JPH05168148A - 自励式交直変換器の制御装置 - Google Patents
自励式交直変換器の制御装置Info
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- JPH05168148A JPH05168148A JP3353319A JP35331991A JPH05168148A JP H05168148 A JPH05168148 A JP H05168148A JP 3353319 A JP3353319 A JP 3353319A JP 35331991 A JP35331991 A JP 35331991A JP H05168148 A JPH05168148 A JP H05168148A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
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- Rectifiers (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自励式交直変換器の制御装置にいおて、交直
変換器の接続された交流系統で事故が発生し、それが原
因で過電圧が発生する可能性があるとき、これを効果的
に抑制する。 【構成】 交流不足電圧リレー20を設置して交流系１の
電圧を監視する。そして、交流系１で系統事故が発生し
てそれが交流不足電圧リレー20により検出された場合に
は、このリレー20の出力信号によって、有効電力リミッ
ター16のリミット値Ｐmax を通常運転時より小さくして
有効電力の制御範囲−Ｐmax 〜Ｐmax を小さくすると同
時に、無効電力リミッター17のリミット値Ｑmax を通常
運転時より大きくして、無効電力の制御範囲−Ｑmax 〜
Ｑmax を広くする。これにより、事故が除去されて交流
電圧が回復し過電圧となっても、無効電力を広い範囲で
制御できるため、過電圧を効果的に抑制することができ
る。
変換器の接続された交流系統で事故が発生し、それが原
因で過電圧が発生する可能性があるとき、これを効果的
に抑制する。 【構成】 交流不足電圧リレー20を設置して交流系１の
電圧を監視する。そして、交流系１で系統事故が発生し
てそれが交流不足電圧リレー20により検出された場合に
は、このリレー20の出力信号によって、有効電力リミッ
ター16のリミット値Ｐmax を通常運転時より小さくして
有効電力の制御範囲−Ｐmax 〜Ｐmax を小さくすると同
時に、無効電力リミッター17のリミット値Ｑmax を通常
運転時より大きくして、無効電力の制御範囲−Ｑmax 〜
Ｑmax を広くする。これにより、事故が除去されて交流
電圧が回復し過電圧となっても、無効電力を広い範囲で
制御できるため、過電圧を効果的に抑制することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力系統において、直流
送電システム、又は周波数変換装置、又は系統連系装置
に適用される自励式交直変換器の制御装置に関する。
送電システム、又は周波数変換装置、又は系統連系装置
に適用される自励式交直変換器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に直流送電システム、又は周波数変
換装置、又は系統連系装置に適用される自励式変換器を
用いた交直変換装置の構成を示す。交流系１に変圧器２
を介して自励式変換器３が接続され、一方、交流系４に
は変圧器５を介して自励式変換器６が接続されている。
このうち一方の変換器、例えば変換器３では順変換器運
転することにより交流電力を直流電力に変換し、その直
流電力が直流リアクトル７を介してもう一方の変換器６
に印加され、変換器６では逆変換器運転することにより
直流電力を交流電力に変換している。変換器３及び６
は、６相まは12相のアームで構成されたいわゆる電圧形
自励変換器であり、直流端子側にはコンデンサ８及び９
が設置されている。変換器の制御系は両変換器とも同じ
構成のものが使用されているので、ここでは変換器３側
の制御系について説明する。変換器３側では、有効電力
検出器10により交流系１と変換器３間の有効電力Ｐdet
を検出し、無効電力検出器11により交流系１と変換器３
間の無効電力Ｑdet を検出する。又、電圧検出器12によ
り交流系１の電圧Ｖdet を検出している。有効電力検出
値Ｐdet は有効電力設定値Ｐref とつきあわされて有効
電力制御器（ＡＰＲ）13に加えられ、有効電力制御器
（ＡＰＲ）13の出力である有効電力制御値Ｐcon が得ら
れる。一方、無効電力検出値Ｑdet は無効電力設定値Ｑ
ref 及び後述する補正信号ΔＱref とつきあわされて無
効電力制御器（ＡＱＲ）15に加えられ、無効電力制御器
（ＡＱＲ）15の出力である無効電力制御値Ｑcon が得ら
れる。又、交流電圧検出値Ｖdet は交流電圧設定値Ｖ
ref をつきあわせて定電圧制御器（ＡＶＲ）14に加えら
れ前述の補正信号Ｑref を得る。こうして得られた有効
電力，無効電力夫々の制御値に対して、有効電力リミッ
ター16及び無効電力リミッター17によりリミットがかか
る。
換装置、又は系統連系装置に適用される自励式変換器を
用いた交直変換装置の構成を示す。交流系１に変圧器２
を介して自励式変換器３が接続され、一方、交流系４に
は変圧器５を介して自励式変換器６が接続されている。
このうち一方の変換器、例えば変換器３では順変換器運
転することにより交流電力を直流電力に変換し、その直
