JP6379553B2 - Conversion device - Google Patents

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Description

本発明は、直流を交流に変換する変換装置に関する。   The present invention relates to a conversion device that converts direct current into alternating current.

例えば図20は、従来の変換装置(パワーコンディショナ)100を示す回路図(但し、制御部を除く。)の一例である(例えば、特許文献1(図1)参照。)。変換装置100は、太陽光発電パネル2の直流出力を交流出力に変換して、商用電力系統3に出力することができる。
図において、昇圧回路10は、DCリアクトル15と、ダイオード16と、例えばFET(Field Effect Transistor)からなるスイッチング素子Qbとを備えており、昇圧チョッパ回路を構成している。昇圧回路10の入力側には、平滑化のための小容量のコンデンサ36が設けられている。
For example, FIG. 20 is an example of a circuit diagram (excluding the control unit) showing a conventional converter (power conditioner) 100 (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 1)). The converter 100 can convert the direct current output of the photovoltaic power generation panel 2 into an alternating current output and output it to the commercial power system 3.
In the figure, a booster circuit 10 includes a DC reactor 15, a diode 16, and a switching element Qb made of, for example, an FET (Field Effect Transistor), and constitutes a boost chopper circuit. A small-capacitance capacitor 36 for smoothing is provided on the input side of the booster circuit 10.

昇圧回路10の出力はDCバスLに供給される。DCバスLには、平滑用の大容量の電解コンデンサ29が接続されている。
インバータ回路11は、例えばFETからなるスイッチング素子Q1〜Q4を備えている。スイッチング素子Q1〜Q4の高周波スイッチング動作により、インバータ回路11は、DCバスLの直流電圧を交流電圧に変換し、交流電力を出力する。
The output of the booster circuit 10 is supplied to the DC bus L B. The DC bus L B, electrolytic capacitor 29 of a large capacity for smoothing is connected.
The inverter circuit 11 includes switching elements Q1 to Q4 made of, for example, FETs. The high-frequency switching operation of the switching elements Q1 to Q4, the inverter circuit 11 converts the DC voltage of the DC bus L B into an AC voltage, and outputs the AC power.

また、変換装置1は、インバータ回路11と、商用電力系統3との間にフィルタ回路21を備えている。フィルタ回路21は、2つのACリアクトル22と、ACリアクトル22の後段に設けられたコンデンサ23とを備えて構成されている。フィルタ回路21は、インバータ回路11から出力される交流電力に含まれる高周波成分を除去する機能を有している。フィルタ回路21により高周波成分が除去された交流電力は、商用電力系統3に与えられる。   Further, the conversion device 1 includes a filter circuit 21 between the inverter circuit 11 and the commercial power system 3. The filter circuit 21 includes two AC reactors 22 and a capacitor 23 provided at the subsequent stage of the AC reactor 22. The filter circuit 21 has a function of removing high-frequency components contained in the AC power output from the inverter circuit 11. The AC power from which the high frequency component has been removed by the filter circuit 21 is supplied to the commercial power system 3.

図21は、上記変換装置100の動作中に、電解コンデンサ29に流れる電流の一例を示すグラフであり、横軸は時間[秒]、縦軸は電流[A]を表している。細かい縦縞は実際には高周波スイッチングによる高周波成分であるが、図示の都合上、このように表している。波形の包絡線は、0.01秒周期すなわち、商用周波数50Hzの2倍の周波数で変動している。このような高周波成分を多く含む電流が電解コンデンサ29に流れるため、電解コンデンサ29とインバータ回路11とを繋ぐ配線パターンはできるだけ短くしなければ配線パターンの寄生インダクタンスとスイッチングによる急激な電流変化によりリンギングが発生し、それがノイズ放射源となってしまう。そこで、電解コンデンサ29は、インバータ回路11及び昇圧回路10と共に、これらと近接して、1枚の基板上に実装されている。   FIG. 21 is a graph showing an example of a current flowing through the electrolytic capacitor 29 during the operation of the conversion device 100. The horizontal axis represents time [seconds] and the vertical axis represents current [A]. The fine vertical stripes are actually high-frequency components due to high-frequency switching, but are represented in this way for convenience of illustration. The waveform envelope fluctuates at a period of 0.01 seconds, that is, at a frequency twice the commercial frequency of 50 Hz. Since such a current containing a large amount of high-frequency components flows through the electrolytic capacitor 29, if the wiring pattern connecting the electrolytic capacitor 29 and the inverter circuit 11 is not made as short as possible, ringing is caused by the parasitic inductance of the wiring pattern and a sudden current change caused by switching. Occurs and becomes a noise radiation source. Therefore, the electrolytic capacitor 29 is mounted on a single substrate in close proximity to the inverter circuit 11 and the booster circuit 10.

さて、太陽光発電パネル2の寿命は、一般には20年と言われているが、変換装置100は10年程度である。従って、10年を超えると、変換装置100の点検や交換が必要となる。変換装置100の構成部品の中で、最も耐用年数が短いのは電解コンデンサ29であり、これが、10年程度の寿命となる原因である。   Now, although the lifetime of the photovoltaic power generation panel 2 is generally said to be 20 years, the conversion device 100 is about 10 years. Therefore, if it exceeds 10 years, the inspection and replacement of the conversion device 100 are required. Among the component parts of the converter 100, the electrolytic capacitor 29 has the shortest useful life, which is the cause of the lifetime of about 10 years.

特開2009−165275号公報JP 2009-165275 A

例えば10年程度の年数が経過して電解コンデンサ29の取替が必要となったとき、基板に実装されている電解コンデンサ29のみを取り替えるとすると、その取替作業品質を一定に保つことの困難性が伴う。一定に保つことができなければ、取替後の変換装置100の信頼性が低下する可能性がある。そこで、信頼性を損なわないことや作業効率を優先して、基板あるいは変換装置ごと交換するのが一般的となっている。
しかし、電解コンデンサ29以外の部品は、通常、まだ耐用年数がある。従って、まだ使用できる部品も含めて基板あるいは変換装置ごと全て取り替えるのは、資源の節約やコストの観点からは問題がある。
For example, when it is necessary to replace the electrolytic capacitor 29 after about 10 years, if only the electrolytic capacitor 29 mounted on the board is replaced, it is difficult to keep the replacement work quality constant. Accompanying sex. If it cannot be kept constant, the reliability of the conversion device 100 after replacement may be reduced. Therefore, it is common to replace the substrate or the conversion device with priority given to not impairing reliability and work efficiency.
However, components other than the electrolytic capacitor 29 usually still have a useful life. Therefore, it is problematic from the viewpoint of resource saving and cost to replace all the substrates or conversion devices including the parts that can still be used.

かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、パワーコンディショナ等の変換装置において、電解コンデンサのみの取替を容易にすることを目的とする。   In view of such conventional problems, an object of the present invention is to facilitate replacement of only an electrolytic capacitor in a converter such as a power conditioner.

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。
一表現による本発明は、入力側から見て順に、昇圧回路と、DCバスと、インバータ回路とを備える、直流から交流への変換装置であって、出力すべき交流の電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を上回るときは前記昇圧回路を昇圧動作させて前記電圧目標値の絶対値を生成するとともに前記インバータ回路は必要な極性反転のみを行う状態とし、また、前記電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を下回るときは前記昇圧回路の昇圧動作を停止させるとともに前記インバータ回路を動作させて前記電圧目標値を生成する制御部と、前記DCバスに接続された平滑用の小容量コンデンサと、前記昇圧回路の入力側にあって、独立した基板に単独で設けられ、前記小容量コンデンサより大容量な電解コンデンサとを備えたものである。
The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the claims.
The present invention according to an expression is a direct-to-alternating conversion device including a booster circuit, a DC bus, and an inverter circuit in order as viewed from the input side, and an absolute value of an AC voltage target value to be output. However, when the input voltage exceeds the input DC voltage, the booster circuit is boosted to generate an absolute value of the voltage target value and the inverter circuit is in a state of performing only necessary polarity inversion, and the voltage target value When the absolute value of the voltage is lower than the input DC voltage, the boosting operation of the boosting circuit is stopped and the inverter circuit is operated to generate the voltage target value, and the smoothing connected to the DC bus A small-capacitance capacitor, and an electrolytic capacitor that is on the input side of the booster circuit and is provided independently on an independent substrate and has a larger capacity than the small-capacitance capacitor.

本発明によれば、パワーコンディショナ等の変換装置において、電解コンデンサのみの取替を容易にすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in converters, such as a power conditioner, replacement | exchange of only an electrolytic capacitor can be made easy.

直流から交流への変換装置を備えたシステムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the system provided with the conversion apparatus from direct current | flow to alternating current. 図1における変換装置の内部回路を、より詳細に示す図である。It is a figure which shows the internal circuit of the converter in FIG. 1 in detail. 制御部のブロック図である。It is a block diagram of a control part. 直流入力電圧検出値、及び昇圧回路電流検出値の経時変化をシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having calculated | required the time-dependent change of a DC input voltage detection value and a booster circuit current detection value by simulation. 平均化処理部が行う、直流入力電圧検出値を平均化する際の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect at the time of averaging a DC input voltage detection value which an averaging process part performs. 制御処理部による制御処理を説明するための制御ブロック図である。It is a control block diagram for demonstrating the control processing by a control processing part. 昇圧回路及びインバータ回路の制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control processing of a booster circuit and an inverter circuit. (a)は、制御処理部がフィードバック制御において求めた昇圧回路電流指令値、及びこれに従って制御した場合の昇圧回路電流検出値をシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフであり、(b)は、制御処理部がフィードバック制御において求めた昇圧回路電圧目標値、及びこれに従って制御した場合の昇圧回路電圧検出値をシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフである。(A) is a graph which shows an example of the result of having calculated | required the boost circuit current command value calculated | required in feedback control by the control process part, and the boost circuit current detection value when controlled according to this, by simulation, (b) FIG. 5 is a graph showing an example of a result obtained by simulation of a booster circuit voltage target value obtained by a control processing unit in feedback control and a booster circuit voltage detection value when controlled according to the booster circuit voltage. インバータ出力電圧指令値の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an inverter output voltage command value. (a)は、昇圧回路用搬送波と、昇圧回路用参照波とを比較したグラフであり、(b)は、昇圧回路制御部が生成したスイッチング素子Qbを駆動するための駆動波形である。(A) is a graph comparing a booster circuit carrier wave and a booster circuit reference wave, and (b) is a drive waveform for driving the switching element Qb generated by the booster circuit control unit. (a)は、インバータ回路用搬送波と、インバータ回路用参照波とを比較したグラフ、(b)は、インバータ回路制御部が生成したスイッチング素子Q1を駆動するための駆動波形、(c)は、インバータ回路制御部が生成したスイッチング素子Q3を駆動するための駆動波形である。(A) is a graph comparing the inverter circuit carrier and the inverter circuit reference wave, (b) is a drive waveform for driving the switching element Q1 generated by the inverter circuit controller, and (c) is It is a drive waveform for driving the switching element Q3 which the inverter circuit control part produced | generated. 参照波、及び各スイッチング素子の駆動波形の一例とともに、変換装置が出力する交流電力の電流波形の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the current waveform of the alternating current power which a converter outputs with an example of a reference wave and the drive waveform of each switching element. (a)は、インバータ回路から出力された交流電圧、系統相電源、及びACリアクトルの両端電圧、それぞれの電圧波形を示したグラフであり、(b)は、ACリアクトルに流れる電流波形を示したグラフである。(A) is the graph which showed the AC waveform output from the inverter circuit, the system phase power supply, and the both-ends voltage of AC reactor, each voltage waveform, (b) showed the current waveform which flows into AC reactor. It is a graph. 変換装置の動作の特徴を簡略に示す波形図である。It is a wave form diagram which shows simply the characteristic of operation | movement of a converter. 変換装置の動作の特徴を簡略に示す波形図である。It is a wave form diagram which shows simply the characteristic of operation | movement of a converter. 電解コンデンサに流れる電流の一例を示すグラフであり、横軸は時間[秒]、縦軸は電流[A]を表している。It is a graph which shows an example of the electric current which flows into an electrolytic capacitor, a horizontal axis represents time [second], and the vertical axis | shaft represents electric current [A]. 図2の変換装置の主要部を「基板」の観点からみた回路図である(但し、細部は省略している。)。FIG. 3 is a circuit diagram showing the main part of the conversion device of FIG. 2 from the viewpoint of a “substrate” (however, details are omitted). パワーコンディショナとしての変換装置の筐体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the housing | casing of the converter as a power conditioner. パワーコンディショナとしての変換装置の筐体についての、他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example about the housing | casing of the converter as a power conditioner. 従来の変換装置(パワーコンディショナ)を示す回路図(但し、制御部を除く。)の一例である。It is an example of the circuit diagram (however, a control part is excluded) which shows the conventional converter (power conditioner). 図20の変換装置の動作中に、電解コンデンサに流れる電流の一例を示すグラフであり、横軸は時間[秒]、縦軸は電流[A]を表している。FIG. 21 is a graph showing an example of a current flowing through an electrolytic capacitor during the operation of the conversion device of FIG. 20, where the horizontal axis represents time [seconds] and the vertical axis represents current [A].

[実施形態の要旨]
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。
[Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

(1)これは、入力側から見て順に、昇圧回路と、DCバスと、インバータ回路とを備える、直流から交流への変換装置であって、出力すべき交流の電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を上回るときは前記昇圧回路を昇圧動作させて前記電圧目標値の絶対値を生成するとともに前記インバータ回路は必要な極性反転のみを行う状態とし、また、前記電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を下回るときは前記昇圧回路の昇圧動作を停止させるとともに前記インバータ回路を動作させて前記電圧目標値を生成する制御部と、前記DCバスに接続された平滑用の小容量コンデンサと、前記昇圧回路の入力側にあって、独立した基板に単独で設けられ、前記小容量コンデンサより大容量な電解コンデンサとを備えたものである。   (1) This is a converter from direct current to alternating current that includes a booster circuit, a DC bus, and an inverter circuit in order from the input side, and the absolute value of the target voltage value of the alternating current to be output is When the input voltage exceeds the input DC voltage, the booster circuit is boosted to generate an absolute value of the voltage target value, and the inverter circuit performs only necessary polarity reversal. When the absolute value is lower than the input DC voltage, the boosting operation of the booster circuit is stopped and the inverter circuit is operated to generate the voltage target value, and the smoothing connected to the DC bus And a small-capacitance capacitor provided on the input side of the booster circuit, provided independently on an independent substrate, and having a larger capacity than the small-capacitance capacitor.

