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公開番号2025033404
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023139108
出願日2023-08-29
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社TMEIC
代理人弁理士法人iX
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250306BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】単独運転においても、より安定して負荷に電力を供給できる電力変換装置を提供する。
【解決手段】直流電源から供給された直流電力を負荷に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を負荷に供給する主回路部と、主回路部による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、電圧基準に応じた一定の大きさの交流電圧を主回路部から出力させるための電圧指令値を演算する電圧制御器と、主回路部から負荷に供給される交流電力の交流電流の大きさを基に、電圧制御器によって演算される電圧指令値の低減割合を決定する過電流抑制制御部と、を有し、過電流抑制制御部は、交流電流の大きさの絶対値が設定値以上の時には、抑制時の低減割合を電圧制御器に入力することにより、主回路部から出力される交流電圧の大きさを低下させる電力変換装置が提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統と連系することなく、単独で負荷に電力を供給する単独運転を行う電力変換装置であって、
直流電源から供給された直流電力を負荷に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記負荷に供給する主回路部と、
前記主回路部による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する制御装置と、
前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電流の大きさを検出する電流検出器と、
前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電圧の大きさを検出する電圧検出器と、
を備え、
前記制御装置は、
電圧基準に応じた一定の大きさの交流電圧を前記主回路部から出力させるための電圧指令値を演算する電圧制御器と、
前記電圧指令値を基に、前記主回路部の動作を制御するための制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記主回路部に入力することにより、前記電圧指令値に基づいて前記主回路部の動作を制御する制御信号生成回路と、
前記電流検出器によって検出された交流電流の大きさを基に、前記電圧制御器によって演算される前記電圧指令値の低減割合を決定する過電流抑制制御部と、
を有し、
前記電圧制御器は、前記電圧検出器によって検出された交流電圧の大きさ、前記電圧基準、及び前記低減割合を基に、前記電圧指令値を演算し、
前記過電流抑制制御部は、前記交流電流の大きさの絶対値が設定値未満の時には、通常時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力し、前記交流電流の大きさの絶対値が前記設定値以上の時には、抑制時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力することにより、通常時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力している時よりも前記主回路部から出力される交流電圧の大きさを低下させる電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記電圧検出器によって検出された交流電圧に重畳するノイズを抑制する処理を行うフィルタ回路をさらに有し、
前記電圧制御器は、前記フィルタ回路によって前記ノイズを抑制する処理が行われた後の交流電圧の大きさを基に、前記電圧指令値を演算する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記電圧制御器は、出力を漸次的に増加させる処理を行う積分器を有し、前記電圧基準に前記積分器の出力信号を乗算し、前記電圧基準を補正することにより、前記主回路部から出力される交流電圧の大きさを漸次的に大きくするソフトスタートの動作を行えるようにするとともに、前記低減割合を前記積分器の出力上限に設定することにより、前記過電流抑制制御部から抑制時の前記低減割合が入力された時に、通常時の前記低減割合が入力された時よりも前記主回路部から出力される交流電圧の大きさを低下させる請求項１記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記過電流抑制制御部は、
前記交流電流の大きさの絶対値が前記設定値以上か否かの検出を行い、前記設定値以上であることを表す検出状態と、前記設定値未満であることを表す非検出状態と、を有する出力信号を出力する検出回路と、
前記出力信号の前記検出状態から前記非検出状態への切り替わりのタイミングを遅らせる処理を行う遅延回路と、
前記遅延回路から入力された前記出力信号が前記非検出状態の時に、通常時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力し、前記遅延回路から入力された前記出力信号が前記検出状態の時に、抑制時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力する切替回路と、
を有する請求項１記載の電力変換装置。
【請求項５】
