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公開番号2024060953
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-07
出願番号2022168557
出願日2022-10-20
発明の名称電源装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02J 3/38 20060101AFI20240425BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力系統に事故等が発生したことによる脱調を防止することが可能な電源装置を提供する。
【解決手段】回転体を有する同期発電機を模擬し、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部と、前記電力系統が正常である場合に、前記電力系統に入出力する目標となる第1電力と、前記電力系統に実際に入出力される第2電力との差に基づいて、前記差を小さくする指令周波数を出力し、前記電力系統に事故が発生した場合に、前記差に関わらず所定の前記指令周波数を出力する指令周波数出力部と、前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する駆動部とを備える、電源装置。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
回転体を有する同期発電機を模擬し、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、
前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部と、
前記電力系統が正常である場合に、前記電力系統に入出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力との差に基づいて、前記差を小さくする指令周波数を出力し、前記電力系統に事故が発生した場合に、前記差に関わらず所定の前記指令周波数を出力する指令周波数出力部と、
前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する駆動部と
を備える、
電源装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電源装置であって、
前記指令周波数出力部は、
前記事故が発生した場合に、前記事故が除去された際の前記電力系統の周波数と、前記指令周波数との差が小さくなるよう、前記電力系統の定格周波数に基づいて定まる前記所定の前記指令周波数を出力する、
電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電源装置であって、
前記指令周波数出力部は、
前記第１電力から前記第２電力を減算する減算部と、
前記電力系統が正常である場合に、前記減算部の減算結果と、前記回転体を模擬するための慣性定数とに基づいて、前記減算結果に応じた前記指令周波数を出力し、前記電力系統に事故が発生した場合に、前記所定の前記指令周波数を出力する出力部と、
を有する、
電源装置。
【請求項４】
回転体を有する同期発電機を模擬し、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、
前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部と、
前記電力系統に入出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、前記回転体を模擬するための慣性定数と、に基づいて、前記第１電力及び前記第２電力の差を小さくする指令周波数を出力する指令周波数出力部と、
前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、
前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する駆動部と
を備え、
指令周波数出力部は、
前記電力系統に事故が発生した場合に、前記指令周波数の変化を抑えるように前記第１電力及び前記慣性定数の少なくとも一方を制御する、
電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電源装置であって、
指令周波数出力部は、
前記電力系統が正常である場合に前記第１電力を出力し、前記電力系統に事故が発生した場合に前記第１電力を前記事故の度合いに応じて小さく制限した前記第１電力を出力する制限部と、
前記制限部から出力された前記第１電力及び前記第２電力の前記差に基づいて、前記差を小さくする前記指令周波数を出力する第１出力部と、
を有する、
電源装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電源装置であって、
前記指令周波数出力部は、
前記第１電力から前記第２電力を減算する減算部と、
前記減算部の減算結果と、前記慣性定数とに基づいて、前記減算結果を小さくする前記指令周波数を出力する第２出力部と、
前記電力系統に事故が発生した場合に、前記慣性定数を前記電力系統が正常の場合よりも大きくなるように変更する変更部と、
を有する、
電源装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一に記載の電源装置であって、
前記電力系統の電圧の二乗平均平方根の変動に基づいて、前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部
を更に備える、
電源装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
同期発電機は、回転体が有する慣性により、電力系統の周波数の維持に貢献する。近年、インバータの出力を制御することにより、同期発電機を模擬する擬似同期発電機が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７０２３４３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電力系統に事故が発生して電力系統の電圧が降下した状態の期間は、一般的に擬似同期発電機が入出力することが可能な電力の絶対値が低下する。これに起因して、擬似同期発電機の出力電圧の周波数が、電力系統の周波数に関わらず上昇し始める場合がある。
【０００５】
そうすると、電力系統の電圧の位相と、擬似同期発電機の出力電圧の位相とが乖離し始める。そして、これらの位相差が特に１８０度以上となると、擬似同期発電機は、電力系統と同期した状態に自力で復旧することが不可能な状態、つまり脱調に陥る場合がある。
【０００６】
特許文献１に記載された擬似同期発電機においては、このような脱調を防止するための対策は開示されていない。
【０００７】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、電力系統に事故等が発生したことによる脱調を防止することが可能な電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための一の発明は、回転体を有する同期発電機を模擬し、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部と、前記電力系統が正常である場合に、前記電力系統に入出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力との差に基づいて、前記差を小さくする指令周波数を出力し、前記電力系統に事故が発生した場合に、前記差に関わらず所定の前記指令周波数を出力する指令周波数出力部と、前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する駆動部とを備える、電源装置である。
【０００９】
また、回転体を有する同期発電機を模擬し、出力電圧の周波数を制御することによって電力系統との間で電力を入出力する電源装置であって、前記電力系統に事故が発生したか否かを判定する判定部と、前記電力系統に入出力する目標となる第１電力と、前記電力系統に実際に入出力される第２電力と、前記回転体を模擬するための慣性定数と、に基づいて、前記第１電力及び前記第２電力の差を小さくする指令周波数を出力する指令周波数出力部と、前記指令周波数に基づいて、前記出力電圧を制御するための制御信号を生成する生成部と、前記制御信号に基づいて生成された前記出力電圧を、前記電力系統に出力する駆動部とを備え、指令周波数出力部は、前記電力系統に事故が発生した場合に、前記指令周波数の変化を抑えるように前記第１電力及び前記慣性定数の少なくとも一方を制御する、電源装置である。本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力系統に事故等が発生したことによる脱調を防止することが可能な電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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