流電力が直流リアクトル７を介してもう一方の変換器６
に印加され、変換器６では逆変換器運転することにより
直流電力を交流電力に変換している。変換器３及び６
は、６相まは12相のアームで構成されたいわゆる電圧形
自励変換器であり、直流端子側にはコンデンサ８及び９
が設置されている。変換器の制御系は両変換器とも同じ
構成のものが使用されているので、ここでは変換器３側
の制御系について説明する。変換器３側では、有効電力
検出器10により交流系１と変換器３間の有効電力Ｐdet
を検出し、無効電力検出器11により交流系１と変換器３
間の無効電力Ｑdet を検出する。又、電圧検出器12によ
り交流系１の電圧Ｖdet を検出している。有効電力検出
値Ｐdet は有効電力設定値Ｐref とつきあわされて有効
電力制御器（ＡＰＲ）13に加えられ、有効電力制御器
（ＡＰＲ）13の出力である有効電力制御値Ｐcon が得ら
れる。一方、無効電力検出値Ｑdet は無効電力設定値Ｑ
ref 及び後述する補正信号ΔＱref とつきあわされて無
効電力制御器（ＡＱＲ）15に加えられ、無効電力制御器
（ＡＱＲ）15の出力である無効電力制御値Ｑcon が得ら
れる。又、交流電圧検出値Ｖdet は交流電圧設定値Ｖ
ref をつきあわせて定電圧制御器（ＡＶＲ）14に加えら
れ前述の補正信号Ｑref を得る。こうして得られた有効
電力，無効電力夫々の制御値に対して、有効電力リミッ
ター16及び無効電力リミッター17によりリミットがかか
る。
【０００３】これらのリミッターのリミット値について
は一般に次のように設定される。先ず、変換器の機器容
量が皮相電力として決まっている。この値を（ＭＶＡ）
max とする。直流系定格電力Ｐmax は（ＭＶＡ）max よ
り小さい値に設定され、有効電力リミッター16の最大リ
ミット値としてＰmax が、最小リミット値として−Ｐ
max が設定される。一方、無効電力の最大値，最小値に
関しては、 で用いられる値を用いて、無効電力リミッター17の最大
リミット値としてＱmax が、最小リミット値として−Ｑ
max が設定される。これにより、変換器の有効電力出
力，無効電力出力が、夫々リミッターの範囲内、即ち、
有効電力が−Ｐmax 〜Ｐmax ，無効電力が−Ｑmax 〜Ｑ
max の範囲内で動作していれば、機器定格以上の電流が
変換器に流れることはなく安定に運転を続けることがで
きる。こうして有効電力リミッター16の出力Ｐと、無効
電力リミッター17の出力Ｑが、演算器18に与えられ、演
算器18では変換器の有効電力出力及び無効電力出力がそ
れらの値になるような、位相角θと制御率Ｍを演算す
る。Ｐ，Ｑ及びθ，Ｍには次のような関係がある。 ただし、Ｖs は変圧器の系統側交流電圧値、Ｘは変圧器
のインピーダンス値、Ｅd は直流電圧値、ｋは定数＝π
／６である。
は一般に次のように設定される。先ず、変換器の機器容
量が皮相電力として決まっている。この値を（ＭＶＡ）
max とする。直流系定格電力Ｐmax は（ＭＶＡ）max よ
り小さい値に設定され、有効電力リミッター16の最大リ
ミット値としてＰmax が、最小リミット値として−Ｐ
max が設定される。一方、無効電力の最大値，最小値に
関しては、 で用いられる値を用いて、無効電力リミッター17の最大
リミット値としてＱmax が、最小リミット値として−Ｑ
max が設定される。これにより、変換器の有効電力出
力，無効電力出力が、夫々リミッターの範囲内、即ち、
有効電力が−Ｐmax 〜Ｐmax ，無効電力が−Ｑmax 〜Ｑ
max の範囲内で動作していれば、機器定格以上の電流が
変換器に流れることはなく安定に運転を続けることがで
きる。こうして有効電力リミッター16の出力Ｐと、無効
電力リミッター17の出力Ｑが、演算器18に与えられ、演
算器18では変換器の有効電力出力及び無効電力出力がそ
れらの値になるような、位相角θと制御率Ｍを演算す
る。Ｐ，Ｑ及びθ，Ｍには次のような関係がある。 ただし、Ｖs は変圧器の系統側交流電圧値、Ｘは変圧器
のインピーダンス値、Ｅd は直流電圧値、ｋは定数＝π
／６である。
【０００４】パルス発生器19では演算器18で得られた位
相角θ，制御率Ｍに従って、ゲートオン・パルス及びゲ
ートオフ・パルスを発生し自励式変換器３の各アームに
与えることにより、自励式変換器３はその出力電力Ｐ及
びＱを、設定された有効電力Ｐref 及び無効電力Ｑref
に保ちながら運転する。もし、出力有効電力が設定値よ
り大きくなれば、有効電力制御器（ＡＰＲ）13の出力信
号がマイナス方向に変化して変換器の有効電力出力を下
げるように動作し、逆に設定値より小さくなれば、有効
電力制御器（ＡＰＲ）13の出力信号がプラス方向に変化
して変換器の有効電力出力を大きくするように動作する
ことによって、変換器の有効電力は設定どおりに保持さ
れる。無効電力についても同様に動作する。ただし、無
効電力によって交流系の電圧を制御できるので、無効電
力制御系に補助信号として交流電圧の定電圧制御系出力
信号が加えられることが多い。即ち、図８において無効
電力は設定値Ｑref に保たれているとする。つまりＱ
det ＝Ｑref で運転しているとする。このときに、交流
系１の電圧が低下すると、交流電圧検出器12により検出
された検出値Ｖdet が設定値Ｖref より低くなり、定電
圧制御器14の出力はプラス方向に変化する。その出力が
無効電力制御器15に加えられるため、無効電力出力は増
加するように動作し、変換器３からの無効電力出力が増
加することによて交流系１の電圧は上昇し、設定値Ｖ
