系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置
【課題】系統瞬低時において出力電流を継続させつつも共振電流の発生を抑制し、一層の系統安定化を図ることが可能な系統連系用電力変換装置の制御装置を提供する。
【解決手段】出力電流値の設定に用いる電流位相θαβの算出を行う位相算出部２２に位相保持部４４を備え、該位相保持部４４にて系統電圧の電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（例えば１サイクル分）、更新されつつ保持される。出力電流値の設定に際しては、位相値切替部４３及び電圧低下判定部４７等の動作にて、電圧低下異常が生じていない場合には、位相演算部４２から出力される都度抽出の位相情報を出力し、電圧低下異常が生じた場合には、先の位相保持部４４にて保持された位相情報が出力される。
【解決手段】出力電流値の設定に用いる電流位相θαβの算出を行う位相算出部２２に位相保持部４４を備え、該位相保持部４４にて系統電圧の電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（例えば１サイクル分）、更新されつつ保持される。出力電流値の設定に際しては、位相値切替部４３及び電圧低下判定部４７等の動作にて、電圧低下異常が生じていない場合には、位相演算部４２から出力される都度抽出の位相情報を出力し、電圧低下異常が生じた場合には、先の位相保持部４４にて保持された位相情報が出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷の小さい太陽光発電システムが益々注目されており、数百軒程度の街全体で太陽光発電システムを一斉導入するといった新たな試みがなされている。このように比較的狭い地域に集中して多くの太陽光発電システムが電力系統に接続されると、様々な懸念材料が生まれてくる。
【０００３】
太陽光発電システム等の分散電源システムでは、太陽光発電パネル等の発電装置と電力系統との間に電力変換装置、所謂パワーコンディショナ（ＰＣＳ、以下単にパワコンと称す）が設置されている。パワコンは、発電電力を系統周波数に合わせた交流電力に変換するインバータとその制御装置とを備え、電力変換動作に加えて、系統で停電等が生じた場合に個々の分散電源システムを系統から解列させる単独運転防止機能や、瞬時電圧低下時（瞬低時）に先の機能により不要解列するのを防止する瞬低時運転継続機能（ＦＲＴ機能）を備えることが必要とされてきている。該機能は、上記のような太陽光発電システムが集中大量導入された地域においては特に、地域全体の太陽光発電システムが一斉解列することで系統に与える影響が多大となるため、系統安定化を図るためも必要な機能でもある。
【０００４】
また、パワコンでは、系統電圧の基本波電圧位相を検出し、その位相検出に基づいて系統に合わせた交流電力の生成と注入とを行っているが、系統の電圧低下異常時に基本波電圧位相を喪失する虞があり、喪失した状態で交流電力を系統に出力すると、系統や他の電力機器に悪影響を与えてしまう。そのため、例えば特許文献１に開示の電力変換装置（制御装置）のように、基本波電圧位相を系統からその都度検出し、上記のような瞬低を含む電圧低下異常時において、基本波電圧位相の喪失を低減する技術が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５０５６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電力系統にて瞬低が生じてパワコン側で基本波電圧位相を喪失し、それが復帰するまでの期間においては、位相が不安定な状況でその位相に基づいて動作するパワコンと、系統上や系統に接続される電力機器に備えられたリアクトル、コンデンサ等との関係で、非基本波次数の共振電流が系統上の電流に重畳し、継続的に発生する。特に、系統に太陽光発電システムが大量連系された場合では、系統上の共振電流が多大となり、このことで更に需要家の負荷機器の電圧低下による停止、所謂負荷脱落等が加わって共振現象が一層増大し、大量の太陽光発電システムが系統から一斉解列してしまうことが懸念材料となっている。
【０００７】
また、解列の前段階で数サイクルの一時的な動作停止機能（ゲートブロック機能）を追加するような場合、動作停止中の出力電流はゼロとなり、その後の瞬低復帰時の電流ソフトスタートの影響を受けることになる。つまり、該機能が用いられた場合では、瞬低復帰時からの出力電流の立ち上がりが緩やかとなり、瞬低前の状態まで速やかに回復できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、系統瞬低時において出力電流を継続させつつも共振電流の発生を抑制し、一層の系統安定化を図ることができる系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器に対して、前記電力系統でのその時々の電力状況に適切な制御を実施する系統連系用電力変換装置の制御装置であって、前記発電装置の発電電圧に基づいて前記電力変換器の出力電流振幅を設定する出力電流振幅設定手段と、前記電力系統の系統電圧の振幅及び位相情報を都度抽出する系統電圧情報抽出手段と、前記設定した出力電流振幅と前記抽出した位相情報とに基づいて、前記電力変換器の動作を制御すべく該電力変換器の出力電流値を設定する出力電流値設定手段と、前記系統電圧の振幅情報に基づいて電圧低下異常の判定を行う異常判定手段と、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を保持する位相情報保持手段と、前記出力電流値設定手段での前記出力電流値の設定に際し、前記電圧低下異常が生じていない場合には前記抽出した位相情報を適用し、前記電圧低下異常が生じた場合には前記抽出した位相情報に替えて前記保持した位相情報を適用すべく切り替える位相情報切替手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、系統電圧の電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報が保持される。そして、出力電流値設定手段での出力電流値の設定に際し、電圧低下異常が生じていない場合には都度抽出される位相情報が適用され、電圧低下異常が生じた場合には先の保持された位相情報が適用されるように切り替えられる。つまり、電圧低下異常が生じた場合、正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、この制御装置にて制御される電力変換器の動作は正常時と同様に安定したものとなる。結果、電力変換器からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減され、一層の系統安定化に寄与できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を少なくとも１サイクル分保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した位相情報が前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報が少なくとも１サイクル分保持可能とされ、電圧低下異常が生じた場合に、保持した位相情報が出力電流値設定手段に対して順次出力される。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を演算不要で容易に行うことが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を所定個保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した所定個の位相情報に基づいてその時の位相情報を算出しながら前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報が所定個保持可能とされ、電圧低下異常が生じた場合に、保持した所定個の位相情報に基づくその時の位相情報を算出しながら、その算出された位相情報が出力電流値設定手段に対して順次出力される。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を容易に行うことが可能で、保持する位相情報が少なくて済む。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記系統電圧情報抽出手段は、前記系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換器又は瞬時正相変換器によるαβ変換又は瞬時正相変換を用いたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換又は瞬時正相変換が用いられる。これにより、いずれの変換であっても、変換後の出力値が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報切替手段は、前記電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、前記出力電流値設定手段に出力する前記位相情報をその復帰時から遅延手段にて所定時間遅延させて保持態様側から抽出態様側に切り替えることをその要旨とする。
【００１８】
この発明では、電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、出力電流値設定手段に出力する位相情報がその復帰時から所定時間の遅延を経て保持態様側から抽出態様側に切り替えられる。これにより、電圧低下異常からの復帰時に系統上で過渡変化が生じている可能性があるため、その過渡変化が位相情報に反映されることが防止され、電力変換器の出力安定化、一層の系統安定化に寄与できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置とを備えた系統連系用電力変換装置である。
【００２０】
この発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置が用いられることで、電力変換器からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減され、一層の系統安定化に寄与できる系統連系用電力変換装置として提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、系統瞬低時において出力電流を継続させつつも共振電流の発生を抑制でき、一層の系統安定化を図ることができる系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態における太陽光発電システムの構成を示すブロック図。
【図２】同形態における位相算出部の詳細構成を示すブロック図。
