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CN111656639A - 电力变换装置 - Google Patents

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CN111656639A CN201780097626.0A CN201780097626A CN111656639A CN 111656639 A CN111656639 A CN 111656639A CN 201780097626 A CN201780097626 A CN 201780097626A CN 111656639 A CN111656639 A CN 111656639A
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Abstract

电力变换装置具备电力变换电路和控制装置。控制装置具备虚拟发电装置模型部和控制信号生成部。虚拟发电装置模型部具备：原动机模型部，生成表示原动机的旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；AVR模型部，模拟自动电压调节器并计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；角速度差取得部，计算作为电力变换电路的输出电压的角频率与模型角速度的差的角速度差；以及发电机模型部，基于励磁相当值、角速度差和电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由原动机驱动的发电机的电流指令值。控制信号生成部基于电流指令值和电力变换电路的输出电流值生成脉冲宽度调制信号。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及电力变换装置。
背景技术
以往，如例如在日本专利第5408889号公报中公开那样，已知有具备将发电机模型化的虚拟发电装置模型部的电力变换装置。通常，电力变换装置包括对直流和交流进行变换的逆变器(inverter)电路和控制该逆变器电路的控制装置。虚拟发电装置模型部被内置在控制装置中。通过设置虚拟发电装置模型部，控制装置能够生成逆变器电路的控制信号，以使逆变器电路的输出电力呈现与发电机同样的表现。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5408889号公报
发明内容
发明要解决的课题
虚拟发电装置模型部能够对在通常的逆变器控制中不足的惯性力等的发电机特有的现象进行模拟。通过虚拟发电装置模型部，能得到系统频率及系统电压稳定化等的效果。与现实的发电机具备发电机、AVR、原动机及调节器同样，上述以往的虚拟发电装置模型部也包括发电机模型、AVR模型、原动机模型及调节器模型。上述以往的技术对在该调节器模型与原动机模型之间传递的燃料供给量的处理做出了努力。
但是，当将发电机模型化时，在实用方面，除此以外还留有许多的改善项目。这些项目中，首先包括电力变换装置的电力系统通过被连接到与电力系统以外的发电机共用的输出电线上而进行并网运转。此时，发电机输出的交流电力的频率与电力变换装置的输出交流电力频率过于背离并不是优选的。
作为另一个待改善的项目，在并网运转中在发电机中发生了脱落的情况下，需要包括电力变换装置的电力系统开始自立运转。此时，在控制上希望顺畅地进行并网运转和自立运转的切换。
作为又一个待改善的项目，在电力变换装置的输入端上连接着直流电源，有时作为该直流电源而使用蓄电池。与作为直流发电装置的太阳能电池或燃料电池等不同，在使用蓄电池的情况下，存在蓄电池的电力量有限这一特有的情况。
对于上述的各项目，在上述以往的技术中没有实施适当的对策。所以，本申请的发明者对在上述以往的技术中没有考虑到的各种项目进行专门研究，发现了施以用来使实用性飞跃性地提高的改善的新的电力变换装置。
本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，其第一目的是提供一种能够适当地控制电力变换电路的输出交流电力频率的电力变换装置。
本发明的第二目的是提供一种改善了的电力变换装置，以无缝地进行并网运转与自立运转的切换。
本发明的第三目的是提供一种能够有效利用有限的蓄电池电力的电力变换装置。
本发明的第四目的是提供一种具备被构建为能够根据需要而将蓄电池充电的虚拟发电装置模型的电力变换装置。
用来解决课题的手段
有关本发明的第一电力变换装置具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备虚拟发电装置模型部和控制信号生成部；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；
角速度差取得部，被构建为，计算作为上述电力变换电路的输出电压的角频率与上述模型角速度的差的角速度差；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述励磁相当值、上述角速度差和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
上述控制信号生成部被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号。
有关本发明的第二电力变换装置具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述模型角速度、上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
上述控制信号生成部被构建为，通过不包含积分增益的反馈控制，将上述电力变换电路的输出电流值与上述电流指令值的差向上述脉冲宽度调制信号进行反馈。
有关本发明的第三电力变换装置具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
在上述输出电线上连接着外部发电机；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；
发电机模型部，被构建为，基于上述模型角速度、上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
