特許 7618842 電力変換装置及びプログラム

(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】2025-01-10

(45)【発行日】2025-01-21

(54)【発明の名称】電力変換装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20250114BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 R

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023567410

(86)(22)【出願日】2021-12-15

(86)【国際出願番号】 JP2021046383

(87)【国際公開番号】W WO2023112231

(87)【国際公開日】2023-06-22

【審査請求日】2024-05-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 雪菜

(72)【発明者】

【氏名】河内 駿介

(72)【発明者】

【氏名】工藤 悠生

(72)【発明者】

【氏名】坂内 容子

(72)【発明者】

【氏名】鳥羽 廣次

(72)【発明者】

【氏名】三ッ本 憲史

(72)【発明者】

【氏名】竹田 大輔

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－０８６５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２４９７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源から出力された直流電力を交流電力に変換して出力する変換部と、
前記変換部からの出力電圧の振幅及び位相を所定の設定値に維持する系統形成制御により前記出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第１変調指令を生成する系統形成制御部と、
前記出力電圧の振幅及び位相を所定の電力系統の電圧である系統電圧の振幅及び位相に追従させる系統追従制御により前記出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第２変調指令を生成する系統追従制御部と、
前記第１変調指令又は前記第２変調指令に基づいて前記出力電圧の振幅及び位相を変化させる変調部と、
前記第１変調指令又は前記第２変調指令のどちらか一方が前記変調部に入力されるように前記変調部への入力を切り替える切替部と、
前記変調部への入力が前記第２変調指令から前記第１変調指令に切り替えられる前に、前記第１変調指令の目標振幅と前記系統電圧の振幅との差分が閾値以下となり、且つ前記第１変調指令の目標周波数と前記系統電圧の周波数との差分が閾値以下となり、且つ前記第１変調指令の目標位相と前記系統電圧の位相との差分が閾値以下となるように、前記第１変調指令を補正する同期調整部と、
を備える電力変換装置。

【請求項2】

前記同期調整部は、
前記目標振幅と前記系統電圧の振幅との差分が大きいほど前記目標振幅に対する補正量が大きくなる振幅補正信号を生成する電圧調整部と、
前記目標周波数と前記系統電圧の周波数との差分が大きいほど前記目標周波数に対する補正量が大きくなる周波数補正信号を生成する周波数調整部と、
を含み、
前記第１変調指令は、前記振幅補正信号及び前記周波数補正信号に基づいて補正される、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記周波数調整部は、前記目標周波数に対する補正量が０以外の値となるように前記周波数補正信号を生成する、
請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

電源から出力された直流電力を交流電力に変換して出力する変換部を制御する情報処理装置に、
前記変換部からの出力電圧の振幅及び位相を所定の設定値に維持する系統形成制御により前記出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第１変調指令を生成する処理と、
前記出力電圧の振幅及び位相を所定の電力系統の電圧である系統電圧の振幅及び位相に追従させる系統追従制御により前記出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第２変調指令を生成する処理と、
前記第１変調指令又は前記第２変調指令に基づいて前記出力電圧の振幅及び位相を変化させる処理と、
前記出力電圧の振幅及び位相を変化させる変調部に前記第１変調指令又は前記第２変調指令のどちらか一方が入力されるように前記変調部への入力を切り替える処理と、
前記変調部への入力が前記第２変調指令から前記第１変調指令に切り替えられる前に、前記第１変調指令の目標振幅と前記系統電圧の振幅との差分が閾値以下となり、且つ前記第１変調指令の目標周波数と前記系統電圧の周波数との差分が閾値以下となり、且つ前記第１変調指令の目標位相と前記系統電圧の位相との差分が閾値以下となるように、前記第１変調指令を補正する処理と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電力変換装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、再生可能エネルギーを利用した発電機、蓄電池等の電源から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ電源の利用が進められている。インバータ電源の制御方式として、系統形成（ＧＦＭ:Grid Forming）型及び系統追従（ＧＦＬ：Grid Following）型が知られている。系統形成型の制御（以下、ＧＦＭ制御と記載する）は、インバータ電源の出力電圧の振幅及び位相を所定の設定値に維持する制御である。系統追従型の制御（以下、ＧＦＬ制御と記載する）は、インバータ電源の出力電圧の振幅及び位相を所定の電力系統の電圧の振幅及び位相に追従させる制御である。上記のようなＧＦＭ制御及びＧＦＬ制御は、インバータ電源の使用状況等に応じて切り替えられる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１５／０７０４９３号

