專利名稱：具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的 控制裝置及控制方法，更具體地，涉及在瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生時(shí) 將運(yùn)行方式(模式)從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換為自足式運(yùn)行的交直流變換 設(shè)備的控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
圖2示出了其中裝備了具有瞬時(shí)電壓降低和停電對(duì)策功能的交直 流變換裝置的電力變換系統(tǒng)的一個(gè)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(cè)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(chǔ)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(tǒng)4和重 要負(fù)荷(負(fù)載)5。 6表示插入電流通路中的高速開關(guān)，它連接到電力 系統(tǒng)4、互連變壓器3及重要負(fù)荷5。應(yīng)當(dāng)注意到，電力變換系統(tǒng)(以 下稱為PCS) 10由交直流變換裝置1、電力存儲(chǔ)部2、互連變壓器3 及高速開關(guān)6構(gòu)成。
通常，電力從電力系統(tǒng)4供給重要負(fù)荷5。然而，如果瞬時(shí)電壓 降低和停電發(fā)生了，則圖2中的未示出的PCS的控制裝置就打開高速 開關(guān)6，從而通過交直流變換裝置1和互連變壓器3將存儲(chǔ)在電力存 儲(chǔ)部2中的電力提供給重要負(fù)荷5。根據(jù)上述說明的方式，即便瞬時(shí) 電壓降低和停電發(fā)生了 ，切換控制也能維持對(duì)重要負(fù)荷5的電力供給。 以下，將如上所述的這種裝置稱為"瞬時(shí)電壓降低/停電補(bǔ)償裝置"。
圖3示出了在如上所述的"瞬時(shí)電壓降低/停電補(bǔ)償裝置"的瞬時(shí)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(jí)(繞組)側(cè)(系統(tǒng)側(cè))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(jìn)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(zhǔn)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(gòu)成充放電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部20。
31表示又一個(gè)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(jí)(繞組)側(cè)(系 統(tǒng)側(cè)))的電壓檢測值(與重要負(fù)荷5相同的系統(tǒng)互連電壓)之間的偏 差。32表示AVR控制電路，它準(zhǔn)備PWM指令值來執(zhí)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(gòu)成自足式運(yùn)行PWM指 令值準(zhǔn)備部30和AVR控制電路32。
40表示根據(jù)充放電運(yùn)行/自足式運(yùn)行而在充放電運(yùn)行PWM指令 值準(zhǔn)備部20和自足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部30之間切換的切換開 關(guān)。
50表示基于根據(jù)切換開關(guān)40而轉(zhuǎn)換的指令值的、為PWM控制 信號(hào)即圖2中所示的交直流變換裝置1的門信號(hào)準(zhǔn)備的PWM控制部。
在圖2和圖3中，執(zhí)行下述三種運(yùn)行方式中的任一種"充電運(yùn) 行"，在此期間將電力系統(tǒng)的電力充到電力存儲(chǔ)部2;"放電運(yùn)行"， 在此期間將電力存儲(chǔ)部2的電力從電力存儲(chǔ)部2放電；"備用運(yùn)行"， 在此期間既不充電也不方文電。
這里應(yīng)當(dāng)注意到，這些"充電運(yùn)行"、"放電運(yùn)行"和"備用運(yùn) 行"統(tǒng)稱為"充放電運(yùn)行方式，，。在充放電運(yùn)行方式期間，圖3中的 切換開關(guān)40被切換到充放電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)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(shí)就執(zhí)行使準(zhǔn)備的充放電運(yùn)行
