JP7010109B2

JP7010109B2 - Power conversion device, power storage device, and control method of power conversion device

Info

Publication number: JP7010109B2
Application number: JP2018063813A
Authority: JP
Inventors: 俊明奥村; 直樹綾井
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019176652A

Description

本発明は、電力変換装置、蓄電装置、及び、電力変換装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device, a power storage device, and a control method for the power conversion device.

電力変換装置の典型例である、系統連系するインバータ装置（パワーコンディショナ）は、一般財団法人電気安全環境研究所（ＪＥＴ）の認証を取得することが事実上必要である（例えば、特許文献１参照。）。認証試験の１つに、交流側の負荷遮断試験がある。 Inverter devices (power conditioners) that are interconnected to the grid, which is a typical example of power conversion devices, are virtually required to obtain certification from the Institute of Electrical Safety and Environment (JET) (for example, patent documents). See 1.). One of the certification tests is a load shedding test on the AC side.

図４は、負荷遮断試験のための回路構成を示す図である。図において、蓄電装置１００は、直流電源２と、電力変換装置１と、連系リレー１０１と、平滑用のコンデンサ１０２と、過電流保護のためのヒューズ１０３と、単相３線（Ｕ線．Ｏ（Ｎ）線，Ｗ線）での出力のためのバリスタ１０４，１０５，１０６と、を備えている。電力変換装置１は、直流から交流又はその逆の変換を行うことができ、直流電源２を放電させて交流電力を蓄電装置１００から出力することができる。また、外部から交流電力の供給を受けて直流電源を充電することができる。連系リレー１０１は、電力変換装置１及び直流電源２を、交流系統に連系したり、解列したりするために設けられている。 FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration for a load cutoff test. In the figure, the power storage device 100 includes a DC power supply 2, a power conversion device 1, an interconnection relay 101, a capacitor 102 for smoothing, a fuse 103 for overcurrent protection, and a single-phase three-wire system (U line. It is provided with varistor 104, 105, 106 for output on O (N) line, W line). The power conversion device 1 can perform conversion from DC to AC or vice versa, and can discharge the DC power supply 2 to output AC power from the power storage device 100. Further, the DC power source can be charged by receiving the supply of AC power from the outside. The interconnection relay 101 is provided for connecting or disconnecting the power conversion device 1 and the DC power supply 2 to the AC system.

蓄電装置１００の外部には、認証試験のための外部回路として、遮断用ブレーカ１０７及び停電用ブレーカ１０８を介して、系統模擬電源１０９が接続される。電力を消費する負荷装置１１０は、遮断用ブレーカ１０７と、停電用ブレーカ１０８との間の例えばＵ線－Ｗ線間に接続されている。 A system simulated power supply 109 is connected to the outside of the power storage device 100 via a circuit breaker 107 for breaking and a breaker 108 for power failure as an external circuit for a certification test. The load device 110 that consumes electric power is connected between the circuit breaker 107 for interruption and the breaker 108 for power failure, for example, between the U line and the W line.

停電用ブレーカ１０８を開路すれば、商用電力系統の停電の状態を模擬的に作り出すことができる。遮断用ブレーカ１０７を開路すれば、負荷遮断の状態を模擬的に作り出すことができる。負荷遮断試験の合格基準は、以下の条件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を全て満たすことである。 By opening the circuit breaker 108 for power failure, it is possible to simulate the state of power failure in the commercial power system. By opening the circuit breaker 107, it is possible to simulate the state of load interruption. The acceptance criteria for the load shedding test are to satisfy all of the following conditions (a), (b) and (c).

（ａ）負荷遮断により、電力変換装置１内で、スイッチング素子をゲートブロックし、連系リレー１０１が開路すること。
（ｂ）上記（ａ）に要する時間は０．５秒以内であること。
（ｃ）突然無負荷となった電力変換装置１は出力電圧が急上昇するが、その過電圧は定格電圧の１５０％以下であり、かつ、１００％を超える時間が０．５秒以内であること。
なお、（ｃ）における電圧は、連系リレー１０１による解列前は実効値で判断され、解列後はピーク値で判断されるものと解される。 (A) By shutting off the load, the switching element is gate-blocked in the power conversion device 1, and the interconnection relay 101 is opened.
(B) The time required for (a) above shall be within 0.5 seconds.
(C) The output voltage of the power converter 1 suddenly becomes unloaded, but the overvoltage is 150% or less of the rated voltage, and the time exceeding 100% is within 0.5 seconds.
It is understood that the voltage in (c) is determined by the effective value before disconnection by the interconnection relay 101 and is determined by the peak value after disconnection.

特開２０１５－１２２８８５号公報JP-A-2015-122885

上記合格基準のうち、（ａ）、（ｂ）は比較的容易にクリアできるが、負荷遮断時は、電力変換装置内に残っているエネルギーが抜けにくく、（ｃ）の条件をクリアすることが難しい場合があることがわかってきた。しかし、（ｃ）の条件をクリアするために回路部品を追加することは好ましくない。 Of the above acceptance criteria, (a) and (b) can be cleared relatively easily, but when the load is cut off, the energy remaining in the power conversion device is difficult to escape, and the condition (c) can be cleared. It turns out that it can be difficult. However, it is not preferable to add circuit components in order to clear the condition (c).

かかる課題に鑑み、本発明は、負荷遮断時における電力変換装置の出力電圧を、回路部品の追加をすることなく、迅速に低下させることを目的とする。 In view of these problems, it is an object of the present invention to rapidly reduce the output voltage of the power conversion device when the load is cut off without adding circuit components.

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the scope of claims.

本発明の一表現に係る電力変換装置は、直流電源と交流電路との間に設けられる電力変換装置であって、直流／交流の双方向変換を行うインバータと、前記インバータの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記インバータに直流から交流への変換を行わせているとき、交流側で負荷遮断の状態になった場合、前記インバータに対してゲートブロックをする前に、前記インバータの動作を交流から直流への変換に逆転させる、電力変換装置である。 The power conversion device according to one expression of the present invention is a power conversion device provided between a DC power supply and an AC electric circuit, and is an inverter that performs bidirectional conversion between DC and AC and a control that controls the operation of the inverter. When the inverter is converted from DC to AC and the load is cut off on the AC side, the control unit is provided with a unit and a unit, before the gate block is performed on the inverter. , A power conversion device that reverses the operation of the inverter to conversion from alternating current to direct current.