ref と同じ値になる。交流系１の電圧が上昇した場合に
はこの逆の動作をする。ただしここでは、無効電力の符
号として、変換器が無効電力を消費して交流電圧を下げ
る方向をマイナス（負）方向に、変換器が無効電力を系
統へ供給して交流電圧を上げる方向をプラス（正）方向
にとって説明している。この動作を行なうことにより、
変換器３は接続された交流系の電圧が変動しないとき
は、設定値どおりの有効電力及び無効電力を保持するよ
う動作し、交流系の電圧が変動した場合には、有効電力
は設定値を保持しながら、交流電圧変動を抑制するよう
に動作する。
相角θ，制御率Ｍに従って、ゲートオン・パルス及びゲ
ートオフ・パルスを発生し自励式変換器３の各アームに
与えることにより、自励式変換器３はその出力電力Ｐ及
びＱを、設定された有効電力Ｐref 及び無効電力Ｑref
に保ちながら運転する。もし、出力有効電力が設定値よ
り大きくなれば、有効電力制御器（ＡＰＲ）13の出力信
号がマイナス方向に変化して変換器の有効電力出力を下
げるように動作し、逆に設定値より小さくなれば、有効
電力制御器（ＡＰＲ）13の出力信号がプラス方向に変化
して変換器の有効電力出力を大きくするように動作する
ことによって、変換器の有効電力は設定どおりに保持さ
れる。無効電力についても同様に動作する。ただし、無
効電力によって交流系の電圧を制御できるので、無効電
力制御系に補助信号として交流電圧の定電圧制御系出力
信号が加えられることが多い。即ち、図８において無効
電力は設定値Ｑref に保たれているとする。つまりＱ
det ＝Ｑref で運転しているとする。このときに、交流
系１の電圧が低下すると、交流電圧検出器12により検出
された検出値Ｖdet が設定値Ｖref より低くなり、定電
圧制御器14の出力はプラス方向に変化する。その出力が
無効電力制御器15に加えられるため、無効電力出力は増
加するように動作し、変換器３からの無効電力出力が増
加することによて交流系１の電圧は上昇し、設定値Ｖ
ref と同じ値になる。交流系１の電圧が上昇した場合に
はこの逆の動作をする。ただしここでは、無効電力の符
号として、変換器が無効電力を消費して交流電圧を下げ
る方向をマイナス（負）方向に、変換器が無効電力を系
統へ供給して交流電圧を上げる方向をプラス（正）方向
にとって説明している。この動作を行なうことにより、
変換器３は接続された交流系の電圧が変動しないとき
は、設定値どおりの有効電力及び無効電力を保持するよ
う動作し、交流系の電圧が変動した場合には、有効電力
は設定値を保持しながら、交流電圧変動を抑制するよう
に動作する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の制
御装置では、有効電力リミッター16のリミット値Ｐmax
及び無効電力リミッター17のリミット値Ｑmax は、運転
中は機器の定格容量と直流定格電力で決まる一定値にな
っている。この変換器の適用される直流送電システム，
周波数変換装置，系統連系装置の第一の目的は、有効電
力を必要に応じて系統間でやりとりすることにあるた
め、Ｐmax はＱmax より大きな値に設定されている。た
とえば、機器容量（ＭＶＡ）max 100 ％に対して、Ｐ
max ＝80％，Ｑmax ＝60％程度の値に設定されている。
ここで、変換器３の接続された交流系１で地絡などの事
故が発生して、その事故が除去されると、除去時に大き
な過電圧が発生する可能性がある。上記で説明したよう
に、自励式変換器にはその無効電力出力を有効電力と独
立に制御することにより交流電圧の変動を抑制する機能
があるので、それによって事故除去後の過電圧も抑制す
ることができる。しかし、無効電力出力にはリミッター
がかけられているので、その範囲内での制御となる。過
電圧は機器の破損などを招く可能性があり、事故発生時
には一定の有効電力を送電し続けることよりも、過電圧
の抑制機能が優先される必要がある。ところが、通常時
の有効電力の運転範囲を充分確保するために、無効電力
の制御範囲は機器容量に比べ小さい値になっており、変
換器のもつ過電圧抑制機能が制限されている。そのた
め、変換器により充分な過電圧抑制を行なうことができ
ない。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、
自励式変換器の接続された交流系統で地絡や短絡といっ
た系統事故が発生し、それが原因で交流過電圧が発生す
る可能性のある場合に、変換器の無効電力出力の範囲を
広げることによって変換器の過電圧抑制機能を向上さ
せ、交流系に発生する過電圧を効果的に抑制することの
可能な自励式交直変換器の制御装置を提供することを目
的としている。
御装置では、有効電力リミッター16のリミット値Ｐmax
及び無効電力リミッター17のリミット値Ｑmax は、運転
中は機器の定格容量と直流定格電力で決まる一定値にな
っている。この変換器の適用される直流送電システム，
周波数変換装置，系統連系装置の第一の目的は、有効電
力を必要に応じて系統間でやりとりすることにあるた
め、Ｐmax はＱmax より大きな値に設定されている。た
とえば、機器容量（ＭＶＡ）max 100 ％に対して、Ｐ
max ＝80％，Ｑmax ＝60％程度の値に設定されている。
ここで、変換器３の接続された交流系１で地絡などの事
故が発生して、その事故が除去されると、除去時に大き
な過電圧が発生する可能性がある。上記で説明したよう
に、自励式変換器にはその無効電力出力を有効電力と独
立に制御することにより交流電圧の変動を抑制する機能
