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公開番号2025099976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023217022
出願日2023-12-22
発明の名称電力変換器及び電力システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250626BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】分散制御を活かしつつ、電力の安定化の向上を図る。
【解決手段】交流電源部と、前記交流電源部が接続される母線と、前記母線に接続される変動負荷とを含む交流系統に接続され、直流電源部から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換器において、出力される前記交流電力の出力電流及び出力電圧を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて、仮想同期発電機制御を実行するための制御パラメータのパラメータ値を設定する制御部と、を有し、前記制御部は、前記センサから前記出力電流及び前記出力電圧を取得し、取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、前記変動負荷の変化を特定し、特定した前記変動負荷の変化に応じた前記制御パラメータのパラメータ値を設定する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
交流電源部と、前記交流電源部が接続される母線と、前記母線に接続される変動負荷とを含む交流系統に接続され、直流電源部から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換器において、
出力される前記交流電力の出力電流及び出力電圧を検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて、仮想同期発電機制御を実行するための制御パラメータのパラメータ値を設定する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記センサから前記出力電流及び前記出力電圧を取得し、
取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、前記変動負荷の変化を特定し、
特定した前記変動負荷の変化に応じた前記制御パラメータのパラメータ値を設定する電力変換器。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記制御パラメータは、前記交流電力の周波数変動を調整するための慣性定数を含み、
前記制御部は、
取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、出力される前記交流電力及び前記交流電力の変動を算出し、
算出した前記交流電力の変動に基づいて、前記変動負荷の大きさを特定し、
特定した前記変動負荷が大きいほど、前記慣性定数のパラメータ値を大きく設定する請求項１に記載の電力変換器。
【請求項３】
前記制御パラメータは、前記交流電源部との間で電力分担を調整するための仮想インピーダンスを含み、
前記制御部は、
取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、出力される前記交流電力を算出し、
取得した前記出力電流、前記出力電圧及び前記交流電力に基づいて、前記変動負荷の変化パターンに係る負荷パラメータを特定し、
特定した前記負荷パラメータに基づいて、前記電力分担に応じた前記仮想インピーダンスのパラメータ値を算出して設定する請求項１に記載の電力変換器。
【請求項４】
前記交流系統は、連系線を介して前記母線が他の母線と接続された複数の前記交流系統となっており、
前記制御パラメータは、前記交流電力の電流を制御するための制御ゲインを含み、
前記制御部は、
取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、出力される前記交流電力を算出し、
取得した前記出力電流、前記出力電圧及び前記交流電力に基づいて、他の前記交流系統の前記直流電源部が非稼働状態であるか否かを判定し、
前記直流電源部が非稼働状態であると判定すると、他の前記交流系統に給電する前記交流電力の給電の応答性が早くなるように前記制御ゲインのパラメータ値を設定する請求項１に記載の電力変換器。
【請求項５】
交流電源部と、
前記交流電源部が接続される母線と、
前記母線に接続される変動負荷と、
前記母線に接続される直流電源部と、
前記直流電源部から出力される直流電力を交流電力に変換すると共に、仮想同期発電機制御を実行する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電力変換器と、を備える電力システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力変換器及び電力システムに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、仮想同期発電機制御、いわゆるＶＳＧ（Virtual Synchronous Generator）制御を行う電力システムとして、仮想同期発電機制御を実行するインバータと、インバータを制御する制御装置とを備えたシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１２７２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のシステムでは、インバータとは別体の制御装置が設けられており、制御装置によりインバータの変調制御を実行している。ここで、インバータは、汎用性を高めるために、インバータの外部にある、他のインバータや集中制御システム等の装置との通信を行わない分散制御で用いられる場合がある。特許文献１では、制御装置によりインバータを制御することから、インバータ単体での制御を行うことができず、インバータの分散制御を実行することが困難なシステム構成となってしまう。換言すれば、特許文献１において、インバータの分散制御を実行しようとすると、制御装置によるインバータの制御ができず、インバータによる適切な電力変換を実行することが困難となる。
【０００５】
そこで、本開示は、分散制御を活かしつつ、電力の安定化の向上を図ることができる電力変換器及び電力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の電力変換器は、交流電源部と、前記交流電源部が接続される母線と、前記母線に接続される変動負荷とを含む交流系統に接続され、直流電源部から出力される直流電力を交流電力に変換する電力変換器において、出力される前記交流電力の出力電流及び出力電圧を検出するセンサと、前記センサの検出結果に基づいて、仮想同期発電機制御を実行するための制御パラメータのパラメータ値を設定する制御部と、を有し、前記制御部は、前記センサから前記出力電流及び前記出力電圧を取得し、取得した前記出力電流及び前記出力電圧に基づいて、前記変動負荷の変化を特定し、特定した前記変動負荷の変化に応じた前記制御パラメータのパラメータ値を設定する。
【０００７】
本開示の電力システムは、交流電源部と、前記交流電源部が接続される母線と、前記母線に接続される変動負荷と、前記母線に接続される直流電源部と、前記直流電源部から出力される直流電力を交流電力に変換すると共に、仮想同期発電機制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、分散制御を活かしつつ、電力の安定化の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第一実施形態に係る電力システムに関する図である。
図２は、変動負荷の負荷電力に関する一例のグラフである。
図３は、電力変換器の制御部に関する図である。
図４は、第二実施形態に係る電力変換器の制御部に関する図である。
図５は、推定される変動負荷のパラメータに関するグラフである。
図６は、仮想インピーダンスのパターンに関するグラフである。
図７は、第三実施形態に係る電力システムに関する図である。
図８は、電力システムの給電に関する説明図である。
図９は、第三実施形態に係る電力変換器の制御部に関する図である。
図１０は、変動負荷の負荷電力に関する一例のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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