(57)【要約】【課題】  一部の単位変換器が故障しても、損失を最適化しつつ運転を継続することのできる電力変換装置を提供することにある。【解決手段】  電力変換装置１０は、チョッパセルＣ１〜ＣＮで構成されたアーム２１ｕｐ〜２１ｗｎと、アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎのチョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮを検出するコンデンサ電圧検出器と、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎにおいて、故障しているチョッパセルＣ１〜ＣＮの数を示す故障セル数Ｎｎｇに基づいて、チョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮを制御するための直流電圧指令値Ｖｄｒ１を生成する直流電圧指令値生成部１３と、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎにおいて、検出したチョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮ及び直流電圧指令値生成部１３により生成された直流電圧指令値Ｖｄｒ１に基づいて、チョッパセルＣ１〜ＣＮを制御するセル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路を構成し、コンデンサを含む複数の単位変換器で構成された複数のアームと、
前記複数のアームの前記複数の単位変換器のコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、
前記各アームにおいて、故障している前記単位変換器の数を示す故障数に基づいて、前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧を制御するための第１の指令値を生成する第１の指令値生成手段と、
前記各アームにおいて、前記コンデンサ電圧検出手段により検出された前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧及び前記第１の指令値生成手段により生成された前記第１の指令値に基づいて、前記複数の単位変換器を制御する複数の単位変換器制御手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記第１の指令値生成手段は、前記各アームにおいて、前記故障数がゼロのときの前記第１の指令値は同じであること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記各アームにおいて、前記コンデンサ電圧検出手段により検出された前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧及び前記第１の指令値生成手段により生成された前記第１の指令値に基づいて、前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧を制御するための複数の第２の指令値を生成する複数の第２の指令値生成手段と、
前記各アームにおいて、アーム電圧を制御するためのアーム指令値を生成するアーム指令値生成手段と、
前記各アームにおいて、前記アーム指令値生成手段により生成された前記アーム指令値及び前記故障数に基づいて、前記複数の第２の指令値生成手段により生成された前記複数の第２の指令値を均一化するための第３の指令値を生成する第３の指令値生成手段とを備え、
前記複数の単位変換器制御手段は、前記各アームにおいて、前記第３の指令値生成手段により生成された前記第３の指令値に基づいて、前記複数の単位変換器を制御すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
電力変換回路を構成し、コンデンサを含む複数の単位変換器で構成された複数のアームを備えた電力変換装置の制御方法であって、
前記複数のアームの前記複数の単位変換器のコンデンサ電圧を検出し、
前記各アームにおいて、故障している前記単位変換器の数を示す故障数に基づいて、前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧を制御するための第１の指令値を生成し、
前記各アームにおいて、検出した前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧及び生成した前記第１の指令値に基づいて、前記複数の単位変換器を制御すること
を含むことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力変換装置として、複数のチョッパセルが直列に接続されたＭＭＣ(modular multilevel converter)が知られている。チョッパセルは、複数のスイッチング素子及び直流コンデンサで構成される単位変換器である。
