JP4969614B2 - 電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置に関し、特に変圧器を介して交流系統と連系する電力変換装置に関する。

〔非特許文献１〕は、オン・オフ制御が可能なスイッチング素子（Insulated-gate bipolar transistor：ＩＧＢＴなど）を使用し、該スイッチング素子の耐圧を超える高電圧を出力できる電力変換装置の一方式として、モジュラー・マルチレベル変換器（ＭＭＣ）を提案している。

ＭＭＣは、直流コンデンサに接続された双方向チョッパ回路やフルブリッジ回路を単位セルとして、その入出力端子をカスケードに接続した変換器である。ＭＭＣは、単位セルのＰＷＭ制御用搬送波の位相を単位セル毎にずらすことにより、出力電圧高調波を抑制できるという特徴を持つ。前記ＭＭＣは無効電力出力装置や有効電力貯蔵装置等の系統連系電圧型変換器として使用できることが知られている。

該マルチレベル変換器を系統に接続したときに、各単位セルの直流コンデンサが充電されていないと、単位セルの双方向チョッパ回路やフルブリッジ回路を構成するダイオードを介して、該直流ンデンサに突入電流として過大な電流が流れこんでしまう。この対策として、〔非特許文献１〕では、該直流コンデンサを安全に充電する方式として、交流系統から抵抗を介して各直流コンデンサに充電する初充電方式が開示されている。

萩原誠・赤木泰文：「モジュラー・マルチレベル変換器（ＭＭＣ）のＰＷＭ制御法と動作検証」、電気学会論文誌Ｄ、１２８巻７号、ｐｐ.９５７−９６５

電力系統など交流電圧源に接続する電圧型変換器は、該電圧型変換器を系統に連系する際に、該電力変換器の出力する交流電圧が交流電圧源の電圧と大きく異なると、該電圧型電力変換器に過電流が通流してしまう。したがって、電圧型電力変換器であるＭＭＣを交流電圧源に接続する際は、各単位セルの直流コンデンサを充電するだけでなく、該ＭＭＣは系統電圧とほぼ等しい電圧を出力する必要がある。

該ＭＭＣは各単位セルの合成電圧を出力するので、ＭＭＣは系統に接続する前に、各単位セルの健全性、すなわち各単位セルが所定の電圧を出力できることを確認することが必要である。

前記各単位セルの健全性を確認するフェーズでは、安全確保のために、動作確認するセルの直流コンデンサのみに電圧を印加して、単位セルを一つ一つ順に動作確認をすることが好ましい。

しかし、〔非特許文献１〕に記載されている様に、系統から抵抗器を介して初充電を行うと、全ての単位セルの直流コンデンサに同時に初充電してしまい、任意のセルのみに初充電することが困難である。

本発明の目的は、双方向チョッパやフルブリッジなどの単位セルをカスケードに接続した電力変換装置において、特定のセルのみに初充電する機能を有する電力変換装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、可変電源を有し、初充電時に、単位セルの半導体スイッチング素子の動作により、少なくとも一部の単位セルは他の単位セルを介して、可変電源からの電力を選択した単位セルの直流コンデンサに供給して初充電する機能を備える。あるいは、初充電時に、単位セルの半導体スイッチング素子の動作により、少なくとも一部の単位セルは他の単位セルを介して、可変電圧変圧器からの電力を選択した単位セルの直流コンデンサに供給して初充電する機能を備える。

更に、本発明は電力変換装置において、前記可変電圧源が直流電圧源であることを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明は単位セルをカスケードに接続した構成を備えた変換器において、該電力変換装置は、交流系統との間に可変電圧変圧器を有し、かつ、初充電時に選択したセル以外のセルの半導体素子をオンする手段を備えたことを特徴とするものである。

