JPH09201076A - 直流連系周波数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転電力が電力逆送領域付近のある一定の範
囲内に入った際の不要な潮流反転を防止することができ
る直流連系周波数制御装置を得ることである。 【解決手段】 可変ゲイン設定器１９は、状態フィード
バック制御系１０からの状態フィードバック制御出力
と、サーボ制御系１４からのサーボ制御出力とに基づい
て得られる制御出力を入力し、直流電力指令値が電力逆
送領域を含まないある一定の範囲内である場合には通常
のゲインを、電力逆送領域を含むある一定の範囲内であ
る場合には通常のゲインより小さいゲインを制御出力を
乗算する。そして、可変リミッタ１８は、可変ゲイン設
定器１９の出力を積分した最適レギュレータ出力を平常
時と緊急時とで異なった上下限値で制限し周波数制御指
令値を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２つの交流系統を
結ぶ直流連系設備の直流融通電力を制御して、両交流系
統の系統周波数制御を行う直流連系周波数制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、直流連系周波数制御装置は、直
流線路を介して連系された２つの交流系統の周波数偏差
から両交流系統間で融通すべき電力を算出し、その算出
した電力値に基づいて直流電力指令を変換器制御装置に
出力し、直流と交流とを変換する交直変換器の制御を行
う。これにより、両交流系統の周波数変動の抑制を行う
ものである。

【０００３】図６に、直流連系周波数制御装置の構成図
を示す。図６において、２つの交流系統１Ａ，１Ｂは交
直変換器２Ａ，２Ｂを介して直流線路３により連系され
ている。直流連系周波数制御装置２０は、両交流系統１
Ａ，１Ｂの系統周波数ｆａ，ｆｂを安定に保つために設
けられた状態フィードバック制御系１０と、両交流系統
１Ａ，１Ｂの系統周波数ｆａ，ｆｂがそれぞれ基準値ｒ
ａ，ｒｂにオフセットなく追従するようにするためのサ
ーボ制御系１４とを有している。

【０００４】状態フィードバック制御系１０では、両交
流系統周波ｆａ，ｆｂを時間で微分した微分値を微分器
１１で求め、その周波数微分値ｐａ、ｐｂをオブザーバ
１２及び状態フィードバック制御器１３に入力する。オ
ブザーバ１２は周波数微分値ｐａ、ｐｂ及び後述の加算
器１６からの制御出力ｌに基づいて、交流系統状態を示
す状態変数の変化率ｏａ，ｏｂを推定算出するものであ
り、このオブザーバで推定された状態変数の変化率ｏ
ａ，ｏｂを両系統周波数ｆａ，ｆｂの微分値ｐａ、ｐｂ
とともに状態フィードバック制御器１３に入力する。状
態フィードバック制御器１３では、これら入力された２
つの交流系統の系統周波数の微分値ｐａ、ｐｂを含む状
態変数の変化率ｏａ，ｏｂに可変状態フィードバックゲ
インＦ１を乗算して状態フィードバック制御出力ｊを算
出し出力する。

【０００５】一方、サーボ制御系１４は比例演算器１５
を有し、両交流系統周波数ｆａ，ｆｂのそれぞれの基準
値ｒａ，ｒｂとの偏差にサーボゲインＦ２を乗じてサー
ボ制御出力ｋを出力する。

【０００６】また、状態フィードバック制御系１０の出
力である状態フィードバック制御出力ｊと、サーボ制御
系１４の出力であるサーボ制御出力ｋとは、加算器１６
によって加算され積分器１６に入力される。積分器１７
は加算器１６の出力ｌを積分して最適レギュレータ出力
ｍを出力する。最適レギュレータ出力ｍは可変リミッタ
１８により平常時と緊急時とで異なった上下限値で制限
され周波数制御指令値ｅとして出力される。周波数制御
指令値ｅは予め設定される電力設定器５からの設定値ｆ
と加算され、系統周波数の変動のあった交流系統へ他方
の交流系統から融通すべき応援電力量を示す直流電力指
令値ｇとなって変換器制御装置４に与えられる。変換器
制御装置４はこの直流電力指令値ｇに基づいて交直変換
器２Ａ，２Ｂの制御を行う。

