(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列接続されている他の電力変換装置とともに共通の負荷に交流電力を供給する電力変換装置であって、
直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
本電力変換装置の出力電力、ドループ制御用の基準電圧、ドループ制御用の基準周波数をもとに交流電圧指令値を生成する交流電圧指令値生成部と、
前記交流電圧指令値生成部により生成された交流電圧指令値に、前記電力変換部の出力電圧が一致するように前記電力変換部を制御する制御部と、
前記他の電力変換装置の出力端子と接続された本電力変換装置の出力端子の検出電圧の周波数と位相を検出する周波数／位相検出部と、を備え、
前記交流電圧指令値生成部は、前記電力変換部から前記負荷への電力供給を開始する前、前記周波数／位相検出部により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定し、
前記交流電圧指令値生成部は、前記電力変換部から前記負荷への電力供給を開始する際、前記周波数／位相検出部により検出された位相を引き継ぐことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記交流電圧指令値生成部は、前記電力変換部から前記負荷への電力供給を開始した後、前記電力変換部からの出力電力と前記ドループ制御用の基準周波数をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定す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】
並列接続されている他の電力変換装置とともに共通の負荷に交流電力を供給する電力変換装置であって、
直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
本電力変換装置の出力電力、ドループ制御用の基準電圧、ドループ制御用の基準周波数をもとに交流電圧指令値を生成する交流電圧指令値生成部と、
前記交流電圧指令値生成部により生成された交流電圧指令値に、前記電力変換部の出力電圧が一致するように前記電力変換部を制御する制御部と、
前記他の電力変換装置の出力端子と接続された本電力変換装置の出力端子の検出電圧の周波数と位相を検出する周波数／位相検出部と、を備え、
前記交流電圧指令値生成部は、前記電力変換部から前記負荷への電力供給を開始する前、前記周波数／位相検出部により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定し、
本電力変換装置は、前記他の電力変換装置および前記負荷とともに電力系統とも接続されており、
本電力変換装置は、
前記電力変換部と、前記検出電圧の検出点との間に挿入されたリレーと、
前記電力系統の停電を検出すると前記リレーをターンオフし、ユーザによる自立運転モードの起動操作がなされると、又は前記停電を検出してから所定時間が経過すると前記リレーをターンオンするモード管理部と、をさらに備え、
前記交流電圧指令値生成部は、前記リレーがターンオンするタイミングに同期して、前記周波数／位相検出部により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定する処理から、前記電力変換部からの出力電力と前記ドループ制御用の基準周波数をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定する処理に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の電力変換装置が複数並列に接続されたことを特徴とする電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列接続して負荷に交流電力を供給する電力変換装置、電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
並列接続された複数の電力変換装置から交流電力を負荷に供給する方法として、予め設定された垂下特性により出力電圧、周波数を制御するドループ制御が利用されることがある（例えば、特許文献１参照）。従来のドループ制御を利用した並列運転では、自機の出電力に基づき位相制御を行うため、各電力変換装置の起動タイミングが異なる場合、複数の電力変換装置の出力電圧間に位相差が発生していた。【０００３】
