▶ アー・ベー・ベー・パワー・グリッズ・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフトの特許一覧
特表2022-547563フレキシブル相互接続デバイスおよびフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-14
(54)【発明の名称】フレキシブル相互接続デバイスおよびフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/16 20060101AFI20221107BHJP
【ＦＩ】
H02J3/16
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022515937
(86)(22)【出願日】2019-09-11
(85)【翻訳文提出日】2022-05-09
(86)【国際出願番号】 CN2019105403
(87)【国際公開番号】W WO2021046760
(87)【国際公開日】2021-03-18
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519431812
【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＳＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ ＡＧ
(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】リウ、ホー
(72)【発明者】
【氏名】ユアン、チュンミン
【テーマコード（参考）】
5G066
【Ｆターム（参考）】
5G066AA09
5G066AE09
5G066DA04
5G066FA02
5G066FB15
(57)【要約】
複数のコンバータを含むＦＩＤを制御する方法（１００）およびＦＩＤ。この方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップ（１０２）と、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップ（１０４）と、複数の電圧信号と、複数の基準電圧信号と、複数の電流信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップ（１０６）と、決定した基準有効電力値と決定した基準無効電力値とに基づいて、複数のコンバータを制御するステップ（１０８）とを含む。本明細書のこの方法により、電気通信障害の場合であっても異なるフィーダ間の平衡負荷を実現することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のコンバータを含むフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法（１００）であって、前記方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、前記複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップ（１０２）と、
前記複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、前記複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップ（１０４）と、
前記複数の電圧信号と、前記複数の基準電圧信号と、前記複数の電流信号とに基づいて、前記複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップ（１０６）と、
前記決定した基準有効電力値と前記決定した基準無効電力値とに基づいて、前記複数のコンバータを制御するステップ（１０８）とを含む、方法（１００）。
【請求項2】
前記基準有効電力値を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、
前記電圧差に基づいて有効電力の絶対値を決定するステップと、
前記絶対値を、前記絶対値に対応するソーティング符号で乗算することにより、有効電力値を計算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記有効電力の絶対値を決定するステップは、前記電圧差を比例積分器によって積分することにより、積分値を生成するステップと、
前記積分値をフィルタリングすることにより、前記有効電力の絶対値を生成するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記複数の電圧信号と前記複数の基準電圧信号とに基づいて前記ソーティング符号を生成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記ソーティング符号を生成するステップは、前記複数の電圧信号の電圧と、前記複数の基準電圧信号のうちの対応する基準電圧信号との間のそれぞれの電圧差を計算するステップと、
前記電圧差の平均値を計算するステップと、
前記電圧差のうちの１つと前記平均値との間の比率を計算するステップと、
それぞれの前記比率についての前記ソーティング符号をヒステリシスブロックを用いて決定するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記比率についての前記ソーティング符号を前記ヒステリシスブロックを用いて決定するステップは、前記比率が前記ヒステリシスブロックの第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から前記第１の符号の逆である第２の符号に変更するステップと、
前記比率が前記ヒステリシスブロックの第２のヒステリシスしきい値以下の場合、前記第２の符号から前記第１の符号に変更するステップとを含み、前記第２のヒステリシスしきい値は前記第１のヒステリシスしきい値よりも低い、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の符号は、＋１であり、吸収エネルギを示し、前記第２の符号は、－１であり、出力エネルギを示す、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記基準有効電力値を決定するステップは、前記計算した有効電力値に基づいて、有効電力をディスパッチすることにより、前記複数のコンバータのそれぞれの前記基準有効電力値を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記有効電力をディスパッチすることは、前記計算した有効電力値が０よりも大きい場合、前記計算した有効電力値を前記基準有効電力値として出力することと、
前記計算した有効電力値が０よりも低い場合、共有有効電力値を前記基準有効電力値として出力することとを含み、前記共有有効電力値は、０よりも大きい前記計算した有効電力値を、０よりも低い前記計算した有効電力値の数で除算したものの合計を表す、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１のヒステリシスしきい値および前記第２のヒステリシスしきい値は、電力平衡、前記複数のコンバータの変換周波数、および前記フレキシブル相互接続デバイスの電力損失のうちの少なくとも１つに基づいて選択されるように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項11】
前記複数のコンバータの前記基準無効電力値を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと、前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとに基づいて、基準電流信号を決定するステップと、
前記複数の電流信号のうちの１つと、複数の位相角のうちの対応する１つとに基づいて、無効電流信号を決定するステップと、
前記基準電流信号と前記無効電流信号とに基づいて、前記基準無効電力値を決定するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記基準電流値を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、
前記電圧差を比例積分器によって積分することにより、前記基準電流値を生成するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記無効電流を決定するステップは、前記複数の電流信号のうちの１つと、前記複数の位相角のうちの対応する１つとに、パーク変換を適用することにより、前記無効電流値を生成するステップを含む、請求書１０に記載の方法。
【請求項14】
