(57)【要約】【課題】  単相の電力変換回路で構成され、三相平衡を保つことのできる電力変換システムを提供することにある。【解決手段】  電力変換システム１０は、三相交流の電力系統７の各相間に設けられ、電力系統７の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する単相順変換器３ａ〜３ｃと、単相順変換器３ａ〜３ｃのうち単相順変換器３ａから直流電力を出力している場合、電力系統７から単相順変換器３ａに供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、単相順変換器３ａ以外の単相順変換器３ｂ，３ｃにより、電力系統７の交流電力を制御する制御装置１とを備える。【選択図】図１
2018038228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相交流の電力系統の各相間に少なくとも１つ設けられ、前記電力系統の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する複数の電力変換手段と、
前記複数の電力変換手段のうち第１の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換手段のうち前記第１の電力変換手段以外の電力変換手段により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする電力変換システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される有効電力に基づいて、前記三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記第１の電力変換手段が設けられた相間以外の各相間に設けられた電力変換手段から無効電力を補償する制御をすること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の電力変換手段が設けられた相間以外の各相間に設けられた電力変換手段から、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される無効電力と同じ無効電力を出力させること
を特徴とする請求項２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記複数の電力変換手段は、前記電力系統の各相間に少なくとも２つの電力変換手段が設けられ、互いに異なる相間に設けられた２つの電力変換手段を１組として直流側が並列に接続された３組の電力変換手段を含み、
前記制御手段は、前記３組の電力変換手段のうち第１組の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記第１組の電力変換手段以外の各組の電力変換手段において、前記三相不平衡状態を三相平衡にするように、一方の電力変換手段により前記電力系統から有効電力を受電し、もう一方の電力変換手段により、受電した前記有効電力を前記電力系統に出力すること
を特徴とする請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記複数の電力変換手段から供給される直流電力を単相交流電力に変換し、交流側が三相結線された少なくとも３つの逆変換手段
を備え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項に記載の電力変換システム。
【請求項６】
複数の電力変換手段は、多レベル変換器であること
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力変換システム。
【請求項７】
三相交流の電力系統の各相間に少なくとも１つ設けられ、前記電力系統の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する複数の電力変換器を備える電力変換システムを制御する制御装置であって、
前記複数の電力変換器のうち第１の電力変換器から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換器に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換器のうち前記第１の電力変換器以外の電力変換器により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段
を備えることを特徴とする電力変換システムの制御装置。
【請求項８】
三相交流の電力系統の各相間に少なくとも１つ設けられ、前記電力系統の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する複数の電力変換器を備える電力変換システムを制御する制御方法であって、
前記複数の電力変換器のうち第１の電力変換器から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換器に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換器のうち前記第１の電力変換器以外の電力変換器により、前記電力系統の交流電力を制御すること
を含むことを特徴とする電力変換システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統から供給される三相交流電力を直流電力に変換する電力変換装置が知られている（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２０１２−２５３９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、三相交流電力を直流電力に変換するために、三相の電力変換回路を構成する場合、半導体スイッチは６つ必要となる。例えば、半導体スイッチ１つあたり、直流負荷の４分の１の電力を扱える容量の場合、三相の電力変換回路にすると、実際に必要な電力容量に対し、１．５倍の容量を持つことになる。このような電力変換回路は、経済性が悪くなる。
【０００５】
一方、単相の電力変換回路であれば、直流負荷に適した容量の構成にすることができる。しかし、三相交流系統から線間の単相交流電力を取り出すと、三相不平衡になり易い。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、単相の電力変換回路で構成され、三相平衡を保つことのできる電力変換システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観点に従った電力変換システムは、三相交流の電力系統の各相間に少なくとも１つ設けられ、前記電力系統の各相間からそれぞれ供給される単相交流電力を直流電力に変換する複数の電力変換手段と、前記複数の電力変換手段のうち第１の電力変換手段から直流電力を出力している場合、前記電力系統から前記第１の電力変換手段に供給される有効電力による三相不平衡状態を三相平衡にするように、前記複数の電力変換手段のうち前記第１の電力変換手段以外の電力変換手段により、前記電力系統の交流電力を制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単相の電力変換回路で構成され、三相平衡を保つことのできる電力変換システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る制御装置の構成を示す構成図。
