(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して並列接続されたｎ台（ただし、ｎは２以上の整数である）の電力変換装置と、
前記ｎ台の電力変換装置に接続された通信回線とを備え、
各電力変換装置は、
直流電力を交流電力に変換して前記負荷に供給するインバータと、
負荷電流値を検出する電流センサと、
前記電流センサによって検出された負荷電流値を前記通信回線を介して他の（ｎ−１）台の電力変換装置の各々に送信するとともに、他の（ｎ−１）台の電力変換装置から前記通信回線を介して送信された（ｎ−１）個の負荷電流値を受信する通信回路と、
対応の電流センサによって検出された負荷電流値と、前記通信回路によって受信された前記（ｎ−１）個の負荷電流値とに基づいて、対応の電力変換装置の分担電流および横流を求める演算回路と、
対応の電力変換装置から前記負荷に前記分担電流が供給され、かつ前記横流が無くなるように前記インバータを制御する制御回路とを含み、
前記通信回線は、
各電力変換装置に対応して設けられ、対応の電力変換装置の前記通信回路に接続された第１および第２のコネクタと、
前記ｎ台の電力変換装置の間に設けられた（ｎ−１）本の多芯ケーブルとを含み、
前記第１および第２のコネクタの各々は２ｎ個の端子を有し、
前記第１のコネクタの２ｎ個の端子は、それぞれ前記第２のコネクタの２ｎ個の端子に接続されるとともに、対応の電力変換装置の前記通信回路に接続され、
各多芯ケーブルは２ｎ本の配線を含み、
各多芯ケーブルの２ｎ本の配線の一方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの一方の電力変換装置に対応する第１のコネクタの２ｎ個の端子にそれぞれ接続され、
各多芯ケーブルの２ｎ本の配線の他方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの他方の電力変換装置に対応する第２のコネクタの２ｎ個の端子にそれぞれ接続され、
各通信回路は、各多芯ケーブルの２ｎ本の配線のうちの予め割当てられた２本の配線を介して、他の各通信回路に前記負荷電流値を示す差動信号列を送信するとともに、残りの２（ｎ−１）本の配線を介して、他の（ｎ−１）個の通信回路からの（ｎ−１）個の負荷電流値を示す差動信号列を受信する、電力変換システム。
【請求項２】
各通信回路は、前記通信回線を介して他の各通信回路に前記負荷電流値とともにビート信号を送信し、
前記演算回路は、
対応の電流センサによって検出された負荷電流値と、前記通信回路によって受信された（ｎ−１）個の負荷電流値とを加算して、ｎ台の電力変換装置の負荷電流値の総和を求める加算器と、
他の各通信回路から送信されたビート信号に基づいて、運転中の電力変換装置の台数を求める演算器と、
前記加算器によって求められた前記ｎ台の電力変換装置の負荷電流値の総和を前記演算器によって求められた前記電力変換装置の台数で除算して各電力変換装置の分担電流値を求める除算器と、
前記電流センサによって検出された負荷電流値から前記分担電流値を減算して前記横流を求める減算器とを含む、請求項１に記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電力変換システムに関し、特に、負荷に対して並列接続された複数台の電力変換装置を備えた電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、負荷に対して並列接続された複数の電力変換装置を備えた電力変換システムが知られている。このような電力変換システムでは、複数の電力変換装置の出力電圧が一致しないと、電力変換装置間に横流が流れてしまう。この横流を低減するため、従来の電力変換システムの各電力変換装置は、対応の電力変換装置の負荷電流値を検出する電流センサと、複数の電力変換装置の負荷電流値に基づいて対応の電力変換装置の分担電流と横流を求める演算回路と、対応の電力変換装置から負荷に分担電流が供給され、かつ横流が無くなるようにインバータを制御する制御回路とを含む（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の電力変換システムでは、各電力変換装置の演算回路と他の各電力変換装置の電流センサとを信号線で接続していたので、電力変換装置の台数が増えると信号線の本数が多くなり、電力変換装置間の配線が煩雑になると言う問題があった。