更に、本発明は電力変換装置において、該電力変換装置はモジュラー・マルチレベル・コンバータの構成を備えたことを特徴とするものである。

更に、本発明は電力変換装置において、該電力変換装置の単位セルは双方向チョッパの構成を備えたことを特徴とするものである。

更に、本発明は電力変換装置において、該電力変換装置の単位セルはフルブリッジ回路を備えたことを特徴とするものである。

更に、本発明は電力変換装置において、該電力変換装置は三相交流系統と接続されることを特徴とするものである。

本発明の電力変換装置によれば、初充電時に選択した単位セル以外の単位セルの双方向チョッパ回路の下アームＩＧＢＴをオンする手段を有していれば、選択した単位セル以外の単位セルの下アームＩＧＢＴをオンすることにより、各直流コンデンサへの充電電流を下アームのＩＧＢＴによりバイパスされ、選択されていない単位セルの直流コンデンサへの充電を防止できる。

また、本発明の電力変換装置によれば、直流リンクに接続した直流可変電源の電圧を調節しながら、例えば、直流可変電圧源の電圧の最大値を単位セルの直流コンデンサの定格電圧に設定して、初充電を行うことにより、該直流コンデンサへの過電圧印加・過充電を防止できる。

本発明の電力変換装置においては、特定の単位セルのみに初充電することが可能になり、電圧を印加した特定の単位セルのみの動作試験が可能になり、系統連系前に事前に安全に動作確認を実現できる。

本発明の第１の実施形態を示す回路図。 本発明の第１の実施形態の一部を示す回路図。 本発明の第２の実施形態の一部を示す回路図。 本発明の第３の実施形態を示す回路図。

〔実施例１〕
本発明を実施する第１の形態について説明する。

実施例１では、ＭＭＣ（モジュラー・マルチレベル・コンバータ）を例として、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態を表した回路図である。まず、図１を用いて、本発明の電力変換システム１０１の構成を説明する。

本発明の電力変換器１０１は、６個のカスケードアーム１１３（１１３Ｕｐ〜１１３Ｗｎ），アームリアクトル２０１（２０１Ｕｐ〜２０１Ｗｎ）と連系トランス１０２，遮断器２０２，セル初充電回路２５２で構成される。

単位セル１２０は、図２のような双方向チョッパ１２０Ｃで構成される。双方向チョッパ１２０Ｃは、半導体素子のＩＧＢＴ並列体４０２ＰとＩＧＢＴ並列体４０２Ｎで構成されるＩＧＢＴレッグ４１１と、該ＩＧＢＴレッグ４１１に接続された直流コンデンサ４０６を備えている。

ＩＧＢＴ並列体４０２Ｐ，４０２Ｎはそれぞれ、ＩＧＢＴ４５１と該ＩＧＢＴ４５１に逆並列に接続されたダイオード４５２から構成される。該ＩＧＢＴ並列体４０２Ｎのアノードとカソードはそれぞれ、各単位セル１２０の出力端子４００Ｐと出力端子４００Ｎとして機能する。カスケードアーム１１３（１１３Ｕｐ，１１３Ｕｎ，１１３Ｖｐ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｐ，１１３Ｗｎ）１１３の両端の端子（６００Ｕ〜Ｗ，６０２Ｕ〜Ｗ，６０３Ｕ〜Ｗ，６０４Ｕ〜Ｗ）、すなわちカスケードアーム１１３の出力端子として機能する各単位セルの出力端子４００Ｐ，４００Ｎを除き、各単位セル１２０の出力端子４００Ｎは他の単位セルの出力端子４００Ｐに、各単位セルの出力端子４００Ｐは他の単位セルの出力端子４００Ｎに接続される。

Ｕ相のカスケードアーム１１３Ｕｐ，１１３Ｕｎはそれぞれ、アームリアルトル２０１Ｕｐ，２０１Ｕｎと接続される。同様に、Ｖ相，Ｗ相のカスケードアーム、１１３Ｖｐ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｐ，１１３Ｗｎもそれぞれアームリアクトル２０１Ｖｐ，２０１Ｖｎ，２０１Ｗｐ，２０１Ｗｎに接続される。高圧側の各カスケードアーム１１３Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐの他方の端子（６００Ｕ〜Ｗ）は、それぞれ各カスケードアーム１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐの該他方の端子（６００Ｕ〜Ｗ）にそれぞれ電気的に接続されるとともに、初充電回路２５２の高圧側端子に接続される。前記接続点のことを６００Ｐと呼ぶ。低圧側の各カスケードアーム１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎの他方の端子（６０４Ｕ〜Ｗ）は、それぞれ各カスケードアーム１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎの該他方の端子にそれぞれ電気的に接続されるともに、初充電回路２５２の低圧側端子に接続される。前記接続点を６００Ｎと呼ぶ。なお、該初充電回路２５２は、可変電圧源２５０とコンタクタ２５１で構成される。

