(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第１の直流電圧制御部が前記直流系統の直流電圧を制御しない期間において、前記交流系統から受電する有効電力及び無効電力の制御を実施するように構成された交流系統潮流制御部を含み、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第１の直流電圧制御部からの指令と前記第１の共振抑制制御部からの指令とを演算する第１の演算部と、
前記第１の演算部の出力と、前記交流系統潮流制御部からの指令とを選択する第１のセレクト部とを備える、受配電システム。
【請求項２】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第２の直流電圧制御部が前記直流系統の直流電圧を制御しない期間において、前記創蓄電源の出力電力または出力電流を制御するように構成された創蓄電源制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第２の直流電圧制御部からの指令と前記第２の共振抑制制御部からの指令とを演算する第２の演算部と、
前記第２の演算部の出力と、前記創蓄電源制御部からの指令とを選択する第２のセレクト部とを備える、受配電システム。
【請求項３】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記受配電システムは、２個以上の前記ＤＣ／ＤＣコンバータを備え、
前記２個以上のＤＣ／ＤＣコンバータは、接続される創蓄電源の種類に応じて、複数のグループに分類され、
異なるグループの前記第２の直流電圧制御部および前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制する、受配電システム。
【請求項４】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記第１の直流電圧制御部は、前記直流系統の電圧検出値を受けて、第１のドループ特性に従って、第１の直流電流指令を出力し、
前記第１のドループ特性は、前記直流系統の電圧検出値が増加するに従って、前記第１の直流電流指令が減少する特性であり、
前記第２の直流電圧制御部は、前記直流系統の電圧検出値を受けて、第２のドループ特性に従って、第２の直流電流指令を出力し、
前記第２のドループ特性は、前記直流系統の電圧検出値が増加するに従って、前記第２の直流電流指令が減少する特性である、受配電システム。
【請求項５】
前記直流系統の電圧検出値が、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの下側直流電圧指令以上、かつ前記ＤＣ／ＤＣコンバータの上側直流電圧指令以下のときに、前記第１の直流電圧制御部が、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記直流系統の電圧検出値が、前記下側直流電圧指令よりも小さい、または前記上側直流電圧指令よりも大きいときに、前記第２の直流電圧制御部が、前記直流系統の直流電圧を制御する、請求項４記載の受配電システム。
【請求項６】
前記直流系統の電圧検出値が、前記下側直流電圧指令以上、かつ前記上側直流電圧指令以下のときに、前記第１の共振抑制制御部が、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記直流系統の電圧検出値が、前記下側直流電圧指令よりも小さい、または前記上側直流電圧指令よりも大きいときに、前記第２の共振抑制制御部が、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制する、請求項５記載の受配電システム。
【請求項７】
前記直流系統の電圧検出値が、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの下側直流電圧指令以上、かつ前記ＡＣ／ＤＣコンバータの上側直流電圧指令以下の範囲であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの直流電圧指令を中心とした一定の範囲を除く領域に属するときに、前記第２の直流電圧制御部が、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記直流系統の電圧検出値が、前記下側直流電圧指令よりも小さい、または前記上側直流電圧指令よりも大きいときに、前記第１の直流電圧制御部が、前記直流系統の直流電圧を制御する、請求項４記載の受配電システム。
【請求項８】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第１の直流電圧制御部が前記直流系統の直流電圧を制御せず、前記第２の直流電圧制御部が前記直流電圧の電圧制御を制御する期間において、前記交流系統の電圧および電流を測定するセンサからの電圧情報および電流情報に基づいて、前記交流系統から受電する有効電力及び無効電力の制御を実施するように構成された交流系統潮流制御部を含む、受配電システム。
【請求項９】
少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムであって、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータは、
交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、
前記直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備え、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含み、
前記第１の直流電圧制御部と、前記第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧を制御し、
前記ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第１の共振抑制制御部を含み、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記直流系統の直流電圧の振動を抑制するように構成された第２の共振抑制制御部を含み、
前記第１の共振抑制制御部と、前記第２の共振抑制制御部は、互いに異なる期間において、前記直流系統の直流電圧の振動を抑制し、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、
前記第２の直流電圧制御部が前記直流系統の直流電圧を制御せず、前記第１の直流電圧制御部が前記直流電圧の電圧制御を制御する期間において、前記創蓄電源の状態、電圧および電流を測定するセンサからの状態情報、電圧情報および電流情報に基づいて、前記創蓄電源の出力電力または出力電流を制御するように構成された創蓄電源制御部を含む、受配電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受配電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、停電時のＢＣＰ（Business  Continuity  Planning）に対応するために、蓄電池設備および再生可能エネルギーの需要が増加している。太陽光発電および蓄電池の活用のために用いられる受配電システムとして、例えば、直流電力を給配電する直流受配電システムが知られている。直流給配電システムは、直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換する必要がないため、電力変換回数が少なく、経済性を向上できる。【０００３】
一般に、直流配電系統は、交流系統、または蓄電池または太陽電池などの創蓄電源から受電した電力を用いて形成される。そのため、直流配電系統を形成する受配電システムは、複数の電力変換器を含む。受配電システム内に含まれる複数の電力変換器の各々が、直接、直流配電系統の電圧を一定値に制御しようとすると、複数の電力変換器の間で制御のミスマッチングが発生する。これによって、直流配電系統の電圧の振動または複数の電力変換器間における横流等の問題が発生する。その結果、電力損失が増大するとともに、直流配電系統と接続される機器へ悪影響を与えることがある。【０００４】
このような問題に対して、特許文献１では、それぞれの電力変換器に異なる電圧指令を与え、かつそれぞれの電力変換器が電圧制御を実施する区間を分けることによって、制御干渉および制御のミスマッチングを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０４６５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の受配電システムは、電力変換器の数だけ直流電圧指令を割り振る必要がある。そのため、直流配電系統の電圧の変動量がある一定値となるように制御する場合に、各電力変換器に割り振られる電圧指令の差が小さくなる。その結果、少しの電圧変動に対してそれぞれの電力変換器が過敏に反応して、電圧を制御しようとする。これによって、複数の電力変換器間において制御干渉が発生し、電圧振動等を招くことがある。【０００７】
１台の電力変換器によって担保できないような容量の負荷が接続された場合において、１台の電力変換器によって電力を十分に供給できないため、電圧の変動を抑制できない。そのため、複数の電力変換器が動作することによって、制御干渉が発生することが懸念される。そのような懸念に対して、直流配電系統に接続されるコンデンサを増設する、または電力変換器を大容量化することによって、電圧変動を抑制して制御干渉を防止する対策が考えられる。しかしながら、このような対策では、コストが増加するという問題がある。【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、負荷への電力を直流系統を介して安定して供給することができる複数台の電力変換器を備える受配電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、少なくとも１つのＡＣ／ＤＣコンバータおよび少なくとも１つのＤＣ／ＤＣコンバータを備える受配電システムである。ＡＣ／ＤＣコンバータは、交流系統および直流系統に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部は、直流系統の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流系統および創蓄電源に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部と、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部は、直流系統の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部を含む。第１の直流電圧制御部と、第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、直流系統の直流電圧を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の直流電圧制御部と、第２の直流電圧制御部とは、互いに異なる期間において、直流系統の直流電圧を制御するので、負荷への電力を直流系統を介して安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る受配電システムの構成図である。
【図２】実施の形態１における共振抑制制御部２２１ａおよび３２１ａの制御ブロックの一例を示す図である。
【図３】実施の形態１の振動判定部２２２ａ，３２２ａにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る受配電システムの構成図である。
【図５】実施の形態３に係る受配電システムの構成図である。
【図６】実施の形態３における直流電圧制御部２２３ｂにおける入出力特性を表わす図である。
【図７】実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの直流電圧制御部３２３ｂにおける入出力特性を表わす図である。
【図８】実施の形態３におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの共振抑制制御部２２１ｂの制御ブロックを表わす図である。
【図９】実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの共振抑制制御部３２１ｂの制御ブロックを表わす図である。
【図１０】実施の形態３における振動判定部２２２ｂ，３２２ｂにおける処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１１】実施の形態４における受配電システムの構成図である。
