(57)【要約】      （修正有）【課題】定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる複数のインバータを安定的に動作させる。【解決手段】インバータ制御装置１は、電力系統の状態を判定した結果を示す判定結果データを取得する取得部１０１と、判定結果データに基づいて、第一出力電力を電力系統に供給している第一インバータの第一単位慣性定数を減少させる処理、第一出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二出力電力を電力系統に供給している第二インバータの第二単位慣性定数を増加させる処理及び第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は第一単位慣性定数を増加させる処理、第一ダンピング係数を増加させる処理、第二単位慣性定数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御部１０２と、を備える。【選択図】図２
2020198705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得部と、
前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御部と、
を備えるインバータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記判定結果データが前記電力系統において事故が発生していないと判定されたことを示している場合、前記第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一ダンピング係数を減少させる処理、前記第二単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行する、
請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第一単位慣性定数が前記第二単位慣性定数よりも小さくなるまで、前記第一単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二単位慣性定数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する、
請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第一ダンピング係数が前記第二ダンピング係数よりも小さくなるまで、前記第一ダンピング係数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する、
請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記判定結果データが前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示している場合、前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する、
請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第一出力電力の周波数の偏差と、前記第二出力電力の周波数の偏差とが等しくなるまで、前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する、
請求項５に記載のインバータ制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第一単位慣性定数が前記第二単位慣性定数よりも大きくなるまで、前記第一単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二単位慣性定数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する、
請求項５又は請求項６に記載のインバータ制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第一ダンピング係数が前記第二ダンピング係数よりも大きくなるまで、前記第一ダンピング係数を増加させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する、
請求項５又は請求項６に記載のインバータ制御装置。
【請求項９】
前記取得部は、前記第一出力電力の目標値である第一目標電力と前記第一出力電力との差が所定の閾値を超えていたことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１０】
前記取得部は、前記電力系統から電力の供給を受けている負荷の大きさの変化量が所定の閾値を超えていたことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１１】
前記取得部は、前記第一出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１２】
前記取得部は、前記第二出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１３】
前記取得部は、前記第一出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記第二出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、
請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のインバータ制御装置。
【請求項１５】
コンピュータに、
電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得機能と、
前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御機能と、
を実現させるためのインバータ制御プログラム。
【請求項１６】
電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得工程と、
前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御工程と、
を含むインバータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ制御装置、インバータ制御プログラム及びインバータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電パネル等、再生可能エネルギーを直流電力に変換する再生可能エネルギー電源が増加している。このような再生可能エネルギー電源は、インバータを使用して直流電力を交流電力に変換して電力系統に供給する。
【０００３】
従来、再生可能エネルギー電源に付帯しているインバータは、同期発電機により確立され、同期発電機により維持されている電力系統の電圧及び周波数に同期しながら交流電力を電力系統に供給していた。
【０００４】
ところが、電力系統において発生した余剰電力を減少させるために、同期発電機が電力系統から解列された場合、当該同期発電機が有していた慣性力が失われてしまう。このため、電力系統から電力の供給を受けている負荷の大きさが急変してしまった場合、電力系統の電圧及び周波数が変化し易くなってしまう。また、この問題は、再生可能エネルギー電源から電力系統に供給される交流電力の割合が増加するにつれて顕著になる。
【０００５】
そこで、近年、再生可能エネルギー電源に付帯しているインバータに同期発電機が有する慣性力を擬似的に持たせる研究開発が進行している。例えば、特許文献１には、電力変換部と、制御部とを備える電力変換装置が開示されている。電力変換部は、入力される直流電力を交流電力に変換し、電力系統に接続される出力線へ出力するよう構成されている。制御部は、電力変換部が仮想同期発電機として動作するよう当該電力変換部を制御するよう構成されている。擬似的な慣性力を有するインバータは、定電流源かつ可変電圧源として動作する従来のインバータと異なり、可変電流源かつ定電圧源として動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６０８４８６３号公報
