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公開番号2025036847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-17
出願番号2023143443
出願日2023-09-05
発明の名称制御装置、電源システム及び制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 9/06 20060101AFI20250310BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力変換器から流れる電流が過電流になることを抑制する電源システム、制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】電源システム100において、電力系統10から負荷に給電するための電力線Lを開閉する開閉スイッチ3が開放される場合に、電力線に給電する電力変換器6を制御する制御装置7は、電力変換器電圧、電力変換器電流又は電力変換器が設けられる回路の回路インピーダンスを取得するパラメータ取得部、電力変換器が出力する電圧の指令値を算出する第1電圧指令値算出部、第1電圧指令値と電力変換器電圧との電位差を電力変換器の閾値電流で除した閾値インピーダンスから回路インピーダンスを差し引く仮想インピーダンス算出部、仮想インピーダンス及び電力変換器電流によって算出する仮想電圧降下算出部及び第1電圧指令値から前記仮想電圧降下を差し引いた第2電圧指令値を出力して、電力変換器を制御する第2電圧指令値出力部を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電力系統から負荷に給電するための電力線を開閉する開閉スイッチが開放される場合に、前記電力線に給電する電力変換器を制御する制御装置であって、
前記電力変換器から出力された電力変換器電圧、前記電力変換器から流れる電力変換器電流、又は、前記電力変換器が設けられる回路の回路インピーダンスを取得するパラメータ取得部と、
前記電力変換器が出力する電圧の指令値である第１電圧指令値を算出する第１電圧指令値算出部と、
前記第１電圧指令値と前記電力変換器電圧との電位差を前記電力変換器の閾値電流で除した閾値インピーダンスを算出して、前記閾値インピーダンスから前記回路インピーダンスを差し引いた仮想インピーダンスを算出する仮想インピーダンス算出部と、
前記仮想インピーダンス及び前記電力変換器電流によって算出される仮想電圧降下を算出する仮想電圧降下算出部と、
前記第１電圧指令値から前記仮想電圧降下を差し引いた第２電圧指令値を出力して、前記電力変換器を制御する第２電圧指令値出力部とを備える制御装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記仮想電圧降下算出部は、前記電力変換器電流が前記閾値電流以下の場合に、前記仮想電圧降下を算出せず、前記電力変換器電流が前記閾値電流を超えた場合に、前記仮想電圧降下を算出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
電力系統及び負荷の間に設けられ、前記負荷に電力を供給する電源システムであって、
電力系統から負荷に給電するための電力線を開閉する開閉スイッチと、
前記開閉スイッチが開放される場合に、前記電力線に給電する電力変換器と、
請求項１又は２に記載の制御装置とを備える、電源システム。
【請求項４】
電力系統から負荷に給電するための電力線を開閉する開閉スイッチが開放される場合に、前記電力線に給電する電力変換器を制御する制御方法であって、
前記電力変換器から出力された電圧である電力変換器電圧、前記電力変換器から流れる電流である電力変換器電流、又は、前記電力変換器が設けられる回路のインピーダンスである回路インピーダンスを取得し、
前記開閉スイッチが開放される場合に前記電力変換器が出力する第１電圧指令値を算出し、
前記第１電圧指令値と前記電力変換器電圧との電位差を前記電力変換器電流の閾値である閾値電流で除したインピーダンスである閾値インピーダンスを算出し、
前記閾値インピーダンスから前記回路インピーダンスを差し引いたインピーダンスである仮想インピーダンスを算出し、
前記仮想インピーダンス及び前記電力変換器電流によって算出される仮想の電圧降下である仮想電圧降下を算出し、
