JPH11299107A - 自励式変換器の制御装置、直流送電設備 - Google Patents
自励式変換器の制御装置、直流送電設備Info
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- JPH11299107A JPH11299107A JP10101229A JP10122998A JPH11299107A JP H11299107 A JPH11299107 A JP H11299107A JP 10101229 A JP10101229 A JP 10101229A JP 10122998 A JP10122998 A JP 10122998A JP H11299107 A JPH11299107 A JP H11299107A
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- 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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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 順変換器側の交流系統事故時の交流電圧低下
時にも直流送電を停止することなく送電できるようにす
る。 【解決手段】 直流電圧が低下したときに定電圧制御か
ら、その有効電流指令値が直流電圧の大きさに依存して
変化する定電流制御手段を自励式変換器の制御装置に設
け、順変換器側の交流系統事故により交流電圧が低下し
た時、定電流制御手段の特性と他励式変換器の最小制御
角運転特性との交点ｏができるようにして、順変換器側
の交流電圧の大きさに応じた直流電圧で運転できるよう
にし送電できるようにした。
時にも直流送電を停止することなく送電できるようにす
る。 【解決手段】 直流電圧が低下したときに定電圧制御か
ら、その有効電流指令値が直流電圧の大きさに依存して
変化する定電流制御手段を自励式変換器の制御装置に設
け、順変換器側の交流系統事故により交流電圧が低下し
た時、定電流制御手段の特性と他励式変換器の最小制御
角運転特性との交点ｏができるようにして、順変換器側
の交流電圧の大きさに応じた直流電圧で運転できるよう
にし送電できるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流を直流に変換
して送電し、負荷地において再び交流に変換する直流送
電設備、および、その制御装置に係り、特に、他励式変
換器および自励式変換器を備えるハイブリッド直流送電
設備、および、自励式変換器の制御装置に関する。
して送電し、負荷地において再び交流に変換する直流送
電設備、および、その制御装置に係り、特に、他励式変
換器および自励式変換器を備えるハイブリッド直流送電
設備、および、自励式変換器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自励式変換器の直流送電への適用開発が
進められている。自励式変換器は、交流系統の影響を受
けることなく電力変換が行え、かつ、進みから遅れまで
の無効電力を任意にかつ高速に制御できる。
進められている。自励式変換器は、交流系統の影響を受
けることなく電力変換が行え、かつ、進みから遅れまで
の無効電力を任意にかつ高速に制御できる。
【０００３】本発明者らの検討によれば、上述した適用
メリットが活かせる逆変換器に自励式変換器を使用し、
一方、順変換器には製造コスト、素子耐圧の点で有利な
他励式変換器を使用して、他励式変換器および自励式変
換器が組み合わされた構成のハイブリッド直流送電設備
とすることが今後有望である。この場合、自励式変換器
（逆変換器側）では、主回路構成から直流回路の電圧を
一定に保つ定電圧制御運転を行い、他励式変換器（順変
換器側）では、送電電力を指定の値に保つ定電流制御
（定電力制御）運転を行う運転方式をとることが好都合
である。
メリットが活かせる逆変換器に自励式変換器を使用し、
一方、順変換器には製造コスト、素子耐圧の点で有利な
他励式変換器を使用して、他励式変換器および自励式変
換器が組み合わされた構成のハイブリッド直流送電設備
とすることが今後有望である。この場合、自励式変換器
（逆変換器側）では、主回路構成から直流回路の電圧を
一定に保つ定電圧制御運転を行い、他励式変換器（順変
換器側）では、送電電力を指定の値に保つ定電流制御
（定電力制御）運転を行う運転方式をとることが好都合
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の運転方
式をとった場合、順変換器側の交流系統で事故が発生
し、交流電圧が低下して順変換器の直流電圧が定格値以
上出せない場合、逆変換器側の直流電圧が順変換器側よ
りも高くなるため、逆変換器に電流が流し込めなくな
る。このため直流送電が停止してしまうという問題があ
る。
式をとった場合、順変換器側の交流系統で事故が発生
し、交流電圧が低下して順変換器の直流電圧が定格値以
上出せない場合、逆変換器側の直流電圧が順変換器側よ
りも高くなるため、逆変換器に電流が流し込めなくな
る。このため直流送電が停止してしまうという問題があ
る。
【０００５】一方、逆変換器では、順変換器からの電力
の流入がなくなるため、交流側に変換する電力を減らし
て直流電圧の低下を防止し、直流電圧を一定に保つ動作
をする。
の流入がなくなるため、交流側に変換する電力を減らし
て直流電圧の低下を防止し、直流電圧を一定に保つ動作
をする。
【０００６】このように、順変換器側の交流系統事故に
伴い直流送電が停止する場合があることは、ハイブリッ
ド直流送電設備を実用化する上で障害となる。
伴い直流送電が停止する場合があることは、ハイブリッ
ド直流送電設備を実用化する上で障害となる。
【０００７】本発明は、順変換器側の交流系統事故時に
も停止することなく直流送電の行える、自励式変換器と
他励式変換器が組合わされて構成される直流送電設備、
および、自励式変換器の制御装置を提供することを目的
とする。