【０００７】ここで、直流連系周波数制御装置２０の状
態フィードバック制御器１３及び比例演算器１５には、
常に系統を安定に保つよう設計された状態フィードバッ
クゲインＦ１及びサーボゲインＦ２を適用しており、外
乱に対して系統周波数ｆａ、ｆｂの変動が一定値を越え
ない場合は、応援電力量が交流系統１Ａ、１Ｂの外乱と
ならない範囲まで許可し、また系統周波数ｆａ、ｆｂが
一定値を越えて変動した場合には系統設備容量一杯まで
の応援を許可している。

【０００８】以上述べたように従来の直流連系周波数制
御装置には、外乱に対して系統を安定な状態に保つこと
ができるよう設計されたゲインを適用している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の電力系
統では常に様々な外乱がおこり、系統周波数はある一定
の範囲に収まっているもののこれら外乱による周波数動
揺が、本来必要のない潮流反転を引き起こすことがあっ
た。

【００１０】これは、直流電力指令値ｇが電力逆送領域
のしきい値を越えた時点で潮流反転を行うような運転を
行っているので、融通電力が電力逆送領域付近のある一
定の範囲内において運転されている場合には、多少の周
波数変動で潮流反転の運転を開始することがあった。

【００１１】ここで、電力逆送領域とは直流電力の融通
する方向を変更する際に、交直変換器２Ａ，２Ｂでの直
流電力が最低運転電力以下になった場合でも直流電力の
融通できるように、逆送運転を行う運転領域を言う。直
流電力指令値ｇが小さくなって、最低運転電力以下にな
る手前の電力逆送領域に入ったとすると、その時点で潮
流反転指令を出力する。これにより、交流系統２Ａから
交流系統２ｂへの電力融通から逆に交流系統２ｂから交
流系統２Ａへの電力融通の準備運転に入ることになる。

【００１２】このように、融通電力が電力逆送領域付近
のある一定の範囲内において運転されている場合には、
多少の周波数変動で潮流反転の運転を開始することがあ
り、交直変換器２Ａ，２Ｂや変換器制御装置４に余計な
負担をかけることになっていた。

【００１３】本発明の目的は、運転電力が電力逆送領域
付近のある一定の範囲内に入った際の不要な潮流反転を
防止することができる直流連系周波数制御装置を得るこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２つ
の交流系統の系統周波数の微分値を含む状態変数の変化
率に可変状態フィードバックゲインを乗算して状態フィ
ードバック制御出力を算出する状態フィードバック制御
系と、２つの交流系統の系統周波数とそれぞれの基準値
との各偏差にサーボゲインを乗算してサーボ制御出力を
比例演算するサーボ制御系と、状態フィードバック制御
出力とサーボ制御出力とに基づいて得られる制御出力を
入力し、直流電力指令値が電力逆送領域を含まないある
一定の範囲内である場合には通常のゲインを、電力逆送
領域を含むある一定の範囲内である場合には通常のゲイ
ンより小さいゲインを制御出力を乗算する可変ゲイン設
定器と、可変ゲイン設定器の出力を積分した最適レギュ
レータ出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制
限し周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備え
ている。

【００１５】請求項１の発明においては、直流電力指令
値が電力逆送領域を含まないある一定の範囲内である場
合と、電力逆送領域を含むある一定の範囲内である場合
とで設定切り替え可能である可変ゲイン設定器を付加す
ることにより、電力逆送領域付近ではゲインを小さく設
定することで周波数動揺を抑制する。これにより、電力
逆送領域付近での周波数動揺により起こる潮流反転を防
止する。

