JPH11332096A - ハイブリッド式直流送電設備の制御装置 - Google Patents
ハイブリッド式直流送電設備の制御装置Info
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- JPH11332096A JPH11332096A JP10140547A JP14054798A JPH11332096A JP H11332096 A JPH11332096 A JP H11332096A JP 10140547 A JP10140547 A JP 10140547A JP 14054798 A JP14054798 A JP 14054798A JP H11332096 A JPH11332096 A JP H11332096A
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 順変換器側の交流系統事故時にも、停止する
ことなく運転継続が行えるハイブリッド式直流送電設備
の制御装置を提供することにある。 【解決手段】 直流送電線の電流を検出する手段２６、
この電流が規定値よりも小さくなったことを検出する手
段２１０、他励式変換器の交流電圧の大きさを検出する
手段１７、交流電圧が規定値以下となったことを検出す
る手段２１１、直流電流が規定値以下となり、かつ、交
流電圧が規定値以下となったことを検出する手段２１
２、検出された直流電流に応じて自励式変換器の電圧設
定値を作成する手段２００、手段２１２の出力結果に応
じて電圧設定値を切替える手段２１３、自励式変換器の
直流電圧を設定値に制御する手段２０１からなり、直流
送電線に流れる電流が規定値以下になり、同時に他励式
変換器の交流電圧が規定値以下となったとき、自励式変
換器の直流電圧設定値を変更する。
ことなく運転継続が行えるハイブリッド式直流送電設備
の制御装置を提供することにある。 【解決手段】 直流送電線の電流を検出する手段２６、
この電流が規定値よりも小さくなったことを検出する手
段２１０、他励式変換器の交流電圧の大きさを検出する
手段１７、交流電圧が規定値以下となったことを検出す
る手段２１１、直流電流が規定値以下となり、かつ、交
流電圧が規定値以下となったことを検出する手段２１
２、検出された直流電流に応じて自励式変換器の電圧設
定値を作成する手段２００、手段２１２の出力結果に応
じて電圧設定値を切替える手段２１３、自励式変換器の
直流電圧を設定値に制御する手段２０１からなり、直流
送電線に流れる電流が規定値以下になり、同時に他励式
変換器の交流電圧が規定値以下となったとき、自励式変
換器の直流電圧設定値を変更する。
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
電設備の制御装置、特に、直流送電設備が他励式変換器
と自励式変換器を組合わせて構成されるハイブリッド式
直流送電設備の制御装置に係り、他励式変換器側におい
て交流系統事故が発生した時に運転継続を可能とする自
励式変換器の制御技術に関する。
して送電し、負荷地において再び交流に変換する直流送
電設備の制御装置、特に、直流送電設備が他励式変換器
と自励式変換器を組合わせて構成されるハイブリッド式
直流送電設備の制御装置に係り、他励式変換器側におい
て交流系統事故が発生した時に運転継続を可能とする自
励式変換器の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流系統の影響を受けることなく電力変
換が行え、進みから遅れまでの無効電力を任意にかつ高
速に制御できる自励式変換器を直流送電に適用するため
の開発が進められている。自励式変換器の適用形態を考
えると、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、順変換器には従来の他励式変換器を使用す
る他励式変換器と自励式変換器を組み合わせて構成され
るハイブリッド式直流送電システムが今後有望と考えら
れる。この場合、自励式変換器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とし、他励式変換
器は送電電力を指定の値に保つ定電流制御（定電力制
御）運転される。しかし、こ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くなると、
逆変換器側の直流電圧が順変換器側の電圧より高くなる
ので、順変換器から逆変換器に電流を流し込めなくな
