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公開番号2024176287
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094739
出願日2023-06-08
発明の名称電力変換装置及びその制御方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241212BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】絶縁型双方向DC/DCコンバータをそれぞれ有する複数の変換セルを備える電力変換装置全体の電力変換効率を向上させること。
【解決手段】絶縁型DC/DCコンバータと、直流リンクと、前記コンバータに前記直流リンクを介して接続されたインバータとをそれぞれ有し、前記インバータの交流出力端を介して直列に接続された複数の変換セルと、前記複数の変換セルを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数の変換セルの総伝送電力が所定の電力よりも低いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が不均等になるように前記インバータを制御する、電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
絶縁型DC/DCコンバータと、直流リンクと、前記コンバータに前記直流リンクを介して接続されたインバータとをそれぞれ有し、前記インバータの交流出力端を介して直列に接続された複数の変換セルと、
前記複数の変換セルを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記複数の変換セルの総伝送電力が所定の電力よりも低いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が不均等になるように前記インバータを制御する、電力変換装置。
続きを表示(約 780 文字)【請求項2】
前記複数の変換セルの個数をN,1台の前記コンバータの電力変換効率が所定値以上となるための伝送電力の最小値をPthとするとき、
前記所定の電力は、N×Pthである、請求項1に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記総伝送電力をP、nを1から(N-1)までの整数とするとき、
前記制御装置は、(N-n)Pth≦P<(N-n+1)Pthのとき、1台目から(N-n)台目までの前記インバータの出力電圧をV

・cosφ/(N-n)に調整し、(N-n+1)台目からN台目までの前記インバータの出力電圧をV

・sinφ/nに調整する、請求項2に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記制御装置は、P<Pthのとき、1台目の前記インバータの出力電圧をV

・cosφに調整し、2台目からN台目までの前記インバータの出力電圧を「V

・sinφ/(N-1)」に調整する、請求項3に記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記制御装置は、前記総伝送電力が前記所定の電力よりも高いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が均等になるように前記インバータを制御する、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項6】
絶縁型DC/DCコンバータと、直流リンクと、前記コンバータに前記直流リンクを介して接続されたインバータとをそれぞれ有し、前記インバータの交流出力端を介して直列に接続された複数の変換セルを備える電力変換装置の制御方法であって、
前記複数の変換セルの総伝送電力が所定の電力よりも低いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が不均等になるように前記インバータを制御する、制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電力変換装置及びその制御方法に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
従来、電力変換装置の一つとして、SST(Solid State Transformer)が知られている。SSTは、高周波トランスを搭載した絶縁型双方向DC/DCコンバータと、そのDC/DCコンバータの一方の直流側に接続されたインバータとをそれぞれ有する複数のセルを備える(例えば、非特許文献1参照)。各セルの直流出力端は、直流バスに並列に接続されている。SSTは、各セルの交流出力端が直列に接続されることで、昇圧トランスレスで高圧系統に連系できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
Voltage and Power Balance Control for a Cascaded H-Bridge Converter-Based Solid-State Transformer (IEEE Transactions on Power Electronics, Vol.28, No.4, pp.1523-1532)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
絶縁型双方向DC/DCコンバータは、伝送電力が定格電力に対して小さくなりすぎると、電力変換効率が低下する特性を持つ。そのため、絶縁型双方向DC/DCコンバータをそれぞれ有する複数の変換セルを備える電力変換装置において、比較的小さな伝送電力を複数の変換セルで均等に分担すると、電力変換装置全体の電力変換効率が低下するおそれがある。
【0005】
本開示は、絶縁型双方向DC/DCコンバータをそれぞれ有する複数の変換セルを備える電力変換装置全体の電力変換効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1態様は、
絶縁型DC/DCコンバータと、直流リンクと、前記コンバータに前記直流リンクを介して接続されたインバータとをそれぞれ有し、前記インバータの交流出力端を介して直列に接続された複数の変換セルと、
前記複数の変換セルを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記複数の変換セルの総伝送電力が所定の電力よりも低いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が不均等になるように前記インバータを制御する、電力変換装置である。
【0007】
第2態様は、第1態様の電力変換装置であって、
前記複数の変換セルの個数をN,1台の前記コンバータの電力変換効率が所定値以上となるための伝送電力の最小値をPthとするとき、
前記所定の電力は、N×Pthである。
【0008】
第3態様は、第2態様の電力変換装置であって、
前記総伝送電力をP、nを1から(N-1)までの整数とするとき、
前記制御装置は、(N-n)Pth≦P<(N-n+1)Pthのとき、1台目から(N-n)台目までの前記インバータの出力電圧をV

・cosφ/(N-n)に調整し、(N-n+1)台目からN台目までの前記インバータの出力電圧をV

・sinφ/nに調整する。
【0009】
第4態様は、第3態様の電力変換装置であって、
前記制御装置は、P<Pthのとき、1台目の前記インバータの出力電圧をV

・cosφに調整し、2台目からN台目までの前記インバータの出力電圧を「V

・sinφ/(N-1)」に調整する。
【0010】
第5態様は、第1から第4のいずれか一の態様の電力変換装置であって、
前記制御装置は、前記総伝送電力が前記所定の電力よりも高いとき、前記複数の変換セルの各々の伝送電力が均等になるように前記インバータを制御する。
(【0011】以降は省略されています)

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