[發明專利]功率轉換裝置、功率轉換系統以及功率轉換裝置的控制方法

有效

• 申請號: 201010194637.0
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101908855A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 秋田佳稔;飛世正博
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02P9/00
• 分類號: H02P9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及一種功率轉換裝置、功率轉換系統以及功率轉換裝置的控制方法，特別涉及一種適合于抑制渦輪機與發電機之間產生的軸扭轉振動的功率轉換裝置、功率裝置系統以及功率轉換裝置的控制方法。

背景技術

關于渦輪機發電機間的軸扭轉振動，在直流供電系統中進行著較多的研究，例如特開2000-224896號公報中所示，在渦輪機發電機連接于直流供電系統的直流轉換位置附近時，由于直流轉換位置所進行的功率控制的條件，而使直流供電系統與渦輪機發電機發生干擾，渦輪機發電機的軸出現振動。另外，公開了如下的技術，軸扭轉振動關系到作用于發電機的轉子的轉矩的狀態，根據直流供電系統的直流轉換處的母線電壓的頻率變化來檢測振動現象，并改變控制角來抑制軸扭轉振動。

另外，即使是直流供電系統以外，例如特開平11-27993號公報中公開了如下的功率轉換裝置的控制技術，即：在將由電動機與發電機的組合等構成的發電裝置作為電源的功率轉換裝置以及電源系統中，通過檢測發電裝置的諧振頻率分量，并由諧振頻率除去電路消除發電裝置的振動分量，來抑制與發電裝置的機械系統的諧振頻率發生干擾而使振動持續/增加。

[專利文獻1]特開2000-224896號公報

[專利文獻2]特開平11-27993號公報

在此，從節省能量的觀點出發，大多采用由功率轉換器將渦輪機發電機的發電功率轉換為可變頻率來進行應用的技術。例如，對以往由機械直接驅動的系統利用電動機與功率轉換裝置進行了可變速的電動化，根據系統而設置渦輪機發電機作為電源設備，將在此得到的電能由功率轉換裝置與電動機轉換為可再次調整的機械能量，從而進行可變速驅動。

發明內容

此時，有可能發生渦輪機發電機的軸扭轉振動。本發明的目的是提供一種可抑制渦輪機與發電機產生軸扭轉振動的功率轉換裝置、功率轉換系統以及功率轉換裝置的控制方法。

為了實現上述目的，本發明的功率轉換裝置構成為具有：指令值計算部，其計算作為電氣物理量的指令值；控制部，其控制轉換動作，使其接近于所述指令值；以及速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量，所述指令值計算部計算如下的指令值，該指令值以根據所述速度變化量確定的功率進行轉換動作。

或者構成為具有：速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量，所述功率轉換裝置根據所述速度變化量在轉換動作中控制功率，以使電氣阻尼系數為零以上。

或者構成為具有：控制部，其控制轉換動作；以及速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量，所述功率轉換裝置以用轉動速度的變化量除以功率的變化量后得到的值比用轉動速度除以功率后得到的值大的方式控制轉換動作。

或者構成為具有：控制部，其控制轉換動作；速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量；以及功率計算部，其計算功率，所述功率轉換裝置以根據所述檢測出的速度變化量將所述計算出的功率控制在電氣阻尼系數為零以上的功率的方式進行轉換動作。

或者構成為具有：控制部，其控制轉換動作；以及速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量，所述功率轉換裝置以根據所述變化量而控制為在電氣系統以及機械系統中形成的阻尼系數為零以上的功率的方式進行轉換動作。

或者構成為具有：指令值計算部，其計算作為電氣物理量的指令值；速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量；修正值計算部，其根據所述速度變化量，計算用于為了得到如下的功率而修正所述指令值的修正值，該功率抑制在電氣系統以及機械系統中形成的阻尼系數所關聯的振動；以及控制部，其以接近于所述修正后的指令值的方式控制電氣物理量。

或者構成為具有：指令值計算部，其計算作為電氣物理量的指令值；控制部，其以接近于所述指令值的方式控制轉換動作；以及速度變化量計算部，其檢測相當于所述發電機的轉動速度變化的速度變化量，所述指令值計算部，計算以根據所述速度變化量而確定的功率進行轉換動作的指令值，所述指令值計算部具有：振動現象檢測部，其檢測負載側的振動現象；以及限制部，其基于所述檢測出的振動現象限制所述指令值。