JP2003189474A - System linked power converter - Google Patents

System linked power converter

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JP2003189474A
JP2003189474A JP2001387607A JP2001387607A JP2003189474A JP 2003189474 A JP2003189474 A JP 2003189474A JP 2001387607 A JP2001387607 A JP 2001387607A JP 2001387607 A JP2001387607 A JP 2001387607A JP 2003189474 A JP2003189474 A JP 2003189474A
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茂雄 小西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system linked power converter which has a power conversion unit having a circuit comprising three self-exciting single phase inverters which are delta-connected while the DC circuits of the respective inverters are independent from each other and hence does not need a common resistor R<SB>cc</SB>. <P>SOLUTION: This system linked power converter 1 includes a power converting circuit 5 which supplies a reactive power to a three-phase AC power system having an inductive load, a switching pulse supply unit 2 which generates and supplies switching pulse signals, an apparatus loss detection unit 3 which detects DC output voltages of smoothing capacitors constituting self-exciting single phase inverters in the power converting circuit 5 and calculates the apparatus losses of the respective self-exciting single phase inverters according to the detected output voltages, and a power factor angle control unit 4 which controls the power factor angles of the output voltages of the respective self- exciting single phase inverters in the power converting circuit 5 according to the calculation results. The respective outputs of the power converting circuit 5 are connected to the respective phases of the three-phase AC power system via reactors L1-L3. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力系統にお
ける無効電力を補償し、系全体の電力安定性を確保する
のに好適な系統連系電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system interconnection power conversion device suitable for compensating reactive power in an AC power system and ensuring power stability of the entire system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、自励式単相インバータを用いて交
流電力系統の無効電力を補償する系統連系電力変換装置
として、図5に示すような構成の従来型電力変換回路5
0を含むものが用いられていた。図5に示すように、従
来型系統連系電力変換装置における従来型電力変換回路
50は、平滑コンデンサCを直流電圧源とし、その直流
入力を交流出力に変換する単相インバータU1〜U3
と、トランスTrと、高調波フィルタFLと、共振抑制
抵抗Rccと、を含んだ構成となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a conventional power conversion circuit 5 having a configuration as shown in FIG. 5 has been used as a system interconnection power conversion device for compensating reactive power of an AC power system using a self-excited single-phase inverter.
Those containing 0 were used. As shown in FIG. 5, the conventional power conversion circuit 50 in the conventional grid-connected power conversion device uses the smoothing capacitor C as a DC voltage source and converts its DC input into AC output by single-phase inverters U1 to U3.
, A transformer Tr, a harmonic filter FL, and a resonance suppression resistor Rcc.

【0003】単相インバータU1〜U3は、それぞれの
インバータにおける平滑コンデンサCを含む直流回路が
共通化され、それ以外の部分がそれぞれ並列に接続され
ており、更に、それらの出力がトランスTrを介して3
相交流電力系統Vsの各相にそれぞれ接続された構成と
なっている。更に、平滑コンデンサCは、図5に示すよ
うに、他の平滑コンデンサCとの間のインダクタンスL
ccによって共振を引き起こすため、共振抑制抵抗Rcc
よって、共振が生じるのを抑制している。
In the single-phase inverters U1 to U3, a DC circuit including a smoothing capacitor C in each inverter is commonly used, and the other portions are connected in parallel, and their outputs are further passed through a transformer Tr. 3
It is configured to be connected to each phase of the phase alternating current power system Vs. Further, as shown in FIG. 5, the smoothing capacitor C has an inductance L with another smoothing capacitor C.
Since cc causes resonance, resonance suppression resistor R cc suppresses occurrence of resonance.

【0004】また、3相交流電力系統Vsは、誘導電動
機等の誘導性の負荷を有するものであり、従来型系統連
系電力変換装置は、同変換装置を構成する従来型電力変
換回路50の出力電圧を制御することによって、自励式
単相インバータU1〜U3の装置損失全体を補償する電
力を系統から供給し、平滑コンデンサCの直流電圧を所
望の電圧に制御して、各自励式単相インバータU1〜U
3から出力される無効電力を一定化することにより系統
の安定化を行うようになっている。
Further, the three-phase AC power system Vs has an inductive load such as an induction motor, and the conventional system interconnection power conversion device is the conventional power conversion circuit 50 constituting the conversion device. By controlling the output voltage, power is supplied from the grid to compensate for the overall device loss of the self-excited single-phase inverters U1 to U3, the DC voltage of the smoothing capacitor C is controlled to a desired voltage, and each self-excited single-phase inverter is controlled. U1-U
The system is stabilized by making the reactive power output from 3 constant.