【０００３】
例えば、複数の単位変換器がシリアル通信し、シリアル通信する回線の異常に対する運転継続性の高い電力変換装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２６３８７号公報
【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、このような電力変換装置は、アーム内の単位変換器間、アーム間、又は、相間などが互いに関連する制御を行うため、１つの単位変換器が故障すると、故障前と同じ制御ができずに、電力変換装置の運転を継続できなくなることがある。
【０００６】
これを防止するために、コンデンサ電圧の指令値を冗長セル分を考慮した高い値に設定するが、そうすることにより素子のスイッチング損失が増えるため、変換器の損失が増加する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、一部の単位変換器が故障しても、損失を最適化しつつ運転を継続することのできる電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の観点に従った電力変換装置は、電力変換回路を構成し、コンデンサを含む複数の単位変換器で構成された複数のアームと、前記複数のアームの前記複数の単位変換器のコンデンサ電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段と、前記各アームにおいて、故障している前記単位変換器の数を示す故障数に基づいて、前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧を制御するための第１の指令値を生成する第１の指令値生成手段と、前記各アームにおいて、前記コンデンサ電圧検出手段により検出された前記複数の単位変換器の前記コンデンサ電圧及び前記第１の指令値生成手段により生成された前記第１の指令値に基づいて、前記複数の単位変換器を制御する複数の単位変換器制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一部の単位変換器が故障しても、損失を最適化しつつ運転を継続することのできる電力変換装置を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力変換装置の制御装置の構成を示す構成図。
【図２】本実施形態に係る電力変換装置の構成を示す構成図。
【図３】本実施形態に係るハーフブリッジセルのチョッパセルの構成を示す回路図。
【図４】本実施形態に係るフルブリッジセルのチョッパセルの構成を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１０の制御装置１の構成を示す構成図である。図２は、本実施形態に係る電力変換装置１０の構成を示す構成図である。なお、図面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。
【００１２】
電力変換装置１０は、制御装置１、電力変換回路２、直流電源３、及び、変圧器４を備える。
【００１３】
電力変換装置１０は、直流電源３から出力される直流電力を三相交流電力に変換し、変圧器４を介して、交流負荷に交流電力を供給する。例えば、交流負荷は、商用電源などの電力系統である。なお、電力変換装置１０は、直流電力を単相交流電力に変換する構成でもよい。また、直流電源３は、直流電力を出力するものであれば、発電機、コンバータ、又は蓄電池等、なんでもよい。
【００１４】
電力変換回路２は、単位変換器であるチョッパセルＣ１，Ｃ２，…，ＣＮで構成されるＭＭＣ(modular multilevel converter)である。電力変換回路２は、６つのアーム２１ｕｐ，２１ｕｎ，２１ｖｐ，２１ｖｎ，２１ｗｐ，２１ｗｎ、及び、６つのバッファリアクトル２２ｕｐ，２２ｕｎ，２２ｖｐ，２２ｖｎ，２２ｗｐ，２２ｗｎを備える。
【００１５】
各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎは、複数のチョッパセルＣ１〜ＣＮが直列に接続された構成である。ここでは、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎは、２以上のＮ個（Ｎ段）のチョッパセルＣ１〜ＣＮで構成されているものとする。Ｕ相上アーム２１ｕｐ及びＵ相下アーム２１ｕｎは、直列に接続され、電力変換回路２のＵ相を構成する。Ｖ相上アーム２１ｖｐ及びＶ相下アーム２１ｖｎは、直列に接続され、電力変換回路２のＶ相を構成する。Ｗ相上アーム２１ｗｐ及びＷ相下アーム２１ｗｎは、直列に接続され、電力変換回路２のＷ相を構成する。
【００１６】
