JPH0353847B2 - - Google Patents
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- JPH0353847B2 JPH0353847B2 JP59092882A JP9288284A JPH0353847B2 JP H0353847 B2 JPH0353847 B2 JP H0353847B2 JP 59092882 A JP59092882 A JP 59092882A JP 9288284 A JP9288284 A JP 9288284A JP H0353847 B2 JPH0353847 B2 JP H0353847B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
〔本発明は、直流送電における変換装置の制御
方法に係り、特に演算処理回路を用いて変換装置
のデイジタル制御を行なうのに好適な制御方法に
関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] [The present invention relates to a method of controlling a converter in DC power transmission, and particularly to a control method suitable for digitally controlling a converter using an arithmetic processing circuit. .
直流送電における変換装置の位相制御において
は、直流電流を一定とする定電流制御、及び直流
電圧を一定とする定電圧制御を基本としており、
通常運転時には、順変換器側を定電流制御、逆変
換器側を定電圧制御としている。また、潮流反転
動作時、送電線地絡事故時等のような過渡時の場
合、各変換装置は定電流制御モードから定電圧制
御モードへ、または、定電圧制御モードから定電
流制御モードへと切り替わる。変換装置の位相制
御における制御モード間の切り替わりは、直流過
電圧、直流過電流、直流電流断続等の発生による
直流送電用機器の故障、及び交流系統の動揺等を
防止するため、高速とする必要があり、従来か
ら、定電流制御系、定電圧制御系の飽和レベルを
必要最小限におさえ、制御モード間の切り替わり
における時間遅れを小さくするためのリミツタ
(飽和レベルリミツタ)を設ける等の対策がなさ
れている。アナログ制御方式で変換装置の位相制
御を行なう場合、定電流制御系、定電圧制御系の
応答速度を十分に速くすることができるので、飽
和レベルリミツタを設けるだけで制御モード間の
高速切り替えが可能である。しかし、演算処理回
路によりデイジタル制御の場合、演算処理回路の
演算処理時間に起因する時間遅れのために、定電
流制御系、定電圧制御系の応答速度をアナログ制
御の場合ほど高速にすることができない。したが
つて、飽和レベルリミツタを設けただけでは、制
御モードの高速切り替えを実現できない。例え
ば、直流送電線が地絡したときの逆変換器の応動
について述べると、飽和レベルリミツタを設けた
場合、アナログ制御においては、定電圧制御モー
ドから定電流制御モードへ、約5msで切り替わる
のに対し、デイジタル制御における制御モードの
切り替わりは、地絡が発生してから約15ms要し
ている。したがつて、デイジタル制御の場合、地
絡時の逆変換器側直流電流の低下が大きく、電流
断続が発生しやすくなる。
Phase control of converters in DC power transmission is based on constant current control, which keeps the DC current constant, and constant voltage control, which keeps the DC voltage constant.
During normal operation, the forward converter side is under constant current control, and the inverse converter side is under constant voltage control. In addition, in the event of a transient situation such as a power flow reversal operation or a ground fault on a power transmission line, each converter will switch from constant current control mode to constant voltage control mode, or from constant voltage control mode to constant current control mode. Switch. Switching between control modes in the phase control of the converter needs to be fast in order to prevent failures of DC power transmission equipment and disturbances in the AC system due to occurrences of DC overvoltages, DC overcurrents, DC current interruptions, etc. Conventionally, measures have been taken to suppress the saturation level of constant current control systems and constant voltage control systems to the necessary minimum, and to install limiters (saturation level limiters) to reduce the time delay in switching between control modes. There is. When controlling the phase of a converter using an analog control method, the response speed of the constant current control system and constant voltage control system can be made sufficiently fast, so high-speed switching between control modes is possible simply by installing a saturation level limiter. be. However, in the case of digital control using an arithmetic processing circuit, the response speed of the constant current control system and constant voltage control system cannot be made as fast as in the case of analog control due to the time delay caused by the arithmetic processing time of the arithmetic processing circuit. Can not. Therefore, high-speed switching of control modes cannot be achieved simply by providing a saturation level limiter. For example, when talking about the response of an inverter when a DC power transmission line has a ground fault, when a saturation level limiter is installed, in analog control it switches from constant voltage control mode to constant current control mode in about 5 ms. It takes approximately 15ms to switch the control mode in digital control after a ground fault occurs. Therefore, in the case of digital control, the decrease in the DC current on the inverter side during a ground fault is large, and current interruption is likely to occur.
従来のデイジタル処理の演算処理内容をブロツ
ク図で表わすと第7図のように表わせる。ここで
は定電流制御関数26と定電流制御信号リミツタ
27よりなる定電流制御系21と、定電圧制御関
数28と定電圧制御リミツタ29よりなる定電圧
制御系22、及び余裕角制御関数30よりなる余
裕角制御系23の各制御系の出力Pc(定電流制御
信号)、Pv(定電圧制御信号)、Pr(余裕角制御信
号)のうち値が最も小さい信号を最小値選択系2
4で選択して位相制御信号Pとし、さらに位相制
御信号リミツタ25で位相制御信号を(P)L<≦
P≦(P)Hの範囲に制限して出力するようになつ
ている。ただし、(P)L、(P)Hの値は運転モード
によつて異なる。 The arithmetic processing contents of conventional digital processing can be expressed as a block diagram as shown in FIG. Here, a constant current control system 21 includes a constant current control function 26 and a constant current control signal limiter 27, a constant voltage control system 22 includes a constant voltage control function 28 and a constant voltage control limiter 29, and a margin angle control function 30. Among the outputs P c (constant current control signal), P v (constant voltage control signal), and P r (margin angle control signal) of each control system of the margin angle control system 23, the signal with the smallest value is selected as the minimum value selection system 2.