【００１６】請求項２の発明は、２つの交流系統の系統
周波数の微分値を含む状態変数の変化率に可変状態フィ
ードバックゲインを乗算して状態フィードバック制御出
力を算出する状態フィードバック制御系と、２つの交流
系統の系統周波数とそれぞれの基準値との各偏差にサー
ボゲインを乗算してサーボ制御出力を比例演算するサー
ボ制御系と、状態フィードバック制御出力とサーボ制御
出力とに基づいて得られる制御出力を積分して最適レギ
ュレータ出力を得る積分器と、積分器からの最適レギュ
レータ出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制
限し周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備
え、状態フィードバック制御系の可変状態フィードバッ
クゲインは、直流電力指令値が電力逆送領域を含まない
ある一定の範囲内である場合には通常のゲインを、電力
逆送領域を含むある一定の範囲内である場合には通常の
ゲインより小さいゲインを状態変数の変化率に乗算する
ようにしたものである。

【００１７】請求項２の発明においては、直流電力指令
値が電力逆送領域を含まないある一定の範囲内である場
合と、電力逆送領域を含むある一定の範囲内である場合
とで、状態フィールドバックゲインを設定切り替え可能
にして、電力逆送領域付近では状態フィードバックゲイ
ンを低めに設定する。これにより、状態フィードバック
制御出力を調整し電力逆送領域付近の周波数動揺を抑制
する。したがって、電力逆送領域付近での周波数動揺に
より起こる潮流反転を防止することができる。

【００１８】請求項３の発明は、２つの交流系統の系統
周波数の微分値を含む状態変数の変化率に可変状態フィ
ードバックゲインを乗算して状態フィードバック制御出
力を算出する状態フィードバック制御系と、２つの交流
系統の系統周波数とそれぞれの基準値との各偏差にサー
ボゲインを乗算してサーボ制御出力を比例演算するサー
ボ制御系と、状態フィードバック制御出力とサーボ制御
出力とに基づいて得られる制御出力を積分して最適レギ
ュレータ出力を得る積分器と、積分器からの最適レギュ
レータ出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制
限し周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備
え、サーボ制御系のサーボゲインは、直流電力指令値が
電力逆送領域を含まないある一定の範囲内である場合に
は通常のゲインを、電力逆送領域を含むある一定の範囲
内である場合には通常のゲインより小さいゲインを各偏
差に乗算するようにしたものである。

【００１９】請求項３の発明においては、直流電力指令
値が電力逆送領域を含まないある一定の範囲内である場
合と、電力逆送領域を含むある一定の範囲内である場合
とで、サーボゲインを設定切り替え可能にして、電力逆
送領域付近でおこっていた周波数動揺についてはサーボ
ゲイン低めに設定する。これにより、サーボ制御出力を
調整し電力逆送領域付近の周波数変動を抑制する。した
がって、電力逆送領域付近での周波数動揺により起こる
潮流反転を防止することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明の第１の実施の形態を示すブロック
構成図である。

【００２１】図１において、２つの交流系統１Ａ，１Ｂ
は交直変換器２Ａ，２Ｂを介して直流線路３により連系
されている。直流連系周波数制御装置２０は、両交流系
統１Ａ，１Ｂの系統周波数ｆａ，ｆｂを安定に保つため
に設けられた状態フィードバック制御系１０と、両交流
系統１Ａ，１Ｂの系統周波数ｆａ，ｆｂがそれぞれ基準
値ｒａ，ｒｂにオフセットなく追従するようにするため
のサーボ制御系１４とを有している。

【００２２】状態フィードバック制御系１０では、両交
流系統周波ｆａ，ｆｂを時間で微分した微分値を微分器
１１で求め、その周波数微分値ｐａ、ｐｂをオブザーバ
１２及び状態フィードバック制御器１３に入力する。オ
ブザーバ１２は周波数微分値ｐａ、ｐｂ及び後述の加算
器１６からの制御出力ｌに基づいて、交流系統状態を示
す状態変数の変化率ｏａ，ｏｂを推定算出するものであ
り、このオブザーバで推定された状態変数の変化率ｏ
ａ，ｏｂを両系統周波数ｆａ，ｆｂの微分値ｐａ、ｐｂ
とともに状態フィードバック制御器１３に入力する。状
態フィードバック制御器１３では、これら入力された２
つの交流系統の系統周波数の微分値ｐａ、ｐｂを含む状
態変数の変化率ｏａ，ｏｂに可変状態フィードバックゲ
インＦ１を乗算して状態フィードバック制御出力ｊを算
出し出力する。