【0005】具体的には、従来型系統連系電力変換装置
は、従来型電力変換回路50における各自励式単相イン
バータU1〜U3に、図示しないスイッチングパルス供
給装置からのスイッチングパルス信号が入力されてお
り、そのスイッチングパルスによって、インバータを構
成するスイッチング素子のオン、オフを切り替えること
で直流入力を交流出力に変換している。これらスイッチ
ング素子には、強制転流回路を必要としない、パワート
ランジスタ、GTO(Gate Turn Off)サイリスタ、I
GBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の自
己消弧型素子が用いられる。
Specifically, in the conventional grid-connected power conversion device, a switching pulse signal from a switching pulse supply device (not shown) is input to each of the self-excited single-phase inverters U1 to U3 in the conventional power conversion circuit 50. The switching pulse switches ON / OFF of the switching element forming the inverter to convert the DC input into the AC output. These switching elements do not require a forced commutation circuit, power transistors, GTO (Gate Turn Off) thyristors, I
A self-extinguishing element such as a GBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used.

【0006】つまり、各自励式単相インバータU1〜U
3は、図5に示すように、スイッチング素子とダイオー
ドとを互いに逆方向に並列接続した第1〜第4スイッチ
ング素子部51〜54を備えており、これらスイッチン
グ素子部におけるスイッチング素子に対してパルス信号
を供給し、第1スイッチング素子部51と第4スイッチ
ング素子部54との組合わせと、第2スイッチング素子
部52と第3スイッチング素子部53との組み合わせと
に対して、一方がオン状態のときは、他方はオフ状態と
なるように各スイッチング素子をスイッチングさせるこ
とで直流入力を交流出力へと変換する。これにより、3
相交流電力系統Vsに無効電力を供給し、また、図示し
ない力率角度制御装置等によって、自励式単相インバー
タU1〜U3の出力電力の力率角度を制御することで、
各装置損失を系統から供給し、同インバータU1〜U3
の各平滑コンデンサCの直流電圧をそれぞれ同じ電圧と
なるように制御する。
That is, each self-excited single-phase inverter U1 to U
As shown in FIG. 5, 3 includes first to fourth switching element sections 51 to 54 in which switching elements and diodes are connected in parallel in opposite directions, and pulse is applied to the switching elements in these switching element sections. A signal is supplied, and one of the combination of the first switching element section 51 and the fourth switching element section 54 and the combination of the second switching element section 52 and the third switching element section 53 is in the ON state. At this time, the DC input is converted to the AC output by switching each switching element so that the other is in the OFF state. This makes 3
By supplying reactive power to the phase alternating current power system Vs, and controlling the power factor angle of the output power of the self-excited single-phase inverters U1 to U3 by a power factor angle control device or the like not shown,
Each equipment loss is supplied from the grid and the inverters U1 to U3
The DC voltage of each smoothing capacitor C is controlled to be the same voltage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来型
電力変換回路50は、上記したように、自励式単相イン
バータU1〜U3における平滑コンデンサC間のインダ
クタンスLccによる共振の発生を抑制するために共振抑
制抵抗Rccが必要となるため、このRccによる損失によ
って、系統全体の効率が低下するといった不具合があっ
た。
[SUMMARY OF THE INVENTION However, the conventional power conversion circuit 50, as described above, in order to suppress the occurrence of resonance due to the inductance L cc between the smoothing capacitor C in the self-excited single-phase inverters U1~U3 Since the resonance suppression resistor R cc is required, there is a problem that the efficiency of the entire system is reduced due to the loss due to this R cc .

