(57)【要約】【課題】連系運転から単独運転に安定して制御を切換えることのできるインバータ制御装置を提供することにある。【解決手段】遮断器２が投入されると、交流電源３と連系して負荷８，８Ｔに交流電力を供給するための連系運転がされ、遮断器２が開放されると、負荷８に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータ６を制御するインバータ制御装置１であって、遮断器２から投入状態信号ＳＪＫを受信した場合、インバータ６を連系運転させ、遮断器２から開放状態信号ＳＪＫを受信した場合、インバータ６を単独運転させ、遮断器２への開放操作信号ＳＳを受信した場合、インバータ６を連系運転から単独運転に移行させるための切換時制御をする。【選択図】      図１
2010200535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断器が投入されると、交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記遮断器が投入された状態であることを示す投入状態信号を受信した場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記遮断器が開放された状態であることを示す開放状態信号を受信した場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信した場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をする切換時制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項２】
前記連系運転制御手段は、前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信していない場合、前記インバータを連系運転させる制御をし、
前記切換時制御手段は、前記開放状態信号を受信していない場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をすること
を特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
遮断器が投入されると、交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信していない場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信し、かつ前記遮断器が投入された状態であることを示す投入状態信号を受信していない場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信し、かつ前記投入状態信号を受信した場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をする切換時制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項４】
前記連系運転制御手段は、所定の範囲に制限された電流指令値に基づいて、前記インバータを電流制御し、
前記切換時制御手段は、前記連系運転制御手段の前記所定の範囲よりも狭い範囲に制限された電流指令値に基づいて、前記インバータを電流制御し、
前記単独運転制御手段は、前記連系運転制御手段の前記所定の範囲に制限された電流指令値に基づいて、前記インバータを電流制御すること
を特徴とする請求項３に記載のインバータ制御装置。
【請求項５】
前記切換時制御手段は、予め設定された前記単独運転時の負荷に相当する電流値に基づいて、前記インバータを電流制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項６】
前記単独運転時の負荷に流れる負荷電流値を取得する負荷電流値取得手段を備え、
前記切換時制御手段は、前記負荷電流値取得手段により取得された前記負荷電流値に基づいて、前記インバータを電流制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項７】
前記遮断器に流れる遮断器電流値を取得する遮断器電流値取得手段を備え、
前記切換時制御手段は、前記遮断器電流値取得手段により取得された前記遮断器電流値に基づいて、前記インバータを電流制御すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項８】
前記インバータから出力される電圧値を取得する電圧値取得手段を備え、
前記切換時制御手段は、前記電圧値取得手段により取得された前記電圧値に基づいて、前記インバータを比例制御による電圧制御をすること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項９】
前記インバータから出力される電圧値を取得する電圧値取得手段を備え、
前記切換時制御手段は、前記電圧値取得手段により取得された前記電圧値に基づいて、前記インバータを１次遅れ制御による電圧制御をすること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項１０】
遮断器が投入されると、交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信していない場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信した場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項１１】
前記連系運転制御手段は、所定の範囲に制限された電流指令値に基づいて、前記インバータを電流制御し、
前記単独運転制御手段は、前記連系運転制御手段による前記電流指令値を制限する前記所定の範囲よりも狭い範囲に制限された電流指令値に基づいて、前記インバータを電流制御すること
を特徴とする請求項１０に記載のインバータ制御装置。
【請求項１２】
遮断器と、
前記遮断器を介して交流母線と接続された交流電源と、
前記交流母線に接続され、前記遮断器が投入されると、前記交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、
前記遮断器が投入された状態であることを示す投入状態信号を受信した場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記遮断器が開放された状態であることを示す開放状態信号を受信した場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信した場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をする切換時制御手段とを備えたこと
を特徴とする電力系統システム。
【請求項１３】
遮断器と、
前記遮断器を介して交流母線と接続された交流電源と、
前記交流母線に接続され、前記遮断器が投入されると、前記交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信していない場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信し、かつ前記遮断器が投入された状態であることを示す投入状態信号を受信していない場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信し、かつ前記投入状態信号を受信した場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をする切換時制御手段とを備えたこと
を特徴とする電力系統システム。
【請求項１４】
遮断器と、
前記遮断器を介して交流母線と接続された交流電源と、
前記交流母線に接続され、前記遮断器が投入されると、前記交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータと、
前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備え、
前記インバータ制御手段は、
前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信していない場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、
前記開放操作信号を受信した場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段とを備えたこと
を特徴とする電力系統システム。
【請求項１５】
前記開放操作信号を、前記インバータ制御手段の受信後に、前記遮断器が受信するように設けられた遅延手段
を備えたことを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の電力系統システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、分散型電源システムや交流き電回路に適用されるインバータは、他の交流電源と連系して電力系統に電力供給をする連系運転を行う。また、このようなインバータにおいて、多様な運用に対応するために、交流電源のない無電源負荷系統に単独で電力供給をする単独運転に切換えられるようにしたものがある。
【０００３】
連系運転を行う場合、インバータは、一般的には上位制御系から有効電力指令値及び無効電力指令値が与えられる。インバータは、インバータ出力電流の有効成分及び無効成分の検出値を、これらの指令値と一致させるように電流制御が行われる。一方、単独運転を行う場合、インバータは、自己が接続される交流系統の電圧を一定値に保つように、インバータ出力電圧の大きさを調整する電圧制御が行われる。
【０００４】
連系運転から単独運転への制御方式の切換えは、交流電源と交流系統とを接続する遮断器が開放されたことを検出することにより行われる（例えば、特許文献１，２参照）。また、遮断器に大きな電流が流れていると過渡的な外乱が大きくなるため、遮断器の開放前に、遮断器を流れる電流を一定値以下になるように、インバータの出力を制御する制御方法が開示されていている（例えば、特許文献３〜５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１７２５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２５１７１号公報
【特許文献３】特開２００６−１０１６３４号公報
【特許文献４】特開２００７−１５１２９１号公報
【特許文献５】特開昭６１−１６４４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなインバータの制御では、以下のような問題がある。
【０００７】