前記複数の基準電圧信号は、グリッドコードによって規定された公称電圧、または、変圧器の二次側の電圧を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサ（６０１）を備えるフレキシブル相互接続デバイス（１０）。
【請求項16】
請求項１５に記載のフレキシブル相互接続デバイスを備える電子システム（１）。
【請求項17】
記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いて請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを提供することを含む、フレキシブル相互接続デバイス（１０）を製造する方法。
【請求項18】
１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納するコンピュータ読取可能記憶媒体（６０８）であって、前記１つ以上のプログラムは、請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するための命令を含む、コンピュータ読取可能記憶媒体（６０８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態の例は、概して電気分野に関し、より具体的にはフレキシブル相互接続デバイス（ＦＩＤ：flexible interconnection device）およびフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
背景
再生可能エネルギの発展および増加し続ける電力消費に伴い、従来の配電網は、ますます複雑化し、電圧逸脱、低い力率、および異なるフィーダ間の不均衡な負荷分散等の、増加する課題に直面している。
再生可能エネルギの発展および増加し続ける電力消費に伴い、従来の配電網は、ますます複雑化し、電圧逸脱、低い力率、および異なるフィーダ間の不均衡な負荷分散等の、増加する課題に直面している。
【0003】
他方、従来の配電網は、フィーダの動作を制御するために複雑で迅速な電気通信を必要とする。電気通信障害の場合、フィーダは制御センターから制御されなくなり重大な問題を引き起こす可能性がある。
【0004】
上記課題のうちの少なくとも１つを解決するために、さまざまな方策が提案されてきた。「Verification of control method for a loop distribution system using a loop power flow controller（ループ潮流コントローラを使用するループ配電システムの制御方法の検証）」、 N. Okada, Proc. IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, 2006, pp. 2116-2123は、スタンドアロン制御システムを用いた２端子「ループフローコントローラ（ＬＰＣ：loop flow controller）」を提案している。スタンドアロン制御システムは、ローカル電圧を用いた有効電力フローおよび無効電力制御方法に基づいて実現される。しかしながら、スタンドアロン制御システムは、非常に複雑な計算を必要とし、膨大な計算リソースおよびコストを要し、２端子システムに限定される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
概要
本開示の実施形態の例は、ＦＩＤの制御の解決策を提案する。
本開示の実施形態の例は、ＦＩＤの制御の解決策を提案する。
【0006】
第１の局面において、複数のコンバータを含むＦＩＤを制御する方法が提供される。この方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップと、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップと、複数の電圧信号と、複数の基準電圧信号と、複数の電流信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップと、決定した基準有効電力値と決定した基準無効電力値とに基づいて、複数のコンバータを制御するステップとを含む。
【0007】
第２の局面において、ＦＩＤが提供される。このＦＩＤは、第１の局面の方法を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを備える。
【0008】
第３の局面において、電子システムが提供される。この電子システムは、第２の局面のＦＩＤを備える。
【0009】
第４の局面において、フレキシブル相互接続デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いて第１の局面の方法を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを提供することを含む。
【0010】
第５の局面において、複数のコンバータを含むＦＩＤの１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納するコンピュータ読取可能記憶媒体が提供される。この１つ以上のプログラムは、第１の局面の方法を実行するための命令を含む。
【0011】
本開示の実施形態に従い、本開示の実施形態に係る解決策は、電気通信障害の場合であっても、異なるフィーダ間で平衡した負荷を実現することができる。
【0012】
添付の図面を参照する以下の詳細な説明を通して、本明細書に開示される実施形態の例の上記およびその他の目的、特徴ならびに利点は、一層理解しやすくなるであろう。図面において、本明細書に開示されるいくつかの実施形態の例は、一例として非限定的に示される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示のいくつかの実施形態の例に係る、電気システムを示す図である。
【図4】本開示のいくつかの実施形態の例に係る、ＦＩＤを制御する方法を示す図である。
【図5】本開示のいくつかの実施形態の例に係る、ＦＩＤを製造する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図面全体を通して、同一または対応する参照符号は同一または対応する部分を示す。
詳細な説明
以下、本明細書に記載の主題が、いくつかの実施形態の例を参照しながら説明される。これらの実施形態は、本明細書に記載の主題の範囲に対する何らかの限定を示唆するためではなく、当業者が上記主題をより適切に理解しそうすることによってこの主題を実現することを可能にすることのみを目的として、説明される。
詳細な説明
以下、本明細書に記載の主題が、いくつかの実施形態の例を参照しながら説明される。これらの実施形態は、本明細書に記載の主題の範囲に対する何らかの限定を示唆するためではなく、当業者が上記主題をより適切に理解しそうすることによってこの主題を実現することを可能にすることのみを目的として、説明される。
【0015】
「備える」または「含む」という用語およびその変形は、「含むがそれに限定されない」ことを意味するオープンな用語と理解されねばならない。「または」という用語は、文脈上特に明記されていない限り、「および／または」と理解されねばならない。「～に基づく」という用語は、「～に少なくとも一部基づく」と理解されねばならない。「～するように動作可能」という用語は、ユーザまたは外部機構によって引き起こされる動作により実現可能な機能、作用、動きまたは状態を意味する。「一実施形態」および「ある実施形態」という用語は、「少なくとも１つの実施形態」と理解されねばならない。「別の実施形態」という用語は、「少なくとも１つの他の実施形態」と理解されねばならない。
【0016】
特に指定または限定されない限り、「装着される」、「接続される」、「支持される」、および「結合される」という用語ならびにこれらの変形は、広い範囲で使用され、直接的および間接的な装着、接続、支持、および結合を含む。さらに、「接続される」および「結合される」は物理的または機械的な接続または結合に限定されない。以下の説明において、同様の参照番号および名称は、図面における同一、同様、または対応する部分を説明するために用いられる。その他の明示的および暗示的な定義が以下に含まれている可能性がある。
【0017】
先に述べたように、従来の配電網は、電圧逸脱、低い力率、および異なるフィーダ間の不平衡な負荷分散等の課題に直面している。加えて、従来の配電網は、グローバル制御センターと各種フィーダとの間の電気通信を必要とする。電気通信障害の場合、フィーダは制御センターから制御されなくなり重大な問題を引き起こす可能性がある。スタンドアロン方式が提案されているが、この方式は非常に複雑な計算、コスト、および計算リソースを必要とする。
【0018】
