系统互连用电力转换装置的控制装置及系统互连用电力转换装置制造方法
【专利摘要】在相位算出部(22)中具备相位保持部(44)，所述相位算出部(22)算出用于设定输出电流的电流值的电流相位θαβ，所述相位保持部(44)中更新且保持m个循环(例如1个循环)的正常的相位信息，所述正常的相位信息是在判定因系统电压的电压下降而产生异常时之前抽取。设定输出电流值时，利用相位值切换部(43)及电压下降判定部(47)等的动作，当未因电压下降产生异常时，输出每当从相位运算部(42)输出时抽取的相位信息；当因电压下降产生异常时，输出之前由相位保持部(44)保持的相位信息。
【专利说明】系统互连用电力转换装置的控制装置及系统互连用电力转换装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种系统互连用电力转换装置的控制装置、及系统互连用电力转换装置。
【背景技术】
[0002]近年来，对环境负荷小的太阳光发电系统(system)日益受到关注。实施了对几百户程度的整条街同时导入太阳光发电系统的新尝试。当在此种相对狭小的区域将多个太阳光发电系统连接于电力系统时，会产生多种担心因素。
[0003]太阳光发电系统等分散电源系统中，在太阳光发电面板(panel)等发电装置与电力系统之间设有电力转换装置、即所谓功率调节器(功率调节系统(power conditioningsystem，PCS))。功率调节器具备将所发出的电力转换成与系统频率匹配的交流电力的逆变器(inverter)、及逆变器的控制装置。而且，功率调节器须具备:防止单独运转功能，当电力系统产生停电等时使各个分散电源系统从电力系统解列；及继续运转功能(不脱网运行(Fault Ride Through, FRT)功能)，当瞬时电压下降时防止单独运转功能进行不必要的解列。在集中导入如上所述的多个太阳光发电系统的相对狭窄的区域内，当整个区域的太阳光发电系统同时解列时，对电力系统的影响极大。因此，为了使系统稳定化，尤其需要防止单独运转功能及继续运转功能。
[0004]而且，功率调节器检测系统电压的基本波电压相位，基于该相位检测而生成且供给与电力系统匹配的交流电力。然而，在电力系统因电压下降而产生异常时，功率调节器可能会遗失基本波电压相位。当在已遗失基本波电压相位的状态下将交流电力输出至电力系统时，功率调节器会对电力系统或其他电力机器造成不良影响。因此，考虑如下技术:例如像专利文献I中揭示的电力转换装置(控制装置)那样，每次从电力系统检测基本波电压相位，当因包含如上所述的瞬时电压下降在内的电压下降而产生异常时，减少基本波电压相位的遗失。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:专利第3505626号公报
【发明内容】
[0008][发明所要解决的问题]
[0009]根据在电力系统中产生瞬时电压下降而令功率调节器遗失基本波电压相位至恢复之前的期间、基于不稳定的相位进行动作的功率调节器、与设在电力系统上或设在连接于电力系统的电力机器上的电抗器(reactor)、电容器(condenser)等的关系，非基本波次数的共振电流重叠于系统上的电流，且是持续地产生。尤其是，当多个太阳光发电系统与电力系统互连时，电力系统上的共振电流增大，加上需求方的负荷机器因电压下降而产生停止、即所谓负荷脱落等，而使共振现象进一步增加，多个太阳光发电系统同时从系统解列，这一情况成为担心因素。
[0010]而且，当在解列的前期阶段追加几个循环的暂时的动作停止功能(栅极封锁(gate block)功能)时，动作停止中的输出电流的电流值为零，且会受到之后的从瞬时电压下降恢复时的电流软起动(soft start)的影响。也就是说，当采用栅极封锁功能时,在从瞬时电压下降起进行恢复时输出电流的电流值会缓慢地上升。因此，存在输出电流无法迅速地恢复为瞬时电压下降前的状态的问题。
[0011]本发明的目的在于提供一种当电力系统产生瞬时电压下降时能一面维持输出电流一面抑制共振电流的产生、从而进一步实现系统稳定化的系统互连用电力转换装置的控制装置、及系统互连用电力转换装置。
[0012][解决问题的技术手段]
