特許 7603899 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-12

(45)【発行日】2024-12-20

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/49 20070101AFI20241213BHJP

【ＦＩ】

H02M7/49

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2024553498

(86)(22)【出願日】2024-06-04

(86)【国際出願番号】 JP2024020398

【審査請求日】2024-09-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梶山 拓也

(72)【発明者】

【氏名】田中 美和子

(72)【発明者】

【氏名】中山 暁斗

【審査官】今井 貞雄

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１４７９３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１９６２３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流系統および直流回路との間で電力変換を行なう電力変換装置であって、
前記交流系統の複数の相にそれぞれ対応する複数のレグ回路を含む電力変換器と、
前記電力変換器を制御する制御装置とを備え、
前記レグ回路は、直列接続された正側アームおよび負側アームを含み、前記正側アームおよび前記負側アームの接続点は前記交流系統の対応する相の交流線に接続され、直列接続された前記正側アームおよび前記負側アームの両端は前記直流回路に接続され、
前記正側アームおよび前記負側アームの各々は、直列接続された複数の変換器セルを有し、前記複数の変換器セルの各々は、複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に接続されるコンデンサとを有し、
前記制御装置は、
前記正側アーム内の前記コンデンサの電圧を示す正側コンデンサ電圧と、前記負側アーム内の前記コンデンサの電圧を示す負側コンデンサ電圧とをバランスさせるための電流調整値を演算するアームバランス制御部と、
前記交流線に流れる交流電流の電流指令値を前記電流調整値を用いて調整することにより、前記交流線に出力する交流電圧の交流電圧指令値を生成する交流電流制御部と、
前記交流電圧指令値と、前記直流回路に出力される直流電圧の直流電圧指令値とに基づいて、前記正側アームに対する正側アーム電圧指令値および前記負側アームに対する負側アーム電圧指令値を演算する指令演算部とを含む、電力変換装置。

【請求項2】

前記交流電流制御部は、前記電流調整値を用いて調整された前記電流指令値に前記交流線の交流電流が追従するように前記交流電圧指令値を生成する、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記アームバランス制御部は、前記複数の相の各々について、前記正側コンデンサ電圧と前記負側コンデンサ電圧との偏差を演算し、各相の前記偏差の平均値を前記偏差から減算した減算値が小さくなるように前記電流調整値を演算する、請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記アームバランス制御部は、規定のリミット値を用いて、当該演算された前記電流調整値を制限する、請求項３に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記制御装置は、前記電力変換器の中性点電圧を制御するための中性点電圧指令値を出力する中性点電圧制御部をさらに含み、
前記アームバランス制御部は、前記正側コンデンサ電圧と前記負側コンデンサ電圧とに基づいて前記中性点電圧を調整するための電圧調整値を演算し、
前記中性点電圧制御部は、前記中性点電圧と前記電圧調整値とに基づいて、前記中性点電圧指令値を生成し、
前記指令演算部は、前記交流電圧指令値および前記直流電圧指令値と、さらに前記中性点電圧指令値とに基づいて、前記正側アーム電圧指令値および前記負側アーム電圧指令値を演算する、請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記アームバランス制御部は、前記正側コンデンサ電圧と、前記負側コンデンサ電圧と、さらに前記正側アーム内および前記負側アーム内の零相電流の極性情報とに基づいて、前記電圧調整値を演算する、請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記アームバランス制御部は、
前記電力変換器を流れる直流電流の極性または前記電力変換器から出力される有効電力の極性を前記極性情報として判定し、
前記複数の相の各々について、前記正側コンデンサ電圧と前記負側コンデンサ電圧との偏差を演算し、各相の前記偏差の平均値に前記極性情報を乗算することにより、前記電圧調整値を演算する、請求項６に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記制御装置は、前記複数のレグ回路間を循環する循環電流を制御するための循環制御指令値を生成する循環電流制御部をさらに含み、
前記指令演算部は、前記交流電圧指令値と、前記直流電圧指令値と、前記中性点電圧指令値と、さらに前記循環制御指令値とに基づいて、前記正側アーム電圧指令値および前記負側アーム電圧指令値を演算する、請求項５に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電力系統などの高圧系統に適用される高電圧、大容量の電力変換装置として、モジュラーマルチレベル変換器（ＭＭＣ：Modular Multilevel Converter）が知られている。ＭＭＣは、変換器セルと呼ばれる複数の単位変換器がカスケード接続されたアームで構成されている。変換器セルは、複数のスイッチング素子と蓄電素子（例えば、コンデンサ）とを含む。

【0003】

三相ＭＭＣにおいては、各相に対応してアームが設けられており、各相アームは正側アームおよび負側アームから構成されている。正側アームと負側アームとの接続点は、交流側入出力端子となる。各変換器セルのコンデンサの電圧ばらつきにより、正側アーム内のコンデンサの電圧と負側アーム内のコンデンサの電圧とが不均衡となる場合がある。そのため、当該不均衡を抑制するためにコンデンサの電圧を制御する必要がある。

【0004】

特許第６２２７１９２号（特許文献１）に係る電力変換装置は、各相交流線に流れる交流電流成分を制御する交流制御指令を演算する交流電流制御部と、正側コンデンサ電圧と負側コンデンサ電圧とを均衡させる第１電圧調整値を演算するアームバランス制御部と、交流制御指令を第１電圧調整値を用いて調整することにより交流電圧指令を演算する交流側指令演算部とを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６２２７１９２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、正側アーム内のコンデンサの電圧と負側アーム内のコンデンサの電圧とを均衡させてコンデンサの過電圧を防ぎ、系統の異常時にも電力変換装置を安定的に動作させることを検討している。特許文献１に係る電力変換装置では、交流電流成分を制御するための交流制御指令を、正側コンデンサ電圧と負側コンデンサ電圧とを均衡させる第１電圧調整値を用いて直接補正することにより交流電圧指令が生成される。この場合、アームバランス制御と交流電流制御とが干渉することにより、コンデンサ電圧をバランスさせるために必要な電流を流すことができず、コンデンサ電圧のバランス制御性が劣化するという問題があった。