図１は、本開示のいくつかの実施形態の例に係る、電気システム１を示す。電気システム１は、３つの交流（ＡＣ）源ＡＣ１、ＡＣ２およびＡＣ３を含む。３つのＡＣ源は、電力を供給する３つのフィーダとみなすことができる。３つのＡＣ源は、それぞれ３つの変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３に結合される。
【0019】
３つの変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の各々は、一次側および二次側を含み、一次側における第１の電圧から二次側における第２の電圧に変換するためのものである。３つの変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３は、それぞれ３つの負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３に接続される。各負荷分岐は、この負荷分岐に結合された複数の負荷を有する。
【0020】
図１において、３つの負荷Ｌ１１、Ｌ１２およびＬ１３が負荷分岐Ｌ１に接続され、２つの負荷Ｌ２１およびＬ２２が負荷分岐Ｌ２に接続され、４つの負荷Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３およびＬ３４が負荷分岐Ｌ３に接続されている。一例において、負荷Ｌ１１、Ｌ１２およびＬ３は商用負荷であってもよく、負荷Ｌ２１およびＬ２２は住宅用負荷であってもよく、負荷Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３およびＬ３４は工業用負荷であってもよい。
【0021】
負荷分岐には異なる数の負荷が示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。一例において、負荷分岐の負荷の数は、任意の数とすることができる。
【0022】
図１には３つのＡＣ源ＡＣ１、ＡＣ２およびＡＣ３が示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。一例において、電気システム１は、２つのまたは４つ以上のＡＣ源を含み得る。この場合、変圧器および負荷分岐は、対応するＡＣの各々に適合するようにされてもよい。
【0023】
別の例において、すべての負荷分岐に対してＡＣ源が１つのみ存在する。この場合、複数の変圧器が異なる電源を提供する役割を果たし得る。たとえば、変圧器の二次側は、９．５ｋＶ～１０．５ｋＶ等の異なる電圧間で調整されてもよい。
【0024】
負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、ＦＩＤ１０に結合される。本明細書において、ＦＩＤは、フィーダを電気システムに組み込むまたはフィーダを電気システムから取り除くことができるよう、フィーダに結合された任意の数の分岐を含むようにフレキシブルに拡張可能なデバイスを意味する。
【0025】
ＦＩＤ１０は、コンバータユニット１２と制御装置２０とを含み得る。コンバータユニット１２は、負荷分岐に対応する複数のコンバータを含み得る。ＦＩＤ１０は、複数の分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを検知する少なくとも１つのセンサ（図示せず）を含み得る。
【0026】
別の例において、ＦＩＤ１０は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを、外部センサから受けてもよい。
【0027】
図１の例において、コンバータユニット１２は３つのコンバータ１４、１６および１８を含む。コンバータ１４、１６および１８は、電力をこれらの間で分配できるように互いに結合される。
【0028】
コンバータ１４、１６および１８は、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する、またはＤＣ電圧をＡＣ電圧に変換するために独立して動作してもよく、制御装置２０の制御に従ってエネルギを吐き出すまたは吸い込むために独立して動作してもよい。
【0029】
コンバータユニット１２は、図１ではＦＩＤ１０の中にあるものとして示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。一例において、ＦＩＤ１０は、ＦＩＤ１０の外部のコンバータユニットを含み得る。
【0030】
一例において、制御装置２０は、有効電力ユニット３０と、無効電力ユニット４０と、コンバータコントローラ５０とを含み得る。有効電力ユニット３０は、複数の分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号を受けてもよく、複数の電圧信号および複数の基準電圧信号に基づいて各フィーダの有効電力を決定してもよい。
【0031】
たとえば、有効電力ユニット３０は、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３のそれぞれの電圧を示す電圧信号を受けてもよい。負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の電圧は、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３内のいずれかの場所に位置する、たとえば、変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の二次側と第１の負荷Ｌ１１、Ｌ２１およびＬ３１との間のノードに位置する、または負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３内の負荷間のノードに位置する、センサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【0032】
別の例において、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の電圧は、それぞれ、最後のノードＬ１３、Ｌ２２およびＬ３４とコンバータ１３、１６および１８との間で、センサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【0033】
一例において、複数の基準電圧信号は、グリッドコードによって規定された、１０ｋＶ等の公称電圧を表していてもよい。別の例において、複数の基準電圧信号は、変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の二次側の電圧を表していてもよい。
【0034】
次に、有効電力ユニット３０は、複数の電圧信号および複数の基準電圧信号に基づいて、コンバータ１４、１６および１８の各々の基準有効電力値を決定してもよい。この決定の詳細については以下で図２を参照しながら説明する。
【0035】
負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の電圧ならびに負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の電流は、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３内のいずれかの場所における、たとえば、変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の二次側と第１の負荷Ｌ１１、Ｌ２１およびＬ３１との間のノードにおける、または、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３内の負荷間のノードにおけるセンサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【0036】
別の例において、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、最後のノードＬ１３、Ｌ２２およびＬ３４とコンバータ１３、１６および１８との間で、センサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【0037】
一例において、複数の基準電圧信号は、１０ｋＶ等の、電力網の公称電圧を表していてもよい。別の例において、複数の基準電圧信号は、変圧器Ｔ１、Ｔ２およびＴ３の二次側の電圧を表していてもよい。
【0038】
無効電力ユニット４０は、複数の電圧信号、複数の基準電圧信号、および複数の電流信号に基づいて、コンバータ１４、１６および１８の各々の基準有効電力値を決定してもよい。この決定の詳細については以下で説明する。この決定の詳細については以下で図３を参照しながら説明する。
【0039】
コンバータコントローラ５０は、決定された基準有効電力値および決定された基準無効電力値に基づいて、電力をこれらの間で分配するようにコンバータユニット１２を制御してもよい。