【図３】第１の実施形態に係る電力系統の相電流の三相不平衡状態を表すベクトル図。
【図４】第１の実施形態に係る電力系統の相電流の無効電力補償された状態を表すベクトル図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る制御装置の構成を示す構成図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図１０】第６の実施形態に係る制御装置の構成を示す構成図。
【図１１】第６の実施形態に係る電力系統の相電流の三相不平衡状態を表すベクトル図。
【図１２】第６の実施形態に係る電力系統の相電流を三相平衡にする制御後の状態を表すベクトル図。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図１４】本発明の第８の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図１５】本発明の第９の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る電力変換システムの構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（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変換システム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。
【００１１】
電力変換システム１０は、制御装置１、３つの連系変圧器２ａ，２ｂ，２ｃ、３つの単相順変換器３ａ，３ｂ，３ｃ、３つの交流電流検出器４Ｉａ，４Ｉｂ，４Ｉｃ、及び、３つの交流電圧検出器４Ｖａ，４Ｖｂ，４Ｖｃを備える。電力変換システム１０は、三相交流の電力系統７から供給される交流電力に基づいて、３つの直流負荷８ａ，８ｂ，８ｃにそれぞれ直流電力を供給する。
【００１２】
電力系統７から供給される三相交流電力は、Ａ相、Ｂ相及びＣ相からなる。
【００１３】
単相順変換器３ａ〜３ｃの交流側は、それぞれ連系変圧器２ａ〜２ｃを介して、電力系統７の各相間に接続される。単相順変換器３ａの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＡ相及びＢ相に接続される。単相順変換器３ｂの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＢ相及びＣ相に接続される。単相順変換器３ｃの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＣ相及びＡ相に接続される。
【００１４】
単相順変換器３ａ〜３ｃの直流側には、それぞれ直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、基本動作として、それぞれ電力系統７から供給される線間の単相交流電力を直流電力に変換（順変換）して、直流負荷８ａ〜８ｃに供給する。単相順変換器３ａ〜３ｃは、直流電力を交流電力に変換する逆変換機能を有し、無効電力を制御する。
【００１５】
単相順変換器３ａ〜３ｃは、４つの半導体スイッチ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び直流コンデンサ３２により電力変換回路が構成される。各半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄは、スイッチング素子とこのスイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードで構成される。半導体スイッチ３１ａ及び半導体スイッチ３１ｂは、直列に接続される。半導体スイッチ３１ｃ及び半導体スイッチ３１ｄは、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄは、並列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄと並列に直流コンデンサ３２が接続される。
【００１６】
一方の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ，３１ｂの接続点と、もう一方の直列に接続された半導体スイッチ３１ｃ，３１ｄの接続点は、連系変圧器２ａ〜２ｃにそれぞれ接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、これらの接続点から連系変圧器２ａ〜２ｃを介して交流電力が入力される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄを並列に接続する配線には、直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。単相順変換器３ａ〜３ｃは、これらの配線から直流負荷８ａ〜８ｃに直流電力を供給する。
【００１７】
交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに流れる電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を検出する。交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃは、それぞれ検出した電流Ｉ１〜Ｉ３を制御装置１に出力する。
【００１８】
交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに印加される電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を検出する。交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃは、それぞれ検出した電圧Ｖ１〜Ｖ３を制御装置１に出力する。
【００１９】
制御装置１は、交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｃにより検出された電流Ｉ１〜Ｉ３及び交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｃにより検出された電圧Ｖ１〜Ｖ３に基づいて、単相順変換器３ａ〜３ｃを制御する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係る制御装置１の構成を示す構成図である。
【００２１】
制御装置１は、３つの制御部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ、及び、３つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備える。
【００２２】
