(57)【要約】【課題】１次側または２次側周波数で変動する脈流成分を抑制し、小型で安価に構成できる電力変換装置を実現する。【解決手段】電力変換装置において、電力変換セルの１次側に接続される３相交流系統の１相から、２次側に接続される３相交流系統の３相へ電力を供給できるように電力変換セルを結線する。各電力変換セルの１次側電力及び２次側電力は、１次側に接続される相の相電力成分と、２次側に接続される相の相電力成分とを含むように制御する。これにより、１次側または２次側周波数で変動する脈流成分が抑制される。【選択図】図５
2019146313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側系統とＮ相（Ｎは３以上の自然数）の交流系統である２次側系統との間に接続される電力変換装置において、
各々が一対の１次側端子と一対の２次側端子とを有する第１〜第Ｎの電力変換セルと、電力指令値に基づいて前記第１〜第Ｎの電力変換セルの運転を制御する制御回路と、を備え、
前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子は直列接続されるとともに、前記１次側系統に接続され、
前記第１の電力変換セルの前記２次側端子は２次側第１相に係る箇所に接続され、前記第Ｎの電力変換セルの前記２次側端子は２次側第Ｎ相に係る箇所に接続され、
前記制御回路は、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの１次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含み、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの２次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含む制御を行うことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器を有し、
前記第１〜第Ｎ電力変換セルは、エネルギー蓄積部を有し、
前記電力指令値演算器は、前記エネルギー蓄積部に流れる電流が最小になる前記電力指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器を有し、
前記電力指令値演算器は、前記１次側電力及び前記２次側電力の最大値が最小になる前記電力指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器を有し、
前記電力指令値演算器は、前記１次側電力及び前記２次側電力の比を変動させる前記電力指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器を有し、
前記電力指令値演算器は、１次側系統の相電圧及び線電流と、２次側系統の相電圧及び線電流とに基づいて、前記電力指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器を有し、
前記電力指令値演算器は、１００Ｈｚ以上の周波数で前記電力指令値を演算することを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記制御回路は、前記電力指令値を演算する電力指令値演算器と、前記電力指令値に基づいて前記１次側端子間及び前記２次側端子間の電圧指令値を演算する電圧指令値演算器と、を有し、
前記制御回路は、前記電圧指令値に基づいて前記第１〜第Ｎの電力変換セルの運転を制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
電源と、
負荷と、
前記電源が接続される１次側系統と、前記負荷が接続されるＮ相（Ｎは３以上の自然数）の交流系統である２次側系統と、の間に接続される電力変換装置と、
を有する電力変換システムにおいて、
前記電力変換装置は、各々が一対の１次側端子と一対の２次側端子とを有する第１〜第Ｎの電力変換セルと、電力指令値に基づいて前記第１〜第Ｎの電力変換セルの運転を制御する制御回路と、を備え、
前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子は直列接続されるとともに、前記１次側系統に接続され、
前記第１の電力変換セルの前記２次側端子は２次側第１相に係る箇所に接続され、前記第Ｎの電力変換セルの前記２次側端子は２次側第Ｎ相に係る箇所に接続され、
前記制御回路は、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの１次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含み、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの２次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含む制御を行うことを特徴とする電力変換システム。
【請求項９】
１次側系統とＮ相（Ｎは３以上の自然数）の交流系統である２次側系統との間に接続される電力変換装置の制御方法において、
前記電力変換装置は、各々が一対の１次側端子と一対の２次側端子とを有する第１〜第Ｎの電力変換セルを備え、
前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子は直列接続されるとともに、前記１次側系統に接続され、
前記第１の電力変換セルの前記２次側端子は２次側第１相に係る箇所に接続され、前記第Ｎの電力変換セルの前記２次側端子は２次側第Ｎ相に係る箇所に接続され、
前記第１〜第Ｎの電力変換セルの１次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含み、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの２次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含む制御を行う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、電力を変換する電力変換装置、電力変換システム及び電力変換装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。この公報の段落番号［００１９］には、「・・・本発明の第１の態様において、複数のコンバータセル２０−１、２０−２、…、２０−Ｎ（ただし、Ｎは２以上の自然数）を備える電力変換装置１は、複数のコンバータセル２０−１、２０−２、…、２０−Ｎの各第１の交直変換器１１の交流側どうしが直列接続され、かつ、この複数のコンバータセルの各第４の交直変換器１４の交流側どうしが直列接続される。直列接続するコンバータセルの段数が増加するほど、交流電圧は多レベル（マルチレベル）化される。・・・」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−７３３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載されたコンバータセルは、例えば、１次側または２次側のうち一方の交流電圧を直流電圧に変換し、この直流電圧を他方の交流電圧に変換するものである。