バッファリアクトル２２ｕｐ〜２２ｗｎは、電力変換回路２に一定の直流電流を流すためのインピーダンスを有する。Ｕ相上バッファリアクトル２２ｕｐとＵ相下バッファリアクトル２２ｕｎは、直列に接続される。Ｕ相上バッファリアクトル２２ｕｐとＵ相下バッファリアクトル２２ｕｎとの接続点は、変圧器４のＵ相端子と接続される。Ｕ相上バッファリアクトル２２ｕｐの正極側には、Ｕ相上アーム２１ｕｐが接続される。Ｕ相下バッファリアクトル２２ｕｎの負極側には、Ｕ相下アーム２１ｕｎが接続される。Ｖ相バッファリアクトル２２ｖｐ，２２ｖｎ及びＷ相バッファリアクトル２２ｗｐ，２２ｗｎの構成についても、Ｕ相バッファリアクトル２２ｕｐ，２２ｕｎと同様に構成される。
【００１７】
図３は、本実施形態に係るチョッパセルＣ１の構成を示す回路図である。なお、全てのチョッパセルＣ１〜ＣＮは、同様に構成されているため、１つのチョッパセルＣ１の構成についてのみ説明する。
【００１８】
チョッパセルＣ１は、ハーフブリッジセルである。チョッパセルＣ１は、２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂ、２つの逆並列ダイオードＤＩａ，ＤＩｂ、及び、コンデンサＣＰにより構成される。スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂは、例えば、ＩＧＢＴ(insulated gate bipolar transistor)又はＩＥＧＴ(injection enhanced gate transistor)などの半導体素子である。チョッパセルＣ１は、制御装置１から送信される制御信号Ｓｃに含まれるゲート信号により、２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂがスイッチング（駆動）する。
【００１９】
２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂは、直列に接続される。２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂには、それぞれ逆並列ダイオードＤＩａ，ＤＩｂが接続される。コンデンサＣＰは、２つの直列に接続されたスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂと並列に接続される。チョッパセルＣ１の正極端子Ｔｐは、一方の２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂの接続点である。チョッパセルＣ１の負極端子Ｔｎは、負極側に位置するスイッチング素子ＳＷｂの負極側の端子（エミッタ）である。
【００２０】
図４は、本実施形態に係るチョッパセルＣ１ａの構成を示す回路図である。特に断りのない限り、図３に示すハーフブリッジセルのチョッパセルＣ１の代わりに、図４に示すフルブリッジセルのチョッパセルＣ１ａを用いてもよい。
【００２１】
チョッパセルＣ１ａは、図３に示すハーフブリッジセルのチョッパセルＣ１に、２つのスイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄ、及び、２つの逆並列ダイオードＤＩｃ，ＤＩｄを加えたものである。スイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄは、スイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂと同様の半導体素子である。
【００２２】
２つのスイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄは、直列に接続される。２つのスイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄには、それぞれ逆並列ダイオードＤＩｃ，ＤＩｄが接続される。直列に接続されたスイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄは、もう一方の直列に接続されたスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂ及びコンデンサＣＰと並列に接続される。チョッパセルＣ１ａの正極端子Ｔｐは、一方の２つのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂの接続点である。チョッパセルＣ１ａの負極端子Ｔｎは、もう一方の２つのスイッチング素子ＳＷｃ，ＳＷｄの接続点である。
【００２３】
制御装置１は、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎを構成する各チョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサＣＰの直流電圧（コンデンサ電圧）Ｖｄ１，Ｖｄ２，…，ＶｄＮ、及び、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎに流れるアーム電流Ｉｕｐ，Ｉｕｎ，Ｉｖｐ，Ｉｖｎ，Ｉｗｐ，Ｉｗｎなどの電力変換回路２に関するデータＤａを受信する。制御装置１は、受信したデータＤａに基づいて、ゲート信号等が含まれる制御信号Ｓｃを各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎの各チョッパセルＣ１〜ＣＮに出力し、各チョッパセルＣ１〜ＣＮのスイッチング素子ＳＷａ，ＳＷｂをスイッチング制御する。これにより、電力変換装置１０が制御される。