があるので、それによって事故除去後の過電圧も抑制す
ることができる。しかし、無効電力出力にはリミッター
がかけられているので、その範囲内での制御となる。過
電圧は機器の破損などを招く可能性があり、事故発生時
には一定の有効電力を送電し続けることよりも、過電圧
の抑制機能が優先される必要がある。ところが、通常時
の有効電力の運転範囲を充分確保するために、無効電力
の制御範囲は機器容量に比べ小さい値になっており、変
換器のもつ過電圧抑制機能が制限されている。そのた
め、変換器により充分な過電圧抑制を行なうことができ
ない。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、
自励式変換器の接続された交流系統で地絡や短絡といっ
た系統事故が発生し、それが原因で交流過電圧が発生す
る可能性のある場合に、変換器の無効電力出力の範囲を
広げることによって変換器の過電圧抑制機能を向上さ
せ、交流系に発生する過電圧を効果的に抑制することの
可能な自励式交直変換器の制御装置を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電力用自励式交直変換器
の制御装置において、変換器の接続された交流系にて事
故が発生した場合に、その事故の検出信号によって、送
電する有効電力の制御範囲を通常運転時より小さくする
と同時に、無効電力の制御範囲を広げて、通常よりも広
い範囲で、又は通常の制御範囲を越えた点で無効電力を
制御するように構成した。
の制御装置において、変換器の接続された交流系にて事
故が発生した場合に、その事故の検出信号によって、送
電する有効電力の制御範囲を通常運転時より小さくする
と同時に、無効電力の制御範囲を広げて、通常よりも広
い範囲で、又は通常の制御範囲を越えた点で無効電力を
制御するように構成した。
【作用】交流不足電圧リレーを設置して交流系の電圧を
監視する。そして、交流系で系統事故が発生してそれが
交流不足電圧リレーにより検出された場合には、このリ
レーの出力信号によって、有効電力リミッターのリミッ
ト値Ｐmax を通常運転時より小さくして有効電力の制御
範囲−Ｐmax 〜Ｐmax を小さくすると同時に、無効電力
リミッターのリミット値Ｑmax を通常運転時より大きく
して、無効電力の制御範囲−Ｑmax 〜Ｑmax を広くす
る。これにより、事故が除去されて交流電圧が回復し過
電圧となっても、無効電力を広い範囲で制御できるた
め、過電圧を効果的に抑制することができる。
監視する。そして、交流系で系統事故が発生してそれが
交流不足電圧リレーにより検出された場合には、このリ
レーの出力信号によって、有効電力リミッターのリミッ
ト値Ｐmax を通常運転時より小さくして有効電力の制御
範囲−Ｐmax 〜Ｐmax を小さくすると同時に、無効電力
リミッターのリミット値Ｑmax を通常運転時より大きく
して、無効電力の制御範囲−Ｑmax 〜Ｑmax を広くす
る。これにより、事故が除去されて交流電圧が回復し過
電圧となっても、無効電力を広い範囲で制御できるた
め、過電圧を効果的に抑制することができる。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して実施例を説明する。図１
は本発明による自励式交直変換器の制御装置の一実施例
の構成図であり、図１において、図８と同一部分につい
ては同一符号を付して説明する。本発明による特長部分
は不足電圧リレー20とタイマー21を設け、タイマーの出
力により有効電力リミッター16と無効電力リミッター17
を制御することである。即ち、有効電力リミッター16及
び無効電力リミッター17のリミット値を、不足電圧リレ
ー20の出力信号によって切替え、切替えた値オフディレ
ー型のをタイマー21により一定時間保持した後、もとの
値に戻すよう動作する。又、図１では変換器３の制御系
のみ示してあるが、有効電力については順変換器側と逆
変換器側が協調をとって制御する必要がある。そこで、
図１に示す回路で変換器３の制御回路の有効電力リミッ
ターのリミット値の変更を行なうのに合せて、変換器６
の制御回路の有効電力リミッターも同じ変更を行なって
いる。又は有効電力リミット値の信号を両方の制御系で
共通に使用している。有効電力リミッター16と無効電力
リミッター17の内部は、図２のような構成になってい
る。有効電力リミッター16には２種類のリミット値Ｐ
max (1) とＰmax (2) が用意されていて、Ｐmax (1) は
例えば直流定格電力値などの大きな値，Ｐmax (2) は例
えばゼロなど、Ｐmax (1) に比べて小さい値が設定され
ている。一方、無効電力リミッター17には２種類のリミ
ット値Ｑmax (1) とＱmax (2) が用意されていて、夫々
機器定格容量（ＭＶＡ）max に対して、 で得られる値が設定されている。Ｐmax (1) ＞Ｐ
max (2) であるから、Ｑmax (2) ＞Ｑmax (1) になる。
通常運転時にはスイッチ22は端子Ａ、即ち、Ｐmax (1)
を、スイッチ23は端子Ａ′、即ち、Ｑmax (1) を選択し
ている。
は本発明による自励式交直変換器の制御装置の一実施例
の構成図であり、図１において、図８と同一部分につい
ては同一符号を付して説明する。本発明による特長部分
は不足電圧リレー20とタイマー21を設け、タイマーの出
力により有効電力リミッター16と無効電力リミッター17
を制御することである。即ち、有効電力リミッター16及
び無効電力リミッター17のリミット値を、不足電圧リレ