【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、従来技術においては、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え時に出力電圧の位相や振幅が大きく変動し、インバータ電源の動作が不安定になる可能性がある。

【0005】

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、制御方式の切り替え時における安定性を向上させることが可能な電力変換装置及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の電力変換装置は、変換部と、系統形成制御部と、系統追従制御部と、変調部と、切替部と、同期調整部とを備える。変換部は、電源から出力された直流電力を交流電力に変換して出力する。系統形成制御部は、変換部からの出力電圧の振幅及び位相を所定の設定値に維持する系統形成制御により出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第１変調指令を生成する。系統追従制御部は、出力電圧の振幅及び位相を所定の電力系統の電圧である系統電圧の振幅及び位相に追従させる系統追従制御により出力電圧の振幅及び位相を変化させるための第２変調指令を生成する。変調部は、第１変調指令又は第２変調指令に基づいて出力電圧の振幅及び位相を変化させる。切替部は、第１変調指令又は第２変調指令のどちらか一方が変調部に入力されるように変調部への入力を切り替える。同期調整部は、変調部への入力が第２変調指令から第１変調指令に切り替えられる前に、第１変調指令の目標振幅と系統電圧の振幅との差分が閾値以下となり、且つ第１変調指令の目標周波数と系統電圧の周波数との差分が閾値以下となり、且つ第１変調指令の目標位相と系統電圧の位相との差分が閾値以下となるように、第１変調指令を補正する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態の電力システムの構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施形態の電力変換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】図３は、実施形態の電力変換装置の機能構成の一例を示すブロック図である。

【図4】図４は、実施形態のＧＦＭ制御部における処理の一例を示す制御ブロック図である。

【図5】図５は、実施形態の同期調整部における処理の一例を示す制御ブロック図である。

【図6】図６は、実施形態の電力変換装置のＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え時における処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。

【0009】

図１は、実施形態の電力システム１の構成の一例を示すブロック図である。電力システム１は、インバータ電源１１、変圧器１２、及び電力系統１３を含む。電力システム１は、例えば、インバータ電源１１等の複数の電源を含む分散電源を利用して自立した電力系統１３を構成する、いわゆるマイクログリッドシステム等であり得る。

【0010】

インバータ電源１１は、電源２０及び電力変換装置２１を含む。電源２０は、直流電力を出力するユニットであり、例えば、再生可能エネルギー（例えば太陽光、風力等）を利用した発電機、蓄電池等であり得る。電力変換装置２１は、電源２０から出力される直流電力を交流電力に変換して出力する装置である。なお、１つの電力変換装置２１に複数の電源２０が接続されてもよい。

【0011】

本実施形態の電力変換装置２１は、出力電圧の振幅及び位相を所定の設定値を維持するＧＦＭ制御（系統形成制御）と、出力電圧の振幅及び位相を電力系統１３の電圧の振幅及び位相に追従させるＧＦＬ制御（系統追従制御）とを適宜切り替えて実行する機能を備える。

【0012】

インバータ電源１１（電力変換装置２１）から出力された交流電力は、変圧器１２により昇圧された後、電力系統１３に出力される。なお、インバータ電源１１や電力系統１３の特性によっては変圧器１２が不要となる場合がある。

【0013】

図２は、実施形態の電力変換装置２１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ここで例示する電力変換装置２１は、電力変換回路３１、高周波フィルタ回路３２、及び制御装置３３（情報処理装置の一例）を備える。

【0014】

電力変換回路３１は、電源２０から出力された直流電力を交流電力に変換する回路であり、例えば、コンバータ回路、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路等を利用して構成され得る。高周波フィルタ回路３２は、電力変換回路３１の出力に対して高周波フィルタ（ローパスフィルタ）処理を行う回路（例えばリアクトル）である。制御装置３３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ等を含み、メモリに記憶されたプログラムに従って所定の演算処理や制御処理を実行する集積回路である。制御装置３３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を利用して構成されてもよい。