前記第１電圧指令値から前記仮想電圧降下を差し引いた電圧指令値である第２電圧指令値を出力して、前記電力変換器を制御する、制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、電源システム及び制御方法に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、停電や瞬時電圧低下（以下、瞬低とも言う。）に対して、電力変換器を制御することにより、電力系統から解列して負荷を補償する制御装置が提案されている。例えば特許文献１に示すように、瞬低が発生した場合、この種の制御装置は、電力系統と負荷との間に設けられたサイリスタスイッチ回路を強制的に消弧させるために、サイリスタスイッチ回路に並列に設けられた電力変換器を駆動させている。そして、サイリスタスイッチ回路を強制的に消弧させた後、制御装置は、電力変換器を駆動させて、電力系統の電圧低下量に相当する補償交流を負荷に供給することにより、負荷電圧の低下を補償している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実用新案登録第２５７８８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の電力変換器は、容量性負荷や力率調整用の進相コンデンサを介してサイリスタスイッチ回路と並列に設けられる場合がある。この場合、電力系統又は負荷から一時的に過渡電流が発生すると、電力変換器から流れる電流が過電流になる恐れがある。
【０００５】
また、サイリスタスイッチ回路を強制的に消弧させて、負荷電圧の低下を補償する場合にも、例えば容量性負荷が投入されることにより、電力変換器から流れる電流が過電流になる恐れがある。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、電力変換器から流れる電流が過電流になることを抑制することを主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る制御装置は、電力系統から負荷に給電するための電力線を開閉する開閉スイッチが開放される場合に、前記電力線に給電する電力変換器を制御する制御装置であって、前記電力変換器から出力された電力変換器電圧、前記電力変換器から流れる電力変換器電流、又は、前記電力変換器が設けられる回路の回路インピーダンスを取得するパラメータ取得部と、前記電力変換器が出力する電圧の指令値である第１電圧指令値を算出する第１電圧指令値算出部と、前記第１電圧指令値と前記電力変換器電圧との電位差を前記電力変換器の閾値電流で除した閾値インピーダンスを算出して、前記閾値インピーダンスから前記回路インピーダンスを差し引いた仮想インピーダンスを算出する仮想インピーダンス算出部と、前記仮想インピーダンス及び前記電力変換器電流によって算出される仮想電圧降下を算出する仮想電圧降下算出部と、前記第１電圧指令値から前記仮想電圧降下を差し引いた第２電圧指令値を出力して、前記電力変換器を制御する第２電圧指令値出力部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る制御方法は、電力系統から負荷に給電するための電力線を開閉する開閉スイッチが開放される場合に、前記電力線に給電する電力変換器を制御する制御方法であって、前記電力変換器から出力された電圧である電力変換器電圧、前記電力変換器から流れる電流である電力変換器電流、又は、前記電力変換器が設けられる回路のインピーダンスである回路インピーダンスを取得し、前記開閉スイッチが開放される場合に前記電力変換器が出力する第１電圧指令値を算出し、前記第１電圧指令値と前記電力変換器電圧との電位差を前記電力変換器電流の閾値である閾値電流で除したインピーダンスである閾値インピーダンスを算出し、前記閾値インピーダンスから前記回路インピーダンスを差し引いたインピーダンスである仮想インピーダンスを算出し、前記仮想インピーダンス及び前記電力変換器電流によって算出される仮想の電圧降下である仮想電圧降下を算出し、前記第１電圧指令値から前記仮想電圧降下を差し引いた電圧指令値である第２電圧指令値を出力して、前記電力変換器を制御することを特徴とする。
【０００９】
このような構成であれば、仮想インピーダンスによる仮想電圧降下を算出し、第１電圧指令値から仮想電圧降下の分だけ差し引かれた第２電圧指令値が出力されるので、第１電圧指令値のみに基づいて電力変換器を制御する場合と比較して、電力変換器から出力される電圧が小さくなる。その結果、電力変換器から流れる電流が小さくなるので、電力変換器から過電流が流れることを防ぐことができる。
【００１０】
前記仮想電圧降下算出部は、前記電力変換器電流が前記閾値電流以下の場合に、前記仮想電圧降下を算出せず、前記電力変換器電流が前記閾値電流を超えた場合に、前記仮想電圧降下を算出することが好ましい。
このような構成であれば、電力変換器電流が閾値電流以下の場合には仮想電圧降下が算出されず、電力変換器電流が閾値電流を超えた場合に仮想電圧降下が算出されるので、第１電圧指令値を不要に差し引くことにより電力変換器が出力する電圧を不要に小さくすることを防止することができ、負荷の電圧を精度よく補償することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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