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公開番号2025108030
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2024001622
出願日2024-01-10
発明の名称制御回路、および、蓄電池システム
出願人株式会社ダイヘン
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250715BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】有効電力制御と直流電圧制御とを連続的に切り替えることが可能な制御回路を提供する。
【解決手段】直流電力と交流電力とを変換する電力変換回路2を制御する制御回路6において、電力変換回路2の交流側の三相の入出力電流を検出した三相の電流信号をd軸電流信号とq軸電流信号とに変換して、それぞれを目標値に制御する電流制御部37と、d軸電流の目標値Id^*を生成する直流電圧制御部31と、目標値Id^*の制限範囲を、有効電力目標値P^*に基づいて設定された第1制限範囲と、有効電力目標値P^*とは無関係に設定された第2制限範囲とで切り替えて設定するd軸範囲設定部34と、目標値Id^*をd軸範囲設定部34が設定した制限範囲に制限するd軸目標制限部33と、を備えた。直流電圧制御部31は、電力変換回路2が入出力する直流電圧を直流電圧目標値Vdc^*に制御するための直流電圧補償値を目標値Id^*として生成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直流電力と交流電力とを変換する電力変換回路を制御する制御回路であって、
前記電力変換回路の交流側の三相の入出力電流を検出した三相の電流信号を、回転座標系の直交する２つの成分であるｄ軸電流信号とｑ軸電流信号とに変換して、それぞれを目標値に制御する電流制御部と、
前記ｄ軸電流信号の目標値であるｄ軸目標値を生成するｄ軸電流目標値生成部と、
前記ｄ軸目標値の制限範囲を、前記電力変換回路が入出力する有効電力の目標値である有効電力目標値に基づいて設定された第１制限範囲と、前記有効電力目標値とは無関係に設定された第２制限範囲とで切り替えて設定するｄ軸範囲設定部と、
前記ｄ軸目標値を、前記ｄ軸範囲設定部が設定した制限範囲に制限するｄ軸目標制限部と、
を備え、
前記ｄ軸電流目標値生成部は、前記電力変換回路が入出力する直流電圧を直流電圧目標値に制御するための直流電圧補償値を、前記ｄ軸目標値として生成する、
制御回路。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記直流電圧目標値を設定する直流電圧目標設定部をさらに備え、
前記直流電圧目標設定部は、前記有効電力目標値が正の値である場合に、前記直流電圧目標値として第１目標値を設定し、前記有効電力目標値が負の値である場合に、前記直流電圧目標値として第２目標値を設定する、
請求項１に記載の制御回路。
【請求項３】
前記ｄ軸範囲設定部は、下記式に基づいて上限値Ｉｄrefを算出し、
前記第１制限範囲は、前記上限値Ｉｄref以下、下限値（－Ｉｄref）以上の範囲である、
請求項１に記載の制御回路。
Ｉｄref ＝ａ・｜Ｐ
＊
｜／Ｖrms
ただし、｜Ｐ
＊
｜は前記有効電力目標値の絶対値であり、Ｖrmsは前記電力変換回路が入出力する交流側の線間電圧の実効値であり、ａは所定の係数である。
【請求項４】
前記ｄ軸範囲設定部は、上位装置から入力される上限値Ｉｄrefに基づいて、前記第１制限範囲を、前記上限値Ｉｄref以下、下限値（－Ｉｄref）以上とし、
前記ｄ軸電流目標値生成部は、前記直流電圧目標値を前記上位装置から入力される、
請求項１に記載の制御回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御回路と、
交流側が電力系統に接続された前記電力変換回路と、
前記電力変換回路の直流側に接続された蓄電池と、