遮断器が開放されてからインバータ制御装置が遮断器の開放を検出するまでの間には、伝送などにより、遅延が生じる。このような遅延が生じている間は、遮断器が開放されている状態で、インバータは、連系運転用制御で運転される。
【０００８】
このような状態では、電力系統に接続されている負荷量と連系運転用の制御で使用されている電流指令値が一致していない場合、大きな電圧変動や周波数変動が生じる。このような場合、インバータの運転を安全に継続することが困難になる。
【０００９】
また、遮断器の開放前に、遮断器を流れる電流を一定値以下になるように制御する制御方式の場合、遮断器の開放直後では、大きな外乱の発生は抑制することができる。しかし、制御方式が実際の運転状態と合っておらず、負荷量も一定ではないため、制御切換の遅れ時間によっては、不安定な状態になる可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、連系運転から単独運転に安定して制御を切換えることのできるインバータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の観点に従ったインバータ制御装置は、遮断器が投入されると、交流電源と連系して負荷に交流電力を供給するための連系運転がされ、前記遮断器が開放されると、前記負荷に交流電力を単独で供給するための単独運転がされるインバータを制御するインバータ制御装置であって、前記遮断器が投入された状態であることを示す投入状態信号を受信した場合、前記インバータを連系運転させる制御をする連系運転制御手段と、前記遮断器が開放された状態であることを示す開放状態信号を受信した場合、前記インバータを単独運転させる制御をする単独運転制御手段と、前記遮断器が開放される操作がされることを示す開放操作信号を受信した場合、前記インバータを前記連系運転から前記単独運転に移行させるための切換時の制御をする切換時制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、連系運転から単独運転に安定して制御を切換えることのできるインバータ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図３】従来のインバータ制御装置による交流母線の電圧のシミュレーション結果を示す波形図。
【図４】従来のインバータ制御装置による交流母線の周波数のシミュレーション結果を示す波形図。
【図５】第１の実施形態に係るインバータ制御回路による交流母線の電圧のシミュレーション結果を示す波形図。
【図６】第１の実施形態に係るインバータ制御回路による交流母線の周波数のシミュレーション結果を示す波形図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図１０】第４の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図１２】第５の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図１４】第６の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図１５】第６の実施形態に係る電圧制御回路の構成を示すブロック図。
【図１６】第６の実施形態に係るインバータ制御回路における連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図。
【図１７】第６の実施形態に係るインバータ制御回路の切換時制御時と等価的な構成を示したブロック図。
【図１８】本発明の第７の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図１９】第７の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図２０】第７の実施形態に係るインバータ制御回路における連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図。
【図２１】従来のインバータ制御回路における連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図。
【図２２】第７の実施形態に係るインバータ制御回路による交流母線の電圧のシミュレーション結果を示す波形図。
【図２３】本発明の第８の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図２４】第８の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【図２５】本発明の第９の実施形態に係る電力系統システムの構成を示すブロック図。
【図２６】第９の実施形態に係るインバータ制御回路の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力系統システム１０の構成を示すブロック図である。なお、以降の図における同一部分には、同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１６】
電力系統システム１０は、インバータ制御回路１と、遮断器２と、系統インピーダンス３と、交流電源４と、変換器用変圧器５と、インバータ６と、直流電源７と、負荷８，８Ｔと、遮断器操作指令回路９１と、遮断器状態監視回路９２と、上位制御系装置９３と、切換指令生成回路ＣＫと、パルス発生回路ＣＰと、電流検出器ＤＩと、電圧検出器ＤＶＭ，ＤＶＰと、伝送回路ＤＳ１，ＤＳ２とを備えた構成である。
【００１７】
交流電源４は、遮断器２及び系統インピーダンス３を介して、交流母線ＢＳと接続されている。インバータ６は、交流側（出力側）が、変換器用変圧器５を介して、交流母線ＢＳと接続されている。インバータ６は、直流側（入力側）に、直流電源７が接続されている。負荷８は、遮断器２を介さずに、交流母線ＢＳと接続されている。負荷８Ｔは、遮断器２を介して、交流母線ＢＳと接続されている。電流検出器ＤＩは、変換器用変圧器５と交流母線ＢＳとの間の電気経路に設けられている。電圧検出器ＤＶＭ，ＤＶＰは、交流母線ＢＳに設けられている。
【００１８】
インバータ６は、直流電源７から供給された直流電力を交流電力に変換する。インバータ６は、変換した交流電力を交流母線ＢＳに供給する。インバータ６は、インバータ制御回路１により制御される自励式インバータである。なお、直流電源７は、直接的に直流電力を発生させる装置に限らず、交流電力を直流電力に変換するコンバータでもよい。
【００１９】
遮断器２が開放されると、交流電源４及び負荷８Ｔは、交流母線ＢＳから切り離される。この場合、インバータ６は、交流母線ＢＳに単独で交流電力を負荷８に供給する単独運転が行われる。遮断器２が投入されると、交流電源４及び負荷８Ｔは、交流母線ＢＳに接続される。この場合、インバータ６は、交流電源４と連系して、交流電力を負荷８，８Ｔに供給する連系運転が行われる。
【００２０】
電流検出器ＤＩは、インバータ６の出力電流Ｉｓを検出する。電流検出器ＤＩは、検出した出力電流Ｉｓをインバータ制御回路１に出力する。
【００２１】
電圧検出器ＤＶＭは、インバータ６の電圧制御をするための交流母線ＢＳの電圧の大きさＶｍａｇを検出する。電圧検出器ＤＶＭは、検出した交流母線電圧の大きさＶｍａｇをインバータ制御回路１に出力する。
【００２２】
電圧検出器ＤＶＰは、インバータ６の単独運転時に用いる位相信号の発振に用いるために、交流母線ＢＳの電圧である交流母線電圧Ｖｐを検出する。電圧検出器ＤＶＰは、検出した交流母線電圧Ｖｐをインバータ制御回路１に出力する。
【００２３】
遮断器操作指令回路９１は、遮断器２を開放又は投入するための操作指令ＳＳを出力する。遮断器操作指令回路９１は、伝送回路ＤＳ１を介して、切換指令生成回路ＣＫに操作指令ＳＳを出力する。遮断器操作指令回路９１は、遮断器２を開放する場合は、操作指令ＳＳを「１」にして出力する。即ち、操作指令ＳＳが「１」の場合は、操作指令ＳＳは、開放指令となる。遮断器操作指令回路９１は、遮断器２を投入する場合は、操作指令ＳＳを「０」にして出力する。即ち、操作指令ＳＳが「０」の場合は、操作指令ＳＳは、投入指令となる。
【００２４】
遮断器状態監視回路９２は、遮断器２から受信する信号ＳＪに基づいて、遮断器２の開閉状態を監視する。遮断器状態監視回路９２は、遮断器２の状態を状態信号ＳＪＫとして、伝送回路ＤＳ２を介して、切換指令生成回路ＣＫに出力する。遮断器状態監視回路９２は、遮断器２が開放状態の場合は、状態信号ＳＪＫを「１」にして出力する。遮断器状態監視回路９２は、遮断器２が投入状態の場合は、状態信号ＳＪＫを「０」にして出力する。
【００２５】
上位制御系装置９３は、インバータ６から出力させる有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏを、インバータ制御回路１に出力する。
【００２６】
切換指令生成回路ＣＫは、インバータ６の制御方式を切換えるための切換指令ＳＫ１，ＳＫ２を生成する回路である。切換指令生成回路ＣＫは、生成した切換指令ＳＫ１，ＳＫ２をインバータ制御回路１に出力する。
【００２７】
次に、切換指令生成回路ＣＫの詳細な構成について説明する。
【００２８】
切換指令生成回路ＣＫは、ＯＲ回路Ｏ１１を含む構成である。
【００２９】
ＯＲ回路Ｏ１１には、遮断器操作指令回路９１から出力された操作指令ＳＳと遮断器状態監視回路９２から出力された状態信号ＳＪＫとが入力される。ＯＲ回路Ｏ１１は、操作指令ＳＳと状態信号ＳＪＫとの論理和を演算する。
【００３０】
切換指令生成回路ＣＫは、ＯＲ回路Ｏ１１による演算結果を、切換指令ＳＫ１として生成する。従って、切換指令ＳＫ１が「１」の場合は、遮断器２が開放されようとしている状態であるか、又は遮断器２が開放された状態であることを示している。切換指令ＳＫ１が「０」の場合は、遮断器２が投入されている状態であることを示している。
【００３１】
切換指令生成回路ＣＫは、遮断器状態監視回路９２から出力された状態信号ＳＪＫを、切換指令ＳＫ２として生成する。切換指令ＳＫ２が「１」の場合は、遮断器２が開放された状態であることを示している。切換指令ＳＫ２が「０」の場合は、遮断器２が投入されている状態であることを示している。また、遮断器２に開放指令が出力されているが、遮断器２の開放がまだ完了していない状態の場合も、切換指令ＳＫ２は、「０」である。
【００３２】
インバータ制御回路１は、インバータ６を制御するための回路である。インバータ制御回路１は、切換指令生成回路ＣＫにより生成された切換指令ＳＫ１，ＳＫ２により、連系運転制御、単独運転制御、又は切換時制御のいずれかの制御方式が選択される。インバータ制御回路１は、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）を生成する。インバータ制御回路１は、生成したインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）をパルス発生回路ＣＰに出力する。
【００３３】