【００２４】
例えば、制御装置１は、電力変換装置１０から出力される交流電流を交流電流指令値に追従するように、フィードバック制御をするとともに、各チョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮを直流電圧指令値に追従するように制御をする。交流電流指令値は、制御装置１の上位制御系の装置などから送信される。なお、電力変換装置１０が電力系統と連系されている場合、制御装置１は、電力変換装置１０の出力電圧と位相を電力系統の系統電圧に対して調整することで、有効電力と無効電力を制御する。
【００２５】
図１を参照して、制御装置１の構成について説明する。図１では、制御装置１におけるＵ相上アーム２１ｕｐに関する構成のみを図示している。以降では、Ｕ相上アーム２１ｕｐの制御について主に説明し、他のアーム２１ｕｎ〜２１ｗｎの制御については同様に構成されているものとして説明を適宜省略する。
【００２６】
制御装置１は、故障セル検出部１１、故障セル数記憶部１２、直流電圧指令値生成部１３、Ｎ個のコンデンサ電圧制御部１４Ｃ１，１４Ｃ２，…，１４ＣＮ、アーム電圧指令値生成部１５、アーム電圧制御部１６、及び、Ｎ個のセル制御部１７Ｃ１，１７Ｃ２，…，１７ＣＮを備える。
【００２７】
故障セル検出部１１は、Ｕ相上アーム２１ｕｐを構成するチョッパセルＣ１〜ＣＮからそれぞれの状態を把握可能な状態データＤｓを受信する。故障セル検出部１１は、受信したＮ個の状態データＤｓに基づいて、各チョッパセルＣ１〜ＣＮの故障を検出する。故障セル検出部１１は、チョッパセルＣ１〜ＣＮの故障を検出すると、検出した故障しているチョッパセルＣ１〜ＣＮに関する故障情報が含まれた故障データＤｆを故障セル数記憶部１２に出力する。状態データＤｓは、チョッパセルＣ１〜ＣＮが故障しているか否かが判断できる情報であればどのようなものでもよい。例えば、状態データＤｓは、コンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮなどでもよいし、故障か否かを直接的に示す情報でもよい。
【００２８】
なお、制御装置１は、故障を検出したチョッパセルＣ１〜ＣＮを停止させるものとする。チョッパセルＣ１〜ＣＮを停止させるには、図３に示すチョッパセルＣ１の負極側のスイッチング素子ＳＷａをオンさせるなどにより、正極端子Ｔｐと負極端子Ｔｎを短絡させればよい。
【００２９】
故障セル数記憶部１２は、故障セル検出部１１から受信した故障データＤｆに基づいて、Ｕ相上アーム２１ｕｐにおける故障しているチョッパセルＣ１〜ＣＮの個数（故障セル数）Ｎｎｇを判断する。故障セル数記憶部１２は、判断した故障セル数Ｎｎｇを記憶する。故障セル数記憶部１２に記憶されている故障セル数Ｎｎｇは、直流電圧指令値生成部１３及びアーム電圧制御部１６により参照される。なお、ここでは、故障セル数Ｎｎｇは、Ｕ相上アーム２１ｕｐが必要なアーム電圧を出力することが可能な範囲内にあるものとする。即ち、故障セル数Ｎｎｇは、Ｕ相上アーム２１ｕｐにおける冗長分のチョッパセルＣ１〜ＣＮの個数以内にあるものとする。なお、故障セル数Ｎｎｇが冗長分のチョッパセルＣ１〜ＣＮの個数を超えた場合は、制御装置１は、例えば、電力変換装置１０の運転を停止させる。
【００３０】
直流電圧指令値生成部１３には、故障セル数Ｎｎｇに対応する直流電圧指令値Ｖｄｒ１が予め設定される。直流電圧指令値生成部１３は、入力された故障セル数Ｎｎｇに基づいて、直流電圧指令値Ｖｄｒ１を生成する。各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎにおいて、故障セル数Ｎｎｇがゼロのとき（故障したチョッパセルＣ１〜ＣＮが無い場合）の直流電圧指令値Ｖｄｒ１は全て同じである。即ち、電力変換装置１０の初期状態では、全てのアーム２１ｕｐ〜２１ｗｎのチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１は同じである。直流電圧指令値生成部１３は、生成した直流電圧指令値Ｖｄｒ１を各コンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮに出力する。
【００３１】
ここで、電力変換回路２から出力される定格直流電圧は、出力する交流電圧の波高値よりも高くする必要がある。定格直流電圧を出力するには、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎから定格直流電圧の２分の１の電圧を出力する必要がある。したがって、電力変換回路２の定格直流電圧をＶｄｃとすると、直流電圧指令値Ｖｄｒ１は、次式に基づいて決定される。