【図１２】実施の形態４におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの直流電圧制御部２２３ｃの制御特性を表わす図である。
【図１３】実施の形態４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御部３２３ｃの制御特性を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る受配電システムの構成図である。
【００１３】
受配電システムは、交流系統１１または複数の創蓄電源４１から受電した電力を、複数の負荷５１に供給する。創蓄電源４１は、たとえば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池（以降ではＬｉＢと賞する）等のような定置型電池、内蔵されている電池からの充放電が許容されているＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ（以降ではＥＶと称する）の電源装置、燃料電池、および太陽電池のうちのいずれかである。
【００１４】
受配電システムは、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａと、複数個のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａとを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａをそれぞれ電力変換器と称する場合がある。
【００１５】
直流系統６１の直流電圧は、受配電システムによって制御される。直流系統６１は、オフィスビルまたは工場などの建屋内、または建屋付近に設置される複数の負荷５１へ直流電力を供給する。
【００１６】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａは、交流系統１１と直流系統６１との間で双方向に電力を融通する電力変換器である。ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａ内における絶縁の有無については問わないが、本実施の形態では非絶縁形であるとして説明する。一般には、交流系統１１の基準電位と直流系統６１の基準電位とが異なるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの内部または外部のいずれかにトランスが設置される。よって、図１には記載していないが、交流系統１１とＡＣ／ＤＣコンバータ２ａとの間に、絶縁トランスが配置されるものとしてもよい。交流系統１１が、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａを含むものとしてもよい。
【００１７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａは、創蓄電源４１と直流系統６１との間において双方向に電力を融通する電力変換器である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａ内における絶縁の有無については問わないが、本実施の形態では絶縁形であるとして説明する。これは、創蓄電源４１がＥＶの電源装置の場合に、安全面より直流系統６１と創蓄電源４１とを絶縁することが好ましいためである。
【００１８】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａは、センサ部２３Ａと、センサ部２３Ｂと、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部２２ａとを備える。
【００１９】
センサ部２３Ａは、交流系統１１の電圧および電流を測定して、電圧情報および電流情報を出力する。センサ部２３Ｂは、直流系統６１の電圧および電流を測定して、電圧情報および電流情報を出力する。センサ部２３Ｂが検出した直流電圧をＶｄｃ＿ｄｅｔとする。
【００２０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１は、交流系統１１から受電した交流電力を直流電力に変換する。
【００２１】
ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部２２ａは、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１の動作を制御する。ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部２２ａは、交流系統潮流制御部２２４と、直流電圧制御部２２３ａと、共振抑制制御部２２１ａと、振動判定部２２２ａと、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５と、演算部２２７と、セレクト部２２６とを備える。
【００２２】
交流系統潮流制御部２２４は、センサ部２３Ａから取得した電圧情報および電流情報と、外部の制御装置から取得した指令とに基づいて、交流系統１１からの潮流電力を制御するための潮流電流指令Ｔｉｄ＿ｒｅｆ１を出力する。外部の制御装置は、エネルギー管理システム（ＥＭＳ）、ＥＶの電源装置の機器の状態を操作するためのサーバ、利用者の操作入力を伝送するインタフェースなどを含む。外部の制御装置は、受配電システム内の電力変換器２ａ，３ａ、負荷５１、および創蓄電源４１等の状態を監視しながら、電力指令および動作指令を出力する。
【００２３】
直流電圧制御部２２３ａは、外部の制御装置からの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１と、センサ部２３Ｂから取得した電圧情報および電流情報とに基づいて、直流系統６１の直流電圧を制御するために必要な直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力する。
【００２４】
共振抑制制御部２２１ａは、センサ部２３Ｂから取得した電圧情報および電流情報を用いて、直流系統６１の直流電圧の振動成分を抽出し、抽出した振動成分を打ち消すような振動抑制電流指令Ｏｃｃ＿ｒｅｆ１を出力する。
【００２５】
振動判定部２２２ａは、センサ部２３Ｂから取得した電圧情報および電流情報に基づいて、共振抑制制御部２２１ａのパラメータを調整する。
【００２６】
演算部２２７は、直流電圧制御部２２３ａからの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１と、共振抑制制御部２２１ａからの振動抑制電流指令Ｏｃｃ＿ｒｅｆ１とを演算して、演算結果である合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ１を出力する。この演算には、たとえば、加算または減算が含まれる。
【００２７】
セレクト部２２６は、外部の制御装置または受配電システムの内部の制御装置によって決定されるモード指令Ｍ１に従って、交流系統潮流制御部２２４から出力される潮流電流指令Ｔｉｄ＿ｒｅｆ１、および演算部２２７から出力される合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ１のうちのいずれか１つを選択して、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５に出力する。
【００２８】
ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５は、セレクト部２２６から送られる電流指令に従って、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１の動作指令を決定する。
【００２９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａは、センサ部３３Ａと、センサ部３３Ｂと、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２ａとを備える。
【００３０】
センサ部３３Ａは、創蓄電源４１の状態、電圧および電流を測定して、状態情報、電圧情報および電流情報を出力する。創蓄電源４１が蓄電池およびＥＶの電源装置の場合には、状態情報は、ＳｏＣ（State  of  Charge）および温度を含む。創蓄電源４１が太陽電池の場合には、状態情報は、太陽電池セルの温度、および太陽電池セルに照射される日照の強さを含む。センサ部３３Ｂは、直流系統６１の電圧および電流を測定して、電圧情報および電流情報を出力する。センサ部３３Ｂが検出した直流電圧をＶｄｃ＿ｄｅｔとする。
【００３１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１は、創蓄電源４１から受電した直流電力を直流系統６１へ出力するのに適した直流電力に変換する。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１の動作を制御する。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２ａは、創蓄電源制御部３２４と、直流電圧制御部３２３ａと、共振抑制制御部３２１ａと、振動判定部３２２ａと、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５と、演算部３２７と、セレクト部３２６とを備える。
【００３４】
創蓄電源制御部３２４は、センサ部３３Ａから取得した創蓄電源４１の状態情報と外部の制御装置から取得した指令とに基づいて、創蓄電源４１からの出力電力または出力電流を制御するための創蓄電流指令Ｃｈａ＿ｒｅｆ２を出力する。
【００３５】
直流電圧制御部３２３ａは、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２と、センサ部３３Ｂから取得した電圧情報および電流情報とに基づいて、直流系統６１の直流電圧を制御するために必要な直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力する。
【００３６】
共振抑制制御部３２１ａは、センサ部３３Ｂから取得した電圧情報および電流情報に基づいて、直流系統６１の直流電圧の振動成分を抽出し、抽出した振動成分を打ち消すような振動抑制電流指令Ｏｃｃ＿ｒｅｆ２を出力する。
【００３７】
振動判定部３２２ａは、センサ部３３Ｂから取得した電圧情報および電流情報に基づいて、共振抑制制御部３２１ａのパラメータを調整する。
【００３８】
演算部３２７は、直流電圧制御部３２３ａからの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２と、共振抑制制御部３２１ａからの振動抑制電流指令Ｏｃｃ＿ｒｅｆ２とを演算して、演算結果である合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ２を出力する。演算には、たとえば、加算または減算が含まれる。
【００３９】
セレクト部３２６は、外部の制御装置または受配電システムの内部の制御装置によって決定されるモード指令Ｍ２に従って、創蓄電源制御部３２４から出力される創蓄電流指令Ｃｈａ＿ｒｅｆ２、および演算部３２７から出力される合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ２のうちのいずれか１つを選択して、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５に出力する。
【００４０】
ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５は、セレクト部３２６から送られる電流指令に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１の動作指令を決定する。
【００４１】
センサ部２３Ａ、２３Ｂ、３３Ａ、３３Ｂは、設置箇所における電圧と電流を検出するセンサを有し、検出した電圧を表わす電圧情報と、検出した電流を表わす電流情報とを各電力変換器のインタフェース仕様に沿った適切な信号に変換して出力する。
【００４２】
（電力変換器の動作）
次に、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの動作について説明する。
【００４３】