【0007】

本開示のある局面における目的は、各変換器セルにおける正側アームのコンデンサ電圧と負側アームのコンデンサ電圧とをより適切にバランスさせることが可能な電力変換装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

ある実施の形態に従うと、交流系統および直流回路との間で電力変換を行なう電力変換装置が提供される。電力変換装置は、交流系統の複数の相にそれぞれ対応する複数のレグ回路を含む電力変換器と、電力変換器を制御する制御装置とを備える。レグ回路は、直列接続された正側アームおよび負側アームを含む。正側アームおよび負側アームの接続点は交流系統の対応する相の交流線に接続される。直列接続された正側アームおよび負側アームの両端は直流回路に接続される。正側アームおよび負側アームの各々は、直列接続された複数の変換器セルを有する。複数の変換器セルの各々は、複数のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子に接続されるコンデンサとを有する。制御装置は、正側アーム内のコンデンサの電圧を示す正側コンデンサ電圧と、負側アーム内のコンデンサの電圧を示す負側コンデンサ電圧とをバランスさせるための電流調整値を演算するアームバランス制御部と、交流線に流れる交流電流の電流指令値を電流調整値を用いて調整することにより、交流線に出力する交流電圧の交流電圧指令値を生成する交流電流制御部と、交流電圧指令値と、直流回路に出力される直流電圧の直流電圧指令値とに基づいて、正側アームに対する正側アーム電圧指令値および負側アームに対する負側アーム電圧指令値を演算する指令演算部とを含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示によると、電力変換装置において、各変換器セルにおける正側アームのコンデンサ電圧と負側アームのコンデンサ電圧とをより適切にバランスさせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電力変換装置の構成例を示す図である。

【図2】変換器セルの一例を示す回路図である。

【図3】制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図4】制御装置の機能構成を示すブロック図である。

【図5】アームバランス制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図6】交流電流制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図7】変形例に従うアームバランス制御部の機能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】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、本実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0012】

＜全体構成＞
図１は、電力変換装置の構成例を示す図である。図１を参照して、電力変換装置１００は、交流系統１４と直流回路１５との間で電力変換を行なう。直流回路１５は、例えば、直流送電網等を含む直流電力系統、または他の電力変換装置の直流端子である。直流回路１５は、電力変換器７の直流端子に接続された蓄電装置を含む構成であってもよい。蓄電装置は、例えば、電気二重層コンデンサ、あるいはリチウムイオン電池等の蓄電池を含む。

【0013】

電力変換装置１００は、自励式の電力変換器７と、電力変換器７を制御する制御装置２０とを含む。典型的には、電力変換器７は、互いに直列接続された複数の変換器セル（図１中の「セル」に対応）１０を含むダブルスター型のモジュラーマルチレベル変換器によって構成される。「変換器セル」は、「サブモジュール（sub module）」あるいは「単位変換器」とも称される。

【0014】

電力変換器７は、直流回路１５に接続されており、直流回路１５と交流系統１４との間で電力変換を行なう電力変換器である。具体的には、電力変換器７は、直流回路１５から出力される直流電力を交流電力に変換して、当該交流電力を変圧器１３を介して交流系統１４に出力する。また、電力変換器７は、交流系統１４からの交流電力を直流電力に変換して、当該直流電力を直流回路１５に出力する。

【0015】

図１の例では、電力変換器７は、交流系統１４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する複数のレグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗを含む。具体的には、電力変換器７は、正極直流端子（すなわち、高電位側直流端子）Ｎｐと、負極直流端子（すなわち、低電位側直流端子）Ｎｎとの間に互いに並列に接続された複数のレグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗ（以下、総称する場合または任意のものを示す場合、「レグ回路４」と記載する）を含む。レグ回路４は、交流系統１４と直流回路１５との間に接続され、両回路間で電力変換を行なう。各相のレグ回路４は、正側直流母線２および負側直流母線３間に並列接続される。

【0016】

レグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗにそれぞれ設けられた交流端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗは、変圧器１３を介して交流系統１４に接続される。交流系統１４は、例えば、交流電源などを含む三相交流電力系統である。各レグ回路４に共通に設けられた直流端子（すなわち、正極直流端子Ｎｐ，負極直流端子Ｎｎ）は、直流回路１５に接続される。

【0017】

図１の変圧器１３を用いる代わりに、レグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗは、連系リアクトルを介して交流系統１４に接続した構成としてもよい。さらに、交流端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗに代えてレグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗにそれぞれ一次巻線を設け、この一次巻線と磁気結合する二次巻線を介してレグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗが変圧器１３または連系リアクトルに交流的に接続するようにしてもよい。この場合、一次巻線を下記のリアクトル９ａ，９ｂとしてもよい。すなわち、レグ回路４は、交流端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗまたは上記の一次巻線など、各レグ回路４ｕ，４ｖ，４ｗに設けられた接続部を介して電気的（すなわち、直流的または交流的）に交流系統１４に接続される。

【0018】

レグ回路４ｕは、正極直流端子Ｎｐから交流端子Ｎｕまでの正側アーム５ｕと、負極直流端子Ｎｎから交流端子Ｎｕまでの負側アーム６ｕとを含む。正側アーム５ｕと負側アーム６ｕとの接続点が、交流端子Ｎｕとして変圧器１３と接続される。正極直流端子Ｎｐおよび負極直流端子Ｎｎが直流回路１５に接続される。レグ回路４ｖは正側アーム５ｖと負側アーム６ｖとを含み、レグ回路４ｗは正側アーム５ｗと負側アーム６ｗとを含む。正側アーム５ｕ，５ｖ，５ｗを「正側アーム５」とも総称し、負側アーム６ｕ，６ｖ，６ｗを「負側アーム６」とも総称する。