り、直流送電が停止する。一方、直流電圧一定制御を行
っている逆変換器では順変換器からの電力の流入がなく
なるので、潮流電圧が低下しようとする。このため交流
側へ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。このように、順変換
器側の交流系統事故により直流送電が停止する場合があ
ることは、ハイブリッド式直流送電システムを実用化す
る上で障害となる。
換が行え、進みから遅れまでの無効電力を任意にかつ高
速に制御できる自励式変換器を直流送電に適用するため
の開発が進められている。自励式変換器の適用形態を考
えると、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、順変換器には従来の他励式変換器を使用す
る他励式変換器と自励式変換器を組み合わせて構成され
るハイブリッド式直流送電システムが今後有望と考えら
れる。この場合、自励式変換器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とし、他励式変換
器は送電電力を指定の値に保つ定電流制御（定電力制
御）運転される。しかし、こ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くなると、
逆変換器側の直流電圧が順変換器側の電圧より高くなる
ので、順変換器から逆変換器に電流を流し込めなくな
り、直流送電が停止する。一方、直流電圧一定制御を行
っている逆変換器では順変換器からの電力の流入がなく
なるので、潮流電圧が低下しようとする。このため交流
側へ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。このように、順変換
器側の交流系統事故により直流送電が停止する場合があ
ることは、ハイブリッド式直流送電システムを実用化す
る上で障害となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、他励
式変換器側の交流系統事故時にも停止することなく、直
流送電が行える自励式変換器と他励式変換器を組合わせ
て構成されるハイブリッド式直流送電設備の制御装置を
提供することにある。
式変換器側の交流系統事故時にも停止することなく、直
流送電が行える自励式変換器と他励式変換器を組合わせ
て構成されるハイブリッド式直流送電設備の制御装置を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、直流送電線
の電流を検出する手段、電流が規定値よりも小さくなっ
たことを検出する手段、他励式変換器の交流電圧の大き
さを検出する手段、交流電圧が規定値以下となったこと
を検出する手段、直流電流が規定値以下となり、かつ、
交流電圧が規定値以下となったことを検出するアンド手
段、検出された直流電流に応じて自励式変換器の電圧設
定値を作成する手段、アンド手段の出力結果に応じて電
圧設定値を切替える手段、自励式変換器の直流電圧を設
定値に制御する手段からなり、直流送電線に流れる電流
が規定値以下になり、同時に他励式変換器の交流電圧が
規定値以下となったとき、自励式変換器の直流電圧設定
値を変更することによって、解決される。ここで、自励
式変換器の直流電圧設定値は、直流送電線の電流の大き
さに応じて連続的に変更し、または、直流送電線の電流
の大きさに対応して予め設定した第１の設定値と第２の
設定値に段階的に変更する。また、直流送電線に流れる
電流が規定値以下になったとき、自励式変換器の直流電
圧設定値を変更し、他励式変換器の交流電圧が規定値に
戻ったことを条件に、設定時間をもたせて自励式変換器
の直流電圧設定値の変更を解除することによって、解決
される。ここで、自励式変換器の直流電圧設定値の変更
は、予め設定された時間以上継続して直流送電線に流れ
る電流が規定値以下になった場合および／または予め設
定された時間以上継続して他励式変換器の交流側電圧が
規定値以下となった場合に行う。
の電流を検出する手段、電流が規定値よりも小さくなっ
たことを検出する手段、他励式変換器の交流電圧の大き
さを検出する手段、交流電圧が規定値以下となったこと
を検出する手段、直流電流が規定値以下となり、かつ、
交流電圧が規定値以下となったことを検出するアンド手
段、検出された直流電流に応じて自励式変換器の電圧設
定値を作成する手段、アンド手段の出力結果に応じて電
圧設定値を切替える手段、自励式変換器の直流電圧を設