【0008】そこで、本発明は、このような従来の技術
の有する未解決の課題に着目してなされたものであっ
て、電力変換部の回路を、3つの自励式単相インバータ
を、そのそれぞれの直流回路を相互に独立のままデルタ
結線構成とすることで、共振抑制抵抗Rccを必要としな
い系統連系電力変換装置を提供することを目的としてい
る。
Therefore, the present invention has been made by paying attention to the unsolved problem of the conventional technique as described above, in which the circuit of the power converter is provided with three self-excited single-phase inverters, respectively. It is an object of the present invention to provide a system interconnection power conversion device that does not require the resonance suppression resistor R cc by making the DC circuit of delta connection configuration independent of each other.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項1記載の系統連系電力変換装置
は、平滑コンデンサを直流電圧源として含み、当該直流
電圧を交流電圧に変換する3つの自励式単相インバータ
と、当該自励式単相インバータの出力電流の変化を抑制
するリアクトルと、を備え、3相交流電力系統との間で
電力の入出力を行うことで無効電力の補償を行う系統連
系電力変換装置であって、前記3つの自励式単相インバ
ータを、そのそれぞれの直流回路部分を相互に独立のま
まデルタ結線すると共に、結線後の前記3つの自励式単
相インバータのそれぞれの出力側は、前記3相交流電力
系統のそれぞれの相に前記リアクトルを介して接続され
るようになっており、前記複数の単相インバータのそれ
ぞれの装置損失を検出する装置損失検出手段と、この検
出結果に基づき前記3つの自励式単相インバータにおけ
る前記平滑コンデンサの電圧が所望の電圧となるよう
に、前記3つの自励式単相インバータの出力電力の力率
角度をそれぞれ独立に制御する力率角度制御手段と、を
備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a grid interconnection power converter according to a first aspect of the present invention includes a smoothing capacitor as a DC voltage source, and the DC voltage is converted into an AC voltage. Reactive power is provided by including three self-excited single-phase inverters that perform conversion and a reactor that suppresses changes in the output current of the self-excited single-phase inverter, and by performing input and output of electric power with a three-phase AC power system. In the system interconnection power conversion device for compensating the above, the three self-excited single-phase inverters are delta-connected with their respective DC circuit parts independent of each other, and the three self-excited single-phase inverters after the connection are connected. Each output side of the phase inverter is adapted to be connected to each phase of the three-phase AC power system via the reactor, and to eliminate device loss of each of the plurality of single-phase inverters. Outputting device loss detection means and the power factor of the output power of the three self-excited single-phase inverters so that the voltage of the smoothing capacitors in the three self-excited single-phase inverters becomes a desired voltage based on the detection result. And a power factor angle control means for controlling the angles independently of each other.

【0010】つまり、自励式単相インバータを構成する
平滑コンデンサなどの直流回路部分を相互に独立にした
まま、3つの自励式単相インバータをデルタ結線し、そ
の出力を自励式単相インバータの出力電流の変化を抑制
するリアクトルを介して3相交流電力系統に接続する構
成となっている。従って、直流回路部分が独立となって
おり、異なる自励式単相インバータにおける平滑コンデ
ンサ間で共振が発生しないため、共振を抑制する共振抑
制抵抗を必要としないので、この抵抗による自装置の効
率低下を防ぐことが可能となる。
That is, three self-excited single-phase inverters are delta-connected while the DC circuit parts such as the smoothing capacitors forming the self-excited single-phase inverter are independent from each other, and the output thereof is the output of the self-excited single-phase inverter. It is configured to be connected to a three-phase AC power system via a reactor that suppresses a change in current. Therefore, the DC circuit part is independent, and resonance does not occur between smoothing capacitors in different self-excited single-phase inverters, so there is no need for a resonance suppression resistor that suppresses resonance, which reduces the efficiency of the device itself. Can be prevented.

【0011】また、各自励式単相インバータはデルタ結
線されているので、装置損失検出手段によって、自励式
単相インバータのそれぞれの装置損失を検出し、力率角
度制御手段によって、その検出結果に基づき自励式単相
インバータのそれぞれの出力電力の力率角度を独立に制
御することによって、各自励式単相インバータの装置損
失を補償する電力を3相交流電力系統から引き込むこと
が可能となる。従って、直列接続された自励式単相イン
バータの出力電圧を一定電圧となるように制御すること
で、自装置を安定して動作させることができる。
Further, since each self-excited single-phase inverter is delta-connected, the device loss detection means detects each device loss of the self-excited single-phase inverter, and the power factor angle control means detects the result based on the detection result. By independently controlling the power factor angle of each output power of the self-excited single-phase inverter, it is possible to draw power from the three-phase AC power system that compensates for the device loss of each self-excited single-phase inverter. Therefore, by controlling the output voltage of the self-excited single-phase inverters connected in series so as to be a constant voltage, the self-device can be stably operated.

【0012】また、本発明に係る請求項2記載の系統連
系電力変換装置は、平滑コンデンサを直流電圧源として
含み、当該直流電圧を交流電圧に変換する3つの自励式
単相インバータと、当該自励式単相インバータの出力電
流の変化を抑制するトランスと、を備え、3相交流電力
系統との間で電力の入出力を行うことで無効電力の補償
を行う系統連系電力変換装置であって、前記3つの自励
式単相インバータを、そのそれぞれの直流回路部分を相
互に独立のままデルタ結線すると共に、結線後の前記3
つの自励式単相インバータのそれぞれの出力側は、前記
トランスを介して前記3相交流電力系統の各相に接続さ
れるようになっており、前記複数の単相インバータのそ
れぞれの装置損失を検出する装置損失検出手段と、この
検出結果に基づき前記3つの自励式単相インバータにお
ける前記平滑コンデンサの電圧が所望の電圧となるよう
に、前記3つの自励式単相インバータの出力電力の力率
角度をそれぞれ独立に制御する力率角度制御手段と、を
備えることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a system interconnection power converter including three self-excited single-phase inverters which include a smoothing capacitor as a DC voltage source and convert the DC voltage into an AC voltage. A transformer for suppressing a change in output current of a self-excited single-phase inverter, and a grid interconnection power conversion device that compensates reactive power by inputting and outputting power to and from a three-phase AC power system. Then, the three self-excited single-phase inverters are delta connected while their respective DC circuit parts are mutually independent, and the three
Each output side of the two self-excited single-phase inverters is connected to each phase of the three-phase AC power system via the transformer, and detects the device loss of each of the plurality of single-phase inverters. And a power factor angle of the output power of the three self-excited single-phase inverters so that the voltage of the smoothing capacitors in the three self-excited single-phase inverters becomes a desired voltage based on the detection result. And a power factor angle control means for controlling each of them independently.