【0040】
有効電力ユニット３０、無効電力ユニット４０およびコンバータコントローラ５０は、独立したものとして示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。一例において、有効電力ユニット３０と無効電力ユニット４０とコンバータコントローラ５０とが１つのユニットとして実現されてもよい。
【0041】
たとえば、有効電力ユニット３０、無効電力ユニット４０およびコンバータコントローラ５０は、コンピュータ読取可能記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムとして実現されてもよい。１つ以上のプログラムは、フレキシブル相互接続デバイス１０内の１つ以上のプロセッサ（図示せず）によって実行されるように構成される。
【0042】
別の例において、有効電力ユニット３０、無効電力ユニット４０およびコンバータコントローラ５０は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイス等のハードウェアデバイスとして実現されてもよい。
【0043】
【0044】
電圧制御ユニット３７は、複数の電圧制御分岐を含み得るものであり、電圧制御分岐の数は、負荷分岐の数に対応する。図２には３つの負荷分岐に対応する３つの電圧制御分岐が存在する。
【0045】
第１の電圧制御分岐において、第１の加算ユニット３２ａにより、第１の負荷分岐Ｌ１の電圧信号Ｖ１と、複数の基準電圧信号のうちの第１の基準電圧信号ＶＲｅｆ１との間の電圧差Ｅ１が計算される。
【0046】
第２の電圧制御分岐において、第２の加算ユニット３２ｂにより、第２の負荷分岐Ｌ２の電圧信号Ｖ２と、複数の基準電圧信号のうちの第２の基準電圧信号ＶＲｅｆ２との間の電圧差Ｅ２が計算される。
【0047】
第３の電圧制御分岐において、第３の加算ユニット３２ｃにより、第３の負荷分岐Ｌ３の電圧信号Ｖ３と、複数の基準電圧信号のうちの第３の基準電圧信号ＶＲｅｆ３との間の電圧差Ｅ３が計算される。
【0048】
次に、電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３は、それぞれ第１の比例積分器（ＰＩ：proportion integrator）３４ａ、第２のＰＩ ３４ｂおよび第３のＰＩ ３４ｃによって積分されて積分値が生成され、その後、それぞれ第１のフィルタ３６ａ、第２のフィルタ３６ｂおよび第３のフィルタ３６ｃによってフィルタリングされて、３つのコンバータの有効電力の絶対値Ｐ１、Ｐ２およびＰ３が決定される。
【0049】
第１の乗算器３８ａ、第２の乗算器３８ｂおよび第３の乗算器３８ｃが、３つの絶対値Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を、これらの絶対値に対応するそれぞれのソーティング符号（＋１／－１）で乗算することにより、３つのフィーダの有効電力値を計算する。ソーティング符号はそれぞれ＋１および－１からなる群から選択されてもよい。
【0050】
電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３は、加算器３１によって合計され、その後、電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の合計は、平均ユニット３３によって平均されて、電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の平均値ＥＡが生成される。平均値ＥＡならびに電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３は、ソーティングユニット３５に送られる。ソーティングユニット３５を適用することにより、ＦＩＤのコンバータの各々を、インバータ／整流器モードで働くように管理することができる。
【0051】
ソーティングユニット３５は、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいてソーティング符号を生成するように構成される。具体的には、ソーティングユニット３５は、平均値ＥＡと、複数の電圧信号および複数の基準電圧信号に関係付けられる電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３とに基づいて、ソーティング符号を生成するように構成される。
【0052】
一例において、ソーティングユニット３５は、フィルタ３５１と、比例ユニット３５３と、ヒステリシスブロック３５５とを含む。平均値ＥＡならびに電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３は、フィルタ３５１によってフィルタリングされてノイズが取り除かれる。別の例において、ソーティングユニット３５は、比例ユニット３５３およびヒステリシスブロック３５５のみを含みフィルタリングしないものであってもよい。
【0053】
比例ユニット３５３は、電圧差Ｅ１、Ｅ２およびＥ３と平均値ＥＡとの間のそれぞれの比率を計算するように構成される。図２の例において、比例ユニット３５３は、それぞれの比率値ＰＶ１＝Ｅ１／ＥＡ、ＰＶ２＝Ｅ２／ＥＡおよびＰＶ３＝Ｅ３／ＥＡをヒステリシスブロック３５５に出力する。
【0054】
ヒステリシスブロック３５５は、それぞれの比率についてのソーティング符号を決定するように構成される。一例において、ヒステリシスブロック３５５は、第１のヒステリシスしきい値と、第１のヒステリシスしきい値よりも低い第２のヒステリシスしきい値とを含む。比率値ＰＶ１、ＰＶ２およびＰＶ３の各々は、上記２つのヒステリシスしきい値のうちの少なくとも一方と比較される。
【0055】
ヒステリシスブロック３５５の出力Ｓ１は、比率値ＰＶ１が、ヒステリシスブロック３５５の第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から、第１の符号の逆である第２の符号に変化する。一例において、第１の符号は、＋１であり、吸収エネルギを示し、第２の符号は、－１であり、出力エネルギを示す。
【0056】
同様に、ヒステリシスブロック３５５の出力Ｓ２は、比率値ＰＶ２が、ヒステリシスブロック３５５の第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から、第１の符号の逆である第２の符号に変化し、ヒステリシスブロック３５５の出力Ｓ３は、比率値ＰＶ３が、ヒステリシスブロック３５５の第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から、第１の符号の逆である第２の符号に変化する。
【0057】
発明者らは、第１のヒステリシスしきい値と第２のヒステリシスしきい値との間のヒステリシス幅が、有効電力平衡結果（Ｐｂａｌａｎｃｅ）、コンバータ変換周波数（ｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）（インバータ／整流器動作モードから整流器／インバータ動作モードへの変換）、およびＦＩＤシステムの電力損失（Ｐｌｏｓｓ）に関係することを、見出した。一例において、ヒステリシス幅は、Ｐｂａｌａｎｃｅ、ｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ、およびＰｌｏｓｓのうちの少なくとも１つに基づいて選択されてもよい。
【0058】
以下の表１は、具体例としてのヒステリシス幅設定に対するＦＩＤシステム動作特性の一例を示す。
【0059】
【表1】
【0060】
表１は、ヒステリシス幅および関連する特性の具体例を示しているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、第１および第２のヒステリシスしきい値によって定められるヒステリシス幅は、実際の工学技術用途の仕様に応じて変化し得る。
【0061】
生成されたソーティング符号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３は、この例において、＋１および－１からなる群より独立して選択されてもよい。乗算器３８ａは、絶対値Ｐ１をソーティング符号Ｓ１で乗算することにより、第１の有効電力値Ｍ１を計算する。乗算器３８ｂは、絶対値Ｐ２をソーティング符号Ｓ２で乗算することにより、第２の有効電力値Ｍ２を計算する。乗算器３８ｃは、絶対値Ｐ３をソーティング符号Ｓ３で乗算することにより、第３の有効電力値Ｍ３を計算する。
【0062】
ディスパッチユニット３９は、３つの有効電力値Ｍ１、Ｍ２およびＭ３を受け、計算されたそれぞれの有効電力値に基づいて、有効電力をディスパッチすることにより、複数のコンバータの基準有効電力値を生成するように構成される。３つのコンバータのためのディスパッチユニット３９が図２に示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、２つのコンバータまたは５つ以上のコンバータの場合、ディスパッチユニット３９を、これらのコンバータの各々の電力をディスパッチするように、同様に構成することができる。
