JP2014042396A - Self-excited power conversion device - Google Patents

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Kazuaki Kimura
一秋 木村
Noriko Kawakami
紀子 川上
Yukihisa Iijima
由紀久 飯島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a self-excited power conversion device that comprises a plurality of unit converters and can suppress output voltage unbalance even if part of the unit converters fail.SOLUTION: A self-excited power conversion device 1 includes: a plurality of arms 4up-4wm comprising a plurality of cells CL11-CL64 connected in series; and a control device 3 for, if an anomaly occurs in the cells CL11-CL64, stopping the unit converter cells CL11-CL64 such that the arms 4up-4wm have the same number of operating cells CL11-CL64.

Description

本発明は、自励式電力変換装置に関する。   The present invention relates to a self-excited power conversion device.

一般に、自励式電力変換装置として、MMC(modular multilevel converter)が知られている(例えば、特許文献1参照)。MMCは、複数のセル(単位変換器)で構成された電力変換装置である。   In general, an MMC (modular multilevel converter) is known as a self-excited power converter (see, for example, Patent Document 1). The MMC is a power conversion device configured with a plurality of cells (unit converters).

特開2011−24393号公報JP 2011-24393 A

しかしながら、上述のような自励式電力変換装置で、一部のセルに故障が生じた場合、出力電圧がアンバランスに成り易い。出力電圧のアンバランスは、出力高調波が増加する要因となる。   However, in the self-excited power converter as described above, when a failure occurs in some cells, the output voltage tends to be unbalanced. The output voltage unbalance causes the output harmonics to increase.

そこで、本発明の目的は、複数の単位変換器で構成され、一部の単位変換器が故障することにより生じる高調波を抑制することのできる自励式電力変換装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a self-excited power conversion device that is composed of a plurality of unit converters and that can suppress harmonics generated when some of the unit converters fail.

本発明の観点に従った自励式電力変換装置は、複数の単位変換器が直列に接続された複数のアームと、前記単位変換器に異常が生じた場合、前記各アームで動作させる前記単位変換器が同数になるように前記単位変換器を停止する異常時単位変換器停止手段とを備える。   A self-excited power conversion device according to an aspect of the present invention includes a plurality of arms in which a plurality of unit converters are connected in series, and the unit conversion that is operated in each arm when an abnormality occurs in the unit converter. And an abnormal time unit converter stopping means for stopping the unit converters so that the number of converters is the same.

本発明によれば、複数の単位変換器で構成され、一部の単位変換器が故障することにより生じる高調波を抑制することのできる自励式電力変換装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a self-excited power converter that includes a plurality of unit converters and that can suppress harmonics generated when some of the unit converters fail.

本発明の実施形態に係る自励式電力変換装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the self-excitation power converter device which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係るセルの構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the cell which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るセルが故障する前のアームの出力電圧を示す波形図。The wave form diagram which shows the output voltage of the arm before the cell which concerns on this embodiment fails. 本実施形態に係るセルが故障した後のアームの出力電圧を示す波形図。The wave form diagram which shows the output voltage of the arm after the cell which concerns on this embodiment fails.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係る自励式電力変換装置1の構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a self-excited power conversion device 1 according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in drawing, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described.

自励式電力変換装置1は、直流電源2、制御装置3、6つのアーム4up,4um,4vp,4vm,4wp,4wm、三相分のリアクトル5u,5v,5w、及び三相分の連系リアクトル6u,6v,6wを備えている。自励式電力変換装置1は、交流電源及び交流負荷を備える交流系統7u,7v,7wに三相交流電力を供給する。   The self-excited power converter 1 includes a DC power source 2, a control device 3, six arms 4up, 4um, 4vp, 4vm, 4wp, 4wm, three-phase reactors 5u, 5v, 5w, and a three-phase interconnected reactor. 6u, 6v, 6w are provided. The self-excited power conversion device 1 supplies three-phase AC power to AC systems 7u, 7v, and 7w having an AC power source and an AC load.

直流電源2は、発電した直流電力を6つのアーム4up〜4wmで構成される電力変換回路に供給する。直流電源2は、自ら発電する装置に限らず、交流電力を直流電力に変換するコンバータ又は二次電池等でもよい。   The DC power supply 2 supplies the generated DC power to a power conversion circuit composed of six arms 4up to 4wm. The DC power source 2 is not limited to a device that generates power by itself, but may be a converter or a secondary battery that converts AC power into DC power.