PWM指令值與電力指令值相符的控制(APR控制)。應(yīng)當(dāng)注意到，在 "備用運(yùn)行"期間，指令值可設(shè)為0。
另外，在瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生的情況下，控制裝置打開在圖 2中所示的高速開關(guān)6的通道，將圖3中所示的切換開關(guān)40轉(zhuǎn)換到自 足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部30，即自足式運(yùn)行(AVR控制)。自足式 運(yùn)行表示自足式運(yùn)行將存儲(chǔ)在電力存儲(chǔ)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(fā)生瞬時(shí)電壓降低 和停電的情況下，也能維持對(duì)重要負(fù)荷5的電力供給。
例如在非專利文獻(xiàn)l中所描述的如圖2中所示的PCSIO，已經(jīng)眾 所周知。
非專利文獻(xiàn)1:具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策的功能的NAS電池 的PCS， 2006年第3期第22 ~ 25頁)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的任務(wù)
有必要高速執(zhí)行到"自足式運(yùn)行"的切換，以便維持對(duì)圖2和圖 3中所示的"瞬時(shí)電壓降低/停電補(bǔ)償裝置，，中的重要負(fù)荷5的穩(wěn)定的 電力供給。
然而，在執(zhí)行到"自足式運(yùn)行"的切換時(shí)，如圖4(a)和4(b)所示， 由于充放電運(yùn)行方式、重要負(fù)荷容量、AVR控制的響應(yīng)特征及根據(jù)互 連變壓器3的漏感的感應(yīng)電動(dòng)勢而產(chǎn)生初級(jí)(繞組)電壓(以下稱為瞬 時(shí)互連變壓器3的PCS交流電壓)的變化。這個(gè)電壓變化量因諸如在 圖5~圖7所示的"充電運(yùn)行"、"備用運(yùn)行"、"放電運(yùn)行"的充 放電運(yùn)行方式而有區(qū)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(biāo)記表示。電力存儲(chǔ)部以附圖標(biāo)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(chǔ)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(yùn)行方式中的任一種切換到
6自足式運(yùn)行時(shí)PCS交流電壓的變化。
如果瞬時(shí)電壓降低/停電如圖5和圖6所示地在充電運(yùn)行或備用 運(yùn)行期間發(fā)生，則打開高速開關(guān)6以將運(yùn)行方式切換到自足式運(yùn)行。 在執(zhí)行從充電運(yùn)行到自足式運(yùn)行的切換時(shí)，導(dǎo)致流經(jīng)互連變壓器3的 電流從根據(jù)充電電力指令值的充電電流急劇地或突然改變?yōu)榕c重要負(fù) 荷容量對(duì)應(yīng)的放電電流。在備用運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行從零電流到與重要負(fù)荷 容量對(duì)應(yīng)的放電電流的急劇改變。
如上所述，如果流經(jīng)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(duì)重要負(fù)荷的電流供給的方向產(chǎn)生由互連變壓器3的 漏感所引起的感應(yīng)電動(dòng)勢VTR。那時(shí)的PCS交流電壓Vpcs為VPCS=Vm-VTR，從而比Vm小感應(yīng)電動(dòng)勢VTR。這個(gè)電壓降^(氐量與流經(jīng)互連變壓 器3的電流的時(shí)間微分量和漏感L的大小成比例。
另一方面，如果瞬時(shí)電壓降低/停電像圖7中所示地在放電運(yùn)行 期間發(fā)生，就像充電運(yùn)行或備用運(yùn)行那樣打開高速開關(guān)6以從放電運(yùn) 行切換到自足式運(yùn)行。此時(shí)，導(dǎo)致流經(jīng)互連變壓器3的電流從根據(jù)放 電電力指令值的充電電流急劇地改變?yōu)榕c重要負(fù)荷容量對(duì)應(yīng)的放電電
流o
例如，當(dāng)進(jìn)行從以小于重要負(fù)荷容量的放電電力指令值的放電運(yùn) 行到自足式運(yùn)行的切換時(shí)，交直流變換裝置1的放電電力增加。因此，
以與充電運(yùn)行相同的方式，在充電方向產(chǎn)生因互連變壓器3的漏感L 而導(dǎo)致的感應(yīng)電動(dòng)勢VTR。那時(shí)的PCS交流電壓v^為Vra=V1NV-VTR，
從而降低到比V冊(cè)低感應(yīng)電動(dòng)勢VTR的值。這個(gè)電壓降低量與流經(jīng)互連
變壓器3的電流的時(shí)間微分量和漏感L的大小成比例。