例えば、系統連系運転中に商用電力系統（以下、単に系統という）が停電した場合、複数の電力変換装置は一旦、動作を停止する。その後、所定期間の経過またはユーザからの自立運転の開始操作がなされたとき、複数の電力変換装置は電力供給を再開する。その際、各電力変換装置が停電を検出するタイミングのずれ、または複数の電力変換装置に対するユーザの操作タイミングのずれにより、各電力変換装置の自立運転の起動タイミングが異なってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７１０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の電力変換装置の出力電圧間の位相差が大きくなると、並列運転開始時に過電流が流れ、エラー停止するおそれがある。例えば、２つの電力変換装置の出力電圧間の位相差が１８０°に近い場合、２つの電力変換装置に過電流が流れる。【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、並列運転開始時に過電流が流れることを抑制することができる電力変換装置、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】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の電力変換装置は、並列接続されている他の電力変換装置とともに共通の負荷に交流電力を供給する電力変換装置であって、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、本電力変換装置の出力電力、ドループ制御用の基準電圧、ドループ制御用の基準周波数をもとに交流電圧指令値を生成する交流電圧指令値生成部と、前記交流電圧指令値生成部により生成された交流電圧指令値に、前記電力変換部の出力電圧が一致するように前記電力変換部を制御する制御部と、前記他の電力変換装置の出力端子と接続された本電力変換装置の出力端子の検出電圧の周波数と位相を検出する周波数／位相検出部と、前記交流電圧指令値生成部は、前記電力変換部から前記負荷への電力供給を開始する前、前記周波数／位相検出部により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の電力変換装置の並列運転開始時に過電流が流れることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力変換システムの構成を示す図である。
【図２】制御装置の構成例を示す図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、ドループ制御で使用する垂下特性を示す図である。
【図４】２台の電力変換装置の自立運転モードの起動時における電圧波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る電力変換システム２ｓの構成を示す図である。電力変換システム２ｓは、並列接続された複数の電力変換装置２を備える。複数の電力変換装置２の出力経路は１つに結合され、配電線を介して商用電力系統（以下、単に系統４とする）に接続される。当該配電線には負荷３が接続される。図１では、第１電力変換装置２ａと第２電力変換装置２ｂの２つが並列接続された例を示している。一般的に配電線は、単相２線式、単相３線式、又は三相３線式で構成される。従って本来は、図１の第１電力変換装置２ａ、第２電力変換装置２ｂ、及び系統４間の配線はそれぞれ２線または３線で描かれるべきであるが、図面を簡略化するため１線で描いている。
【００１１】
第１電力変換装置２ａは、第１直流電源１ａから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。同様に第２電力変換装置２ｂは、第２直流電源１ｂから供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。第１直流電源１ａ及び第２直流電源１ｂには、蓄電池（例えば、リチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池）、キャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ）、太陽電池、燃料電池などを使用することができる。第１直流電源１ａ及び第２直流電源１ｂに、同じ種類の直流電源を使用してもよいし、それぞれ異なる種類の直流電源を使用してもよい。
【００１２】