また、本発明の一表現に係る電力変換装置の制御方法は、直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の双方向変換を行うインバータと、前記インバータの動作を制御する制御部と、を備える電力変換装置の制御方法であって、前記インバータに直流から交流への変換を行わせているとき、交流側で負荷遮断の状態になったことを検出し、前記負荷遮断の状態を検出した場合、前記インバータの動作を交流から直流への変換に逆転させ、その後、前記インバータに対してゲートブロックをする、電力変換装置の制御方法である。 Further, the control method of the power conversion device according to one expression of the present invention is provided between the DC power supply and the AC electric circuit, an inverter that performs bidirectional conversion between DC and AC, and a control unit that controls the operation of the inverter. It is a control method of a power conversion device including, and when the inverter is performing conversion from DC to AC, it is detected that the load is cut off on the AC side, and the load is cut off. Is a control method for a power conversion device, in which the operation of the inverter is reversed to conversion from alternating current to direct current, and then a gate block is applied to the inverter.

本発明によれば、負荷遮断時における電力変換装置の出力電圧を、回路部品の追加をすることなく、迅速に低下させることができる。 According to the present invention, the output voltage of the power conversion device when the load is cut off can be rapidly reduced without adding circuit components.

図１は、電力変換装置の内部回路の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of an internal circuit of a power conversion device. 図２は、交流側の負荷が突然無負荷になる負荷遮断に対して、どのように制御部が反応するかの一例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an example of how the control unit reacts to a load cutoff in which the load on the AC side suddenly becomes unloaded. 図３は、負荷遮断時の動作を示す波形図の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform diagram showing an operation when a load is cut off. 図４は、負荷遮断試験のための回路構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a circuit configuration for a load cutoff test.

［実施形態の要旨］
本発明の実施形態の要旨としては、少なくとも以下のものが含まれる。 [Summary of Embodiment]
The gist of the embodiment of the present invention includes at least the following.

（１）これは、直流電源と交流電路との間に設けられる電力変換装置であって、直流／交流の双方向変換を行うインバータと、前記インバータの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記インバータに直流から交流への変換を行わせているとき、交流側で負荷遮断の状態になった場合、前記インバータに対してゲートブロックをする前に、前記インバータの動作を交流から直流への変換に逆転させる、電力変換装置である。 (1) This is a power conversion device provided between a DC power supply and an AC electric circuit, and includes an inverter that performs bidirectional conversion between DC and AC, and a control unit that controls the operation of the inverter. When the control unit causes the inverter to convert from direct current to alternating current, if the load is cut off on the alternating current side, the control unit operates the inverter before performing a gate block to the inverter. It is a power conversion device that reverses the conversion from alternating current to direct current.

上記のように構成された電力変換装置では、交流側の負荷遮断時に、直ちにゲートブロックを行うのではなく、ゲートブロックの前に、インバータの変換動作方向を逆転して、交流から直流への変換を行う。これにより、エネルギーを直流側へ逃がし、電力変換装置内のＤＣバスの電圧を迅速に低下させることができる。その結果、交流電圧も、迅速に低下する。すなわち、負荷遮断時における電力変換装置の出力電圧を、回路部品の追加をすることなく、迅速に低下させることができる。こうして、電力変換装置についてＪＥＴ認証試験の求める要件を容易にクリアすることができる。 In the power conversion device configured as described above, when the load on the AC side is cut off, the gate block is not performed immediately, but the conversion operation direction of the inverter is reversed before the gate block to convert AC to DC. I do. As a result, energy can be released to the DC side, and the voltage of the DC bus in the power conversion device can be rapidly reduced. As a result, the AC voltage also drops rapidly. That is, the output voltage of the power converter when the load is cut off can be quickly reduced without adding circuit components. In this way, the requirements required for the JET certification test for the power conversion device can be easily cleared.

（２）また、（１）の電力変換装置は、例えば、前記直流電源と並列に接続される直流側コンデンサと、前記直流側コンデンサの両端に接続され、ローサイドのスイッチング素子とハイサイドのスイッチング素子とを有するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの高電圧側にあるＤＣバスと、前記ＤＣバスの２線間に接続された中間コンデンサと、前記中間コンデンサの両端に接続され、スイッチング素子によって構成されたフルブリッジ回路を有する前記インバータと、前記インバータの交流側にある電路に介在するＡＣリアクトルと、を備え、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になった場合、前記インバータに交流から直流への高周波スイッチング動作を行わせ、前記ローサイドのスイッチング素子を開路し、前記ハイサイドのスイッチング素子を閉路するものである。
この場合、ＡＣリアクトルに蓄えられたエネルギー及び中間コンデンサに蓄えられたエネルギーを、直流側へ逃がすことができる。その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 (2) Further, the power conversion device of (1) is, for example, a DC side capacitor connected in parallel with the DC power supply and a low side switching element and a high side switching element connected to both ends of the DC side capacitor. A DC / DC converter having the above, a DC bus on the high voltage side of the DC / DC converter, an intermediate capacitor connected between two lines of the DC bus, and a switching element connected to both ends of the intermediate capacitor. The inverter has a full bridge circuit configured by the above, and an AC reactor interposed in an electric circuit on the AC side of the inverter, and the control unit ACs the inverter when the load is cut off. A high-frequency switching operation from to direct current is performed, the low-side switching element is opened, and the high-side switching element is closed.
In this case, the energy stored in the AC reactor and the energy stored in the intermediate capacitor can be released to the DC side. As a result, the AC voltage also drops rapidly.

（３）また、（１）の電力変換装置は、例えば、前記直流電源と並列に接続される直流側コンデンサと、前記直流側コンデンサの両端に接続され、スイッチング素子によって構成されたフルブリッジ回路を有する前記インバータと、前記インバータの交流側にある電路に介在するＡＣリアクトルと、を備え、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になった場合、前記インバータに交流から直流への高周波スイッチング動作を行わせる。
この場合、ＡＣリアクトルに蓄えられたエネルギーを、直流側へ逃がすことができる。その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 (3) Further, the power conversion device of (1) includes, for example, a DC side capacitor connected in parallel with the DC power supply and a full bridge circuit connected to both ends of the DC side capacitor and composed of a switching element. The inverter is provided with an AC reactor interposed in an electric circuit on the AC side of the inverter, and the control unit performs a high-frequency switching operation from AC to DC to the inverter when the load is cut off. Let me do it.
In this case, the energy stored in the AC reactor can be released to the DC side. As a result, the AC voltage also drops rapidly.