定値に制御する手段からなり、直流送電線に流れる電流
が規定値以下になり、同時に他励式変換器の交流電圧が
規定値以下となったとき、自励式変換器の直流電圧設定
値を変更することによって、解決される。ここで、自励
式変換器の直流電圧設定値は、直流送電線の電流の大き
さに応じて連続的に変更し、または、直流送電線の電流
の大きさに対応して予め設定した第１の設定値と第２の
設定値に段階的に変更する。また、直流送電線に流れる
電流が規定値以下になったとき、自励式変換器の直流電
圧設定値を変更し、他励式変換器の交流電圧が規定値に
戻ったことを条件に、設定時間をもたせて自励式変換器
の直流電圧設定値の変更を解除することによって、解決
される。ここで、自励式変換器の直流電圧設定値の変更
は、予め設定された時間以上継続して直流送電線に流れ
る電流が規定値以下になった場合および／または予め設
定された時間以上継続して他励式変換器の交流側電圧が
規定値以下となった場合に行う。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明を適用した制御装置を
備えた他励式変換器と自励式変換器から構成されるハイ
ブリッド式直流送電設備の一実施形態を示す。図の番号
にしたがって説明すると、１は他励式変換器により構成
される順変換器、２は自励式変換器により構成される逆
変換器、１１、２１は交流系統、１２、２２は変換器の
つながる交流母線、１３、２３は遮断器、１４、２４は
変換用変圧器、１５は直流電流を平滑するための直流リ
アクトル、２５は直流コンデンサ、３０ａは直流送電線
本線、３０ｂは帰路線を示す。周波数変換や非同期連系
の場合は送電線がない場合もある。１６は他励式変換器
１の制御装置、１７は他励式変換器１の交流系統側の電
圧を検出する交流電圧変成器であり、検出された出力を
Ｖ１で示す。１８は順変換器側の直流電流を検出する第
１の直流電流変成器であり、検出された出力をＩｄで示
す。２６は逆変換器の直流送電線側の電流を検出する第
２の直流電流変成器であり、検出された出力をＩｉで示
す。２７は逆変換器の直流送電線の電圧を検出する直流
電圧変成器であり、検出された出力をＶｃで示す。２８
は逆変換器の交流側の電圧を検出する交流電圧変成器で
あり、検出された出力をＶ２で示す。２９は交流電流変
成器であり、検出された出力をＩ２で示す。２０７はＰ
Ｑ検出器であり、交流電圧検出値Ｖ２と交流電流検出値
Ｉ２から計算された出力を有効電力Ｐ２、無効電力Ｑ２
で示す。３０は逆変換器である自励式変換器２の制御装
置を示す。
用いて説明する。図１は、本発明を適用した制御装置を
備えた他励式変換器と自励式変換器から構成されるハイ
ブリッド式直流送電設備の一実施形態を示す。図の番号
にしたがって説明すると、１は他励式変換器により構成
される順変換器、２は自励式変換器により構成される逆
変換器、１１、２１は交流系統、１２、２２は変換器の
つながる交流母線、１３、２３は遮断器、１４、２４は
変換用変圧器、１５は直流電流を平滑するための直流リ
アクトル、２５は直流コンデンサ、３０ａは直流送電線
本線、３０ｂは帰路線を示す。周波数変換や非同期連系
の場合は送電線がない場合もある。１６は他励式変換器
１の制御装置、１７は他励式変換器１の交流系統側の電
圧を検出する交流電圧変成器であり、検出された出力を
Ｖ１で示す。１８は順変換器側の直流電流を検出する第
１の直流電流変成器であり、検出された出力をＩｄで示
す。２６は逆変換器の直流送電線側の電流を検出する第
２の直流電流変成器であり、検出された出力をＩｉで示
す。２７は逆変換器の直流送電線の電圧を検出する直流
電圧変成器であり、検出された出力をＶｃで示す。２８
は逆変換器の交流側の電圧を検出する交流電圧変成器で
あり、検出された出力をＶ２で示す。２９は交流電流変
成器であり、検出された出力をＩ２で示す。２０７はＰ
Ｑ検出器であり、交流電圧検出値Ｖ２と交流電流検出値
Ｉ２から計算された出力を有効電力Ｐ２、無効電力Ｑ２
で示す。３０は逆変換器である自励式変換器２の制御装
置を示す。
【０００６】次に、制御装置を説明する。１０１は電流
設定値Ｉｄｐと直流電流検出値Ｉｄを入力として、Ｉｄ
がＩｄｐに等しくなるように他励式変換器１の直流出力
電圧を制御する定電流制御回路であり、一般には送電電
力指令値Ｐｐを直流電圧Ｖｄで割った値が電流設定値と
して与えられる。即ち、
設定値Ｉｄｐと直流電流検出値Ｉｄを入力として、Ｉｄ
がＩｄｐに等しくなるように他励式変換器１の直流出力