【００２３】一方、サーボ制御系１４は比例演算器１５
を有し、両交流系統周波数ｆａ，ｆｂのそれぞれの基準
値ｒａ，ｒｂとの偏差にサーボゲインＦ２を乗じてサー
ボ制御出力ｋを出力する。

【００２４】また、状態フィードバック制御系１０の出
力である状態フィードバック制御出力ｊと、サーボ制御
系１４の出力であるサーボ制御出力ｋとは、加算器１６
によって加算されその加算器出力ｌは可変ゲイン設定器
１９に入力される。そして、可変ゲイン設定器１９で可
変ゲインを乗算されてその可変ゲイン設定器出力ｎは積
分器１７に入力される。

【００２５】積分器１７は可変ゲイン設定器出力ｎを積
分して最適レギュレータ出力ｍを出力する。最適レギュ
レータ出力ｍは可変リミッタ１８により平常時と緊急時
とで異なった上下限値で制限され周波数制御指令値ｅと
して出力される。周波数制御指令値ｅは予め設定される
電力設定器５からの設定値ｆと加算され、系統周波数の
変動のあった交流系統へ他方の交流系統から融通すべき
応援電力量を示す直流電力指令値ｇとなって変換器制御
装置４に与えられる。変換器制御装置４はこの直流電力
指令値ｇに基づいて交直変換器２Ａ，２Ｂの制御を行
う。

【００２６】ここで、この第１の実施の形態では、図１
に示した従来例に対し、可変ゲイン設定器１９が付加さ
れている。可変ゲイン設定器１９は、通常運転時の通常
のゲインとその通常のゲインより小さいゲインとの２つ
のゲインを有しており、直流電力指令値ｇが電力逆送領
域を含むある一定の範囲内である場合と、電力逆送領域
を含まないある一定の範囲内である場合とで設定切り替
え可能となっている。

【００２７】すなわち、直流電力指令値ｇが電力逆送領
域を含まないある一定の範囲内である場合には、外乱に
対して両交流系統１Ａ、１ｂを安定に保つことができる
ように設計された状態フィードバックゲインＦ１及びサ
ーボゲインＦ２をそのまま生かす通常のゲインを与え
る。そして、直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含むあ
る一定の範囲内の場合には、周波数動揺を抑えるように
通常のゲインより小さいゲインを与える。例えば、可変
ゲイン設定器１９の通常のゲインの設定値が１であると
すると、直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含むある一
定の範囲内の場合には周波数動揺を抑えるよう設定値１
より低めのゲイン、例えば設定値１／２が設定される。

【００２８】次に、本発明の第１の実施の形態の作用を
説明する。交流系統１Ａ，１Ｂの系統周波数ｆａ，ｆｂ
は、状態フィードバック制御系１０の微分器１１により
一旦微分され、オブザーバ１２の出力とともに状態フィ
ードバック制御器１３の入力となり、状態フィードバッ
クゲインＦ１が乗じられて状態フィードバック制御出力
ｊとして算出される。同時に、両系統周波数ｆａ，ｆｂ
は基準値ｒａ，ｒｂと比較され、その偏差にサーボゲイ
ンＦ２を乗じることによってサーボ制御出力ｋが算出さ
れる。加算器１６は、それぞれ算出された状態フィード
バック制御出力ｊおよびサーボ制御出力ｋを入力し、演
算結果を可変ゲイン設定器１９に出力する。