上記(1)のように構成された変換装置では、昇圧回路及びインバータ回路が交互に高周波スイッチングを行い、全体として高周波スイッチングのための変調を最小限に抑える。そのため、DCバスを一定の電圧にする必要が無い。従って、DCバスに接続するコンデンサは、高周波スイッチングを平滑化する程度の小容量コンデンサで足りる。その結果、大容量の電解コンデンサは、DCバスではなく、昇圧回路の入力側に設けることができ、しかも、独立した基板に単独で設けることができる。これにより、比較的寿命の短い電解コンデンサのみを、容易に取り替え得る構成を実現することができる。   In the converter configured as described in (1) above, the booster circuit and the inverter circuit alternately perform high-frequency switching, and as a whole, modulation for high-frequency switching is minimized. Therefore, it is not necessary to set the DC bus to a constant voltage. Therefore, the capacitor connected to the DC bus may be a small-capacitance capacitor that can smooth high-frequency switching. As a result, the large-capacity electrolytic capacitor can be provided not on the DC bus but on the input side of the booster circuit, and can be provided independently on an independent substrate. Thereby, the structure which can replace | exchange easily only the electrolytic capacitor with a comparatively short lifetime is realizable.

(2)また、(1)において、前記変換装置の筐体の一部を開いて、前記電解コンデンサを前記基板ごと着脱可能としてもよい。
この場合、着脱により、電解コンデンサのみを、基板ごと取り替えることができるので、取替作業が容易で、取替に要するコストも低減される。他の基板に実装された昇圧回路やインバータ回路は、引き続き使用することができるので、合理的である。
(2) In (1), a part of the housing of the conversion device may be opened so that the electrolytic capacitor can be attached and detached together with the substrate.
In this case, since only the electrolytic capacitor can be replaced with the substrate by attaching and detaching, the replacement work is easy and the cost required for replacement is reduced. Since the booster circuit and the inverter circuit mounted on another substrate can be used continuously, it is reasonable.

(3)また、(1)において、前記変換装置の筐体の本体部とは別に、前記電解コンデンサを収容する電解コンデンサボックスを独立して設け、前記本体部に前記電解コンデンサボックスをコネクタ又は端子接続により着脱可能としてもよい。
この場合、コネクタ接続を介した着脱により、電解コンデンサボックスを取り替えることができるので、取替作業が極めて容易で、取替に要するコストも低減される。他の基板に実装された昇圧回路やインバータ回路は、引き続き使用することができるので、合理的である。また、ボックス単位で取り替えることにより、取替作業時に他の基板に例えば異物を落とすなどの可能性がほぼ無くなり、信頼性の高い取替作業を実現することができる。
(3) In addition, in (1), an electrolytic capacitor box that houses the electrolytic capacitor is provided separately from the main body of the casing of the conversion device, and the electrolytic capacitor box is connected to the main body by a connector or a terminal. It may be detachable by connection.
In this case, since the electrolytic capacitor box can be replaced by attachment / detachment via the connector connection, the replacement work is extremely easy, and the cost required for replacement is reduced. Since the booster circuit and the inverter circuit mounted on another substrate can be used continuously, it is reasonable. In addition, by replacing in units of boxes, there is almost no possibility of dropping foreign matter, for example, on another substrate during the replacement operation, and a highly reliable replacement operation can be realized.

[実施形態の詳細]
以下、発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[Details of the embodiment]
Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.

《変換装置の構成》
図1は、直流から交流への変換装置を備えたシステムの一例を示すブロック図である。図中、変換装置1の入力端には、直流電源としての太陽光発電パネル2が接続され、出力端には、交流の商用電力系統3が接続されている。このシステムは、太陽光発電パネル2が発電する直流電力を交流電力に変換し、商用電力系統3に出力する連系運転を行う。
変換装置1は、太陽光発電パネル2が出力する直流電力が与えられる昇圧回路10と、昇圧回路10からDCバスLに与えられる電力を交流電力に変換して商用電力系統3に出力するインバータ回路11と、これら両回路10,11の動作を制御する制御部12とを備えている。
《Conversion device configuration》
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a system including a DC to AC converter. In the figure, a photovoltaic power generation panel 2 as a DC power source is connected to the input end of the converter 1, and an AC commercial power system 3 is connected to the output end. This system converts the direct current power generated by the solar power generation panel 2 into alternating current power, and performs an interconnection operation for output to the commercial power system 3.
Converter 1, an inverter for outputting a step-up circuit 10 the DC power photovoltaic panel 2 is output is provided, to convert the power provided to the DC bus L B from the booster circuit 10 into AC power to a commercial power system 3 The circuit 11 and the control part 12 which controls operation | movement of these both circuits 10 and 11 are provided.

図2は、変換装置1の回路図の一例である。
昇圧回路10は、DCリアクトル15と、ダイオード16と、例えばFET(Field Effect Transistor)からなるスイッチング素子Qbとを備えており、昇圧チョッパ回路を構成している。
昇圧回路10の入力側には、第1電圧センサ17、第1電流センサ18、及び平滑化のための大容量(mFレベル)の電解コンデンサ26が設けられている。
FIG. 2 is an example of a circuit diagram of the conversion device 1.
The booster circuit 10 includes a DC reactor 15, a diode 16, and a switching element Qb made of, for example, an FET (Field Effect Transistor), and constitutes a boost chopper circuit.
On the input side of the booster circuit 10, a first voltage sensor 17, a first current sensor 18, and a large capacity (mF level) electrolytic capacitor 26 for smoothing are provided.

第1電圧センサ17は、太陽光発電パネル2が出力し、昇圧回路10に入力される直流電力の直流入力電圧検出値Vg(直流入力電圧値)を検出し、制御部12に出力する。第1電流センサ18は、DCリアクトル15に流れる電流である昇圧回路電流検出値Iin(直流入力電流値)を検出し、制御部12に出力する。なお、直流入力電流検出値Igを検出するために、電解コンデンサ26の前段に、さらに電流センサを設けてもよい。
制御部12は、直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinから入力電力Pinを演算し、太陽光発電パネル2に対するMPPT(Maximum Power Point Tracking:最大電力点追従)制御を行う機能を有している。
The first voltage sensor 17 detects the DC input voltage detection value Vg (DC input voltage value) of the DC power output from the photovoltaic power generation panel 2 and input to the booster circuit 10, and outputs it to the control unit 12. The first current sensor 18 detects a booster circuit current detection value Iin (DC input current value) that is a current flowing through the DC reactor 15, and outputs it to the control unit 12. Note that a current sensor may be further provided in front of the electrolytic capacitor 26 in order to detect the DC input current detection value Ig.
The control unit 12 has a function of calculating the input power Pin from the DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin and performing MPPT (Maximum Power Point Tracking) control on the photovoltaic power generation panel 2. doing.

また、昇圧回路10のスイッチング素子Qbは、後述するように、インバータ回路11との間でスイッチング動作を行う期間が交互に切り替わるように制御される。よって、昇圧回路10は、スイッチング動作を行っている期間は、昇圧された電力をインバータ回路11に出力し、スイッチング動作を停止している期間は、太陽光発電パネル2が出力して昇圧回路10に入力される直流電力を昇圧することなくインバータ回路11に出力する。   Further, the switching element Qb of the booster circuit 10 is controlled so that the period for performing the switching operation with the inverter circuit 11 is alternately switched, as will be described later. Therefore, the booster circuit 10 outputs the boosted power to the inverter circuit 11 during the period during which the switching operation is performed, and the photovoltaic power generation panel 2 outputs the booster circuit 10 during the period during which the switching operation is stopped. Is output to the inverter circuit 11 without boosting.

昇圧回路10と、インバータ回路11との間には、平滑用の小容量(μFレベル)のコンデンサ19(平滑コンデンサ)が接続されている。このコンデンサ19としては、例えばフィルムコンデンサを使用することができる。
インバータ回路11は、FET(Field Effect Transistor)からなるスイッチング素子Q1〜Q4を備えている。これらスイッチング素子Q1〜Q4は、フルブリッジ回路を構成している。
各スイッチング素子Q1〜Q4は、制御部12に接続されており、制御部12により制御可能とされている。制御部12は、各スイッチング素子Q1〜Q4の動作をPWM制御する。これにより、インバータ回路11は、昇圧回路10から与えられる電力を交流電力に変換する。
Between the booster circuit 10 and the inverter circuit 11, a small smoothing capacitor (μF level) capacitor 19 (smoothing capacitor) is connected. For example, a film capacitor can be used as the capacitor 19.
The inverter circuit 11 includes switching elements Q1 to Q4 made of FET (Field Effect Transistor). These switching elements Q1 to Q4 constitute a full bridge circuit.
Each of the switching elements Q1 to Q4 is connected to the control unit 12 and can be controlled by the control unit 12. The control unit 12 performs PWM control of the operation of each switching element Q1 to Q4. Thereby, the inverter circuit 11 converts the power given from the booster circuit 10 into AC power.

変換装置1は、インバータ回路11と、商用電力系統3との間にフィルタ回路21を備えている。
フィルタ回路21は、2つのACリアクトル22と、ACリアクトル22の後段に設けられたコンデンサ23(出力平滑コンデンサ)とを備えて構成されている。フィルタ回路21は、インバータ回路11から出力される交流電力に含まれる高周波成分を除去する機能を有している。フィルタ回路21により高周波成分が除去された交流電力は、商用電力系統3に与えられる。
The conversion device 1 includes a filter circuit 21 between the inverter circuit 11 and the commercial power system 3.
The filter circuit 21 includes two AC reactors 22 and a capacitor 23 (output smoothing capacitor) provided at the subsequent stage of the AC reactor 22. The filter circuit 21 has a function of removing high-frequency components contained in the AC power output from the inverter circuit 11. The AC power from which the high frequency component has been removed by the filter circuit 21 is supplied to the commercial power system 3.

このように、昇圧回路10及びインバータ回路11は、太陽光発電パネル2が出力する直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を、フィルタ回路21を介して商用電力系統3へ出力する。   As described above, the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 convert the DC power output from the photovoltaic power generation panel 2 into AC power, and output the converted AC power to the commercial power system 3 via the filter circuit 21.

また、フィルタ回路21には、インバータ回路11による出力の電流値であるインバータ電流検出値Iinv(ACリアクトル22に流れる電流)を検出するための第2電流センサ24が接続されている。さらに、フィルタ回路21と、商用電力系統3との間には、商用電力系統3側の電圧値(系統電圧検出値Va)を検出するための第2電圧センサ25が接続されている。   The filter circuit 21 is connected to a second current sensor 24 for detecting an inverter current detection value Iinv (current flowing through the AC reactor 22), which is a current value output from the inverter circuit 11. Further, a second voltage sensor 25 for detecting a voltage value on the commercial power system 3 side (system voltage detection value Va) is connected between the filter circuit 21 and the commercial power system 3.

第2電流センサ24及び第2電圧センサ25は、検出した系統電圧検出値Va(交流系統の電圧値)及びインバータ電流検出値Iinvを制御部12に出力する。なお、第2電流センサ24は、図のように、コンデンサ23の前段でもよいが、コンデンサ23の後段に設けてもよい。
制御部12は、これら系統電圧検出値Va及びインバータ電流検出値Iinvと、上述の直流入力電圧検出値Vg、昇圧回路電流検出値Iinに基づいて、昇圧回路10及びインバータ回路11を制御する。
The second current sensor 24 and the second voltage sensor 25 output the detected system voltage detection value Va (AC system voltage value) and the inverter current detection value Iinv to the control unit 12. The second current sensor 24 may be provided before the capacitor 23 as shown in the figure, but may be provided after the capacitor 23.
The control unit 12 controls the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 based on the system voltage detection value Va and the inverter current detection value Iinv and the above-described DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin.

《電力変換装置における最小変調方式》
次に、図14及び図15は、変換装置1の動作の特徴を簡略に示す波形図である。両図は同じ内容を示しているが、図14は特に、直流入力から交流出力までの振幅の関係が見やすいように表示し、図15は特に、制御のタイミングが見やすいように表示している。図14の上段及び図15の左欄はそれぞれ、比較のために、最小変調方式ではない従来の変換装置の動作を表す波形図である。また、図14の下段及び図15の右欄はそれぞれ、最小変調方式の変換装置1(図2)の動作を示す波形図である。
<< Minimum modulation method for power converters >>
Next, FIG. 14 and FIG. 15 are waveform diagrams simply showing the characteristics of the operation of the conversion device 1. Although both figures show the same contents, FIG. 14 particularly displays the amplitude relationship from the DC input to the AC output so that it is easy to see, and FIG. 15 particularly displays the control timing so that it can be easily seen. The upper part of FIG. 14 and the left column of FIG. 15 are waveform diagrams showing the operation of a conventional converter that is not the minimum modulation method, for comparison. Further, the lower part of FIG. 14 and the right column of FIG. 15 are waveform diagrams showing the operation of the minimum modulation type conversion apparatus 1 (FIG. 2).

まず、図14の上段(又は図15の左欄)において、従来の変換装置では、直流入力すなわち直流電圧VDCに対する昇圧回路の出力(図2で言えば、スイッチング素子Qb及びDCリアクトル15の相互接続点に現れる電圧)は、VDCよりも高い値の等間隔のパルス列状である。この出力は平滑化され、DCバスLに、電圧Vとして現れる。これに対してインバータ回路は、PWM制御されたスイッチングを半周期で極性反転しながら行う。この結果、フィルタ回路による平滑を経て、交流出力としての正弦波の交流電圧VACが得られる。 First, in the upper stage of FIG. 14 (or the left column of FIG. 15), in the conventional converter, the output of the booster circuit with respect to the DC input, that is, the DC voltage VDC (in FIG. 2, the switching element Qb and the DC reactor 15 are mutually connected. The voltage appearing at the connection point) is in the form of an equidistant pulse train having a value higher than VDC . This output is smoothed, a DC bus L B, appears as voltage V B. In contrast, the inverter circuit performs PWM-controlled switching while inverting the polarity in a half cycle. As a result, after the smoothing by the filter circuit, an AC voltage V AC sine wave as an AC output.

次に、図14の下段の最小変調方式では、交流波形の電圧目標値VACの絶対値と、入力である直流電圧VDCとの比較結果に応じて、図2の昇圧回路10とインバータ回路11とが動作する。すなわち、電圧目標値の絶対値においてVAC<VDC(又はVAC≦VDC)のときは、昇圧回路10は停止し(図中の「ST」)、VAC≧VDC(又はVAC>VDC)のときは、昇圧回路10が昇圧動作を行う(図中の「OP」)。昇圧回路10の出力はコンデンサ19(図2)により平滑化され、DCバスLに、図示の電圧Vとして現れる。 Next, the lower minimum modulation scheme of Figure 14, the absolute value of the voltage target value V AC of the AC waveform, in accordance with the comparison result of the DC voltage V DC is input, the boosting circuit 10 and the inverter circuit of FIG. 2 11 operates. In other words, when the absolute value of the voltage target value is V AC <V DC (or V AC ≦ V DC ), the booster circuit 10 stops (“ST” in the figure), and V AC ≧ V DC (or V AC > V DC ), the booster circuit 10 performs a boosting operation (“OP” in the figure). The output of the booster circuit 10 is smoothed by the capacitor 19 (FIG. 2), the DC bus L B, appears as voltage V B illustrated.