【０００７】
擬似的な慣性力を有するインバータは、自身に電力を供給する蓄電池等の電源の種類、状態等に応じて定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる。このため、電力系統において短絡等の事故が発生したり、負荷が変動したりした場合、定格出力電力に対する出力電力の比率が相対的に高いインバータは、定格出力電力を超える電力を出力する必要に迫られる。このような場合には、定格出力電力に対する出力電力の比率が相対的に高い高出力インバータの内部誘起電圧が低下し、定格出力電力に対する出力電力の比率が相対的に低い低出力インバータの内部誘起電圧が上昇する。これにより、低出力インバータから高出力インバータへ流れる無効電力が増加し、高出力インバータが出力する電力が低下してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる複数のインバータを安定的に動作させることができるインバータ制御装置、インバータ制御プログラム及びインバータ制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得部と、前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御部と、を備えるインバータ制御装置である。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記判定結果データが前記電力系統において事故が発生していないと判定されたことを示している場合、前記第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一ダンピング係数を減少させる処理、前記第二単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行する、構成が用いられてもよい。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記第一単位慣性定数が前記第二単位慣性定数よりも小さくなるまで、前記第一単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二単位慣性定数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する、構成が用いられてもよい。
【００１２】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記第一ダンピング係数が前記第二ダンピング係数よりも小さくなるまで、前記第一ダンピング係数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する、構成が用いられてもよい。
【００１３】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記判定結果データが前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示している場合、前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する、構成が用いられてもよい。
【００１４】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記第一出力電力の周波数の偏差と、前記第二出力電力の周波数の偏差とが等しくなるまで、前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第一ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する、構成が用いられてもよい。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記第一単位慣性定数が前記第二単位慣性定数よりも大きくなるまで、前記第一単位慣性定数を増加させる処理及び前記第二単位慣性定数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する、構成が用いられてもよい。
【００１６】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記制御部が、前記第一ダンピング係数が前記第二ダンピング係数よりも大きくなるまで、前記第一ダンピング係数を増加させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する、構成が用いられてもよい。
【００１７】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記第一出力電力の目標値である第一目標電力と前記第一出力電力との差が所定の閾値を超えていたことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００１８】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記電力系統から電力の供給を受けている負荷の大きさの変化量が所定の閾値を超えていたことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００１９】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記第一出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００２０】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記第二出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００２１】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記第一出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００２２】
また、本発明の他の態様は、インバータ制御装置において、前記取得部が、前記第二出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として前記電力系統において事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する、構成が用いられてもよい。
【００２３】
本発明の一態様は、コンピュータに、電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得機能と、前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第二ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御機能と、を実現させるためのインバータ制御プログラムである。
【００２４】
本発明の一態様は、電力系統の状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する取得工程と、前記判定結果データが示す結果に基づいて、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である第一出力電力を前記電力系統に供給している第一インバータの慣性力を規定する第一単位慣性定数を減少させる処理、前記第一出力電力の偏差を減衰させる度合いを規定する第一ダンピング係数を減少させる処理、第二定格出力電力に前記第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である第二出力電力を前記電力系統に供給している第二インバータの慣性力を規定する第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行し、又は前記第一単位慣性定数を増加させる処理、前記第二ダンピング係数を増加させる処理、前記第二単位慣性定数を減少させる処理及び前記第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する制御工程と、を含むインバータ制御方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる複数のインバータを安定的に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態に係る電力系統、第一インバータ及び第二インバータの一例を示す図である。