另一方面，在進(jìn)行從以大于重要負(fù)荷容量的放電電力指令值的放 電運(yùn)行到自足式運(yùn)行的切換期間，對(duì)交直流變換裝置1的放電電力降 低，使得在放電方向上產(chǎn)生因互連變壓器3的漏感L而導(dǎo)致的感應(yīng)電
動(dòng)勢Vn。那時(shí)的PCS交流電壓Vpcs為vrcs=vINV+vTR，是以比v潔高感
應(yīng)電動(dòng)勢V^的值。這個(gè)電壓改變量與引起流入互連變壓器3的電流 的時(shí)間樣i分量和漏感L的大小成比例。另外，當(dāng)打開高速開關(guān)6使運(yùn)行方式切換為自足式運(yùn)行時(shí)，打開 時(shí)的截止電流使高速開關(guān)6的上位側(cè)(朝向系統(tǒng))兩端的電壓上升。為 此，需要諸如緩沖電路或放電器裝置(arrester device )的新電路來抑 制上述的電壓上升。
鑒于上述幾點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于為具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì) 策功能的電力變換系統(tǒng)提供能夠在因瞬時(shí)電壓降低或因停電而切換為 自足式運(yùn)行的操作期間抑制PCS交流電壓的變化的控制裝置及控制 方法。
解決任務(wù)的方案
為解決上述任務(wù)的、在權(quán)利要求l中說明的用于具有瞬時(shí)電壓降 低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制裝置，包括高速開關(guān)，其插 入到連接在電力系統(tǒng)和重要負(fù)荷之間的電通路；互連變壓器，其初級(jí) 繞組側(cè)被連接到在高速開關(guān)和重要負(fù)荷之間的共用連接點(diǎn)；交直流變 換裝置，其交流側(cè)被連接到互連變壓器的次級(jí)繞組側(cè)，其直流側(cè)被連 接到電力存儲(chǔ)部，配置為在交流和直流之間進(jìn)行電力切換；控制裝置， 在從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn)行期間執(zhí)行恒流放電運(yùn)行，其中電 力存儲(chǔ)部的電力以預(yù)定的恒流放電預(yù)定的時(shí)間段以抑制在通過交直流
生的感應(yīng)電動(dòng)勢，其中系統(tǒng)互連運(yùn)行執(zhí)行以下中的任一種運(yùn)行將電 力系統(tǒng)的電力通過交直流變換裝置充電到電力存儲(chǔ)部的充電運(yùn)行、將 電力系統(tǒng)的電力供給重要負(fù)荷而交直流變換裝置處于備用狀態(tài)的備用 運(yùn)行和通過交直流變換裝置放電的電力系統(tǒng)的電力和將電力存儲(chǔ)部的 電力提供給重要負(fù)荷的放電運(yùn)行，其中在自足式運(yùn)行中，當(dāng)瞬時(shí)電壓 降低或停電發(fā)生時(shí)，打開高速開關(guān)以使電力系統(tǒng)與重要負(fù)荷隔離，并 且電力存儲(chǔ)部的電力通過交直流變換裝置放電提供給重要負(fù)荷。
在權(quán)利要求3中說明的用于具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的 電力變換系統(tǒng)的控制方法，該電力變換系統(tǒng)包括高速開關(guān)，其插入 到連接在電力系統(tǒng)和重要負(fù)荷之間的電通路；
互連變壓器，其初級(jí)繞組側(cè)被連接到在高速開關(guān)和重要負(fù)荷之間的共用連接點(diǎn)；
交直流變換裝置，其交流側(cè)被連接到互連變壓器的次級(jí)繞組側(cè)， 其直流側(cè)被連接到電力存儲(chǔ)部，配置為在交流和直流之間進(jìn)行電力切 換；和
其中該方法包括在系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn)行期間執(zhí)行恒流 放電運(yùn)行，其中電力存儲(chǔ)部的電力以預(yù)定的恒流放電預(yù)定的時(shí)間段以 抑制在通過交直流變換裝置將運(yùn)行方式改變?yōu)樽宰闶竭\(yùn)行期間因互連 變壓器的漏感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，其中系統(tǒng)互連運(yùn)行執(zhí)行以下中的 任一種運(yùn)行執(zhí)行將電力系統(tǒng)的電力通過交直流變換裝置充電到電力 存儲(chǔ)部的充電運(yùn)行、將電力系統(tǒng)的電力供給重要負(fù)荷而交直流變換裝 置處于備用狀態(tài)的備用運(yùn)行或?qū)⑼ㄟ^交直流變換裝置放電的電力系統(tǒng) 的電力和電力存儲(chǔ)部的電力提供給重要負(fù)荷的放電運(yùn)行，其中在自足 式運(yùn)行中，當(dāng)瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生時(shí)，打開高速開關(guān)以使電力系 統(tǒng)與重要負(fù)荷隔離、電力存儲(chǔ)部的電力通過交直流變換裝置放電提供 給重要負(fù)荷。
