JP2023012086A

JP2023012086A - Inverter device

Info

Publication number: JP2023012086A
Application number: JP2021115521A
Authority: JP
Inventors: 幸雄高野; Yukio Takano
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2021-07-13
Filing date: 2021-07-13
Publication date: 2023-01-25

Abstract

To provide an inverter device capable of stabilizing a frequency of a power system while always outputting maximum power by MPPT control of a solar power generation apparatus or the like.SOLUTION: An inverter device includes: an inverter 600 for converting DC power of a solar light generation apparatus 200 into AC power; a series circuit of a chopper 400 connected between DC terminals of the inverter 600 and a resistor 500; and a control unit 100A for controlling the inverter 600 and the chopper 400, and is constituted so that the inverter 600 is driven by system linkage operation with a power system. The control unit 100A includes: means for operating a power consumption command value by finding out a difference between a DC power command value for performing MPPT control of the solar light generation apparatus 200 and an effective power measurement value of the inverter 600; means for controlling the chopper 400 so that the resistor 500 consumes power corresponding to the power consumption command value; and means for controlling the inverter 600 so that the effective power measurement value follows an effective power command value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、太陽光発電装置等の発電設備をＭＰＰＴ（最大電力点追従）制御しながら電力系統に連系運転させるインバータ装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an inverter device that performs interconnected operation of a power generation facility such as a photovoltaic power generation device while performing MPPT (Maximum Power Point Tracking) control.

近年、太陽光や風力等の再生可能エネルギーを用いた発電設備が電力系統に多数、連系運転されるようになり、結果的に同期発電機の割合が相対的に減少しているため、電力系統の周波数安定性が低下する傾向にある。
周知のように、同期発電機は入力される原動力と発電電力との差が回転体の慣性エネルギーに蓄積され、これが回転体の角速度、すなわち出力電圧の周波数となる。言い換えれば、同期発電機の回転体の慣性が電力系統の周波数を安定させる機能を果たしている。 In recent years, many power generation facilities using renewable energy such as solar and wind power have been connected to the power system, and as a result, the proportion of synchronous generators has decreased relatively. The frequency stability of the system tends to decrease.
As is well known, in a synchronous generator, the difference between the input driving force and the generated power is stored in the inertial energy of the rotating body, which becomes the angular velocity of the rotating body, that is, the frequency of the output voltage. In other words, the inertia of the rotating body of the synchronous generator serves to stabilize the frequency of the power system.

これに対し、例えば太陽光発電装置を電力系統に連系させるＰＣＳ（パワーコンディショナーシステム）用のインバータ装置は、電力系統の電圧に高速に追従するように制御されており、同期発電機のように出力周波数を主体的に維持する機能を持っていない。
このため、電力系統における同期発電機の割合が少なくなると、同期発電機による周波数安定化機能が十分に働かなくなって系統周波数の変動が大きくなる。
上記の点に鑑み、同期発電機の周波数安定化機能を、インバータ装置の擬似同期発電機制御によって実現する従来技術が提供されている。 On the other hand, for example, an inverter device for a PCS (Power Conditioner System) that connects a photovoltaic power generation device to a power system is controlled to follow the voltage of the power system at high speed, and is similar to a synchronous generator. It does not have a function to maintain the output frequency independently.
Therefore, when the ratio of synchronous generators in the electric power system decreases, the frequency stabilization function of the synchronous generators does not work sufficiently, resulting in large fluctuations in the system frequency.
In view of the above points, there has been proposed a prior art that realizes the frequency stabilization function of a synchronous generator by pseudo-synchronous generator control of an inverter device.

図８，図９は、例えば特許文献１に開示されたこの種のインバータ装置及びその制御回路を示している。
図８において、１０は擬似同期発電機制御を行う三相のインバータ装置、１１は太陽電池モジュールや蓄電池等の発電設備、１２は半導体スイッチング素子の動作により直流電力を交流電力に変換するインバータ、Ｘはインバータ１２と電力系統２０との間の連系線路２１に接続された平滑用のリアクトル、Ｃは同じくコンデンサ、３０は電力系統２０に交流電力を供給する同期発電機である。 8 and 9 show this type of inverter device and its control circuit disclosed in Patent Document 1, for example.
In FIG. 8, 10 is a three-phase inverter device that performs pseudo-synchronous generator control, 11 is power generation equipment such as a solar cell module and a storage battery, 12 is an inverter that converts DC power to AC power by the operation of semiconductor switching elements, and X is a smoothing reactor connected to the interconnection line 21 between the inverter 12 and the power system 20; C is a capacitor;

インバータ１２を制御する制御回路４０は、インバータ１２の出力電流Ｉ_ａ，Ｉ_ｂ，Ｉ_ｃ（必要に応じてＩ_{ａ，ｂ，ｃ}と略記する）を検出する電流検出器４１と、出力電圧Ｖ_ａ，Ｖ_ｂ，Ｖ_ｃ（同じくＶ_{ａ，ｂ，ｃ}と略記する）を検出する電圧検出器４２と、発電機回転体模擬部４３と、正弦波演算部４４と、ＰＷＭ演算部４５とを備えている。なお、Ｖ_ｉｎｖ，Ｖ_ｓはそれぞれリアクトルＸの両端電圧であり、電圧Ｖ_ｓは実質的に前記電圧Ｖ_{ａ，ｂ，ｃ}に等しい。 A control circuit 40 that controls the inverter 12 includes a current detector 41 that detects output currents I _a , I _b , and I _c (abbreviated as I _{a, b, and c} as necessary) of the inverter 12 and an output voltage V A voltage detector 42 for detecting _a , Vb, and Vc (also abbreviated as Va _{, b, and c} ₎ _, a generator rotor simulating section 43, a sine wave calculating section 44, and a PWM calculating section 45 are provided. I have it. V _inv and V _s are voltages across the reactor X, respectively, and the voltage V _s is substantially equal to the voltages V _{a, b, and c} .