受配電システムにおいて負荷５１へ安定した電力を供給するためには、直流系統６１の直流電圧が予め規定した一定値に安定するように制御する必要がある。そのため、受配電システムでは、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの直流電圧制御部２２３ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの直流電圧制御部３２３ａが、直流系統６１の電圧を監視しながら、それぞれの出力電流を調整することによって、直流系統６１の直流電圧を制御する。しかしながら、複数台の電力変換器の各々が直接、直流系統６１の電圧を一定値に制御しようとすると、複数の電力変換器間の制御のミスマッチングによって、直流系統６１の電圧が発散する、または振動するという問題、あるいは、複数の電力変換器間において横流が発生するという問題が発生する。これによって、直流系統６１に接続される他の機器へ悪影響を与えることが懸念される。
【００４４】
例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが、直流系統６１の電圧を制御しようとした場合、それぞれが、直流系統６１の電圧と直流電圧指令との電圧差を検出し、電圧差に対応した電流を出力しようとする。しかしながら、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａでは、電流の立ち上がり速度に差異があるため、その速度の差異によって、直流系統６１の電圧にオーバーシュートが発生し、電圧差が過渡的に残る。このような動作が繰り返し発生すると、直流系統６１の電圧が振動することがある。ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの間における制御特性の差異によっては、電圧振動が次第に減衰する場合もあるが、電圧振動が長い期間残存する場合もある。このような場合には、他の機器への影響が懸念される。そこで、本実施の形態においては、モード指令Ｍ１、Ｍ２とセレクト部２２６，３２６の動作とによって、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよび複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのどちらかが直流電圧を制御することによって、制御のミスマッチングを回避する。
【００４５】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの入力部は、インダクタおよび平滑コンデンサによって構成されるフィルタ回路を含む。フィルタ回路によって、各電力変換器のスイッチング動作等により発生する電圧および電流のリプル成分が平滑化される。しかしながら、同一の配電線に接続される平滑コンデンサおよびインダクタ間において共振回路が形成される場合がある。共振回路の共振周波数が電力変換器の制御応答と一致するか、または近い場合、共振回路の端子電圧すなわち平滑コンデンサにおける両端電圧が振動する可能性がある。その他にも、負荷５１の動作が急変し、直流系統６１に流れる電流が変動した場合にも平滑コンデンサの電圧振動が過渡的に発生する場合がある。平滑コンデンサの両端電圧の振動が極端に大きい場合には、平滑コンデンサ自身、または平滑コンデンサに接続される電力変換器または負荷５１が過電圧により破損する可能性がある。また、共振により発生する電流によって損失が増加することによってコンデンサの寿命が減少する場合もある。
【００４６】
そのため、本実施の形態では、ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部２２ａは、直流電圧制御部２２３ａと共振抑制制御部２２１ａとを含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部３２ａは、直流電圧制御部３２３ａと共振抑制制御部３２１ａとを含む。これらの制御部の動作により、直流系統６１の電圧の安定化を図ることが可能である。
【００４７】
しかしながら、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａとＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのように異なった制御特性を持つ複数台の電力変換器が同じ直流系統６１に接続される場合に、特に、共振抑制制御部２２１ａと共振抑制制御部３２１ａとにおける制御特性のマッチングがとれない場合がある。そのような場合には、共振抑制制御部２２１ａの動作と共振抑制制御部３２１ａの動作とが干渉し、直流系統６１における電圧振動が拡大する場合がある。例えば、複数の異なる特性を持つ電力変換器が同一の配電線の電圧振動を検出した場合に、それぞれの電力変換器が電圧の振動成分を抽出し、それを打ち消す電流を出力しようとする。しかしながら、電力変換器の出力特性によって、複数の電力変換器の間で実際に出力される電流の位相または振幅にズレが発生する。各電力変換器からの出力電流の位相または振幅の差異によって、別の周波数の電圧振動が更に発生する。このような現象が繰り返し発生することによって電圧振動が拡大して制御が不安定化する懸念がある。また、複数の電力変換器の各々が、電圧振動を打ち消す電流を出力した場合に、直流系統６１に流れる電流が過大になって、逆に電圧振動を増加させる懸念がある。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、直流電圧制御と共振抑制制御とを実施する電力変換器が複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａおよび複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのうちのどちらか一方のみとなるように、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａにおけるモード指令Ｍ１と、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａにおけるモード指令Ｍ２とが設定される。
【００４９】
実施の形態１においては、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの並列動作による複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの間の制御特性のマッチングは、ゲインの調整などにより実施することができる。同様に、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの並列動作による複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの間の制御特性のマッチングは、ゲインの調整などにより実施することができる。
【００５０】
以上によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの制御特性とＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの制御特性との差異から発生する干渉、および不安定化を防止することができる。直流電圧制御と共振抑制制御とを実施する電力変換器については、受配電システムの起動時における初期設定で決定することとし、受配電システムおよび負荷５１の状態に応じて、受配電システムの動作中にも切り替えることとしてもよい。
【００５１】
図２は、実施の形態１における共振抑制制御部２２１ａおよび３２１ａの制御ブロックの一例を示す図である。共振抑制制御部２２１ａおよび３２１ａは、フィルタ部９１０とゲイン部９１２とを備える。
【００５２】
共振抑制制御部２２１ａおよび３２１ａには、直流系統６１の直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔ、Ｖｄｃ＿ｄｅｔが入力される。
【００５３】
フィルタ部９１０は、たとえば、ハイパスフィルタ（以降はＨＰＦと称する）によって実装される。フィルタ部９１０は、センサ部２３Ｂ，３３Ｂによって検出された直流系統６１の直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔ，Ｖｄｃ＿ｄｅｔに基づいて、直流系統６１の直流電圧の振動成分を抽出する。
【００５４】
ゲイン部９１２は、フィルタ部９１０によって抽出された電圧振動成分とゲインとを乗算することによって得られる補正電力指令Ｉｄａｍｐ１，Ｉｄａｍｐ２を、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５，ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５へと出力する。これによって、電圧振動を抑制するような補正電力を計算することが可能である。
【００５５】
フィルタ部９１０においては、振動判定部２２２ａ，３２２ａからカットオフ周波数が指定される。カットオフ周波数は、直流系統６１内の負荷５１および電力変換器の接続状態に応じて変動する。振動判定部２２２ａ，３２２ａは、直流系統６１の電圧の振動成分を抽出し、抽出した振動成分のうち、予め定められた値よりも大きな振幅を有する振動成分の周波数に応じて、フィルタ部９１０のカットオフ周波数を設定する。
【００５６】
ゲイン部９１２においても振動判定部２２２ａおよび３２２ａからゲインが指定されてもよい。また、特に仮想抵抗成分の制御として、共振抑制制御部２２１ａおよび３２１ａが用いられる場合においては、フィルタ部９１０が省略されて、ゲイン部９１２のみによって共振抑制制御部２２１ａ，３２１ａが構成される場合がある。このような場合においては、振動判定部２２２ａ，３２２ａが、直流系統６１の電圧の振動成分を抽出し、抽出した振動成分が予め定められた値よりも小さくなるように、ゲイン部９１２のゲインを設定する。
【００５７】
ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５は、セレクト部２２６から出力される電流指令に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１の制御信号を出力する。ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５は、入力される電流指令が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘを超えるか、または出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎよりも小さい場合に、リミッタ動作によって、出力する電流指令を出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎ以上、かつ出力電流上限値Ｉ１ｍａｘ以下の範囲となるように制御する。
【００５８】
ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５は、セレクト部３２６から出力される電流指令に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１の制御信号を出力する。ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５は、入力される電流指令が出力電流上限値Ｉ２ｍａｘを超えるか、または出力電流下限値Ｉ２ｍｉｎよりも小さい場合に、リミッタ動作によって、出力する電流指令を出力電流下限値Ｉ２ｍｉｎ以上、かつ出力電流上限値Ｉ２ｍａｘ以下の範囲となるように制御する。
【００５９】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａのＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５が直流系統６１の直流電圧の制御を実施している期間、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの創蓄電源制御部３２４が創蓄電源制御を実施する。創蓄電源制御部３２４は、接続される創蓄電源４１の種類によって制御する対象あるいは制御方式が異なる。創蓄電源制御部３２４は、創蓄電源４１としてＬｉＢまたは鉛蓄電池等の蓄電池が接続される場合、蓄電池のＳｏＣを一定値に制御する、または充放電電力を制御する制御器を含む。創蓄電源制御部３２４は、創蓄電源４１として太陽電池が接続される場合、太陽電池が効率良く発電できるように太陽電池の端子電圧を制御するＭＰＰＴ（Maximum  Power  Point  Tracking）制御器を含む。ＥＭＳ等の上位コントローラが存在する場合は、上位コントローラは、交流系統１１からの買電電力をセンシングし、創蓄電源４１から取り出す電力指令を決定する。これによって、買電電力のピークカットないしピークシフトを実施することができる。この場合、上位コントローラから各ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａに出力電力指令を送信し、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの創蓄電源制御部３２４は、出力電力指令に合わせた電力を充放電できるように自身に接続された創蓄電源４１を制御する。