【0019】

このように、レグ回路４は、直列接続された正側アーム５および負側アーム６により構成される。正側アーム５および負側アーム６の接続点（例えば、交流端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗ）は、交流系統１４の対応する相の交流線に接続される。直列接続された正側アーム５および負側アーム６の両端（すなわち、正極直流端子Ｎｐおよび負極直流端子Ｎｎ）は、直流回路１５に接続される。レグ回路４ｖ，４ｗはレグ回路４ｕと同様の構成を有しているので、以下、レグ回路４ｕを代表として説明する。

【0020】

レグ回路４ｕにおいて、正側アーム５ｕは、互いに直列接続された複数の変換器セル１０と、リアクトル９ａとを含む。当該複数の変換器セル１０とリアクトル９ａとは互いに直列接続されている。負側アーム６ｕは、互いにカスケード接続された複数の変換器セル１０と、リアクトル９ｂとを含む。当該複数の変換器セル１０とリアクトル９ｂとは互いに直列接続されている。

【0021】

リアクトル９ａが挿入される位置は、正側アーム５ｕのいずれの位置であってもよく、リアクトル９ｂが挿入される位置は、負側アーム６ｕのいずれの位置であってもよい。リアクトル９ａ，９ｂはそれぞれ複数個あってもよい。各リアクトルのインダクタンス値は互いに異なっていてもよい。さらに、正側アーム５ｕのリアクトル９ａのみ、もしくは、負側アーム６ｕのリアクトル９ｂのみを設けてもよい。

【0022】

電力変換装置１００は、図示しない各種の検出器（例えば、交流電圧検出器、交流電流検出器、直流電圧検出器、アーム電流検出器等）を有する。これらの検出器は、電力変換器７の制御に使用される電気量（すなわち、電流、電圧）を計測する。これらの検出器によって検出された信号は、制御装置２０に入力される。

【0023】

具体的には、交流電圧検出器は、交流系統１４の各相の交流電圧Ｖｓｕ，Ｖｓｖ，Ｖｓｗ（以下、「交流電圧Ｖｓ」とも総称する。）を検出する。交流電流検出器は、交流系統１４の各相交流線に流れる交流電流Ｉｓｕ，Ｉｓｖ，Ｉｓｗ（以下、「交流電流Ｉｓ」とも総称する。）を検出する。直流電圧検出器は、直流回路１５の直流電圧Ｖｄｃを検出する。なお、電力変換器７の中性点電圧Ｖｓｎは、直流回路１５の直流電圧Ｖｄｃを用いて演算されてもよいし、中性点電圧検出器により検出されてもよい。

【0024】

レグ回路４ｕに設けられた各アーム電流検出器は、正側アーム５ｕに流れる正側アーム電流Ｉｕｐおよび負側アーム６ｕに流れる負側アーム電流Ｉｕｎを検出する。レグ回路４ｖに設けられた各アーム電流検出器は、正側アーム電流Ｉｖｐおよび負側アーム電流Ｉｖｎをそれぞれ検出する。レグ回路４ｗに設けられたアーム電流検出器は、正側アーム電流Ｉｗｐおよび負側アーム電流Ｉｗｎをそれぞれ検出する。以下、正側アーム電流Ｉｕｐ，Ｉｖｐ，Ｉｗｐを「正側アーム電流Ｉｐ」とも総称し、負側アーム電流Ｉｕｎ，Ｉｖｎ，Ｉｗｎを「負側アーム電流Ｉｎ」とも総称する。

【0025】

＜変換器セルの構成＞
図２は、変換器セルの一例を示す回路図である。図２（ａ）に示す変換器セル１０は、ハーフブリッジ構成と呼ばれる回路構成を有する。この変換器セル１０は、２つのスイッチング素子３１ｐ、３１ｎを直列接続して形成した直列体と、蓄電素子としてのコンデンサ３２と、電圧検出器３３とを含む。直列体とコンデンサ３２とは並列接続される。電圧検出器３３は、コンデンサ３２の両端の電圧である電圧Ｖｃを検出する。

【0026】

図２（ｂ）に示す変換器セル１０は、フルブリッジ構成と呼ばれる回路構成を有する。この変換器セル１０は、２つのスイッチング素子３１ｐ１，３１ｎ１を直列接続して形成された第１の直列体と、２つのスイッチング素子３１ｐ２，３１ｎ２を直列接続して形成された第２の直列体と、コンデンサ３２と、電圧検出器３３とを含む。第１の直列体と、第２の直列体と、コンデンサ３２とが並列接続される。電圧検出器３３は、電圧Ｖｃを検出する。

【0027】

図２（ａ）における２つのスイッチング素子３１ｐ、３１ｎと、図２（ｂ）における４つのスイッチング素子３１ｐ１、３１ｎ１、３１ｐ２、３１ｎ２とは、例えば、ＩＧＢＴ、ＧＣＴサイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）などの半導体スイッチング素子に還流ダイオードが逆並列に接続されて構成される。また、図２（ａ）および図２（ｂ）において、コンデンサ３２には、フィルムコンデンサなどが主に用いられる。

【0028】

以下の説明では、スイッチング素子３１ｐ，３１ｎ，３１ｐ１，３１ｎ１，３１ｐ２，３１ｎ２をスイッチング素子３１とも総称する。また、スイッチング素子３１内の半導体スイッチング素子のオンオフを、単に「スイッチング素子３１のオンオフ」と記載する。

【0029】

図２（ａ）を参照して、スイッチング素子３１ｎの両端子を入出力端子Ｐ１，Ｐ２とする。スイッチング素子３１ｐ、３１ｎのスイッチング動作によりコンデンサ３２の両端電圧、および零電圧を出力する。例えば、スイッチング素子３１ｐがオン、かつスイッチング素子３１ｎがオフとなったときに、コンデンサ３２の両端電圧が出力される。スイッチング素子３１ｐがオフ、かつスイッチング素子３１ｎがオンとなったときに、零電圧が出力される。

