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JP2781292B2 - インバータ装置の制御回路 - Google Patents

インバータ装置の制御回路

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JP2781292B2
JP2781292B2 JP3165470A JP16547091A JP2781292B2 JP 2781292 B2 JP2781292 B2 JP 2781292B2 JP 3165470 A JP3165470 A JP 3165470A JP 16547091 A JP16547091 A JP 16547091A JP 2781292 B2 JP2781292 B2 JP 2781292B2
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JP
Japan
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power
output
inverter device
power supply
control circuit
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JP3165470A
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JPH0522864A (ja
Inventor
正久 浅岡
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、直流電力を交流電力
に変換し、負荷に電力を供給するインバータ装置の制御
回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特開昭63−20513号
公報に示された系統電源と並列運転する従来のインバー
タ装置の制御回路を示すブロック図である。図におい
て、1は直流電源装置であり、例えば太陽電池と、これ
に並列に接続されたバッテリー等で構成される。2は直
流電源装置1からの直流電力を交流電力に変換し、連系
用リアクタンス成分を含む変圧器3を経由して系統電源
5と並列接続して、負荷4に電力を供給するインバータ
装置である。6はインバータ装置2の出力電力を検出す
る電力センサ、7は電力センサ6の検出値に応じてイン
バータ装置2の出力電力を制御する電力コントローラ、
8は例えばPLL回路から成り、インバータ装置2の出
力電圧と系統電源5の出力電圧との位相差に応じてイン
バータ装置2の出力電圧位相を制御する位相コントロー
ラ、9はコントローラ7及び8からの制御信号に応じて
インバータ装置2の電圧・位相を制御するパルスを発生
するパルス幅変調(PWM)回路である。
【0003】次に動作について説明する。インバータ装
置2が系統電源5との並列運転状態において、インバー
タ装置2の出力電圧VI と系統電源5の出力電圧VS
の位相差を制御することによって、インバータ装置2の
出力電力を制御することができることは周知の通りであ
る。このため、図3の例ではインバータ装置2の出力電
力PI を電力センサ6によって検出し、この検出した出
力電力PI と所定の電力基準値Prefとの比較によっ
て電力コントローラ7は位相差指令値δrefを制御す
る。また、位相コントローラ8によって出力電圧VS
I の位相差δを検出し、この位相差δと位相差指令値
δrefとの比較によってパルス幅変調回路9のパルス
位相、即ち、インバータ装置2の出力電圧VI の位相を
制御し、インバータ装置2の出力電力PI を所定の電力
基準値Prefに一致させるように制御する。また、図
には示されていないが、通常は上記の有効電力の制御と
同時に、インバータ装置2の無効電力を検出して、パル
ス幅変調回路9のパルス幅、即ち、インバータ装置2の
出力電圧VI の電圧を制御し、インバータ装置2の無効
電力を制御する。また、系統電源5が例えばディーゼル
発電機等の同期発電機である場合、この同期発電機は図
4のFV1のような出力・周波数特性を持ち、同図にお
いて、出力電力が例えば、P1 からP2 に急変した場合
には過渡的に周波数がf1 からf2 に変化する。その
後、原動機の調速機によって出力・周波数特性がFV2
となるように自動調整され、出力電力変化前の周波数f
1 に制御されることは周知の通りである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】系統電源と並列運転す
る従来のインバータ装置の制御回路は以上のように構成
されているので、インバータ装置2の出力電力は系統電
