专利名称：电力变换装置、电力网互联装置以及电力网互联系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及将来自太阳能电池或燃料电池等直流电源的电压升压或者降压之后将其变换为交流的电力变换装置、电力网互联装置(grid connection apparatus)以及电力网互联系统(grid connection system)。
背景技术：
以往，这种电力变换装置包括对来自直流电源的电压进行升压或者降压的直流-直流变换电路；将直流-直流变换电路的输出电压(以下，称作中间电压)变换为交流的直流-交流变换电路(逆变器)；和控制直流-直流变换电路以及直流-交流变换电路的控制单元。在这样的电力变换装置中存在以下问题在向直流-交流变换电路输入的输入电压(中间电压)相对于直流-交流变换电路应输出的电压的峰值不足的情况下，直流-交流变换电路的输出电流在峰值附近发生变形。另一方面，若中间电压过高，则直流-直流变换电路内的元件以及直流-交流变换电路内的元件的各自的开关损失增大，变换效率降低。因此，优选向直流-交流变换电路输入的输入电压(中间电压)，与直流-交流变换电路因直流-交流变换电路向负载(直流-交流变换电路被用作电力网互联装置的情况下的负载以及送电网)输出的电流的大小或直流-交流变换电路的元件的电压降等的影响而输出的电压的峰值相比，增大了裕度量(收到了影响的量)。另外，由于直流-交流变换电路输出的电压的峰值因负载所需的电压而上下浮动，所以电力变换装置需要考虑负载所需的电压和裕度来决定。作为这种电力变换装置的现有例子，提出了以下方式检测送电网的电压(网电压)，将网电压的峰值与预定的裕度相加而得到的值设定为中间电压的目标值。然而，中间电压和网电压的峰值之间的适当的裕度取决于在其区间存在的主电路元件的电压降、防止上下臂短路的失效时间的长度等，所以输出电流的大小、主电路元件的
偏差等发生变化。因此，在将该裕度处理为固定的专利文献1以及2所记载的电力变换装置中，不能适当地控制中间电压。在先技术文献专利文献专利文献1 JP特开平10-14112号公报专利文献2 JP特开2007-174866号公报
发明内容
第1特征所涉及的电力变换装置，具有对来自直流电源(太阳能电池1等)的输入电压(输入电压Vi)进行升压或者降压的直流-直流变换电路(升压斩波器电路幻；将上述直流-直流变换电路输出的中间电压(中间电压Vd)变换为交流的直流-交流变换电路(逆变器电路幻；和控制上述直流-直流变换电路以及上述直流-交流变换电路的控制单元(控制单元120)。上述控制单元具备电路控制部(升压斩波器控制部124)，该电路控制部按照调制度成为目标调制度的方式控制上述直流-直流变换电路，上述调制度是操作上述直流-交流变换电路的信号波(操作信号MVl)与载波(三角波信号TRI1)的振幅比。根据这样的特征，电路控制部按照信号波与载波的振幅比(调制度)成为目标调制度的方式控制直流-直流变换电路。因此，能够抑制直流-交流变换电路的输出的大小和元件特性的偏差等的影响的同时，恰当地控制中间电压。在第1特征中，电力变换装置还具备生成操作信号作为上述信号波的操作信号生成部(操作信号生成部121)；和基于由上述操作信号生成部生成的上述操作信号，设定上述中间电压的目标电压值(中间电压目标值SV2)的目标值设定部(中间电压目标值设定部12 。上述电路控制部按照上述中间电压成为上述目标电压值的方式控制上述直流-直流变换电路。根据这样的特征，基于限定调制度的操作信号来设定中间电压的目标值。由此， 能实现考虑了直流-交流变换电路的调制度的中间电压的目标值的设定，即，能在抑制直流-交流变换电路的输出的大小和元件特性的偏差等的影响的情况下实现中间电压的目标值的设定，所以能恰当地控制中间电压。在第1特征中，上述目标值设定部在上述调制度超过了上述目标调制度的情况下，增加上述目标电压值。在调制度超过目标调制度的状况下，中间电压相对于直流-交流变换电路应输出的交流电压较低，从而存在直流-交流变换电路的输出电流在峰值附近产生变形的可能性。在本特征中，在上述的情况下，通过增加中间电压的目标值，从而能避免直流-交流变换电路的输出电流在峰值附近发生变形。在第1特征中，上述目标值设定部在上述调制度超过上述目标调制度的值比规定值小的情况下，将上述目标电压值的增加幅度设定为第1增加幅度，在上述调制度超过上述目标调制度的值在规定值以上的情况下，与上述第1增加幅度相比将上述目标电压值的增加幅度设定为第2增加幅度。在调制度超过目标调制度的值在规定值以上的状况下，由于中间电压相对于直流-交流变换电路应输出的交流电压较低，所以存在直流-交流变换电路的输出电流在峰值附近大幅变形的可能性。因此，在本特征中，在上述的情况下，通过大幅增加中间电压的目标值，从而能实现迅速的对应，能避免直流-交流变换电路的输出电流在峰值附近产生变形。在第1特征中，在上述调制度没有达到上述目标调制度的情况下，减少上述目标电压值。。在调制度没有达到目标调制度的状况下，中间电压相对于直流-交流变换电路应输出的交流电压较高，从而存在直流-直流变换电路内的元件以及直流-交流变换电路内的各个元件的开关损失增大的可能性。因此，在本特征中，在上述的情况下，通过减少中间电压的目标值，从而能避免直流-直流变换电路内的元件以及直流-交流变换电路内的各个元件的开关损失增大。在第1特征中，上述直流电源是太阳能电池、燃料电池或者蓄电池。
第2特征所涉及的电力网互联装置，其具备第1特征所涉及的电力变换装置。上述电力变换装置被构成为能够将上述直流电源与送电网连接。根据这样的特征，由于采用降低了开关损失的增大和输出电流波形的变形的电力变换装置来构成电力网互联装置，所以能有助于电力网互联装置整体的高可靠化以及高效率化。第3特征所涉及的电力网互联系统具备上述直流电源和第1特征所涉及的电力变换装置。上述电力变换装置被构成为能够将上述直流电源与送电网连接。根据这样的特征，由于采用降低了开关损失的增大和输出电流波形的变形的电力变换装置来构成电力网互联系统，所以能有助于电力网互联系统整体的高可靠化以及高效率化。
图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的电力网互联装置的电力网互联系统的结构的图。图2是用于对调制度进行说明的图。图3是表示本发明的实施方式所涉及的中间电压目标值设定部的动作的流程图。 图3(a)表示每个控制周期的处理，图3(b)表示商用频率每1周期的处理。图4是用于对本发明的实施方式所涉及的控制单元的动作进行说明的波形图。图5是表示本发明的实施方式的变更例1所涉及的中间电压目标值设定部的动作的流程图。图6是表示具备本发明的变更例2所涉及的电力网互联装置的电力网互联系统的结构图。
具体实施例方式参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在实施方式中的附图中，对相同或者类似的部分表示相同或者类似的附图标记。在实施方式中，对将本发明的电力变换装置适用于太阳能发电用的电力网互联装置(功率调节器)的例子进行说明。以下，按照(1)整体概略结构、(2)主电路的结构、(3) 控制单元的结构、(4)控制单元的动作、(5)作用 效果、(6)变更例1、(7)变更例2、(8)其他的实施方式的顺序进行说明。(1)整体概略结构图1是表示具备本实施方式所涉及的电力网互联装置100的电力网互联系统的结构的图。在本实施方式中，以无变压器方式的电力网互联装置100为例进行说明。图1所示，电力网互联系统具有太阳能电池1、电力网互联装置100以及送电网 10。太阳能电池1是通过与所照射的太阳光对应的发电而输出直流电的分散型发电系统用的直流电源。电力网互联装置100将来自太阳能电池1的直流电变换为商用频率(例如50或者60Hz)的交流电。在电力网互联装置100与送电网10之间，连接有设于用户的负载(未图示)。电力网互联装置100进行从电力网互联装置100以及送电网10双方向负载提供交流电的连接运转。 电力网互联装置100具有主电路110、和控制主电路110的控制单元120。在本实施方式中，主电路Iio以及控制单元120构成电力变换装置。 主电路110具有升压斩波器电路2、与升压斩波器电路2的后级连接的逆变器电路 3、与逆变器电路3的后级连接的滤波器电路4。此外，前级是指太阳能电池1侧，后级是指送电网10侧。