【0030】

次に、図２（ｂ）を参照して、スイッチング素子３１ｐ１とスイッチング素子３１ｎ１との中点と、スイッチング素子３１ｐ２とスイッチング素子３１ｎ２との中点とをそれぞれ変換器セル１０の入出力端子Ｐ１，Ｐ２とする。図２（ｂ）に示す変換器セル１０は、スイッチング素子３１ｎ２をオンとし、スイッチング素子３１ｐ２をオフとし、スイッチング素子３１ｐ１，３１ｎ１を交互にオン状態とすることによって、正電圧または零電圧を出力する。また、図２（ｂ）に示す変換器セル１０は、スイッチング素子３１ｎ２をオフし、スイッチング素子３１ｐ２をオンし、スイッチング素子３１ｐ１，３１ｎ１を交互にオン状態にすることによって、零電圧または負電圧を出力できる。

【0031】

以下の説明では、変換器セル１０を図２（ａ）に示すハーフブリッジセルの構成とし、半導体スイッチング素子、および蓄電素子としてのコンデンサを用いた場合を例に説明する。しかし、変換器セル１０を図２（ｂ）に示すフルブリッジ構成としてもよい。また、上記で示した構成以外の変換器セル、例えば、図２（ｂ）のスイッチング素子３１ｐ２をダイオードのみで置き換えた１．５ハーフブリッジ構成とも呼ばれる回路構成を適用した変換器セルを用いてもよい。

【0032】

＜制御装置のハードウェア構成＞
図３は、制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図３の場合の制御装置２０は、コンピュータに基づいて構成される。図３を参照して、制御装置２０は、１つ以上の入力変換器７０と、１つ以上のサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）７１と、マルチプレクサ（ＭＵＸ：multiplexer）７２と、Ａ／Ｄ変換器７３とを含む。さらに、制御装置２０は、１つ以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）７４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７６とを含む。さらに、制御装置２０は、１つ以上の入出力インターフェイス７７と、補助記憶装置７８と、上記の構成要素間を相互に接続するバス７９とを含む。

【0033】

入力変換器７０は、入力チャンネルごとに補助変成器を備える。各補助変成器は、電力変換装置１００に設けられる各種の検出器による検出信号を、後続する信号処理に適した電圧レベルの信号に変換する。

【0034】

サンプルホールド回路７１は、入力変換器７０ごとに設けられる。サンプルホールド回路７１は、対応の入力変換器７０から受けた電気量を表す信号を規定のサンプリング周波数でサンプリングして保持する。

【0035】

マルチプレクサ７２は、複数のサンプルホールド回路７１に保持された信号を順次選択する。Ａ／Ｄ変換器７３は、マルチプレクサ７２によって選択された信号をデジタル値に変換する。なお、複数のＡ／Ｄ変換器７３を設けることによって、複数の入力チャンネルの検出信号に対して並列的にＡ／Ｄ変換を実行するようにしてもよい。

【0036】

ＣＰＵ７４は、制御装置２０の全体を制御し、プログラムに従って演算処理を実行する。揮発性メモリとしてのＲＡＭ７５および不揮発性メモリとしてのＲＯＭ７６は、ＣＰＵ７４の主記憶として用いられる。ＲＯＭ７６は、プログラムおよび信号処理用の設定値などを収納する。補助記憶装置７８は、ＲＯＭ７６に比べて大容量の不揮発性メモリであり、プログラムおよび電気量検出値のデータなどを格納する。入出力インターフェイス７７は、ＣＰＵ７４と外部装置との間で通信する際のインターフェイス回路である。

【0037】

なお、制御装置２０の少なくとも一部をＦＰＧＡおよびＡＳＩＣなどの回路を用いて構成してもよい。もしくは、制御装置２０の少なくとも一部は、アナログ回路によって構成することもできる。

【0038】

＜制御装置の機能構成＞
電力変換器７は直流および交流を出力するため、制御装置２０は、直流側と交流側の両側を制御する必要がある。さらに、交流側出力にも直流側出力にも寄与しないで正側アーム５、負側アーム６間を還流する循環電流が電力変換器１内を流れる。したがって、制御装置２０は、直流側制御、交流側制御に加えて循環電流の制御を実行する。

【0039】

図４は、制御装置の機能構成を示すブロック図である。図４を参照して、制御装置２０は、電圧指令生成部２１と、ＰＷＭ制御部２２とを含む。電圧指令生成部２１およびＰＷＭ制御部２２の構成は、例えば、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、制御装置２０の内部メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ７４であってもよい。処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、またはこれらを組み合わせたもの等で構成される。

【0040】

電圧指令生成部２１は、入力された各種の電圧、電流の情報に基づいて、各相の正側アーム５に対する正側アーム電圧指令値Ｖｐｒｅｆと、各相の負側アーム６に対する負側アーム電圧指令値Ｖｎｒｅｆとを生成する。具体的には、電圧指令生成部２１は、アームバランス制御部２４と、交流電流制御部２５と、中性点電圧制御部２６と、循環電流制御部２７と、指令演算部２８とを含む。

【0041】

アームバランス制御部２４は、正側アーム５のコンデンサ３２の電圧を示す正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと、負側アーム６内のコンデンサ３２の電圧を示す負側コンデンサ電圧Ｖｃｎと、直流電流Ｉｄｃとの入力を受け付ける。典型的には、正側アーム５内のすべてのコンデンサ３２の電圧Ｖｃの平均値が正側コンデンサ電圧Ｖｃｐとして用いられ、負側アーム６内のすべてのコンデンサ３２の電圧Ｖｃの平均値が負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとして用いられる。

【0042】

ただし、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐは、正側アーム５内のすべてのコンデンサ３２の電圧Ｖｃの最大値、最小値、または中央値であってもよい。また、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐは、正側アーム５内の任意の変換器セル１０のコンデンサ３２の電圧値であってもよい。同様に、負側コンデンサ電圧Ｖｃｎは、負側アーム６内のすべてのコンデンサ３２の電圧Ｖｃの最大値、最小値、または中央値であってもよい。また、負側コンデンサ電圧Ｖｃｎは、負側アーム６内の任意の変換器セル１０のコンデンサ３２の電圧値であってもよい。