また、アームリアクトル２０１Ｕｐと２０１Ｕｎの中点６５０Ｕ、アームリアクトル２０１Ｖｐと２０１Ｖｎの中点６５０Ｖ、アームリアクトル２０１Ｗｐと２０１Ｗｎの中点６５０Ｗはそれぞれ、３相トランス１０２とコンタクタ２０２を介して三相系統１００に接続される。次に、本発明の電力変換システム１０１の動作について説明する。

まず、電力変換システム１０１を構成する電力変換器１０５の各相の出力電圧について説明する。但し、特に断らない限り、電力変換システム１０１のＮ側端子６００Ｎを基準電位とする。また、各レッグの中点６５０Ｕ〜６５０Ｗ、すなわちリアクトル２０１Ｕｐと２０２Ｕｎ、リアクトル２０１Ｖｐと２０１Ｖｎ、リアクトル２０１Ｗｐと２０１Ｗｎの各接続点は各相のレッグの入出力端子に相当し、その電位を電力変換器１０５の各相出力電圧と定義する。

また、高圧側のカスケードアーム１１３Ｕｐ〜１１３Ｗｐの低圧側の入出力端子６０２Ｕ〜６０２Ｗの電位を内側カスケードアーム電圧Ｖ１１３Ｕｐ，Ｖ１１３Ｖｐ，Ｖ１１３Ｗｐと定義する。同様に低圧側のカスケードアーム１１３Ｕｎ〜１１３Ｗｎの高圧側の入出力端子６０３Ｕ〜６０３Ｗの電位を内側カスケードアーム電圧Ｖ１１３Ｕｎ，Ｖ１１３Ｖｎ，Ｖ１１３Ｗｎと定義する。

高圧側の各カスケードアーム１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐの高圧側入出力端子はいずれも同じ電位の６００Ｐと接続され、低圧側の各カスケードアーム１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎの低圧側端子はいずれも６００Ｎと接続されているが、電力変換器１０５のＰ端子６００Ｐの電位をＰＮ電圧と定義する。

本発明の電力変換システム１０１の通常動作を説明する。

本電力変換システム１０１と系統間の融通電力は、該電力変換変換システムの各相出力電圧の振幅と位相を系統電圧を基準に調整することにより制御できる。

本発明の電力変換システム１０１を構成する電力変換器１０５の各相出力電圧は、大略相の各内側カスケード電圧の平均となる。例えば、Ｕ相では内側カスケード電圧Ｖ１１３ＵｐとＶ１１３Ｕｎの平均値、Ｖ相では内側カスケード電圧Ｖ１１３ＶｐとＶ１１３Ｖｎの平均値、Ｗ相では内側カスケード電圧Ｖ１１３ＷｐとＶ１１３Ｗｎの平均値である。したがって、電力変換器１０５の各相出力電圧は、内側カスケード電圧により制御できる。

一方、内側カスケード電圧は次のように制御できる。

電力変換システム１０１のＰ側の各カスケードアーム１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐの両端の入出力端子間（６００Ｕと６０２Ｕ間、６００Ｖと６０２Ｖ間、６００Ｗと６０２Ｗ間）に印加される電圧は、各カスケードアーム１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐを構成する各単位セル１２０の出力電圧の合成電圧である。同様に、電力変換システム１０１のＮ側の各カスケードアーム１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎの両端の電圧（６０３Ｕと６０４Ｕ間、６０３Ｖと６０４Ｖ間、６０３Ｗと６０４Ｗ間）に印加も、各カスケードアーム１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎを構成する各単位セル１２０の出力電圧の合成電圧となる。したがって、下側カスケードアームの内側カスケード電圧１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎは各下カスケードアームの各単位セル１２０の出力電圧により制御できる。一方、Ｐ側の内側カスケード電圧１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐも電力変換システム１０１のＰ端子電圧６００Ｐを基準に各Ｐ側カスケードアーム構成す各単位セル１２０の出力電圧により制御できる。