制御装置3は、アーム4up〜4wmを構成する各セル(単位変換器)CL11〜CL64にゲート信号Sgを出力して、電力変換回路を制御する。なお、制御装置3が各セルCL11〜CL64にゲート信号Sgを送信する伝送路(光ファイバケーブルなど)の構成については、どのように構成してもよい。例えば、制御装置3は、各セルCL11〜CL64に個別の伝送路でゲート信号Sgを送信するように構成してもよいし、シリアル通信により全てのセルCL11〜CL64に共通の伝送路で送信するように構成してもよい。   The control device 3 outputs a gate signal Sg to each cell (unit converter) CL11 to CL64 configuring the arms 4up to 4wm to control the power conversion circuit. Note that the configuration of the transmission path (such as an optical fiber cable) through which the control device 3 transmits the gate signal Sg to each of the cells CL11 to CL64 may be configured in any manner. For example, the control device 3 may be configured to transmit the gate signal Sg to each of the cells CL11 to CL64 through an individual transmission path, or transmit the serial signal to all the cells CL11 to CL64 through a common transmission path. You may comprise as follows.

6つのアーム4up〜4wmは、直流電力を三相交流電力に変換する電力変換回路を構成する。アーム4upは、4つの直列に接続されたセルCL11,CL12,CL13,CL14で、電力変換回路のU相の正極側を構成する。アーム4umは、4つの直列に接続されたセルCL21,CL22,CL23,CL24で、電力変換回路のU相の負極側を構成する。アーム4vpは、4つの直列に接続されたセルCL31,CL32,CL33,CL34で、電力変換回路のV相の正極側を構成する。アーム4vmは、4つの直列に接続されたセルCL41,CL42,CL43,CL44で、電力変換回路のV相の負極側を構成する。アーム4wpは、4つの直列に接続されたセルCL51,CL52,CL53,CL54で、電力変換回路のW相の正極側を構成する。アーム4wmは、4つの直列に接続されたセルCL61,CL62,CL63,CL64で、電力変換回路のW相の負極側を構成する。なお、ここでは、各アーム4up〜4wmがそれぞれ4つのセルCL11〜CL64で構成された回路について説明するが、各アーム4up〜4wmは、いくつのセルCL11〜CL64で構成されていてもよい。   The six arms 4up to 4wm constitute a power conversion circuit that converts DC power into three-phase AC power. The arm 4up is composed of four cells CL11, CL12, CL13, and CL14 connected in series to constitute the positive side of the U phase of the power conversion circuit. The arm 4um is composed of four series-connected cells CL21, CL22, CL23, and CL24 that constitute the negative phase side of the U phase of the power conversion circuit. The arm 4vp is composed of four series-connected cells CL31, CL32, CL33, and CL34 and constitutes the V-phase positive side of the power conversion circuit. The arm 4vm is composed of four cells CL41, CL42, CL43, and CL44 connected in series to constitute the negative side of the V phase of the power conversion circuit. The arm 4wp is composed of four cells CL51, CL52, CL53, and CL54 connected in series to constitute the positive side of the W phase of the power conversion circuit. The arm 4wm is composed of four series-connected cells CL61, CL62, CL63, and CL64, which constitute the W-phase negative electrode side of the power conversion circuit. Here, a circuit in which each arm 4up to 4wm is configured by four cells CL11 to CL64 will be described, but each arm 4up to 4wm may be configured by any number of cells CL11 to CL64.

図2は、本実施形態に係るセルCLの回路について示す回路図である。全てのセルCL11〜CL64の構成は、図2に示すセルCLと同一である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit of the cell CL according to the present embodiment. All the cells CL11 to CL64 have the same configuration as the cell CL shown in FIG.

セルCLは、二重スターチョッパである。セルCLは、2つのスイッチング素子SW1,SW2、2つの逆並列ダイオードD1,D2、及びコンデンサCDにより構成された回路である。セルCLは、制御装置3から送信されるゲート信号Sgで、2つのスイッチング素子SW1,SW2がスイッチングすることにより、駆動する。   Cell CL is a double star chopper. The cell CL is a circuit composed of two switching elements SW1 and SW2, two antiparallel diodes D1 and D2, and a capacitor CD. The cell CL is driven when the two switching elements SW1 and SW2 are switched by the gate signal Sg transmitted from the control device 3.