第１電力変換装置２ａは、第１インバータ装置２１ａ、第１制御装置２２ａ、第１インダクタＬａ、第１フィルタ電流センサＣＴ１ａ、第１コンデンサＣａ、第１リレーＲＹａ、第１出力電流センサＣＴ２ａ、及び第１出力電圧センサＶＴａを備える。第１インダクタＬａ及び第１コンデンサＣａは出力フィルタを構成する。
【００１３】
第１インバータ装置２１ａは、第１直流電源１ａから供給される直流電力を交流電力に変換して出力フィルタに出力する。なお第１直流電源１ａが蓄電池の場合、第１インバータ装置２１ａには双方向インバータ装置が用いられる。蓄電池を充電する場合、第１インバータ装置２１ａは、系統４から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池を充電する。
【００１４】
なお第１直流電源１ａと第１インバータ装置２１ａとの間に、ＤＣ−ＤＣコンバータが設けられてもよい。例えば第１直流電源１ａが太陽電池の場合、当該ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御を実行する。また第１直流電源１ａが蓄電池の場合、第１直流電源１ａと第１インバータ装置２１ａとの間に、双方向ＤＣ−ＤＣコンバータが設けられてもよい。当該双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、蓄電池の定電流（ＣＣ）充電／放電、または定電圧（ＣＶ）充電／放電を行う。
【００１５】
第１インバータ装置２１ａ及び上記ＤＣ−ＤＣコンバータはそれぞれ、例えば、４つ又は６つのスイッチング素子をブリッジ接続したブリッジ回路を含む。当該スイッチング素子のデューティ比を制御することにより、第１インバータ装置２１ａ及び上記ＤＣ−ＤＣコンバータのそれぞれの入出力を調整することができる。スイッチング素子には例えば、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を使用することができる。
【００１６】
上記出力フィルタは、第１インバータ装置２１ａから出力される交流電力の高調波成分を減衰させて、第１インバータ装置２１ａの出力電圧および出力電流を正弦波に近づける。第１フィルタ電流センサＣＴ１ａは、当該出力フィルタに流れる電流ＩＬを検出して第１制御装置２２ａに出力する。
【００１７】
上記出力フィルタと、第１電力変換装置２ａの出力端子Ｔａとの間に、第１リレーＲＹａが挿入される。第１出力電流センサＣＴ２ａは、第１電力変換装置２ａの出力電流Ｉｏを検出して第１制御装置２２ａに出力する。第１出力電圧センサＶＴａは、第１電力変換装置２ａの出力電圧Ｖｏを検出して第１制御装置２２ａに出力する。
【００１８】
第１制御装置２２ａは、第１インバータ装置２１ａ、第１リレーＲＹａなどを制御する。第１制御装置２２ａの構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
【００１９】
第２電力変換装置２ｂは、第２インバータ装置２１ｂ、第２制御装置２２ｂ、第２インダクタＬｂ、第２フィルタ電流センサＣＴ１ｂ、第２コンデンサＣｂ、第２リレーＲＹｂ、第２出力電流センサＣＴ２ｂ、及び第２出力電圧センサＶＴｂを備える。第２インダクタＬｂ及び第２コンデンサＣｂは出力フィルタを構成する。第２電力変換装置２ｂの構成は、第１電力変換装置２ａの構成と同様であるため説明を省略する。
【００２０】
図２は、制御装置２２の構成例を示す図である。制御装置２２は、ドループ制御部２２１、駆動制御部２２２、ＰＷＭ信号生成部２２３、駆動回路２２４、及び運転モード管理部２２５を備える。ドループ制御部２２１は、有効／無効電力算出部２２１ａ、第１乗算部２２１ｂ、第１減算部２２１ｃ、第２乗算部２２１ｄ、第１加算部２２１ｅ、周波数／位相検出部２２１ｆ、位相決定部２２１ｇ、及び交流電圧指令値生成部２２１ｈを含む。
【００２１】
運転モード管理部２２５は、電力変換装置２の運転モードを管理し、現在の運転モードを駆動制御部２２２及び位相決定部２２１ｇに通知する。運転モード管理部２２５は、系統４が正常なとき系統連系モードを選択する。系統連系モードでは運転モード管理部２２５は、リレーＲＹを閉状態（オン状態）に制御する。運転モード管理部２２５は、系統４が停電しているとき自立運転モードを選択する。運転モード管理部２２５は、出力電圧センサＶＴにより検出された電圧Ｖｏが、所定の時間、所定の電圧値未満になったとき、系統４が停電したと判定する。運転モード管理部２２５は、系統４の停電を検出すると、リレーＲＹを閉状態（オン状態）から開状態（オフ状態）に制御する。この状態は待機モードである。
【００２２】