したがって、各単位セル１２０の出力電圧を制御することにより、系統１００と本変換システム１０１の間の電力融通量を制御できる。単位セル１２０の出力電圧はＩＧＢＴレッグ４１１をＰＷＭ制御することにより調整するので、各単位セルの直流コンデンサ４０６を所定の電圧まで充電する必要がある。

次に、該電力変換システム１０１の運転前のシーケンスについて説明する。

まず、一つの単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴ４５１のみをオフして、他の単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴ４５１は全てオンする。

次に、初充電回路２５２のコンタクタ２５１をオンする。該初充電回路２５２の可変電圧源２５０の電圧を徐々に高くしても、ＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴをオンした単位セル１２０の出力端子は、オンしたＩＧＢＴ４５１により短絡され、該単位セルの直流コンデンサ４０６は充電されない。一方、ＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴ４５１をオフした単位セル１２０では、ＩＧＢＴ並列体４０６Ｐのダイオード４５２を経由して直流コンデンサ４０６が充電され、該直流コンデンサ４０６の電圧を昇圧できる。可変電圧源２５０の出力する最大電圧まで、該直流コンデンサ４０６の電圧を昇圧できる。すなわち、可変電圧源の出力電圧を調整することにより、該直流コンデンサの電圧を所定の電圧まで昇圧する。このように特定の単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴ４５１のみをオフ、他の単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴ４５１を全てオフとすることにより、一つの単位セル１２０の直流コンデンサ４０６のみを初充電できる。

次に、該直流コンデンサ４０６を充電した単位セル１２０の検証を行う。

該直流コンデンサ４０６を充電した単位セルの各ＩＧＢＴ並列体４０２Ｐ，４０２ＮをＰＷＭ制御でスイッチングする。該単位セル１２０の入出力端子が所定の電圧を出力することを確認して、該単位セル１２０の健全性を確認する。その後、初充電回路２５２の可変直流電圧源２５０の電圧を下げ、コンタクタ２５１を開き、該直流コンデンサ４０６を充電した単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０６ＰのＩＧＢＴはオフにする。この一連の動作により、一つの単位セルの動作検証が完了する。

次に、該直流コンデンサ４０６を充電した単位セル１２０と異なる一つの単位セル１２０のＩＧＢＴ並列体４０６ＮのＩＧＢＴ４５１のみをオフにする。このような状態で初充電回路２５２のコンタクタ２５１をオンにして、可変直流電圧源２５０の電圧を徐々に昇圧して、該単位セル１２０の直流コンデンサ４０６を充電して、該セルの動作確認を行う。この繰り返しで、一つ，一つの単位セル１２０の動作を確認する。

全ての単位セル１２０の動作を確認後、変換システム１０１が系統電圧と同じ電圧を出力できることを確認して、系統１００と連系する。単位セル１２０の健全性を確認してから、系統１００と接続するので、製作不良などを事前に発見して、系統連系時の事故を防止することが実現できる。

〔実施例２〕
第１の実施例の電力変換器１０１は単位セル１２０がチョッパ１２０Ｃで構成されていたのに対し、第２の実施例は単位セル１２０がフルブリッジ１２０Ｆで構成されていることを特徴とする。

まず、第２の実施例の電力変換器１０１の構成を説明する。前述のように、第１の実施例とは単位セル１２０の構成のみが異なるので、単位セル１２０の構成のみ説明する。

図３は第２の実施例の単位セル１２０を構成するフルブリッジ回路１２０Ｆの構成を示す。該フルブリッジ回路１２０ＦはＩＧＢＴレッグ４１１（４１１Ｌ，４１１Ｒ）を２並列にして、直流コンデンサ４０６と接続した構成である。各ＩＧＢＴレッグ４１１は、第１の実施例と同様にＩＧＢＴ並列体４０２（４０２Ｐ，４０２Ｎ）を直列に接続した構成である。ＩＧＢＴ並列体４０２ＰとＩＧＢＴ並列体４０２Ｎとの接続部に入出力端子４００（４００Ｌ，４００Ｒ）を設け、各単位セルの入出力端子４００同士がカスケード接続される。