【図２】第一実施形態に係るインバータ制御装置の一例を示す図である。
【図３】第一実施形態に係る第一インバータ及び第二インバータ各々に擬似的な慣性力を付与するための制御の一例を示す制御ブロック図である。
【図４】第一実施形態に係る負荷電圧ベクトル、第一インバータの第一出力電圧ベクトル及び第二インバータの第二出力電圧ベクトルの一例を示す図である。
【図５】第一実施形態に係るインバータ制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図７】第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一実施形態に係る第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図８】第一実施形態に係るインバータ制御装置がダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図９】第一実施形態に係るインバータ制御装置がダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１０】第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１１】第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１２】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一単位慣性定数の時間的な変化及び第二単位慣性定数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１３】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一ダンピング係数の時間的な変化及び第二ダンピング係数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１４】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１５】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一単位慣性定数の時間的な変化及び第二単位慣性定数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１６】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一ダンピング係数の時間的な変化及び第二ダンピング係数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図１７】第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第一実施形態］
図１から図１０を参照しながら、第一実施形態に係るインバータ制御装置について説明する。第一実施形態では、電力系統において事故が発生していないと判定された場合を例に挙げて説明する。図１は、第一実施形態に係る電力系統、第一インバータ及び第二インバータの一例を示す図である。
【００２８】
図１に示すように、電力系統Ｅには、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎ（ｎ：１以上の自然数）が接続されている。また、図１に示すように、第一インバータ１０は、電圧制御部１１と、可変交流電源１２と、電流センサ１３と、電流制御部１４とを備える。第一インバータ１０は、同期発電機が有する慣性力を擬似的に付与されたインバータである。
【００２９】
電圧制御部１１は、電力系統Ｅに連系している同期発電機の内部で発生している磁束、当該同期発電機が備える巻線等で発生する電圧降下及び当該同期発電機の運動方程式に基づいて当該同期発電機の内部誘起電圧を算出する。そして、電圧制御部１１は、第一インバータ１０の端子間の電圧が当該内部誘起電圧に追従するように第一インバータ１０を制御する。また、電圧制御部１１は、当該内部誘起電圧に基づいて可変交流電源１２を制御する。
【００３０】
可変交流電源１２は、電力系統Ｅに第一出力電力を供給する。第一出力電力は、第一定格出力電力に第一比率を乗算した出力電力である。また、可変交流電源１２は、電圧制御部１１により制御されており、電流センサ１３により検出された第一出力電流及び電流制御部１４の出力がフィードバックされている。
【００３１】
電流センサ１３は、可変交流電源１２が出力する第一出力電力の第一出力電流を検出して可変交流電源１２及び電流制御部１４に入力する。
【００３２】
電流制御部１４は、電流センサ１３により検出された可変交流電源１２の第一出力電流に基づいて可変交流電源１２を制御する。特に、電流制御部１４は、第一出力電力の第一出力電流が過大となった場合、第一出力電力の第一出力電流が適正な大きさになるよう可変交流電源１２を制御する。
【００３３】
図１に示すように、第二インバータ２０は、電圧制御部２１と、可変交流電源２２と、電流センサ２３と、電流制御部２４とを備える。第二インバータ２０は、同期発電機が有する慣性力を擬似的に付与されたインバータである。
【００３４】
電圧制御部２１は、電圧制御部１１と同様の方法により、電力系統Ｅに連系している同期発電機の内部誘起電圧を算出する。そして、電圧制御部２１は、第二インバータ２０の端子間の電圧が当該内部誘起電圧に追従するように第二インバータ２０を制御する。
【００３５】
可変交流電源２２は、電力系統Ｅに第二出力電力を供給する。第二出力電力は、第二定格出力電力に第一比率よりも小さな第二比率を乗算した出力電力である。また、可変交流電源２２は、電流センサ２３により検出された第二出力電流及び電流制御部２４の出力がフィードバックされている。
【００３６】
電流センサ２３は、可変交流電源２２が出力する第一出力電力の第二出力電流を検出して可変交流電源２２及び電流制御部２４に入力する。
【００３７】
電流制御部２４は、電流センサ２３により検出された可変交流電源２２の第二出力電流に基づいて可変交流電源２２を制御する。特に、電流制御部２４は、第二出力電力の第二出力電流が過大となった場合、第二出力電力の第二出力電流が適正な大きさになるよう可変交流電源２２を制御する。
【００３８】
図２は、第一実施形態に係るインバータ制御装置の一例を示す図である。図２に示すように、インバータ制御装置１は、取得部１０１と、制御部１０２とを備える。インバータ制御装置１は、第一インバータ１０及び第二インバータ２０とは別の装置である。
【００３９】
インバータ制御装置１が有する機能の少なくとも一部、取得部１０１及び制御部１０２は、回路部（circuitry）を含むハードウェアがソフトウェアプログラムを実行することにより実現される。ここで言うハードウェアは、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）である。また、上述したプログラムは、記憶媒体を備える記憶装置に格納されている。ここで言う記憶媒体は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）である。さらに、上述したプログラムは、インバータ制御装置１が有する機能の一部を実現する差分プログラムであってもよい。
【００４０】
取得部１０１は、電力系統Ｅの状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する。ただし、第一実施形態では、電力系統Ｅにおいて事故が発生していないと判定された場合を例に挙げているため、取得部１０１は、電力系統Ｅにおいて事故が発生していないと判定されたことを示す判定結果データを取得する。
