(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３台以上の複数台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際に、
前記電圧型インバータが、それぞれ、インバータの出力電圧が電圧指令値になるようにインバータを制御する出力を発生する電圧調節器を備え、それぞれの電圧型インバータ自身の出力電流と、この電圧型インバータとは異なると共に互いに重複しないいずれか他の１台の電圧型インバータの出力電流との偏差を求め、この出力電流の偏差を零にする調節演算を行い、その演算出力によりそれぞれの電圧型インバータの前記電圧調節器の出力を補正することを特徴とする電圧型インバータの並列運転制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電圧型インバータの並列運転御方法において、
前記それぞれの電圧型インバータのうち、いずれか１台の電圧型インバータが解列したときには、この解列した電圧型インバータから入力される前記出力電流の偏差を零にする調節演算を中止することを特徴とする電圧型インバータの並列運転制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電圧型インバータの並列運転御方法において、
前記それぞれの電圧形インバータのうち、少なくともいずれか１台の電圧型インバータが解列したときには、前記出力電流の偏差を零にする調節演算を残りの電圧型インバータそれぞれにより行わせることを特徴とする電圧型インバータの並列運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、３台以上の複数台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際の電圧型インバータの並列運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、高信頼性を有する電源システムとして、４台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際の従来例を示す回路構成図である。
【０００３】
図５において、１は負荷、２は負荷１の電流を検出するＣＴ、１１，２１，３１，４１それぞれは半導体電力変換素子などから構成されるインバータ主回路、１２，２２，３２，４２それぞれは連系運転用のＡＣリアクトル、１３，２３，３３，４３それぞれは回路遮断器１４，２４，３４，４４それぞれはインバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれからの出力電流を検出するＣＴ、１５，２５，３５，４５それぞれはインバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの出力電圧が所望の値になるように前記半導体電力変換素子それぞれをオン，オフ制御する制御装置である。
【０００４】
すなわち図５において、参照符号１１〜１５，２１〜２５，３１〜３５，４１〜４５それぞれは個別に電圧型インバータを形成しており、以下の説明において、負荷１に印加される電圧および周波数はほぼ一定値とし、インバータ主回路１１，２１，３１，４１はその変換出力容量は互いにほぼ等しい値とする。
【０００５】
図６は、内部回路構成が同一である制御装置１５，２５，３５，４５のうち、制御装置２５の詳細回路構成図である。
【０００６】
図６においては、図５に示したそれぞれの電圧型インバータには共通の電圧指令値Ｖ* が与えられ、この電圧指令値Ｖ* にインバータ主回路２１の出力電圧がなるように調節演算をする電圧調節器２５ａと、この電圧調節器２５ａの出力と後述の電流補正値とを加算する加算演算器２５ｂと、この加算演算器２５ｂの出力値に基づくパルス幅変調（ＰＷＭ）演算を行い、この演算結果によりインバータ主回路２１を構成するそれぞれの半導体電力変換素子をオン，オフさせるパルス指令を生成するＰＷＭ回路２５ｃと、ＣＴ２の検出値を１／ｎ（図５の構成ではｎ＝４）にする係数演算器２５ｄと、係数演算器２５ｄの出力値とＣＴ２４の検出値との偏差を求める減算演算器２５ｅと、この偏差を、例えば、比例−積分（ＰＩ）演算するＰＩ演算器２５ｆとにより構成され、このＰＩ演算器２５ｆの演算値を上述の電流補正値としている。
【０００７】