電圧を制御する定電流制御回路であり、一般には送電電
力指令値Ｐｐを直流電圧Ｖｄで割った値が電流設定値と
して与えられる。即ち、
【数式１】Ｉｄｐ＝Ｐｐ／Ｖｄ １０２は定電流制御回路１０１の出力に応じて位相制御
されたゲートパルスを出力する位相制御回路であり、ゲ
ートパルスは他励式変換器１に導かれる。２００は直流
電流Ｉｉを入力として直流電圧設定値Ｖｐを作成する設
定値作成回路であり、詳細は後述する。２０１は直流電
圧設定値Ｖｐと直流電圧検出値Ｖｃを入力として、Ｖｃ
がＶｐに等しくなるように自励式変換器２の直流電圧を
制御する直流電圧制御回路、２０２は送電電力指令値Ｐ
ｐと、交流電圧検出値Ｖ２と交流電流検出値Ｉ２から計
算された有効電力Ｐ２を入力として、Ｐ２がＰｐに等し
くなるように自励式変換器２の直流電圧を制御する有効
電力制御回路、２０３は無効電力指令値Ｑｐと、交流電
圧検出値Ｖ２と交流電流検出値Ｉ２から計算された無効
電力Ｑ２を入力として、Ｑ２がＱｐに等しくなるように
自励式変換器２の直流電圧を制御する無効電力制御回路
であり、この出力が無効分電流の指令値となる。２０４
は直流電圧制御回路２０１と有効電力制御回路のうちの
適切な出力を選択する信号選択回路であり、この出力が
有効分電流の指令値となる。２０５は検出された交流電
流Ｉ２を入力として有効分と無効分に分け、各々が有効
分電流指令値と無効分電流指令値に等しくなるように制
御される非干渉電流制御回路であり、この回路には非干
渉電流制御回路２０５の出力を２軸／３軸変換及び３相
信号への逆変換回路を含むものとする。２０６は非干渉
電流制御回路２０５の出力からＰＷＭのオンオフゲート
パルスを作成するＰＷＭパルス作成回路であり、作成さ
れたパルスは自励式変換器２に導かれる。
されたゲートパルスを出力する位相制御回路であり、ゲ
ートパルスは他励式変換器１に導かれる。２００は直流
電流Ｉｉを入力として直流電圧設定値Ｖｐを作成する設
定値作成回路であり、詳細は後述する。２０１は直流電
圧設定値Ｖｐと直流電圧検出値Ｖｃを入力として、Ｖｃ
がＶｐに等しくなるように自励式変換器２の直流電圧を
制御する直流電圧制御回路、２０２は送電電力指令値Ｐ
ｐと、交流電圧検出値Ｖ２と交流電流検出値Ｉ２から計
算された有効電力Ｐ２を入力として、Ｐ２がＰｐに等し
くなるように自励式変換器２の直流電圧を制御する有効
電力制御回路、２０３は無効電力指令値Ｑｐと、交流電
圧検出値Ｖ２と交流電流検出値Ｉ２から計算された無効
電力Ｑ２を入力として、Ｑ２がＱｐに等しくなるように
自励式変換器２の直流電圧を制御する無効電力制御回路
であり、この出力が無効分電流の指令値となる。２０４
は直流電圧制御回路２０１と有効電力制御回路のうちの
適切な出力を選択する信号選択回路であり、この出力が
有効分電流の指令値となる。２０５は検出された交流電
流Ｉ２を入力として有効分と無効分に分け、各々が有効
分電流指令値と無効分電流指令値に等しくなるように制
御される非干渉電流制御回路であり、この回路には非干
渉電流制御回路２０５の出力を２軸／３軸変換及び３相
信号への逆変換回路を含むものとする。２０６は非干渉
電流制御回路２０５の出力からＰＷＭのオンオフゲート
パルスを作成するＰＷＭパルス作成回路であり、作成さ
れたパルスは自励式変換器２に導かれる。
【０００７】図２に、設定値作成回路２００の入出力特
性例を示す。この入出力特性は、逆変換器側の直流電流
Ｉｉを入力として、
性例を示す。この入出力特性は、逆変換器側の直流電流
Ｉｉを入力として、
【数式２】 Ｉｉ＜Ｉｉ２： Ｖｐ＝Ｖｐ２（ＡＶＲ２） Ｉｉ２＜Ｉｉ＜Ｉｉ１： Ｖｐ＝Ｆ（Ｉｉ） Ｉｉ１＜Ｉｉ： Ｖｐ＝Ｖｐ１（ＡＶＲ１） Ｉｉ３＜Ｉｉ： 定電力制御（ＡＰＲ）特性 となっている。 ここに、Ｆ（Ｉｉ）：Ｉｉを変数とした関数を表す。
【０００８】図１の自励式変換器２の制御装置のブロッ
クの説明を続けると、２１０は自励式変換器２の直流コ
ンデンサ２５の直流送電線側の直流電流を検出する第２
の直流電流変成器２６の検出出力であるＩｉを入力とし
て、Ｉｉの大きさが規定値以下となったとき”１”とな
り、その他は”０”の信号を出力する第１の比較回路、
２１１は他励式変換器１の交流系統の交流電圧変成器１
７の検出出力であるＶ１を入力として、Ｖ１の大きさが
規定値以下となったとき”１”となり、その他は”０”
の信号を出力する第２の比較回路、２１２はアンド回路
であり、第１の比較回路と第２の比較回路２つの出力が
共に”１”のときのみ”１”を出力し、その他のとき