【００４１】
図３は、第一実施形態に係る第一インバータに擬似的な慣性力を付与するための制御の一例を示す制御ブロック図である。制御部１０２は、図３に示した制御ブロック図で表される制御により第一インバータ１０に擬似的な慣性力を付与している。図３に示すように、制御部１０２は、第一インバータ１０に対して、第一単位慣性定数Ｍ１及び複素数ｓを含む伝達関数１／（Ｍ１・ｓ）を使用して第一出力電力の目標値である第一目標電力Ｐｍ１と第一出力電力Ｐｅ１との差Ｐｍ１−Ｐｅ１を第一出力電力の周波数の偏差Δω１に変換する。第一単位慣性定数Ｍ１は、第一インバータ１０の慣性力を規定する。また、制御部１０２は、第一ダンピング係数Ｄ１を使用して第一出力電力の周波数の偏差Δω１を電力に変換してフィードバックしている。第一ダンピング係数Ｄ１は、第一出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する。
【００４２】
また、制御部１０２は、図３に示した制御ブロック図と同様の制御ブロック図で表される制御により擬似的な慣性力を付与している。制御部１０２は、第二インバータ２０に対して、第二単位慣性定数Ｍ２及び複素数ｓを含む伝達関数１／（Ｍ２・ｓ）を使用して第二出力電力の目標値である第二目標電力Ｐｍ２と第二出力電力Ｐｅ２との差Ｐｍ２−Ｐｅ２を第二出力電力の周波数の偏差Δω２に変換する。第二単位慣性定数Ｍ２は、第二インバータ２０の慣性力を規定する。また、制御部１０２は、第二ダンピング係数Ｄ２を使用して第二出力電力の周波数の偏差Δω２を電力に変換してフィードバックしている。第二ダンピング係数Ｄ２は、第二出力電力の周波数の偏差を減衰させる度合いを規定する。
【００４３】
図４は、第一実施形態に係る負荷電圧ベクトル、第一インバータの第一出力電圧ベクトル及び第二インバータの第二出力電圧ベクトルの一例を示す図である。図４は、負荷電圧ベクトルＶＬ、第一出力電圧ベクトルＶ１及び第二出力電圧ベクトルＶ２を示している。
【００４４】
負荷電圧ベクトルＶＬは、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する前における負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電圧の実効値及び位相を示している。
【００４５】
第一出力電圧ベクトルＶ１は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する前における第一インバータ１０が出力する第一出力電力の電圧である第一出力電圧の実効値Ｐ及び位相を示している。また、第一出力電圧ベクトルＶ１により示される位相δ１は、負荷電圧ベクトルＶＬを基準としている。この場合、第一出力電圧は、Ｐｓｉｎ（δ１）となる。
【００４６】
第二出力電圧ベクトルＶ２は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する前における第二インバータ２０が出力する第二出力電力の電圧である第二出力電圧の実効値Ｐ及び位相を示している。また、第二出力電圧ベクトルＶ２により示される位相δ２は、負荷電圧ベクトルＶＬを基準としている。この場合、第二出力電圧は、Ｐｓｉｎ（δ２）となる。
【００４７】
ここで、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加した場合、負荷電圧ベクトルＶＬの位相が遅れて負荷電圧ベクトルＶＬ´に変化する。そして、この場合、制御部１０２は、判定結果データが示す結果に基づいて、第一単位慣性定数を減少させる処理、第一ダンピング係数を減少させる処理、第二単位慣性定数を増加させる処理、第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行する。
【００４８】
例えば、制御部１０２は、第一単位慣性定数を減少させる処理及び第二単位慣性定数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一単位慣性定数が第二単位慣性定数よりも小さくなるまで、第一単位慣性定数を減少させる処理及び第二単位慣性定数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。
【００４９】
また、例えば、制御部１０２は、第一ダンピング係数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一ダンピング係数が第二ダンピング係数よりも小さくなるまで、第一ダンピング係数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。
【００５０】
制御部１０２は、これらの処理により、第二出力電圧ベクトルＶ２よりも第一出力電圧ベクトルＶ１が負荷電圧ベクトルＶＬの位相の変化に追従し易くする。すなわち、制御部１０２は、これらの処理により、負荷電圧ベクトルＶＬの位相が遅れて負荷電圧ベクトルＶＬ´に変化した場合、第一出力電圧ベクトルＶ１の位相が遅れて第一出力電圧ベクトルＶ１´に変化し、第二出力電圧ベクトルＶ２の位相が変化しないようにする。これにより、第二出力電力の増加量Ｐｓｉｎ（δ２´）−Ｐｓｉｎ（δ２）は、第一出力電力の増加量Ｐｓｉｎ（δ１´）−Ｐｓｉｎ（δ１）よりも大きくなる。
【００５１】
なお、制御部１０２が第一単位慣性定数、第二単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二ダンピング係数を調整する方法は、特に限定されない。例えば、制御部１０２は、第一単位慣性定数、第二単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二ダンピング係数の少なくとも一つを連続的に変化させて調整してもよい。或いは、制御部１０２は、図３に例示した制御ブロック図に分岐を設けて第一単位慣性定数、第二単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二ダンピング係数の少なくとも一つを離散的に調整してもよい。
【００５２】
次に、図５を参照しながら第一実施形態に係るインバータ制御装置が実行する処理の一例を説明する。図５は、第一実施形態に係るインバータ制御装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。インバータ制御装置１は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加した場合、図５に示した処理を実行する。
【００５３】
ステップＳ１０において、取得部１０１は、電力系統Ｅの状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する。
【００５４】
ステップＳ２０において、制御部１０２は、判定結果データが示す結果に基づいて、第一単位慣性定数を減少させる処理、第一ダンピング係数を減少させる処理、第二単位慣性定数を増加させる処理、第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行する。
【００５５】
以上、第一実施形態に係るインバータ制御装置１について説明した。インバータ制御装置１は、判定結果データが示す結果に基づいて、第一単位慣性定数を減少させる処理、第一ダンピング係数を減少させる処理、第二単位慣性定数を増加させる処理、第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一つを実行する。これにより、インバータ制御装置１は、第二インバータ２０により出力される第二出力電力の増加量を第一インバータ１０により出力される第一出力電力の増加量よりも大きくし、定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる第一インバータ１０及び第二インバータ２０を安定的に動作させることができる。
【００５６】
