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公開番号2024168163
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023084604
出願日2023-05-23
発明の名称電力変換装置
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H02M 7/48 20070101AFI20241128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】送電線の抵抗が考慮された仮想同期発電機制御を行う電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力系統に連系可能であり、仮想同期発電機機能を有する電力変換装置であって、系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、前記電力系統の所定位置の有効電力と、前記所定位置の無効電力に応じた値との差を出力する第1出力部と、前記有効電力の指令値と、前記差と、前記仮想同期発電機機能と、に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧の位相を生成する生成部と、を含む、電力変換装置。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統に連系可能であり、仮想同期発電機機能を有する電力変換装置であって、
系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、前記電力系統の所定位置の有効電力と、前記所定位置の無効電力に応じた値との差を出力する第１出力部と、
前記有効電力の指令値と、前記差と、前記仮想同期発電機機能と、に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧の位相を生成する生成部と、を含む、
電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記所定位置の無効電力に応じた値は、前記所定位置の無効電力の所定周波数より大きい成分に対して所定の係数を乗じた値である、
電力変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記生成部は、
前記有効電力の指令値と前記差との差と、前記仮想同期発電機機能における慣性定数と、前記仮想同期発電機機能における制動定数と、に基づいて、前記出力電圧の周波数を出力する第２出力部と、
前記出力電圧の周波数を積分し、前記位相を出力する第３出力部と、
を有する、
電力変換装置。
【請求項４】
請求項２に記載の電力変換装置であって、
前記係数は、前記電力系統の抵抗を前記電力系統のリアクタンスで除した値である、
電力変換装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記無効電力の指令値と、前記所定位置の無効電力との差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧振幅指令値を生成する無効電力制御部、
を更に含む、
電力変換装置。
【請求項６】
電力系統に連系可能であり、仮想同期発電機機能を有する電力変換装置であって、
系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、前記所定位置の有効電力と、前記所定位置の無効電力に応じた値との第１の差を出力する第１出力部と、
前記有効電力の指令値と、前記無効電力の指令値に応じた値との第２の差を出力する第２出力部と、
前記第１の差と、前記第２の差と、前記仮想同期発電機機能と、に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧の位相を生成する生成部と、を含む、
電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置であって、
前記所定位置の無効電力に応じた値は、前記所定位置の無効電力に対して所定の係数を乗じた値であり、
前記無効電力の指令値に応じた値は、前記無効電力の指令値に対して前記係数を乗じた値である、
電力変換装置。
【請求項８】
請求項６に記載の電力変換装置であって、
前記生成部は、
前記第１の差及び前記第２の差の差と、前記仮想同期発電機機能における慣性定数と、前記仮想同期発電機機能における制動定数と、に基づいて、前記出力電圧の周波数を出力する第３出力部と、
前記出力電圧の周波数を積分し、前記位相を出力する第４出力部と、
を有する、
電力変換装置。
【請求項９】
請求項７に記載の電力変換装置であって、
前記係数は、前記電力系統の抵抗を前記電力系統のリアクタンスで除した値である、
電力変換装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の電力変換装置であって、
前記無効電力の指令値と、前記所定位置の無効電力との差に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧振幅指令値を生成する無効電力制御部、
を更に含む、
電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電力系統における再生可能エネルギーの増加に伴って電力変換装置（インバータ）の割合が増加しつつある。
【０００３】
しかし、現在普及している電流制御型インバータでは慣性力をもたないため、さらなるインバータの割合増加によって周波数が変動しやすくなって系統が不安定になることが懸念されている。
【０００４】
この問題の解決手段として、同期発電機のように振舞わせる、仮想同期発電機（ＶＳＧ）制御を行うインバータの実用化が期待されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７１３４８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、電力系統の送電線の抵抗が十分小さく無視できるとみなされ、送電線の抵抗が考慮されていない。
【０００７】
そのため、電力系統の送電線の抵抗が大きくなると、インバータからの出力電圧がその目標値に対して無視できない程度に大きく変動する可能性がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、送電線の抵抗が考慮された仮想同期発電機制御を行う電力変換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】
【０００９】
上記目的を達成するための一の発明は、電力系統に連系可能であり、仮想同期発電機機能を有する電力変換装置であって、系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、前記電力系統の所定位置の有効電力と、前記所定位置の無効電力に応じた値との差を出力する第１出力部と、前記有効電力の指令値と、前記差と、前記仮想同期発電機機能と、に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧の位相を生成する生成部と、を含む、電力変換装置である。
【００１０】
また、上記目的を達成するための他の発明は、電力系統に連系可能であり、仮想同期発電機機能を有する電力変換装置であって、系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、系統連系中における所定位置の有効電力と無効電力を計測し、前記所定位置の有効電力と、前記所定位置の無効電力に応じた値との第１の差を出力する第１出力部と、前記有効電力の指令値と、前記無効電力の指令値に応じた値との第２の差を出力する第２出力部と、前記第１の差と、前記第２の差と、前記仮想同期発電機機能と、に基づいて、前記電力変換装置の出力電圧の位相を生成する生成部と、を含む、電力変換装置である。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】
（【００１１】以降は省略されています）

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