【0013】つまり、上記請求項1記載の系統連系電力
変換装置におけるリアクトルをトランスに変更した構成
のもので、自装置と3相交流電力系統とをトランスによ
って絶縁することが可能となる。また、請求項3に係る
発明は、請求項1又は請求項2記載の系統連系電力変換
装置において、前記電力損失検出手段は、前記平滑コン
デンサの直流電圧を検出し、この検出結果と予め設定さ
れた基準直流電圧との差分を演算し、その演算結果を前
記装置損失として出力するようになっていることを特徴
としている。
That is, the reactor in the grid interconnection power converter according to the first aspect is changed to a transformer, and it is possible to insulate itself from the three-phase AC power system by the transformer. According to a third aspect of the present invention, in the grid-connected power conversion device according to the first or second aspect, the power loss detecting means detects a DC voltage of the smoothing capacitor, and the detection result is set in advance. The difference between the calculated reference DC voltage and the calculated reference DC voltage is calculated, and the calculation result is output as the device loss.

【0014】つまり、装置損失検出手段は、装置損失と
して、平滑コンデンサの直流電圧を検出すると共に、検
出された電圧と予め設定された基準直流電圧との差分を
演算して出力するようにした。
That is, the device loss detecting means detects the DC voltage of the smoothing capacitor as the device loss, and calculates and outputs the difference between the detected voltage and the preset reference DC voltage.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1乃至図4は、本発明に係る系
統連系電力変換装置の実施の形態を示す図である。ま
ず、本発明に係る系統連系電力変換装置の構成を図1及
び図2に基づいて説明する。図1は、本発明に係る系統
連系電力変換装置の構成を示すブロック図であり、図2
は、系統連系電力変換装置における電力変換回路を示す
図である。なお、図5の従来例と同一の部品には同一の
符号を付した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are diagrams showing an embodiment of a grid interconnection power conversion device according to the present invention. First, the configuration of the grid interconnection power converter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a grid interconnection power conversion device according to the present invention.
[Fig. 3] is a diagram showing a power conversion circuit in a system interconnection power conversion device. The same parts as those in the conventional example of FIG. 5 are designated by the same reference numerals.

【0016】図1に示すように、系統連系電力変換装置
1は、誘導性負荷を有する3相交流電力系統に、進み、
遅れを含む無効電力を供給するための電力変換回路5
と、スイッチングパルス信号の生成及び電力変換回路5
にスイッチングパルス信号の供給を行うスイッチングパ
ルス供給部2と、電力変換回路5における自励式単相イ
ンバータを構成する平滑コンデンサの直流電圧を検出
し、その電圧に基づいて各自励式単相インバータの装置
損失を演算する装置損失検出部3と、この演算結果に基
づき電力変換回路5における各自励式単相インバータの
出力電力の力率角度を制御する力率角度制御部4と、を
含んだ構成となっており、電力変換回路5の各出力は、
3相交流電力系統の各相に、後述するリアクトルL1〜
L3を介して接続されている。
As shown in FIG. 1, the system interconnection power conversion device 1 proceeds to a three-phase AC power system having an inductive load,
Power conversion circuit 5 for supplying reactive power including delay
And a switching pulse signal generation and power conversion circuit 5
The DC voltage of the smoothing capacitor that constitutes the self-excited single-phase inverter in the power conversion circuit 5 and the switching pulse supply unit 2 that supplies the switching pulse signal to the device is detected, and the device loss of each self-excited single-phase inverter is detected based on the voltage. And a power factor angle control unit 4 for controlling the power factor angle of the output power of each self-excited single-phase inverter in the power conversion circuit 5 based on the calculation result. And each output of the power conversion circuit 5 is
For each phase of the three-phase AC power system, a reactor L1 to be described later is provided.
It is connected via L3.