【0063】
図２において、ディスパッチユニット３９は、３つの有効電力値Ｍ１、Ｍ２およびＭ３に基づいて、第１のコンバータの第１の基準有効電力値Ｒ１、第１のコンバータの第２の基準有効電力値Ｒ２、および第１のコンバータの第３の基準有効電力値Ｒ３を生成してもよい。
【0064】
有効電力値は、０よりも大きい場合、この有効電力値のコンバータが他のコンバータからエネルギを吸収する必要があることを表す。他方、有効電力値は、０よりも低い場合、この有効電力値のコンバータがエネルギを他のコンバータに出力する必要があることを表す。
【0065】
図２の３つのコンバータの例において、ディスパッチユニット３９の動作原理は以下のように表すことができる。
・Ｍ１＜０、Ｍ２＞０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝－（Ｍ２＋Ｍ３）、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＜０、Ｍ２＜０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝－Ｍ３／２、Ｒ２＝－Ｍ３／２およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＜０、Ｍ２＞０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝－Ｍ２／２、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝－Ｍ２／２であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＜０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝－Ｍ１／２およびＲ３＝－Ｍ１／２であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＜０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝－（Ｍ１＋Ｍ３）およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＞０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝－（Ｍ１＋Ｍ２）である。
・Ｍ１＜０、Ｍ２＞０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝－（Ｍ２＋Ｍ３）、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＜０、Ｍ２＜０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝－Ｍ３／２、Ｒ２＝－Ｍ３／２およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＜０、Ｍ２＞０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝－Ｍ２／２、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝－Ｍ２／２であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＜０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝－Ｍ１／２およびＲ３＝－Ｍ１／２であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＜０およびＭ３＞０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝－（Ｍ１＋Ｍ３）およびＲ３＝Ｍ３であり、
・Ｍ１＞０、Ｍ２＞０およびＭ３＜０の場合、Ｒ１＝Ｍ１、Ｒ２＝Ｍ２およびＲ３＝－（Ｍ１＋Ｍ２）である。
【0066】
要約すると、ディスパッチユニット３９は、計算された有効電力値が０よりも大きい場合、計算された有効電力値を基準有効電力値として出力し、計算された有効電力値が０よりも低い場合、共有有効電力値を基準有効電力値として出力するように構成され、この共有有効電力値は、０よりも大きい計算された有効電力値を、０よりも低い計算された有効電力値の数で除算したものの合計を表す。
【0067】
上記ディスパッチアルゴリズムは３コンバータユニットについて説明されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。
【0068】
たとえば、４コンバータユニットにおいても、ディスパッチユニットは、計算された有効電力値が０よりも大きい場合、計算された有効電力値を基準有効電力値として出力し、計算された有効電力値が０よりも低い場合、共有有効電力値を基準有効電力値として出力するように構成されてもよく、この共有電力値は、０よりも大きい計算された有効電力値を、０よりも低い計算された有効電力値の数で除算したものの合計を表す。
【0069】
結果として、ディスパッチユニット３９は、コンバータコントローラ５０が、グローバル制御センターからの電気通信に頼ることなくコンバータ１４、１６および１８の動作を制御するようにして、電力を負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３間で伝送できるように、かつ、フィーダの平衡を実現できるようにしてもよい。
【0070】
電気通信障害の場合であっても、ＦＩＤ１０は、有効にかつ適切に動作することができる。加えて、本実施形態のＦＩＤ１０は、複雑な計算なしでさまざまな数のコンバータに適応する機能を有する。言い換えると、ＦＩＤ１０は、コンバータの数に関してフレキシブルであり互換性がある。
【0071】
【0072】
３つの無効電力分岐が図３に示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、無効電力ユニット４０は、２つまたは４つ以上の無効電力分岐を含んでいてもよく、その数はコンバータの数に対応する。
【0073】
第１の分岐において、第１の加算ユニット４１ａにより、第１の負荷分岐Ｌ１の電圧信号Ｖ１と、複数の基準電圧信号のうちの第１の基準電圧信号ＶＲｅｆ１との間の第１の電圧差Ｅ１を計算することができる。
【0074】
第１の負荷分岐Ｌ１の電圧信号Ｖ１および複数の基準電圧信号のうちの第１の基準電圧信号ＶＲｅｆ１は、図２のものと同一であってもよい。別の例において、第１の電圧差Ｅ１を図２の第１の加算ユニット３２ａから直接得てもよい。
【0075】
次に、第１の電圧差Ｅ１は、ＰＩ ４３ａによって積分されて、第１の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ１が生成される。第１の分岐はさらにパーク変換ユニット４５ａを含み、パーク変換ユニット４５ａは、第１の負荷分岐Ｌ１における電流を示す電流信号の３つの位相電流Ｉａ１、Ｉｂ１およびＩｃ１と、第１の位相角Ｐｈ１とを受ける。第１の位相角Ｐｈ１は、２相座標系に投影される第１の負荷分岐Ｌ１の３相ＡＣ電圧の角度を表す。
【0076】
パーク変換ユニット４５ａは、３つの位相電流Ｉａ１、Ｉｂ１およびＩｃ１と第１の位相角Ｐｈ１とに基づいて、第１の無効電流信号Ｉｑ１を生成してもよい。第１の加算器４７ａにより、第１の電流差ＣＤ１が、第１の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ１および第１の無効電流信号Ｉｑ１に基づいて計算される。次に、第１の電流差ＣＤ１は、ＰＩ ４９ａによって積分されて、第１の基準無効電力値Ｑｒｅｆ１が生成される。
【0077】
第２の分岐において、第２の加算ユニット４１ｂにより、第２の負荷分岐Ｌ２の電圧信号Ｖ２と、複数の基準電圧信号のうちの第２の基準電圧信号ＶＲｅｆ２との間の第２の電圧差Ｅ２を計算することができる。
【0078】
第２の負荷分岐Ｌ２の電圧信号Ｖ２および複数の基準電圧信号のうちの第２の基準電圧信号ＶＲｅｆ２は、図２のものと同一であってもよい。別の例において、第２の電圧差Ｅ２を図２の第２の加算ユニット３２ｂから直接得てもよい。
【0079】
次に、第２の電圧差Ｅ２は、ＰＩ ４３ｂによって積分されて、第２の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ２が生成される。第２の分岐はさらにパーク変換ユニット４５ｂを含み、パーク変換ユニット４５ｂは、第２の負荷分岐Ｌ２における電流を示す別の電流信号の３つの位相電流Ｉａ２、Ｉｂ２およびＩｃ２と、第２の位相角Ｐｈ２とを受ける。第２の位相角Ｐｈ２は、２相座標系に投影される第２の負荷分岐Ｌ２の３相ＡＣ電圧の角度を表す。
