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(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】2024-12-19
(45)【発行日】2024-12-27
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02M 7/72 20060101AFI20241220BHJP
【ＦＩ】
H02M7/72
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2024564721
(86)(22)【出願日】2024-07-17
(86)【国際出願番号】 JP2024025604
【審査請求日】2024-10-31
【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】伊戸 靖則
【審査官】尾家 英樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－２９５１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１４２３６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１１／０１０５７５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｍ ７／４２－７／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに直列接続された複数の変換器セル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、
前記制御装置と前記複数の変換器セルとの間の通信を中継する複数の中継装置とを備え、
前記複数の中継装置の各々は、前記複数の変換器セルのうちの１以上の変換器セルと接続されており、
前記制御装置は、リング状のネットワークを介して、通信フレームを前記複数の中継装置に送信し、
前記複数の中継装置の各々は、
前記制御装置から前記ネットワークに送信された前記通信フレームが自中継装置に到達するまでに経由した中継装置の数に関する第１情報と、前記第１情報が示す数の最大値を示す第２情報と、前記複数の変換器セルを制御するための制御指令とを含む前記通信フレームを受信し、
前記複数の中継装置から前記制御指令が同時に送信されるように、前記第１情報と前記第２情報とに基づいて、自中継装置における前記制御指令の送信タイミングを調整し、
調整された前記送信タイミングに従って、自中継装置に接続された１以上の変換器セルに前記制御指令を送信する、電力変換装置。
【請求項2】
前記中継装置が前記通信フレームの受信を終了してから、前記変換器セルに前記制御指令を送信するまでの期間は、前記制御指令の送信タイミングを調整するための調整期間と、規定処理を実行する処理期間とを含み、前記複数の中継装置のうちの１の中継装置が受信した前記第１情報が示す数がｋ（ただし、ｋは０以上の整数）であり、前記複数の中継装置のうちの他の中継装置が受信した前記第１情報が示す数がｍ（ただし、ｍはｋよりも大きい整数）である場合、前記１の中継装置における前記調整期間は、前記他の中継装置における前記調整期間よりも長い、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記１の中継装置における前記調整期間と、前記他の中継装置における前記調整期間との差分時間は、固定時間の（ｍ－ｋ）倍である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記固定時間は、前記中継装置が前記通信フレームの受信を開始してから前記通信フレームの送信を開始するまでの時間である、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記複数の中継装置の各々は、受信した前記通信フレームに含まれる前記第１情報が示す数をカウントアップし、カウントアップ後の前記第１情報を含む前記通信フレームを次の中継装置に送信する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記ネットワークは、前記通信フレームが互いに逆方向に周回する第１ネットワークおよび第２ネットワークに二重化されており、前記制御装置は、前記第１ネットワークおよび前記第２ネットワークに対して、前記通信フレームを同時に送信する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記複数の中継装置の各々は、前記第１ネットワークを介して受信した前記通信フレーム、および前記第２ネットワークを介して受信した前記通信フレームのうち、先に受信した通信フレームに含まれる前記制御指令を、自中継装置に接続された１以上の変換器セルに送信する、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項8】
先に受信した前記通信フレームが、前記第１ネットワークを介して受信した前記通信フレームである場合、前記複数の中継装置の各々は、
前記第１ネットワークを介して受信した前記通信フレームに含まれる前記第１情報が示す数をカウントアップし、カウントアップ後の前記第１情報を含む前記通信フレームを前記第１ネットワークを介して次の中継装置に送信し、
前記第２ネットワークを介して受信した前記通信フレームに含まれる前記第１情報が示す数をカウントアップせずに、前記第１情報を含む前記通信フレームを前記第２ネットワークを介して次の中継装置に送信する、請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記第２ネットワークに異常が発生した場合、前記制御装置は、前記第１ネットワークに対して前記通信フレームを送信し、
前記複数の中継装置の各々は、前記第１ネットワークを介して受信した前記通信フレームに含まれる前記第１情報が示す数をカウントアップし、カウントアップ後の前記第１情報を含む前記通信フレームを前記第１ネットワークを介して次の中継装置に送信する、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記ネットワークは、第３ネットワークおよび第４ネットワークを含み、前記複数の中継装置は、前記第３ネットワークを介して前記制御装置と通信する第１の複数の中継装置を含む第１中継装置群と、前記第４ネットワークを介して前記制御装置と通信する第２の複数の中継装置を含む第２中継装置群とを含み、
前記複数の変換器セルは、第１の複数の変換器セルと、第２の複数の変換器セルとを含み、
前記第１の複数の中継装置の各々は、前記第１の複数の変換器セルのうちの１以上の変換器セルと接続され、
前記第２の複数の中継装置の各々は、前記第２の複数の変換器セルのうちの１以上の変換器セルと接続され、
前記制御装置と前記第１中継装置群との間の第１距離は、前記制御装置と前記第２中継装置群との間の第２距離よりも長い、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項11】
前記制御装置は、前記第１距離に応じた第１通信遅延時間から、前記第２距離に応じた第２通信遅延時間を減算した減算値を算出し、
前記第４ネットワークを介して、前記減算値を含む前記通信フレームを前記第２の複数の中継装置に送信し、
前記第２の複数の中継装置の各々は、前記第１情報および前記第２情報と、さらに前記減算値とに基づいて、自中継装置における前記制御指令の送信タイミングを調整する、請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項12】
前記第１情報は、前記制御装置から前記第３ネットワークに送信された前記通信フレームが自中継装置に到達するまでに経由した中継装置の数を示す第１装置数と、前記制御装置から前記第４ネットワークに送信された前記通信フレームが自中継装置に到達するまでに経由した中継装置の数を示す第２装置数とを含み、前記第２情報は、前記第１装置数および前記第２装置数のうちの最大値を示し、
前記第１の複数の中継装置の各々は、前記第１装置数および前記第２情報に基づいて、自中継装置における前記制御指令の送信タイミングを調整し、
前記第２の複数の中継装置の各々は、前記第２装置数、前記第２情報、および前記減算値に基づいて、自中継装置における前記制御指令の送信タイミングを調整する、請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項13】
前記制御装置は、前記第３ネットワークを介して前記制御装置から送信された前記通信フレームが前記第１の複数の中継装置を経由して前記制御装置に到達するまでに要する第１の時間と、前記第１の複数の中継装置の個数とに基づいて、前記第１通信遅延時間を算出する、請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項14】
互いに直列接続された複数の変換器セル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、
前記制御装置は、リング状のネットワークを介して、通信フレームを前記複数の変換器セルに送信し、
前記複数の変換器セルの各々は、
前記制御装置から前記ネットワークに送信された前記通信フレームが自変換器セルに到達するまでに経由した変換器セルの数に関する第１情報と、前記第１情報が示す数の最大値を示す第２情報と、自変換器セルを制御するための制御指令とを含む前記通信フレームを受信し、
前記制御指令に基づいて、自変換器セルの変換回路に送信するためのゲート信号を生成し、
前記複数の変換器セルの各々において生成されるゲート信号が同時に送信されるように、前記第１情報および前記第２情報に基づいて、自変換器セルにおいて生成されるゲート信号の送信タイミングを調整し、
調整された前記送信タイミングに従って、自変換器セルに前記ゲート信号を送信する、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、複数の半導体スイッチとコンデンサとを有する。
【0003】
ＭＭＣ型の電力変換装置では、制御装置からの制御データが各変換器セルに送信される。制御装置と各変換器セルとの間の通信方式については、高い信頼性および通信遅延の抑制が必要とされる。
【0004】
例えば、特開平５－１４５５６９号公報（特許文献１）は、複数の回線収容装置が二重化伝送路により接続されたシステムにおける通信方式を開示している。この通信方式では、回線収容装置は同じ管理番号を付した送信フレームを現用、予備二重化伝送路の両方へ送出する。受信側の回線収容装置は、受信した送信フレームのうち早く到着した方を採用し、広域伝送路でも伝送遅延が最小で済むようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平５－１４５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ＭＭＣ型の電力変換装置では、制御装置と各変換器セルとの間で最新の制御情報を共有する必要があるため、制御装置と各変換器セルとが光ケーブルで接続される。典型的には、光ケーブルの本数削減のためにデイジーチェーン接続方式が用いられるが、当該接続方式によると、各変換器セルへの制御データの到達時間に差が生じてしまい、この時間差によって変換器セルの制御性能が低下してしまう可能性がある。特許文献１に係る通信方式では、信号の伝送遅延および伝送路切替えに伴う遅延を抑えることが検討されているが、上記課題に対する解決策を何ら教示も示唆もしていない。
【0007】
本開示のある局面における目的は、各変換器セルへの制御データの送信タイミングを合わせることにより、変換器セルの制御性能の低下を防止す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電力変換装置は、互いに直列接続された複数の変換器セルを含む電力変換器と、電力変換器を制御する制御装置と、制御装置と複数の変換器セルとの間の通信を中継する複数の中継装置とを備える。複数の中継装置の各々は、複数の変換器セルのうちの１以上の変換器セルと接続されている。制御装置は、リング状のネットワークを介して、通信フレームを複数の中継装置に送信する。複数の中継装置の各々は、制御装置からネットワークに送信された通信フレームが自中継装置に到達するまでに経由した中継装置の数に関する第１情報と、第１情報が示す数の最大値を示す第２情報と、複数の変換器セルを制御するための制御指令とを含む通信フレームを受信し、複数の中継装置から制御指令が同時に送信されるように、第１情報と第２情報とに基づいて、自中継装置における制御指令の送信タイミングを調整し、調整された送信タイミングに従って、自中継装置に接続された１以上の変換器セルに制御指令を送信する。
【0009】