2つのスイッチング素子SW1,SW2は、直列に接続されている。2つのスイッチング素子SW1,SW2には、それぞれ逆並列ダイオードD1,D2が接続されている。コンデンサCDは、2つの直列に接続されたスイッチング素子SW1,SW2と並列に接続されている。2つのスイッチング素子SW1,SW2の接続点が正極側に隣接するセルCLの負極側の端子又は直流電源2の正極側と接続されている。負極側に位置するスイッチング素子SW2の負極側の端子(エミッタ)は、負極側に隣接するセルCLの正極側の端子又は直流電源2の負極側と接続されている。   The two switching elements SW1 and SW2 are connected in series. Antiparallel diodes D1 and D2 are connected to the two switching elements SW1 and SW2, respectively. The capacitor CD is connected in parallel with the two switching elements SW1 and SW2 connected in series. A connection point between the two switching elements SW1 and SW2 is connected to a terminal on the negative electrode side of the cell CL adjacent to the positive electrode side or the positive electrode side of the DC power supply 2. A terminal (emitter) on the negative electrode side of the switching element SW2 located on the negative electrode side is connected to a terminal on the positive electrode side of the cell CL adjacent to the negative electrode side or the negative electrode side of the DC power supply 2.

U相のリアクトル5uは、U相の正極側のアーム4upとU相の負極側のアーム4umとの間に設けられている。リアクトル5uの中間点は、交流電力のU相の出力点となる。リアクトル5uの中間点は、連系リアクトル6uを介して、交流系統7uのU相に接続される。リアクトル5uは、U相の正極側のアーム4up及びU相の負極側のアーム4umに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The U-phase reactor 5u is provided between the U-phase positive-side arm 4up and the U-phase negative-side arm 4um. An intermediate point of reactor 5u is a U-phase output point of AC power. The intermediate point of reactor 5u is connected to the U phase of AC system 7u via interconnection reactor 6u. Reactor 5u is provided to suppress a direct current component of the circulating current flowing through U-phase positive arm 4up and U-phase negative arm 4um.

V相のリアクトル5vは、V相の正極側のアーム4vpとV相の負極側のアーム4vmとの間に設けられている。リアクトル5vの中間点は、交流電力のV相の出力点となる。リアクトル5vの中間点は、連系リアクトル6vを介して、交流系統7vのV相に接続される。リアクトル5vは、V相の正極側のアーム4vp及びV相の負極側のアーム4vmに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The V-phase reactor 5v is provided between the V-phase positive arm 4vp and the V-phase negative arm 4vm. An intermediate point of reactor 5v is a V-phase output point of AC power. The midpoint of reactor 5v is connected to the V phase of AC system 7v via interconnection reactor 6v. Reactor 5v is provided to suppress a direct current component of the circulating current flowing through arm 4vp on the positive side of V phase and arm 4vm on the negative side of V phase.

W相のリアクトル5wは、W相の正極側のアーム4wpとW相の負極側のアーム4wmとの間に設けられている。リアクトル5wの中間点は、交流電力のW相の出力点となる。リアクトル5wの中間点は、連系リアクトル6wを介して、交流系統7wのW相に接続される。リアクトル5wは、W相の正極側のアーム4wp及びW相の負極側のアーム4wmに流れる循環電流の直流成分を抑制するために設けられている。   The W-phase reactor 5w is provided between the W-phase positive arm 4wp and the W-phase negative arm 4wm. An intermediate point of reactor 5w is a W-phase output point of AC power. The midpoint of reactor 5w is connected to the W phase of AC system 7w via interconnection reactor 6w. Reactor 5w is provided to suppress the DC component of the circulating current flowing through W-phase positive arm 4wp and W-phase negative arm 4wm.

連系リアクトル6u,6v,6wは、交流系統7u,7v,7wと系統連系するために設けられたリアクトルである。U相の連系リアクトル6uは、U相の交流系統7uとU相のリアクトル5uの中間点との間に設けられている。V相の連系リアクトル6vは、V相の交流系統7vとV相のリアクトル5vの中間点との間に設けられている。W相の連系リアクトル6wは、W相の交流系統7wとW相のリアクトル5wの中間点との間に設けられている。なお、三相分の連系リアクトル6u,6v,6wの代わりに、三相分の連系変圧器を設けてもよい。   The interconnecting reactors 6u, 6v, 6w are reactors provided for interconnecting the AC systems 7u, 7v, 7w. The U-phase interconnecting reactor 6u is provided between the U-phase AC system 7u and the midpoint of the U-phase reactor 5u. The V-phase interconnecting reactor 6v is provided between the V-phase AC system 7v and the midpoint of the V-phase reactor 5v. The W-phase interconnecting reactor 6w is provided between the W-phase AC system 7w and the midpoint of the W-phase reactor 5w. A three-phase interconnection transformer may be provided instead of the three-phase interconnection reactors 6u, 6v, 6w.