図９は、制御回路４０内の発電機回転体模擬部４３の構成図である。
図９において、有効電力計測部４３ａはインバータ１２の出力電流Ｉ_{ａ，ｂ，ｃ}と出力電圧Ｖ_{ａ，ｂ，ｃ}とから有効電力Ｐを計測して加減算手段４３ｂに入力する。この加減算手段４３ｂには、模擬する同期発電機の入力（原動力）とみなされるインバータ１２の出力目標値と、後述するダンパ４３ｅの出力も加えられている。
加減算手段４３ｂの出力は第１の積分手段４３ｃにより積分され、模擬する同期発電機の回転体の正規化された角速度（定格周波数を５０［Ｈｚ］とすると、角速度［ｒａｄ／ｓ］を５０［Ｈｚ］×２πで除算した値）ωが演算される。第１の積分手段４３ｃにおけるＭは、同期発電機の回転体の慣性に相当する係数である。
角速度ωは振動成分を抑制するダンパ４３ｅに入力されると共に第２の積分手段４３ｄに入力されて積分され、その出力に定数Ｋ（＝５０［Ｈｚ］×２π）を乗算することで、模擬する同期発電機の内部起電力の電圧位相θが算出される。 FIG. 9 is a configuration diagram of the generator rotor simulating section 43 in the control circuit 40. As shown in FIG.
In FIG. 9, the active power measuring section 43a measures the active power P from the output currents _{Ia, b, c} and the output voltages V _{a, b, c} of the inverter 12, and inputs it to the addition/subtraction means 43b. The addition/subtraction means 43b also receives the output target value of the inverter 12, which is regarded as the input (driving force) of the simulated synchronous generator, and the output of a damper 43e, which will be described later.
The output of the addition/subtraction means 43b is integrated by the first integration means 43c, and the normalized angular velocity of the rotating body of the simulated synchronous generator (if the rated frequency is 50 [Hz], the angular velocity [rad/s] is 50 [ Hz]×2π) ω is calculated. M in the first integrating means 43c is a coefficient corresponding to the inertia of the rotating body of the synchronous generator.
The angular velocity ω is input to the damper 43e that suppresses the vibration component and is also input to the second integration means 43d for integration. A voltage phase θ of the internal electromotive force of the synchronous generator is calculated.

図８に戻って、正弦波演算部４４は電圧位相θとインバータ１２の出力電圧の周波数及び振幅値を用いて正弦波の電圧指令Ｖ^＊ _{ａ，ｂ，ｃ}を生成し、ＰＷＭ演算部４５に出力する。ＰＷＭ演算部４５は、電圧指令Ｖ^＊ _{ａ，ｂ，ｃ}をキャリアと比較してパルス信号を生成し、このパルス信号によってインバータ１２の各相上下アームの半導体スイッチング素子が駆動される。 Returning to FIG. 8, the sine wave computing unit 44 uses the voltage phase θ and the frequency and amplitude values of the output voltage of the inverter 12 to generate the sine wave voltage commands V ^* _{a, b, c} , which are sent to the PWM computing unit 45. Output. The PWM operation unit 45 compares the voltage commands V ^* _{a, b, and c} with the carrier to generate a pulse signal, and the pulse signal drives the semiconductor switching elements of the upper and lower arms of each phase of the inverter 12 .

この従来技術において、インバータ１２の出力電圧の位相が系統電圧の位相より進んでいる場合にはインバータ１２が電力系統２０に有効電力を出力し、遅れている場合にはインバータ１２が電力系統２０から有効電力を吸収するようにインバータ１２の出力電圧の周波数及び位相が制御される。これによっていわゆる同期化力が働き、電力系統２０に接続されている同期発電機等の強固な電源の割合が少ない場合でも、系統周波数を所定値に維持して安定化させることができる。 In this prior art, the inverter 12 outputs active power to the power system 20 when the phase of the output voltage of the inverter 12 leads the phase of the system voltage, and the inverter 12 outputs active power from the power system 20 when it lags. The frequency and phase of the output voltage of inverter 12 are controlled to absorb active power. As a result, a so-called synchronizing force works, and even when the ratio of strong power sources such as synchronous generators connected to the power system 20 is small, the system frequency can be maintained at a predetermined value and stabilized.

さて、太陽光や風力等の再生可能エネルギーを利用した発電設備は、日射量や風速等の天候によって発電量が大きく左右される。一方、上述した従来技術では、天候によらず系統周波数や位相の変化等に基づいてインバータ装置１０の出力が決定され、また、発電モードのみならず充電モードの指令を生成して制御する場合もあるため、設計通りに擬似同期発電機制御を行うことが難しい。 The amount of power generated by power generation equipment that uses renewable energy such as sunlight and wind power is greatly affected by the weather, such as the amount of solar radiation and wind speed. On the other hand, in the conventional technology described above, the output of the inverter device 10 is determined based on changes in the system frequency, phase, etc. regardless of the weather. Therefore, it is difficult to perform quasi-synchronous generator control as designed.

更に、発電設備１１に対しては、例えば山登り法を用いたＭＰＰＴ制御により、常に最大電力が得られるように直流出力電圧が設定されている。
しかし、擬似同期発電機制御によりインバータ装置１０の交流出力が抑制される状態では山登り法による直流電圧のトラッキングを適切に行うことができない。例えば、図１０のＰＶカーブに示すごとく、インバータ装置１０の交流出力に応じて発電設備１１の直流出力Ｐ_ＤＣの抑制状態が時刻ｔ_１で解除されたとしても、矢印ａ方向のトラッキングによって発電設備１１の出力が最大電力点に向うように直流出力電圧Ｖ_ＤＣを迅速に制御することが困難である。 Furthermore, for the power generation equipment 11, the DC output voltage is set so that the maximum power can always be obtained by MPPT control using, for example, the hill-climbing method.
However, in a state in which the AC output of the inverter device 10 is suppressed by pseudo-synchronous generator control, it is not possible to properly track the DC voltage by the hill-climbing method. For example, as shown in the PV curve of FIG. 10, even if the suppression state of the _DC output PDC of the power generating equipment ₁₁ is canceled at time t1 according to the AC output of the inverter device 10, tracking in the direction of arrow a will cause the power generating equipment It is difficult to quickly control the _DC output voltage VDC so that the output of 11 is towards the maximum power point.

なお、特許文献２には、風力発電設備が電力系統に連系された分散電源システムにおいて、風力発電設備と電力系統との連系点に、降圧トランス、ＰＷＭ整流回路、ＰＷＭインバータ、及び抵抗器からなる出力抑制装置を接続し、風力発電設備から電力系統に注入される有効電力量が所定範囲を超える場合に、上記ＰＷＭインバータを制御して余剰電力を抵抗器により消費させる発明が記載されている。
特許文献３には、電力系統に対して蓄電池から有効電力及び無効電力を充放電するために擬似同期発電機制御される交直変換器の制御装置において、交直変換器の出力電圧と系統電圧との位相差に基づいて算出した同期発電機の慣性力相当の周波数変動抑制量を有効電力目標値に加算して交直変換器を制御する発明が記載されている。
また、特許文献４には、ＭＰＰＴ制御される太陽光発電装置を備えた分散電源システムにおいて、太陽電池用電力変換装置と電力系統用電力変換装置との間の直流バスに蓄電池用電力変換装置を介して蓄電池を接続し、直流バスの電圧目標値と、上記三つの電力変換装置についてそれぞれ設定された電圧範囲とに基づいて各電力変換装置を制御する発明が記載されている。 In addition, in Patent Document 2, in a distributed power supply system in which wind power generation equipment is interconnected to a power system, a step-down transformer, a PWM rectifier circuit, a PWM inverter, and a resistor are provided at the interconnection point between the wind power generation equipment and the power system. is connected, and when the amount of active power injected from the wind power generation equipment to the power system exceeds a predetermined range, the PWM inverter is controlled to consume the surplus power with a resistor. there is
Patent Document 3 describes a control device for an AC/DC converter controlled by a pseudo-synchronous generator for charging and discharging active power and reactive power from a storage battery to an electric power system, in which the output voltage of the AC/DC converter and the system voltage An invention is described in which a frequency variation suppression amount corresponding to the inertial force of the synchronous generator calculated based on the phase difference is added to the active power target value to control the AC/DC converter.
Further, in Patent Document 4, in a distributed power supply system equipped with a photovoltaic power generation device that is MPPT controlled, a storage battery power conversion device is installed in a DC bus between a solar cell power conversion device and a power system power conversion device. An invention is described in which a storage battery is connected via a DC bus and each power converter is controlled based on the voltage target value of the DC bus and the voltage range set for each of the three power converters.