【００６０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５が直流系統６１の直流電圧の制御を実施している期間、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの交流系統潮流制御部２２４が交流系統潮流制御を実施する。交流系統潮流制御部２２４は、交流系統潮流制御部２２４は、センサ部２３Ａから取得した電圧情報および電流情報と、外部の制御装置から取得した指令とに基づいて、交流系統１１から受電する有効電力および無効電力の制御を実施する。この制御によって、交流系統１１からの買電電力を調整し、ピークカットまたはピークシフトなどの機能を実現することができる。また、ＥＭＳ等のような上位コントローラが存在する場合は、上位コントローラが、交流系統１１の電圧を監視し、電圧の増加または減少が確認された場合に、その電圧の変動量に応じた無効電力指令をＡＣ／ＤＣコンバータ２ａへと出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの交流系統潮流制御部２２４は、無効電力指令に基づいて、交流系統１１への潮流無効電力の調整を実施する。
【００６１】
（制御の切り替え）
実施の形態１において、直流系統６１における直流電圧制御と共振抑制制御については、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａまたは複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのいずれか一方で実施されるようにモード指令Ｍ１とモード指令Ｍ２とが設定される。複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａのモード指令Ｍ１は、共通である。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのモード指令Ｍ２は、共通である。つまり、直流電圧制御部２２３ａおよび直流電圧制御部３２３ａは、互いに異なる期間に動作し、共振抑制制御部２２１ａおよび共振抑制制御部３２１ａは、互いに異なる期間に動作する。
【００６２】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａにおいては、セレクト部２２６は、モード指令Ｍ１に基づいて、潮流電力制御モードと電圧制御モードとの切り替えを実施する。
【００６３】
潮流電力制御モードでは、セレクト部２２６は、交流系統潮流制御部２２４の動作に基づいてＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１が制御されるように、交流系統潮流制御部２２４の出力を選択する。
【００６４】
電圧制御モードでは、セレクト部２２６は、共振抑制制御部２２１ａ及び直流電圧制御部２２３ａの動作に基づいて、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部２１が制御されるように、演算部２２７の出力を選択する。
【００６５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａにおいては、セレクト部３２６は、モード指令Ｍ２に基づいて、創蓄電源制御モードと電圧制御モードとの切り替えを実施する。
【００６６】
創蓄電源制御モードでは、セレクト部３２６は、創蓄電源制御部３２４の動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１が制御されるように、創蓄電源制御部３２４の出力を選択する。
【００６７】
電圧制御モードでは、セレクト部３２６は、共振抑制制御部３２１ａ及び直流電圧制御部３２３ａの動作に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部３１が制御されるように、演算部３２７の出力を選択する。
【００６８】
モード指令Ｍ１とモード指令Ｍ２におけるモード選択については、交流系統１１の潮流電力の制御または創蓄電源４１の状態の制御のいずれを実施したいかの要望により初期設定されるものとすることができる。モード指令Ｍ１とモード指令Ｍ２は、サーバ等の外部の制御装置によって設定されるものとしてもよいし、受配電システム内の動作状態に応じて、受配電システムの内部の制御装置によって設定されるものとしてもよい。
【００６９】
例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが電圧制御モードに設定され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａが潮流電力制御モードに設定されている場合において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが故障したとき、または創蓄電源４１であるＬｉＢのＳｏＣの低下したときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの出力が停止する。このような場合には、直流系統６１の電圧が保持できなくなる。そのような場合において、外部の制御装置または受配電システムの内部の制御装置が、直流系統６１の電圧の低下を検出して、モード指令Ｍ１を潮流電力制御モードから電圧制御モードに切り替える。これによって、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａも、直流電圧制御と共振抑制制御とを実施する。この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの出力が停止しているため、共振抑制制御部３２１ａから指令が出力されても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの出力はゼロである。よって、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａと複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａとの間において制御干渉が発生せず、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａが、共振による電圧振動を含めて、直流系統６１の電圧を安定して制御することができる。
【００７０】
その他の例として、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが創蓄電源制御モードに設定され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａが電圧制御モードに設定されている場合において、直流系統６１に接続される負荷５１がＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの容量よりも大きな電力を消費するような場合、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａのみでは直流系統６１の電圧を制御することが不可能となる。すなわち、直流系統６１の電圧Ｖｄｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１よりも小さくなる。このような場合には、外部の制御装置または受配電システムの内部の制御装置が、直流系統６１の電圧の低下もしくは上昇を検出して、モード指令Ｍ２を創蓄電源制御モードから電圧制御モードに切り替える。これによって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａも、直流電圧制御と共振抑制制御とを実施する。
【００７１】
ただし、このときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａにおいて共振抑制制御部２２１ａが動作すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの共振抑制制御部３２１ａと競合してしまう可能性がある。
【００７２】
したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのモード指令Ｍ２が電圧制御モードに切り替わった場合に、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの出力電流が飽和して、共振抑制制御部２２１ａが動作しないようにする必要がある。よって、直流系統６１の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２によって制御できるときに、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの出力電流が飽和し続けるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａにおける直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１よりも小さな値に設定する必要がある。この場合には、直流系統６１の電圧Ｖｄｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２よりも低下すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが、直流系統６１の電圧Ｖｄｃが電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２となるように電圧制御を開始し、直流系統６１に電力を出力する。このときには、負荷５１の電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの出力とＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの出力の和となるが、Ｖｄｃ＜Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１のため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａは、最大の出力電流を出力し続ける。
【００７３】
以上のように、直流系統６１の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３ａのモード指令Ｍ２が電圧制御モードに切り替わる域では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａでは、直流電圧保持のため、出力電流が最大値となる。このときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａは、共振抑制制御部２２１ａによる電圧振動の補正用の電力を出力する余力がない状態である。
【００７４】
以上によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａとＤＣ／ＤＣコンバータ３ａの間において制御干渉が発生せず、共振による電圧振動を含めて直流系統６１の電圧を安定に制御することができる。
【００７５】
（振動判定部の動作例）
共振抑制制御部２２１ａ，３２１ａは、共振によって発生する電圧振動をフィルタ部９１０によって抽出し、抽出した電圧振動成分に基づいて、補正電力指令Ｉｄａｍｐ１，Ｉｄａｍｐ２を計算する。例えば、実施の形態１においては、直流系統６１に接続される負荷５１の種類とその数は不定であり、負荷５１の接続状態も動作状況に応じて逐次変化する可能性がある。また、負荷５１の種類によって、負荷５１の直流系統側に接続されるコンデンサおよびインダクタの値が様々である。そのため、直流系統６１における共振回路の共振周波数は、動作状態に応じて時々刻々と変動する可能性がある。その結果、フィルタ部９１０に初期設定されているカットオフ周波数では、電圧振動成分を抽出できない可能性がある。そこで、振動判定部２２２ａ，３２２ａは、電圧振動の振幅および周波数成分を解析することによって、振動成分が低減される方向にフィルタ部９１０の制御定数であるカットオフ周波数を補正する。
【００７６】
図３は、実施の形態１の振動判定部２２２ａ，３２２ａにおける処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
このフローチャートは、予め定められた条件が成立するごと（たとえば、処理開始のための開始フラグが発生する毎）に繰り返し実行される。どのような挙動が発生した場合に振動判定部２２２ａの処理が開始されるかは、ユーザー操作により予め設定される。例えば、直流系統６１の直流電圧の振幅が設定した周期の間、設定したしきい値以上には変動しなかった場合に開始フラグが発生することとしてもよい。あるいは、負荷５１の変動等によって、直流系統６１の直流電流ないし直流電圧が一定値以上変動した場合に、変動後設定した時間経過後に開始フラグが発生することとしてもよい。