次に本実施例の電力変換システム１０１の動作について説明する。本実施例は単位セルを構成するフルブリッジ回路の入出力端子に正負の電圧を出力できることを除けば、第１の実施例と基本的に同等であるので、特定の単位セル１２０の直流コンデンサ４０６のみを充電する際の各単位セル１２０の動作のみを説明する。

第２の実施例の電力変換システム１０１では、直流コンデンサ４０６を充電したい単位セル１２０のみ、該単位セル１２０を構成するＩＧＢＴ４５１を全てゲートブロックする。

一方、他の各単位セル１２０では、該各単位セルを構成する二つのＩＧＢＴ並列体４０２Ｐをいずれもオン、もしくは、該単位セルを構成する二つのＩＧＢＴ並列体４０２ＮのＩＧＢＴをいずれもオンして、該単位セル１２０の入出力端子４００Ｌと４００Ｒを短絡する。

すべてのＩＧＢＴ４５１をゲートブロックした単位セル１２０以外の各単位セル１２０では、各単位セル１２０の入出力端子４００Ｌ，４００Ｒが短絡されているので、初充電回路２５２のコンタクタ２５１をオンして、該初充電回路２５２の可変電圧源２５０の電圧を徐々に高くすると、全てのＩＧＢＴ４５１をゲートブロックした単位セル１２０の直流コンデンサ４０６のみを充電できる。

なお、定常時は、第１の実施例と同様に、単位セル１２０を構成する各フルブリッジ回路１２０Ｆの各ＩＧＢＴレッグ４１１は、いわゆるＰＷＭ制御により制御する。フルブリッジを構成するＩＧＢＴレッグ４１１ＬとＩＧＢＴレッグ４１１Ｒはそれぞれ、正負反転した電圧指令値を与えてＰＷＭ変調する。フルブリッジ回路１２０Ｆの入出力端子すなわち、単位セル１２０の入出力端子間４００Ｌ，４００Ｒ間には前記電圧指令値の差電圧相当のパルス電圧が出力される。単セルの出力電圧はＩＧＢＴレッグ４１１ＬとＩＧＢＴレッグ４１１Ｒの差電圧であるので、第１の実施例では単位セル１２０は零もしくは正電圧しか出力できなかったのに対して、正負両極性の電圧を出力できるというメリットがある。また、実施例１よりも単位セル１２０の出力する高調波電圧成分を抑制することが実現できる。

〔実施例３〕
第３の実施例は、交流系統１００から初充電する機能を有することを特徴とする。本実施例の変換器の構成を図４に示す。図１の構成の電力変換システム１０１は初充電回路２５２を有していたのに対し、本実施例の変換器１０１は初充電回路２５２のかわりに、可変電圧変圧器１０２Ｃを有することを特徴とする。

単位セル１２０の動作は実施例１，２と同じであるが、任意の単位セル１２０に初充電する際に実施例１，２では、コンタクタ２０２を開いた状態で、初充電コンタクタ２５１を閉じて、可変直流電圧源２５０の電圧を調整しながら、任意の単位セル１２０の直流コンデンサ４０６に初充電したのに対し、本実施例では、コンタクタ２０２を閉じて、可変電圧変圧器１２０Ｃの出力電圧を調整しながら、単位セル１２０の直流コンデンサ４０６に初充電する。

これにより、本実施では交流側の電圧を調整しながら初充電することにより、任意の単位セル１２０の直流コンデンサ４０６を過充電することなく、所定の電圧値に初充電することが可能になる。

本発明は、無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）やBack−to−Backシステム（周波数変換装置など），直流送電システム（ＨＶＤＣ），モータドライブなどに用いることが可能である。