パルス発生回路ＣＰは、インバータ制御回路１により生成されたインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦパルス信号を発生させる。パルス発生回路ＣＰがＯＮ／ＯＦＦパルス信号をインバータ６に与えることにより、インバータ６は、出力電圧がインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）になるように制御される。
【００３４】
図２は、本実施形態に係るインバータ制御回路１の構成を示すブロック図である。
【００３５】
インバータ制御回路１は、ｄｑ軸変換回路１１と、１次遅れ回路１２と、リミッタ回路１３と、ゲイン切換回路１４と、電流制御回路１５と、電圧制御回路１６と、単独運転用位相発振回路１７と、位相検出回路１８と、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６，ＳＷ１７と、乗算器Ｍ１１，Ｍ１２と、加算器Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３と、減算器Ｕ１１，Ｕ１２とを備えた構成である。
【００３６】
スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１４〜ＳＷ１７には、切換指令生成回路ＣＫから切換指令ＳＫ１が入力される。スイッチ回路ＳＷ１３には、切換指令生成回路ＣＫから切換指令ＳＫ２が入力される。ゲイン切換回路１４には、切換指令生成回路ＣＫから切換指令ＳＫ２が入力される。
【００３７】
スイッチ回路ＳＷ１１〜ＳＷ１７は、入力された切換指令ＳＫ１，ＳＫ２が「１」の場合は、接点ＰＡが選択される。スイッチ回路ＳＷ１１〜ＳＷ１７は、入力された切換指令ＳＫ１，ＳＫ２が「０」の場合は、接点ＰＢが選択される。スイッチ回路ＳＷ１１〜ＳＷ１７は、選択された接点ＰＡ，ＰＢに入力された信号を出力する。スイッチ回路ＳＷ１６とスイッチ回路ＳＷ１７とは、連動して動作する。従って、スイッチ回路ＳＷ１６とスイッチ回路ＳＷ１７は、常に同一の接点ＰＡ，ＰＢが選択されている。
【００３８】
まず、インバータ６を連系運転させる連系運転制御を行う場合におけるインバータ制御回路１の構成について説明する。
【００３９】
インバータ制御回路１が連系運転制御を行う場合は、遮断器２が投入されている状態（操作指令ＳＳ＝０、状態信号ＳＪＫ＝０）である。この場合、切換指令ＳＫ１，ＳＫ２は、共に「０」である。従って、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６，ＳＷ１７は、全て接点ＰＢが選択されている。
【００４０】
位相検出回路１８には、電圧検出器ＤＶＰにより検出された交流母線電圧Ｖｐが入力される。位相検出回路１８は、交流母線電圧Ｖｐに基づいて、電圧位相θ、正弦波信号ｓｉｎθ、正弦波信号ｃｏｓθ、ｄ軸成分（有効電力成分）電圧Ｖｄ、及びｑ軸成分（無効電力成分）電圧Ｖｑを算出する。位相検出回路１８は、検出した電圧位相θが入力信号である交流母線電圧Ｖｐの位相に完全に追従するように、比例積分回路によるフィードバック制御が行われる。
【００４１】
位相検出回路１８は、算出した電圧位相θをスイッチ回路ＳＷ１４の接点ＰＢに出力する。スイッチ回路ＳＷ１４は、接点ＰＢに入力された電圧位相θを、ｄｑ軸変換回路１１に出力する。
【００４２】
位相検出回路１８は、算出した正弦波信号ｓｉｎθをスイッチ回路ＳＷ１６の接点ＰＢに出力する。スイッチ回路ＳＷ１６は、接点ＰＢに入力された正弦波信号ｓｉｎθを、乗算器Ｍ１２に出力する。
【００４３】
位相検出回路１８は、算出した正弦波信号ｃｏｓθをスイッチ回路ＳＷ１７の接点ＰＢに出力する。スイッチ回路ＳＷ１７は、接点ＰＢに入力された正弦波信号ｃｏｓθを、乗算器Ｍ１１に出力する。
【００４４】
位相検出回路１８は、算出したｄ軸成分電圧Ｖｄをスイッチ回路ＳＷ１１の接点ＰＢに出力する。スイッチ回路ＳＷ１１は、接点ＰＢに入力されたｄ軸成分電圧Ｖｄを、加算器Ｄ１１に出力する。
【００４５】
位相検出回路１８は、算出したｑ軸成分電圧Ｖｑをスイッチ回路ＳＷ１５の接点ＰＢに入力する。スイッチ回路ＳＷ１５は、接点ＰＢに入力されたｑ軸成分電圧Ｖｑを、加算器Ｄ１２に出力する。
【００４６】
ｄｑ軸変換回路１１には、電流検出器ＤＩにより検出されたインバータ６の出力電流Ｉｓが入力される。ｄｑ軸変換回路１１は、位相検出回路１８から入力された電圧位相θに基づいて、出力電流Ｉｓをｄ軸成分（有効電力成分）Ｉｄとｑ軸成分（無効電力成分）Ｉｑに変換する。ｄｑ軸変換回路１１は、変換したｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑを、減算器Ｕ１２に出力する。
【００４７】
スイッチ回路ＳＷ１２の接点ＰＢには、上位制御系装置９３から有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏが入力される。スイッチ回路ＳＷ１２は、接点ＰＢに入力された有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏを、スイッチ回路ＳＷ１３の接点ＰＢに出力する。スイッチ回路ＳＷ１３は、接点ＰＢに入力された有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏを、リミッタ回路１３に出力する。
【００４８】
リミッタ回路１３には、上下限リミット値として、例えば定格電力相当の正負の電流値が設定されている。リミッタ回路１３は、入力された有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏを上下限リミット値で制限する。リミッタ回路１３は、この制限をした値を、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、減算器Ｕ１２に出力する。
【００４９】
減算器Ｕ１２は、ｄｑ軸変換回路１１から入力されたｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑと各電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆとのそれぞれのｄｑ軸成分毎に差分を演算する。減算器Ｕ１２は、演算した各差分を電流制御回路１５に出力する。
【００５０】
電流制御回路１５は、減算器Ｕ１２から入力された差分が零になるように制御する。電流制御回路１５は、制御するために演算された値を、ｄｑ軸成分毎に加算器Ｄ１１，Ｄ１２に出力する。
【００５１】
加算器Ｄ１１は、位相検出回路１８からスイッチ回路ＳＷ１１を介して入力されたｄ軸成分電圧Ｖｄに、電流制御回路１５から入力されたｄ軸成分の値を加算する。加算器Ｄ１１は、演算した値をｄ軸成分電圧Ｖｄｃとして乗算器Ｍ１１に出力する。
【００５２】
加算器Ｄ１２は、位相検出回路１８からスイッチ回路ＳＷ１５を介して入力されたｑ軸成分電圧Ｖｑに、電流制御回路１５から入力されたｑ軸成分の値を加算する。加算器Ｄ１２は、演算した値をｑ軸成分電圧Ｖｑｃとして乗算器Ｍ１２に出力する。
【００５３】
乗算器Ｍ１１は、加算器Ｄ１１から入力されたｄ軸成分電圧Ｖｄｃに、位相検出回路１８からスイッチ回路ＳＷ１７を介して入力された正弦波信号ｃｏｓθを乗算する。乗算器Ｍ１１は、演算した値を加算器Ｄ１３に出力する。
【００５４】
乗算器Ｍ１２は、加算器Ｄ１２から入力されたｑ軸成分電圧Ｖｑｃに、位相検出回路１８からスイッチ回路ＳＷ１６を介して入力された正弦波信号ｓｉｎθを乗算する。乗算器Ｍ１２は、演算した値を加算器Ｄ１３に出力する。
【００５５】
加算器Ｄ１３は、乗算器Ｍ１１から入力された値と乗算器Ｍ１２から入力された値を加算する。加算器Ｄ１３は、演算した値をインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）として、パルス発生回路ＣＰに出力する。即ち、Ｖｃ（ｔ）＝Ｖｄｃ×ｃｏｓθ＋Ｖｑｃ×ｓｉｎθとなる。
【００５６】
パルス発生回路ＣＰは、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）に基づくＯＮ／ＯＦＦパルス信号を、インバータ６に与える。これにより、インバータ６は、上位制御系装置９３からリミッタ回路１３を介して得られる有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆに従って、有効電力及び無効電力を出力するように運転される。
【００５７】
このとき、インバータ６は、交流電源４と分担して、負荷８，８Ｔに電力を供給する。従って、インバータ６の出力電力は、負荷８，８Ｔの消費電力と必ずしも同じではない。
【００５８】
次に、インバータ６を単独運転させる単独運転制御を行う場合におけるインバータ制御回路１の構成について説明する。
【００５９】
インバータ制御回路１が単独運転制御を行う場合は、遮断器２が開放されている状態（操作指令ＳＳ＝１、状態信号ＳＪＫ＝１）である。この場合、切換指令ＳＫ１，ＳＫ２は、共に「１」である。従って、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６，ＳＷ１７は、全て接点ＰＡが選択されている。ゲイン切換回路１４には、切換指令ＳＫ２が「１」として入力される。
【００６０】
減算器Ｕ１１には、電圧検出器ＤＶＭにより検出された交流母線電圧検出値（交流母線電圧の大きさ）Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとが入力される。減算器Ｕ１１は、交流母線電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を演算する。減算器Ｕ１１は、演算した差分を電圧制御回路１６に出力する。
【００６１】
電圧制御回路１６には、減算器Ｕ１１により演算された差分と電圧指令値Ｖｒｅｆとが入力される。電圧制御回路１６は、交流母線電圧検出値Ｖｍａｇが、電圧指令値Ｖｒｅｆに一致するように、インバータ出力電圧の大きさＶｃｍを調整する。電圧制御回路１６は、演算したインバータ出力電圧の大きさＶｃｍを、スイッチ回路ＳＷ１１の接点ＰＡに出力する。スイッチ回路ＳＷ１１は、接点ＰＡに入力されたインバータ出力電圧の大きさＶｃｍを、加算器Ｄ１１に出力する。
【００６２】
単独運転用位相発振回路１７には、電圧検出器ＤＶＰにより検出された交流母線電圧Ｖｐが入力される。単独運転用位相発振回路１７は、交流母線電圧Ｖｐに基づいて、電圧位相θ、正弦波信号ｓｉｎθ、及び正弦波信号ｃｏｓθを算出する。
【００６３】
ここで、連系運転制御における位相検出回路１８では、交流母線ＢＳの電圧位相に完全に追従した電圧位相（位相信号）θを得るため、比例積分回路によるフィードバック制御を用いている。これに対して、単独運転制御の場合は、交流母線電圧の位相を決めるのがインバータ６の出力電圧であるため、比例積分回路を用いると動作が不安定になる。そのため、１次遅れ回路又は比例回路によるフィードバック制御を行う。交流母線ＢＳの電圧位相と単独運転用位相発振回路１７の出力位相にある程度の差をもたせて運転する。