も停止することなく直流送電の行える、自励式変換器と
他励式変換器が組合わされて構成される直流送電設備、
および、自励式変換器の制御装置を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によれば、他励式変換器と自励
式変換器とが直流回路を介して接続されて構成される直
流送電設備における自励式変換器の制御装置において、
定格直流電圧より低い電圧において、他励式変換器の交
流電圧の大きさに応じて自励式変換器の直流電流を設定
し、当該設定した電流値に制御する電流制御特性を有す
ることを特徴とする自励式変換器の制御装置が提供され
る。
に、本発明の第１の態様によれば、他励式変換器と自励
式変換器とが直流回路を介して接続されて構成される直
流送電設備における自励式変換器の制御装置において、
定格直流電圧より低い電圧において、他励式変換器の交
流電圧の大きさに応じて自励式変換器の直流電流を設定
し、当該設定した電流値に制御する電流制御特性を有す
ることを特徴とする自励式変換器の制御装置が提供され
る。
【０００９】本発明の第２の態様によれば、他励式変換
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
される直流送電設備の自励式変換器の制御装置におい
て、定格直流電圧より低い電圧において、自励式変換器
の直流電圧の大きさに応じて自励式変換器の直流電流が
変わる特性を有することを特徴とする自励式変換器の制
御装置が提供される。
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
される直流送電設備の自励式変換器の制御装置におい
て、定格直流電圧より低い電圧において、自励式変換器
の直流電圧の大きさに応じて自励式変換器の直流電流が
変わる特性を有することを特徴とする自励式変換器の制
御装置が提供される。
【００１０】本発明の第３の態様によれば、他励式変換
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
される直流送電設備において、他励式変換器の交流電圧
の大きさを検出するための検出部と、上記検出された電
圧の値を伝送するための伝送路と、第１の態様における
自励式変換器の制御装置とを備えることを特徴とする直
流送電設備が提供される。
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
される直流送電設備において、他励式変換器の交流電圧
の大きさを検出するための検出部と、上記検出された電
圧の値を伝送するための伝送路と、第１の態様における
自励式変換器の制御装置とを備えることを特徴とする直
流送電設備が提供される。
【００１１】本発明の第４の態様によれば、定電流制御
されて送電される直流電流を交流に変換するための自励
式変換器の制御装置において、上記送電される直流電流
の電圧が予め定められた閾値以上である場合、入力側電
圧を定電圧制御し、上記送電される直流電流の電圧が上
記閾値に満たない場合、直流電流の電圧に応じて予め定
められた電流値に入力側電流を制御することを特徴とす
る自励式変換器の制御装置が提供される。
されて送電される直流電流を交流に変換するための自励
式変換器の制御装置において、上記送電される直流電流
の電圧が予め定められた閾値以上である場合、入力側電
圧を定電圧制御し、上記送電される直流電流の電圧が上
記閾値に満たない場合、直流電流の電圧に応じて予め定
められた電流値に入力側電流を制御することを特徴とす
る自励式変換器の制御装置が提供される。
【００１２】本発明の第５の態様によれば、他励式変換
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
されるハイブリッド直流送電設備において、他励式変換
器に供給される電力を検出するための検出部と、上記検
出された電力の値を伝送するための伝送路と、上記送電
される直流電流の電圧が予め定められた閾値以上である
場合、入力側電圧を定電圧制御し、上記送電される直流
電流の電圧が上記閾値に満たない場合、上記伝送される
電力の値に応じて予め定められた電流値に入力側電流を
制御するための自励式変換器の制御装置とを備えること
を特徴とする直流送電設備が提供される。
器と自励式変換器とが直流回路を介して接続されて構成
されるハイブリッド直流送電設備において、他励式変換
器に供給される電力を検出するための検出部と、上記検
出された電力の値を伝送するための伝送路と、上記送電
される直流電流の電圧が予め定められた閾値以上である
場合、入力側電圧を定電圧制御し、上記送電される直流
電流の電圧が上記閾値に満たない場合、上記伝送される
電力の値に応じて予め定められた電流値に入力側電流を
制御するための自励式変換器の制御装置とを備えること
を特徴とする直流送電設備が提供される。
【００１３】本発明の第６の態様によれば、運転指令装
置に接続され、定電流制御されて送電される直流電流を
交流に変換するための自励式変換器の制御装置におい
て、運転指令装置からの直流電圧指令値Ｖｄｒ、有効電
流指令値の予め定められた上限値Ｉｄｕ、および、送電
される直流電流の直流電圧検出値Ｖｄｆｒを入力として
直流電圧に応じた有効電流指令値を作成するための電流
指令値作成回路と、自励式変換器が順変換器運転する時
の有効電力を指令値Ｐｄｒに制御するための第１の定電
力制御回路と、自励式変換器の直流電圧を指定値Ｖｄｒ
に制御するため定電圧制御回路と、自励式変換器が逆変
換器運転するときの有効電力を指令値Ｐｄｉに制御する
ための第２の定電力制御回路と、前記電流指令値作成回
路、第１の定電力制御回路、定電圧制御回路、第２の定
電力制御回路の出力のうちから、自励式変換器の運転状
態に応じて出力を選択するための信号選択回路と、自励
式変換器の交流側の無効電力を、運転指令装置からの無
効電力指令値Ｑｒとなるように制御するための無効電力
制御回路と、前記信号選択回路で選択された有効電流の
指令値に自励式変換器の交流電流の有効分を制御するた
めの有効電流制御回路と、無効電力制御回路で指示され
た無効電流指令値に自励式変換器の交流電流の無効分を