次に、図６から図１１を参照しながら、インバータ制御装置１が奏する効果の具体例について説明する。また、図６から図１１を使用した説明では、図６から図１１に示した１秒の時点において電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加したものとする。
【００５７】
図６は、第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。図６は、線Ｙ１、線Ｙ２、線Ｍ１、線Ｍ２及び線Ｔを示している。線Ｙ１は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力を表している。線Ｙ２は、第二インバータ２０が出力する第二出力電力を表している。線Ｍ１は、第一インバータ１０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｍ２は、第二インバータ２０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｔは、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力を表している。この電力は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力と第二インバータ２０が出力する第二出力電力との合計に等しい。
【００５８】
図６に示すように、０秒から１秒までの期間では、第一インバータ１０が約５２０ｋＷの第一出力電力を出力しており、第二インバータ２０が約６０ｋＷの第二出力電力を出力している。このような場合に電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加すると、図６に示すように、第一出力電力が第一定格出力電力を超える出力電力である約７００ｋＷまで上昇し、第二出力電力が第二定格出力電力未満の出力電力である約３６０ｋＷまで上昇する。
【００５９】
第一出力電力が第一定格出力電力を超えた場合、第一インバータ１０がフィルタコンデンサに電流を供給し得なくなり、かつ、電流制御部１４が第一出力電流を低下させるように動作するため、図６に線Ｙ１で示すように、第一出力電力の第一出力電圧が減少してしまい、第一出力電力も減少してしまう。この場合、図６に線Ｙ２で示すように、第二インバータ２０が第二出力電圧を維持しつつ、第二出力電流を増加させるため、第二出力電力は、第二定格出力電力を超えるまで増加し、その後減少する。負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力は、図６に線Ｔで示すように、線Ｙ１で示されている第一出力電力と線Ｙ２で示されている第二出力電力との和となる。さらに、図６に線Ｍ１及び線Ｍ２で示すように、第二インバータ２０から第一インバータ１０に流れる無効電力は、第二出力電力が第二定格出力電力を超えるまで増加し、その後減少する。
【００６０】
図７は、第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一実施形態に係る第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。図７は、線Ｎ１及び線Ｎ２を示している。線Ｎ１は、第一インバータ１０の内部誘起電圧を示している。線Ｎ２は、第二インバータ２０の内部誘起電圧を示している。
【００６１】
図７に線Ｎ１で示すように、第一インバータ１０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する１秒の時点以降減少する。また、図７に線Ｎ２で示すように、第二インバータ２０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する１秒の時点以降、第二出力電力が第二定格出力電力を超えるまで増加し、その後減少する。
【００６２】
図６及び図７を参照しながら説明したように、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加し、第一出力電力が第一定格出力電力を超えた場合、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、いずれも不安定になってしまう。このような事態の発生を避けるため、インバータ制御装置１は、上述した制御部１０２による処理を実行する。
【００６３】
次に、図８から図１１を参照しながら、インバータ制御装置１が上述した制御部１０２による処理を実行した場合における第一インバータ１０の振る舞い及び第二インバータ２０の振る舞いについて説明する。
【００６４】
図８は、第一実施形態に係るインバータ制御装置がダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。図８は、線Ｙ１１、線Ｙ２１、線Ｍ１１、線Ｍ２１及び線Ｔ１を示している。線Ｙ１１は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力を表している。線Ｙ２１は、第二インバータ２０が出力する第二出力電力を表している。線Ｍ１１は、第一インバータ１０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｍ２１は、第二インバータ２０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｔ１は、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力を表している。この電力は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力と第二インバータ２０が出力する第二出力電力との合計に等しい。
【００６５】
図８に示すように、０秒から１秒までの期間では、第一インバータ１０が約５５０ｋＷの第一出力電力を出力しており、第二インバータ２０が約５０ｋＷの第二出力電力を出力している。このような場合に電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加すると、図８に示すように、第一出力電力が第一定格出力電力を超える出力電力である約７００ｋＷまで上昇し、第二出力電力が第二定格出力電力未満の出力電力である約３４０ｋＷまで上昇する。
【００６６】
しかし、インバータ制御装置１は、制御部１０２を使用してダンピング係数を調整する処理を実行する。これにより、図８に線Ｔ１、線Ｙ１１及び線Ｙ２１で示すように、線Ｔ１は、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力、第一出力電力及び第二出力電力は、それぞれ約１０７０ｋＷ、約６７０ｋＷ、約４００ｋＷで安定して推移する。また、これにより、図８に線Ｍ１１及び線Ｍ２１で示すように、第二インバータ２０から第一インバータ１０に流れる無効電力は、小さな値のまま安定して推移する。
【００６７】
図９は、第一実施形態に係るインバータ制御装置がダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。図９は、線Ｎ１１及び線Ｎ２１を示している。線Ｎ１１は、第一インバータ１０の内部誘起電圧を示している。線Ｎ２１は、第二インバータ２０の内部誘起電圧を示している。
【００６８】
図９に線Ｎ１１で示すように、第一インバータ１０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加した後、約３２５０Ｖから約３１００Ｖまで急激に減少し、約３４００Ｖまで増加し、その後約３２５０Ｖで安定して推移する。また、図９に線Ｎ２で示すように、第二インバータ２０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する前後において、約３２５０Ｖで安定して推移する。
【００６９】
図８及び図９を参照しながら説明したように、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加しても、インバータ制御装置１が制御部１０２を使用してダンピング係数を調整する処理を実行した場合、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、いずれも安定的に動作する。また、これは、インバータ制御装置１が制御部１０２を使用して単位慣性定数を調整する処理を実行した場合も同様である。