【００２９】ここで、例えば交流系統１Ａまたは交流系
統１Ｂの事故時に直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含
まないある一定の範囲内である場合は、通常通りの外乱
に対して両交流系統１Ａ，１Ｂを安定に保つことができ
るよう設計された状態フィードバックゲインＦ１及びサ
ーボゲインＦ２を生かすようなゲインが可変ゲイン設定
器１９で選択され、一方、事故系統の周波数が落ち込み
直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含むある一定の範囲
内に入った時点、あるいは事故系統の周波数が回復し直
流電力指令値が電力逆送領域付近に落ち着くような場合
には、可変ゲイン設定器１９のゲインとしては、周波数
動揺を抑えるために通常適用しているゲインよりも低め
のゲインが選択される。

【００３０】この可変ゲイン設定器１９の出力ｎは積分
器１７により積分され最適レギュレータ出力ｍとなって
可変リミッタ１８へ出力される。可変リミッタ１８は系
統周波数ｆａ、ｆｂの変動が一定値を越えない場合は、
平常時の上限値により応援電力量が系統の外乱とならな
い範囲まで許可し、また系統周波数ｆａ、ｆｂが一定値
を越えて変動した場合には、系統設備容量一杯の応援電
力量となる範囲まで許可して周波数制御指令値ｅを出力
する。周波数制御指令値ｅはあらかじめ設定されている
電力設定器５からの設定値と加算され直流電力指令値ｇ
を得る。また直流電力指令値ｇは電力逆送領域のしきい
値を越えた時点で潮流反転を行う。

【００３１】このように、この第１の実施の形態では、
事故系統の周波数が落ち込み直流電力指令値が電力逆送
領域を含むある一定の範囲内に入った時点、あるいは事
故系統の周波数が回復し直流電力が電力逆送領域付近に
落ち着くような場合に、可変ゲインを通常設定している
ゲインよりも低めのゲインに切り替えることができ、周
波数動揺を従来よりも小さく抑えることができる。した
がって、電力逆送領域付近での周波数動揺が引き起こす
潮流反転を防止できる。

【００３２】図２は、本発明の第２の実施の形態のブロ
ック構成図である。この第２の実施の形態は、図６に示
した従来例に対し、状態フィードバック制御器１３の状
態フィードバックゲインＦ１を可変状態フィードバック
ゲインＦ１’としたものである。そして、可変状態フィ
ードバックゲインＦ１’には、直流電力指令値ｇが電力
逆送領域を含まないある一定の範囲内の場合は、通常設
定されている外乱に対して系統を安定に保つように設計
されたゲインを適用し、直流電力指令値ｇが電力逆送領
域を含むある一定の範囲内の場合には、通常設定されて
いる状態フィードバックゲインよりも低めのゲインを適
用する。

【００３３】次に、本発明の第２の実施の形態の作用を
説明する。交流系統１Ａあるいは交流系統１Ｂの事故時
に直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含まないある一定
の範囲内では、可変状態フィードバックゲインＦ１’に
は通常通りの外乱に対して両交流系統１Ａ，１Ｂを安定
に保つことができるよう設計された通常の状態フィード
バックゲインを与える。一方、事故系統の周波数が落ち
込み直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含むある一定の
範囲内になった時点、あるいは事故系統の周波数が回復
し直流電力指令値ｇが電力逆送領域付近に落ち着くよう
な場合には、可変状態フィードバックゲインＦ１’には
通常適用しているゲインよりも低めのゲインを与えて電
力逆送領域付近の周波数動揺を抑制する。

【００３４】このように、この第２の実施の形態によれ
ば、事故系統の周波数が落ち込み直流電力指令値が電力
逆送領域を含むある一定の範囲内に入った時点、あるい
は事故系統の周波数が回復し直流電力が電力逆送領域付
近に落ち着くような場合に、状態フィードバックゲイン
を通常設定している通常のゲインよりも低めのゲインに
切り替えることができる可変ゲインとしたので、周波数
動揺は従来よりも小さく抑えることができる。したがっ
て、電力逆送領域付近での周波数動揺が引き起こす潮流
反転を防止できる。