制御部１１ａには、交流電流検出器４Ｉａにより検出される電流Ｉ１、交流電圧検出器４Ｖａにより検出される電圧Ｖ１、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ｂ，１２ｃによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ３１が入力される。制御部１１ａは、電流Ｉ１、電圧Ｖ１、及び、２つの無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ３１に基づいて、単相順変換器３ａを制御する。制御部１１ａは、単相順変換器３ａを構成する半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄをスイッチング制御するためのゲート信号を各半導体スイッチ３１ａ〜３１ｄに出力する。これにより、制御部１１ａは、単相順変換器３ａによる電力変換を制御する。
【００２３】
制御部１１ｂには、交流電流検出器４Ｉｂにより検出される電流Ｉ２、交流電圧検出器４Ｖｂにより検出される電圧Ｖ２、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｃによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ３２が入力される。制御部１１ｂは、電流Ｉ２、電圧Ｖ２、及び、２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ３２に基づいて、単相順変換器３ｂを制御する。制御部１１ｂは、制御部１１ａと同様に、単相順変換器３ｂによる電力変換を制御する。
【００２４】
制御部１１ｃには、交流電流検出器４Ｉｃにより検出される電流Ｉ３、交流電圧検出器４Ｖｃにより検出される電圧Ｖ３、及び、他の２つの無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂによりそれぞれ演算される無効電力補償量Ｑ１２，Ｑ２２が入力される。制御部１１ｃは、電流Ｉ３、電圧Ｖ３、及び、２つの無効電力補償量Ｑ１２，Ｑ２２に基づいて、単相順変換器３ｃを制御する。制御部１１ｃは、制御部１１ａと同様に、単相順変換器３ｃによる電力変換を制御する。
【００２５】
無効電力補償量演算部１２ａ〜１２ｃは、それぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃに供給される交流電力に基づいて、電力系統７の三相交流電力の三相平衡を保つための無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ２１，Ｑ２２，Ｑ３１，Ｑ３２を演算する。無効電力補償量演算部１２ａ〜１２ｃは、演算した無効電力補償量Ｑ１１〜Ｑ３２を、無効電力補償を要求する制御部１１ａ〜１１ｃにそれぞれ出力する。
【００２６】
以降では、制御部１１ａ及び無効電力補償量演算部１２ａについて主に説明し、他の２つの制御部１１ｂ，１１ｃ及び他の２つの無効電力補償量演算部１２ｂ，１２ｃについては、これらの対称性を考慮して同様に構成されているものとして説明を省略する。また、主に単相順変換器３ａから直流負荷８ａに直流電力を供給する場合について説明する。３つの単相順変換器３ａ〜３ｃからそれぞれ直流負荷８ａ〜８ｃを供給する場合については、重ね合わせの理を用いることで、同様に説明される。
【００２７】
今、単相順変換器３ａから直流負荷８ａに１ｐｕ(per unit)の直流電力が供給され、他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃからは直流負荷８ｂ，８ｃに直流電力が供給されていない場合について説明する。この場合、単相順変換器３ａは、電力系統７から１ｐｕの有効電力を受電し、その他の単相順変換器３ｂ，３ｃは、有効電力を受電しない。
【００２８】
制御部１１ａは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、直流負荷８ａに直流電力を供給するように、単相順変換器３ａを制御する。単相順変換器３ａから直流負荷８ａに直流電力が供給されると、電力系統７から連系変圧器２ａを介して単相順変換器３ａに電流Ｉ１が流れる。連系変圧器２ａは、電力系統７のＡ相及びＢ相に接続されているため、電流Ｉ１は、Ａ−Ｂ相間電圧と同位相となる。したがって、電流Ｉ１は、Ａ相の相電圧Ｖａ及びＢ相の相電圧Ｖｂとは３０度ずれた位相となる。図３は、このときの各相電流の状態をベクトルで表したものである。この状態は、力率が悪く、かつ、三相が不平衡になるため、電力系統７にとっては、不都合な状態である。
【００２９】
無効電力補償量演算部１２ａは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、単相順変換器３ａに有効電力が供給されることにより生じた三相不平衡の状態を三相平衡の状態にするための２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２を演算する。無効電力補償量演算部１２ａは、演算した２つの無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２をそれぞれ制御部１１ｂ，１１ｃに送信する。
【００３０】
無効電力補償量演算部１２ｂは、無効電力補償量演算部１２ａと同様に演算した２つの無効電力補償量Ｑ２１，Ｑ２２をそれぞれ制御部１１ａ，１１ｃに送信する。無効電力補償量演算部１２ｃは、無効電力補償量演算部１２ａと同様に演算した２つの無効電力補償量Ｑ３１，Ｑ３２をそれぞれ制御部１１ａ，１１ｂに送信する。
【００３１】
無効電力補償量Ｑ１１は、単相順変換器３ｂに無効電力の補償を要求するための値である。具体的には、無効電力補償量Ｑ１１は、単相順変換器３ａに流れる電流Ｉ１の１／√３の大きさの電流Ｉ２が流れるように、単相順変換器３ｂから容量性無効電力を出力させるための値である。
【００３２】
無効電力補償量Ｑ１２は、単相順変換器３ｃに無効電力の補償を要求するための値である。具体的には、無効電力補償量Ｑ１２は、単相順変換器３ａに流れる電流Ｉ１の１／√３の大きさの電流Ｉ３が流れるように、単相順変換器３ｃから誘導性無効電力を出力させるための値である。
【００３３】
図４は、単相順変換器３ａから直流電力が出力され、単相順変換器３ｂ，３ｃにより無効電力が補償された場合の電力系統７の相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの状態をベクトルで表したベクトル図である。
【００３４】
図４を参照して、無効電力が補償された各相電流Ｉａ〜Ｉｃについて説明する。なお、ここで説明する演算は、全てベクトル演算である。
【００３５】
Ａ相の電流Ｉａは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１から単相順変換器３ｃの電流Ｉ３を減算したものになる。このように演算されたＡ相の電流Ｉａは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ａ相の相電圧と同位相となる。
【００３６】
Ｂ相の電流Ｉｂは、単相順変換器３ｂの電流Ｉ２から単相順変換器３ａの電流Ｉ１を減算したものになる。このように演算されたＢ相の電流Ｉｂは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ｂ相の相電圧と同位相となる。
【００３７】
Ｃ相の電流Ｉｃは、単相順変換器３ｃの電流Ｉ３から単相順変換器３ｂの電流Ｉ２を減算したものになる。このように演算されたＣ相の電流Ｉｃは、単相順変換器３ａの電流Ｉ１の１／√３の大きさで、Ｃ相の相電圧と同位相となる。
【００３８】