【0080】
パーク変換ユニット４５ｂは、３つの位相電流Ｉａ２、Ｉｂ２およびＩｃ２と第２の位相角Ｐｈ２とに基づいて、第２の無効電流信号Ｉｑ２を生成してもよい。第２の加算器４７ｂにより、第２の電流差ＣＤ２が、第２の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ２および第２の無効電流信号Ｉｑ２に基づいて計算される。次に、第２の電流差ＣＤ２は、第２のＰＩ ４９ｂによって積分されて、第２の基準無効電力値Ｑｒｅｆ２が生成される。
【0081】
第３の分岐において、第３の加算ユニット４１ｃにより、第３の負荷分岐Ｌ３の電圧信号Ｖ３と、複数の基準電圧信号のうちの第３の基準電圧信号ＶＲｅｆ３との間の第３の電圧差Ｅ３を計算することができる。
【0082】
第３の負荷分岐Ｌ３の電圧信号Ｖ３および複数の基準電圧信号のうちの第３の基準電圧信号ＶＲｅｆ３は、図２のものと同一であってもよい。別の例において、第３の電圧差Ｅ３を図２の第３の加算ユニット３２ｃから直接得てもよい。
【0083】
次に、第３の電圧差Ｅ３は、ＰＩ ４３ｃによって積分されて、第３の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ３が生成される。第３の分岐はさらにパーク変換ユニット４５ｃを含み、パーク変換ユニット４５ｃは、第３の負荷分岐Ｌ３における電流を示すさらに他の電流信号の３つの位相電流Ｉａ３、Ｉｂ３およびＩｃ３と、第３の位相角Ｐｈ３とを受ける。第３の位相角Ｐｈ３は、２相座標系に投影される第３の負荷分岐Ｌ３の３相ＡＣ電圧の角度を表す。
【0084】
パーク変換ユニット４５ｃは、３つの位相電流Ｉａ３、Ｉｂ３およびＩｃ３と第３の位相角Ｐｈ３とに基づいて、第３の無効電流信号Ｉｑ３を生成してもよい。第３の加算器４７ｃにより、第３の電流差ＣＤ３が、第３の基準電流信号Ｉｑｒｅｆ３および第３の無効電流信号Ｉｑ３に基づいて計算される。次に、第３の電流差ＣＤ３は、ＰＩ ４９ｃによって積分されて、第３の基準無効電力値Ｑｒｅｆ３が生成される。
【0085】
コンバータコントローラ５０は、基準無効電力値Ｑｒｅｆ１、Ｑｒｅｆ２およびＱｒｅｆ３を受け、グローバル制御センターからの電気通信に頼ることなくコンバータ１４、１６および１８を制御して、無効電力をコンバータ１４、１６および１８間で分配する。３つのコンバータ１４、１６および１８の各々に対して無効電力を分配することにより、電気システムはより効果的に動作することができる。
【0086】
ＦＩＤにおける計算ユニットは、負荷分岐の電圧および電流を検知するまたは受けることにより、コンバータの各々について基準有効電力値および基準無効電力値を決定してもよい。コンバータは、ＦＩＤから遠く離れたグローバル制御センターからの電気通信に頼ることなく、基準有効電力値および基準無効電力値に基づいて動作してもよい。
【0087】
この場合、たとえケーブル断線等の電気通信障害が発生したとしても、ＦＩＤを含む電気システムは、１つ以上の分岐負荷からの余剰電力が電気システム内の他の分岐負荷によって均等に共有されるので、安全かつ有効に動作することができる。そのため、電気システム内のフィーダ間の平衡を実現することができる。加えて、本明細書のＦＩＤは多端子システムに拡張することができ、したがって、このシステムは複雑な計算を要することなくフレキシブルに構成することができる。
【0088】
図４は、本開示のいくつかの実施形態の例に係る、ＦＩＤを制御する方法１００を示す。１０２において、ＦＩＤは、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けることができる。
【0089】
１０４において、ＦＩＤは、複数の電圧信号および複数の基準電圧信号に基づいて、複数のコンバータの各々についての基準有効電力値を決定することができる。
【0090】
１０６において、ＦＩＤは、複数の電圧信号、複数の基準電圧信号、および複数の電流信号に基づいて、複数のコンバータの各々についての基準無効電力値を決定することができる。
【0091】
１０８において、ＦＩＤは、決定された基準有効電力値および決定された基準無効電力値に基づいて、複数のコンバータを制御することができる。
【0092】
方法１００が図４に示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、図１～図３のすべての特徴は方法１００に適用可能であることを理解されたい。
【0093】
図５は、本開示のいくつかの実施形態の例に係る、ＦＩＤを製造する方法２００の一例を示す。２０２において、記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いて方法１００を実行するように構成された１つ以上のプロセッサが提供される。
【0094】
１つ以上のプロセッサが図５に示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積デバイス（ＡＳＩＣ）などのような、他の計算装置を利用して方法１００を実行してもよい。
【0095】
方法２００が図５に示されているが、これは、説明のみを目的とし、本明細書に記載の主題の範囲についての何らかの限定を示唆するものではない。たとえば、図１～図３のすべての特徴は方法２００に適用可能であることを理解されたい。
【0096】
図６は、本開示の実施形態を実現するためのデバイス６００の概略図を示す。デバイス６００は、上記システム１００であってもよい。図示のように、デバイス６００は、上記コントローラ６１０として機能することができる中央処理装置（ＣＰＵ）６０１を含む。
【0097】
ＣＰＵ６０１は、読出専用メモリ（ＲＯＭ）６０２に格納されたコンピュータプログラム命令、または記憶ユニット６０８からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６０３にロードされたコンピュータプログラム命令に基づいて、さまざまな適切な役割および処理を実行することができる。
【0098】
デバイス６００の動作に必要なさまざまな種類のプログラムおよびデータをＲＡＭ６０３に格納することもできる。ＣＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２およびＲＡＭ６０３は、バス６０４を介して互いに接続されている。バス６０４には入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイス６０５も接続されている。
【0099】
キーボードやマウスなどのような入力ユニット６０６、さまざまな種類のディスプレイおよびスピーカなどのような出力ユニット６０７、ディスクおよび光ディスクなどのような記憶ユニット６０８、ならびにネットワークカード、モデム、無線通信トランシーバなどのような通信ユニット６０９を含む、デバイス６００内の複数の構成要素が、Ｉ／Ｏインターフェイス６０５に接続されている。通信ユニット６０９は、デバイス６００がインターネット等のコンピュータネットワークおよび／またはさまざまな電気通信ネットワークを介して他のデバイスと情報／データを交換することを可能にする。
【0100】
方法１００等の上記各手順および処理は、処理ユニット６０１によって実行することもできる。たとえば、いくつかの実施形態において、方法１００は、マシン読取可能媒体たとえば記憶ユニット６０８に有形で含まれるコンピュータソフトウェアプログラムとして実現することができる。
【0101】
いくつかの実施形態において、コンピュータプログラムを、ＲＯＭ６０２および／または通信ユニット６０９を介して、部分的または完全にデバイス６００にロードおよび／または実装することができる。コンピュータプログラムがＲＡＭ６０３にロードされＣＰＵ６０１によって実行されると、上記方法４００の１つ以上のブロックにおける機能を実現することができる。
【0102】
一般的に、本開示のさまざまな実施形態は、ハードウェアもしくは専用回路、ソフトウェア、ロジック、またはその任意の組み合わせによって実現することができる。いくつかの局面はハードウェアによって実現されてもよく、他の局面はファームウェアまたはソフトウェアで実現されてもよく、このファームウェアまたはソフトウェアは、コントローラ、マイクロプロセッサまたはその他の計算装置によって実行されてもよい。
【0103】
本開示の局面はブロック図およびフローチャートとして示され説明されているか、または、その他いくつかのグラフを用いて表されているが、本明細書に記載のブロック、デバイス、システム、技術または方法は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用回路もしくはロジック、ユニバーサルハードウェア、またはコントローラもしくはその他の計算装置、または、その任意の組み合わせによって、非限定的に実現可能であることを、理解されたい。