【0043】

アームバランス制御部２４は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとをバランスさせる（すなわち、電圧ばらつきを抑制する）ための電流調整値Ｉａｄを演算する。また、アームバランス制御部２４は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと、負側コンデンサ電圧Ｖｃｎと、直流電流Ｉｄｃとに基づいて中性点電圧Ｖｎｐを調整するための電圧調整値ΔＶｎｐを演算する。アームバランス制御部２４の詳細な構成については後述する。

【0044】

交流電流制御部２５は、交流系統１４の交流線に流れる交流電流Ｉｓと、交流電流Ｉｓの電流指令値Ｉｓｒｅｆとの入力を受け付ける。交流電流制御部２５は、電流指令値Ｉｓｒｅｆを電流調整値Ｉａｄを用いて調整することにより、交流線に出力する交流電圧Ｖｓの交流電圧指令値Ｖｓｒｅｆを生成する。具体的には、交流電流制御部２５は、電流調整値Ｉａｄを用いて調整された電流指令値Ｉｓｒｅｆに交流電流Ｉｓが追従するように交流電圧指令値Ｖｓｒｅｆを生成する。交流電流制御部２５の詳細な構成については後述する。

【0045】

中性点電圧制御部２６は、電力変換器７の中性点電圧Ｖｎｐと、アームバランス制御部２４により演算された電圧調整値ΔＶｎｐとの入力を受け付ける。中性点電圧制御部２６は、中性点電圧Ｖｎｐと電圧調整値ΔＶｎｐとに基づいて、中性点電圧Ｖｎｐを制御するための中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆを生成する。典型的には、中性点電圧制御部２６は、中性点電圧Ｖｎｐと電圧調整値ΔＶｎｐとの加算値を中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆとして生成する。

【0046】

循環電流制御部２７は、直流回路１５に流れないが電力変換器７内（具体的には、各相のレグ回路４間）を循環する循環電流Ｉｚを制御するための循環制御指令値Ｖｚｒｅｆを生成する。具体的には、循環電流制御部２７は、循環電流Ｉｚが規定の循環電流指令値Ｉｚｒｅｆ（例えば、０）に追従するように循環制御指令値Ｖｚｒｅｆを生成する。循環電流制御部２７は、例えば、比例制御器、ＰＩ制御器、ＰＩＤ制御器、またはフィードバック制御に用いられる他の制御器として構成され得る。

【0047】

指令演算部２８は、交流電圧指令値Ｖｓｒｅｆと、直流回路１５に出力される直流電圧Ｖｄｃの直流電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆと、中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆと、循環制御指令値Ｖｚｒｅｆとの入力を受け付ける。直流電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆは、予め設定された値であってもよいし、公知の直流出力制御によって算出された値であってもよい。

【0048】

指令演算部２８は、交流電圧指令値Ｖｓｒｅｆと、直流電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆと、中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆと、循環制御指令値Ｖｚｒｅｆとに基づいて、正側アーム５および負側アーム６がそれぞれ出力分担する電圧から、正側アーム５および負側アーム６内のインダクタンス成分による電圧降下分をそれぞれ差し引いて、電圧成分を分配する。これにより、指令演算部２８は、各相の正側アーム５に対する正側アーム電圧指令値Ｖｐｒｅｆと、各相の負側アーム６に対する負側アーム電圧指令値Ｖｎｒｅｆとを演算する。例えば、正側アーム電圧指令値Ｖｐｒｅｆは、“Ｖｄｃｒｅｆ－Ｖｓｒｅｆ＋Ｖｚｒｅｆ－Ｖｎｐｒｅｆ”で表わされる。負側アーム電圧指令値Ｖｎｒｅｆは、“Ｖｄｃｒｅｆ＋Ｖｓｒｅｆ＋Ｖｚｒｅｆ＋Ｖｎｐｒｅｆ”で表わされる。

【0049】

電圧指令生成部２１により生成される各相の正側アーム電圧指令値Ｖｐｒｅｆおよび負側アーム電圧指令値Ｖｎｒｅｆは、直流回路１５の直流電圧Ｖｄｃを直流電圧指令値Ｖｄｃｒｅｆに制御し、交流電圧Ｖｓを交流電圧指令値Ｖｓｒｅｆに制御し、中性点電圧Ｖｎｐを中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆに制御し、循環電流Ｉｚを循環制御指令値Ｖｚｒｅｆに制御する出力電圧指令となる。

【0050】

ＰＷＭ制御部２２は、各相の正側アーム電圧指令値Ｖｐｒｅｆおよび負側アーム電圧指令値Ｖｎｒｅｆに基づいて、各相の正側アーム５内および負側アーム６内の各変換器セル１０をＰＷＭ制御するゲート信号ＧＰを生成する。ゲート信号ＧＰにより各変換器セル１０内のスイッチング素子３１が駆動制御され、電力変換器７の出力電圧は所望の値に制御される。

【0051】

＜アームバランス制御部の構成＞
図５は、アームバランス制御部の機能構成を示すブロック図である。図５を参照して、アームバランス制御部２４は、電流調整値演算部５０と、中性点調整値演算部５１とを含む。

【0052】

電流調整値演算部５０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相個別に電流調整値Ｉａｄ（すなわち、電流調整値Ｉａｄｕ，Ｉａｄｖ，Ｉａｄｗ）を演算する構成を有している。具体的には、電流調整値演算部５０は、減算器５５ｕ～５５ｗ（以下、「減算器５５」とも総称する。）と、フィルタ５６ｕ～５６ｗ（以下、「フィルタ５６」とも総称する。）と、演算器５７と、減算器５８ｕ～５８ｗ（以下、「減算器５８」とも総称する。）と、補償器６２ｕ～６２ｗ（以下、「補償器６２」とも総称する。）と、リミッタ６３ｕ～６３ｗ（以下、「リミッタ６３」とも総称する。）と、座標変換部６４とを含む。電流調整値Ｉａｄの演算方式は各相共通である。

