电力转换系统技术方案

提供一种电力转换系统。在提供交流电力的电力转换系统的并行运行中，在多个电力转换系统之间不经由信息通信部件，使得电流负担平衡化。抑制在多个电力转换系统之间流过的零相电流的直流分量，实现稳定的并行运行。为了解决上述课题，本发明专利技术的电力转换系统具备：第一电力转换装置；具有与第一电力转换装置相同的构成且并联连接的第二电力转换装置；从第一电力转换器或第二电力转换器中的至少一方接受交流电力的受电部；该电力转换系统的特征在于，第一电力转换装置具有：将中点接地的直流电压源；将直流电压源输出的直流电力转换为交流的电力转换器；以及基于直流电压源输出的输出电压和电力转换器输出的输出电流来控制电力转换器的控制装置。

【技术实现步骤摘要】
电力转换系统
本专利技术涉及提供交流电力的电力转换系统，特别涉及并联连接多台电力转换装置的情况下的并联控制技术。
技术介绍
提供交流电力的电力转换装置即交流电源大多并行运行多个来构成系统。这是在难以由单一的电力转换装置向大容量的负载提供电力的情况下、提高系统的可靠性的情况下，勉强对电力转换装置进行分散的构成。在这样并行运行多个电力转换装置的情况下，根据电力效率的观点，优选使各电力转换装置的负载分担尽可能地均等。在使用多个电力转换装置进行并行运行的情况下，作为使电力转换装置的负载分担平衡的技术，已知例如专利文献1记载的技术。专利文献1中记载的技术为了使电流分担平衡化而使用多个电力转换装置之间的通信部件。作为在没有信息通信部件的情况下进行并行运行的技术，已知专利文献2～5中记载的技术。这些都是使用在各个电力转换装置内得到的相电流之和、即零相电流来使电力转换装置之间的电流负担平衡化的技术。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2006-121839号公报专利文献2：JP特开平5-260793号公报专利文献3：JP特开平6-153519号公报专利文献4：JP特开2007-244080号公报专利文献5：JP特开2009-254122号公报
技术实现思路
在使多个电力转换装置并行运行的车辆或车辆编组中，有时对各个电力转换装置提供来自分别不同的直流电压源的电力。由此，对即使在由于各个直流电压源的电力提供的负载分散、或者多重化构成从而一个直流电压源发生故障的情况下也不停止系统的可靠性提高有帮助。但是，在使用独立的不同的直流电压源的情况下，在各个直流电压源中，会产生零相电流的直流分量，电流分担平衡变得不均等。由于该不均等，存在电力损失增加、保持输出电压控制的精度和应答较为困难这样的问题。在上述专利文献1中，为了在多个电力转换装置之间使负载分担平衡，使用各个通信部件，装置会增大，成本也变高。此外，在最初远离的电力转换装置之间确保通信部件时伴随困难的情况、在通信部件的可靠性也成为问题的情况下，实现较为困难。在上述专利文献2～4中，由于2台电力转换装置共有直流电源，所以2台电力转换装置的零相电位的直流分量一致，在零相电流中几乎没有流过直流分量，但是也会有系统针对直流电压源的故障等的可靠性的降低、直流电压源的负载变大这样的问题。在上述专利文献5中，2台电力转换装置给出不同的交流电压源，各电力转换装置附加有将给出的交流电压转换为恒定的直流电压的电力转换器(converter)，装置以及成本会增加。因此，本专利技术提供一种在使不同的电力转换装置并行运行的情况下，不使装置大规模化，就能保证提高电力效率，容易进行高精度的输出电压控制的电力转换系统。为了解决上述课题，本专利技术的电力转换系统具备：第一电力转换装置；第二电力转换装置，其与第一电力转换装置并联连接；以及受电部，其从第一电力转换装置或第二电力转换装置中的至少一方接受交流电力；第一电力转换装置具有：第一直流电压源，其将中点接地；第一电力转换器，其将第一直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第一控制装置，其基于第一直流电压源输出的第一输出电压和第一电力转换器输出的第一输出电流来控制第一电力转换器；第二电力转换装置具有：第二直流电压源，其将中点接地；第二电力转换器，其将第二直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第二控制装置，其基于第二直流电压源输出的第二输出电压和第二电力转换器输出的第二输出电流来控制第二电力转换器。本专利技术能够提供，在对不同的电力转换装置进行组合的并行运行时，不使装置大型化就能抑制电力损失且输出电压控制精度高的电力转换系统。附图说明图1是表示本专利技术的电路构成的图。图2是图1所示的控制装置的详细图。图3是图1所示的直流电压源的详细图。图4是图2所示的零相电流的检测部件的详细图。图5是图4所示的干扰信号检测部件的动作波形图。图6是干扰信号的频率比LC谐振频率大的情况下的动作波形图。图7是干扰信号的频率比LC谐振频率小的情况下的动作波形图。图8是表示零相电流流动的原理的说明图。具体实施方式本实施例通过抑制电力转换装置的零相电流的直流分量流动，能够容易进行电流的负载平衡，实现能量损失的降低、输出电压控制的精度提高。首先，使用附图说明零相电流流动的原理。在图8中，第一电力转换装置108和第二电力转换装置208并联连接，将输出与交流负载300连接。交流负载300可以作为接受来自第一电力转换装置或第二电力转换装置或这两方装置的电力的受电部、或者通过受电被控制的控制对象设备。第一电力转换装置108由以下部件构成：直流电压源100；检测直流电压源100的输出电压的直流输入电压传感器101；将直流电压源100提供的直流电力转换为交流电力的电力转换器102(逆变器)；与电力转换器102的交流输出侧连接并使输出电流平滑化的交流电抗器104；与交流电抗器104的输出侧连接并使输出电压稳定化的交流电容器105。在第一电力转换装置108中，将直流电压源100的输出电压设为直流电源电压Vs1，将电力转换器102的输出电压(相电压)设为vu1、vv1、vw1，将输出电流设为iu1、iv1、iw1，将流过交流电容器105的电流设为icu1、icv1、icw1，将中性点电位设为vcg1，将输出电压(相电压)即第一电力转换装置108的输出电压(相电压)设为vzu1、vzv1、vzw1，将输出电流设为iLu1、iLv1、iLw1。第二电力转换装置208由以下部件构成：直流电压源200；检测直流电压源200的输出电压的直流输入电压传感器201；将直流电压源200提供的直流电力转换为交流电力的电力转换器202(逆变器)；与电力转换器202的交流输出侧连接并使输出电流平滑化的交流电抗器204；与交流电抗器204的输出侧连接并使输出电压稳定化的交流电容器205。在第二电力转换装置208中，将直流电压源200的输出电压设为直流电源电压Vs2，将电力转换器202的输出电压(相电压)设为vu2、vv2、vw2，将输出电流设为iu2、iv2、iw2，将流过交流电容器205的电流设为icu2、icv2、icw2，将中性点电位设为vcg2，将输出电压(相电压)即第二电力转换装置208的输出电压(相电压)设为vzu2、vzv2、vzw2，将输出电流设为iLu2、iLv2、iLw2。此外，将在交流负载300中流过的电流设为iLu、iLv、iLw，将输入电压(相电压)设为vLu、vLv、vLw。在电力转换装置108中，将交流电抗器104的阻抗设为R，将电感设为L，将拉普拉斯算子设为s，则电力转换器102的输出电流iu1、iv1、iw1如下式表示。(式1)iu1＝(vu1-vzu1)/(R+s·L)iv1＝(vv1-vzv1)/(R+s·L)iw1＝(vw1-vzw1)/(R+s·L)将交流电容器105的静电电容设为C，将流过的电流设为icu1、icv1、icw1，则输出电压(相电压)vzu1、vzv1、vzw1如下式表示。(式2)vzu1＝icu1/(s·C)+vcg1vzv1＝icv1/(s·C)+vcg1vzw1＝icw1/(s·C)+vcg1电力转换器102的输出电流iu1、iv1、iw1分为在交流电容器105中流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换系统，具备：第一电力转换装置；第二电力转换装置，其与上述第一电力转换装置并联连接；以及受电部，其从上述第一电力转换装置或上述第二电力转换装置中的至少一方接受电力，上述第一电力转换装置具有：第一直流电压源，其将中点接地；第一电力转换器，其将上述第一直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第一控制装置，其基于上述第一直流电压源输出的第一输出电压和上述第一电力转换器输出的第一输出电流来控制上述第一电力转换器，上述第二电力转换装置具有：第二直流电压源，其将中点接地；第二电力转换器，其将上述第二直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第二控制装置，其基于上述第二直流电压源输出的第二输出电压和上述第二电力转换器输出的第二输出电流来控制上述第二电力转换器。