【０００５】
ここで、直流電圧には１次側または２次側周波数で変動する脈流成分が重畳する。この脈流成分が大きければ、１次側または２次側の電圧変動が大きくなるという問題が生じる。
【０００６】
そこで、脈流成分を抑制しようとすると、コンバータセルに含まれるコンデンサ等の部品を大型化せざるを得ず、その結果、電力変換装置やコンバータセルが大型化し高価になるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型で安価に構成できる電力変換装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。
【０００９】
電力変換装置において、１次側系統とＮ相（Ｎは３以上の自然数）の交流系統である２次側系統との間に接続され、各々が一対の１次側端子と一対の２次側端子とを有する第１〜第Ｎの電力変換セルと、指令値に基づいて前記第１〜第Ｎの電力変換セルの運転を制御する制御回路と、を備え、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子は直列接続されるとともに、前記１次側系統に接続され、前記第１の電力変換セルの前記２次側端子は２次側第１相に係る箇所に接続され、前記第Ｎの電力変換セルの前記２次側端子は２次側第Ｎ相に係る箇所に接続され、前記制御回路は、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの１次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含み、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの２次側電力が、前記第１〜第Ｎの電力変換セルの前記１次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、前記２次側端子に接続される相の相電力の周波数成分及び位相成分と、を含む制御を行う、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成した本発明によれば、コンバータ、インバータを構成要素とする複数台のコンバータセルが直列接続された構成において、ＤＣリンクコンデンサの必要容量を低減でき、コンバータセルを小型化できる。また、コンバータセルを安価な部品で構成できる。
【００１１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用する電力変換装置の実施例１における構成を示す概略回路図である。
【図２】図１に示した電力変換装置１００の１相分のシステム構成を示す図である。
【図３】図２に示したコンバータセルの構成例を示す図である。
【図４】図１に示したコンバータセル電力指令値演算器１２１の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの１次側電力及び２次側電力の波形の一例を示す図である。
【図６】図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの１次側端子間電圧の波形の一例を示す図である。
【図７】図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの２次側端子間電圧の波形の一例を示す図である。
【図８】本発明を適用する電力変換装置の実施例２における構成を示す概略回路図である。
【図９】本発明を適用する電力変換装置の実施例３における構成を示す概略回路図である。
【図１０】本発明を適用する電力変換装置の実施例４における構成を示す概略回路図である。
【図１１】本発明を適用する電力変換装置の実施例５における構成を示す概略回路図である。
【図１２】本発明を適用する電力変換装置の実施例６における構成を示す概略回路図である。
【図１３】実施例１に示した電力変換装置１００を適用したシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【００１４】
本発明の電力変換装置は、電力変換セル（コンバータセル）の１次側に接続される３相交流系統の１相から、２次側に接続される３相交流系統の３相へ電力を供給できるように複数の電力変換セルを結線し、各電力変換セルの１次側電力及び２次側電力は、１次側に接続される相の相電力成分と、２次側に接続される相の相電力成分とを含むように制御する。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
図１は、本発明を適用する電力変換装置の実施例１における構成を示す概略回路図である。
【００１６】
電力変換装置１００は、９台のコンバータセル２０−１〜２０−９と、電力変換装置１００を制御する中央制御回路１０１と、を備える。また、コンバータセル２０−１は、１次側回路２１と２次側回路２２とトランス２３とを有している。その他のコンバータセルであるコンバータセル２０−２〜２０−９は、コンバータセル２０−１と同様の構成である。
【００１７】
電力変換装置１００は、何れも３相交流系統である１次側系統６０と２次側系統７０との間で、単方向または双方向の電力変換を行う装置である。
【００１８】
ここで、１次側系統６０は、中性線６０Ｎと、Ｒ相電圧が現れるＲ相線６０Ｒと、Ｓ相電圧が現れるＳ相線６０Ｓと、Ｔ相電圧が現れるＴ相線６０Ｔと、を有している。また、２次側系統７０は、中性線７０Ｎと、Ｕ相電圧が現れるＵ相線７０Ｕと、Ｖ相電圧が現れるＶ相線７０Ｖと、Ｗ相電圧が現れるＷ相線７０Ｗと、を有している。
【００１９】
１次側系統６０と２次側系統７０とでは、電圧振幅、周波数及び位相は、互いに独立している。さらに、１次側系統６０のＲ相、Ｓ相、Ｔ相は、１次側系統６０の周波数において、互いに２／３πの位相差を有しており、２次側系統７０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相は、２次側系統７０の周波数において、互いに２／３πの位相差を有している。１次側系統６０及び２次側系統７０としては、例えば商用電力系統、風力発電システム、モータ等が考えられる。
【００２０】
図１において、コンバータセル２０−１については１次側端子２４、２５及び２次側端子２６、２７を図示するが、その他のコンバータセルであるコンバータセル２０−２〜２０−９ついては図示を省略する。
【００２１】
図１に示すように、１次側系統６０において、コンバータセル２０−１〜２０−３の１次側端子２４、２５は、Ｒ相線６０Ｒと中性線６０Ｎとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−４〜２０−６の１次側端子２４、２５は、Ｓ相線６０Ｓと中性線６０Ｎとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−７〜２０−９の１次側端子２４、２５は、Ｔ相線と中性線６０Ｎとの間に直列接続される。