（４）また、（２）の電力変換装置において、前記直流電源は蓄電池であり、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になった場合に、前記直流側コンデンサ及び前記蓄電池を充電するよう前記インバータの動作を制御してもよい。
この場合、負荷遮断時に交流側に貯まっているエネルギーが大きくても、無駄なく、かつ、迅速に、蓄電池及び直流側コンデンサにエネルギーを移し込むことができ、その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 (4) Further, in the power conversion device of (2), the DC power source is a storage battery, and the control unit charges the DC side capacitor and the storage battery when the load is cut off. The operation of the inverter may be controlled.
In this case, even if the energy stored on the AC side is large when the load is cut off, the energy can be quickly transferred to the storage battery and the DC side capacitor without waste, and as a result, the AC voltage also drops quickly. do.

（５）また、（３）の電力変換装置において、前記直流電源は太陽光発電パネルであり、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になった場合に、前記直流側コンデンサを充電するよう前記インバータの動作を制御してもよい。
この場合、負荷遮断時に交流側に貯まっているエネルギーが大きくても、無駄なく、かつ、迅速に、直流側コンデンサにエネルギーを移し込むことができ、その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 (5) Further, in the power conversion device of (3), the DC power source is a photovoltaic power generation panel, and the control unit charges the DC side capacitor when the load is cut off. The operation of the inverter may be controlled.
In this case, even if the energy stored on the AC side is large when the load is cut off, the energy can be quickly transferred to the DC side capacitor without waste, and as a result, the AC voltage also drops rapidly.

（６）また、（２）又は（４）の電力変換装置において、前記制御部は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ及び前記インバータが交流半サイクル内で交互にスイッチングを休止する期間を有する制御を実行し、また、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になったことを、前記ＤＣバスの電圧が制御上の指令値より上昇したことに基づいて検出するようにしてもよい。
このような、いわゆる最小スイッチング変換方式の制御を行う場合、中間コンデンサのキャパシタンスがμＦレベルの小容量であるため、負荷遮断時にはＤＣバスの急激な電圧上昇が起こりやすい。そこで、ＤＣバスの電圧上昇に基づいて、負荷遮断の状態になったことを的確に検出することができる。 (6) Further, in the power conversion device of (2) or (4), the control unit executes control having a period in which the DC / DC converter and the inverter alternately suspend switching within an AC half cycle. Further, the control unit may detect that the load is cut off based on the fact that the voltage of the DC bus rises above the control command value.
When controlling such a so-called minimum switching conversion method, since the capacitance of the intermediate capacitor is a small capacitance at the μF level, a sudden voltage rise of the DC bus is likely to occur when the load is cut off. Therefore, it is possible to accurately detect that the load is cut off based on the voltage rise of the DC bus.

（７）また、（１）～（６）のいずれかの電力変換装置において、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になったことを、交流の瞬時過電圧の検出及び前記ＡＣリアクトルに流れる電流の制御上の偏差が増加したことの検出、の少なくとも一方により検出するようにしてもよい。
負荷遮断時には、交流の瞬時過電圧が現れ、又は、ＡＣリアクトルに流れる電流の制御上の偏差が増加するので、少なくともこれらの一方に基づいて、負荷遮断の状態になったことを的確に検出することができる。 (7) Further, in the power conversion device according to any one of (1) to (6), the control unit detects that the load is cut off by detecting the instantaneous overvoltage of alternating current and the current flowing through the AC reactor. It may be detected by at least one of the detection that the control deviation of is increased.
When the load is cut off, an AC instantaneous overvoltage appears or the control deviation of the current flowing through the AC reactor increases. Therefore, it is necessary to accurately detect that the load is cut off based on at least one of these. Can be done.

（８）また、（２）、（４）及び（６）のいずれかの電力変換装置において、前記制御部は、前記負荷遮断の状態になった場合、前記ＤＣバスの電圧を所定値以下に低下させた後で、前記インバータに対してゲートブロックをすることができる。
この場合、負荷遮断後にＤＣバスの電圧が迅速に低下するので、ゲートブロックのタイミングが遅れることを、抑制することができる。 (8) Further, in any of the power conversion devices (2), (4) and (6), the control unit reduces the voltage of the DC bus to a predetermined value or less when the load is cut off. After lowering, the gate block can be applied to the inverter.
In this case, since the voltage of the DC bus drops rapidly after the load is cut off, it is possible to suppress the delay in the timing of the gate block.

（９）なお、蓄電装置としては、（１）の電力変換装置、及び、前記直流電源を搭載したものである。このような蓄電装置は、負荷遮断時における出力電圧を、回路部品の追加をすることなく、迅速に低下させることができる。こうして、蓄電装置についてＪＥＴ認証試験の求める要件を容易にクリアすることができる。 (9) The power storage device is equipped with the power conversion device of (1) and the DC power supply. Such a power storage device can quickly reduce the output voltage when the load is cut off without adding circuit components. In this way, the requirements required for the JET certification test for the power storage device can be easily cleared.

（１０）一方、方法の観点からは、直流電源と交流電路との間に設けられ、直流／交流の双方向変換を行うインバータと、前記インバータの動作を制御する制御部と、を備える電力変換装置の制御方法であって、前記インバータに直流から交流への変換を行わせているとき、交流側で負荷遮断の状態になったことを検出し、前記負荷遮断の状態を検出した場合、前記インバータの動作を交流から直流への変換に逆転させ、その後、前記インバータに対してゲートブロックをする、電力変換装置の制御方法である。 (10) On the other hand, from the viewpoint of the method, power conversion including an inverter provided between the DC power supply and the AC electric circuit and performing bidirectional conversion of DC / AC and a control unit for controlling the operation of the inverter. In the device control method, when it is detected that the load is cut off on the AC side when the inverter is converting from DC to AC, and the load cutoff state is detected, the above-mentioned This is a control method for a power conversion device that reverses the operation of an inverter to conversion from alternating current to direct current, and then blocks the gate to the inverter.

上記のような電力変換装置の制御方法では、交流側の負荷遮断時に、直ちにゲートブロックを行うのではなく、ゲートブロックの前に、インバータの変換動作方向を逆転して、交流から直流への変換を行う。これにより、エネルギーを直流側へ逃がし、電力変換装置内のＤＣバスの電圧を迅速に低下させることができる。その結果、交流電圧も、迅速に低下する。すなわち、負荷遮断時における電力変換装置の出力電圧を、回路部品の追加をすることなく、迅速に低下させることができる。こうして、電力変換装置についてＪＥＴ認証試験の求める要件を容易にクリアすることができる。 In the control method of the power conversion device as described above, when the load on the AC side is cut off, the gate block is not performed immediately, but the conversion operation direction of the inverter is reversed before the gate block to convert AC to DC. I do. As a result, energy can be released to the DC side, and the voltage of the DC bus in the power conversion device can be rapidly reduced. As a result, the AC voltage also drops rapidly. That is, the output voltage of the power converter when the load is cut off can be quickly reduced without adding circuit components. In this way, the requirements required for the JET certification test for the power conversion device can be easily cleared.