他の実施の形態に従う電力変換装置は、互いに直列接続された複数の変換器セル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。制御装置は、リング状のネットワークを介して、通信フレームを複数の変換器セルに送信する。複数の変換器セルの各々は、制御装置からネットワークに送信された通信フレームが自変換器セルに到達するまでに経由した変換器セルの数に関する第１情報と、第１情報が示す数の最大値を示す第２情報と、自変換器セルを制御するための制御指令とを含む通信フレームを受信し、制御指令に基づいて、自変換器セルの変換回路に送信するためのゲート信号を生成し、複数の変換器セルの各々において生成されるゲート信号が同時に送信されるように、第１情報および第２情報に基づいて、自変換器セルにおいて生成されるゲート信号の送信タイミングを調整し、調整された送信タイミングに従って、自変換器セルにゲート信号を送信する。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係る電力変換装置によると、各変換器セルへの制御データの送信タイミングを合わせることにより、変換器セルの制御性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【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】指令生成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】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5】実施の形態１に従う通信接続形態を示す図である。
【図6】実施の形態１に従う通信フレームの構成例を模式的に示す図である。
【図7】実施の形態１に従う通信方式を説明するための図である。
【図8】実施の形態２に従う通信接続形態を示す図である。
【図9】実施の形態２に従う調整パラメータの更新方式を説明するための図である。
【図10】実施の形態２に従う通信方式の一部分を説明するための図である。
【図11】実施の形態２に従う通信方式の他の部分を説明するための図である。
【図13】ネットワーク異常時における通信方式を説明するための図である。
【図14】実施の形態３に従う通信接続形態を示す図である。
【図15】実施の形態３に従う通信フレームの構成例を模式的に示す図である。
【図16】実施の形態３に従う調整パラメータの更新方式を説明するための図である。
【図17】実施の形態３に従う通信方式を説明するための図である。
【図18】実施の形態４に従う通信接続形態を示す図である。
【図19】実施の形態４に従う通信方式を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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。
【0013】
［各実施の形態の基礎となる構成］
＜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、交流回路２と直流回路４との間に接続されている。直流回路４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。後者の場合、２台の電力変換器を連結することによって定格周波数などが異なる交流電力系統間を接続するためのＢＴＢ（Back To Back）システムが構成される。直流回路４は、電力変換器６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。
＜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、交流回路２と直流回路４との間に接続されている。直流回路４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。後者の場合、２台の電力変換器を連結することによって定格周波数などが異なる交流電力系統間を接続するためのＢＴＢ（Back To Back）システムが構成される。直流回路４は、電力変換器６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。
【0014】
電力変換装置１００は、直流回路４と交流回路２との間で電力変換を行なう自励式の電力変換器６と、指令生成装置５とを含む。典型的には、電力変換器６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）１を含む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。
【0015】
図１の例では、電力変換器６は、交流回路２の相ごとに複数のアームを含む。具体的には、電力変換器６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８ｕ，８ｖ，８ｗ（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８」と記載する）を含む。レグ回路８は、交流回路２と直流回路４との間に接続され、両回路間で電力変換を行なう。
【0016】
交流回路２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応するレグ回路８ｕ，８ｖ，８ｗにそれぞれ設けられた交流端子Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗは、変圧器３を介して交流回路２に接続される。交流回路２は、例えば、交流電源などを含む三相交流電力系統である。図１では、図解を容易にするために、交流端子Ｎｖ，Ｎｗと変圧器３との接続は図示していない。各レグ回路８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４に接続される。
【0017】
図１の変圧器３を用いる代わりに、レグ回路８ｕ，８ｖ，８ｗは、連系リアクトルを介して交流回路２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８ｕ，８ｖ，８ｗ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８ｕ，８ｖ，８ｗが変圧器３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７ａ，７ｂとしてもよい。すなわち、レグ回路８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８ｕ，８ｖ，８ｗ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）に交流回路２に接続される。
【0018】
レグ回路８ｕは、正極直流端子Ｎｐから交流端子Ｎｕまでの正側アーム１３ｐｕと、負極直流端子Ｎｎから交流端子Ｎｕまでの負側アーム１３ｎｕとを含む。正側アーム１３ｐｕと負側アーム１３ｎｕとの接続点が、交流端子Ｎｕとして変圧器３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４に接続される。レグ回路８ｖは正側アーム１３ｐｖと負側アーム１３ｎｖとを含み、レグ回路８ｗは正側アーム１３ｐｗと負側アーム１３ｎｗとを含む。
【0019】
以下では、正側アーム１３ｐｕ，１３ｐｖ，１３ｐｗについて、総称する場合または任意のものを示す場合、「正側アーム１３ｐ」と記載する。負側アーム１３ｎｕ，１３ｎｖ，１３ｎｗについて、総称する場合または任意のものを示す場合、「負側アーム１３ｎ」と記載する。正側アーム１３ｐｕ，１３ｐｖ，１３ｐｗおよび負側アーム１３ｎｕ，１３ｎｖ，１３ｎｗについて、総称する場合または任意のものを示す場合、「アーム１３」と記載する。
【0020】
レグ回路８ｖ，８ｗはレグ回路８ｕと同様の構成を有しているので、以下、レグ回路８ｕを代表として説明する。レグ回路８ｕにおいて、正側アーム１３ｐｕは、互いにカスケード接続された複数の変換器セル１と、リアクトル７ａとを含む。複数の変換器セル１とリアクトル７ａとは互いに直列接続されている。負側アーム１３ｎｕは、互いにカスケード接続された複数の変換器セル１と、リアクトル７ｂとを含む。複数の変換器セル１とリアクトル７ｂとは互いに直列接続されている。
【0021】
リアクトル７ａが挿入される位置は、正側アーム１３ｐｕのいずれの位置であってもよく、リアクトル７ｂが挿入される位置は、負側アーム１３ｎｕのいずれの位置であってもよい。リアクトル７ａ，７ｂ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１３ｐｕのリアクトル７ａのみ、もしくは、負側アーム１３ｎｕのリアクトル７ｂのみを設けてもよい。
【0022】
電力変換装置１００は、さらに、交流電圧検出器１０と、交流電流検出器１５と、直流電圧検出器１１ａ，１１ｂと、各レグ回路８に設けられたアーム電流検出器９ａ，９ｂとを含む。これらの検出器は、電力変換装置１００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、指令生成装置５に入力される。
【0023】
交流電圧検出器１０は、交流回路２のＵ相の交流電圧Ｖａｃｕ、Ｖ相の交流電圧Ｖａｃｖ、Ｗ相の交流電圧Ｖａｃｗを検出する。交流電流検出器１５は、交流回路２のＵ相の交流電流実測値Ｉｓｙｓｕ、Ｖ相の交流電流実測値Ｉｓｙｓｖ、Ｗ相の交流電流実測値Ｉｓｙｓｗを検出する。直流電圧検出器１１ａは、直流回路４に接続された正極直流端子Ｎｐの直流電圧Ｖｄｃｐを検出する。直流電圧検出器１１ｂは、直流回路４に接続された負極直流端子Ｎｎの直流電圧Ｖｄｃｎを検出する。
【0024】
Ｕ相用のレグ回路８ｕに設けられたアーム電流検出器９ａ，９ｂは、正側アーム１３ｐｕに流れる正側アーム電流Ｉｐｕおよび負側アーム１３ｎｕに流れる負側アーム電流Ｉｎｕをそれぞれ検出する。Ｖ相用のレグ回路８ｖに設けられたアーム電流検出器９ａ，９ｂは、正側アーム電流Ｉｐｖおよび負側アーム電流Ｉｎｖをそれぞれ検出する。Ｗ相用のレグ回路８ｗに設けられたアーム電流検出器９ａ，９ｂは、正側アーム電流Ｉｐｗおよび負側アーム電流Ｉｎｗをそれぞれ検出する。
【0025】
図１に示すように、レグ回路８ｕの正側アーム１３ｐｕと負側アーム１３ｎｕとの接続点である交流端子Ｎｕは、変圧器３に接続されている。したがって、交流端子Ｎｕから変圧器３に向かって流れる交流電流Ｉａｃｕは、正側アーム電流Ｉｐｕから負側アーム電流Ｉｎｕを減算した電流値となる。交流電流Ｉａｃｖ，Ｉａｃｗについても同様である。したがって、“Ｉａｃｕ＝Ｉｐｕ－Ｉｎｕ”、“Ｉａｃｖ＝Ｉｐｖ－Ｉｎｖ”および“Ｉａｃｗ＝Ｉｐｗ－Ｉｎｗ”が成立する。
【0026】
各相のレグ回路８ｕ，８ｖ，８ｗの正極の直流端子は正極直流端子Ｎｐとして共通に接続され、負極の直流端子は負極直流端子Ｎｎとして共通に接続されている。この構成から、直流回路４の正側端子から流れ込み、負側端子を介して直流回路４に帰還する直流電流Ｉｄｃは、“Ｉｄｃ＝（Ｉｐｕ＋Ｉｐｖ＋Ｉｐｗ＋Ｉｎｕ＋Ｉｎｖ＋Ｉｎｗ）／２”として定義される。
【0027】
＜変換器セルの構成例＞
図２は、変換器セルの一例を示す回路図である。図２に示す変換器セル１は、ハーフブリッジ型の変換回路２１と、蓄電素子２４と、電圧検出器２５と、セル制御部２７と、バイパススイッチ２８とを含む。
図２は、変換器セルの一例を示す回路図である。図２に示す変換器セル１は、ハーフブリッジ型の変換回路２１と、蓄電素子２４と、電圧検出器２５と、セル制御部２７と、バイパススイッチ２８とを含む。
【0028】
ハーフブリッジ型の変換回路２１は、互いに直列接続されたスイッチング素子２２Ａ，２２Ｂと、ダイオード２３Ａ，２３Ｂとを含む。ダイオード２３Ａ，２３Ｂは、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂとそれぞれ逆並列（すなわち、並列かつ逆バイアス方向）に接続される。ダイオード２３Ａ，２３Ｂは、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂに逆方向電圧が印加されたときの保護のために設けられている。以下、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂおよびダイオード２３Ａ，２３Ｂについて、総称する場合または任意の１つを示す場合に、スイッチング素子２２およびダイオード２３とそれぞれ記載する。
【0029】
蓄電素子２４は、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂの直列接続回路と並列に接続され、直流電圧を保持する。蓄電素子２４として、代表的には直流コンデンサが用いられる。スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂの接続ノードは高電位側の入出力端子２６Ｐと接続される。スイッチング素子２２Ｂと蓄電素子２４との接続ノードは低電位側の入出力端子２６Ｎと接続される。
【0030】
典型的には、入出力端子２６Ｐは、正極側に隣接する変換器セル１の入出力端子２６Ｎと接続される。入出力端子２６Ｎは、負極側に隣接する変換器セル１の入出力端子２６Ｐと接続される。
【0031】
各スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂには、オン動作とオフ動作の両方を制御可能な自己消弧型のスイッチング素子が用いられる。スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＧＣＴ（Gate Commutated Turn-off thyristor）である。
【0032】
なお、変換器セル１の変換回路は、上記のようなハーフブリッジ型の変換回路２１に限られない。例えば、変換器セル１は、フルブリッジ型の変換回路、またはスリークオーターブリッジ型の変換回路を用いて構成されていてもよい。
【0033】
バイパススイッチ２８は、入出力端子２６Ｐと２６Ｎとの間に接続される。バイパススイッチ２８として、例えば、機械式スイッチが用いられる。バイパススイッチ２８が投入されることにより、高電位側の入出力端子２６Ｐと低電位側の入出力端子２６Ｎとの間が短絡される。
【0034】
バイパススイッチ２８は、変換器セル１のいずれかの素子が故障した場合に、当該変換器セル１を短絡させるために利用される。これにより、複数の変換器セル１のうちの任意の変換器セル１が故障しても、他の変換器セル１を利用することにより電力変換装置１００の運転継続が可能となる。バイパススイッチ２８を投入するか否かの判断は、指令生成装置５に含まれる制御装置において行なってよいし、各変換器セル１のセル制御部２７において行なってもよい。
【0035】
電圧検出器２５は、蓄電素子２４の両端の間の電圧（すなわち、キャパシタ電圧Ｖｃ）を検出する。電圧検出器２５の検出値は、セル制御部２７に入力される。
【0036】
セル制御部２７は、指令生成装置５から制御指令を受信する。セル制御部２７は、受信した制御指令に基づいて変換回路２１を構成するスイッチング素子２２Ａ，２２Ｂの開閉を制御するためのゲート信号を生成する。また、セル制御部２７は、電圧検出器２５によって検出されたキャパシタ電圧Ｖｃと、バイパススイッチ２８の開閉情報とを指令生成装置５に送信する。
【0037】
具体的には、セル制御部２７は、受信した制御指令としての電圧指令値に基づいてスイッチング素子２２Ａ，２２Ｂの一方をオン状態とし、他方をオフ状態となるように位相シフトＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行なう。例えば、スイッチング素子２２Ａがオン状態であり、スイッチング素子２２Ｂがオフ状態のとき、入出力端子２６Ｐと２６Ｎとの間には蓄電素子２４の両端間の電圧が印加される。逆に、スイッチング素子２２Ａがオフ状態であり、スイッチング素子２２Ｂがオン状態のとき、入出力端子２６Ｐと２６Ｎとの間は０Ｖとなる。したがって、変換器セル１は、スイッチング素子２２Ａ，２２Ｂを交互にオン状態とすることによって、零電圧および蓄電素子２４の電圧に依存した正電圧を出力できる。
【0038】
上記のセル制御部２７は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用回路によって構成してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを利用して構成してもよい。もしくは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリを含むコンピュータをベースに構成されていてもよいし、上記の２個以上の組み合わせによって構成されていてもよい。
【0039】
なお、変換器セル１には、蓄電素子２４の電圧に基づいてセル制御部２７の駆動電圧を生成する電源回路（不図示）が設けられている。したがって、蓄電素子２４の電圧が低い場合には、セル制御部２７は動作できない。
【0040】
＜指令生成装置の構成＞
図３は、指令生成装置の概略構成を示すブロック図である。図３を参照して、指令生成装置５は、電力変換器６を制御する制御装置５０と、複数の中継装置から構成される中継装置群３００とを含む。制御装置５０は、中継装置群３００に含まれる各中継装置の上位装置に相当する。各中継装置は、制御装置５０と電力変換器６に含まれる複数の変換器セル１との間の通信を中継する。図３では、図１の電力変換器６のうちＵ相用のレグ回路８ｕのみが代表的に示されているが、他のレグ回路８ｖ，８ｗについても同様である。
図３は、指令生成装置の概略構成を示すブロック図である。図３を参照して、指令生成装置５は、電力変換器６を制御する制御装置５０と、複数の中継装置から構成される中継装置群３００とを含む。制御装置５０は、中継装置群３００に含まれる各中継装置の上位装置に相当する。各中継装置は、制御装置５０と電力変換器６に含まれる複数の変換器セル１との間の通信を中継する。図３では、図１の電力変換器６のうちＵ相用のレグ回路８ｕのみが代表的に示されているが、他のレグ回路８ｖ，８ｗについても同様である。
【0041】
制御装置５０は、各変換器セル１を制御する装置である。制御装置５０は、交流電圧Ｖａｃｕ，Ｖａｃｖ，Ｖａｃｗ（以下、「交流電圧Ｖａｃ」とも総称する。）、交流電流実測値Ｉｓｙｓｕ，Ｉｓｙｓｖ，Ｉｓｙｓｗ（以下、「交流電流実測値Ｉｓｙｓ」とも総称する。）、直流電圧Ｖｄｃｐ，Ｖｄｃｎ、正側アーム電流Ｉｐｕ，Ｉｐｖ，Ｉｐｗ（以下、「正側アーム電流Ｉｐ」とも総称する。）、負側アーム電流Ｉｎｕ，Ｉｎｖ，Ｉｎｗ（以下、「負側アーム電流Ｉｎ」とも総称する。）およびキャパシタ電圧Ｖｃａｐの入力を受け付ける。典型的には、キャパシタ電圧Ｖｃａｐは、各変換器セル１において検出された蓄電素子２４の電圧値がアーム回路ごとに平均化されたものである。
【0042】
制御装置５０は、当該受け付けた各検出値に基づいて、予め定められた周期ごとに、通常の運転制御期間において各変換器セル１を制御するための制御指令を生成し、当該生成した制御指令を中継装置群３００に送信する。
【0043】
制御指令は、電圧指令、電流指令等を含む。電圧指令は、例えば、各レグ回路８ｕ，８ｖ，８ｗにおける正側アーム１３ｐの出力電圧指令値および負側アーム１３ｎの出力電圧指令値である。電流指令は、例えば、各レグ回路８ｕ，８ｖ，８ｗにおける正側アーム１３ｐの出力電流指令値および負側アーム１３ｎの出力電流指令値である。
【0044】
中継装置群３００は、制御装置５０から制御指令を受信する。中継装置群３００は、制御指令を含む指令情報を各変換器セル１に送信する。各変換器セル１は、指令情報に従って動作する。本実施の形態の場合、中継装置群３００に含まれる各中継装置は、スター型のネットワークを介して変換器セル１に接続される。
【0045】
典型的には、各中継装置は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）およびＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の回路を用いて構成される。
【0046】
＜制御装置のハードウェア構成例＞
図４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４には、コンピュータによって制御装置５０を構成する例が示されている。図４を参照して、制御装置５０は、１つ以上の入力変換器７０と、１つ以上のＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路７１と、マルチプレクサ（ＭＵＸ：multiplexer）７２と、Ａ／Ｄ変換器７３と、１つ以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）７４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７６と、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。
図４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４には、コンピュータによって制御装置５０を構成する例が示されている。図４を参照して、制御装置５０は、１つ以上の入力変換器７０と、１つ以上のＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路７１と、マルチプレクサ（ＭＵＸ：multiplexer）７２と、Ａ／Ｄ変換器７３と、１つ以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）７４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）７５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７６と、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。
【0047】
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、図１の各電気量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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
ＣＰＵ７４は、制御装置５０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。
【0051】
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。図３の例の場合、ＣＰＵ７４などは１つ以上の入出力インターフェイス７７を介して中継装置群３００と接続される。
【0052】
なお、制御装置５０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５０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。
【0053】
実施の形態１．
＜通信接続形態および通信方式＞
図５は、実施の形態１に従う通信接続形態を示す図である。具体的には、図５では、中継装置群（図中の「ＨＵＢ群」に対応。）３００が４つの中継装置（図中の「ＨＵＢ」に対応。）３０によって構成される例が示されているが、中継装置３０の個数はこの例に限られず、２または３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。以下の説明では、「中継装置」を「ＨＵＢ」とも称する。実施の形態１では、４つの中継装置３０は、それぞれＨＵＢ♯１～♯４とも称される。
＜通信接続形態および通信方式＞
図５は、実施の形態１に従う通信接続形態を示す図である。具体的には、図５では、中継装置群（図中の「ＨＵＢ群」に対応。）３００が４つの中継装置（図中の「ＨＵＢ」に対応。）３０によって構成される例が示されているが、中継装置３０の個数はこの例に限られず、２または３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。以下の説明では、「中継装置」を「ＨＵＢ」とも称する。実施の形態１では、４つの中継装置３０は、それぞれＨＵＢ♯１～♯４とも称される。
【0054】
図５の例では、制御装置５０と、中継装置群３００との間の距離が“Ｒ１”として示されている。典型的には、距離Ｒ１は、制御装置５０と、中継装置群３００のうちの最上流のＨＵＢ＃１との距離である。より詳細には、距離Ｒ１は、制御装置５０の通信ポート５１と、ＨＵＢ＃１の上ポート３１とを接続する光ファイバケーブルの長さである。距離Ｒ１は、例えば、２００ｍである。
【0055】
図５を参照して、制御装置５０は、入出力インターフェイス７７に含まれる通信ポート５１を含む。４つのＨＵＢ＃１～＃４の各々は、上流側（例えば、制御装置５０側）の通信ポート（以下、単に「上ポート」とも称する。）３１と、下流側（例えば、変換器セル１側）の複数の通信ポート（以下、単に「下ポート」とも称する。）３５とを含む。
【0056】
制御装置５０および４つのＨＵＢ＃１～＃４は、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５１０（図中の実線の通信経路）を介して接続される。具体的には、制御装置５０の通信ポート５１はＨＵＢ＃１の上ポート３１に接続される。ＨＵＢ＃１の上ポート３１はＨＵＢ＃２の上ポート３１にさらに接続される。ＨＵＢ＃２の上ポート３１はＨＵＢ＃３の上ポート３１にさらに接続される。ＨＵＢ＃３の上ポート３１はＨＵＢ＃４の上ポート３１にさらに接続される。ＨＵＢ＃４の上ポート３１は制御装置５０の通信ポート５１にさらに接続される。制御装置５０は、リング状のネットワーク５１０を介して、通信フレーム６１を４つのＨＵＢ＃１～＃４を送信する。したがって、通信フレーム６１は、リング状のネットワーク５１０を介して、制御装置５０、ＨＵＢ＃１、ＨＵＢ＃２、ＨＵＢ＃３、ＨＵＢ＃４、制御装置５０の順に伝送される。
【0057】