次に、セルCL11〜CL64の異常時における制御装置3の制御について説明する。   Next, the control of the control device 3 when the cells CL11 to CL64 are abnormal will be described.

今、U相の正極側のアーム4upのセルCL11が故障したものとする。   It is assumed that the cell CL11 of the U-phase positive arm 4up has failed.

制御装置3は、故障したセルCL11と共に、他の各アーム4um,4vp,4vm,4wp,4wmから1つずつ停止させるセルCL21〜CL64を選択する。ここで、停止とは、ゲートを強制的にブロックすることなどにより、セルから電圧を出力させないことを意味するものとする。従って、セルから電圧を出力させないようにするのであれば、どのように停止させてもよい。   The control device 3 selects the cells CL21 to CL64 to be stopped one by one from the other arms 4um, 4vp, 4vm, 4wp, and 4wm together with the failed cell CL11. Here, the stop means that no voltage is output from the cell by forcibly blocking the gate. Therefore, as long as the voltage is not output from the cell, it may be stopped in any way.

ここで、複数のアーム4up〜4wmでセルCL11〜CL64が故障した場合、1つのアーム4up〜4wmで最も多く故障したセルCL11〜CL64の個数分、他の各アーム4up〜4wmのセルCL11〜CL64を停止させる。これにより、全てのアーム4up〜4wmで動作させるセルCL11〜CL64の個数を同じにする。動作させるセルCL11〜CL64は、故障したセルと強制的に停止させるセル以外のセルとなる。   Here, when the cells CL11 to CL64 fail in a plurality of arms 4up to 4wm, the cells CL11 to CL64 of each of the other arms 4up to 4wm are equal to the number of cells CL11 to CL64 that have failed most frequently in one arm 4up to 4wm. Stop. Thereby, the number of cells CL11 to CL64 operated by all the arms 4up to 4wm is made the same. The cells CL11 to CL64 to be operated are cells other than the failed cell and the cell to be forcibly stopped.

制御装置3は、動作させるセルCL12〜CL64で、各アーム4up〜4wmからセルCL11の故障前と同一の電圧値及び周波数を出力させるように、ゲート信号Sgを生成する。制御装置3は、生成したゲート信号Sgで、各セルCL12〜CL64を駆動する。   The control device 3 generates the gate signal Sg so that the cells CL12 to CL64 to be operated output the same voltage value and frequency from the arms 4up to 4wm as before the failure of the cell CL11. The control device 3 drives each of the cells CL12 to CL64 with the generated gate signal Sg.

図3及び図4を参照して、セルCL11が故障した場合のアーム4upを構成する動作させるセルCL12〜CL14の制御について説明する。   With reference to FIG.3 and FIG.4, control of cell CL12-CL14 to operate | move which comprises the arm 4up when the cell CL11 fails is demonstrated.

図3は、セルCL11が故障する前のアーム4upの出力電圧の波形図を示している。図4は、セルCL11が故障した後のアーム4upの出力電圧の波形図を示している。電圧Vpは、アーム4upに要求されている電圧の波高値である。   FIG. 3 shows a waveform diagram of the output voltage of the arm 4up before the cell CL11 fails. FIG. 4 shows a waveform diagram of the output voltage of the arm 4up after the cell CL11 has failed. The voltage Vp is a peak value of the voltage required for the arm 4up.

アーム4upは、出力電圧が正弦波の正極側の波形に近似するように、各セルCL11〜CL14から電圧V1〜V4を出力する。   The arm 4up outputs voltages V1 to V4 from the cells CL11 to CL14 so that the output voltage approximates the waveform on the positive side of the sine wave.

