电力转换装置、其控制装置及控制方法、发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力转换装置、发电系统、电力转换装置的控制装置以及电力转换装 置的控制方法。
【背景技术】
[0002] 以往，已知一种电力转换装置，所述电力转换装置具备升压电路及单相逆变器，通 过升压电路对直流电源的电压进行升压，从而从单相逆变器中输出振幅大于直流电源的电 压的交流电压。
[0003] 在这种的电力转换装置中，提出了如下技术：交替地实施升压电路的升压控制和 单相逆变器的PWM(PulseWidthModulation:脉冲宽度调制）控制从而从单相逆变器中输 出交流电压。该电力转换装置通过单相逆变器生成上述交流电压的波形之中的绝对值小于 直流电源的电压的部分，并在升压电路中生成上述交流电压的波形之中的绝对值大于直流 电源的电压的部分（例如，参照专利文献1)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :国际公布第2013/069326号
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的问题
[0008] 然而，在基于从升压电路向单相逆变器的输出电压进行单相逆变器的PWM控制的 情况下，如果在该输出电压的检测中存在滞后，则从升压电路的升压动作向单相逆变器的 PWM动作切换时，从单相逆变器中输出的交流电压中有可能产生畸变。
[0009] 本发明的实施方式的一个方案是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供从升压电 路的升压动作向单相逆变器的PWM动作切换时能够控制从单相逆变器中输出的交流电压 的畸变的电力转换装置、发电系统、电力转换装置的控制装置以及电力转换装置的控制方 法。
[0010] 用于解决问题的方法
[0011] 实施方式的一个方案涉及的电力转换装置具备升压电路、单相逆变器、以及控制 部。所述升压电路对直流电源的电压进行升压并进行输出。所述单相逆变器将所述升压电 路的输出电压转换成交流电压并进行输出。所述控制部对所述升压电路的升压动作和所述 单相逆变器的PWM动作进行切换。并且，所述控制部具备电压检测滤波器和检测电压变更 部。所述电压检测滤波器从检测所述升压电路的输出电压的电压检测部的检测结果中除去 噪音成分。所述检测电压变更部在从所述升压电路的升压动作向所述单相逆变器的PWM动 作切换时，基于对所述电压检测滤波器的检测滞后进行补偿的滞后补偿值，来改变所述电 压检测滤波器的输出。
[0012] 发明效果
[0013] 根据实施方式的一个方案，可以提供在从升压电路的升压动作切换到单相逆变器 的PWM动作时能够控制从单相逆变器中输出的交流电压的畸变的电力转换装置、发电系 统、电力转换装置的控制装置以及电力转换装置的控制方法。
【附图说明】
[0014] 图1是表示第一实施方式涉及的发电系统的结构例的图。
[0015] 图2是表示电力转换装置的控制部的结构例的图。
[0016] 图3是表示从电力转换装置的控制部中输出的门信号和输出电压和母线电压的 关系例的图。
[0017] 图4是表示由电压检测滤波器产生的检测滞后的图。
[0018] 图5是表示因检测滞后导致的输出电压的畸变的图。
[0019] 图6是表示母线电压推断器的结构例的图。
[0020] 图7是表示控制部的控制处理流程的流程图的一例。
[0021] 图8是表示第二实施方式涉及的检测电压变更部的结构例的图。
[0022] 图9是表示第三实施方式涉及的检测电压变更部的结构例的图。
[0023] 图10是表示第四实施方式涉及的检测电压变更部的结构的图。
[0024] 图11是表示第五实施方式涉及的检测电压变更部的结构的图。
[0025] 图12是表示第六实施方式涉及的指令生成部的结构的图。
[0026] 附图标记说明
[0027] 1 :发电系统，2 :电力转换装置，3 :太阳能电池（直流电源、发电装置），4 :电力系 统，10 :升压电路，11 :单相逆变器，12 :输出滤波器，13 :电源电流检测部，14 :电源电压检测 部，15 :输出电流检测部，16 :输出电压检测部，17 :母线电压检测部，20 :控制部，21、21E:指 令生成部，22 :电压检测滤波器，23 :逆变器控制部，24 :升压控制部，25、25A、25B、25C、25D: 检测电压变更部，39、60 :切换判定器，61 :母线电压推断器，62、628、62(：、65、6印：置换器， 64、64D:存储部，71 :电压下降推断器，72 :加法器。
【具体实施方式】