【図３】同形態における瞬低時の系統（連系点）電圧及び電流の変化を示す波形図。
【図４】比較例における瞬低時の系統（連系点）電圧及び電流の変化を示す波形図。
【図５】別例における位相算出部を示すブロック図。
【図６】別例における変換器を示すブロック図。
【図７】別例における変換器を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態における太陽光発電システムを示す。太陽光発電システム１０は、太陽光発電パネルＰＶで発電した直流電力を、パワーコンディショナ（パワコン）１１にて系統周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の三相交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統Ｌｓに出力するものである。パワコン１１は、電圧型電流制御方式を採用している。
【００２４】
パワコン１１は、直流−交流電力変換器であるインバータ１２とそれを制御する制御装置１３とを備えている。インバータ１２は、半導体スイッチング素子（図示略）を複数用いた三相ブリッジ回路にて構成されている。インバータ１２には、発電にて得られた太陽光発電パネルＰＶからの直流電力が充電コンデンサ１４を経て入力される。インバータ１２は、制御装置１３によるスイッチング制御（ＰＷＭ制御）に基づいて、入力された直流電力をその時々の電力系統Ｌｓの状況に応じた三相交流電力に変換し、各相の連系リアクトル１５を介して電力系統Ｌｓに出力する。
【００２５】
制御装置１３は、インバータ１２の制御を実施するにあたり、連系リアクトル１５の後段、即ち系統Ｌｓとの連系点における三相の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃを所定サンプリング周期で入力する。系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃは、三相／二相（３Φ／２Φ）変換部２１にて、αβ軸の固定座標系の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβ及び二相電流値Ｉｓα，Ｉｓβにそれぞれ変換される（αβ変換）。
【００２６】
位相算出部２２は、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβを入力し、これらから電圧位相を算出し、算出した電圧位相を電流位相に変換（位相調整）することで、その時々で適切な電流位相θαβの算出を行っている。尚、位相算出部２２の詳細構成は、図２を用いて後述する。位相算出部２２は、算出した電流位相θαβを出力電流値算出部２３に出力する。出力電流値算出部２３には、電流位相θαβとともに指令値切替部２４からの出力電流振幅指令値Ｉｃも入力される。
【００２７】
指令値切替部２４について、第１及び第２入力端子ａ１，ａ２を有し、第１入力端子ａ１には、直流電圧制御部２５からの出力電流振幅指令値が入力される。直流電圧制御部２５は、太陽光発電パネルＰＶとインバータ１２との間に設けられた充電コンデンサ１４の充電電圧Ｖｄｃを該発電パネルＰＶの発電電圧として入力し、充電電圧Ｖｄｃが定常電圧となるようにその時々の出力電流振幅指令値を設定し、設定した指令値を第１入力端子ａ１に出力する。
【００２８】
第２入力端子ａ２には、指令値保持部２６にて保持された出力電流振幅指令値が入力される。指令値保持部２６は、直流電圧制御部２５から出力電流振幅指令値が入力されており、位相算出部２２に備えられる後述の電圧低下判定部４７にて電圧低下異常時と判定された際、その判定信号を保持指令信号として入力し、その時に取得した出力電流振幅指令値の保持を行うとともに、保持したその指令値を第２入力端子ａ２に出力する。
【００２９】
尚、後述の電圧低下判定部４７（図２参照）では、二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβとして入力される系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃから、電力系統Ｌｓにて瞬時電圧低下時（瞬低時）を含む所定レベル以上の電圧低下異常が生じているか否かの判定が行われている。
【００３０】
また、電圧低下異常と判定された判定信号は、切替制御信号として指令値切替部２４の制御端子ａ０に入力される。即ち、電圧低下異常と判定されていない正常時（系統健全時）において、その旨を切替制御信号として入力される指令値切替部２４では第１入力端子ａ１が選択され、直流電圧制御部２５から第１入力端子ａ１を介して入力されるその時々の出力電流振幅指令値が指令値切替部２４の出力電流振幅指令値Ｉｃとして出力電流値算出部２３に出力される。
【００３１】
これに対し、瞬低を含む所定レベル以上の電圧低下異常が生じたと判定されると、その旨を切替制御信号として入力される指令値切替部２４では第２入力端子ａ２が選択される。また同時に、指令値保持部２６にもその異常判定に基づく保持指令信号が入力され、その時の直流電圧制御部２５からの出力電流振幅指令値が指令値保持部２６にて保持されるとともに、第２入力端子ａ２に出力される。そのため、指令値切替部２４では第２入力端子ａ２を介して入力される指令値保持部２６にて保持された出力電流振幅指令値が指令値切替部２４の出力電流振幅指令値Ｉｃとして出力電流値算出部２３に出力される。
【００３２】
出力電流値算出部２３は、入力された出力電流振幅指令値Ｉｃと電流位相θαβとに基づいて、その時々で適切な振幅及び位相の出力電流値の算出を行う。算出された出力電流値は、αβ軸の固定座標系の二相電流値Ｉｃα，Ｉｃβとしてそれぞれ演算器２７ａ，２７ｂに入力される。
【００３３】
演算器２７ａは、指令値に基づく出力電流値算出部２３からの二相電流値Ｉｃαと、実値に基づく三相／二相変換部２１からの二相電流値Ｉｓαとを用いて偏差を演算し、α軸側の演算結果を電圧変換器２８ａに出力する。演算器２７ｂは、指令値に基づく出力電流値算出部２３からの二相電流値Ｉｃβと、実値に基づく三相／二相変換部２１からの二相電流値Ｉｓβとを用いて偏差を演算し、β軸側の演算結果を電圧変換器２８ｂに出力する。
【００３４】
電圧変換器２８ａは、演算器２７ａの演算結果である電流指令値と実値との偏差電流値を電圧値に変換し、α軸側の偏差電圧値として演算器２９ａに出力する。電圧変換器２８ｂは、演算器２７ｂの演算結果である電流指令値と実値との偏差電流値を電圧値に変換し、β軸側の偏差電圧値として演算器２９ｂに出力する。
【００３５】
演算器２９ａは、電圧変換器２８ａからの偏差電圧値を、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓαに反映し、α軸側の出力電圧値Ｖｃαとして二相／三相（２Φ／３Φ）変換部３０に出力する。演算器２９ｂは、電圧変換器２８ｂからの偏差電圧値を、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓβに反映し、β軸側の出力電圧値Ｖｃβとして二相／三相変換部３０に出力する。
【００３６】
二相／三相変換部３０は、αβ軸の固定座標系の二相出力電圧値Ｖｃα，Ｖｃβを三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃに変換する。変換された三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃは、ＰＷＭ制御部３１に出力される。
【００３７】
ＰＷＭ制御部３１は、インバータ１２のＰＷＭ制御を実施する際に用いる制御パルスを設定するものであり、入力された三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃに基づいて制御パルスのオンパルス幅（デューティ）を適切値に決定する。そして、ＰＷＭ制御部３１は、その時々で決定される制御パルスに基づいて、インバータ１２の適切なスイッチング動作を行っている。
【００３８】
次に、位相算出部２２の詳細構造について図２を用いて説明する。
位相算出部２２では、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβが振幅演算部４１及び位相演算部４２にそれぞれ所定サンプリング周期毎に入力される。位相演算部４２は、入力された二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいて電圧位相を算出し、算出した電圧位相を電流位相に変換するといったその時々の電流位相θαβの演算を行い、位相値切替部４３の第１入力端子ｂ１に出力する。
【００３９】
位相値切替部４３は、第１及び第２入力端子ｂ１，ｂ２を有し、第１入力端子ｂ１には、位相演算部４２からの電流位相θαβが入力される。第２入力端子ｂ２には、位相保持部４４にて保持された電流位相θαβが入力される。
【００４０】
位相保持部４４は、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβを入力し、ｍサイクル分（本実施形態では１サイクル、即ち１周期分）の位相情報の更新及び保持を行っている。例えば、位相値切替部４３において第１入力端子ｂ１が選択される場合、位相保持部４４には、位相演算部４２からの電流位相θαβの過去ｍサイクル分の位相情報が順次更新されて保持される。また、位相値切替部４３において第２入力端子ｂ２が選択される場合、第２入力端子ｂ２に切り替わる前までに第１入力端子ｂ１から入力されていた電流位相θαβの過去ｍサイクル分の位相情報が保持され、また位相値切替部４３と位相保持部４４の接続態様から同一情報にて繰り返し更新される。
【００４１】
振幅演算部４１は、入力された二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいてその時々の電圧振幅値｜Ｖ｜、この場合絶対値の演算を行い、振幅変化分算出部４５及び後述の第２判定器４８にそれぞれ出力する。
【００４２】
振幅変化分算出部４５は、今回のサンプリングで算出された電圧振幅値｜Ｖ｜をそのまま演算器４５ａに入力するとともに、１サイクル前（１周期前）のサンプリングで算出された電圧振幅値｜Ｖ｜を入力し、両値の差分から電圧振幅変化分｜ΔＶ｜の算出を行う。算出された電圧振幅変化分｜ΔＶ｜は、第１判定器４６に出力される。
【００４３】
第１判定器４６は、入力された電圧振幅変化分｜ΔＶ｜と予め設定された基準値ΔＶｒｅｆとの比較を行い、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより小であるときは出力信号をＬレベル、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより大となったときには出力信号をＨレベルに切り替える。つまり、第１判定器４６は、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜を用いて、瞬低を含む電圧低下異常が生じたか否かの判定を行っている。第１判定器４６からの出力信号は、電圧低下判定部４７に出力される。