は”０”を出力する。２１３はスイッチ回路であり、ア
ンド回路２１２の出力をスイッチングの入力条件とし、
該出力が”０”のとき、定格直流電圧設定値Ｖｐ１を選
択し、”１”のとき、設定値作成回路２００を選択して
直流電圧制御回路２０１の設定値Ｖｐとなる。
クの説明を続けると、２１０は自励式変換器２の直流コ
ンデンサ２５の直流送電線側の直流電流を検出する第２
の直流電流変成器２６の検出出力であるＩｉを入力とし
て、Ｉｉの大きさが規定値以下となったとき”１”とな
り、その他は”０”の信号を出力する第１の比較回路、
２１１は他励式変換器１の交流系統の交流電圧変成器１
７の検出出力であるＶ１を入力として、Ｖ１の大きさが
規定値以下となったとき”１”となり、その他は”０”
の信号を出力する第２の比較回路、２１２はアンド回路
であり、第１の比較回路と第２の比較回路２つの出力が
共に”１”のときのみ”１”を出力し、その他のとき
は”０”を出力する。２１３はスイッチ回路であり、ア
ンド回路２１２の出力をスイッチングの入力条件とし、
該出力が”０”のとき、定格直流電圧設定値Ｖｐ１を選
択し、”１”のとき、設定値作成回路２００を選択して
直流電圧制御回路２０１の設定値Ｖｐとなる。
【０００９】今、他励式変換器１の交流系統で事故が発
生し、自励式変換器２の直流電圧よりも低くなったとす
ると、第２の比較回路２１１の出力が”１”となり、ま
た、直流電流が流れなくなるので、第１の比較回路の出
力が”１”となり、アンド回路の出力が”１”となる。
このため、スイッチ回路２１３は設定値作成回路２００
の出力を出力する。設定値作成回路２００では入力のＩ
ｉの大きさに応じて図２に示した特性に従った電圧設定
Ｖｐが出力され、この値が直流電圧制御回路２０１の設
定値となり、直流コンデンサ電圧Ｖｃが設定値Ｖｐと等
しくなるようにフィードバック制御される。自励式変換
器２の電圧設定値が下げられ、直流電流が流れると、第
１の比較回路２１０の出力が”０”となり、アンド回路
２１２の出力が”０”となるので、スイッチ回路２１３
が切り替わることになる。このため、第１の比較回路２
１０の”１”から”０”へのリセットは、交流電圧の回
復を表す第２の比較回路２１１のリセット時に設定時間
をもたせてリセットするのがよい。事故が除去され、交
流電圧が回復すると、第２の比較回路２１１の出力が”
０”となり、アンド回路の出力が設定時間の後”０”と
なるので、スイッチ回路２１３の出力が定格電圧設定値
Ｖｐ１に切り替わり、通常の定格運転に戻る。ここで、
図２のＶｐ１は定格直流電圧設定値と同じ値としている
が、異なった値としてもＩｉとＶ１の値によりスイッチ
回路２１３により固定のＶｐ１に切り替わるので、悪影
響は起こらない。また、図２中にＡＰＲ特性を示すが、
この特性は有効電力制御回路２０２により決まる直流電
圧−電流特性であり、設定値作成回路２００に持たせる
べき特性ではない。
生し、自励式変換器２の直流電圧よりも低くなったとす
ると、第２の比較回路２１１の出力が”１”となり、ま
た、直流電流が流れなくなるので、第１の比較回路の出
力が”１”となり、アンド回路の出力が”１”となる。
このため、スイッチ回路２１３は設定値作成回路２００
の出力を出力する。設定値作成回路２００では入力のＩ
ｉの大きさに応じて図２に示した特性に従った電圧設定
Ｖｐが出力され、この値が直流電圧制御回路２０１の設
定値となり、直流コンデンサ電圧Ｖｃが設定値Ｖｐと等
しくなるようにフィードバック制御される。自励式変換
器２の電圧設定値が下げられ、直流電流が流れると、第
１の比較回路２１０の出力が”０”となり、アンド回路
２１２の出力が”０”となるので、スイッチ回路２１３
が切り替わることになる。このため、第１の比較回路２
１０の”１”から”０”へのリセットは、交流電圧の回
復を表す第２の比較回路２１１のリセット時に設定時間
をもたせてリセットするのがよい。事故が除去され、交
流電圧が回復すると、第２の比較回路２１１の出力が”
０”となり、アンド回路の出力が設定時間の後”０”と
なるので、スイッチ回路２１３の出力が定格電圧設定値
Ｖｐ１に切り替わり、通常の定格運転に戻る。ここで、
図２のＶｐ１は定格直流電圧設定値と同じ値としている
が、異なった値としてもＩｉとＶ１の値によりスイッチ
回路２１３により固定のＶｐ１に切り替わるので、悪影
響は起こらない。また、図２中にＡＰＲ特性を示すが、
この特性は有効電力制御回路２０２により決まる直流電
圧−電流特性であり、設定値作成回路２００に持たせる