制御するための無効電流制御回路と、前記有効電流制御
回路の出力、および、無効電流制御回路の出力の２つの
出力を２軸信号から３相信号に変換するための２φ／３
φ変換回路と、前記３相信号に変換された信号から自励
式変換器を制御するパルス信号を作成するためのＰＷＭ
パルス発生回路とを備え、前記第１および第２の定電力
制御回路は、前記直流電流の定格値からの降下分に応じ
て小さな電流値を設定することを特徴とする自励式変換
器の制御装置が提供される。
置に接続され、定電流制御されて送電される直流電流を
交流に変換するための自励式変換器の制御装置におい
て、運転指令装置からの直流電圧指令値Ｖｄｒ、有効電
流指令値の予め定められた上限値Ｉｄｕ、および、送電
される直流電流の直流電圧検出値Ｖｄｆｒを入力として
直流電圧に応じた有効電流指令値を作成するための電流
指令値作成回路と、自励式変換器が順変換器運転する時
の有効電力を指令値Ｐｄｒに制御するための第１の定電
力制御回路と、自励式変換器の直流電圧を指定値Ｖｄｒ
に制御するため定電圧制御回路と、自励式変換器が逆変
換器運転するときの有効電力を指令値Ｐｄｉに制御する
ための第２の定電力制御回路と、前記電流指令値作成回
路、第１の定電力制御回路、定電圧制御回路、第２の定
電力制御回路の出力のうちから、自励式変換器の運転状
態に応じて出力を選択するための信号選択回路と、自励
式変換器の交流側の無効電力を、運転指令装置からの無
効電力指令値Ｑｒとなるように制御するための無効電力
制御回路と、前記信号選択回路で選択された有効電流の
指令値に自励式変換器の交流電流の有効分を制御するた
めの有効電流制御回路と、無効電力制御回路で指示され
た無効電流指令値に自励式変換器の交流電流の無効分を
制御するための無効電流制御回路と、前記有効電流制御
回路の出力、および、無効電流制御回路の出力の２つの
出力を２軸信号から３相信号に変換するための２φ／３
φ変換回路と、前記３相信号に変換された信号から自励
式変換器を制御するパルス信号を作成するためのＰＷＭ
パルス発生回路とを備え、前記第１および第２の定電力
制御回路は、前記直流電流の定格値からの降下分に応じ
て小さな電流値を設定することを特徴とする自励式変換
器の制御装置が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。
実施の形態について説明する。
【００１５】まず、図３を参照して、本発明の対象とす
る他励式変換器と自励式変換器とを有して構成されるハ
イブリッド直流送電設備の一実施形態について説明す
る。本実施の形態におけるハイブリッド直流送電設備
は、従来のハイブリッド直流送電設備と基本的には同様
に構成されるが、主として、自励式変換器（逆変換器
側）の制御内容、および、他励式変換器（順変換器側）
の交流電圧を検出するための交流電圧変成器を備える点
などにおいて相違している。
る他励式変換器と自励式変換器とを有して構成されるハ
イブリッド直流送電設備の一実施形態について説明す
る。本実施の形態におけるハイブリッド直流送電設備
は、従来のハイブリッド直流送電設備と基本的には同様
に構成されるが、主として、自励式変換器（逆変換器
側）の制御内容、および、他励式変換器（順変換器側）
の交流電圧を検出するための交流電圧変成器を備える点
などにおいて相違している。
【００１６】図３において、ハイブリッド直流送電設備
は、交流系統１，２と、変換用変圧器１１，２１と、順
変換器１２と、直流リアクトル１３と、直流送電線３１
と、逆変換器２２と、電力用コンデンサ２３と、ハイブ
リッド直流送電設備の運転を指令する運転指令装置３０
０と、前記順変換器１２の制御装置１００と、前記逆変
換器２２の制御装置２００と、直流電流変成器１０１
と、直流電圧変成器２０１と、交流電圧変成器２４０と
を備えて構成される。
は、交流系統１，２と、変換用変圧器１１，２１と、順
変換器１２と、直流リアクトル１３と、直流送電線３１
と、逆変換器２２と、電力用コンデンサ２３と、ハイブ
リッド直流送電設備の運転を指令する運転指令装置３０
０と、前記順変換器１２の制御装置１００と、前記逆変
換器２２の制御装置２００と、直流電流変成器１０１
と、直流電圧変成器２０１と、交流電圧変成器２４０と
を備えて構成される。
【００１７】上記順変換器１２は、交流を直流に変換す
るためのものであり、他励式変換器で構成されている。
るためのものであり、他励式変換器で構成されている。
【００１８】前記逆変換器２２は、直流を交流に変換す
るためのものであり、自己消弧素子を有して構成される
自励式変換器が用いられている。
るためのものであり、自己消弧素子を有して構成される
自励式変換器が用いられている。
【００１９】前記直流リアクトル１３は、直流電流を平
滑するためのものであり、また、前記電力コンデンサ２
３は、直流電圧を平滑するためのものである。
滑するためのものであり、また、前記電力コンデンサ２
３は、直流電圧を平滑するためのものである。
【００２０】前記直流送電線３１は、周波数変換のため
の設備や非同期連系の場合は省略されるか、非常に短い
場合もある。
の設備や非同期連系の場合は省略されるか、非常に短い
場合もある。
【００２１】前記直流電流変成器１０１は、前記順変換
器１２に流れる電流を検出するためのものであり、検出
された電流値は、前記制御装置１００に取り込まれ、定
電流制御を行うために用いられる。
器１２に流れる電流を検出するためのものであり、検出
された電流値は、前記制御装置１００に取り込まれ、定
電流制御を行うために用いられる。
【００２２】前記直流電圧変成器２０１は、直流送電設
備の逆変換器２２側の直流電圧を検出するためのもので
あり、検出された電圧値は、前記制御装置２００に取り
込まれ、定電圧制御を行うために用いられる。
備の逆変換器２２側の直流電圧を検出するためのもので
あり、検出された電圧値は、前記制御装置２００に取り
込まれ、定電圧制御を行うために用いられる。
【００２３】前記交流電圧変成器２４０は、他励式変換
器の入力側交流電圧を検出するためのものであり、自励
式変換器の制御装置２００の本発明を適用した制御動作
