本發明專利技術涉及具有瞬時電壓降低／停電對策功能的電力變換系統的控制裝置及控制方法。在電力變換系統中，在基于瞬時電壓降低／停電而切換到自足式運行的切換操作期間，抑制了ＰＣＳ交流電壓中的變化。在通常的系統電壓穩定期間，將切換開關２５切換到ＡＰＲ控制電路２２的輸出側、將切換開關４００切換到充放電運行ＰＷＭ指令值準備部２００的輸出側，該電力變換系統以充放電運行方式運行。如果瞬時電壓降低或停電發生，則將切換開關２５切換到自足式運行切換前電流指令值準備部６０的輸出側，并執行恒流放電運行，其中電源響應自足式運行切換前電流指令值準備部６０的電流指令值進行預定時間期間的放電。因此，在預定時間經過之后，切換開關４００被切換到自足式運行ＰＷＭ指令值準備部３０的輸出側，以執行自足式運行。此時，在電力變換系統的ＰＣＳ交流電壓中的變化被抑制。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及具有瞬時電壓降低/停電對策功能的電力變換系統的 控制裝置及控制方法，更具體地，涉及在瞬時電壓降低或停電發生時 將運行方式(模式)從系統互連運行切換為自足式運行的交直流變換 設備的控制裝置及控制方法。
技術介紹
圖2示出了其中裝備了具有瞬時電壓降低和停電對策功能的交直 流變換裝置的電力變換系統的一個例子。在圖2中，l表示由直流/交 流(DC/AC)變換器組成的交直流變換裝置。交直流變換裝置1的直 流側與諸如硫化鈉(NaS)電池、鉛蓄電池、鋰離子電池等和諸如電 解電容、電雙層電容等的電容器的電力存儲部2連接。3表示互連變 壓器。交直流變換裝置l通過該互連變壓器3連接到電力系統4和重 要負荷(負載)5。 6表示插入電流通路中的高速開關，它連接到電力 系統4、互連變壓器3及重要負荷5。應當注意到，電力變換系統(以 下稱為PCS) 10由交直流變換裝置1、電力存儲部2、互連變壓器3 及高速開關6構成。通常，電力從電力系統4供給重要負荷5。然而，如果瞬時電壓 降低和停電發生了，則圖2中的未示出的PCS的控制裝置就打開高速 開關6，從而通過交直流變換裝置1和互連變壓器3將存儲在電力存 儲部2中的電力提供給重要負荷5。根據上述說明的方式，即便瞬時 電壓降低和停電發生了 ，切換控制也能維持對重要負荷5的電力供給。 以下，將如上所述的這種裝置稱為"瞬時電壓降低/停電補償裝置"。圖3示出了在如上所述的"瞬時電壓降低/停電補償裝置"的瞬時電壓降低/停電期間的切換控制的框圖。在圖3中，21表示偏差電路，它取充放電電力指令值和充放電電 力測量值(即圖2中的互連變壓器3的初級(繞組)側(系統側)的電 力檢測值)之間的偏差。22表示將偏差電路21的輸出作為輸入進行 控制使其符合充放電電力指令值的APR控制電路。23表示另一偏差 電路，它取圖2的交直流電流變換裝置1的輸入和輸出的交流檢測值 之間的偏差。24是ACR控制電路，它將偏離電路23的輸出作為其輸 入來準備電流控制的PWM指令值。這些偏差電路21、 23、 APR控制電路22和ACR控制電路24 構成充放電運行PWM指令值準備部20。31表示又一個偏差電路，它取PCS交流電壓有效值指令值和PCS 交流電壓有效值測量值(即圖2的互連變壓器3的初級(繞組)側(系 統側))的電壓檢測值(與重要負荷5相同的系統互連電壓)之間的偏 差。32表示AVR控制電路，它準備PWM指令值來執行符合控制以 使PCS交流電壓有效值與其指令值一致。這些偏差電路31和AVR控制電路32構成自足式運行PWM指 令值準備部30和AVR控制電路32。40表示根據充放電運行/自足式運行而在充放電運行PWM指令 值準備部20和自足式運行PWM指令值準備部30之間切換的切換開 關。50表示基于根據切換開關40而轉換的指令值的、為PWM控制 信號即圖2中所示的交直流變換裝置1的門信號準備的PWM控制部。在圖2和圖3中，執行下述三種運行方式中的任一種"充電運 行"，在此期間將電力系統的電力充到電力存儲部2;"放電運行"， 在此期間將電力存儲部2的電力從電力存儲部2放電；"備用運行"， 在此期間既不充電也不方文電。這里應當注意到，這些"充電運行"、"放電運行"和"備用運 行"統稱為"充放電運行方式，，。在充放電運行方式期間，圖3中的 切換開關40被切換到充放電運行PWM指令值準備部20。控制裝置在接到從外部提供的充放電電力指令值時就執行使準備的充放電運行PWM指令值與電力指令值相符的控制(APR控制)。應當注意到，在 "備用運行"期間，指令值可設為0。另外，在瞬時電壓降低或停電發生的情況下，控制裝置打開在圖 2中所示的高速開關6的通道，將圖3中所示的切換開關40轉換到自 足式運行PWM指令值準備部30，即自足式運行(AVR控制)。自足式 運行表示自足式運行將存儲在電力存儲部2中的電源放電以使PCS交 流電壓的有效值與指令值相符。該控制允許在即使發生瞬時電壓降低 和停電的情況下，也能維持對重要負荷5的電力供給。例如在非專利文獻l中所描述的如圖2中所示的PCSIO，已經眾 所周知。非專利文獻1:具有瞬時電壓降低/停電對策的功能的NAS電池 的PCS， 2006年第3期第22 ~ 25頁)
