[發明專利]供電裝置及電力變換裝置的同步運轉方法

無效

• 申請號: 200710104547.6
• 申請日: 2007-05-25
• 公開（公告）號: CN101098079A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 片岡匡史;坂田滋;小澤孝英;塚越功;戴政
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所;株式會社荏原電產
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M5/40;G05F1/455
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及一種單元化的供電裝置，包括：燃氣渦輪發電機等的分散型發電裝置；以及將通過上述發電裝置發電的電力變換為所需頻率及電壓的交流電而供給負載的變換裝置等的電力變換裝置；尤其涉及一種用于將多臺供電裝置并聯連接并通過并聯運轉向從商用電源系統分離的負載供電的供電系統中的供電裝置。

此外，本發明涉及一種在將多臺變換裝置(電力變換裝置)并聯連接，并通過并聯運轉向從商用電源系統分離的負載供給三相交流電時，在各變換裝置間取得輸出電壓的同步的方法。

背景技術

在將多臺包括電壓控制型變換裝置的供電裝置并聯連接而將發電電力提供給負載的供電系統中，即使變換裝置輸出相同的電壓，但由于傳感器、濾波電路的構成部件等的誤差，實際輸出的電壓很難輸出完全一致的電壓。因此，通常有以下提案：在并聯連接多臺包括電壓控制型變換裝置的供電裝置并將發電電力供給從商用電源系統分離的負載的供電系統中，為了均等地保持多臺供電裝置的負載分擔率，在變換裝置間共有彼此的信息(電流、功率等)，并控制輸出電壓，均等地保持負載的分擔率，有效地使用變換裝置的能力。

但是，在上述的負載分擔方法中，需要用于共有多臺供電裝置間的信息的專用硬件等，所以在成本和可靠性的方面存在問題。此外，為了控制電力而共有的信息，只是關于變換裝置的信息，在發電裝置(燃氣渦輪發電機、燃料電池等)和變換裝置等的電力變換裝置被組合起來使用的單元化的供電裝置的情況下，在變換裝置成為過載之前，發電裝置成為過載，并且發電裝置會停止，因此存在產生即使變換裝置的能力有富余，發電裝置也會停止的現像等的問題。

在并聯連接多臺包括電壓控制型變換裝置而向負載供給發電電力的供電系統中，向從商用電源系統分離的負載供電的情況下，存在以下這樣的變換裝置間的同步方法。

第1，使一臺變換裝置成為母機，將與母機的電壓輸出同步的特別的基準信號向其他的變換裝置輸出。其他的(母機之外的)變換裝置形成與該基準信號同步的輸出電壓，從而取得變換裝置輸出電壓的同步。

第2，外部控制器將相位同步用的基準信號向多臺變換裝置發送，并且，各變換裝置基于該基準信號形成輸出電壓，由此取得輸出電壓的同步。

第3，多臺中的一臺變換裝置，以獨立(電壓控制)模式啟動并確立電壓之后，其他的變換裝置以連接(電流控制)模式啟動，進行與電壓相位同步的并聯運轉，從而取得輸出電壓的同步。

在上述的現有技術中提出了以下方案：如第1和第2方法那樣，所有的變換裝置以電壓控制模式動作的方法；以及如第3方法那樣，成為基準的變換裝置以電壓控制模式進行同步運轉、其他的變換裝置以電流控制模式進行同步運轉的方法。但是，在上述現有技術中，存在以下課題。如上述第1和第2方法，在所有的變換裝置以電壓控制模式動作的方法中，使各變換裝置間的輸出同步而需要同步信號，所以在輸出同步信號的變換裝置或外部的控制器發生了故障的情況下，無法繼續運轉。此外，由于輸出線之外還需要用于傳遞同步信號的信號線，所以系統變得復雜。

此外，成為基準的變換裝置以電壓控制模式進行運轉、其他的變換裝置以電流控制模式進行運轉的第3個方法中，由于不使用同步信號，所以不需要同步信號的信號線，可以改善所謂的系統變復雜的問題。但是，由于成為基準的變換裝置需要以電壓控制模式進行運轉、其他的變換裝置以電流控制模式進行運轉，所以在成為基準的電壓控制模式下進行運轉的變換裝置中產生異常時，很難繼續運轉，此外，還存在電流控制模式下的變換裝置無法應對急劇的負載變動等的問題。

發明內容

本發明是鑒于上述情況而做出的，其第1個目的在于，提供一種可適用于使多臺由發電裝置和電力變換裝置構成的單元化的供電裝置并聯運轉的供電系統中的供電裝置。更詳細地說，第1目的在于，提供一種供電裝置，不設置用于進行各供電裝置間的負載分擔的專用的硬件，而且，在超過發電裝置的能力的情況下可以將負載分擔自動地限制在該發電裝置的發電能力范圍內。

此外，本發明的第2目的在于，提供一種變換裝置的同步運轉方法，不使用同步信號，就可以使并聯運轉的所有變換裝置(電力變換裝置)通過電壓控制模式的運轉同步。