【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、電力変換装置の台数が増えた場合でも配線が簡単な電力変換システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る電力変換システムは、負荷に対して並列接続されたｎ台（ただし、ｎは２以上の整数である）の電力変換装置と、ｎ台の電力変換装置に接続された通信回線とを備えたものである。各電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換して負荷に供給するインバータと、負荷電流値を検出する電流センサと、電流センサによって検出された負荷電流値を通信回線を介して他の（ｎ−１）台の電力変換装置の各々に送信するとともに、他の（ｎ−１）台の電力変換装置から通信回線を介して送信された（ｎ−１）個の負荷電流値を受信する通信回路と、対応の電流センサによって検出された負荷電流値と、通信回路によって受信された（ｎ−１）個の負荷電流値とに基づいて、対応の電力変換装置の分担電流および横流を求める演算回路と、対応の電力変換装置から負荷に分担電流が供給され、かつ横流が無くなるようにインバータを制御する制御回路とを含む。【０００７】
好ましくは、通信回線は、各電力変換装置に対応して設けられ、対応の電力変換装置の通信回路に接続された第１および第２のコネクタと、ｎ台の電力変換装置の間に設けられた（ｎ−１）本の多芯ケーブルとを含む。各多芯ケーブルの一方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの一方の電力変換装置に対応する第１のコネクタに接続され、その他方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの他方の電力変換装置に対応する第２のコネクタに接続される。各通信回路は、（ｎ−１）本の多芯ケーブルを介して、他の各通信回路に負荷電流値を送信するとともに、他の各通信回路からの負荷電流値を受信する。【０００８】
また好ましくは、第１および第２のコネクタの各々は２ｎ個の端子を有する。第１のコネクタの２ｎ個の端子は、それぞれ第２のコネクタの２ｎ個の端子に接続されるとともに、対応の電力変換装置の通信回路に接続される。各多芯ケーブルは２ｎ本の配線を含む。各多芯ケーブルの２ｎ本の配線の一方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの一方の電力変換装置に対応する第１のコネクタの２ｎ個の端子にそれぞれ接続される。各多芯ケーブルの２ｎ本の配線の他方端は、対応の２台の電力変換装置のうちの他方の電力変換装置に対応する第２のコネクタの２ｎ個の端子にそれぞれ接続される。各通信回路は、２ｎ個の端子のうちの予め割当てられた２個の端子を介して、他の各通信回路に負荷電流値を示す差動信号列を送信するとともに、残りの２個の端子を介して、他の（ｎ−１）個の通信回路からの（ｎ−１）個の負荷電流値を示す差動信号列を受信する。【０００９】
また好ましくは、各通信回路は、通信回線を介して他の各通信回路に負荷電流値とともにビート信号を送信し、演算回路は、対応の電流センサによって検出された負荷電流値と、通信回路によって受信された（ｎ−１）個の負荷電流値とを加算して、ｎ台の電力変換装置の負荷電流値の総和を求める加算器と、他の各通信回路から送信されたビート信号に基づいて、運転中の電力変換装置の台数を求める演算器と、加算器によって求められたｎ台の電力変換装置の負荷電流値の総和を演算器によって求められた電力変換装置の台数で除算して各電力変換装置の分担電流値を求める除算器と、電流センサによって検出された負荷電流値から分担電流値を減算して横流を求める減算器とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る電力変換システムでは、各電力変換装置は、電流センサによって検出された負荷電流値を通信回線を介して他の各電力変換装置に送信するとともに、他の各電力変換装置から通信回線を介して送信された負荷電流値を受信する通信回路を含む。したがって、電力変換装置の台数が増えた場合でも配線が複雑になることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の一実施の形態による電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したインターフェースボードの構成および電力変換装置の要部を示す回路ブロック図である。
【図３】図１に示した終端抵抗器の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】図２に示した電力変換装置Ｐ１の通信回路および演算回路の構成および動作を示す回路ブロック図である。
【図５】図２に示した電力変換装置Ｐ２の通信回路および演算回路の構成および動作を示す回路ブロック図である。