【００３５】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
ブロック構成図である。この第３の実施の形態は、図６
に示した従来例に対し、サーボ制御系１４のサーボゲイ
ンＦ２を可変サーボゲインＦ２’としたものである。可
変サーボゲインＦ２’には、直流電力指令値ｇが電力逆
送領域を含まないある一定の範囲内の場合は、通常設定
されている外乱に対して系統を安定に保つように設計さ
れた通常のゲインを適用し、直流電力指令値ｇが電力逆
送領域を含むある一定の範囲内の場合は、通常設定され
ているサーボゲインよりも低めのゲインを適用する。

【００３６】次に、本発明の第３の実施の形態の作用を
説明する。交流系統１Ａあるいは交流系統１Ｂの事故時
に直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含まないある一定
の範囲内では、可変サーボゲインＦ２’には通常通りの
外乱に対して交流系統を安定に保つことができるよう設
計された通常のサーボゲインを与え、一方、事故系統の
周波数が落ち込み直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含
むある一定の範囲内に入った時点、あるいは事故系統の
周波数が回復し直流電力指令値ｇが電力逆送領域付近に
落ち着くような場合には、可変サーボゲインＦ２’には
周波数動揺を抑えるために通常適用しているサーボゲイ
ンよりも低めのゲインを与え、電力逆送領域付近で起こ
る周波数変動を抑制する。

【００３７】このように、この第３の実施例によれば、
事故系統の周波数が落ち込み直流電力指令値が電力逆送
領域を含むある一定の範囲内に入った時点、あるいは事
故系統の周波数が回復し直流送電電力が電力逆送領域付
近に落ち着くような場合に、サーボゲインを通常設定し
ているゲインよりも低めのゲインに切り替えることがで
きる可変ゲインとしたので、周波数動揺は従来よりも小
さく抑えることができる。したがって、電力逆送領域付
近で起こる周波数動揺が引き起こす潮流反転を防止でき
る。

【００３８】ここで、本発明の直流連系周波数制御装置
２０に適用している潮流反転パターンについて、図４を
参照して説明する。

【００３９】図４に示すように、潮流反転は直流電力指
令値ｇが電力逆送領域ｓの範囲を越えた時点で潮流反転
指令を出力する。すなわち、図４では直流電力指令値ｇ
がｇ１になった時点で潮流反転指令が出力される。これ
により、交直変換器２Ａ，２Ｂでの極制御で電流マージ
ンの切り替えをして潮流反転を行う。例えば、直流電力
指令値ｇが電力逆送領域ｓの範囲内に入ったとき、１極
（交直変換器１Ａ）及び２極（交直変換器１Ｂ）の直流
電力指令値は、１極（交直変換器１Ａ）への１極直流電
力指令値ｒ１と、２極（交直変換器１Ｂ）への２極直流
電力指令値ｒ２とを加算した値が直流電力指令値ｇとな
るよう出力される。したがって、直流電力指令値ｇが零
になったとしても、１極直流電力指令値はｒ１０、２極
直流電力指令値ｒ２０となり、直流電力が最低運転電力
以下になった場合でも１極直流電力と２極直流電力の逆
送運転により運転が継続できる。

【００４０】次に、本発明の直流連系周波数制御装置２
０においては、電力逆送領域Ｓに近いある一定値をゲイ
ン設定切り替え点ｔとし、ゲイン設定切り替え点ｔを境
にして、直流電力指令値ｇが電力逆送領域を含まないあ
る一定の範囲ｖである場合と、電力逆送領域を含むある
一定の範囲ｕである場合とで可変ゲイン設定器１９のゲ
イン、あるいは可変状態フィードバックゲインＦ１’、
あるいは可変サーボゲインＦ２’の設定値を切り替え
る。ここで各々のゲインには、直流電力指令値ｇが電力
逆送領域を含まないある一定の範囲ｖである場合は、通
常設定されている外乱に対して系統を安定に保つことこ
とができるよう設計された通常のゲインを適用し、電力
逆送領域を含むある一定の範囲ｕである場合は通常設定
されているゲインよりも低めのゲインを適用する。

