逆變器控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對與交流電力系統互連的逆變器進行控制的逆變器控制裝置。
【背景技術】
[0002]—般而言，已知有與交流電力系統互連的逆變器。為了抑制從逆變器輸出的脈動分量，在進行系統互連的逆變器的交流側設有交流電容器。
[0003]另一方面，若系統電壓下降，則從逆變器輸出的脈動電流的振幅變大。因此，即使逆變器的輸出電流的基波分量未達到需要進行保護動作的電平，過電流繼電器也可能進行保護動作，斷路器跳閘(trip)。作為其對策，公開了在檢測到系統電壓下降的情況下，提高載波頻率，并控制逆變器的方法(參照專利文獻I)。此外，公開了在檢測到系統電壓下降的情況下，減小對逆變器的電流指令值進行限制的限制值的方法(參照專利文獻2)。并且，公開了在檢測到系統電壓下降的情況下，使逆變器的直流電壓上升的方法(參照專利文獻3)。
[0004]然而，若由于電力系統的故障等而導致系統電壓急劇變動，則交流電容器根據該變動而進行充放電，從而從逆變器輸出的電流可能成為過電流。即使逆變器控制裝置從檢測到上述過電流之后對逆變器進行控制，也可能來不及抑制過電流，使得斷路器跳閘。
現有技術文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:國際公開第2012/114467號公報專利文獻2:國際公開第2012/114468號公報
專利文獻3:國際公開第2012/114469號公報
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種對因系統電壓的急劇變化而產生的過電流進行抑制的逆變器控制裝置。
[0007]基于本發明的觀點的逆變器控制裝置是對與交流電力系統互連并在交流側設有電容器的逆變器進行控制的逆變器控制裝置，該逆變器控制裝置包括:檢測所述交流電力系統的系統電壓的系統電壓檢測單元;對由所述系統電壓檢測單元檢測出的所述系統電壓的微分值進行計算的微分計算單元;校正電流指令值計算單元，該校正電流指令值計算單元基于由所述微分計算單元計算得到的所述系統電壓的微分值來計算校正電流指令值，該校正電流指令值用于對所述逆變器的輸出電流的指令值即電流指令值進行校正;基于由所述校正電流指令值計算單元計算得到的所述校正電流指令值來校正所述電流指令值的電流指令值校正單元；以及基于由所述電流指令值校正單元校正后的所述電流指令值來控制所述逆變器的控制單元。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的太陽能發電系統的結構的結構圖。 圖2是表示因實施方式I所涉及的控制裝置的控制而產生的系統電壓下降時的輸出電流的變化的波形圖。
圖3是表示因實施方式I所涉及的控制裝置的控制而產生的系統電壓上升時的輸出電流的變化的波形圖。
圖4是表示因本發明的實施方式2所涉及的控制裝置的控制而產生的逆變器的輸出電流的變化的波形圖。
圖5是表示因本發明的實施方式3所涉及的控制裝置的控制而產生的逆變器的輸出電流的變化的波形圖。
【具體實施方式】
[0009](實施方式I)
圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的太陽能發電系統10的結構的結構圖。另外，對圖中的相同部分標注相同標號并適當省略其重復的說明，主要針對不同部分進行闡述。
[0010]太陽能發電系統10是與三相交流的電力系統9進行互連的分散型電源系統。太陽能發電系統10以互連點Pc與電力系統9相連接。
[0011]太陽能發電系統10包括:逆變器1、控制裝置2、PV(ph0t0V0ltaic:光電)陣列3、平滑電容器4、電抗器5、電容器6、直流電壓檢測器11、直流電流檢測器12、交流電流檢測器13、交流電壓檢測器14、及過電流保護繼電器15。
[0012]過電流保護繼電器15設置于逆變器I的交流側(輸出側)。另外，過電流保護繼電器15可以設置在太陽能發電系統10的任何位置，也可以設置于電力系統9。若過電流保護繼電器15檢測到逆變器I的輸出電流(系統電流)Iiv超過整定值并成為了過電流，則使切斷輸出電流Iiv的斷路器跳閘。因此，若過電流保護繼電器15進行動作，則太陽能發電系統10停止對電力系統9進行供電。