[0013]为了解决所述问题，控制装置是设在包含电力转换器的系统互连用电力转换装置中，根据所述电力系统的电力状况来控制所述电力转换器，所述电力转换器将发电装置发出的电力转换为可输出至电力系统的交流电力；该控制装置的特征在于具备:输出电流振幅设定单元，基于来自所述发电装置的电压来设定自所述电力转换器的输出电流的振幅；系统电压信息抽取单元，抽取所述电力系统的系统电压的振幅信息及相位信息；异常判定单元，基于所述系统电压的振幅信息来判定所述系统电压是否因电压下降而产生异常；相位信息保持单元，保持在判定为所述系统电压因所述电压下降而产生异常时之前所抽取的正常的所述系统电压的相位信息；相位信息切换单元，当所述系统电压未因所述电压下降而产生异常时选择所述被抽取的正常的相位信息作为选择相位信息，且当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时选择所述被保持的正常的相位信息作为所述选择相位信息；及输出电流值设定单元，基于所述已设定的输出电流的振幅及所述选择相位信息来设定所述电力转换器的输出电流的电流值。
[0014]该发明中，保持着在判定系统电压因电压下降产生异常时之前的正常时的相位信息。当未因电压下降产生异常时，每次抽取的相位信息适用于输出电流值设定单元中的输出电流值的设定，而当因电压下降产生异常时，之前所保持的相位信息适用于输出电流值设定单元中的输出电流值的设定。也就是说，当因电压下降产生异常时，使用正常时的稳定的相位信息来设定输出电流值，因此，该控制装置所控制的电力转换器的动作与正常时同样地稳定。结果，能减少自电力转换器的输出电流上产生非基本波次数的共振电流的情况，从而能有助于系统进一步稳定化。
[0015]所述控制装置中，优选的是，所述相位信息保持单元保持在判定所述系统电压因所述电压下降而产生异常时之前所抽取的至少I个循环的相位信息，当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时，依次将所述被保持的相位信息供给至所述输出电流值设定单
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[0016]该发明中，在判定因电压下降而产生异常时之前的正常时的相位信息，可保持至少I个循环的相位信息。当因电压下降而产生异常时，将所保持的相位信息依序地输出至输出电流值设定单元。由此，在因电压下降而产生异常时，可无需运算便可容易地输出恰当的相位信息。
[0017]所述控制装置中，优选的是，所述相位信息保持单元保持在判定因所述电压下降而产生异常时之前所抽取的规定个数的相位信息，当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时，基于所述被保持的规定个数的相位信息而算出相位信息，且将该算出的相位信息依次供给至所述输出电流值设定单元。
[0018]该发明中，在判定因电压下降而产生异常时之前的正常时的相位信息，可保持规定个数的相位信息，当因电压下降而产生异常时，一面算出依据被保持的规定个数的相位信息的当时的相位信息，一面将该算出的相位信息依序输出至输出电流值设定单元。由此，在因电压下降而产生异常时，能容易地输出恰当的相位信息，保持的相位信息可较少。
[0019]所述控制装置中，优选的是，所述系统电压信息抽取单元包含使用α β转换或瞬时正相转换来抽取所述系统电压的振幅及相位信息的α β转换器或瞬时正相转换器。
[0020]该发明中，当抽取系统电压的振幅及相位信息时，使用α β转换或瞬时正相转换。由此，无论是哪种转换，转换后的输出值在因瞬时电压下降等电压下降而产生异常时均会瞬间变化，因此，能更确实地判定因包含瞬时电压下降等在内的电压下降引起的异常。
[0021]所述控制装置中，优选的是，当判定所述系统电压因所述电压下降而产生异常后、所述系统电压恢复为正常状态时，所述相位信息切换单元选择所述被抽取的相位信息作为所述选择相位信息，且利用延迟单元使所述选择相位信息延迟规定时间后供给至输出电流值设定单元。
[0022]该发明中，当判定因电压下降引起异常后、系统电压恢复为正常状态时，使供给至输出电流值设定单元的相位信息，从其恢复时起经过规定时间的延迟后从保持态样侧切换为抽取态样侧。由此，当电力系统在从因电压下降引起的异常起恢复时，电力系统上可能会产生过渡性变化，因此，能防止该过渡性变化反映在相位信息上，能有助于电力转换器的输出稳定化、及系统的进一步稳定化。
[0023]为了解决所述问题，系统互连用电力转换装置具备:电力转换器，进行将发电装置所发出的电力转换为可输出至电力系统的交流电力的动作；及所述控制装置。
[0024]该发明中，能提供如下系统互连用电力转换装置:通过使用权利要求1至权利要求5中任一项所述的控制装置，减少自电力转换器的输出电流上产生非基本波次数的共振电流的情况，从而能有助于系统的进一步稳定化。
[0025][发明的效果]
[0026]根据本发明，可提供当电力系统产生瞬时电压下降时能一面维持输出电流一面抑制共振电流的产生、从而进一步实现系统稳定化的系统互连用电力转换装置的控制装置、及系统互连用电力转换装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是表示本发明的一实施方式中的太阳光发电系统的构成的块图。