【００４１】図５に、本発明の直流連系周波数制御装置
２０を適用した場合の応答の一例を示す。図５は、交流
系統１Ａから交流系統１Ｂへある一定の直流電力が流れ
ている状態で交流系統１Ａで事故が起きたときの応答を
示している。いま、ｚ時点で交流系統１Ａでの事故が発
生したとする。その事故発生後、交流系統周波数ｆａは
落ち込み直流電力指令値ｇは電力逆送領域に近づく。こ
こで、ゲイン設定切り替え点ｔを境にして、直流電力指
令値ｇが電力逆送領域を含むある一定の範囲ｕに入った
時点で可変ゲイン設定器１９のゲイン、あるいは可変状
態フィードバックゲインＦ１、あるいは可変サーボゲイ
ンＦ２を、通常のゲインよりも低めの設定値に切り替え
て周波数動揺を抑制する。

【００４２】図５においても、交流系統１Ａの事故に対
して交流系統１Ｂからの融通電力に頼るための潮流反転
を除いて、不要な潮流反転は起こっていないことが示さ
れている。本発明の直流連系周波数制御装置２０は、電
力逆送領域付近で起こる周波数動揺を可変ゲインにより
抑制できるため不要な潮流反転を防止できる。

【００４３】以上の説明では、直流連系システムの交流
系統事故時について説明したが、直流連系システムにお
いて交流系統事故時に限らず、通常の負荷変動時やフロ
ーティング運転時など、電力逆送領域付近で電力を運転
する場合すべてに適用できることは、言うまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
運転電力が電力逆送領域付近のある一定の範囲内に入っ
た際の不要な潮流反転を防止することができる。

【００４５】すなわち、請求項１の発明によれば、直流
連系周波数制御装置に可変ゲイン設定器を付加し、電力
逆送領域付近でおこる周波数動揺については、状態フィ
ードバック制御出力とサーボ制御出力とを加算した値を
可変ゲインに乗じて制御系出力を調整することで、周波
数動揺を抑制できるため周波数動揺が引き起こしていた
不要な潮流反転を防止することができる。

【００４６】また、請求項２の発明によれば、直流連系
周波数制御装置の状態フィードバック制御器の状態フィ
ードバックゲインを可変ゲインとし、電力逆送領域付近
で起こっていた周波数動揺については、通常設定されて
いる外乱に対して系統を安定に保つことができるよう設
計されたゲインより低めのゲインを設定することにより
抑制できる。したがって、運転電力が電力逆送領域付近
である場合に何らか外乱により起こる周波数動揺が引き
起こしていた不要な潮流反転起を防止することができ
る。

【００４７】また、請求項３の発明によれば、直流連系
周波数制御装置のサーボ制御系のサーボゲインを可変ゲ
インとし、電力逆送領域付近で起こっていた周波数動揺
については通常設定されている外乱に対して系統を安定
に保つことができるよう設計されたゲインより低めのゲ
インを設定することにより抑制できる。したがって、運
転電力が電力逆送領域付近である場合に何らかの外乱に
より起こる周波数動揺が引き起こしていた不要な潮流反
転を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック構成
図。