これらのことから、無効電力補償された各相電流Ｉａ〜Ｉｃは、それぞれの相電圧と同位相になり、大きさが等しくなる。したがって、電力系統７の三相交流は、力率が１となり、かつ、三相平衡となる。
【００３９】
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。
【００４０】
単相順変換器３ａが直流電力を出力している場合に、他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃは、直流電力を出力していなくても、有効電力を制御することはできないが、無効電力を制御することはできる。したがって、単相順変換器３ａのみが直流電力を出力している場合であっても、単相順変換器３ａが設けられた相間以外の相間に設けられた他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃにより無効電力を補償することで、電力系統７から見ると、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃを三相平衡した力率１の負荷として運転することができる。
【００４１】
また、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃがそれぞれ異なる直流電力を出力している場合についても、直流電力を出力しているそれぞれの単相順変換器３ａ〜３ｃについて、上述したように、他の単相順変換器３ａ〜３ｃで無効電力を補償するように制御すれば、重ね合わせの理により、電力系統７の三相平衡状態を保つことができる。なお、直流負荷８ａ〜８ｃは、回生電力を生じる負荷であってもよい。この場合も同様に、回生電力が生じた単相順変換器に対して、他の２つの単相順変換器で無効電力を補償することで、三相平衡状態を保つことができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図５は、本実施形態に係る制御装置１Ａの構成を示す構成図である。
【００４３】
本実施形態は、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、制御装置１を制御装置１Ａに代えたものである。制御装置１Ａは、図２に示す第１の実施形態に係る制御装置１において、無効電力補償量演算部１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ無効電力補償量演算部１２ａＡ，１２ｂＡ，１２ｃＡに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４４】
無効電力補償量演算部１２ａＡは、電流Ｉ１及び電圧Ｖ１に基づいて、単相順変換器３ａから出力される無効電力を演算する。無効電力補償量演算部１２ａＡは、演算した無効電力を他の２つの単相順変換器３ｂ，３ｃからも出力させるように、第１の実施形態で求めた無効電力補償量Ｑ１１，Ｑ１２にこの演算した無効電力をそれぞれ加えた無効電力補償量Ｑ１１Ａ，Ｑ１２Ａを求める。無効電力補償量演算部１２ａＡは、求めた無効電力補償量Ｑ１１Ａ，Ｑ１２Ａをそれぞれ制御部１１ｂ，１１ｃに送信する。これにより、制御部１１ｂ，１１ｃは、単相順変換器３ａから出力される有効電力に応じた無効電力を補償するとともに、単相順変換器３ａと同じ無効電力をそれぞれ他の単相順変換器３ｂ，３ｃから出力させるように制御する。
【００４５】
同様に、無効電力補償量演算部１２ｂＡは、制御部１１ａ，１１ｃにそれぞれ送信する無効電力補償量Ｑ２１Ａ，Ｑ２２Ａを求め、無効電力補償量演算部１２ｃＡは、制御部１１ａ，１１ｂにそれぞれ送信する無効電力補償量Ｑ３１Ａ，Ｑ３２Ａを求める。
【００４６】
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。
【００４７】
各単相順変換器３ａ〜３ｃは、自己が出力する有効電力を補償するように、他の２つの単相順変換器３ａ〜３ｃから無効電力を出力させるとともに、自己が出力する無効電力と同じ無効電力を他の２つの単相順変換器３ａ〜３ｃから出力させることで、電力系統７の各相電圧調整をし、相電圧間のバランスを保つことができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂの構成を示す構成図である。
【００４９】
電力変換システム１０Ｂは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、単相順変換器３ａ，３ｂ，３ｃをそれぞれ単相順変換器３ａＢ，３ｂＢ，３ｃＢに代え、制御装置１を制御装置１Ｂに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００５０】
単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、３レベル変換器である。単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、８つの半導体スイッチ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３１ｉ，３１ｊ，３１ｋ，３１ｌ、２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂ、及び、４つのダイオード３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄにより電力変換回路が構成される。なお、ここでは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢが３レベル変換器の構成について説明するが、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、３以上のいくつのレベルの多レベル変換器を用いてもよい。
【００５１】
４つの半導体スイッチ３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。４つの半導体スイッチ３１ｉ，３１ｊ，３１ｋ，３１ｌは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂは、この順に正極側から位置し、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈ，３１ｉ〜３１ｌ及び直列に接続された直流コンデンサ３２ａ，３２ｂは、並列に接続される。
【００５２】
２つのダイオード３３ａ，３３ｂは、この順に正極側から位置し、負極側から正極側に電流が流れるように直列に接続される。２つのダイオード３３ｃ，３３ｄは、この順に正極側から位置し、負極側から正極側に電流が流れるように直列に接続される。直列に接続されたダイオード３３ａ，３３ｂは、直列に接続された４つの半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈのうち内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｆ，３１ｇと並列に接続される。直列に接続されたダイオード３３ｃ，３３ｄは、直列に接続された４つの半導体スイッチ３１ｉ〜３１ｌのうち内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｊ，３１ｋと並列に接続される。２つの直流コンデンサ３２ａ，３２ｂの接続点、２つのダイオード３３ａ，３３ｂの接続点、及び、２つのダイオード３３ｃ，３３ｄの接続点は、中性点として１つに接続される。