【図６】図２に示した電力変換装置Ｐ３の通信回路および演算回路の構成および動作を示す回路ブロック図である。
【図７】図２に示した電力変換装置Ｐ４の通信回路および演算回路の構成および動作を示す回路ブロック図である。
【図８】図１に示した電力変換装置Ｐ１の全体構成を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願の電力変換システムは、図１に示すように、複数台（図では４台）の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４、発振器１、通信回線２、および母線３を備える。電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々は、発振器１で生成された基準信号に同期して動作し、直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を母線３を介して負荷４に供給する。
【００１３】
また、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々は、自己の負荷電流値を検出し、その検出値を通信回線２を介して他の電力変換装置に送信するとともに、他の電力変換装置の負荷電流値を通信回線２を介して受信する。電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々は、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の負荷電流値に基づいて、自己の分担電流および横流を求め、分担電流が負荷４に供給され、かつ横流が無くなるように内蔵のインバータを制御する。
【００１４】
通信回線２は、４個のインターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４、２個の終端抵抗器ＴＲ１，ＴＲ２、および５本のＬＡＮ（Local  Area  Network)ケーブルＬ１〜Ｌ５を備える。インターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４は、それぞれ電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４に固定されている。インターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４の各々には、２個のコネクタＣ１，Ｃ２が設けられている。コネクタＣ１，Ｃ２の各々は、対応のインターフェースボードに形成された配線群を介して対応の電力変換装置に接続されている。インターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ３のコネクタＣ２は、それぞれＬＡＮケーブルＬ１〜Ｌ３を介してインターフェースボードＩＢ２〜ＩＢ４のコネクタＣ１に接続されている。
【００１５】
終端抵抗器ＴＲ１，ＴＲ２の各々には、コネクタＣ３が設けられている。終端抵抗器ＴＲ１，ＴＲ２は、それぞれインターフェースボードＩＢ１，ＩＢ２に固定されている。終端抵抗器ＴＲ１のコネクタＣ３は、ＬＡＮケーブルＬ４を介してインターフェースボードＩＢ１のコネクタＣ１に接続されている。終端抵抗器ＴＲ２のコネクタＣ３は、ＬＡＮケーブルＬ５を介してインターフェースボードＩＢ４のコネクタＣ２に接続されている。
【００１６】
コネクタＣ１，Ｃ２の各々は、図２に示すように、８個の端子Ｔ１〜Ｔ８を含む。インターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４の各々において、コネクタＣ１の端子Ｔ１〜Ｔ８は、コネクタＣ２の端子Ｔ１〜Ｔ８にそれぞれ接続されている。
【００１７】
ＬＡＮケーブルＬ１〜Ｌ５の各々は、８本の配線と、それらの両端に設けられた２つのプラグとを含む。ＬＡＮケーブルＬ１の一方端のプラグはインターフェースボードＩＢ１のコネクタＣ２に挿入され、ＬＡＮケーブルＬ１の他方端のプラグはインターフェースボードＩＢ２のコネクタＣ１に挿入される。
【００１８】
ＬＡＮケーブルＬ２の一方端のプラグはインターフェースボードＩＢ２のコネクタＣ２に挿入され、ＬＡＮケーブルＬ２の他方端のプラグはインターフェースボードＩＢ３のコネクタＣ１に挿入される。ＬＡＮケーブルＬ３の一方端のプラグはインターフェースボードＩＢ３のコネクタＣ２に挿入され、ＬＡＮケーブルＬ３の他方端のプラグはインターフェースボードＩＢ４のコネクタＣ１に挿入される。これにより、各インターフェースボードＩＢのコネクタＣ１の端子Ｔ１〜Ｔ８は、他の各インターフェースボードＩＢのコネクタＣ１の端子Ｔ１〜Ｔ８にそれぞれ接続される。