特開２００７－３１８８３３号公報（［００２４］～［００３３］、図１等）Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-318833 ([0024] to [0033], FIG. 1, etc.) 特開２００５－２１８２２９号公報（［０００８］～［００１４］、図１等）Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-218229 ([0008] to [0014], FIG. 1, etc.) 特開２０１９－３４５４号公報（［００１５］～［００１７］、図１等）JP 2019-3454 A ([0015] to [0017], FIG. 1, etc.) 特開２０２０－１２７３３９号公報（［００３２］～［００３５］，［００４１］～［００４４］、図１～図４等）Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-127339 ([0032] to [0035], [0041] to [0044], FIGS. 1 to 4, etc.)

特許文献１に係る従来技術では、前述したように、インバータ装置の交流出力の抑制状態が解除されたとしても、発電設備の出力が最大電力点に復帰するまでに多くの時間がかかるため、ＭＰＰＴ制御の実効性が損なわれてしまう。
また、特許文献２では、ＰＷＭ整流回路及びＰＷＭインバータを用いた交流／交流変換により所定値に制御される交流電力を抵抗器に供給して消費させるため、出力抑制装置の構成や制御回路の演算処理が複雑になる。更に、特許文献３では、太陽光発電装置等の図示は省略されているが（［００１３］）、これらのＭＰＰＴ制御を特に前提とするものではない。
特許文献４に係る従来技術では、三つの電力変換装置について適切な上下限値を用いて電圧範囲をそれぞれ設定しなくてはならず、多くの記憶容量が必要になる等の問題があった。 In the prior art according to Patent Document 1, as described above, even if the suppression state of the AC output of the inverter device is canceled, it takes a long time for the output of the power generation equipment to return to the maximum power point. The effectiveness of control is impaired.
In addition, in Patent Document 2, AC power controlled to a predetermined value by AC/AC conversion using a PWM rectifier circuit and a PWM inverter is supplied to a resistor to be consumed. Processing becomes complicated. Furthermore, in Patent Literature 3, illustration of a photovoltaic power generation device and the like is omitted ([0013]), but MPPT control of these is not particularly premised.
In the prior art according to Patent Literature 4, the voltage ranges must be set using appropriate upper and lower limits for the three power converters, and there are problems such as the need for a large amount of storage capacity.

そこで、本発明の解決課題は、太陽光発電装置等の発電設備のＭＰＰＴ制御により上記発電設備から常に最大電力を出力させつつ、電力系統の周波数の安定化を可能にしたインバータ装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an inverter device that enables stabilization of the frequency of the power system while always outputting the maximum power from the power generation equipment such as a solar power generation device by MPPT control of the power generation equipment. It is in.

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、発電設備から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータの一対の直流端子間に接続されたチョッパと抵抗器との直列回路と、前記インバータ及び前記チョッパを制御する制御部と、を有し、前記インバータが電力系統に連系して運転されるインバータ装置において、
前記制御部は、
前記発電設備を最大電力点制御するための直流電力指令値と前記インバータの有効電力計測値との差分を求めて消費電力指令値を演算する手段と、
前記消費電力指令値に応じた電力を前記抵抗器により消費させるように前記チョッパを制御する手段と、
前記有効電力計測値が有効電力指令値に追従するように前記インバータを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 comprises an inverter that converts DC power output from a power generation facility into AC power, and a chopper and a resistor that are connected between a pair of DC terminals of the inverter. An inverter device having a series circuit and a control unit that controls the inverter and the chopper, wherein the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a power consumption command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power measurement value of the inverter;
means for controlling the chopper to cause the resistor to consume power according to the power consumption command value;
means for controlling the inverter so that the active power measurement value follows the active power command value;
characterized by comprising

請求項２に係る発明は、請求項１に記載したインバータ装置において、
前記有効電力計測値が前記直流電力指令値より大きい時に前記インバータの出力周波数を低下させる手段を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the inverter device according to claim 1,
It is characterized by comprising means for lowering the output frequency of the inverter when the active power measurement value is greater than the DC power command value.

請求項３に係る発明は、発電設備から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータの一対の直流端子間に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと蓄電池との直列回路と、前記インバータ及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を有し、前記インバータが電力系統に連系して運転されるインバータ装置において、
前記制御部は、
前記発電設備を最大電力点制御するための直流電力指令値と前記インバータの有効電力計測値との差分を求めて充放電電力指令値を演算する手段と、
前記充放電電力指令値に応じて前記蓄電池を充放電させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する手段と、
前記有効電力計測値が有効電力指令値に追従するように前記インバータを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is an inverter for converting DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a DC/DC converter and a storage battery connected between a pair of DC terminals of the inverter, and An inverter device having a control unit that controls an inverter and the DC/DC converter, wherein the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a charge/discharge power command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power measurement value of the inverter;
means for controlling the DC/DC converter to charge/discharge the storage battery according to the charge/discharge power command value;
means for controlling the inverter so that the active power measurement value follows the active power command value;
characterized by comprising

請求項４に係る発明は、発電設備から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータの一対の直流端子間に接続されたチョッパと抵抗器との直列回路と、前記インバータ及び前記チョッパを制御する制御部と、を有し、前記インバータが電力系統に連系して運転されるインバータ装置において、
前記制御部は、
前記発電設備を最大電力点制御するための直流電力指令値と前記インバータの有効電力指令値との差分を求めて消費電力指令値を演算する手段と、
前記消費電力指令値に応じた電力を前記抵抗器により消費させるように前記チョッパを制御する手段と、
前記有効電力指令値に従って前記インバータを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 includes an inverter for converting DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a chopper and a resistor connected between a pair of DC terminals of the inverter, the inverter and and a control unit that controls the chopper, and in the inverter device in which the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a power consumption command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power command value of the inverter;
means for controlling the chopper to cause the resistor to consume power according to the power consumption command value;
means for controlling the inverter according to the active power command value;
characterized by comprising

請求項５に係る発明は、請求項４に記載したインバータ装置において、
前記有効電力指令値の上限値を前記直流電力指令値により制限することを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the inverter device according to claim 4,
An upper limit value of the active power command value is limited by the DC power command value.