[0028]图2是表示本发明的一实施方式中的相位算出部的详细构成的块图。
[0029]图3是表示本发明的一实施方式中的产生瞬时电压下降时的系统(互连点)电压及电流的变化的波形图。
[0030]图4是表示本发明的比较例中的瞬时电压下降时的系统(互连点)电压及电流的变化的波形图。
[0031]图5是表示本发明的另一例中的相位算出部的块图。[0032]图6是表示本发明的另一例中的转换器的块图。
[0033]图7是表示本发明的另一例中的转换器的块图。
【具体实施方式】
[0034]以下，根据图式说明本发明的太阳光发电系统的一实施方式。
[0035]图1表示本实施方式的太阳光发电系统。太阳光发电系统10中，利用功率调节器11将太阳光发电面板(PhotovoItaic)PV所发出的直流电力转换为系统频率(50Hz或60Hz)的三相交流电力，且将已转换的交流电力输出至商用电力系统Ls。功率调节器11采用的是电压型电流控制方式。
[0036]功率调节器11具备从直流电力转换为交流电力的电力转换器即逆变器12、及控制逆变器12的控制装置13。逆变器12包含使用多个半导体开关(switching)元件(省略图示)的三相桥接(bridge)电路。由太阳光发电面板PV发出的直流电力经过充电电容器14而输入至逆变器12。逆变器12根据控制装置13的开关控制(脉宽调制(Pulse WidthModulation,PWM)控制)而将已输入的直流电力转换为与电力系统Ls的每个时间的状况相应的三相交流电力，且将该三相交流电力经由各相的互连电抗器15而输出至电力系统Ls。
[0037]控制装置13在实施逆变器12的控制时，以规定的采样(sampling)周期输入在互连电抗器15的后段、即与系统Ls的互连点上的三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc及三相系统电流Isa、三相系统电流Isb、三相系统电流Isc。利用三相/ 二相(3Φ/2Φ)转换部21，将三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc及三相系统电流Isa、三相系统电流Isb、三相系统电流Isc分别转换为α β轴的固定坐标系的二相电压值Vsa、二相电压值Vs β及二相电流值Isa、二相电流值Is β ( α β转换)。
[0038]相位算出部22输入来自三相/ 二相转换部21的二相电压值Vs a、二相电压值Vs β，根据二相电压值Vs a、二相电压值Vs β算出电压相位，且将所算出的电压相位转换(相位调整)为电流相位，由此，算出每个时间的恰当的电流相位θ α β。另外，下文中，使用图2说明相位算出部22的详细构成。相位算出部22将已算出的电流相位θ α β供给至输出电流值算出部23。而且，与电流相位θ α β 一同将来自指令值切换部24的输出电流振幅指令值Ic供给至输出电流值算出部23。
[0039]指令值切换部24具有第I输入端子al及第2输入端子a2。将来自直流电压控制部25的输出电流振幅指令值供给至第I输入端子al。将设在太阳光发电面板PV与逆变器12之间的充电电容器14的充电电压Vdc作为该发电面板PV的发电电压而供给至直流电压控制部25。直流电压控制部25以使充电电压Vdc成为稳态电压的方式设定每个时间的输出电流振幅指令值，且将所设定的指令值供给至第I输入端子al。
[0040]将藉由指令值保持部26所保持的输出电流振幅指令值供给至第2输入端子a2。从直流电压控制部25将输出电流振幅指令值供给至指令值保持部26。当相位算出部22所含的后述的电压下降判定部47判定电力系统因电压下降而产生异常(以下称为电压下降异常)时，将该判定信号作为保持指令信号供给至指令值保持部26。指令值保持部26保持此时所获取的输出电流振幅指令值，且将所保持的该指令值供给至第2输入端子a2。
[0041]另外，后述的电压下降判定部47(参照图2)根据作为二相电压值Vsa、二相电压值VsP而被供给的三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc，判断电力系统Ls是否产生包含瞬时电压下降在内的规定位准(level)以上的电压下降异常。
[0042]而且，将表示判定为电压下降异常的判定信号作为切换控制信号供给至指令值切换部24的控制端子a0。即，当判定为无电压下降异常时(系统健全时)，将此意旨作为切换控制信号供给至指令值切换部24。指令值切换部24选择第I输入端子al，且将从直流电压控制部25经由第I输入端子al而供给的每个时间的输出电流振幅指令值，作为指令值切换部24的输出电流振幅指令值Ic而供给至输出电流值算出部23。