［実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る電力変換装置１について、図面を参照して説明する。 [Details of the embodiment]
Hereinafter, the power conversion device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

《電力変換装置の回路構成例》
図１は、蓄電装置１００（図４）に搭載される電力変換装置１の内部回路の一例を示す図である。
図において、電力変換装置１は、直流電源２と、交流電路３との間に設けられている。電力変換装置１は、主要な主回路構成部分として、ＤＣ／ＤＣコンバータ４と、ＤＣバス５と、インバータ６とを備えている。また、直流電源２と接続される直流入力端側には、直流側コンデンサ７が入力に対して並列に設けられている。入力された電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ４により所望の電圧に変換され、ＤＣバス５に出力される。 << Example of circuit configuration of power converter >>
FIG. 1 is a diagram showing an example of an internal circuit of the power conversion device 1 mounted on the power storage device 100 (FIG. 4).
In the figure, the power conversion device 1 is provided between the DC power supply 2 and the AC electric circuit 3. The power conversion device 1 includes a DC / DC converter 4, a DC bus 5, and an inverter 6 as main circuit components. Further, on the DC input end side connected to the DC power supply 2, a DC side capacitor 7 is provided in parallel with the input. The input voltage is converted into a desired voltage by the DC / DC converter 4 and output to the DC bus 5.

ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、ＤＣリアクトル８と、ローサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｌと、ハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈとを備えている。スイッチング素子Ｑ_Ｌ及びＱ_Ｈにはそれぞれ、逆並列にダイオードｄ_Ｌ，ｄ_Ｈが接続されている。スイッチング素子Ｑ_Ｈ，Ｑ_Ｌの他、図１に示す他のスイッチング素子Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３，Ｑ_４は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。但し、これらのスイッチング素子は、ＩＧＢＴのみならず、ＭＯＳ－ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。ＤＣバス５の２線間には、中間コンデンサ９が接続されている。なお、中間コンデンサ９のキャパシタンスＣ_９は小さく（μＦレベル）、直流側コンデンサ７のキャパシタンスＣ_７との、キャパシタンスの大小関係は、Ｃ_７＞＞Ｃ_９である。 The DC / DC converter 4 includes a DC reactor 8, a low-side switching element _QL , and a high-side switching element _QL . Diodes d _L and d _H are connected in antiparallel to the switching elements Q _L and Q _H , respectively. In addition to the switching elements QH and _QL , the other switching elements _Q1 , _Q2 , _Q3 , and _Q4 shown in FIG. ₁ are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). However, these switching elements may be not only IGBTs but also MOS-FETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors). An intermediate capacitor 9 is connected between the two wires of the DC bus 5. The capacitance C ₉ of the intermediate capacitor 9 is small (μF level), and the magnitude relationship of the capacitance with the capacitance C ₇ of the DC side capacitor 7 is C ₇ >> C ₉ .

ＤＣバス５の電圧すなわち中間コンデンサ９の両端電圧は、フルブリッジ回路を成すスイッチング素子Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３，Ｑ_４によって構成されるインバータ６に与えられる。スイッチング素子Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３，Ｑ_４にはそれぞれ、逆並列に、ダイオードｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４が接続されている。インバータ６は、ＤＣバス５の直流電圧を、単相３線の交流電圧に変換する。ＡＣリアクトル１０及び交流側コンデンサ１１は、インバータ６の発生する高周波ノイズが交流電路３に出ることを防止するフィルタ回路として機能している。 The voltage of the DC bus 5, that is, the voltage across the intermediate capacitor 9, is applied to the inverter 6 composed of the switching elements Q ₁ , Q ₂ , Q ₃ , and Q ₄ forming a full bridge circuit. Diodes d ₁ , d ₂ , d ₃ , and d ₄ are connected in antiparallel to the switching elements Q ₁ , Q ₂ , Q ₃ , and Q ₄ , respectively. The inverter 6 converts the DC voltage of the DC bus 5 into a single-phase three-wire AC voltage. The AC reactor 10 and the AC side capacitor 11 function as a filter circuit for preventing high-frequency noise generated by the inverter 6 from appearing in the AC electric circuit 3.

計測・制御用の回路要素としては、例えば、電圧センサ１３、電流センサ１４、電圧センサ１５、電流センサ１６、及び、電圧センサ１７が設けられている。電圧センサ１３は、直流電源２の電圧を検出して、検出出力を制御部１２に送る。電流センサ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に流れる電流を検出して、検出出力を制御部１２に送る。電圧センサ１５は、ＤＣバス５の２線間の電圧を検出して、検出出力を制御部１２に送る。電流センサ１６は、ＡＣリアクトル１０に流れる電流を検出して、検出出力を制御部１２に送る。電圧センサ１７は、交流電路３の２線間の電圧を検出して、検出出力を制御部１２に送る。制御部１２は、各センサから送られてくる検出出力に基づいてスイッチング素子Ｑ_Ｈ，Ｑ_Ｌ及びＱ_１～Ｑ_４のオン・オフを制御する。 As circuit elements for measurement and control, for example, a voltage sensor 13, a current sensor 14, a voltage sensor 15, a current sensor 16, and a voltage sensor 17 are provided. The voltage sensor 13 detects the voltage of the DC power supply 2 and sends the detected output to the control unit 12. The current sensor 14 detects the current flowing through the DC / DC converter 4 and sends the detected output to the control unit 12. The voltage sensor 15 detects the voltage between the two lines of the DC bus 5 and sends the detected output to the control unit 12. The current sensor 16 detects the current flowing through the AC reactor 10 and sends the detected output to the control unit 12. The voltage sensor 17 detects the voltage between the two lines of the AC electric circuit 3 and sends the detected output to the control unit 12. The control unit 12 controls _on / off of the switching elements QH, _QL and _Q1 to _Q4 based on the detection output sent from each sensor.

制御部１２は例えば、コンピュータを含み、ソフトウェア（コンピュータプログラム）をコンピュータが実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、制御部１２の記憶装置（図示せず。）に格納される。 The control unit 12 includes, for example, a computer, and the computer executes software (computer program) to realize a necessary control function. The software is stored in a storage device (not shown) of the control unit 12.