図６は、実施の形態１に従う通信フレームの構成例を模式的に示す図である。図６を参照して、通信フレーム６１は、主なデータとして、フラグと、通信コマンドと、シーケンス番号（図中の「ＳＱＥ番号」に対応）と、調整パラメータとしての個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎと、変換器セル１を制御するための制御指令と、誤り検出情報であるＦＣＳ（Frame Check Sequence）とを含む。なお、シーケンス番号は、通信フレーム６１に付与される通し番号である。詳細は後述するが、個数Ｎｍａｘ，Ｎｏｗｎは、各中継装置３０から送信される変換器セル用の通信フレームの送信タイミングを調整するためのパラメータである。
【0058】
再び、図５を参照して、ＨＵＢ＃１～＃４の各々は、スター型のネットワークを介して、１以上の変換器セル１に接続される。具体的には、ＨＵＢ＃１の各下ポート３５は、対応する変換器セル１に接続される。ＨＵＢ＃１は、通信フレーム６１に含まれる制御指令を取り出して、当該制御指令を含むセル用の通信フレームを下ポート３５を介して変換器セル１に送信する。ＨＵＢ＃２～＃４についても同様である。なお、各中継装置３０に対応する変換器セル１の個数は、他の中継装置３０に対応する変換器セル１の個数と異なっていてもよい。
【0059】
このように、図５の例では、リング状のネットワークトポロジと、スター型のネットワークトポロジとを組み合わせることにより、制御装置５０、各中継装置３０、および各変換器セル１との間のネットワークが構築される。
【0060】
図７は、実施の形態１に従う通信方式を説明するための図である。図７を参照して、まず、制御装置５０から、各ＨＵＢ＃１～＃４を経由して、制御装置５０に戻ってくる通信フレーム６１の通信フローについて説明する。
【0061】
時刻ｔｆにおいて、制御装置５０は、通信ポート５１を介して、ネットワーク５１０への通信フレーム６１の送信を開始する。時刻ｔ１において、ＨＵＢ＃１は、上ポート３１を介して、通信フレーム６１の受信を開始する。
【0062】
時刻ｔ１と時刻ｔｆとの差分時間は、通信ポート５１とＨＵＢ＃１の上ポート３１との間の距離Ｒ１によって生じる通信遅延時間であり、「遅延時間Ｄｈ１」とも称する。具体的には、遅延時間Ｄｈ１は、制御装置５０が通信ポート５１を用いて通信フレーム６１の送信を開始するタイミング（すなわち、時刻ｔｆ）から、ＨＵＢ＃１が上ポート３１を用いて通信フレーム６１の受信を開始するタイミング（すなわち、時刻ｔ１）までの通信遅延時間である。距離Ｒ１が長くなるほど遅延時間Ｄｈ１も大きくなる。
【0063】
ＨＵＢ＃１は、時刻ｔ１から時間Ｄｐ後の時刻ｔ２において、次のＨＵＢ＃２への通信フレーム６１の送信を開始する。ここで、時間Ｄｐは、ＨＵＢ＃１が、上流の装置（この場合、制御装置５０）から通信フレーム６１の受信を開始してから、下流の装置（この場合、ＨＵＢ＃２）へ通信フレーム６１の送信を開始するまでの遅延時間である。
【0064】
ＨＵＢ＃１は、時間Ｄｐで示す期間において、上流から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを更新して、更新された個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１をＨＵＢ＃２に送信する。具体的には、個数Ｎｏｗｎは、制御装置５０からネットワーク５１０に送信された通信フレーム６１が自中継装置に到達するまでに経由した中継装置３０の数を示す情報である。ＨＵＢ＃１は最上流の中継装置３０であり、ＨＵＢ＃１に到達するまでに経由した中継装置３０の数は０である。そのため、ＨＵＢ＃１が受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎは“０”である。ＨＵＢ＃１は、個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップ（すなわち、＋１）し、“１”を示す個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１を次のＨＵＢ＃２に送信する。
【0065】
時刻ｔ２において、ＨＵＢ＃２は、上ポート３１を介して、ＨＵＢ＃１からの通信フレーム６１の受信を開始する。ここで、各ＨＵＢは同一もしくは隣接の制御盤内に配置されており、各ＨＵＢ間の通信距離は短い。そのため、各ＨＵＢ間の通信遅延時間は実質的に０とみなすことができる。ＨＵＢ＃２は、ＨＵＢ＃１から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“１”から“２”にカウントアップする。時刻ｔ２から時間Ｄｐ後の時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃２は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１をＨＵＢ＃３に送信する。
【0066】
時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃３は、ＨＵＢ＃２からの通信フレーム６１の受信を開始する。ＨＵＢ＃３は、ＨＵＢ＃２から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“２”から“３”にカウントアップする。時刻ｔ３から時間Ｄｐ後の時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃３は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１をＨＵＢ＃４に送信する。
【0067】
時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃４は、ＨＵＢ＃３からの通信フレーム６１の受信を開始する。ＨＵＢ＃４は、ＨＵＢ＃３から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“３”から“４”にカウントアップする。時刻ｔ４から時間Ｄｐ後の時刻ｔ５に、ＨＵＢ＃４は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１を制御装置５０に送信する。時刻ｔ５から遅延時間Ｄｈ１後の時刻ｔ６に、制御装置５０は、当該通信フレーム６１の受信を開始する。
【0068】
次に、変換器セル１に対して送信されるセル用の通信フレーム（以下、「セル用フレーム」とも称する。）の送信タイミングについて説明する。各ＨＵＢ＃１～＃４からのセル用フレームの送信タイミングを合わせるために、制御装置５０は、通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘを設定する必要がある。
【0069】
制御装置５０と中継装置群３００との初回通信時において、通信フレーム６１が上記の流れに沿って送信される。初回通信時においては、各ＨＵＢ＃１～４からセル用フレームは送信されないように構成されている。制御装置５０は、ＨＵＢ＃４から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎ（すなわち、“４”）を個数Ｎｍａｘとして設定する。通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎは、制御装置５０から送信される時点では最小（すなわち、“０”）であるが、制御装置５０が受信する時点では最大（すなわち、“４”）となっている。そのため、個数Ｎｍａｘは、個数Ｎｏｗｎが示す数の最大値である。
【0070】
制御装置５０は、設定した個数Ｎｍａｘ（ここでは、“４”）を含む通信フレーム６１をネットワーク５１０に送信する。ＨＵＢ＃１は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎに基づいて、制御指令を含むセル用フレームの送信タイミングを調整する。
【0071】
具体的には、ＨＵＢ＃１は、“Ｎｍａｘ－（Ｎｏｗｎ＋１）”で演算される個数Ｎａｄを算出する。ここで、“Ｎｍａｘ＝４”、“Ｎｏｗｎ＝０”であるから、“Ｎａｄ＝３”となる。ＨＵＢ＃１は、セル用フレームの送信タイミングの調整期間として、“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝３）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃１において、セル用フレームを送信するために必要な規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６１の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘとなる。
【0072】
規定処理は、例えば、通信フレーム６１に含まれる制御指令を取り出す処理、取り出した制御指令をセル用フレームに含める処理等を含む。規定処理の処理時間を示す時間Ｄｘは固定値に設定され、各ＨＵＢにおいて共通である。なお、セル用フレームの構成は、図６に示す通信フレーム６１から個数Ｎｍａｘ，Ｎｏｗｎを削除した構成と同様である。
【0073】
したがって、ＨＵＢ＃１は、時刻ｔｘから時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆにおいて、対応する変換器セル１にセル用フレームを送信（出力）する。以下、ＨＵＢ＃２～＃４におけるセル用フレームの送信タイミングについても同様に説明する。
【0074】
ＨＵＢ＃２は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝４）および個数Ｎｏｗｎ（＝１）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝２）を算出する。ＨＵＢ＃２は、セル用フレームの送信タイミングの調整期間として、“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝２）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃２において規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６１の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘとなる。したがって、ＨＵＢ＃２においても、セル用フレームの送信タイミングは、時刻ｔｘから時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆとなる。
【0075】
ＨＵＢ＃３は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝４）および個数Ｎｏｗｎ（＝２）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝１）を算出する。ＨＵＢ＃３は、セル用フレームの送信タイミングの調整期間として、“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃３においても、規定処理が開始されるタイミングは時刻ｔｘとなり、セル用フレームの送信タイミングは時刻ｔｃｆとなる。
【0076】
ＨＵＢ＃４は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝４）および個数Ｎｏｗｎ（＝３）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝０）を算出する。そのため、ＨＵＢ＃４における調整期間は“０”となる。これにより、ＨＵＢ＃４においても、規定処理が開始されるタイミングは時刻ｔｘとなり、セル用フレームの送信タイミングは時刻ｔｃｆとなる。
【0077】
上記のように、各ＨＵＢが通信フレーム６１の受信を終了してから、変換器セル１に制御指令を送信するまでの期間は、制御指令の送信タイミングを調整するための調整期間（すなわち、“Ｄｐ×Ｎａｄ”に対応する期間）と、規定処理を実行する処理期間（すなわち、時間Ｄｘに対応する期間）とを含む。
【0078】
各ＨＵＢ＃１～＃４は、個数Ｎａｄを利用して、各ＨＵＢ＃１～＃４の間で生じる時間Ｄｐの差分を考慮して調整期間を設定する。例えば、複数のＨＵＢのうちの１のＨＵＢが受信した個数Ｎｏｗｎが示す数がｋ（ただし、ｋは０以上の整数）であり、他のＨＵＢが受信した個数Ｎｏｗｎが示す数がｍ（ただし、ｍはｋよりも大きい整数）である場合、当該１のＨＵＢにおける調整期間は、他のＨＵＢにおける調整期間よりも長くなる。具体的には、１のＨＵＢにおける調整期間と、他のＨＵＢにおける調整期間との差分時間は、固定時間（例えば、時間Ｄｐ）の（ｍ－ｋ）倍となる。
【0079】
上記のように、各ＨＵＢは、複数のＨＵＢから制御指令が同時に送信されるように、個数Ｎｍａｘと個数Ｎｏｗｎとに基づいて、自ＨＵＢにおける制御指令の送信タイミングを調整する。各ＨＵＢは、当該調整された送信タイミングに従って、自ＨＵＢに接続された１以上の変換器セル１に制御指令を送信する。これにより、各ＨＵＢ＃１～＃４から各変換器セル１に送信される制御指令の送信タイミングを一致させることができる。したがって、各変換器セル１への制御指令の到達時間が一致するため、変換器セル１の制御のばらつきを防止して高い制御性能を維持することができる。
【0080】
実施の形態２．
＜通信接続形態および通信方式＞
