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公開番号2025014214
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023116555
出願日2023-07-18
発明の名称電力変換装置及び電力変換装置の制御方法
出願人株式会社日立産機システム
代理人青稜弁理士法人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250123BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】
電力蓄積装置を備える電力変換装置の自立運転中の電力損失を低減する。
【解決手段】
電力蓄積装置を備える電力変換装置であって、自立運転状態かどうかを判定する運転判定部と、電力蓄積装置が蓄積または出力する電力を演算し、また電力蓄積装置へ電力を蓄積しているかどうかを判定する電力演算部と、有効電力値を受付け、受け付けた値と電力演算部が演算した有効電力とから有効電力指令値を決定する有効電力指令値設定部と、有効電力指令値設定部が決定した有効電力指令値を基に電力を出力する主回路とを備え、運転判定部が自立運転状態と判定したとき、有効電力指令値設定部は電力演算部が電力蓄積装置への電力蓄積を検出すると、電力蓄積装置への電力蓄積をしない有効電力指令値に変更する電力変換装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力蓄積装置に接続された電力変換装置であって、
電力変換装置が自立運転状態か連系運転状態かを判定する運転判定部と、
電力蓄積装置が入出力する電力を演算する電力演算部と、
受信した有効電力値と電力演算部が演算した有効電力とから有効電力指令値を決定する有効電力指令値設定部と、
有効電力指令値に基づき電力を変換する主回路とを備え、
有効電力指令値設定部は、自立運転状態において、電力蓄積装置の電力の入出力に対応した値に有効電力指令値を変更する変更処理を実行可能である電力変換装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
変更処理が、電力蓄積装置が電力を蓄積している場合に実行される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
有効電力指令値設定部が更新判定用角周波数を外部から受信しており、
変更処理が、
更新判定用角周波数が予め指定された基準角周波数以下であり、前記電力変換装置の角周波数指令が更新判定用角周波数未満の場合であって、電力蓄積装置が電力を蓄積している場合に実行される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
有効電力指令値設定部が更新判定用角周波数を外部から受信しており、
変更処理が、
更新判定用角周波数が予め指定された基準角周波数より大きく、前記電力変換装置の角周波数指令が更新判定用角周波数より大きい場合であって、電力蓄積装置が電力を出力している場合に実行される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
変更処理が、電力蓄積装置に電力を入力しない値に有効電力指令値を変更する処理である請求項１から３に記載の電力変換装置。
【請求項６】
変更処理が、電力蓄積装置が電力を出力しない値に有効電力指令値を変更する処理である請求項１または４に記載の電力変換装置。
【請求項７】
変更処理が、変更処理前の有効電力指令値から変更処理時の有効電力を減算して変更処理後の有効電力指令値を演算する処理である請求項１から４に記載の電力変換装置。
【請求項８】
電力蓄積装置に接続された電力変換装置の制御方法であって、
電力変換装置が自立運転状態か連系運転状態かを判定し、
電力蓄積装置が入出力する電力を演算し、
受信した有効電力値と電力演算部が演算した有効電力とから有効電力指令値を決定し、
自立運転状態において、電力蓄積装置の電力の入出力に対応した値に有効電力指令値を変更する変更処理を実行可能である電力変換装置の制御方法。
【請求項９】
変更処理が、電力蓄積装置が電力を蓄積している場合に実行される請求項８に記載の電力変換装置の制御方法。
【請求項１０】
更新判定用角周波数を外部から受信しており、
変更処理が、
更新判定用角周波数が予め指定された基準角周波数以下であり、前記電力変換装置の角周波数指令が更新判定用角周波数未満の場合であって、電力蓄積装置が電力を蓄積している場合に実行される請求項８に記載の電力変換装置の制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置及び電力変換装置の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスと電力変換器とを有する蓄電設備を含む複数の発電設備からなる電源系統において、前記電源系統の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電源系統の周波数を計測する周波数計測手段と、前記蓄電設備の出力端における有効電力および無効電力を計測する電力計測手段と、システム制御装置とを有して、前記システム制御装置は、有効電力指令値と前記電力計測手段で計測された有効電力との偏差を比例演算する第１の比例演算器と、当該第１の比例演算器の出力に基準周波数を加算して周波数指令値を算出する第１の加算器とを有する周波数指令値演算部と、前記周波数指令値演算部で演算された周波数指令値と前記周波数計測手段で計測された周波数との偏差を積算して内部相差角を算出する内部相差角演算部と、無効電力指令値と前記電力計測手段で計測された無効電力との偏差を比例演算する第２の比例演算器と、当該第２の比例演算器の出力に基準電圧を加算して内部起電圧指令値を算出する第２の加算器とを有する内部起電圧指令値演算部と、前記内部相差角と、前記内部起電圧指令値と、前記電圧計測手段で計測された電圧とから、前記電力変換器の出力電流の指令値を算出する電流指令値演算部とを備え、前記出力電流の指令値を出力して前記電力変換器を制御する複合発電システム用電力変換装置がある。