技術實現思路
本專利技術要解決的任務有必要高速執行到"自足式運行"的切換，以便維持對圖2和圖 3中所示的"瞬時電壓降低/停電補償裝置，，中的重要負荷5的穩定的 電力供給。然而，在執行到"自足式運行"的切換時，如圖4(a)和4(b)所示， 由于充放電運行方式、重要負荷容量、AVR控制的響應特征及根據互 連變壓器3的漏感的感應電動勢而產生初級(繞組)電壓(以下稱為瞬 時互連變壓器3的PCS交流電壓)的變化。這個電壓變化量因諸如在 圖5~圖7所示的"充電運行"、"備用運行"、"放電運行"的充 放電運行方式而有區別。在圖5 圖7中，與圖2相同的部分以與圖2 相似的附圖標記表示。電力存儲部以附圖標記2表示，未在圖中示出。 為了方便說明，在圖5~圖7中省略了電力存儲部2，僅僅用漏感L 來表示互連變壓器3。接著，在下面將說明將方式從充放電運行方式中的任一種切換到6自足式運行時PCS交流電壓的變化。如果瞬時電壓降低/停電如圖5和圖6所示地在充電運行或備用 運行期間發生，則打開高速開關6以將運行方式切換到自足式運行。 在執行從充電運行到自足式運行的切換時，導致流經互連變壓器3的 電流從根據充電電力指令值的充電電流急劇地或突然改變為與重要負 荷容量對應的放電電流。在備用運行時，執行從零電流到與重要負荷 容量對應的放電電流的急劇改變。如上所述，如果流經互連變壓器3的電流突然或急劇改變，就在 充電方向即阻礙對重要負荷的電流供給的方向產生由互連變壓器3的 漏感所引起的感應電動勢VTR。那時的PCS交流電壓Vpcs為VPCS=Vm-VTR，從而比Vm小感應電動勢VTR。這個電壓降^(氐量與流經互連變壓 器3的電流的時間微分量和漏感L的大小成比例。另一方面，如果瞬時電壓降低/停電像圖7中所示地在放電運行 期間發生，就像充電運行或備用運行那樣打開高速開關6以從放電運 行切換到自足式運行。此時，導致流經互連變壓器3的電流從根據放 電電力指令值的充電電流急劇地改變為與重要負荷容量對應的放電電流o例如，當進行從以小于重要負荷容量的放電電力指令值的放電運 行到自足式運行的切換時，交直流變換裝置1的放電電力增加。因此，以與充電運行相同的方式，在充電方向產生因互連變壓器3的漏感L 而導致的感應電動勢VTR。那時的PCS交流電壓v^為Vra=V1NV-VTR，從而降低到比V冊低感應電動勢VTR的值。這個電壓降低量與流經互連變壓器3的電流的時間微分量和漏感L的大小成比例。另一方面，在進行從以大于重要負荷容量的放電電力指令值的放 電運行到自足式運行的切換期間，對交直流變換裝置1的放電電力降 低，使得在放電方向上產生因互連變壓器3的漏感L而導致的感應電動勢Vn。那時的PCS交流電壓Vpcs為vrcs=vINV+vTR，是以比v潔高感應電動勢V^的值。這個電壓改變量與引起流入互連變壓器3的電流 的時間樣i分量和漏感L的大小成比例。另外，當打開高速開關6使運行方式切換為自足式運行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于具有瞬時電壓降低／停電對策功能的電力變換系統的控制裝置，包括： 高速開關，其插入到連接在電力系統和重要負荷之間的電通路； 互連變壓器，其初級繞組側被連接到在高速開關和重要負荷之間的共用連接點； 交直流變換裝置，其交 流側被連接到互連變壓器的次級繞組側，其直流側被連接到電力存儲部，配置為在交流和直流之間進行電力切換；和 控制裝置，在從系統互連運行切換到自足式運行期間執行恒流放電運行，其中電力存儲部的電力以預定的恒流放電預定的時間段以抑制在通過交直流 變換裝置將運行方式改變為自足式運行期間因互連變壓器的漏感而產生的感應電動勢，其中系統互連運行執行以下中的任一種運行：執行將電力系統的電力通過交直流變換裝置充電到電力存儲部的充電運行、將電力系統的電力供給重要負荷而交直流變換裝置處于備用狀態的備用運行或將通過交直流變換裝置放電的電力系統的電力和電力存儲部的電力提供給重要負荷的放電運行，其中在自足式運行中，當瞬時電壓降低或停電發生時，打開高速開關以使電力系統與重要負荷隔離、電力存儲部的電力通過交直流變換裝置放電提供給重要負荷。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：下村潤一，大石覺，鈴木健一，
申請(專利權)人：株式會社明電舍，東京電力株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]
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