セルCL11の故障前は、図3に示すように、時刻t1にセルCL11が電圧V1を出力し、時刻t2にセルCL12が電圧V2を出力し、時刻t3にセルCL13が電圧V3を出力し、時刻t4にセルCL14が電圧V4を出力している。各セルCL11〜CL14の出力電圧V1〜V4は、アーム4upの出力電圧の波高値Vpの4分の1である。全てのセルCL11〜CL14が電圧V1〜V4を同時に出力する位相区間で、アーム4upは、要求されている電圧の波高値Vpを出力する。また、各セルCL11〜CL14が電圧V1〜V4を出力する時刻t1〜t4の間隔(即ち、位相間隔)は、アーム4upから出力される電圧の波形が正弦波に近似するように決定される。   Before the failure of the cell CL11, as shown in FIG. 3, the cell CL11 outputs the voltage V1 at the time t1, the cell CL12 outputs the voltage V2 at the time t2, the cell CL13 outputs the voltage V3 at the time t3, At time t4, the cell CL14 outputs the voltage V4. The output voltages V1 to V4 of the cells CL11 to CL14 are a quarter of the peak value Vp of the output voltage of the arm 4up. In the phase interval in which all the cells CL11 to CL14 output the voltages V1 to V4 simultaneously, the arm 4up outputs the peak value Vp of the required voltage. Further, the interval (that is, the phase interval) between times t1 to t4 when the cells CL11 to CL14 output the voltages V1 to V4 is determined so that the waveform of the voltage output from the arm 4up approximates a sine wave.

セルCL11の故障後は、セルCL11から電圧を出力させることはできない。しかし、アーム4upは、故障前と同じ電圧値及び周波数の電圧を出力する必要がある。この同じ電圧値とは、高調波成分を除いた基本波成分の電圧(基本波電圧)の実効値が同じことを意味している。アーム4upがこのような故障前と同じ電圧を出力するために、制御装置3は、アーム4upの各セルCL12〜CL14を、次のように制御する。   A voltage cannot be output from the cell CL11 after the failure of the cell CL11. However, the arm 4up needs to output a voltage having the same voltage value and frequency as before the failure. This same voltage value means that the effective value of the voltage (fundamental wave voltage) of the fundamental wave component excluding the harmonic component is the same. In order for the arm 4up to output the same voltage as before the failure, the control device 3 controls the cells CL12 to CL14 of the arm 4up as follows.

セルCL11の故障後は、時刻t2aにセルCL12が電圧V2aを出力し、時刻t3aにセルCL13が電圧V3aを出力し、時刻t4aにセルCL14が電圧V4aを出力する。各セルCL12〜CL14の出力電圧V2a〜V4aは、アーム4upの出力電圧の波高値Vpの3分の1である。従って、各セルCL12〜CL14の出力電圧V2a〜V4aは、故障前よりもセル11の出力電圧V1分を補うように高くなる。動作させている3つのセルCL12〜14が電圧V2a〜V4aを同時に出力する位相区間で、アーム4upは、要求されている電圧の波高値Vpを出力する。また、各セルCL12〜14が電圧V2a〜V4aを出力する時刻t2a〜t4aの間隔(即ち、位相間隔)は、故障前と比較して、セル11から電圧が出力されない分基本的に長くなる。   After the failure of the cell CL11, the cell CL12 outputs the voltage V2a at time t2a, the cell CL13 outputs the voltage V3a at time t3a, and the cell CL14 outputs the voltage V4a at time t4a. The output voltages V2a to V4a of the cells CL12 to CL14 are one third of the peak value Vp of the output voltage of the arm 4up. Therefore, the output voltages V2a to V4a of the cells CL12 to CL14 become higher so as to compensate for the output voltage V1 of the cell 11 than before the failure. The arm 4up outputs the peak value Vp of the required voltage in the phase interval in which the three cells CL12 to 14 being operated output the voltages V2a to V4a simultaneously. In addition, the interval between the times t2a to t4a when the cells CL12 to 14 output the voltages V2a to V4a (that is, the phase interval) is basically longer than that before the failure because the voltage is not output from the cell 11.

制御装置3は、セルCL11の故障の前後で、アーム4upから出力させる電圧を、上述したように、図3に示す電圧波形から図4に示す電圧波形に変更するように、各セルCL11〜CL14に送信するゲート信号Sgを変更する。   The controller 3 changes the voltage output from the arm 4up before and after the failure of the cell CL11 from the voltage waveform shown in FIG. 3 to the voltage waveform shown in FIG. 4 as described above. The gate signal Sg to be transmitted to is changed.