請求項６に係る発明は、発電設備から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータの一対の直流端子間に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータと蓄電池との直列回路と、前記インバータ及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する制御部と、を有し、前記インバータが電力系統に連系して運転されるインバータ装置において、
前記制御部は、
前記発電設備を最大電力点制御するための直流電力指令値と前記インバータの有効電力指令値との差分を求めて充放電電力指令値を演算する手段と、
前記充放電電力指令値に応じて前記蓄電池を充放電させるように前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する手段と、
前記有効電力指令値に従って前記インバータを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 6 is an inverter for converting DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a DC/DC converter and a storage battery connected between a pair of DC terminals of the inverter, and An inverter device having a control unit that controls an inverter and the DC/DC converter, wherein the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a charge/discharge power command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power command value of the inverter;
means for controlling the DC/DC converter to charge/discharge the storage battery according to the charge/discharge power command value;
means for controlling the inverter according to the active power command value;
characterized by comprising

請求項７に係る発明は、請求項１～６の何れか１項に記載したインバータ装置において、
前記制御部が前記インバータを擬似同期発電機制御することにより、前記電力系統に接続される同期発電機の回転体の慣性による周波数安定化機能を模擬可能であることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the inverter device according to any one of claims 1 to 6,
A frequency stabilization function due to inertia of a rotating body of a synchronous generator connected to the electric power system can be simulated by the control unit controlling the inverter as a pseudo synchronous generator.

請求項８に係る発明は、請求項１～７の何れか１項に記載したインバータ装置において、
前記発電設備が、太陽光発電装置、または、風力発電装置とその交流出力を直流電力に変換するコンバータとによって構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the inverter device according to any one of claims 1 to 7,
It is characterized in that the power generation equipment is composed of a photovoltaic power generation device or a wind power generation device and a converter for converting its AC output into DC power.

本発明によれば、太陽光発電装置等の発電設備の出力を常に最大化させると共に、インバータ装置の出力周波数を電力系統に同期させ、かつ電力系統の周波数を安定化させることができる。 According to the present invention, it is possible to always maximize the output of a power generation facility such as a photovoltaic power generation device, synchronize the output frequency of an inverter device with the power system, and stabilize the frequency of the power system.

本発明の第１実施形態に係るインバータ装置の接続構成図である。It is a connection block diagram of the inverter apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１における制御部１００Ａの第１実施例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of a control unit 100A in FIG. 1; FIG. 図２（ａ）における消費電力調整手段のブロック図である。It is a block diagram of the power consumption adjustment means in Fig.2 (a). 本発明の第２実施形態に係るインバータ装置の接続構成図である。It is a connection block diagram of the inverter apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図４における制御部１００Ｂの第１実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of a control section 100B in FIG. 4; FIG. 図１における制御部１００Ａの第２実施例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the control unit 100A in FIG. 1; 図４における制御部１００Ｂの第２実施例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of a control unit 100B in FIG. 4; FIG. 従来技術を示すインバータ装置及びその制御回路の構成図である。1 is a configuration diagram of an inverter device and its control circuit showing a conventional technique; FIG. 図８における発電機回転体模擬部の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a generator rotating body simulating section in FIG. 8 ; 山登り法におけるＰＶカーブの説明図である。It is explanatory drawing of the PV curve in a hill-climbing method.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るインバータ装置の接続構成図である。図１において、発電設備としての太陽光発電装置２００の直流出力側には、正側母線２００Ｐ及び負側母線２００Ｎが接続されており、両母線２００Ｐ，２００Ｎの間には平滑用のコンデンサ３００が接続されている。
また、コンデンサ３００の両端には、チョッパ４００と抵抗器５００との直列回路が接続され、この直列回路の両端はインバータ６００の一対の直流端子にそれぞれ接続されると共に、インバータ６００の交流端子は連系線路２１を介して電力系統２０に接続されている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a connection configuration diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a positive bus 200P and a negative bus 200N are connected to the DC output side of a photovoltaic power generation device 200 as power generation equipment, and a smoothing capacitor 300 is provided between the two buses 200P and 200N. It is connected.
A series circuit of a chopper 400 and a resistor 500 is connected to both ends of the capacitor 300. Both ends of this series circuit are connected to a pair of DC terminals of the inverter 600, and the AC terminals of the inverter 600 are connected to each other. It is connected to the power system 20 via the system line 21 .

なお、発電設備は太陽光発電装置２００に限定されるものではなく、風力発電装置の交流発電機とその出力を直流電力に変換するコンバータとを組み合わせた設備や、蓄電池であっても良い。 The power generation equipment is not limited to the photovoltaic power generation device 200, and may be equipment combining an AC generator of a wind power generation device and a converter for converting its output into DC power, or a storage battery.

制御部１００Ａは、チョッパ４００及びインバータ６００をそれぞれ構成する半導体スイッチング素子をオン・オフさせて以下のような制御動作を行う。
まず、インバータ６００に対しては、太陽光発電装置２００をＭＰＰＴ制御するためにその直流出力電圧を所定値に保ちながら、擬似同期発電機制御により電力系統２０の周波数に同期して所定の振幅及び周波数の交流電圧を出力するように直流／交流変換を行わせる。
また、チョッパ４００に対しては、インバータ６００の交流出力（電力系統２０からの要求出力）が抑制され、太陽光発電装置２００の直流出力とインバータ６００が要求する直流入力との間に差分が生じた場合に、その差分電力を抵抗器５００によって消費させるためにチョッパ４００を制御（オン動作）させる。 The control unit 100A turns on and off the semiconductor switching elements forming the chopper 400 and the inverter 600 to perform the following control operations.
First, for the inverter 600, while maintaining the DC output voltage at a predetermined value in order to MPPT control the photovoltaic power generation device 200, pseudo-synchronous generator control is performed to synchronize with the frequency of the electric power system 20 and generate a predetermined amplitude and A DC/AC conversion is performed to output an AC voltage of frequency.
In addition, for chopper 400, the AC output of inverter 600 (required output from power system 20) is suppressed, and a difference occurs between the DC output of photovoltaic power generation device 200 and the DC input required by inverter 600. In this case, the chopper 400 is controlled (turned on) so that the differential power is consumed by the resistor 500 .