升压斩波器电路2通过高频开关动作始终对来自太阳能电池1的输入电压Vi进行升压。在本实施方式中，升压斩波器电路2构成直流-直流变换电路。逆变器电路3将升压斩波器电路2输出的中间电压Vd变换为交流。在本实施方式中，逆变器电路3构成直流-交流变换电路。滤波器电路4除掉逆变器电路3输出的交流电的高频分量，并将其输出到送电网 10 (以及负载)。送电网10是例如单相200V的送电网。控制单元120使用用于驱动升压斩波器电路2的驱动脉冲Gl来控制升压斩波器电路2的升压动作。控制单元120使用用于驱动逆变器电路3的驱动脉冲G2、G3来控制逆变器电路3的动作。此外，与驱动脉冲G2、G3的生成相关的控制单元120的结构也可以采用现有的电路结构。(2)主电路的结构继续参照图1，对主电路110的结构进行说明。升压斩波器电路2具有输入级电容器Cl、电抗器Li、开关元件Q1、二极管Dl以及中间级电容器C2。在本实施方式中，虽然作为开关元件Ql例示了绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)，但也可以是功率MOSFET等。输入级电容器Cl连接于正侧以及负侧的线路间，将来自太阳能电池1的输入电压 Vi平滑化。电抗器Ll设于正侧的线路上。开关元件Ql通过根据来自控制单元120的驱动脉冲Gl进行高频开关动作，由此来对输入电压Vi进行升压，控制单元120通过对驱动脉冲Gl的脉冲宽度进行调制(PWM控制)，由此来控制输入电流波形。 中间级电容器C2是用于除去中间电压Vd中包含的高频分量的部件。中间电压Vd 是中间级电容器C2的两端间的电压，并被作为升压斩波器电路2的输出电压而输出。逆变器电路3具有全桥连接的开关元件Q2、开关元件Q3、开关元件Q4以及开关元件Q5。在第1实施方式中，虽然例示了开关元件Q2 开关元件Q5作为IGBT，但也可以是功率MOS FET等。在开关元件Q2 开关元件Q5分别反并联连接了二极管。开关元件Q2 开关元件Q5分别根据来自控制单元120的驱动脉冲(未图示)进行高频开关动作。在逆变器电路3的后级连接有滤波器电路4。滤波器电路4将来自逆变器电路3 的输出中包含的高频分量除去后输出。滤波器电路4具有电抗器L2以及电容器C3。(3)控制单元的结构继续参照图1，对控制单元120的结构进行说明。控制单元120具有操作信号生成部121 ；与操作信号生成部121的输出侧连接的逆变器驱动部122以及中间电压目标值设定部123 ；与中间电压目标值设定部123的输出侧连接的升压斩波器控制部124 ；和与升压斩波器控制部124的输出侧连接的升压斩波器驱动部125。在本实施方式中，操作信号生成部121、中间电压目标值设定部123以及升压斩波器控制部1 采用数字信号处理电路或者微型计算机而构成。操作信号生成部121生成操作信号MVl，该操作信号MVl用来限定驱动逆变器电路 3的驱动脉冲G2、G3的脉冲宽度。操作信号生成部121具有减法器121a ；在减法器121a 的输出侧设置的PI控制器121b ；除法器121c ；和在除法器121c以及加法器121d的输出侧设置的加法器121d。减法器121a输入输出电流Io的检测值以及基准电流Io (ref)。在此，基准电流Io(ref)通过省略了图示的基准电流生成电路生成，表示输出电流Io的理想波形。减法器121a将输出电流Io与基准电流Io (ref)之差作为误差信号el输出。PI控制器121b输入误差信号el，通过PI控制由误差信号el生成反馈信号FB。除法器121c输入网电压Vs以及中间电压Vd，并生成表示网电压Vs与中间电压Vd之比的前馈信号FF。力口法器121d输入反馈信号ra以及前馈信号FF，将反馈信号ra与前馈信号FF的相加结果作为操作信号MVl而输出。逆变器驱动部122根据操作信号MVl来驱动逆变器电路3。逆变器驱动部122具有PWM(Pulse Width Modulation)比较器12 ；在PWM比较器12 的输出侧设置的失效时间插入电路122b ；在失效时间插入电路122b的输出侧设置的驱动器122c、驱动器122d、 驱动器12 以及驱动器122f。PWM比较器12 输入操作信号MVl以及三角波信号TRI1。 三角波信号TRIl的振幅被设定为-1到1的范围(参照图2)。