4 to select the phase control signal P, and then use the phase control signal limiter 25 to select the phase control signal (P) L <≦
The output is limited to the range of P≦(P) H . However, the values of (P) L and (P) H differ depending on the operation mode.
本構成によると定電流制御系21と定電圧制御
系22は、それぞれ前回自己の演算した演算値、
Pc、Pvの値を用いて演算を行なう構成となつて
いるため、地絡事故発生等に対して制御運転モー
ドをスムーズに切り換えられない。 According to this configuration, the constant current control system 21 and the constant voltage control system 22 each have a previously calculated value,
Since the configuration is such that calculations are performed using the values of P c and P v , the control operation mode cannot be smoothly switched in the event of a ground fault or the like.
第8図は、直流送電線において地絡事故が発生
した場合の前記従来例の回路を用いた時の動作波
形である。 FIG. 8 shows operating waveforms when the conventional circuit is used when a ground fault occurs in a DC power transmission line.
第8図1は、順変換器側の制御信号の応動を示
しており、地絡事故発生時t7の後も位相制御信号
PがP=Pcとなつていることから、定電流制御運
転モードとなつていることがわかる。 Figure 8 1 shows the response of the control signal on the forward converter side, and since the phase control signal P remains P = P c even after t7 when the ground fault occurred, constant current control operation You can see that it is in the mode.
第8図2は、逆変換器側の制御信号の応動を示
しており、位相制御信号Pが地絡事故発生時点t7
においてP=PvからP=Pcに切り替わつている
ことから、運転モードが、定電圧制御運転モード
から、定電流制御運転モードに切り替わつている
ことがわかる。 FIG. 8 2 shows the response of the control signal on the inverter side, and the phase control signal P is at the time t 7 when the ground fault occurs.
Since P=P v is switched to P=P c in , it can be seen that the operation mode is switched from the constant voltage control operation mode to the constant current control operation mode.
第8図の3,4は、それぞれ順変換器側の直流
電流、逆変換器側の直流電流の動作波形を示して
おり、第8図の4をみると、定電圧制御運転モー
ドから定電流制御運転モードへの切り替りが滑ら
かでないために、電流低下が大きく、電流断続が
発生しやすくなつている。 3 and 4 in Figure 8 show the operating waveforms of the DC current on the forward converter side and the DC current on the inverse converter side, respectively. Since the switching to the control operation mode is not smooth, the current drop is large and current interruptions are likely to occur.
次に従来例の潮流反転時の動作波形を第9図に
示す。 Next, FIG. 9 shows operating waveforms when the power flow is reversed in the conventional example.
第9図の1は順変換器運転から逆変換器運転へ
かわる側の制御信号の応動を示す。定電流制御信
号Pcは、直流電流設定値が1.0p.uから0.9p.uまで変
化する時点tsで、まず直流電流を0.9p.uとする値に
なり、次に制御遅れ角を180度とする値まで立ち
上がる。定電圧制御信号Pvは、直流電圧が−
1.0p.u以下になつた時点で図で示すように変化し、
最終的に直流電圧を−1.0p.uにする値に落ち着く。
したがつて、位相制御信号は図のようになる。 1 in FIG. 9 shows the response of the control signal when switching from forward converter operation to inverse converter operation. At the time ts when the DC current setting value changes from 1.0 pu to 0.9 pu , the constant current control signal P c first becomes a value that makes the DC current 0.9 pu , and then changes to a value that makes the control delay angle 180 degrees. stand up. The constant voltage control signal P v has a DC voltage of -
When it becomes 1.0 pu or less, it changes as shown in the figure,
Finally, it settles on a value that makes the DC voltage −1.0 pu .
Therefore, the phase control signal becomes as shown in the figure.
第9図の2は逆変換器運転から順変換運転へか
わる側の制御信号の応動を示す。これをみると位
相制御信号PがP=Pcとなる時点は時点tsよりか
なり後である。 2 in FIG. 9 shows the response of the control signal when changing from inverse converter operation to forward converter operation. Looking at this, the time point when the phase control signal P becomes P=P c is considerably after the time point t s .
第9図の3は直流電流Idの応動を示しており、
逆変換器側の定電流制御系の動作遅れのために、
記号Cで示すような電流振動が生じている。 3 in Figure 9 shows the response of the DC current Id,
Due to the operation delay of the constant current control system on the inverter side,
Current oscillations as shown by symbol C occur.
第9図の4は直流電圧Vdの応動を示しており、
第9図の1における定電圧制御系の動作遅れのた
めに、記号Dで示すような電圧振動が生じてい
る。 4 in Figure 9 shows the response of the DC voltage Vd,
Due to the delay in the operation of the constant voltage control system at 1 in FIG. 9, voltage oscillations as shown by symbol D occur.
以上のように従来の制御方式においては、地絡
時における逆変換器の電流低下が大きく、電流断
続が生じやすい。また潮流反転時に運転モード間
の切り替わりが滑らかでなく、直流送電線に電流
振動、電圧振動が発生する。 As described above, in the conventional control system, the current drop in the inverter during a ground fault is large, and current interruption is likely to occur. Furthermore, when the power flow is reversed, the switching between operating modes is not smooth, and current and voltage vibrations occur in the DC transmission line.
本発明の目的は、直流送電用変換装置のデイジ
タル制御における定電流制御モード、定電圧制御
モード等の制御モード間の切り替わりを高速にす
ることにより、過渡時における直流過電圧、直流
過電流、及び直流電流断続等の発生を防止するこ
とにある。
An object of the present invention is to speed up switching between control modes such as constant current control mode and constant voltage control mode in digital control of a DC power transmission converter, thereby reducing DC overvoltage, DC overcurrent, and DC overcurrent during transients. The purpose is to prevent the occurrence of current interruptions, etc.