図８は、実施の形態２に従う通信接続形態を示す図である。図８では、中継装置群３００Ａが４つの中継装置３０Ａによって構成される例が示されている。実施の形態２における４つの中継装置３０Ａは、それぞれＨＵＢ♯１～♯４とも称される。距離Ｒ１については、図５で説明した通りである。
＜通信接続形態および通信方式＞
図８は、実施の形態２に従う通信接続形態を示す図である。図８では、中継装置群３００Ａが４つの中継装置３０Ａによって構成される例が示されている。実施の形態２における４つの中継装置３０Ａは、それぞれＨＵＢ♯１～♯４とも称される。距離Ｒ１については、図５で説明した通りである。
【0081】
図８を参照して、制御装置５０Ａは、通信ポート５１，５２を含む。実施の形態１に従う制御装置５０との区別のため、便宜上“Ａ”との符号を付している。これは、以下の他の実施の形態でも同様である。４つのＨＵＢ＃１～＃４の各々は、上ポート３１，３２と、複数の下ポート３５とを含む。
【0082】
制御装置５０Ａおよび４つのＨＵＢ＃１～＃４は、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５１０（図中の実線の通信経路）と、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５２０（図中の点線の通信経路）とを介して接続される。図５で説明したように、通信フレーム６１は、制御装置５０Ａの通信ポート５１および各ＨＵＢ＃１～＃４の上ポート３１を介して、伝送される。すなわち、通信フレーム６１は、ネットワーク５１０を介して、制御装置５０Ａ、ＨＵＢ＃１、ＨＵＢ＃２、ＨＵＢ＃３、ＨＵＢ＃４、制御装置５０Ａの順に伝送される。
【0083】
また、制御装置５０Ａの通信ポート５２はＨＵＢ＃４の上ポート３２に接続される。ＨＵＢ＃４の上ポート３２はＨＵＢ＃３の上ポート３２にさらに接続される。ＨＵＢ＃３の上ポート３２はＨＵＢ＃２の上ポート３２にさらに接続される。ＨＵＢ＃２の上ポート３２はＨＵＢ＃１の上ポート３２にさらに接続される。ＨＵＢ＃１の上ポート３２は制御装置５０Ａの通信ポート５２にさらに接続される。これにより、通信フレーム６１は、ネットワーク５２０を介して、制御装置５０Ａ、ＨＵＢ＃４、ＨＵＢ＃３、ＨＵＢ＃２、ＨＵＢ＃１、制御装置５０Ａの順に伝送される。
【0084】
このように、実施の形態２では、制御装置５０Ａと中継装置群３００Ａとを通信接続するためのリング状のネットワークは、通信フレーム６１が互いに逆方向に周回するネットワーク５１０およびネットワーク５２０に二重化されている。制御装置５０Ａは、ネットワーク５１０およびネットワーク５２０に対して、通信フレーム６１を同時に送信する。以下、ネットワーク５１０を介して通信される通信フレーム６１を便宜上“通信フレーム６１＿１”とも称し、ネットワーク５２０を介して通信される通信フレーム６１を便宜上“通信フレーム６１＿２”とも称する。
【0085】
ここで、ネットワーク５１０，５２０の通信方式および通信速度は同一である。そのため、制御装置５０Ａから通信フレーム６１が同時にネットワーク５１０，５２０に送信された場合、ＨＵＢ＃１，＃２は、通信フレーム６１＿１を受信した後に、通信フレーム６１＿２を受信する。すなわち、ＨＵＢ＃１，＃２には、通信フレーム６１＿１が先着し、通信フレーム６１＿２が後着する。一方、ＨＵＢ＃３，＃４は、通信フレーム６１＿２を受信した後、通信フレーム６１＿１を受信する。すなわち、ＨＵＢ＃３，＃４には、通信フレーム６１＿２が先着し、通信フレーム６１＿１が後着する。
【0086】
各ＨＵＢ＃１～＃４は、ネットワーク５１０を介して受信した通信フレーム６１＿１、およびネットワーク５２０を介して受信した通信フレーム６１＿２のうち、先に受信した通信フレーム（すなわち、先着した通信フレーム）に含まれる制御指令を取り出して、当該制御指令を自ＨＵＢに接続された変換器セル１に送信する。具体的には、各ＨＵＢ＃１，＃２は、通信フレーム６１＿１に含まれる制御指令を変換器セル１に送信し、各ＨＵＢ＃３，＃４は、通信フレーム６１＿２に含まれる制御指令を変換器セル１に送信する。
【0087】
図９は、実施の形態２に従う調整パラメータの更新方式を説明するための図である。ここでは、補正パラメータである個数Ｎｏｗｎの更新方式について説明する。実施の形態１では、各ＨＵＢ＃１～＃４は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎをカウントアップして、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを次の装置（例えば、ＨＵＢまたは制御装置５０Ａ）に送信する構成について説明した。実施の形態２では、先着した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎのみをカウントアップし、後着した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎはカウントアップされない。
【0088】
図９の例では、通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎの更新方式について説明する。制御装置５０Ａは、通信ポート５１を介して通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃１に送信する。ＨＵＢ＃１は、先着した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップし、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃２に送信する。
【0089】
各ＨＵＢは、通信フレーム６１に含まれるシーケンス番号に基づいて、通信フレーム６１の先着および後着の判断を行なう。例えば、制御装置５０Ａから同時に送信された通信フレーム６１＿１，６１＿２には、同一のシーケンス番号が含まれている。そのため、各ＨＵＢは、シーケンス番号Ｎｓｑｅを有する通信フレーム６１（便宜上、「通信フレーム６１ｘ」とも称する。）を受信した際に、シーケンス番号Ｎｓｑｅと同一のシーケンス番号を有する通信フレーム６１を過去に受信していたか否かを判断する。各ＨＵＢは、シーケンス番号Ｎｓｑｅと同一のシーケンス番号を有する通信フレーム６１を過去に受信していない場合、通信フレーム６１ｘが先着の通信フレームであると判断する。各ＨＵＢは、同一のシーケンス番号を有する通信フレーム６１を過去に受信していた場合、通信フレーム６１ｘが後着の通信フレームであると判断する。
【0090】
ＨＵＢ＃２は、先着した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“１”を“２”にカウントアップして、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃３に送信する。
【0091】
ＨＵＢ＃３は、通信フレーム６１＿１が通信フレーム６１＿２よりも後に到着したと判断し、通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“２”をカウントアップせずに維持したまま、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１を次のＨＵＢ＃４に送信する。同様に、ＨＵＢ＃４は、通信フレーム６１＿１が通信フレーム６１＿２よりも後に到着したと判断し、通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“２”を維持したまま、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１を制御装置５０Ａに送信する。通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎについても上記と同様に更新される。
【0092】
したがって、制御装置５０Ａと中継装置群３００Ａとの初回通信終了後において、制御装置５０Ａは、ＨＵＢ＃４から受信した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎ（すなわち、“２”）およびＨＵＢ＃１から受信した通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎ（すなわち、“２”）のうちの最大値を個数Ｎｍａｘとして設定する。この場合、通信フレーム６１＿１，６１＿２に含まれる各個数Ｎｏｗｎがともに“２”であるため、個数Ｎｍａｘは“２”に設定される。
【0093】
【0094】
時刻ｔｆにおいて、制御装置５０Ａは、ネットワーク５１０への通信フレーム６１＿１の送信を開始する。時刻ｔ１において、ＨＵＢ＃１は、通信フレーム６１＿１の受信を開始する。ＨＵＢ＃１は、時刻ｔ１から時間Ｄｐ後の時刻ｔ２において、ＨＵＢ＃２への通信フレーム６１＿１の送信を開始する。なお、ＨＵＢ＃１は、通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“０”から“１”にカウントアップして、“１”を示す個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃２に送信する。
【0095】
時刻ｔ２において、ＨＵＢ＃２は、ＨＵＢ＃１からの通信フレーム６１＿１の受信を開始する。ＨＵＢ＃２は、通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“１”から“２”にカウントアップする。時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃２は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃３に送信する。
【0096】
時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃３は、ＨＵＢ＃２からの通信フレーム６１＿１の受信を開始する。ＨＵＢ＃３は、通信フレーム６１＿１よりも通信フレーム６１＿２の方が先着していると判断して、個数Ｎｏｗｎを“２”のまま維持する。時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃３は、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をＨＵＢ＃４に送信する。
【0097】
時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃４は、ＨＵＢ＃３からの通信フレーム６１＿１の受信を開始する。ＨＵＢ＃４は、通信フレーム６１＿１よりも通信フレーム６１＿２の方が先着していると判断して、個数Ｎｏｗｎを“２”のまま維持する。時刻ｔ５において、ＨＵＢ＃４は、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１を制御装置５０Ａに送信する。時刻ｔ６に、制御装置５０Ａは、当該通信フレーム６１＿１を受信する。
【0098】
次に、変換器セル１に対して送信されるセル用フレームの送信タイミングについて説明する。ＨＵＢ＃１は、先着した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎに基づいて、個数Ｎａｄを算出する。“Ｎｍａｘ＝２”、“Ｎｏｗｎ＝０”であるため、“Ｎａｄ＝Ｎｍａｘ－（Ｎｏｗｎ＋１）＝１”となる。ＨＵＢ＃１は、調整期間として“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃１において、規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６１＿１の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘ１となる。ＨＵＢ＃１は、時刻ｔｘ１から時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆ１において、セル用フレームを変換器セル１に送信する。
【0099】
ＨＵＢ＃２は、先着した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝２）および個数Ｎｏｗｎ（＝１）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝０）を算出する。ＨＵＢ＃２における調整期間は“０”となるため、規定処理が開始されるタイミングは時刻ｔｘ１となり、セル用フレームの送信タイミングは時刻ｔｃｆ１となる。
【0100】
ＨＵＢ＃３およびＨＵＢ＃４においては、通信フレーム６１＿１が後着であるため、通信フレーム６１＿１に含まれる制御指令は送信されない。すなわち、通信フレーム６１＿１に基づくセル用フレームは送信されない。
【0101】
【0102】