[0013]PV陣列3是利用太陽光的能量進行發電的PV單元的集合體。PV陣列3將發電得到的直流電提供給逆變器I。
[0014]逆變器I是被PffM(脈寬調制，Pulse Width Modulat1n)控制的逆變器。逆變器I將由PV陣列3發電得到的電力轉換成與電力系統9的系統電壓同步的交流電，并提供給電力系統9。逆變器I由控制裝置2所控制。具體而言，構成逆變器I的功率轉換電路的開關元件被從控制裝置2接收的柵極信號Gt所驅動，從而對逆變器I的輸出進行控制。
[0015]平滑電容器4設置于逆變器I的直流側。平滑電容器4對由PV陣列3提供給逆變器I的直流電進行濾波。
[0016]電抗器5及電容器6構成交流濾波器。交流濾波器抑制由逆變器I輸出的脈動分量。
[0017]直流電壓檢測器11是用于對施加在逆變器I的直流側的直流電壓Vdc進行測量的檢測器。直流電圧檢測器11將檢測到的直流電壓Vdc作為檢測信號輸出至控制裝置2。
[0018]直流電流檢測器12是用于對輸入至逆變器I的直流側的直流電流Idc進行測量的檢測器。直流電流檢測器12將檢測到的直流電流Idc作為檢測信號輸出至控制裝置2。
[0019]交流電流檢測器13是用于對逆變器I的輸出電流Iiv進行測量的檢測器。交流電流檢測器13將檢測到的輸出電流Iiv作為檢測信號輸出至控制裝置2。
[0020]交流電壓檢測器14是用于對電力系統9的系統電壓Vr進行測量的檢測器。交流電壓檢測器14將檢測到的系統電壓Vr作為檢測信號輸出至控制裝置2。
[0021]控制裝置2是對逆變器I進行控制的裝置。具體而言，控制裝置2控制逆變器I的輸出電流Iiv，使其跟蹤預先決定的電流指令值Ir。控制裝置2包括:電量計算部21、MPPT(maximum power point tracker:最大功率點跟蹤器)22、直流電壓控制部23、電流控制部24、PWM控制部25、校正電流指令值計算部26、及加法器27。
[0022]電量計算部21基于直流電壓檢測器11檢測到的直流電壓Vdc及直流電流檢測器12檢測到的直流電流I dc來計算由PV陣列3發電出的直流電量Pdc。電量計算部21將計算得到的直流電量Pdc輸出至MPPT22。
[0023]MPPT22基于電量計算部21計算得到的直流電量Pdc，將表示使直流電壓增加或減少的電壓增減信號Vn輸出至直流電壓控制部23。由此，MPPT22對逆變器I的直流電壓Vdc進行控制(最大功率點跟蹤控制)，使其始終跟蹤成為最大功率的電壓(最大功率點電壓)。
[0024]將由直流電壓檢測器11檢測到的直流電壓Vdc及由MPPT22決定的電壓增減信號Vn輸入至直流電壓控制部23。直流電壓控制部23根據電壓增減信號Vn計算直流電壓指令值Vdcr，該直流電壓指令值Vdcr為針對直流電壓Vdc的指令。直流電壓控制部23將計算得到的直流電壓指令值Vdcr輸出至電流控制部24。
[0025]將由交流電流檢測器13檢測到的輸出電流Iiv及由交流電壓檢測器14檢測到的系統電壓Vr輸入至校正電流指令值計算部26。校正電流指令值計算部26利用下式計算校正電流指令值I c ο校正電流指令值計算部26將計算得到的校正電流指令值I c輸出至加法器27。
[0026]Ic = Vr 1C1S--(I)
此處，‘C’是電容器6的電容，‘s’是拉普拉斯算子。此外，‘Vr’是系統電壓的有效值。
[0027]S卩，校正電流指令值計算部26利用對系統電壓Vr進行微分后的值與電容器6的電容C的乘積來求得校正電流指令值Ic。另外，校正電流指令值Ic也可以在上式中乘上增益等來求得。電容C預先設定于校正電流指令值計算部26。系統電壓Vr是在控制裝置2的計算機所進行的計算處理中將從電力系統9檢測到的系統電壓Vr的采樣值(瞬時值)轉換成有效值的值。
[0028]控制裝置2基于對系統電壓Vr進行微分后的值求得校正電流指令值Ic，從而在系統電壓Vr開始變化的時刻能對電流指令值Ir施加校正。若系統電壓Vr處于穩定狀態(系統電壓Vr的有效值為固定的狀態)，則系統電壓Vr的有效值的微分值為零，因此校正電流指令值Ic也為零。此外，利用電容器6的電容C求得校正電流指令值Ic，從而能對電流指令值Ir施加校正以抵消因電容器6的充放電而導致的輸出電流Iiv的增減。
[0029]將由校正電流指令值計算部26計算得