セルCL11が故障したアーム4up以外のアーム4um〜4wmについても、強制的に停止させたセル以外の動作させるセルを、上述したアーム4upと同様に制御する。   For the arms 4um to 4wm other than the arm 4up in which the cell CL11 has failed, the cells to be operated other than the cells that are forcibly stopped are controlled in the same manner as the arm 4up described above.

このように、セルCL11の故障後は、各アーム4up〜4wmで動作させるセルCL11〜CL64の個数を同じにして、相毎の正極側と負極側の電圧波形が対象になるようにし、各線間の電圧波形が同じになるようにする。これにより、自励式電力変換装置1から出力される電圧は、バランスのとれた三相交流電圧になる。   As described above, after the failure of the cell CL11, the number of the cells CL11 to CL64 operated by the respective arms 4up to 4wm is made the same so that the voltage waveforms on the positive side and the negative side for each phase are targeted. Make the voltage waveform of the same. Thereby, the voltage output from the self-excited power converter 1 becomes a balanced three-phase AC voltage.

本実施形態によれば、電力変換回路を構成するセルCL11〜CL64の一部に故障などの異常が発生しても、各アーム4up〜4wmで動作させるセルCL11〜CL64の個数を同じにすることで、各アーム4up〜4wmから出力される電圧のバランスをとることができる。これにより、アーム4up〜4wm間の電圧波形のアンバランスにより生じる高調波を抑制することができる。   According to the present embodiment, even if an abnormality such as a failure occurs in a part of the cells CL11 to CL64 constituting the power conversion circuit, the number of cells CL11 to CL64 operated by each arm 4up to 4wm is made the same. Thus, the voltage output from each arm 4up to 4wm can be balanced. Thereby, the harmonics produced by the imbalance of the voltage waveform between the arms 4up to 4wm can be suppressed.

また、電力変換回路から出力される交流電圧の周波数及び電圧値を、異常発生前と同じ値になるように、各セルCL11〜CL64の出力電圧及び位相を調整することで、異常発生前と同等の交流電力を供給することができる。各アーム4up〜4wmで、故障していないセルCL11〜CL64の個数が、要求される出力電圧を出力可能な最低限の個数以上あれば、異常発生後でも要求どおりの交流電力の供給を継続することができる。   In addition, by adjusting the output voltage and phase of each cell CL11 to CL64 so that the frequency and voltage value of the AC voltage output from the power conversion circuit are the same as those before the occurrence of the abnormality, it is equivalent to that before the occurrence of the abnormality. AC power can be supplied. If the number of cells CL11 to CL64 that have not failed in each arm 4up to 4wm is more than the minimum number that can output the required output voltage, the supply of AC power as required is continued even after the occurrence of an abnormality. be able to.

なお、セルCLの構成は、図2に示したものに限らない。スイッチング素子を含む変換器であり、自励式電力変換装置の構成として機能するのであれば、どのような回路でもよい。例えば、セルCLは、双方向チョッパ又はフルブリッジ変換器でもよい。   The configuration of the cell CL is not limited to that shown in FIG. Any circuit may be used as long as it is a converter including a switching element and functions as a configuration of a self-excited power converter. For example, the cell CL may be a bidirectional chopper or a full bridge converter.

また、実施形態では、1つのアーム4umを構成する各セルCL11〜CL14から出力させる電圧を全て同じとしたが、これに限らない。各セルCL11〜CL14から出力させる電圧は、全て異なっていてもよいし、一部が異なっていてもよい。   In the embodiment, the voltages output from the cells CL11 to CL14 constituting one arm 4um are all the same. However, the present invention is not limited to this. The voltages output from the cells CL11 to CL14 may all be different or some of them may be different.

さらに、各アーム4up〜4wmは、4つのセルCL11〜CL64で構成されたものに限らず、いくつのセルで構成されていてもよい。例えば、各アーム4up〜4wmは、構成の冗長性を確保するために、正常時でも出力電圧の1周期の間で使用しないセルが含まれていてもよい。また、自励式電力変換装置1は、6つのアーム4up〜4wmで構成されたものに限らず、いくつのアームで構成されていてもよい。例えば、自励式電力変換装置1を直流電力から三相交流電力に変換する構成として説明したが、直流電力から単相交流電力に変換する構成でもよい。この場合、4つのアームで直流電力を単相交流電力に変換する自励式電力変換装置を構成することができる。   Furthermore, each arm 4up-4wm is not limited to the one constituted by the four cells CL11-CL64, and may be constituted by any number of cells. For example, each arm 4up to 4wm may include cells that are not used during one cycle of the output voltage even during normal operation in order to ensure the redundancy of the configuration. Further, the self-excited power conversion device 1 is not limited to the one configured with the six arms 4up to 4wm, and may be configured with any number of arms. For example, although the self-excited power conversion device 1 has been described as a configuration that converts DC power to three-phase AC power, a configuration that converts DC power to single-phase AC power may be used. In this case, a self-excited power converter that converts DC power into single-phase AC power with four arms can be configured.