【００７０】
図１０は、第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力と、負荷に供給される電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。図１０は、線Ｙ１２、線Ｙ２２、線Ｍ１２、線Ｍ２２及び線Ｔ２を示している。線Ｙ１２は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力を表している。線Ｙ２２は、第二インバータ２０が出力する第二出力電力を表している。線Ｍ１２は、第一インバータ１０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｍ２２は、第二インバータ２０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｔ２は、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力を表している。この電力は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力と第二インバータ２０が出力する第二出力電力との合計に等しい。
【００７１】
図１０に示すように、０秒から１秒までの期間では、第一インバータ１０が約５５０ｋＷの第一出力電力を出力しており、第二インバータ２０が約５０ｋＷの第二出力電力を出力している。このような場合に電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加すると、図１０に示すように、第一出力電力が第一定格出力電力を超える出力電力である約７００ｋＷまで上昇し、第二出力電力が第二定格出力電力未満の出力電力である約３４０ｋＷまで上昇する。
【００７２】
しかし、インバータ制御装置１は、制御部１０２を使用して単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行する。これにより、図１０に線Ｔ２、線Ｙ１２及び線Ｙ２２で示すように、線Ｔ２は、負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎに供給される電力、第一出力電力及び第二出力電力は、それぞれ約１０８０ｋＷ、約５４０ｋＷ、約５４０ｋＷで安定して推移する。また、これにより、図１０に線Ｍ１２及び線Ｍ２２で示すように、第二インバータ２０から第一インバータ１０に流れる無効電力は、小さな値のまま安定して推移する。
【００７３】
図１１は、第一実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの内部誘起電圧及び第二インバータの内部誘起電圧のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１は、線Ｎ１２及び線Ｎ２２を示している。線Ｎ１２は、第一インバータ１０の内部誘起電圧を示している。線Ｎ２２は、第二インバータ２０の内部誘起電圧を示している。
【００７４】
図１１に線Ｎ１２で示すように、第一インバータ１０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加した後、約３３００Ｖから約３１００Ｖまで急激に減少し、約３５００Ｖまで増加し、その後約３３００Ｖで安定して推移する。また、図１１に線Ｎ２２で示すように、第二インバータ２０の内部誘起電圧は、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加する前後において、約３３００Ｖで安定して推移する。
【００７５】
図１０及び図１１を参照しながら説明したように、電力系統Ｅに接続されている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの大きさの合計が増加しても、インバータ制御装置１が制御部１０２を使用して単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、いずれも安定的に動作する。
【００７６】
つまり、インバータ制御装置１は、上述した四つの処理の少なくとも一つを実行する。これにより、インバータ制御装置１は、第二出力電圧ベクトルＶ２よりも第一出力電圧ベクトルＶ１が負荷電圧ベクトルＶＬの変化に追従し易くし、第一インバータ１０及び第二インバータ２０を安定的に動作させることができる。
【００７７】
また、制御部１０２は、第一単位慣性定数が第二単位慣性定数よりも小さくなるまで、第一単位慣性定数を減少させる処理及び第二単位慣性定数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一ダンピング係数が第二ダンピング係数よりも小さくなるまで、第一ダンピング係数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する。これにより、インバータ制御装置１は、第二出力電圧ベクトルＶ２よりも第一出力電圧ベクトルＶ１が負荷電圧ベクトルＶＬの変化に更に追従し易くし、第一インバータ１０及び第二インバータ２０を更に安定的に動作させることができる。
【００７８】
［第二実施形態］
図１２から図１９を参照しながら、第二実施形態に係るインバータ制御装置について説明する。第二実施形態では、電力系統において事故が発生したと判定された場合を例に挙げて説明する。ここで言う事故は、例えば、短絡である。また、第二実施形態の説明では、第一実施形態と重複する内容の説明を適宜省略する。
【００７９】
取得部１０１は、電力系統Ｅの状態を判定する判定処理の結果を示す判定結果データを取得する。ただし、第二実施形態では、電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定された場合を例に挙げているため、取得部１０１は、電力系統Ｅにおいて事故が発生していないと判定されたことを示す判定結果データを取得する。例えば、取得部１０１は、第一出力電力の目標値である第一目標電力と第一出力電力との差が所定の閾値を超えていたことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する。
【００８０】
ここで、電力系統Ｅにおいて短絡が発生した場合、第一インバータ１０の第一出力電力及び第二インバータ２０の第二出力電力のいずれもゼロになる。また、第一出力電力は、第二出力電力よりも大きい。したがって、電力系統Ｅにおいて短絡が発生した場合、第一出力電力の周波数の偏差は、第二出力電力の周波数の偏差よりも大きくなる。このため、短絡が発生した箇所が電力系統Ｅから切り離されて復電した場合、負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が大きくなり、第一出力電力と第二出力電力との差が大きくなってしまう。つまり、復電した場合、第一出力電力が第一定格出力電力を超えてしまう可能性が高くなってしまう。
【００８１】
そこで、制御部１０２は、判定結果データが示す結果に基づいて、第一実施形態の場合とは反対に、第一単位慣性定数を増加させる処理、第一ダンピング係数を増加させる処理、第二単位慣性定数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する。
【００８２】
例えば、制御部１０２は、第一出力電力の周波数の偏差と、第二出力電力の周波数の偏差とが等しくなるまで、第一単位慣性定数を増加させる処理、第一ダンピング係数を増加させる処理、第二単位慣性定数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する。
【００８３】
また、例えば、制御部１０２は、第一単位慣性定数を増加させる処理及び第二単位慣性定数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一単位慣性定数が第二単位慣性定数よりも大きくなるまで、第一単位慣性定数を増加させる処理及び第二単位慣性定数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。