本発明は、変換装置の定電流制御を行なうため
の定電流制御信号、及び変換装置の定電圧制御を
行なうための定電圧制御信号等の大きさによつて
決まる位相制御信号の値を、定電流制御信号、及
び定電圧制御信号を作成する過程で初期値として
用いることにより、制御モード間の高速切り替え
を実現したものである。
The present invention provides constant current control signals for constant current control of a converter, constant voltage control signals for constant voltage control of a converter, etc. By using this as an initial value in the process of creating a current control signal and a constant voltage control signal, high-speed switching between control modes is achieved.
第1図、第2図、第3図に従つて、2端子直流
送電系統におけるデイジタル制御システムの概要
を述べ、第4図、第5図、第6図、によつて、2
端子直流送電系統の制御に本発明を適用した場合
の制御アルゴリズム、及びその効果を説明する。
An overview of the digital control system in a two-terminal DC power transmission system will be described according to FIGS. 1, 2, and 3, and 2.
A control algorithm and its effects when the present invention is applied to control of a terminal DC power transmission system will be explained.
第1図は、3相交流系統1,2、変換装置3,
4、直流リアクトル5,6、及び直流送電線7か
らなる2端子直流送電系統をデイジタル制御によ
り運転する場合のシステム構成を示したものであ
る。デイジタル制御システム8は、中央制御装置
9、及び端子制御装置10,11から成つてお
り、各端子制御装置10,11は、中央制御装置
9からの指令信号に応じて、それぞれ変換装置
3,4の位相制御を行なう。 Figure 1 shows three-phase AC systems 1 and 2, a converter 3,
4 shows a system configuration when a two-terminal DC power transmission system consisting of DC reactors 5, 6, and a DC power transmission line 7 is operated by digital control. The digital control system 8 consists of a central control device 9 and terminal control devices 10 and 11, and each terminal control device 10 and 11 converts the conversion devices 3 and 4, respectively, in response to a command signal from the central control device 9. performs phase control.
第2図は、端子制御装置10,11の回路構成
を示したものである。演算処理回路13はパルス
発生回路12が発生するパルスOによつて起動
し、入力回路15を介して、直流電流I4、直流電
圧Vd、最小転流電圧Enio、及び中央制御装置から
与えられる直流電流設定値Id0、直流電圧設定値
Vd0、起動停止指令信号S1、潮流制御指令信号S2
をデイジタル量として取り込み、記憶回路14に
予め記憶されている演算処理手続きに従つてデイ
ジタル演算処理を行ない位相制御信号Pを作成し
出力回路16を介して位相制御回路17に出力す
る。位相制御回路17は位相制御信号Pを制御入
力として、位相制御信号Pの大きさに比例した大
きさの制御遅れ角αの点弧パルスQを発生し、変
換装置を駆動する。 FIG. 2 shows the circuit configuration of the terminal control devices 10 and 11. The arithmetic processing circuit 13 is activated by the pulse O generated by the pulse generation circuit 12, and receives the DC current I 4 , the DC voltage V d , the minimum commutation voltage E nio , and the input from the central controller via the input circuit 15 . DC current setting value I d0 , DC voltage setting value
V d0 , start/stop command signal S 1 , power flow control command signal S 2
is taken in as a digital quantity, digital arithmetic processing is performed according to an arithmetic processing procedure stored in advance in the storage circuit 14, a phase control signal P is created, and the phase control signal P is outputted to the phase control circuit 17 via the output circuit 16. The phase control circuit 17 receives the phase control signal P as a control input, generates a firing pulse Q having a control delay angle α proportional to the magnitude of the phase control signal P, and drives the converter.
第3図のタイムチヤートは、第2図に示した端
子制御装置の動作を表わしている。パルス発生回
路12が発生するパルス波形が第3図の1のよう
に、周期的にH(High)、またはL(Low)にな
り、演算処理回路13が発ルス波形OのLからH
への変化時点で起動するものとし、演算処理回路
13が起動してから位相制御信号Pが変化するま
での時間、すなわち演算処理時間をT1秒とすれ
ば、位相制御信号Pは、演算処理回路13の演算
処理結果に応じて第3図の2の実線で示すように
ステツプ状に変化する。また、このときのサンプ
リング周期は、パルス波形Oのパルス周期T2と
なる。第2図の位相制御回路17は第3図の2の
破線のように変換装置の各相に対応するランプ波
形を内部で作成し、位相制御信号Pとランプ波形
との大小比較を行ない、位相制御信号Pの波形が
ランプ波形を横切る時点で第3図の3に示すよう
なパルスQを発生し、パルスQを変換装置の各相
に分配し、点弧パルスを作成する。ただし、第3
図の2におけるランプ波形の最大値Pnaxは、制御
遅れ角180度に対応しており、位相制御信号P=
Pnaxのとき、点弧パルスの制御遅れ角は180度と
なる。また、第3図の2におけるランプ波形の最
小値Pnioは、制御遅れ角0度に対応しており、位
相制御信号P=Pnioのとき、点弧パルスの制御遅
れ角は0度となる。このように、点弧パルスの制
御遅れ角は、位相制御信号Pの大きさに比例して
おり、第3図の2のランプ波形l1を例にとつて説
明すると、l1は、時点t2から時点t6まで直線的に
立上がり、位相制御信号Pの波形が第3図の2の
実線のようになつているとすれば、l1に対応する
点弧パルスはq1となり、そのときの制御遅れ角に
対応する時間はt3となる。 The time chart in FIG. 3 represents the operation of the terminal control device shown in FIG. The pulse waveform generated by the pulse generation circuit 12 periodically becomes H (High) or L (Low) as shown in 1 in FIG. 3, and the arithmetic processing circuit 13 changes the pulse waveform O from L to H.