【0053】

減算器５５は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの偏差ΔＶｃｐｎを演算する。具体的には、減算器５５ｕは、Ｕ相の正側コンデンサ電圧Ｖｃｐｕと、Ｕ相の負側コンデンサ電圧Ｖｃｎｕとの偏差ΔＶｃｐｎｕ（すなわち、ΔＶｃｐｎｕ＝Ｖｃｐｕ－Ｖｃｎｕ）を演算する。減算器５５ｖは、Ｖ相の正側コンデンサ電圧Ｖｃｐｖと、Ｖ相の負側コンデンサ電圧Ｖｃｎｖとの偏差ΔＶｃｐｎｖを演算する。減算器５５ｗは、Ｗ相の正側コンデンサ電圧Ｖｃｐｗと、Ｗ相の負側コンデンサ電圧Ｖｃｎｗとの偏差ΔＶｃｐｎｗを演算する。

【0054】

フィルタ５６は、偏差ΔＶｃｐｎにフィルタ処理を施して偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆを出力する。具体的には、フィルタ５６ｕは、偏差ΔＶｃｐｎｕから規定の周波数成分を除去した偏差ΔＶｃｐｎｕ＿ｆを出力する。同様に、フィルタ５６ｖ，５６ｗは、同様のフィルタ処理がなされた偏差ΔＶｃｐｎｖ＿ｆ，ΔＶｃｐｎｗ＿ｆをそれぞれ出力する。これは、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの電圧差であるΔＶｃｐｎには、制御対象としない規定の周波数成分（例えば、基本波周波数成分、基本波周波数の２倍の周波数成分等）が含まれているためである。

【0055】

各フィルタ５６は、例えば、基本波周波数、および基本波周波数の２倍の周波数等の規定の周波数を除去するようなバンドストップフィルタであり、制御対象の周波数帯域をパスさせるようなフィルタであればよい。

【0056】

演算器５７は、各相の偏差ΔＶｃｐｎｕ＿ｆ，ΔＶｃｐｎｖ＿ｆ，ΔＶｃｐｎｗ＿ｆ（以下、「偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆ」とも総称する。）の加算値に１／３を乗算することにより、各相の偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆの共通成分ΔＶｃｚを演算する。すなわち、共通成分ΔＶｃｚは、各相の偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆの平均値である。

【0057】

減算器５８は、偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆから平均値ΔＶｃｚを減算した減算値ΔＶｃｇを出力する。具体的には、減算器５８ｕは、偏差ΔＶｃｐｎｕ＿ｆから平均値ΔＶｃｚを減算した減算値ΔＶｃｇｕを演算する。減算器５８ｖは、偏差ΔＶｃｐｎｖ＿ｆから平均値ΔＶｃｚを減算した減算値ΔＶｃｇｖを演算する。減算器５８ｗは、偏差ΔＶｃｐｎｗ＿ｆから平均値ΔＶｃｚを減算した減算値ΔＶｃｇｗを演算する。このように、各相の偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆから共通成分ΔＶｃｚを除去する理由は、共通成分ΔＶｃｚを別途制御するためである。詳細については後述する。

【0058】

補償器６２ｕは、減算値ΔＶｃｇｕがゼロとなるように電流調整値Ｉａｄｕを演算する。同様に、補償器６２ｖは、減算値ΔＶｃｇｖがゼロとなるように電流調整値Ｉａｄｖを演算する。補償器６２ｗは、減算値ΔＶｃｇｗがゼロとなるように電流調整値Ｉａｄｗを演算する。このように、補償器６２は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの偏差ΔＶｃｐｎをフィルタ処理した偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆから共通成分ΔＶｃｚを減算した減算値ΔＶｃｇがゼロになるような電流調整値Ｉａｄを出力する。補償器６２は、例えば、比例制御器、ＰＩ制御器、ＰＩＤ制御器、またはフィードバック制御に用いられる他の制御器として構成され得る。

【0059】

電流調整値Ｉａｄが示す電流は、電力変換器７から変圧器１３へ流れるため、当該電流が大きくなると、変圧器１３が飽和する可能性がある。そのため、リミッタ６３は、規定のリミット値を用いて、電流調整値Ｉａｄを制限する。

【0060】

具体的には、リミッタ６３は、電流調整値Ｉａｄを電流範囲Ｒ内（例えば、下限リミット値Ｉｍｉｎ以上かつ上限リミット値Ｉｍａｘ以下の範囲内）に制限した値を電流調整値Ｉａｄｘとして出力する。リミッタ６３ｕ，６３ｖ，６３ｗは、それぞれ、電流調整値Ｉａｄｕ，Ｉａｄｖ，Ｉａｄｗを制限した値である電流調整値Ｉａｄｘｕ，Ｉａｄｘｖ，Ｉａｄｘｗを出力する。典型的には、上限リミット値Ｉｍａｘおよび下限リミット値Ｉｍｉｎは、それぞれ、変圧器１３で許容される電流量の上限値および下限値に設定される。

【0061】

上記では、リミッタ６３は、変圧器１３で許容される電流量の上下限値内に電流調整値を制限する構成について説明した。ただし、リミッタ６３は、変圧器１３の磁気飽和を防止するために短時間だけ電流調整値に基づく電流を流すように構成されていてもよい。

【0062】

座標変換部６４は、交流系統１４の交流電圧Ｖｓと同期した位相θを用いて電流調整値Ｉａｄｘｕ，Ｉａｄｘｖ，Ｉａｄｘｗを３相／２相変換して、電流調整値のｄ軸成分Ｉｄ＿ａｄおよびｑ軸成分Ｉｑ＿ａｄを算出する。ｄ軸成分Ｉｄ＿ａｄおよびｑ軸成分Ｉｑ＿ａｄは、それぞれ、電流調整値の無効電流成分および有効電流成分に対応する。そのため、以下では、無効電流調整値Ｉｄ＿ａｄおよび有効電流調整値Ｉｑ＿ａｄとも記載する。例えば、無効電流調整値Ｉｄ＿ａｄおよび有効電流調整値Ｉｑ＿ａｄは、以下の式（１）を用いて演算される。位相θは、各相の交流電圧Ｖｓｕ，Ｖｓｖ，Ｖｓｗから検出される。