【００４４】
電圧低下判定部４７は、ＲＳフリップフロップにて構成されており、第１判定器４６からの出力信号はＳ端子（セット端子）に入力される。電圧低下判定部４７のＲ端子（リセット端子）には、第２判定器４８の出力信号がアンド回路（ＡＮＤ回路）４９、オンディレイタイマ５０を介して入力される。
【００４５】
第２判定器４８は、入力された電圧振幅値｜Ｖ｜と予め設定された基準値Ｖｒｅｆとの比較を行い、電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより小であるときは出力信号をＬレベル、電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより大となったときには出力信号をＨレベルに切り替える。つまり、第２判定器４８は、電圧振幅値｜Ｖ｜を用いて、瞬低を含む電圧低下異常が生じた後に正常電圧レベルに復帰したか否かの判定を行っている。第２判定器４８からの出力信号は、アンド回路４９に出力される。
【００４６】
アンド回路４９は、２入力型であり、一方の入力端子に第２判定器４８からの出力信号が、他方の入力端子に電圧低下判定部４７からの出力信号がそれぞれ入力される。アンド回路４９の出力信号は、信号伝達を所定時間Ｔｄだけ遅延させるオンディレイタイマ５０を介して電圧低下判定部４７のＲ端子に出力される。そして、電圧低下判定部４７は、このＲ端子と先のＳ端子とに入力される信号に基づいてＱ端子から出力する出力信号の論理を変更し、該出力信号は位相値切替部４３の制御端子ｂ０に出力される。
【００４７】
ここで、電圧低下判定部４７は、初期状態としてＱ端子からＬレベルの出力信号を出力する。これを受け、位相値切替部４３では、第１入力端子ｂ１が選択され、その時々の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいて位相演算部４２から出力される電流位相θαβが出力されるようになっている。つまり、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが正常電圧レベルである場合、このようにして電流位相θαβが位相値切替部４３、即ち位相算出部２２から出力され、出力電流値算出部２３（図１参照）にて出力電流値の設定が行われる。また、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβは、位相保持部４４において過去１サイクル分が更新されつつ保持される。
【００４８】
そして、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃに瞬低等の電圧低下異常が生じて第１判定器４６にて電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより大となると、第１判定器４６の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、電圧低下判定部４７のＳ端子がＨレベルになる。これを受け、電圧低下判定部４７のＱ端子から出力される出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、次にＲ端子がＨレベルになるまで、Ｑ端子から出力される出力信号がＨレベルに維持される。すると、位相値切替部４３では、第１入力端子ｂ１から第２入力端子ｂ２に切り替わり、位相保持部４４にて保持した１サイクル分の電流位相θαβが位相値切替部４３（位相算出部２２）から順次出力されるようになる。
【００４９】
このとき、位相保持部４４にて保持される１サイクル分の電流位相θαβは、瞬低等の電圧低下異常となる直前の正常時（系統健全時）のものであるため、瞬低等の電圧低下異常が生じている期間においても、安定した正常時の電流位相θαβに基づいて出力電流値算出部２３（図１参照）にて出力電流値の設定が行われる。
【００５０】
やがて、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが瞬低等の電圧低下異常から正常電圧レベルまで復帰して第２判定器４８にて電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより大となると、第２判定器４８の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わる。このとき、アンド回路４９に入力される電圧低下判定部４７のＱ端子からの出力信号がＨレベルとなっていることから、第２判定器４８の出力信号がＨレベルになることで、アンド回路４９の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わる。そして、所定時間Ｔｄ経過後、オンディレイタイマ５０の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、電圧低下判定部４７のＲ端子がＨレベルになる。
【００５１】
これを受け、電圧低下判定部４７のＱ端子から出力される出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わり、位相値切替部４３では、第２入力端子ｂ２から第１入力端子ｂ１に切り替わる。位相値切替部４３（位相算出部２２）からは、その時々の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づく電流位相θαβが出力され、出力電流値算出部２３（図１参照）での出力電流値の設定に用いられる。
【００５２】
次に、このように構成された制御装置１３の制御によるパワコン１１の動作（作用）を図１及び図２を参照しつつ説明する。
系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが正常電圧レベルで推移している場合では、インバータ１２の動作を決定する出力電流値算出部２３での出力電流値は、その時々の充電電圧Ｖｄｃに基づいて算出される出力電流振幅指令値と、その時々の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ（二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβ）に基づいて算出される電流位相θαβとを用いて設定される。こうして設定された出力電流値に基づいて動作するインバータ１２により、太陽光発電パネルＰＶで発電した直流電力が電力系統Ｌｓに合った交流電力に適切に変換されて、該系統Ｌｓに出力される。
【００５３】
系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃに瞬低等の電圧低下異常が生じると、その異常と判定された時点（電圧低下判定部４７のＱ端子がＨレベルとなった時点）の出力電流振幅指令値が指令値保持部２６にて保持されるとともに、保持された出力電流振幅指令値が異常判定期間で継続して出力電流値算出部２３に出力されるようになる。また、異常と判定される直前の正常時の電流位相θαβが位相保持部４４にてｍサイクル分（１サイクル分）保持されていることから、正常時の電流位相θαβが異常判定期間で継続して出力電流値算出部２３に出力される。
【００５４】
従って、出力電流値算出部２３では、系統Ｌｓが正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、インバータ１２の動作は正常時と同様に安定したものとなり、インバータ１２からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減される。また本実施形態の手法を用いれば、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃがゼロとなったとしても、位相を喪失しない点で優れている。
【００５５】
ここで、図４は、系統から基本波電圧位相を都度検出して位相喪失の低減を図る仕様のパワコンが使用された時の連系点での系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの変化を示しているが、同図４に示すように、系統上で瞬低が発生すると、非基本波次数の共振電流及び共振電圧が発生するとともに、それが継続してしまう。特に系統にこの仕様のパワコンが大量連系されるような場合、系統上の共振電流及び共振電圧が多大となり、また需要家の負荷脱落等が加わって共振現象の増大を招いて、場合によってはパワコン（太陽光発電システム）が一斉解列する虞がある。
【００５６】
これに対して図３は、本実施形態のパワコン１１の動作に基づく系統電圧（連系点電圧）Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流（連系点電流）Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの変化を示しているが、同図３に示すように、系統Ｌｓ上で瞬低が発生しても、非基本波次数の共振電流及び共振電圧の発生が即座に抑制される。またこのことは、系統Ｌｓにパワコン１１（太陽光発電システム１０）が大量連系されるような場合に特に有効である。
【００５７】
やがて、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが瞬低等の電圧低下異常から正常電圧レベルまで復帰すると、オンディレイタイマ５０の動作により所定時間Ｔｄを経過した後から、位相保持部４４からの電流位相θαβの出力から正常時の位相演算部４２からの電流位相θαβの出力に切り替わる。つまり、復帰時において系統Ｌｓ上で過渡変化が生じている可能性があり、その過渡変化が電流位相θαβに反映されることが防止される。このことは、復帰時のインバータ１２の動作の安定化に寄与するものとなり、図３に示すように、復帰時（瞬低解除時）の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの歪み抑制に寄与できる。
【００５８】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）出力電流値の設定に用いる電流位相θαβの算出を行っている位相算出部２２に位相保持部４４が備えられ、該位相保持部４４にて系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（本形態では１サイクル分）、更新されつつ保持される。そして、出力電流値算出部２３での出力電流値の設定に際し、位相算出部２２の位相値切替部４３及び電圧低下判定部４７等の動作にて、電圧低下異常が生じていない場合には、位相演算部４２から出力される都度抽出の位相情報が適用され、電圧低下異常が生じた場合には、先の位相保持部４４にて保持された位相情報が適用されるようにしている。つまり、電圧低下異常が生じた場合、位相保持部４４にて保持された正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、インバータ１２の動作は正常時と同様に安定したものとなる。結果、インバータ１２（パワコン１１）からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することを低減でき、一層の系統Ｌｓ安定化に寄与することができる。