, and if the time from when the arithmetic processing circuit 13 is started until the phase control signal P changes, that is, the arithmetic processing time, is T 1 second, the phase control signal P is Depending on the calculation result of the circuit 13, it changes stepwise as shown by the solid line 2 in FIG. Further, the sampling period at this time is the pulse period T 2 of the pulse waveform O. The phase control circuit 17 in FIG. 2 internally creates a ramp waveform corresponding to each phase of the converter as shown by the broken line 2 in FIG. 3, compares the magnitude of the phase control signal P and the ramp waveform, and When the waveform of the control signal P crosses the ramp waveform, a pulse Q as shown at 3 in FIG. 3 is generated, and the pulse Q is distributed to each phase of the converter to create an ignition pulse. However, the third
The maximum value P nax of the ramp waveform in 2 in the figure corresponds to a control delay angle of 180 degrees, and the phase control signal P =
When P nax , the control delay angle of the ignition pulse is 180 degrees. Furthermore, the minimum value P nio of the lamp waveform at 2 in Fig. 3 corresponds to a control delay angle of 0 degrees, and when the phase control signal P = P nio , the control delay angle of the ignition pulse is 0 degrees. . In this way, the control delay angle of the ignition pulse is proportional to the magnitude of the phase control signal P. Taking the ramp waveform l1 of 2 in FIG. 3 as an example, l1 is the time point t. If the waveform of the phase control signal P rises linearly from 2 to time t 6 as shown by the solid line 2 in Fig. 3, then the ignition pulse corresponding to l 1 becomes q 1 , and then The time corresponding to the control delay angle is t3 .
第4図は、演算処理回路13による演算処理に
本発明を適用した場合の制御アルゴリズムをブロ
ツク図で表わしたものである。この図で21位相制
御信号Pの前回値(1サンプル周期前の演算処理
で決定した値)を初期値として定電流制御演算を
行ない定電流制御信号Pcを得る定電流制御系21
と電圧制御系22はスイツチ31の切り替えによ
り位相制御信号Pの前回値、または定電圧制御信
号Pvの前回値を初期値として得、定電圧制御演
算によつて定電圧制御信号Pvを得る定電圧制御
系、23は変換装置の転流失敗を防止するため制
御遅れ角αの大きさを制限する余裕角制御信号P〓
を得る余裕角制御系23である。各出力Pc、Pv、
P〓のうち値が最も小さい信号を最小値選択系24
で選択して位相制御信号Pとし、さらに、位相制
御信号リミツタ25で位相制御信号Pを(P)L≦
P≦(P)Hの範囲に制限して出力するようになつ
ている。ただし、(P)L、(P)Hの値は運転モード
によつて異なる。すなわち、(P)Hは変換装置の
停止時においては(P)H0(制御遅れ角90度に相
当)、変換装置の定格運転時においては(P)H1
(制御遅れ角160度に相当)となり、ソフト起動期
間、ソフト停止期間においては、(P)H0、(P)H1
間を直線的に変化する。(P)Lは、変換装置を順
変換器運転する場合と逆変換器運転する場合とで
異なり、順変換器運転時においては、変換装置の
停止時に(P)L0(制御遅れ角80度に相当)、変換
装置の定格運転時に(P)L1(制御遅れ角10度に
相当)となり、ソフト起動期間、ソフト停止期間
においては、(P)L0、(P)L1間を直線的に変す
る。また、逆変換器運転の場合、(P)Lは常に
(P)L0である。ただし、潮流反転時においては、
(P)Lの値は、位相制御信号PがP=(P)L0とな
つた時点でステツプ状に変化する。また、スイツ
チ31は、変換装置を逆変換器運転する場合で、
かつ位相制御信号Pが(P≧PL0のときだけ、位
相制御信号Pの前回値を定電圧制御演算における
初期値とし、それ以外の場合、すなわち、Pが
90゜より小さくなり、下限リミツタPL0(80゜)まで
達すると、変換装置は順変換器運転に移行するこ
とになるので、このときは定電圧制御信号Pvの
前回値を定電圧制御演算における初期値とするよ
うに動作させる。このようなスイツチ31を設け
たのは、定電圧制御演算における初期値を常に位
相制御信号Pの前回値とした場合の定電流制御系
と定電圧制御系の相互干渉による制御性能の悪化
を防止するためである。 FIG. 4 is a block diagram showing a control algorithm when the present invention is applied to arithmetic processing by the arithmetic processing circuit 13. In this figure, 21 Constant current control system 21 performs constant current control calculations using the previous value of phase control signal P (value determined by calculation processing one sample period before) as an initial value to obtain constant current control signal P c .
The voltage control system 22 obtains the previous value of the phase control signal P or the previous value of the constant voltage control signal Pv as an initial value by switching the switch 31, and obtains the constant voltage control signal Pv by constant voltage control calculation. Constant voltage control system, 23 is a margin angle control signal P〓 which limits the size of the control delay angle α in order to prevent commutation failure of the converter.
This is the margin angle control system 23 that obtains the following. Each output P c , P v ,
Minimum value selection system 24 for the signal with the smallest value among P〓
to select the phase control signal P, and then select the phase control signal P with the phase control signal limiter 25 so that (P) L ≦
The output is limited to the range of P≦(P) H . However, the values of (P) L and (P) H differ depending on the operation mode. In other words, (P) H is (P) H0 (corresponding to a control delay angle of 90 degrees) when the converter is stopped, and (P) H1 when the converter is in rated operation.