[0043]当判定产生包含瞬时电压下降在内的规定位准以上的电压下降异常时，将表示此意旨的切换控制信号供给至指令值切换部24。由此，指令值切换部24选择第2输入端子a2。而且同时地，将基于电力系统产生电压下降异常这一判定的保持指令信号供给至指令值保持部26。指令值保持部26保持当时来自直流电压控制部25的输出电流振幅指令值，且将该输出电流振幅指令值供给至第2输入端子a2。指令值切换部24将从指令值保持部26经由第2输入端子a2而供给的输出电流振幅指令值，作为指令值切换部24的输出电流振幅指令值Ic供给至输出电流值算出部23。
[0044]输出电流值算出部23基于输出电流振幅指令值Ic及电流相位θ α β而在每个时间算出具有恰当的振幅及相位的输出电流的电流值。所算出的输出电流的电流值作为α β轴的固定坐标系的二相电流值Ica、二相电流值Ic β而分别供给至运算器27a、运算器 27b。
[0045]运算器27a运算出来自基于指令值的输出电流值算出部23的二相电流值Ic α、与来自基于实际值的三相/ 二相转换部21的二相电流值Isa之间的差值，将α轴的运算结果供给至电压转换器28a。运算器27b运算出来自基于指令值的输出电流值算出部23的二相电流值Ic β、与来自基于实际值的三相/ 二相转换部21的二相电流值Is β之间的差值，将β轴的运算结果供给至电压转换器28b。
[0046]电压转换器28a将作为运算器27a的运算结果的电流指令值与实际值的误差电流值转换为电压值，且将该电压值作为α轴的误差电压值而供给至运算器29a。电压转换器28b将作为运算器27b的运算结果的电流指令值与实际值的误差电流值转换为电压值，且将该电压值作为β轴的误差电压值而供给至运算器29b。
[0047]运算器29a将来自电压转换器28a的误差电压值反映在来自三相/ 二相转换部21的二相电压值Vsa上，且作为α轴的输出的电压值Vca而供给至二相/三相(2φ/3φ)转换部30。运算器29b将来自电压转换器28b的误差电压值反映在来自三相/ 二相转换部21的二相电压值Vsi3上，且作为β轴侧的输出电压值Vci3而供给至二相/三相转换部30。
[0048]二相/三相转换部30将α β轴的固定坐标系的二相输出电压值Vc α、二相输出电压值Vc β转换为三相输出电压值Vca、三相输出电压值Vcb、三相输出电压值Vcc。将经转换的三相输出电压值Vca、三相输出电压值Vcb、三相输出电压值Vcc供给至PWM控制部31。
[0049]PWM控制部31生成用于对逆变器12实施PWM控制的控制脉冲(pulse)。PWM控制部31基于三相输出电压值Vca、三相输出电压值Vcb、三相输出电压值Vcc来决定控制脉冲的接通脉冲(on pulse)宽度(占空比(duty))。由此,PWM控制部31基于每个时间决定的控制脉冲来使逆变器12进行恰当的开关动作。
[0050]接着，使用图2对相位算出部22的详细构造进行说明。[0051]相位算出部22包含振幅运算部41及相位运算部42。在每个规定采样周期，从三相/ 二相转换部21将二相电压值Vs α、二相电压值Vs β分别供给至振幅运算部41及相位运算部42。相位运算部42基于二相电压值Vsa、二相电压值Vs β而算出电压相位，且将所算出的电压相位转换为电流相位θ α β。相位运算部42运算出每个时间的电流相位θ α β，且将所运算出的电流相位θ α β供给至相位值切换部43的第I输入端子bl。
[0052]相位值切换部43具有第I输入端子bl及第2输入端子b2。将来自相位运算部42的电流相位θ α β供给至第I输入端子bl。将相位保持部44所保持的电流相位θ α β供给至第2输入端子b2。
[0053]从相位值切换部43将电流相位θ α β供给至相位保持部44。相位保持部44对m个循环(本实施方式中为I个循环，即I个周期)的相位信息进行更新及保持。例如，当相位值切换部43选择第I输入端子bl时，相位保持部44对来自相位运算部42的电流相位θ α β的之前的m个循环的相位信息依序进行更新且保持。而且，当相位值切换部43选择第2输入端子b2时，相位保持部44对于在切换为第2输入端子b2之前由第I输入端子bl所供给的电流相位θ α β的之前的m个循环的相位信息进行保持，且根据相位值切换部43与相位保持部44的连接态样以同一信息反复更新。
[0054]振幅运算部41基于二相电压值Vsa、二相电压值Vs β而运算出每个时间的电压振幅值IVI，且将所运算出的电压振幅值Ivl分别供给至振幅变化量算出部45及后述的第2判定器48。本实施方式中，振幅运算部41运算出电压振幅值|V|的绝对值。