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ１３／００８４１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記複合発電システム用電力変換装置は、系統連系等において、制御方式の変更を必要としない電力変換器を供給することにより、取り扱いの容易な自立電源系統を構築することを可能にしている。
【０００５】
しかし、複合発電システム用電力変換装置は連系運転中には有効電力を指令値通りに出力する一方で、自立運転では複合発電システム用電力変換装置の出力は負荷の消費電力によって決まるため、連系運転から自立運転に切り替える際に連系運転中の有効電力の指令値で自立運転を開始すると、複合発電システム用電力変換装置の実際に出力する有効電力が指令値と乖離してしまう。
【０００６】
複合発電システム用電力変換装置を複数台並列運転している場合、充電する複合発電システム用電力変換装置と放電する複合発電システム用電力変換装置が混在してしまい、複合発電システム用電力変換装置の間での電力授受による損失が発生してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は、電力蓄積装置を備える電力変換装置の自立運転中の電力損失を低減する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】
【０００８】
本発明の目的は電力蓄積装置を備える電力変換装置であって、自立運転状態かどうかを判定する運転判定部と、電力蓄積装置が蓄積または出力する電力を演算し、また電力蓄積装置へ電力を蓄積しているかどうかを判定する電力演算部と、有効電力値を受付け、受け付けた値と電力演算部が演算した有効電力とから有効電力指令値を決定する有効電力指令値設定部と、有効電力指令値設定部が決定した有効電力指令値を基に電力を出力する主回路とを備え、運転判定部が自立運転状態と判定したとき、有効電力指令値設定部は電力演算部が電力蓄積装置への電力蓄積を検出すると、電力蓄積装置への電力蓄積をしない有効電力指令値に変更する電力変換装置により達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電力蓄積装置を備える電力変換装置の自立運転中の電力損失を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施例１における電力変換装置の構成を示すブロック図。
本発明の実施例１における位相指令生成部の構成を示す図。
本発明の実施例１における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示す図。
本発明の実施例１におけるシステム構成を示すブロック図。
本発明の実施例１のシステム構成例における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例１における電力変換装置の有効電力指令値更新方法のフローチャート。
本発明の実施例１における電力変換装置の有効電力の時間変化と角周波数変化量指令の時間変化を示すグラフ。
本発明の実施例１のシステム構成例における負荷消費電力が変動したときの有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例２における電力変換装置の構成を示すブロック図。
本発明の実施例２におけるシステム構成を示すブロック図。
本発明の実施例２のシステム構成例における有効電力指令値、角周波数指令、更新判定用角周波数の関係を示すグラフ。
本発明の実施例２における電力変換装置の有効電力指令値更新方法のフローチャート。
本発明の実施例２のシステム構成例における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例２のシステム構成例における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例３における有効電力指令値、角周波数指令、更新判定用角周波数の関係を示すグラフ。
本発明の実施例３における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例３における有効電力指令値、有効電力と、角周波数変化量指令の関係を示すグラフ。
本発明の実施例４におけるシステム構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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