【００２２】
また、図１に示すように、２次側系統７０において、コンバータセル２０−１、２０−４及び２０−７の２次側端子２６、２７はＵ相線７０Ｕと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−２、２０−５及び２０−８の２次側端子２６、２７はＶ相線７０Ｖと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−３、２０−６及び２０−９の２次側端子２６、２７はＷ相線７０Ｗと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。
【００２３】
このように、電力変換装置１００は１次側系統６０と２次側系統７０とをＹ−Ｙ結線で接続する。
【００２４】
ここで、電力変換装置１００は、１次側系統６０のＲ相線６０ＲとＳ相線６０Ｓとの間の電圧（ＲＳ線間電圧）を検出する電圧センサ１１０と、Ｓ相線６０ＳとＴ相線６０Ｔとの間の電圧（ＳＴ線間電圧）を検出する電圧センサ１１１と、を有し、さらに、２次側系統７０のＵ相線７０ＵとＶ相線７０Ｖとの間の電圧（ＵＶ線間電圧）を検出する電圧センサ１１２と、Ｖ相線７０ＶとＷ相線７０Ｗとの間の電圧（ＶＷ線間電圧）を検出する電圧センサ１１３と、を有する。
【００２５】
また、電力変換装置１００は、１次側系統６０のＲ相線６０Ｒの線電流を検出する電流センサ１１４と、Ｓ相線６０Ｓの線電流を検出する電流センサ１１５と、を有し、さらに、２次側系統７０のＵ相線７０Ｕの線電流を検出する電流センサ１１６と、Ｖ相線７０Ｖの線電流を検出する電流センサ１１７と、を有する。
【００２６】
なお、コンバータセル２０−１〜２０−９は１次側系統６０を構成するＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各相及び２次側系統７０を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対して３台ずつ直列に接続されるが、これは本発明の一実施例の台数であり、本発明は他の台数のコンバータセルを設ける構成であっても良い。
【００２７】
また、電力変換装置１００は、１次側系統６０のＲＳ線間電圧及びＳＴ線間電圧を電圧センサ１１０及び１１１で検出しているが、これは本発明の一実施例の構成であり、本発明は、例えばＴ相線６０ＴとＲ相線６０Ｒ間の電圧（ＴＳ線間電圧）を検出しても良く、目的に応じて構成を変更しても良い。
【００２８】
さらに、電力変換装置１００は、２次側系統７０のＵＶ線間電圧及びＶＷ線間電圧を電圧センサ１１２及び１１３で検出しているが、これは本発明の一実施例の構成であり、本発明は、例えばＷ相線７０ＷとＵ相線７０Ｕ間の電圧（ＷＵ線間電圧）を検出しても良く、目的に応じて構成を変更しても良い。
【００２９】
また、電圧センサ１１０〜１１３は便宜上電圧検出用トランスとしているが、これらは、分圧抵抗を用いる方法など他の手段により電圧を検出する構成であっても良い。
【００３０】
また、電力変換装置１００は、１次側系統６０のＲ相線６０Ｒ及びＳ相線６０Ｓの線電流を電流センサ１１４、１１５で検出しているが、これは本発明の一実施例の構成であり、本発明は、例えばＴ相線６０Ｔの線電流を検出しても良く、目的に応じて構成を変更しても良い。
【００３１】
さらに、電力変換装置１００は、２次側系統７０のＵ相線７０Ｕ及びＶ相線７０Ｖの線電流を電流センサ１１６、１１７で検出しているが、これは本発明の一実施例の構成であり、本発明は、例えばＷ相線７０Ｗの線電流を検出しても良く、目的に応じて構成を変更しても良い。さらに、零相電流を検出する電流センサを用いる構成でも良い。また、電流センサ１１４〜１１７は、シャント抵抗を使用する方法など任意の手段により電流を検出しても良い。
【００３２】
図２は、図１に示した電力変換装置１００の１相分のシステム構成を示す図である。図２では、電力変換装置１００の１相分として、１次側系統６０のＲ相に接続するコンバータセル２０−１〜２０−３を例として示す。
【００３３】
図２に示すように、図１に示した電力変換装置１００の１相分を構成するコンバータセル群２０Ｒは、１次側系統６０のＲ相線６０Ｒから入力される電力をコンバータセル２０−１〜２０−３で電力変換し、２次側系統７０へ出力する。
【００３４】
コンバータセル２０−１は、コンバータ２０１と、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３と、第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２と、インバータ２０４と、第一セル制御回路２０５と、第二セル制御回路２０６と、を備える。その他のコンバータセルであるコンバータセル２０−２〜２０−３は、コンバータセル２０−１と同様の構成である。
【００３５】
図１に示した１次側回路２１は、コンバータ２０１を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３は、図１に示したトランス２３を含む。図１に示した２次側回路２２は、インバータ２０４を含む。
【００３６】
コンバータ２０１は、１次側系統６０のＲ相線６０Ｒからの交流電圧を変換して第一ＤＣリンク電圧（Ｖｄｃ１）を生成する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３は、第一ＤＣリンク電圧（Ｖｄｃ１）を変換して第一ＤＣリンク電圧（Ｖｄｃ１）とは、図１に示したトランス２３を介して絶縁された第二ＤＣリンク電圧（Ｖｄｃ２）を生成する。インバータ２０４は、第二ＤＣリンク電圧（Ｖｄｃ２）を交流電圧（Ｖｏ）に変換して出力する。第一セル制御回路２０５は、コンバータ２０１とＤＣ／ＤＣコンバータ２０３を制御する。第二セル制御回路２０６は、インバータ２０４を制御する。
【００３７】
第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１は、コンバータ２０１の２次側直流部及びＤＣ／ＤＣコンバータ２０３の１次側直流部と並列に接続される。第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３の２次側直流部及びインバータ２０４の１次側直流部と並列に接続される。
【００３８】
その他のコンバータセルであるコンバータセル２０−２〜２０−３は、コンバータセル２０−１と同様の構成である。
【００３９】
中央制御回路１０１は、通信線２０７によってコンバータセル２０−１〜２０−３と接続され、コンバータセル２０−１〜２０−３内の各構成（例えば、各コンバータ２０１、各ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３、各インバータ２０４）の運転を制御している。ここで、中央制御回路１０１と各コンバータセル２０−１〜２０−３との接続、通信は、有線で行っても良いし、無線で行っても良い。