[0055]振幅变化量算出部45包含运算器45a。对运算器45a直接供给本次的采样中所算出的电压振幅值|V|，并且从延迟电路45b供给I个循环前(I个周期前)的采样中所算出的电压振幅值|v|。运算器45a根据两个值的差而算出电压振幅变化量I Λν|，且将其供给至第I判定器46。
[0056]第I判定器46将电压振幅变化量I AVl与预先设定的基准值Λ Vref进行比较。当电压振幅变化量I AVl小于基准值Λ Vref时，第I判定器46生成低位准的输出信号。当电压振幅变化量I Λ Vl大于基准值Λ Vref时，第I判定器46生成高位准的输出信号。也就是说，第I判定器46使用电压振幅变化量I AVl来判定是否产生包含瞬时电压下降在内的电压下降异常。第I判定器46将输出信号供给至电压下降判定部47。
[0057]电压下降判定部47包含RS触发器(flip flop)。从第I判定器46将输出信号供给至电压下降判定部47的S端子(设置(set)端子)。将第2判定器48的输出信号经由与电路(AND电路)49、接通延时定时器(on-delay timer) 50而供给至电压下降判定部47的R端子(重设(reset)端子)。
[0058]第2判定器48对电压振幅值|V|与预先设定的基准值Vref进行比较。当电压振幅值|V|小于基准值Vref时，第2判定器48生成低位准的输出信号。当电压振幅值IV大于基准值Vref时，第2判定器48生成高位准的输出信号。也就是说，第2判定器48使用电压振幅值|V|来判定当系统电压产生包含瞬时电压下降在内的电压下降异常之后、系统电压是否已恢复为正常电压位准。第2判定器48将输出信号供给至与电路49。
[0059]与电路49为二输入型。从第2判定器48将输出信号供给至与电路49的一个输入端子。从电压下降判定部47将输出信号供给至与电路49的另一输入端子。与电路49将输出信号经由使信号传递延迟仅规定时间Td的接通延时定时器50而供给至电压下降判定部47的R端子。电压下降判定部47基于供给至电压下降判定部47的R端子及S端子的信号来变更从Q端子输出的输出信号的逻辑。电压下降判定部47将该输出信号供给至相位值切换部43的控制端子bO。
[0060]这里，电压下降判定部47作为初始状态而从Q端子生成低位准的输出信号。相位值切换部43当从电压下降判定部47接收低位准的输出信号时，选择第I输入端子bl，且基于每个时间的二相电压值Vsa、二相电压值Vs β而输出来自相位运算部42的电流相位θ α β。利用这种构成，当三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc为正常电压位准时，从相位值切换部43、即相位算出部22输出电流相位θ α β，且由输出电流值算出部23(参照图1)设定输出电流的电流值。而且，从相位值切换部43输出的之前的I个循环的电流相位θ α β在相位保持部44中更新且保持。
[0061]如果三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc产生瞬时电压下降等电压下降异常，而第I判定器46中电压振幅变化量I AVl大于基准值Λ Vref，那么第I判定器46的输出信号从低位准切换为高位准，电压下降判定部47的S端子成为高位准。接受此，并将自电压下降判定部47的Q端子的输出信号从低位准切换为高位准，接着，在R端子成为高位准之前，使自Q端子的输出信号维持高位准。这样，相位值切换部43从第I输入端子bl切换为第2输入端子b2，且依序输出由相位保持部44所保持的I个循环的电流相位θ α β。
[0062]此时，相位保持部44在成为瞬时电压下降等电压下降异常之前的正常时(系统健全时)，保持了 I个循环的电流相位θ α β。因此，输出电流值算出部23(参照图1)在产生瞬时电压下降等电压下降异常的期间内，也基于稳定的电流相位θ α β而设定输出电流值。
[0063]随之，如果三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc从瞬时电压下降等电压下降异常恢复为正常电压位准，而第2判定器48中电压振幅值|V|大于基准值Vref，那么第2判定器48的输出信号从低位准切换为高位准。此时，从电压下降判定部47的Q端子将高位准的输出信号供给至与电路49，且从第2判定器48将高位准的输出信号供给至与电路49。由此，与电路49将输出信号从低位准切换为高位准。经过规定时间Td之后，接通延时定时器50的输出信号从低位准切换为高位准，且将高位准的输出信号供给至电压下降判定部47的R端子。