【0017】電力変換回路5は、自励式単相インバータ
U1〜U3と、リアクトルL1〜L3と、高調波フィル
タFLと、を含んだ構成となっている。自励式単相イン
バータU1〜U3は、図2に示すように、デルタ結線さ
れており、それぞれの出力がリアクトルL1〜L3及び
高調波フィルタFLを介して3相交流電力系統Vsに接
続された構成となっている。
The power conversion circuit 5 includes self-excited single-phase inverters U1 to U3, reactors L1 to L3, and a harmonic filter FL. The self-excited single-phase inverters U1 to U3 are delta-connected as shown in FIG. 2, and their outputs are connected to a three-phase AC power system Vs via reactors L1 to L3 and a harmonic filter FL. Has become.

【0018】ここで、リアクトルL1〜L3は、デルタ
結線された自励式単相インバータU1〜U3の各出力電
流の変化を抑制するものである。また、高調波フィルタ
FLは、デルタ結線された自励式単相インバータU1〜
U3の各出力に含まれる高調波を抑制するものである。
スイッチングパルス供給部2は、適切なパルス幅及び周
波数のスイッチングパルス信号を生成し、各自励式単相
インバータU1〜U3における上記第1〜第4スイッチ
ング素子部の各スイッチング素子に対して生成されたス
イッチングパルス信号を供給するもので、第1スイッチ
ング素子部51と第4スイッチング素子部54との組合
わせと、第2スイッチング素子部52と第3スイッチン
グ素子部53との組み合わせとに対して、一方がオン状
態のときは、他方はオフ状態となるようにスイッチング
パルス信号を供給し、直流電圧を交流電圧へと変換させ
るものである。
Here, the reactors L1 to L3 suppress changes in output currents of the delta-connected self-excited single-phase inverters U1 to U3. Further, the harmonic filter FL is a self-excited single-phase inverter U1 to Delta-connected.
It suppresses harmonics contained in each output of U3.
The switching pulse supply unit 2 generates a switching pulse signal having an appropriate pulse width and frequency, and performs switching generated for each switching element of the first to fourth switching element units in each self-excited single-phase inverter U1 to U3. A pulse signal is supplied, and one of a combination of the first switching element section 51 and the fourth switching element section 54 and a combination of the second switching element section 52 and the third switching element section 53 is provided. When in the on state, the other is supplied with a switching pulse signal so that the other is in the off state, and the direct current voltage is converted into an alternating current voltage.

【0019】装置損失検出部3は、電力変換回路5にお
ける各自励式単相インバータU1〜U3の平滑コンデン
サCの直流電圧を検出し、その検出された直流電圧と予
め設定されている基準直流電圧Vrとの差分を演算し、
この演算結果を装置損失として力率角度制御部4に出力
する。本実施の形態において、装置損失検出部3は、所
定の周期で各自励式単相インバータU1〜U3における
平滑コンデンサCの直流電圧を検出し、且つ、装置損失
を演算するようになっている。
The device loss detector 3 detects the DC voltage of the smoothing capacitor C of each self-excited single-phase inverter U1 to U3 in the power conversion circuit 5, and detects the detected DC voltage and a preset reference DC voltage Vr. And the difference between
The calculation result is output to the power factor angle control unit 4 as a device loss. In the present embodiment, the device loss detector 3 detects the DC voltage of the smoothing capacitor C in each of the self-excited single-phase inverters U1 to U3 at a predetermined cycle and calculates the device loss.

【0020】力率角度制御部4は、装置損失検出部3に
よって演算された装置損失に基づき、各自励式単相イン
バータU1〜U3の装置損失が一定値以上のときに、同
インバータU1〜U3のそれぞれの出力電力の力率角度
を制御して、装置損失分の電力を3相交流電力系統Vs
から引き込む処理を行う。更に、系統連系電力変換装置
1のより具体的な動作を図4に基づいて説明する。図4
は、各自励式単相インバータにおけるそれぞれの装置損
失分の損失電流及び3相交流電力系統から流れ込む損失
補償電流分である零相電流を示すベクトル図である。
Based on the device loss calculated by the device loss detection unit 3, the power factor angle control unit 4 outputs the self-excited single-phase inverters U1 to U3 of the inverters U1 to U3 when the device loss is equal to or more than a certain value. By controlling the power factor angle of each output power, the power for the device loss is controlled by the three-phase AC power system Vs.
Perform processing to pull in. Further, a more specific operation of the grid interconnection power conversion device 1 will be described with reference to FIG. Figure 4
FIG. 4 is a vector diagram showing a loss current of each device loss in each self-excited single-phase inverter and a zero-phase current that is a loss compensation current flowing from a three-phase AC power system.