次に、図２は、図１における制御部１００Ａの第１実施例を示すブロック図であり、マイクロコンピュータ等の演算処理装置のハードウェア及びこれに実装されるソフトウェアによって実現される機能を示している。
図２（ａ）において、有効電力計測手段１０１は、インバータ６００の出力電圧及び出力電流に基づいて有効電力を計測する。この有効電力計測値Ｐは、加減算手段１０２に入力されて有効電力指令値Ｐ^＊との差分が算出され、この差分は周波数ドループ制御手段１０３に入力される。
周波数ドループ制御手段１０３は、積分動作により上記差分に応じた周波数ｆ_ｄを生成し、この周波数ｆ_ｄと電力系統２０の基準周波数ｆ_０（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）とが加減算手段１０４により加算されて周波数ｆが演算される。周波数ｆは加減算手段１０５を介してインバータ６００に対する周波数指令値ｆ’となり、この周波数指令値ｆ’を積分して求めた出力電圧位相に基づいてインバータ６００に対する正弦波の出力電圧指令値が生成される。 Next, FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the control unit 100A in FIG. 1, showing the functions realized by the hardware of an arithmetic processing unit such as a microcomputer and the software installed therein. there is
In FIG. 2( a ), active power measuring means 101 measures active power based on the output voltage and output current of inverter 600 . This active power measurement value P is input to the addition/subtraction means 102 to calculate the difference from the active power command value P ^* , and this difference is input to the frequency droop control means 103 .
The frequency droop control means 103 generates a frequency f _d corresponding to the difference by an integral operation, and this frequency f _d and the reference frequency f ₀ (50 Hz or 60 Hz) of the electric power system 20 are added by the addition/subtraction means 104 to obtain a frequency f is computed. The frequency f becomes a frequency command value f' for the inverter 600 through the addition/subtraction means 105, and a sinusoidal output voltage command value for the inverter 600 is generated based on the output voltage phase obtained by integrating the frequency command value f'. be.

上記の有効電力計測手段１０１、周波数ドループ制御手段１０３等を含むインバータ制御系（擬似同期発電機制御系）は、インバータ６００をグリッドフォーミング（ＧＦＭ）インバータとして制御するためのものであり、このインバータ制御系によりインバータ６００と電力系統２０との間で有効電力を授受させることでインバータ６００の出力電圧の周波数及び位相が制御され、系統電圧に対する同期化力が働く。
このようなインバータ制御系の動作は、後述する図５においても同様である。 The inverter control system (quasi-synchronous generator control system) including the active power measuring means 101, the frequency droop control means 103, etc. is for controlling the inverter 600 as a grid forming (GFM) inverter. The system controls the frequency and phase of the output voltage of the inverter 600 by transmitting and receiving active power between the inverter 600 and the power system 20, thereby exerting a synchronizing force with respect to the system voltage.
Such an operation of the inverter control system is the same in FIG. 5, which will be described later.

一方、図２（ａ）のＭＰＰＴ制御手段１０６からは太陽光発電装置２００を最大電力点追従制御するための直流電圧指令値Ｖ_ＤＣ ^＊が出力され、直流電圧調整手段（ＤＣ－ＡＶＲ）１０７では、直流電圧指令値Ｖ_ＤＣ ^＊に応じた直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊が生成される。
直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊は加減算手段１０８に入力されて有効電力計測値Ｐとの差分が算出され、この差分は消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊として加減算手段１１５の一方の入力側に与えられる。また、消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊は下限値が「０」のリミッタ１０９を介して前記加減算手段１１５の他方の入力側に与えられると共に、消費電力調整手段（ＬＯＳＳ－ＡＰＲ）１１０に入力されてチョッパ４００の半導体スイッチング素子に対する駆動信号が生成される。更に、加減算手段１１５の出力は周波数補正量相当値Δｆとして、前記加減算手段１０５に入力されている。
なお、図２（ｂ）に示すように、加減算手段１１５と加減算手段１０５との間にゲイン乗算手段１１６を設け、加減算手段１１５の出力に適宜な大きさのゲインＧを乗算して周波数補正量相当値Δｆを算出しても良い。または、図２（ｃ）に示すようにＰＩ（比例・積分）調節手段１１７を設け、その比例ゲイン及び積分ゲインを適宜な値に設定して周波数補正量相当値Δｆを算出しても良い。
ちなみに、図２（ａ）は、図２（ｂ）におけるゲインＧを１とした場合、または、図２（ｃ）におけるＰＩ調節手段１１７の比例ゲインを１、積分ゲインを０とした場合に相当する。 On the other hand, the MPPT control means 106 in FIG. 2A outputs a DC voltage command value V _DC ^* for controlling the solar power generation device 200 to follow the maximum power point, and the DC voltage adjustment means (DC-AVR) 107 outputs , a DC power command value P _DC ^* corresponding to the DC voltage command value V _DC ^* is generated.
The DC power command value P _DC ^* is input to the addition/subtraction means 108 to calculate the difference from the active power measurement value P, and this difference is given to one input side of the addition/subtraction means 115 as the power consumption command value P _LOSS ^* . Further, the power consumption command value P _LOSS ^* is given to the other input side of the addition/subtraction means 115 through the limiter 109 whose lower limit value is "0", and is input to the power consumption adjustment means (LOSS-APR) 110. A drive signal for the semiconductor switching element of chopper 400 is generated. Furthermore, the output of the addition/subtraction means 115 is input to the addition/subtraction means 105 as the frequency correction amount equivalent value Δf.
As shown in FIG. 2B, a gain multiplier 116 is provided between the adder/subtractor 115 and the adder/subtractor 105, and the output of the adder/subtractor 115 is multiplied by an appropriate gain G to obtain the frequency correction amount. The equivalent value Δf may be calculated. Alternatively, as shown in FIG. 2(c), PI (proportional/integral) adjusting means 117 may be provided, and the proportional gain and integral gain thereof may be set to appropriate values to calculate the frequency correction amount equivalent value .DELTA.f.
Incidentally, FIG. 2(a) corresponds to the case where the gain G in FIG. 2(b) is 1, or the proportional gain of the PI adjusting means 117 in FIG. 2(c) is 1 and the integral gain is 0. do.

次に、図２における消費電力調整手段１１０の構成を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、消費電力調整手段１１０は、消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊と図１の抵抗器５００の抵抗値Ｒとの積（Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊×Ｒ）が入力される平方演算手段１１１と、その出力である√（Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊×Ｒ）＝Ｖ_ＤＣＲ ^＊とインバータ６００の直流電圧Ｖ_ＤＣとの比を求める除算手段１１２と、その出力に基づいてチョッパ４００の半導体スイッチング素子の駆動信号を生成するＰＷＭ演算手段１１３と、を備えている。 Next, the configuration of the power consumption adjusting means 110 in FIG. 2 will be described based on FIG.
As shown in FIG. 3, the power consumption adjustment means 110 includes a square operation means 111 to which the product (P _LOSS ^* ×R) of the power consumption command value P _LOSS ^* and the resistance value R of the resistor 500 in FIG. and a dividing means 112 for obtaining the ratio between the output √(P _LOSS ^* ×R)=V _DCR ^* and the DC voltage V _DC of the inverter 600, and the drive signal for the semiconductor switching element of the chopper 400 based on the output. and a PWM calculation means 113 for generating