[0064]将由电压下降判定部47的Q端子所输出的输出信号从高位准切换为低位准，且相位值切换部43从第2输入端子b2切换为第I输入端子bl。从相位值切换部43 (相位算出部22)输出基于每个时间的二相电压值Vs α、二相电压值Vs β的电流相位θ α β ,且供输出电流值算出部23(参照图1)使用而设定输出电流的电流值。
[0065]接着，参照图1及图2对藉由所述方式构成的控制装置13的控制的功率调节器11的动作(作用)进行说明。
[0066]当三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc在正常电压位准下变化时，决定逆变器12的动作的输出电流值算出部23上的输出电流的电流值是使用如下两个值而设定:基于每个时间的充电电压Vdc而算出的输出电流振幅指令值、及基于每个时间的三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc ( 二相电压值Vs α、二相电压值Vsi3)而算出的电流相位θ α β。利用基于所设定的输出电流值而进行动作的逆变器12，将太阳光发电面板PV所发出的直流电力适当地转换为与电力系统Ls匹配的交流电力，且输出至该系统Ls。
[0067]如果三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc产生瞬时电压下降等电压下降异常，那么，将判定出该异常的时间点(电压下降判定部47的Q端子成为高位准的时间点)的输出电流振幅指令值由指令值保持部26保持，且将所保持的输出电流振幅指令值在异常判定期间内持续地供给至输出电流值算出部23。而且，将判定为异常之前的正常时的m个循环(I个循环)的电流相位θ α β由相位保持部44保持，将正常的电流相位θ α β在异常判定期间内持续地供给至输出电流值算出部23。
[0068]因此，输出电流值算出部23中，因电力系统Ls使用正常时的稳定的相位信息来设定输出电流值，所以逆变器12的动作与正常时同样稳定，可减少自逆变器12的输出电流上产生非基本波次数的共振电流的现象。而且，如果使用本实施方式的方法，即便系统电压Vsa、Vsb、Vsc的电压值成为零，也不会遗失相位信息，这一方面较优良。
[0069]这里，图4中表示使用从系统检测出基本波电压相位而实现减少相位遗失的规格的功率调节器时，互连点上的系统电压Vsa、Vsb、Vsc及系统电流Isa、Isb、Isc的变化。然而，如该图4所示，如果电力系统上产生瞬时电压下降，那么会产生非基本波次数的共振电流及共振电压，且该产生动作会持续。尤其是当电力系统与该规格的多个功率调节器互连时，电力系统上的共振电流及共振电压增大，而且产生需求方的负荷脱落等，而导致共振现象增大，根据情况，功率调节器(太阳光发电系统)可能会同时解列。
[0070]图3中表示基于本实施方式的功率调节器11的动作的系统电压(互连点电压)Vsa、Vsb、Vsc及系统电流(互连点电流)Isa、Isb、Isc的变化。如图3所示，即便电力系统Ls上产生瞬时电压下降，也会立刻抑制非基本波次数的共振电流及共振电压的产生。而且，所述抑制作用，在电力系统Ls与多个功率调节器11 (太阳光发电系统10)互连的情况下尤其有效。
[0071]随之，如果三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc从瞬时电压下降等电压下降异常恢复为正常电压位准，那么，利用接通延时定时器50的动作，在经过规定时间Td之后，相位值切换部43的输出从来自相位保持部44的电流相位θ α β切换为来自相位运算部42的电流相位θ α β。由此，当三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc恢复为正常电压位准时电力系统Ls上可能会产生过渡性变化，可防止该过渡性变化反映在电流相位θ α β上。所述防止作用当三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc恢复为正常电压位准时有助于逆变器12的动作的稳定化，如图3所示，能抑制恢复时(瞬时电压下降解除时)的三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc及三相系统电流Isa、三相系统电流Isb、三相系统电流Isc的不良影响。
[0072]接着，记载本实施方式的特征性效果。