【００８４】
また、例えば、制御部１０２は、第一ダンピング係数を増加させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一ダンピング係数が第二ダンピング係数よりも大きくなるまで、第一ダンピング係数を増加させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。
【００８５】
制御部１０２は、これらの処理により、第一出力電圧ベクトルＶ１の位相よりも第二出力電圧ベクトルＶ２の位相を変化し易くし、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が小さくなるようにする。
【００８６】
以上、第二実施形態に係るインバータ制御装置１について説明した。インバータ制御装置１は、判定結果データが示す結果に基づいて、第一単位慣性定数を増加させる処理、第一ダンピング係数を増加させる処理、第二単位慣性定数を減少増加させる処理、第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する。これにより、インバータ制御装置１は、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が小さくなるようにする。したがって、インバータ制御装置１は、第一出力電力が第一定格出力電力を超えてしまうことを抑制し、定格出力電力に対する出力電力の比率が異なる第一インバータ１０及び第二インバータ２０を安定的に動作させることができる。
【００８７】
次に、図１２から図１７を参照しながら、インバータ制御装置１が奏する効果の具体例について説明する。また、図１２から図１７を使用した説明では、図１２から図１７に示した１秒の時点において電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、図１２から図１７に示した約１．５秒の時点において復電したものとする。
【００８８】
図１２は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一単位慣性定数の時間的な変化及び第二単位慣性定数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１２は、線Ａ１０及び線Ａ２０を示している。線Ａ１０は、第一単位慣性定数を表している。線Ａ２０は、第二慣単位慣性定数を表している。図１２に線Ａ１０で示すように、第一単位慣性定数は、５で一定である。また、図１２に線Ａ２０で示すように、第二単位慣性定数は、１０で一定である。
【００８９】
図１３は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一ダンピング係数の時間的な変化及び第二ダンピング係数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１３は、線Ｂ１０及び線Ｂ２０を示している。線Ｂ１０は、第一ダンピング係数を表している。線Ｂ２０は、第二ダンピング係数を表している。図１３に線Ｂ１０で示すように、第一ダンピング係数は、０．２４で一定である。また、図１３に線Ｂ２０で示すように、第二ダンピング係数は、１．０８で一定である。
【００９０】
図１２及び図１３に示すように、電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、その後復電した場合において、第一単位慣性定数、第二慣単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二慣ダンピング係数のいずれも調整されない場合、例えば、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、図１４に示すように動作する。
【００９１】
図１４は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行していない場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。図１４は、線Ｙ１０、線Ｙ２０、線Ｍ１０及び線Ｍ２０を示している。線Ｙ１０は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力を表している。線Ｙ２０は、第二インバータ２０が出力する第二出力電力を表している。線Ｍ１０は、第一インバータ１０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｍ２０は、第二インバータ２０から系統に流れる無効電力を表している。
【００９２】
図１４に示すように、０秒から１秒までの期間では、第一インバータ１０が約５２０ｋＷの第一出力電力を出力しており、第二インバータ２０が約６０ｋＷの第二出力電力を出力している。このような場合に電力系統Ｅにおいて短絡が発生すると、図１４に示すように、第一出力電力及び第二出力電力は、いずれも約０ｋＷとなる。
【００９３】
このような状態で約１．５秒の時点において復電した場合、図１４に線Ｙ１０で示すように、第一出力電力は、第一定格出力電力を大きく超える。一方、この場合、図１４に線Ｙ２０で示すように、第二出力電力は、約６０ｋＷまで上昇する。復電した際における第一出力電力と第二出力電力とが対照的な振る舞いを示す要因は、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が大きくなっていることである。
【００９４】
第一出力電力が第一定格出力電力を超えた場合、第一インバータ１０がフィルタコンデンサに電流を供給し得なくなり、かつ、電流制御部１４が第一出力電流を低下させるように動作するため、図１４に線Ｙ１０で示すように、第一出力電力の第一出力電圧が減少してしまい、第一出力電力も減少してしまう。この場合、図１４に線Ｙ２０で示すように、第二インバータ２０が第二出力電圧を維持しつつ、第二出力電流を増加させるため、第二出力電力は、第二定格出力電力を超えるまで増加し、その後減少する。また、図１４に線Ｍ１０及び線Ｍ２０で示すように、第二インバータ２０から第一インバータ１０に流れる無効電力は、第二出力電力が第二定格出力電力を超えるまで増加し、その後減少する。
【００９５】
図１２から図１４を参照しながら説明したように、電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、その後復電した場合において、第一単位慣性定数、第二慣単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二慣ダンピング係数のいずれも調整されないと、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、いずれも不安定になってしまう。このような事態の発生を避けるため、インバータ制御装置１は、上述した制御部１０２による処理を実行する。
【００９６】
次に、図１５から図１７を参照しながら、インバータ制御装置１が上述した制御部１０２による処理を実行した場合における第一インバータ１０の振る舞い及び第二インバータ２０の振る舞いについて説明する。
【００９７】
図１５は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一単位慣性定数の時間的な変化及び第二単位慣性定数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１５は、線Ａ１３及び線Ａ２３を示している。線Ａ１３は、第一単位慣性定数を表している。線Ａ２３は、第二慣単位慣性定数を表している。図１５に線Ａ１３で示すように、制御部１０２は、短絡が発生した１秒の時点から復電した約１．５秒までの間、第一単位慣性定数を１１に引き上げる。また、図１５に線Ａ２３で示すように、制御部１０２は、短絡が発生した１秒の時点から復電した約１．５秒までの間、第二単位慣性定数を６に引き下げる。
【００９８】
