(57)【要約】【課題】負荷変動によって系統の実際の周波数が基準周波数から逸脱した時、発電機とインバータとの間で発生する横流を抑制する。【解決手段】系統連系用給電システムにおいて、インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。【選択図】図１
2012065490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、供給された燃料によって駆動するディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンによって回転し系統に三相交流電力を供給する発電機からなる発電機システムと、系統の基準周波数に基づいて設定された基準周波数指令によって一定の周波数を出力するインバータからなり三相交流電力を供給する給電システムがあって、前記発電機システムと前記給電システムが同一の系統に接続され、前記発電機システムと前記給電システムが供給する三相交流電力を消費する負荷とを具備する系統連系用給電システムにおいて、前記インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統（以下、系統）に連系可能な系統連系インバータの制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の系統連系システムの構成を示しており、図５に基づいて背景技術を説明する。
【０００３】
発電機システム２０は燃料供給装置１とディーゼルエンジン２と発電機３から構成されている。
燃料供給装置１は発電機３が出力する三相交流電力の周波数が系統４の基準周波数と一致するようにディーゼルエンジン２に供給する燃料の供給量を調整するものである。但し、基準周波数は一定とする。
ディーゼルエンジン２は燃料供給装置１から供給される燃料によって、同軸で直結されている発電機３を回転させる。
ここで、発電機３はディーゼルエンジン２によって運転され三相交流電力を系統４に供給する。
【０００４】
給電システム２１はインバータ７で構成されている。
インバータ７は図６で示すとおり周波数指令器１３とアンプ１５から構成されている。
周波数指令器１３は系統４の基準周波数と同じである一定の周波数指令Ｆｏ＿ｒを出力し、アンプ１５は周波数Ｆｏ＿ｒの三相交流電力を系統４に供給する。
【０００５】
負荷５は系統４に接続されており、発電機３とインバータ７が出力する電力を消費する。
【０００６】
以下に、系統の周波数と電力バランスについて説明する。
発電機３とインバータ７と負荷５の電力のバランスが整った時、系統４の実際の周波数は基準周波数と同一のものとなる。
【０００７】
系統４の実際の周波数が基準周波数と同一である時、発電機３とインバータ７の出力周波数は同じであり、かつ、系統４の実際の周波数と同じものとなる。その場合、発電機３とインバータ７の負荷５に対する負荷分担は１：１となる。
【０００８】
負荷５の変動によって発電機３とインバータ７と負荷５の電力がアンバランスなものとなった時、系統４の実際の周波数は基準周波数から逸脱し、発電機とインバータの出力周波数はずれることとなる。
【０００９】
この時、発電機３の出力周波数よりインバータ７の出力周波数が高い時は、インバータ７から発電機３に電力の横流が発生する。
インバータ７から発電機３への電力の横流が大きくなるとインバータ７の出力は有限であるため過負荷状態となり運転継続が困難となる。
【００１０】
また、発電機３の出力周波数よりインバータ７の出力周波数が低い時は、発電機３からインバータ７に電力の横流が発生する。横流した電力は負荷５には供給されないため燃料が無駄となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−２９９１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
負荷変動によって系統４の実際の周波数が基準周波数から逸脱した時、発電機３とインバータ７との間で発生する横流を抑制する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１によれば、ディーゼルエンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、供給された燃料によって駆動するディーゼルエンジンと、該ディーゼルエンジンによって回転し系統に三相交流電力を供給する発電機からなる発電機システムと、系統の基準周波数に基づいて設定された基準周波数指令によって一定の周波数を出力するインバータからなり三相交流電力を供給する給電システムがあって、前記発電機システムと前記給電システムが同一の系統に接続され、前記発電機システムと前記給電システムが供給する三相交流電力を消費する負荷とを具備する系統連系用給電システムにおいて、
前記インバータが出力する電流を検出する電流検出器と、前記インバータが出力する電圧を検出する電圧検出器と、前記電流検出器から検出された電流値と前記電圧検出器から検出された電圧値により有効電流を演算する有効電流演算器と、該有効電流の大きさにより前記インバータの出力周波数の垂下量を演算する垂下量演算器とを具備し、前記インバータの基準周波数指令の代わりに前記基準周波数指令と前記垂下量演算器の出力との積を前記インバータの周波数指令とすることを特徴とする系統連系用給電システム。
【発明の効果】
【００１４】