浮动指令值生成部，被构建为输出浮动指令值，该浮动指令值是将预先设定的无负载角速度指令值与上述模型角速度的差在时间上延迟而算入到上述无负载角速度指令值中所生成的指令值；以及
调节器模型部，被构建为模拟用来调节上述旋转轴的上述虚拟旋转速度的调节器，并被构建为，基于上述浮动指令值计算作为向上述原动机供给的驱动能量的指标的指标值；
上述调节器模型部按照上述浮动指令值计算上述指标值，以使得当从上述外部发电机向上述输出电线供给的供给电力是预先设定的稳定值时上述电力变换电路不输出有功功率，当因上述外部发电机的输出下降而上述输出电线的上述供给电力比上述稳定值下降时上述电力变换电路持续输出相对于上述稳定值的电流下降的量。
有关本发明的第四电力变换装置具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述电力变换电路的输出电压、上述AVR模型部的上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压的角频率，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的上述电流指令值；
上述虚拟发电装置模型部被构建为接收电流控制信号；
上述虚拟发电装置模型部被构建为，在接收到上述电流控制信号的情况下，通过对由上述发电机模型部生成的上述电流指令值进行修正，将修正后的上述电流指令值向上述控制信号生成部传递以使得电流从上述输出电线经由上述电力变换电路向上述直流电源侧倒流。
发明效果
根据上述第一电力变换装置，在电流指令值的生成处理中能够算入通过角速度差取得部取得的角速度差。由此，将与输出电线侧的系统电力的频率的关系纳入考虑的同时，能够以高精度调节电力变换电路输出的交流电力的频率。
根据上述第二电力变换装置，能得到以下的效果。当包括电力变换装置的电力系统和包括发电机的电力系统被并网运转时，如果电力系统从并网运转中脱离，则有时成为包括电力变换装置的电力系统单独的自立运转。发现了即使在并网运转中使用了积分增益的反馈控制适当地发挥功能，在自立运转中积分增益也使反馈控制的稳定性下降。根据上述第二电力变换装置，通过不包含积分增益，有无缝地进行并网运转和自立运转的切换、并且能够稳定地进行自立运转的优点。
根据上述第三电力变换装置，能够实现备份电流控制。备份电流控制是当外部发电机稳定动作时电力变换装置不输出电流、当因外部发电机脱离等而引起输出电力下降时电力变换装置将不足的量的电流持续补偿的控制。蓄电池积蓄的电力是有限的，在电力变换装置与蓄电池连接的情况下，可输出的有功功率有限。通过上述的备份电流控制，能够有效利用有限的蓄电池电力。
根据上述第四电力变换装置，能够根据电流控制信号，形成从电力变换电路向直流电源侧流动的电流。该电流可以作为在作为直流电源而使用蓄电池的情况下的蓄电池的充电电流利用。
附图说明
图1是表示包括具备有关实施方式1的电力变换装置的电力系统的整体构造的系统结构图。
图2是表示具备有关实施方式1的电力变换装置的电力系统的电路图。
图3是有关实施方式1的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
图4是有关实施方式1的变形例的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
图5是有关实施方式1的变形例的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
图6是表示具备有关实施方式2的电力变换装置的电力系统的电路图。
图7是有关实施方式2的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
图8是有关实施方式2的变形例的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
图9是有关实施方式2的变形例的电力变换装置具备的控制装置的电路框图。
具体实施方式
实施方式1.
[实施方式1的装置的结构]
(整体构造)
图1是表示包括具备有关实施方式1的电力变换装置PC的电力系统PS的整体构造的系统结构图。对于输出电线9，连接着电力系统PS、第一外部发电机9a及第二外部发电机9b和负载11。电力系统PS包括电力变换装置PC和直流电源1。
有关实施方式1的电力变换装置PC具备电力变换电路3和控制装置12。另外，电力变换装置PC也与上位装置2连接，被构建为，能够从上位装置2接收充放电电流控制信号Ibat*。第一外部发电机9a及第二外部发电机9b是周知的交流发电机，构建了电力系统。第一外部发电机9a及第二外部发电机9b其具体的规格没有被限定，例如也可以设为同步发电机或感应发电机等，其动力源也可以是蒸气涡轮机等。
另外，在实施方式的说明及附图中，对某些符号“Id*”“Iq*”“Ibat*”赋予了“*”。该星号是在控制系统中为了表示是与指令值或目标值对应的参数而赋予的标记。作为代替该星号的方法，也可以通过将作为“Reference”的意思的“ref”添加到尾标中，来明示特定的参数是指令值或目标值。即，如果将Id*、Iq*、Ibat*分别记作Idref、Iqref、Ibatref，也为相同的意思。
图2是表示具备有关实施方式1的电力变换装置PC的电力系统PS的电路图。电力变换电路3夹在直流电源1与输出电线9之间，通过将来自直流电源1的直流电力变换，将交流电力向输出电线9输出。电力变换电路3是包括多个半导体开关元件的逆变器电路。半导体开关元件是IGBT或MOSFET等。
控制装置12将在电力变换电路3的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号SPWM向电力变换电路3输出。脉冲宽度调制信号SPWM是向半导体开关元件的栅极(gate)施加的栅极脉冲信号。在电力变换装置PC的输入端上连接着直流电源1。在实施方式1中，作为直流电源1而设有蓄电池1a。
电力变换装置PC的输出端经由输出配线10及输出侧变压器8连接在输出电线9上。在输出配线10中，设有计量仪器用变流器(instrument current transformer)4、输出电抗器5、滤波电容器7及计量仪器用变压器(instrument voltage transformer)6。计量仪器用变流器4作为电流传感器发挥功能。计量仪器用变流器4计测电力变换电路3的输出电流iu、iv、iw，将计测出的电流值向控制装置12传递。计量仪器用变压器6作为电压传感器发挥功能。计量仪器用变压器6计测电力变换电路3的输出电压vuv、vvw、vwu，将计测出的电压值向控制装置12传递。另外，电力变换电路3的输出电压和输出电线9的系统电压通过具有输出侧变压器8，虽然大小不同但具有相互相关性，频率共用。在实施方式1的说明中，有时为了说明的简略化而对输出电压和系统电压赋予共用的标号vuv、vvw、vwu。