[0073](I)在算出用于设定输出电流值的电流相位θ α β的相位算出部22中具有相位保持部44。在判定为系统电压Vsa、Vsb、Vsc的电压下降异常时之前的m个循环(本形态中为I个循环)的相位信息是由该相位保持部44更新且保持。当电力系统Ls未产生电压下降异常时，利用相位算出部22的相位值切换部43及电压下降判定部47等的动作，将从相位运算部42输出的相位信息应用于输出电流值算出部23的输出电流的电流值的设定中。而且，当电力系统Ls产生电压下降异常时，将之前的相位保持部44所保持的相位信息应用于输出电流值算出部23的输出电流值的设定中。也就是说，当电力系统Ls产生电压下降异常时，使用相位保持部44所保持的稳定的正常时的相位信息来设定输出电流值，因此，逆变器12的动作稳定。结果，能减少自逆变器12(功率调节器11)的输出电流上产生非基本波次数的共振电流的现象，从而能使电力系统Ls更加稳定化。
[0074](2)具有可将在判定电压下降异常时之前的相位信息保持m个循环(本实施形态中为1个循环)的相位信息的相位保持部44。当电力系统Ls产生电压下降异常时，相位保持部44依序输出所保持的m个循环的相位信息。由此，当电力系统Ls产生电压下降异常时可容易地实施恰当的相位信息的输出，而无需运算。
[0075](3)在抽取三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc的振幅及相位信息时，使用进行α β转换的三相/ 二相转换部21。由此，因α β转换后的输出值在瞬时电压下降等电压下降异常时会瞬间变化，所以，能更确实地判定包含瞬时电压下降等在内的电压下降异常。而且，如果使用α β转换，那么即便系统频率产生变化也能获得正确的相位信息。
[0076](4)当判定电压下降异常后系统电压恢复为正常状态时，利用接通延时定时器50的动作，使供给至输出电流值算出部23的相位信息，从其恢复时起经过规定时间Td的延迟后，从保持态样切换为抽取态样。由此，当系统电压从电压下降异常恢复时，电力系统Ls上可能会产生过渡性变化，因此，能防止该过渡性变化反映在相位信息上，且能有助于逆变器12的输出稳定化、及系统Ls的进一步稳定化。
[0077]另外，本发明的实施方式也可以如下方式变更。
[0078]?所述实施方式中，使相位算出部22以图2所示的方式构成，但也可适当变更。例如，如图5所示，也可构成相位算出部22Α。
[0079]图5所示的相位算出部22Α中具有相位记忆部51、相位计数器52及运算器53来代替保持m个循环的相位信息的相位保持部44。相位记忆部51接收从相位值切换部43输出的电流相位θ α β，且对规定个数(例如I个)的相位信息进行更新及保持。而且，从电压下降判定部47将输出信号供给至相位记忆部51。当将表示作出电压下降异常判定的输出信号供给至相位记忆部51时，相位记忆部51对于从由相位值切换部43切换为第2输入端子b2之前的第I输入端子bl所供给的电流相位θ α β (例如，I个电流相位θ α β)进行保持。在判定为电压下降异常期间，相位记忆部51禁止更新电流相位θ α β。相位计数器52在每次采样时算出考虑到系统频率在内的相位变化量。运算器53中，对于相位记忆部51所记忆的正常的电流相位θ α β加上每次采样的每个时间的相位变化量，从而可依序输出正常的相位信息。当以此种方式构成时，在电力系统Ls产生电压下降异常的情况下可容易生成恰当的相位信息。而且，能削减相位记忆部51中保持的相位信息。
[0080].所述实施方式中，使用的是为了抽取三相系统电压Vsa、三相系统电压Vsb、三相系统电压Vsc的振幅及相位信息而进行α β转换的三相/ 二相转换部21，但也可使用其他转换器。例如，也可使用图6所示的瞬时正相转换器21A。
[0081]图6所示的瞬时正相转换器21A具有4个运算器61a~运算器61d、3个延迟部62a~延迟部62c及2个旋转运算器63a、旋转运算器63b。将第I相系统电压Vsa的实部(Re)供给至运算器61a，且将第I相系统电压Vsa的实部(Re)经由进行延迟1/4循环的延迟部62a而作为虚部(Im)供给至运算器61b。第2相系统电压Vsb的实部(Re)经由进行运算a(=eP/3)的旋转运算器63a而输入至运算器61c，且使第2相系统电压Vsb的实部(Re)经由进行延迟1/4循环的延迟部62b、旋转运算器63a而作为虚部(Im)输入至运算器61d。将第三相系统电压Vsc的实部(Re)经由进行运算a2的旋转运算器63b而输入至运算器61c，且将第三相系统电压Vsc的实部(Re)经由进行延迟1/4循环的延迟部62c、旋转运算器63b而作为虚部(Im)输入至运算器61d。将2个运算器61c、运算器61d的运算结果分别输入至2个运算器61a、运算器61b。作为实部的运算结果，将第I电压值Vsl从运算器61a输出至相位算出部22 ;作为虚部的运算结果，将第2电压值Vs2从运算器61b输出至相位算出部22。由此，从包含振幅信息的第I电压值Vsl及包含相位信息的第2电压值Vs2，抽取振幅及相位信息。使用这种瞬时正相转换器21A，包含振幅信息的第I电压值Vsl也会在瞬时电压下降等电压下降异常时产生瞬间变化，因此，能更确实地判定包含瞬时电压下降等在内的电压下降异常。