PWM比较器12 对操作信号MVl与三角波信号TRIl进行比较，若操作信号MVl比三角波信号TRIl大则输出高电平的PWM信号，若操作信号MVl比三角波信号TRIl小则输出低电平的PWM信号。失效时间插入电路122b输出在来自PWM比较器12 的PWM信号插入了失效时间的具有互补关系的2 个输出的PWM信号。驱动器122c将失效时间插入电路122b输出的一个PWM信号电绝缘， 并作为驱动脉冲G2来输出。驱动脉冲G2被施加到逆变器电路3的正侧的开关元件Q2的栅极，来切换开关元件Q2的接通/断开。驱动器12 将失效时间插入电路122b输出的一个PWM信号电绝缘，并作为驱动脉冲G2'来输出。驱动脉冲G2'被施加到逆变器电路3的负侧的开关元件Q5的栅极，来切换开关元件Q5的接通/断开。驱动器122d将失效时间插入电路122b输出的另一 PWM信号电绝缘，并作为驱动脉冲G3而输出。驱动脉冲G3被施加到逆变器电路3的负侧的开关元件Q3的栅极，来切换开关元件Q3的接通/断开。驱动器 122f将失效时间插入电路122b输出的另一 PWM信号电绝缘，并作为驱动脉冲G3 ‘输出。驱动脉冲G3'被施加到逆变器电路3的正侧的开关元件Q4的栅极，来切换开关元件Q4的接通/断开。中间电压目标值设定部123基于由操作信号生成部121生成的操作信号MVl来设定中间电压目标值SV2。关于中间电压目标值设定部123的动作在后面描述。升压斩波器控制部124按照中间电压Vd成为由中间电压目标值设定部123设定的中间电压目标值SV2的方式来控制升压斩波器电路2。升压斩波器控制部IM具有减法器12 和在减法器12 的输出侧设置的PI控制器124b。减法器12 输入中间电压Vd 的检测值以及中间电压目标值SV2。减法器124a将中间电压Vd的检测值以及中间电压目标值SV2之差作为误差信号e2输出。PI控制器124b输入误差信号e2，通过PI控制由误差信号e2生成操作信号MV2。升压斩波器驱动部125根据操作信号MV2驱动升压斩波器电路2。升压斩波器驱动部125具有PWM比较器125a、和在PWM比较器12 的输出侧设置的驱动器125b。PWM比较器12 输入操作信号MV2以及三角波信号TRI2。三角波信号TRI2的振幅被设定为0到 1的范围。PWM比较器12 对操作信号MV2与三角波信号TRI2进行比较，若操作信号MV2 大于三角波信号TRI2，则输出高电平的PWM信号，若操作信号MV2小于三角波信号TRI2，则输出低电平的PWM信号。驱动器12 对PWM比较器12 输出的PWM信号进行放大等，将其作为驱动脉冲Gl输出。驱动脉冲Gl被施加到升压斩波器电路2的开关元件Ql的栅极， 切换开关元件Ql的接通/断开。图2是用于对调制度进行说明的图。用于对逆变器电路3进行驱动控制的PWM比较器12 进行将三角波信号TRIl设为载波、将操作信号MVl设为信号波的载波调制方式的脉冲宽度调制(PWM)控制。即，驱动脉冲G2、G3的脉冲宽度根据操作信号MVl的振幅来制定。操作信号MVl与三角波信号TRIl的振幅的振幅之比(MV1/TRI1)被称作调制度。在图2(a)中，0.7/1. 0 = 0. 7，由于在1以下，所以是不足调制的状态。在图2(b)中，1.2/1.0 =1. 2，由于在1以上，所以是过调制的状态。(4)控制单元的动作接下来，参照图3，对中间电压目标值设定部123的动作进行说明。图3(a)是表示每个控制周期的处理的流程图。控制周期是比商用频率1周期短的周期，例如是与20kHz对应的周期。图3(a)所示，在步骤Sll中，中间电压目标值设定部123确认由操作信号生成部 121生成的操作信号MVl的值。将操作信号MVl的值与目标调制度(士 1)比较，作为其结果，在操作信号MVl的值在士 1 (相当于调制度0 100% )的范围外的情况下(步骤Sll ；是)，在步骤S13中，中间电压目标值设定部123增加计数值ErrCoimt，换句话说，加1。这样一来，对调制度成为过调制的状态的次数进行计数。其中，与操作信号MVl的值比较的值并不限定于士 1 (对应于调制度0 100% )， 也可以是士0. 98(与相对于调制度100%具有2%的裕度的值对应)这样的值。图3(b)是表示商用频率每1周期的处理的流程图。图3(b)所示，在步骤S21中，中间电压目标值设定部123确认计数值ErrCount。