《電力変換装置の他の例》
なお、上記の直流電源２は例えば蓄電池であるが、これに限定される訳ではなく、太陽光発電パネルである場合もある。
また、直流電源２からＤＣバス５までの直流系統が複数あって、ＤＣバス５に対して並列であり、ＤＣバス５を共有する、という場合もある。
さらに、直流電源２の電圧が交流電圧のピーク値より高い場合にはＤＣ／ＤＣコンバータを設けずに、直流電源２をそのままＤＣバス５に繋ぐ場合もある。 << Other examples of power converters >>
The DC power supply 2 is, for example, a storage battery, but is not limited to this, and may be a photovoltaic power generation panel.
Further, there may be a case where there are a plurality of DC systems from the DC power supply 2 to the DC bus 5, which are parallel to the DC bus 5 and share the DC bus 5.
Further, when the voltage of the DC power supply 2 is higher than the peak value of the AC voltage, the DC power supply 2 may be directly connected to the DC bus 5 without providing the DC / DC converter.

《電力変換装置の基本動作》
図１の電力変換装置１は、例えば、本出願人が既に提案している（例えば特開２０１４－２４１７１４号、国際公開ＷＯ２０１４／１９９７９６、他多数の文献あり。）最小スイッチング変換方式で動作する。当該方式では、前提として、直流電源２からＤＣ／ＤＣコンバータ４に入力する直流電圧が、出力しようとする交流電圧のピーク値より低い。制御部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が高周波でのスイッチング動作を休止する期間と、インバータ６が高周波でのスイッチングを休止して極性反転のみを行う期間とが、交互に現れるよう制御する。すなわち、交流波形の半サイクルに着目すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４が交流波形を作っている時期と、インバータ６が交流波形を作っている時期とがある。 << Basic operation of power converter >>
The power conversion device 1 of FIG. 1 operates with the minimum switching conversion method already proposed by the present applicant (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-241714, International Publication WO2014 / 199796, and many other documents). In this method, as a premise, the DC voltage input from the DC power supply 2 to the DC / DC converter 4 is lower than the peak value of the AC voltage to be output. The control unit 12 controls so that the period in which the DC / DC converter 4 suspends the switching operation at high frequencies and the period in which the inverter 6 suspends switching at high frequencies and performs only polarity inversion appear alternately. That is, focusing on the half cycle of the AC waveform, there is a time when the DC / DC converter 4 is making an AC waveform and a time when the inverter 6 is making an AC waveform.

また、上記の電力変換装置１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ４及びインバータ６は、直流電源２が蓄電池である場合には双方向の変換動作が可能である。すなわち、蓄電池の放電により直流電力から交流電力への変換を行うことができる。また、商用電力系統と接続された交流電路３から電力供給を受けて、交流電力から直流電力への変換を行い、蓄電池を充電することができる。この場合、インバータ６が、高周波でスイッチング動作し、ＡＣリアクトル１０と協働して必要な電圧まで昇圧を行う期間と、インバータ６は整流のみを行いＤＣ／ＤＣコンバータ４が充電に適した電圧まで降圧を行う期間とがある。一方、直流電源２が太陽光発電パネルである場合には、充電を行うことはできない。但し、ごく短時間であれば、電力変換装置１が充電方向への変換動作を行うこと自体は可能である。 Further, the DC / DC converter 4 and the inverter 6 in the power conversion device 1 can perform bidirectional conversion operation when the DC power supply 2 is a storage battery. That is, it is possible to convert DC power to AC power by discharging the storage battery. Further, the storage battery can be charged by receiving electric power from the AC electric circuit 3 connected to the commercial electric power system and converting the AC electric power into DC electric power. In this case, the period in which the inverter 6 switches at a high frequency and boosts the voltage to the required voltage in cooperation with the AC reactor 10, and the inverter 6 only performs rectification and the DC / DC converter 4 reaches a voltage suitable for charging. There is a period for stepping down. On the other hand, when the DC power source 2 is a photovoltaic power generation panel, charging cannot be performed. However, it is possible for the power conversion device 1 to perform the conversion operation in the charging direction for a very short time.

《負荷遮断の検出について》
負荷遮断は、例えば、以下のような事象に基づいて検出することができる。
例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４及びインバータ６が交流半サイクル内で交互にスイッチングを休止する期間を有する最小スイッチング変換方式の場合、中間コンデンサ９のキャパシタンスがμＦレベルの小容量であるため、負荷遮断時にはＤＣバス５の急激な電圧上昇が起こりやすい。そこで、制御部１２は、ＤＣバス５の電圧が制御上の指令値より上昇したことに基づいて、負荷遮断の状態になったことを的確に検出することができる。 << About detection of load cutoff >>
Load shedding can be detected, for example, based on the following events.
For example, in the case of the minimum switching conversion method in which the DC / DC converter 4 and the inverter 6 alternately suspend switching within an AC half cycle, the capacitance of the intermediate capacitor 9 is a small capacitance at the μF level, so that when the load is cut off, the capacitance is small. A sudden voltage rise of the DC bus 5 is likely to occur. Therefore, the control unit 12 can accurately detect that the load is cut off based on the fact that the voltage of the DC bus 5 rises above the command value on the control.

また、制御部１２は、負荷遮断の状態になったことを、交流の瞬時過電圧の検出及びＡＣリアクトル１０に流れる電流の制御上の偏差が増加したことの検出、の少なくとも一方により検出することができる。
すなわち、負荷遮断時には、交流の瞬時過電圧が現れ、又は、ＡＣリアクトル１０に流れる電流の制御上の偏差が増加するので、少なくともこれらの一方に基づいて、負荷遮断の状態になったことを的確に検出することができる。 Further, the control unit 12 may detect that the load is cut off by at least one of the detection of the instantaneous overvoltage of alternating current and the detection of the increase in the control deviation of the current flowing through the AC reactor 10. can.
That is, when the load is cut off, an AC instantaneous overvoltage appears, or the control deviation of the current flowing through the AC reactor 10 increases. Therefore, it is accurately determined that the load is cut off based on at least one of these. Can be detected.

《負荷遮断時の動作》
次に、ＪＥＴ認証を受けるために必要な負荷遮断時の動作について説明する。
図２は、交流側の負荷が突然無負荷になる負荷遮断に対して、どのように制御部１２が反応するかの一例を示すフローチャートである。 << Operation when the load is cut off >>
Next, the operation at the time of load cutoff necessary for receiving JET certification will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of how the control unit 12 reacts to a load cutoff in which the load on the AC side suddenly becomes unloaded.