【0021】まず、系統連系電力変換装置1は、力率角
度制御部4において、装置損失検出部3によって検出さ
れた装置損失を取得すると、その損失が予め設定された
一定の損失値と比較して一定値以上か否かを判定する判
定処理を行う。そして、一定値以上であると判定された
場合は、その損失分を補償する電力を3相交流電源部V
sから取得するために、対象の自励式単相インバータの
出力電力の力率角度を、装置損失の大きさに応じて制御
する。
First, in the system interconnection power converter 1, when the power factor angle controller 4 acquires the device loss detected by the device loss detector 3, the loss is compared with a preset loss value. Then, a determination process for determining whether or not the value is equal to or larger than a certain value is performed. When it is determined that the power consumption is equal to or more than a certain value, the power for compensating for the loss is supplied to the three-phase AC power supply unit V.
In order to obtain from s, the power factor angle of the output power of the target self-excited single-phase inverter is controlled according to the magnitude of the device loss.

【0022】このとき、各自励式単相インバータU1〜
U3において発生する装置損失は、図4に示すように、
それぞれ大きさが異なるため、力率角度制御部3は、そ
の損失を3相交流電力系統Vsから供給するために、損
失の大きさに応じて各自励式単相インバータU1〜U3
の出力電力の力率角度をそれぞれ制御することになる。
At this time, each self-excited single-phase inverter U1
The device loss generated in U3 is as shown in FIG.
Since the magnitudes are different from each other, the power factor angle control unit 3 supplies each loss from the three-phase AC power system Vs, so that the self-excited single-phase inverters U1 to U3 are provided according to the magnitude of the loss.
Will control the power factor angle of each output power.

【0023】従って、自励式単相インバータU1〜U3
の出力電力の力率角度はそれぞれ異なる角度に制御され
ることになり、3相交流電力系統Vsの各相からは、そ
れぞれ異なる電力が系統連系電力変換装置1側に引き込
まれることになる。これにより、3相交流電力系統Vs
の各相の電流値をそれぞれ足しあわせた値は零となら
ず、同系統Vsは不平衡状態となる。この零相電流を流
すために、各自励式単相インバータU1〜U3をデルタ
結線構成とするのである。
Therefore, the self-excited single-phase inverters U1 to U3
The power factor angle of the output power of 1 is controlled to different angles, respectively, and different powers are drawn from the respective phases of the three-phase AC power system Vs to the system interconnection power conversion device 1 side. As a result, the three-phase AC power system Vs
The value obtained by adding the current values of the respective phases does not become zero, and the same system Vs is in an unbalanced state. In order to allow the zero-phase current to flow, each of the self-excited single-phase inverters U1 to U3 has a delta connection configuration.

【0024】以上、自励式単相インバータU1〜U3を
構成する平滑コンデンサなどの直流回路部分を独立にし
たまま、それぞれの自励式単相インバータをデルタ結線
し、その出力を自励式単相インバータの出力電流の変化
を抑制するリアクトルを介して3相交流電力系統に接続
したので、平滑コンデンサ間で共振が発生しないため、
共振を抑制する共振抑制抵抗を必要としない。
As described above, each self-excited single-phase inverter is delta-connected while the DC circuit parts such as the smoothing capacitors constituting the self-excited single-phase inverters U1 to U3 are independent, and the output thereof is the same as that of the self-excited single-phase inverter. Since it is connected to the three-phase AC power system via a reactor that suppresses changes in output current, resonance does not occur between the smoothing capacitors,
A resonance suppression resistor that suppresses resonance is not required.

【0025】また、自励式単相インバータをデルタ結線
したので、同インバータの装置損失が異なっても零相電
流を流すことができ、その結果、3相交流電力系統Vs
から装置損失補償電力を供給することが可能となってい
る。なお、図3に、電力変換回路の第2の実施の形態と
して、上記電力変換回路5における自励式単相インバー
タの出力を3相交流電源に接続する際のリアクトルL1
〜L3に代えて、トランスTrとしたものを示す。
Further, since the self-excited single-phase inverter is delta-connected, the zero-phase current can flow even if the device loss of the same inverter is different, and as a result, the three-phase AC power system Vs.
It is possible to supply the device loss compensation power from. In FIG. 3, as a second embodiment of the power conversion circuit, a reactor L1 for connecting the output of the self-excited single-phase inverter in the power conversion circuit 5 to a three-phase AC power supply.
A transformer Tr is shown instead of ~ L3.