【００６４】
単独運転用位相発振回路１７は、算出した電圧位相θをスイッチ回路ＳＷ１４の接点ＰＡに出力する。スイッチ回路ＳＷ１４は、接点ＰＡに入力された電圧位相θを、ｄｑ軸変換回路１１に出力する。
【００６５】
単独運転用位相発振回路１７は、算出した正弦波信号ｓｉｎθをスイッチ回路ＳＷ１６の接点ＰＡに出力する。スイッチ回路ＳＷ１６は、接点ＰＡに入力された正弦波信号ｓｉｎθを、乗算器Ｍ１２に出力する。
【００６６】
単独運転用位相発振回路１７は、算出した正弦波信号ｃｏｓθをスイッチ回路ＳＷ１７の接点ＰＡに出力する。スイッチ回路ＳＷ１７は、接点ＰＡに入力された正弦波信号ｃｏｓθを、乗算器Ｍ１１に出力する。
【００６７】
ｄｑ軸変換回路１１には、電流検出器ＤＩにより検出されたインバータ６の出力電流Ｉｓが入力される。ｄｑ軸変換回路１１は、単独運転用位相発振回路１７から入力された電圧位相θに基づいて、出力電流Ｉｓをｄ軸成分（有効電力成分）Ｉｄとｑ軸成分（無効電力成分）Ｉｑに変換する。ｄｑ軸変換回路１１は、変換したｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑを、１次遅れ回路１２及び減算器Ｕ１２に出力する。
【００６８】
１次遅れ回路１２は、ｄｑ軸変換回路１１により演算されたｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑに１次遅れの演算をする。即ち、１次遅れ回路１２は、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆを得るための定常的なインバータ出力電流ＩＳのｄｑ軸成分を演算する。１次遅れ回路１２は、演算した値をスイッチ回路ＳＷ１３の接点ＰＡに出力する。スイッチ回路ＳＷ１３は、接点ＰＡに入力されたｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑに１次遅れの演算をした値をリミッタ回路１３に出力する。
【００６９】
リミッタ回路１３には、連系運転制御の場合と同様に、上下限リミット値が設定されている。リミッタ回路１３は、ｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑに１次遅れの演算をした値を上下限リミット値で制限する。リミッタ回路１３は、この制限した値を、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、減算器Ｕ１２に出力する。
【００７０】
減算器Ｕ１２は、ｄｑ軸変換回路１１から入力されたｄｑ軸成分電流Ｉｄ，Ｉｑと各電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆとのそれぞれのｄｑ軸成分毎に差分を演算する。減算器Ｕ１２は、演算した各差分を電流制御回路１５に出力する。
【００７１】
ゲイン切換回路１４は、切換指令ＳＫ２が「１」の場合、電流制御回路１５のゲインを、連系運転制御の場合と比べて小さくする。ゲイン切換回路１４は、切換指令ＳＫ２が「０」の場合、電流制御回路１５のゲインを、連系運転制御時のゲインにする。ここでは、ゲイン切換回路１４には、切換指令ＳＫ２が「１」として入力される。よって、ゲイン切換回路１４は、電流制御回路１５のゲインを小さくする。
【００７２】
電流制御回路１５は、ゲイン切換回路１４により切換えられたゲインを用いて、減算器Ｕ１２から入力された差分が零になるように制御する。電流制御回路１５は、制御するために演算された値を、ｄｑ軸成分毎に加算器Ｄ１１，Ｄ１２に出力する。
【００７３】
ここで、ゲイン切換回路１４によるゲインの切換えについて説明する。
【００７４】
連系運転制御では、電流制御が主体で運転される。このため、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆに対する高速で高精度の追従性が必要である。よって、電流制御回路１５には、比較的ゲインの大きな比例積分回路を用いる。一方、単独運転制御では、基本的に連系運転制御と同等であるが、電圧制御が主体であり、電流制御は、電圧制御出力に対する補正を行うための制御である。よって、連系運転制御に比べて小さなゲインの比例積分回路にする必要がある。このため、単独運転制御では、ゲイン切換回路１４により、電流制御回路１５のゲインを連系運転制御の場合と比べて小さくする。なお、切換指令ＳＫ２により、電流制御回路１５を比例積分回路から１次遅れ回路又は比例回路に切換えてもよい。
【００７５】
加算器Ｄ１１は、電圧制御回路１６からスイッチ回路ＳＷ１１を介して入力されたインバータ出力電圧の大きさＶｃｍに、電流制御回路１５から入力されたｄ軸成分の値を加算する。加算器Ｄ１１は、演算した値をｄ軸成分電圧Ｖｄｃとして乗算器Ｍ１１に出力する。
【００７６】
スイッチ回路ＳＷ１５は、接点ＰＡが選択されているため、接点ＰＡに入力されている予め設定された「０」を加算器Ｄ１２に出力する。
【００７７】
加算器Ｄ１２は、電流制御回路１５から入力されたｑ軸成分の値に、スイッチ回路ＳＷ１５から入力された「０」を加算する。加算器Ｄ１２は、演算した値をｑ軸成分電圧Ｖｑｃとして乗算器Ｍ１２に出力する。即ち、加算器Ｄ１２は、電流制御回路１５から入力されたｑ軸成分の値を、そのままｑ軸成分電圧Ｖｑｃとして出力する。
【００７８】
乗算器Ｍ１１は、加算器Ｄ１１から入力されたｄ軸成分電圧Ｖｄｃに、単独運転用位相発振回路１７からスイッチ回路ＳＷ１７を介して入力された正弦波信号ｃｏｓθを乗算する。乗算器Ｍ１１は、演算した値を加算器Ｄ１３に出力する。
【００７９】
乗算器Ｍ１２は、加算器Ｄ１２から入力されたｑ軸成分電圧Ｖｑｃに、単独運転用位相発振回路１７からスイッチ回路ＳＷ１６を介して入力された正弦波信号ｓｉｎθを乗算する。乗算器Ｍ１２は、演算した値を加算器Ｄ１３に出力する。
【００８０】
加算器Ｄ１３は、乗算器Ｍ１１から入力された値と乗算器Ｍ１２から入力された値を加算する。加算器Ｄ１３は、演算した値をインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）として、パルス発生回路ＣＰに出力する。即ち、Ｖｃ（ｔ）＝Ｖｄｃ×ｃｏｓθ＋Ｖｑｃ×ｓｉｎθとなる。
【００８１】
パルス発生回路ＣＰは、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）に基づくＯＮ／ＯＦＦパルス信号を、インバータ６に与える。
【００８２】
これにより、インバータ６は、交流母線ＢＳの電圧Ｖｍａｇを電圧指令値Ｖｒｅｆに維持するように運転する。この際、インバータ出力が負荷８の消費電力と釣り合っていないと電圧が低下あるいは上昇する。このため、インバータ制御回路１は、インバータ出力電圧を一定に維持するよう運転することで、自動的に負荷８の消費電力と等しい有効電力および無効電力が出力される。
【００８３】
また、インバータ６は、電流制御による補正がされ、インバータ出力電流の過渡的な電流変動が抑制される。これにより、過電流を防止することができる。単独運転の場合、上位制御系から適切な有効電流指令値、無効電流指令値を得ることは困難である。上述のような制御をすることで、負荷量に応じた電流指令値を用いた電流制御により電圧制御出力の補正を行うことができる。
【００８４】
次に、インバータ６を連系運転から単独運転に移行する切換時の運転をさせる切換時制御を行う場合におけるインバータ制御回路１の構成について説明する。
【００８５】
インバータ制御回路１が切換時制御を行う場合は、遮断器２の開放指令（操作指令ＳＳ＝１）が出力され、遮断器２がまだ投入されている状態（状態信号ＳＪＫ＝０）である。この場合、切換指令ＳＫ１は「１」、切換指令ＳＫ２は「０」である。
【００８６】
従って、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６，ＳＷ１７は、接点ＰＢから接点ＰＡに選択が切り換わる。スイッチ回路ＳＷ１３は、接点ＰＢが選択されたままである。ゲイン切換回路１４には、まだ切換指令ＳＫ２が入力されない。
【００８７】
スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１５が接点ＰＡに切り換わることで、インバータ制御回路１は、単独運転制御用の電圧制御回路１６による制御をする。これにより、インバータ出力電圧は、電圧指令値Ｖｒｅｆと電圧検出器ＤＶＭにより検出された交流母線電圧検出値Ｖｍａｇとの差分に応じて、大きさが調整される。
【００８８】
スイッチ回路ＳＷ１４，ＳＷ１６，ＳＷ１７が接点ＰＡに切り換わることで、インバータ制御回路１は、単独運転用位相発振回路１７から出力される電圧位相θを制御に使用する。この電圧位相θは、交流母線ＢＳの電圧位相に同期しつつも必ずしも一致した値ではない状態で、インバータ６が運転される。
【００８９】
スイッチ回路ＳＷ１２の接点ＰＡには、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｄが入力される。電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄは、遮断器２の開放後に予想される負荷量（即ち、負荷８）の消費電力と同等の値に設定されている。スイッチ回路ＳＷ１２が接点ＰＡに切り換わることにより、リミッタ回路１３には、スイッチ回路ＳＷ１３の接点ＰＢを介して、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄが与えられる。リミッタ回路１３は、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄを制限した値を、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、減算器Ｕ１２に出力する。
【００９０】
一方、スイッチ回路ＳＷ１３の接点ＰＡ，ＰＢの切換えは行われない。また、ゲイン切換回路１４による電流制御回路１５のゲインの切換も行われない。このため、電流制御回路１５による電流制御の構成やゲインは、連系運転制御時と同じである。
【００９１】
次に、インバータ制御回路１による動作について説明する。
【００９２】
制御対象である電力系統の主回路は、開放指令が遮断器２に与えられてから実際に遮断器２の開放が完了するまでの間は、連系運転状態である。これに対して、インバータ制御回路１による制御においては、電圧制御及び位相制御が単独運転用の回路に切換えられ、電流制御のみ負荷量に応じた連系運転用の制御を行う。その後、遮断器２が実際に開放される（切換指令ＳＫ２＝１）と、インバータ制御回路１は、単独運転制御を行う。
【００９３】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００９４】