図において、処理開始により、制御部１２は、直流から交流への変換動作中か否かを判定する（ステップＳ１）。「Ｎｏ」の場合は、負荷遮断の状況ではないので処理終了となるが、「Ｙｅｓ」の場合には、制御部１２は、負荷遮断の状態となったか否かを判定する（ステップＳ２）。負荷遮断の状態でない場合は、制御部１２は、ステップＳ１，Ｓ２の判定を繰り返す。 In the figure, upon starting the process, the control unit 12 determines whether or not the conversion operation from direct current to alternating current is in progress (step S1). In the case of "No", the process is terminated because the load is cut off, but in the case of "Yes", the control unit 12 determines whether or not the load is cut off (step S2). If the load is not shut off, the control unit 12 repeats the determinations in steps S1 and S2.

そして、ステップＳ２において負荷遮断の状態になった場合、制御部１２は、電力変換装置１の動作を、交流から直流への変換に逆転させる（ステップＳ３）。具体的には、例えば、図１において、負荷遮断により、交流電路３は開放端になり、交流電力の行き先が失われることにより、ＤＣバス５の電圧、及び、交流電路３の電圧が上昇する。 Then, when the load is cut off in step S2, the control unit 12 reverses the operation of the power conversion device 1 to the conversion from alternating current to direct current (step S3). Specifically, for example, in FIG. 1, the AC electric circuit 3 becomes an open end due to the load cutoff, and the destination of the AC power is lost, so that the voltage of the DC bus 5 and the voltage of the AC electric circuit 3 increase. ..

そこで、制御部１２は、インバータ６のスイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４について、Ｑ_１，Ｑ_４がオン／Ｑ_２，Ｑ_３がオフ、となる状態と、Ｑ_２，Ｑ_３がオン／Ｑ_１，Ｑ_４がオフになる状態とがデッドタイムを入れながら高速（例えば２０ｋＨｚ）に交互に入れ替わるよう制御する。また、このとき、制御部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４におけるハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈはオンに固定、ローサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｌはオフに固定する。 Therefore, in the control unit 12, regarding the switching elements _Q1 to _Q4 of the inverter ₆ , _Q1 and _Q4 are on / Q2 and _Q3 are off, and _Q2 and _Q3 are on / _Q1 . , _Q4 is controlled to be switched to high speed (for example, 20 kHz) alternately with a dead time. At this time, the control unit 12 fixes the high-side switching element _QH in the DC / DC converter 4 to ON and the low-side switching element _QL to Off.

このような方向性の逆転となる変換制御を行うことにより、ＡＣリアクトル１０及び交流側コンデンサ１１に蓄えられていた電気エネルギーは、直流側の、ＤＣリアクトル８及び直流側コンデンサ７さらに直流電源２が蓄電池の場合は当該蓄電池にも戻される。これにより、交流側コンデンサ１１の両端電圧は迅速に低下する。また、中間コンデンサ９はキャパシタンスが小さいため、ＤＣバス５の電圧も迅速に低下する。 By performing the conversion control that reverses the direction, the electric energy stored in the AC reactor 10 and the AC side capacitor 11 is transferred to the DC side, the DC reactor 8, the DC side capacitor 7, and the DC power supply 2. In the case of a storage battery, it is also returned to the storage battery. As a result, the voltage across the AC side capacitor 11 drops rapidly. Further, since the capacitance of the intermediate capacitor 9 is small, the voltage of the DC bus 5 also drops rapidly.

そして、所定時間が経過するのを待ち（ステップＳ４）、所定時間が経過すると、制御部１２はＤＣ／ＤＣコンバータ４のスイッチング素子Ｑ_Ｈ，Ｑ_Ｌ及びインバータ６のスイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４を全てゲートブロックする（ステップＳ５）。このように、制御部１２は、負荷遮断の状態になった場合、ＤＣバス５の電圧を所定値以下に低下させた後で、ゲートブロックをする。すなわち、負荷遮断後にはＤＣバス５の電圧が迅速に低下するので、ゲートブロックのタイミングが遅れることを、抑制することができる。 Then, it waits for the predetermined time to elapse (step S4), and when the predetermined time elapses, the control unit 12 presses the switching elements QH and QL of the DC / DC converter ₄ and the switching elements _Q1 to _Q4 of the inverter ₆ . All gates are blocked (step S5). As described above, when the load is cut off, the control unit 12 performs the gate block after reducing the voltage of the DC bus 5 to a predetermined value or less. That is, since the voltage of the DC bus 5 drops rapidly after the load is cut off, it is possible to suppress the delay in the timing of the gate block.

《波形図の例》
図３は、負荷遮断時の動作を示す波形図の一例を示す図である。図の波形は、上から順に、（ａ）が、インバータ６のスイッチング素子Ｑ_１，Ｑ_４のゲートに与える制御信号、（ｂ）が、インバータ６のスイッチング素子Ｑ_２，Ｑ_３のゲートに与える制御信号である。ハイレベルがオン、ローレベルがオフを意味する。また、縦の幅のある部分は、高周波（例えば２０ｋＨｚ）でのスイッチング動作を行っていることを示している。 << Example of waveform diagram >>
FIG. 3 is a diagram showing an example of a waveform diagram showing an operation when a load is cut off. In the waveforms shown in the figure, in order from the top, (a) gives a control signal to the gates of the switching elements _Q1 and _Q4 of the inverter ₆ , and (b) gives to the gates of the switching elements Q2 and _Q3 of the inverter 6. It is a control signal. High level means on, low level means off. Further, the portion having a vertical width indicates that the switching operation is performed at a high frequency (for example, 20 kHz).

また、（ｃ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈの動作波形である。（ｄ）は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のローサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｌの動作波形である。通常は、インバータ６とＤＣ／ＤＣコンバータ４とで、互いに、交流半サイクルに対応する期間内に、交代で休止期間を持つように制御されている（ｅ）は、電流センサ１６の検出する交流電流の波形である。（ｆ）は、ＤＣバス５の電圧波形である。ＤＣバス５の電圧波形は図示のような交流波形の絶対値を含む脈流波形となる。（ｇ）は、ゲートブロック信号を表しており、Ｈレベルはゲート駆動中、Ｌレベルはゲートブロックの状態を表している。（ｈ）は、電圧センサ１７が検出する交流電圧の波形である。 Further, (c) is an operation waveform of the switching element _QH on the high side of the DC / DC converter 4. (D) is an operation waveform of the switching element _QL on the low side of the DC / DC converter 4. Normally, the inverter 6 and the DC / DC converter 4 are controlled so as to alternately have a pause period within a period corresponding to an AC half cycle (e), which is an AC detected by the current sensor 16. It is a waveform of current. (F) is a voltage waveform of the DC bus 5. The voltage waveform of the DC bus 5 is a pulsating current waveform including the absolute value of the AC waveform as shown in the figure. (G) represents a gate block signal, the H level represents the gate driving, and the L level represents the state of the gate block. (H) is a waveform of the AC voltage detected by the voltage sensor 17.