すなわち図５，図６において、ＡＣリアクトル１２，２２，３２，４２それぞれはインバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの定格変換出力容量に対して、一般的に、数％の容量に設定されるために、インバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間の僅かな出力電圧差により、インバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間に横流が流れようとするのを、係数演算器２５ｄと減算演算器２５ｅとＰＩ演算器２５ｆと加算演算器２５ｂとで抑制している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の電圧型インバータそれぞれのうち、いずれか１台に何らかの不具合が発生した時に、この電圧型インバータを解列させるために所属する回路遮断器（参照符号１３，２３，３３，４３のいずれか）を開路させたときに、負荷１が軽負荷状態では残りの健全な電圧型インバータにより並列運転を継続し、前記負荷１に電力を供給し続けることが望まれる。
【０００９】
しかしながら、図５，図６に示した従来の回路構成では、上述の不具合が発生すると、制御装置２５を構成する係数演算器２５ｄにおけるｎの値を、並列運転する電圧型インバータの台数に応じて変更する必要があり、この変更は制御装置１５，２５，３５，４５それぞれに対して同時に行う必要があり、係数演算器２５ｄなどの回路構成を複雑にするという難点があった。
【００１０】
この発明の目的は、上記問題点を解決し回路構成が簡単な電圧型インバータの並列運転制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、３台以上の複数台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際に、
前記電圧型インバータが、それぞれ、インバータの出力電圧が電圧指令値になるようにインバータを制御する出力を発生する電圧調節器を備え、それぞれの電圧型インバータ自身の出力電流と、この電圧型インバータとは異なると共に互いに重複しないいずれか他の１台の電圧型インバータの出力電流との偏差を求め、この出力電流の偏差を零にする調節演算を行い、その演算出力によりそれぞれの電圧型インバータの前記電圧調節器の出力を補正することを特徴とする。
【００１２】
また第２の発明は、前記第１の発明の電圧型インバータの並列運転制御方法において、  前記それぞれの電圧型インバータのうち、いずれか１台の電圧型インバータが解列したときには、この解列した電圧型インバータから入力される前記出力電流の検出値に基づく前記出力電流の偏差を零にする調節演算を中止することを特徴とする。
【００１３】
さらに第３の発明は、前記第１の発明の電圧型インバータの並列運転制御方法において、
前記それぞれの電圧形インバータのうち、少なくともいずれか１台の電圧型インバータが解列したときには、前記出力電流の偏差を零にする調節演算を残りの電圧型インバータそれぞれにより行わせることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、何らかの不具合により並列運転している複数台の電圧型インバータのうちの１台が解列した時にも、前述の制御装置の回路構成を変えることなく並列運転する電圧型インバータの台数を変更して、軽負荷状態の負荷に電力を供給し続けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施例として、４台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際の回路構成図であり、図５に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１６】
すなわち、図１に示した回路構成が図５に示した回路構成と異なる点はＣＴ２が省略され、さらに、制御装置１５，２５，３５，４５それぞれに代えて制御装置１６，２６，３６，４６それぞれを備えていることである。
【００１７】
図２は、図１に示した制御装置１６，２６，３６，４６のうち、制御装置２６の詳細回路構成図であり、図６に示した従来の制御装置２５と同一機能を有するものには同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１８】
すなわち図２に示した回路構成では電圧調節器２５ａ，加算演算器２５ｂ，ＰＷＭ回路２５ｃ，減算演算器２５ｅ，ＰＩ演算器２５ｆの他に、先述の回路遮断器１３の動作に連動するスイッチ１３ａを備えている。
【００１９】
以下に、図１，図２に示した回路構成による動作を説明する。
【００２０】
すなわち図２に示した回路構成から明らかなように、それぞれの電圧型インバータが健全なときには、制御装置２６ではＣＴ１４のインバータ１１の出力電流検出値とＣＴ２４のインバータ２１の出力電流検出値との偏差、すなわち出力電流の偏差を減算演算器２５ｅで求め、ＰＩ演算器器２５ｆにより、この出力電流の偏差を例えば、比例−積分演算して出力電流の偏差を零にする調節演算を行い、その演算出力を閉路しているスイッチ１３ａを介して、加算演算器２５ｂへ入力している。