ー20の出力信号によって切替え、切替えた値オフディレ
ー型のをタイマー21により一定時間保持した後、もとの
値に戻すよう動作する。又、図１では変換器３の制御系
のみ示してあるが、有効電力については順変換器側と逆
変換器側が協調をとって制御する必要がある。そこで、
図１に示す回路で変換器３の制御回路の有効電力リミッ
ターのリミット値の変更を行なうのに合せて、変換器６
の制御回路の有効電力リミッターも同じ変更を行なって
いる。又は有効電力リミット値の信号を両方の制御系で
共通に使用している。有効電力リミッター16と無効電力
リミッター17の内部は、図２のような構成になってい
る。有効電力リミッター16には２種類のリミット値Ｐ
max (1) とＰmax (2) が用意されていて、Ｐmax (1) は
例えば直流定格電力値などの大きな値，Ｐmax (2) は例
えばゼロなど、Ｐmax (1) に比べて小さい値が設定され
ている。一方、無効電力リミッター17には２種類のリミ
ット値Ｑmax (1) とＱmax (2) が用意されていて、夫々
機器定格容量（ＭＶＡ）max に対して、 で得られる値が設定されている。Ｐmax (1) ＞Ｐ
max (2) であるから、Ｑmax (2) ＞Ｑmax (1) になる。
通常運転時にはスイッチ22は端子Ａ、即ち、Ｐmax (1)
を、スイッチ23は端子Ａ′、即ち、Ｑmax (1) を選択し
ている。
【０００８】ここで、不足電圧リレー20が動作して「Ｏ
Ｎ」信号を出すと、オフディレータイマー21によりスイ
ッチ22とスイッチ23は同時に、夫々端子Ｂ，端子Ｂ′に
切替わる。オフディレータイマー21は一定時間動作状態
を継続する。こうして与えられたスイッチ22の出力Ｐ
max (2) は、最小値選択回路（ＬＶＧ）24で有効電力制
御器13の出力信号Ｐcon と比較され、小さい方の値が選
択される。又、スイッチ22の出力は符号反転回路25によ
り負の値−Ｐmax (2) に変換され、その値と最小値選択
回路24の出力信号が最大値選択回路（ＨＶＧ）26で比較
され、大きい方の値が選択される。その出力が有効電力
リミッター16の出力値Ｐとして演算回路18へ与えられ
る。無効電力に関しても全く同様で、スイッチ23の出力
Ｑmax (2) は、最小値選択回路（ＬＶＧ）27で無効電力
制御器（ＡＱＲ）15の出力信号Ｑcon と比較され、小さ
い方の値が選択される。又、スイッチ23の出力は符号反
転回路28により負の値−Ｑmax (2) に変換され、その値
と最小値選択回路27の出力信号が最大値選択回路（ＨＶ
Ｇ）29で比較され、大きい方の値が選択される。その出
力が無効電力リミッター17の出力値Ｑとし演算回路18へ
与えられる。演算回路18ではこうして得られたＰ，Ｑを
使用して位相角θと制御率Ｍを演算する。オフディレー
タイマー21は一定時間後に復帰し、スイッチ22，23を元
の端子Ａ，Ａ′に戻す。
Ｎ」信号を出すと、オフディレータイマー21によりスイ
ッチ22とスイッチ23は同時に、夫々端子Ｂ，端子Ｂ′に
切替わる。オフディレータイマー21は一定時間動作状態
を継続する。こうして与えられたスイッチ22の出力Ｐ
max (2) は、最小値選択回路（ＬＶＧ）24で有効電力制
御器13の出力信号Ｐcon と比較され、小さい方の値が選
択される。又、スイッチ22の出力は符号反転回路25によ
り負の値−Ｐmax (2) に変換され、その値と最小値選択
回路24の出力信号が最大値選択回路（ＨＶＧ）26で比較
され、大きい方の値が選択される。その出力が有効電力
リミッター16の出力値Ｐとして演算回路18へ与えられ
る。無効電力に関しても全く同様で、スイッチ23の出力
Ｑmax (2) は、最小値選択回路（ＬＶＧ）27で無効電力
制御器（ＡＱＲ）15の出力信号Ｑcon と比較され、小さ
い方の値が選択される。又、スイッチ23の出力は符号反
転回路28により負の値−Ｑmax (2) に変換され、その値
と最小値選択回路27の出力信号が最大値選択回路（ＨＶ
Ｇ）29で比較され、大きい方の値が選択される。その出
力が無効電力リミッター17の出力値Ｑとし演算回路18へ
与えられる。演算回路18ではこうして得られたＰ，Ｑを
使用して位相角θと制御率Ｍを演算する。オフディレー
タイマー21は一定時間後に復帰し、スイッチ22，23を元
の端子Ａ，Ａ′に戻す。
【０００９】図３に本実施例を適用した場合の不足電圧
リレー20，オフディレータイマー21，有効電力リミッタ
ー16，無効電力リミッター17の動作を示す。通常運転時
には、不足電圧リレー20及びタイマー21の出力は「ＯＦ
Ｆ」状態であり、スイッチ22は端子Ａに接続され、有効
電力リミット値としてＰmax (1) が選択されている。ス
イッチ23は端子Ａ′に接続され、無効電力リミット値と
してＱmax (1) が選択されている。したがって、有効電
力は−Ｐmax (1) 〜Ｐmax (1) の広い範囲で、無効電力
は−Ｑmax (1) 〜Ｑmax (1) という有効電力に比べて狭
い範囲の中で制御されている。ここで、交流系で事故が
発生して電圧が低下すると、図３に示すように、不足電
圧リレー20の出力が「ＯＮ」となり、それによってオフ
ディレータイマー21の出力も「ＯＮ」となる。タイマー
21ではこの「ＯＮ」信号を一定時間ｔcon だけ保持す
る。この一定時間ｔcon は事故検出から事故除去までの
時間と、事故除去後過渡擾乱が収束するまでの時間を足
した時間にセットされている。このタイマー21の出力の
「ＯＮ」信号が、スイッチ22及びスイッチ23に加えられ