【0015】

電力変換回路３１は、制御装置３３から出力される変調指令に基づいて出力電圧の振幅及び位相を変化させる。制御装置３３は、電力変換回路３１からの出力のフィードバック信号、電力系統１３の電圧に関する系統電圧情報等に基づいてＧＦＭ制御又はＧＦＬ制御を行い、電力変換装置２１からの出力電力Ｐ_ｏｕｔ（出力電圧Ｖ_Ｓ）の振幅及び位相を変化させる変調指令を生成する。ここで例示する構成においては、制御装置３３は、高周波フィルタ回路３２を流れるリアクトル電流Ｉ_Ｌ、高周波フィルタ回路３２からの出力電流Ｉ_Ｓ、高周波フィルタ回路３２からの出力電圧Ｖ_Ｓ等に基づいて有効電力及び無効電力を算出する。

【0016】

また、本実施形態の制御装置３３は、ＧＦＭ制御とＧＦＬ制御とを所定の条件に応じて切り替える機能、ＧＦＬ制御からＧＬＭ制御への切り替え時における安定性の向上（例えば出力電圧の急変動の抑制等）を図るために変調指令を補正する機能等を有する。

【0017】

図３は、実施形態の電力変換装置２１の機能構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の電力変換装置２１は、変換部１０１、ＧＦＭ制御部１０２（系統形成制御部）、ＧＦＬ制御部１０３（系統追従制御部）、変調部１０４、及び切替部１０５を備える。これらの機能的構成要素１０１～１０５は、例えば、図２に例示したようなハードウェア要素と、制御装置３３を制御するプログラム等のソフトウェア要素との協働により構成され得る。

【0018】

変換部１０１は、電源２０から出力された直流電力を交流電力に変換した出力電力（有効出力電力）Ｐ_ｏｕｔを出力する。このとき、変換部１０１からの出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相は、変調部１０４により調整される。

【0019】

ＧＦＭ制御部１０２は、出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相を所定の設定値に維持するＧＦＭ制御を実行し、当該ＧＦＭ制御により出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相を変化させるための第１変調指令を生成する。ＧＦＬ制御部１０３は、出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相を所定の電力系統（例えば電力系統１３）の電圧（系統電圧）の振幅及び位相に追従させるＧＦＬ制御を実行し、当該ＧＦＬ制御により出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相を変化させるための第２変調指令を生成する。

【0020】

切替部１０５は、所定の制御機構から出力される切替信号に応じて、第１変調指令又は第２変調指令のどちらか一方が変調部１０４に入力されるように、変調部１０４への入力を切り替える。変調部１０４は、第１変調指令又は第２変調指令に基づいて、出力電圧Ｖ_Ｓの振幅及び位相を変化させる。

【0021】

本実施形態のＧＦＭ制御部１０２は、電圧制御部１１１、位相制御部１１２、及び同期調整部１１３を備える。

【0022】

電圧制御部１１１は、ＧＦＭ制御により演算される出力電圧Ｖ_Ｓの振幅の目標値を示す振幅指令を生成する。位相制御部１１２は、ＧＦＭ制御により演算される出力電圧Ｖ_Ｓの位相の目標値を示す位相指令を生成する。第１変調指令は、電圧制御部１１１により生成された振幅指令と位相制御部１１２により生成された位相指令とに基づいて生成される。

【0023】

同期調整部１１３は、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御に切り替わる際に、出力電圧Ｖ_Ｓの変動が抑制されるように第１変調指令を補正する。本実施形態の同期調整部１１３は、変調部１０４への入力が第２変調指令から第１変調指令に切り替えられる前に、第１変調指令の目標振幅と系統電圧の振幅との差分が閾値以下となり、且つ第１変調指令の目標周波数と系統電圧の周波数との差分が閾値以下となり、且つ第１変調指令の目標位相と系統電圧の位相との差分が閾値以下となるように、第１変調指令を補正する。

【0024】

図４は、実施形態のＧＦＭ制御部１０２における処理の一例を示す制御ブロック図である。電圧制御部１１１において、無効電力指令値Ｑ_ｒｅｆから無効電力出力値Ｑ_ｏｕｔを減算した値に対するＱ－Ｖドループ制御により、振幅指令オフセット値Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}を演算する。基準振幅設定値Ｖ_ｓｅｔ、振幅指令オフセット値Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}、及び後述する振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒ（振幅補正信号の一例）を加算した第１振幅設定値Ｖ_１を演算する。第１振幅設定値Ｖ_１からｄ軸系統振幅Ｖ_ｓｄを減算した値に対する自動電圧調整処理（ＡＶＲ：Automatic Voltage Regulator）により第２振幅設定値Ｖ_２を演算する。第１振幅設定値Ｖ_１と第２振幅設定値Ｖ_２とを加算することにより、ｄ軸の振幅指令としてのインバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆ（目標振幅の一例）を演算する。また、ｑ軸の振幅指令としてのインバータ出力ｑ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆは、通常時（例えばＧＦＭ制御が所定の安定状態で実行されているとき）には０となる。