(corresponds to a control delay angle of 160 degrees), and during the soft start period and soft stop period, (P) H0 , (P) H1
change linearly between (P) L differs between when the converter is operated as a forward converter and when it is operated as an inverse converter. When the converter is operated as a forward converter, (P) L0 (control delay angle of 80 degrees) (equivalent), becomes (P) L1 (equivalent to a control delay angle of 10 degrees) during rated operation of the converter, and changes linearly between (P) L0 and (P) L1 during the soft start period and soft stop period. . Furthermore, in the case of inverse converter operation, (P) L is always (P) L0 . However, when the tide reverses,
The value of (P) L changes stepwise when the phase control signal P reaches P=(P) L0 . In addition, the switch 31 is used when the converter is operated as a reverse converter.
And only when the phase control signal P is (P≧P L0) , the previous value of the phase control signal P is used as the initial value in the constant voltage control calculation, and in other cases, that is, when P is
When the angle becomes smaller than 90° and reaches the lower limiter P L0 (80°), the converter will shift to forward converter operation, so at this time, the previous value of the constant voltage control signal P v is used for constant voltage control calculation. Operate so that the initial value is set to . The purpose of providing such a switch 31 is to prevent deterioration of control performance due to mutual interference between the constant current control system and the constant voltage control system when the initial value in the constant voltage control calculation is always the previous value of the phase control signal P. This is to do so.
例えば、位相制御信号Pの前回値を定電流制御
演算及び定電圧制御演算における初期値として変
換装置を順変換運転しているときに送電線が地絡
した場合、定電流制御系は定電流制御信号Pcを大
きくして直流過電流を抑制するように動作する
が、定電圧制御系の応答が、一般に定電流制御系
の応答よりも遅いので、定電圧制御信号Pvが、
定電流制御信号Pcよりも小さくなり、定電圧制御
モードとなる。このため膨大な直流過電流が発生
する。 For example, if a ground fault occurs in the power transmission line while the converter is operating the converter using the previous value of the phase control signal P as the initial value in constant current control calculation and constant voltage control calculation, the constant current control system will perform constant current control. It operates to suppress DC overcurrent by increasing the signal P c , but since the response of the constant voltage control system is generally slower than the response of the constant current control system, the constant voltage control signal P v is
It becomes smaller than the constant current control signal P c and enters constant voltage control mode. As a result, a huge amount of DC overcurrent occurs.
定電流制御系21は、変換装置の定電流制御を
行なうための定電流制御信号Pcを定電流制御関数
26で作成し、定電流制御信号リミツタ27によ
り定電流制御信号Pcの大きさを制限して(制御遅
れ角で0度から180度の範囲に制限する。)出力す
る。また、定電流制御関数26による定電流制御
信号Pcの作成においては、サンプリング周期ごと
の位相制御信号の値(P)oを初期値とし、直流電
流設定値、及び直流電流のサンプリング周期ごと
の値(Id0)o、(Id)oを制御入力とし、次式に従つ
て1サンプリング周期後の定電流制御信号(Pe)
o+1を作成し、Pcとして出力する。 The constant current control system 21 uses a constant current control function 26 to create a constant current control signal P c for constant current control of the converter, and uses a constant current control signal limiter 27 to control the magnitude of the constant current control signal P c . Output with a limit (control delay angle limited to a range of 0 to 180 degrees). In addition, when creating the constant current control signal P c using the constant current control function 26, the value (P) o of the phase control signal for each sampling period is used as the initial value, and the DC current setting value and the value (P) o of the phase control signal for each sampling period of the DC current are Using the values (I d0 ) o and (I d ) o as control inputs, the constant current control signal (P e ) after one sampling period according to the following formula:
Create o+1 and output as P c .
(Pc)o+1=Kc(P)o+Fc
〔(Id0)o、(Id)o〕 …(1)
ただし、Kcは制御定数、Feは(Id0)o、(Id)oを
パラメータとする関数であり、nはサンプリング
時点を表わす整数である。 (P c ) o+1 = K c (P) o + F c [(I d0 ) o , (I d ) o ] …(1) where K c is the control constant, F e is (I d0 ) o , (I d ) is a function with o as a parameter, and n is an integer representing a sampling time point.
定電圧制御系22は、変換装置の定電圧制御を
行なうための定電圧制御信号Pvを定電圧制御関
数28で作成し、定電圧制御信号リミツタ29に
より定電圧制御信号Pvの大きさを制限して(制
御遅れ角で0度から180度の範囲に制限する。)出
力する。 The constant voltage control system 22 uses a constant voltage control function 28 to create a constant voltage control signal P v for constant voltage control of the converter, and uses a constant voltage control signal limiter 29 to control the magnitude of the constant voltage control signal P v . Output with a limit (control delay angle limited to a range of 0 to 180 degrees).
定電圧制御関数28による定電圧制御信号Pv
の作成においては、変換装置を逆変換器運転する
場合で、かつ位相制御信号Pの前回値がPL0の値
以上のとき、位相制御信号Pのサンプリング時点
での値(P)oを初期値とし、それ以外の場合は、
定電圧制御信号Pvのサンプリング時点での値
(Pv)oを初期値としている。このとき、サンプリ
ング時点での直流電圧設定値、及び直流電圧を、
それぞれ(Vd0)o、(Vd)oとすれば、(P)oを初期
値として1サンプリング周期後の定電圧制御信号
(Pv)o+1を決定する場合の演算式は、
(Pv)o+1=Kv(P)o+Fv
〔(Vd0)o、(Vd)o〕 …(2)
となり、それ以外の場合は、次式で表わされる。 Constant voltage control signal P v by constant voltage control function 28
When the converter is operated as an inverse converter, and the previous value of the phase control signal P is greater than or equal to the value of P L0 , the value (P) o at the time of sampling of the phase control signal P is set to the initial value. and otherwise,
The value ( Pv ) o at the time of sampling of the constant voltage control signal Pv is set as the initial value. At this time, the DC voltage setting value and DC voltage at the time of sampling are
Assuming (V d0 ) o and (V d ) o , respectively, the calculation formula for determining the constant voltage control signal (P v ) o+1 after one sampling period with (P) o as the initial value is ( P v ) o+1 = K v (P) o + F v [(V d0 ) o , (V d ) o ]...(2), and in other cases, it is expressed by the following formula.