通信フレーム６１＿２の通信フローは、基本的に通信フレーム６１＿１の通信フローと同様である。時刻ｔｆにおいて、制御装置５０Ａは、ネットワーク５２０への通信フレーム６１＿２の送信を開始する。ＨＵＢ＃４は、時刻ｔ１において、通信フレーム６１＿２の受信を開始し、先着した通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎを“０”から“１”にカウントアップする。ＨＵＢ＃４は、時刻ｔ２において、“１”を示す個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿２をＨＵＢ＃３に送信する。
【0103】
ＨＵＢ＃３は、時刻ｔ２において、ＨＵＢ＃４からの通信フレーム６１＿２の受信を開始し、先着した通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎを“１”から“２”にカウントアップする。時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃３は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿２をＨＵＢ＃３に送信する。
【0104】
時刻ｔ３において、ＨＵＢ＃２は、ＨＵＢ＃３からの通信フレーム６１＿２の受信を開始する。ＨＵＢ＃２は、通信フレーム６１＿２よりも通信フレーム６１＿１の方が先着していると判断して、個数Ｎｏｗｎを“２”のまま維持する。時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃２は、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿２をＨＵＢ＃４に送信する。
【0105】
時刻ｔ４において、ＨＵＢ＃１は、ＨＵＢ＃２からの通信フレーム６１＿２の受信を開始する。ＨＵＢ＃１は、通信フレーム６１＿２よりも通信フレーム６１＿１の方が先着していると判断して、個数Ｎｏｗｎを“２”のまま維持する。時刻ｔ５において、ＨＵＢ＃１は、当該個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１＿２を制御装置５０Ａに送信する。時刻ｔ６に、制御装置５０Ａは、当該通信フレーム６１＿２を受信する。
【0106】
次に、変換器セル１に対して送信されるセル用フレームの送信タイミングについて説明する。ＨＵＢ＃４は、先着した通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝２）および個数Ｎｏｗｎ（＝０）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝１）を算出する。ＨＵＢ＃４は、調整期間として“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃４において、規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６１＿２の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘ１となる。ＨＵＢ＃４は、時刻ｔｘ１から時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆ１において、セル用フレームを変換器セル１に送信する。
【0107】
ＨＵＢ＃３は、先着した通信フレーム６１＿２に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝２）および個数Ｎｏｗｎ（＝１）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝０）を算出する。ＨＵＢ＃３における調整期間は“０”となるため、規定処理が開始されるタイミングは時刻ｔｘ１となり、セル用フレームの送信タイミングは時刻ｔｃｆ１となる。ＨＵＢ＃２およびＨＵＢ＃１においては、通信フレーム６１＿２が後着であるため、通信フレーム６１＿２に含まれる制御指令は送信されない。
【0108】
図１０および図１１と、図７とを比較して理解されるように、実施の形態２に従うセル用フレームの送信タイミング（すなわち、時刻ｔｃｆ１）は、実施の形態１に従うセル用フレームの送信タイミング（すなわち、時刻ｔｃｆ）よりも早い。具体的には、時刻ｔｃｆ１は、時刻ｔｃｆよりも“Ｄｐ×２”で示す時間だけ早くなる。
【0109】
実施の形態２においても、各ＨＵＢ＃１～＃４は、個数Ｎａｄを利用して、各ＨＵＢ＃１～＃４の間で生じる時間Ｄｐの差分を考慮して調整期間を設定する。これにより、各ＨＵＢ＃１～＃４から各変換器セル１に送信される制御指令の送信タイミングを一致させることができる。
【0110】
＜ネットワーク異常時＞
図１２は、図８において一方のネットワークに異常が発生した場合の通信接続形態を示す図である。図１２では、ネットワーク５２０を構成する光ケーブルが断線した場合を想定する。上述のように、制御装置５０Ａは、ネットワーク５１０に通信フレーム６１＿１を送信し、ネットワーク５２０に通信フレーム６１＿２を送信する。ここで、ネットワーク５１０，５２０が健全である場合、送信された通信フレーム６１＿１，６１＿２は制御装置５０Ａに戻ってくる。
図１２は、図８において一方のネットワークに異常が発生した場合の通信接続形態を示す図である。図１２では、ネットワーク５２０を構成する光ケーブルが断線した場合を想定する。上述のように、制御装置５０Ａは、ネットワーク５１０に通信フレーム６１＿１を送信し、ネットワーク５２０に通信フレーム６１＿２を送信する。ここで、ネットワーク５１０，５２０が健全である場合、送信された通信フレーム６１＿１，６１＿２は制御装置５０Ａに戻ってくる。
【0111】
制御装置５０Ａは、通信フレーム６１を送信してから一定時間が経過しても当該通信フレーム６１を受信しない場合、当該通信フレーム６１を送信したネットワークに異常が発生した（例えば、断線した）と判断する。図１２の例では、制御装置５０Ａは、通信フレーム６１＿２を受信できないため、ネットワーク５２０に異常が発生したと判断する。
【0112】
図１３は、ネットワーク異常時における通信方式を説明するための図である。図１３を参照して、ネットワーク５２０は断線状態であるため、制御装置５０Ａから送信される通信フレーム６１＿２の通信は不可となる。そのため、各ＨＵＢ＃１～＃４は、ネットワーク５１０を介して、通信フレーム６１＿１のみを受信する。
【0113】
ここで、ネットワーク５１０，５２０が両方とも健全である場合には、各ＨＵＢ＃３，＃４には、通信フレーム６１＿２が先着していた。しかし、ネットワーク５２０が断線して通信フレーム６１＿２の通信は不可であるため、各ＨＵＢ＃３，＃４には、通信フレーム６１＿１が先着することになる。
【0114】
このことから、ネットワーク５２０に異常が発生した場合における通信方式は、図７に示すようにネットワーク５１０のみで通信フレーム６１を通信する通信方式と実質的に同じである。したがって、図１３に示す各ＨＵＢ＃１～＃４の処理は、図７に示す各ＨＵＢ＃１～＃４の処理と同一となる。
【0115】
典型的には、ネットワーク５２０に異常が発生した場合、制御装置５０Ａは、ネットワーク５１０に対して通信フレーム６１＿１を送信する。各ＨＵＢ＃１～＃４は、ネットワーク５１０を介して受信した通信フレーム６１＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎをカウントアップし、カウントアップ後のＮｏｗｎを含む通信フレーム６１＿１をネットワーク５１０を介して次のＨＵＢに送信する。そのため、各ＨＵＢ＃１～＃４から送信されるセル用フレームの送信タイミングは、図７と同様に時刻ｔｃｆとなる。
【0116】
【0117】
制御装置５０Ｂは、通信ポート５１～５４を含む。制御装置５０Ｂは、通信ポート５１～５４を介して、通信フレーム６２を同時に送信する。
【0118】
図１５は、実施の形態３に従う通信フレームの構成例を模式的に示す図である。図１５を参照して、通信フレーム６２は、主なデータとして、フラグと、通信コマンドと、シーケンス番号と、調整パラメータとしての時間Ｄｈａｄ、個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎと、変換器セル１を制御するための制御指令と、誤り検出情報であるＦＣＳとを含む。通信フレーム６２は、通信フレーム６１に時間Ｄｈａｄのデータを追加したものである。時間Ｄｈａｄの詳細については後述する。
【0119】
再び、図１４を参照して、図８の構成と同様に、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿１とを通信接続するためのリング状のネットワークは、ネットワーク５１０および５２０に二重化されている。ネットワーク５１０，５２０を介した通信フレーム６２の通信方式は、実施の形態２で説明したネットワーク５１０，５２０を介した通信フレーム６１の通信方式と同様である。距離Ｒ１については図５で説明した通りである。
【0120】
中継装置群３００＿２は、２つの中継装置３０Ａを含む。中継装置群３００＿２に含まれる２つの中継装置３０Ａは、それぞれＨＵＢ♯１＊，♯２＊とも称される。各ＨＵＢ♯１＊，♯２＊は、１以上の変換器セル１と接続される。
【0121】
図１４の例では、制御装置５０Ｂと、中継装置群３００＿２との間の距離が“Ｒ２”として示されている。具体的には、距離Ｒ２は、制御装置５０Ｂの通信ポート５３と、ＨＵＢ＃１＊の上ポート３１とを接続する光ファイバケーブルの長さである。または、距離Ｒ２は、制御装置５０Ｂの通信ポート５４と、ＨＵＢ＃２＊の上ポート３２とを接続する光ファイバケーブルの長さである。距離Ｒ２は、例えば、５０ｍであり、距離Ｒ１よりも短い。
【0122】
制御装置５０Ｂおよび中継装置群３００＿２に含まれる２つのＨＵＢ＃１＊，＃２＊は、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５３０（図中の実線の通信経路）と、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５４０（図中の点線の通信経路）とを介して接続される。ある局面では、通信フレーム６２は、ネットワーク５３０を介して、制御装置５０Ｂ、ＨＵＢ＃１＊、ＨＵＢ＃２＊、制御装置５０Ｂの順に伝送される。他の局面では、通信フレーム６２は、ネットワーク５４０を介して、制御装置５０Ｂ、ＨＵＢ＃２＊、ＨＵＢ＃１＊、制御装置５０Ｂの順に伝送される。
【0123】
このように、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿２とを通信接続するためのリング状のネットワークは、通信フレーム６２が互いに逆方向に周回するネットワーク５３０およびネットワーク５４０に二重化されている。
【0124】
制御装置５０Ｂは、ネットワーク５１０～５４０に対して、通信フレーム６２を同時に送信する。ネットワーク５１０を介して通信される通信フレーム６２を便宜上“通信フレーム６２＿１”とも称し、ネットワーク５２０を介して通信される通信フレーム６２を便宜上“通信フレーム６２＿２”とも称する。ネットワーク５３０を介して通信される通信フレーム６２を便宜上“通信フレーム６２＿３”とも称し、ネットワーク５４０を介して通信される通信フレーム６２を便宜上“通信フレーム６２＿４”とも称する。
【0125】
ここで、制御装置５０Ｂから通信フレーム６２が同時にネットワーク５１０～５４０に送信され、ネットワーク５１０～５４０の通信方式および通信速度は同一である。そのため、ＨＵＢ＃１，＃２には通信フレーム６２＿１が先着し、ＨＵＢ＃３，＃４には通信フレーム６２＿２が先着する。また、ＨＵＢ＃１＊には通信フレーム６２＿３が先着し、ＨＵＢ＃２＊には通信フレーム６２＿４が先着する。
【0126】
各ＨＵＢ＃１～＃４が先着した通信フレームに含まれる制御指令を変換器セル１に送信する点は、実施の形態２で説明した通りである。具体的には、ＨＵＢ＃１，＃２は、通信フレーム６２＿１に含まれる制御指令を変換器セル１に送信する。ＨＵＢ＃３，＃４は、通信フレーム６２＿２に含まれる制御指令を変換器セル１に送信する。同様に、ＨＵＢ＃１＊は、通信フレーム６２＿３に含まれる制御指令を変換器セル１に送信し、ＨＵＢ＃２＊は、通信フレーム６１＿４に含まれる制御指令を変換器セル１に送信する。
【0127】
図１６は、実施の形態３に従う調整パラメータの更新方式を説明するための図である。ここでは、調整パラメータである時間Ｄｈａｄの設定方式、および個数Ｎｏｗｎの更新方式について説明する。図１６には、ネットワーク５１０を介して通信される通信フレーム６２＿１の通信フローが示されている。
【0128】
通信フレーム６２＿１，６２＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎの更新方式については、図９で説明した内容と同様である。具体的には、先着した通信フレーム６２に含まれる個数Ｎｏｗｎのみがカウントアップされ、後着した通信フレーム６２に含まれる個数Ｎｏｗｎはカウントアップされない。したがって、ＨＵＢ＃１は、先着した通信フレーム６２＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップし、ＨＵＢ＃２は、先着した通信フレーム６２＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“１”を“２”にカウントアップする。ＨＵＢ＃３，４においては、通信フレーム６２＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎは“２”のまま維持される。