待機モードから自立運転モードへの切替には、自動で起動する設定と手動で起動する設定がある。自動で起動する設定の場合、運転モード管理部２２５は、系統４の停電を検出してリレーＲＹを開状態（オフ状態）に制御してから、設定された時間が経過すると、リレーＲＹを閉状態（オン状態）に制御する。手動で起動する設定の場合、運転モード管理部２２５は、ユーザによりなされた自立運転モードの起動操作に基づく操作信号を受信すると、リレーＲＹを閉状態（オン状態）に制御する。
【００２３】
駆動制御部２２２は系統連系モードのとき、インバータ装置２１の入力電圧Ｖｄｃをもとに電流指令値を生成する。なお直流電源１とインバータ装置２１の間にＤＣ−ＤＣコンバータが設けられる場合は、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータ装置２１間の直流バス電圧Ｖｄｃをもとに電流指令値を生成する。
【００２４】
より具体的には駆動制御部２２２は、直流電源１またはＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力と、インバータ装置２１の入力電力が平衡を保つように、インバータ装置２１の出力電流指令値を生成する。入力電圧Ｖｄｃは、直流電源１またはＤＣ−ＤＣコンバータの出力電力が、インバータ装置２１の入力電力より高いとき上昇し、低いとき低下する。駆動制御部２２２は、検出された入力電圧Ｖｄｃが設定電圧より高いとき、インバータ装置２１の出力電力を上昇させるための電流指令値を生成し、検出された入力電圧Ｖｄｃが設定電圧より低いとき、インバータ装置２１の出力電力を低下させるための電流指令値を生成する。駆動制御部２２２は、生成した電流指令値と、フィルタ電流センサＣＴ１により検出された電流ＩＬとの偏差をもとに、インバータ装置２１内のスイッチング素子のデューティ比で規定された電流指令値Ｉ＊を生成する。駆動制御部２２２は、生成した電流指令値Ｉ＊をＰＷＭ信号生成部２２３に出力する。
【００２５】
ＰＷＭ信号生成部２２３はコンパレータを含む。当該コンパレータは、電流指令値Ｉ＊と搬送波（三角波）を比較し、その比較結果に応じたＰＷＭ信号を生成する。当該コンパレータは、生成したＰＷＭ信号を駆動回路２２４に出力する。駆動回路２２４は、ＰＷＭ信号生成部２２３から入力されたＰＷＭ信号に基づく駆動信号を、インバータ装置２１内のスイッチング素子のゲート端子に供給する。
【００２６】
駆動制御部２２２は自立運転モードのとき、ドループ制御部２２１から供給される交流電圧指令値Ｅｓｉｎθと、出力電圧センサＶＴにより検出された電圧Ｖｏとの偏差をもとに、インバータ装置２１内のスイッチング素子のデューティ比で規定された電圧指令値Ｖ＊を生成する。駆動制御部２２２は、生成した電圧指令値Ｖ＊をＰＷＭ信号生成部２２３に出力する。ＰＷＭ信号生成部２２３のコンパレータは、電圧指令値Ｖ＊と搬送波を比較し、その比較結果に応じたＰＷＭ信号を生成する。当該コンパレータは、生成したＰＷＭ信号を駆動回路２２４に出力する。駆動回路２２４は、ＰＷＭ信号生成部２２３から入力されたＰＷＭ信号に基づく駆動信号を、インバータ装置２１内のスイッチング素子のゲート端子に供給する。自立運転モードでは、系統４により電圧が規定されないため、電力変換装置２により電圧を規定する必要がある。
【００２７】
ドループ制御部２２１の有効／無効電力算出部２２１ａは、出力電流センサＣＴ２により検出された電流Ｉｏ、出力電圧センサＶＴにより検出された電圧Ｖｏをもとに、自己の電力変換装置２の出力有効電力Ｐ、出力無効電力Ｑを算出する。出力有効電力Ｐ、出力無効電力Ｑは下記（式１）、（式２）により算出できる。
【００２８】
Ｐ＝Ｖｏ×Ｉｏ×ｃｏｓθ  ・・・（式１）
Ｑ＝Ｖｏ×Ｉｏ×ｓｉｎθ  ・・・（式２）
【００２９】
交流電圧指令値生成部２２１ｈは、有効電力Ｐ、無効電力Ｑ、ドループ制御用の基準電圧Ｅ＊、ドループ制御用の基準角周波数ω＊をもとに、交流電圧指令値Ｅｓｉｎθを生成する。Ｅは電圧、θ（＝ωｔ）は位相である。
【００３０】
図３（ａ）、（ｂ）は、ドループ制御で使用する垂下特性を示す図である。図３（ａ）は周波数ドループの垂下特性を、図３（ｂ）は電圧ドループの垂下特性をそれぞれ示す。ドループ制御では、電力変換装置２の出力電圧Ｅは下記（式３）により算出され、電力変換装置２の出力電圧Ｅの角周波数ωは下記（式４）により算出される。
【００３１】
Ｅ＝Ｅ＊−ｎＰ  ・・・（式３）
ω＝ω＊＋ｍＱ  ・・・（式４）
【００３２】
基準電圧Ｅ＊は無負荷時の出力電圧、基準角周波数ω＊は無負荷時の公称周波数である。例えば、基準電圧Ｅ＊が２００Ｖ、基準角周波数ω＊が３１４ｒａｄ／ｓ（≒周波数５０Ｈｚ）に設定される。係数ｎは電圧ドループ係数、係数ｍは周波数ドループ係数である。係数ｎ、係数ｍは電力変換装置２の出力インピーダンス、または定格出力により決定される。