【００３２】
Ｖｄｒ１＝Ｖｄｃ／２（Ｎ−Ｎｎｇ）      …式（１）
コンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮには、直流電圧指令値生成部１３により生成された直流電圧指令値Ｖｄｒ１、及び、制御対象のチョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮがそれぞれ入力される。コンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮは、各チョッパセルＣ１〜ＣＮに設けられた検出器などにより検出される。コンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮは、それぞれコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮを直流電圧指令値Ｖｄｒ１に追従させるように制御するための直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２，Ｖｄ２ｒ２，…，ＶｄＮｒ２を生成する。コンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮは、アーム電圧制御部１６、及び、制御対象のチョッパセルＣ１〜ＣＮを制御するセル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮに、生成した直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２を出力する。
【００３３】
アーム電圧指令値生成部１５には、有効電力指令値Ｐｒ、無効電力指令値Ｑｒ、及び、電流検出器ＤＴｉにより検出されたＵ相上アーム２１ｕｐに流れるアーム電流Ｉｕｐが入力される。有効電力指令値Ｐｒ及び無効電力指令値Ｑｒは、電力変換回路２から出力される交流電力の有効成分及び無効成分に対する指令値である。例えば、有効電力指令値Ｐｒ及び無効電力指令値Ｑｒは、制御装置１の上位制御系の装置などから送信される。アーム電圧指令値生成部１５は、有効電力指令値Ｐｒ及び無効電力指令値Ｑｒに基づいて、アーム電流を制御するためのアーム電流指令値を生成する。アーム電圧指令値生成部１５は、アーム電流Ｉｕｐが、生成したアーム電流指令値に追従するように、Ｕ相上アーム２１ｕｐから出力されるアーム電圧を制御するためのアーム電圧指令値Ｖｕｐｒを生成する。アーム電圧指令値Ｖｕｐｒは、例えば、比例積分（ＰＩ）制御により求める。アーム電圧指令値生成部１５は、生成したアーム電圧指令値Ｖｕｐｒをアーム電圧制御部１６に出力する。
【００３４】
アーム電圧制御部１６には、故障セル数記憶部１２に記憶された故障セル数Ｎｎｇ、全てのコンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮにより生成された直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２、及び、アーム電圧指令値生成部１５により生成されたアーム電圧指令値Ｖｕｐｒが入力される。アーム電圧制御部１６は、故障セル数Ｎｎｇ、直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２、及び、アーム電圧指令値Ｖｕｐｒに基づいて、Ｕ相上アーム２１ｕｐのアーム電圧をアーム電圧指令値Ｖｕｐｒに追従させる制御をし、Ｕ相上アーム２１ｕｐを構成するチョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮが均一化されるように、直流電圧指令値Ｖｄｒ３を生成する。コンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮの均一化は、例えば、全てのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮが平均値に近くなるようにする。アーム電圧制御部１６は、生成した直流電圧指令値Ｖｄｒ３を各セル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮに出力する。直流電圧指令値Ｖｄｒ３は、次式に基づいて生成される。
【００３５】
Ｖｄｒ３＝（Ｖｄ１ｒ２＋Ｖｄ２ｒ２＋…＋ＶｄＮｒ２）／（Ｎ−Ｎｎｇ）  …式（２）
ここで、上式において、故障したチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２は、ゼロにされているものとする。
【００３６】