【0026】上記系統連系電力変換装置1との違いはト
ランスTrの部分のみであり、その他の回路動作は同様
であるので説明を省略する。トランスTrの役割は、3
相交流電力系統Vsと第2の電力変換回路6とを絶縁す
ることである。以上、第2の電力変換回路6は、各自励
式単相インバータの3相交流電力系統Vsへの接続にト
ランスTrを介するようにしたので、同回路6と3相交
流電力系統Vsとを絶縁することが可能である。
The difference from the system interconnection power conversion device 1 is only the transformer Tr part, and the other circuit operations are the same, so description thereof will be omitted. The role of the transformer Tr is 3
This is to insulate the phase AC power system Vs from the second power conversion circuit 6. As described above, in the second power conversion circuit 6, since the transformer Tr is connected to the connection of each self-excited single-phase inverter to the three-phase AC power system Vs, the circuit 6 and the three-phase AC power system Vs are insulated from each other. It is possible.

【0027】ここで、図1に示す、装置損失検出部3
は、請求項1乃至請求項3記載の装置損失検出手段に対
応し、力率角度制御部4は、請求項1及び請求項2記載
の力率角度制御手段に対応する。なお、上記実施の形態
においては、力率角度制御部4によって各自励式単相イ
ンバータの出力電力の力率角度を制御することで、3相
交流電力系統Vsから電力を供給し、装置損失を補正す
る。
Here, the device loss detector 3 shown in FIG.
Corresponds to the device loss detection means described in claims 1 to 3, and the power factor angle control section 4 corresponds to the power factor angle control means described in claims 1 and 2. In the above-described embodiment, the power factor angle control unit 4 controls the power factor angle of the output power of each self-excited single-phase inverter to supply power from the three-phase AC power system Vs and correct the device loss. To do.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る系統
連系電力変換装置によれば、各自励式単相インバータは
デルタ結線されているので、装置損失検出手段によっ
て、自励式単相インバータのそれぞれの装置損失を検出
し、力率角度制御手段によって、その検出結果に基づき
自励式単相インバータのそれぞれの出力電力の力率角度
を独立に制御することによって、各自励式単相インバー
タの装置損失を補償する電力を3相交流電力系統から引
き込むことが可能となる。よって、直流回路部分を独立
にすることができ、異なる自励式単相インバータにおけ
る平滑コンデンサ間で共振が発生しないため、共振を抑
制する共振抑制抵抗を必要としないので、この抵抗によ
る自装置の効率低下を防ぐことが可能となる。
As described above, according to the system interconnection power conversion device of the present invention, since each self-excited single-phase inverter is delta-connected, the device loss detection means causes the self-excited single-phase inverter to operate. The device loss of each self-excited single-phase inverter is detected by detecting each device loss and independently controlling the power factor angle of each output power of the self-excited single-phase inverter based on the detection result by the power factor angle control means. It is possible to draw power for compensating for the power from the three-phase AC power system. Therefore, the DC circuit part can be made independent, and resonance does not occur between the smoothing capacitors in different self-excited single-phase inverters, so a resonance suppression resistor that suppresses resonance is not required. It is possible to prevent the decrease.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る系統連系電力変換装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a grid interconnection power conversion device according to the present invention.

【図2】系統連系電力変換装置における電力変換回路を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a power conversion circuit in a system interconnection power conversion device.

【図3】系統連系電力変換装置の第2の実施の形態を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of a system interconnection power conversion device.

【図4】各自励式単相インバータにおけるそれぞれの装
置損失分の損失電流及び3相交流電力系統から流れ込む
損失補償電流分である零相電流を示すベクトル図であ
る。
FIG. 4 is a vector diagram showing a loss current of each device loss in each self-excited single-phase inverter and a zero-phase current which is a loss compensation current flowing from a three-phase AC power system.

【図5】従来型系統連系電力変換装置における従来型電
力変換回路50を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional power conversion circuit 50 in a conventional grid-connected power conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 系統連系電力変換装置 2 スイッチングパルス供給部 3 装置損失検出部 4 力率角度制御部 5 電力変換回路 6 第2の電力変換回路 50 従来型電力変換回路 51〜54 第1〜第4スイッチング素子部 L1〜L3 リアクトル FL 高調波フィルタ Tr トランス Vs 3相交流電力系統 1 grid interconnection power converter 2 Switching pulse supply unit 3 Device loss detector 4 Power factor angle control unit 5 Power conversion circuit 6 Second power conversion circuit 50 Conventional Power Converter Circuit 51-54 1st-4th switching element parts L1 to L3 reactor FL harmonic filter Tr transformer Vs 3-phase AC power system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 直也 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5G066 FA01 FB13 FC01 FC11 5H007 CA01 CB05 CC05 CC09 EA02 5H420 BB16 CC05 DD03 EA10 EA20 EA45 EA47 EB09 EB39    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naoya Eguchi             1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Within Fuji Electric Co., Ltd. F-term (reference) 5G066 FA01 FB13 FC01 FC11                 5H007 CA01 CB05 CC05 CC09 EA02                 5H420 BB16 CC05 DD03 EA10 EA20                       EA45 EA47 EB09 EB39