【0104】
一例において、記憶ユニット６０８は、１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納してもよく、この１つ以上のプログラムは、方法１００を実行するための命令を含む。図１～図３のすべての特徴は方法１００に適用可能であることを理解されたい。
【0105】
以下、本明細書に記載の主題のいくつかの実装形態の例を列挙する。
アイテム１：複数のコンバータを含むフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法が提供される。この方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップと、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップと、複数の電圧信号と、複数の基準電圧信号と、複数の電流信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップと、決定した基準有効電力値と決定した基準無効電力値とに基づいて、複数のコンバータを制御するステップとを含む。
アイテム１：複数のコンバータを含むフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法が提供される。この方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップと、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップと、複数の電圧信号と、複数の基準電圧信号と、複数の電流信号とに基づいて、複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップと、決定した基準有効電力値と決定した基準無効電力値とに基づいて、複数のコンバータを制御するステップとを含む。
【0106】
アイテム２：アイテム１の方法において、基準有効電力値を決定するステップは、複数の電圧信号のうちの１つと複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、電圧差に基づいて有効電力の絶対値を決定するステップと、絶対値を、絶対値に対応するソーティング符号で乗算することにより、有効電力値を計算するステップとを含む。
【0107】
アイテム３：アイテム１または２の方法において、有効電力の絶対値を決定するステップは、電圧差を比例積分器によって積分することにより、積分値を生成するステップと、積分値をフィルタリングすることにより、有効電力の絶対値を生成するステップとを含む。
【0108】
アイテム４：アイテム１～３のいずれかの方法は、複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいてソーティング符号を生成するステップをさらに含む。
【0109】
アイテム５：アイテム１～４のいずれかの方法において、ソーティング符号を生成するステップは、複数の電圧信号の電圧と、複数の基準電圧信号のうちの対応する基準電圧信号との間のそれぞれの電圧差を計算するステップと、電圧差の平均値を計算するステップと、電圧差のうちの１つと平均値との間の比率を計算するステップと、それぞれの比率についてのソーティング符号をヒステリシスブロックを用いて決定するステップとを含む。
【0110】
アイテム６：アイテム１～５のいずれかの方法において、比率についてのソーティング符号をヒステリシスブロックを用いて決定するステップは、比率がヒステリシスブロックの第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から第１の符号の逆である第２の符号に変更するステップと、比率がヒステリシスブロックの第２のヒステリシスしきい値以下の場合、第２の符号から第１の符号に変更するステップとを含み、第２のヒステリシスしきい値は第１のヒステリシスしきい値よりも低い。
【0111】
アイテム７：アイテム１～６のいずれかの方法において、第１の符号は、＋１であり、吸収エネルギを示し、第２の符号は、－１であり、出力エネルギを示す。
【0112】
アイテム８：アイテム１～７のいずれかの方法において、基準有効電力値を決定するステップは、計算した有効電力値に基づいて、有効電力をディスパッチすることにより、複数のコンバータのそれぞれの基準有効電力値を生成するステップをさらに含む。
【0113】
アイテム９：アイテム１～８のいずれかの方法において、有効電力をディスパッチすることは、計算した有効電力値が０よりも大きい場合、計算した有効電力値を基準有効電力値として出力することと、計算した有効電力値が０よりも低い場合、共有有効電力値を基準有効電力値として出力することとを含み、共有有効電力値は、０よりも大きい計算した有効電力値を、０よりも低い計算した有効電力値の数で除算したものの合計を表す。
【0114】
アイテム１０：アイテム１～９のいずれかの方法において、第１のヒステリシスしきい値および第２のヒステリシスしきい値は、電力平衡、複数のコンバータの変換周波数、およびフレキシブル相互接続デバイスの電力損失のうちの少なくとも１つに基づいて選択されるように構成される。
【0115】
アイテム１１：アイテム１～１０のいずれかの方法において、複数のコンバータの基準無効電力値を決定するステップは、複数の電圧信号のうちの１つと、複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとに基づいて、基準電流信号を決定するステップと、複数の電流信号のうちの１つと、複数の位相角のうちの対応する１つとに基づいて、無効電流信号を決定するステップと、基準電流信号と無効電流信号とに基づいて、基準無効電力値を決定するステップとを含む。
【0116】
アイテム１２：アイテム１～１１のいずれかの方法において、基準電流値を決定するステップは、複数の電圧信号のうちの１つと複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、電圧差を比例積分器によって積分することにより、基準電流値を生成するステップとを含む。
【0117】
アイテム１３：アイテム１～１２のいずれかの方法において、無効電流を決定するステップは、複数の電流信号のうちの１つと、複数の位相角のうちの対応する１つとに、パーク変換を適用することにより、無効電流値を生成するステップを含む。
【0118】
アイテム１４：アイテム１～１３のいずれかの方法において、複数の基準電圧信号は、グリッドコードによって規定された公称電圧、または、変圧器の二次側の電圧を示す。
【0119】
アイテム１５：フレキシブル相互接続デバイス（ＦＩＤ）が提供される。このＦＩＤは、アイテム１～１４の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを備える。
【0120】
アイテム１６：電子システムが提供される。この電子システムは、アイテム１５のフレキシブル相互接続デバイスを備える。
【0121】
アイテム１７：ＦＩＤを製造する方法が提供される。このＦＩＤは、記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いて請求項１～１４の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを提供することを含む。
【0122】
アイテム１７：１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納するコンピュータ読取可能記憶媒体が提供され、この１つ以上のプログラムは、アイテム１～１４の方法のいずれかを実行するための命令を含む。
【0123】
さらに、動作は特定の順序で示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が示されている特定の順序でもしくは順番に実行されること、または示されているすべての動作が実行されることを要求するものと理解されてはならない。いくつかの状況では、マルチタスクおよび並列処理が有利な場合がある。同様に、上記説明にはいくつかの特定の実装の詳細が含まれるが、これらは、本開示の範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、むしろ、特定の実施形態に特有となり得る特徴の説明として解釈されねばならない。また、別々の実施形態の文脈で記載されているいくつかの特徴が、単一の実施形態で組み合わせて実現されてもよい。他方、単一の実施形態の文脈で記載されている各種特徴が、複数の実施形態において別々に、または任意の適切な下位の組み合わせで実現されてもよい。
【0124】