【００７８】
ステップＳ１１において、振動判定部２２２ａ，３２２ａは、振動抽出処理を行う。振動判定部２２２ａ，３２２ａは、センサ部２３Ｂ，３３Ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１，Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２に含まれる振動成分を抽出する。振動成分の抽出には、たとえば、ＨＰＦ等のディジタルフィルタが用いられる。ディジタルフィルタによって、共振周波数よりも十分に低い周波数成分を減衰させ、直流成分等の十分に低い周波数成分をカットした電圧振動成分が抽出される。
【００７９】
ステップＳ１２において、振動判定部２２２ａ，３２２ａは、振動成分解析処理を行う。振動判定部２２２ａ，３２２ａは、振動抽出処理によって抽出した電圧振動成分のうち、予め定められた値よりも大きな振幅を有する電圧振動成分を離散フーリエ変換を用いて周波数解析することによって、周波数成分を抽出する。振動判定部２２２ａ，３２２ａは、これにより、振幅の小さい振動に対して過敏にパラメータを補正することのないように制御動作を制限できる。
【００８０】
ステップＳ１３において、振動判定部２２２ａ，３２２ａは、パラメータ更新処理を行う。振動判定部２２２ａ，３２２ａは、振動成分解析処理によって抽出した振動成分の周波数情報に基づいて、フィルタ部９１０のカットオフ周波数を設定する。たとえば、振動判定部２２２ａ，３２２ａは、抽出したい信号の周波数に比べて、５倍から１０倍以上低い周波数をカットオフ周波数に設定するものとしてもよい。これらの処理により、共振抑制制御部２２１ａにおけるカットオフ周波数を動作状態に合わせて自動的に設定できるため、直流系統６１の共振周波数の変動が発生した場合においても、直流系統６１の電圧を安定に制御することができる。
【００８１】
上記の実施形態では、フィルタ部９１０は、ＨＰＦによって実装されるものとしたが、これに限定されるものではない。フィルタ部９１０は、バンドパスフィルタ（以降はＢＰＦと称する）、または離散フーリエ変換器（以降はＤＦＴと称する）によって実装されるものとしてもよい。あるいは、フィルタ部９１０は、ＨＰＦ、ＢＰＦ、および離散フーリエ変換器の中の任意の組み合わせによって実装されるものとしてもよい。
【００８２】
フィルタ部９１０がＢＰＦによって実装される場合には、振動判定部２２２ａは、抽出したい信号の周波数をフィルタ部９１０の中心周波数に設定するものとしてもよい。
【００８３】
上記の実施形態では、受配電システムが複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａと複数個のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａとを備えることとしたが、これに限定されるものではない。受配電システムが、１個のＡＣ／ＤＣコンバータ２ａと１個のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａとを備えるものとしてもよい。
【００８４】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る受配電システムの構成図である。実施の形態２が、実施の形態１と相違する点は、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ａが、それぞれに接続される創蓄電源の種類に応じて、複数のグループに分類されることである。
【００８５】
複数の創蓄電源は、放電のみが許容される第１グループの創蓄電源４１Ａと、充放電が許容される第２グループの創蓄電源４１Ｂとに分類される。第１グループの創蓄電源４１Ａは、たとえば、太陽電池または燃料電池である。第２グループの創蓄電源４１Ｂは、たとえば、リチウムイオン電池（ＬｉＢ）などの定置型蓄電池または充放電が許容されるＥＶの電源装置である。図４には明示していないが、創蓄電源４１Ａの種類は、さらに追加されてもよい。例えば電気二重層コンデンサのような高速な充放電が可能な第３グループの創蓄電源が追加されてもよい。
【００８６】
第１グループの創蓄電源４１Ａが接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡが、第１グループのＤＣ／ＤＣコンバータである。第２グループの創蓄電源４１Ｂが接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢが、第２グループのＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００８７】
（電力変換器の動作）
実施の形態２では、異なるグループのＤＣ／ＤＣコンバータの直流電圧制御部および共振抑制制御部が、互いに異なる期間に動作する。
【００８８】
まず、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ３との間には、以下の関係が成立するとする。
【００８９】
Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＞Ｖｄｃ＿ｒｅｆ３＞Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１・・・（１）
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡに、第１グループの創蓄電源４１Ａとして太陽電池が接続されているとする。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡのモード指令Ｍ２が電圧制御モードに設定され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢのモード指令Ｍ３が創蓄電源モードに設定され、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ａのモード指令Ｍ１が潮流電力制御モードに設定されているとする。
【００９０】
このときに、日照が急に遮られて太陽電池の出力電力が極端に低下した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡの出力が停止して、直流系統６１の電圧が保持できなくなる場合がある。
【００９１】
外部の制御装置が、直流系統６１の電圧の低下を検出して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢのモード指令Ｍ３を電圧制御モードに切り替える。これによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢにおいても直流電圧制御と共振抑制制御とが実施される。このときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡは、共振抑制制御部３２１ａから出力される操作量に対して出力電流を制御できないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢとの間で制御干渉が発生しない。
【００９２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢが創蓄電源４１ＢのＳｏＣ低下などによって電力を出力できない場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＡとＤＣ／ＤＣコンバータ３ａＢのいずれとも異なる直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１を有するＡＣ／ＤＣコンバータ２ａが、直流系統６１の電圧のさらなる低下を検出して、モード指令Ｍ１を電圧制御モードに切り替える。これよって、すべてのＡＣ／ＤＣコンバータ２ａにおいても直流電圧制御と共振抑制制御とを実施する。
【００９３】
このように、複数の種類に分類される電力変換器群を有する受配電システムにおいて、各電力変換器群それぞれに異なる直流電圧指令、およびモード指令の切り替え条件を設定することによって、直流系統６１の電圧を制御する電圧変換器群を切り替えることができる。
【００９４】
図４には明示していないが、複数のＡＣ／ＤＣコンバータまたは複数のＤＣ／ＤＣコンバ−タで構成される電力変換器群は、構成される電力変換器の特性に応じて分類され、その分類の数に制限はない。
【００９５】
以上説明したように、創蓄電源の種類が増加した場合においても、ＤＣ／ＤＣコンバータに接続される創蓄電源の特性に応じて、複数のＤＣ／ＤＣコンバータをグループに分割して、それぞれ創蓄電源の特性が干渉しないようにグループごとの動作期間を分けることによって、共振による電圧振動を含めて直流系統６１の電圧を安定に制御することができる。
【００９６】
実施の形態３．
図５は、実施の形態３に係る受配電システムの構成図である。
【００９７】
実施の形態３が、実施の形態１と相違する点について説明する。
実施の形態３では、主として複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂが直流系統６１の直流電圧の制御を実施する。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂは、主として創蓄電源４１の状態の制御を実施する。ただし、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの少なくとも１つが異常等によって出力が停止した場合において、正常なＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂだけでは、直流系統６１の直流電圧を制御できない場合には、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂに代わって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂが直流系統６１の直流電圧の制御を実施する。
【００９８】
実施の形態３では、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、交流系統潮流制御部２２４およびセレクト部２２６を備えず、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂは、セレクト部３２６を備えない。
【００９９】
実施の形態３では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂは、直流電圧制御部３２３ａ、共振抑制制御部３２１ａ、および振動判定部３２２ａに代えて、直流電圧制御部３２３ｂ、共振抑制制御部３２１ｂ、および振動判定部３２２ｂを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂは、演算部３２８を備える。演算部３２８は、創蓄電源制御部３２４からの創蓄電流指令Ｃｈａ＿ｒｅｆ２と、演算部３２７からの合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ２とを演算する。演算には、たとえば、加算または減算が含まれる。
【０１００】
図５には示されていないが、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂに加えて複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂが直流系統６１に接続され、主として複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂが直流系統６１の直流電圧の制御を実施し、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂが交流系統の潮流状態の制御を実施し、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂが自身に接続される創蓄電源４１の状態制御を実施してもよい。複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの異常等により出力が停止した場合において、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂに代わって、予め指定された複数のＤＣ／ＤＣコンバータ４ｂもしくは複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの何れか一方が、直流系統６１の直流電圧の制御を実施してもよい。使用者による操作または外部装置からの外部指令によりそれらの制御構成を起動時ないし動作中に切り替えてもよい。
【０１０１】
（電力変換器の動作）