１００ 三相電力系統
１０１ 電力変換器システム
１０２ 連系変圧器
１０２Ｃ 可変電圧変圧器
１０５ 電力変換器
１１３Ｕｐ，１１３Ｖｐ，１１３Ｗｐ，１１３Ｕｎ，１１３Ｖｎ，１１３Ｗｎ カスケードレッグ
１２０ 単位セル
１２１Ｃ 双方向チョッパ
１２１Ｆ フルブリッジ回路
２０１Ｕｐ，２０１Ｖｐ，２０１Ｗｐ，２０１Ｕｎ，２０１Ｖｎ，２０１Ｗｎ アームリアクトル
２０２ 遮断機
２５０ 可変直流電圧源
２５１ コンタクタ
２５２ 初充電回路
４００Ｐ，４００Ｎ，４００Ｌ，４００Ｒ 単位セル出力端子
４０２Ｐ，４０２Ｎ ＩＧＢＴ並列体
４０６ 直流コンデンサ
４１１，４１１Ｌ，４１１Ｒ ＩＧＢＴレッグ
４５１ ＩＧＢＴ
４５２ ダイオード
６００Ｕ カスケードレッグ１１３Ｕｐの高圧側端子
６００Ｖ カスケードレッグ１１３Ｖｐの高圧側端子
６００Ｗ カスケードレッグ１１３Ｗｐの高圧側端子
６０２Ｕ カスケードレッグ１１３Ｕｐの低圧側端子
６０２Ｖ カスケードレッグ１１３Ｖｐの低圧側端子
６０２Ｗ カスケードレッグ１１３Ｗｐの低圧側端子
６０３Ｕ カスケードレッグ１１３Ｕｎの高圧側端子
６０３Ｖ カスケードレッグ１１３Ｖｎの高圧側端子
６０３Ｗ カスケードレッグ１１３Ｗｎの高圧側端子
６０４Ｕ カスケードレッグ１１３Ｕｎの低圧側端子
６０４Ｖ カスケードレッグ１１３Ｖｎの低圧側端子
６０４Ｗ カスケードレッグ１１３Ｗｎの低圧側端子
６５０Ｕ，６５０Ｖ，６５０Ｗ 電力変換器１０５のＵ相入出力端子

Claims (8)

1. 単位セルをカスケードに接続した構成を備えた電力変換装置において、
   前記単位セルは、端子と、直流コンデンサと、直列接続された半導体スイッチング素子を有し、前記直列接続された半導体スイッチング素子と前記直流コンデンサは並列に接続され、前記半導体スイッチング素子の動作により、前記直流コンデンサの電圧を前記端子に出力するものであって、
   前記のカスケードに接続した構成は、前記単位セルの端子を互いに接続することで成しており、
   可変電源を有し、初充電時に、前記単位セルの半導体スイッチング素子の動作により、少なくとも一部の単位セルは他の単位セルを介して、前記可変電源からの電力を選択した前記単位セルの直流コンデンサに供給して初充電する機能を備えたことを特徴とする電力変換装置。
2. 請求項１の電力変換装置において、
   前記可変電圧源が直流電圧源であることを特徴とした電力変換装置。
3. 単位セルをカスケードに接続した構成を備えた電力変換装置において、
   交流系統との間に可変電圧変圧器を有し、
   前記単位セルは、端子と、直流コンデンサと、直列接続された半導体スイッチング素子を有して、前記直列接続された半導体スイッチング素子と前記直流コンデンサは並列に接続され、前記半導体スイッチング素子の動作により、前記直流コンデンサの電圧を前記端子に出力するものであって、
   前記のカスケードに接続した構成は、前記単位セルの端子を互いに接続することで成しており、
   初充電時に、前記単位セルの半導体スイッチング素子の動作により、少なくとも一部の単位セルは他の単位セルを介して、前記可変電圧変圧器からの電力を選択した前記単位セルの直流コンデンサに供給して初充電する機能を備えたことを特徴とする電力変換装置。
4. 請求項１乃至３のうちの１つの電力変換装置において、
   モジュラー・マルチレベル・コンバータの構成を備えたことを特徴とした電力変換装置。
5. 請求項１乃至４のうちの１つの電力変換装置において、
   前記単位セルは双方向チョッパの構成を備えたことを特徴とした電力変換装置。
6. 請求項１乃至４のうちの１つの電力変換装置において、
   前記単位セルはフルブリッジ回路を備えたことを特徴とする電力変換装置。
7. 請求項１乃至６のうちの１つの電力変換装置において、
   三相交流系統と接続されることを特徴とする電力変換装置。
8. 請求項１の電力変換装置において、
   前記可変電源の出力電圧を直流コンデンサ耐圧に制限したことを特徴とする電力変換装置。

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