【００５３】
一方の内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｆ，３１ｇを接続する接続点と、もう一方の内側に位置する２つの半導体スイッチ３１ｊ，３１ｋを接続する接続点は、連系変圧器２ａ〜２ｃにそれぞれ接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｈ，３１ｉ〜３１ｌを並列に接続する配線には、直流負荷８ａ〜８ｃが接続される。
【００５４】
制御装置１Ｂは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢをそれぞれ構成する半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｌをスイッチング制御するためのゲート信号を各単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢの各半導体スイッチ３１ｅ〜３１ｌに出力する。これにより、制御装置１Ｂは、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢによる電力変換をそれぞれ制御する。その他の点は、第１の実施形態に係る制御装置１と同様である。
【００５５】
本実施形態によれば、第１の実施形態における単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢで構成することにより、第１の実施形態による作用効果に加え、高調波の発生を抑制することができる。
【００５６】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る電力変換システム１０Ｃの構成を示す構成図である。
【００５７】
電力変換システム１０Ｃは、図６に示す第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂにおいて、制御装置１Ｂを制御装置１Ｃに代えたものである。その他の点は、第３の実施形態と同様である。
【００５８】
制御装置１Ｃは、図５に示す第２の実施形態に係る制御装置１Ａと同様の構成である。制御装置１Ｃは、単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢを制御する。その他の点については、制御装置１Ｃは、第２の実施形態に係る制御装置１Ａと同様である。
【００５９】
本実施形態によれば、第３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。
【００６０】
各単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢは、自己が出力する有効電力を補償するように、他の２つの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢから無効電力を出力させるとともに、自己が出力する無効電力と同じ無効電力を他の２つの単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢから出力させることで、電力系統７の各相電圧調整をし、相電圧間のバランスを保つことができる。
【００６１】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る電力変換システム１０Ｄの構成を示す構成図である。
【００６２】
電力変換システム１０Ｄは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、３つの単相逆変換器５ａ，５ｂ，５ｃを追加し、制御装置１の代わりに制御装置１Ｄを設け、３つの直流負荷８ａ〜８ｃの代わりに１つの三相交流負荷９に電力供給するようにしたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００６３】
単相逆変換器５ａ〜５ｃの直流側は、それぞれ単相順変換器３ａ〜３ｃの直流側と接続される。３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側は、三相結線で接続され、三相交流負荷９と接続される。
【００６４】
単相逆変換器５ａ〜５ｃは、４つの半導体スイッチ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ及び直流コンデンサ５２により電力変換回路が構成される。各半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄは、スイッチング素子及びスイッチング素子と逆並列に接続されたダイオードで構成される。半導体スイッチ５１ａ及び半導体スイッチ５１ｂは、直列に接続される。半導体スイッチ５１ｃ及び半導体スイッチ５１ｄは、直列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄは、並列に接続される。２組の直列に接続された半導体スイッチ５１ａ〜５１ｄと並列に直流コンデンサ５２が接続される。
【００６５】
３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃのそれぞれの直列に接続された半導体スイッチ５１ａ，５１ｂの接続点は、中性点として１つに接続される。３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃのそれぞれの直列に接続された半導体スイッチ５１ｃ，５１ｄの接続点は、三相交流負荷９の各相の端子にそれぞれ接続される。
【００６６】
単相逆変換器５ａ〜５ｃは、それぞれ単相順変換器３ａ〜３ｃから供給される直流電力を三相交流負荷９に供給するための各相の単相交流電力に変換する。単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側が三相結線されていることにより、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃから三相交流負荷９に三相交流電力が供給される。なお、単相逆変換器５ａ〜５ｃは、三相交流負荷９からの回生電力を直流電力に変換し、単相順変換器３ａ〜３ｃに供給してもよい。
【００６７】
制御装置１Ｄは、図２に示す第１の実施形態に係る制御装置１において、さらに、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃをそれぞれ制御するようにしたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る制御装置１と同様である。
【００６８】
制御装置１Ｄは、単相逆変換器５ａ〜５ｃから出力される交流電力を制御する。制御装置１Ｄは、直流電圧、直流電流、交流電流（負荷電流）、又は、交流電圧（負荷電圧）の少なくとも１つに基づいて、単相逆変換器５ａ〜５ｃを制御する。
【００６９】
本実施形態によれば、３つの単相順変換器３ａ〜３ｃから単相逆変換器５ａ〜５ｃを介して、三相交流負荷９に三相交流電力を供給する場合でも、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。したがって、三相交流負荷９に供給する三相交流電力が三相不平衡でも、電力系統７から見た単相順変換器３ａ〜３ｃに供給される負荷電力を三相平衡状態に保つことができる。