【００４０】
１次側系統６０に対しては、コンバータセル２０−１〜２０−３が直列接続される。すなわち、１次側系統６０に対しては、コンバータセル２０−１〜２０−３のそれぞれが有する３台のコンバータ２０１が直列接続される。また、２次側系統７０に対しては、コンバータセル２０−１〜２０−３が直列接続される。すなわち、２次側系統７０に対しては、コンバータセル２０−１〜２０−３のそれぞれが有する３台のインバータ２０４が直列接続される。コンバータセル２０−１のインバータ２０４は、２次側系統７０を構成するＶ相線７０Ｖに接続され、コンバータセル２０−２のインバータ２０４は、２次側系統７０を構成するＵ相線７０Ｕに接続され、コンバータセル２０−３のインバータ２０４は、２次側系統７０を構成するＷ相線７０Ｗに接続される。
【００４１】
図３は、図２に示したコンバータセル２０−１の構成例を示す図である。ここでは、コンバータセル２０−１を例として説明するが、他のコンバータセルも同様の構成である。
【００４２】
コンバータ２０１は、フルブリッジ回路で構成されており、１次側系統６０のＲ相線６０Ｒから入力された交流電圧を直流電圧へ変換する。コンバータ２０１によって変換された直流電圧は、コンバータ２０１の後段に接続される第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１によって平滑される。さらに、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１によって平滑された電圧は、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１の後段に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ２０３に供給される。
【００４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３は、フルブリッジ回路２０３−１と、第一共振用インダクタ２１０−１と、第二共振用インダクタ２１０−２と、共振用コンデンサ２１１と、ダイオードブリッジ回路２０３−２と、トランス２１２と、を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３は、フルブリッジ回路２０３−１、第一共振用インダクタ２１０−１及び共振用コンデンサ２１１と、第二共振用インダクタ２１０−２及びダイオードブリッジ回路２０３−２とを、トランス２１２を介して接続する構成である。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３のフルブリッジ回路２０３−１は、供給された直流電圧を高周波交流電圧に変換する。このフルブリッジ回路２０３−１によって変換された高周波交流電圧は、トランス２１２の一次側に供給され、これによりトランス２１２の二次側に高周波交流電圧が誘起される。
【００４４】
トランス２１２の二次側に誘起された高周波交流電圧は、ダイオードブリッジ回路２０３−２によって直流電圧へ変換される。このダイオードブリッジ回路２０３−２によって変換された直流電圧は、第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２によって平滑され、第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２の後段に接続されるインバータ２０４へ電力が供給される。
【００４５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３のフルブリッジ回路２０３−１から出力される電流は、第一共振用インダクタ２１０−１及び第二共振用インダクタ２１０−２と共振用コンデンサ２１１によって共振を起こす。この電流共振によってＤＣ／ＤＣコンバータ２０３のフルブリッジ回路２０３−１に用いられるスイッチング素子の遮断電流を小さくすることができ，ターンオフ時の損失低減が可能になり、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３の効率向上に寄与する。
【００４６】
なお、本発明に関しては、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１の後段に接続される電力変換に係る構成は、図３に示した構成に限られるものではなく、他の回路構成でも良い。例えばＤＣ／ＤＣコンバータ２０３は、共振用インダクタが一つの構成でも良く、さらに、共振用コンデンサが無く、共振させずに電力変換を行う構成でも良い。また、図３では、フルブリッジ回路２０３−１のスイッチング素子は便宜上ＭＯＳＦＥＴにしているが、ＩＧＢＴやサイリスタなど他の素子を使用しても良い。また、ダイオードブリッジ回路２０３−２の代わりに、スイッチング素子を用いたフルブリッジ回路を用いても良い。さらに、フルブリッジ回路２０３−１の代わりにハーフブリッジ回路とした構成でも良い。
【００４７】
図１の説明に戻り、以下、本実施例の電力変換装置１００の動作について、１次側系統６０から２次側系統７０へ電力変換を行う場合を例として説明する。
【００４８】
まず、電圧センサ１１０、１１１で検出したＲＳ線間電圧及びＳＴ線間電圧は、通信線１１８を介して中央制御回路１０１に入力される。さらに、電圧センサ１１２、１１３で検出したＵＶ線間電圧及びＶＷ線間電圧は、通信線１１８を介して中央制御回路１０１に入力される。
【００４９】
中央制御回路１０１が有する相電圧演算器１１９は、入力された各線間電圧の値に基づいて、１次側系統６０のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の各相電圧１６０と２次側系統７０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相電圧１７０を演算する。
【００５０】
また、電流センサ１１４、１１５で検出したＲ相線６０Ｒの線電流及びＳ相線６０Ｓの線電流は、通信線１１８を介して中央制御回路１０１に入力される。さらに、電流センサ１１６、１１７で検出したＵ相線７０Ｕの線電流及びＶ相線７０Ｖの線電流は、通信線１１８を介して中央制御回路１０１に入力される。また、２次側系統７０に接続される負荷によって定まる２次側系統７０の電力指令値１２０が中央制御回路１０１に入力される。
【００５１】
次に、中央制御回路１０１が有するコンバータセル電力指令値演算器１２１は、入力された各相の相電圧及び線電流の値と、２次側系統７０の電力指令値１２０に基づき、コンバータセル２０−１〜２０−９の各１次側電力指令値１６１及び各２次側電力指令値１７１を演算する。これにより、コンバータセル電力指令値演算器１２１が、１次側端子２４、２５に接続される相の相電圧周波数成分及び位相成分（相電圧成分）と、２次側端子２６、２７に接続される相の相電圧成分とを含んだ電力とするための電力指令値を演算することができる。また、コンバータセル電力指令値演算器１２１は、１００Ｈｚ以上の周波数でコンバータセル２０−１〜２０−９の各１次側電力指令値１６１及び各２次側電力指令値１７１を演算する。これにより、コンバータセル電力指令値演算器１２１が、状況に応じた最適な電力指令値を演算することができる。