【００３３】
図２に戻る。第１乗算部２２１ｂは、有効／無効電力算出部２２１ａにより算出された有効電力Ｐに電圧ドループ係数ｎを乗算し、得られた電圧値を第１減算部２２１ｃに出力する。第１減算部２２１ｃは基準電圧Ｅ＊の値から、第１乗算部２２１ｂにより算出された電圧値を減算し、得られた電圧値Ｅを交流電圧指令値生成部２２１ｈに出力する。
【００３４】
第２乗算部２２１ｄは、有効／無効電力算出部２２１ａにより算出された無効電力Ｑに周波数ドループ係数ｍを乗算し、得られた角周波数を第１加算部２２１ｅに出力する。第１加算部２２１ｅは基準角周波数ω＊に、第２乗算部２２１ｄにより算出された角周波数を加算し、得られた角周波数ωを位相決定部２２１ｇに出力する。
【００３５】
周波数／位相検出部２２１ｆは、出力電圧センサＶＴにより検出された電圧Ｖｏの周波数Ｆｐと位相θｄを検出し、検出した周波数Ｆｐと位相θｐを位相決定部２２１ｇに出力する。周波数／位相検出部２２１ｆは例えば、検出された電圧Ｖｏのゼロクロス点の位置を検出することにより、周波数と位相を検出することができる。
【００３６】
位相決定部２２１ｇは原則的に、第２乗算部２２１ｄから入力される角周波数ωに基づく位相θ（＝ωｔ）を交流電圧指令値生成部２２１ｈに出力する。例外的に、周波数／位相検出部２２１ｆから入力される周波数Ｆｐと位相θｐに基づく位相θを交流電圧指令値生成部２２１ｈに出力する。
【００３７】
図１に示したように２台の電力変換装置２が系統４に対して並列接続されている構成において、系統４が停電した場合、２台の電力変換装置２はそれぞれ独立に停電を検出するため、停電の検出タイミングがずれる場合がある。待機モードから自立運転モードが自動で起動する設定の場合、停電の検出タイミングがずれていると、自立運転モードの起動タイミングもずれる。また待機モードから自立運転モードが手動で起動する設定の場合、ユーザが２台の電力変換装置２の操作ボタンを押下するタイミングがずれると、自立運転モードの起動タイミングもずれる。
【００３８】
ドループ制御は、自己の電力変換装置２の出力有効電力Ｐ、出力無効電力Ｑをもとに、基準電圧Ｅ＊、基準角周波数ω＊に基づく基準交流電圧波形の電圧と角周波数を調整するものである。系統４の停電後にリレーＲＹが開状態に制御された状態では、自己の電力変換装置２の出力電力が検出されないため、基本的に、基準交流電圧波形がそのまま電圧指令値として使用される。
【００３９】
しかしながら、２台の電力変換装置２の自立運転モードの起動タイミングが異なる場合、２台の電力変換装置２の出力電圧間に位相差が発生する。この位相差が大きい場合、過電流が発生し、エラー停止になる。また過電流によるストレスで電子部品に不具合が発生する場合もある。
【００４０】
そこで、系統４の停電後にリレーＲＹが開状態に制御された状態（即ち、電力変換装置２と負荷３が非導通の状態）では、自己の電力変換装置２の出力端子Ｔの電圧Ｖｏの周波数Ｆｐと位相θｐをもとに、交流電圧波形の位相θを決定する。なお、自己の電力変換装置２の出力端子Ｔの電圧Ｖｏが実質的にゼロの場合は、自己の電力変換装置２が自立運転モードを最初に開始する電力変換装置２であることを意味するため、基準電圧Ｅ＊、基準角周波数ω＊に基づく基準交流電圧波形を電圧指令値として使用する。
【００４１】
自己の電力変換装置２の出力端子Ｔの電圧Ｖｏが実質的にゼロ以外の場合は、自己の電力変換装置２が自立運転モードを２番目以降に開始する電力変換装置２であることを意味するため、自己の電力変換装置２の出力端子Ｔの電圧Ｖｏの周波数Ｆｐと位相θｐをもとに、交流電圧波形の位相θを決定する。即ち、検出された電圧Ｖｏの位相θｐに同期した交流電圧波形を電圧指令値として使用する。
【００４２】
図３において、位相決定部２２１ｇは、運転モード管理部２２５から待機モードが指示されている場合、周波数／位相検出部２２１ｆから入力される周波数Ｆｐと位相θｐに基づく位相θを交流電圧指令値生成部２２１ｈに出力する。位相決定部２２１ｇは、運転モード管理部２２５から自立運転モードが指示されている場合、第２乗算部２２１ｄから入力される角周波数ωに基づく位相θを交流電圧指令値生成部２２１ｈに出力する。
【００４３】