また、実施形態において、セルの異常は、セルが故障した場合に限らない。セル自体が故障していなくても、他の要因によりそのセルを停止しなければならない事態が生ずれば、そのセルを異常と判断してもよい。   In the embodiment, the abnormality of the cell is not limited to the case where the cell has failed. Even if the cell itself does not fail, the cell may be determined to be abnormal if there is a situation where the cell must be stopped due to other factors.

さらに、実施形態では、セルの故障前後において、電圧値が変わらないように制御したが、交流系統7u,7v,7wが容認できる範囲内であれば、電圧値は変えてもよい。要求通りの電力供給ができなくても、高調波の増加を抑制した交流電力を供給することができる。   Furthermore, in the embodiment, control is performed so that the voltage value does not change before and after the failure of the cell, but the voltage value may be changed as long as the AC systems 7u, 7v, and 7w are within an acceptable range. Even if it is not possible to supply power as required, it is possible to supply AC power with suppressed increase in harmonics.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…自励式電力変換装置、2…直流電源、3…制御装置、4up,4um,4vp,4vm,4wp,4wm…アーム、5u,5v,5w…リアクトル、6u,6v,6w…連系リアクトル、7u,7v,7w…交流系統、CL11〜CL64…セル、Sg…ゲート信号。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Self-excited power converter device, 2 ... DC power supply, 3 ... Control device, 4up, 4um, 4vp, 4vm, 4wp, 4wm ... Arm, 5u, 5v, 5w ... Reactor, 6u, 6v, 6w ... Interconnection reactor, 7u, 7v, 7w ... AC system, CL11-CL64 ... cell, Sg ... gate signal.

Claims (5)

複数の単位変換器が直列に接続された複数のアームと、
前記単位変換器に異常が生じた場合、前記各アームで動作させる前記単位変換器が同数になるように前記単位変換器を停止する異常時単位変換器停止手段と
を備えたことを特徴とする自励式電力変換装置。
A plurality of arms in which a plurality of unit converters are connected in series;
An abnormality-time unit converter stop means for stopping the unit converters so that the number of the unit converters operated by the respective arms is equal when an abnormality occurs in the unit converters. Self-excited power converter.
前記異常時単位変換器停止手段による前記単位変換器の停止後、前記各アームから出力される交流電圧の基本波成分が前記単位変換器の停止前と同じになるように、前記各アームを制御する異常時制御手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の自励式電力変換装置。
After stopping the unit converter by the abnormal unit converter stop means, control each arm so that the fundamental component of the AC voltage output from each arm becomes the same as before stopping the unit converter. The self-excited power conversion device according to claim 1, further comprising an abnormal time control means.
前記複数のアームは、冗長性を確保するための前記単位変換器を含むこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の自励式電力変換装置。
The self-excited power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the plurality of arms include the unit converter for ensuring redundancy.
複数の単位変換器が直列に接続された複数のアームを備える自励式電力変換装置の制御方法であって、
前記単位変換器に異常が生じた場合、前記各アームで動作させる前記単位変換器が同数になるように前記単位変換器を停止すること
を含むことを特徴とする自励式電力変換装置の制御方法。
A control method of a self-excited power conversion device including a plurality of arms in which a plurality of unit converters are connected in series,
A control method for a self-excited power converter, comprising: stopping the unit converters so that the number of unit converters operated by the arms is equal when an abnormality occurs in the unit converters .
前記単位変換器の停止後、前記各アームから出力される交流電圧の基本波成分が前記単位変換器の停止前と同じになるように、前記各アームを制御すること
を含むことを特徴とする請求項4に記載の自励式電力変換装置の制御方法。
After the unit converter is stopped, each arm is controlled so that the fundamental wave component of the AC voltage output from each arm is the same as that before the unit converter is stopped. The control method of the self-excited power conversion device according to claim 4.
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