図３において、制御部１２は、制御上の指令値との比較において、まず（ｅ）に示す交流電流の変化があり、かつ、交流電圧が急激に低下することにより負荷遮断を検出する（時刻ｔ１）。負荷遮断を検出した制御部１２は、インバータ６のスイッチング素子Ｑ_１～Ｑ_４について、Ｑ_１，Ｑ_４がオン／Ｑ_２，Ｑ_３がオフ、となる状態と、Ｑ_２，Ｑ_３がオン／Ｑ_１，Ｑ_４がオフになる状態とがデッドタイムを入れながら高速（例えば２０ｋＨｚ）に交互に入れ替わるよう制御する（時刻ｔ１～ｔ２）。また、このとき、制御部１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４におけるハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈはオンに固定、ローサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｌはオフに固定する。 In FIG. 3, the control unit 12 first detects a load cutoff when there is a change in the AC current shown in (e) and the AC voltage drops sharply in comparison with the control command value (time). t1). The control unit 12 that has detected the load cutoff has _Q1 and _Q4 turned on / _Q2 and _Q3 turned off and _Q2 and _Q3 turned on for the switching elements _Q1 to _Q4 of the inverter 6. It is controlled so that the state in which / _Q1 and _Q4 are turned off alternates at high speed (for example, 20 kHz) with a dead time (time t1 to t2). At this time, the control unit 12 fixes the high-side switching element _QH in the DC / DC converter 4 to ON and the low-side switching element _QL to Off.

これにより、（ｆ）のＤＣバス５の電圧は時刻ｔ１以降に微振動しながら迅速に低下して直流電源２の電圧になる。また、（ｈ）の交流電圧も迅速に下がり、約０になる。その後、時刻ｔ２になると、インバータ６のスイッチング動作（交流から直流への逆変換）は停止し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈはオフになる。時刻ｔ１から０．５秒も経過していない時刻ｔ３には、ゲートブロック信号がオフになり、ここで完全に、負荷遮断に基づくゲートブロックの状態となる。こうして、負荷遮断時に定格電圧の１５０％に達するような過電圧を生じさせることなく、１００％を超える時間が０．５秒以内に確実にゲートブロックを行うことができる。 As a result, the voltage of the DC bus 5 in (f) rapidly drops while slightly vibrating after time t1 to become the voltage of the DC power supply 2. Further, the AC voltage of (h) also drops rapidly to about 0. After that, at time t2, the switching operation of the inverter 6 (reverse conversion from alternating current to direct current) is stopped, and the high-side switching element _QH of the DC / DC converter 4 is turned off. At time t3, which is less than 0.5 seconds after time t1, the gate block signal is turned off, and the gate block state is completely based on the load cutoff. In this way, the gate block can be reliably performed within 0.5 seconds for a time exceeding 100% without causing an overvoltage that reaches 150% of the rated voltage when the load is cut off.

《まとめ》
以上のように、電力変換装置１の制御部１２は、インバータ６に直流から交流への変換を行わせているとき、交流側で負荷遮断の状態になった場合、インバータ６に対してゲートブロックをする前に、インバータ６の動作を交流から直流への変換に逆転させる。
このような電力変換装置１では、交流側の負荷遮断時に、直ちにゲートブロックを行うのではなく、ゲートブロックの前に、インバータ６の変換動作方向を逆転して、交流から直流への変換を行うことにより、エネルギーを直流側へ逃がし、電力変換装置１内のＤＣバス５の電圧を迅速に低下させることができる。その結果、交流電圧も、迅速に低下する。こうして、電力変換装置１についてＪＥＴ認証試験の求める要件を容易にクリアすることができる。 "summary"
As described above, the control unit 12 of the power conversion device 1 has a gate block for the inverter 6 when the load is cut off on the AC side when the inverter 6 is converting from direct current to alternating current. Before doing so, the operation of the inverter 6 is reversed to the conversion from alternating current to direct current.
In such a power conversion device 1, the gate block is not immediately performed when the load on the AC side is cut off, but the conversion operation direction of the inverter 6 is reversed before the gate block to convert AC to DC. As a result, energy can be released to the DC side, and the voltage of the DC bus 5 in the power conversion device 1 can be rapidly reduced. As a result, the AC voltage also drops rapidly. In this way, the requirements required for the JET certification test for the power conversion device 1 can be easily cleared.

なお、インバータ６及びＤＣ／ＤＣコンバータ４を搭載する電力変換装置の場合、インバータ６の動作を交流から直流への変換に逆転させる際、例えば、制御部１２は、インバータ６に交流から直流への高周波スイッチング動作を行わせ、ＤＣ／ＤＣコンバータ４のローサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｌを開路し、前記ハイサイドのスイッチング素子Ｑ_Ｈを閉路する。
インバータ６のみを搭載し、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は搭載しない電力変換装置の場合には、制御部１２は、負荷遮断の状態になった場合、インバータ６に交流から直流への高周波スイッチング動作を行わせるのみで足りる。 In the case of a power conversion device equipped with an inverter 6 and a DC / DC converter 4, when reversing the operation of the inverter 6 from alternating current to direct current, for example, the control unit 12 causes the inverter 6 to switch from alternating current to direct current. A high-frequency switching operation is performed, the low-side switching element QL of the DC / DC converter 4 is opened, and the high-side switching element _QH is _closed .
In the case of a power conversion device equipped with only an inverter 6 and not a DC / DC converter 4, the control unit 12 performs a high-frequency switching operation from AC to DC to the inverter 6 when the load is cut off. It's enough just to let it.