電力系統と連系することなく、単独で負荷に電力を供給する単独運転を行う電力変換装置であって、
直流電源から供給された直流電力を負荷に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記負荷に供給する主回路部と、
前記主回路部による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する制御装置と、
前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電流の大きさを検出する電流検出器と、
前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電圧の大きさを検出する電圧検出器と、
を備え、
前記制御装置は、
前記電圧検出器によって検出された交流電圧に重畳するノイズを抑制する処理を行うフィルタ回路と、
前記フィルタ回路によって前記ノイズを抑制する処理が行われた後の交流電圧の大きさ、及び電圧基準を基に、前記電圧基準に応じた一定の大きさの交流電圧を前記主回路部から出力させるための電圧指令値を演算する電圧制御器と、
前記電圧指令値を基に、前記主回路部の動作を制御するための制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記主回路部に入力することにより、前記電圧指令値に基づいて前記主回路部の動作を制御する制御信号生成回路と、
を有する電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置がある。こうした電力変換装置において、電力系統と連系することなく、単独で負荷に電力を供給する単独運転を行う場合がある。
【０００３】
単独運転を行う電力変換装置では、電力系統と連系した運転と比べて、負荷の突入電流に起因する過電流停止が発生し易い傾向にある。また、単独運転を行う電力変換装置では、出力電圧に重畳するノイズにより、安定的に出力電圧を制御し難い場合がある。このため、単独運転を行う電力変換装置では、より安定して負荷に電力を供給できるようにすることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１４３０７５号公報
特許第５９３８０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、単独運転においても、より安定して負荷に電力を供給できる電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、電力系統と連系することなく、単独で負荷に電力を供給する単独運転を行う電力変換装置であって、直流電源から供給された直流電力を負荷に対応した交流電力に変換し、変換後の交流電力を前記負荷に供給する主回路部と、前記主回路部による直流電力から交流電力への変換の動作を制御する制御装置と、前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電流の大きさを検出する電流検出器と、前記主回路部から前記負荷に供給される交流電力の交流電圧の大きさを検出する電圧検出器と、を備え、前記制御装置は、電圧基準に応じた一定の大きさの交流電圧を前記主回路部から出力させるための電圧指令値を演算する電圧制御器と、前記電圧指令値を基に、前記主回路部の動作を制御するための制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記主回路部に入力することにより、前記電圧指令値に基づいて前記主回路部の動作を制御する制御信号生成回路と、前記電流検出器によって検出された交流電流の大きさを基に、前記電圧制御器によって演算される前記電圧指令値の低減割合を決定する過電流抑制制御部と、を有し、前記電圧制御器は、前記電圧検出器によって検出された交流電圧の大きさ、前記電圧基準、及び前記低減割合を基に、前記電圧指令値を演算し、前記過電流抑制制御部は、前記交流電流の大きさの絶対値が設定値未満の時には、通常時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力し、前記交流電流の大きさの絶対値が前記設定値以上の時には、抑制時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力することにより、通常時の前記低減割合を前記電圧制御器に入力している時よりも前記主回路部から出力される交流電圧の大きさを低下させる電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、単独運転においても、より安定して負荷に電力を供給できる電力変換装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る電力変換装置を模式的に表す回路図である。
実施形態に係る変換器を模式的に表す回路図である。
実施形態に係る制御装置を模式的に表すブロック図である。
実施形態に係る過電流抑制制御部を模式的に表すブロック図である。
実施形態に係る電圧制御器を模式的に表すブロック図である。
図６（ａ）～図６（ｃ）は、実施形態に係る制御装置の動作の一例を模式的に表すブロック図である。
【０００９】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る電力変換装置を模式的に表す回路図である。
図１に表したように、電力変換装置１０は、主回路部１２と、制御装置１４と、を備える。主回路部１２は、直流電源２に接続されるとともに、負荷４に接続される。直流電源２は、例えば、電力系統から供給された交流電力を直流電力に変換する別の電力変換装置である。直流電源２は、例えば、ソーラーパネルなどの直流電力を出力する分散型電源などでもよい。直流電源２は、直流電力を主回路部１２に供給可能な任意の装置でよい。負荷４は、より詳しくは、交流負荷である。
（【００１１】以降は省略されています）

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