【００７０】
なお、単相順変換器３ａ〜３ｃは、第３の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｃについても、単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
図９は、本発明の第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅの構成を示す構成図である。
【００７２】
電力変換システム１０Ｅは、図１に示す第１の実施形態に係る電力変換システム１０において、３つの連系変圧器２ｄ，２ｅ，２ｆ、３つの単相順変換器３ｄ，３ｅ，３ｆ、３つの交流電流検出器４Ｉｄ，４Ｉｅ，４Ｉｆ、及び、３つの交流電圧検出器４Ｖｄ，４Ｖｅ，４Ｖｆを追加し、制御装置１を制御装置１Ｅに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００７３】
単相順変換器３ｄ〜３ｆの交流側は、それぞれ連系変圧器２ｄ〜２ｆを介して、電力系統７に接続される。単相順変換器３ｄの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＡ相及びＣ相に接続される。単相順変換器３ｅの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＢ相及びＡ相に接続される。単相順変換器３ｆの交流側の２つの端子は、それぞれ電力系統７のＣ相及Ｂ相に接続される。
【００７４】
電力系統７の互いに異なる相間に設けられた２つの単相順変換器３ａ〜３ｆが１組として構成される。単相順変換器３ｄの直流側は、単相順変換器３ａの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ａ，３ｄは、直流負荷８ａに直流電力を供給する。単相順変換器３ｅの直流側は、単相順変換器３ｂの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ｂ，３ｅは、直流負荷８ｂに直流電力を供給する。単相順変換器３ｆの直流側は、単相順変換器３ｃの直流側と並列に接続される。これにより、２つの単相順変換器３ｃ，３ｆは、直流負荷８ｃに直流電力を供給する。
【００７５】
単相順変換器３ｄ〜３ｆの電力変換回路の構成は、単相順変換器３ａと同様である。
【００７６】
交流電流検出器４Ｉｄ〜４Ｉｆは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ｄ〜３ｆに流れる電流Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６を検出する。交流電流検出器４Ｉｄ〜４Ｉｆは、それぞれ検出した電流Ｉ４〜Ｉ６を制御装置１Ｅに出力する。
【００７７】
交流電圧検出器４Ｖｄ〜４Ｖｆは、電力系統７からそれぞれの単相順変換器３ｄ〜３ｆに印加される電圧Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６を検出する。交流電圧検出器４Ｖｄ〜４Ｖｆは、それぞれ検出した電圧Ｖ４〜Ｖ６を制御装置１Ｅに出力する。
【００７８】
制御装置１Ｅは、交流電流検出器４Ｉａ〜４Ｉｆにより検出された電流Ｉ１〜Ｉ６及び交流電圧検出器４Ｖａ〜４Ｖｆにより検出された電圧Ｖ１〜Ｖ６に基づいて、単相順変換器３ａ〜３ｆを制御する。
【００７９】
図１０は、本実施形態に係る制御装置１Ｅの構成を示す構成図である。
【００８０】
制御装置１Ｅは、第１負荷用制御部Ｃ１、第２負荷用制御部Ｃ２、及び、第３負荷用制御部Ｃ３を備える。第１負荷用制御部Ｃ１は、主に直流負荷８ａに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ａ，３ｄで構成される第１組の単相順変換器３ａ，３ｄを制御する。第２負荷用制御部Ｃ２は、主に直流負荷８ｂに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ｂ，３ｅで構成される第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅを制御する。第３負荷用制御部Ｃ３は、主に直流負荷８ｃに直流電力を供給するために、２つの単相順変換器３ｃ，３ｆで構成される第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆを制御する。
【００８１】
なお、以降では、主に、第１負荷用制御部Ｃ１について説明し、第２負荷用制御部Ｃ２及び第３負荷用制御部Ｃ３については、対称性を考慮して、同様に構成されているものとして、説明を省略する。
【００８２】
第１負荷用制御部Ｃ１は、２つの制御部１１ａ，１１ｄ、有効電力制御部１３Ｃ１、及び、循環電力演算部１４Ｃ１を備える。
【００８３】
有効電力制御部１３Ｃ１には、２つの交流電流検出器４Ｉａ，４Ｉｄにより検出された電流Ｉ１，Ｉ４及び２つの交流電圧検出器４Ｖａ，４Ｖｄにより検出された電圧Ｖ１，Ｖ４が入力される。有効電力制御部１３Ｃ１は、電流Ｉ１，Ｉ４及び電圧Ｖ１，Ｖ４に基づいて、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ供給される有効電力Ｐ１，Ｐ４が等分になるように、２つの有効電力Ｐ１，Ｐ４を求める。具体的には、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから直流負荷８ａに供給される直流電力を１ｐｕとすると、有効電力制御部１３Ｃ１は、電力系統７から第１組の単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ供給される有効電力Ｐ１，Ｐ４が１／２ｐｕとなるようにする。
【００８４】
循環電力演算部１４Ｃ１には、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに供給される合計の有効電力が有効電力制御部１３Ｃ１から入力される。循環電力演算部１４Ｃ１は、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに有効電力が供給されることにより生じた三相不平衡の状態を三相平衡の状態にするために、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆで循環させるためのそれぞれの有効電力Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１３，Ｐ１６を演算する。循環電力演算部１４Ｃ１は、演算した有効電力Ｐ１２，Ｐ１５，Ｐ１３，Ｐ１６をそれぞれ第２負荷用制御部Ｃ２及び第３負荷用制御部Ｃ３に出力する。
【００８５】
第２負荷用制御部Ｃ２においても、循環電力演算部１４Ｃ１と同様に、三相平衡の状態にするために循環させるための有効電力Ｐ２１，Ｐ２４，Ｐ２３，Ｐ２６を演算して、第１負荷用制御部Ｃ１及び第３負荷用制御部Ｃ３に出力する。
【００８６】
第３負荷用制御部Ｃ３においても、循環電力演算部１４Ｃ１と同様に、三相平衡の状態にするために循環させるための有効電力Ｐ３１，Ｐ３４，Ｐ３２，Ｐ３５を演算して、第１負荷用制御部Ｃ１及び第２負荷用制御部Ｃ２に出力する。