【００５２】
図４は、図１に示したコンバータセル電力指令値演算器１２１の内部構成の一例を示すブロック図である。
【００５３】
コンバータセル電力指令値演算器１２１は、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応して設けられた電力計算部１２１ａと、電力計算部１２１ａで計算した電力及び電力指令値１２０に基づいて電力を各相に分配する電力分配器１２１ｂと、を有する。
【００５４】
図４では、Ｕ相についての電力計算部１２１ａのみを図示している。図４に示す電力計算部１２１ａは、入力されたＵ相電圧及びＵ相電流に基づいてＵ相電力を算出し、算出したＵ相電力を電力分配器１２１ｂに出力する。Ｕ相以外のＲ相、Ｓ相、Ｔ相、Ｖ相及びＷ相についてもＵ相と同様の構成を有する。
【００５５】
電力分配器１２１ｂは、入力された各相の電力及び電力指令値１２０に基づいて、コンバータセル２０−１〜２０−９の各１次側電力指令値１６１及び各２次側電力指令値１７１を演算して出力する。
【００５６】
図１の説明に戻り、コンバータセル電力指令値演算器１２１によって演算されたコンバータセル２０−１〜２０−９の各１次側電力指令値１６１及び各２次側電力指令値１７１は、中央制御回路１０１が有するコンバータセル端子間電圧指令値演算器１２２に入力され、コンバータセル端子間電圧指令値演算器１２２によってコンバータセル２０−１〜２０−９の各１次側端子間電圧指令値１６２及び２次側端子間電圧指令値１７２が演算される。これにより、中央制御回路１０１が、電圧指令値による制御を行うことができる。
【００５７】
コンバータセル端子間電圧指令値演算器１２２によって演算された各１次側端子間電圧指令値１６２及び各２次側端子間電圧指令値１７２は、図２に示した第一セル制御回路２０５または第二セル制御回路２０６へ送信され、第一セル制御回路２０５及び第二セル制御回路２０６は、コンバータセル２０−１〜２０−９を構成するコンバータ２０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３及びインバータ２０４を制御する。
【００５８】
なお、本実施例では、中央制御回路１０１が、１次側端子間電圧指令値１６２及び２次側端子間電圧指令値１７２を出力する構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、中央制御回路１０１が、コンバータセル２０−１〜２０−９を構成するコンバータ２０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３及びインバータ２０４を駆動する駆動信号を出力する構成であっても良い。
【００５９】
また、本実施例では、第一セル制御回路２０５、第二セル制御回路２０６を別個に設けているが、本発明ではこれに限られるものではなく、１台のセル制御回路でコンバータ２０１、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０３およびインバータ２０４を制御しても良い。
【００６０】
図５は、図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの１次側電力及び２次側電力の波形の一例を示す図である。
【００６１】
図５に示す電力波形４２０−１〜４２０−９は、横軸を時刻ｔにとった場合のコンバータセル２０−１〜２０−９の１次側電力及び２次側電力を表しており、後述のように両者は瞬時値のほぼ揃った波形となるため、重ねて表記している。ここで、電力波形４２０−１は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−１の電力波形を示している。同様に、電力波形４２０−２〜４２０−９は、コンバータセル２０−２〜２０−９の波形である。
【００６２】
また、電力波形４６０Ｒ〜４６０Ｔは、横軸を時刻ｔにとった場合の１次側系統６０のＲ相、Ｓ相、Ｔ相の相電力波形を示しており、電力波形４７０Ｕ〜４７０Ｗは、横軸を時刻ｔにとった場合の２次側系統７０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の相電力波形を示している。
【００６３】
ここで、例えばＲ相の相電力の電力波形４６０Ｒと、Ｕ相の相電力の電力波形４７０Ｕを比較すると、互いに周波数や位相が異なるため、相電力の瞬時値が互いに異なる時間が存在する。したがって、上記の特開２００５−７３３６２号公報に示された従来の構成のように、直列接続されたコンバータセルの１次側端子と２次側端子がそれぞれ１相に接続されている場合、各コンバータセルの１次側電力と２次側電力の瞬時値も互いに異なってしまい、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明した課題が生じてしまう。
【００６４】
次に、図５〜図７を用いて本発明の原理を説明する。
【００６５】
図６は、図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの１次側端子間電圧の波形の一例を示す図である。
【００６６】
図７は、図１に示した電力変換装置１００における各コンバータセルの２次側端子間電圧の波形の一例を示す図である。
【００６７】
例えば、コンバータセル２０−１〜２０−３の１次側端子２４、２５は、Ｒ相線６０Ｒに直列接続されるが、２次側端子２６、２７は、コンバータセル２０−１がＵ相線７０Ｕに接続され、コンバータセル２０−２がＶ相線７０Ｖに接続され、コンバータセル２０−３がＷ相線７０Ｗに接続される。このため、Ｒ相の相電力は、２次側系統７０の各相に分散して供給される。同様に、Ｓ相の相電力及びＴ相の相電力も２次側系統７０の各相に分散して供給される。したがって、例えばＲ相からＵ相、Ｖ相及びＷ相へ供給する電力の配分を任意に決定できる。
【００６８】