ここで、抵抗器５００による消費電力をＰ_ＬＯＳＳ ^＊に等しくするためには、インバータ６００の直流電圧指令値（抵抗器５００の両端電圧指令値）をＶ_ＤＣＲ ^＊とした時に、
Ｖ_ＤＣＲ ^＊×（Ｖ_ＤＣＲ ^＊／Ｒ）＝Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊、すなわち、
（Ｖ_ＤＣＲ ^＊）^２＝Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊×Ｒ
が成り立てば良いため、平方演算手段１１１により演算した√（Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊×Ｒ）をＶ_ＤＣＲ ^＊と等しくおき、このＶ_ＤＣＲ ^＊とＶ_ＤＣとの比に基づいてチョッパ４００のオン・オフを制御すれば良い。 Here, in order to make the power consumption by resistor 500 equal to P _LOSS ^* , when the DC voltage command value of inverter 600 (voltage command value across resistor 500) is V _DCR ^* ,
V _DCR ^* ×(V _DCR ^* /R)=P _LOSS ^* , that is,
(V _DCR ^* ) ² = P _LOSS ^* x R
holds, √(P _LOSS ^* ×R) calculated by the squaring means 111 is set equal to V _DCR ^* , and the on/off of the chopper 400 is controlled based on the ratio between V _DCR ^* and V _DC . do it.

図２に戻って、太陽光発電装置２００の直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊が有効電力計測値Ｐより大きい場合、上述したように消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊に応じた電圧指令値Ｖ_ＤＣＲ ^＊に基づいてチョッパ４００を制御することにより、Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊に相当する電力が抵抗器５００により消費される。
このため、擬似同期発電機制御によりインバータ６００の出力が抑制されて直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊が有効電力計測値Ｐより大きくなった場合でも、太陽光発電装置２００のＭＰＰＴ制御を損なうことなく運転を継続することができる。すなわち、図１０に示したようなインバータ６００の出力抑制状態においてもＭＰＰＴ制御が可能になるため、出力抑制状態が解除されて最大電力点に復帰するまでに多くの時間を要する等の不都合はない。 Returning to FIG. 2, when the DC power command value P _DC ^* of the photovoltaic power generation device 200 is greater than the active power measurement value P, the voltage command value V _DCR ^* corresponding to the power consumption command value P _LOSS ^* as described above. By controlling chopper 400 based on P _LOSS ^* , power corresponding to P LOSS * is consumed by resistor 500 .
Therefore, even when the output of the inverter 600 is suppressed by the pseudo-synchronous generator control and the DC power command value P _DC ^* becomes larger than the active power measurement value P, the solar power generation device 200 can be operated without impairing the MPPT control. can be continued. That is, since MPPT control is possible even in the output suppression state of the inverter 600 as shown in FIG. 10, there is no inconvenience such as it takes a long time to return to the maximum power point after the output suppression state is released. .

なお、図２によれば、消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊が正の場合には周波数補正量相当値Δｆがゼロになるため、インバータ６００に対する周波数指令値ｆ’＝ｆとなる。
また、有効電力計測値Ｐが直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊より大きくなって加減算手段１０８の出力が負になり、加減算手段１１５の一方の入力が負になる場合には、リミッタ１０９を介した加減算手段１１５の他方の入力（Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊）が「０」に制限される結果、加減算手段１１５の出力（周波数補正量相当値Δｆ）が負になるので、インバータ６００の周波数指令値ｆ’を減少させるような制御が行われる。 According to FIG. 2, when the power consumption command value P _LOSS ^* is positive, the frequency correction amount equivalent value Δf becomes zero, so that the frequency command value f′=f for the inverter 600 .
Further, when the active power measurement value P becomes larger than the DC power command value P _DC ^* , the output of the addition/subtraction means 108 becomes negative, and one input of the addition/subtraction means 115 becomes negative, the addition/subtraction is performed via the limiter 109 . As a result of the other input (P _LOSS ^* ) of means 115 being limited to "0", the output of addition/subtraction means 115 (value corresponding to frequency correction amount Δf) becomes negative, so frequency command value f' of inverter 600 is decreased. control is performed to allow

次いで、図４は、本発明の第２実施形態に係るインバータ装置の接続構成図である。
図４において、図１と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
図４において、コンデンサ３００の両端には、図１におけるチョッパ４００と抵抗器５００との直列回路に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７００と蓄電池８００との直列回路が接続されている。 Next, FIG. 4 is a connection configuration diagram of an inverter device according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted, and different parts are mainly described below.
4, a series circuit of a DC/DC converter 700 and a storage battery 800 is connected across capacitor 300 instead of the series circuit of chopper 400 and resistor 500 in FIG.

図４における制御部１００Ｂは、インバータ６００に対して、前記制御部１００Ａと同様に太陽光発電装置２００に対するＭＰＰＴ制御を行いながら、擬似同期発電機制御により電力系統２０の周波数に同期して所定の振幅及び周波数の交流電圧を出力するように直流／交流変換を行わせる。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７００に対しては、例えばインバータ６００の交流出力が抑制されて太陽光発電装置２００の直流出力とインバータ６００が要求する直流入力との間に差分が生じた場合に、その差分電力をＤＣ／ＤＣコンバータ７００により直流／直流変換して蓄電池８００に供給し、蓄電池８００を充電する。更に、インバータ６００の交流出力に応じた直流入力に対して太陽光発電装置２００の直流出力が不足する場合には、その不足分の電力を蓄電池８００の放電によってインバータ６００の直流側に供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ７００を制御する。 The control unit 100B in FIG. 4 performs MPPT control on the solar power generation device 200 for the inverter 600 in the same manner as the control unit 100A. A DC/AC conversion is performed to output an AC voltage of amplitude and frequency.
For DC/DC converter 700, for example, when the AC output of inverter 600 is suppressed and a difference occurs between the DC output of photovoltaic power generation device 200 and the DC input required by inverter 600, that The DC/DC converter 700 performs DC/DC conversion on the differential power, supplies the converted power to the storage battery 800 , and charges the storage battery 800 . Furthermore, when the DC output of the photovoltaic power generation device 200 is insufficient for the DC input corresponding to the AC output of the inverter 600, the power for the shortage is supplied to the DC side of the inverter 600 by discharging the storage battery 800. to control the DC/DC converter 700 .

上記のように、この第２実施形態によれば、インバータ６００の交流出力が抑制されて直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊が有効電力計測値Ｐより大きくなった場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ７００による蓄電池８００の充電動作により太陽光発電装置２００のＭＰＰＴ制御を継続することができ、インバータ６００の出力抑制状態が解除された場合に最大電力点への復帰時間が長くなる等の不都合はない。 As described above, according to the second embodiment, even when the AC output of the inverter 600 is suppressed and the DC power command value P _DC ^* becomes larger than the active power measurement value P, the storage battery power generated by the DC/DC converter 700 The MPPT control of the photovoltaic power generation device 200 can be continued by the charging operation of 800, and there is no inconvenience such as a longer recovery time to the maximum power point when the output suppression state of the inverter 600 is cancelled.