に用いられる。
器の入力側交流電圧を検出するためのものであり、自励
式変換器の制御装置２００の本発明を適用した制御動作
に用いられる。
【００２４】前記運転指令装置３００は、前記制御装置
１００に、直流送電電力指令値または、それに該当する
直流電流指令値を与え、また、前記制御装置２００に、
定格電圧値を与える。
１００に、直流送電電力指令値または、それに該当する
直流電流指令値を与え、また、前記制御装置２００に、
定格電圧値を与える。
【００２５】前記制御装置１００は、少なくとも直流送
電設備に流れる直流電流を指定の値に制御する定電流制
御回路を備えている。定電流制御回路では、前記運転指
令装置３００から入力される、直流送電電力指令値また
は、それに該当する直流電流指令値と、前記直流電流変
成器１０１から取り込んだ電流値とを用いて、定電流制
御を行う。
電設備に流れる直流電流を指定の値に制御する定電流制
御回路を備えている。定電流制御回路では、前記運転指
令装置３００から入力される、直流送電電力指令値また
は、それに該当する直流電流指令値と、前記直流電流変
成器１０１から取り込んだ電流値とを用いて、定電流制
御を行う。
【００２６】前記制御装置２００は、少なくとも直流送
電設備の直流電圧を指定の値（定格値）に制御する定電
圧制御回路を備えている。定電圧制御回路では、運転指
令装置３００から入力される、直流電圧指令値と、前記
直流電流変成器２０１から取り込んだ電圧値とを用い
て、定電圧制御を行う。また、制御装置２００は、前記
交流電圧変成器２４０で検出され、整流回路２４１で整
流されて交流電圧の大きさに変換された、他励式変換器
の入力側交流電圧を取り込み、この電圧について予め定
められた条件のもとで、前記定電圧制御回路の制御動作
に代えて、電流制御動作を行う。この電流制御動作の詳
細については後述する。
電設備の直流電圧を指定の値（定格値）に制御する定電
圧制御回路を備えている。定電圧制御回路では、運転指
令装置３００から入力される、直流電圧指令値と、前記
直流電流変成器２０１から取り込んだ電圧値とを用い
て、定電圧制御を行う。また、制御装置２００は、前記
交流電圧変成器２４０で検出され、整流回路２４１で整
流されて交流電圧の大きさに変換された、他励式変換器
の入力側交流電圧を取り込み、この電圧について予め定
められた条件のもとで、前記定電圧制御回路の制御動作
に代えて、電流制御動作を行う。この電流制御動作の詳
細については後述する。
【００２７】他励式変換器の直流側出力電圧の値を、自
励式変換器の制御装置まで伝送するための伝送路として
は、例えば、直流送電線３１と併設される光ファイバー
ケーブル、順変換設備および逆変換設備を連絡するため
のマイクロ波通信装置などを用いることができる。な
お、直流送電線３１に、直流電力と重畳させて信号波形
を伝送することもできる。
励式変換器の制御装置まで伝送するための伝送路として
は、例えば、直流送電線３１と併設される光ファイバー
ケーブル、順変換設備および逆変換設備を連絡するため
のマイクロ波通信装置などを用いることができる。な
お、直流送電線３１に、直流電力と重畳させて信号波形
を伝送することもできる。
【００２８】まず、図４を参照して、上述したハイブリ
ッド直流送電設備の動作について、従来考えられている
変換器の制御特性を説明する。図４において、横軸に直
流電流、縦軸に直流電圧を示し、細い実線に順変換器の
制御特性を、太い実線に逆変換器の制御特性を示す。交
点ｏが運転点を示している。
ッド直流送電設備の動作について、従来考えられている
変換器の制御特性を説明する。図４において、横軸に直
流電流、縦軸に直流電圧を示し、細い実線に順変換器の
制御特性を、太い実線に逆変換器の制御特性を示す。交
点ｏが運転点を示している。
【００２９】図４に示されるように、順変換器が、定格
直流電力に相当する直流電流指令値Ｉｄｐで定電流制御
ＡＣＲで運転し、逆変換器は、定格直流電圧を指令値Ｖ
ｄｐとした定電圧制御ＡＶＲ２で運転している。順変換
器には、バックアップとしてＶｄｐｕに指令値を持った
定電圧制御ＡＶＲ１を行うための回路も備えられてい
る。
直流電力に相当する直流電流指令値Ｉｄｐで定電流制御
ＡＣＲで運転し、逆変換器は、定格直流電圧を指令値Ｖ
ｄｐとした定電圧制御ＡＶＲ２で運転している。順変換
器には、バックアップとしてＶｄｐｕに指令値を持った
定電圧制御ＡＶＲ１を行うための回路も備えられてい
る。
【００３０】また、逆変換器には、逆変換器運転時の定
電力制御回路ＡＰｉＲと、順変換器運転時の定電力制御
回路ＡＰｒＲとが定電圧制御回路ＡＶＲの電力リミッタ
として備わっている。このような運転において、順変換
器側の交流系統で事故が発生し交流電圧が低下した場
合、順変換器の制御特性は破線のようになり、逆変換器
の制御特性との交点がなくなる。このため直流電流か流
れなくなり、直流送電が停止してしまう。
電力制御回路ＡＰｉＲと、順変換器運転時の定電力制御
回路ＡＰｒＲとが定電圧制御回路ＡＶＲの電力リミッタ
として備わっている。このような運転において、順変換
器側の交流系統で事故が発生し交流電圧が低下した場
合、順変換器の制御特性は破線のようになり、逆変換器
の制御特性との交点がなくなる。このため直流電流か流
れなくなり、直流送電が停止してしまう。
【００３１】次に、図２を参照して、前記自励式変換器
の制御装置２００（図３参照）の詳細な構成について説
明する。
の制御装置２００（図３参照）の詳細な構成について説
明する。
【００３２】図２において、自励式変換器の制御装置２
００は、電流指令値作成回路２１１と、第１の定電力制
御回路２１２と、定電圧制御回路２１３と、第２の定電
力制御回路２１４と、信号選択回路２１５と、無効電力
制御回路２１６と、有効電流制御回路２１７と、無効電
流制御回路２１８と、２φ／３φ変換回路２１９と、Ｐ
ＷＭパルス発生回路２２０とを有して構成される。
００は、電流指令値作成回路２１１と、第１の定電力制
御回路２１２と、定電圧制御回路２１３と、第２の定電
力制御回路２１４と、信号選択回路２１５と、無効電力
制御回路２１６と、有効電流制御回路２１７と、無効電