そこで本発明では、各コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側電力及び２次側電力を、１次側端子２４、２５に接続される相の相電力周波数及び位相成分（相電力成分）と、２次側端子２６、２７に接続される相の相電力成分を含むように電力の配分を決定する。例えばコンバータセル２０−１の場合、１次側電力及び２次側電力を、Ｒ相の相電力成分及びＵ相の相電力成分の両方を含むように制御する。このとき、コンバータセル２０−１の１次側電力及び２次側電力の指令値（１次側電力指令値１６１及び２次側電力指令値１７１）は、例えば、コンバータセル２０−１〜２０−９の電力のピーク値が最小になるように決定しても良い。これにより、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１及び第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２の容量を低減することができ、装置を小型化することができる。また、コンバータセル２０−１の１次側電力及び２次側電力の指令値（１次側電力指令値１６１及び２次側電力指令値１７１）は、例えば、コンバータセル２０−１〜２０−９が備える第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１（エネルギー蓄積部）もしくは第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２（図３参照）（エネルギー蓄積部）に流れる電流が最小になるように決定しても良い。これにより、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１もしくは第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２の容量を低減することができ、装置を小型化することができる。
【００６９】
また、コンバータセル２０−１の１次側電力及び２次側電力の指令値（１次側電力指令値１６１及び２次側電力指令値１７１）は、１次側電力と２次側電力との比を変動させるように決定しても良い。これにより、脈流成分を低減することができ、第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１及び第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２の容量を低減することができ、装置を小型化することができる。
【００７０】
図５に示した電力波形４２０−１〜４２０−９は、各コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側端子２４、２５に接続される相の相電力成分の振幅を約１／３にした電力と、２次側端子２６、２７に接続される相の相電力成分の振幅を約１／３にした電力とを含む場合である。このように制御することで、各相の相電力を、図５の電力波形４６０Ｒ〜４６０Ｔ、４７０Ｕ〜４７０Ｗに示すような正弦波に維持しつつ、コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側電力と２次側電力の瞬時電力をおおよそ等しくすることができる。
【００７１】
図６に示す電圧波形５２０−１〜５２０−９は、横軸を時刻ｔにとった場合のコンバータセル２０−１〜２０−９の１次側端子間電圧を表している。
【００７２】
ここで、電圧波形５２０−１は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−１の１次側端子間電圧を示している。
【００７３】
電圧波形５２０−２は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−２の１次側端子間電圧を示している。
【００７４】
電圧波形５２０−３は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−２の１次側端子間電圧を示している。
【００７５】
電圧波形５２０−４は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−４の１次側端子間電圧を示している。
【００７６】
電圧波形５２０−５は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−５の１次側端子間電圧を示している。
【００７７】
電圧波形５２０−６は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−６の１次側端子間電圧を示している。
【００７８】
電圧波形５２０−７は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−７の１次側端子間電圧を示している。
【００７９】
電圧波形５２０−８は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−８の１次側端子間電圧を示している。
【００８０】
電圧波形５２０−９は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−９の１次側端子間電圧を示している。
【００８１】
また、図６では各コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側電力及び２次側電力が図５で示した電力である場合を示している。電圧波形５２０−１〜５２０−９は、コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側端子２４、２５に接続される相の相電圧周波数成分及び位相成分（相電圧成分）と、２次側端子２６、２７に接続される相の相電圧成分と、を含んでいる。
【００８２】
電圧波形５６０Ｒは、１次側端子２４、２５がＲ相線６０Ｒに接続されるコンバータセル２０−１〜２０−３の１次側端子間電圧の電圧波形５２０−１〜５２０−３を合計した電圧である。また、電圧波形５６０Ｓは、１次側端子２４、２５がＳ相線６０Ｓに接続されるコンバータセル２０−４〜２０−６の１次側端子間電圧の電圧波形５２０−４〜５２０−６を合計した電圧である。また、電圧波形５６０Ｔは、１次側端子２４、２５がＴ相線６０Ｔに接続されるコンバータセル２０−７〜２０−９の１次側端子間電圧の電圧波形５２０−７〜５２０−９を合計した電圧である。
【００８３】
図６に示すように、電圧波形５６０Ｒは正弦波を維持する。他の相電圧の電圧波形５６０Ｓ、５６０Ｔも同様に正弦波を維持する。
【００８４】
次に、図７に示す電圧波形６２０−１〜６２０−９は、横軸を時刻ｔにとった場合のコンバータセル２０−１〜２０−９の２次側端子間電圧を表している。
【００８５】
ここで、電圧波形６２０−１は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−１の２次側端子間電圧を示している。
【００８６】
電圧波形６２０−２は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−２の２次側端子間電圧を示している。
【００８７】
電圧波形６２０−３は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＲ相線６０Ｒに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−２の２次側端子間電圧を示している。
【００８８】
電圧波形６２０−４は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−４の２次側端子間電圧を示している。
【００８９】
電圧波形６２０−５は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−５の２次側端子間電圧を示している。