【００５９】
（２）電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（本形態では１サイクル）分保持可能な位相保持部４４が備えられ、電圧低下異常が生じた場合に、保持したｍサイクル分の位相情報の順次出力が行われている。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を演算不要で容易に行うことができる。
【００６０】
（３）系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換を行う三相／二相変換部２１が用いられている。これにより、変換後の出力値が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことができる。また、αβ変換を用いれば、系統周波数が変化しても正確な位相情報を得ることができる。
【００６１】
（４）電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、出力電流値算出部２３に出力する位相情報がオンディレイタイマ５０の動作にてその復帰時から所定時間Ｔｄの遅延を経て保持態様側から抽出態様側に切り替えるようにしている。これにより、電圧低下異常からの復帰時に系統Ｌｓ上で過渡変化が生じている可能性があるため、その過渡変化が位相情報に反映されることを防止でき、インバータ１２の出力安定化、一層の系統Ｌｓ安定化に寄与することができる。
【００６２】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、位相算出部２２を図２のように構成したが、適宜変更してもよい。例えば、図５に示すような位相算出部２２Ａの構成としてもよい。
【００６３】
図５に示す位相算出部２２Ａは、ｍサイクル分の位相情報を保持する位相保持部４４に替えて、位相記憶部５１、位相カウンタ５２、及び演算器５３を備える。位相記憶部５１は、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβを入力し、所定個（例えば１個）の位相情報の更新及び保持を行う。また、位相記憶部５１は、電圧低下判定部４７からの出力信号が入力され、電圧低下異常判定がなされた旨の出力信号が入力されると、位相値切替部４３が第２入力端子ｂ２に切り替わる直前の第１入力端子ｂ１から入力された正常時の電流位相θαβが例えば１個保持され、電圧低下異常判定がなされている期間中はその更新が禁止される。位相カウンタ５２は、サンプリング毎に系統周波数を考慮した位相変化分を算出する。そして、演算器５３では、位相記憶部５１で記憶される正常時の電流位相θαβに対しその時々のサンプリング毎の位相変化分が加えられ、正常時の位相情報が順次出力可能となっている。このように構成しても、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を容易に行うことができる。また、位相記憶部５１にて保持する位相情報が少なくて済む。
【００６４】
・上記実施形態では、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの振幅及び位相情報の抽出を行うべくαβ変換を行う三相／二相変換部２１を用いたが、その他の変換器を用いてもよい。例えば図６に示すような瞬時正相変換器２１Ａを用いてもよい。
【００６５】
図６に示す瞬時正相変換器２１Ａは、演算器６１ａ〜６１ｄ、遅延部６２ａ〜遅延部６２ｃ、回転演算器６３ａ，６３ｂを備える。第１相系統電圧Ｖｓａは、その実部（Ｒｅ）が演算器６１ａに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ａを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｂに入力される。第２相系統電圧Ｖｓｂは、その実部（Ｒｅ）が演算ａ（＝ｅｊ２π／３）を行う回転演算器６３ａを介して演算器６１ｃに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ｂ、回転演算器６３ａを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｄに入力される。第３相系統電圧Ｖｓｃは、その実部（Ｒｅ）が演算ａ２を行う回転演算器６３ｂを介して演算器６１ｃに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ｃ、回転演算器６３ｂを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｄに入力される。演算器６１ｃ，６１ｄの演算結果は、演算器６１ａ，６１ｂにそれぞれ入力される。そして、演算器６１ａからは、実部側の演算結果として第１電圧値Ｖｓ１が、演算器６１ｂからは虚部側の演算結果として第２電圧値Ｖｓ２がそれぞれ位相算出部２２に出力され、振幅情報を含む第１電圧値Ｖｓ１及び位相情報を含む第２電圧値Ｖｓ２から振幅及び位相情報の抽出が行われる。このような瞬時正相変換器２１Ａを用いても、振幅情報を含む第１電圧値Ｖｓ１が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことができる。
【００６６】
また、先の瞬時正相変換器２１Ａは、三相の系統Ｌｓに対応すべく、三相の電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃを振幅及び位相情報の抽出を行うための第１及び第２電圧値Ｖｓ１，Ｖｓ２に変換するものであったが、図７に示す瞬時正相変換器２１Ｂを用いて、単相の系統に適用できるようにしてもよい。瞬時正相変換器２１Ｂは遅延部６２ａのみを備え、単相電圧Ｖｓの実部（Ｒｅ）が第１電圧値Ｖｓ１として、また１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ａを介した虚部（Ｉｍ）が第２電圧値Ｖｓ２として位相算出部２２に出力され、第１及び第２電圧値Ｖｓ１，Ｖｓ２から振幅及び位相情報の抽出が行われる。これに合わせてインバータ１２を単相インバータに変更する等の構成変更により、パワコン１１が単相系統に適用できるものとなる。
【００６７】
・上記実施形態の位相情報の保持する個数や保持のタイミング等、位相情報の保持態様を適宜変更してもよい。
・上記実施形態の出力電流振幅指令値の保持する個数や保持のタイミング等、出力電流振幅指令値の保持態様を適宜変更してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、電力変換器としてインバータ１２を備えていたが、その他の電力変換器と置換してもよく、その他の電力変換器と組み合わせてもよい。
・上記実施形態では、太陽光発電システム１０のパワコン１１に適用したが、その他の分散電源システムのパワコン、例えば風力発電システム、コージェネレーションシステム等のパワコンに適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１１ パワーコンディショナ（パワコン、系統連系用電力変換装置）
１２ インバータ（電力変換器）
１３ 制御装置
２１ 三相／二相変換部（系統電圧情報抽出手段、αβ変換器）
２１Ａ，２１Ｂ 瞬時正相変換器
２３ 出力電流値算出部（出力電流値設定手段）
２４ 指令値切替部（出力電流振幅設定手段）
２５ 直流電圧制御部（出力電流振幅設定手段）
２６ 指令値保持部（出力電流振幅設定手段）
４１ 振幅演算部（系統電圧情報抽出手段）
４２ 位相演算部（系統電圧情報抽出手段）
４３ 位相値切替部（位相情報切替手段）
４４ 位相保持部（位相情報保持手段）
４６ 第１判定器（異常判定手段）
４７ 電圧低下判定部（異常判定手段、位相情報切替手段）
５０ オンディレイタイマ（遅延手段）
５１ 位相記憶部（位相情報保持手段）
ＰＶ 太陽光発電パネル（発電装置）
Ｌｓ 電力系統
Ｖｄｃ 充電電圧（発電電圧）
Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ 系統電圧
Ｉｃ 出力電流振幅指令値（出力電流振幅、振幅情報）
θαβ 電流位相（位相情報）
Ｔｄ 所定時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷の小さい太陽光発電システムが益々注目されており、数百軒程度の街全体で太陽光発電システムを一斉導入するといった新たな試みがなされている。このように比較的狭い地域に集中して多くの太陽光発電システムが電力系統に接続されると、様々な懸念材料が生まれてくる。
【０００３】
太陽光発電システム等の分散電源システムでは、太陽光発電パネル等の発電装置と電力系統との間に電力変換装置、所謂パワーコンディショナ（ＰＣＳ、以下単にパワコンと称す）が設置されている。パワコンは、発電電力を系統周波数に合わせた交流電力に変換するインバータとその制御装置とを備え、電力変換動作に加えて、系統で停電等が生じた場合に個々の分散電源システムを系統から解列させる単独運転防止機能や、瞬時電圧低下時（瞬低時）に先の機能により不要解列するのを防止する瞬低時運転継続機能（ＦＲＴ機能）を備えることが必要とされてきている。該機能は、上記のような太陽光発電システムが集中大量導入された地域においては特に、地域全体の太陽光発電システムが一斉解列することで系統に与える影響が多大となるため、系統安定化を図るためも必要な機能でもある。
【０００４】
また、パワコンでは、系統電圧の基本波電圧位相を検出し、その位相検出に基づいて系統に合わせた交流電力の生成と注入とを行っているが、系統の電圧低下異常時に基本波電圧位相を喪失する虞があり、喪失した状態で交流電力を系統に出力すると、系統や他の電力機器に悪影響を与えてしまう。そのため、例えば特許文献１に開示の電力変換装置（制御装置）のように、基本波電圧位相を系統からその都度検出し、上記のような瞬低を含む電圧低下異常時において、基本波電圧位相の喪失を低減する技術が考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５０５６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電力系統にて瞬低が生じてパワコン側で基本波電圧位相を喪失し、それが復帰するまでの期間においては、位相が不安定な状況でその位相に基づいて動作するパワコンと、系統上や系統に接続される電力機器に備えられたリアクトル、コンデンサ等との関係で、非基本波次数の共振電流が系統上の電流に重畳し、継続的に発生する。特に、系統に太陽光発電システムが大量連系された場合では、系統上の共振電流が多大となり、このことで更に需要家の負荷機器の電圧低下による停止、所謂負荷脱落等が加わって共振現象が一層増大し、大量の太陽光発電システムが系統から一斉解列してしまうことが懸念材料となっている。