【0129】
通信フレーム６２＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎについても上記と同様に更新される。具体的には、ＨＵＢ＃３は、先着した通信フレーム６２＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップし、ＨＵＢ＃４は、先着した通信フレーム６２＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“１”を“２”にカウントアップする。ＨＵＢ＃１，２においては、通信フレーム６２＿２に含まれる個数Ｎｏｗｎは“２”のまま維持される。
【0130】
通信フレーム６２＿３，６２＿４に含まれる個数Ｎｏｗｎの更新方式についても上記と同様に考えることができる。具体的には、ＨＵＢ＃１＊は、先着した通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップする。ＨＵＢ＃２＊においては、後着した通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｏｗｎは“１”のまま維持される。一方、ＨＵＢ＃２＊は、先着した通信フレーム６２＿４に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップする。ＨＵＢ＃１＊においては、後着した通信フレーム６２＿４に含まれる個数Ｎｏｗｎは“１”のまま維持される。
【0131】
制御装置５０Ｂは、中継装置群３００＿１，３００＿２との初回通信終了後において、通信フレーム６２＿１～６２＿４の各々に含まれる個数Ｎｏｗｎのうちの最大値を個数Ｎｍａｘとして設定する。この場合。個数Ｎｍａｘは“２”に設定される。
【0132】
実施の形態３では、図１４に示すように、距離Ｒ１と距離Ｒ２とが異なるため、距離Ｒ１に応じた遅延時間Ｄｈ１と、距離Ｒ２に応じた遅延時間Ｄｈ２とが異なる。そのため、これらの通信遅延時間の差分を示す時間Ｄｈａｄも考慮して、セル用フレームの送信タイミングが調整される。以下、時間Ｄｈａｄの算出方式について説明する。なお、距離Ｒ１が距離Ｒ２よりも大きいため、遅延時間Ｄｈ１は遅延時間Ｄｈ２よりも大きい。
【0133】
制御装置５０Ｂは、ネットワーク５１０を介して制御装置５０Ｂから送信された通信フレーム６２＿１が各ＨＵＢ＃１～＃４を経由して制御装置５０Ｂに到達するまでに要する総通信遅延時間Ｄａｌｌと、各ＨＵＢ＃１～＃４の個数とに基づいて、遅延時間Ｄｈ１を算出する。具体的には、制御装置５０Ｂは、ネットワーク５１０に対して通信フレーム６２＿１を送信してから、当該通信フレーム６２＿１を受信するまでの総通信遅延時間Ｄａｌｌを計測する。
【0134】
図１６の例の場合、総通信遅延時間Ｄａｌｌは、時刻ｔｆから時刻ｔ６までの時間に相当する。ネットワーク５１０の経路には４つのＨＵＢが存在するため、“Ｄａｌｌ＝Ｄｈ１×２＋Ｄｐ×ＨＵＢ数（＝４）”の関係式が成り立つ。制御装置５０Ｂは、固定値である時間Ｄｐと、計測した総通信遅延時間Ｄａｌｌと、当該関係式とに基づいて、距離Ｒ１によって生じる遅延時間Ｄｈ１を算出する。遅延時間Ｄｈ１の算出は、通信フレーム６２＿２を用いて行なわれる場合であってもよい。
【0135】
同様に、制御装置５０Ｂは、距離Ｒ２によって生じる遅延時間Ｄｈ２を算出する。具体的には、ネットワーク５３０に対して通信フレーム６２＿３を送信してから、当該通信フレーム６２＿３を受信するまでの総通信遅延時間Ｄａｌｌｘを計測する。ネットワーク５３０の経路には２つのＨＵＢが存在するため、“Ｄａｌｌｘ＝Ｄｈ２×２＋Ｄｐ×ＨＵＢ数（＝２）”の関係式が成り立つ。制御装置５０Ｂは、時間Ｄｐと、計測した総通信遅延時間Ｄａｌｌｘと、当該関係式とに基づいて、距離Ｒ２によって生じる遅延時間Ｄｈ２を算出する。遅延時間Ｄｈ２の算出は、通信フレーム６２＿４を用いて行なわれる場合であってもよい。
【0136】
制御装置５０Ｂは、中継装置群３００＿１，３００＿２との初回通信終了後において、遅延時間Ｄｈ１から遅延時間Ｄｈ２を減算した減算値である時間Ｄｈａｄを算出する。制御装置５０Ｂは、各ネットワーク５１０～５４０を介して、時間Ｄｈａｄを含む通信フレーム６２を送信する。
【0137】
次に、通信フレーム６２＿１～６２＿４の通信フローおよびセル用フレームの送信タイミングについて説明する。ここで、上記時間Ｄｈａｄは、制御装置５０Ｂから短い距離Ｒ２に位置する各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊における調整期間の設定にのみ考慮され、制御装置５０Ｂから長い距離Ｒ１に位置する各ＨＵＢ＃１～＃４における調整期間の設定には考慮されない。なお、制御装置５０Ｂは、各ＨＵＢ＃１～＃４に対して、調整期間の設定の際に時間Ｄｈａｄを無視するように通知してもよい。
【0138】
具体的には、実施の形態３に従う各ＨＵＢ＃１～＃４における調整期間の設定方式は、図１０および図１１と同様である。したがって、各ＨＵＢ＃１～＃４における、通信フレーム６２＿１，６２＿２の通信フローおよびセル用フレームの送信タイミングは、図１０および図１１と同様である。したがって、各ＨＵＢ＃１～＃４は、時刻ｔｘ１から時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆ１において、セル用フレームを変換器セル１に送信する。
【0139】
【0140】
図１７を参照して、時刻ｔｆにおいて、制御装置５０Ｂは、ネットワーク５３０への通信フレーム６２＿３の送信およびネットワーク５４０への通信フレーム６２＿４の送信を開始する。時刻ｔ１ａにおいて、ＨＵＢ＃１＊は通信フレーム６２＿３の受信を開始し、ＨＵＢ＃２＊は通信フレーム６２＿４の受信を開始する。遅延時間Ｄｈ２は、時刻ｔｆから時刻ｔ１ａまでの時間に相当する。
【0141】
ＨＵＢ＃１＊は、通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｏｗｎを“０”から“１”にカウントアップする。ＨＵＢ＃２＊は、通信フレーム６２＿４に含まれる個数Ｎｏｗｎを“０”から“１”にカウントアップする。時刻ｔ１ａから時間Ｄｐ後の時刻ｔ２ａにおいて、ＨＵＢ＃１＊はＨＵＢ＃２＊への通信フレーム６２＿３の送信を開始し、ＨＵＢ＃２＊はＨＵＢ＃１＊への通信フレーム６２＿４の送信を開始する。
【0142】
時刻ｔ２ａから時間Ｄｐ後の時刻ｔ４ａにおいて、ＨＵＢ＃２＊は制御装置５０Ｂへの通信フレーム６２＿３の送信を開始し、ＨＵＢ＃１＊は制御装置５０Ｂへの通信フレーム６２＿４の送信を開始する。なお、ＨＵＢ＃１＊は、後着した通信フレーム６２＿４に含まれる個数Ｎｏｗｎを“１”のまま維持する。ＨＵＢ＃２＊は、後着した通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｏｗｎを“１”のまま維持する。時刻ｔ５ａに、制御装置５０Ｂは、当該通信フレーム６２＿３，６２＿４を受信する。
【0143】
次に、変換器セル１に対して送信されるセル用フレームの送信タイミングについて説明する。各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊は、個数Ｎｏｗｎ、個数Ｎｍａｘ、および時間Ｄｈａｄに基づいて、自ＨＵＢにおける制御指令を含むセル用フレームの送信タイミングを調整する。具体的には、ＨＵＢ＃１＊は、受信した通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝２）および個数Ｎｏｗｎ（＝０）と、演算式“Ｎａｄ＝Ｎｍａｘ－（Ｎｏｗｎ＋１）”とを用いて、個数Ｎａｄ（＝１）を算出する。ＨＵＢ＃１＊は、調整期間として“Ｄｈａｄ＋Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。このことから、当該調整期間は、中継装置群３００＿１に含まれる各ＨＵＢ＃１～＃４において設定される調整期間よりも時間Ｄｈａｄ（＝Ｄｈ１－Ｄｈ２）だけ長く設定されることが理解される。
【0144】
これにより、ＨＵＢ＃１において、規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６２＿３の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘ１となる。ＨＵＢ＃１＊は、時刻ｔｘ１から時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆ１において、セル用フレームを変換器セル１に送信する。ＨＵＢ＃２＊においては、通信フレーム６２＿３が後着であるため、通信フレーム６２＿３に含まれる制御指令は送信されない。
【0145】
ＨＵＢ＃２＊は、受信した通信フレーム６２＿４に含まれる個数Ｎｍａｘ（＝２）および個数Ｎｏｗｎ（＝０）に基づいて、個数Ｎａｄ（＝１）を算出する。ＨＵＢ＃２＊は、調整期間として“Ｄｈａｄ＋Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。これにより、ＨＵＢ＃２において、規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６２＿４の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘ１となる。ＨＵＢ＃２＊は、時刻ｔｘ１から時間Ｄｘ後の時刻ｔｃｆ１において、セル用フレームを変換器セル１に送信する。
【0146】
このように、制御装置５０Ｂが、異なる場所に配置された複数の中継装置群３００＿１，３００＿２と通信する場合であっても、各ＨＵＢは、個数Ｎａｄおよび時間Ｄｈａｄを用いて、各ＨＵＢの間で生じる遅延時間差を考慮して調整期間を設定する。これにより、各ＨＵＢから各変換器セル１に送信される制御指令の送信タイミングを一致させることができる。
【0147】
＜変形例＞
実施の形態３では、図１４に示すように、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿１との間の通信に用いられるネットワーク、および、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿２との間の通信に用いられるネットワークが二重化される構成について説明したが、当該構成に限られず、実施の形態１のようにネットワークを二重化しない構成であってもよい。例えば、図１４において、通信ポート５２，５４およびネットワーク５２０，５４０を削除する構成であってもよい。
実施の形態３では、図１４に示すように、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿１との間の通信に用いられるネットワーク、および、制御装置５０Ｂと中継装置群３００＿２との間の通信に用いられるネットワークが二重化される構成について説明したが、当該構成に限られず、実施の形態１のようにネットワークを二重化しない構成であってもよい。例えば、図１４において、通信ポート５２，５４およびネットワーク５２０，５４０を削除する構成であってもよい。
【0148】
この場合、中継装置群３００＿１に含まれる各ＨＵＢ＃１～＃４は、ネットワーク５１０を介して制御装置５０Ｂと通信する。中継装置群３００＿２に含まれる各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊は、ネットワーク５３０を介して制御装置５０Ｂと通信する。各ＨＵＢ＃１～＃４においては時間Ｄｈａｄを用いずに調整期間が設定され、各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊においてのみ時間Ｄｈａｄを用いて調整期間が設定される点は上記と同様である。
【0149】
なお、各ＨＵＢ＃１～＃４および各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊における個数Ｎｏｗｎの更新方式は、図９で説明した更新方式と同様である。そのため、制御装置５０Ｂは、中継装置群３００＿１，３００＿２との初回通信終了後において、通信フレーム６２＿１に含まれる個数Ｎｏｗｎ（＝４）を受信し、通信フレーム６２＿３に含まれる個数Ｎｏｗｎ（＝２）を受信する。したがって、当該個数Ｎｏｗｎ（＝４）および当該個数Ｎｏｗｎ（＝２）のうちの最大値である個数Ｎｍａｘは“４”に設定される。
【0150】
各ＨＵＢ＃１～＃４は、個数Ｎｏｗｎ（＝４）および個数Ｎｍａｘに基づいて、自ＨＵＢにおける制御指令の送信タイミングを調整する。各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊は、個数Ｎｏｗｎ（＝２）、個数Ｎｍａｘ、および時間Ｄｈａｄに基づいて、自中継装置における制御指令の送信タイミングを調整する。
【0151】