べき特性ではない。
【００１０】このときの順変換器と逆変換器を合わせた
２つの変換器の直流電流Ｉｄに対する直流電圧Ｖｄ特性
を図３に示す。通常運転時、逆変換器（自励式変換器
２：ＩＮＶ）は定電圧制御ＡＶＲ１の制御にあり、順変
換器（他励式変換器１：ＲＥＣ）は定電流制御にあり、
実線に示す。各変換器の動作は２つの曲線の交点ｏにあ
る。 順変換器側の交流系統で事故が発生し、交流電圧
が低下すると、ＲＥＣの制御は細線に示すように最小制
御角運転となり、逆変換器は破線に示すように図２の特
性に切り替わる。このときの各変換器の動作点はｏ’と
なる。即ち、他励式変換器側の直流電圧が逆変換器側の
電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応じて自励式
変換器２の直流電圧が下げられるので、従来のように直
流電流が流れなくなって送電が停止することはなく、運
転を継続して行うことができる。
２つの変換器の直流電流Ｉｄに対する直流電圧Ｖｄ特性
を図３に示す。通常運転時、逆変換器（自励式変換器
２：ＩＮＶ）は定電圧制御ＡＶＲ１の制御にあり、順変
換器（他励式変換器１：ＲＥＣ）は定電流制御にあり、
実線に示す。各変換器の動作は２つの曲線の交点ｏにあ
る。 順変換器側の交流系統で事故が発生し、交流電圧
が低下すると、ＲＥＣの制御は細線に示すように最小制
御角運転となり、逆変換器は破線に示すように図２の特
性に切り替わる。このときの各変換器の動作点はｏ’と
なる。即ち、他励式変換器側の直流電圧が逆変換器側の
電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応じて自励式
変換器２の直流電圧が下げられるので、従来のように直
流電流が流れなくなって送電が停止することはなく、運
転を継続して行うことができる。
【００１１】図４は、本発明の他の実施形態を示す。図
１と同じ番号のものは同じ機能を示す。図１では自励式
変換器２の制御回路３０の直流電圧制御回路２０１の設
定値Ｖｐを直流電流Ｉｉにより作成しているが、本実施
形態では、Ｉｉによらず、一定値のＶｐｘ１とＶｐｘ２
としている。この設定値の切替のみをＩｉと他励式変換
器側の交流電圧Ｖ１の大きさで行う。今、Ｖｐｘ１を定
格直流電圧設定値に等しくとり、Ｖｐｘ２を自励式変換
器２が出せる最小の直流電圧設定値に選び、アンド回路
２１２の出力が”０”のときＶｐｘ１、”１”のときＶ
ｐｘ２を選択するようにスイッチ回路２１３をセットす
るものとする。このときの各変換器の動作を図５に示
す。実線に通常の定格運転時の動作を示し、２つの曲線
の交点が動作点ｏを表しており、順変換器（ＲＥＣ）は
定電流制御、逆変換器（ＩＮＶ）は定電圧制御で運転さ
れる。他励式変換器１の順変換器の交流系統で事故が発
生し、電圧が低下すると、順変換器は最小制御角運転と
なり、逆変換器はＶ１が低下し、Ｉｉが流れなくなるの
で、スイッチ回路２１３によりＶｐｘ２に切り替わる。
順変換器の動作は破線に示すようになり、動作点はｏ’
となる。即ち、他励式変換器側の直流電圧が逆変換器側
の電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応じて自励
式変換器２の直流電圧が下げられるので、従来のように
直流電流が流れなくなって送電が停止することはなく、
運転を継続して行うことができる。事故が除去される
と、交流電圧Ｖ１が回復するので、第２の比較回路の出
力が”０”となり、スイッチ回路によりＶｐｘ１に切り
替わり、通常の定格運転に戻る。この場合、第２の比較
回路の出力が”０”となった時点から設定時間をおいて
スイッチ回路２１３によりＶｐｘ１に切り替わるように
するのが実際的である。
１と同じ番号のものは同じ機能を示す。図１では自励式
変換器２の制御回路３０の直流電圧制御回路２０１の設
定値Ｖｐを直流電流Ｉｉにより作成しているが、本実施
形態では、Ｉｉによらず、一定値のＶｐｘ１とＶｐｘ２
としている。この設定値の切替のみをＩｉと他励式変換
器側の交流電圧Ｖ１の大きさで行う。今、Ｖｐｘ１を定
格直流電圧設定値に等しくとり、Ｖｐｘ２を自励式変換
器２が出せる最小の直流電圧設定値に選び、アンド回路
２１２の出力が”０”のときＶｐｘ１、”１”のときＶ
ｐｘ２を選択するようにスイッチ回路２１３をセットす
るものとする。このときの各変換器の動作を図５に示
す。実線に通常の定格運転時の動作を示し、２つの曲線
の交点が動作点ｏを表しており、順変換器（ＲＥＣ）は
