【手続補正書】
【提出日】平成29年4月26日(2017.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を単相交流電力に変換し、単相電力系統に接続される出力線へ出力するよう構成された電力変換器と、
前記電力変換器が仮想発電機として動作するよう当該電力変換器を制御するように構成された制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記単相電力系統の電圧である単相系統電圧を計測し、且つ計測された当該単相系統電圧から、系統電圧を正相成分と逆相成分に分離して当該系統電圧の正相成分の位相を変数として扱う推定演算を用いて系統電圧の角速度及び位相を取得する電圧計測部と、
前記単相電力系統の有効電力及び無効電力を取得する電力取得部と、
有効電力指令値に対する前記電力取得部が取得した前記有効電力の偏差、前記仮想発電機のドループ特性、及び前記角速度に基づいて、位相差を算出するガバナモデル部と、
無効電力指令値に対する前記電力取得部が取得した前記無効電力の偏差及び前記電圧計測部の計測に基づく系統電圧に基づいて、前記仮想発電機の誘起電圧の絶対値を算出するＡＶＲモデル部と、
前記ガバナモデル部で算出された位相差、前記ＡＶＲモデルで算出された誘起電圧の絶対値、前記位相に対応する系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分、並びに前記仮想発電機のインピーダンスに基づいて、前記仮想発電機の電機子電流に相当する電流指令値を算出する発電機モデル部と、
前記発電機モデル部で算出された電流指令値に基づいて、ＰＷＭ信号を生成して前記電力変換器に出力する電流制御部と、
を備える、電力変換装置。
【請求項２】
前記電圧計測部は、計測された前記単相系統電圧から、ＤＤＳＲＦ演算により系統電圧の正相のｄ軸成分及びｑ軸成分（以下、単に系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分という）を抽出する電圧正相成分抽出部と、前記電圧正相成分抽出部が抽出した系統電圧のｑ軸成分を用いて前記系統電圧の角速度及び位相を取得する角速度位相取得部と、備え、前記電圧計測部は、前記ＤＤＳＲＦ演算において前記角速度位相取得部で取得された前記位相を用いて前記系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分を抽出するよう構成されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ＡＶＲモデル部で用いられる、前記電圧計測部の計測に基づく系統電圧は、前記電圧正相成分抽出部が抽出した前記系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分に基づく系統電圧である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記仮想発電機モデル部で用いられる、前記位相に対応する系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分は、前記電圧正相成分抽出部が抽出した前記系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分である、請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記単相電力系統の電流である単相系統電流を計測し、且つ計測された前記単相系統電流から、ＤＤＳＲＦ演算により系統電流の正相のｄ軸成分及びｑ軸成分（以下、単に系統電流のｄ軸成分及びｑ軸成分という）を抽出する電流計測部を更に備え、
前記電流制御部は、前記電流計測部が抽出した前記系統電流のｄ軸成分及びｑ軸成分をフィードバック電流値として、前記単相系統電流のフィードバック制御を行う、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記電流制御部は、フィーバック電流値と前記発電機モデル部で算出された電流指令値とに基づいて静止座標系のα軸電圧指令値及びβ軸電圧指令値を生成し、α軸電圧指令値に基づいて前記ＰＷＭ信号を生成するよう構成されており、
前記電圧計測部は、
前記系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分から前記位相を用いて静止座標変換を行ってβ軸電圧を算出する逆ｄｑ変換部と、
前記逆ｄｑ変換部により算出された前記β軸電圧と前記電流制御部により生成されたβ軸電圧指令値とに基づいて、ＦＡＥ演算を行うことにより、β軸電流を算出するβ軸電流演算部と、
前記単相電力系統の電流である単相系統電流を計測し、計測された前記単相系統電流であるα軸電流と前記β軸電流演算部が算出したβ軸電流と、を前記位相を用いて系統電流のｄ軸成分及びｑ軸成分に変換し、この系統電流のｄ軸成分及びｑ軸成分を前記フィーバック電流値として前記電流制御部に出力するｄｑ変換部と、を備える電圧電流計測部である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記角速度位相取得部は、前記系統電圧のｑ軸成分を、位相検出誤差（θ−φ）（θ：系統電圧の推定位相、φ：系統電圧）として、前記電圧計測部を含む位相検出ループに入力する演算によって、前記系統電圧の角速度ω及び位相θを取得するよう構成されている、請求項２乃至６のいずれかに記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
電圧正相成分抽出部３０において行われる一連の演算をＤＤＳＲＦ演算と称し、計測された単相系統電圧Vaから、ＤＤＳＲＦ演算により系統電圧の正相のｄ軸成分Vd+及びｑ軸
成分Vq+（以下、単に系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分ともいう）を抽出する。このＤＤ
ＳＲＦ演算においては、後述するようにして角速度位相取得部３１で取得された系統電圧の位相θを用いて、これらの系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分を抽出する。以下では、電圧又は電流のｄ軸成分及びｑ軸成分をまとめてVdq(Vdq+,Vdq- )又はIdq（Idq+,Idq-）と
表記する場合がある。電圧又は電流のα軸成分及びβ軸成分も同様にVαβ又はIαβと表記する場合がある。ここで、一般には、三相系統相電圧Va、Vb、Vcをクラーク変換した後の系統電圧Vα，Vβに対してＤＤＳＲＦ演算を行う。これに対し、本実施の形態では、電圧正相成分抽出部３０にVα＝Va，Vβ＝０を入力して、電圧に対するＤＤＳＲＦ演算を行う。つまり、本実施の形態では、単相システムを三相システムの特別な不平衡状態と見なすという新たな思想に基づいて、ＤＤＳＲＦを単相システムに適用している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
このようにして、電圧正相成分抽出部３０は、ＤＤＳＲＦ演算により系統電圧を正相成分Vdq+と逆相成分Vdq-に分離して、系統電圧のｄ軸成分及びｑ軸成分Vdq+を抽出する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
図６は、電流正相成分抽出部３２の具体的な回路構成を示すブロック図である。図６に示すように、電流正相成分抽出部３２は、回転座標変換部３５、３６、３７，３８と、フィルタ部３９，４０と、加減算器４１、４２とを備える。電流正相成分抽出部３２は、入力された単相信号Iα＝Ia，Iβ＝０に対し、電圧正相成分抽出部３０と同様なＤＤＳＲＦ演算を電流に対して行う。つまり、電圧電流計測部２１において、電流正相成分抽出部３２は、ＤＤＳＲＦ演算により系統電流を正相成分Idq+と逆相成分Idq-に分離して、系統電流のｄ軸成分及びｑ軸成分Idq+を抽出する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図８は、仮想発電機モデル部２５の詳細を示している。仮想発電機は、仮想発電機の界磁による誘起電圧の絶対値Efと、仮想発電機の位相差Δθと、仮想発電機の仮想的な電機子の巻線リアクタンスx及び巻線抵抗rによる仮想発電機のインピーダンスと、仮想発電機が出力する電圧、すなわち系統電圧（複素電圧ベクトル）及び電流（複素電流ベクトル）と、を用いてモデル化される。図８は、仮想発電機モデル部２５における各ベクトルのベクトル図である。尚、図面では、系統電圧の複素電圧ベクトル及び電流の複素電流ベクトルを次のようにベクトル表記している。数５で示されるVgは数６に示される系統電圧の複素電圧ベクトルの絶対値である。