【0063】

【数1】

【0064】

上記のように、電流調整値演算部５０は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとを均衡させるために必要な電流調整値（すなわち、無効電流調整値および有効電流調整値）を演算する。

【0065】

次に、中性点調整値演算部５１の機能構成について説明する。中性点調整値演算部５１は、極性判定部６１と、補償器６２ｚと、乗算器６６とを含む。

【0066】

極性判定部６１は、直流電流Ｉｄｃから、正側アーム５内および負側アーム６内の零相電流の方向を示す極性Ｈを判定する。

【0067】

補償器６２ｚは、共通成分ΔＶｃｚがゼロとなるような演算値を出力する。乗算器６６は、当該演算値と極性Ｈとを乗算し、当該乗算値を電圧調整値ΔＶｎｐとして演算する。なお、電力変換器７から出力される直流電流Ｉｄｃは、図示しない直流電流検出器を用いて検出されてもよいし、各アーム電流を用いて演算されてもよい。

【0068】

中性点調整値演算部５１により演算される電圧調整値ΔＶｎｐを用いて中性点電圧Ｖｓｎを調整することにより、各相の正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの電圧バランスを一括で制御することができる。

【0069】

中性点電圧Ｖｓｎを調整するための極性は、零相電流の極性（すなわち、直流電流Ｉｄｃの極性Ｈ）に依存するため、補償器６２ｚにより共通成分ΔＶｃｚが補償された演算値と直流電流Ｉｄｃの極性Ｈとの乗算値を電圧調整値ΔＶｓｎとする。このように、電圧調整値ΔＶｎｐを用いて中性点電圧Ｖｓｎを別途調整する制御のため、減算器５８において偏差ΔＶｃｐｎ＿ｆから共通成分ΔＶｃｚが減算されている。

【0070】

上記によると、アームバランス制御部２４は、複数の相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々について、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの偏差ΔＶｃｐｎを演算し、各相の偏差ΔＶｃｐｎの平均値（例えば、共通成分ΔＶｃｚ）を偏差ΔＶｃｐｎから減算した減算値が小さくなる（例えば、減算値ΔＶｃｇがゼロになる）ように電流調整値Ｉａｄを演算する。アームバランス制御部２４は、規定のリミット値（例えば、上限リミット値Ｉｍａｘおよび下限リミット値Ｉｍｉｎ）を用いて、当該演算された電流調整値Ｉａｄを制限する。

【0071】

他の局面では、アームバランス制御部２４は、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと、負側コンデンサ電圧Ｖｃｎと、正側アーム５内および負側アーム６内の零相電流の極性情報（例えば、極性Ｈ）とに基づいて、電圧調整値ΔＶｎｐを演算する。より具体的には、アームバランス制御部２４は、電力変換器７を流れる直流電流Ｉｄｃの極性を極性情報として判定し、各相の偏差ΔＶｃｐｎの平均値に極性情報を乗算することにより、電圧調整値ΔＶｎｐを演算する。

【0072】

＜交流電流制御部の構成＞
図６は、交流電流制御部の機能構成を示すブロック図である。図６を参照して、交流電流制御部２５は、座標変換部８１と、加算器８２ｄ，８２ｑと、減算器８３ｄ，８３ｑと、補償器８４ｄ，８４ｑと、座標変換部８５とを含む。

【0073】

座標変換部８１は、交流電圧Ｖｓと同期した位相θを用いて交流電流Ｉｓｕ，Ｉｓｖ，Ｉｓｗを３相／２相変換して、交流電流Ｉｓのｄ軸成分に対応する無効電流Ｉｄと、交流電流Ｉｓのｑ軸成分に対応する有効電流Ｉｑを算出する。例えば、無効電流Ｉｄおよび有効電流Ｉｑは、以下の式（２）を用いて演算される。

【0074】

【数2】

【0075】

加算器８２ｄは、無効電流指令値Ｉｄｒｅｆと無効電流調整値Ｉｄ＿ａｄとを加算することにより、新たな無効電流指令値Ｉｄｘｒｅｆを算出する。減算器８３ｄは、無効電流指令値Ｉｄｘｒｅｆと無効電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄ（すなわち、ΔＩｄ＝Ｉｄｘｒｅｆ－Ｉｄ）を算出する。加算器８２ｑは、有効電流指令値Ｉｑｒｅｆと有効電流調整値Ｉｑ＿ａｄとを加算することにより、新たな有効電流指令値Ｉｑｘｒｅｆを算出する。減算器８３ｑは、有効電流指令値Ｉｑｘｒｅｆと有効電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑ（すなわち、ΔＩｑ＝Ｉｑｘｒｅｆ－Ｉｑ）を算出する。

【0076】

補償器８４ｄは、偏差ΔＩｄがゼロになるように交流電圧Ｖｓのｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆを生成する。補償器８４ｑは、偏差ΔＩｑがゼロになるように交流電圧Ｖｓのｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを生成する。補償器８４ｄ，８４ｑは、例えば、比例制御器、ＰＩ制御器、ＰＩＤ制御器、またはフィードバック制御に用いられる他の制御器として構成され得る。

【0077】

座標変換部８５は、位相θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを２相／３相変換して、交流電流Ｉｓの三相の交流電圧指令値Ｖｓｕｒｅｆ，Ｖｓｖｒｅｆ，Ｖｓｗｒｅｆを生成する。

【0078】

このように、交流電流制御部２５は、有効電流調整値Ｉｑ＿ａｄを用いて調整された新たな有効電流指令値Ｉｑｘｒｅｆに有効電流Ｉｑを追従させ、かつ、無効電流調整値Ｉｄ＿aｄを用いて調整された新たな無効電流指令値Ｉｄｘｒｅｆに無効電流Ｉｄを追従させるように交流電圧指令値Ｖｓｕｒｅｆ，Ｖｓｖｒｅｆ，Ｖｓｗｒｅｆを生成する。