これに対してインバータ回路11は、電圧目標値VACの絶対値と、直流電圧VDCとの比較結果に応じて、VAC<VDC(又はVAC≦VDC)のときは、高周波スイッチングを行い(図中の「OP」)、VAC≧VDC(又はVAC>VDC)のときは、高周波スイッチングを停止する(図中の「ST」)。高周波スイッチングを停止しているときのインバータ回路11は、スイッチング素子Q1,Q4がオン、Q2,Q3がオフの状態と、スイッチング素子Q1,Q4がオフ、Q2,Q3がオンの状態のいずれかを選択することにより、必要な極性反転のみを行う。インバータ回路11の出力はフィルタ回路21により平滑化され、所望の交流出力が得られる。 On the other hand, the inverter circuit 11 performs high-frequency switching when V AC <V DC (or V AC ≦ V DC ) according to the comparison result between the absolute value of the voltage target value V AC and the DC voltage V DC. (“OP” in the figure) and when V AC ≧ V DC (or V AC > V DC ), the high-frequency switching is stopped (“ST” in the figure). When the high frequency switching is stopped, the inverter circuit 11 has either the switching elements Q1 and Q4 turned on, Q2 and Q3 turned off, the switching elements Q1 and Q4 turned off, and the Q2 and Q3 turned on. By selecting, only necessary polarity inversion is performed. The output of the inverter circuit 11 is smoothed by the filter circuit 21, and a desired AC output is obtained.

ここで、図15の右欄に示すように、昇圧回路10とインバータ回路11とは、交互に高周波スイッチングの動作をしており、昇圧回路10が昇圧の動作をしているときは、インバータ回路11は高周波スイッチングを停止し、DCバスLの電圧に対して必要な極性反転のみを行っている。逆に、インバータ回路11が高周波スイッチング動作するときは、昇圧回路10は停止して、電路Lin(図2)の電圧を素通りさせている。 Here, as shown in the right column of FIG. 15, the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 alternately perform high-frequency switching operations, and when the booster circuit 10 performs a boost operation, the inverter circuit 11 to stop the high-frequency switching is performed only the necessary polarity inversion with respect to the voltage of the DC bus L B. Conversely, when the inverter circuit 11 performs a high-frequency switching operation, the booster circuit 10 is stopped and the voltage of the electric circuit L in (FIG. 2) is passed.

上記のような、昇圧回路10とインバータ回路11との交互の高周波スイッチング動作を行うことにより、全体としてスイッチング素子Q1〜Q4,Qbのスイッチングの回数が低減され、その分、スイッチング損失が大幅に低減される。なお、高周波スイッチングの周波数は例えば20kHzであるのに対して、インバータ回路11における極性反転のスイッチングは商用周波数の2倍の、100Hz又は120Hzである。すなわち、極性反転の周波数は高周波スイッチングの周波数に比べると非常に小さく、従って、スイッチング損失も少ない。   By performing the alternating high-frequency switching operation of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 as described above, the number of times of switching of the switching elements Q1 to Q4 and Qb is reduced as a whole, and the switching loss is greatly reduced by that amount. Is done. The frequency of the high frequency switching is, for example, 20 kHz, while the polarity inversion switching in the inverter circuit 11 is 100 Hz or 120 Hz, which is twice the commercial frequency. That is, the polarity inversion frequency is very small compared to the high frequency switching frequency, and therefore, the switching loss is small.

また、昇圧回路10とインバータ回路11との交互の高周波スイッチング動作を行うことにより、リアクトル(DCリアクトル15、ACリアクトル22)の鉄損が小さくなる。
さらに、コンデンサ19は、スイッチングの高周波を平滑化する程度で足りるため、系統周波数の3倍の低周波交流成分の平滑作用を必要としなくなる。従って、小容量(例えば10μFや22μF)のコンデンサを使用することができる。
Further, by performing the alternating high-frequency switching operation of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11, the iron loss of the reactor (DC reactor 15, AC reactor 22) is reduced.
Furthermore, since the capacitor 19 is sufficient to smooth the switching high frequency, the capacitor 19 does not need the smoothing action of the low-frequency AC component that is three times the system frequency. Therefore, a capacitor having a small capacity (for example, 10 μF or 22 μF) can be used.

《変換装置の系統連系》
以下、変換装置1による系統連系について詳細に説明する。
<< System connection of conversion equipment >>
Hereinafter, grid interconnection by the conversion device 1 will be described in detail.

〔1.1 制御部について〕
図3は、制御部12のブロック図である。制御部12は、図3に示すように、制御処理部30と、昇圧回路制御部32と、インバータ回路制御部33と、平均化処理部34とを機能的に有している。
制御部12の各機能は、その一部又は全部がハードウェア回路によって構成されてもよいし、その一部又は全部が、ソフトウェア(コンピュータプログラム)をコンピュータによって実行させることで実現されていてもよい。制御部12の機能を実現するソフトウェア(コンピュータプログラム)は、コンピュータの記憶装置(図示省略)に格納される。
[1.1 About the control unit]
FIG. 3 is a block diagram of the control unit 12. As shown in FIG. 3, the control unit 12 functionally includes a control processing unit 30, a booster circuit control unit 32, an inverter circuit control unit 33, and an averaging processing unit 34.
A part or all of the functions of the control unit 12 may be configured by a hardware circuit, or part or all of the functions may be realized by causing a computer (computer program) to be executed by a computer. . Software (computer program) for realizing the function of the control unit 12 is stored in a storage device (not shown) of the computer.

昇圧回路制御部32は、制御処理部30から与えられる指令値及び検出値に基づいて、昇圧回路10のスイッチング素子Qbを制御し、前記指令値に応じた電流の電力を昇圧回路10に出力させる。
また、インバータ回路制御部33は、制御処理部30から与えられる指令値及び検出値に基づいて、インバータ回路11のスイッチング素子Q1〜Q4を制御し、前記指令値に応じた電流の電力をインバータ回路11に出力させる。
The booster circuit control unit 32 controls the switching element Qb of the booster circuit 10 based on the command value and the detection value given from the control processing unit 30, and causes the booster circuit 10 to output the electric power of the current corresponding to the command value. .
The inverter circuit control unit 33 controls the switching elements Q1 to Q4 of the inverter circuit 11 based on the command value and the detection value given from the control processing unit 30, and the power of the current corresponding to the command value is converted into the inverter circuit. 11 to output.

制御処理部30には、直流入力電圧検出値Vg、昇圧回路電流検出値Iin、系統電圧検出値Va及びインバータ電流検出値Iinvが与えられる。
制御処理部30は、直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinから入力電力Pin及びその平均値〈Pin〉を演算する。
制御処理部30は、入力電力平均値〈Pin〉に基づいて、直流入力電流指令値Ig*(後に説明する)を設定して太陽光発電パネル2に対するMPPT制御を行うとともに、昇圧回路10及びインバータ回路11それぞれをフィードバック制御する機能を有している。
The control processing unit 30 is provided with a DC input voltage detection value Vg, a booster circuit current detection value Iin, a system voltage detection value Va, and an inverter current detection value Iinv.
The control processing unit 30 calculates the input power Pin and its average value <Pin> from the DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin.
The control processing unit 30 sets the DC input current command value Ig * (described later) based on the input power average value <Pin> to perform MPPT control on the photovoltaic power generation panel 2, and includes the booster circuit 10 and the inverter Each circuit 11 has a function of feedback control.

直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinは、平均化処理部34、及び制御処理部30に与えられる。
平均化処理部34は、第1電圧センサ17及び第1電流センサ18から与えられる直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinを、予め設定された所定の時間間隔ごとにサンプリングし、それぞれの平均値を求め、平均化された直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinを制御処理部30に与える機能を有している。
The DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin are given to the averaging processing unit 34 and the control processing unit 30.
The averaging processor 34 samples the DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin given from the first voltage sensor 17 and the first current sensor 18 at predetermined time intervals set in advance, respectively. And the averaged DC input voltage detection value Vg and booster circuit current detection value Iin are provided to the control processing unit 30.

図4は、直流入力電圧検出値Vg、及び昇圧回路電流検出値Iinの経時変化をシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフである。
また、直流入力電流検出値Igは、電解コンデンサ26よりも入力側で検出される電流値である。
図4に示すように、直流入力電圧検出値Vg、昇圧回路電流検出値Iin、及び直流入力電流検出値Igは、系統電圧の1/2の周期で変動していることが判る。
FIG. 4 is a graph showing an example of results obtained by simulating changes with time in the DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin.
The DC input current detection value Ig is a current value detected on the input side of the electrolytic capacitor 26.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the DC input voltage detection value Vg, the booster circuit current detection value Iin, and the DC input current detection value Ig fluctuate in a cycle of ½ of the system voltage.

図4に示すように、直流入力電圧検出値Vg、及び直流入力電流検出値Igが周期的に変動する理由は、次の通りである。すなわち、昇圧回路電流検出値Iinは、昇圧回路10、及びインバータ回路11の動作に応じて、交流周期の1/2周期でほぼ0Aからピーク値まで大きく変動する。そのため、電解コンデンサ26で変動成分を完全に取り除くことができず、直流入力電流検出値Igは、交流周期の1/2周期で変動する成分を含む脈流となる。一方、太陽光発電パネルは出力電流によって出力電圧が変化する。
このため、直流入力電圧検出値Vgに生じる周期的な変動は、変換装置1が出力する交流電力の1/2周期となっている。
平均化処理部34は、上述の周期的変動による影響を抑制するために、直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinを平均化する。
As shown in FIG. 4, the reason why the DC input voltage detection value Vg and the DC input current detection value Ig fluctuate periodically is as follows. That is, the booster circuit current detection value Iin varies greatly from approximately 0 A to the peak value in a half cycle of the AC cycle according to the operations of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11. Therefore, the fluctuation component cannot be completely removed by the electrolytic capacitor 26, and the DC input current detection value Ig becomes a pulsating flow including a component that fluctuates in a half cycle of the AC cycle. On the other hand, the output voltage of the photovoltaic power generation panel changes depending on the output current.
For this reason, the periodic fluctuation occurring in the DC input voltage detection value Vg is ½ period of AC power output from the converter 1.
The averaging processing unit 34 averages the DC input voltage detection value Vg and the booster circuit current detection value Iin in order to suppress the influence due to the above-described periodic fluctuation.

図5は、平均化処理部34が行う、直流入力電圧検出値Vgを平均化する際の態様を示す図である。
平均化処理部34は、あるタイミングt1から、タイミングt2までの間の期間Lにおいて、予め設定された所定の時間間隔Δtごとに、与えられる直流入力電圧検出値Vgについて複数回サンプリング(図中、黒点のタイミング)を行い、得られた複数の直流入力電圧検出値Vgの平均値を求める。
FIG. 5 is a diagram illustrating an aspect when the DC input voltage detection value Vg performed by the averaging processing unit 34 is averaged.
The averaging processing unit 34 samples a given DC input voltage detection value Vg a plurality of times at predetermined time intervals Δt in a period L from a certain timing t1 to a timing t2 (in the drawing, Black spot timing), and an average value of the obtained DC input voltage detection values Vg is obtained.

ここで、平均化処理部34は、期間Lを商用電力系統3の周期長さの1/2の長さに設定する。また、平均化処理部34は、時間間隔Δtを、商用電力系統3の1/2周期の長さよりも十分短い期間に設定する。
これにより、平均化処理部34は、商用電力系統3の周期と同期して周期的に変動する、直流入力電圧検出値Vgの平均値を、できるだけサンプリングの期間を短くしつつ、精度よく求めることができる。
なお、サンプリングの時間間隔Δtは、例えば、商用電力系統3の周期の1/100〜1/1000、或いは、20マイクロ秒〜200マイクロ秒等に設定することができる。
Here, the averaging processing unit 34 sets the period L to a length that is ½ of the periodic length of the commercial power system 3. In addition, the averaging processing unit 34 sets the time interval Δt to a period sufficiently shorter than the length of the ½ cycle of the commercial power system 3.
Thereby, the averaging process part 34 calculates | requires accurately the average value of the direct-current input voltage detected value Vg which fluctuates periodically synchronizing with the period of the commercial power system 3, shortening the sampling period as much as possible. Can do.
Note that the sampling time interval Δt can be set to, for example, 1/100 to 1/1000 of the cycle of the commercial power system 3, 20 microseconds to 200 microseconds, or the like.

なお、平均化処理部34は、期間Lを予め記憶しておくこともできるし、第2電圧センサ25から系統電圧検出値Vaを取得して商用電力系統3の周期に基づいて期間Lを設定することもできる。
また、ここでは、期間Lを商用電力系統3の周期長さの1/2の長さに設定したが、期間Lは、少なくとも、商用電力系統3の1/2周期に設定すれば、直流入力電圧検出値Vgの平均値を精度よく求めることができる。直流入力電圧検出値Vgは、上述のように、昇圧回路10、およびインバータ回路11の動作によって、商用電力系統3の周期長さの1/2の長さで周期的に変動するからである。
よって、期間Lをより長く設定する必要がある場合、商用電力系統3の1/2周期の3倍や4倍といったように、期間Lを商用電力系統3の1/2周期の整数倍に設定すればよい。これによって、周期単位で電圧変動を把握できる。
The averaging processing unit 34 can also store the period L in advance, or can acquire the system voltage detection value Va from the second voltage sensor 25 and set the period L based on the cycle of the commercial power system 3. You can also
In addition, here, the period L is set to ½ the period length of the commercial power system 3, but if the period L is set to at least a ½ period of the commercial power system 3, the DC input The average value of the voltage detection value Vg can be obtained with high accuracy. This is because the DC input voltage detection value Vg periodically fluctuates with a length of ½ of the cycle length of the commercial power system 3 due to the operations of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 as described above.
Therefore, when it is necessary to set the period L longer, the period L is set to an integral multiple of the 1/2 cycle of the commercial power system 3, such as 3 or 4 times the 1/2 cycle of the commercial power system 3. do it. As a result, the voltage fluctuation can be grasped in units of cycles.

上述したように、昇圧回路電流検出値Iinも、直流入力電圧検出値Vgと同様、商用電力系統3の1/2周期で周期的に変動する。
よって、平均化処理部34は、図5に示した直流入力電圧検出値Vgと同様の方法によって、昇圧回路電流検出値Iinの平均値も求める。
制御処理部30は、直流入力電圧検出値Vgの平均値及び昇圧回路電流検出値Iinの平均値をそれぞれ、期間Lごとに逐次求める。
平均化処理部34は、求めた直流入力電圧検出値Vgの平均値及び昇圧回路電流検出値Iinの平均値を制御処理部30に与える。
As described above, the booster circuit current detection value Iin also periodically fluctuates in a half cycle of the commercial power system 3, as with the DC input voltage detection value Vg.
Therefore, the averaging processing unit 34 also obtains an average value of the booster circuit current detection value Iin by a method similar to the DC input voltage detection value Vg shown in FIG.
The control processing unit 30 sequentially obtains the average value of the DC input voltage detection value Vg and the average value of the booster circuit current detection value Iin for each period L.
The averaging processing unit 34 gives the average value of the obtained DC input voltage detection value Vg and the average value of the boost circuit current detection value Iin to the control processing unit 30.