【０００７】
また、解列の前段階で数サイクルの一時的な動作停止機能（ゲートブロック機能）を追加するような場合、動作停止中の出力電流はゼロとなり、その後の瞬低復帰時の電流ソフトスタートの影響を受けることになる。つまり、該機能が用いられた場合では、瞬低復帰時からの出力電流の立ち上がりが緩やかとなり、瞬低前の状態まで速やかに回復できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、系統瞬低時において出力電流を継続させつつも共振電流の発生を抑制し、一層の系統安定化を図ることができる系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器に対して、前記電力系統でのその時々の電力状況に適切な制御を実施する系統連系用電力変換装置の制御装置であって、前記発電装置の発電電圧に基づいて前記電力変換器の出力電流振幅を設定する出力電流振幅設定手段と、前記電力系統の系統電圧の振幅及び位相情報を都度抽出する系統電圧情報抽出手段と、前記設定した出力電流振幅と前記抽出した位相情報とに基づいて、前記電力変換器の動作を制御すべく該電力変換器の出力電流値を設定する出力電流値設定手段と、前記系統電圧の振幅情報に基づいて電圧低下異常の判定を行う異常判定手段と、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を保持する位相情報保持手段と、前記出力電流値設定手段での前記出力電流値の設定に際し、前記電圧低下異常が生じていない場合には前記抽出した位相情報を適用し、前記電圧低下異常が生じた場合には前記抽出した位相情報に替えて前記保持した位相情報を適用すべく切り替える位相情報切替手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、系統電圧の電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報が保持される。そして、出力電流値設定手段での出力電流値の設定に際し、電圧低下異常が生じていない場合には都度抽出される位相情報が適用され、電圧低下異常が生じた場合には先の保持された位相情報が適用されるように切り替えられる。つまり、電圧低下異常が生じた場合、正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、この制御装置にて制御される電力変換器の動作は正常時と同様に安定したものとなる。結果、電力変換器からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減され、一層の系統安定化に寄与できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を少なくとも１サイクル分保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した位相情報が前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報が少なくとも１サイクル分保持可能とされ、電圧低下異常が生じた場合に、保持した位相情報が出力電流値設定手段に対して順次出力される。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を演算不要で容易に行うことが可能となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を所定個保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した所定個の位相情報に基づいてその時の位相情報を算出しながら前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報が所定個保持可能とされ、電圧低下異常が生じた場合に、保持した所定個の位相情報に基づくその時の位相情報を算出しながら、その算出された位相情報が出力電流値設定手段に対して順次出力される。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を容易に行うことが可能で、保持する位相情報が少なくて済む。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記系統電圧情報抽出手段は、前記系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換器又は瞬時正相変換器によるαβ変換又は瞬時正相変換を用いたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換又は瞬時正相変換が用いられる。これにより、いずれの変換であっても、変換後の出力値が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、前記位相情報切替手段は、前記電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、前記出力電流値設定手段に出力する前記位相情報をその復帰時から遅延手段にて所定時間遅延させて保持態様側から抽出態様側に切り替えることをその要旨とする。
【００１８】
この発明では、電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、出力電流値設定手段に出力する位相情報がその復帰時から所定時間の遅延を経て保持態様側から抽出態様側に切り替えられる。これにより、電圧低下異常からの復帰時に系統上で過渡変化が生じている可能性があるため、その過渡変化が位相情報に反映されることが防止され、電力変換器の出力安定化、一層の系統安定化に寄与できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置とを備えた系統連系用電力変換装置である。
【００２０】
この発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置が用いられることで、電力変換器からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減され、一層の系統安定化に寄与できる系統連系用電力変換装置として提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、系統瞬低時において出力電流を継続させつつも共振電流の発生を抑制でき、一層の系統安定化を図ることができる系統連系用電力変換装置の制御装置、及び系統連系用電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態における太陽光発電システムの構成を示すブロック図。
【図２】同形態における位相算出部の詳細構成を示すブロック図。
【図３】同形態における瞬低時の系統（連系点）電圧及び電流の変化を示す波形図。
【図４】比較例における瞬低時の系統（連系点）電圧及び電流の変化を示す波形図。
【図５】別例における位相算出部を示すブロック図。
【図６】別例における変換器を示すブロック図。
【図７】別例における変換器を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態における太陽光発電システムを示す。太陽光発電システム１０は、太陽光発電パネルＰＶで発電した直流電力を、パワーコンディショナ（パワコン）１１にて系統周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）の三相交流電力に変換し、変換した交流電力を商用電力系統Ｌｓに出力するものである。パワコン１１は、電圧型電流制御方式を採用している。
【００２４】
パワコン１１は、直流−交流電力変換器であるインバータ１２とそれを制御する制御装置１３とを備えている。インバータ１２は、半導体スイッチング素子（図示略）を複数用いた三相ブリッジ回路にて構成されている。インバータ１２には、発電にて得られた太陽光発電パネルＰＶからの直流電力が充電コンデンサ１４を経て入力される。インバータ１２は、制御装置１３によるスイッチング制御（ＰＷＭ制御）に基づいて、入力された直流電力をその時々の電力系統Ｌｓの状況に応じた三相交流電力に変換し、各相の連系リアクトル１５を介して電力系統Ｌｓに出力する。
【００２５】
制御装置１３は、インバータ１２の制御を実施するにあたり、連系リアクトル１５の後段、即ち系統Ｌｓとの連系点における三相の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃを所定サンプリング周期で入力する。系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃは、三相／二相（３Φ／２Φ）変換部２１にて、αβ軸の固定座標系の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβ及び二相電流値Ｉｓα，Ｉｓβにそれぞれ変換される（αβ変換）。
【００２６】
位相算出部２２は、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβを入力し、これらから電圧位相を算出し、算出した電圧位相を電流位相に変換（位相調整）することで、その時々で適切な電流位相θαβの算出を行っている。尚、位相算出部２２の詳細構成は、図２を用いて後述する。位相算出部２２は、算出した電流位相θαβを出力電流値算出部２３に出力する。出力電流値算出部２３には、電流位相θαβとともに指令値切替部２４からの出力電流振幅指令値Ｉｃも入力される。
【００２７】
指令値切替部２４について、第１及び第２入力端子ａ１，ａ２を有し、第１入力端子ａ１には、直流電圧制御部２５からの出力電流振幅指令値が入力される。直流電圧制御部２５は、太陽光発電パネルＰＶとインバータ１２との間に設けられた充電コンデンサ１４の充電電圧Ｖｄｃを該発電パネルＰＶの発電電圧として入力し、充電電圧Ｖｄｃが定常電圧となるようにその時々の出力電流振幅指令値を設定し、設定した指令値を第１入力端子ａ１に出力する。
【００２８】
