[发明专利]供电装置及电力变换装置的同步运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单元化的供电装置，包括：燃气涡轮发电机等的分散型发电装置；以及将通过上述发电装置发电的电力变换为所需频率及电压的交流电而供给负载的变换装置等的电力变换装置；尤其涉及一种用于将多台供电装置并联连接并通过并联运转向从商用电源系统分离的负载供电的供电系统中的供电装置。

此外，本发明涉及一种在将多台变换装置(电力变换装置)并联连接，并通过并联运转向从商用电源系统分离的负载供给三相交流电时，在各变换装置间取得输出电压的同步的方法。

背景技术

在将多台包括电压控制型变换装置的供电装置并联连接而将发电电力提供给负载的供电系统中，即使变换装置输出相同的电压，但由于传感器、滤波电路的构成部件等的误差，实际输出的电压很难输出完全一致的电压。因此，通常有以下提案：在并联连接多台包括电压控制型变换装置的供电装置并将发电电力供给从商用电源系统分离的负载的供电系统中，为了均等地保持多台供电装置的负载分担率，在变换装置间共有彼此的信息(电流、功率等)，并控制输出电压，均等地保持负载的分担率，有效地使用变换装置的能力。

但是，在上述的负载分担方法中，需要用于共有多台供电装置间的信息的专用硬件等，所以在成本和可靠性的方面存在问题。此外，为了控制电力而共有的信息，只是关于变换装置的信息，在发电装置(燃气涡轮发电机、燃料电池等)和变换装置等的电力变换装置被组合起来使用的单元化的供电装置的情况下，在变换装置成为过载之前，发电装置成为过载，并且发电装置会停止，因此存在产生即使变换装置的能力有富余，发电装置也会停止的现像等的问题。

在并联连接多台包括电压控制型变换装置而向负载供给发电电力的供电系统中，向从商用电源系统分离的负载供电的情况下，存在以下这样的变换装置间的同步方法。

第1，使一台变换装置成为母机，将与母机的电压输出同步的特别的基准信号向其他的变换装置输出。其他的(母机之外的)变换装置形成与该基准信号同步的输出电压，从而取得变换装置输出电压的同步。

第2，外部控制器将相位同步用的基准信号向多台变换装置发送，并且，各变换装置基于该基准信号形成输出电压，由此取得输出电压的同步。

第3，多台中的一台变换装置，以独立(电压控制)模式启动并确立电压之后，其他的变换装置以连接(电流控制)模式启动，进行与电压相位同步的并联运转，从而取得输出电压的同步。

在上述的现有技术中提出了以下方案：如第1和第2方法那样，所有的变换装置以电压控制模式动作的方法；以及如第3方法那样，成为基准的变换装置以电压控制模式进行同步运转、其他的变换装置以电流控制模式进行同步运转的方法。但是，在上述现有技术中，存在以下课题。如上述第1和第2方法，在所有的变换装置以电压控制模式动作的方法中，使各变换装置间的输出同步而需要同步信号，所以在输出同步信号的变换装置或外部的控制器发生了故障的情况下，无法继续运转。此外，由于输出线之外还需要用于传递同步信号的信号线，所以系统变得复杂。

此外，成为基准的变换装置以电压控制模式进行运转、其他的变换装置以电流控制模式进行运转的第3个方法中，由于不使用同步信号，所以不需要同步信号的信号线，可以改善所谓的系统变复杂的问题。但是，由于成为基准的变换装置需要以电压控制模式进行运转、其他的变换装置以电流控制模式进行运转，所以在成为基准的电压控制模式下进行运转的变换装置中产生异常时，很难继续运转，此外，还存在电流控制模式下的变换装置无法应对急剧的负载变动等的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其第1个目的在于，提供一种可适用于使多台由发电装置和电力变换装置构成的单元化的供电装置并联运转的供电系统中的供电装置。更详细地说，第1目的在于，提供一种供电装置，不设置用于进行各供电装置间的负载分担的专用的硬件，而且，在超过发电装置的能力的情况下可以将负载分担自动地限制在该发电装置的发电能力范围内。

此外，本发明的第2目的在于，提供一种变换装置的同步运转方法，不使用同步信号，就可以使并联运转的所有变换装置(电力变换装置)通过电压控制模式的运转同步。