実施の形態３に係るＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂおよびＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの動作について説明する。
【０１０２】
実施の形態３におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの直流電圧制御部２２３ｂは、センサ部２３Ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔを受けて、第１のドループ特性に従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力する。
【０１０３】
図６は、実施の形態３における直流電圧制御部２２３ｂにおける入出力特性を表わす図である。図６のグラフの横軸は、直流電圧制御部２２３ｂに入力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔである。図６のグラフの縦軸は、直流電圧制御部２２３ｂから出力される直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１である。
【０１０４】
直流電圧制御部２２３ｂにおける制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１を中心に傾きを有する第１のドループ特性である。第１のドループ特性は、直流系統６１の電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが増加するに従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１が減少する特性である。この特性は、一般的なドループ制御と同様の特性である。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１のときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１がゼロとなる。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉのときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１が出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎとなる。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏのときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘとなる。
【０１０５】
実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの直流電圧制御部３２３ｂは、センサ部３３Ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔを受けて、第２のドループ特性に従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力する。
【０１０６】
図７は、実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの直流電圧制御部３２３ｂにおける入出力特性を表わす図である。図７のグラフの横軸は、直流電圧制御部３２３ｂに入力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔである。図７のグラフの縦軸は、直流電圧制御部３２３ｂから出力される直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２である。
【０１０７】
直流電圧制御部３２３ｂにおける制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１を中心に傾きを有する第２のドループ特性である。第２のドループ特性は、直流系統６１の電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが増加するに従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２が減少する特性である。ただし、この制御特性は、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２と上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉとの間で不感帯を有する。不感帯において、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２がゼロとなる。
【０１０８】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの直流電圧制御の特性上は、出力電流指令が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘよりも大きい、または出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎよりも小さくても、出力電流指令は増加するが、実際には、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５において、出力電流が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘ以下、かつ出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎ以上に制限される。
【０１０９】
これに対して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの直流電圧制御部３２３ｂは、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉよりも大きく、または下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏよりも小さい範囲において、制限を受けずに直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの出力電流を補正することによって、直流系統６１の電圧を制御できるように、直流電圧指令と制御特性が設定される。
【０１１０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの出力電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの装置容量を超えないようにするために、創蓄電源制御部３２４から出力される創蓄電流指令Ｃｈａ＿ｒｅｆ２の最大値は、出力電流上限値Ｉ２ｍａｘに設定され、創蓄電源制御部３２４から出力される創蓄電流指令Ｃｈａ＿ｒｅｆ２の最小値は出力電流下限値Ｉ２ｍｉｎに設定される。
【０１１１】
直流電圧制御部３２３ｂの制御特性は、創蓄電源制御部３２４から出力される電流指令との関係を考慮して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの出力電流を力行方向最大出力と回生方向最大出力へと補正できるように、その制御特性を設定する必要がある。
【０１１２】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏ以上、かつＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉ以下の場合は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの直流電圧制御部２２３ｂが直流電圧制御を実施する。
【０１１３】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏよりも小さく、またはＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉよりも大きい場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの直流電圧制御部３２３ｂが直流電圧制御を実施する。
【０１１４】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉよりも大きいときに、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力し続ける。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏよりも小さいときに、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、出力電流上限値Ｉ１ｍａｘの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力し続ける。これらの範囲において、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、定電流源と見なせるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは直流電圧制御を実施しているとは言えない状態となる。
【０１１５】
図８は、実施の形態３におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂの共振抑制制御部２２１ｂの制御ブロックを表わす図である。
【０１１６】
図８に示すように、振動判定部２２２ｂから共振抑制制御部２２１ｂへのパラメータは、フィルタ部９１０ｂとゲイン部９１２ｂの双方へ出力される。
【０１１７】
図９は、実施の形態３におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの共振抑制制御部３２１ｂの制御ブロックを表わす図である。
【０１１８】
複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂと複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂにおいて同時に共振抑制制御が実行されることを防止するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの共振抑制制御部３２１ｂにおいて比較器を用いた条件分岐によって、動作の切り替えを実施する。
【０１１９】
ローパスフィルタ８１３ｂは、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔの低周波成分を通過させる。
【０１２０】
比較器８１４ｂは、ローパスフィルタ８１３ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉとの大きさとを比較する。比較器８１４ｂは、Ｖｄｃ＿ｄｅｔ＞Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉのときには、「１」を出力する。比較器８１４ｂは、Ｖｄｃ＿ｄｅｔ≦Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉのときには、「０」を出力する。
【０１２１】
比較器８１５ｂは、ローパスフィルタ８１３ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏとの大きさとを比較する。比較器８１５ｂは、Ｖｄｃ＿ｄｅｔ＜Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏのときには、「１」を出力する。比較器８１４ｂは、Ｖｄｃ＿ｄｅｔ≧Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏのときには、「０」を出力する。
【０１２２】
ＯＲ回路８１６ｂは、比較器８１４ｂの出力と比較器８１５ｂの出力との論理和を乗算器８１７ｂへ出力する。
【０１２３】
乗算器８１７ｂは、ゲイン部８１２ｂの出力と、ＯＲ回路８１６ｂの出力とを乗算して、補正電力指令Ｉｄａｍｐ２を出力する。
【０１２４】
比較器８１４ｂ、比較器８１５ｂ、ＯＲ回路８１６ｂ、および乗算器８１７ｂによって、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉよりも大きい場合と、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏよりも小さい場合にのみ、共振抑制制御部３２１ｂによる共振抑制制御が実行される。
【０１２５】