【００２１】
同様に、制御装置３６ではＣＴ２４のインバータ２１の出力電流検出値とＣＴ３４のインバータ３１の出力電流検出値との偏差を零にする調節演算を行い、制御装置４６ではＣＴ３４のインバータ３１の出力電流検出値とＣＴ４４のインバータ４１の出力電流検出値との偏差を零にする調節演算を行い、制御装置１６ではＣＴ４４のインバータ４１の出力電流検出値とＣＴ１４のインバータ１１の出力電流検出値との偏差を零にする調節演算を行っている。すなわち、全体として循環した閉ループを形成することにより、インバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間の僅かな出力電圧差に基づきインバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間に横流が流れようとするのを抑制することができる。
【００２２】
ここで、図１，図２に示した回路構成における前記閉ループを時計回りとすると、反時計回りの閉ループを構成しても良く、また、重複しない形で順不同の閉ループでもよい。
【００２３】
次に、例えば、参照符号１１〜１４，１６からなる電圧型インバータに何らかの不具合が発生した時に、この電圧型インバータを解列させるためにこれに所属する回路遮断器１３を開路させる。
【００２４】
このとき、負荷１が軽負荷状態では残りの健全な電圧型インバータにより並列運転を継続し、前記負荷１に電力を供給し続けるが、図２に示した制御装置２６におけるスイッチ１３ａが開路するので、参照符号２１〜２４，２６からなる電圧型インバータは、インバータ主回路２１の出力電圧が前述の電圧指令値Ｖ* になるように電圧の調節演算をし、また、参照符号３１〜３４，３６からなる電圧型インバータと参照符号４１〜４４，４６からなる電圧型インバータとは制御装置３６，４６によりそれぞれの前記検出値、すなわち出力電流の偏差を零にする調節演算を行うことにより、インバータ主回路２１，３１，４１それぞれの間の僅かな出力電圧差に基づきインバータ主回路２１，３１，４１それぞれの間に横流が流れようとするのを抑制することができる。
【００２５】
図３は、この発明の第２の実施例として、４台の電圧型インバータを並列運転しつつ負荷に電力を供給する際の回路構成図であり、図１に示した実施例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２６】
すなわち、図３に示した回路構成が図１に示した回路構成と異なる点は、回路遮断器１３，２３，３３，４３それぞれの動作と連動する切替スイッチ１８，２８，３８，４８それぞれが追加され、さらに、制御装置１６，２６，３６，４６それぞれに代えて制御装置１７，２７，３７，４７それぞれを備えていることである。
【００２７】
図４は、図３に示した制御装置１７，２７，３７，４７のうち、制御装置２７の詳細回路構成図であり、図２に示した制御装置２６と同一機能を有するものには同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００２８】
すなわち図４に示した回路構成では電圧調節器２５ａ，加算演算器２５ｂ，ＰＷＭ回路２５ｃ，減算演算器２５ｅ，ＰＩ演算器２５ｆを備えている。
【００２９】
以下に、図３，図４に示した回路構成による動作を説明する。
【００３０】
すなわち図３，４に示した回路構成から明らかなように、それぞれの電圧型インバータが健全なときには、切替スイッチ１８，２８，３８，４８それぞれのメーク接点側が閉路状態にあり、従って、制御装置２７ではＣＴ１４のインバータ主回路１１の出力電流検出値とＣＴ２４のインバータ主回路２１の出力電流検出値との偏差を減算演算器２５ｅで求め、ＰＩ演算器２５ｆによりこの偏差の例えば、比例−積分演算値を閉路しているスイッチ１３ａを介して、加算演算器２５ｂへ入力している。
【００３１】
同様に、制御装置３７ではＣＴ２４の検出値とＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行い、制御装置４７ではＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値とＣＴ４４のインバータ主回路４１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行い、制御装置１７ではＣＴ４４のインバータ主回路４１の出力電流検出値とＣＴ１４のインバータ主回路１１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行っている。すなわち、全体として循環した閉ループを形成することにより、インバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間の僅かな出力電圧差に基づきインバータ主回路１１，２１，３１，４１それぞれの間に横流が流れようとするのを抑制することができる。
