[发明专利]电力变换装置

说明书

太阳能电池用电力变换装置(2)配置于太阳能电池(1)与配电系统之间。蓄电池用电力变换装置(4)配置于蓄电池(3)与配电系统之间。有效电压计算电路(2098、4098)计算配电系统的交流电压的有效电压。第2及第4控制电路(209、409)基于有效电压分别控制从第1及第2DC/AC变换电路(208、408)输出的有功功率及无功功率。在有效电压的变化是由设置于配电系统的SVR(23)的工作引起的情况下，第2及第4控制电路控制第1及第2DC/AC变换电路的工作以抑制由有效电压的变化带来的无功功率的变化。

技术领域

本发明涉及电力变换装置。

背景技术

近年来，为了降低环境负荷，不排放二氧化碳的太阳能电池等利用天然能源的发电系统正在各个家庭普及。另外，为了应对东日本大地震以后的电力不足等，具备蓄电池的系统、利用电动汽车作为蓄电池的系统、将太阳能电池和蓄电池组合而成的系统等的产品化正在推进。进而，为了大幅削减二氧化碳的排放量，正在促进如下零排放住宅(以下也称为“ZEH住宅(net Zero Energy House，净零能耗住宅)”或简称为“ZEH”)的普及：其中在使住宅等的隔热性能等提高的同时，也设置太阳能电池等利用可再生能源的能源产生设备(energy creating device)(以下也称为“产能设备”(energy creation device))，并使一年中在住宅使用的电力产耗为零。

当大量投入上述那样的太阳能电池等可再生能源时，在太阳能电池的情况下，产生在白天的日照量多的时间段配电系统的电压上升等问题。对于该问题，采取通过抑制太阳能电池的发电功率来抑制反向功率流(reverse power flow)，或者利用SVC(Static VarCompensator，静态无功补偿器)、蓄电池装备所代表的系统稳定化装备的电力补偿等对策。然而，这些对策存在无法最大限度地利用太阳能电池能够发电得到的电力、或者SVC等系统稳定化装备昂贵等问题。

另外，作为同样的对策的一环，例如在日本，政府从2016年起设立为了提高发电电力的自用率(local production for local consumption，本地生产供本地消费)的补贴业务，并计划今后也推进。另外，关于ZEH住宅的促进业务，为了实现本地生产供本地消费，从2016年度起还对与ZEH条件无关的蓄电池等储蓄能量设备(以下也称为“蓄能设备”)支付补贴金来实现促进普及。

另外，最近正在推进被称为空地开发(vacant lot development)的利用工厂、学校等的空地的大规模城镇开发。在这样的开发中也有在各户设置太阳能电池的事例。另外，根据上述那样的政府方针还预计在今后的城镇开发中是以对ZEH住宅设置几kW的产能设备(太阳能电池等)为前提的。在该情况下，如果每一户设置4kW的太阳能电池，则会以300户左右的城镇规模形成所谓的兆瓦太阳能系统(mega-solar system)。在这样的情形下，为了使配电系统稳定(换言之，抑制系统电压的上升)，需要在城镇内设置昂贵的SVC、蓄电池等系统稳定化装备。在智能城镇中导入该装备时，可能要求用户(consumer)也承担部分成本。

另外，作为个别住宅的应对，公知的有当配电系统的电压上升时从连接于太阳能电池的电力变换装置输出无功功率以抑制系统电压的控制。然而，在实施了这样的控制的情况下，随着由无功功率引起的视在功率的上升，有可能需要抑制太阳能电池的发电功率。

根据这些观点，在日本特开2002-165366号公报(专利文献1)中公开了实现配电系统的电压稳定化的电压控制装置(SVC)的控制方法及控制装置。电压控制装置连接于低压配电线。然后，在该控制方法(控制装置)中，当配电线的电压变化缓慢且配电线电压在电压控制装置的控制目标电压的死区(dead zone)内时，进行使无功功率输出返回至目标值的控制。当配电系统的电压变化缓慢且电压在死区之外时，进行使控制目标电压跟随配电线的电压变化而波动并输出无功功率以使系统电压返回至控制目标电压的控制。当配电线的电压变化突然时，不变更控制目标电压而进行电压恒定控制(参照专利文献1)。

现有技术文献