在步骤S22中，中间电压目标值设定部123将计数值ErrCoimt与下限值(在本实施方式中，为“1”)比较。其结果，在计数值ErrCoimt小于1的情况下(步骤S22;是)，在步骤S23中，中间电压目标值设定部123将其视为过度中间电压，将中间电压目标值SV2减少1个等级(例如与0. 5V对应的值)。在计数值ErrCount在1以上的情况下(步骤S22 ； 否)，处理进入步骤S24。在步骤S24中，中间电压目标值设定部123将计数值ErrCoimt与上限值(在本实施方式中，为“6”)比较。其结果，在计数值ErrCoimt超过6的情况下(步骤S24;是)，在步骤S25中，中间电压目标值设定部123将其视为不足中间电压，将中间电压目标值SV2增加1个等级(例如与0. 5V对应的值)。在计数值ErrCount在6以下的情况下(步骤S24 ； 否)，处理结束。此外，在本实施方式中，虽然将计数值ErrCoimt的适正范围设为1 6，但并不局限于1 6，也可以是2 7这样的其他范围。另外，在本实施方式中，将中间电压目标值SV2的提高幅度与降低幅度设为相等，但也可以从避免电流变形的必要性出发，使提高幅度大于降低幅度。例如可以进行如下设定在被视为过度中间电压时，使中间电压目标值SV2 减少1个等级，在被视为不足中间电压使，使中间电压目标值SV2增加2个等级。图4是用于对控制单元120的动作进行说明的波形图。如图4(a)所示，操作信号MVl是正弦波上的波形，在约-1. 0到约1. 0的范围内变化。如图4(b)所示，中间电压目标值设定部123对计数值ErrCount进行增加计数。 图4(b)的圆圈所表示的定时是商用频率1周期的定时。中间电压目标值设定部123在该定时，判断计数值ErrCount，其后将计数值ErrCount复位。如图4(c)所示，中间电压目标值设定部123按照计数值ErrCount处于1到6的范围内的方式使中间电压目标值SV2增减。通过上述中间电压目标值SV2的设定方法，如图4(d)所示，按照生成对网电压Vs 附加了适当的裕度的中间电压Vd的方式来控制升压斩波器电路2。另外，如图4(e)所示， 输出电流Io即使在峰值附近也不会产生电流变形(THD)。这样，中间电压目标值设定部123根据操作信号MVl的峰值超过了与调制度O 100%的范围对应的士 1的范围这一情况，而使中间电压目标值SV2增加。这是因为存在如下可能性在操作信号MVl的峰值超过士 1的范围的状况下，中间电压Vd相对于逆变器电路3应输出的输出电压Vo较低，逆变器电路3的输出电流在峰值附近发生变形。中间电压目标值设定部123根据操作信号MVl的峰值没有超过与调制度O 100%对应的士 1的范围这一情况，而使中间电压目标值SV2减少。这是因为存在如下可能性在操作信号MVl的峰值没有超过士 1的范围的状况下，中间电压相对于逆变器电路3应输出的交流电压较高，主电路110内的元件的开关损失增大。(5)作用·效果中间电压目标值设定部123根据操作信号MVl来设定中间电压目标值SV2，该操作信号MVl用来限定驱动逆变器电路3的驱动脉冲G2、G3的调制度。由此，能实现考虑了逆变器电路3的调制度的中间电压目标值SV2的设定，即能在抑制了逆变器电路3的输出的大小和元件特性的偏差等的影响的基础上来设定中间电压目标值SV2，所以能适当地控制中间电压Vd0另外，在第1实施方式中，中间电压目标值设定部123根据限定调制度的操作信号 MVl的峰值超过了与调制度O 100%的范围对应的士 1的范围这一情况，使中间电压目标值SV2增加预定的增加量(例如+1)，从而能避免逆变器电路3的输出电流在峰值附近变形。进而，在第1实施方式中，中间电压目标值设定部123根据限定调制度的操作信号 MVl的峰值没有超过与调制度O 100%对应的士 1的范围这一情况，使中间电压目标值 SV2减少预定的减少量(例如-1)，从而能避免主电路110内的元件的开关损失增大。此外，在第1实施方式中，由于基于共用的操作信号MVl —体地控制升压斩波器电路2以及逆变器电路3的每一个，所以能简化控制，能减少控制负担。