第２入力端子ａ２には、指令値保持部２６にて保持された出力電流振幅指令値が入力される。指令値保持部２６は、直流電圧制御部２５から出力電流振幅指令値が入力されており、位相算出部２２に備えられる後述の電圧低下判定部４７にて電圧低下異常時と判定された際、その判定信号を保持指令信号として入力し、その時に取得した出力電流振幅指令値の保持を行うとともに、保持したその指令値を第２入力端子ａ２に出力する。
【００２９】
尚、後述の電圧低下判定部４７（図２参照）では、二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβとして入力される系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃから、電力系統Ｌｓにて瞬時電圧低下時（瞬低時）を含む所定レベル以上の電圧低下異常が生じているか否かの判定が行われている。
【００３０】
また、電圧低下異常と判定された判定信号は、切替制御信号として指令値切替部２４の制御端子ａ０に入力される。即ち、電圧低下異常と判定されていない正常時（系統健全時）において、その旨を切替制御信号として入力される指令値切替部２４では第１入力端子ａ１が選択され、直流電圧制御部２５から第１入力端子ａ１を介して入力されるその時々の出力電流振幅指令値が指令値切替部２４の出力電流振幅指令値Ｉｃとして出力電流値算出部２３に出力される。
【００３１】
これに対し、瞬低を含む所定レベル以上の電圧低下異常が生じたと判定されると、その旨を切替制御信号として入力される指令値切替部２４では第２入力端子ａ２が選択される。また同時に、指令値保持部２６にもその異常判定に基づく保持指令信号が入力され、その時の直流電圧制御部２５からの出力電流振幅指令値が指令値保持部２６にて保持されるとともに、第２入力端子ａ２に出力される。そのため、指令値切替部２４では第２入力端子ａ２を介して入力される指令値保持部２６にて保持された出力電流振幅指令値が指令値切替部２４の出力電流振幅指令値Ｉｃとして出力電流値算出部２３に出力される。
【００３２】
出力電流値算出部２３は、入力された出力電流振幅指令値Ｉｃと電流位相θαβとに基づいて、その時々で適切な振幅及び位相の出力電流値の算出を行う。算出された出力電流値は、αβ軸の固定座標系の二相電流値Ｉｃα，Ｉｃβとしてそれぞれ演算器２７ａ，２７ｂに入力される。
【００３３】
演算器２７ａは、指令値に基づく出力電流値算出部２３からの二相電流値Ｉｃαと、実値に基づく三相／二相変換部２１からの二相電流値Ｉｓαとを用いて偏差を演算し、α軸側の演算結果を電圧変換器２８ａに出力する。演算器２７ｂは、指令値に基づく出力電流値算出部２３からの二相電流値Ｉｃβと、実値に基づく三相／二相変換部２１からの二相電流値Ｉｓβとを用いて偏差を演算し、β軸側の演算結果を電圧変換器２８ｂに出力する。
【００３４】
電圧変換器２８ａは、演算器２７ａの演算結果である電流指令値と実値との偏差電流値を電圧値に変換し、α軸側の偏差電圧値として演算器２９ａに出力する。電圧変換器２８ｂは、演算器２７ｂの演算結果である電流指令値と実値との偏差電流値を電圧値に変換し、β軸側の偏差電圧値として演算器２９ｂに出力する。
【００３５】
演算器２９ａは、電圧変換器２８ａからの偏差電圧値を、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓαに反映し、α軸側の出力電圧値Ｖｃαとして二相／三相（２Φ／３Φ）変換部３０に出力する。演算器２９ｂは、電圧変換器２８ｂからの偏差電圧値を、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓβに反映し、β軸側の出力電圧値Ｖｃβとして二相／三相変換部３０に出力する。
【００３６】
二相／三相変換部３０は、αβ軸の固定座標系の二相出力電圧値Ｖｃα，Ｖｃβを三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃに変換する。変換された三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃは、ＰＷＭ制御部３１に出力される。
【００３７】
ＰＷＭ制御部３１は、インバータ１２のＰＷＭ制御を実施する際に用いる制御パルスを設定するものであり、入力された三相出力電圧値Ｖｃａ，Ｖｃｂ，Ｖｃｃに基づいて制御パルスのオンパルス幅（デューティ）を適切値に決定する。そして、ＰＷＭ制御部３１は、その時々で決定される制御パルスに基づいて、インバータ１２の適切なスイッチング動作を行っている。
【００３８】
次に、位相算出部２２の詳細構造について図２を用いて説明する。
位相算出部２２では、三相／二相変換部２１からの二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβが振幅演算部４１及び位相演算部４２にそれぞれ所定サンプリング周期毎に入力される。位相演算部４２は、入力された二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいて電圧位相を算出し、算出した電圧位相を電流位相に変換するといったその時々の電流位相θαβの演算を行い、位相値切替部４３の第１入力端子ｂ１に出力する。
【００３９】
位相値切替部４３は、第１及び第２入力端子ｂ１，ｂ２を有し、第１入力端子ｂ１には、位相演算部４２からの電流位相θαβが入力される。第２入力端子ｂ２には、位相保持部４４にて保持された電流位相θαβが入力される。
【００４０】
位相保持部４４は、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβを入力し、ｍサイクル分（本実施形態では１サイクル、即ち１周期分）の位相情報の更新及び保持を行っている。例えば、位相値切替部４３において第１入力端子ｂ１が選択される場合、位相保持部４４には、位相演算部４２からの電流位相θαβの過去ｍサイクル分の位相情報が順次更新されて保持される。また、位相値切替部４３において第２入力端子ｂ２が選択される場合、第２入力端子ｂ２に切り替わる前までに第１入力端子ｂ１から入力されていた電流位相θαβの過去ｍサイクル分の位相情報が保持され、また位相値切替部４３と位相保持部４４の接続態様から同一情報にて繰り返し更新される。
【００４１】
振幅演算部４１は、入力された二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいてその時々の電圧振幅値｜Ｖ｜、この場合絶対値の演算を行い、振幅変化分算出部４５及び後述の第２判定器４８にそれぞれ出力する。
【００４２】
振幅変化分算出部４５は、今回のサンプリングで算出された電圧振幅値｜Ｖ｜をそのまま演算器４５ａに入力するとともに、１サイクル前（１周期前）のサンプリングで算出された電圧振幅値｜Ｖ｜を入力し、両値の差分から電圧振幅変化分｜ΔＶ｜の算出を行う。算出された電圧振幅変化分｜ΔＶ｜は、第１判定器４６に出力される。
【００４３】
第１判定器４６は、入力された電圧振幅変化分｜ΔＶ｜と予め設定された基準値ΔＶｒｅｆとの比較を行い、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより小であるときは出力信号をＬレベル、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより大となったときには出力信号をＨレベルに切り替える。つまり、第１判定器４６は、電圧振幅変化分｜ΔＶ｜を用いて、瞬低を含む電圧低下異常が生じたか否かの判定を行っている。第１判定器４６からの出力信号は、電圧低下判定部４７に出力される。
【００４４】
電圧低下判定部４７は、ＲＳフリップフロップにて構成されており、第１判定器４６からの出力信号はＳ端子（セット端子）に入力される。電圧低下判定部４７のＲ端子（リセット端子）には、第２判定器４８の出力信号がアンド回路（ＡＮＤ回路）４９、オンディレイタイマ５０を介して入力される。
【００４５】
第２判定器４８は、入力された電圧振幅値｜Ｖ｜と予め設定された基準値Ｖｒｅｆとの比較を行い、電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより小であるときは出力信号をＬレベル、電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより大となったときには出力信号をＨレベルに切り替える。つまり、第２判定器４８は、電圧振幅値｜Ｖ｜を用いて、瞬低を含む電圧低下異常が生じた後に正常電圧レベルに復帰したか否かの判定を行っている。第２判定器４８からの出力信号は、アンド回路４９に出力される。
【００４６】
アンド回路４９は、２入力型であり、一方の入力端子に第２判定器４８からの出力信号が、他方の入力端子に電圧低下判定部４７からの出力信号がそれぞれ入力される。アンド回路４９の出力信号は、信号伝達を所定時間Ｔｄだけ遅延させるオンディレイタイマ５０を介して電圧低下判定部４７のＲ端子に出力される。そして、電圧低下判定部４７は、このＲ端子と先のＳ端子とに入力される信号に基づいてＱ端子から出力する出力信号の論理を変更し、該出力信号は位相値切替部４３の制御端子ｂ０に出力される。
【００４７】
ここで、電圧低下判定部４７は、初期状態としてＱ端子からＬレベルの出力信号を出力する。これを受け、位相値切替部４３では、第１入力端子ｂ１が選択され、その時々の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づいて位相演算部４２から出力される電流位相θαβが出力されるようになっている。つまり、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが正常電圧レベルである場合、このようにして電流位相θαβが位相値切替部４３、即ち位相算出部２２から出力され、出力電流値算出部２３（図１参照）にて出力電流値の設定が行われる。また、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβは、位相保持部４４において過去１サイクル分が更新されつつ保持される。
【００４８】
そして、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃに瞬低等の電圧低下異常が生じて第１判定器４６にて電圧振幅変化分｜ΔＶ｜が基準値ΔＶｒｅｆより大となると、第１判定器４６の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、電圧低下判定部４７のＳ端子がＨレベルになる。これを受け、電圧低下判定部４７のＱ端子から出力される出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、次にＲ端子がＨレベルになるまで、Ｑ端子から出力される出力信号がＨレベルに維持される。すると、位相値切替部４３では、第１入力端子ｂ１から第２入力端子ｂ２に切り替わり、位相保持部４４にて保持した１サイクル分の電流位相θαβが位相値切替部４３（位相算出部２２）から順次出力されるようになる。
【００４９】
このとき、位相保持部４４にて保持される１サイクル分の電流位相θαβは、瞬低等の電圧低下異常となる直前の正常時（系統健全時）のものであるため、瞬低等の電圧低下異常が生じている期間においても、安定した正常時の電流位相θαβに基づいて出力電流値算出部２３（図１参照）にて出力電流値の設定が行われる。
【００５０】
やがて、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが瞬低等の電圧低下異常から正常電圧レベルまで復帰して第２判定器４８にて電圧振幅値｜Ｖ｜が基準値Ｖｒｅｆより大となると、第２判定器４８の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わる。このとき、アンド回路４９に入力される電圧低下判定部４７のＱ端子からの出力信号がＨレベルとなっていることから、第２判定器４８の出力信号がＨレベルになることで、アンド回路４９の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わる。そして、所定時間Ｔｄ経過後、オンディレイタイマ５０の出力信号がＬレベルからＨレベルに切り替わり、電圧低下判定部４７のＲ端子がＨレベルになる。
【００５１】
これを受け、電圧低下判定部４７のＱ端子から出力される出力信号がＨレベルからＬレベルに切り替わり、位相値切替部４３では、第２入力端子ｂ２から第１入力端子ｂ１に切り替わる。位相値切替部４３（位相算出部２２）からは、その時々の二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβに基づく電流位相θαβが出力され、出力電流値算出部２３（図１参照）での出力電流値の設定に用いられる。
【００５２】
次に、このように構成された制御装置１３の制御によるパワコン１１の動作（作用）を図１及び図２を参照しつつ説明する。
系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが正常電圧レベルで推移している場合では、インバータ１２の動作を決定する出力電流値算出部２３での出力電流値は、その時々の充電電圧Ｖｄｃに基づいて算出される出力電流振幅指令値と、その時々の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ（二相電圧値Ｖｓα，Ｖｓβ）に基づいて算出される電流位相θαβとを用いて設定される。こうして設定された出力電流値に基づいて動作するインバータ１２により、太陽光発電パネルＰＶで発電した直流電力が電力系統Ｌｓに合った交流電力に適切に変換されて、該系統Ｌｓに出力される。
【００５３】
系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃに瞬低等の電圧低下異常が生じると、その異常と判定された時点（電圧低下判定部４７のＱ端子がＨレベルとなった時点）の出力電流振幅指令値が指令値保持部２６にて保持されるとともに、保持された出力電流振幅指令値が異常判定期間で継続して出力電流値算出部２３に出力されるようになる。また、異常と判定される直前の正常時の電流位相θαβが位相保持部４４にてｍサイクル分（１サイクル分）保持されていることから、正常時の電流位相θαβが異常判定期間で継続して出力電流値算出部２３に出力される。
【００５４】
従って、出力電流値算出部２３では、系統Ｌｓが正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、インバータ１２の動作は正常時と同様に安定したものとなり、インバータ１２からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することが低減される。また本実施形態の手法を用いれば、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃがゼロとなったとしても、位相を喪失しない点で優れている。
【００５５】
ここで、図４は、系統から基本波電圧位相を都度検出して位相喪失の低減を図る仕様のパワコンが使用された時の連系点での系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの変化を示しているが、同図４に示すように、系統上で瞬低が発生すると、非基本波次数の共振電流及び共振電圧が発生するとともに、それが継続してしまう。特に系統にこの仕様のパワコンが大量連系されるような場合、系統上の共振電流及び共振電圧が多大となり、また需要家の負荷脱落等が加わって共振現象の増大を招いて、場合によってはパワコン（太陽光発電システム）が一斉解列する虞がある。
【００５６】
これに対して図３は、本実施形態のパワコン１１の動作に基づく系統電圧（連系点電圧）Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流（連系点電流）Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの変化を示しているが、同図３に示すように、系統Ｌｓ上で瞬低が発生しても、非基本波次数の共振電流及び共振電圧の発生が即座に抑制される。またこのことは、系統Ｌｓにパワコン１１（太陽光発電システム１０）が大量連系されるような場合に特に有効である。
【００５７】
やがて、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃが瞬低等の電圧低下異常から正常電圧レベルまで復帰すると、オンディレイタイマ５０の動作により所定時間Ｔｄを経過した後から、位相保持部４４からの電流位相θαβの出力から正常時の位相演算部４２からの電流位相θαβの出力に切り替わる。つまり、復帰時において系統Ｌｓ上で過渡変化が生じている可能性があり、その過渡変化が電流位相θαβに反映されることが防止される。このことは、復帰時のインバータ１２の動作の安定化に寄与するものとなり、図３に示すように、復帰時（瞬低解除時）の系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ及び系統電流Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃの歪み抑制に寄与できる。
【００５８】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）出力電流値の設定に用いる電流位相θαβの算出を行っている位相算出部２２に位相保持部４４が備えられ、該位相保持部４４にて系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの電圧低下異常が判定される時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（本形態では１サイクル分）、更新されつつ保持される。そして、出力電流値算出部２３での出力電流値の設定に際し、位相算出部２２の位相値切替部４３及び電圧低下判定部４７等の動作にて、電圧低下異常が生じていない場合には、位相演算部４２から出力される都度抽出の位相情報が適用され、電圧低下異常が生じた場合には、先の位相保持部４４にて保持された位相情報が適用されるようにしている。つまり、電圧低下異常が生じた場合、位相保持部４４にて保持された正常時の安定した位相情報を用いて出力電流値が設定されるため、インバータ１２の動作は正常時と同様に安定したものとなる。結果、インバータ１２（パワコン１１）からの出力電流に非基本波次数の共振電流が発生することを低減でき、一層の系統Ｌｓ安定化に寄与することができる。
【００５９】
（２）電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報がｍサイクル分（本形態では１サイクル）分保持可能な位相保持部４４が備えられ、電圧低下異常が生じた場合に、保持したｍサイクル分の位相情報の順次出力が行われている。これにより、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を演算不要で容易に行うことができる。
【００６０】
（３）系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換を行う三相／二相変換部２１が用いられている。これにより、変換後の出力値が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことができる。また、αβ変換を用いれば、系統周波数が変化しても正確な位相情報を得ることができる。
【００６１】
（４）電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、出力電流値算出部２３に出力する位相情報がオンディレイタイマ５０の動作にてその復帰時から所定時間Ｔｄの遅延を経て保持態様側から抽出態様側に切り替えるようにしている。これにより、電圧低下異常からの復帰時に系統Ｌｓ上で過渡変化が生じている可能性があるため、その過渡変化が位相情報に反映されることを防止でき、インバータ１２の出力安定化、一層の系統Ｌｓ安定化に寄与することができる。
【００６２】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、位相算出部２２を図２のように構成したが、適宜変更してもよい。例えば、図５に示すような位相算出部２２Ａの構成としてもよい。
【００６３】
図５に示す位相算出部２２Ａは、ｍサイクル分の位相情報を保持する位相保持部４４に替えて、位相記憶部５１、位相カウンタ５２、及び演算器５３を備える。位相記憶部５１は、位相値切替部４３から出力される電流位相θαβを入力し、所定個（例えば１個）の位相情報の更新及び保持を行う。また、位相記憶部５１は、電圧低下判定部４７からの出力信号が入力され、電圧低下異常判定がなされた旨の出力信号が入力されると、位相値切替部４３が第２入力端子ｂ２に切り替わる直前の第１入力端子ｂ１から入力された正常時の電流位相θαβが例えば１個保持され、電圧低下異常判定がなされている期間中はその更新が禁止される。位相カウンタ５２は、サンプリング毎に系統周波数を考慮した位相変化分を算出する。そして、演算器５３では、位相記憶部５１で記憶される正常時の電流位相θαβに対しその時々のサンプリング毎の位相変化分が加えられ、正常時の位相情報が順次出力可能となっている。このように構成しても、電圧低下異常が生じた場合の適切な位相情報の出力を容易に行うことができる。また、位相記憶部５１にて保持する位相情報が少なくて済む。
【００６４】
・上記実施形態では、系統電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃの振幅及び位相情報の抽出を行うべくαβ変換を行う三相／二相変換部２１を用いたが、その他の変換器を用いてもよい。例えば図６に示すような瞬時正相変換器２１Ａを用いてもよい。
【００６５】