ることにより、夫々のスイッチは連動して、端子Ｂ及び
Ｂ′に切替えられる。これにより、有効電力リミット値
としてＰmax (2) が選択され、無効電力リミット値とし
てＱmax (2) が選択される。したがって、有効電力は通
常運転時に比べ制御範囲が狭くなるかわりに、無効電力
は通常時に比べ制御範囲が広くなる。
リレー20，オフディレータイマー21，有効電力リミッタ
ー16，無効電力リミッター17の動作を示す。通常運転時
には、不足電圧リレー20及びタイマー21の出力は「ＯＦ
Ｆ」状態であり、スイッチ22は端子Ａに接続され、有効
電力リミット値としてＰmax (1) が選択されている。ス
イッチ23は端子Ａ′に接続され、無効電力リミット値と
してＱmax (1) が選択されている。したがって、有効電
力は−Ｐmax (1) 〜Ｐmax (1) の広い範囲で、無効電力
は−Ｑmax (1) 〜Ｑmax (1) という有効電力に比べて狭
い範囲の中で制御されている。ここで、交流系で事故が
発生して電圧が低下すると、図３に示すように、不足電
圧リレー20の出力が「ＯＮ」となり、それによってオフ
ディレータイマー21の出力も「ＯＮ」となる。タイマー
21ではこの「ＯＮ」信号を一定時間ｔcon だけ保持す
る。この一定時間ｔcon は事故検出から事故除去までの
時間と、事故除去後過渡擾乱が収束するまでの時間を足
した時間にセットされている。このタイマー21の出力の
「ＯＮ」信号が、スイッチ22及びスイッチ23に加えられ
ることにより、夫々のスイッチは連動して、端子Ｂ及び
Ｂ′に切替えられる。これにより、有効電力リミット値
としてＰmax (2) が選択され、無効電力リミット値とし
てＱmax (2) が選択される。したがって、有効電力は通
常運転時に比べ制御範囲が狭くなるかわりに、無効電力
は通常時に比べ制御範囲が広くなる。
【００１０】この状態が続いている間に、交流系統では
保護が働いて事故が除去され電圧が回復する。この事故
回復時には交流過電圧が発生する可能性があるが、過電
圧が発生すると、図１における電圧検出器12により検出
された電圧値Ｖdet の値が大きくなり、定電圧制御器14
の出力信号が大きくマイナス方向の値となる。ただしこ
こでは、無効電力の符号して、変換器が無効電力を消費
して交流電圧を下げる方向をマイナス（負）方向に、変
換器が無効電力を系統へ供給して交流電圧を上げる方向
をプラス（正）方向にとっている。このマイナス値が無
効電力制御器15に補正信号ΔＱref として加えられるこ
とにより、無効電力制御器15の出力値Ｑcon もマイナス
方向へ変化する。その値に対して無効電力リミッター17
でリミットがかかるが、このリミットの幅が本発明を適
用した場合には、通常運転時より広くなっており、過電
圧値が大きくなっても無効電力値がリミットにかかる可
能性が小さく、過電圧の大きさに応じて適切な無効電力
の値を出力して演算器18に与える。演算器18とパルス発
生器19では、変換器の有効電力出力と無効電力出力が、
夫々有効電力リミッター16の出力値，無効電力リミッタ
ー17に出力値と等しくなるようなパルスを発生させて変
換器の運転を行なう。なお、図における斜線部は有効電
力Ｐ及び無効電力Ｑの制御範囲である。上記実施例によ
れば自励式変換器の制御回路を使用することにより、交
流系統事故時及びそれに続く系統擾乱時には、通常運転
時よりも広い範囲で無効電力が制御できる。それによ
り、交流系で発生する過電圧を抑制し、系統動揺を小さ
くすることができる。
保護が働いて事故が除去され電圧が回復する。この事故
回復時には交流過電圧が発生する可能性があるが、過電
圧が発生すると、図１における電圧検出器12により検出
された電圧値Ｖdet の値が大きくなり、定電圧制御器14
の出力信号が大きくマイナス方向の値となる。ただしこ
こでは、無効電力の符号して、変換器が無効電力を消費
して交流電圧を下げる方向をマイナス（負）方向に、変
換器が無効電力を系統へ供給して交流電圧を上げる方向
をプラス（正）方向にとっている。このマイナス値が無
効電力制御器15に補正信号ΔＱref として加えられるこ
とにより、無効電力制御器15の出力値Ｑcon もマイナス
方向へ変化する。その値に対して無効電力リミッター17
でリミットがかかるが、このリミットの幅が本発明を適
用した場合には、通常運転時より広くなっており、過電
圧値が大きくなっても無効電力値がリミットにかかる可
能性が小さく、過電圧の大きさに応じて適切な無効電力
の値を出力して演算器18に与える。演算器18とパルス発
生器19では、変換器の有効電力出力と無効電力出力が、
夫々有効電力リミッター16の出力値，無効電力リミッタ
ー17に出力値と等しくなるようなパルスを発生させて変
換器の運転を行なう。なお、図における斜線部は有効電
力Ｐ及び無効電力Ｑの制御範囲である。上記実施例によ
れば自励式変換器の制御回路を使用することにより、交
流系統事故時及びそれに続く系統擾乱時には、通常運転
時よりも広い範囲で無効電力が制御できる。それによ
り、交流系で発生する過電圧を抑制し、系統動揺を小さ
くすることができる。
【００１１】図２及び図３で説明した実施例では、タイ
マー21の「ＯＮ」信号により、有効電力の制御範囲を狭
くすると同時に、無効電力の制御範囲をプラス方向，マ
イナス方向ともに広げることにより、系統事故除去時の
過電圧に対する抑制効果を高めていた。図４に示す他の
実施例では、図５の動作図に示すように、タイマー21の
「ＯＮ」信号により、有効電力の制御範囲を狭くすると