【００９０】
電圧波形６２０−６は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＳ相線６０Ｓに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−６の２次側端子間電圧を示している。
【００９１】
電圧波形６２０−７は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＵ相線７０Ｕに接続されたコンバータセル２０−７の２次側端子間電圧を示している。
【００９２】
電圧波形６２０−８は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＶ相線７０Ｖに接続されたコンバータセル２０−８の２次側端子間電圧を示している。
【００９３】
電圧波形６２０−９は、１次側端子２４、２５が１次側系統６０のＴ相線６０Ｔに接続され、２次側端子２６、２７が２次側系統７０のＷ相線７０Ｗに接続されたコンバータセル２０−９の２次側端子間電圧を示している。
【００９４】
また、図７では各コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側電力及び２次側電力が図５で示した電力である場合を示している。電圧波形６２０−１〜６２０−９は、コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側端子２４、２５に接続される相の相電圧成分と、２次側端子２６、２７に接続される相の相電圧成分とを含んでいる。
【００９５】
電圧波形６７０Ｕは、２次側端子２６、２７がＵ相線７０Ｕに接続されるコンバータセル２０−１、２０−４及び２０−７の２次側端子間電圧の電圧波形６２０−１、６２０−４及び６２０−７を合計した電圧である。また、電圧波形６７０Ｖは、２次側端子２６、２７がＶ相線７０Ｖに接続されるコンバータセル２０−２、２０−５及び２０−８の２次側端子間電圧の電圧波形６２０−２、６２０−５及び６２０−８を合計した電圧である。また、電圧波形６７０Ｗは、２次側端子２６、２７がＷ相線７０Ｗに接続されるコンバータセル２０−３、２０−６及び２０−９の２次側端子間電圧の電圧波形６２０−３、６２０−６及び６２０−９を合計した電圧である。
【００９６】
図７に示すように、電圧波形６７０Ｕは正弦波を維持する。他の相電圧の電圧波形６７０Ｖ、６７０Ｗも同様に正弦波を維持する。
【００９７】
上記構成を有する本実施例によれば、１次側系統電圧もしくは２次側系統電圧に基づくコンバータセルの第一ＤＣリンク電圧の変動を引き起こす電流の成分を抑制することができるため、第一ＤＣリンク電圧の変動を抑制する第一ＤＣリンクコンデンサ２０２−１の必要容量を低減することができる。したがって、電力変換装置１００を小型化することができ、さらに安価な部品で構成できる。
【００９８】
また、１次側系統電圧もしくは２次側系統電圧に基づくコンバータセルの第二ＤＣリンク電圧の変動成分を抑制することができるため、第二ＤＣリンク電圧の変動を抑制する第二ＤＣリンクコンデンサ２０２−２の必要容量を低減することができる。したがって、電力変換装置１００を小型化することができ、さらに安価な部品で構成できる。
【００９９】
（実施例２）
図８は、本発明を適用する電力変換装置の実施例２における構成を示す概略回路図である。
【０１００】
上述の実施例１では電力変換装置１００の結線をＹ―Ｙ結線にしたが、本実施例の電力変換装置２００では、結線をΔ―Ｙ結線にした。なお、以下の説明において、図１〜図７の各構成に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１０１】
図８に示す電力変換装置２００は、実施例１と同様に９台のコンバータセル２０−１〜２０−９を有している。また、コンバータセル２０−１〜２０−９は実施例１と同様の構成を有している。電力変換装置２００は、何れも３相交流系統である１次側系統６１と、２次側系統７０との間で、単方向または双方向の電力変換を行うものである。
【０１０２】
ここで、１次側系統６１は、Ｒ相電圧が現れるＲ相線６１Ｒと、Ｓ相電圧が現れるＳ相線６１Ｓと、Ｔ相電圧が現れるＴ相線６１Ｔと、を有している。また、２次側系統７０は実施例１と同様の構成を有している。
【０１０３】
コンバータセル２０−１〜２０−３の１次側端子２４、２５はＲ相線６１ＲとＳ相線６１Ｓとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−４〜２０−６の１次側端子２４、２５はＳ相線６１ＳとＴ相線６１Ｔとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−７〜２０−９の１次側端子２４、２５はＴ相線６１ＴとＲ相線６１Ｒとの間に直列接続される。ここで、コンバータセル２０−１〜２０−９の２次側端子２６、２７は実施例１と同様の接続である。
【０１０４】
このように、本実施例は、中性線が無い３相３線式の１次側系統６１においても適用することができ、実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、図８では便宜上１次側系統をΔ結線とし、２次側系統をＹ結線としたが、本発明ではこれに限らず、１次側系統をＹ結線とし、２次側系統をΔ結線としても良い。
【０１０５】
（実施例３）
図９は、本発明を適用する電力変換装置の実施例３における構成を示す概略回路図である。
【０１０６】
本実施例の電力変換装置３００では、結線をΔ―Δ結線にした。なお、以下の説明において、図１〜図８の各構成に対応する部分には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１０７】
図９に示す電力変換装置３００は、実施例１と同様に９台のコンバータセル２０−１〜２０−９を有している。また、コンバータセル２０−１〜２０−９は実施例１と同様の構成を有している。電力変換装置３００は、何れも３相交流系統である１次側系統６１と、２次側系統７１との間で、単方向または双方向の電力変換を行うものである。
【０１０８】
ここで、２次側系統７１は、Ｕ相電圧が現れるＵ相線７１Ｕと、Ｖ相電圧が現れるＶ相線７１Ｖと、Ｗ相電圧が現れるＷ相線７１Ｗと、を有している。また、１次側系統６１は実施例２と同様の構成を有している。
【０１０９】
コンバータセル２０−１、２０−４、２０−７の２次側端子２６、２７はＵ相線７１ＵとＷ相線７１Ｗとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−２、２０−５、２０−８の２次側端子２６、２７はＶ相線７１ＶとＵ相線７１Ｕとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０―３、２０−６、２０−９の２次側端子２６、２７はＷ相線７１ＷとＶ相線７１Ｖとの間に直列接続される。
【０１１０】