流制御回路２１８と、２φ／３φ変換回路２１９と、Ｐ
ＷＭパルス発生回路２２０とを有して構成される。
【００３３】前記電流指令値作成回路２１１は、前記運
転指令装置３００からの直流電圧指令値Ｖｄｒと、有効
電流指令値の上限値Ｉｄｕ及び前記整流回路２４１（図
３参照）の交流電圧の大きさＶｄｆｒを入力として交流
電圧の大きさに応じた有効電流指令値を作成する。
転指令装置３００からの直流電圧指令値Ｖｄｒと、有効
電流指令値の上限値Ｉｄｕ及び前記整流回路２４１（図
３参照）の交流電圧の大きさＶｄｆｒを入力として交流
電圧の大きさに応じた有効電流指令値を作成する。
【００３４】前記第１の定電力制御回路２１２は、自励
式変換器２２が順変換器運転する時の有効電力を指令値
Ｐｄｒに制御する。
式変換器２２が順変換器運転する時の有効電力を指令値
Ｐｄｒに制御する。
【００３５】前記定電圧制御回路２１３は、自励式変換
器２２の直流電圧を指定値Ｖｄｒに制御するためのもの
である。
器２２の直流電圧を指定値Ｖｄｒに制御するためのもの
である。
【００３６】前記第２の定電力制御回路２１４は、自励
式変換器２２が逆変換器運転するときの有効電力を指令
値Ｐｄｉに制御する。
式変換器２２が逆変換器運転するときの有効電力を指令
値Ｐｄｉに制御する。
【００３７】前記信号選択回路２１５は、電流指令値作
成回路２１１、第１の定電力制御回路２１２、定電圧制
御回路２１３、第２の定電力制御回路の出力のうち自励
式変換器の運転状態に応じて最適な出力を選択する。
成回路２１１、第１の定電力制御回路２１２、定電圧制
御回路２１３、第２の定電力制御回路の出力のうち自励
式変換器の運転状態に応じて最適な出力を選択する。
【００３８】前記無効電力制御回路２１６は、自励式変
換器の交流側の無効電力を、運転指令装置３００からの
無効電力指令値Ｑｒとなるように制御する。
換器の交流側の無効電力を、運転指令装置３００からの
無効電力指令値Ｑｒとなるように制御する。
【００３９】前記有効電流制御回路２１７は、信号選択
回路２１５で選択された有効電流の指令値に自励式変換
器２２の交流電流の有効分を制御する。
回路２１５で選択された有効電流の指令値に自励式変換
器２２の交流電流の有効分を制御する。
【００４０】前記無効電流制御回路２１８は、無効電力
制御回路で作られた無効電流指令値に自励式変換器２２
の交流電流の無効分を制御する。
制御回路で作られた無効電流指令値に自励式変換器２２
の交流電流の無効分を制御する。
【００４１】前記２φ／３φ変換回路２１９は、有効電
流制御回路２１７の出力と、無効電流制御回路２１８の
出力との２つの出力を、２軸信号から３相信号に変換す
る。
流制御回路２１７の出力と、無効電流制御回路２１８の
出力との２つの出力を、２軸信号から３相信号に変換す
る。
【００４２】前記ＰＷＭパルス発生回路２２０は、２φ
／３φ変換された信号から自励式変換器２２を制御する
パルス信号を作成する。
／３φ変換された信号から自励式変換器２２を制御する
パルス信号を作成する。
【００４３】この構成により、直流電圧等の有効電力
と、無効電力との２つの電気量を各々制御できる。この
制御の詳細については、特願平３−１４２９６７号公報
等に記載されている。なお、各制御回路ブロックの入力
信号につけたサフィックスｆは、直流送電設備からのフ
ィードバック量であることを示し、Ｉｄｆは、自励式変
換器の交流側電流の有効分成分を示し、Ｉｑｆは、無効
分成分のフィードバック電流値を示す。
と、無効電力との２つの電気量を各々制御できる。この
制御の詳細については、特願平３−１４２９６７号公報
等に記載されている。なお、各制御回路ブロックの入力
信号につけたサフィックスｆは、直流送電設備からのフ
ィードバック量であることを示し、Ｉｄｆは、自励式変
換器の交流側電流の有効分成分を示し、Ｉｑｆは、無効
分成分のフィードバック電流値を示す。
【００４４】次に、図１を参照して、この制御装置２０
０の動作について説明する。図１において、細い実線
は、順変換器の他励式変換器の制御特性を示し、この制
御特性は、従来と同じである。太い実線は、自励式変換
器における本発明を適用した特性を示している。
０の動作について説明する。図１において、細い実線
は、順変換器の他励式変換器の制御特性を示し、この制
御特性は、従来と同じである。太い実線は、自励式変換
器における本発明を適用した特性を示している。
【００４５】定電圧制御ＡＶＲ２は、直流電流設定値
が、電流指令値Ｉｄｒを挟んでマージンを見込んだ、下
限の電流指令値Ｉｄｌと上限の電流指令値Ｉｄｕとの間
において動作する。上限の電流指令値Ｉｄｕ以上の領域
では、従来と同じ定電力制御ＡＰｉＲが動作する。一
方、下限の電流指令値Ｉｄｌ以下では、直流電圧に応じ
て電流設定値が変化する電流特性を持たせる。
が、電流指令値Ｉｄｒを挟んでマージンを見込んだ、下
限の電流指令値Ｉｄｌと上限の電流指令値Ｉｄｕとの間
において動作する。上限の電流指令値Ｉｄｕ以上の領域
では、従来と同じ定電力制御ＡＰｉＲが動作する。一
方、下限の電流指令値Ｉｄｌ以下では、直流電圧に応じ
て電流設定値が変化する電流特性を持たせる。
【００４６】ＩｄｕとＩｄｒとの差、即ちこれを電力量
で表せば、Ｐｕ（＝Ｉｄｕ×Ｖｄｒ）とＰｒ（＝Ｉｄｒ
×Ｖｄｒ）との差が、従来の特願平７−２６５１４４号
公報等で言われている電力マージンに該当する。
で表せば、Ｐｕ（＝Ｉｄｕ×Ｖｄｒ）とＰｒ（＝Ｉｄｒ
×Ｖｄｒ）との差が、従来の特願平７−２６５１４４号
公報等で言われている電力マージンに該当する。
【００４７】直流電圧に応じて電流指令値を変更する特
性の指令値を作るブロックが、電流指令値作成回路２０
１に当たり、直流電圧検出値Ｖｄｆから、例えば、次の
式１に従って電流指令値Ｉｄｐが作成される。
性の指令値を作るブロックが、電流指令値作成回路２０
１に当たり、直流電圧検出値Ｖｄｆから、例えば、次の
式１に従って電流指令値Ｉｄｐが作成される。
【００４８】 Ｉｄｐ＝（Ｉｄｌ／Ｖｄｒ）×Ｖｄｆ …（式１） なお、図１において、自励式変換器の制御特性が、電圧
の下限が制限されて、原点を通らずに平坦な、定電圧制
御領域を有している。これは、自励式変換器における電
