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公開番号2025068335
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-28
出願番号2023178161
出願日2023-10-16
発明の名称制御装置、および、蓄電池システム
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250421BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】積分制御を含む制御を行い、出力にリミッタをかけ、リミッタの制限値が可変であっても、指令値に応じた制御が可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置A1において、入力される検出値と指令値との偏差を算出し、かつ、偏差の積分値に基づく積分成分が含まれている補償値Yを出力する制御部141と、制御部141から出力される補償値Yを上限値Ymaxと下限値Yminとの間の値に制限して出力し、かつ、上限値Ymaxおよび下限値Yminが変化するリミッタ142と、を備えた。制御部141は、補償値Yがリミッタ142によって制限された場合、上限値Ymaxまたは下限値Yminに基づく演算値Cを、次の処理での積分値Xとして用いる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される検出値と指令値との偏差を算出し、かつ、前記偏差の積分値に基づく積分成分が含まれている補償値を出力する制御部と、
前記制御部から出力される前記補償値を上限値と下限値との間の値に制限して出力し、かつ、前記上限値および前記下限値が変化するリミッタと、
を備えており、
前記制御部は、前記補償値が前記リミッタによって制限された場合、前記上限値または前記下限値に基づく演算値を、次の処理での前記積分値として用いる、
制御装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記演算値は、前記補償値を前記上限値または前記下限値にする値である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
比例ゲインをＫｐとし、積分ゲインをＫｉとするＰＩ制御を行い、
前記偏差をＵ、前記演算値をＣ、前記補償値をＹ、前記上限値をＹｍａｘ、前記下限値をＹｍｉｎとした場合、
ＹがＹｍａｘより大きいときは、Ｃ＝（（Ｙｍａｘ－Ｋｐ＊Ｕ）／Ｋｉ）によって前記演算値Ｃを演算し、
ＹがＹｍｉｎより小さいときは、Ｃ＝（（Ｙｍｉｎ－Ｋｐ＊Ｕ）／Ｋｉ）によって前記演算値Ｃを演算する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
インバータ装置が出力する交流電力の電力値を検出する電力検出部と、
前記電力値を指令する電力指令値を設定する指令値設定部と、
前記リミッタが出力する制限後の補償値に基づいて、前記インバータ装置に出力する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記電力検出部が検出した電力値を前記検出値として入力され、前記指令値設定部が設定した電力指令値を前記指令値として入力される、
請求項１ないし３のいずれかに記載の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置と、
前記インバータ装置と、
前記インバータ装置の直流側に接続された蓄電池と、
を備えている蓄電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、および、当該制御装置を備えている蓄電池システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電力変換装置が開示されている。当該電力変換装置は、電力変換部とこれを制御する制御装置とを備えている。制御装置は、交流電力制御部、交流制御部、およびリミット制御部を備えている。交流電力制御部は、交流電力指令値と検出された交流電力との偏差が０になるように、例えばＰＩ制御（比例積分制御）を行って、交流電流指令値を出力する。交流制御部は、交流電流指令値をリミット制御部によって設定された交流電流リミット値に従う範囲内に制限し、制限後の交流電流指令値と検出された交流電流との偏差が０になるように、例えばＰＩ制御を行って、制御演算結果を出力する。
【０００３】
交流電力制御部において大きな偏差が生じた過渡時には、交流電流指令値は制限されるが、ＰＩ制御における積分値は増加していく、いわゆるワインドアップが発生する。この場合、交流電力が交流電力指令値に達しても、増加した積分値を減少させるのに時間がかかるので、オーバシュートが発生する。したがって、システムの即応性、安定性が劣化するという問題がある。この問題に対して、一般的にリミット値によって制限がかかっているときには積分値の増加を止めるアンチワインドアップという対策が取られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７２２４４６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アンチワインドアップを行う場合、運転中にリミット値が変化した場合、以下のように、意図しない動作になることがある。（１）大きいリミット値による制限が行われていた後に、（２）小さいリミット値による制限に切り替わり、（３）その後、交流電力指令値が小さい値（交流電流指令値が小さいリミット値によって制限されないレベル）に変更されることがある。この場合、電力変換装置の出力電力は、変更された交流電力指令値に追従するように変化するべきであるが、小さいリミット値に応じた出力電力が継続される場合がある。（１）においてアンチワインドアップによって、積分値が大きいリミット値のときの値に固定され、（２）ではリミット値が切り替わっただけなので、当該積分値が保持される。そして、（３）で交流電力指令値が小さい値に変更されても、保持された積分値に基づいて算出された交流電流指令値が小さいリミット値以上になってしまう。この場合、交流電流指令値が小さいリミット値に制限され、積分値が減少せず、交流電力制御部から出力される交流電流指令値が減少しないので、（３）で変更された交流電力指令値に追従できず、（２）のときの出力電力が継続する。
【０００６】
図４は、上記の意図しない動作を説明するためのタイムチャートである。図４（ａ）は電力指令値（交流電力指令値）の時間変化を示し、図４（ｂ）はリミッタの上限値（リミット値）の時間変化を示している。図４（ｃ）は積分値の時間変化を示し、図４（ｄ）は出力電力の検出値の時間変化を示している。時刻ｔ１において、電力指令値が「０」からＰ１に変更されたことで、積分値が増加し、電力検出値も増加している。ただし、リミッタの上限値の制限によって、電力検出値はＰ１まで増加していない。時刻ｔ２において、上限値がＹｍａｘ１からＹｍａｘ２に変更されたことで、電力検出値が減少している。一方、積分値は、時刻ｔ２の前の値が継続され、変化していない。時刻ｔ３において、電力指令値がＰ１から「０」に変更されたが、積分値は変化しない。積分値に基づいて算出された交流電流指令値は、上限値Ｙｍａｘ２以上なので、上限値Ｙｍａｘ２に制限される。交流電流指令値が変化しないので、電力検出値も変化せず、時刻ｔ３の前の値が継続されている。つまり、電力検出値は、本来なら、時刻ｔ３から電力指令値「０」に追従し、減少して「０」になるべきであるが、電力指令値の変化に従わずに変化前の値が継続されている。
【０００７】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、積分制御を含む制御を行い、出力にリミッタをかけ、リミッタの制限値が可変であっても、指令値に応じた制御が可能な制御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】
本発明の第１の側面によって提供される制御装置は、入力される検出値と指令値との偏差を算出し、かつ、前記偏差の積分値に基づく積分成分が含まれている補償値を出力する制御部と、前記制御部から出力される前記補償値を上限値と下限値との間の値に制限して出力し、かつ、前記上限値および前記下限値が変化するリミッタと、を備えており、前記制御部は、前記補償値が前記リミッタによって制限された場合、前記上限値または前記下限値に基づく演算値を、次の処理での前記積分値として用いる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記演算値は、前記補償値を前記上限値または前記下限値にする値である。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記制御部は、比例ゲインをＫｐとし、積分ゲインをＫｉとするＰＩ制御を行い、前記偏差をＵ、前記演算値をＣ、前記補償値をＹ、前記上限値をＹｍａｘ、前記下限値をＹｍｉｎとした場合、ＹがＹｍａｘより大きいときは、Ｃ＝（（Ｙｍａｘ－Ｋｐ＊Ｕ）／Ｋｉ）によって前記演算値Ｃを演算し、ＹがＹｍｉｎより小さいときは、Ｃ＝（（Ｙｍｉｎ－Ｋｐ＊Ｕ）／Ｋｉ）によって前記演算値Ｃを演算する。
（【００１１】以降は省略されています）

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