図３は、従来のインバータ制御装置による交流母線ＢＳの電圧のシミュレーション結果を示す波形図である。図４は、従来のインバータ制御装置による交流母線ＢＳの周波数のシミュレーション結果を示す波形図である。図５は、本実施形態に係るインバータ制御回路（インバータ制御装置）１による交流母線ＢＳの電圧のシミュレーション結果を示す波形図である。図６は、本実施形態に係るインバータ制御回路１による交流母線ＢＳの周波数のシミュレーション結果を示す波形図である。
【００９５】
各図において、時刻ｔ１は、制御の切換え時点を示している。時刻ｔ２は、遮断器２の開放時点を示している。なお、本シミュレーションでは、インバータ制御装置を最終的に単独運転制御に切換えるまでの操作は含まれていない。
【００９６】
ここで、従来のインバータ制御装置は、遮断器が開放される前に、連系運転状態で電流指令値を負荷相当の値に切換えて制御をする方式のものとする。
【００９７】
図３及び図４に示すように、従来のインバータ制御装置では、交流母線ＢＳの電圧や周波数は、遮断器２の開放直後に大きく変動している。従って、電力系統の正常な運転を行うことができない。
【００９８】
一方、図５及び図６に示すように、本実施形態に係るインバータ制御回路１では、交流母線ＢＳの電圧や周波数の変動は小さい。このとき、インバータ出力電流も安定している。電圧値や周波数は、遮断器２の開放後、徐々に変化している。但し、遮断器２の開放後７００ｍｓたった時点でも、電圧母線ＢＳの電圧変動は１５％以下、周波数変動は１％以下で、インバータ６は、安定に運転されている。実際には、遮断器２が開放されることにより、インバータ制御回路１は、単独運転制御に切換わる。この切換え時点で、これらの電圧変化や周波数変化は安定する。
【００９９】
上述したように、実際に遮断器２が開放されて主回路が単独運転状態に移行するタイミングを正確に検出することができなくても、インバータ制御回路１は、大きな電圧変動、周波数変動、又はインバータ過電流を発生させずに、インバータ６を連系運転から単独運転に安定した切換えをすることができる。
【０１００】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力系統システム１０Ａの構成を示すブロック図である。
【０１０１】
電力系統システム１０Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、遅延回路３１を設けている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１０２】
遅延回路３１は、遮断器操作指令回路９１から遮断器２への操作指令ＳＳが送信される経路に挿入されている。遅延回路３１は、遮断器操作指令回路９１から出力された開放指令の遮断器２への入力を遅延させるための回路である。
【０１０３】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１０４】
一般に、遮断器２は、開放指令が与えられてから実際に開放が完了されるまでに、ある程度の時間を要する。従って、開放指令がインバータ制御回路１に、遮断器２と同時に与えられれば、インバータ制御回路１の制御方式の切換えは、実際の遮断器２の開放操作に先行して行うことができる。
【０１０５】
しかし、電力系統システムによっては、例えば、遮断器２や遮断器操作指令回路９１がインバータ６から離れた場所にあることがある。このような電力系統システムにおいては、伝送回路ＤＳ１１による信号伝送に時間が掛かる。このような場合、インバータ制御回路１の制御方式の切換えよりも前に遮断器２が開放される可能性がある。この場合、インバータ６は、連系運転制御が使用された状態で、主回路が単独運転状態となる。従って、交流母線ＢＳの電圧変動や周波数変動などが生じる可能性がある。
【０１０６】
電力系統システム１０Ａでは、遅延回路３１を設けることにより、操作指令ＳＳが遮断器２に与えられる速度を遅らせることができる。これにより、インバータ制御回路１は、遮断器２の開放完了よりも確実に先行して、連系運転制御から単独運転制御への制御方式の切換えをすることができる。
【０１０７】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電力系統システム１０Ｂの構成を示すブロック図である。
【０１０８】
電力系統システム１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、切換指令生成回路ＣＫを切換指令生成回路ＣＫＢに代え、ＡＮＤ（論理積）回路３２を設けている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１０９】
切換指令生成回路ＣＫＢは、第１の実施形態に係る切換指令生成回路ＣＫにおいて、切換指令ＳＫ１をＡＮＤ回路３２に送信する機能を追加した構成である。その他の点は、切換指令生成回路ＣＫと同様である。
【０１１０】
ＡＮＤ回路３２は、遮断器操作指令回路９１から遮断器２への操作指令ＳＳが送信される経路に挿入されている。ＡＮＤ回路３２は、遮断器操作指令回路９１から出力された操作指令ＳＳと切換指令生成回路ＣＫＢにより生成された切換指令ＳＫ１とが入力される。ＡＮＤ回路３２は、操作指令ＳＳと切換指令ＳＫ１との論理積を演算する。ＡＮＤ回路３２は、演算結果を新たな操作指令ＳＳＢとして、遮断器２に出力する。
【０１１１】
即ち、操作指令ＳＳが「１」（開放指令）で、かつ切換指令ＳＫ１が「１」の場合、遮断器２の開放操作が行なわれる。
【０１１２】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１１３】
電力系統システム１０Ｂでは、ＡＮＤ回路３２を設けることにより、操作指令ＳＳと切換指令ＳＫ１とのＡＮＤ条件で、遮断器２の開放操作をさせている。即ち、ＡＮＤ回路３２は、開放指令（操作指令ＳＳ＝１）を、インバータ制御回路１の受信後に、遮断器２が受信するように、遮断器２に開放指令が入力されるのを遅らせるための回路である。
【０１１４】
これにより、インバータ制御回路１は、第２の実施形態に係る電力系統システム１０Ａよりも確実に、遮断器２の開放完了よりも先行して、制御方式の切換えをすることができる。
【０１１５】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態に係る電力系統システム１０Ｃの構成を示すブロック図である。
【０１１６】
電力系統システム１０Ｃは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、インバータ制御回路１をインバータ制御回路１Ｃに代え、電流検出器ＤＩ１を設けている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１１７】
電流検出器ＤＩ１は、交流母線ＢＳと負荷８とを接続する電気経路に設けられている。電流検出器ＤＩ１は、交流母線ＢＳから負荷８へ流れる負荷電流Ｉ１を検出する。電流検出器ＤＩ１は、検出した負荷電流Ｉ１をインバータ制御回路１Ｃに出力する。
【０１１８】
図１０は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｃの構成を示すブロック図である。
【０１１９】
インバータ制御回路１Ｃは、図２に示す第１の実施形態に係るインバータ制御回路１において、ｄｑ軸変換回路１１Ｃ及びホールド回路２１Ｃを設けた構成である。その他の点は、インバータ制御回路１と同様である。
【０１２０】
ｄｑ軸変換回路１１Ｃには、電流検出器ＤＩ１により検出された負荷電流Ｉ１が入力される。ｄｑ軸変換回路１１Ｃには、スイッチ回路ＳＷ１４から電圧位相θが入力される。ｄｑ軸変換回路１１Ｃは、電圧位相θに基づいて、負荷電流Ｉ１を有効電流成分と無効電力成分に変換する。ｄｑ軸変換回路１１Ｃは、変換した有効電流成分と無効電力成分を、ホールド回路２１Ｃに出力する。
【０１２１】
ホールド回路２１Ｃには、切換指令生成回路ＣＫから切換指令ＳＫ１が入力される。ホールド回路２１Ｃは、切換指令ＳＫ１が「１」になったことを条件にして、ｄｑ軸変換回路１１Ｃから入力された負荷電流Ｉ１の有効電流成分と無効電力成分の値を保持する。ホールド回路２１Ｃは、保持した値を有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｄとして、スイッチ回路ＳＷ１２の接点ＰＡに出力する。
【０１２２】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１２３】
連系運転から単独運転への切換え時に、インバータ６から電力供給すべき負荷８の消費電力量がある程度決まっている電力系統システムの場合は、第１の実施形態に係るインバータ制御回路１のように、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄを予め設定された固定値とすることで、簡易な回路で連系運転から単独運転に安定した切換えをすることができる。
【０１２４】
これに対して、電力系統システムによっては、負荷８の消費電力量の変動が大きく、連系運転から単独運転での切換え時点での電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄの推定が困難な場合がある。
【０１２５】
インバータ制御回路１Ｃでは、実際に負荷８に流れている負荷電流Ｉ１に基づいて、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄが演算されるため、適切な電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄを切換時制御に用いることができる。従って、連系運転から単独運転での切換え時点での電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄの推定が困難な場合であっても、連系運転から単独運転に安定した切換えをすることができる。
【０１２６】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る電力系統システム１０Ｄの構成を示すブロック図である。
【０１２７】
電力系統システム１０Ｄは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、インバータ制御回路１をインバータ制御回路１Ｄに代え、電流検出器ＤＩ２を設けている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１２８】
電流検出器ＤＩ２は、交流母線ＢＳと遮断器２とを接続する電気経路に設けられている。電流検出器ＤＩ２は、遮断器２に流れる電流Ｉ２を検出する。電流検出器ＤＩ２は、検出した電流Ｉ２をインバータ制御回路１Ｄに出力する。
【０１２９】