圧損失を考慮した、出力すべき信号電圧を生成するため
に必要な最低電圧において、定電圧制御を行うためであ
る。この定電圧制御は、通常の定電圧制御と同様の定電
圧制御回路を用いて実現することができる。
の下限が制限されて、原点を通らずに平坦な、定電圧制
御領域を有している。これは、自励式変換器における電
圧損失を考慮した、出力すべき信号電圧を生成するため
に必要な最低電圧において、定電圧制御を行うためであ
る。この定電圧制御は、通常の定電圧制御と同様の定電
圧制御回路を用いて実現することができる。
【００４９】参考までに、図５に順変換器の他励式変換
器１２の制御装置の一制御ブロックを示す。
器１２の制御装置の一制御ブロックを示す。
【００５０】図５において、制御装置は、定電流制御回
路１１１と、定電圧制御回路１１２と、余裕角制御回路
１１３と、信号選択回路１１４と、位相制御回路１１５
とを有して構成される。
路１１１と、定電圧制御回路１１２と、余裕角制御回路
１１３と、信号選択回路１１４と、位相制御回路１１５
とを有して構成される。
【００５１】前記定電流制御回路１１１は、前記運転指
令装置３００（図３参照）からの直流送電電力に相当す
る電流指令値Ｉｄｐを入力とし変換器に流れる電流を指
令値に制御する。
令装置３００（図３参照）からの直流送電電力に相当す
る電流指令値Ｉｄｐを入力とし変換器に流れる電流を指
令値に制御する。
【００５２】前記定電圧制御回路１１２は、前記運転指
令装置３００（図３参照）からの直流電圧指令値Ｖｄ
ｒ’を入力とし、他励式変換器の直流出力電圧を指令値
に制御する。
令装置３００（図３参照）からの直流電圧指令値Ｖｄ
ｒ’を入力とし、他励式変換器の直流出力電圧を指令値
に制御する。
【００５３】前記余裕角制御回路１１３は、他励式変換
器１２のサイリスタの最小余裕角を常に既定値以上に保
つ制御を行う。
器１２のサイリスタの最小余裕角を常に既定値以上に保
つ制御を行う。
【００５４】前記信号選択回路１１４は、定電流制御回
路１１１、定電圧制御回路１１２及び余裕角制御回路１
１３の出力のうちから最適な出力信号を選択する。
路１１１、定電圧制御回路１１２及び余裕角制御回路１
１３の出力のうちから最適な出力信号を選択する。
【００５５】前記位相制御回路１１５は、信号選択回路
により選択された回路出力に応じて他励式変換器のサイ
リスタを制御するパルスを作成する。
により選択された回路出力に応じて他励式変換器のサイ
リスタを制御するパルスを作成する。
【００５６】この回路構成により図１、図４、図６及び
図７に示した他励式変換器の直流電流−直流電圧特性が
実現される。
図７に示した他励式変換器の直流電流−直流電圧特性が
実現される。
【００５７】図６に、順変換器側の交流電圧が低下した
場合の変換器の制御特性上の動作点（ｏ1）を示す。従
来の制御方法では、直流電流が零となり送電が停止して
いたが、本発明を適用した、直流電圧に応じて電流指令
値を変える制御方式をとることによれば、交流電圧の低
下の大きさに応じた直流電圧で直流送電が行える。
場合の変換器の制御特性上の動作点（ｏ1）を示す。従
来の制御方法では、直流電流が零となり送電が停止して
いたが、本発明を適用した、直流電圧に応じて電流指令
値を変える制御方式をとることによれば、交流電圧の低
下の大きさに応じた直流電圧で直流送電が行える。
【００５８】ここで、上述した説明では、順変換器側の
交流電圧が低下したときの自励式変換器の電流指令値
を、直流電圧の低下に応じた値とすることで式１の特性
とする場合について述べたが、図７に示すように、直流
電圧に対して直流電流が一定となる特性でも良い。実施
に際しては、図１の電流指令値作成回路２０１で下限の
電流指令値Ｉｄｌを運転指令装置３００から取得してい
るため、この値を一定とすれば良い。即ち、 Ｉｄｐ＝Ｉｄｌ ［Ｐｄ＜Ｐｄｌ（＝Ｖｄｒ×Ｉｄｌ）］ …（式２） 直流電圧に依存して電流指令値を変える前出の第１の実
施の形態に比べて、直流電圧の検出値が電流指令値作成
に必要ない。このため、電流指令値作成回路を単純な構
成とすることが可能となる。
交流電圧が低下したときの自励式変換器の電流指令値
を、直流電圧の低下に応じた値とすることで式１の特性
とする場合について述べたが、図７に示すように、直流
電圧に対して直流電流が一定となる特性でも良い。実施
に際しては、図１の電流指令値作成回路２０１で下限の
電流指令値Ｉｄｌを運転指令装置３００から取得してい
るため、この値を一定とすれば良い。即ち、 Ｉｄｐ＝Ｉｄｌ ［Ｐｄ＜Ｐｄｌ（＝Ｖｄｒ×Ｉｄｌ）］ …（式２） 直流電圧に依存して電流指令値を変える前出の第１の実
施の形態に比べて、直流電圧の検出値が電流指令値作成
に必要ない。このため、電流指令値作成回路を単純な構
成とすることが可能となる。
【００５９】具体的な電流指令値としては、電流のリッ
プルによる他励式変換器と自励式変換器との定電流制御
回路の干渉を避けるために余裕を持った値、例えば、定
格直流電流の１０％程度、他励式変換器の電流指令値よ
りも小さい値とすれば良い。もちろんその他の値とする
こともできるし、あるいは最小運転電流値とすることも
可能である。
プルによる他励式変換器と自励式変換器との定電流制御
回路の干渉を避けるために余裕を持った値、例えば、定
格直流電流の１０％程度、他励式変換器の電流指令値よ
りも小さい値とすれば良い。もちろんその他の値とする
こともできるし、あるいは最小運転電流値とすることも
可能である。
【００６０】上記交流電圧変成器２４０および整流回路
２４１で検出された信号に応じて、図１や図７に示した
特性図に従って相手端の自励式変換器の電流指令値が作
られる。
２４１で検出された信号に応じて、図１や図７に示した
特性図に従って相手端の自励式変換器の電流指令値が作
られる。
【００６１】さらに、以上の説明では、順変換器に他励
式変換器、逆変換器に自励式変換器が１つずつ接続され
た直流送電システムについて説明したが、本発明は、逆
変換器が複数台接続された場合にも、同様な考え方が適
用できる。
式変換器、逆変換器に自励式変換器が１つずつ接続され
た直流送電システムについて説明したが、本発明は、逆