(Pv)o+1=Kv(Pv)o+Fv
〔(Vd0)o、(Vd)o〕 …(3)
ただし、Kvは制御定数、Fvは(Vd0)o、(Vd)o
をパラメータとする関数であり、nはサンプリン
グ時点を表わす整数である。 (P v ) o+1 = K v (P v ) o +F v [(V d0 ) o , (V d ) o ] …(3) where K v is the control constant and F v is (V d0 ) o ,( Vd ) o
is a function whose parameter is n, where n is an integer representing a sampling time point.
余裕角制御系23は、変換装置の転流失敗を防
止すると同時に変換装置を高力率で運転するた
め、必要最小限の余裕角を確保するリミツタとし
て働く。したがつて、余裕角制御関数30は、サ
ンプリング周期ごとの直流電流(Id)o、及び最小
転流電圧(Enio)oから、次式に従つて必要最小限
の余裕角を確保するための余裕制御信号の1サン
プリング周期後の値(P〓)o+1を求め、P〓として出
力する。 The margin angle control system 23 works as a limiter to ensure the minimum necessary margin angle in order to prevent commutation failure in the converter and at the same time operate the converter at a high power factor. Therefore, the margin angle control function 30 is calculated from the DC current (I d ) o and the minimum commutation voltage (E nio ) o for each sampling period to ensure the minimum necessary margin angle according to the following formula. Find the value (P〓) o+1 of the margin control signal after one sampling period and output it as P〓.
(P〓)o+1=F〓〔(Id)o、(Enio)o…(4)
ただし、F〓は(P〓)o+1を表わす関数である。第
4図に示す制御アルゴリズムに従つて、直流送電
系統の運転を行なう場合、運転モードによつて直
流電流設定値Id0を変化させる。すなわち、変換
装置を順変換器運転する場合、停止時においては
Id0=0.1P.U.、定格運転時においてはId0=1.0P.U.と
し、ソフト起動期間、ソフト停止期間において
は、Id0の値を直線的に変化させる。また、変換
装置を逆変換器運転する場合、Id0の値を、順変
換器運転時におけるId0の値の約90%にする。し
たがつて潮流反転を行なう場合は、順変換器側の
Id0の値と逆変換器側のId0の値を入れ替える。ま
た、直流電圧設定値Vd0は、運転モードによつて
変える必要はなく、常に1.0P.U.である。ただし、
直流電圧Vdの値は、逆変換器動作時の値を正と
している。 (P〓) o+1 = F〓 [(I d ) o , (E nio ) o ...(4) However, F〓 is a function representing (P〓) o+1 . When operating the DC power transmission system according to the control algorithm shown in FIG. 4, the DC current setting value I d0 is changed depending on the operation mode. In other words, when the converter is operated as a forward converter, when stopped,
I d0 = 0.1 PU , I d0 = 1.0 PU during rated operation, and the value of I d0 is changed linearly during the soft start period and soft stop period. Further, when the converter is operated as a reverse converter, the value of I d0 is set to approximately 90% of the value of I d0 during forward converter operation. Therefore, when performing power flow reversal, the forward converter side
Swap the value of I d0 with the value of I d0 on the inverse converter side. Further, the DC voltage set value V d0 does not need to be changed depending on the operation mode and is always 1.0 PU . however,
The value of the DC voltage V d is set to be positive when the inverse converter is operating.
第4図の制御系を用いて、2端子直流送電系統
のデイジタル制御を行なつた場合の動作波形を以
下に示し、本発明の効果を述べる。 Operating waveforms when a two-terminal DC power transmission system is digitally controlled using the control system shown in FIG. 4 are shown below, and the effects of the present invention will be described.
第5図は、直流送電線の地絡事故が発生した場
合の動作波形であり、第5図の1は、順変換器側
における制御系の応動を示している。 FIG. 5 shows operating waveforms when a ground fault occurs in a DC transmission line, and 1 in FIG. 5 shows the response of the control system on the forward converter side.
この場合、順変換器側の定電圧制御信号Pvは、
定電圧制御信号Pvの前回値を初期値として決定
されるため、制御遅れ角180度に対応する値とな
り、また、位相制御信号リミツタのリミツタ値
(P)L、(P)Hはそれぞれ制御遅れ角10度、及び
160度に対応する値になる。余裕角制御信号P〓は、
(P)Hよりもわずかに小さい値になり、地絡時の
過電流に応答して、地絡発生時点t7の後振動す
る。また、順変換器運転時においては定電流制御
信号Pcが最小値選択系24で選択されるため、位
相制御信号PはPcと一致する。すなわち定電流制
御モードとなり、時点t7で地絡が発生すると、位
相制御信号Pの値は、図のように増加する。 In this case, the constant voltage control signal P v on the forward converter side is
Since the previous value of the constant voltage control signal P v is determined as the initial value, the value corresponds to a control delay angle of 180 degrees, and the limiter values (P) L and (P) H of the phase control signal limiter are controlled respectively. delay angle of 10 degrees, and
The value corresponds to 160 degrees. The margin angle control signal P〓 is
(P) has a value slightly smaller than H and oscillates after the earth fault occurrence time t 7 in response to the overcurrent during the earth fault. Further, when the forward converter is in operation, the constant current control signal P c is selected by the minimum value selection system 24, so the phase control signal P matches P c . That is, when the constant current control mode is entered and a ground fault occurs at time t7 , the value of the phase control signal P increases as shown in the figure.