このように、本実施例は、中性線が無い３相３線式の１次側系統６１及び２次側系統７１においても適用することができ、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
（実施例４）
本実施例は、実施例１におけるコンバータセル２０−１〜２０−９の直列接続する順番を変更したものである。図１０を用いて、その構成を説明する。
【０１１２】
図１０は、本発明を適用する電力変換装置の実施例４における構成を示す概略回路図である。
【０１１３】
２次側系統７０において、コンバータセル２０−３、２０−６、２０−９の２次側端子２６、２７はＵ相線７０Ｕと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−１、２０−４、２０−７の２次側端子２６、２７はＶ相線７０Ｖと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−２、２０−５、２０−８の２次側端子２６、２７はＷ相線７０Ｗと中性線７０Ｎとの間に直列接続される。
【０１１４】
コンバータセル２０−１〜２０−９では、１次側回路２１と２次側回路２２とがトランス２３を介して絶縁されているため、実施例４の構成においても、実施例１で示したものと同様の効果を得ることができる。なお、本実施例で示したコンバータセル２０−１〜２０−９の１次側及び２次側の直列接続の順番は一例を示したものであり、本発明は他の順番で接続するものであっても良い。
【０１１５】
（実施例５）
本実施例は、実施例２におけるコンバータセル２０−１〜２０−９の直列接続する順番を変更したものである。図１１を用いて、その構成を説明する。
【０１１６】
図１１は、本発明を適用する電力変換装置の実施例５における構成を示す概略回路図である。
【０１１７】
本実施例の電力変換装置２００は、実施例２と同様に９台のコンバータセル２０−１〜２０−９を有している。また、コンバータセル２０−１〜２０−９は実施例２と同様の構成を有している。電力変換装置２００は、何れも３相交流系統である１次側系統６１と、２次側系統７０との間で、単方向または双方向の電力変換を行うものである。
【０１１８】
ここで、１次側系統６１は、Ｒ相電圧が現れるＲ相線６１Ｒと、Ｓ相電圧が現れるＳ相線６１Ｓと、Ｔ相電圧が現れるＴ相線６１Ｔと、を有している。また、２次側系統７０は実施例２と同様の構成を有している。
【０１１９】
コンバータセル２０−１〜２０−３の１次側端子２４、２５はＲ相線６１ＲとＴ相線６１Ｔとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−４〜２０−６の１次側端子２４、２５はＳ相線６１ＳとＲ相線６１Ｒとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−７〜２０−９の１次側端子２４、２５はＴ相線６１ＴとＳ相線６１Ｓとの間に直列接続される。ここで、コンバータセル２０−１〜２０−９の２次側端子２６、２７は実施例４と同様の接続である。
【０１２０】
コンバータセル２０−１〜２０−９は１次側回路２１と２次側回路２２がトランス２３を介して絶縁されているため、実施例５の構成においても、実施例２で示したものと同様の効果を得ることができる。なお、本実施例で示したコンバータセル２０−１〜２０−９の１次側及び２次側の直列接続の順番は一例を示したものであり、本発明は他の順番で接続するものであっても良い。
【０１２１】
（実施例６）
本実施例は、実施例３におけるコンバータセル２０−１〜２０−９の直列接続する順番を変更したものである。図１２を用いて、その構成を説明する。
【０１２２】
図１２は、本発明を適用する電力変換装置の実施例６における構成を示す概略回路図である。
【０１２３】
本実施例の電力変換装置３００は、実施例３と同様に９台のコンバータセル２０−１〜２０−９を有している。また、コンバータセル２０−１〜２０−９は実施例３と同様の構成を有している。電力変換装置３００は、何れも３相交流系統である１次側系統６１と、２次側系統７１との間で、単方向または双方向の電力変換を行うものである。
【０１２４】
ここで、１次側系統６１及び２次側系統７１は実施例３と同様の構成を有している。
【０１２５】
コンバータセル２０−３、２０−６、２０−９の２次側端子２６、２７はＵ相線７１ＵとＷ相線７１Ｗとの間に直列接続される。また、コンバータセル２０−１、２０−４、２０−７の２次側端子２６、２７はＶ相線７１ＶとＵ相線７１Ｕとの間に直列接続される。さらに、コンバータセル２０−２、２０−５、２０−８の２次側端子２６、２７はＷ相線７１ＷとＶ相線７１Ｖとの間に直列接続される。コンバータセル２０−１〜２０−９の１次側端子２４、２５は実施例３と同様の構成を有している。
【０１２６】
コンバータセル２０−１〜２０−９は１次側回路２１と２次側回路２２がトランス２３を介して絶縁されているため、実施例６の構成においても、実施例３で示したものと同様の効果を得ることができる。なお、本実施例で示したコンバータセル２０−１〜２０−９の１次側及び２次側の直列接続の順番は一例を示したものであり、本発明は他の順番で接続するものであっても良い。
【０１２７】
（実施例７）
本実施例は、実施例１に示した電力変換装置１００を適用したシステムを示す。
【０１２８】
図１３は、実施例１に示した電力変換装置１００を適用したシステムの構成を示す概略ブロック図である。
【０１２９】
図１３に示すように、電力変換装置１００の１次側系統６０には三相電源１８０が接続され、２次側系統７０には負荷１９０が接続される。三相電源１８０による電力は１次側系統６０へ供給される。電力変換装置１００では、１次側系統６０に供給された電力を、負荷１９０に適した電力に変換し、２次側系統７０を介して負荷１９０に供給する。
【０１３０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１００…電力変換装置、１０１…中央制御回路、１１０〜１１３…電圧センサ、１１４〜１１７…電流センサ、１１８…通信線、１１９…相電圧演算器、１２０…２次側系統の電力指令値、１２１…コンバータセル電力指令値演算器、１２２…コンバータセル端子間電圧指令値演算器、１６０…各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）電圧、１６１…各１次側電力指令値、１６２…各１次側端子間電圧指令値、１７０…各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）電圧、１７１…各２次側電力指令値、１７２…各２次側端子間電圧指令値、２０−１〜２０−９…コンバータセル、２１…１次側回路、２２…２次側回路、２３…トランス、２４、２５…１次側端子、２６、２７…２次側端子、６０…１次側系統、７０…２次側系統。
【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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