２７ 第１ｄｑ／ＵＶＷ変換器、 ２８ 第４減算器、 ２９ 第１ローパスフィルタ器、 ３０ 第５減算器、 ３１ 第１有効電力制御器、 ３２ 第２ｄ軸電流制御器、 ３３ 第６減算器、 ３４ 第２ローパスフィルタ器、 ３５ 第７減算器、 ３６ 第１無効電力制御器、 ３７ 第２ｑ軸電流制御器、 ３８ 第２ｄｑ／ＵＶＷ変換器、 ３９ 第３増幅器、 ４０ 第４増幅器、 ４１ 第８減算器、 ４２ 第２積分器、 ４３ 第２ＵＶＷ／ｄｑ変換器、 ４４ 第２加算器、 ４５ 第９減算器、 ４６ 第５ｄ軸電圧制御器、 ４７ 第１０減算器、 ４８ 第５ｑ軸電圧制御器、 ４９ 第３ｄｑ／ＵＶＷ変換器、 ５０ 第１１減算器、 ５１ 第３ローパスフィルタ器、 ５２ 第１２減算器、 ５３ 第２有効電力制御器、 ５４ 第６ｄ軸電流制御器、 ５５ 第１３減算器、 ５６ 第４ローパスフィルタ器、 ５７ 第１４減算器、 ５８ 第２無効電力制御器、 ５９ 第６ｑ軸電流制御器、 ６０ 第４ｄｑ／ＵＶＷ変換器、 １００ａ プロセッサ、 １００ｂ メモリ、 ２００ ハードウェア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】