図５は、図４における制御部１００Ｂの第１実施例を示すブロック図であり、前記同様にマイクロコンピュータ等の演算処理装置のハードウェア及びこれに実装されるソフトウェアによって実現される機能を示している。
図５において、インバータ制御系の構成及び動作は実質的に図２と同一であり、有効電力計測手段１０１、周波数ドループ制御手段１０３、及び加減算手段１０２，１０４により、擬似同期発電機制御が実現される。 FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the control unit 100B in FIG. 4, and similarly to the above, shows functions realized by hardware of an arithmetic processing unit such as a microcomputer and software implemented therein. there is
In FIG. 5, the configuration and operation of the inverter control system are substantially the same as in FIG. be.

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ７００を制御するコンバータ制御系は、加減算手段１０８により算出される直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊と有効電力計測値Ｐとの差分が充放電電力指令値Ｐ_ＢＡＴ ^＊として充放電電力調整手段（ＢＡＴ－ＡＰＲ）１２０に入力される。この充放電電力調整手段１２０では、充放電電力指令値Ｐ_ＢＡＴ ^＊に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ７００の半導体スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、蓄電池８００に対する充電または放電動作を行い、インバータ６００の直流電圧を所定値に維持する。 In addition, the converter control system that controls the DC/DC converter 700 uses the difference between the DC power command value P _DC ^* calculated by the addition/subtraction means 108 and the active power measurement value P as the charge/discharge power command value P _BAT ^*. It is input to power adjustment means (BAT-APR) 120 . This charging/discharging power adjusting means 120 performs ON/OFF control of the semiconductor switching element of DC/DC converter 700 in accordance with charging/discharging power command value P _BAT ^* to charge or discharge storage battery 800 . Maintain the voltage at a given value.

次に、図６は、図１における制御部１００Ａの第２実施例を示すブロック図である。
図６では、図２と同様のＭＰＰＴ制御手段１０６、直流電圧調整手段１０７、加減算手段１０８、リミッタ１０９、及び消費電力調整手段１１０からなるチョッパ制御系に加えて、インバータ６００の出力電圧と系統電圧との差電圧に応じた電流が流れるようにインバータ６００の電流制御を行うインバータ制御系を備えている。 Next, FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of the control section 100A in FIG.
In FIG. 6, in addition to the chopper control system composed of MPPT control means 106, DC voltage adjustment means 107, addition/subtraction means 108, limiter 109, and power consumption adjustment means 110 similar to FIG. An inverter control system is provided for controlling the current of the inverter 600 so that a current corresponding to the voltage difference between .

上記のインバータ制御系は、インバータ６００の擬似同期発電機制御を行うための有効電力指令値Ｐ^＊を生成する有効電力指令生成手段１３０と、上記有効電力指令値Ｐ^＊の上限値をリミッタ１３１により直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊に制限し、制限後の有効電力指令値Ｐ_ＡＣ ^＊を入力としてインバータ６００の半導体スイッチング素子に対する駆動信号を生成する交流電力調整手段（ＡＣ－ＡＰＲ）１３２と、から構成されている。交流電力調整手段１３２は、有効電力指令値Ｐ_ＡＣ ^＊、言い換えれば有効電流指令値Ｉ_ＡＣ ^＊通りの電流がインバータ６００に流れるように出力電圧指令値を演算し、この出力電圧指令値に基づいてインバータ６００に対する駆動信号を生成する。 The inverter control system includes an active power command generating means 130 for generating an active power command value P ^* for performing pseudo-synchronous generator control of the inverter 600, and an upper limit value of the active power command value P ^* by a limiter 131. AC power regulation means (AC-APR) 132 for limiting to the DC power command value P _DC ^* and generating drive signals for the semiconductor switching elements of the inverter 600 with the effective power command value P _AC ^* after the limitation as an input. It is AC power adjusting means 132 calculates an output voltage command value such that a current corresponding to active power command value P _AC ^* , in other words, active current command value I _AC ^* , flows through inverter 600, and based on this output voltage command value, A drive signal for inverter 600 is generated.

上記の有効電力指令生成手段１３０、交流電力調整手段１３２等を含むインバータ制御系は、インバータ６００をグリッドフォローイング（ＧＦＬ）インバータとして制御するためのものであり、インバータ６００と電力系統２０と間で有効電力を授受することでインバータ６００の出力電圧の周波数及び位相が制御され、系統電圧に対する同期化力が働く。
このようなインバータ制御系の動作は、後述する図７においても同様である。 The inverter control system including the active power command generating means 130, the AC power adjusting means 132, etc. is for controlling the inverter 600 as a grid following (GFL) inverter. By sending and receiving active power, the frequency and phase of the output voltage of the inverter 600 are controlled, and a synchronizing force acts on the system voltage.
Such an operation of the inverter control system is the same also in FIG. 7 described later.

本実施例では、太陽光発電装置２００の直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊が有効電力指令値Ｐ^＊より大きい場合、図３に示した消費電力調整手段１１０の動作により消費電力指令値Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊に応じた直流電圧指令値Ｖ_ＤＣＲ ^＊に基づいてチョッパ４００を制御することで、Ｐ_ＬＯＳＳ ^＊に相当する電力が抵抗器５００により消費される。
従って、例えば擬似同期発電機制御によりインバータ６００の出力が制限される場合でも、太陽光発電装置２００のＭＰＰＴ制御を損なうことなく運転を継続することができる。 In this embodiment, when the DC power command value P _DC ^* of the photovoltaic power generation device 200 is greater than the active power command value P ^* , the power consumption command value P _LOSS ^* is set to By controlling chopper 400 based on corresponding DC voltage command value V _DCR ^* , power corresponding to P _LOSS ^* is consumed by resistor 500 .
Therefore, even if the output of the inverter 600 is limited by pseudo-synchronous generator control, for example, the operation can be continued without impairing the MPPT control of the photovoltaic power generation device 200 .

次に、図７は、図４における制御部１００Ｂの第２実施例を示すブロック図である。
図７では、図５と同様のＭＰＰＴ制御手段１０６、直流電圧調整手段１０７、加減算手段１０８、及び充放電電力調整手段１２０からなるコンバータ制御系に加えて、図６と同様にインバータ６００の出力電圧と系統電圧との差電圧に応じた電流が流れるようにインバータ６００を制御するインバータ制御系を備え、このインバータ制御系は、有効電力指令生成手段１３０と、その出力Ｐ^＊を有効電力指令値Ｐ_ＡＣ ^＊としてインバータ６００の半導体スイッチング素子の駆動信号を生成する交流電力調整手段１３２と、から構成されている。 Next, FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the control section 100B in FIG.
In FIG. 7, in addition to the converter control system composed of MPPT control means 106, DC voltage adjustment means 107, addition/subtraction means 108, and charge/discharge power adjustment means 120 similar to those in FIG. The inverter control system is provided with an inverter control system that controls the inverter 600 so that a current corresponding to the difference between the voltage of the system and the ^voltage of the system flows. _{AC power adjusting means 132 for generating drive signals for the semiconductor switching elements of the inverter 600 as AC} ^* .