本例では、上述のように、平均化処理部34が、直流入力電圧検出値Vgの平均値(直流入力電圧平均値〈Vg〉)及び昇圧回路電流検出値Iinの平均値(昇圧回路電流平均値〈Iin〉)を求め、制御処理部30は、これら値を用いて、太陽光発電パネル2に対するMPPT制御を行いつつ、昇圧回路10及びインバータ回路11を制御するので、太陽光発電パネル2による直流電流が変動し不安定な場合にも、制御部12は、太陽光発電パネル2からの出力を、変換装置1の動作による変動成分を取り除いた直流入力電圧平均値〈Vg〉及び昇圧回路電流平均値〈Iin〉として精度よく得ることができる。この結果、MPPT制御を好適に行うことができ、太陽光発電パネル2の発電効率が低下するのを効果的に抑制することができる。   In this example, as described above, the averaging processing unit 34 performs the average value of the DC input voltage detection value Vg (DC input voltage average value <Vg>) and the average value of the boost circuit current detection value Iin (boost circuit current average). Value <Iin>), and the control processing unit 30 uses these values to control the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 while performing MPPT control on the solar power generation panel 2. Even when the direct current fluctuates and becomes unstable, the control unit 12 outputs the output from the photovoltaic power generation panel 2 to the DC input voltage average value <Vg> obtained by removing the fluctuation component due to the operation of the converter 1 and the booster circuit current. The average value <Iin> can be obtained with high accuracy. As a result, MPPT control can be performed suitably and it can suppress effectively that the power generation efficiency of the photovoltaic power generation panel 2 falls.

また、上述したように、変換装置1の動作によって、太陽光発電パネル2が出力する直流電力の電圧(直流入力電圧検出値Vg)や電流(昇圧回路電流検出値Iin)に変動が生じる場合、その変動周期は、インバータ回路11が出力する交流電力の1/2周期(商用電力系統3の1/2周期)とほぼ一致する。
この点、本例では、商用電力系統3の周期長さの1/2の長さに設定された期間Lの間に、直流入力電圧検出値Vg及び昇圧回路電流検出値Iinのそれぞれについて、交流系統の1/2周期よりも短い時間間隔Δtで複数回サンプリングし、その結果から直流入力電圧平均値〈Vg〉及び昇圧回路電流平均値〈Iin〉を求めたので、直流電流の電圧及び電流が周期的に変動したとしても、できるだけサンプリングの期間を短くしつつ、直流入力電圧平均値〈Vg〉及び昇圧回路電流平均値〈Iin〉を精度よく求めることができる。
In addition, as described above, when the conversion device 1 operates, the DC power voltage (DC input voltage detection value Vg) or current (boost circuit current detection value Iin) output from the photovoltaic power generation panel 2 varies. The fluctuation cycle substantially coincides with a half cycle of AC power output from the inverter circuit 11 (a half cycle of the commercial power system 3).
In this regard, in this example, during the period L set to ½ of the periodic length of the commercial power system 3, each of the DC input voltage detection value Vg and the boost circuit current detection value Iin is AC. Since sampling was performed a plurality of times at a time interval Δt shorter than a half cycle of the system and the DC input voltage average value <Vg> and the booster circuit current average value <Iin> were obtained from the results, the DC current voltage and current were Even if it fluctuates periodically, the DC input voltage average value <Vg> and the booster circuit current average value <Iin> can be accurately obtained while shortening the sampling period as much as possible.

制御処理部30は、上述の入力電力平均値〈Pin〉に基づいて、直流入力電流指令値Ig*を設定し、この設定した直流入力電流指令値Ig*や、上記値に基づいて、昇圧回路10及びインバータ回路11それぞれに対する指令値を求める。
制御処理部30は、求めた指令値を昇圧回路制御部32及びインバータ回路制御部33に与え、昇圧回路10及びインバータ回路11それぞれをフィードバック制御する機能を有している。
The control processing unit 30 sets the DC input current command value Ig * based on the above-described input power average value <Pin>, and based on the set DC input current command value Ig * and the above value, the booster circuit 10 and the command value for the inverter circuit 11 are obtained.
The control processing unit 30 has a function of giving the obtained command value to the booster circuit control unit 32 and the inverter circuit control unit 33 and performing feedback control on the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 respectively.

図6は、制御処理部30による昇圧回路10、及びインバータ回路11のフィードバック制御を説明するための制御ブロック図である。
制御処理部30は、インバータ回路11の制御を行うための機能部として、第1演算部41、第1加算器42、補償器43、及び第2加算器44を有している。
また、制御処理部30は、昇圧回路10の制御を行うための機能部として、第2演算部51、第3加算器52、補償器53、及び第4加算器54を有している。
FIG. 6 is a control block diagram for explaining feedback control of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 by the control processing unit 30.
The control processing unit 30 includes a first calculation unit 41, a first adder 42, a compensator 43, and a second adder 44 as functional units for controlling the inverter circuit 11.
The control processing unit 30 includes a second calculation unit 51, a third adder 52, a compensator 53, and a fourth adder 54 as functional units for controlling the booster circuit 10.

図7は、昇圧回路10及びインバータ回路11の制御処理を示すフローチャートである。図6に示す各機能部は、図7に示すフローチャートに示す処理を実行することで、昇圧回路10及びインバータ回路11を制御する。
以下、図7に従って、昇圧回路10及びインバータ回路11の制御処理を説明する。
FIG. 7 is a flowchart showing control processing of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11. Each functional unit illustrated in FIG. 6 controls the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 by executing the processing illustrated in the flowchart illustrated in FIG.
Hereinafter, control processing of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 will be described with reference to FIG.

まず、制御処理部30は、現状の入力電力平均値〈Pin〉を求め(ステップS9)、前回演算時の入力電力平均値〈Pin〉と比較して、直流入力電流指令値Ig*を設定する(ステップS1)。なお、入力電力平均値〈Pin〉は、下記式(1)に基づいて求められる。
入力電力平均値〈Pin〉=〈Iin×Vg〉 ・・・(1)
First, the control processing unit 30 obtains the current input power average value <Pin> (step S9) and compares it with the input power average value <Pin> at the previous calculation to set the DC input current command value Ig *. (Step S1). The input power average value <Pin> is obtained based on the following formula (1).
Input power average value <Pin> = <Iin × Vg> (1)

なお、式(1)中、Iinは昇圧回路電流検出値、Vgは直流入力電圧検出値(直流入力電圧値)であり、平均化処理部34によって平均化された値である直流入力電圧平均値〈Vg〉及び昇圧回路電流平均値〈Iin〉が用いられる。
また、式(1)以外の以下に示す制御に関する各式においては、昇圧回路電流検出値Iin、及び直流入力電圧検出値Vgは、平均化されていない瞬時値が用いられる。
また、「〈 〉」は、括弧内の値の平均値を示している。以下同じである。
In equation (1), Iin is a boost circuit current detection value, Vg is a DC input voltage detection value (DC input voltage value), and a DC input voltage average value that is an averaged value by the averaging processing unit 34. <Vg> and the booster circuit current average value <Iin> are used.
In each of the following equations related to control other than Equation (1), instantaneous values that are not averaged are used for the booster circuit current detection value Iin and the DC input voltage detection value Vg.
“<>” Indicates an average value in parentheses. The same applies hereinafter.

制御処理部30は、設定した直流入力電流指令値Ig*を、第1演算部41に与える。
第1演算部41には、直流入力電流指令値Ig*の他、直流入力電圧検出値Vg、系統電圧検出値Vaも与えられる。
第1演算部41は、下記式(2)に基づいて、変換装置1としての出力電流指令値の平均値〈Ia*〉を演算する。
出力電流指令値の平均値〈Ia*〉=〈Ig*×Vg〉/〈Va〉 ・・・(2)
The control processing unit 30 gives the set DC input current command value Ig * to the first calculation unit 41.
In addition to the DC input current command value Ig *, the first calculation unit 41 is also supplied with a DC input voltage detection value Vg and a system voltage detection value Va.
The 1st calculating part 41 calculates the average value <Ia *> of the output electric current command value as the converter 1 based on following formula (2).
Average output current command value <Ia *> = <Ig * × Vg> / <Va> (2)

さらに、第1演算部41は、下記式(3)に基づいて、出力電流指令値Ia*(出力電流目標値)を求める(ステップS2)。
ここで、第1演算部41は、出力電流指令値Ia*を系統電圧検出値Vaと同位相の正弦波として求める。
出力電流指令値Ia*=(√2)×〈Ia*〉×sinωt ・・・(3)
Further, the first calculation unit 41 obtains an output current command value Ia * (output current target value) based on the following equation (3) (step S2).
Here, the first calculation unit 41 obtains the output current command value Ia * as a sine wave having the same phase as the system voltage detection value Va.
Output current command value Ia * = (√2) × <Ia *> × sin ωt (3)

以上のように、第1演算部41は、入力電力平均値〈Pin〉(直流電力の入力電力値)及び系統電圧検出値Vaに基づいて出力電流指令値Ia*を求める。
次いで、第1演算部41は、下記式(4)に示すように、インバータ回路11を制御するための電流目標値であるインバータ電流指令値Iinv*(インバータ回路の電流目標値)を演算する(ステップS3)。
インバータ電流指令値Iinv*=Ia*+s CaVa ・・・(4)
As described above, the first calculation unit 41 obtains the output current command value Ia * based on the input power average value <Pin> (DC power input power value) and the system voltage detection value Va.
Next, the first computing unit 41 computes an inverter current command value Iinv * (current target value of the inverter circuit), which is a current target value for controlling the inverter circuit 11, as shown in the following formula (4) ( Step S3).
Inverter current command value Iinv * = Ia * + s CaVa (4)

ただし、式(4)中、Caは、コンデンサ23の静電容量、sはラプラス演算子である。
式(4)中、右辺第2項は、フィルタ回路21のコンデンサ23に流れる電流を考慮して加算した値である。
なお、出力電流指令値Ia*は、上記式(3)に示すように、系統電圧検出値Vaと同位相の正弦波として求められる。つまり、制御処理部30は、変換装置1が出力する交流電力の電流Ia(出力電流)が系統電圧(系統電圧検出値Va)と同位相となるようにインバータ回路11を制御する。
However, in Formula (4), Ca is the electrostatic capacitance of the capacitor | condenser 23 and s is a Laplace operator.
In Expression (4), the second term on the right side is a value added in consideration of the current flowing through the capacitor 23 of the filter circuit 21.
The output current command value Ia * is obtained as a sine wave having the same phase as the system voltage detection value Va, as shown in the above equation (3). That is, the control processing unit 30 controls the inverter circuit 11 so that the current Ia (output current) of the AC power output from the conversion device 1 is in phase with the system voltage (system voltage detection value Va).

第1演算部41は、インバータ電流指令値Iinv*を求めると、このインバータ電流指令値Iinv*を第1加算器42に与える。
インバータ回路11は、このインバータ電流指令値Iinv*によって、フィードバック制御される。
When the first calculation unit 41 obtains the inverter current command value Iinv *, the first calculation unit 41 gives the inverter current command value Iinv * to the first adder 42.
The inverter circuit 11 is feedback controlled by this inverter current command value Iinv *.

第1加算器42には、インバータ電流指令値Iinv*の他、現状のインバータ電流検出値Iinvが与えられる。
第1加算器42は、インバータ電流指令値Iinv*と、現状のインバータ電流検出値Iinvとの差分を演算し、その演算結果を補償器43に与える。
In addition to the inverter current command value Iinv *, the current adder current detection value Iinv is given to the first adder 42.
The first adder 42 calculates the difference between the inverter current command value Iinv * and the current inverter current detection value Iinv, and gives the calculation result to the compensator 43.

補償器43は、上記差分が与えられると、比例係数等に基づいて、この差分を収束させインバータ電流検出値Iinvをインバータ電流指令値Iinv*とし得るインバータ電圧参照値Vinv#を求める。補償器43は、このインバータ電圧参照値Vinv#をインバータ回路制御部33に与えることで、インバータ回路11に、インバータ電圧参照値Vinv#に従った電圧Vinvで電力を出力させる。
インバータ回路11が出力した電力は、第2加算器44によって系統電圧検出値Vaで減算された上でACリアクトル22に与えられ、新たなインバータ電流検出値Iinvとしてフィードバックされる。そして、第1加算器42によってインバータ電流指令値Iinv*とインバータ電流検出値Iinvとの間の差分が再度演算され、上記同様、この差分に基づいてインバータ回路11が制御される。
When the difference is given, the compensator 43 converges the difference based on a proportional coefficient or the like to obtain an inverter voltage reference value Vinv # that can be used as the inverter current command value Iinv *. The compensator 43 supplies the inverter voltage reference value Vinv # to the inverter circuit control unit 33, thereby causing the inverter circuit 11 to output power at the voltage Vinv according to the inverter voltage reference value Vinv #.
The electric power output from the inverter circuit 11 is subtracted by the system voltage detection value Va by the second adder 44 and then given to the AC reactor 22 and fed back as a new inverter current detection value Iinv. Then, the difference between the inverter current command value Iinv * and the inverter current detection value Iinv is calculated again by the first adder 42, and the inverter circuit 11 is controlled based on this difference as described above.

以上のようにして、インバータ回路11は、インバータ電流指令値Iinv*と、インバータ電流検出値Iinvとによって、フィードバック制御される(ステップS4)。   As described above, the inverter circuit 11 is feedback controlled by the inverter current command value Iinv * and the inverter current detection value Iinv (step S4).

一方、第2演算部51には、直流入力電圧検出値Vg、系統電圧検出値Vaの他、第1演算部41が演算したインバータ電流指令値Iinv*が与えられる。
第2演算部51は、下記式(5)に基づいて、インバータ出力電圧指令値Vinv*(インバータ回路の電圧目標値)を演算する(ステップS5)。
インバータ出力電圧指令値Vinv*=Va+s LaIinv* ・・・(5)
On the other hand, in addition to the DC input voltage detection value Vg and the system voltage detection value Va, the inverter current command value Iinv * calculated by the first calculation unit 41 is given to the second calculation unit 51.
The second calculation unit 51 calculates the inverter output voltage command value Vinv * (voltage target value of the inverter circuit) based on the following formula (5) (step S5).
Inverter output voltage command value Vinv * = Va + s LaIinv * (5)

ただし、式(5)中、Laは、ACリアクトルのインダクタンス、sはラプラス演算子である。
式(5)中、右辺第2項は、ACリアクトル22の両端に発生する電圧を考慮して加算した値である。
このように、本例では、インバータ回路11が出力する交流電力の電流位相が系統電圧検出値Vaと同位相となるようにインバータ回路11を制御するための電流目標値であるインバータ電流指令値Iinv*に基づいてインバータ出力電圧指令値Vinv*(電圧目標値)を設定する。
In Equation (5), La is the AC reactor inductance, and s is the Laplace operator.
In Expression (5), the second term on the right side is a value added in consideration of the voltage generated at both ends of the AC reactor 22.
As described above, in this example, the inverter current command value Iinv that is a current target value for controlling the inverter circuit 11 so that the current phase of the AC power output from the inverter circuit 11 is in phase with the system voltage detection value Va. An inverter output voltage command value Vinv * (voltage target value) is set based on *.