【００１９】
また、終端抵抗器ＴＲ１のコネクタＣ３は、図３に示すように、８個の端子Ｔ１〜Ｔ８を含む。終端抵抗器ＴＲ１は、４個の終端抵抗素子５〜８を含む。終端抵抗素子５は端子Ｔ１，Ｔ２間に接続され、終端抵抗素子６は端子Ｔ３，Ｔ４間に接続され、終端抵抗素子７は端子Ｔ５，Ｔ６間に接続され、終端抵抗素子８は端子Ｔ７，Ｔ８間に接続されている。ＬＡＮケーブルＬ４の一方端のプラグは終端抵抗器ＴＲ１のコネクタＣ３に挿入され、ＬＡＮケーブルＬ４の他方端のプラグはインターフェースボードＩＢ１のコネクタＣ１に挿入される。
【００２０】
終端抵抗器ＴＲ２は、終端抵抗器ＴＲ１と同じ構成である。ＬＡＮケーブルＬ５の一方端のプラグは終端抵抗器ＴＲ２のコネクタＣ３に挿入され、ＬＡＮケーブルＬ５の他方端のプラグはインターフェースボードＩＢ４のコネクタＣ２に挿入される。このようにして通信回線２が構成されている。
【００２１】
図２に戻って、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々は、通信回路１０および演算回路１１を含む。電力変換装置Ｐ１の通信回路１０は、自己の負荷電流値ＩＬ１を、コネクタＣ１の端子Ｔ１，Ｔ２を介して他の電力変換装置Ｐ２〜Ｐ３の通信回路１０に送信する。電力変換装置Ｐ２の通信回路１０は、自己の負荷電流値ＩＬ２を、コネクタＣ１の端子Ｔ３，Ｔ４を介して他の電力変換装置Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の通信回路１０に送信する。
【００２２】
電力変換装置Ｐ３の通信回路１０は、自己の負荷電流値ＩＬ３を、コネクタＣ１の端子Ｔ５，Ｔ６を介して他の電力変換装置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４の通信回路１０に送信する。電力変換装置Ｐ４の通信回路１０は、自己の負荷電流値ＩＬ４を、コネクタＣ１の端子Ｔ７，Ｔ８を介して他の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の通信回路１０に送信する。
【００２３】
また、電力変換装置Ｐ１の通信回路１０は、他の電力変換装置Ｐ２〜Ｐ４の通信回路１０からコネクタＣ１の端子Ｔ３〜Ｔ８を介して送信されてきた負荷電流値ＩＬ２〜ＩＬ４を受信し、それらの負荷電流値ＩＬ２〜ＩＬ４と自己の負荷電流値ＩＬ１とを演算回路１１に与える。電力変換装置Ｐ２の通信回路１０は、他の電力変換装置Ｐ１，Ｐ３，Ｐ４の通信回路１０からコネクタＣ１の端子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ５〜Ｔ８を介して送信されてきた負荷電流値ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ４を受信し、それらの負荷電流値ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ４と自己の負荷電流値ＩＬ２とを演算回路１１に与える。
【００２４】
電力変換装置Ｐ３の通信回路１０は、他の電力変換装置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４の通信回路１０からコネクタＣ１の端子Ｔ１〜Ｔ４，Ｔ７，Ｔ８を介して送信されてきた負荷電流値ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ４を受信し、それらの負荷電流値ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ４と自己の負荷電流値ＩＬ３とを演算回路１１に与える。電力変換装置Ｐ４の通信回路１０は、他の電力変換装置Ｐ１〜Ｐ３の通信回路１０からコネクタＣ１の端子Ｔ１〜Ｔ６を介して送信されてきた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ３を受信し、それらの負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ３と自己の負荷電流値ＩＬ４とを演算回路１１に与える。
【００２５】
また、電力変換装置Ｐ１の演算回路１１は、通信回路１０から与えられた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を平均して自己の分担電流値ＩＬ０を求め、自己の負荷電流値ＩＬ１から分担電流値ＩＬ０を減算して横流ＩＣ１を求める。電力変換装置Ｐ２の演算回路１１は、通信回路１０から与えられた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を平均して自己の分担電流値ＩＬ０を求め、自己の負荷電流値ＩＬ２から分担電流値ＩＬ０を減算して横流ＩＣ２を求める。