(控制装置的结构)
图3是有关实施方式1的电力变换装置PC具备的控制装置12的电路框图。控制装置12具备虚拟发电装置模型部13和控制信号生成部20。虚拟发电装置模型部13实现虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator：VSG)。“虚拟同步发电机”是用来使作为逆变器连接的分布式电源的电力系统PS具有与同步发电机相同的特性的模型。
在虚拟发电装置模型部13中，被反馈性地输入电力变换电路3输出的有功功率(active power)Pg、电力变换电路3的输出电压vuv、vvw、vwu和电力变换电路3输出的无功功率(reactive power)Qg。虚拟发电装置模型部13基于这些输入参数，生成有功电流指令值Iq*和无功电流指令值Id*。以下，为了说明的简略化，有时也将有功电流指令值Iq*和无功电流指令值Id*一起记作“电流指令值Id*、Iq*”。虚拟发电装置模型部13将所生成的有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*向控制信号生成部20传递。控制信号生成部20基于有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*和电力变换电路3的输出电流值iu、iv、iw，生成脉冲宽度调制信号SPWM。
虚拟发电装置模型部13具备发电机模型部30、原动机模型部60、AVR模型部70和调节器模型部80。
原动机模型部60模拟通过蒸气涡轮机等具有旋转的旋转轴的原动机。原动机模型部60生成表示该旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度ωe。原动机模型部60更具体地讲，包括加减法器61、除法块62和惯性模拟块63。
加减法器61从调节器模型部80输出的驱动能量指标值Pdr减去有功功率Pg。除法块62通过将加减法器61的输出除以模型角速度ωe而输出转矩相当值。惯性模拟块63从除法块62接受转矩相当值，通过使用虚拟惯量Js模拟旋转轴的惯性，计算模型角速度ωe。
调节器模型部80是将进行对于由原动机模型部60模拟的原动机的调速的调节器模型化的单元。调节器模型部80基于后述的浮动指令值ωflo，计算驱动能量指标值Pdr。驱动能量指标值Pdr是具有电力的维度(dimension)的值，是向原动机模型部60模拟的原动机供给的驱动能量的指标。更具体地讲，驱动能量指标值Pdr在原动机模型部60模拟引擎的情况下，相当于对该引擎给出的燃料供给量。
调节器模型部80更具体地讲，包括调节器模型加减法器81和自动速度调节器82。调节器模型加减法器81运算来自调节器模型部80的前级的加减法器92的输入值与模型角速度ωe的差。自动速度调节器82通过接受调节器模型加减法器81的输出，进行基于比例积分控制即PI控制的反馈，输出驱动能量指标值Pdr。将自动速度调节器82也称作“ASR82”。
AVR模型部70模拟了对发电机模型部30的励磁电压进行控制的自动电压调节器。在实施方式1中，AVR模型部70计算对应于励磁电流的励磁相当值Ife，将该励磁相当值Ife向发电机模型部30传递。励磁相当值Ife并不限于励磁电流，也可以作为相当于励磁电压的值来计算。AVR模型部70更具体地讲，包括下垂(droop)块71、第一规定值块72、前级加减法器73、后级加减法器74、比例积分控制块75、第二规定值块76和加法器77。
下垂块71输出根据下垂增益而对无功功率Qg施以了规定的运算后的值。第一规定值块72输出预先设定的第一规定值。前级加减法器73输出下垂块71的输出值与第一规定值块72的第一规定值的差。后级加减法器74输出前级加减法器73的输出值与系统电压振幅VPLL的差。系统电压振幅VPLL是由后述的角速度差取得部110的相位同步电路111得到的值。
比例积分控制块75接受后级加减法器74的输出而进行比例积分控制。第二规定值块76输出预先设定的第二规定值。加法器77将比例积分控制块75的输出值与第二规定值块76的第二规定值相加。加法器77的输出值是励磁相当值Ife。在实施方式1中，第一规定值及第二规定值被设定为1.0。
发电机模型部30被构建为，模拟由原动机驱动的发电机。发电机模型部30基于励磁相当值Ife、由后述的角速度差取得部110取得的角速度差ωex和电力变换电路3的输出电压vuv、vvw、vwu，生成有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*。发电机模型部30更具体地讲，具备比例块31、积分块32、d轴变换部33、q轴变换部34、第一乘法块35、第二乘法块36、第一同步电抗部37、加减法器38和第二同步电抗部39。
比例块31通过接受来自AVR模型部70的励磁相当值Ife并对该励磁相当值Ife施以使用预先设定的规定系数的运算，输出作为与内部感应电压相当的值的内部感应电压相当值Efe。积分块32接受由后述的角速度差取得部110取得的角速度差ωex，通过对角速度差ωex施以积分，输出模型相位δe。
d轴变换部33通过将来自积分块32的模型相位δe变换为d轴，计算用来将内部感应电压分配给d轴的无维度量(dimensionless)的第一系数。q轴变换部34通过将来自积分块32的模型相位δe变换为q轴，计算用来将内部感应电压分配给q轴的无维度量的第二系数。第一乘法块35将d轴变换部33输出的第一系数与内部感应电压相当值Efe相乘。第二乘法块36将q轴变换部34输出的第二系数与内部感应电压相当值Efe相乘。
第一同步电抗部37通过将第一乘法块35的输出值从电压值变换为电流值，计算无功电流指令值Id*。加减法器38计算第二乘法块36的输出值与系统电压振幅VPLL的差。第二同步电抗部39通过将加减法器38的输出值从电压值变换为电流值，计算有功电流指令值Iq*。
控制信号生成部20基于有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*和电力变换电路3的输出电流值iu、iv、iw，生成脉冲宽度调制信号SPWM。更具体地讲，控制装置12具备对电力变换电路3的输出电流值iu、iv、iw进行dq变换的dq变换块90。控制信号生成部20基于有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*和dq变换块90的输出值，生成脉冲宽度调制信号。
控制信号生成部20具体而言，包括无功加减法器21、有功加减法器22、第一非干涉项块23、第二非干涉项块24、无功自动电流调节器120a、有功自动电流调节器120b、反电压块122、前馈加减法器25、无功加法器26、有功加法器27、dq逆变换块28和脉冲宽度调制信号生成块29。
无功加减法器21求出无功电流指令值Id*与dq变换块90的d轴输出值的差。有功加减法器22求出有功电流指令值Iq*与dq变换块90的q轴输出值的差。在第一非干涉项块23中被输入无功电流指令值Id*。在第二非干涉项块24中被输入有功电流指令值Iq*。第一非干涉项块23及第二非干涉项块24运算当在dq轴上进行电流控制时用来将正交的成分的电压前馈的非干涉项。
无功自动电流调节器120a是被构建为对无功加减法器21的输出值施以使用预先设定的规定比例系数的第一比例控制的控制块。有功自动电流调节器120b是被构建为对有功加减法器22的输出值施以使用预先设定的规定比例系数的第二比例控制的控制块。反电压块122输出设定为相当于反电压的反电压相当值Vrate。在实施方式1中，为了无缝地进行从并网运转向自立运转的转移，将反电压相当值Vrate设定为固定值。
前馈加减法器25计算反电压相当值Vrate与第二非干涉项块24输出的非干涉项的差。无功加法器26将无功自动电流调节器120a的输出与前馈加减法器25的输出相加。有功加法器27将有功自动电流调节器120b的输出与前馈加减法器25的输出相加。在dq逆变换块28中被输入系统电压角频率ωPLL。dq逆变换块28对无功加法器26的输出值和有功加法器27的输出值施以dq逆变换。脉冲宽度调制信号生成块29根据dq逆变换块28的输出信号生成脉冲宽度调制信号SPWM。
在实施方式1中，控制装置12具备角速度差取得部110、浮动指令值生成部130和充放电控制部140。此外，在实施方式1中，在控制装置12的控制信号生成部20中，内置有无功自动电流调节器120a及有功自动电流调节器120b。将无功自动电流调节器120a也称作“无功电流控制ACR120a”。将有功自动电流调节器120b也称作“有功电流控制ACR120b”。
(角速度差取得部)
通过将包括电力变换装置PC的电力系统PS连接到与第一外部发电机9a及第二外部发电机9b共用的输出电线9，进行并网运转。此时，第一外部发电机9a及第二外部发电机9b输出的交流电力的频率和电力变换装置PC的输出交流电力频率过于背离是不优选的。从这样的观点，优选的是适当地控制电力变换电路3的输出交流电力频率。所以，在实施方式1中，角速度差取得部110计算角速度差ωex。
角速度差ωex是通过从模型角速度ωe减去系统电压角频率ωPLL而得到的差。根据角速度差取得部110，能够在有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*的生成处理中算入角速度差取得部110的角速度差ωex。由此，能够将与输出电线9侧的系统电力的频率的关系放入考虑而且精度良好地调节电力变换电路3输出的交流电力的频率。
有关实施方式1的角速度差取得部110包括相位同步电路111和角速度加减法器112。在相位同步电路111中输入系统电压vuv、vvw、vwu。相位同步电路111输出变换为旋转坐标系时的系统电压振幅VPLL和变换为旋转坐标系时的系统电压角频率ωPLL。角速度加减法器112计算角速度差ωex。角速度差ωex是系统电压角频率ωPLL与原动机模型部60的模型角速度ωe的差。角速度差ωex被输入到发电机模型部30的积分块32中。系统电压角频率ωPLL分别向dq变换块90和dq逆变换块28输入。
(无功电流控制ACR及有功电流控制ACR)
在并网运转中在第一外部发电机9a及第二外部发电机9b中发生了脱落的情况下，需要包括电力变换装置PC的电力系统PS开始自立运转。此时，希望在控制上顺畅地进行并网运转和自立运转的切换。希望进行改善以无缝地进行并网运转和自立运转的切换。所以，在实施方式1中，控制信号生成部20内置有无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b。无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b进行不包含积分增益的反馈控制。无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b将电力变换电路3的输出电流值iu、iv、iw与有功电流指令值Iq*及无功电流指令值Id*的差向脉冲宽度调制信号SPWM输出。
通过无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b，能得到以下的效果。当包括电力变换装置PC的电力系统PS和包括发电机的电力系统进行并网运转时，如果电力系统从并网运转脱离，则有时成为包括电力变换装置PC的电力系统PS单独的自立运转。在反馈控制中，有作为比例控制的P控制、作为比例积分控制的PI控制、作为比例微分控制的PD控制、以及作为比例积分微分控制的PID控制。
这里，本申请的发明者发现，如果在反馈控制中包含积分增益，则即使在并网运转中反馈控制适当地发挥功能，在自立运转中也会因为积分增益而反馈控制的稳定性下降。如果更具体地说明这一点，则当在电力变换装置PC的自立运转中第一外部发电机9a及第二外部发电机9b停止时，仅电力变换装置PC的输出电力被向输出电线9供给。因而，在自立运转中，电力变换装置PC自身的输出电力原样成为有功功率Pg及无功功率Qg等的反馈检测值，被再次向电力变换装置PC反馈。
在进行自立运转的情况下，电力变换装置PC基于AVR的控制，作为恒压源而动作。电力变换装置PC的输出电流由负载决定。在要将电力变换装置PC的输出电压控制为一定的AVR与要将输出电流控制为一定的ACR存在于同一控制系统内、并且在ACR中包含积分增益的情况下，ACR与AVR引起干涉。如果发生该干涉，则不能稳定地进行控制。对于这一点，在实施方式1中，无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b仅由P控制构成，不包含积分增益。因而，在并网运转和自立运转中也可以进行共用的反馈控制，所以有无缝地进行并网运转和自立运转的切换的优点。
(浮动指令值生成部)
在实施方式1中，在电力变换装置PC的输入端上连接着直流电源1，作为该直流电源1而使用蓄电池1a。与作为直流发电装置的太阳能电池或燃料电池等不同，在直流电源1中使用蓄电池1a的情况下，存在直流电源1的电力量有限这一特有的情况。希望有效利用有限的蓄电池1a的电力。
所以，在实施方式1中，电力变换装置PC还具备浮动指令值生成部130。浮动指令值生成部130基于预先设定的无负载角速度指令值ωNL和模型角速度ωe调节原动机模型部60的负载。
通过设置浮动指令值生成部130，当从第一外部发电机9a及第二外部发电机9b向输出电线9供给的供给电力是预先设定的稳定值时，电力变换电路3不输出有功功率。通过设置浮动指令值生成部130，当因为第一外部发电机9a及第二外部发电机9b的输出下降而输出电线9的供给电力比稳定值下降时，电力变换电路3持续地补充向输出电线9供给的电流的下降量。
有关实施方式1的浮动指令值生成部130包括无负载指令值块131、加减法器132、一次延迟块133和加法器134。无负载指令值块131输出预先设定的作为无负载时的角速度指令值的无负载角速度指令值ωNL。在实施方式1中被设定为ωNL＝1.05[PU]。加减法器132运算无负载角速度指令值ωNL与模型角速度ωe的差。由于模型角速度ωe取与无负载角速度指令值ωNL相同或比其低的值，所以加减法器132输出的差成为零或负值。一次延迟块133输出对加减法器132运算出的差值按照预先设定的规定时间常数施以了一次延迟处理的值。加法器134输出将一次延迟块133的输出与无负载角速度指令值ωNL相加后的值作为浮动指令值ωflo。由此，通过无负载角速度指令值ωNL与模型角速度ωe的差经由一次延迟块133，在时间上延迟而向无负载角速度指令值ωNL算入。
有关实施方式1的虚拟发电装置模型部13具备下垂块91和加减法器92。下垂块91输出对反馈性地输入的有功功率Pg根据预先设定的下垂增益而施以了规定的运算后的值。加减法器92运算下垂块91的输出值与浮动指令值ωflo的差。加减法器92被设置在调节器模型部80的前级。由加减法器92运算出的差向调节器模型部80的内部的调节器模型加减法器81传递。另外，无负载角速度指令值ωNL和下垂块91的下垂增益被设定为一组值，以满足一定的关系性。
将浮动指令值生成部130的动作为了说明的方便而分为时间序列的步骤而进行说明。首先，作为第一步骤，假设第一外部发电机9a及第二外部发电机9b正常地发电，向输出电线9供给如预定那样的电力。此时，假设电力变换装置PC没有输出电流，有功功率Pg为零。此外，假设原动机模型部60是无负载状态，模型角速度ωe与无负载角速度指令值ωNL一致。
在第二步骤中，由于在第一外部发电机9a及第二外部发电机9b中发生异常，第一外部发电机9a及第二外部发电机9b的输出电流下降。在第三步骤中，响应于第二步骤中的输出电流下降，电力变换装置PC开始输出电流。具体而言，在稳定时虽然不输出电流，但由于电力变换装置PC与输出电线9以一定的输出电压连接，所以响应于第二步骤的输出电流下降，电力变换装置PC开始电流的输出。
在第四步骤中，由于随着电力变换装置PC的输出电流增大，有功功率Pg的值增加，所以向原动机模型部60输入的有功功率Pg增加。在第五步骤中，通过处理为因有功功率Pg的增加、原动机模型部60的负载实质性地增大，原动机模型部60的模型角速度ωe下降。在第六步骤中，模型角速度ωe的下降向浮动指令值生成部130传递。这里，为了说明的方便，假设模型角速度ωe最初是与无负载角速度指令值ωNL相同的1.05，假定起因于第五步骤而模型角速度ωe向1.00下降了。即，假定模型角速度ωe被设为负0.05。
在第七步骤中，通过模型角速度ωe的下降，加减法器132的输出从0朝向负0.05以阶梯状变化。即使加减法器132的输出呈现阶梯状的下降，通过一次延迟块133施以一次延迟处理，该阶梯状的下降也在时间方向上被平滑化。即，一次延迟块133的输出从0向负0.05平缓地下降。加法器134将一次延迟块133的输出加到无负载角速度指令值ωNL中。加法器134的输出即浮动指令值ωflo从1.05朝向1.00按照规定时间常数平缓地下降。
在上述第一步骤～第七步骤进行的过程中，浮动指令值生成部130及调节器模型部80如下述这样协调动作。与浮动指令值ωflo从1.05平缓地下降对应，调节器模型加减法器81的输入值也从无负载时的值平缓地下降。由于通过一次延迟因素形成平缓的下降，所以在刚刚进行了第六步骤之后，浮动指令值ωflo比当前的模型角速度ωe大。即，在刚刚进行了第六步骤之后，即使当前的模型角速度ωe是1.00，浮动指令值ωflo也仅从1.05下降到例如1.04。此时，浮动指令值ωflo与模型角速度ωe的差是正0.04，与该差对应的值向调节器模型加减法器81输入。调节器模型加减法器81将与该差对应的正值向ASR82传递。ASR82根据来自调节器模型加减法器81的正输入值，计算具有电力的维度的输出值。ASR82在该时刻发挥使模型角速度ωe增大那样的速度调节功能，以对发电机模型部30的模型角速度ωe下降进行补偿。
原动机模型部60通过基于从ASR82输入的输出值，进行基于加减法器61、除法块62及惯性模拟块63的一系列的规定运算处理，计算最新的模型角速度ωe。最新的模型角速度ωe再次向浮动指令值生成部130反馈。如果反复进行这些控制，则最终浮动指令值ωflo与模型角速度ωe相互一致的时刻到来。如果该时刻到来，则调节器模型加减法器81的输出成为零。
如果调节器模型加减法器81的输出成为零，则ASR82的输入值成为零，所以对于ASR82而言，可以看作原动机模型部60的速度调节已完成。于是，在电力变换装置PC输出了不足的量的电流的状态下控制装置12的内部控制处理成为稳定状态，由此，电力变换装置PC能够保持用来将起因于上述第二步骤的电流不足量补偿的输出电流。
根据以上说明的浮动指令值生成部130，能够实现“备份(backup)电流控制”。备份电流控制是当第一外部发电机9a及第二外部发电机9b稳定动作时电力变换装置PC不输出电流、当通过第一外部发电机9a及第二外部发电机9b脱落等而引起了输出电力下降时电力变换装置PC对不足的量的电流进行补偿的控制。蓄电池1a积蓄的电力是有限的，在电力变换装置PC与蓄电池1a连接的情况下可输出的有功功率有限。通过上述的备份电流控制，能够有效利用蓄电池1a的有限的电力。
(充放电控制部)
考虑到蓄电池1a的电力下降时，虚拟发电装置模型部13优选的是构建为，能够根据需要而将蓄电池1a充电。所以，在实施方式1中，虚拟发电装置模型部13被构建为，接收充放电电流控制信号Ibat*。在实施方式1中，在虚拟发电装置模型部13接收到充放电电流控制信号Ibat*的情况下使充放电控制部140动作。充放电控制部140对由发电机模型部30生成的有功电流指令值Iq*施以修正。作为充放电电流控制信号Ibat*而将负电流值加到有功电流指令值Iq*中。
充放电控制部140具体而言，包括乘法块141、充放电功率加减法器142和充放电电流加法器143。乘法块141将系统电压振幅VPLL与后述的充放电控制部140的充放电电流控制信号Ibat*相乘，计算充放电功率。充放电功率加减法器142将来自乘法块141的充放电功率从有功功率Pg减去。充放电电流加法器143夹在发电机模型部30与控制信号生成部20之间。充放电电流加法器143将充放电电流控制信号Ibat*加到有功电流指令值Iq*中。
在实施方式1中，由充放电电流加法器143进行的修正，是将有功电流指令值Iq*修正为负值，以使电力从输出电线9经由电力变换电路3倒流。充放电控制部140将被修正后的有功电流指令值Iq*向控制信号生成部20传递。根据充放电控制部140，能够与充放电电流控制信号Ibat*对应而形成从电力变换电路3向直流电源1侧流动的电流。该电流能够作为用来进行蓄电池1a的“充电”的充电电流利用。
进而，在实施方式1中，由于通过充放电功率加减法器142而将充放电功率从有功功率Pg减去，所以能够将向原动机模型部60输入的有功功率Pg保持为一定。因而，即使充放电控制部140动作，对于原动机模型部60的影响也被消除，使模型角速度ωe为一定。结果，能够在将原动机模型部60维持为稳定动作的原状下，形成向蓄电池1a的充电电流。另外，如果通过充放电电流控制信号Ibat*而将正电流值加到有功电流指令值Iq*中，则与上述的动作相反，也可以进行将蓄电池1a积蓄的电力释放的“放电”。
[实施方式1的变形例]
也可以不在一个电力变换装置PC中全部搭载上述的“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”。作为基本的变形例，叙述第一变形例～第四变形例。首先，作为第一变形例，在有关实施方式1的电力变换装置PC中，也可以具备“角速度差取得部110”，而将“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”省略。该第一变形例相当于上述“用来解决课题的手段”中的“第一电力变换装置”。也可以对于第一变形例，组合“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”中的任意的一个或任意的两个。
作为第二变形例，在有关实施方式1的电力变换装置PC中，也可以具备“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”，将“角速度差取得部110”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”省略。该第二变形例相当于上述“用来解决课题的手段”中的“第二电力变换装置”。也可以对于该第二变形例组合“角速度差取得部110”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”中的任意的一个或任意的两个。另外，按照组合的方式，也有上述的第一变形例的进一步的变形和这里所述的第二变形例的进一步的变形为相同的电路构造的情况。
作为第三变形例，在有关实施方式1的电力变换装置PC中，也可以具备“浮动指令值生成部130”，而将“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”及“充放电控制部140”省略。该第三变形例相当于上述的“用来解决课题的手段”中的“第三电力变换装置”。也可以对于该第三变形例组合“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”及“充放电控制部140”中的任意的一个或任意的两个。另外，按照组合的方式，也有上述的第一变形例的进一步的变形及第二变形例的进一步的变形和这里所述的第三变形例的进一步的变形为相同的电路构造的情况。
图4是有关实施方式1的变形例的电力变换装置PC具备的控制装置12的电路框图。图4表示上述的第三变形例。图4所示的变形例是从图3的控制装置12去除了角速度差取得部110、无功电流控制ACR120a、有功电流控制ACR120b及充放电控制部140的结构。代替无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b而设有包含积分增益的PID控制ACR220a、220b。
此外，在图4所示的控制装置12中，从图3的控制装置12省略了反电压块122，代之而设有系统电压块222。系统电压块222的系统电压振幅VPLL被赋予给前馈加减法器25。角速度差取得部110的各构成要素被省略，但相位同步电路111被保留。但是，相位同步电路111不输出系统电压角频率ωPLL，而仅输出系统电压振幅VPLL。PID控制ACR220a、220b也可以被变形为实施包含积分增益的PI反馈控制的PI控制ACR。
作为第四变形例，在有关实施方式1的电力变换装置PC中，也可以具备“充放电控制部140”，将“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”及“浮动指令值生成部130”省略。该第四变形例相当于上述“用来解决课题的手段”中的“第四电力变换装置”。也可以对于该第四变形例组合“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”及“浮动指令值生成部130”中的任意的一个或任意的两个。另外，按照组合的方式，也有上述第一变形例～第三变形例的进一步的变形和这里所述的第四变形例的进一步的变形为相同的电路构造的情况。
图5是有关实施方式1的变形例的电力变换装置PC具备的控制装置12的电路框图。图5表示上述的第四变形例。图5所示的变形例是从图3的控制装置12去掉角速度差取得部110、无功电流控制ACR120a、有功电流控制ACR120b及浮动指令值生成部130后的结构。浮动指令值生成部130的各构成要素被省略，但无负载指令值块131被保留。其中，无负载指令值块131的无负载角速度指令值ωNL被直接向加减法器92输入。
实施方式2.
在以下的说明中，对于在实施方式1和实施方式2中相同或对应的结构赋予相同的标号而进行说明。在实施方式2中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，共用事项将说明简略化或省略。图6是表示具备有关实施方式2的电力变换装置PC2的电力系统PS2的电路图。在实施方式2中，直流电源1代替蓄电池1a而具备太阳能电池1b。
图7是有关实施方式2的电力变换装置PC2具备的控制装置212的电路框图。图7所示的控制装置212是从图3的控制装置12去除了浮动指令值生成部130及充放电控制部140的结构。由于没有浮动指令值生成部130，所以电力变换装置PC2在稳定运转状态下向输出电线9输出有功功率。即，电力变换装置PC2与第一外部发电机9a及第二外部发电机9b同样作为发电机动作。由于代替蓄电池1a而使用太阳能电池1b，所以能够进行基于太阳光的持续性的发电。因而，电力变换装置PC2可以不是备份电源，而是模拟在稳定运转下输出电流的一个发电机。
图8是有关实施方式2的变形例的电力变换装置PC2具备的控制装置212的电路框图。图8所示的变形例从图7的控制装置212将无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b去除，并且代替它们而设有包含积分增益的PI控制ACR220a、220b。也与实施方式1的图4的变形例类似。此外，反电压块122被省略，设有系统电压块222。系统电压块222的系统电压振幅VPLL被提供给前馈加减法器25。PID控制ACR220a、220b也可以变形为实施包含积分增益的PI反馈控制的PI控制ACR。
图9是有关实施方式2的变形例的电力变换装置PC2具备的控制装置212的电路框图。图9所示的变形例是从图7的控制装置212去除了角速度差取得部110的结构。
也可以代替太阳能电池1b而设置其他的直流发电装置。作为代替太阳能电池1b的其他的直流发电装置，也可以设置燃料电池。作为代替太阳能电池1b的其他的直流发电装置，也可以设置输出直流电力的风力发电系统。该风力发电系统具备承受风的叶片、传递叶片的旋转的动力传递轴、连接在动力传递轴上的发电机、和将由发电机发电的交流电力变换为直流电力的电力变换装置。
以上说明的有关实施方式1的电力变换装置PC及有关实施方式2的电力变换装置PC2执行的控制动作也可以作为电力变换方法提供。在作为电力变换方法实施的情况下，也可以如在实施方式1、2的变形例中叙述那样，将在“角速度差取得部110”、“无功电流控制ACR120a及有功电流控制ACR120b”、“浮动指令值生成部130”及“充放电控制部140”中执行的控制动作分别单独作为电力变换方法使用，或者也可以将这些控制动作的两个以上组合而作为电力变换方法使用。
标号说明
PS、PS2电力系统；PC、PC2电力变换装置；1直流电源；1a蓄电池；1b太阳能电池；2上位装置；3电力变换电路；4计量仪器用变流器；5输出电抗器；6计量仪器用变压器；7滤波电容器；8输出侧变压器；9输出电线；9a第一外部发电机；9b第二外部发电机；10输出配线；11负载；12、212控制装置；13虚拟发电装置模型部；20控制信号生成部；21无功加减法器；22有功加减法器；23第一非干涉项块；24第二非干涉项块；25前馈加减法器；26无功加法器；27有功加法器；28dq逆变换块；29脉冲宽度调制信号生成块；30发电机模型部；31比例块；32积分块；33d轴变换部；34q轴变换部；35第一乘法块；36第二乘法块；37第一同步电抗部；38加减法器；39第二同步电抗部；60原动机模型部；61加减法器；62除法块；63惯性模拟块；70AVR模型部；71下垂块；72第一规定值块；73前级加减法器；74后级加减法器；75比例积分控制块；76第二规定值块；77加法器；80调节器模型部；81调节器模型加减法器；82自动速度调节器(ASR)；90dq变换块；91下垂块；92加减法器；110角速度差取得部；111相位同步电路；112角速度加减法器；120a无功自动电流调节器(无功电流控制ACR)；120b有功自动电流调节器(有功电流控制ACR)；122反电压块；130浮动指令值生成部；131无负载指令值块；132加减法器；133一次延迟块；134加法器；140充放电控制部；141乘法块；142充放电功率加减法器；143充放电电流加法器；222系统电压块；Efe内部感应电压相当值；Ibat*充放电电流控制信号；Id*电流指令值(无功电流指令值)；Ife励磁相当值；Iq*电流指令值(有功电流指令值)；Js虚拟惯量；Pdr驱动能量指标值；Pg有功功率；Qg无功功率；SPWM脉冲宽度调制信号；VPLL系统电压振幅；Vrate反电压相当值；vuv、vvw、vwu输出电压(系统电压)；δe模型相位；ωe模型角速度；ωex角速度差；ωflo浮动指令值；ωNL无负载角速度指令值；ωPLL系统电压角频率。

Claims (7)

1.一种电力变换装置，其特征在于，
具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备虚拟发电装置模型部和控制信号生成部；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；
角速度差取得部，被构建为，计算作为上述电力变换电路的输出电压的角频率与上述模型角速度的差的角速度差；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述励磁相当值、上述角速度差和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
上述控制信号生成部被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号。
2.如权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
上述控制信号生成部被构建为，通过不包含积分增益的反馈控制，将上述电力变换电路的输出电流值与上述电流指令值的差向上述脉冲宽度调制信号进行反馈。
3.如权利要求1或2所述的电力变换装置，其特征在于，
在上述输出电线上连接着外部发电机；
该电力变换装置还具备：
浮动指令值生成部，被构建为，输出浮动指令值，该浮动指令值是将预先设定的无负载角速度指令值与上述模型角速度的差在时间上延迟而算入到上述无负载角速度指令值中所生成的指令值；以及
调节器模型部，被构建为模拟用来调节上述旋转轴的上述虚拟旋转速度的调节器，并被构建为，基于上述浮动指令值计算作为向上述原动机供给的驱动能量的指标的指标值；
上述调节器模型部按照上述浮动指令值计算上述指标值，以使得当从上述外部发电机向上述输出电线供给的供给电力是预先设定的稳定值时上述电力变换电路不输出有功功率，当因上述外部发电机的输出下降而上述输出电线的上述供给电力比上述稳定值下降时上述电力变换电路持续输出相对于上述稳定值的电流下降的量。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电力变换装置，其特征在于，
上述虚拟发电装置模型部被构建为接收电流控制信号；
上述虚拟发电装置模型部被构建为，在接收到上述电流控制信号的情况下，通过将由上述发电机模型部生成的上述电流指令值修正，将修正后的上述电流指令值向上述控制信号生成部传递，以使得电流从上述输出电线经由上述电力变换电路向上述直流电源侧倒流。
5.一种电力变换装置，其特征在于，
具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述模型角速度、上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
上述控制信号生成部被构建为，通过不包含积分增益的反馈控制，将上述电力变换电路的输出电流值与上述电流指令值的差向上述脉冲宽度调制信号进行反馈。
6.一种电力变换装置，其特征在于，
具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
在上述输出电线上连接着外部发电机；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；
发电机模型部，被构建为，基于上述模型角速度、上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的电流指令值；
浮动指令值生成部，被构建为输出浮动指令值，该浮动指令值是将预先设定的无负载角速度指令值与上述模型角速度的差在时间上延迟而算入到上述无负载角速度指令值中所生成的指令值；以及
调节器模型部，被构建为模拟用来调节上述旋转轴的上述虚拟旋转速度的调节器，并被构建为，基于上述浮动指令值计算作为向上述原动机供给的驱动能量的指标的指标值；
上述调节器模型部按照上述浮动指令值计算上述指标值，以使得当从上述外部发电机向上述输出电线供给的供给电力是预先设定的稳定值时上述电力变换电路不输出有功功率，当因上述外部发电机的输出下降而上述输出电线的上述供给电力比上述稳定值下降时上述电力变换电路持续输出相对于上述稳定值的电流下降的量。
7.一种电力变换装置，其特征在于，
具备：
电力变换电路，夹在直流电源与输出电线之间，通过对来自上述直流电源的直流电力进行变换，向上述输出电线输出交流电力；以及
控制装置，将在上述电力变换电路的开关控制中使用的脉冲宽度调制信号向上述电力变换电路输出；
上述控制装置具备：
虚拟发电装置模型部，被构建为输出电流指令值；以及
控制信号生成部，被构建为，基于上述电流指令值和上述电力变换电路的输出电流值生成上述脉冲宽度调制信号；
上述虚拟发电装置模型部具备：
原动机模型部，被构建为模拟具有旋转轴的原动机，并被构建为生成表示上述旋转轴的虚拟旋转速度的模型角速度；
AVR模型部，被构建为模拟自动电压调节器，并被构建为计算作为与励磁电流或励磁电压相当的值的励磁相当值；以及
发电机模型部，被构建为，基于上述电力变换电路的输出电压、上述AVR模型部的上述励磁相当值和上述电力变换电路的输出电压的角频率，生成用来模拟由上述原动机驱动的发电机的上述电流指令值；
上述虚拟发电装置模型部被构建为接收电流控制信号；
上述虚拟发电装置模型部被构建为，在接收到上述电流控制信号的情况下，通过对由上述发电机模型部生成的上述电流指令值进行修正，将修正后的上述电流指令值向上述控制信号生成部传递以使得电流从上述输出电线经由上述电力变换电路向上述直流电源侧倒流。
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