在上述結(jié)構(gòu)中，控制裝置在開關(guān)從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn) 行期間執(zhí)行恒流放電運(yùn)行，即執(zhí)行通過交直流變換裝置從電力存儲(chǔ)部
的預(yù)定時(shí)間段的預(yù)定的恒流放電。
傳統(tǒng)上，在進(jìn)行從系統(tǒng)互連運(yùn)行到自足式運(yùn)行的瞬時(shí)切換的情況 下，根據(jù)互連變壓器的漏感的感應(yīng)的電動(dòng)勢產(chǎn)生，因而PCS交流電壓 的變化發(fā)生。
然而，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，恒流放電運(yùn)行執(zhí)行預(yù)定的時(shí)間段使得 在從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn)行期間流經(jīng)互連的電流變化率 (di/dt)可以很小。因此，根據(jù)互連變壓器的漏感的泄漏電阻導(dǎo)致的感 應(yīng)電動(dòng)勢能夠坤皮抑制。穩(wěn)定的電力供給被繼續(xù)而不給負(fù)荷帶來壞影響。
另外，如上所述，由于抑制了在PCS交流電壓中的變化，在高 速開關(guān)打開而執(zhí)行切換到自足式運(yùn)行時(shí)在高速開關(guān)的電力系統(tǒng)側(cè)的電 壓上升能夠被抑制。這樣，常規(guī)上需要的緩沖電路或放電器裝置不再 必要，這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的空間節(jié)約和成本節(jié)省。在權(quán)利要求l中要求的在權(quán)利要求2中記載的具有瞬時(shí)電壓降低 /停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制裝置中，在恒流放電運(yùn)行期間的 預(yù)定的恒流放電電流等于重要負(fù)荷電流。
在權(quán)利要求3中要求的在權(quán)利要求4中記載的具有瞬時(shí)電壓降低 /停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制方法中，恒流放電運(yùn)行執(zhí)行時(shí)的 預(yù)定的恒流放電電流等于重要負(fù)荷電流。
在上述結(jié)構(gòu)中，恒流放電運(yùn)行期間的放電電流等于重要負(fù)荷電 流，高速開關(guān)打開時(shí)在高速開關(guān)的電力系統(tǒng)側(cè)的電壓上升幾乎不發(fā)生。 這樣，能夠進(jìn)一步減小在切換到自足式運(yùn)行期間的PCS交流電壓中的 變化。
發(fā)明效果
l)根據(jù)在權(quán)利要求1~4中說明的發(fā)明，在從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換 到自足式運(yùn)行期間執(zhí)行恒流放電，使得流經(jīng)互連變壓器的電流變化率 (di/dt)能減小?；ミB變壓器的漏感所引起的感應(yīng)電動(dòng)勢能夠被抑制。 這樣，通過在切換到自足式運(yùn)行期間抑制PCS交流電壓的變化，繼續(xù) 穩(wěn)定的電力供給而不給重要負(fù)荷帶來壞影響。
另外，如上所述，PCS交流電壓中的變化被抑制，能夠防止起因 于PCS交流電壓的電壓降低的高速開關(guān)的電流增加，因此，能夠抑制 在切換到自足式運(yùn)行時(shí)打開高速開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高速開關(guān)的電力系統(tǒng)側(cè) 的電壓上升。這樣，常規(guī)必需的用于抑制高速開關(guān)電壓上升的緩沖電 路和放電器裝置不再必要，從而能夠獲得系統(tǒng)整體的空間節(jié)約和成本 節(jié)省。
(2)另夕卜，根據(jù)在權(quán)利要求2和4中說明的發(fā)明，在恒流放電運(yùn)行 期間的恒流放電電流等于重要負(fù)荷電流。因此，能夠?qū)⒘鹘?jīng)高速開關(guān) 的電流抑制到零或顯著地抑制至很大的程度。這樣，在高速開關(guān)的電 力系統(tǒng)側(cè)的電壓上升幾乎不會(huì)發(fā)生。因此，能夠更顯著地減少在切換 到自足式運(yùn)行期間的PCS交流電壓中的變化。
具體實(shí)施方式
下面，參照


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以更好地理解本發(fā)明。 然而，本發(fā)明并不限于該優(yōu)選的實(shí)施例。如上所述，在自足式運(yùn)行的