制御装置５０Ｂは、ネットワーク５１０を介して制御装置５０Ｂから送信された通信フレーム６２＿１が各ＨＵＢ＃１～＃４を経由して制御装置５０Ｂに到達するまでに要する総通信遅延時間Ｄａｌｌと、各ＨＵＢ＃１～＃４の個数とに基づいて、遅延時間Ｄｈ１を算出する。同様に、制御装置５０Ｂは、ネットワーク５３０を介して制御装置５０Ｂから送信された通信フレーム６２＿３が各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊を経由して制御装置５０Ｂに到達するまでに要する総通信遅延時間Ｄａｌｌｘと、各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊の個数とに基づいて、遅延時間Ｄｈ２を算出する。
【0152】
なお、上述したように、各ＨＵＢ＃１～＃４においては時間Ｄｈａｄは利用されないため、各ＨＵＢ＃１～＃４に送信される通信フレームには時間Ｄｈａｄを含めず、各ＨＵＢ＃１＊，＃２＊に送信される通信フレームにのみ時間Ｄｈａｄを含めてもよい。
【0153】
実施の形態４．
上述した実施の形態１～３では、制御装置５０と各変換器セル１との間に中継装置群３００を設ける構成について説明した。実施の形態４では、中継装置群３００を設けずに制御装置５０が各変換器セル１と直接通信する構成について説明する。そのため、実施の形態４では、図３に示す構成は適用されない。
上述した実施の形態１～３では、制御装置５０と各変換器セル１との間に中継装置群３００を設ける構成について説明した。実施の形態４では、中継装置群３００を設けずに制御装置５０が各変換器セル１と直接通信する構成について説明する。そのため、実施の形態４では、図３に示す構成は適用されない。
【0154】
図１８は、実施の形態４に従う通信接続形態を示す図である。具体的には、図１８では、セル群４００が４つの変換器セル１によって構成される例が示されているが、変換器セル１の個数はこの例に限られず、２または３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。４つの変換器セル１は、それぞれセル♯１～♯４とも称される。
【0155】
図１８の例では、制御装置５０Ｃと、セル群４００との間の距離が“Ｒ１”として示されている。典型的には、距離Ｒ１は、制御装置５０Ｃと、セル群４００のうちの最上流のセル＃１との距離である。より詳細には、距離Ｒ１は、制御装置５０Ｃの通信ポート５６と、セル＃１の通信ポート８１とを接続する光ファイバケーブルの長さである。４つのセル＃１～＃４の各々は、通信ポート８１と、セル制御部２７と、変換回路２１とを含む。
【0156】
制御装置５０Ｃおよび４つのセル＃１～＃４は、リング状のデイジーチェーン型のネットワーク５６０を介して接続される。具体的には、制御装置５０Ｃの通信ポート５６はセル＃１の通信ポート８１に接続される。セル＃１の通信ポート８１はセル＃２の通信ポート８１にさらに接続される。セル＃２～＃４についても同様である。したがって、通信フレーム６１は、ネットワーク５６０を介して、制御装置５０Ｃ、セル＃１、セル＃２、セル＃３、セル＃４、制御装置５０Ｃの順に伝送される。
【0157】
セル＃１のセル制御部２７は、通信フレーム６１に含まれる制御指令を取り出し、当該制御指令に基づいてゲート信号を生成し、当該ゲート信号を変換回路２１に出力（送信）する。セル＃２～＃４についても同様である。
【0158】
図１９は、実施の形態４に従う通信方式を説明するための図である。図１９に示す通信方式は、図７に示す通信方式と概ね同様であるため、簡単に記載する。以下の各セル＃１～＃４における処理は、対応するセル制御部２７により実行される。また、実施の形態４において、個数Ｎｏｗｎは、制御装置５０Ｃからネットワーク５６０に送信された通信フレーム６１が自変換器セルに到達するまでに経由した変換器セルの数を示す。
【0159】
時刻ｔｆにおいて、制御装置５０Ｃは、通信ポート５６を介して、ネットワーク５６０への通信フレーム６１の送信を開始する。時刻ｔｆから遅延時間Ｄｈ１後の時刻ｔ１において、セル＃１は、通信フレーム６１の受信を開始する。
【0160】
セル＃１は、時刻ｔ１から時間Ｄｐ後の時刻ｔ２において、次のセル＃２への通信フレーム６１の送信を開始する。実施の形態４に従う時間Ｄｐは、セル＃１が、上流の装置（この場合、制御装置５０Ｃ）から通信フレーム６１の受信を開始してから、下流の装置（この場合、セル＃２）へ通信フレーム６１の送信を開始するまでの遅延時間である。
【0161】
セル＃１は、通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎが示す“０”を“１”にカウントアップして、“１”を示す個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１を次のセル＃２に送信する。時刻ｔ２において、セル＃２は、セル＃１からの通信フレーム６１の受信を開始する。各セルは隣接配置されており、各セル間の通信距離が短い。そのため、各セル間の通信遅延時間は実質的に０とみなすことができる。
【0162】
セル＃２は、個数Ｎｏｗｎを“１”から“２”にカウントアップする。時刻ｔ３において、セル＃２は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１をセル＃３に送信する。セル＃３は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“２”から“３”にカウントアップする。時刻ｔ４において、セル＃３は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１をセル＃４に送信する。
【0163】
セル＃４は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎを“３”から“４”にカウントアップする。時刻ｔ５において、セル＃４は、カウントアップ後の個数Ｎｏｗｎを含む通信フレーム６１を制御装置５０Ｃに送信する。時刻ｔ６において、制御装置５０Ｃは、当該通信フレーム６１を受信する。
【0164】
次に、変換回路２１に対して送信されるゲート信号の送信タイミングについて説明する。各セル＃１～４のセル制御部２７からのゲート信号の送信タイミングを合わせるために、制御装置５０Ｃは、通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘを設定する。
【0165】
制御装置５０Ｃとセル群４００との初回通信時において、通信フレーム６１が上記の流れに沿って送信される。初回通信時においては、各セル制御部２７からゲート信号は送信されない。
【0166】
制御装置５０Ｃは、セル＃４から受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｏｗｎ（すなわち、“４”）を個数Ｎｍａｘとして設定する。制御装置５０Ｃは、設定した個数Ｎｍａｘを含む通信フレーム６１をネットワーク５６０に送信する。
【0167】
セル＃１は、受信した通信フレーム６１に含まれる個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎに基づいて、ゲート信号の送信タイミングを調整する。具体的には、セル＃１は、“Ｎｍａｘ－（Ｎｏｗｎ＋１）”で演算される個数Ｎａｄを算出する。この場合、“Ｎａｄ＝３”となる。セル＃１は、ゲート信号の送信タイミングの調整期間として、“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝３）”を設定する。これにより、セル＃１において、ゲート信号を送信するために必要な規定処理が開始されるタイミングは、通信フレーム６１の受信終了後から調整期間経過後の時刻ｔｘとなる。セル＃１は、時刻ｔｘから時間Ｄｙ後の時刻ｔｇにおいて、ゲート信号を変換回路２１に送信（出力）する。
【0168】
上記の規定処理は、例えば、通信フレーム６１に含まれる制御指令を取り出す処理、取り出した制御指令に基づいてゲート信号を生成する処理等を含む。規定処理の処理時間を示す時間Ｄｙは固定値に設定され、各変換器セルにおいて共通である。
【0169】
セル＃２は、調整期間として“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝２）”を設定する。これにより、セル＃２において規定処理が開始されるタイミングは時刻ｔｘとなるため、セル＃２においても、ゲート信号の送信タイミングは時刻ｔｇとなる。同様に、セル＃３は、調整期間として“Ｄｐ×Ｎａｄ（＝１）”を設定する。セル＃４は、調整期間を“０”に設定する。これにより、セル＃３，＃４においても、ゲート信号の送信タイミングは時刻ｔｇとなる。
【0170】
上記のように、各セルが通信フレーム６１の受信を終了してから、変換回路２１にゲート信号を送信するまでの期間は、調整期間（すなわち、“Ｄｐ×Ｎａｄ”に対応する期間）と、規定処理を実行する処理期間（すなわち、時間Ｄｙに対応する期間）とを含む。
【0171】
各セル＃１～＃４は、個数Ｎａｄを利用して、各セル＃１～＃４の間で生じる時間Ｄｐの差分を考慮して調整期間を設定する。例えば、複数のセル＃１～＃４のうちの１のセルが受信した個数Ｎｏｗｎが示す数がｋ（ただし、ｋは０以上の整数）であり、他のセルが受信した個数Ｎｏｗｎが示す数がｍ（ただし、ｍはｋよりも大きい整数）である場合、当該１のセルにおける調整期間は、他のセルにおける調整期間よりも長くなる。具体的には、１のセルにおける調整期間と、他のセルにおける調整期間との差分時間は、固定時間（例えば、時間Ｄｐ）の（ｍ－ｋ）倍となる。
【0172】
上記のように、変換器セル１は、複数の変換器セル１の各々において生成されるゲート信号が同時に送信されるように、個数Ｎｍａｘおよび個数Ｎｏｗｎに基づいて、自変換器セルにおいて生成されるゲート信号の送信タイミングを調整する。変換器セル１は、当該調整された送信タイミングに従って、自変換器セルにゲート信号を送信する。これにより、各変換回路２１に送信されるゲート信号の送信タイミングを一致させることができる。したがって、各変換回路２１へのゲート信号の到達時間が一致するため、変換器セル１の制御のばらつきを防止して高い制御性能を維持することができる。
【0173】
ここでは、実施の形態１の通信接続形態をベースとして上述した実施の形態４を説明したが、実施の形態２，３の通信接続形態をベースとして実施の形態４を適用する構成であってもよい。例えば、実施の形態２と同様に、制御装置５０Ｃとセル群４００とを接続するネットワークが、通信フレームが互いに逆方向に周回する２つのネットワークに二重化されていてもよい。実施の形態３と同様に、制御装置５０Ｃが、セル群４００および他のセル群と通信する構成であってもよい。これらの場合、実施の形態２および３において各ＨＵＢで実行される処理は、典型的には、実施の形態４に従う各変換器セル１のセル制御部２７により実行される。これにより、各変換回路２１に送信されるゲート信号の送信タイミングを一致させる。
【0174】
その他の実施の形態．
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。
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。
【0175】
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】
【0176】
１ 変換器セル、２ 交流回路、３ 変圧器、４ 直流回路、５ 指令生成装置、６ 電力変換器、７ａ，７ｂ リアクトル、８ｕ，８ｖ，８ｗ レグ回路、９ａ，９ｂ アーム電流検出器、１０ 交流電圧検出器、１１ａ，１１ｂ 直流電圧検出器、１３ｎｕ～１３ｎｗ 負側アーム、１３ｐｕ～１３ｐｗ 正側アーム、１５ 交流電流検出器、２１ 変換回路、２２Ａ，２２Ｂ スイッチング素子、２３Ａ，２３Ｂ ダイオード、２４ 蓄電素子、２５ 電圧検出器、２７ セル制御部、２８ バイパススイッチ、３０，３０Ａ 中継装置、３１，３２ 上ポート、３５ 下ポート、５０，５０Ａ～５０Ｃ 制御装置、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、３００，３００Ａ 中継装置群、４００ セル群、５１０～５４０，５６０ ネットワーク。
【要約】
電力変換装置（１００）は、電力変換器（６）と、制御装置（５０）と、複数の中継装置（３０）とを備える。制御装置（５０）は、リング状のネットワーク（５１０）を介して、通信フレーム（６１）を複数の中継装置（３０）に送信する。複数の中継装置（３０）の各々は、通信フレーム（６１）が自中継装置（３０）に到達するまでに経由した中継装置（３０）の数に関する第１情報と、第１情報が示す数の最大値を示す第２情報と、複数の変換器セル（１）を制御するための制御指令とを含む通信フレーム（６１）を受信し、複数の中継装置（３０）から制御指令が同時に送信されるように、第１情報と第２情報とに基づいて、自中継装置（３０）における制御指令の送信タイミングを調整し、調整された送信タイミングに従って、自中継装置（３０）に接続された１以上の変換器セル（１）に制御指令を送信する。
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】