セル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮには、対応するコンデンサ電圧制御部１４Ｃ１〜１４ＣＮにより生成された直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２、及び、アーム電圧制御部１６により生成された直流電圧指令値Ｖｄｒ３がそれぞれ入力される。セル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮは、直流電圧指令値Ｖｄ１ｒ２〜ＶｄＮｒ２、及び、直流電圧指令値Ｖｄｒ３に基づいて、チョッパセルＣ１〜ＣＮのコンデンサ電圧Ｖｄ１〜ＶｄＮが均一化され、Ｕ相上アーム２１ｕｐのアーム電圧がアーム電圧指令値Ｖｕｐｒに追従するように、それぞれのチョッパセルＣ１〜ＣＮを制御するための電圧指令値を生成する。セル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮは、生成したそれぞれの電圧指令値に基づいて、チョッパセルＣ１〜ＣＮを制御するためのゲート信号を生成する。第１〜第Ｎセル制御部１７Ｃ１〜１７ＣＮは、生成したゲート信号を出力して、それぞれの制御対象の第１〜第ＮチョッパセルＣ１〜ＣＮを制御する。
【００３７】
例えば、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎが１２段で構成され、電力変換回路２の定格直流電圧が１００［ｋＶ］の場合に、Ｕ相上アーム２１ｕｐを構成する１２個のチョッパセルＣ１〜ＣＮのうち２個のチョッパセルＣ１〜ＣＮが故障したとすると、制御装置１は次のように制御する。
【００３８】
故障前は、Ｕ相上アーム２１ｕｐのチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を用いて、Ｖｄｒ１×１２＝１００［ｋＶ］÷２が成り立つ。したがって、直流電圧指令値Ｖｄｒ１＝４．１７［ｋＶ］となる。
【００３９】
故障後は、Ｖｄｒ１×（１２−２）＝１００［ｋＶ］÷２を成り立たせるように直流電圧指令値Ｖｄｒ１を決定する。したがって、直流電圧指令値Ｖｄｒ１＝５．００［ｋＶ］となる。
【００４０】
したがって、制御装置１は、故障したチョッパセルＣ１〜ＣＮが発生したＵ相上アーム２１ｕｐのチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を５．００［ｋＶ］とし、その他のアーム２１ｕｎ〜２１ｗｎのチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を直流電圧指令値Ｖｄｒ１＝４．１７［ｋＶ］として、電力変換装置１０の運転を継続する。
【００４１】
なお、故障の発生していない各アーム２１ｕｎ〜２１ｗｎも、Ｕ相上アーム２１ｕｐで故障したチョッパセルＣ１〜ＣＮと同数のチョッパセルＣ１〜ＣＮを停止させて、全てのアーム２１ｕｐ〜２１ｗｎの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を５．００［ｋＶ］としてもよい。
【００４２】
本実施形態によれば、故障したチョッパセルＣ１〜ＣＮが発生したアーム２１ｕｐ〜２１ｗｎの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を故障セル数Ｎｎｇに応じて増加するように変更する。これにより、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎ内のチョッパセルＣ１〜ＣＮ間、上アーム２１ｕｐ，２１ｖｐ，２１ｗｐと対応する下アーム２１ｕｎ，２１ｖｎ，２１ｗｎとの間、又は、相間などのバランス制御を保ちながら、電力変換装置１０の運転を継続することができる。
【００４３】
なお、本実施形態において、全てのチョッパセルＣ１〜ＣＮが正常時の初期状態では、全てのアーム２１ｕｐ〜２１ｗｎの段数を同じにし、全てのチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１を同じにしたが、これに限らない。初期状態であっても、各アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎの段数が異なり、アーム２１ｕｐ〜２１ｗｎ毎にチョッパセルＣ１〜ＣＮの直流電圧指令値Ｖｄｒ１が異なるようにしてもよい。
【００４４】
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】
【００４５】
１…制御装置、１１…故障セル検出部、１２…故障セル数記憶部、１３…直流電圧指令値生成部、１４Ｃ１〜１４ＣＮ…コンデンサ電圧制御部、１５…アーム電圧指令値生成部、１６…アーム電圧制御部、１７Ｃ１〜１７ＣＮ…セル制御部、２１ｕｐ…アーム、Ｃ１〜ＣＮ…チョッパセル、ＤＴｉ…電流検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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