【0025】

位相制御部１１２において、有効電力指令値Ｐ_ｒｅｆから有効電力出力値Ｐ_ｏｕｔを減算した値に対するＰ－ｆドループ制御又はＶＳＧ（Virtual Synchronous Generator）制御により周波数ω_１を演算する。周波数ω_１と後述する周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒ（周波数補正信号の一例）とを加算した値と、インバータ出力電圧周波数の基準周波数ω_０との偏差Δω_ｍを演算する。偏差Δω_ｍと基準周波数ω_０とを加算したインバータ出力電圧周波数ω_ｍ（目標周波数の一例）を積分要素の伝達関数１／Ｓで積分することにより、位相指令としてのインバータ出力電圧位相θ_ＧＦＭ（目標位相の一例）を演算する。ここで、ｓはラプラス演算子である。

【0026】

インバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆ、インバータ出力ｑ軸振幅指令値Ｖ_ｑｒｅｆ、及びインバータ出力電圧位相θ_ＧＦＭに基づいて、第１変調指令としてのインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}が生成される。ＧＦＬ制御部１０３は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）等を利用した所定のＧＦＬ制御により第２変調指令としてのインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}を生成する。切替部１０５は、切替信号に基づいて、出力電圧Ｖ_Ｓを変調するＰＷＭ１２０への入力を、インバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}又はインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}のどちらか一方が入力されるように切り替える。

【0027】

同期調整部１１３は、系統電圧の振幅を示す系統振幅Ｖ_ｇｒｉｄ、系統電圧の周波数を示す系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄ、系統電圧の位相を示す系統位相θ_ｇｒｉｄ、及びフィードバック信号としてのインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}に基づいて、振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒ及び周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒを生成する。振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒは、ＰＷＭ１２０への入力がインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}からインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}へ切り替えられる際に、系統振幅Ｖ_ｇｒｉｄとインバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆとの差分である振幅差分が小さくなるように生成される。また、周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒは、ＰＷＭ１２０への入力がインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}からインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}へ切り替えられる際に、系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄとインバータ出力電圧周波数ω_ｍとの差分である周波数差分が小さくなるように生成される。すなわち、振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒは、振幅差分が大きいほどインバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆに対する補正量が大きくなるように生成され、周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒは、周波数差分が大きいほどインバータ出力電圧周波数ω_ｍに対する補正量が大きくなるように生成される。

【0028】

また、同期調整部１１３は、系統振幅Ｖ_ｇｒｉｄとインバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆとの差分である振幅差分が閾値以下となり、且つ系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄとインバータ出力電圧周波数ω_ｍとの差分である周波数差分が閾値以下となり、且つ系統位相θ_ｇｒｉｄとインバータ出力電圧位相θ_ＧＦＭとの差分である位相差分が閾値以下となった場合に、条件達成通知信号を切替部１１５に出力する。切替部１１５は、条件達成通知信号の受信後に、ＰＷＭ１２０への入力をインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}からインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}へ切り替える。

【0029】

図５は、実施形態の同期調整部１１３における処理の一例を示す制御ブロック図である。本実施形態の同期調整部１１３は、電圧調整部２０１及び周波数調整部２０２を備える。

【0030】

電圧調整部２０１において、系統振幅Ｖ_ｇｒｉｄからインバータ出力ｄ軸振幅指令値Ｖ_ｄｒｅｆを減算した値に対して所定の時定数Ｔ_ｃｏｒｒの一次遅れ要素の伝達関数が施される。ここで、図５中のｓはラプラス演算子である。そして、当該一次遅れ要素の伝達関数による処理後の値が振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒとなる。振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒは、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え完了後に０にリセットされる。