インバータ出力電圧指令値Vinv*を求めると、下記式(6)に示すように、第2演算部51は、直流入力電圧検出値Vgと、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値とを比較して、大きい方を昇圧回路電圧目標値Vo*に決定する(ステップS6)。
昇圧回路電圧目標値Vo*=Max(Vg,Vinv*の絶対値) ・・・(6)
When the inverter output voltage command value Vinv * is obtained, the second calculation unit 51 compares the DC input voltage detection value Vg with the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * as shown in the following formula (6). Then, the larger one is determined as the boost circuit voltage target value Vo * (step S6).
Boost circuit voltage target value Vo * = Max (absolute value of Vg, Vinv *) (6)

さらに、第2演算部51は、下記式(7)に基づいて、昇圧回路電流指令値Iin*を演算する(ステップS7)。
昇圧回路電流指令値Iin*=
{|(Iinv*×Vinv*)|+(s C Vo*)×Vo*}/Vg ・・・(7)
Furthermore, the second calculator 51 calculates the booster circuit current command value Iin * based on the following equation (7) (step S7).
Boost circuit current command value Iin * =
{| (Iinv * × Vinv *) | + (s C Vo *) × Vo *} / Vg (7)

ただし、式(7)中、Cは、コンデンサ19の静電容量、sはラプラス演算子である。
式(7)中、インバータ電流指令値Iinv*と、インバータ出力電圧指令値Vinv*との積の絶対値に加算されている項は、コンデンサ19を通過する無効電力を考慮した値である。
なお、コンデンサ19の静電容量Cが十分小さい場合、下記式(8)が成立する。
昇圧回路電流指令値Iin*={|(Iinv*×Vinv*)|}/Vg・・・(8)
However, in Formula (7), C is the electrostatic capacitance of the capacitor | condenser 19, and s is a Laplace operator.
In Expression (7), the term added to the absolute value of the product of the inverter current command value Iinv * and the inverter output voltage command value Vinv * is a value that takes into account reactive power passing through the capacitor 19.
When the capacitance C of the capacitor 19 is sufficiently small, the following formula (8) is established.
Boost circuit current command value Iin * = {| (Iinv * × Vinv *) |} / Vg (8)

第2演算部51は、昇圧回路電流指令値Iin*を求めると、この昇圧回路電流指令値Iin*を第3加算器52に与える。
昇圧回路10は、この昇圧回路電流指令値Iin*によって、フィードバック制御される。
第3加算器52には、昇圧回路電流指令値Iin*の他、現状の昇圧回路電流検出値Iinが与えられる。
第3加算器52は、昇圧回路電流指令値Iin*と、現状の昇圧回路電流検出値Iinとの差分を演算し、その演算結果を補償器53に与える。
When the second calculation unit 51 obtains the booster circuit current command value Iin *, the second calculator 51 gives the booster circuit current command value Iin * to the third adder 52.
The booster circuit 10 is feedback controlled by this booster circuit current command value Iin *.
The third adder 52 is provided with the current booster circuit current detection value Iin in addition to the booster circuit current command value Iin *.
The third adder 52 calculates the difference between the booster circuit current command value Iin * and the current booster circuit current detection value Iin and gives the calculation result to the compensator 53.

補償器53は、上記差分が与えられると、比例係数等に基づいて、この差分を収束させ昇圧回路電流検出値Iinを昇圧回路電流指令値Iin*とし得る昇圧回路電圧参照値Vbc#を求める。補償器53は、この昇圧回路電圧参照値Vbc#を昇圧回路制御部32に与えることで、昇圧回路10に、昇圧回路電圧参照値Vbc#に従った電圧Voで電力を出力させる。
昇圧回路10が出力した電力は、第4加算器54によって直流入力電圧検出値Vgで減算された上でDCリアクトル15に与えられ、新たな昇圧回路電流検出値Iinとしてフィードバックされる。そして、第3加算器52によって昇圧回路電流指令値Iin*と昇圧回路電流検出値Iinとの間の差分が再度演算され、上記同様、この差分に基づいて昇圧回路10が制御される。
When the above difference is given, the compensator 53 converges the difference and obtains a boost circuit voltage reference value Vbc # that can be used as the boost circuit current command value Iin * based on a proportional coefficient or the like. The compensator 53 supplies the booster circuit voltage reference value Vbc # to the booster circuit control unit 32, thereby causing the booster circuit 10 to output power at the voltage Vo according to the booster circuit voltage reference value Vbc #.
The electric power output from the booster circuit 10 is subtracted by the DC input voltage detection value Vg by the fourth adder 54, is then supplied to the DC reactor 15, and is fed back as a new booster circuit current detection value Iin. Then, the difference between the booster circuit current command value Iin * and the booster circuit current detection value Iin is calculated again by the third adder 52, and the booster circuit 10 is controlled based on this difference as described above.

以上のようにして、昇圧回路10は、昇圧回路電流指令値Iin*と、昇圧回路電流検出値Iinとによって、フィードバック制御される(ステップS8)。
上記ステップS8の後、制御処理部30は、上記式(1)に基づいて、現状の入力電力平均値〈Pin〉を求める(ステップS9)。
As described above, the booster circuit 10 is feedback-controlled by the booster circuit current command value Iin * and the booster circuit current detection value Iin (step S8).
After step S8, the control processing unit 30 obtains the current input power average value <Pin> based on the equation (1) (step S9).

制御処理部30は、前回演算時の入力電力平均値〈Pin〉と比較して、入力電力平均値〈Pin〉が最大値となるように(最大電力点に追従するように)、直流入力電流指令値Ig*を設定する。   The control processing unit 30 compares the input power average value <Pin> at the previous calculation with the DC input current so that the input power average value <Pin> becomes the maximum value (follows the maximum power point). Set command value Ig *.

以上によって、制御処理部30は、太陽光発電パネル2に対するMPPT制御を行いつつ、昇圧回路10及びインバータ回路11を制御する。   As described above, the control processing unit 30 controls the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 while performing MPPT control on the photovoltaic power generation panel 2.

制御処理部30は、上述したように、インバータ回路11及び昇圧回路10を電流指令値によってフィードバック制御する。
図8(a)は、制御処理部30が上記フィードバック制御において求めた昇圧回路電流指令値Iin*、及びこれに従って制御した場合の昇圧回路電流検出値Iinをシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフであり、(b)は、制御処理部30が上記フィードバック制御において求めた昇圧回路電圧目標値Vo*、及びこれに従って制御した場合の昇圧回路電圧検出値Voをシミュレーションにより求めた結果の一例を示すグラフである。
As described above, the control processing unit 30 feedback-controls the inverter circuit 11 and the booster circuit 10 with the current command value.
FIG. 8A is a graph showing an example of a result obtained by simulation of the booster circuit current command value Iin * obtained by the control processing unit 30 in the feedback control and the booster circuit current detection value Iin when controlled according to the command. (B) shows an example of a result obtained by simulation of the booster circuit voltage target value Vo * obtained by the control processing unit 30 in the feedback control and the booster circuit voltage detection value Vo when controlled according to the booster circuit voltage. It is a graph.

図8(a)に示すように、昇圧回路電流検出値Iinは、制御処理部30によって、昇圧回路電流指令値Iin*に沿って制御されていることが判る。
また、図8(b)に示すように、昇圧回路電圧目標値Vo*は、上記式(6)によって求められるため、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、概ね直流入力電圧検出値Vg以上となる期間では、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値に倣い、それ以外の期間では直流入力電圧検出値Vgに倣うように変化している。
昇圧回路電圧検出値Voは、制御処理部30によって、昇圧回路電圧目標値Vo*に沿って制御されていることが判る。
As shown in FIG. 8A, it can be seen that the boost circuit current detection value Iin is controlled by the control processing unit 30 along the boost circuit current command value Iin *.
Further, as shown in FIG. 8B, since the booster circuit voltage target value Vo * is obtained by the above equation (6), the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately equal to the DC input voltage detection value Vg. In the period described above, it changes so as to follow the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv *, and to follow the DC input voltage detection value Vg in other periods.
It can be seen that the booster circuit voltage detection value Vo is controlled by the control processing unit 30 along the booster circuit voltage target value Vo *.

図9は、インバータ出力電圧指令値Vinv*の一例を示す図である。図中、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。破線は、商用電力系統3の電圧波形を示しており、実線は、インバータ出力電圧指令値Vinv*の波形を示している。
変換装置1は、図7のフローチャートに従った制御によって、図9に示すインバータ出力電圧指令値Vinv*を電圧目標値として電力を出力する。
よって、変換装置1は、図9に示すインバータ出力電圧指令値Vinv*の波形に従った電圧の電力を出力する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the inverter output voltage command value Vinv *. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The broken line shows the voltage waveform of the commercial power system 3, and the solid line shows the waveform of the inverter output voltage command value Vinv *.
Converter 1 outputs electric power using inverter output voltage command value Vinv * shown in FIG. 9 as a voltage target value by control according to the flowchart of FIG.
Therefore, the converter 1 outputs the electric power of the voltage according to the waveform of the inverter output voltage command value Vinv * shown in FIG.

図に示すように、両波は、電圧値及び周波数は互いにほぼ同じであるが、インバータ出力電圧指令値Vinv*の位相の方が、商用電力系統3の電圧位相に対して数度進相している。   As shown in the figure, both waves have substantially the same voltage value and frequency, but the phase of the inverter output voltage command value Vinv * is advanced several times with respect to the voltage phase of the commercial power system 3. ing.

本例の制御処理部30は、上述のように、昇圧回路10及びインバータ回路11のフィードバック制御を実行する中で、インバータ出力電圧指令値Vinv*の位相を、商用電力系統3の電圧位相に対して約3度進相させている。
インバータ出力電圧指令値Vinv*の位相を商用電力系統3の電圧位相に対して進相させる角度は、数度であればよく、後述するように、商用電力系統3の電圧波形との間で差分を求めたときに得られる電圧波形が、商用電力系統3の電圧波形に対してほぼ90度進んだ位相となる範囲で設定される。例えば、0度より大きくかつ10度より小さい値の範囲で設定される。
As described above, the control processing unit 30 of this example performs the feedback control of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 to change the phase of the inverter output voltage command value Vinv * with respect to the voltage phase of the commercial power system 3. About 3 degrees.
The angle by which the phase of the inverter output voltage command value Vinv * is advanced with respect to the voltage phase of the commercial power system 3 may be several degrees, and is different from the voltage waveform of the commercial power system 3 as will be described later. Is set in a range where the phase is approximately 90 degrees advanced with respect to the voltage waveform of the commercial power system 3. For example, it is set in a range of values larger than 0 degree and smaller than 10 degrees.

上記進相させる角度は、上記式(5)に示すように、系統電圧検出値Va、ACリアクトル22のインダクタンスLa、及びインバータ電流指令値Iinv*によって定まる。この内、系統電圧検出値Va、ACリアクトル22のインダクタンスLaは、制御対象外の固定値なので、進相させる角度は、インバータ電流指令値Iinv*によって定まる。
インバータ電流指令値Iinv*は、上記式(4)に示すように、出力電流指令値Ia*によって定まる。この出力電流指令値Ia*が大きくなるほど、インバータ電流指令値Iinv*における進相した成分が増加し、インバータ出力電圧指令値Vinv*の進み角(進相させる角度)が大きくなる。
The phase advance angle is determined by the system voltage detection value Va, the inductance La of the AC reactor 22, and the inverter current command value Iinv * as shown in the above equation (5). Among these, the system voltage detection value Va and the inductance La of the AC reactor 22 are fixed values that are not controlled, and therefore the phase advance angle is determined by the inverter current command value Iinv *.
The inverter current command value Iinv * is determined by the output current command value Ia * as shown in the above equation (4). As the output current command value Ia * increases, the advanced component in the inverter current command value Iinv * increases, and the advance angle (advance angle) of the inverter output voltage command value Vinv * increases.

出力電流指令値Ia*は、上記式(2)から求められるため、上記進相させる角度は、直流入力電流指令値Ig*によって調整される。
本例の制御処理部30は、上述のように、インバータ出力電圧指令値Vinv*の位相が、商用電力系統3の電圧位相に対して約3度進相するように、直流入力電流指令値Ig*を設定している。
Since the output current command value Ia * is obtained from the above equation (2), the angle to advance the phase is adjusted by the DC input current command value Ig *.
As described above, the control processing unit 30 of this example sets the DC input current command value Ig so that the phase of the inverter output voltage command value Vinv * is advanced by about 3 degrees with respect to the voltage phase of the commercial power system 3. * Is set.

〔1.2 昇圧回路及びインバータ回路の制御について〕
昇圧回路制御部32は、昇圧回路10のスイッチング素子Qbを制御する。また、インバータ回路制御部33は、インバータ回路11のスイッチング素子Q1〜Q4を制御する。
[1.2 Control of booster circuit and inverter circuit]
The booster circuit control unit 32 controls the switching element Qb of the booster circuit 10. Further, the inverter circuit control unit 33 controls the switching elements Q1 to Q4 of the inverter circuit 11.

昇圧回路制御部32及びインバータ回路制御部33は、それぞれ昇圧回路用搬送波及びインバータ回路用搬送波を生成し、これら搬送波を制御処理部30から与えられる指令値である昇圧回路電圧参照値Vbc#、及びインバータ電圧参照値Vinv#で変調し、各スイッチング素子を駆動するための駆動波形を生成する。   The booster circuit control unit 32 and the inverter circuit control unit 33 generate a booster circuit carrier wave and an inverter circuit carrier wave, respectively, and these carrier waves are booster circuit voltage reference values Vbc # that are command values given from the control processing unit 30, and Modulation is performed using the inverter voltage reference value Vinv # to generate a drive waveform for driving each switching element.

昇圧回路制御部32及びインバータ回路制御部33は、上記駆動波形に基づいて各スイッチング素子を制御することで、昇圧回路電流指令値Iin*、及びインバータ電流指令値Iinv*に近似した電流波形の交流電力を昇圧回路10及びインバータ回路11に出力させる。   The step-up circuit control unit 32 and the inverter circuit control unit 33 control each switching element based on the drive waveform, whereby an alternating current waveform approximated to the step-up circuit current command value Iin * and the inverter current command value Iinv *. Electric power is output to the booster circuit 10 and the inverter circuit 11.