【図４】本発明の直流連系周波数制御装置に適用してい
る潮流反転パターンの説明図。

【図５】本発明の直流連系制御装置を適用した応答の一
例を示す特性図。

【図６】従来例を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１…交流系統 ２…交直変換器 ３…直流線路 ４…交換器制御装置 ５…電力設定器 １０…状態フィードバック制御系 １１…微分器 １２…オブザーバ １３…状態フィードバック制御器 １４…サーボ制御器 １５…比例演算器 １６…加算器 １７…積分器 １８…可変リミッタ １９…可変ゲイン設定器 ２０…直流連系周波数制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流線路により連系された２つの交流系
   統のそれぞれの系統周波数に基づいて周波数制御指令値
   を算出し、電力設定器からの電力設定値と前記周波数制
   御指令値とを加算して得られる直流電力指令値に基づい
   て、前記２つの交流系統間で電力を融通して前記系統周
   波数の変動を抑制する直流連系周波数制御装置におい
   て、前記２つの交流系統の系統周波数の微分値を含む状
   態変数の変化率に可変状態フィードバックゲインを乗算
   して状態フィードバック制御出力を算出する状態フィー
   ドバック制御系と、前記２つの交流系統の系統周波数と
   それぞれの基準値との各偏差にサーボゲインを乗算して
   サーボ制御出力を比例演算するサーボ制御系と、前記状
   態フィードバック制御出力と前記サーボ制御出力とに基
   づいて得られる制御出力を入力し、前記直流電力指令値
   が電力逆送領域を含まないある一定の範囲内である場合
   には通常のゲインを、前記電力逆送領域を含むある一定
   の範囲内である場合には前記通常のゲインより小さいゲ
   インを前記制御出力を乗算する可変ゲイン設定器と、前
   記可変ゲイン設定器の出力を積分した最適レギュレータ
   出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制限し前
   記周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備えた
   ことを特徴とする直流連系周波数制御装置。
2. 【請求項２】 直流線路により連系された２つの交流系
   統のそれぞれの系統周波数に基づいて周波数制御指令値
   を算出し、電力設定器からの電力設定値と前記周波数制
   御指令値とを加算して得られる直流電力指令値に基づい
   て、前記２つの交流系統間で電力を融通して前記系統周
   波数の変動を抑制する直流連系周波数制御装置におい
   て、前記２つの交流系統の系統周波数の微分値を含む状
   態変数の変化率に可変状態フィードバックゲインを乗算
   して状態フィードバック制御出力を算出する状態フィー
   ドバック制御系と、前記２つの交流系統の系統周波数と
   それぞれの基準値との各偏差にサーボゲインを乗算して
   サーボ制御出力を比例演算するサーボ制御系と、前記状
   態フィードバック制御出力と前記サーボ制御出力とに基
   づいて得られる制御出力を積分して最適レギュレータ出
   力を得る積分器と、前記積分器からの最適レギュレータ
   出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制限し前
   記周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備え、
   前記状態フィードバック制御系の前記可変状態フィード
   バックゲインは、前記直流電力指令値が電力逆送領域を
   含まないある一定の範囲内である場合には通常のゲイン
   を、前記電力逆送領域を含むある一定の範囲内である場
   合には前記通常のゲインより小さいゲインを前記状態変
   数の変化率に乗算するようにしたことを特徴とする直流
   連系周波数制御装置。
3. 【請求項３】 直流線路により連系された２つの交流系
   統のそれぞれの系統周波数に基づいて周波数制御指令値
   を算出し、電力設定器からの電力設定値と前記周波数制
   御指令値とを加算して得られる直流電力指令値に基づい
   て、前記２つの交流系統間で電力を融通して前記系統周
   波数の変動を抑制する直流連系周波数制御装置におい
   て、前記２つの交流系統の系統周波数の微分値を含む状
   態変数の変化率に可変状態フィードバックゲインを乗算
   して状態フィードバック制御出力を算出する状態フィー
   ドバック制御系と、前記２つの交流系統の系統周波数と
   それぞれの基準値との各偏差にサーボゲインを乗算して
   サーボ制御出力を比例演算するサーボ制御系と、前記状
   態フィードバック制御出力と前記サーボ制御出力とに基
   づいて得られる制御出力を積分して最適レギュレータ出
   力を得る積分器と、前記積分器からの最適レギュレータ
   出力を平常時と緊急時とで異なった上下限値で制限し前
   記周波数制御指令値を出力する可変リミッタとを備え、
   前記サーボ制御系の前記サーボゲインは、前記直流電力
   指令値が電力逆送領域を含まないある一定の範囲内であ
   る場合には通常のゲインを、前記電力逆送領域を含むあ
   る一定の範囲内である場合には前記通常のゲインより小
   さいゲインを前記各偏差に乗算するようにしたことを特
   徴とする直流連系周波数制御装置。