源5の出力電力とは無関係に、所定の電力基準値Pre
fに一致するように制御される。したがって、負荷4の
所要電力の急変によって系統電源5の出力電力も急変化
することになる。このため、系統電源5がディーゼル発
電機等の同期発電機である様な場合には上述の理由によ
って同期発電機の出力周波数が変化し、電力品質の維持
の面で好ましくない問題点があった。また、負荷電力の
急変量によっては、インバータ装置を並列運転とした場
合でも、周波数変化量の制限から同期発電機容量を軽減
することができない等の問題点があった。
【0005】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、負荷電力急変時における系統電
源の出力電力の急変を緩和し、出力変動に起因する周波
数変動の抑制等の電力品質を向上できると共に同期発電
機等の系統電源の容量を軽減できるインバータ装置の制
御回路を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係るインバー
タ装置の制御回路は、系統電源と交流側で並列運転して
負荷に電力を供給するインバータ装置において、該イン
バータ装置の出力電力と上記系統電源の出力電力を検出
する電力検出手段と、該電力検出手段の出力信号に応じ
て所定の電力基準値を生成する分担電力制御回および該
分担電力制御回路の出力信号を所定の時定数で遅延する
時定数回路からなる遅延手段と、この遅延手段の出力信
号及び上記系統電源の出力電力に応じて制御される位相
差指令信号と上記インバータ装置の出力電圧及び上記系
統電源の出力電圧の位相差信号とに応じて上記インバー
タ装置の出力電力を制御する制御手段とを備えたもので
ある。
【0007】
【作用】この発明においては、負荷電力が急変した場合
でも系統電源の出力電力の変化が緩るやかになるように
インバータ装置の出力電力を制御する。
【0008】
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1はこの発明の一実施例を示すブロ
ック図である。図1において、1〜5,7〜9は従来回
路と同様である。6aはインバータ装置2の出力電力P
I を検出する電力センサ、6bは系統電源5の出力電力
G を検出する電力センサ、10は電力センサ6aの出
力電力検出値PI 及び電力センサ6bの出力電力検出値
G に応じて、所定の電力基準値PGref=(PI+P
G)/n) を出力する分担電力制御回路、11は分担電
力制御回路10の出力信号PGrefの変化を所定の時
定数で遅延する時定数回路である。なお、電力センサ6
a,6bは電力検出手段を構成し、分担電力制御回路1
0、時定数回路11は遅延手段を構成し、電力コントロ
ーラ7、位相コントローラ8及びパルス幅変調回路9は
制御手段を構成する。
【0009】次に動作について説明する。インバータ装
置2が系統電源5との並列運転状態において、インバー
タ装置2の出力電力PI 及び系統電源5の出力電力PG
を電力センサ6a及び6bで検出する。この時の負荷4
の電力PL はPL =PI +PG であり、分担電力制御回
路10は出力電力PI 及びPG と予め設定された負荷電
力PL に対する系統電源5の電力分担率1/nに応じ
て、電力基準値PGref(PGref=(PI+PG)/
n) を出力する。また、時定数回路11によって分担
電力制御回路10の出力信号PGrefの変化を所定の
時定数で遅延出力し、この出力と系統電源5の出力電力
G との比較によって電力コントローラ7は位相差指令
値δrefを制御する。さらに、位相コントローラ8に
よって出力電圧VS とVI の位相差δを検出し、この位
相差δと位相差指令値δrefとの比較によってパルス
幅変調回路9のパルス位相、即ち、インバータ装置2の
出力電圧VI の位相を制御し、系統電源5の出力電力が
平均的に上記の電力基準値PGrefに一致するように
インバータ装置2の出力電力PI を制御する。
【0010】上記のように構成されたインバータ装置2
と系統電源5との並列運転状態において、負荷4の電力
が急変した場合のインバータ装置2及び系統電源5の電
力分担制御動作の一例を図2に示す。同図において、負
荷電力PLがPL1で一定のの期間は上述の制御動作に
よってインバータ装置2の出力電力PI を制御し、系統
電源5の出力電力PG が、予め設定された電力分担率1
/nとPL1からPL1/nとなるように制御される。負荷
電力PL がPL1からPL2に急増加した場合には分担電力
制御回路10の出力もPL1/nからPL2/nに急増加す
るが、時定数回路11の出力はPL1/nからPL2/n
に、所定の時定数をもって緩やかに増加する。したがっ
て、図2の期間に示すように、負荷電力PL が急増加