【００８７】
制御部１１ａには、有効電力制御部１３Ｃ１により演算された有効電力Ｐ１、及び、第２負荷用制御部Ｃ２並びに第３負荷用制御部Ｃ３により循環電力演算部１４Ｃ１と同様にそれぞれ演算された有効電力Ｐ２１，Ｐ３１が入力される。制御部１１ａは、入力された３つの有効電力Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ３１の総和の有効電力が単相順変換器３ａに供給されるように、単相順変換器３ａを制御する。制御部１１ａは、第１の実施形態と同様に、ゲート信号を出力することにより、単相順変換器３ａを制御する。
【００８８】
制御部１１ｄには、有効電力制御部１３Ｃ１により演算された有効電力Ｐ４、及び、第２負荷用制御部Ｃ２並びに第３負荷用制御部Ｃ３により循環電力演算部１４Ｃ１と同様にそれぞれ演算された有効電力Ｐ２４，Ｐ３４が入力される。制御部１１ｄは、入力された３つの有効電力Ｐ４，Ｐ２４，Ｐ３４の総和の有効電力が単相順変換器３ｄに供給されるように、単相順変換器３ｄを制御する。制御部１１ｄは、制御部１１ａと同様に、ゲート信号を出力することにより、単相順変換器３ｄを制御する。
【００８９】
次に、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから直流負荷８ａに１ｐｕの直流電力を供給し、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆからは直流負荷８ｂ，８ｃに直流電力を供給していない場合について説明する。
【００９０】
直流電力を供給している第１組の単相順変換器３ａ，３ｄには、それぞれ１／２ｐｕの有効電力が電力系統７から単相順変換器３ａ，３ｄの向きに供給される。
【００９１】
第２組の単相順変換器３ｂには、１／６ｐｕの有効電力が電力系統７から供給され、単相順変換器３ｂに供給された１／６ｐｕの有効電力を単相順変換器３ｅから電力系統７に戻すように有効電力を循環させる。
【００９２】
第３組の単相順変換器３ｆには、１／６ｐｕの有効電力が電力系統７から供給され、単相順変換器３ｆに供給された１／６ｐｕの有効電力を単相順変換器３ｃから電力系統７に戻すように有効電力を循環させる。
【００９３】
図１１及び図１２は、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄから１ｐｕの直流電力が出力され、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ及び第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆからは直流電力が出力されていない場合の電力系統７の相電流の状態をベクトルで表したベクトル図である。図１１は、三相平衡にする制御が行われる前の三相不平衡状態を表している。図１２は、三相平衡にする制御後の状態を表している。
【００９４】
図１１の電流の状態について説明する。
【００９５】
第１組の２つの単相順変換器３ａ，３ｄが分担して、１ｐｕの直流電力を出力することにより、電力系統７から単相順変換器３ａ，３ｄにそれぞれ電流Ｉ１，Ｉ４が流れる。これにより、電力系統７のＡ相とＢ相の間に１／２ｐｕ相当の電流Ｉ１が流れ、電力系統７のＡ相とＣ相の間に１／２ｐｕ相当の電流Ｉ４が流れる。Ａ相とＢ相の間に流れる電流Ｉ１は、Ａ−Ｂ相間電圧と同位相になる。Ａ相とＣ相の間に流れる電流Ｉ４は、Ｃ−Ａ相間電圧と同位相になる。
【００９６】
電力系統７のＡ相の電流Ｉａは、２つの電流Ｉ１，Ｉ４の和となる。電力系統７のＢ相の電流Ｉｂは、電流Ｉ１に等しい振幅で逆位相となる。電力系統７のＣ相の電流Ｉｃは、電流Ｉ４に等しい振幅で逆位相となる。図１１に示すこの状態は、三相不平衡である。さらに、Ｂ相の電流Ｉｂ及びＣ相の電流Ｉｃは、相電圧に対して同相ではなく、力率１にはならない。
【００９７】
図１２の電流の状態について説明する。なお、ここで説明する演算は、全てベクトル演算である。
【００９８】
Ａ相の電流Ｉａは、第１組の２つの単相順変換器３ａ，３ｄの電流Ｉ１，Ｉ４の和から第２組の単相順変換器３ｅの電流Ｉ５と第３組の単相順変換器３ｃの電流Ｉ３を減算したものになる。また、Ａ相の電流Ｉａは、Ａ相の電圧と同位相になる。
【００９９】
Ｂ相の電流Ｉｂは、第２組の２つの単相順変換器３ｂ，３ｅの電流Ｉ２，Ｉ５の和から第１組の単相順変換器３ａの電流Ｉ１と第３組の単相順変換器３ｆの電流Ｉ６を減算したものになる。また、Ｂ相の電流Ｉｂは、Ｂ相の電圧と同位相になる。
【０１００】
Ｃ相の電流Ｉｃは、第３組の２つの単相順変換器３ｃ，３ｆの電流Ｉ３，Ｉ６の和から第１組の単相順変換器３ｄの電流Ｉ４と第２組の単相順変換器３ｂの電流Ｉ２を減算したものになる。また、Ｃ相の電流Ｉｃは、Ｃ相の電圧と同位相になる。
【０１０１】
これらのことから、直流電力を出力していない他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆにより、有効電力を循環させることにより、各相電流Ｉａ〜Ｉｃは、それぞれの相電圧と同位相になり、大きさが等しくなる。したがって、電力系統７の三相交流は、力率が１となり、かつ、三相平衡となる。
【０１０２】
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。
【０１０３】
第１組の単相順変換器３ａ，３ｄが直流電力を出力している場合に、他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆは、直流電力を出力していなくても、有効電力を循環させることはできる。したがって、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄのみが直流電力を出力している場合であっても、他の組の単相順変換器３ｂ，３ｅ，３ｃ，３ｆにより、第１組の単相順変換器３ａ，３ｄに供給される有効電力に対応して、有効電力を循環させることで、電力系統７から見ると、全ての組の単相順変換器３ａ〜３ｆを三相平衡した力率１の負荷として運転することができる。また、第２組の単相順変換器３ｂ，３ｅ又は第３組の単相順変換器３ｃ，３ｆのいずれか１組のみが直流電力を出力している場合についても、同様に制御することができる。
【０１０４】
また、３組の単相順変換器３ａ〜３ｆがそれぞれ異なる直流電力を出力している場合についても、直流電力を出力しているそれぞれの組の単相順変換器３ａ〜３ｆについて、他の組の単相順変換器３ａ〜３ｆで有効電力を循環させるように制御すれば、重ね合わせの理により、電力系統７の三相平衡状態を保つことができる。なお、直流負荷８ａ〜８ｃは、回生電力を生じる負荷であってもよい。この場合も同様に、回生電力が生じた組の単相順変換器３ａ〜３ｆに対して、他の組の単相順変換器３ａ〜３ｆで有効電力を循環させることで、三相平衡状態を保つことができる。
【０１０５】
（第７の実施形態）
図１３は、本発明の第７の実施形態に係る電力変換システム１０Ｆの構成を示す構成図である。
【０１０６】
電力変換システム１０Ｆは、図９に示す第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅにおいて、単相順変換器３ａ〜３ｆを単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦに代え、制御装置１Ｅを制御装置１Ｆに代えたものである。その他の点は、第６の実施形態と同様である。