図10(a)は、昇圧回路用搬送波と、昇圧回路電圧参照値Vbc#の波形とを比較したグラフである。図中、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。なお、図10(a)では、理解容易とするために、昇圧回路用搬送波の波長を実際よりも長くして示している。
昇圧回路制御部32が生成する昇圧回路用搬送波は、極小値が「0」である三角波であり、振幅A1が制御処理部30から与えられる昇圧回路電圧目標値Vo*とされている。
また、昇圧回路用搬送波の周波数は、制御処理部30による制御命令によって、所定のディーティ比となるように、昇圧回路制御部32によって設定される。
FIG. 10A is a graph comparing the booster carrier and the waveform of the booster circuit voltage reference value Vbc #. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. In FIG. 10A, for easy understanding, the wavelength of the booster carrier wave is shown longer than the actual wavelength.
The booster circuit carrier wave generated by the booster circuit control unit 32 is a triangular wave whose local minimum value is “0”, and the amplitude A1 is the booster circuit voltage target value Vo * given from the control processing unit 30.
In addition, the frequency of the booster circuit carrier wave is set by the booster circuit control unit 32 according to a control command from the control processing unit 30 so as to have a predetermined duty ratio.

なお、昇圧回路電圧目標値Vo*は、上述したように、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、概ね直流入力電圧検出値Vg以上となる期間W1では、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値に倣い、それ以外の期間では直流入力電圧検出値Vgに倣うように変化している。よって、昇圧回路用搬送波の振幅A1も昇圧回路電圧目標値Vo*に応じて変化している。   As described above, the booster circuit voltage target value Vo * is equal to the inverter output voltage command value Vinv * during the period W1 in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately equal to or greater than the DC input voltage detection value Vg. Following the absolute value, it changes so as to follow the DC input voltage detection value Vg in the other periods. Therefore, the amplitude A1 of the booster circuit carrier also changes according to the booster circuit voltage target value Vo *.

なお、本例では、直流入力電圧検出値Vgが、250ボルトであり、商用電力系統3の電圧振幅が288ボルトであるとする。   In this example, it is assumed that the detected DC input voltage value Vg is 250 volts and the voltage amplitude of the commercial power system 3 is 288 volts.

昇圧回路電圧参照値Vbc#の波形(以下、昇圧回路用参照波Vbc#ともいう)は、制御処理部30が昇圧回路電流指令値Iin*に基づいて求める値であり、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が直流入力電圧検出値Vgよりも大きな期間W1において、正の値となっている。昇圧回路用参照波Vbc#は、期間Wでは、昇圧回路電圧目標値Vo*が成す波形状と近似するような波形となっており、昇圧回路用搬送波に対して交差している。   The waveform of the booster circuit voltage reference value Vbc # (hereinafter also referred to as booster circuit reference wave Vbc #) is a value obtained by the control processing unit 30 based on the booster circuit current command value Iin *, and is the inverter output voltage command value Vinv. The absolute value of * is a positive value in a period W1 in which the absolute value is larger than the DC input voltage detection value Vg. In the period W, the booster circuit reference wave Vbc # has a waveform that approximates the waveform formed by the booster circuit voltage target value Vo *, and intersects the booster carrier wave.

昇圧回路制御部32は、昇圧回路用搬送波と昇圧回路用参照波Vbc#とを比較し、DCリアクトル15の両端電圧の目標値である昇圧回路用参照波Vbc#が昇圧回路用搬送波以上となる部分でオン、搬送波以下となる部分でオフとなるように、スイッチング素子Qbを駆動するための駆動波形を生成する。   The booster circuit control unit 32 compares the booster circuit carrier wave with the booster circuit reference wave Vbc #, and the booster circuit reference wave Vbc #, which is the target value of the voltage across the DC reactor 15, becomes equal to or higher than the booster carrier wave. A drive waveform for driving the switching element Qb is generated so as to be turned on in the portion and turned off in the portion below the carrier wave.

図10(b)は、昇圧回路制御部32が生成したスイッチング素子Qbを駆動するための駆動波形である。図中、縦軸は電圧、横軸は時間である。横軸は、図10(a)の横軸と一致するように示している。
この駆動波形は、スイッチング素子Qbのスイッチング動作を示しており、スイッチング素子Qbに与えることで、当該駆動波形に従ったスイッチング動作を実行させることができる。駆動波形は、電圧が0ボルトでスイッチング素子のスイッチをオフ、電圧がプラス電圧でスイッチング素子のスイッチをオンとする制御命令を構成している。
FIG. 10B shows a drive waveform for driving the switching element Qb generated by the booster circuit control unit 32. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The horizontal axis is shown to coincide with the horizontal axis of FIG.
This drive waveform indicates the switching operation of the switching element Qb, and by applying it to the switching element Qb, the switching operation according to the drive waveform can be executed. The drive waveform constitutes a control command that turns off the switching element when the voltage is 0 volts and turns on the switching element when the voltage is positive.

昇圧回路制御部32は、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が直流入力電圧検出値Vg以上となる期間W1でスイッチング動作が行われるように駆動波形を生成する。よって、直流入力電圧検出値Vg以下の範囲では、スイッチング動作を停止させるようにスイッチング素子Qbを制御する。
また、各パルス幅は、三角波である昇圧回路用搬送波の切片によって定まる。よって、電圧が高い部分ほどパルス幅が大きくなっている。
The booster circuit control unit 32 generates a drive waveform so that the switching operation is performed in a period W1 in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is equal to or greater than the DC input voltage detection value Vg. Therefore, the switching element Qb is controlled so as to stop the switching operation within the range of the DC input voltage detection value Vg or less.
Each pulse width is determined by the intercept of the carrier wave for the booster circuit which is a triangular wave. Therefore, the pulse width increases as the voltage increases.

以上のように、昇圧回路制御部32は、昇圧回路用搬送波を昇圧回路用参照波Vbc#で変調し、スイッチングのためのパルス幅を表した駆動波形を生成する。昇圧回路制御部32は、生成した駆動波形に基づいて昇圧回路10のスイッチング素子QbをPWM制御する。   As described above, the booster circuit control unit 32 modulates the booster circuit carrier wave with the booster circuit reference wave Vbc #, and generates a drive waveform representing the pulse width for switching. The booster circuit control unit 32 performs PWM control of the switching element Qb of the booster circuit 10 based on the generated drive waveform.

ダイオード16に並列にダイオードの順方向に導通するスイッチング素子Qbu(図示せず。)を設置する場合、スイッチング素子Qbuは、スイッチング素子Qbの駆動波形と反転した駆動波形を用いる。ただし、スイッチング素子Qbとスイッチング素子Qbuが同時に導通することを防ぐため、スイッチング素子Qbuの駆動パルスがオフからオンに移行するときに1マイクロ秒程度のデッドタイムを設ける。   When a switching element Qbu (not shown) that conducts in the forward direction of the diode in parallel with the diode 16 is installed, the switching element Qbu uses a driving waveform that is inverted from the driving waveform of the switching element Qb. However, in order to prevent the switching element Qb and the switching element Qbu from conducting simultaneously, a dead time of about 1 microsecond is provided when the drive pulse of the switching element Qbu shifts from OFF to ON.

図11(a)は、インバータ回路用搬送波と、インバータ電圧参照値Vinv#の波形とを比較したグラフである。図中、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。なお、図11(a)においても、理解容易とするために、インバータ回路用搬送波の波長を実際よりも長くして示している。   FIG. 11A is a graph comparing the carrier wave for the inverter circuit and the waveform of the inverter voltage reference value Vinv #. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. In FIG. 11A, the wavelength of the carrier wave for the inverter circuit is shown longer than the actual wavelength for easy understanding.

インバータ回路制御部33が生成するインバータ回路用搬送波は、振幅中央が0ボルトの三角波であり、その片側振幅が、昇圧回路電圧目標値Vo*(コンデンサ23の電圧目標値)に設定されている。よって、インバータ回路用搬送波の振幅A2は、直流入力電圧検出値Vgの2倍(500ボルト)の期間と、商用電力系統3の電圧の2倍(最大576ボルト)の期間とを有している。
また、周波数は、制御処理部30による制御命令等によって、所定のデューティ比となるように、インバータ回路制御部33によって設定される。
The inverter circuit carrier generated by the inverter circuit control unit 33 is a triangular wave having an amplitude center of 0 volts, and its one-side amplitude is set to the boost circuit voltage target value Vo * (the voltage target value of the capacitor 23). Therefore, the amplitude A2 of the carrier wave for the inverter circuit has a period that is twice (500 volts) the detected DC input voltage value Vg and a period that is twice the voltage of the commercial power system 3 (maximum 576 volts). .
Further, the frequency is set by the inverter circuit control unit 33 so as to have a predetermined duty ratio by a control command or the like by the control processing unit 30.

なお、昇圧回路電圧目標値Vo*は、上述したように、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、概ね直流入力電圧検出値Vg以上となる期間W1では、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値に倣い、それ以外の期間である期間W2では直流入力電圧検出値Vgに倣うように変化している。よって、インバータ回路用搬送波の振幅A2も昇圧回路電圧目標値Vo*に応じて変化している。   As described above, the booster circuit voltage target value Vo * is equal to the inverter output voltage command value Vinv * during the period W1 in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately equal to or greater than the DC input voltage detection value Vg. Following the absolute value, in the period W2, which is the other period, it changes so as to follow the DC input voltage detection value Vg. Therefore, the amplitude A2 of the inverter circuit carrier also changes in accordance with the boost circuit voltage target value Vo *.

インバータ電圧参照値Vinv#の波形(以下、インバータ回路用参照波Vinv#ともいう)は、制御処理部30がインバータ電流指令値Iinv*に基づいて求める値であり、概ね商用電力系統3の電圧振幅(288ボルト)と同じに設定されている。よって、インバータ回路用参照波Vinv#は、電圧値が−Vg〜+Vgの範囲の部分で、昇圧回路用搬送波に対して交差している。   The waveform of the inverter voltage reference value Vinv # (hereinafter also referred to as inverter circuit reference wave Vinv #) is a value obtained by the control processing unit 30 based on the inverter current command value Iinv *, and is generally a voltage amplitude of the commercial power system 3. It is set to be the same as (288 volts). Therefore, the inverter circuit reference wave Vinv # intersects the booster circuit carrier in a portion where the voltage value is in the range of −Vg to + Vg.

インバータ回路制御部33は、インバータ回路用搬送波とインバータ回路用参照波Vinv#とを比較し、電圧目標値であるインバータ回路用参照波Vinv#がインバータ回路用搬送波以上となる部分でオン、搬送波以下となる部分でオフとなるように、スイッチング素子Q1〜4を駆動するための駆動波形を生成する。   The inverter circuit control unit 33 compares the inverter circuit carrier wave with the inverter circuit reference wave Vinv #, and is turned on when the inverter circuit reference wave Vinv #, which is the voltage target value, is greater than or equal to the inverter circuit carrier wave. A drive waveform for driving the switching elements Q1 to Q4 is generated so as to be turned off at the portion.

図11(b)は、インバータ回路制御部33が生成したスイッチング素子Q1を駆動するための駆動波形である。図中、縦軸は電圧、横軸は時間である。横軸は、図11(a)の横軸と一致するように示している。
インバータ回路制御部33は、インバータ回路用参照波Vinv#の電圧が−Vg〜+Vgの範囲W2でスイッチング動作が行われるように駆動波形を生成する。よって、それ以外の範囲では、スイッチング動作を停止させるようにスイッチング素子Q1を制御する。
FIG. 11B shows a drive waveform for driving the switching element Q <b> 1 generated by the inverter circuit control unit 33. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. The horizontal axis is shown so as to coincide with the horizontal axis of FIG.
The inverter circuit control unit 33 generates the drive waveform so that the switching operation is performed in the range W2 where the voltage of the inverter circuit reference wave Vinv # is in the range of −Vg to + Vg. Therefore, in the other range, the switching element Q1 is controlled so as to stop the switching operation.

図11(c)は、インバータ回路制御部33が生成したスイッチング素子Q3を駆動するための駆動波形である。図中、縦軸は電圧、横軸は時間である。
インバータ回路制御部33は、スイッチング素子Q3については、図中破線で示しているインバータ回路用参照波Vinv#の反転波と、搬送波とを比較して駆動波形を生成する。
この場合も、インバータ回路制御部33は、インバータ回路用参照波Vinv#(の反転波)の電圧が、−Vg〜+Vgの範囲W2でスイッチング動作が行われるように駆動波形を生成する。よって、それ以外の範囲では、スイッチング動作を停止させるようにスイッチング素子Q3を制御する。
FIG. 11C shows a drive waveform for driving the switching element Q3 generated by the inverter circuit control unit 33. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time.
For the switching element Q3, the inverter circuit control unit 33 compares the inverted wave of the inverter circuit reference wave Vinv # indicated by the broken line in the drawing with a carrier wave to generate a drive waveform.
Also in this case, the inverter circuit control unit 33 generates the drive waveform so that the voltage of the inverter circuit reference wave Vinv # (the inverted wave thereof) is switched in the range W2 between −Vg and + Vg. Therefore, in the other range, the switching element Q3 is controlled so as to stop the switching operation.

なお、インバータ回路制御部33は、スイッチング素子Q2の駆動波形については、スイッチング素子Q1の駆動波形を反転させたものを生成し、スイッチング素子Q4の駆動波形については、スイッチング素子Q3の駆動波形を反転させたものを生成する。   The inverter circuit control unit 33 generates the inverted driving waveform of the switching element Q1 for the driving waveform of the switching element Q2, and inverts the driving waveform of the switching element Q3 for the driving waveform of the switching element Q4. To create

以上のように、インバータ回路制御部33は、インバータ回路用搬送波をインバータ回路用参照波Vinv#で変調し、スイッチングのためのパルス幅を表した駆動波形を生成する。インバータ回路制御部33は、生成した駆動波形に基づいてインバータ回路11のスイッチング素子Q1〜Q4をPWM制御する。   As described above, the inverter circuit control unit 33 modulates the inverter circuit carrier wave with the inverter circuit reference wave Vinv #, and generates a drive waveform representing a pulse width for switching. The inverter circuit control unit 33 performs PWM control on the switching elements Q1 to Q4 of the inverter circuit 11 based on the generated drive waveform.

本例の昇圧回路制御部32は、DCリアクトル15に流れる電流が昇圧回路電流指令値Iin*に一致するように電力を出力させる。この結果、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、概ね直流入力電圧検出値Vg以上となる期間W1(図10)で昇圧回路10にスイッチング動作を行わせる。昇圧回路10は、期間W1で直流入力電圧検出値Vg以上の電圧をインバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値に近似するように電力を出力する。一方、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が概ね直流入力電圧検出値Vg以下の期間では、昇圧回路制御部32は、昇圧回路10のスイッチング動作を停止させる。よって、直流入力電圧検出値Vg以下の期間では、昇圧回路10は、太陽光発電パネル2が出力する直流電力を昇圧することなくインバータ回路11に出力する。   The booster circuit control unit 32 of this example outputs power so that the current flowing through the DC reactor 15 matches the booster circuit current command value Iin *. As a result, the booster circuit 10 is caused to perform a switching operation in a period W1 (FIG. 10) in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately equal to or greater than the DC input voltage detection value Vg. The booster circuit 10 outputs power so that a voltage equal to or higher than the DC input voltage detection value Vg is approximated to the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * in the period W1. On the other hand, during the period in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately equal to or less than the DC input voltage detection value Vg, the booster circuit control unit 32 stops the switching operation of the booster circuit 10. Therefore, during a period equal to or less than the DC input voltage detection value Vg, the booster circuit 10 outputs the DC power output from the photovoltaic power generation panel 2 to the inverter circuit 11 without boosting.