自立運転モードが起動するタイミングで、位相決定部２２１ｇは、他の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏに基づく位相θを、自己の電力変換装置２の出力電力に基づく周波数ドループ制御に基づく位相θに対するオフセット値として引き継ぐ。周波数ドループ制御では、下記（式５）により位相θが算出される。換算係数ｋ（＝３６０°／サンプリング周波数）は、周波数を角度に換算するための係数である。θ（前回値）の初期値には、切替直前の、他の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏに基づく位相θが設定される。
【００４４】
θ（今回値）＝θ（前回値）＋ω×ｋ  ・・・（式５）
【００４５】
図４は、２台の電力変換装置２の自立運転モードの起動時における電圧波形を示す図である。１台目の電力変換装置２は、他の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏに同期することなく、当初からドループ制御で交流電圧を生成している。比較例では、２台目の電力変換装置２も、１台目の電力変換装置２と同様に、当初からドループ制御で交流電圧を生成している。比較例では、１台目の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏと同期していないため、自立運転モードを起動した際（並列運転を開始した際）、電圧位相差により過電流が発生する。
【００４６】
実施例では、２台目の電力変換装置２は、自立運転モードの開始前は、１台目の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏに位相が同期した交流電圧を生成し、自立運転モードの開始後はドループ制御で交流電圧を生成している。実施例では、並列運転開始時の位相が１台目の電力変換装置２の出力電圧Ｖｏの位相と一致するため、並列運転開始時に過電流が発生しない。
【００４７】
以上説明したように本実施の形態によれば、自立運転モードにおける並列運転開始前において、他の電力変換装置２の出力電圧の位相に、自己の電力変換装置２の出力電圧の位相を同期させることにより、他の電力変換装置２と電圧位相を同期させた状態でドループ制御を開始することができる。これにより、並列運転開始時において電圧位相差に起因する過電流が発生することがなくなり、安定して並列運転を行うことができる。
【００４８】
また第１電力変換装置２ａと第２電力変換装置２ｂ間を通信線で接続して同期信号のやりとりを行わなくても、自立運転モードにおける並列運転開始時の位相を同期させることができる。従って配線を簡素化することができる。
【００４９】
また第１電力変換装置２ａと第２電力変換装置２ｂ間を仮に通信線で接続した場合でも、第１電力変換装置２ａと第２電力変換装置２ｂ間の距離が離れている場合、通信遅延による同期ずれが発生し得る。この点、本実施の形態によれば通信遅延による誤差を考慮する必要がない。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５１】
上述の実施の形態では、２台の電力変換装置２を並列運転する場合を例に説明したが、３台以上の電力変換装置２を並列運転する場合にも、２台目以降の電力変換装置２について、上記の位相切替制御を適用することができる。
【００５２】
また電力変換システム２ｓは、系統連系モードを持たない、再生可能エネルギーをもとに発電する直流電源（太陽電池など）を備えた分散型電源システムであってもよい。この場合、本分散型電源システムの起動時は常に、上記の位相切替制御が発動する。
【００５３】
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。
【００５４】
［項目１］
並列接続されている他の電力変換装置（２ａ）とともに共通の負荷（３）に交流電力を供給する電力変換装置（２ｂ）であって、
直流電源（１ｂ）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換部（２１ｂ）と、
本電力変換装置（２ｂ）の出力電力、ドループ制御用の基準電圧、ドループ制御用の基準周波数をもとに交流電圧指令値を生成する交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）と、
前記交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）により生成された交流電圧指令値に、前記電力変換部（２１ｂ）の出力電圧が一致するように前記電力変換部（２１ｂ）を制御する制御部（２２２）と、
前記他の電力変換装置（２ａ）の出力端子（Ｔａ）と接続された本電力変換装置（２ｂ）の出力端子（Ｔｂ）の検出電圧の周波数と位相を検出する周波数／位相検出部（２２１ｆ）と、