図７におけるコンバータ制御系の動作は、図５と同様である。
また、インバータ制御系の動作は図６とほぼ同様であるが、図７では、有効電力指令値Ｐ_ＡＣ ^＊が増大した際に、蓄電池８００の放電によってインバータ６００の直流入力電力がＭＰＰＴ制御による直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊を上回る場合があるため、有効電力指令値Ｐ_ＡＣ ^＊の上限値を直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊によって制限することは適切ではない。従って、図７におけるインバータ制御系では、図６に示したリミッタ１３１が除去されている。 The operation of the converter control system in FIG. 7 is the same as in FIG.
The operation of the _inverter ^control system is substantially the same as that in FIG. 6, but in FIG. Since the power command value P _DC ^* may be exceeded, it is not appropriate to limit the upper limit of the active power command value P _AC ^* by the DC power command value P _DC ^* . Therefore, the limiter 131 shown in FIG. 6 is removed from the inverter control system in FIG.

本実施例においては、太陽光発電装置２００の直流電力指令値Ｐ_ＤＣ ^＊がインバータ６００の有効電力指令値Ｐ^＊より大きい場合、図５と同様に、充放電電力調整手段１２０が充放電電力指令値Ｐ_ＢＡＴ ^＊に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ７００の半導体スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、蓄電池８００に対する充電動作を行う。このため、擬似同期発電機制御によりインバータ６００の交流出力が制限される場合でも、太陽光発電装置２００のＭＰＰＴ制御が損なわれるおそれはない。 In this embodiment, when the DC power command value P _DC ^* of the photovoltaic power generation device 200 is greater than the active power command value P ^* of the inverter 600, the charging/discharging power adjusting means 120 sets the charging/discharging power command By controlling the ON/OFF of the semiconductor switching element of DC/DC converter 700 according to the value P _BAT ^* , charging operation for storage battery 800 is performed. Therefore, even when the AC output of the inverter 600 is limited by the pseudo-synchronous generator control, there is no concern that the MPPT control of the photovoltaic power generation device 200 will be impaired.

なお、本発明は、インバータ６００を擬似同期発電機制御する場合に限らず、電力系統の負荷の減少によりインバータ６００の交流出力が制限される場合にも適用可能であるのは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is applicable not only to pseudo-synchronous generator control of inverter 600 but also to a case in which the AC output of inverter 600 is limited due to a decrease in the load of the power system.

２０：電力系統
２１：連系線路
１００Ａ，１００Ｂ：制御部
１０１：有効電力計測手段
１０２，１０４，１０５，１０８，１１５：加減算手段
１０３：周波数ドループ制御手段
１０６：ＭＰＰＴ制御手段
１０７：直流電圧調整手段（ＤＣ－ＡＶＲ）
１１０：消費電力調整手段（ＬＯＳＳ－ＡＰＲ）
１１１：平方演算手段
１１２：除算手段
１１３：ＰＷＭ演算手段
１１６：ゲイン乗算手段
１１７：ＰＩ調節手段
１２０：充放電電力調整手段（ＢＡＴ－ＡＰＲ）
１３０：有効電力指令生成手段
１３２：交流電力調整手段（ＡＣ－ＡＰＲ）
２００：太陽光発電装置
２００Ｐ：正側母線
２００Ｎ：負側母線
３００：コンデンサ
４００：チョッパ
５００：抵抗器
６００：インバータ
７００：ＤＣ／ＤＣコンバータ
８００：蓄電池 20: Power system 21: Interconnection lines 100A, 100B: Control unit 101: Active power measuring means 102, 104, 105, 108, 115: Addition/subtraction means 103: Frequency droop control means 106: MPPT control means 107: DC voltage adjustment means (DC-AVR)
110: power consumption adjustment means (LOSS-APR)
111: Square operation means 112: Division means 113: PWM operation means 116: Gain multiplication means 117: PI adjustment means 120: Charge/discharge power adjustment means (BAT-APR)
130: Active power command generating means 132: AC power adjusting means (AC-APR)
200: Photovoltaic power generation device 200P: Positive side bus 200N: Negative side bus 300: Capacitor 400: Chopper 500: Resistor 600: Inverter 700: DC/DC converter 800: Storage battery

Claims

An inverter that converts DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a chopper and a resistor connected between a pair of DC terminals of the inverter, and a control unit that controls the inverter and the chopper. , wherein the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a power consumption command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power measurement value of the inverter;
means for controlling the chopper to cause the resistor to consume power according to the power consumption command value;
means for controlling the inverter so that the active power measurement value follows the active power command value;
An inverter device comprising:

In the inverter device according to claim 1,
An inverter device comprising means for lowering the output frequency of the inverter when the active power measurement value is greater than the DC power command value.

An inverter that converts DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a DC/DC converter and a storage battery connected between a pair of DC terminals of the inverter, and the inverter and the DC/DC converter. and a control unit that controls the inverter device in which the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a charge/discharge power command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power measurement value of the inverter;
means for controlling the DC/DC converter to charge/discharge the storage battery according to the charge/discharge power command value;
means for controlling the inverter so that the active power measurement value follows the active power command value;
An inverter device comprising:

An inverter that converts DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a chopper and a resistor connected between a pair of DC terminals of the inverter, and a control unit that controls the inverter and the chopper. , wherein the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a power consumption command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power command value of the inverter;
means for controlling the chopper to cause the resistor to consume power according to the power consumption command value;
means for controlling the inverter according to the active power command value;
An inverter device comprising:

In the inverter device according to claim 4,
An inverter device, wherein an upper limit value of the active power command value is limited by the DC power command value.

An inverter that converts DC power output from a power generation facility into AC power, a series circuit of a DC/DC converter and a storage battery connected between a pair of DC terminals of the inverter, and the inverter and the DC/DC converter. and a control unit that controls the inverter device in which the inverter is operated in conjunction with a power system,
The control unit
means for calculating a charge/discharge power command value by obtaining a difference between a DC power command value for maximum power point control of the power generation equipment and an active power command value of the inverter;
means for controlling the DC/DC converter to charge/discharge the storage battery according to the charge/discharge power command value;
means for controlling the inverter according to the active power command value;
An inverter device comprising:

In the inverter device according to any one of claims 1 to 6,
An inverter device, wherein the control unit controls the inverter as a pseudo-synchronous generator, thereby simulating a frequency stabilization function due to the inertia of a rotating body of a synchronous generator connected to the electric power system.

In the inverter device according to any one of claims 1 to 7,
An inverter device, wherein the power generating equipment is composed of a photovoltaic power generation device or a wind power generation device and a converter for converting AC output thereof into DC power.