第5図の2は、逆変換器側における制御系の応
動を示しており、リミツタ値(P)Lは制御遅れ角
80度に対応する値となる。定電流制御信号Pc、及
び定電圧制御信号Pvが、それぞれ位相制御信号
Pを初期値として決定されるため、P,Pc,Pv
の値は、ほとんど一致する。また、地絡発生時点
t7以前では、P=Pv、すなわち定電圧制御モード
となり、地絡時点t7の後はP=Pc、すなわち定電
流制御モードとなる。定電圧制御モードから、定
電流制御モードへの切り替わりは、P,Pc,Pv
がほとんど一致しているため、高速に行なわれ
る。この動作波形を前に述べた従来例の動作波形
の第8図と比較すれば明らかなように、本方式に
よれば、地絡発生時における逆変換器側直流電流
の低下幅は小さくなり、逆変換器側における電流
断続の発生を防止する効果がある。 2 in Figure 5 shows the response of the control system on the inverter side, where the limiter value (P) L is the control delay angle.
The value corresponds to 80 degrees. Since the constant current control signal P c and the constant voltage control signal P v are each determined using the phase control signal P as an initial value, P, P c , P v
The values almost match. Also, at the time of ground fault occurrence
Before t7 , P= Pv , that is, constant voltage control mode, and after the ground fault time t7 , P= Pc , that is, constant current control mode. Switching from constant voltage control mode to constant current control mode is performed by P, P c , P v
Since they almost match, the process is fast. As is clear from comparing this operating waveform with the operating waveform of the conventional example described above in FIG. 8, according to this method, the amount of decrease in the DC current on the inverter side when a ground fault occurs is small, This has the effect of preventing the occurrence of current interruption on the inverter side.
第6図は、潮流反転時の動作波形であり、第6
図の1は順変換器運転から逆変換器運転に反転す
る変換装置についての制御系の応動を示してい
る。これは時点t8で潮流反転を開始し、時点t10で
潮流反転を終了する場合の波形であり、位相制御
信号Pが(P)L0の値を横ぎるとき、すなわち時
点t9で、リミツタ値(P)L、及び定電圧制御信号
Pvが図に示すようにステツプ状に変化する。時
点t9以前では、定電流制御信号Pcのみ、位相制御
信号Pの前回値を初期値としているためP,Pcの
値のみが一致しているが、時点t9以降は、さらに
位相制御信号Pvも位相制御信号Pの前回値を初
期値として決定されるため、P,Pc,Pvの値が
ほとんど一致する。したがつて、時点t10におけ
る定電流制御モードから定電圧制御モードへの切
り替わりが瞬時に行なわれる。第6図の2は、逆
変換器運転から順変換器運転に反転する変換装置
についての制御系の応動を示しており、潮流反転
開始時点t8以前においては、定電流制御信号Pc、
及び定電圧制御信号Pvが位相制御信号Pの前回
値を初期値として決定されるため、P,Pc,Pv
の値はほとんど一致する。第6図と従来方式の潮
流反転時の動作波形の第9図を比較するとわかる
ように、本方式では運転モードの切り替わりが滑
らかで、直流送電線に電流振動、電圧振動の発生
を抑制する効果がある。 Figure 6 shows the operating waveforms at the time of tidal current reversal.
Figure 1 shows the response of the control system for a converter reversing from forward converter operation to inverse converter operation. This is the waveform when the power flow reversal starts at time t8 and ends at time t10 , and when the phase control signal P crosses the value of (P) L0 , that is, at time t9 , the limiter value (P) L , and constant voltage control signal
P v changes stepwise as shown in the figure. Before time t 9 , only the constant current control signal P c uses the previous value of the phase control signal P as the initial value, so only the values of P and P c match, but after time t 9 , the phase control signal is further adjusted. Since the signal P v is also determined using the previous value of the phase control signal P as an initial value, the values of P, P c , and P v almost match. Therefore, switching from constant current control mode to constant voltage control mode at time t10 is instantaneously performed. 2 in FIG. 6 shows the response of the control system for a converter that reverses from reverse converter operation to forward converter operation. Before the power flow reversal start time t8 , the constant current control signal P c ,
Since the constant voltage control signal P v is determined using the previous value of the phase control signal P as an initial value, P, P c , P v
The values almost match. As can be seen by comparing Figure 6 with Figure 9, which shows the operating waveforms during power flow reversal of the conventional method, this method has a smooth switching of operation modes and is effective in suppressing the occurrence of current and voltage vibrations in the DC transmission line. There is.
したがつて、時点t8における定電圧制御モード
から定電流制御モードへの切り替わりが高速に行
なわれる。このように、両変換装置における制御
モードの切り替わりが高速であるため、潮流反転
時の直流過電流及び直流過電圧が微小となる。ま
た、本発明によれば、起動・停止時の制御モード
の切り替わりも高速となるので、起動・停止動作
が滑らかとなる。
Therefore, switching from constant voltage control mode to constant current control mode at time t8 is performed at high speed. In this way, since the control modes in both converters are switched quickly, the DC overcurrent and DC overvoltage at the time of power flow reversal are small. Further, according to the present invention, switching of control modes at the time of starting and stopping becomes fast, so starting and stopping operations become smooth.