切換操作期間的PCS交流電壓變化根據(jù)充放電運(yùn)行方式而不同。在充 電運(yùn)行和備用運(yùn)行期間，互連變壓器3的初級(jí)(側(cè))電壓降低。另一 方面，互連變壓器3的上述初級(jí)(側(cè))電壓在充電運(yùn)行或備用運(yùn)行期 間降低。另一方面，即使是在放電運(yùn)行期間，當(dāng)放電容量比重要負(fù)荷 容量小時(shí)，初級(jí)(側(cè))電壓也降低。然而，當(dāng)放電容量比重要負(fù)荷容 量大時(shí)，其初級(jí)(側(cè))電壓上升。
在充放電運(yùn)行方式期間發(fā)生瞬時(shí)電壓降低/停電。在切換到"自 足式運(yùn)行"之前，執(zhí)行一瞬時(shí)間間隔(例如約1.0毫秒左右)的"恒流放 電運(yùn)行，，。之后，執(zhí)行"自足式運(yùn)行"以便能夠抑制在初級(jí)電壓中的 變化。這是根據(jù)本發(fā)明的原理。
本方法不僅對(duì)圖5(a)和5(b)中的"充電運(yùn)行"有效，也對(duì)圖6(a) 至圖7(b)的"備用運(yùn)行"或"放電運(yùn)行"有效。
圖1是示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的控制裝置的控制框圖。圖1 中與圖3相同的附圖標(biāo)記表示相似的部分，這里省略其說明。
圖3的不同于圖1的部分包括提供自足式運(yùn)行切換前電流指令 值準(zhǔn)備部60;另一切換開關(guān)25，配置為響應(yīng)在APR控制電路22的輸 出(充放電電力控制)和自足式運(yùn)行切換前電流指令值準(zhǔn)備部60的輸出 (自足式運(yùn)行切換電壓降低抑制控制=根據(jù)本發(fā)明的恒流放電運(yùn)行)之 間的瞬時(shí)電壓降低/停電檢測信號(hào)執(zhí)行切換控制，插入在充放電運(yùn)行 PWM指令值準(zhǔn)備部200的APR控制電路22和偏差電路23之間；另 一切換開關(guān)400，響應(yīng)在充放電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部200的輸出 和自足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部30的輸出之間的充放電運(yùn)行/自足 式運(yùn)行轉(zhuǎn)換指令，執(zhí)行切換控制。
在如上述方式構(gòu)成的裝置中，當(dāng)系統(tǒng)電壓通常穩(wěn)定時(shí)，切換開關(guān) 25切換到APR控制電路22的輸出側(cè)，切換開關(guān)400持續(xù)地放在充放 電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部200的輸出側(cè)。此時(shí)，在充放電運(yùn)行方式 中的運(yùn)行狀態(tài)0艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)互連運(yùn)行)發(fā)生。應(yīng)該指出，如果瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生，則將切換開關(guān)25切 換到自足式運(yùn)行切換前電流指令值準(zhǔn)備部60的輸出側(cè)，它繼續(xù)被放在 充放電運(yùn)行前PWM指令值準(zhǔn)備部200的輸出側(cè)，以便響應(yīng)自足式運(yùn) 行切換前電流指令值準(zhǔn)備部60的電流指令值進(jìn)行放電控制(恒流放電 運(yùn)行)，該恒流放電運(yùn)行持續(xù)任意的設(shè)定時(shí)間。然后，在設(shè)定時(shí)間過后， 切換開關(guān)400切換到自足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部30的輸出側(cè)來執(zhí) 行到"自足式運(yùn)行"的切換。
上述"自足式運(yùn)行切換前電流指令值"例如設(shè)定為下面的值中的 任一與重要負(fù)荷電流相等的值；裝置額定電流，因?yàn)檫@個(gè)方式的時(shí) 間間隔例如是短到1.0毫秒左右，即使重要負(fù)荷容量等于或小于裝置 額定，也不影響電力系統(tǒng)4或重要負(fù)荷5;交直流變換裝置1的PWM 調(diào)制率最大值(因?yàn)檫@個(gè)方式的時(shí)間間隔例如是短到l.O毫秒左右，不 對(duì)電力系統(tǒng)4和重要負(fù)荷5帶來影響)。
在這三種電流中，如果執(zhí)行具有只與上述重要負(fù)荷電流相同的電 流的放電，就可以將導(dǎo)致流經(jīng)高速開關(guān)的電流抑制到零或顯著地抑制 至很大的程度。PCS交流電壓中的變化變?yōu)樽钚　Ｈ欢?，為了簡化?制，上述"裝置額定電流值"和"交直流變換裝置的PWM調(diào)制率最 大值，，中的任意一個(gè)可以用作固定值。