(6)变更例 1接下来，对中间电压目标值设定部123中的处理的变更例1进行说明。在本变更例1中，中间电压目标值设定部123根据操作信号MVl的峰值超过了比与调制度0 100% 对应的士 1的范围更大的范围(在本变更例1中为士 1. 2的范围)这一情况，使中间电压目标值SV2大幅度增加。图5是表示本变更例1所涉及的中间电压目标值设定部123中的每个控制周期的处理的流程图。图5的处理能与上述的实施方式所涉及的每个控制周期的处理并用。但是， 并不局限于与上述的实施方式所涉及的每个控制周期的处理并用的情况，也可以取代上述的实施方式所涉及的每个控制周期的处理来进行。如图5所示，在步骤S31中，中间电压目标值设定部123确认由操作信号生成部 121生成的操作信号MVl的值。将操作信号MVl的值与规定值(士 1. 2)比较，作为其结果，在操作信号MVl的值在士 1. 2的范围外的情况下(步骤S32 ；是)，在步骤S33中，中间电压目标值设定部123使中间电压目标值SV2增加多个等级(例如与5V对应的值)。在操作信号MVl的峰值超过士 1. 2的范围的状况下，由于中间电压相对于逆变器电路3应输出的交流电压而变得过低，所以存在逆变器电路3的输出电流在峰值附近大幅变形的可能性。因此，在本变更例1中，在上述的情况下，通过与上述实施方式相比大幅增加中间电压目标值SV2，从而与上述实施方式相比能实现迅速的对应，能避免逆变器电路3 的输出电流在峰值附近发生变形。(7)变更例 2具体地说，在第1实施方式中，作为直流电源，例示了太阳能电池进行说明。与此相对，在变更例2中，作为直流电源，例示蓄电池进行说明。另外，在第1实施方式中，基于中间电压目标值来控制操作信号。与此相对，在变更例2不使用中间电压目标值，而是根据目标调制度来控制操作信号。图6是包括变更例2所涉及的电力网互联装置100的电力网互联系统的结构图。如图6所示，电力网互联装置100取得太阳能电池1而具有蓄电池IX，取代升压斩波器电路2而具有斩波器电路2X。在此，蓄电池IX能够蓄积电力(充电)。即，蓄电池IX具有蓄积从送电网10提供的电力(充电)的功能。另外，蓄电池IX能够放出电力。g卩，蓄电池IX具有将蓄积在蓄电池IX中的电力提供给送电网10的功能。此外，以下将放出电力的控制称作放电控制。另外，将蓄积电力的控制称作蓄电控制。斩波器电路2X对来自蓄电池IX的输入电压Vi进行调整，或对向蓄电池IX输入的输入电压Vi进行调整。在变更例2中，在放电控制中，斩波器电路2X通过来自蓄电池IX 的输入电压Vi的高频开关动作对输入电压Vi进行升压。而在蓄电控制中，斩波器电路2X 通过输入电压Vi的高频开关动作对向蓄电池IX输入的输入电压Vi进行降压。在变更例2中，斩波器电路2X除了开关元件Ql，还具有开关元件Q6。开关元件Ql 在放电控制中，控制斩波器电路2X。开关元件Q6在蓄电控制中，控制斩波器电路2X。此外， 在变更例2中，开关元件Ql以及开关元件Q6由IGBT构成。操作信号生成部121取代除法器121c，而具有常数乘法部121X。常数乘法部121X 将规定计数k与网电压Vs相乘，生成前馈信号FF。
控制单元120取代中间电压目标值设定部123而具有调制度检测部123X。调制度检测部123X检测调制度，该调制度是操作信号MVl (信号波)与三角波信号TRIl (载波) 的振幅比。在此，调制度检测部123X按照每个网电压基本波的周期来检测操作信号MVl的峰值。调制度检测部123X以操作信号MVl的峰值为振幅，用三角波信号TRIl的振幅(常数)进行除法运算，从而来检测调制度。升压斩波器控制部IM取得减法器12 而具有减法器124b。减法器124b将从调制度检测部123X所检测出的调制度减去目标调制度(士 1)而得到的值作为误差信号e2输出。此外，上述的PI控制器124b通过PI控制由误差信号e2生成操作信号MV2。这样，在变更例2中，能取代太阳能电池1而使用蓄电池IX。另外，能够不使用中间电压目标值，即，省略中间电压的测定，基于调制度与目标调制度的比较结果来控制控制信号MV1。此外，即使直流电源是太阳能电池1，当然也能够省略中间电压的测定，基于调制度与目标调制度的比较结果来控制控制信号MV1。