【００２６】
電力変換装置Ｐ３の演算回路１１は、通信回路１０から与えられた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を平均して自己の分担電流値ＩＬ０を求め、自己の負荷電流値ＩＬ３から分担電流値ＩＬ０を減算して横流ＩＣ３を求める。電力変換装置Ｐ４の演算回路１１は、通信回路１０から与えられた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を平均して自己の分担電流値ＩＬ０を求め、自己の負荷電流値ＩＬ４から分担電流値ＩＬ０を減算して横流ＩＣ４を求める。
【００２７】
図４は、電力変換装置Ｐ１の通信回路１０および演算回路１１の構成を示すブロック図である。図４において、通信回路１０は、送信回路１２、セレクタ１３、信号変換回路１４〜１７、および受信回路２０を備える。送信回路１２は、バッファＢＦ０およびシフトレジスタＳＲ０を含む。バッファＢＦ０には、対応の電力変換装置Ｐ１の負荷電流値ＩＬ１を示す複数ビットのパラレル信号（並列に伝達される複数ビットの信号）が入力される。バッファＢＦ０は、複数ビットのパラレル信号をシフトレジスタＳＲ０に伝達する。シフトレジスタＳＲ０は、バッファＢＦ０からの複数ビットのパラレル信号を複数ビットのシリアル信号（直列に伝達される複数ビットの信号）に変換する。シフトレジスタＳＲ０の出力信号は、「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルのうちのいずれか一方のレベルを有するシングルエンド信号である。
【００２８】
信号変換回路１４〜１７の各々は、副信号変換回路１８，１９を含む。副信号変換回路１８は、シフトレジスタＳＲ０からセレクタ１３を介して与えられる各シングルエンド信号を、互いに相補な１対の信号からなる差動信号に変換してコネクタＣ１の対応の端子対間に与える。副信号変換回路１９は、コネクタＣ１の対応の端子対間に与えられた差動信号をシングルエンド信号に変換して受信回路２０に与える。
【００２９】
信号変換回路１４〜１７は、それぞれ電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４に対応して設けられている。セレクタ１３は、シフトレジスタＳＲ０からの複数ビットのシリアル信号を対応の電力変換装置Ｐ１に対応する信号変換回路１４の副信号変換回路１８に与える。
【００３０】
信号変換回路１４の副信号変換回路１８は、送信回路１２からセレクタ１３を介して与えられた各シングルエンド信号を差動信号に変換し、コネクタＣ１の端子Ｔ１，Ｔ２を介して他の電力変換装置Ｐ２〜Ｐ４に送信する。また、信号変換回路１４の副信号変換回路１９は、副信号変換回路１８からコネクタＣ１の端子Ｔ１，Ｔ２に出力された各差動信号をシングルエンド信号に変換する。
【００３１】
信号変換回路１５〜１７の副信号変換回路１８には信号が入力されないので、信号変換回路１５〜１７の副信号変換回路１８の出力ノード対の各々はハイ・インピーダンス状態になる。信号変換回路１５の副信号変換回路１９は、電力変換装置Ｐ２の信号変換回路１５からコネクタＣ１の端子Ｔ３，Ｔ４を介して与えられた各差動信号をシングルエンド信号に変換する。
【００３２】
信号変換回路１６の副信号変換回路１９は、電力変換装置Ｐ３の信号変換回路１６からコネクタＣ１の端子Ｔ５，Ｔ６を介して与えられた各差動信号をシングルエンド信号に変換する。信号変換回路１７の副信号変換回路１９は、電力変換装置Ｐ４の信号変換回路１５からコネクタＣ１の端子Ｔ７，Ｔ８を介して与えられた各差動信号をシングルエンド信号に変換する。したがって、信号変換回路１４〜１７の副信号変換回路１９の出力信号は、それぞれ負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を示す複数ビットのシリアル信号となる。
【００３３】
受信回路２０は、シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４およびバッファＢＦ１〜ＢＦ４を含む。シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４は、それぞれ信号変換回路１４〜１７の出力信号を受ける。シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４の各々は、対応の信号変換回路からの複数ビットのシリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換する。バッファＢＦ１〜ＢＦ４は、それぞれシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４の出力信号を受ける。バッファＢＦ１〜ＢＦ４の各々は、対応のシフトレジスタで生成された複数ビットのパラレル信号（すなわち負荷電流値）を演算回路１１に伝達する。