直後の増加電力PL2−PL1はインバータ装置2が分担
し、系統電源5の出力電力PG は所定の時定数で緩やか
に増加制御される。また、負荷電力PL がPL2からPL1
に急減少した場合(図2の期間)には分担電力制御回
路10の出力もPL2/nからPL1/nに急減少するが、
時定数回路11の出力、したがって、系統電源5の出力
電力PG は所定の時定数で緩やかに減少制御される。
【0011】上述の制御動作によって、負荷電力PL
急変化した場合でも、系統電源5の出力電力PG の急変
が緩和されるようにインバータ装置2の出力電力PI
制御される。また、図に示されていないが、上記の出力
電力の制御と同時に、インバータ装置2の無効電力を検
出して、パルス幅変調回路9のパルス幅、即ち、インバ
ータ装置2の出力電圧VIの電圧を制御し、インバータ
装置2の無効電力を制御するのは従来装置と同様であ
る。
【0012】実施例2.なお、上記実施例では系統電源
5の電力分担率1/nは予め装置内に設定しておくもの
としたが、装置外部から設定できるようにしても良い。
また、直流電源装置1が太陽電池と、これに並列に接続
されたバッテリーで構成されたような場合には、太陽電
池の出力電力又はバッテリーの保有電気量等に応じて、
系統電源5の電力分担率を可変するようにしても良い。
【0013】実施例3.また、上記実施例では負荷電力
L の急変時に、系統電源5の出力電力PG の急変を緩
和するものとしたが、上記の電力は有効電力,無効電力
又は両者の場合であっても上記実施例と同様に制御が可
能である。
【0014】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、系統
電源と交流側で並列運転して負荷に電力を供給するイン
バータ装置において、該インバータ装置の出力電力と上
記系統電源の出力電力を検出する電力検出手段と、該電
力検出手段の出力信号に応じて所定の電力基準値を生成
する分担電力制御回および該分担電力制御回路の出力信
を所定の時定数で遅延する時定数回路からなる遅延手
段と、この遅延手段の出力信号及び上記系統電源の出力
電力に応じて制御される位相差指令信号と上記インバー
タ装置の出力電圧及び上記系統電源の出力電圧の位相差
信号とに応じて上記インバータ装置の出力電力を制御す
る制御手段とを備えたので、負荷電力が急変した場合で
も系統電源の出力電力の急変を所定の時定数で緩和で
き、したがって、系統電源がディーゼル発電機等の同期
発電機である様な場合には、出力電力の変動の時定数を
原動機の調速機の応答速度以上に設定することによっ
て、出力電力変動による出力周波数の変動を抑制でき、
もって、電力品質を向上でき、しかも同期発電機等の系
統電源の容量を軽減でき、さらに、遅延手段を分担電力
制御回と時定数回路で構成することにより、変動成分と
定常運転時の電力の制御をそれぞれ専用の回路を用いる
ことなく同一の回路で行うことができ、もって、回路構
成が簡略化されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるインバータ装置の制御回路の一
実施例を示すブロック図である。
【図2】この発明の動作説明に供するための図である。
【図3】従来のインバータ装置の制御回路を示す制御ブ
ロック図である。
【図4】同期発電機の出力・周波数特性例を示す図であ
る。
【符号の説明】
2 インバータ装置 4 負荷 6a,6b 電力センサ 7 電力コントローラ 8 位相コントローラ 9 パルス幅変調回路 10 分担電力制御回路 11 時定数回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 3/32 - 3/46 H02J 7/34 - 7/35 H02M 7/48

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 系統電源と交流側で並列運転して負荷に
    電力を供給するインバータ装置において、 該インバータ装置の出力電力と上記系統電源の出力電力
    を検出する電力検出手段と、 該電力検出手段の出力信号に応じて所定の電力基準値を
    生成する分担電力制御回および該分担電力制御回路の出
    力信号を所定の時定数で遅延する時定数回路からなる
    延手段と、 この遅延手段の出力信号及び上記系統電源の出力電力に
    応じて制御される位相差指令信号と上記インバータ装置
    の出力電圧及び上記系統電源の出力電圧の位相差信号と
    に応じて上記インバータ装置の出力電力を制御する制御
    手段とを備えたことを特徴とするインバータ装置の制御
    回路。
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