[0082]而且，之前的瞬时正相转换器21A为了对应于三相的电力系统Ls，而将三相电压Vsa、三相电压Vsb、三相电压Vsc转换为用于抽取振幅及相位信息的第I电压值Vsl及第2电压值Vs2，但也可使用图7所示的瞬时正相转换器21B，应用于单相的系统。瞬时正相转换器21B仅具备延迟部62a。将单相电压Vs的实部(Re)作为第I电压值Vsl而供给至相位算出部22，而且，将使单相电压Vs的实部(Re)经由进行延迟1/4循环的延迟部62a后所得的虚部(Im)作为第2电压值Vs2而供给至相位算出部22。由此，从第I电压值Vsl及第2电压值Vs2抽取振幅及相位信息。相应地，可通过将逆变器12变更为单相逆变器等构成变更，而将功率调节器11应用于单相系统。
[0083].所述实施方式的相位信息的保持个数或保持时序(timing)等相位信息保持态样亦可适当地变更。
[0084].所述实施方式的输出电流振幅指令值的保持个数或保持时序等输出电流振幅指令值的保持态样亦可适当地变更。
[0085].所述实施方式中，具备逆变器12作为电力转换器，但也可换成其他电力转换器，又可与其他电力转换器组合。
[0086].所述实施方式中，适用于太阳光发电系统10的功率调节器11，但也可适用于其他的分散电源系统的功率调节器，例如风力发电系统、热电联产(Cogeneration)系统等的功率调节器。
【权利要求】
1.一种控制装置，设在包含电力转换器的系统互连用电力转换装置中，根据电力系统的电力状况控制所述电力转换器，所述电力转换器将发电装置所发出的电力转换为可输出至所述电力系统的交流电力；所述控制装置的特征在于具备: 输出电流振幅设定单元，基于来自所述发电装置的电压来设定来自所述电力转换器的输出电流的振幅； 系统电压信息抽取单元，抽取所述电力系统的系统电压的振幅信息及相位信息； 异常判定单元，基于所述系统电压的振幅信息来判定所述系统电压是否因电压下降而产生异常； 相位信息保持单元，保持在判定为所述系统电压因所述电压下降而产生异常时之前所抽取的正常的所述系统电压的相位信息； 相位信息切换单元，当所述系统电压未因所述电压下降而产生异常时选择所述抽取的正常的相位信息作为选择相位信息，且当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时选择所述保持的正常的相位信息作为所述选择相位信息；及 输出电流值设定单元，基于所述设定的输出电流的振幅及所述选择相位信息来设定所述电力转换器的所述输出电流的电流值。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于: 所述相位信息保持单元保持在判定所述系统电压因所述电压下降而产生异常时为止所抽取的至少I个循环的相位信息，当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时，将所述保持的相位信息依次供给至所述输出电流值设定单元。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于: 所述相位信息保持单元保持在判定因所述电压下降产生异常时为止所抽取的规定个数的相位信息，当所述系统电压因所述电压下降而产生异常时，基于所述保持的规定个数的相位信息，算出相位信息且依次供给至所述输出电流值设定单元。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的控制装置，其特征在于: 所述系统电压信息抽取单元包含使用α β转换或瞬时正相转换而抽取所述系统电压的振幅及相位信息的α β转换器或瞬时正相转换器。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的控制装置，其特征在于: 当判定所述系统电压因所述电压下降而产生异常后，所述系统电压恢复为正常状态时，所述相位信息切换单元选择所述抽取的相位信息作为所述选择相位信息，且利用延迟单元使所述选择相位信息延迟规定时间并供给至所述输出电流值设定单元。
6.一种系统互连用电力转换装置，其特征在于具备: 电力转换器，进行将发电装置所发出的电力转换为可输出至电力系统的交流电力的动作；及 权利要求1至权利要求5中任一项所述的控制装置。
【文档编号】H02M7/48GK103797701SQ201280044344
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年10月7日
【发明者】西村荘治, 羽田仪宏, 黒田和宏, 小林成彰 申请人:日新电机株式会社