図１２は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｄの構成を示すブロック図である。
【０１３０】
インバータ制御回路１Ｄは、図２に示す第１の実施形態に係るインバータ制御回路１において、ｄｑ軸変換回路１１Ｄ、スイッチ回路ＳＷＤ、比例積分回路２２Ｄを設けた構成である。その他の点は、インバータ制御回路１と同様である。
【０１３１】
ｄｑ軸変換回路１１Ｄには、電流検出器ＤＩ２により検出された遮断器２に流れる電流Ｉ２が入力される。ｄｑ軸変換回路１１Ｄには、スイッチ回路ＳＷ１４から電圧位相θが入力される。ｄｑ軸変換回路１１Ｄは、電圧位相θに基づいて、遮断器２に流れる電流Ｉ２を有効電流成分と無効電力成分に変換する。ｄｑ軸変換回路１１Ｄは、変換した有効電流成分と無効電力成分を、スイッチ回路ＳＷＤに出力する。
【０１３２】
スイッチ回路ＳＷＤには、切換指令生成回路ＣＫから切換指令ＳＫ１が入力される。スイッチ回路ＳＷＤは、入力された切換指令ＳＫ１が「１」の場合に、投入される。スイッチ回路ＳＷＤは、入力された切換指令ＳＫ１が「０」の場合に、開放される。スイッチ回路ＳＷＤは、投入されると、ｄｑ軸変換回路１１Ｄから入力された遮断器２に流れる電流Ｉ２の有効電流成分と無効電力成分を、比例積分回路２２Ｄに出力する。
【０１３３】
比例積分回路２２Ｄは、スイッチ回路ＳＷＤから遮断器２に流れる電流Ｉ２の有効電流成分と無効電力成分が入力される。比例積分回路２２Ｄは、電流Ｉ２の有効電流成分と無効電力成分を比例積分制御の演算をする。比例積分回路２２Ｄは、演算結果を有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｄとして、スイッチ回路ＳＷ１２の接点ＰＡに出力する。
【０１３４】
スイッチ回路ＳＷ１２の接点ＰＡが選択されることにより、インバータ制御回路１Ｄは、比例積分回路２２Ｄからの出力信号である有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｄに追従するように、インバータ６の電流制御を行う。
【０１３５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１３６】
インバータ制御回路１Ｄは、切換指令ＳＫ１が「１」になることにより、実際に遮断器２を流れる電流Ｉ２の有効電力成分及び無効電力成分に基づいて演算された有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｄに追従するように、インバータ６の電流制御を行う。この制御により、遮断器２に流れる電流Ｉ２が減少する。最終的に、遮断器２に流れる電流Ｉ２が零となった時点で、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄは、負荷８に流れる電流と等価な一定の値となる。即ち、負荷８には、インバータ６のみから電力が供給される状態となる。その後、遮断器２が開放される。
【０１３７】
このように、インバータ制御回路１Ｄでは、遮断器２を流れる電流Ｉ２が零となるようなインバータ出力電流の大きさが電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄとして使用される。これにより、第４の実施形態で説明したような連系運転から単独運転での切換え時点での電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄの推定が困難な場合であっても、開放される遮断器２の電流Ｉ２が零になるように制御が行われることで、連系運転から単独運転に安定した切換えをすることができる。
【０１３８】
（第６の実施形態）
図１３は、本発明の第６の実施形態に係る電力系統システム１０Ｅの構成を示すブロック図である。
【０１３９】
電力系統システム１０Ｅは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、インバータ制御回路１をインバータ制御回路１Ｅに代えている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１４０】
図１４は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｅの構成を示すブロック図である。
【０１４１】
インバータ制御回路１Ｅは、図２に示す第１の実施形態に係るインバータ制御回路１において、電圧制御回路１６を電圧制御回路１６Ｅに代えている。その他の点は、インバータ制御回路１と同様である。
【０１４２】
図１５は、本実施形態に係る電圧制御回路１６Ｅの構成を示すブロック図である。
【０１４３】
電圧制御回路１６Ｅは、比例回路１６１と加算器Ｄ１６１とを備えている。
【０１４４】
比例回路１６１には、比例制御の演算に用いられるゲインＫが予め設定されている。比例回路１６１には、減算器Ｕ１１から交流母線電圧検出値Ｖｍａｇと電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分が入力される。比例回路１６１は、ゲインＫを用いて、この差分に対して比例制御の演算をする。比例回路１６１は、演算結果を加算器Ｄ１６１に出力する。
【０１４５】
加算器Ｄ１６１には、電圧指令値Ｖｒｅｆ及び比例回路１６１により演算された値が入力される。加算器Ｄ１６１は、電圧指令値Ｖｒｅｆに比例回路１６１により演算された値を加算する。加算器Ｄ１６１は、加算した値をインバータ出力電圧の大きさＶｃｍとしてスイッチ回路ＳＷ１１の接点ＰＡに出力する。
【０１４６】
次に、インバータ制御回路１Ｅの動作について説明する。
【０１４７】
図１６は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｅにおける連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図である。
【０１４８】
インバータ制御回路１Ｅは、主回路の連系運転から単独運転への移行に伴い、連系運転制御、切換時制御、単独運転制御の順に、制御方式を切換える。また、インバータ制御回路１Ｅが切換時制御をしている場合、主回路は、連系運転している場合（区間ＫＸ）と単独運転している場合（区間ＫＹ）とがある。
【０１４９】
図１７は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｅの切換時制御時と等価的な構成を示したブロック図である。
【０１５０】
主回路が連系運転であり、かつインバータ制御回路１Ｅが切換時制御をしている場合（区間ＫＸ）、電流制御回路１５は、連系運転制御用の比較的大きなゲインの比例積分によるフィードバック制御が行われる。このため、インバータ６の出力電流は、ほぼ指令値通りに制御される。
【０１５１】
この状態（区間ＫＸ）の場合、電圧制御回路１６Ｅは、電圧指令値Ｖｒｅｆと交流電圧検出値Ｖｍａｇとの差分による比例制御により、インバータ出力電圧を制御している。この制御では、交流電圧検出値Ｖｍａｇは、必ずしも電圧指令値Ｖｒｅｆと一致しないが、電圧制御回路１６Ｅの出力が発散することはない。このため、電圧誤差は、電流制御回路１５の出力により補償される。よって、インバータ６は、平衡した運転点が得られるため、安定した運転ができる。
【０１５２】
例えば、連系運転制御では、交流電圧検出値Ｖｐ（＝交流電圧検出値Ｖｍａｇ）が０．９７ｐｕの場合、Ｖｄ＝Ｖｐ＝０．９７ｐｕとなり、Ｖｑ＝０ｐｕとなる。インバータ制御回路１Ｅは、これらのｄ軸成分電圧Ｖｄ及びｑ軸成分電圧Ｖｑに、電流制御回路１５の出力を加算して、インバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）のｄ軸成分電圧Ｖｄｃ及びｑ軸成分電圧Ｖｑｃを得る。
【０１５３】
一方、図１７に示す切換時制御では、電圧指令値Ｖｒｅｆ＝１．０ｐｕ、交流電圧検出値Ｖｍａｇ（＝交流電圧検出値Ｖｐ）＝０．９７ｐｕ、比例回路１６１のゲインＫ＝０．２とすると、電圧制御回路１６Ｅの出力は１．０＋（１．０−０．９７）×０．２＝１．００６ｐｕとなる。この値が、連系運転制御におけるｄ軸成分電圧Ｖｄ＝０．９７ｐｕの代わりに、電流制御回路１５の出力に加算される。
【０１５４】
ここで、この加算結果で得られるインバータ出力電圧信号Ｖｃ（ｔ）のｄ軸成分電圧Ｖｄｃ及びｑ軸成分電圧Ｖｑｃは、連系運転制御時と同じになる。即ち、ｄ軸成分電圧Ｖｄと電圧制御回路１６Ｅの出力の差である０．０３６ｐｕ分は、電流制御回路１５の出力が変化することにより、補償されている。
【０１５５】
インバータ制御回路１Ｅが切換時制御をしている場合、主回路は、遮断器２の開放により、連系運転（区間ＫＸ）から単独運転（区間ＫＹ）に切換わる。
【０１５６】
この状態（区間ＫＹ）の場合、インバータ制御回路１Ｅは、電圧制御回路１６Ｅによるインバータ６の電圧制御により、インバータ出力電圧の大きさが決まる。即ち、電圧制御回路１６Ｅは、単独運転時の本来の動作を行う。
【０１５７】
一方、電流制御回路１５に与えられている電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄは、予め想定した負荷量である。但し、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄは、実際の負荷量と完全に一致するとは限らない。このため、電流制御回路１５の出力は、積分回路の動作により、徐々に増加又は減少する。
【０１５８】
しかし、誤差の一部は、電圧制御及び位相制御により補償されるため、電流指令値Ｉｄｒｅｆｄ，Ｉｑｒｅｆｄと負荷の消費電力量に大きな乖離がなければ、電圧変動や周波数変動は急激ではない。また、遮断器２が実際に開放されてから開放状態が検出されるまでの時間は、それほど長くない。このため、電流制御回路１５は、積分器が飽和して運転が不安定になる前に、ゲイン切換回路１４よるゲインの切換により、ゲインの小さい単独運転制御に移行する。これにより、インバータ６は、安定した運転を継続する。
【０１５９】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１６０】
インバータ制御回路１Ｅは、比例回路１６１を用いた電圧制御回路１６Ｅを用いることにより、連系運転から単独運転に安定した切換えを行うことができる。
【０１６１】
（第７の実施形態）
図１８は、本発明の第７の実施形態に係る電力系統システム１０Ｆの構成を示すブロック図である。
【０１６２】
電力系統システム１０Ｆは、図１に示す第１の実施形態に係る電力系統システム１０において、インバータ制御回路１をインバータ制御回路１Ｆに代え、遮断器状態監視回路９２及び伝送回路ＤＳ２を取り除いている。その他の点は、電力系統システム１０と同様である。
【０１６３】
伝送回路ＤＳ１は、遮断器操作指令回路９１から入力された操作指令ＳＳを、切換指令ＳＫ３として、インバータ制御回路１Ｆに出力する。切換指令ＳＫ３は、インバータ６の制御方式を切換えるための信号となる。