【００３４】
演算回路１１は、加算器２１，２２、除算器２３、セレクタ２４、および減算器２５を含む。各複数ビットのパラレル信号には、ビート信号が付加されている。加算器２１は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４から出力されたビート信号の数（すなわち運転中の電力変換装置Ｐの台数ｎ）を求める。全ての電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４が運転中である場合はｎ＝４となるが、たとえば１台の電力変換装置Ｐ４が故障した場合はｎ＝３となる。
【００３５】
加算器２２は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４から与えられた負荷電流値ＩＬ１〜ＩＬ４を加算して総負荷電流値ＩＬを求める。除算器２３は、加算器２２で求められた総負荷電流値ＩＬを、加算器２１で求められた電力変換装置の台数ｎ（たとえば、４台）で除算して、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々が分担すべき電流値ＩＬ０＝ＩＬ／ｎを求める。
【００３６】
セレクタ２４は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４のうちの対応の電力変換装置Ｐ１に対応するバッファＢＦ１の出力信号（すなわち負荷電流値ＩＬ１）を減算器２５に与える。減算器２５は、バッファＢＦ１からセレクタ２４を介して与えられた負荷電流値ＩＬ１から分担電流値ＩＬ０を減算して横流値ＩＣ１を求める。電力変換装置Ｐ１は、分担電流値ＩＬ０に等しい電流を供給し、かつ横流値ＩＣ１が０になるように内蔵のインバータを制御する。
【００３７】
電力変換装置Ｐ２〜Ｐ４も電力変換装置Ｐ１と同じ構成である。ただし、電力変換装置Ｐ２のセレクタ１３は、図５に示すように、シフトレジスタＳＲ０からの複数ビットのシリアル信号を対応の電力変換装置Ｐ２に対応する信号変換回路１５の副信号変換回路１８に与える。また、電力変換装置Ｐ２のセレクタ２４は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４のうちの対応の電力変換装置Ｐ２に対応するバッファＢＦ２の出力信号（すなわち負荷電流値ＩＬ２）を減算器２５に与える。減算器２５は、バッファＢＦ２からセレクタ２４を介して与えられた負荷電流値ＩＬ２から分担電流値ＩＬ０を減算して横流値ＩＣ２を求める。電力変換装置Ｐ２は、分担電流値ＩＬ０に等しい電流を供給し、かつ横流値ＩＣ２が０になるように内蔵のインバータを制御する。
【００３８】
また、電力変換装置Ｐ３のセレクタ１３は、図６に示すように、シフトレジスタＳＲ０からの複数ビットのシリアル信号を対応の電力変換装置Ｐ３に対応する信号変換回路１６の副信号変換回路１８に与える。また、電力変換装置Ｐ３のセレクタ２４は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４のうちの対応の電力変換装置Ｐ３に対応するバッファＢＦ３の出力信号（すなわち負荷電流値ＩＬ３）を減算器２５に与える。減算器２５は、バッファＢＦ３からセレクタ２４を介して与えられた負荷電流値ＩＬ３から分担電流値ＩＬ０を減算して横流値ＩＣ３を求める。電力変換装置Ｐ３は、分担電流値ＩＬ０に等しい電流を供給し、かつ横流値ＩＣ３が０になるように内蔵のインバータを制御する。
【００３９】
また、電力変換装置Ｐ４のセレクタ１３は、図７に示すように、シフトレジスタＳＲ０からの複数ビットのシリアル信号を対応の電力変換装置Ｐ４に対応する信号変換回路１７の副信号変換回路１８に与える。また、電力変換装置Ｐ４のセレクタ２４は、バッファＢＦ１〜ＢＦ４のうちの対応の電力変換装置Ｐ４に対応するバッファＢＦ４の出力信号（すなわち負荷電流値ＩＬ４）を減算器２５に与える。減算器２５は、バッファＢＦ４からセレクタ２４を介して与えられた負荷電流値ＩＬ４から分担電流値ＩＬ０を減算して横流値ＩＣ４を求める。電力変換装置Ｐ４は、分担電流値ＩＬ０に等しい電流を供給し、かつ横流値ＩＣ４が０になるように内蔵のインバータを制御する。
【００４０】