【０１０７】
単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦは、図６に示す第３の実施形態に係る電力変換システム１０Ｂにおける３レベル変換器である単相順変換器３ａＢ〜３ｃＢと同様の電力変換回路で構成される。
【０１０８】
制御装置１Ｆは、３レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦを制御する点以外は、第６の実施形態に係る制御装置１Ｅと同様である。
【０１０９】
本実施形態によれば、第６の実施形態における単相順変換器３ａ〜３ｃの代わりに多レベルの単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦで構成することにより、第６の実施形態による作用効果に加え、高調波の発生を抑制することができる。
【０１１０】
（第８の実施形態）
図１４は、本発明の第８の実施形態に係る電力変換システム１０Ｇの構成を示す構成図である。
【０１１１】
電力変換システム１０Ｇは、図８に示す第５の実施形態に係る電力変換システム１０Ｄにおいて、３つの単相逆変換器５ｄ，５ｅ，５ｆ及び３つの変圧器６ａ，６ｂ，６ｃを追加し、制御装置１Ｄを制御装置１Ｇに代えたものである。その他の点は、第５の実施形態と同様である。
【０１１２】
単相逆変換器５ｄ〜５ｆは、単相逆変換器５ａ〜５ｃと同様の電力変換回路で構成される。単相逆変換器５ｄ〜５ｆの直流側は、それぞれ単相逆変換器５ａ〜５ｃの直流側と並列に接続される。これにより、１組を２つで構成する３組の単相逆変換器５ａ〜５ｆが構成される。
【０１１３】
変圧器６ａ〜６ｃは、第１の巻線及び第２の巻線で構成される絶縁変圧器である。変圧器６ａ〜６ｃの１次側（第１の巻線）の２つの端子のうち一方の端子は、単相逆変換器５ａ〜５ｃの交流側の中性点でない方の端子に接続される。変圧器６ａ〜６ｃの１次側のもう一方の端子は、三相交流負荷９の各相にそれぞれ接続される。変圧器６ａ〜６ｃの２次側（第２の巻線）の２つの端子は、単相逆変換器５ｄ〜５ｆの交流側の２つの端子にそれぞれ接続される。
【０１１４】
本実施形態によれば、第５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。
【０１１５】
単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組とし、各組で構成される単相逆変換器５ａ〜５ｆの出力電圧（交流電圧）をそれぞれ変圧器６ａ〜６ｃを介して加算することで、三相交流負荷９に高い電圧で電力を供給することができる。
【０１１６】
なお、本実施形態は、単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組に構成する場合について説明したが、１組を２つ以上のいくつの単相逆変換器５ａ〜５ｆで構成してもよい。いくつで構成する場合についても、２つで１組に構成する場合と同様に、変圧器６ａ〜６ｃの負荷側を直列に接続する構成にできる。
【０１１７】
（第９の実施形態）
図１５は、本発明の第９の実施形態に係る電力変換システム１０Ｈの構成を示す構成図である。
【０１１８】
電力変換システム１０Ｈは、図９に示す第６の実施形態に係る電力変換システム１０Ｅにおいて、図８に示す第５の実施形態に係る３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃを追加し、制御装置１Ｅの代わりに制御装置１Ｈを設け、３つの直流負荷８ａ〜８ｃの代わりに第５の実施形態に係る１つの三相交流負荷９に電力供給するようにしたものである。その他の点は、第６の実施形態と同様である。
【０１１９】
制御装置１Ｈは、図１０に示す第６の実施形態に係る制御装置１Ｅにおいて、さらに、第５の実施形態と同様に、３つの単相逆変換器５ａ〜５ｃをそれぞれ制御するようにしたものである。その他の点は、第６の実施形態に係る制御装置１Ｅと同様である。
【０１２０】
制御装置１Ｈは、単相逆変換器５ａ〜５ｃから出力される交流電力を制御する。制御装置１Ｈは、直流電圧、直流電流、交流電流（負荷電流）、又は、交流電圧（負荷電圧）の少なくとも１つに基づいて、単相逆変換器５ａ〜５ｃを制御する。
【０１２１】
本実施形態によれば、３組の単相順変換器３ａ〜３ｆから単相逆変換器５ａ〜５ｃを介して、三相交流負荷９に三相交流電力を供給する場合でも、第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。したがって、三相交流負荷９に供給する三相交流電力が三相不平衡でも、電力系統７から見た３組の単相順変換器３ａ〜３ｆに供給される負荷電力を三相平衡状態に保つことができる。
【０１２２】
なお、単相順変換器３ａ〜３ｆは、第７の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｃについても、単相順変換器３ａＦ〜３ｃＦと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
【０１２３】
（第１０の実施形態）
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る電力変換システム１０Ｉの構成を示す構成図である。
【０１２４】
電力変換システム１０Ｉは、図１５に示す第９の実施形態に係る電力変換システム１０Ｈにおいて、図１４に示す第８の実施形態に係る３つの単相逆変換器５ｄ〜５ｆ及び３つの変圧器６ａ〜６ｃを追加し、制御装置１Ｈを制御装置１Ｉに代えたものである。その他の点は、第９の実施形態と同様である。
【０１２５】
本実施形態によれば、第９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。
【０１２６】
単相逆変換器５ａ〜５ｆを２つで１組とし、各組で構成される単相逆変換器５ａ〜５ｆの出力電圧（交流電圧）をそれぞれ変圧器６ａ〜６ｃを介して加算することで、三相交流負荷９に高い電圧で電力を供給することができる。
【０１２７】
なお、本実施形態は、第８の実施形態と同様に、１組を２つ以上のいくつの単相逆変換器５ａ〜５ｆで構成してもよい。また、単相順変換器３ａ〜３ｆは、第７の実施形態と同様に、多レベル変換器である単相順変換器３ａＦ〜３ｆＦにしてもよい。同様に、単相逆変換器５ａ〜５ｆについても、単相順変換器３ａＦ〜３ｃＦと同様の多レベル変換器にしてもよい。これにより、高調波の発生を抑制することができる。
【０１２８】
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】
【０１２９】
１…制御装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…連系変圧器、３ａ，３ｂ，３ｃ…単相順変換器、４Ｉａ，４Ｉｂ，４Ｉｃ…交流電流検出器、４Ｖａ，４Ｖｂ，４Ｖｃ…交流電圧検出器、７…電力系統、８ａ，８ｂ，８ｃ…直流負荷、１０…電力変換システム。
【図１】
2018038228.tif 000003
【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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