【0031】

周波数調整部２０２において、系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄからインバータ出力電圧周波数ω_ｍを減算した値に対して所定の定数Ｋ_{ｃｏｒｒ＿Ｐ}の比例ゲイン処理が施され、当該比例ゲイン処理後の値に対して所定の時定数Ｔ_ｃｏｒｒを用いた一次遅れ要素の伝達関数が施される。そして、当該一次遅れ要素の伝達関数による処理後の値と所定のバイアス周波数Ｆ_ｂｉａｓとの加算値が周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒとなる。周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒは、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え完了後に０にリセットされる。バイアス周波数Ｆ_ｂｉａｓを加算する処理により、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御へ切り替わる前に周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒが０になることが回避される。これにより、系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄと出力電圧Ｖ_Ｓの周波数とが一致して両者の位相差（位相差分）が変化せず、上記「位相差分が閾値以下となる」という条件が満たされなくなる不具合を回避できる。

【0032】

図６は、実施形態の電力変換装置２１のＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え時における処理の一例を示すフローチャートである。同期調整部１１３は、ＧＦＬ制御の実行中であるか（変調部１０４に第２変調指令が入力されているか）否かを判定し（Ｓ１０１）、ＧＦＬ制御の実行中でない場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。ＧＦＬ制御の実行中である場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、同期調整部１１３は、ＧＦＭ制御へ切り替える切替信号が受信されたか否かを判定し（Ｓ１０２）、ＧＦＭ制御への切替信号が受信されていない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。

【0033】

ＧＦＭ制御への切替信号が受信された場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、同期調整部１１３は、電力系統１３から取得した系統電圧情報（系統振幅Ｖ_ｇｒｉｄ、系統周波数Ｆ_ｇｒｉｄ、及び系統位相θ_ｇｒｉｄ）と第１変調指令（インバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}）とに基づいて振幅差分ΔＶ、周波数差分ΔＦ、及び位相差分Δθを算出する（Ｓ１０３）。その後、同期調整部１１３は、振幅差分ΔＶが閾値Ｔ_Ｖ以下であり、且つ周波数差分ΔＦが閾値Ｔ_Ｆ以下であり、且つ位相差分Δθが閾値Ｔ_θ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。

【0034】

振幅差分ΔＶが閾値Ｔ_Ｖ以下であり、且つ周波数差分ΔＦが閾値Ｔ_Ｆ以下であり、且つ位相差分Δθが閾値Ｔ_θ以下である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、ＧＦＬ制御からＧＬＭ制御への切り替えが実行される（Ｓ１０５）。具体的には、同期調整部１１３が条件達成通知信号を切替部１１５に出力し、切替部１１５は、条件達成通知信号を受信すると、ＰＷＭ１２０への入力をインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦL}からインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}に切り替える。

【0035】

一方、振幅差分ΔＶが閾値Ｔ_Ｖ以下であり、且つ周波数差分ΔＦが閾値Ｔ_Ｆ以下であり、且つ位相差分Δθが閾値Ｔ_θ以下であるという条件が満たされない場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、同期調整部１１３は、振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒ及び周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒを生成し（Ｓ１０６）、これらの振幅指令補正値Ｖ_ｃｏｒｒ及び周波数指令補正値Ｆ_ｃｏｒｒを用いてインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}を補正する（Ｓ１０７）。その後、補正後のインバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}に基づいてステップＳ１０３が再度実行される。

【0036】

上記実施形態によれば、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御へ切り替わる前に、振幅差分ΔＶ、周波数差分ΔＦ、及び位相差分Δθのそれぞれが閾値以下となるように、第１変調指令（インバータ出力電圧指令値Ｖ_{ｒｅｆ＿ＧＦＭ}）が補正される。これにより、ＧＦＬ制御からＧＦＭ制御への切り替え時における出力電圧の急激な変動を抑制でき、制御方式の切り替え時における安定性を向上させることができる。

【0037】

上述した実施形態の電力変換装置２１の機能を実現するためのプログラムは、主に電力変換装置２１が備える記憶装置に予め組み込んで提供されるものであるが、これに限らず、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成されてもよい。また、記憶媒体は、コンピュータ又は組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ、インターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。

【0038】

また、上記プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよく、インターネット等のネットワーク経由で提供又は配布するように構成してもよい。

【0039】

以上、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、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】

【0040】

１…電力システム、１１…インバータ電源、１２…変圧器、１３…電力系統、２０…電源、２１…電力変換装置、３１…電力変換回路、３２…高周波フィルタ回路、３３…制御装置、１０１…変換部、１０２…ＧＦＭ制御部、１０３…ＧＦＬ制御部、１０４…変調部、１０５…切替部、１１１…電圧制御部、１１２…位相制御部、１１３…同期調整部、１２０…ＰＷＭ、２０１…電圧調整部、２０２…周波数調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】