【００３２】
ここで、図３，図４に示した回路構成における前記閉ループを時計回りとすると、反時計回りの閉ループを構成しても良く、また、重複しない形で順不同の閉ループでもよい。
【００３３】
次に、例えば、参照符号１１〜１４，１７からなる電圧型インバータに何らかの不具合が発生した時には、この電圧型インバータを解列させるためにこれに所属する回路遮断器１３を開路させると同時に、切替スイッチ１８のみがブレーク側接点に閉路する。
【００３４】
このとき、負荷１が軽負荷状態では残りの健全な電圧型インバータにより並列運転を継続し、前記負荷１に電力を供給し続けるが、制御装置２７ではＣＴ４４のインバータ主回路４１の出力電流検出値とＣＴ２４のインバータ主回路２１の出力電流検出値との偏差を減算演算器２５ｅで求め、ＰＩ演算器２５ｆによりこの偏差の例えば、比例−積分演算値を加算演算器２５ｂへ入力している。
【００３５】
同様に、制御装置３７ではＣＴ２４のインバータ主回路２１の出力電流検出値とＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行い、制御装置４７ではＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値とＣＴ４４のインバータ主回路４１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行っている。すなわち、全体として循環した閉ループを形成することにより、インバータ主回路２１，３１，４１それぞれの間の僅かな出力電圧差に基づきインバータ主回路２１，３１，４１それぞれの間に横流が流れようとするのを抑制することができる。
【００３６】
さらに、例えば、参照符号１１〜１４，１７からなる電圧型インバータと参照符号４１〜４４，４７からなる電圧型インバータとに何らかの不具合が発生した時には、これらの電圧型インバータを解列させるために当該する回路遮断器１３，回路遮断器４３を開路させると同時に、切替スイッチ１８，切替スイッチ４８とをブレーク側接点に閉路する。
【００３７】
このとき、負荷１が軽負荷状態では残りの健全な電圧型インバータにより並列運転を継続し、前記負荷１に電力を供給し続けるが、制御装置２７ではＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値とＣＴ２４のインバータ主回路２１の出力電流検出値との偏差を減算演算器２５ｅで求め、ＰＩ演算器２５ｆによりこの偏差の例えば、比例−積分演算値を加算演算器２５ｂへ入力している。
【００３８】
同様に、制御装置３７ではＣＴ２４のインバータ主回路２１の出力電流検出値とＣＴ３４のインバータ主回路３１の出力電流検出値との偏差の調節演算を行っている。すなわち、全体として循環した閉ループを形成することにより、インバータ主回路２１，３１それぞれの間の僅かな出力電圧差に基づきインバータ主回路２１，３１それぞれの間に横流が流れようとするのを抑制することができる。
【００３９】
【発明の効果】
この発明の第１の実施例回路によれば、何らかの不具合により並列運転している複数台の電圧型インバータのうちの１台が解列した時にも、簡単な回路構成のそれぞれの制御装置により、並列運転する電圧型インバータの台数を変更して、軽負荷状態の負荷に給電し続けることができる。
【００４０】
また、この発明の第２の実施例回路によれば、何らかの不具合により並列運転している複数台の電圧型インバータのうちの少なくとも１台が解列した時にも、簡単な回路構成のそれぞれの制御装置により、並列運転する電圧型インバータの台数を変更して、軽負荷状態の負荷に給電し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１の実施例を示す回路構成図
【図２】  図１の部分詳細回路構成図
【図３】  この発明の第２の実施例を示す回路構成図
【図４】  図３の部分詳細回路構成図
【図５】  従来例を示す回路構成図
【図６】  図５の部分詳細回路構成図
【符号の説明】
１─負荷、２─ＣＴ、１１，２１，３１，４１─インバータ主回路、１２，２２，３２，４２─ＡＣリアクトル、１３，２３，３３，４３─回路遮断器、１４，２４，３４，４４─ＣＴ、１５〜１７，２５〜２７，３５〜３７，４５〜４７─制御装置、１８，２８，３８，４８─切替スイッチ、１３ｃ─スイッチ、２５ａ─電圧調節器、２５ｂ─加算演算器、２５ｃ─ＰＷＭ回路、２５ｄ─係数演算器、２５ｅ─減算演算器、２５ｆ─ＰＩ演算器。
【図１】
0004483102.tif 000002
【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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