同時に、無効電力を通常時の最小リミット値−Ｑ
max (1) より更に小さいマイナス方向の一定値−Ｑmax
(2) で運転するよう動作する。即ち、図４においてタイ
マー21の「ＯＮ」出力により、スイッチ22，スイッチ2
3，スイッチ30が連動して、端子Ｂ，Ｂ′，Ｂ″に切替
わることにより、有効電力リミッター16の最大リミット
値はＰmax (2) ，最小リミット値は−Ｐmax (2) になる
と同時に、無効電力リミッター17の最大リミット値は−
Ｑmax (2) ，最小リミット値も同じく−Ｑmax (2) に切
替わる。これにより、変換器はマイナス方向の無効電
力、即ち、大きな無効電力を消費し続ける運転を行なう
ため、事故除去時の過電圧を抑制でき、図２に示す実施
例と同様の効果が得られる。
マー21の「ＯＮ」信号により、有効電力の制御範囲を狭
くすると同時に、無効電力の制御範囲をプラス方向，マ
イナス方向ともに広げることにより、系統事故除去時の
過電圧に対する抑制効果を高めていた。図４に示す他の
実施例では、図５の動作図に示すように、タイマー21の
「ＯＮ」信号により、有効電力の制御範囲を狭くすると
同時に、無効電力を通常時の最小リミット値−Ｑ
max (1) より更に小さいマイナス方向の一定値−Ｑmax
(2) で運転するよう動作する。即ち、図４においてタイ
マー21の「ＯＮ」出力により、スイッチ22，スイッチ2
3，スイッチ30が連動して、端子Ｂ，Ｂ′，Ｂ″に切替
わることにより、有効電力リミッター16の最大リミット
値はＰmax (2) ，最小リミット値は−Ｐmax (2) になる
と同時に、無効電力リミッター17の最大リミット値は−
Ｑmax (2) ，最小リミット値も同じく−Ｑmax (2) に切
替わる。これにより、変換器はマイナス方向の無効電
力、即ち、大きな無効電力を消費し続ける運転を行なう
ため、事故除去時の過電圧を抑制でき、図２に示す実施
例と同様の効果が得られる。
【００１２】図６は更に他の実施例であり、図７の動作
図に示すように、タイマー21の「ＯＮ」信号により、有
効電力の制御範囲を狭くすると同時に、無効電力の最小
リミット値のみ通常時よりも更にマイナス方向に広げる
よう動作する。即ち、図６において、タイマー21のＯ
Ｎ」信号により、スイッチ22，スイッチ23が連動して端
子Ｂ，Ｂ′に切替わることにより、有効電力リミッター
16の最大リミット値はＰmax (2) ，最小リミット値は−
Ｐmax になると同時に、無効電力リミッター17の最大リ
ミット値は通常運転と変わらずに、最小リミット値のみ
が−Ｑmax (2) とマイナス方向に広がる。これにより、
変換器はマイナス方向の無効電力を、通常時よりも広い
範囲で制御できるようになり、事故除去時の過電圧を抑
制でき、図２に示す実施例と同様の効果が得られる。こ
れらの実施例からわかるように、本発明では交流系統事
故発生時に無効電力のマイナス方向、即ち、交流電圧を
下げる方向のリミッターを広げる、又は通常運転時の最
小リミット値より更にマイナス方向の値に固定すること
により、目的を達成できる。又、図３，図５，図７の動
作説明図では、タイマー21の信号が「ＯＮ」から「ＯＦ
Ｆ」になり、通常運転状態へ戻る場合にステップ的にリ
ミッターをもとの状態に戻しているが、過渡的な動揺を
小さくする必要がある場合には、時定数をもたせて徐々
にもとの状態に戻す回路を設けても、図２，図４，図６
に示した実施例と動揺の効果が得られる。又、以上の実
施例では、変換器の有効電力出力，無効電力出力を直接
制御する場合について述べたが、変換器出力電流の有効
電力成分，無効電力成分を制御するような構成の制御系
においても、有効電力を電流の有効電力成分に、無効電
力を電流の無効電力成分に置換えて同様の制御系を構成
することによって、前記実施例と同様の効果が得られ
る。
図に示すように、タイマー21の「ＯＮ」信号により、有
効電力の制御範囲を狭くすると同時に、無効電力の最小
リミット値のみ通常時よりも更にマイナス方向に広げる
よう動作する。即ち、図６において、タイマー21のＯ
Ｎ」信号により、スイッチ22，スイッチ23が連動して端
子Ｂ，Ｂ′に切替わることにより、有効電力リミッター
16の最大リミット値はＰmax (2) ，最小リミット値は−
Ｐmax になると同時に、無効電力リミッター17の最大リ
ミット値は通常運転と変わらずに、最小リミット値のみ
が−Ｑmax (2) とマイナス方向に広がる。これにより、
変換器はマイナス方向の無効電力を、通常時よりも広い
範囲で制御できるようになり、事故除去時の過電圧を抑
制でき、図２に示す実施例と同様の効果が得られる。こ
れらの実施例からわかるように、本発明では交流系統事
故発生時に無効電力のマイナス方向、即ち、交流電圧を
下げる方向のリミッターを広げる、又は通常運転時の最
小リミット値より更にマイナス方向の値に固定すること
により、目的を達成できる。又、図３，図５，図７の動
作説明図では、タイマー21の信号が「ＯＮ」から「ＯＦ
Ｆ」になり、通常運転状態へ戻る場合にステップ的にリ
ミッターをもとの状態に戻しているが、過渡的な動揺を
小さくする必要がある場合には、時定数をもたせて徐々
にもとの状態に戻す回路を設けても、図２，図４，図６
に示した実施例と動揺の効果が得られる。又、以上の実
施例では、変換器の有効電力出力，無効電力出力を直接
制御する場合について述べたが、変換器出力電流の有効
電力成分，無効電力成分を制御するような構成の制御系
においても、有効電力を電流の有効電力成分に、無効電
力を電流の無効電力成分に置換えて同様の制御系を構成