前述したように、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉよりも大きいときに、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力し続ける。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏよりも小さいときに、ＡＣ／ＤＣ出力制御部２２５によって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、出力電流上限値Ｉ１ｍａｘの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力し続ける。これらの範囲において、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは、定電流源と見なせるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂは共振抑制制御を実施しているとは言えない状態となる。
【０１２６】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがローパスフィルタ８１３ｂに入力されることと、比較器８１４ｂ、８１５ｂがヒステリシス特性を有することとによって、共振による電圧振動によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂの共振抑制制御部３２１ｂの出力が短時間で変動することを抑制することができる。
【０１２７】
実施の形態２と同様に、複数のＤＣ／ＤＣコンバータが接続される創蓄電源の種類に応じて複数のグループに分類される場合において、グループの数に応じた直流電圧指令を設定してもよい。直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｈｉおよびＶｄｃ＿ｒｅｆ２＿ｌｏを有する第１グループのＤＣ／ＤＣコンバータによって、電圧変動が抑制できない場合には、別の直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ３＿ｈｉおよびＶｄｃ＿ｒｅｆ３＿ｌｏを有する第２グループのＤＣ／ＤＣコンバータが動作するようにしてもよい。
【０１２８】
上記の動作により、実施の形態３において、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｂと複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｂとが、同時に直流電圧制御と共振抑制制御を実施することを抑制することができる。これによって。制御のマッチングが取れないことによる不安定動作を回避し、かつ、直流系統６１の電圧を安定に制御することが可能となる。
【０１２９】
（振動判定部の動作例）
図１０は、実施の形態３における振動判定部２２２ｂ，３２２ｂにおける処理の手順を表わすフローチャートである。実施の形態３の処理手順が実施の形態１の処理手順と相違する点は、共振抑制制御部２２１ｂ，３２１ｂにおけるフィルタ部９１０ｂ，８１０ｂのカットオフ周波数だけでなく、ゲイン部９１２ｂ，８１２ｂのゲインも調整することによって、共振抑制制御部２２１ｂ，３２１ｂの振動抑圧特性の改善を図る点である。図１０の処理は、動作条件を満たすごとに繰り返し実行される。動作条件の設定については、実施の形態１の場合と同様であるため、説明を繰り返さない。
【０１３０】
振動抽出処理（Ｓ１１）と振動成分解析処理（Ｓ１２）の動作の説明は繰り返しとなるため、説明を繰り返さない。
【０１３１】
ステップＳ２３において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抽出した振動成分の周波数と、現在の抑制対象成分として記憶されている前回設定した振動対象成分の周波数とを比較する。より具体的には、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抽出した振動成分の周波数と現在の抑制対象成分の周波数との比が、予め設定されている範囲内か否かを判定する。予め設定されている範囲とは、周波数比最小値ｋｍｉｎ以上、かつ周波数比最大値ｋｍａｘ以下である。
【０１３２】
負荷５１の接続条件等が変動し、共振周波数が変化した場合は、抽出した振動成分の周波数と現在の抑制対象成分の周波数との比が予め設定されている範囲外となり、抑制対象成分の再設定のため、処理がステップＳ２６へ進む。抽出した振動成分の周波数と現在の抑制対象成分の周波数との比が予め定められた範囲内であれば、処理がステップＳ２４へ進む。ステップＳ１２において有効な振動成分が抽出されていない場合には、ゲイン更新禁止フラグを有効にした上で、処理がステップＳ２４へと進むものとしてもよい。
【０１３３】
ステップＳ２４において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、効果判定処理を実行する。振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抽出した振動成分の振幅が、前回値よりも減少したか否かを判定する。振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、判定後、抽出した振動成分の振幅を前回値として図示しないメモリ内に記憶する。
【０１３４】
ステップＳ２５において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、ゲイン部９１２ｂ，８１２ｂのゲイン更新処理を実行する。振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、ステップＳ２４の判定結果が減少方向だった場合は、ゲインを予め設定した値Δｋだけ増加させる。振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、ステップＳ２４の判定結果が増加方向だった場合はゲインを前回値に戻し、ゲインが更新されないようにするために、ゲイン更新禁止フラグを設定する。ゲイン更新禁止フラグはステップＳ２８において解除される場合がある。
【０１３５】
ステップＳ２４〜Ｓ２５の一連の動作により、共振による電圧振動の振幅を監視しながら、共振抑制制御のダンピングゲインを徐々に増加させることによって、共振抑制制御のゲインを振動が小さくなる方向に調整することが可能となる。ステップＳ２４〜Ｓ２５において、山登り法などの探索法を用いて、振幅が最小となるゲインを探索してもよい。この手法では、予め設定した初期値からゲインを増減させながら振幅の最小点を探索する。
【０１３６】
ステップＳ２６において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抑制対象成分更新処理を実行する。振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抽出した電圧振動成分を新たに抑制対象成分として、図示しないメモリに記憶する。
【０１３７】
ステップＳ２７において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、抑抑制対象成分の周波数に基づいて、共振抑制制御部２２１ｂ，３２１ｂにおけるフィルタ部９１０ｂ，８１０ｂのカットオフ周波数を再計算する。この再計算は、ステップＳ１３と同様のため、説明を繰り返さない。
【０１３８】
ステップＳ２８において、振動判定部２２２ｂ，３２２ｂは、共振抑制制御部２２１ｂ，３２１ｂのゲイン部９１２ｂ，８１２ｂにおけるゲインを、予め設定した初期値に再設定する。実施の形態３では、ゲインを徐々に増加させながら電圧振動の抑制できるゲインを探索するため、初期値はある程度小さい値（例えば０．１程度）に設定されている。
【０１３９】
上記のように振動判定部を用いることによって、直流系統６１内の負荷５１の接続状況が変化して、直流系統６１内に存在する共振回路の共振周波数が変動した場合においても、共振抑制制御におけるカットオフ周波数とゲインとを、直流系統６１内の状態に応じた値に調整することができる。その結果、直流系統６１の電圧を安定に制御することができる。
【０１４０】
実施の形態４．
図１１は、実施の形態４における受配電システムの構成図である。実施の形態４では、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃが直流系統６１の直流電圧制御を主に実施する。複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃは、主として交流系統１１における潮流電力を制御し、かつ異常時等においてＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃに代わって、直流系統６１の直流電圧制御を実施する。
【０１４１】
実施の形態４が、実施の形態１と相違する点は、以下である。
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃは、セレクト部２２６を備えず、演算部２２８を備える。演算部２２８は、交流系統潮流制御部２２４からの電流指令Ｔｉｄ＿ｒｅｆ１と、演算部２２７からの合成電流指令ｃｏｍ＿ｒｅｆ１とを演算する。演算には、たとえば、加算または減算が含まれる。
【０１４２】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃは、直流電圧制御部２２３ａ、共振抑制制御部２２１ａ、および振動判定部２２２ａに代えて、直流電圧制御部２２３ｃ、共振抑制制御部２２１ｂ、および振動判定部２２２ｂを備える。共振抑制制御部２２１ｂ、および振動判定部２２２ｂは、実施の形態３で説明したものと同様なので説明を繰り返さない。
【０１４３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは、創蓄電源制御部３２４およびセレクト部３２６を備えない。ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは、直流電圧制御部３２３ａ、共振抑制制御部３２１ａ、および振動判定部３２２ａに代えて、直流電圧制御部３２３ｃ、共振抑制制御部３２１ｂ、および振動判定部３２２ｂを備える。共振抑制制御部３２１ｂ、および振動判定部３２２ｂは、実施の形態３で説明したものと同様なので説明を繰り返さない。
【０１４４】
（電力変換器の動作）
実施の形態４におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの直流電圧制御部２２３ｃは、センサ部２３Ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔを受けて、第１のドループ特性に従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力する。
【０１４５】
図１２は、実施の形態４におけるＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの直流電圧制御部２２３ｃの制御特性を表わす図である。図１２のグラフの横軸は、直流電圧制御部２２３ｃに入力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔである。図１２のグラフの縦軸は、直流電圧制御部２２３ｃから出力される直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１である。
【０１４６】
直流電圧制御部２２３ｃにおける制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を中心とし、傾きを有する第１のドループ特性である。第１のドループ特性は、直流系統の電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが増加するに従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１が減少する特性である。ただし、この制御特性は、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏと上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉとの間で不感帯を有する。不感帯において、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１がゼロとなる。
【０１４７】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御部３２３ｃは、センサ部３３Ｂから出力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔを受けて、第２のドループ特性に従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力する。