本主題は、構造的特徴および／または方法の動作に特有の表現で説明されているが、添付の請求項で規定される主題は、上記特定の特徴または動作に必ずしも限定されないことを理解されたい。むしろ、上記特定の特徴および動作は、請求項を実施する形態の例として開示されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のコンバータを含むフレキシブル相互接続デバイスを制御する方法（１００）であって、前記方法は、複数の負荷分岐のそれぞれの電圧を示す複数の電圧信号と、前記複数の負荷分岐のそれぞれの電流を示す複数の電流信号とを受けるステップ（１０２）と、
前記複数の電圧信号と複数の基準電圧信号とに基づいて、前記複数のコンバータの各々の基準有効電力値を決定するステップ（１０４）と、
前記複数の電圧信号と、前記複数の基準電圧信号と、前記複数の電流信号とに基づいて、前記複数のコンバータの各々の基準無効電力値を決定するステップ（１０６）と、
前記決定した基準有効電力値と前記決定した基準無効電力値とに基づいて、前記複数のコンバータを制御するステップ（１０８）とを含む、方法（１００）。
【請求項2】
前記基準有効電力値を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、
前記電圧差に基づいて有効電力の絶対値を決定するステップと、
前記絶対値を、前記絶対値に対応するソーティング符号で乗算することにより、有効電力値を計算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記有効電力の絶対値を決定するステップは、前記電圧差を比例積分器によって積分することにより、積分値を生成するステップと、
前記積分値をフィルタリングすることにより、前記有効電力の絶対値を生成するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記複数の電圧信号と前記複数の基準電圧信号とに基づいて前記ソーティング符号を生成するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記ソーティング符号を生成するステップは、前記複数の電圧信号の電圧と、前記複数の基準電圧信号のうちの対応する基準電圧信号との間のそれぞれの電圧差を計算するステップと、
前記電圧差の平均値を計算するステップと、
前記電圧差のうちの１つと前記平均値との間の比率を計算するステップと、
それぞれの前記比率についての前記ソーティング符号をヒステリシスブロックを用いて決定するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記比率についての前記ソーティング符号を前記ヒステリシスブロックを用いて決定するステップは、前記比率が前記ヒステリシスブロックの第１のヒステリシスしきい値以上の場合、第１の符号から前記第１の符号の逆である第２の符号に変更するステップと、
前記比率が前記ヒステリシスブロックの第２のヒステリシスしきい値以下の場合、前記第２の符号から前記第１の符号に変更するステップとを含み、前記第２のヒステリシスしきい値は前記第１のヒステリシスしきい値よりも低い、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記第１の符号は、＋１であり、吸収エネルギを示し、前記第２の符号は、－１であり、出力エネルギを示す、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記基準有効電力値を決定するステップは、前記計算した有効電力値に基づいて、有効電力をディスパッチすることにより、前記複数のコンバータのそれぞれの前記基準有効電力値を生成するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記有効電力をディスパッチすることは、前記計算した有効電力値が０よりも大きい場合、前記計算した有効電力値を前記基準有効電力値として出力することと、
前記計算した有効電力値が０よりも低い場合、共有有効電力値を前記基準有効電力値として出力することとを含み、前記共有有効電力値は、０よりも大きい前記計算した有効電力値を、０よりも低い前記計算した有効電力値の数で除算したものの合計を表す、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記第１のヒステリシスしきい値および前記第２のヒステリシスしきい値は、電力平衡、前記複数のコンバータの変換周波数、および前記フレキシブル相互接続デバイスの電力損失のうちの少なくとも１つに基づいて選択されるように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項11】
前記複数のコンバータの前記基準無効電力値を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと、前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとに基づいて、基準電流信号を決定するステップと、
前記複数の電流信号のうちの１つと、複数の位相角のうちの対応する１つとに基づいて、無効電流信号を決定するステップと、
前記基準電流信号と前記無効電流信号とに基づいて、前記基準無効電力値を決定するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記基準電流信号を決定するステップは、前記複数の電圧信号のうちの１つと前記複数の基準電圧信号のうちの対応する１つとの間の電圧差を計算するステップと、
前記電圧差を比例積分器によって積分することにより、前記基準電流値を生成するステップとを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記無効電流信号を決定するステップは、前記複数の電流信号のうちの１つと、前記複数の位相角のうちの対応する１つとに、パーク変換を適用することにより、前記無効電流信号を生成するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記複数の基準電圧信号は、グリッドコードによって規定された公称電圧、または、変圧器の二次側の電圧を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサ（６０１）を備えるフレキシブル相互接続デバイス（１０）。
【請求項16】
請求項１５に記載のフレキシブル相互接続デバイスを備える電子システム（１）。
【請求項17】
記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いて請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを提供することを含む、フレキシブル相互接続デバイス（１０）を製造する方法。
【請求項18】
１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納するコンピュータ読取可能記憶媒体（６０８）であって、前記１つ以上のプログラムは、請求項１～１４に記載の方法のいずれかを実行するための命令を含む、コンピュータ読取可能記憶媒体（６０８）。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0032】
別の例において、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３の電圧は、それぞれ、最後のノードＬ１３、Ｌ２２およびＬ３４とコンバータ１４、１６および１８との間で、センサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0036】
別の例において、負荷分岐Ｌ１、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ、最後のノードＬ１３、Ｌ２２およびＬ３４とコンバータ１４、１６および１８との間で、センサ（図示せず）によって収集または検知されてもよい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0121】
アイテム１７：ＦＩＤを製造する方法が提供される。この方法は、記憶媒体に格納された１つ以上のプログラムを用いてアイテム１～１４の方法のいずれかを実行するように構成された１つ以上のプロセッサを提供することを含む。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0122】
アイテム１８：１つ以上のプロセッサによって実行されるように構成された１つ以上のプログラムを格納するコンピュータ読取可能記憶媒体が提供され、この１つ以上のプログラムは、アイテム１～１４の方法のいずれかを実行するための命令を含む。
【国際調査報告】