図８は、電力変換装置Ｐ１の全体構成を示す回路ブロック図である。図８において、電力変換装置Ｐ１は、通信回路１０および演算回路１１の他に、バッテリ３０、インバータ３１、電流センサ３２，３７、検出回路３３，３５，３８、リアクトル３４、コンデンサ３６、およびスイッチ３９を備える。
【００４１】
バッテリ３０には、直流電力が蓄えられている。インバータ３１は、バッテリ３０から供給される直流電力を交流電力に変換する。インバータ３１で生成された交流電力は、リアクトル３４、スイッチ３９、および母線３を介して負荷４に供給される。リアクトル３４およびコンデンサ３６は、低域通過フィルタを構成し、インバータ３１で生成された交流電力を通過させ、インバータ３１で発生したキャリア周波数の信号を遮断する。
【００４２】
電流センサ３２は、インバータ３１の出力電流を検出する。検出回路３３は、電流センサ３２の検出値をデジタル信号に変換する。検出回路３５は、コンデンサ３６の電圧（スイッチ３９のオン時は母線３の電圧）を検出し、その検出値を示すデジタル信号を出力する。電流センサ３７は、負荷電流値ＩＬ１を検出する。検出回路３８は、負荷電流値ＩＬ１をデジタル信号（複数ビットのパラレル信号）に変換する。
【００４３】
また、電力変換装置Ｐ１は、変換器４０、位相調整器４１、移相器４２、および横流制限用仮想インピーダンス回路（Ｚ）４３を備える。変換器４１は、横流ＩＣ１を有効分ΔＩＰと無効分ΔＩＱに変換する。位相調整器４１は、無効分ΔＩＱに基づいて位相信号を生成する。移相器４２は、位相信号に基づいて発振器１の出力信号の位相を調整し、出力電圧の位相基準となる正弦波信号ｓｉｎωｔを生成する。横流制限用仮想インピーダンス回路４３は、電力変換装置Ｐ１と他の電力変換装置との間に仮想的にインピーダンスＺを挿入し、横流を制限する。
【００４４】
また、電力変換装置Ｐ１は、電圧設定器４４、減算器４５，４６，５０，５２，５６、平均値回路４７、平均値電圧制御回路４８、乗算器４９、コンデンサ電流基準発生回路５１、瞬時電圧制御回路５３、加算器５４，５８、リミッタ回路５５、瞬時電流制御回路５７、およびＰＷＭ回路５９を備える。
【００４５】
電圧設定器４４は、電力変換装置Ｐ１の出力電圧の平均値の指令値を発生する。平均値回路４７は、検出回路３５の出力信号に基づいて、コンデンサ３６の端子間電圧の平均値を導出する。減算器４５，４６は、電圧設定器４４の出力値から横流ＩＣ１の有効分ΔＩＰと平均値回路４７の出力値を減算して平均値電圧制御回路４８に与える。平均値電圧制御回路４８は、減算器４６の出力値に基づいて、電力変換装置Ｐ１の出力電圧の平均値を制御する。
【００４６】
乗算器４９は、移相器４２で生成された正弦波信号ｓｉｎωｔと平均値電圧制御回路４８の出力値とを乗算して、電力変換装置Ｐ１の出力すべき瞬時電圧指令値を作成する。減算器５０は、乗算器４９の出力値から横流制限用仮想インピーダンス回路４３の出力値を減算してコンデンサ電流基準発生回路５１に与える。コンデンサ電流基準発生回路５１は、減算器５０の出力値に基づいて、所望の出力電圧を発生するためにコンデンサ３６に流すべき電流値を出力する。
【００４７】
減算器５２は、減算器５０の出力値から平均値回路４７の出力値を減算して瞬時電圧制御回路５３に与える。瞬時電圧制御回路５３は、減算器５０の出力値に基づいて、コンデンサ３６の端子間電圧を制御する。加算器５４は、分担電流値ＩＬ０と、コンデンサ電流基準発生回路５１の出力値と、瞬時電圧制御回路５３の出力値とを加算する。加算器５４の出力値は、リミッタ回路５５を介して減算器５６に与えられる。リミッタ回路５５は、インバータ３１の出力電流指令値を制限する。
【００４８】
減算器５６は、リミッタ回路５５の出力値から検出回路３３の出力値を減算して瞬時電流制御回路５７に与える。瞬時電流制御回路５７は、インバータ３１の出力電流を制御する。加算器５８は、検出回路３５の出力値と瞬時電流制御回路５７の出力値とを加算してＰＷＭ回路５９に与える。ＰＷＭ回路５９は、加算器５８の出力値に基づいて、インバータ３１を制御する。
【００４９】
次に、電力変換装置Ｐ１の動作について説明する。電力変換装置Ｐ１には電流マイナーループが設けられており、瞬時電流制御回路５７は、電流センサ３２によってフィードバックされたインバータ３１の出力電流がリミッタ回路５５からの電流指令値と一致するようにリアクトル３４に印加すべき電圧の指令値を出力する。また、出力母線３にはコンデンサ３６と他の電力変換装置の出力電圧があるので、リアクトル３４に所望の電圧を印加するには、インバータ３１が出力母線３の電圧とリアクトル３４に印加すべき電圧との和の電圧を発生する必要がある。したがって、検出回路３５で検出したコンデンサ３６の電圧値と瞬時電流制御回路５７の出力値とを加算器５８で加算し、加算器５８の出力値を電圧指令値としてＰＷＭ回路５９に与える。