【０１４８】
図１３は、実施の形態４におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御部３２３ｃの制御特性を表わす図である。図１３のグラフの横軸は、直流電圧制御部３２３ｃに入力される直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔである。図１３のグラフの縦軸は、直流電圧制御部３２３ｃから出力される直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２である。
【０１４９】
直流電圧制御部３２３ｃにおける制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を中心とし、傾きを有する第２のドループ特性である。第２のドループ特性は、直流系統の電圧検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが増加するに従って、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２が減少する特性である。ただし、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を中心とした一定のヒステリシス幅ｄ内に属するときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２がゼロとなる。
【０１５０】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉのときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２が出力電流下限値Ｉ２ｍｉｎとなる。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏのときには、直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２が出力電流上限値Ｉ２ｍａｘとなる。
【０１５１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御の特性上は、出力電流指令が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘよりも大きい、または出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎよりも小さくても、出力電流指令は増加するが、実際には、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５において、出力電流が出力電流上限値Ｉ１ｍａｘ以下、かつ出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎ以上に制限される。
【０１５２】
これに対して、ＡＣ／ＡＣコンバータ２ｃの直流電圧制御部２２３ｃは、直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔが上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉよりも大きく、または下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏよりも小さい範囲において、制限を受けずに直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ１を出力することによって、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの出力電流を補正することによって、直流系統６１の電圧を制御できるように、直流電圧指令と制御特性が設定される。
【０１５３】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏ以上、かつＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉ以下の範囲であって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を中心とした一定の幅ｄの範囲を除く領域に属するときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御部３２３ｂが直流電圧制御を実施する。
【０１５４】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏよりも小さく、またはＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉよりも大きい場合は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの直流電圧制御部２２３ｃが直流電圧制御を実施する。
【０１５５】
直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの上側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｈｉよりも大きいときに、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは、出力電流下限値Ｉ１ｍｉｎの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力し続ける。直流電圧の検出値Ｖｄｃ＿ｄｅｔがＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃの下側直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ１＿ｌｏよりも小さいときに、ＤＣ／ＤＣ出力制御部３２５によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは、出力電流上限値Ｉ１ｍａｘの大きさの直流電流指令Ｉｄｃ＿ｒｅｆ２を出力し続ける。これらの範囲において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは、定電流源と見なせるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃは直流電圧制御を実施しているとは言えない状態となる。
【０１５６】
上述したように、直流電圧制御部３２３ｃの制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２を中心としたヒステリシス幅ｄだけ電流指令ｉｄｃ＿ｒｅｆ２がゼロとなる期間を有する。実施の形態４において、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃを並列接続する場合、各ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃのセンサ部３３Ｂの特性および誤差にばらつきが発生する。その結果、直流系統６１の電圧値がＶｄｃ＿ｒｅｆ２に近い場合に、誤差のばらつきによって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの電流の出力方向が充電方向となるものと、放電方向になるものとが混在する。これによって、複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃ間で電力が循環する横流が発生する懸念がある。横流は直流系統６１の直流電圧の保持に寄与せず、損失の増加を招くため抑制する必要がある。そこで、本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃの直流電圧制御部３２３ｃの制御特性は、直流電圧指令Ｖｄｃ＿ｒｅｆ２付近に、センサ部３３Ｂにおける特性と誤差のバラつきを考慮したヒステリシス特性を有する。これによって、横流の抑制を図ることができる。
【０１５７】
上記の動作により、実施の形態４においては主に電圧制御を実施している複数の電力変換器間での横流を防止すると共に、複数のＡＣ／ＤＣコンバータ２ｃと複数のＤＣ／ＤＣコンバータ３ｃとが、同時に直流電圧制御と共振抑制制御とを実施することを抑制する。これによって、制御のマッチングが取れないことによる不安定動作を回避し、かつ、直流系統の電圧を安定に制御することが可能となる。
【０１５８】
上記実施の形態１〜４では、ＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの各々が直流電圧制御部および共振抑制制御部を含み、直流電圧制御と共振抑制制御とが並行して実施されるが、本発明はこれに限定されない。少なくとも一部のＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータが直流電圧制御部および共振抑制制御部のうち直流電圧制御部のみを含み、共振抑制制御部を含まなくてもよい。この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータおよびＤＣ／ＤＣコンバータの一方が直流電圧制御を行う期間に、他方は直流電圧制御を行わない。これにより、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとの間における制御干渉を抑制しつつ、直流系統の電圧を安定に制御することが可能となる。
【０１５９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１６０】
２ａ，２ｂ，２ｃ  ＡＣ／ＤＣコンバータ、３ａ，３ａＡ，３ａＢ，３ｂ，３ｃ  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１  交流系統、２１  ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部、２３Ａ，２３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ  センサ部、３１  ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部、３２ａ，３２ａＡ，３２ａＢ，３２ｂ，３２ｃ  ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部、４１，４１Ａ，４１Ｂ  創蓄電源、５１  負荷、２２１ａ，２２１ｂ，３２１ａ，３２１ｂ  共振抑制制御部、２２２ａ，２２２ｂ，３２２ａ，３２２ｂ  振動判定部、２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，３２３ａ，３２３ｂ，３２３ｃ  直流電圧制御部、２２４  交流系統潮流制御部、２２５  ＡＣ／ＤＣ出力制御部、２２６，３２６  セレクト部、２２７，２２８，３２７，３２８  演算部、３２４  創蓄電源制御部、３２５  ＤＣ／ＤＣ出力制御部、８１０ｂ，９１０，９１０ｂ  フィルタ部、８１２ｂ，９１２，９１２ｂ  ゲイン部、８１３ｂ  ＬＰＦ、８１４ｂ，８１５ｂ  比較器、８１６ｂ  ＯＲ回路、８１７ｂ  乗算器。
【要約】
ＡＣ／ＤＣコンバータ（２ａ）は、交流系統（１１）および直流系統（６１）に接続されるＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部（２１）と、ＡＣ／ＤＣコンバータ主回路部（２１）を制御するＡＣ／ＤＣコンバータ制御部（２２ａ）とを備える。ＡＣ／ＤＣコンバータ制御部（２２ａ）は、直流系統（６１）の直流電圧を制御するように構成された第１の直流電圧制御部（２２３ａ）を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ（３ａ）は、直流系統（６１）および創蓄電源（４１）に接続されるＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部（３１）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ主回路部（３１）を制御するＤＣ／ＤＣコンバータ制御部（３２ａ）とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ制御部（３２ａ）は、直流系統（６１）の直流電圧を制御するように構成された第２の直流電圧制御部（３２３ａ）を含む。第１の直流電圧制御部（２２３ａ）と、第２の直流電圧制御部（３２３ａ）とは、互いに異なる期間において、直流系統（６１）の直流電圧を制御する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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