定電流制御、逆変換器（ＩＮＶ）は定電圧制御で運転さ
れる。他励式変換器１の順変換器の交流系統で事故が発
生し、電圧が低下すると、順変換器は最小制御角運転と
なり、逆変換器はＶ１が低下し、Ｉｉが流れなくなるの
で、スイッチ回路２１３によりＶｐｘ２に切り替わる。
順変換器の動作は破線に示すようになり、動作点はｏ’
となる。即ち、他励式変換器側の直流電圧が逆変換器側
の電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応じて自励
式変換器２の直流電圧が下げられるので、従来のように
直流電流が流れなくなって送電が停止することはなく、
運転を継続して行うことができる。事故が除去される
と、交流電圧Ｖ１が回復するので、第２の比較回路の出
力が”０”となり、スイッチ回路によりＶｐｘ１に切り
替わり、通常の定格運転に戻る。この場合、第２の比較
回路の出力が”０”となった時点から設定時間をおいて
スイッチ回路２１３によりＶｐｘ１に切り替わるように
するのが実際的である。
【００１２】図６は、本発明のもう一つの他の実施形態
を示す。本実施形態では、自励式変換器２の電圧設定値
Ｖｐを直流電流値Ｉｉによって作成する構成である。図
１と同じ番号のものは同じ機能を表すので、異なったも
ののみ説明すると、２２０は第２の設定値作成回路であ
り、図１の設定値作成回路２００の図２に示した直流電
流−電圧特性と特性は同様であるが、電圧設定値Ｖｐの
戻しをＶ１のリセット信号によって戻す動作をする。即
ち、直流電流Ｉｉの低下に基づいてＶｐがＶｐ２に下げ
られると、Ｉｉ２が流れることになるが、このＩｉに応
動してＶｐが図２の特性に従って高い値に変化すると、
再び直流電流が流れなくなる。このため、Ｖｐ２からの
戻りは交流電圧Ｖ１の回復を待って戻すようにしてい
る。従って、動作は図１の場合と同様となる。本実施形
態によっても前述同様、他励式変換器側の直流電圧が逆
変換器側の電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応
じて自励式変換器２の直流電圧が下げられるので、従来
のように直流電流が流れなくなって送電が停止すること
はなく、運転を継続して行うことができる。
を示す。本実施形態では、自励式変換器２の電圧設定値
Ｖｐを直流電流値Ｉｉによって作成する構成である。図
１と同じ番号のものは同じ機能を表すので、異なったも
ののみ説明すると、２２０は第２の設定値作成回路であ
り、図１の設定値作成回路２００の図２に示した直流電
流−電圧特性と特性は同様であるが、電圧設定値Ｖｐの
戻しをＶ１のリセット信号によって戻す動作をする。即
ち、直流電流Ｉｉの低下に基づいてＶｐがＶｐ２に下げ
られると、Ｉｉ２が流れることになるが、このＩｉに応
動してＶｐが図２の特性に従って高い値に変化すると、
再び直流電流が流れなくなる。このため、Ｖｐ２からの
戻りは交流電圧Ｖ１の回復を待って戻すようにしてい
る。従って、動作は図１の場合と同様となる。本実施形
態によっても前述同様、他励式変換器側の直流電圧が逆
変換器側の電圧より小さくなっても、直流電流Ｉｉに応
じて自励式変換器２の直流電圧が下げられるので、従来
のように直流電流が流れなくなって送電が停止すること
はなく、運転を継続して行うことができる。
【００１３】なお、図１、図４、図６に示す実施形態に
おいて、自励式変換器２の直流電流Ｉｉ、他励式変換器
１の交流電圧Ｖ１は何らかの外乱によって一瞬の間だけ
それぞれの規定値以下になる場合がある。このような場
合に自励式変換器２の直流電圧設定値Ｖｐを変更してい
てはハイブリッド式直流送電設備として誤動作するケー
スがある。この誤動作を避けるために、各実施形態とも
自励式変換器２の直流電圧設定値Ｖｐの変更を自励式変
換器２の直流電流Ｉｉ、他励式変換器１の交流電圧Ｖ１
が予め設定された時間以上規定値以下を継続している場
合に行うようにしてもよい。
おいて、自励式変換器２の直流電流Ｉｉ、他励式変換器
１の交流電圧Ｖ１は何らかの外乱によって一瞬の間だけ
それぞれの規定値以下になる場合がある。このような場
合に自励式変換器２の直流電圧設定値Ｖｐを変更してい
てはハイブリッド式直流送電設備として誤動作するケー
スがある。この誤動作を避けるために、各実施形態とも
自励式変換器２の直流電圧設定値Ｖｐの変更を自励式変
換器２の直流電流Ｉｉ、他励式変換器１の交流電圧Ｖ１
が予め設定された時間以上規定値以下を継続している場