変換器が複数台接続された場合にも、同様な考え方が適
用できる。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な制御回路の追加
により、順変換器側の交流系統事故時にも停止すること
なく直流送電を行える、自励式変換器と他励式変換器と
が組合わされて構成されるハイブリッド直流送電設備が
得られる。
により、順変換器側の交流系統事故時にも停止すること
なく直流送電を行える、自励式変換器と他励式変換器と
が組合わされて構成されるハイブリッド直流送電設備が
得られる。
【図１】 本発明の自励式変換器の制御方法を説明す
る、他励式変換器および自励式変換器の直流電圧−電流
特性を示すグラフである。
る、他励式変換器および自励式変換器の直流電圧−電流
特性を示すグラフである。
【図２】 本発明の自励式変換器の制御装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】 本発明の対象とする、他励式変換器および自
励式変換器とを有して構成されるハイブリッド直流送電
設備の構成を示すブロック図である。
励式変換器とを有して構成されるハイブリッド直流送電
設備の構成を示すブロック図である。
【図４】 ハイブリッド直流送電設備における従来の制
御の方法を説明する、他励式変換器および自励式変換器
の直流電圧−電流特性を示すグラフである。
御の方法を説明する、他励式変換器および自励式変換器
の直流電圧−電流特性を示すグラフである。
【図５】 他励式変換器の制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図６】 順変換器側交流系統事故時の動作を示すグラ
フである。
フである。
【図７】 本発明の自励式変換器の他の制御方法を示
す、他励式変換器と自励式変換器の直流電圧−電流特性
を示すグラフである。
す、他励式変換器と自励式変換器の直流電圧−電流特性
を示すグラフである。
１，２…交流系統、１１，２１…変換用変圧器、１２…
他励式変換器で構成される順変換器、１３…直流リアク
トル、３１…直流送電線、２２…自励式変換器で構成さ
れる逆変換器、２３…電力用コンデンサ、３００…運転
指令装置、１００…制御装置、１０１…直流電流変成
器、２００…制御装置、２０１…直流電圧変成器、２１
１…電流指令値作成回路、２１２…第１の定電力制御回
路、２１３…定電圧制御回路、２１４…第２の定電力制
御回路、２１５…信号選択回路、２１６…無効電力制御
回路、２１７…有効電流制御回路、２１８…無効電流制
御回路、２１９…２φ／３φ変換回路、２２０…ＰＷＭ
パルス発生回路、２４０…交流電圧変成器、２４１…整
流回路、１１１…定電流制御回路、１１２…定電圧制御
回路、１１３…余裕角制御回路、１１４…信号選択回
路、１１５…位相制御回路。
他励式変換器で構成される順変換器、１３…直流リアク
トル、３１…直流送電線、２２…自励式変換器で構成さ
れる逆変換器、２３…電力用コンデンサ、３００…運転
指令装置、１００…制御装置、１０１…直流電流変成
器、２００…制御装置、２０１…直流電圧変成器、２１
１…電流指令値作成回路、２１２…第１の定電力制御回
路、２１３…定電圧制御回路、２１４…第２の定電力制
御回路、２１５…信号選択回路、２１６…無効電力制御
回路、２１７…有効電流制御回路、２１８…無効電流制
御回路、２１９…２φ／３φ変換回路、２２０…ＰＷＭ
パルス発生回路、２４０…交流電圧変成器、２４１…整
流回路、１１１…定電流制御回路、１１２…定電圧制御
回路、１１３…余裕角制御回路、１１４…信号選択回
路、１１５…位相制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 純一 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 田中 俊輔 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社電力技術研究所内
Claims (10)
- 【請求項１】 他励式変換器と自励式変換器とが直流回
路を介して接続されて構成される直流送電設備における
自励式変換器の制御装置において、 定格直流電圧より低い電圧において、他励式変換器の交
流電圧に応じて自励式変換器の直流電流を設定し、当該
設定した電流値に制御する電流制御を有することを特徴
とする自励式変換器の制御装置。 - 【請求項２】 他励式変換器と自励式変換器とが直流回
路を介して接続されて構成される直流送電設備の自励式
変換器の制御装置において、 定格直流電圧より低い電圧において、自励式変換器の直
流電圧の大きさに応じて自励式変換器の直流電流が変わ
る特性を有することを特徴とする自励式変換器の制御装
置。 - 【請求項３】 請求項１記載の自励式変換器の制御装置
において、 上記自励式変換器の制御装置は、定格直流電圧より低い
電圧において、直流電圧に比例した指令値を持つ電流制
御特性を有することを特徴とする自励式変換器の制御装
置。 - 【請求項４】 請求項１記載の自励式変換器の制御装置
において、 上記自励式変換器の制御装置は、定格直流電圧より低い
電圧において、直流電流を一定とする電流制御特性を有
することを特徴とする自励式変換器の制御装置。 - 【請求項５】 請求項１から３のいずれか一項記載の自
励式変換器の制御装置において、 定格直流電圧より低い電圧において自励式変換器の定電
圧制御特性から電流制御特性に切り替える場合に、運転
電流値よりもマージンを持たせた分だけ小さい電流値に
切り換えることを特徴とする自励式変換器の制御装置。 - 【請求項６】 請求項１から３のいずれか一項記載の自
励式変換器の制御装置において、 定格直流電圧より高い電圧において自励式変換器の定電
圧制御特性から定電力制御特性に切り替える場合に、運
転直流電流値（電力値）よりも電力マージンだけ大きい
電力値で切り換えることを特徴とする自励式変換器の制
御装置。 - 【請求項７】 他励式変換器と自励式変換器とが直流回
路を介して接続されて構成される直流送電設備におい
て、 他励式変換器の入力交流電圧を検出するための検出部