前記交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）は、前記電力変換部（２１ｂ）から前記負荷（３）への電力供給を開始する前、前記周波数／位相検出部（２２１ｈ）により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定することを特徴とする電力変換装置（２ｂ）。
これによれば、並列運転開始時に過電流が流れることを抑制することができる。
［項目２］
前記交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）は、前記電力変換部（２１ｂ）から前記負荷（３）への電力供給を開始した後、前記電力変換部（２１ｂ）からの出力電力と前記ドループ制御用の基準周波数をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定し、
前記交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）は、前記電力変換部（２１ｂ）から前記負荷（３）への電力供給を開始する際、前記周波数／位相検出部（２１１ｆ）により検出された位相を引き継ぐことを特徴とする項目１に記載の電力変換装置（２ｂ）。
これによれば、並列運転開始時に、他の電力変換装置（２ａ）と位相が同期した交流電圧を出力することができる。
［項目３］
本電力変換装置（２ｂ）は、前記他の電力変換装置（２ａ）および前記負荷（３）とともに電力系統（４）とも接続されており、
本電力変換装置（２ｂ）は、
前記電力変換部（２１ｂ）と、前記検出電圧の検出点との間に挿入されたスイッチ（ＲＹｂ）と、
前記電力系統（４）の停電を検出すると前記スイッチ（ＲＹｂ）をターンオフし、ユーザによる自立運転モードの起動操作がなされると、又は前記停電を検出してから所定時間が経過すると前記スイッチ（ＲＹｂ）をターンオンするモード管理部（２２５）と、をさらに備え、
前記交流電圧指令値生成部（２２１ｈ）は、前記スイッチ（ＲＹｂ）がターンオンするタイミングに同期して、前記周波数／位相検出部（２２１ｆ）により検出された周波数と位相をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定する処理から、前記電力変換部（２１ｂ）からの出力電力と前記ドループ制御用の基準周波数をもとに前記交流電圧指令値の位相を決定する処理に切り替えることを特徴とする項目１または２に記載の電力変換装置（２ｂ）。
これによれば、自立運転モードにおける並列運転開始時に過電流が流れることを抑制することができる。
［項目４］
項目１から３のいずれかに記載の電力変換装置（２）が複数並列に接続されたことを特徴とする電力変換システム（２ｓ）。
これによれば、並列運転開始時に過電流が流れることを抑制されたシステムを構築することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１ａ  第１直流電源、  Ｌａ  第１インダクタ、  Ｃａ  第１コンデンサ、  ＣＴ１ａ  第１フィルタ電流センサ、  ＲＹａ  第１リレー、  ＶＴａ  第１出力電圧センサ、  １ｂ  第２直流電源、  ＣＴ１ｂ  第２フィルタ電流センサ、  ２ｓ  電力変換システム、  ２ａ  第１電力変換装置、  ＣＴ２ａ  第１出力電流センサ、  ２ｂ  第２電力変換装置、  Ｌｂ  第２インダクタ、  Ｃｂ  第２コンデンサ、  ＣＴ２ｂ  第２出力電流センサ、  ＲＹｂ  第２リレー、  ＶＴｂ  第２出力電圧センサ、  ３  負荷、  ４  系統、  ２１ａ  第１インバータ装置、  ２１ｂ  第２インバータ装置、  ２２ａ  第１制御装置、  ２２ｂ  第２制御装置、  ２２１  ドループ制御部、  ２２１ａ  有効／無効電力算出部、  ２２１ｂ  第１乗算部、  ２２１ｃ  第１減算部、  ２２１ｄ  第２乗算部、  ２２１ｅ  第１加算部、  ２２１ｆ  周波数／位相検出部、  ２２１ｇ  位相決定部、  ２２１ｈ  交流電圧指令値生成部、  ２２２  駆動制御部、  ２２３  ＰＷＭ信号生成部、  ２２４  駆動回路、  ２２５  運転モード管理部。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、複数の電力変換装置が並列接続された電力変換システムに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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