図１６は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一ダンピング係数の時間的な変化及び第二ダンピング係数の時間的な変化のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１６は、線Ｂ１３及び線Ｂ２３を示している。線Ｂ１３は、第一ダンピング係数を表している。線Ｂ２３は、第二慣ダンピング係数を表している。図１６に線Ｂ１３で示すように、制御部１０２は、短絡が発生した１秒の時点から復電した約１．５秒までの間、第一ダンピング係数を１．２４まで引き上げる。また、図１６に線Ｂ２３で示すように、制御部１０２は、短絡が発生した１秒の時点から復電した約１．５秒までの間、第二ダンピング係数を０．４２まで引き下げる。
【００９９】
電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、その後復電した場合において、図１５及び図１６に示すように、第一単位慣性定数、第二慣単位慣性定数、第一ダンピング係数及び第二慣ダンピング係数が調整される場合、例えば、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、図１７に示すように動作する。
【０１００】
図１７は、第二実施形態に係るインバータ制御装置が単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合における第一インバータの出力電力及び無効電力と、第二インバータの出力電力及び無効電力とのシミュレーション結果の一例を示す図である。図１７は、線Ｙ１３、線Ｙ２３、線Ｍ１３及び線Ｍ２３を示している。線Ｙ１３は、第一インバータ１０が出力する第一出力電力を表している。線Ｙ２３は、第二インバータ２０が出力する第二出力電力を表している。線Ｍ１３は、第一インバータ１０から系統に流れる無効電力を表している。線Ｍ２３は、第二インバータ２０から系統に流れる無効電力を表している。
【０１０１】
図１７に示すように、０秒から１秒までの期間では、第一インバータ１０が約５５０ｋＷの第一出力電力を出力しており、第二インバータ２０が約５０ｋＷの第二出力電力を出力している。このような状況の下、１秒の時点で電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、約１．５秒の時点で復電した場合、図１７に示すように、第一出力電力が７２０ｋＷまで上昇し、第二出力電力が第二定格出力電力未満の出力電力である約−１６０ｋＷまで減少する。その後、図１７に線Ｙ１３及び線Ｙ２３で示すように、第一出力電力及び第二出力電力は、それぞれ約５５０ｋＷ、約５０ｋＷで安定して推移する。また、これにより、図１７に線Ｍ１３及び線Ｍ２３で示すように、第二インバータ２０から第一インバータ１０に流れる無効電力は、小さな値のまま安定して推移する。
【０１０２】
図１５から図１７を参照しながら説明したように、電力系統Ｅにおいて短絡が発生し、その後復電しても、インバータ制御装置１が制御部１０２を使用して単位慣性定数及びダンピング係数を調整する処理を実行した場合、第一インバータ１０及び第二インバータ２０は、いずれも安定的に動作する。
【０１０３】
つまり、インバータ制御装置１は、上述した四つの処理の少なくとも一つを実行する。これにより、インバータ制御装置１は、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が小さくなるようにし、第一インバータ１０及び第二インバータ２０を安定的に動作させることができる。
【０１０４】
また、制御部１０２は、第一出力電力の周波数の偏差と、第二出力電力の周波数の偏差とが等しくなるまで、第一単位慣性定数を増加させる処理、第一ダンピング係数を増加させる処理、第二単位慣性定数を減少させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一つを実行する。これにより、インバータ制御装置１は、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が等しくなるようにし、第一インバータ１０及び第二インバータ２０を更に安定的に動作させることができる。
【０１０５】
また、制御部１０２は、第一単位慣性定数が第二単位慣性定数よりも大きくなるまで、第一単位慣性定数を増加させる処理及び第二単位慣性定数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。或いは、制御部１０２は、第一ダンピング係数が第二ダンピング係数よりも大きくなるまで、第一ダンピング係数を増加させる処理及び第二ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行する。これにより、インバータ制御装置１は、復電した後における負荷電圧ベクトルＶＬを基準とした第一出力電圧ベクトルＶ１の位相と第二出力電圧ベクトルＶ２の位相との差が更に小さくなるようにし、第一インバータ１０及び第二インバータ２０を更に安定的に動作させることができる。
【０１０６】
なお、上述した第一実施形態及び第二実施形態では、インバータ制御装置１が第一インバータ１０及び第二インバータ２０とは別の装置である場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、第一インバータ１０は、上述した取得部１０１と同様の機能を有する取得部と、第一単位慣性定数を減少させる処理及び第一ダンピング係数を減少させる処理の少なくとも一方を実行し、又は第一単位慣性定数を増加させる処理及び第一ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行する制御部とを備えていてもよい。同様に、第二インバータ２０は、上述した取得部１０１と同様の機能を有する取得部と、第二単位慣性定数を増加させる処理及び第二ダンピング係数を増加させる処理の少なくとも一方を実行し、又は第二単位慣性定数を減少させる処理及び第二ダンピング減少を増加させる処理の少なくとも一方を実行する制御部とを備えていてもよい。
【０１０７】
また、上述した第一実施形態及び第二実施形態では、取得部１０１が第一目標電力と第一出力電力との差が所定の閾値を超えていたことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得する場合を例に挙げたが、これに限定されない。
【０１０８】
例えば、取得部１０１は、電力系統Ｅから電力の供給を受けている負荷Ｌ１、…、負荷Ｌｎの少なくとも一つの大きさの合計の変化量が所定の閾値を超えていたことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得してもよい。
【０１０９】
或いは、取得部１０１は、第一出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得してもよい。
【０１１０】
或いは、取得部１０１は、第二出力電力が所定の閾値未満であったことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得してもよい。
【０１１１】
或いは、取得部１０１は、第一出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得してもよい。
【０１１２】
或いは、取得部１０１は、第二出力電力の電圧が所定の閾値未満であったことを根拠として電力系統Ｅにおいて事故が発生したと判定されたことを示す判定結果データを取得してもよい。
【０１１３】
以上、本発明の第一実施形態及び第二実施形態について図面を参照しながら説明した。ただし、インバータ制御装置１は、第一実施形態及び第二実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、置換、組み合わせ又は設計変更を加えることができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１…インバータ制御装置、１０１…取得部、１０２…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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