また、本例のインバータ回路制御部33は、ACリアクトル22に流れる電流が、インバータ電流指令値Iinv*に一致するように電力を出力させる。この結果、インバータ出力電圧指令値Vinv*が概ね−Vg〜+Vgの期間W2(図11)でインバータ回路11にスイッチング動作を行わせる。つまり、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が直流入力電圧検出値Vg以下の期間でインバータ回路11にスイッチング動作を行わせる。
よって、インバータ回路11は、昇圧回路10がスイッチング動作を停止している間、スイッチング動作を行い、インバータ出力電圧指令値Vinv*に近似する交流電力を出力する。
なお、インバータ回路用参照波Vinv#と、インバータ出力電圧指令値Vinv*とは近似するので、図11(a)においては重複している。
Moreover, the inverter circuit control part 33 of this example outputs electric power so that the electric current which flows into AC reactor 22 may correspond to inverter electric current command value Iinv *. As a result, the inverter circuit 11 is caused to perform a switching operation in a period W2 (FIG. 11) in which the inverter output voltage command value Vinv * is approximately −Vg to + Vg. That is, the inverter circuit 11 is caused to perform a switching operation in a period in which the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is equal to or less than the DC input voltage detection value Vg.
Therefore, the inverter circuit 11 performs a switching operation while the booster circuit 10 stops the switching operation, and outputs AC power approximate to the inverter output voltage command value Vinv *.
In addition, since the inverter circuit reference wave Vinv # and the inverter output voltage command value Vinv * are approximate, they overlap in FIG.

一方、インバータ出力電圧指令値Vinv*の電圧が概ね−Vg〜+Vgの期間W2以外の期間では、インバータ回路制御部33は、インバータ回路11のスイッチング動作を停止させる。この間、インバータ回路11には、昇圧回路10により昇圧された電力が与えられる。よって、スイッチング動作を停止しているインバータ回路11は、昇圧回路10から与えられる電力を降圧することなく出力する。   On the other hand, the inverter circuit control unit 33 stops the switching operation of the inverter circuit 11 in a period other than the period W2 where the voltage of the inverter output voltage command value Vinv * is approximately −Vg to + Vg. During this time, the inverter circuit 11 is supplied with the electric power boosted by the booster circuit 10. Therefore, the inverter circuit 11 that has stopped the switching operation outputs the power supplied from the booster circuit 10 without stepping down.

つまり、本例の変換装置1は、昇圧回路10とインバータ回路11とを交互に切り替わるようにスイッチング動作させ、それぞれが出力する電力を重ね合わせることで、インバータ出力電圧指令値Vinv*に近似した電圧波形の交流電力を出力する。   That is, the converter 1 of this example performs switching operation so that the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 are alternately switched, and superimposes the electric power output from each of them to thereby approximate the inverter output voltage command value Vinv *. Outputs waveform AC power.

このように、本例では、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、直流入力電圧検出値Vgよりも高い部分の電圧を出力する際には昇圧回路10を動作させ、インバータ出力電圧指令値Vinv*の絶対値が、直流入力電圧検出値Vgよりも低い部分の電圧を出力する際にはインバータ回路11を動作させるように制御される。よって、インバータ回路11が、昇圧回路10によって昇圧された電力を降圧することがないので、電圧を降圧する際の電位差を低く抑えることができるため、昇圧回路のスイッチングによる損失を低減し、より高効率で交流電力を出力することができる。
さらに、昇圧回路10及びインバータ回路11は、共に制御部12が設定したインバータ出力電圧指令値Vinv*(電圧目標値)に基づいて動作するため、交互に切り替わるように出力される昇圧回路の電力と、インバータ回路の電力との間で、ずれや歪が生じるのを抑制することができる。
Thus, in this example, when the absolute value of the inverter output voltage command value Vinv * is higher than the DC input voltage detection value Vg, the booster circuit 10 is operated to operate the inverter output voltage command value. Control is performed so that the inverter circuit 11 is operated when a voltage at a portion where the absolute value of Vinv * is lower than the DC input voltage detection value Vg is output. Therefore, since the inverter circuit 11 does not step down the power boosted by the booster circuit 10, the potential difference when the voltage is stepped down can be kept low, so that the loss due to switching of the booster circuit can be reduced and higher. AC power can be output with high efficiency.
Furthermore, since both the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 operate based on the inverter output voltage command value Vinv * (voltage target value) set by the control unit 12, the booster circuit power output so as to be switched alternately. Thus, it is possible to suppress the occurrence of deviation and distortion with respect to the power of the inverter circuit.

図12は、参照波、及びスイッチング素子の駆動波形の一例とともに、変換装置1が出力する交流電力の電流波形の一例を示した図である。
図12において、最上段から順に、インバータ回路の参照波Vinv#及び搬送波、スイッチング素子Q1の駆動波形、昇圧回路の参照波Vbc#及び搬送波、スイッチング素子Qbの駆動波形、及び変換装置1が出力する交流電力の電流波形の指令値及び実測値を示すグラフを表している。これら各グラフの横軸は、時間を示しており、互いに一致するように示している。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a current waveform of AC power output from the converter 1 along with an example of a reference wave and a driving waveform of a switching element.
In FIG. 12, the reference wave Vinv # and carrier wave of the inverter circuit, the drive waveform of the switching element Q1, the reference wave Vbc # and carrier wave of the booster circuit, the drive waveform of the switching element Qb, and the conversion device 1 are output in order from the top. The graph which shows the command value and measured value of the current waveform of alternating current power is represented. The horizontal axis of each graph indicates time and is shown to coincide with each other.

図に示すように、出力電流の実測値Iaは指令値Ia*と一致するように制御されていることが判る。
また、昇圧回路10のスイッチング素子Qbのスイッチング動作の期間と、インバータ回路11のスイッチング素子Q1〜Q4のスイッチング動作の期間とは、概ね互いに交互に切り替わるように制御されていることが判る。
As shown in the figure, it can be seen that the actual measured value Ia of the output current is controlled to coincide with the command value Ia *.
Further, it can be seen that the period of switching operation of the switching element Qb of the booster circuit 10 and the period of switching operation of the switching elements Q1 to Q4 of the inverter circuit 11 are controlled to be switched alternately.

また、本例では、図8(a)に示すように、上記式(7)に基づいて求められる昇圧回路はDCリアクトル15を流れる電流が電流指令値Iin*に一致するように制御される。この結果、昇圧回路とインバータ回路の電圧が、図8(b)に示す波形となり、昇圧回路10、およびインバータ回路11の高周波スイッチング動作にそれぞれ停止期間があり、概ね交互にスイッチング動作を行う運転が可能になる。   In this example, as shown in FIG. 8A, the booster circuit obtained based on the above equation (7) is controlled so that the current flowing through the DC reactor 15 coincides with the current command value Iin *. As a result, the voltages of the booster circuit and the inverter circuit have the waveforms shown in FIG. 8B, and the high-frequency switching operations of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 have a stop period, respectively. It becomes possible.

〔1.3 出力される交流電力の電流位相について〕
本例の昇圧回路10及びインバータ回路11は、制御部12による制御によって、インバータ出力電圧指令値Vinv*に近似した電圧波形の交流電力を、その後段に接続されたフィルタ回路21に出力する。変換装置1は、フィルタ回路21を介して商用電力系統3に交流電力を出力する。
[1.3 Current phase of output AC power]
The booster circuit 10 and the inverter circuit 11 of this example output AC power having a voltage waveform approximate to the inverter output voltage command value Vinv * to the filter circuit 21 connected to the subsequent stage under the control of the control unit 12. The converter 1 outputs AC power to the commercial power system 3 via the filter circuit 21.

ここで、インバータ出力電圧指令値Vinv*は、上述したように、制御処理部30によって商用電力系統3の電圧位相に対して数度進相した電圧位相として生成される。
従って、昇圧回路10及びインバータ回路11が出力する交流電圧も、商用電力系統3の電圧位相に対して数度進相した電圧位相とされる。
Here, the inverter output voltage command value Vinv * is generated as a voltage phase advanced by the control processor 30 several times with respect to the voltage phase of the commercial power system 3 as described above.
Therefore, the AC voltage output from the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 is also a voltage phase advanced by several degrees with respect to the voltage phase of the commercial power system 3.

すると、フィルタ回路21のACリアクトル22(図2)の両端には、一方が昇圧回路10及びインバータ回路11の交流電圧、他方が商用電力系統3と、互いに数度電圧位相がずれた電圧がかかることなる。   Then, the AC reactor 22 (FIG. 2) of the filter circuit 21 is applied to both ends of the AC voltage of the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 on one side and the commercial power system 3 on the other side. It will be different.

図13(a)は、インバータ回路11から出力された交流電圧、商用電力系統3、及びACリアクトル22の両端電圧、それぞれの電圧波形を示したグラフである。図中、縦軸は電圧、横軸は時間を示している。
図に示すように、ACリアクトル22の両端が互いに数度電圧位相がずれた電圧がかかると、ACリアクトル22の両端電圧は、ACリアクトル22の両端にかかる互いに数度電圧位相がずれた電圧同士の差分となる。
FIG. 13A is a graph showing the voltage waveforms of the AC voltage output from the inverter circuit 11, the commercial power system 3, and the both-ends voltage of the AC reactor 22, respectively. In the figure, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time.
As shown in the drawing, when both ends of the AC reactor 22 are applied with voltages that are several degrees out of phase with each other, the voltages at both ends of the AC reactor 22 are the voltages that are applied across the ends of the AC reactor 22 with voltages that are several degrees out of phase with each other. Difference.

よって、図に示すように、ACリアクトル22の両端電圧の位相は、商用電力系統3の電圧位相に対してほぼ90度進んだ位相となる。   Therefore, as shown in the figure, the phase of the voltage across the AC reactor 22 is approximately 90 degrees ahead of the voltage phase of the commercial power system 3.

図13(b)は、ACリアクトル22に流れる電流波形を示したグラフである。図中、縦軸は電流、横軸は時間を示している。横軸は、図13(a)の横軸と一致するように示している。
ACリアクトル22の電流位相は、その電圧位相に対して90度遅延する。よって、図に示すように、ACリアクトル22を通して出力される交流電力の電流位相は、商用電力系統3の電流位相に対してほぼ同期することとなる。
FIG. 13B is a graph showing a waveform of a current flowing through the AC reactor 22. In the figure, the vertical axis represents current and the horizontal axis represents time. The horizontal axis is shown so as to coincide with the horizontal axis in FIG.
The current phase of the AC reactor 22 is delayed by 90 degrees with respect to the voltage phase. Therefore, as shown in the figure, the current phase of the AC power output through the AC reactor 22 is substantially synchronized with the current phase of the commercial power system 3.

従って、インバータ回路11が出力する電圧位相は、商用電力系統3に対して数度進相しているが、電流位相は、商用電力系統3の電流位相に対してほぼ一致する。
よって、図12の最下段に示すグラフのように、変換装置1が出力する電流波形は、商用電力系統3の電圧位相とほぼ一致したものとなる。
Accordingly, the voltage phase output from the inverter circuit 11 is advanced several times with respect to the commercial power system 3, but the current phase substantially matches the current phase of the commercial power system 3.
Therefore, as shown in the graph shown in the lowermost stage of FIG. 12, the current waveform output from the conversion device 1 is substantially the same as the voltage phase of the commercial power system 3.

この結果、商用電力系統3の電圧とほぼ同位相の交流電流を出力することができるので、当該交流電力の力率が低下するのを抑制することができる。   As a result, an alternating current having substantially the same phase as that of the voltage of the commercial power system 3 can be output, so that the power factor of the alternating power can be suppressed from decreasing.

《電解コンデンサに流れる電流》
次に、上記のように構成され、動作する変換装置1において、電解コンデンサ26に流れる電流について説明する。
図2の回路に示すように、電解コンデンサ26は、インバータ回路11から離れ、昇圧回路10の入力側に設けられている。また、DCリアクトル15の存在により、インバータ回路11や昇圧回路10から受ける高周波成分の影響は低減される。
<Current flowing in the electrolytic capacitor>
Next, the current flowing through the electrolytic capacitor 26 in the conversion device 1 configured and operating as described above will be described.
As shown in the circuit of FIG. 2, the electrolytic capacitor 26 is provided on the input side of the booster circuit 10 away from the inverter circuit 11. Further, the presence of the DC reactor 15 reduces the influence of the high frequency components received from the inverter circuit 11 and the booster circuit 10.

図16は、電解コンデンサ26に流れる電流の一例を示すグラフであり、横軸は時間[秒]、縦軸は電流[A]を表している。この波形は、図4の昇圧回路電流検出値Iinと同様に、商用電力系統3の周波数の2倍の周波数(1/2の周期)である。但し、昇圧回路電流検出値Iinのような脈流波形ではなく、電解コンデンサ26の電荷の流入・流出が繰り返されるため、0を中心とした概ね正弦波状の波形となる。また、マイナス側の波形の底近傍に、昇圧回路10が動作するときの高周波成分が少し含まれている。実線で描いた部分も詳細には微小なリプルが含まれるが、省略している。   FIG. 16 is a graph showing an example of the current flowing through the electrolytic capacitor 26, where the horizontal axis represents time [seconds] and the vertical axis represents current [A]. This waveform has a frequency twice as high as the frequency of the commercial power system 3 (1/2 period), like the boost circuit current detection value Iin of FIG. However, since it is not a pulsating waveform like the boost circuit current detection value Iin, and the inflow and outflow of the electric charge of the electrolytic capacitor 26 are repeated, it becomes a substantially sinusoidal waveform centered on zero. Further, a small amount of high frequency components when the booster circuit 10 operates is included near the bottom of the negative waveform. The portion drawn with a solid line also includes a minute ripple in detail, but is omitted.