直流電源２が蓄電池である場合には、制御部１２は、負荷遮断の状態になった場合に、直流側コンデンサ７及び蓄電池を充電するように制御を行うことができる。
この場合、負荷遮断時にＡＣリアクトル１０や交流側コンデンサ１１に貯まっているエネルギーが大きくても、無駄なく、かつ、迅速に、蓄電池及び直流側コンデンサ７にエネルギーを移し込むことができ、その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 When the DC power supply 2 is a storage battery, the control unit 12 can control to charge the DC side capacitor 7 and the storage battery when the load is cut off.
In this case, even if the energy stored in the AC reactor 10 or the AC side capacitor 11 is large when the load is cut off, the energy can be quickly and efficiently transferred to the storage battery and the DC side capacitor 7, and as a result, the energy can be transferred to the storage battery and the DC side capacitor 7. The AC voltage also drops rapidly.

一方、直流電源２が太陽光発電パネルである場合には、制御部１２は、負荷遮断の状態になった場合に、直流側コンデンサ７を充電するように制御を行うことができる。
この場合、負荷遮断時にＡＣリアクトル１０や交流側コンデンサ１１に貯まっているエネルギーが大きくても、無駄なく、かつ、迅速に、直流側コンデンサにエネルギーを移し込むことができ、その結果、交流電圧も、迅速に低下する。 On the other hand, when the DC power source 2 is a photovoltaic power generation panel, the control unit 12 can control to charge the DC side capacitor 7 when the load is cut off.
In this case, even if the energy stored in the AC reactor 10 or the AC side capacitor 11 is large when the load is cut off, the energy can be quickly and efficiently transferred to the DC side capacitor, and as a result, the AC voltage is also increased. , Decreases quickly.

《その他》
なお、上記実施形態では、最小スイッチング変換方式を実行する電力変換装置１について説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ及びインバータを常時高周波でスイッチングさせるタイプの伝統的な電力変換装置であっても、同様の負荷遮断時の動作を適用することができる。 "others"
In the above embodiment, the power conversion device 1 that executes the minimum switching conversion method has been described, but the same applies to a traditional power conversion device of a type that constantly switches a DC / DC converter and an inverter at a high frequency. The operation at the time of load cutoff can be applied.

《補記》
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。《Supplementary note》
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１電力変換装置
２直流電源
３交流電路
４ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ＤＣバス
６インバータ
７直流側コンデンサ
８ＤＣリアクトル
９中間コンデンサ
１０ＡＣリアクトル
１１交流側コンデンサ
１２制御部
１３電圧センサ
１４電流センサ
１５電圧センサ
１６電流センサ
１７電圧センサ
１００蓄電装置
１０１連系リレー
１０２コンデンサ
１０３ヒューズ
１０４，１０５，１０６バリスタ
１０７遮断用ブレーカ
１０８停電用ブレーカ
１０９系統模擬電源
１１０負荷装置
ｄ_Ｈ，ｄ_Ｌ，ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４ダイオード
Ｑ_Ｈ，Ｑ_Ｌ，Ｑ_１，Ｑ_２，Ｑ_３，Ｑ_４スイッチング素子 1 Power converter 2 DC power supply 3 AC electric circuit 4 DC / DC converter 5 DC bus 6 Inverter 7 DC side capacitor 8 DC reactor 9 Intermediate capacitor 10 AC reactor 11 AC side capacitor 12 Control unit 13 Voltage sensor 14 Current sensor 15 Voltage sensor 16 Current sensor 17 Voltage sensor 100 Power storage device 101 Interconnection relay 102 Condenser 103 Fuse 104, 105, 106 Varistor 107 Breaker for breaking 108 Breaker for power failure 109 System simulated power supply 110 Load device d _H , d _L , d ₁ , d ₂ , d ₃ , d ₄ diode Q _H , _QL , Q ₁ , Q ₂ , Q ₃ , Q ₄ switching element

Claims

A power conversion device installed between a DC power supply and an AC electric circuit.
Inverters that perform bidirectional conversion between direct current and alternating current,
A control unit that controls the operation of the inverter is provided.
When the control unit causes the inverter to convert from direct current to alternating current, if the load is cut off on the alternating current side, the control unit operates the inverter before performing a gate block to the inverter. A power converter that reverses the conversion from alternating current to direct current.

The power conversion device according to claim 1.
A DC side capacitor connected in parallel with the DC power supply,
A DC / DC converter connected to both ends of the DC side capacitor and having a low-side switching element and a high-side switching element.
The DC bus on the high voltage side of the DC / DC converter,
An intermediate capacitor connected between the two lines of the DC bus and
The inverter having a full bridge circuit connected to both ends of the intermediate capacitor and configured by a switching element, and the inverter.
It is equipped with an AC reactor that intervenes in the electric circuit on the AC side of the inverter.
When the load is cut off, the control unit causes the inverter to perform a high-frequency switching operation from AC to DC, opens the low-side switching element, and closes the high-side switching element. Converter.

The power conversion device according to claim 1.
A DC side capacitor connected in parallel with the DC power supply,
The inverter connected to both ends of the DC side capacitor and having a full bridge circuit composed of switching elements, and the inverter.
It is equipped with an AC reactor that intervenes in the electric circuit on the AC side of the inverter.
The control unit is a power conversion device that causes the inverter to perform a high-frequency switching operation from alternating current to direct current when the load is cut off.

The power according to claim 2, wherein the DC power supply is a storage battery, and the control unit controls the operation of the inverter so as to charge the DC side capacitor and the storage battery when the load is cut off. Converter.

The power according to claim 3, wherein the DC power source is a photovoltaic power generation panel, and the control unit controls the operation of the inverter so as to charge the DC side capacitor when the load is cut off. Converter.

The control unit executes control having a period in which the DC / DC converter and the inverter alternately suspend switching within an AC half cycle.
The control unit detects that the load is cut off based on the voltage of the DC bus rising from the control command value.
The power conversion device according to claim 2 or 4.

It is equipped with an AC reactor that intervenes in the electric circuit on the AC side of the inverter.
The control unit detects that the load is cut off by at least one of detection of an instantaneous overvoltage of alternating current and detection of an increase in control deviation of the current flowing through the AC reactor. The power conversion device according to any one of claims 1 to 6.

2. Item 6. The power conversion device according to any one of Items 6.

The power conversion device according to claim 1 and a power storage device equipped with the DC power supply.

It is a control method of a power conversion device provided between a DC power supply and an AC electric circuit and including an inverter for bidirectional conversion of DC / AC and a control unit for controlling the operation of the inverter.
When the inverter is converting from direct current to alternating current, it is detected that the load is cut off on the alternating current side.
When the load cutoff state is detected, the operation of the inverter is reversed to the conversion from alternating current to direct current.
After that, a gate block is applied to the inverter.
How to control the power converter.