在上述的方式中，恒流放電運(yùn)行進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間段。為降低流經(jīng) 互連變壓器的電流變化率(di/dt)，能抑制由于互連變壓器的漏感而引 起的感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)預(yù)定時(shí)間過后運(yùn)行方式切換到自足式運(yùn)行時(shí)，能 夠抑制參考圖5~圖7說明的感應(yīng)電動(dòng)勢(Vn)，能夠抑制PCS交流電 壓變化。
恒流放電運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間取決于自足式運(yùn)行的切換時(shí)間被縮短 到什么程度或者電壓變化被抑制什么程度。通常，電壓變化值可設(shè)定 為從O.l亳秒到1.0亳秒。
另外，根據(jù)上述優(yōu)選實(shí)施例，能夠抑制互連變壓器3的主電壓(重 要負(fù)荷電壓)的變化。能夠防止PCS交流電壓的電壓降低所引起的高 速開關(guān)的電流增加。能夠防止PCS交流電壓的電壓降低所引起的在高速開關(guān)的上位側(cè)中的電壓增加。因此，當(dāng)運(yùn)行方式從充放電運(yùn)行方式 切換為瞬時(shí)電壓降低/停電時(shí)在打開高速開關(guān)時(shí)發(fā)生的在高速開關(guān)的 上位側(cè)(系統(tǒng)側(cè))的電壓上升。因此，傳統(tǒng)上需要的、用于抑制高速開 關(guān)的諸如緩沖電路、放電器裝置的裝置不再必要。這些能有助于空間 節(jié)省和成本節(jié)省。
應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明不僅適用于重要負(fù)荷5，還能適用于與電力 系統(tǒng)連接的另外的重要負(fù)荷。

圖l是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)例子的控制框圖。 圖2是示出了傳統(tǒng)的電力變換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 圖3是圖2的系統(tǒng)的控制框圖。
圖4(a)和4(b)是示出了在傳統(tǒng)的電力變換系統(tǒng)中從充放電運(yùn)行方 式切換到自足式運(yùn)行方式期間在重要負(fù)荷電壓中的變化的電壓波形圖。
圖5(a)和5(b)是示出了在傳統(tǒng)的電力變換系統(tǒng)中從充電運(yùn)行切換 到自足式運(yùn)行期間的電力和電壓的模式的說明圖。
圖6(a)和6(b)是示出了在傳統(tǒng)的電力變換系統(tǒng)中從備用運(yùn)行切換 到自足式運(yùn)行期間的電力和電壓的模式的說明圖。
圖7(a)和7(b)是示出了在傳統(tǒng)的電力變換系統(tǒng)中從放電運(yùn)行切換 到自足式運(yùn)行期間的電力和電壓的模式的說明圖。
符號(hào)的說明1...交直變換裝置
2…電力存儲(chǔ)部
3...互連變壓器4..電力系統(tǒng)
5…重要負(fù)荷
6...高速開關(guān)10…PCS(電力變換系統(tǒng)) 21,23,31 ...偏差電路 22…APR控制電路 24…ACR控制電路 25，400…切換開關(guān)
30...自足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部
32…AVR控制電路
50…PWM控制部
60...自足式運(yùn)行切換前電流指令值準(zhǔn)備部 200…充放電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部
權(quán)利要求
1.一種用于具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制裝置，包括高速開關(guān)，其插入到連接在電力系統(tǒng)和重要負(fù)荷之間的電通路；互連變壓器，其初級(jí)繞組側(cè)被連接到在高速開關(guān)和重要負(fù)荷之間的共用連接點(diǎn)；交直流變換裝置，其交流側(cè)被連接到互連變壓器的次級(jí)繞組側(cè)，其直流側(cè)被連接到電力存儲(chǔ)部，配置為在交流和直流之間進(jìn)行電力切換；和控制裝置，在從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn)行期間執(zhí)行恒流放電運(yùn)行，其中電力存儲(chǔ)部的電力以預(yù)定的恒流放電預(yù)定的時(shí)間段以抑制在通過交直流變換裝置將運(yùn)行方式改變?yōu)樽宰闶竭\(yùn)行期間因互連變壓器的漏感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，其中系統(tǒng)互連運(yùn)行執(zhí)行以下中的任一種運(yùn)行執(zhí)行將電力系統(tǒng)的電力通過交直流變換裝置充電到電力存儲(chǔ)部的充電運(yùn)行、將電力系統(tǒng)的電力供給重要負(fù)荷而交直流變換裝置處于備用狀態(tài)的備用運(yùn)行或?qū)⑼ㄟ^交直流變換裝置放電的電力系統(tǒng)的電力和電力存儲(chǔ)部的電力提供給重要負(fù)荷的放電運(yùn)行，其中在自足式運(yùn)行中，當(dāng)瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生時(shí)，打開高速開關(guān)以使電力系統(tǒng)與重要負(fù)荷隔離、電力存儲(chǔ)部的電力通過交直流變換裝置放電提供給重要負(fù)荷。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的 電力變換系統(tǒng)的控制裝置，其特征在于，在恒流放電運(yùn)行期間的預(yù)定 的恒流放電電流等于重要負(fù)荷電流。