比較のために、図20に示す従来の変換装置100の場合、昇圧回路10と電解コンデンサ29との間で流れる電流は、昇圧回路10のスイッチング周期で所定の電流値と0の間で変動する。また、電解コンデンサ29とインバータ回路11との間で流れる電流は、インバータ回路11のスイッチング周期で電流の正負が反転する。このように、従来の変換装置100の場合、電解コンデンサ29周辺の配線パターンに流れる電流の変化が激しいため、配線パターンの長さに伴う寄生インダクタンスがリンギングの悪化に顕著に影響する。一方、図2の変換装置1の場合、電解コンデンサ26と昇圧回路10のスイッチング素子Qbとの間にDCリアクトル15が存在するため、電解コンデンサ26と昇圧回路10のスイッチング素子Qbとの間では、スイッチング周期で変動する電流の高調波成分が抑制される。図16の波形を図21の波形と比べると、電解コンデンサ26へ流出入する電流の高周波成分が劇的に少なくなっていることがわかる。   For comparison, in the case of the conventional converter 100 shown in FIG. 20, the current flowing between the booster circuit 10 and the electrolytic capacitor 29 varies between a predetermined current value and 0 in the switching cycle of the booster circuit 10. . In addition, the current flowing between the electrolytic capacitor 29 and the inverter circuit 11 is inverted in polarity at the switching cycle of the inverter circuit 11. As described above, in the case of the conventional conversion device 100, since the current flowing through the wiring pattern around the electrolytic capacitor 29 is greatly changed, the parasitic inductance accompanying the length of the wiring pattern significantly affects the deterioration of the ringing. On the other hand, in the converter 1 of FIG. 2, since the DC reactor 15 exists between the electrolytic capacitor 26 and the switching element Qb of the booster circuit 10, between the electrolytic capacitor 26 and the switching element Qb of the booster circuit 10, The harmonic component of the current that fluctuates with the switching period is suppressed. When the waveform of FIG. 16 is compared with the waveform of FIG. 21, it can be seen that the high-frequency component of the current flowing into and out of the electrolytic capacitor 26 is dramatically reduced.

従って、図2の電解コンデンサ26を、インバータ回路11や昇圧回路10からケーブル(被覆電線)を介して離隔して設けても、当該ケーブルは、ノイズ放射源として問題になるレベルではなくなる。このことが、以下のような電解コンデンサ26の単独設置を可能とする。   Therefore, even if the electrolytic capacitor 26 of FIG. 2 is provided away from the inverter circuit 11 or the booster circuit 10 via a cable (covered wire), the cable does not become a problem level as a noise radiation source. This makes it possible to install the electrolytic capacitor 26 as follows.

《電解コンデンサ用の基板》
図17は、図2の変換装置1の主要部を「基板」の観点からみた回路図である(但し、細部は省略している。)。図において、例えば、変換装置1における、電解コンデンサ26以外の回路は、主たる基板SB1に実装されている。一方、電解コンデンサ26は主たる基板SB1から独立した基板SB2に単独で設けられている。基板SB1から基板SB2への接続には例えばケーブル61が用いられ、基板SB2に設けられたコネクタ62を介して、電解コンデンサ26が接続されている。このような構成により、電解コンデンサ26の寿命に伴う取替作業時に、電解コンデンサ26のみを基板SB2ごと着脱することが容易になる。また、基板SB1上に実装されている回路部品には手を付ける必要はなく、引き続き使用することができる。
<Electrolytic capacitor substrate>
FIG. 17 is a circuit diagram in which the main part of the conversion device 1 of FIG. 2 is viewed from the viewpoint of the “board” (however, details are omitted). In the figure, for example, circuits other than the electrolytic capacitor 26 in the conversion device 1 are mounted on the main substrate SB1. On the other hand, the electrolytic capacitor 26 is independently provided on the substrate SB2 independent of the main substrate SB1. For example, a cable 61 is used for connection from the substrate SB1 to the substrate SB2, and the electrolytic capacitor 26 is connected through a connector 62 provided on the substrate SB2. With such a configuration, it becomes easy to attach and detach only the electrolytic capacitor 26 together with the substrate SB2 at the time of replacement work accompanying the life of the electrolytic capacitor 26. Further, it is not necessary to touch the circuit components mounted on the substrate SB1, and the circuit components can be used continuously.

《まとめ》
以上の説明を総括すると、上記の変換装置1では、昇圧回路10及びインバータ回路11が交互に高周波スイッチングを行い、全体として高周波スイッチングのための変調を最小限に抑える。そのため、DCバスLを一定の電圧にする必要が無い。従って、DCバスLに接続するコンデンサ19は、高周波スイッチングを平滑化する程度の小容量コンデンサで足りる。その結果、大容量の電解コンデンサ26は、DCバスLではなく、昇圧回路10の入力側に設けることができ、しかも、独立した基板SB2に単独で設けることができる。これにより、比較的寿命の短い電解コンデンサ26のみを、容易に取り替え得る構成を実現することができる。
<Summary>
Summarizing the above description, in the converter 1 described above, the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 alternately perform high-frequency switching, and the modulation for high-frequency switching is minimized as a whole. Therefore, it is not necessary to the DC bus L B at a constant voltage. Thus, the capacitor 19 to be connected to the DC bus L B is sufficient for small capacitor enough to smooth the high-frequency switching. As a result, an electrolytic capacitor 26 having a large capacity, rather than the DC bus L B, it can be provided on the input side of the booster circuit 10, moreover, can be provided alone separate substrate SB2. Thereby, the structure which can replace | exchange easily only the electrolytic capacitor 26 with a comparatively short lifetime is realizable.

《筐体の構造例1》
図18は、パワーコンディショナとしての変換装置1の筐体1Aを示す斜視図である。筐体1Aは、通常、直方体である。例えば、その表面側の一部に着脱可能な蓋1A1が設けられている。蓋1A1を開けると、その中に、電解コンデンサ26(図示の本数は一例である。)を実装した基板SB2が装着されている。基板SB2は、例えば所定の位置に装着することで、他の基板SB1(図17)とコネクタ又は端子で接続されるようになっており、取り外しも容易である。
<< Case Structure Example 1 >>
FIG. 18 is a perspective view showing a housing 1A of the conversion device 1 as a power conditioner. The housing 1A is usually a rectangular parallelepiped. For example, a detachable lid 1A1 is provided on a part of the surface side. When the lid 1A1 is opened, a substrate SB2 on which an electrolytic capacitor 26 (the number shown in the figure is an example) is mounted. For example, the board SB2 is connected to another board SB1 (FIG. 17) by a connector or a terminal by being mounted at a predetermined position, and can be easily removed.

そこで、電解コンデンサ26の取替作業時は、蓋1A1を開けて古い電解コンデンサ26を基板SB2ごと取り外し、新しい電解コンデンサ26を基板SB2と共に所定位置に装着する。この場合、着脱により、電解コンデンサ26のみを、基板SB2ごと取り替えることができるので、取替作業が容易で、取替に要するコストも低減される。また、取替作業において他の基板SB1(図17)には干渉しなくてよいので、他の基板に例えば異物を落とすなどの可能性が少なくなり、信頼性の高い取替作業を実現することができる。しかも、他の基板SB1(図17)に実装された昇圧回路10やインバータ回路11は、引き続き使用することができるので、合理的である。   Therefore, when replacing the electrolytic capacitor 26, the lid 1A1 is opened, the old electrolytic capacitor 26 is removed together with the substrate SB2, and the new electrolytic capacitor 26 is mounted at a predetermined position together with the substrate SB2. In this case, since only the electrolytic capacitor 26 can be replaced with the substrate SB2 by attaching and detaching, the replacement work is easy and the cost required for the replacement is reduced. Further, since it is not necessary to interfere with the other substrate SB1 (FIG. 17) in the replacement work, the possibility of dropping foreign substances, for example, on the other substrate is reduced, and a highly reliable replacement work is realized. Can do. Moreover, since the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 mounted on the other substrate SB1 (FIG. 17) can be used continuously, it is reasonable.

《筐体の構造例2》
図19は、パワーコンディショナとしての変換装置1の筐体1Aについての、他の例を示す斜視図である。図において、この筐体1Aは、電解コンデンサ26以外を収容する本体部1Bと、この本体部1Bから独立した、電解コンデンサ26を収容する電解コンデンサボックス1Cとを備えている。また、本体部1B及び電解コンデンサボックス1Cにはそれぞれ、相互に挿脱して接続/取り外しが可能なコネクタ63が設けられている。
<< Case Structure Example 2 >>
FIG. 19 is a perspective view showing another example of the housing 1A of the conversion device 1 as the power conditioner. In the figure, the housing 1A includes a main body 1B that accommodates components other than the electrolytic capacitor 26, and an electrolytic capacitor box 1C that accommodates the electrolytic capacitor 26 independent of the main body 1B. The main body 1B and the electrolytic capacitor box 1C are each provided with a connector 63 that can be connected to and disconnected from each other.

この場合、コネクタ接続を介した着脱により、電解コンデンサボックス1Cを取り替えることができるので、取替作業が極めて容易で、取替に要するコストも低減される。本体部1B内の他の基板SB1(図17)に実装された昇圧回路10やインバータ回路11は、引き続き使用することができるので、合理的である。また、本体部1Bを開けることなく、電解コンデンサボックス単位で取り替えることにより、取替作業時に本体部1B内の他の基板に例えば異物を落とすなどの可能性がほぼ無くなり、信頼性の高い取替作業を実現することができる。なお、本体部1Bに装着された電解コンデンサボックス1Cは、例えば、ねじ止め等の手段により、本体部1Bに、確実に固定される。また、電解コンデンサボックス1Cをカセット状にして、本体部1Bに装着するだけで電気的に接続され、かつ、機械的に固定されるようにしてもよい。なお、コネクタ接続に代えて着脱容易な端子接続であってもよい。   In this case, since the electrolytic capacitor box 1C can be replaced by attachment / detachment via the connector connection, the replacement work is extremely easy, and the cost required for the replacement is reduced. Since the booster circuit 10 and the inverter circuit 11 mounted on the other substrate SB1 (FIG. 17) in the main body 1B can be used continuously, it is reasonable. In addition, by replacing the electrolytic capacitor box unit without opening the main body 1B, there is almost no possibility of dropping foreign substances on other substrates in the main body 1B during the replacement work, and a highly reliable replacement. Work can be realized. The electrolytic capacitor box 1C attached to the main body 1B is securely fixed to the main body 1B by means such as screwing. Alternatively, the electrolytic capacitor box 1C may be formed into a cassette shape, electrically connected and mechanically fixed simply by being mounted on the main body 1B. In addition, it may replace with a connector connection and may be a terminal connection with easy attachment / detachment.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 変換装置
1A 筐体
1A1 蓋
1B 本体部
1C 電解コンデンサボックス
2 太陽光発電パネル
3 商用電力系統
10 昇圧回路
11 インバータ回路
12 制御部
15 DCリアクトル
16 ダイオード
17 第1電圧センサ
18 第1電流センサ
19 コンデンサ
21 フィルタ回路
22 ACリアクトル
23 コンデンサ
24 第2電流センサ
25 第2電圧センサ
26,29 電解コンデンサ
30 制御処理部
32 昇圧回路制御部
33 インバータ回路制御部
34 平均化処理部
36 コンデンサ
41 第1演算部
42 第1加算器
43 補償器
44 第2加算器
51 第2演算部
52 第3加算器
53 補償器
54 第4加算器
61 ケーブル
62,63 コネクタ
100 変換装置
DCバス
in 電路
Q1〜Q4,Qb スイッチング素子
SB1,SB2 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter 1A Case 1A1 Lid 1B Main part 1C Electrolytic capacitor box 2 Solar power generation panel 3 Commercial power system 10 Booster circuit 11 Inverter circuit 12 Control part 15 DC reactor 16 Diode 17 First voltage sensor 18 First current sensor 19 Capacitor DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Filter circuit 22 AC reactor 23 Capacitor 24 2nd current sensor 25 2nd voltage sensor 26, 29 Electrolytic capacitor 30 Control processing part 32 Booster circuit control part 33 Inverter circuit control part 34 Averaging processing part 36 Capacitor 41 1st calculating part 42 the first adder 43 compensator 44 second adder 51 the second operation unit 52 third adder 53 compensator 54 fourth adder 61 cable 62 connector 100 converter L B DC bus L in path Q1 to Q4, Qb switching element B1, SB2 board

Claims (3)

入力側から見て順に、DCリアクトルを含む昇圧回路と、DCバスと、インバータ回路とを備える、直流から交流への変換装置であって、
出力すべき交流の電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を上回るときは前記昇圧回路を昇圧動作させて前記電圧目標値の絶対値を生成するとともに前記インバータ回路は必要な極性反転のみを行う状態とし、また、前記電圧目標値の絶対値が、入力される直流電圧を下回るときは前記昇圧回路の昇圧動作を停止させるとともに前記インバータ回路を動作させて前記電圧目標値を生成する制御部と、
前記DCバスに接続された平滑用の小容量コンデンサと、
前記昇圧回路の入力側にあって、前記交流の2倍の周波数の正弦波状に電荷を流入・流出させることに供し、独立した基板に単独で設けられ、前記小容量コンデンサより大容量な電解コンデンサと
を備えている変換装置。
In order from the input side, a DC to AC converter comprising a booster circuit including a DC reactor , a DC bus, and an inverter circuit,
When the absolute value of the AC voltage target value to be output exceeds the input DC voltage, the boost circuit is boosted to generate the absolute value of the voltage target value, and the inverter circuit performs only necessary polarity inversion. And when the absolute value of the voltage target value is lower than the input DC voltage, the boost operation of the boost circuit is stopped and the inverter circuit is operated to generate the voltage target value. And
A smoothing small-capacitance capacitor connected to the DC bus;
An electrolytic capacitor on the input side of the booster circuit, which is used to flow in and out of electric charges in a sinusoidal shape having a frequency twice that of the alternating current, and is provided independently on an independent substrate, and has a larger capacity than the small-capacitance capacitor And a conversion device.
前記変換装置の筐体の一部を開いて、前記電解コンデンサを前記基板ごと着脱可能とした請求項1記載の変換装置。   The converter according to claim 1, wherein a part of the casing of the converter is opened so that the electrolytic capacitor can be attached and detached together with the substrate. 前記変換装置の筐体の本体部とは別に、前記電解コンデンサを収容する電解コンデンサボックスを独立して設け、前記本体部に前記電解コンデンサボックスをコネクタ又は端子接続により着脱可能とした請求項1記載の変換装置。   2. The electrolytic capacitor box for accommodating the electrolytic capacitor is provided separately from a main body portion of the casing of the conversion device, and the electrolytic capacitor box can be attached to and detached from the main body portion by connector or terminal connection. Conversion device.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6620629B2 (en) * 2016-03-24 2019-12-18 住友電気工業株式会社 Power conversion apparatus and control method thereof
JP7073647B2 (en) * 2017-08-07 2022-05-24 オムロン株式会社 Power generation system
JP2023074400A (en) * 2021-11-17 2023-05-29 矢崎総業株式会社 Voltage conversion device and manufacturing method
WO2024048066A1 (en) * 2022-09-02 2024-03-07 三菱電機株式会社 Power conversion device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0540713Y2 (en) * 1987-11-24 1993-10-15
JP3876075B2 (en) * 1998-08-05 2007-01-31 株式会社日立産機システム Inverter device
JP4200244B2 (en) * 1998-11-10 2008-12-24 パナソニック株式会社 Grid-connected inverter device
WO2010055580A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 株式会社MERSTech Modular magnetic energy regenerative switch
JP5418847B2 (en) * 2009-08-04 2014-02-19 株式会社安川電機 Power converter
US8503200B2 (en) * 2010-10-11 2013-08-06 Solarbridge Technologies, Inc. Quadrature-corrected feedforward control apparatus and method for DC-AC power conversion
US8842454B2 (en) * 2010-11-29 2014-09-23 Solarbridge Technologies, Inc. Inverter array with localized inverter control

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