と、 上記検出された電圧の値を伝送するための伝送路と、 請求項２記載の自励式変換器の制御装置とを備えること
を特徴とする直流送電設備。 - 【請求項８】 定電流制御されて送電される直流電流を
交流に変換するための自励式変換器の制御装置におい
て、 上記送電される直流電流の電圧が予め定められた閾値以
上である場合、入力側電圧を定電圧制御し、 上記送電される直流電流の電圧が上記閾値に満たない場
合、直流電流の電圧に応じて予め定められた電流値に入
力側電流を制御することを特徴とする自励式変換器の制
御装置。 - 【請求項９】 他励式変換器と自励式変換器とが直流回
路を介して接続されて構成されるハイブリッド直流送電
設備において、 他励式変換器に供給される電力を検出するための検出部
と、 上記検出された電力の値を伝送するための伝送路と、 上記送電される直流電流の電圧が予め定められた閾値以
上である場合、入力側電圧を定電圧制御し、上記送電さ
れる直流電流の電圧が上記閾値に満たない場合、上記伝
送される電力の値に応じて予め定められた電流値に入力
側電流を制御するための自励式変換器の制御装置とを備
えることを特徴とする直流送電設備。 - 【請求項１０】 運転指令装置に接続され、定電流制御
されて送電される直流電流を交流に変換するための自励
式変換器の制御装置において、 運転指令装置からの直流電圧指令値Ｖｄｒ、有効電流指
令値の予め定められた上限値Ｉｄｕ、および、送電され
る直流電流の直流電圧検出値Ｖｄｆｒを入力として直流
電圧に応じた有効電流指令値を作成するための電流指令
値作成回路と、 自励式変換器が順変換器運転する時の有効電力を指令値
Ｐｄｒに制御するための第１の定電力制御回路と、 自励式変換器の直流電圧を指定値Ｖｄｒに制御するため
の定電圧制御回路と、 自励式変換器が逆変換器運転するときの有効電力を指令
値Ｐｄｉに制御するための第２の定電力制御回路と、 前記電流指令値作成回路、第１の定電力制御回路、定電
圧制御回路、第２の定電力制御回路の出力のうちから、
自励式変換器の運転状態に応じて出力を選択するための
信号選択回路と、 自励式変換器の交流側の無効電力を、運転指令装置から
の無効電力指令値Ｑｒとなるように制御するための無効
電力制御回路と、 前記信号選択回路で選択された有効電流の指令値に自励
式変換器の交流電流の有効分を制御するための有効電流
制御回路と、 無効電力制御回路で指示された無効電流指令値に自励式
変換器の交流電流の無効分を制御するための無効電流制
御回路と、 前記有効電流制御回路の出力、および、無効電流制御回
路の出力の２つの出力を２軸信号から３相信号に変換す
るための２φ／３φ変換回路と、 前記３相信号に変換された信号から自励式変換器を制御
するパルス信号を作成するためのＰＷＭパルス発生回路
とを備え、 前記第１および第２の定電力制御回路は、前記直流電流
の定格値からの降下分に応じて小さな電流値を設定する
ことを特徴とする自励式変換器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10101229A JPH11299107A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 自励式変換器の制御装置、直流送電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10101229A JPH11299107A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 自励式変換器の制御装置、直流送電設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299107A true JPH11299107A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14295078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10101229A Pending JPH11299107A (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 自励式変換器の制御装置、直流送電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11299107A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013179781A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 変換器、変換器の制御方法及び変換器の制御プログラム |
| US12068679B2 (en) | 2019-08-08 | 2024-08-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device preventing overcurrent at the time of starting |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP10101229A patent/JPH11299107A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013179781A (ja) * | 2012-02-28 | 2013-09-09 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 変換器、変換器の制御方法及び変換器の制御プログラム |
| US12068679B2 (en) | 2019-08-08 | 2024-08-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device preventing overcurrent at the time of starting |
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