【０１６４】
図１９は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆの構成を示すブロック図である。
【０１６５】
インバータ制御回路１Ｆは、図２に示す第１の実施形態に係るインバータ制御回路１において、スイッチ回路ＳＷ１２を取り除き、スイッチ回路ＳＷ１１，ＳＷ１３，ＳＷ１４，ＳＷ１５，ＳＷ１６，ＳＷ１７をそれぞれスイッチ回路ＳＷ１１Ｆ，ＳＷ１３Ｆ，ＳＷ１４Ｆ，ＳＷ１５Ｆ，ＳＷ１６Ｆ，ＳＷ１７Ｆに代え、ゲイン切換回路１４をゲイン切換回路１４Ｆに代えている。その他の点は、インバータ制御回路１と同様である。
【０１６６】
スイッチ回路ＳＷ１１Ｆには、伝送回路ＤＳ１から切換指令ＳＫ３が入力される。スイッチ回路ＳＷ１１Ｆは、切換指令ＳＫ３により接点ＰＡ，ＰＢが選択される。その他の点は、第１の実施形態に係るスイッチ回路ＳＷ１１と同様である。
【０１６７】
スイッチ回路ＳＷ１４Ｆ〜ＳＷ１７Ｆについても、スイッチ回路ＳＷ１１Ｆと同様に、切換指令ＳＫ１を切換指令ＳＫ３に代えている。その他の点は、第１の実施形態に係るスイッチ回路ＳＷ１４〜ＳＷ１７と同様である。
【０１６８】
ゲイン切換回路１４Ｆには、伝送回路ＤＳ１から切換指令ＳＫ３が入力される。ゲイン切換回路１４Ｆは、切換指令ＳＫ３に応じて、ゲインを切換える。その他の点は、第１の実施形態に係るゲイン切換回路１４と同様である。
【０１６９】
スイッチ回路ＳＷ１３Ｆの接点ＰＡには、１次遅れ回路１２により演算された値が入力される。スイッチ回路ＳＷ１３Ｆの接点ＰＢには、上位制御系装置９３から出力された有効電流指令値Ｉｄｒｅｆｏ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆｏが入力される。
【０１７０】
スイッチ回路ＳＷ１３Ｆには、伝送回路ＤＳから切換指令ＳＫ３が入力される。スイッチ回路ＳＷ１３Ｆは、切換指令ＳＫ３が「１」の場合は、接点ＰＡが選択される。スイッチ回路ＳＷ１３Ｆは、切換指令ＳＫ３が「０」の場合は、接点ＰＢが選択される。スイッチ回路ＳＷ１３Ｆは、選択された接点ＰＡ，ＰＢに入力された信号をリミッタ回路１３に出力する。
【０１７１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【０１７２】
図２０は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆにおける連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図である。図２１は、従来のインバータ制御回路における連系運転制御から単独運転制御に移行するまでの制御方式と主回路状態との対応関係の遷移を示す遷移図である。図２２は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆによる交流母線ＢＳの電圧のシミュレーション結果を示す波形図である。
【０１７３】
図２１に示すように、従来方式では遮断器２の状態信号により、インバータ制御の制御方式を切換えるため、主回路が単独運転で、制御方式が連系運転制御となる状態（区間ＫＺ２）が発生する。
【０１７４】
この場合、電流指令値を事前に負荷量にあわせて調整していても、遮断器２が開放された直後に大きな電圧変動、周波数変動が発生する。従って、従来のインバータ制御回路では、主回路が単独運転で、インバータ制御回路が連系運転制御となる状態（区間ＫＺ１）をかなり短時間にしないとインバータ６の安定した運転が困難である。
【０１７５】
図２０に示すように、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆでは、遮断器２の操作指令ＳＳ（切換指令ＳＫ３）より、制御方式の切換えを行う。これにより、実際の遮断器２の開放に先行して、制御方式を切換えるため、主回路が連系運転で、インバータ制御回路１Ｆが単独運転制御となる状態（区間ＫＺ１）が発生する。
【０１７６】
図２２に示すシミュレーションは、制御方式を連系運転制御から単独運転制御に切換えた（時刻ｔ１）後、２００ｍｓで、遮断器が開放された（時刻ｔ２）場合を示したものである。
【０１７７】
インバータ制御回路１Ｆでは、制御方式が単独運転制御に切換えられたことで、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆがインバータ自体の定常的な出力電流に基づくものに切換わる。このため、インバータ６の出力電圧が固定されず、交流母線ＢＳの電圧が徐々に増加する。
【０１７８】
しかし、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆには、リミッタ回路１３による制限が掛けられているため、インバータ制御回路１Ｆが単独運転制御となる状態（区間ＫＺ１）が継続しても、過電流状態にはならない。また、大きな電圧変動や周波数変動も発生しない。
【０１７９】
遮断器２が開放されて主回路も単独運転状態になると、主回路の運転状態とインバータ制御回路１Ｆの制御方式が一致するため、インバータ６の出力は、接続された負荷量に応じた値に急速に移行する。
【０１８０】
また、電圧も遮断器の開放（時刻ｔ２）直後に、やや変動するが、すぐにほぼ電圧指令値Ｖｒｅｆ通りの値に落ち着く。よって、連系運転から単独運転に安定に切換えることができる。
【０１８１】
インバータ制御回路１Ｆは、主回路が連系運転で、制御方式が単独運転制御の状態（区間ＫＺ１）では、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆが固定されないフローティング状態となる。このため、インバータ６の出力は、必ずしも負荷量に応じた出力にはならない。しかし、交流母線ＢＳの大きな電圧変動又は周波数変動、或いはインバータ過電流などは発生しない。よって、従来のインバータ制御回路における、主回路が単独運転で、制御方式が連系運転制御の状態（区間ＫＺ２）に比べれば、インバータ６を安定に運転することができる。
【０１８２】
例えば、遮断器２が送電線を介して遠方にある場合や、連系運転から単独運転への移行時に複数の遮断器操作が行われる電力系統システムでは、実際に遮断器２が開放されるタイミングがインバータ制御回路側で把握し難い場合がある。このような電力系統システムにおいては、第１の実施形態に係るインバータ制御回路１では、制御方式と主回路の運転状態が一致しないような状態（図１６に示す区間ＫＹ）が長時間に渡る可能性がある。
【０１８３】
このような電力系統システムであっても、インバータ制御回路１Ｆを適用することにより、連系運転から単独運転により安定した切換えをすることができる。
【０１８４】
（第８の実施形態）
図２３は、本発明の第８の実施形態に係る電力系統システム１０Ｇの構成を示すブロック図である。
【０１８５】
電力系統システム１０Ｇは、図１８に示す第７の実施形態に係る電力系統システム１０Ｆにおいて、インバータ制御回路１Ｆをインバータ制御回路１Ｇに代えている。その他の点は、電力系統システム１０Ｆと同様である。
【０１８６】
図２４は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｇの構成を示すブロック図である。
【０１８７】
インバータ制御回路１Ｇは、図１９に示す第７の実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆにおいて、電圧制御回路１６を第６の実施形態に係る電圧制御回路１６Ｅに代え、リミッタ回路１３をリミッタ回路１３Ｇに代え、リミット値切換回路２２Ｇを設けている。その他の点は、インバータ制御回路１Ｆと同様である。
【０１８８】
リミッタ回路１３Ｇは、電流指令値Ｉｄｒｅｆ、Ｉｑｒｅｆに対する制限をする回路である。リミッタ回路１３Ｇは、リミット値切換回路２２Ｇにより、上下限リミット値が切換わる。その他の点は、第７の実施形態に係るリミッタ回路１３と同様である。
【０１８９】
リミット値切換回路２２Ｇには、伝送回路ＤＳ１から切換指令ＳＫ３が入力される。リミット値切換回路２２Ｇは、切換指令ＳＫ３により、リミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値を切換える。
【０１９０】
リミット値切換回路２２Ｇは、切換指令ＳＫ３が「０」（操作指令ＳＳが「０」）の場合（即ち、連系運転制御の場合）、上下限リミット値として、例えば、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆに対しては有効電力定格相当の正負の値に、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆに対しては無効電力定格相当の正負の値に設定する。
【０１９１】
リミット値切換回路２２Ｇは、切換指令ＳＫ３が「１」（操作指令ＳＳが「１」）になった場合（即ち、単独運転制御の場合）、上下限リミット値を、連系運転時より狭い範囲の予め設定された一定の値に切換える。
【０１９２】
本実施形態によれば、第７の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１９３】
まず、第７の実施形態に係るインバータ制御回路１Ｆにおいては、主回路が連系運転で、制御方式が単独運転制御の状態（図２０に示す区間ＫＺ１）の場合、スイッチ回路ＳＷ１３Ｆは、端子ＰＡが選択されている。よって、この状態の場合は、インバータ制御回路１Ｆは、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆとして、インバータ自身の定常的な出力電流値が使用される。この時の電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆは、接続される負荷８の大きさとは一致せずフローティング状態となる。このため、インバータ出力は、ゆっくり変化する。この状態が長時間継続すると、インバータ６は、出力電流がリミッタに張り付いた状態で運転される可能性がある。
【０１９４】
切換時の条件によっては、事前の運転状態と潮流方向が同じとはならずに、有効電力や無効電力の出力の正負が反転する場合もある。特に、有効電力が反転すると、インバータ６が交流母線ＢＳから直流回路側に電力を供給する運転となる。直流回路に電池などの電源があれば充電動作となる。また、直流回路に、別の変換器が接続されていれば、その変換器を介して別の交流系統に対して電力を供給する運転となる。こうした逆潮流は、例えば負荷８が回生動作をした場合などは許容される。しかし、理由なく大きな逆潮流運転となる場合は、許容できないことが多い。
【０１９５】