3. —種用于具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的 控制方法，該電力變換系統(tǒng)包括高速開關(guān)，其插入到連接在電力系 統(tǒng)和重要負(fù)荷之間的電通路；互連變壓器，其初級(jí)繞組側(cè)被連接到在高速開關(guān)和重要負(fù)荷之間 的共用連接點(diǎn)；交直流變換裝置，其交流側(cè)被連接到互連變壓器的次級(jí)繞組側(cè)， 其直流側(cè)被連接到電力存儲(chǔ)部，配置為在交流和直流之間進(jìn)行電力切換；其特征在于，該方法包括在從系統(tǒng)互連運(yùn)行切換到自足式運(yùn)行期 間執(zhí)行恒流放電運(yùn)行，其中電力存儲(chǔ)部的電力以預(yù)定的恒流放電預(yù)定 的時(shí)間段以抑制在通過交直流變換裝置將運(yùn)行方式改變?yōu)樽宰闶竭\(yùn)行 期間因互連變壓器的漏感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，其中系統(tǒng)互連運(yùn)行執(zhí)行以下中的任一種運(yùn)行執(zhí)行將電力系統(tǒng)的電力通過交直流變換裝置 充電到電力存儲(chǔ)部的放電運(yùn)行、將電力系統(tǒng)的電力供給重要負(fù)荷而交 直流變換裝置處于備用狀態(tài)的備用運(yùn)行或?qū)⑼ㄟ^交直流變換裝置放電 的電力系統(tǒng)的電力和電力存儲(chǔ)部的電力提供給重要負(fù)荷的放電運(yùn)行， 其中在自足式運(yùn)行中，當(dāng)瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生時(shí)，打開高速開關(guān) 以使電力系統(tǒng)與重要負(fù)荷隔離、電力存儲(chǔ)部的電力通過交直流變換裝 置放電提供給重要負(fù)荷。
4.如權(quán)利要求3中所述的用于具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能 的電力變換系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，恒流放電運(yùn)行執(zhí)行時(shí)的預(yù) 定的恒流放電電流等于重要負(fù)荷電流。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有瞬時(shí)電壓降低/停電對(duì)策功能的電力變換系統(tǒng)的控制裝置及控制方法。在電力變換系統(tǒng)中，在基于瞬時(shí)電壓降低/停電而切換到自足式運(yùn)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(tǒng)電壓穩(wěn)定期間，將切換開關(guān)25切換到APR控制電路22的輸出側(cè)、將切換開關(guān)400切換到充放電運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部200的輸出側(cè)，該電力變換系統(tǒng)以充放電運(yùn)行方式運(yùn)行。如果瞬時(shí)電壓降低或停電發(fā)生，則將切換開關(guān)25切換到自足式運(yùn)行切換前電流指令值準(zhǔn)備部60的輸出側(cè)，并執(zhí)行恒流放電運(yùn)行，其中電源響應(yīng)自足式運(yùn)行切換前電流指令值準(zhǔn)備部60的電流指令值進(jìn)行預(yù)定時(shí)間期間的放電。因此，在預(yù)定時(shí)間經(jīng)過之后，切換開關(guān)400被切換到自足式運(yùn)行PWM指令值準(zhǔn)備部30的輸出側(cè)，以執(zhí)行自足式運(yùn)行。此時(shí)，在電力變換系統(tǒng)的PCS交流電壓中的變化被抑制。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101584108SQ20078004974
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者下村潤一, 大石覺, 鈴木健一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社明電舍;東京電力株式會(huì)社