NPC PVインバータ
従来の 3 レベル NPC PV インバータ コンポーネントの説明。
マイクログリッド カテゴリのこの回路図エディター コンポーネント ブロックは、定格 1 MVA @ 480V LL の 3 相 3 レベル中性点クランプ インバータを使用して実装された低電圧太陽光発電インバータをモデル化します。
カスケード制御ループは、電流コントローラ (5 次、7 次、11 次高調波除去によるアルファベータ座標の共振制御)、オープンループ電力コントローラ (瞬間グリッド電圧に基づく)、および固定ステップ MPPT アルゴリズムを備えたエネルギーベースの DC 電圧コントローラで構成されます。
リアルタイム/VHILシミュレーションでは、最大電力点が定格値1000V DC付近にある太陽光発電パネルコンポーネントへの接続用にDCリンクが開かれています。このインバータは、コンデンサによって生成されたDC中間電圧を内部的に総DC電圧の半分に保つための変調方式を実装しています。
無効電力は、所望の力率と方向（誘導性または容量性）によって定義されます。電力コントローラは、電力飽和（最大許容電力を超える参照電力）の状況において、P、Q、または力率優先を選択できます。
起動手順は以下のように実装されています。系統電圧と周波数が許容範囲内に入ると、系統連系器が閉じられます。その後、インバータの有効入力が「真」であれば、インバータはスイッチングを開始し、システムは接続されたPVパネルの最大電力点を探します。このインバータは起動時に基準電圧を徐々に上昇させます。
このNPC PVインバータは、UL 1741 SA Rule 21の要件に準拠した電圧および周波数ライドスルー機能を実装しています。詳細については、「電圧および周波数ライドスルー」をご覧ください。
次のセクションでは、コンポーネントのパラメータ、入力、および出力について詳しく説明します。
| 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 |
|---|---|---|
 NPC PVインバータ |
 |
|
| 番号 | 名前 | 説明 |
|---|---|---|
| 0 | インバータ有効 | インバータの動作を有効にします。ただし、グリッドコンタクタの制御はこのコマンドとは独立しています。 |
| 1 | 電力飽和優先度 | 要求された設定値が最大許容電力よりも高い場合の優先順位を定義します。設定 = 0 は有効電力を優先します。設定 = 1 は無効電力を優先します。設定 = 2 は力率を維持します（P と Q を比例的に低減します）。 |
| 2 | 基準力率 | インバータ出力電力の希望力率（0～1）。 |
| 3 | 無効出力電力方向 | 無効出力電力の方向。+1に設定すると出力無効電力は容量性（グリッドに供給）となり、-1に設定すると誘導性（グリッドから消費）となります。 |
| 番号 | 名前 | 説明 |
|---|---|---|
| 0 | DCリンク電圧 | 合計 DC リンク電圧の測定。 |
| 1 | DCリンク中間点コンデンサ電圧 | 中間点コンデンサのDCリンク電圧の測定。通常動作では、総電圧の半分になるはずです。 |
| 2 | プリチャージコンタクタ | プリチャージコンタクタが閉じているときにデジタル信号がアクティブになります。 |
| 3 | メイングリッドコンタクタ | メイングリッドコンタクタが閉じているときにデジタル信号がアクティブになります。 |
| 4 | オペレーティング | すべての起動手順が完了し、インバータがすべての制御機能で動作しているときにデジタル信号がアクティブになります。 |
| 5 | 周波数ライドスルーインバータの有効化 | 周波数ライドスルー保護のためインバータがトリップしないときにデジタル信号がアクティブになります。 |
| 6 | 電圧ライドスルーインバータの有効化 | 電圧ライドスルー保護によりインバータがトリップしないときにデジタル信号がアクティブになります。 |
| 7 | 電圧ライドスルーリファレンスにより | 電圧ライドスルー保護のため、インバータがグリッドに注入される電力をゼロにしてはならない場合にアクティブなデジタル信号。 |
| 8 | グリッドRMS電圧相A | - |
| 9 | グリッドRMS電圧相B | - |
| 10 | グリッドRMS電圧位相C | - |
| 11 | グリッドRMS電流位相A | - |
| 12 | グリッドRMS電流相B | - |
| 13 | グリッドRMS電流位相C | - |
| 14 | グリッド周波数 | - |
| 15 | グリッド注入有効電力（P） | - |
| 16 | グリッド注入無効電力 (Q) | - |
| 17 | グリッド注入皮相電力（S） | - |
| 18 | グリッド注入力率 | - |
電圧と周波数の乗り越え
このインバータは、UL 1741 SAのRule 21要件に準拠した周波数および電圧ライドスルーを実現します。設定の概要は以下の表をご覧ください。
| 地域 | 電圧（公称電圧の％） | ライドスルー期間（秒） | 動作モード | 最大旅行時間（秒） |
|---|---|---|---|---|
| 高電圧2（HV2） | V ≥ 120% | 0.16 | ||
| 高電圧1（HV1） | 110 % < V < 120 % | 12 |
一時停止 （ゲートブロック） |
13 |
| 近似公称値（NN） | 88%≤V≤110% | 不定 | 連続運転 | 適用できない |
| 低電圧1（LV1） | 70 % ≤ V < 88 % | 20 | 必須操作 | 21 |
| 低電圧2（LV2） | 50 % ≤ V < 70 % | 10 | 必須操作 | 11 |
| 低電圧3（LV3） | V < 50 % | 1 |
一時停止 （ゲートブロック） |
1.5 |
| 地域 | システム周波数のデフォルト設定 | 頻度（pu） | ライドスルー期間（秒） | ライドスルー運用モード | 所要時間（秒） |
|---|---|---|---|---|---|
| 高周波2（HF2） | f > 62 | f >1.0083 | 乗り越えられない | 適用できない | 0.16 |
| 高周波1（HF1） | 60.5 < f < 62 | 1.033 < f < 1.0083 | 299 | 必須操作 | 300 |
| 近似公称値（NN） | 58.5 < f < 60.5 | 0.975 < f < 1.0083 | 不定 | 連続運転 | 適用できない |
| 低周波1（LF1） | 57.0 < f < 58.5 | 0.95 < f < 0.975 | 299 | 必須操作 | 300 |
| 低周波2（LF2） | f < 57.0 | f < 0.95 | 乗り越えられない | 適用できない | 0.16 |
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: npc_pv_inverter.tse
SCADAインターフェース: npc_pv_inverter.cus
パス: /examples/models/microgrid/npc_pv_inverter/
謝辞
このコンポーネントは、ブラジルのサンタマリア連邦大学のパワーエレクトロニクスおよび制御グループ(GEPOC) と提携して開発され、Humberto Pinheiro 博士とチームが代表を務めました。