こうした電力系統システムにおいては、インバータ制御回路１Ｇを適用し、切換指令ＳＫ３が「１」となった場合に選択される予め設定した有効電流指令値Ｉｄｒｅｆに対する下限リミット値として、「０」を設定することで、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆが逆潮流方向の値になるのを防止することができる。また、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ及び無効電流指令値Ｉｑｒｅｆのリミット値を、ともに、定格の５０％に低減することで、過電流状態になり難くすることができる。
【０１９６】
このように、インバータ制御回路１Ｇであれば、電力系統システム１０Ｇに応じて、主回路が連系運転で、制御方式が単独運転制御の状態（図２０に示す区間ＫＺ１）で許容されるインバータ出力範囲の値を設定することで、この運転状態が長く継続した場合でも、より安定した運転をすることができる。
【０１９７】
また、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆに対するリミッタの範囲を狭く設定すると、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆがリミッタにはりついた状態になり易くなる。この場合、電流検出値Ｉｓと電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆとの差が発生して、電流制御回路１５の出力値がある程度大きくなる可能性がある。
【０１９８】
このような場合であっても、インバータ制御回路１Ｇでは、第６の実施形態に係る電圧制御回路１６Ｅを用いた構成とすることにより、電流制御回路１５の出力が変化しても、電圧制御回路１６Ｅの出力が飽和することがない。従って、インバータ制御回路１Ｇは、安定に運転を継続することができる。
【０１９９】
（第９の実施形態）
図２５は、本発明の第９の実施形態に係る電力系統システム１０Ｈの構成を示すブロック図である。
【０２００】
電力系統システム１０Ｈは、図２４に示す第８の実施形態に係る電力系統システム１０Ｇにおいて、遮断器状態監視回路９２、伝送回路ＤＳ２、及び切換指令生成回路ＣＫＨを設け、インバータ制御回路１Ｇをインバータ制御回路１Ｈに代えている。その他の点は、電力系統システム１０Ｇと同様である。
【０２０１】
遮断器状態監視回路９２及び伝送回路ＤＳ２の構成は、第１の実施形態と同様である。伝送回路ＤＳ２は、遮断器状態監視回路９２から受信した状態信号ＳＪＫを、切換指令生成回路ＣＫＨに出力する。
【０２０２】
切換指令生成回路ＣＫＨは、インバータ６の制御方式を切換えるための切換指令ＳＫ３，ＳＫ４を生成する回路である。切換指令生成回路ＣＫＨは、ＮＯＴ回路ＮＨと、ＡＮＤ回路ＡＨとを備えている。
【０２０３】
切換指令生成回路ＣＫＨは、遮断器操作指令回路９１から出力された操作指令ＳＳを、そのまま切換指令ＳＫ３として、インバータ制御回路１Ｈに出力する。
【０２０４】
ＮＯＴ回路ＮＨには、伝送回路ＤＳ２を介して、遮断器状態監視回路９２から出力された状態信号ＳＪＫが入力される。ＮＯＴ回路ＮＨは、状態信号ＳＪＫを反転させて（論理否定）、ＡＮＤ回路ＡＨに出力する。
【０２０５】
ＡＮＤ回路ＡＨには、遮断器操作指令回路９１から出力された操作指令ＳＳ及びＮＯＴ回路ＮＨにより演算された信号が入力される。ＡＮＤ回路ＡＨは、これらの入力された信号の論理積を演算する。ＡＮＤ回路ＡＨは、演算結果を切換指令ＳＫ４として、インバータ制御回路１Ｈに出力する。
【０２０６】
図２６は、本実施形態に係るインバータ制御回路１Ｈの構成を示すブロック図である。
【０２０７】
インバータ制御回路１Ｈは、図２４に示す第８の実施形態に係るインバータ制御回路１Ｇにおいて、リミット値切換回路２２Ｇをリミット値切換回路２２Ｈに代えている。その他の点は、インバータ制御回路１Ｇと同様である。
【０２０８】
リミット値切換回路２２Ｈには、切換指令生成回路ＣＫＨからから切換指令ＳＫ４が入力される。リミット値切換回路２２Ｈは、切換指令ＳＫ４により、リミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値を切換える。リミット値切換回路２２Ｈは、第８の実施形態に係るリミット値切換回路２２Ｇにおいて、切換指令ＳＫ３の代わりに切換指令ＳＫ４を用いている。その他の点は、リミット値切換回路２２Ｇと同様である。
【０２０９】
次に、本実施形態に係る電力系統システム１０Ｈの動作について説明する。
【０２１０】
遮断器操作指令回路９１から開放指令（操作指令ＳＳ＝１）が与えられると、切換指令ＳＫ３は、「１」となる。実際に遮断器２が開放されるまでの間は、遮断器状態監視回路９２から出力される状態信号ＳＪＫは、「０」である。このため、ＮＯＴ回路ＮＨの出力は、「１」である。このとき、ＡＮＤ回路ＡＨの入力信号が、両方ともに「１」となるため、切換指令ＳＫ４は、「１」となる。
【０２１１】
切換指令ＳＫ４が「１」となることにより、リミット値切換回路２２Ｈは、リミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値を、通常よりも狭い範囲の値に切換える。これにより、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆは、通常よりも狭い範囲の値に制限される。
【０２１２】
その後、実際に遮断器２が開放されると、状態信号ＳＪＫは、「１」となる。これにより、ＮＯＴ回路ＮＨの出力が「０」となるため、ＡＮＤ回路ＡＨの出力である切換指令ＳＫ４も「０」になる。
【０２１３】
切換指令ＳＫ４が「０」となることにより、リミット値切換回路２２Ｈは、リミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値を、通常の値に再度切換える。
【０２１４】
本実施形態によれば、第８の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０２１５】
電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆに対するリミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値は、主回路が連系状態で制御方式が単独運転制御の状態の間は、通常より狭い範囲の値に切換えられる。その後、主回路も単独運転状態になると、通常のリミット値にする。
【０２１６】
主回路が連系状態で制御方式が単独運転制御の状態の間は、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆが、接続されている負荷８と無関係の値になるため、不要な逆潮流の防止などのために、電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆを通常より狭い範囲に制限する。これにより、インバータ制御回路１Ｈは、インバータ６を安定に運転することができる。
【０２１７】
主回路も単独運転状態になると電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆは負荷８の消費電力量に応じた値となるため、上下限リミット値が狭い範囲に制限されていると、適切な電流が出力できない可能性がある。このため、遮断器２が開放されると、インバータ制御回路１Ｈは、通常のリミット値に戻す。
【０２１８】
従って、インバータ制御回路１Ｈは、制御方式の切換途中では、不要な逆潮流などを防止することができる。また、インバータ制御回路１Ｈは、主回路が連系運転から単独運転に切換り、制御方式と一致すると、インバータ６を定格電力内で負荷量に応じた出力に制御することができる。
【０２１９】
なお、各実施形態は、以下のように変形させた形態で実施することができる。
【０２２０】
各実施形態において、インバータ制御の制御方式の切換えに、遮断器２に対する操作指令ＳＳを使用する構成としている。この操作指令ＳＳは、遮断器２に直接的に操作させる信号に限らない。例えば、連系運転から単独運転へ移行する際に、複数の遮断器の操作が連動して行なわれるようなシステムにおいては、連動操作開始信号、又は連動操作の中で、遮断器２の操作に先行して行なわれる操作の指令信号や状態信号でもよい。即ち、遮断器２の操作が行なわれる直前に受信できる信号であれば、どのような信号であってもよい。このような信号を用いても、各実施形態における作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【０２２１】
各実施形態において、単独運転用位相発振回路１７は、交流母線ＢＳの交流母線電圧Ｖｐをもとにインバータ出力電圧の電圧位相θを決める構成としたが、母線電圧ＢＳの電圧検出を行わずに、完全な自走発振を行う構成でもよい。
【０２２２】
各実施形態において、第６の実施形態に係る電圧制御回路１６Ｅを電圧制御回路としてもよい。これにより、各実施形態による作用効果に加え、第６の実施形態による作用効果を得ることができる。また、電圧制御回路１６Ｅでは、比例回路１６１を用いたが、代わりに１次遅れ回路を用いてもよい。１次遅れ回路を用いた電圧制御回路でも、第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０２２３】
第２の実施形態において、電力系統システム１０Ａに遅延回路３１を設けた構成としたが、他の実施形態における電力系統システムにおいても、同様に遅延回路３１を設けた構成としてもよい。同様に、第３の実施形態に係る電力系統システム１０ＢのＡＮＤ回路３２も、他の実施形態における電力系統システムに、同様に設けた構成とすることができる。これにより、主回路が単独運転に切り換わるよりも確実に前に、インバータ制御回路の制御方式を切換時制御又は単独運転制御に切換えることができる。また、開放指令を、インバータ制御回路の受信後に、遮断器２が受信するような構成であれば、遅延回路３１又はＡＮＤ回路３２に限らず、他の構成でもよい。
【０２２４】
第８の実施形態及び第９の実施形態において、リミット値切換回路２２Ｇ，２２Ｈにより、リミッタ回路１３Ｇの上下限リミット値を切換える構成としたが、これに限らない。例えば、１次遅れ回路１２をリミッタ付きの１次遅れ回路とし、その上下限リミット値をリミット値切換回路２２Ｇ，２２Ｈにより切換える構成としても、同様の作用効果を得ることができる。
【０２２５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０２２６】
１…インバータ制御回路、２…遮断器、３…系統インピーダンス、４…交流電源、５…変換器用変圧器、６…インバータ、７…直流電源、８，８Ｔ…負荷、９１…遮断器操作指令回路、９２…遮断器状態監視回路、９３…上位制御系装置、ＣＫ…切換指令生成回路、ＣＰ…パルス発生回路、ＤＩ…電流検出器、ＤＳ１，ＤＳ２…伝送回路、ＤＶＭ，ＤＶＰ…電圧検出器。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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