図６に示す瞬時正相変換器２１Ａは、演算器６１ａ〜６１ｄ、遅延部６２ａ〜遅延部６２ｃ、回転演算器６３ａ，６３ｂを備える。第１相系統電圧Ｖｓａは、その実部（Ｒｅ）が演算器６１ａに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ａを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｂに入力される。第２相系統電圧Ｖｓｂは、その実部（Ｒｅ）が演算ａ（＝ｅｊ２π／３）を行う回転演算器６３ａを介して演算器６１ｃに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ｂ、回転演算器６３ａを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｄに入力される。第３相系統電圧Ｖｓｃは、その実部（Ｒｅ）が演算ａ２を行う回転演算器６３ｂを介して演算器６１ｃに入力されるとともに、同実部（Ｒｅ）が１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ｃ、回転演算器６３ｂを介して虚部（Ｉｍ）として演算器６１ｄに入力される。演算器６１ｃ，６１ｄの演算結果は、演算器６１ａ，６１ｂにそれぞれ入力される。そして、演算器６１ａからは、実部側の演算結果として第１電圧値Ｖｓ１が、演算器６１ｂからは虚部側の演算結果として第２電圧値Ｖｓ２がそれぞれ位相算出部２２に出力され、振幅情報を含む第１電圧値Ｖｓ１及び位相情報を含む第２電圧値Ｖｓ２から振幅及び位相情報の抽出が行われる。このような瞬時正相変換器２１Ａを用いても、振幅情報を含む第１電圧値Ｖｓ１が瞬低等の電圧低下異常にて瞬時に変化するため、瞬低等を含む電圧低下異常の判定をより確実に行うことができる。
【００６６】
また、先の瞬時正相変換器２１Ａは、三相の系統Ｌｓに対応すべく、三相の電圧Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃを振幅及び位相情報の抽出を行うための第１及び第２電圧値Ｖｓ１，Ｖｓ２に変換するものであったが、図７に示す瞬時正相変換器２１Ｂを用いて、単相の系統に適用できるようにしてもよい。瞬時正相変換器２１Ｂは遅延部６２ａのみを備え、単相電圧Ｖｓの実部（Ｒｅ）が第１電圧値Ｖｓ１として、また１／４サイクル遅延を行う遅延部６２ａを介した虚部（Ｉｍ）が第２電圧値Ｖｓ２として位相算出部２２に出力され、第１及び第２電圧値Ｖｓ１，Ｖｓ２から振幅及び位相情報の抽出が行われる。これに合わせてインバータ１２を単相インバータに変更する等の構成変更により、パワコン１１が単相系統に適用できるものとなる。
【００６７】
・上記実施形態の位相情報の保持する個数や保持のタイミング等、位相情報の保持態様を適宜変更してもよい。
・上記実施形態の出力電流振幅指令値の保持する個数や保持のタイミング等、出力電流振幅指令値の保持態様を適宜変更してもよい。
【００６８】
・上記実施形態では、電力変換器としてインバータ１２を備えていたが、その他の電力変換器と置換してもよく、その他の電力変換器と組み合わせてもよい。
・上記実施形態では、太陽光発電システム１０のパワコン１１に適用したが、その他の分散電源システムのパワコン、例えば風力発電システム、コージェネレーションシステム等のパワコンに適用してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１１ パワーコンディショナ（パワコン、系統連系用電力変換装置）
１２ インバータ（電力変換器）
１３ 制御装置
２１ 三相／二相変換部（系統電圧情報抽出手段、αβ変換器）
２１Ａ，２１Ｂ 瞬時正相変換器
２３ 出力電流値算出部（出力電流値設定手段）
２４ 指令値切替部（出力電流振幅設定手段）
２５ 直流電圧制御部（出力電流振幅設定手段）
２６ 指令値保持部（出力電流振幅設定手段）
４１ 振幅演算部（系統電圧情報抽出手段）
４２ 位相演算部（系統電圧情報抽出手段）
４３ 位相値切替部（位相情報切替手段）
４４ 位相保持部（位相情報保持手段）
４６ 第１判定器（異常判定手段）
４７ 電圧低下判定部（異常判定手段、位相情報切替手段）
５０ オンディレイタイマ（遅延手段）
５１ 位相記憶部（位相情報保持手段）
ＰＶ 太陽光発電パネル（発電装置）
Ｌｓ 電力系統
Ｖｄｃ 充電電圧（発電電圧）
Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ 系統電圧
Ｉｃ 出力電流振幅指令値（出力電流振幅、振幅情報）
θαβ 電流位相（位相情報）
Ｔｄ 所定時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器に対して、前記電力系統でのその時々の電力状況に適切な制御を実施する系統連系用電力変換装置の制御装置であって、
前記発電装置の発電電圧に基づいて前記電力変換器の出力電流振幅を設定する出力電流振幅設定手段と、
前記電力系統の系統電圧の振幅及び位相情報を都度抽出する系統電圧情報抽出手段と、
前記設定した出力電流振幅と前記抽出した位相情報とに基づいて、前記電力変換器の動作を制御すべく該電力変換器の出力電流値を設定する出力電流値設定手段と、
前記系統電圧の振幅情報に基づいて電圧低下異常の判定を行う異常判定手段と、
前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を保持する位相情報保持手段と、
前記出力電流値設定手段での前記出力電流値の設定に際し、前記電圧低下異常が生じていない場合には前記抽出した位相情報を適用し、前記電圧低下異常が生じた場合には前記抽出した位相情報に替えて前記保持した位相情報を適用すべく切り替える位相情報切替手段と
を備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を少なくとも１サイクル分保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した位相情報が前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を所定個保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した所定個の位相情報に基づいてその時の位相情報を算出しながら前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記系統電圧情報抽出手段は、前記系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換器又は瞬時正相変換器によるαβ変換又は瞬時正相変換を用いたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報切替手段は、前記電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、前記出力電流値設定手段に出力する前記位相情報をその復帰時から遅延手段にて所定時間遅延させて保持態様側から抽出態様側に切り替えることを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項６】
発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置とを備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置。
【請求項１】
発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器に対して、前記電力系統でのその時々の電力状況に適切な制御を実施する系統連系用電力変換装置の制御装置であって、
前記発電装置の発電電圧に基づいて前記電力変換器の出力電流振幅を設定する出力電流振幅設定手段と、
前記電力系統の系統電圧の振幅及び位相情報を都度抽出する系統電圧情報抽出手段と、
前記設定した出力電流振幅と前記抽出した位相情報とに基づいて、前記電力変換器の動作を制御すべく該電力変換器の出力電流値を設定する出力電流値設定手段と、
前記系統電圧の振幅情報に基づいて電圧低下異常の判定を行う異常判定手段と、
前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を保持する位相情報保持手段と、
前記出力電流値設定手段での前記出力電流値の設定に際し、前記電圧低下異常が生じていない場合には前記抽出した位相情報を適用し、前記電圧低下異常が生じた場合には前記抽出した位相情報に替えて前記保持した位相情報を適用すべく切り替える位相情報切替手段と
を備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を少なくとも１サイクル分保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した位相情報が前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報保持手段は、前記電圧低下異常の判定時までの正常時の位相情報を所定個保持し、前記電圧低下異常が生じた場合に、前記保持した所定個の位相情報に基づいてその時の位相情報を算出しながら前記出力電流値設定手段に対して順次出力されるように構成されたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記系統電圧情報抽出手段は、前記系統電圧の振幅及び位相情報の抽出に際し、αβ変換器又は瞬時正相変換器によるαβ変換又は瞬時正相変換を用いたことを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連系用電力変換装置の制御装置において、
前記位相情報切替手段は、前記電圧低下異常が判定された後に正常状態に復帰する際、前記出力電流値設定手段に出力する前記位相情報をその復帰時から遅延手段にて所定時間遅延させて保持態様側から抽出態様側に切り替えることを特徴とする系統連系用電力変換装置の制御装置。
【請求項６】
発電装置にて発電された発電電力を電力系統に出力可能な交流電力に変換動作する電力変換器と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置とを備えたことを特徴とする系統連系用電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８５３６４（Ｐ２０１３−８５３６４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３１９０（Ｐ２０１１−２２３１９０）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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