【0079】

上述したＰＷＭ制御部２２は、各相の交流電圧指令値Ｖｓｕｒｅｆ，Ｖｓｖｒｅｆ，Ｖｓｗｒｅｆに基づいて各変換器セル１０の出力電圧指令値を演算し、当該出力電圧指令値に基づいてＰＷＭ制御を行ない、各変換器セル１０のスイッチング素子のオンオフ駆動を制御するゲート信号ＧＰを生成する。

【0080】

＜変形例＞
図７は、変形例に従うアームバランス制御部の機能構成を示すブロック図である。図７を参照して、アームバランス制御部２４Ａの構成は、図４のアームバランス制御部２４における中性点調整値演算部５１を中性点調整値演算部５１Ａに置き換えた構成に相当する。

【0081】

具体的には、中性点調整値演算部５１は、直流電流Ｉｄｃから正側アーム５および負側アーム６内の零相電流の極性Ｈを判定するように構成されていたが、中性点調整値演算部５１Ａは、直流電流Ｉｄｃではなく有効電力Ｐから正側アーム５および負側アーム６内の零相電流の極性情報（例えば、極性Ｈ）を判定するように構成される。

【0082】

中性点調整値演算部５１Ａは、極性判定部６１Ａと、補償器６２ｚと、乗算器６６とを含む。極性判定部６１Ａは、有効電力Ｐから正側アーム５内および負側アーム６内の零相電流の方向を示す極性Ｈを判定する。乗算器６６は、当該演算値と極性Ｈとを乗算し、当該乗算値を電圧調整値ΔＶｎｐとして演算する。有効電力Ｐは、交流系統１４に出力される有効電力であってもよいし、直流回路１５に出力される有効電力であってもよい。有効電力Ｐは、交流電流Ｉｓおよび交流電圧Ｖｓ、または、直流電流Ｉｄｃおよび直流電圧Ｖｄｃに基づいて算出される。

【0083】

上記より、変形例に従うアームバランス制御部２４Ａは、電力変換器７から出力される有効電力Ｐの極性を、極性情報として判定する。

【0084】

＜利点＞
本実施の形態によると、アームバランス制御に基づいて、正側コンデンサ電圧Ｖｃｐと負側コンデンサ電圧Ｖｃｎとの不平衡を抑制するための電流調整値が演算され、当該電流調整値を用いて補正された交流電流指令値に従って交流電流制御が実行される。したがって、アームバランス制御と交流電流制御との干渉を防止することができ、変換器セル１０の正側アーム電圧と負側アーム電圧とを適切にバランスさせることができる。これにより、系統事故時等における電力変換装置１００の運転継続性を向上できる。

【0085】

また、電流調整値は、各相毎に演算されるため、例えば、相毎に正側コンデンサ電圧と負側コンデンサ電圧との電圧バランスが異なる場合でも、各相の状態に対応した制御が可能となる。これにより、アームバランス制御の精度が向上する。

【0086】

さらに、電圧調整値ΔＶｎｐを用いて電力変換器７の中性点電圧Ｖｎｐを調整することにより、各相の正側アーム５および負側アーム６間のコンデンサの電圧バランスを一括で容易に制御できる。

【0087】

その他の実施の形態．
（１）上述した実施の形態では、アームバランス制御部２４が、電流調整値演算部５０と、中性点調整値演算部５１とを含む構成について説明したが、当該構成に限られない。アームバランス制御部２４は、電流調整値演算部５０のみを含む構成であってもよい。この場合、中性点電圧制御部２６は、電圧調整値ΔＶｎｐを用いずに、検出された中性点電圧Ｖｎｐのみに基づいて中性点電圧指令値Ｖｎｐｒｅｆを演算する。

【0088】

（２）上述の実施の形態として例示した構成は、本開示の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能である。また、上述した実施の形態において、他の実施の形態で説明した処理および構成を適宜採用して実施する場合であってもよい。

【0089】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0090】

２ 正側直流母線、３ 負側直流母線、４ｕ～４ｗ レグ回路、５ｕ～５ｗ 正側アーム、６ｕ～６ｗ 負側アーム、７ 電力変換器、９ａ，９ｂ リアクトル、１０ 変換器セル、１３ 変圧器、１４ 交流系統、１５ 直流回路、２０ 制御装置、２１ 電圧指令生成部、２２ ＰＷＭ制御部、２４，２４Ａ アームバランス制御部、２５ 交流電流制御部、２６ 中性点電圧制御部、２７ 循環電流制御部、２８ 指令演算部、３１ｎ，３１ｐ スイッチング素子、３２ コンデンサ、３３ 電圧検出器、５０ 電流調整値演算部、５１，５１Ａ 中性点調整値演算部、６１，６１Ａ 極性判定部、７０ 入力変換器、７１ サンプルホールド回路、７２ マルチプレクサ、７３ Ａ／Ｄ変換器、７５ ＲＡＭ、７６ ＲＯＭ、７７ 入出力インターフェイス、７８ 補助記憶装置、７９ バス、１００ 電力変換装置。

【要約】

電力変換装置（１００）は、電力変換器（７）と、電力変換器（７）を制御する制御装置（２０）とを備える。制御装置（２０）は、正側アーム（５）内のコンデンサ（３２）の電圧を示す正側コンデンサ電圧と、負側アーム（６）内のコンデンサ（３２）の電圧を示す負側コンデンサ電圧とをバランスさせるための電流調整値を演算するアームバランス制御部（２４）と、交流線に流れる交流電流の電流指令値を電流調整値を用いて調整することにより、交流線に出力する交流電圧の交流電圧指令値を生成する交流電流制御部（２５）と、交流電圧指令値と、直流回路に出力される直流電圧の直流電圧指令値とに基づいて、正側アームに対する正側アーム電圧指令値および負側アームに対する負側アーム電圧指令値を演算する指令演算部（２８）とを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】