を備えている蓄電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換回路を制御する制御回路、および、当該制御回路を備えた蓄電池システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、ＩｏＴを活用したエネルギーマネジメントにおいて、再生可能エネルギーの普及のため、また、安定的な電力供給のために、蓄電池（電気自動車に搭載された蓄電池も含む）に電力を蓄積する蓄電池システムの重要性が大きくなっている。また、蓄電池の安定で効率的な運用が求められる。蓄電池システムでは、直流電力と交流電力とを変換する電力変換装置（いわゆるパワーコンディショナ）を用いて、蓄電池の充放電を行う。電力変換装置は、蓄電池を制御する場合、通常時は定電流や定電力として直流電流や交流電力を一定になるように制御する。また、電力変換装置は、蓄電池の充電可能な範囲をフルに使用して充放電する場合、または、フルに充電された満充電状態やフルに放電された空状態を用いて蓄電池の状態を補正する場合などがある。これらの場合、電力変換装置は、充電率（ＳｏＣ）の０％または１００％の終端付近で蓄電池の状態を安定させるために、直流側の定電圧制御を実施する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、直流電源が出力する直流電力をインバータ回路によって交流電力に変換して電力系統に供給する系統連系インバータシステムが開示されている。当該系統連系インバータシステムの制御回路は、検出した三相の出力電流を回転座標系の直行するｄ軸電流信号とｑ軸電流信号とに変換して、それぞれを目標値に制御する電流制御部を備えている。また、特許文献１には、当該制御回路が直流電圧を制御する直流電圧制御部を備える実施形態と、有効電力を制御する有効電力制御部を備える実施形態とが開示されている。有効電力制御部と直流電圧制御部とを両方備えて切り替えれば、通常時の有効電力制御と直流電圧制御とを切り替えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許６４３７８０７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有効電力制御と直流電圧制御とでは制御の方式が全く異なるので、制御の切り替え時に、場合によっては一度電力系統から解列する必要などが発生する。
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、有効電力制御と直流電圧制御とを連続的に切り替えることが可能な制御回路、および、当該制御回路を備えた蓄電池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】
【０００７】
本発明の第１の側面によって提供される制御回路は、直流電力と交流電力とを変換する電力変換回路を制御する制御回路であって、前記電力変換回路の交流側の三相の入出力電流を検出した三相の電流信号を、回転座標系の直交する２つの成分であるｄ軸電流信号とｑ軸電流信号とに変換して、それぞれを目標値に制御する電流制御部と、前記ｄ軸電流信号の目標値であるｄ軸目標値を生成するｄ軸電流目標値生成部と、前記ｄ軸目標値の制限範囲を、前記電力変換回路が入出力する有効電力の目標値である有効電力目標値に基づいて設定された第１制限範囲と、前記有効電力目標値とは無関係に設定された第２制限範囲とで切り替えて設定するｄ軸範囲設定部と、前記ｄ軸目標値を、前記ｄ軸範囲設定部が設定した制限範囲に制限するｄ軸目標制限部と、を備え、前記ｄ軸電流目標値生成部は、前記電力変換回路が入出力する直流電圧を直流電圧目標値に制御するための直流電圧補償値を、前記ｄ軸目標値として生成する。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記直流電圧目標値を設定する直流電圧目標設定部をさらに備え、前記直流電圧目標設定部は、前記有効電力目標値が正の値である場合に、前記直流電圧目標値として第１目標値を設定し、前記有効電力目標値が負の値である場合に、前記直流電圧目標値として第２目標値を設定する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ｄ軸範囲設定部は、下記式に基づいて上限値Ｉｄrefを算出し、前記第１制限範囲は、前記上限値Ｉｄref以下、下限値（－Ｉｄref）以上の範囲である。
Ｉｄref ＝ａ・｜Ｐ
＊
｜／Ｖrms
ただし、｜Ｐ
＊
｜は前記有効電力目標値の絶対値であり、Ｖrmsは前記電力変換回路が入出力する交流側の線間電圧の実効値であり、ａは所定の係数である。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ｄ軸範囲設定部は、上位装置から入力される上限値Ｉｄrefに基づいて、前記第１制限範囲を、前記上限値Ｉｄref以下、下限値（－Ｉｄref）以上とし、前記ｄ軸電流目標値生成部は、前記直流電圧目標値を前記上位装置から入力される。
（【００１１】以降は省略されています）

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