系統の実際の周波数が基準周波数から逸脱することによって起こる横流を抑制するので、インバータの出力を最大に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】請求項１の構成を示したブロック図である。
【図２】請求項１の構成を示した制御ブロック図である。
【図３】請求項１の動作を示した図である。
【図４】Ｆｒｅｆとｆｇに差が生じた時のｉｐの動作波形を示したグラフである。
【図５】背景技術の構成を示したブロック図である。
【図６】背景技術の構成を示した制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
図１に本発明の実施の形態を適用した系統連系インバータのシステムの一例を示し、図１から図４に基づいて本発明の詳細な説明をする。
【００１７】
図１の発電機システム２０については背景技術の図５と同様な役割を果たすため説明を省略する。
さらに、図２のインバータ７１内周波数指令器１３とアンプ１５１も背景技術の図６と同様な役割を果たすため説明を省略する。
【００１８】
図２において、電圧検出器６はインバータ７１が出力する各相の電圧、Ｕ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧Ｖｖ、Ｗ相電圧Ｖｗの大きさを検出し有効電流演算器１１に入力する。
【００１９】
電流検出器１０はインバータ７１が出力する各相の電流、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ、Ｗ相電流ｉｗの大きさを検出し有効電流演算器１１に入力する。
【００２０】
有効電流演算器１１は電圧検出器６から入力された各相の電圧検出値と電流検出器１０から入力された各相の電流検出値とにより、インバータ７１が出力する三相交流電流の有効分である有効電流ｉｐを算出し周波数垂下演算器１２に入力する。
垂下ゲイン１６は、周波数垂下演算器１２の垂下量ΔＤを設定する。
【００２１】
周波数垂下演算器１２は入力されたｉｐとΔＤとからＧａｉｎを乗算器１４に入力する。但し、図３に示す様にｉｐが負である時は、Ｇａｉｎは１より大きくなる。また、ｉｐが正である時は、Ｇａｉｎは１より小さくなる。
【００２２】
乗算器１４はＧａｉｎとＦｏ＿ｒを乗算し、Ｆｒｅｆとしてアンプ１５１に入力する。
アンプ１５１は周波数Ｆｒｅｆの三相交流電力を系統４に供給する。
【００２３】
ここで、有効電流演算器１１がｉｐを算出する方法について詳細な説明をする。
【００２４】
有効電流演算器１１は電圧検出器６から入力された各相の電圧検出値であるＵ相電圧Ｖｕ、Ｖ相電圧Ｖｖ、Ｗ相電圧Ｖｗから（１）式より三相−二相変換を行いＶａ、Ｖｂを求める。
同様に、電流検出器１０から入力された各相の電流検出値Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ、Ｗ相電流ｉｗから（２）式より三相−二相変換を行いｉａ、ｉｂを求める。
【数１】
2012065490.tif 000003
ＶａはＶｂより９０度位相が進んでいる電圧であり、ｉａはｉｂより９０度位相が進んでいる電流である。
インバータ７１の有効電流ｉｐは実効電圧ｖｒｍｓと有効電力Ｐｒｅから下記（３）式より求めることが出来る。
【数２】
2012065490.tif 000004
【００２５】
次に、本実施例でインバータ７１の出力周波数Ｆｒｅｆと発電機３の周波数ｆｇを一致させる方法について、図４に基づいて詳細な説明をする。
【００２６】
周波数垂下演算器１２が出力するＧａｉｎは図３に示す通りｉｐの値によって変化する。
【００２７】
図４はＦｒｅｆとｆｇが変化した時のｉｐの変化を示している。
【００２８】
Ｆｒｅｆ＜ｆｇの関係になった時、発電機３からインバータ７１へ電力の横流が発生しｉｐは負の値となる（図４の（１）の部分）。
【００２９】
ｉｐが負である時は、図３より周波数垂下演算器１２が出力するＧａｉｎは１より大きくなる。
【００３０】
Ｇａｉｎが１より大きいと系統４の基準周波数と同値であるＦｏ＿ｒよりＦｒｅｆは大きくなるためｆｇに近づき、インバータ７１は発電機３からの横流が減りｉｐは０に近づく。
【００３１】
また、Ｆｒｅｆ＞ｆｇの関係になった時、インバータ７１から発電機３へ電力の横流が発生しｉｐは正の値となる（図４の（２）の部分）。
【００３２】
ｉｐが正である時は、周波数垂下演算器１２が出力するＧａｉｎは１より小さくなる。
【００３３】
Ｇａｉｎが１より小さいと系統４の基準周波数と同値であるＦｏ＿ｒよりＦｒｅｆは小さくなるためｆｇに近づき、発電機３はインバータ７１からの横流が減りｉｐは０に近づく。
【００３４】
これらの一連の動作をＦｒｅｆ＝ｆｇとなるまで繰り返すことによって、電力の横流を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の系統連系インバータの制御方法を用いることによって、電力の横流を抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１：燃料供給装置
２：ディーゼルエンジン
３：発電機
４：系統
５：負荷
６：電圧検出器
７：インバータ
７１：インバータ
１０：電流検出器
１１：有効電流演算器
１２：周波数垂下演算器
１３：周波数指令器
１４：乗算器
１５：アンプ
１５１：アンプ
１６：垂下ゲイン
２０：発電機システム
２１：給電システム
【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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