另外，变更例2所涉及的电力网互联装置1能够使用于放电控制以及蓄电控制。(8)其他实施方式如上述那样，通过实施方式记载了本发明，但作为该公开的一部的论述以及附图不应理解为限定本发明。根据上述公开，本领域技术人员能够明了各种代替实施方式、实施例以及运用技术。另外，在上述的各实施方式中，例示了作为直流电源的太阳能电池1，但并不局限于太阳能电池，也可以使用燃料电池等作为直流电源。另外，上述的实施方式所涉及的主电路110只不过是一个例子，也可以取代升压斩波器电路2而使用例如被高频绝缘的DC-DC转换器。另外，在直流电源的电压高于送电网的电压的情况下，也可以取代升压斩波器电路2而使用降压转换器。这样本发明应理解为包括在此没有记载的各种实施方式等。因此，本发明仅由根据该公开恰当的权利要求书的技术方案来限定。此外，通过参考，日本国专利申请第2010-042445号(2010年2月沈日申请)的所有内容被加入到本申请说明书中。工业实用性根据本发明，能提供可实现恰当的中间电压控制的电力变换装置、电力网互联装置以及电力网互联系统。
权利要求
1.一种电力变换装置，具有直流-直流变换电路，其对来自直流电源的输入电压进行升压或者降压； 直流-交流变换电路，其将上述直流-直流变换电路输出的中间电压变换为交流；和控制单元，其控制上述直流-直流变换电路以及上述直流-交流变换电路， 上述电力变换装置的特征在于，上述控制单元具备电路控制部，该电路控制部按照调制度成为目标调制度的方式控制上述直流-直流变换电路，上述调制度是操作上述直流-交流变换电路的信号波与载波的振幅比。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，还具备 操作信号生成部，其生成操作信号作为上述信号波；和目标值设定部，其基于由上述操作信号生成部生成的上述操作信号，设定上述中间电压的目标电压值，上述电路控制部按照上述中间电压成为上述目标电压值的方式控制上述直流-直流变换电路。
3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，上述目标值设定部在上述调制度超过了上述目标调制度的情况下，增加上述目标电压值。
4.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，上述目标值设定部在上述调制度超过上述目标调制度的值比规定值小的情况下，将上述目标电压值的增加幅度设定为第1增加幅度，在上述调制度超过上述目标调制度的值在规定值以上的情况下，与上述第1增加幅度相比将上述目标电压值的增加幅度设定为第2 增加幅度。
5.根据权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于，上述目标值设定部在上述调制度没有达到上述目标调制度的情况下，减少上述目标电压值。
6.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于， 上述直流电源是太阳能电池、燃料电池或者蓄电池。
7.一种电力网互联装置，其特征在于，具备权利要求1 6的任一项所述的电力变换装置，上述电力变换装置被构成为能够将上述直流电源与送电网连接。
8.一种电力网互联系统，其特征在于，具备上述直流电源和权利要求1 6的任一项所述的电力变换装置， 上述电力变换装置被构成为能够将上述直流电源与送电网连接。
全文摘要
一种电力变换装置，具有直流-直流变换电路，其对来自直流电源的输入电压进行升压或者降压；直流-交流变换电路，其将直流-直流变换电路输出的中间电压变换为交流；和控制单元，其控制直流-直流变换电路以及直流-交流变换电路。控制单元具备电路控制部，该电路控制部按照调制度成为目标调制度的方式控制直流-直流变换电路，上述调制度是操作直流-交流变换电路的信号波与载波的振幅比。
文档编号H01M8/00GK102474199SQ201180002609
公开日2012年5月23日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者米田文生 申请人:三洋电机株式会社