[0028] 以下参照附图，对本申请公开的电力转换装置、发电系统、电力转换装置的控制装 置以及电力转换装置的控制方法的实施方式进行详细说明。此外，该发明不限于以下表示 的实施方式。例如，在下面，将太阳能电池作为直流电源及发电装置的一例进行说明，而直 流电源及发电装置也可以是太阳能电池以外的直流发电机、燃料电池等。另外，直流电源例 如也可以构成为包括交流电源（包括交流发电机）和转换器，并利用转换器将交流电源的 交流电转换成直流电并输出。
[0029] [1?第一实施方式]
[0030] 图1是表示第一实施方式涉及的发电系统的结构例的图。如图1所示，第一实施 方式涉及的发电系统1具备电力转换装置2及太阳能电池3,将在太阳能电池3中发电的直 流电转换成交流电并向电力系统4输出。此外，在图1所示的例子中，电力转换装置2与电 力系统4连接，而电力系统4是负载就可以，例如也可以是利用交流电进行工作的设备。
[0031] [1. 1?电力转换装置2]
[0032] 电力转换装置2具备输入端子Tp、Tn、输出端子Tl、T2、升压电路10、单相逆变器 11、输出滤波器12、电源电流检测部13、电源电压检测部14、输出电流检测部15、输出电压 检测部16、母线电压检测部17、以及控制部20 (控制部及控制装置的一例）。
[0033] 输入端子Tp与太阳能电池3的正极连接，输入端子Tn与太阳能电池3的负极连 接。另外，输出端子T1、T2与电力系统4连接。从太阳能电池3经由输入端子Tp、Tn而被 输入的直流电压通过升压电路10及单相逆变器11转换成交流电压，转换后的交流电压从 输出端子T1、T2向电力系统4输出。
[0034] 升压电路10具有开关元件Q5、Q6、二极管D5、D6、电抗器L1、电容器C1、C2。电抗 器L1的一端与太阳能电池3连接。
[0035] 开关元件Q5经由电抗器L1而并联连接在太阳能电池3的正极和负极之间。二极 管D5与开关元件Q5反向并联连接。开关元件Q6的一端与电抗器L1和开关元件Q5的连 接点连接，另一端与单相逆变器11连接。二极管D6与开关元件Q6反向并联连接。
[0036] 电容器C1连接在太阳能电池3的正极和负极之间，抑制输入端子Tp、Tn之间的电 压变动。电容器C2与升压电路10的输出侧连接，对由电抗器L1及开关兀件Q5进行升压 的电压进行平滑处理。
[0037] 该升压电路10将开关元件Q5、Q6交替地控制成接通/断开，并从开关元件Q6中 输出对从太阳能电池3向输入端子Tp、Tn输入的直流电压进行了升压的电压。另外，升压 电路10以断开开关元件Q5及接通开关元件Q6的方式进行控制，从开关元件Q6中输出从 太阳能电池3向输入端子Tp、Tn输入的直流电压。
[0038] 如此，升压电路10能够对从太阳能电池3中输出的直流电压进行升压、或能够对 从太阳能电池3中输出的直流电压不进行升压而进行输出。此外，在下面，将升压电路10 和单相逆变器11的连接点的电压、即从升压电路10向单相逆变器11输入的电压记载为母 线电压Vpn。
[0039] 单相逆变器11具备桥接而成的开关元件Q1~Q4、与开关元件Q1~Q4反向并联 连接的二极管D1~D4。单相逆变器11将开关元件Q1、Q4控制成接通/断开，从而将母线 电压Vpn转换成正交流电压，将开关元件Q2、Q3控制成接通/断开，从而将母线电压Vpn转 换成负交流电压。
[0040] 另外，单相逆变器11将开关元件Q1、Q4控制成接通并将母线电压Vpn作为正电压 而输出，将开关元件Q2、Q3控制成接通并将母线电压Vpn作为负电压而输出。如此，单相逆 变器11能够将母线电压Vpn转换成交流、或者不转换母线电压Vpn而进行输出。
[0041] 另外，上述的开关元件Q1~Q6例如是包括氮化镓（GaN)或者碳化硅（SiC)的 宽带隙半导体。另外，开关元件Q1~Q6也可以是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor:金属-氧化物半导体场效应晶体管）、IGBT(InsulatedGate BipolarTransistor:绝缘栅双极型晶体管）等。
[0042] 输出滤波器12是具有例如电抗器L2和电容器C3的LC滤波器，所述输出滤波器 12设在单相逆变器11和电力系统4之间。该输出滤波器12除去由构成单相逆变器11的 开关元件Q1~Q4的开关引起的开关噪音。
[0043] 电源电流检测部13检测从太阳能电池3向升压电路10供给的直流电流的瞬时值 Iin(以下，有时记载为电源电流Iin)。另外，电源电压检测部14检测从太阳能电池3供给 的直流电压的瞬时值Vin(以下，有时记载为电源电压Vin)。此外，电源电流检测部13例如 利用作为磁电转换元件的霍尔元件检测电流。
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