以上のように、本発明は、直流過電圧、直流過
電流、及び直流電流断続等の発生を防止するのに
有効である。 As described above, the present invention is effective in preventing the occurrence of DC overvoltage, DC overcurrent, DC current interruption, and the like.
さらに、本発明は、定電流制御系、及び定電圧
制御系がそれぞれ複数存在する複雑な制御系(例
えば、多端子直流送電系統の制御を目的とする制
御系)にも適用でき、制御性能を向上するための
有効な手段となる。 Furthermore, the present invention can be applied to a complex control system (for example, a control system aimed at controlling a multi-terminal DC power transmission system) that includes a plurality of constant current control systems and a plurality of constant voltage control systems, and improves control performance. It is an effective means to improve your skills.
本発明によれば、交直変換装置の定電流制御モ
ード、定電圧制御モード、余裕角制御モード、及
びリミツタ制御モード等の制御モード間の切り替
わりを高速にすることができるので、直流送電系
統の起動、停止、潮流反転時に発生する直流過電
圧、直流過電流を抑制することができる。また、
地絡時における逆変換器側直流電流の低下を抑制
できるので、電流断続による変換装置の故障を防
止できる。 According to the present invention, switching between control modes such as constant current control mode, constant voltage control mode, margin angle control mode, and limiter control mode of the AC/DC converter can be made fast, so that the DC power transmission system can be activated. It is possible to suppress DC overvoltages and DC overcurrents that occur during power outages, stops, and power flow reversals. Also,
Since it is possible to suppress a drop in the direct current on the reverse converter side at the time of a ground fault, it is possible to prevent failure of the converter due to current interruption.
第1図は、直流送電系統のデイジタル制御シス
テムの構成、第2図は、端子制御装置の構成、第
3図は、端子制御装置の動作についてのタイムチ
ヤート、第4図は、本発明による制御系のブロツ
ク図、第5図、及び第6図は、本発明による制御
系の動作波形を、第7図は、従来例の制御ブロツ
ク図、第8図、及び第9図は従来方式の制御系の
動作波形を示している。
21…定電流制御系、22…定電圧制御系、2
3…余裕角制御系、24…最小値選択系、25…
位相制御信号リミツタ、26…定電流制御関数、
27…定電流制御信号リミツタ、28…定電圧制
御関数、29…定電圧制御信号リミツタ、30…
余裕角制御関数、31…スイツチ。
Figure 1 shows the configuration of a digital control system for a DC power transmission system, Figure 2 shows the configuration of a terminal control device, Figure 3 shows a time chart for the operation of the terminal control device, and Figure 4 shows the control according to the present invention. System block diagrams, FIGS. 5 and 6 show operating waveforms of the control system according to the present invention, FIG. 7 is a control block diagram of the conventional example, and FIGS. 8 and 9 show the control system of the conventional system. It shows the operating waveforms of the system. 21... constant current control system, 22... constant voltage control system, 2
3... Margin angle control system, 24... Minimum value selection system, 25...
Phase control signal limiter, 26...constant current control function,
27... Constant current control signal limiter, 28... Constant voltage control function, 29... Constant voltage control signal limiter, 30...
Margin angle control function, 31...switch.
Claims (1)
流演算と、直流送電の直流電圧を一定とするため
の定電圧演算とを繰り返して実行し、変換装置の
制御遅れ角をより小さくする側の演算結果を選択
して変換装置を制御する直流送電における変換装
置の制御方法において、該変換装置を逆変換運転
する場合に、前記定電流演算もしくは定電圧演算
を1回前の演算で選択された位相制御信号の値を
初期値として用いて行うことを特徴とする直流送
電における変換装置の制御方法。 2 直流送電の直流電流を一定とするための定電
流演算と、直流送電の直流電圧を一定とするため
の定電圧演算とを繰り返して実行し、変換装置の
制御遅れ角をより小さくする側の演算結果を選択
して変換装置を制御する直流送電における変換装
置の制御方法において、該変換装置を逆変換運転
する場合に、前記定電流演算は1回前の演算で選
択された位相制御信号の値を初期値として用いて
行い、定電圧演算は1回前の定電圧演算で得られ
た演算結果を初期値として用いて行うことを特徴
とする直流送電における変換装置の制御装置。[Scope of Claims] 1 Constant current calculation for keeping the DC current of DC power transmission constant and constant voltage calculation for keeping the DC voltage of DC power transmission constant are repeatedly executed, and the control delay angle of the conversion device is determined. In a method of controlling a converter in DC power transmission, in which the converter is controlled by selecting the calculation result that makes 1. A method of controlling a converter in DC power transmission, characterized in that the value of a phase control signal selected by the calculation is used as an initial value. 2 Repeatedly perform constant current calculation to make the DC current of DC power transmission constant and constant voltage calculation to make the DC voltage of DC power transmission constant, and calculate the side that makes the control delay angle of the converter smaller. In a method of controlling a converter in DC power transmission in which a calculation result is selected to control the converter, when the converter is operated in reverse conversion mode, the constant current calculation is based on the phase control signal selected in the previous calculation. 1. A control device for a converter in direct current power transmission, characterized in that constant voltage calculation is performed using a calculation result obtained in a previous constant voltage calculation as an initial value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092882A JPS60241714A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Method of controlling converter in dc transmission |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092882A JPS60241714A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Method of controlling converter in dc transmission |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60241714A JPS60241714A (en) | 1985-11-30 |
| JPH0353847B2 true JPH0353847B2 (en) | 1991-08-16 |
Family
ID=14066819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59092882A Granted JPS60241714A (en) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | Method of controlling converter in dc transmission |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60241714A (en) |
-
1984
- 1984-05-11 JP JP59092882A patent/JPS60241714A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60241714A (en) | 1985-11-30 |
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|---|---|---|---|
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