することによって、前記実施例と同様の効果が得られ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば直
流送電システム、又は周波数変換システム、又は系統連
系装置に適用される自励式変換器を用いた交直変換装置
の制御装置において、変換器が接続される交流系で系統
事故が発生した場合に、その事故の検出信号により、送
電する有効電力の制御範囲を通常運転時より小さくする
と同時に、無効電力の制御範囲を広げて、又は通常の無
効電力制御範囲をはずれた点で運転することにより、交
流系統事故が除去されたときに発生する過電圧に対し
て、過電圧抑制のために変換器で大きな無効電力を消費
することが可能となり、それによって過電圧を最小限に
抑制し、系統の動揺を小さくすることができる。
流送電システム、又は周波数変換システム、又は系統連
系装置に適用される自励式変換器を用いた交直変換装置
の制御装置において、変換器が接続される交流系で系統
事故が発生した場合に、その事故の検出信号により、送
電する有効電力の制御範囲を通常運転時より小さくする
と同時に、無効電力の制御範囲を広げて、又は通常の無
効電力制御範囲をはずれた点で運転することにより、交
流系統事故が除去されたときに発生する過電圧に対し
て、過電圧抑制のために変換器で大きな無効電力を消費
することが可能となり、それによって過電圧を最小限に
抑制し、系統の動揺を小さくすることができる。
【図１】本発明の実施例である自励式交直変換システム
とその制御系の構成を示す図。
とその制御系の構成を示す図。
【図２】図１に示す制御系のうち、本発明の一実施例に
よる有効電力リミッター，無効電力リミッターの内部構
成を示す図。
よる有効電力リミッター，無効電力リミッターの内部構
成を示す図。
【図３】図２に示す実施例の動作を説明する図。
【図４】他の実施例による有効電力リミッター，無効電
力リミッターの内部構成を示す図。
力リミッターの内部構成を示す図。
【図５】図４に示す実施例の動作を説明する図。
【図６】更に他の実施例による有効電力リミッター，無
効電力リミッタの内部構成を示す図。
効電力リミッタの内部構成を示す図。
【図７】図６に示す実施例の動作を説明する図。
【図８】従来の自励式交直変換システムとその制御系の
構成を示す図。
構成を示す図。
１，４ 交流母線 ２，５ 変圧器 ３，６ 自励式変換器 ７ 直流リアクトル ８，９ コンデンサ 10 有効電力検出器 11 無効電力検出器 12 電圧検出器 13 有効電力制御器 14 定電圧制御器 15 無効電力制御器 16 有効電力リミッター 17 無効電力リミッター 18 演算器 19 パルス発生器 20 交流不足電圧リレー 21 タイマー 22，23，30 スイッチ回路 24，27 最小値選択回路 25，28 符号反転回路 26，29 最大値選択回路
Claims (1)
- 【請求項１】 電力用自励式交直変換器の制御装置にお
いて、変換器の接続された交流系統の事故発生を検出す
る手段と、この事故検出手段の出力信号によって送電す
る有効電力の制御範囲を通常運転時より小さくすると同
時に、無効電力の制御範囲を広げて通常よりも広い範囲
で、又は通常の制御範囲を越えた点で無効電力を制御す
る手段とを設けたことを特徴とする自励式交直変換器の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353319A JPH05168148A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 自励式交直変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3353319A JPH05168148A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 自励式交直変換器の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168148A true JPH05168148A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18430044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3353319A Pending JPH05168148A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 自励式交直変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05168148A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007159238A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 系統連系装置 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP3353319A patent/JPH05168148A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007159238A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 系統連系装置 |
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