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平滑コンデンサを直流電圧源として含
み、当該直流電圧を交流電圧に変換する3つの自励式単
相インバータと、当該自励式単相インバータの出力電流
の変化を抑制するリアクトルと、を備え、3相交流電力
系統との間で電力の入出力を行うことで無効電力の補償
を行う系統連系電力変換装置であって、 前記3つの自励式単相インバータを、そのそれぞれの直
流回路部分を相互に独立のままデルタ結線すると共に、
結線後の前記3つの自励式単相インバータのそれぞれの
出力側は、前記3相交流電力系統のそれぞれの相に前記
リアクトルを介して接続されるようになっており、 前記複数の単相インバータのそれぞれの装置損失を検出
する装置損失検出手段と、この検出結果に基づき前記3
つの自励式単相インバータにおける前記平滑コンデンサ
の電圧が所望の電圧となるように、前記3つの自励式単
相インバータの出力電力の力率角度をそれぞれ独立に制
御する力率角度制御手段と、を備えることを特徴とする
系統連系電力変換装置。
1. A self-excited single-phase inverter that includes a smoothing capacitor as a DC voltage source and converts the DC voltage into an AC voltage, and a reactor that suppresses a change in output current of the self-excited single-phase inverter. A system interconnection power conversion device comprising: three-phase AC single-phase inverters for compensating for reactive power by inputting and outputting electric power to and from a three-phase AC power system. While connecting the parts independently from each other by delta connection,
The respective output sides of the three self-excited single-phase inverters after connection are configured to be connected to the respective phases of the three-phase AC power system via the reactor, and the output terminals of the plurality of single-phase inverters are connected. Device loss detecting means for detecting each device loss, and the above-mentioned 3 based on the detection result.
Power factor angle control means for independently controlling the power factor angles of the output powers of the three self-excited single-phase inverters so that the voltage of the smoothing capacitors in the two self-excited single-phase inverters becomes a desired voltage. A grid interconnection power conversion device comprising:
【請求項2】 平滑コンデンサを直流電圧源として含
み、当該直流電圧を交流電圧に変換する3つの自励式単
相インバータと、当該自励式単相インバータの出力電流
の変化を抑制するトランスと、を備え、3相交流電力系
統との間で電力の入出力を行うことで無効電力の補償を
行う系統連系電力変換装置であって、 前記3つの自励式単相インバータを、そのそれぞれの直
流回路部分を相互に独立のままデルタ結線すると共に、
結線後の前記3つの自励式単相インバータのそれぞれの
出力側は、前記トランスを介して前記3相交流電力系統
の各相に接続されるようになっており、 前記複数の単相インバータのそれぞれの装置損失を検出
する装置損失検出手段と、この検出結果に基づき前記3
つの自励式単相インバータにおける前記平滑コンデンサ
の電圧が所望の電圧となるように、前記3つの自励式単
相インバータの出力電力の力率角度をそれぞれ独立に制
御する力率角度制御手段と、を備えることを特徴とする
系統連系電力変換装置。
2. A self-excited single-phase inverter that includes a smoothing capacitor as a DC voltage source and converts the DC voltage into an AC voltage, and a transformer that suppresses a change in output current of the self-excited single-phase inverter. A system interconnection power conversion device comprising: three-phase AC single-phase inverters for compensating for reactive power by inputting and outputting electric power to and from a three-phase AC power system. While connecting the parts independently from each other by delta connection,
The output side of each of the three self-excited single-phase inverters after connection is adapted to be connected to each phase of the three-phase AC power system via the transformer, and each of the plurality of single-phase inverters is connected. Device loss detecting means for detecting the device loss of No. 3, and the above-mentioned 3 based on the detection result.
Power factor angle control means for independently controlling the power factor angles of the output powers of the three self-excited single-phase inverters so that the voltage of the smoothing capacitors in the two self-excited single-phase inverters becomes a desired voltage. A grid interconnection power conversion device comprising:
【請求項3】 前記電力損失検出手段は、前記平滑コン
デンサの直流電圧を検出し、この検出結果と予め設定さ
れた基準直流電圧との差分を演算し、その演算結果を前
記装置損失として出力するようになっていることを特徴
とする請求項1又は請求項2記載の系統連系電力変換装
置。
3. The power loss detecting means detects a DC voltage of the smoothing capacitor, calculates a difference between the detection result and a preset reference DC voltage, and outputs the calculation result as the device loss. The grid-connected power conversion device according to claim 1 or 2, characterized in that.
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