フィルタインダクタ減衰とグリッド強度変動下でのマルチパラレルグリッド接続コンバータの共振解析と協調アクティブダンピング
Resonance Analysis and Coordinated Active Damping of Multiparallel Grid-Connected Converters Under Filter-Inductance Attenuation and Grid-Strength Variation
並列コンバータ運転はエネルギー貯蔵電力変換システムの柔軟な容量拡張を可能にするが、並列コンバータ相互作用、フィルタインダクタ飽和、グリッド強度変動は共振不安定化のリスクを高める。測定された電流-インダクタンス特性を動作点依存の閉ループノートンモデルに組み込む。個々のコンバータのグリッド電流は、自己参照、並列コンバータ結合、グリッド電圧擾乱応答に分解される。コンバータ側インダクタンス減衰は内部および並列共振をより高い周波数にシフトさせ、共振不安定化リスクを増大させる一方、コンバータ数とグリッドインピーダンスは主に並列共振を再形成することが明らかになった。そこで協調アクティブダンピング法が開発された。PCC電圧フィードフォワードは共通ネットワーク相互作用を弱め、コンデンサ電圧フィードバックはローカルLCLフィルタダンピングを増加させる。シミュレーションと実験結果は、提案された制御手法の実現可能性と有効性を検証した。2つの並列コンバータを用いた実験で、提案された制御手法が検証された。50Aから120Aへの同時電流参照ステップ中に安定した過渡電流応答が達成され、グリッド電流THDと電力共有偏差はそれぞれ3%と5%未満に維持された。
- 並列グリッド接続コンバータの共振不安定化に対し、PCC電圧フィードフォワードとコンデンサ電圧フィードバックによる協調アクティブダンピング法を開発し、2並列コンバータの実験で50Aから120Aへの同時電流参照ステップ中に安定した過渡応答を確認。グリッド電流THD 3%未満、電力共有偏差5%未満を達成。
並列グリッド接続コンバータの共振不安定化はエネルギー貯蔵システムの大規模化における実運用上の課題であり、本論文で提案された協調アクティブダンピング法は、フィルタインダクタ飽和とグリッド強度変動下でも安定動作(THD 3%未満、電力共有偏差5%未満)を実現する点が重要。エネルギー貯蔵電力変換システムの信頼性・スケーラビリティ向上に寄与する制御技術であり、パワーエレクトロニクス分野のベンダや系統連系機器メーカにとって実装価値の高い成果といえる。