【００５０】
また、コンデンサ電流基準発生回路５１は、コンデンサ３６に流れるべき電流として、コンデンサ３６の電圧指令値よりも９０度位相の進んだ正弦波電流基準をコンデンサ３６の容量値に応じて発生する。コンデンサ３６の電圧指令値は、減算器５０の出力値から得られる。さらに、瞬時電圧制御回路５３は、コンデンサ３６の電圧指令値と検出回路３５で検出したコンデンサ３６の電圧値との偏差（減算器５２の出力値）を受け、この偏差を少なくするためにインバータ３１が出力すべき補正電流信号を出力する。
【００５１】
インバータ３１への出力電流指令値は、コンデンサ電流基準発生回路５１の出力値と、瞬時電圧制御回路５３の出力値と、分担電流値ＩＬ０とを加算器５４によって加算し、その加算値をリミッタ回路５５によって制限した信号である。したがって、無負荷状態においては、インバータ３１がコンデンサ３６に流れるべき電流を供給することによって無負荷電圧を確立する。この場合、瞬時電圧制御回路５３は、電流制御の誤差やコンデンサ３６の容量値の設計値と実際値との誤差により生じるコンデンサ電流基準発生回路５１の出力の過不足分を補正する。
【００５２】
次に、スイッチ３９がオンされて負荷４が投入されると、負荷電流ＩＬの１／４を分担するように演算回路１１から電流マイナーループへ分担電流値ＩＬ０が与えられ、４台の電流変換装置Ｐ１〜Ｐ４が負荷電流ＩＬを１／４ずつ分担することになる。ここで、リミッタ回路５５は、負荷起動時における突入電流等の過電流をインバータ３１が供給しないように、瞬時電流制御回路５７への指令値をインバータ３１の電流許容値以下に制限する。
【００５３】
また、この電流変換システムでは、インバータ３１間に流れる横流に対してのみインピーダンスがあたかも存在するように制御回路を構成することにより、横流を抑制する。横流制限用仮想インピーダンス回路４３は、ＩＣ１×Ｚを演算し、この信号を減算器５０によって乗算器４９の出力値から減じ、これをコンデンサ３６の電圧指令値とする。コンデンサ３６の電圧は前述の電圧制御系により、電圧指令値に瞬時に追従する。他の電力変換装置Ｐ２〜Ｐ４も、電力変換装置Ｐ１と同じ構成である。これにより、電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４の各々は、分担電流ＩＬ０を負荷４に供給し、かつ横流は無くなる。
【００５４】
この実施の形態では、各電力変換装置は、電流センサ３７によって検出された負荷電流値を通信回線２を介して他の各電力変換装置に送信するとともに、他の各電力変換装置から通信回線２を介して送信された負荷電流値を受信する通信回路１０を含む。また、通信回線２は、それぞれ電力変換装置Ｐ１〜Ｐ４に設けられたインターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４と、インターフェースボードＩＢ１〜ＩＢ４間を接続するＬＡＮケーブルＬ１〜Ｌ３とを含む。したがって、電力変換装置の数が増えた場合でも、配線が複雑になることがない。
【００５５】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５６】
Ｐ１〜Ｐ４  電力変換装置、１  発振器、２  通信回線、３  母線、４  負荷、ＩＢ１〜ＩＢ４  インターフェースボード、ＴＲ１，ＴＲ２  終端抵抗器、Ｌ１〜Ｌ５  ＬＡＮケーブル、Ｃ１〜Ｃ３  コネクタ、Ｔ１〜Ｔ８  端子、５〜８  終端抵抗素子、１０  通信回路、１１  演算回路、１２  送信回路、１３，２４  セレクタ、１４〜１７  信号変換回路、１８，１９  副信号変換回路、２０  受信回路、ＢＦ０〜ＢＦ４  バッファ、ＳＲ０〜ＳＲ４  シフトレジスタ、２１，２２，５４，５８  加算器、２３  除算器、２５，４５，４６，５０，５２，５６  減算器、３０  バッテリ、３１  インバータ、３２，３７  電流センサ、３３，３５，３８  検出回路、３４  リアクトル、３６  コンデンサ、３９  スイッチ、４０  変換器、４１  位相調整器、４２  移相器、４３  横流制限用仮想インピーダンス回路、４４  電圧設定器、４７  平均値回路、４８  平均値電圧制御回路、４９  乗算器、５１  電流基準発生回路、５３  瞬時電圧制御回路、５５  リミッタ回路、５７  瞬時電流制御回路、５９  ＰＷＭ回路。
【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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