【技术特征摘要】
2012.09.10 JP 2012-1980401.一种电力转换系统，具备：第一电力转换装置；第二电力转换装置，其与上述第一电力转换装置并联连接；以及受电部，其从上述第一电力转换装置或上述第二电力转换装置中的至少一方接受电力，上述第一电力转换装置具有：第一直流电压源，其将中点接地；第一电力转换器，其将上述第一直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第一控制装置，其基于上述第一直流电压源输出的第一输出电压和上述第一电力转换器输出的第一输出电流来控制上述第一电力转换器，上述第二电力转换装置具有：第二直流电压源，其将中点接地；第二电力转换器，其将上述第二直流电压源输出的直流电力转换为交流电力；以及第二控制装置，其基于上述第二直流电压源输出的第二输出电压和上述第二电力转换器输出的第二输出电流来控制上述第二电力转换器，上述第一控制装置具备：零相电流检测部件，其从上述第一输出电流检测零相电流；干扰信号生成部件，其基于基波相位来生成干扰信号；第一乘法部件，其求取上述零相电流和上述干扰信号的第一积；减法部件，其求取上述第一积和0之差；比例积分控制部件，其通过基于上述差的比例积分控制来输出上述基波相位；以及第二乘法器，其求取上述干扰信号和上述干扰信号的振幅的第二积，基于上述第二积和由第三乘法器输出的基波之和来求取输出电压指令，上述输出电压指令除以直...

【专利技术属性】
技术研发人员：儿岛彻郎，筱宫健志，杉浦彻，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所， 日立水户工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP