双方向AC-DCコンバータ（汎用）

表1に示す双方向AC-DCコンバータ（汎用）コンポーネントは、マイクログリッドライブラリの分散型エネルギーリソースセクションにある回路図エディタライブラリブロックです。回路図エディタでは、BVSC（汎用）コンポーネント（双方向電圧源コンバータの略）として表示されます。このコンポーネントは、アイソクロナス、ドループ、およびグリッド追従モードで動作可能です。

表1 .回路図エディタコアライブラリの双方向AC-DCコンバータ（汎用）コンポーネント
成分	コンポーネントダイアログウィンドウ	コンポーネントパラメータ
BVSC（ジェネリック）		プロパティタブ: 1 - 一般 2 - DCバス 3 - グリッドコード 4 - 変換エクストラ 5 - グリッドエクストラ

双方向AC-DCコンバータ（汎用）ブロック図

このコンポーネントは、高レベル制御サブシステムと、電力ステージおよび必要な測定が含まれた低レベル制御サブシステムの 2 つの主要部分で構成されます。

高レベルの制御には次のものが含まれます。

PQ制御ブロック- 有効電力および無効電力制御用のレギュレータを搭載しています。PQ制御ブロックは、変圧器後（グリッド側）の電力指令値と測定電力を受信し、出力電流指令値を算出します。これらの電流指令値は、低レベル制御ロジックに供給されます。この制御ブロックは、グリッド追従動作モードで動作します。
ランピング要素- 有効電力指令値、無効電力指令値、電圧指令値、および周波数指令値のROC（変化率）を制限します。各機能の変化率は、対応する入力信号によって設定されます。
周波数ドループ機能- ドループ制御モードが有効な場合に周波数基準信号を計算します。この制御ユニットについては、DER汎用コンポーネントの周波数ドループユニットのドキュメントに記載されています。
電圧ドループ機能- ドループ制御モードが有効な場合、電圧リファレンス信号を計算します。この制御ユニットについては、DER汎用コンポーネントの電圧ドループユニットで説明されています。

低レベル制御サブシステムの主要部分:

電流および電圧/周波数制御ブロック- 内部の電流および電圧制御ループ用のレギュレータが含まれています。電流制御ブロックへの入力信号は、変圧器前（コンバータ側）の基準電流と測定電流です。電圧制御ブロックへの入力信号は、変圧器前（コンバータ側）の基準電圧と測定電圧です。
故障状態マシン- すべての測定値をチェックし、故障状態を通知し、警報メッセージを送信します。また、故障が検出されると、MCB（主回路遮断器）を直ちに開きます。実装されている故障の一覧は表6に示されています。

双方向AC-DCコンバータ（汎用）パワーステージ

AC電源ステージは図2主な構成要素には、インバータの平均モデル、入力Lフィルタ、変圧器、そしてプラントを系統に接続するMCBが含まれます。変圧器は、必要ない場合は電力段から除外できます。

DC電源段は図3DC 電力段の主な要素は、DC リンクと制御電流源です。

すべてのパワーステージ要素は、コンポーネントダイアログボックスからパラメーター化されます。

双方向AC-DCコンバータ（汎用）の入力と出力

このコンポーネントには、ユーザーインターフェース入力が1つとユーザーインターフェース出力が1つあります。ユーザーインターフェース入力とユーザーインターフェース出力はそれぞれ40要素の配列です。表2は入力信号とその順序を、表3は出力信号とその順序を説明しています。

これらの信号はすべて、表 4に示すように、組み込みのProbeコンポーネント (出力信号用) とSCADA Inputコンポーネント (入力信号用) を含む対応するBidirectional AC-DC Converter (Generic) UIサブシステムでも定義されています。これらの信号は、適切に構成されたDER (Generic) Output Split コンポーネントとDER (Generic) Control Joinコンポーネントによって分割および結合されています。Bidirectional AC-DC Converter (Generic) UI サブシステムは、回路図エディターライブラリ内で Bidirectional AC-DC Converter (Generic) コンポーネントと同じ場所にあり、ライブラリからリンクを解除して特定のニーズに合わせて採用できます。単位 [pu] は公称値に関連付けられており、一般タブパラメーターとして挿入されるか、公称値から派生します。

表2双方向AC-DCコンバータ（汎用）のユーザーインターフェース入力
番号	入力	説明	信号範囲	デフォルト値
0	有効にする	コンバータを有効にするデジタル入力。入力値がハイのときにコンバータが有効になります。	0または1	0
1	コンバータモード	コンバータの動作モードを設定するアナログ入力。使用可能なモードとそれぞれのコードは次のとおりです。グリッド追従モード（コード0）垂下（コード1）アイソクロナス（コード2）	0または1または2	0
2	アラームをリセットする	コンバータに障害が発生した場合にアラームをリセットするデジタル入力	0または1	0
3	好み	有効電力のリファレンスとなるアナログ入力。このリファレンスは、グリッド追従モードおよびドループモードで有効です。[pu]		0
4	Qref	無効電力の参照値を設定するアナログ入力。この参照値は、グリッド追従モードおよびドループモードで有効です。[pu]		0
5	周波数ドループオフセット	周波数ドループ制御モードで周波数のオフセットを設定するアナログ入力。[pu]		0
6	周波数ドループ係数	周波数ドループ制御モードの周波数ドループ係数を設定するアナログ入力[%]	[0, 100]	2
7	電圧降下係数	電圧降下制御モードの電圧降下係数を設定するアナログ入力[%]	[0, 100]	4
8	Vrms_ref	電圧リファレンスを設定するアナログ入力。このリファレンスはアイソクロナス動作モードで有効です。[pu]	> 0	1
9	フレフ	周波数基準を設定するアナログ入力。この基準はアイソクロナス動作モードで有効です。[pu]	> 0	1
10	好みの変化率	有効電力基準ランプの変化率を設定するアナログ入力。[pu/s]	>= 0.001	0.1
11	Qref変化率	無効電力基準ランプの変化率を設定するアナログ入力。[pu/s]	>= 0.001	0.1
12	Vrms_ref変化率	電圧リファレンスのランプ変化率を設定するアナログ入力。[pu/s]	>= 0.001	0.1
13	Fref変化率	周波数基準ランプの変化率を設定するアナログ入力。[pu/s]	>= 0.0001	0.02
14	Vアラーム上限*	グリッド電圧範囲外エラーの上限値 [pu]	> 1	1.5
15	Vアラーム下限*	グリッド電圧範囲外エラーの下限値 [pu]	[0, 1)	0.5
16	Fアラーム上限*	グリッド周波数範囲外エラーの上限[pu]	> 1	1.5
17	Fアラーム下限*	グリッド周波数範囲外エラーの下限値 [pu]	[0, 1)	0.5
18	Sアラーム上限値*	過電力保護の上限値 [pu]	> 1	1.5
19	Iアラーム上限*	過電流保護の上限値 [pu]	> 1	1.5
20	LVRTを有効にする	LVRTユニットを有効にするデジタル入力。入力値がハイのとき、LVRTユニットが有効になります。	0または1	0
21	LVRT Q寄与	LVRT イベントの場合に電圧降下のパーセントごとに追加の無効電力寄与を指定するアナログ入力。[%]	>= 0	2
22	LVRT Pセット	LVRTイベントの場合の有効電力基準を定義するアナログ入力。[pu]	>= 0	1
23	VoltVAr 有効	VoltVArユニットを有効にするデジタル入力。入力値がHighのときにVoltVArユニットが有効になります。	0または1	0
24	HzWatt 有効	HzWattユニットを有効にするデジタル入力。入力値がHighのときにHzWattユニットが有効になります。	0または1	0
25	VoltWattを有効にする	VoltWattユニットを有効にするデジタル入力。入力値がHighの場合、VoltWattユニットが有効になります。	0または1	0
26	電圧降下オフセット	電圧降下制御モードで電圧のオフセットを設定するアナログ入力。[pu]		0
27～39	予約済みイン	使用されない入力。		0

* 入力 14 ～ 19 の値がすべてゼロの場合、デフォルト値が使用されます。

表3双方向AC-DCコンバータ（汎用）のユーザーインターフェース出力
番号	出力	説明
0	Enable_fb	コンバータの有効/無効状態を示すデジタル出力。出力がハイの場合、コンバータは有効です。
1	コンバーターモードfb	コンバータがどの制御モードで動作するかを示すアナログ出力。
2	優先ファブkW	コンバータに印加された電力リファレンスの瞬時値を示すアナログ出力。[kW]
3	Qref_fb_kVAr	コンバータに印加された無効電力基準の瞬時値を示すアナログ出力。[kVAr]
4	Pnom_kW	コンバータの公称有効電力の値を示すアナログ出力。[kW]
5	Qnom_kVAr	コンバータの公称無効電力の値を示すアナログ出力。[kVAr]
6	スノム_kVA	コンバータの公称皮相電力の値を示すアナログ出力。[kVA]
7	Vnom_LL_V	コンバータの公称電圧の値を持つアナログ出力。[V]
8	Fnom_Hz	コンバータの公称周波数の値を持つアナログ出力。[Hz]
9	Vrms_ref_fb_V	基準電圧のRMS値に関するフィードバック情報を含むアナログ出力。[V]
10	周波数fbHz	基準周波数値に関するフィードバック情報を含むアナログ出力。[Hz]
11	Vgrid_rms_meas_kV	変圧器のグリッド側で測定されたグリッド電圧のRMS値を報告するアナログ出力。[kV]
12	Fmeas_Hz	グリッド電圧周波数の値を報告するアナログ出力。[Hz]
13	Pmeas_kW	コンバータの三相有効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kW]
14	Pa_meas_kW	コンバータのA相有効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kW]
15	Pb_meas_kW	コンバータのB相有効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kW]
16	Pc_meas_kW	コンバータのC相有効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kW]
17	Qmeas_kVAr	コンバータの三相無効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kVAr]
18	Qa_meas_kVAr	コンバータのA相無効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kVAr]
19	Qb_meas_kVAr	コンバータのB相無効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kVAr]
20	Qc_meas_kVAr	コンバータのC相無効電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kVAr]
21	平均kVA	コンバータの三相皮相電力出力の瞬時値を報告するアナログ出力。[kVA]
22	PFmeas	コンバータの出力力率の値を報告するアナログ出力。
23	Vconv_rms_meas_V	変圧器のコンバータ側で測定されたコンバータ電圧のRMS値を報告するアナログ出力。[V]
24	Vdc_V	コンバータの出力におけるDC電圧の瞬時値を報告するアナログ出力。[V]
25	Idc_A	コンバータの出力における直流電流の瞬時値を報告するアナログ出力。[A]
26	MCB_ステータス	メイン回路遮断器（コンタクタ）の状態に関する情報を報告するデジタル出力。値が高い場合、コンタクタは閉じています。
27	州	コンバータの状態のコードを報告するアナログ出力。
28	アラームメッセージ	アラームメッセージの値を通知するアナログ出力。アラームがトリガーされた後、コンバータを通常動作に戻すには、すべてのアラームをリセットする必要があります。
29	Lvrt_active_status	LVRTユニットの状態を示すデジタル出力。HIGHの場合、LVRTユニットはアクティブであり、有効電力と無効電力を系統に供給しています。HIGHでない場合、LVRTユニットはアクティブではありません。
30～39歳	予約済みアウト	使用されていない出力。

表4双方向AC-DCコンバータ（汎用）UIサブシステム
双方向AC-DCコンバータ（汎用）UI	双方向AC-DCコンバータ（汎用）UI内部

双方向AC-DCコンバータ（汎用）の動作状態

表5メインステートマシンの状態
コード	説明
1	起動状態– 信号のアクティブ化がトリガーされた瞬間からコンバータが動作を開始する瞬間までのコンバータの状態を表します (例: システムチェックおよび同期時間)。
2	実行状態- コンバーターの動作状態を表します。
3	無効状態- コンバータが有効/動作していないかどうかを報告します。
4	故障状態– コンバータに故障が発生した場合の状態を表します。コンバータがこの状態になった場合は、アラームをリセットする必要があります。

表6 .障害/アラームメッセージ
コード	説明
0	警報は鳴っていない
1	過電流保護。入力相電流が最大値を超えています。
2	系統電圧が範囲外です。系統電圧が規定範囲外です。この保護機能は系統追従モードで作動します。電圧が回復すると、この障害は自動的にリセットされます。
3	系統周波数が範囲外です。系統周波数が指定範囲外です。この保護機能は系統追従モードで作動します。周波数が回復すると、この障害は自動的にリセットされます。
4	過電力保護。測定された皮相電力が最大許容皮相電力を超えています。

コンポーネントダイアログボックスとパラメータ

双方向AC-DCコンバータ（汎用）コンポーネントのダイアログボックスは、コンポーネントのパラメータを指定するための5つのタブで構成されています。単位[pu]は、汎用タブのパラメータとして挿入されるか、そこから導出される公称値に関連付けられています。

タブ：「1 - 一般」

このコンポーネントタブでは、双方向 AC-DC コンバータとグリッドの一般的なパラメータを指定できます。

表7双方向AC-DCコンバータ（一般）「1-一般」パラメータの説明
パラメータ	コードネーム	説明
公称有効電力	プノン	双方向AC-DCコンバータの公称有効電力。[W]
公称皮相電力	スノム	双方向AC-DCコンバータの公称皮相電力[VA]
公称コンバータ線間電圧	Vnom_LL	双方向AC-DCコンバータの公称線間電圧（トランスの一次側）。[V]
公称周波数	フノム	双方向AC-DCコンバータの公称周波数[Hz]
トランスフォーマーを含める	include_transformer	双方向 AC-DC コンバータの電力ステージモデルにトランスを組み込みます。
公称グリッドライン電圧	Vnom_sec_LL	系統（変圧器の二次側）の公称線間電圧[V]

タブ:「2 - DCバス」

このコンポーネントタブでは、コンバータの DC バス部分に関連するパラメータを指定できます。

表8双方向AC-DCコンバータ（汎用）「2-DCバス」パラメータの説明
パラメータ	コードネーム	説明
公称DC電圧	公称DC電圧	公称DC電圧。[V]
シャント抵抗	Rshunt_DC	DCバスのシャント抵抗[Ω]
キャパシタンス	CDC	DCバスの静電容量[F]

タブ:「3 - グリッドコード」

このコンポーネントタブでは、さまざまなグリッドコードパラメータを指定できます。現在、LVRT（低電圧ライドスルー）、VoltVAr、HzWatt、VoltWatt機能がサポートされています。

図6双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」LVRTパラメータ

表9双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」LVRTパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
LVRT要件	lvrt_req	選択された要件に応じて、電圧ポイントと時間ポイントを自動的にパラメータ化します。「カスタム」オプションを選択した場合、電圧ポイントと電流ポイントを編集できるようになります。
電圧ポイント	vs_lvrt	LVRT曲線の電圧ポイント。[pu]
時間点	ts_lvrt	LVRT曲線の時間ポイント。[秒]
LVRT曲線のプレビュー	プレビュー	作成されたLVRT曲線を表示します。

LVRT ユニットの実装の詳細については、汎用 DER コンポーネントの LVRTページを参照してください。

図7双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」VoltVArパラメータ

表10双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」VoltVArパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
VoltVAr要件	電圧変数要求	電圧と無効電力ポイントを定義できます。現在は「カスタム」オプションのみがサポートされています。
電圧ポイント	vs_voltvar	VoltVAr 曲線の電圧ポイント。
無効電力ポイント	qs_voltvar	VoltVAr 曲線の無効電力ポイント。
VoltVAr曲線のプレビュー	プレビュー_voltvar	作成された VoltVAr 曲線を表示します。

LVRT 機能と VoltVAr 機能の両方が有効になっている場合、VoltVAr 曲線は LVRT 無効電力寄与設定 (Q_contribution) よりも優先されます。

VoltVAr曲線は、最小値および最大値より下または上の電圧値に対して直線的に外挿されます。また、この曲線は、生成または蓄積できる無効電力の最大値によって制限されます。この制限は次のように計算されます。 ${質問}_{メートル 1つの \times} = (1 + o p c_p あなた) * {質問}_{n o メートル}$ ここで、opc_pu はオーバーパワー能力です。

図8双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」HzWattパラメータ

表11双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」HzWattパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
Hzワット要件	Hzワット要求	周波数と有効電力ポイントを定義できます。現在はカスタムオプションのみがサポートされています。
周波数ポイント	fs_hzwatt	HzWatt 曲線の周波数ポイント。
アクティブパワーポイント	ps_hzwatt	HzWatt 曲線のアクティブ電力ポイント。
HzWatt曲線のプレビュー	プレビュー_hzwatt	作成された HzWatt 曲線を表示します。

LVRT 機能と HzWatt 機能の両方が有効になっている場合、HzWatt 曲線は LVRT 有効電力寄与設定よりも優先されます。

頻度値が最小値より下か最大値より上であれば、グリッド周波数が範囲外ですエラーが表示されます。HzWatt曲線は、生成または蓄積できる有効電力の最大値によって制限されます。この制限は次のように計算されます。 $P_{メートル 1つの \times} = (1 + o p c_p あなた) * P_{n o メートル}$ ここで、opc_pu はオーバーパワー能力です。

図9双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」VoltWattパラメータ

表12双方向AC-DCコンバータ（汎用）「3 - グリッドコード」電圧・ワットパラメータ
パラメータ	コードネーム	説明
ボルトワット要件	電圧ワット数	電圧と有効電力点を定義できます。現在は「カスタム」オプションのみがサポートされています。
電圧ポイント	vs_voltwatt	VoltWatt 曲線の電圧ポイント。
アクティブパワーポイント	ps_voltwatt	VoltWatt 曲線のアクティブ電力ポイント。
VoltWatt曲線のプレビュー	プレビュー_voltwatt	作成された VoltWatt 曲線を表示します。

LVRT機能とVoltWatt機能の両方が有効な場合、VoltWattカーブがLVRT有効電力寄与設定よりも優先されます。ただし、HzWatt機能とVoltWatt機能の両方が有効な場合は、HzWattカーブがVoltWattカーブよりも優先されます。

VoltWatt曲線は、最小値および最大値を下回る電圧値および上回る電圧値に対して直線的に外挿されます。また、この曲線は、生成または蓄積できる有効電力の最大値によって制限されます。この制限は次のように計算されます。 $P_{メートル 1つの \times} = (1 + o p c_p あなた) * P_{n o メートル}$ ここで、opc_pu はオーバーパワー能力です。

タブ:「4 - 変換エクストラ」

このコンポーネントタブでは、コンバーターに関連する追加のパラメータを指定できます。

表13双方向AC-DCコンバータ（汎用）「4 - 変換追加機能」パラメータの説明
パラメータ	コードネーム	説明
入力フィルタのインピーダンス	wL_pu	入力フィルタのインピーダンス。入力フィルタは単純なL型フィルタです。図2を参照してください。[pu]
変圧器のインピーダンス	Zt_n	変圧器のインピーダンスを決定します。この変圧器の位置は図2に示されています。[pu]
DCリンク電圧マージン	dc_link_margin	最小許容DCリンク電圧を超える電圧マージン。この値は、コンバータが生成できる最大電圧を制限します。[pu]
制圧能力	opc_pu	コンバータの過電力能力を決定します。[pu]
シャント抵抗	Rshunt_pu	コンバータ入力における相電圧の測定に使用されるシャント抵抗の値。シャントの位置は図2に示されています。[pu]
より速い実行速度	朝食	コンポーネント内部の信号処理の一部を実行する高速実行速度。低速実行速度の約5～10倍の速度である必要があります。[秒]
実行速度が遅い	ツロウ	コンポーネントの内部信号処理の一部が実行される低速実行速度。この実行速度は接続されたUIサブシステムに継承されます。高速実行速度の約5～10倍遅くする必要があります。[秒]

タブ:「5 - グリッドエクストラ」

このコンポーネントタブでは、グリッドに関連する追加のパラメータを指定できます。

図11双方向AC-DCコンバータ（汎用）「5 - グリッドエクストラ」パラメータ

表14双方向AC-DCコンバータ（汎用）「5 - グリッドエクストラ」パラメータの説明
パラメータ	コードネーム	説明
グリッド短絡電力	Sg_sc_pu	コンバータが接続されている系統の短絡皮相電力。このパラメータはモデルの電力段には影響せず、制御部のみに影響します。このパラメータを調整することで、コンバータの安定した動作を実現できます。[pu]
グリッド誘導力率	PFg	コンバータが接続されている系統の力率。この力率は、系統が短絡しているときに発生します。このパラメータはモデルの電力段には影響せず、制御部のみに影響します。このパラメータを調整することで、コンバータの安定した動作を実現できます。[pu]

例

全体的な動作と制御方法論は、次の例を使用するとよりよく理解できます。

モデル名: bidirectional_AC-DC_converter_gen.tse

SCADAインターフェース: bidirectional_AC-DC_converter_gen.cus

パス: /examples/models/microgrid/bidirection_AC-DC_converter/bidirection_AC-DC_converter (汎用)