合に行うようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自励式変換器の制御装置に簡単な制御回路を設けること
より、順変換器側の交流系統事故時にも、停止すること
なく直流送電の運転継続が行える自励式変換器と他励式
変換器を組合わせて構成されるハイブリッド式直流送電
設備を実現することができる。また、自励式変換器の直
流電流、他励式変換器の交流電圧が予め設定された時間
以上規定値以下を継続している場合に、自励式変換器の
直流電圧設定値を変更することにより、ハイブリッド式
直流送電設備としての誤動作を防止し、安定した動作を
行うことができる。
自励式変換器の制御装置に簡単な制御回路を設けること
より、順変換器側の交流系統事故時にも、停止すること
なく直流送電の運転継続が行える自励式変換器と他励式
変換器を組合わせて構成されるハイブリッド式直流送電
設備を実現することができる。また、自励式変換器の直
流電流、他励式変換器の交流電圧が予め設定された時間
以上規定値以下を継続している場合に、自励式変換器の
直流電圧設定値を変更することにより、ハイブリッド式
直流送電設備としての誤動作を防止し、安定した動作を
行うことができる。
【図１】本発明を適用した制御装置を備えた他励式変換
器と自励式変換器から構成されるハイブリッド式直流送
電設備の一実施形態
器と自励式変換器から構成されるハイブリッド式直流送
電設備の一実施形態
【図２】本発明の自励式変換器の直流電流に対する直流
電圧特性を示す図
電圧特性を示す図
【図３】本発明の対象とする他励式変換器と自励式変換
器から構成されるハイブリッド式直流送電設備の各変換
器の電圧−電流特性上の動作点を示す図
器から構成されるハイブリッド式直流送電設備の各変換
器の電圧−電流特性上の動作点を示す図
【図４】本発明の他の実施形態
【図５】本発明の対象とする他励式変換器と自励式変換
器から構成されるハイブリッド式直流送電設備の各変換
器の電圧−電流特性上の動作点を示す図
器から構成されるハイブリッド式直流送電設備の各変換
器の電圧−電流特性上の動作点を示す図
【図６】本発明の他の実施形態
１：他励式変換器、２：自励式変換器、１１、２１：交
流系統、１２、２２：交流母線、３０ａ：直流送電線本
線、３０ｂ：帰路線、１６：他励式変換器の制御装置、
１７：交流電圧変成器、１８：第１の直流電流変成器、
２６：第２の直流電流変成器検出器、２７：直流電圧変
成器、２８：交流電圧変成器、２９：交流電流変成器、
３０：自励式変換器の制御装置、１０１：定電流制御回
路、１０２：位相制御回路、２００：第１の設定値作成
回路、２０１：直流電圧制御回路、２０２：有効電力制
御回路、２０３：無効電力制御回路、２０４：信号選択
回路、２０５：非干渉電流制御回路、２０６：ＰＷＭパ
ルス作成回路、２１０：第１の比較回路、２１１：第２
の比較回路、２１２：アンド回路、２１３：スイッチ回
路、２２０：第２の設定値作成回路
流系統、１２、２２：交流母線、３０ａ：直流送電線本
線、３０ｂ：帰路線、１６：他励式変換器の制御装置、
１７：交流電圧変成器、１８：第１の直流電流変成器、
２６：第２の直流電流変成器検出器、２７：直流電圧変
成器、２８：交流電圧変成器、２９：交流電流変成器、
３０：自励式変換器の制御装置、１０１：定電流制御回
路、１０２：位相制御回路、２００：第１の設定値作成
回路、２０１：直流電圧制御回路、２０２：有効電力制
御回路、２０３：無効電力制御回路、２０４：信号選択
回路、２０５：非干渉電流制御回路、２０６：ＰＷＭパ
ルス作成回路、２１０：第１の比較回路、２１１：第２
の比較回路、２１２：アンド回路、２１３：スイッチ回
路、２２０：第２の設定値作成回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 清 東京都狛江市岩戸北二丁目11番１号 財団 法人 電力中央研究所内 (72)発明者 高崎 昌洋 東京都狛江市岩戸北二丁目11番１号 財団 法人 電力中央研究所内 (72)発明者 宜保 直樹 東京都狛江市岩戸北二丁目11番１号 財団 法人 電力中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 他励式変換器と自励式変換器が直流回路
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
備の制御装置において、直流送電線に流れる電流が規定
値以下になり、同時に他励式変換器の交流電圧が規定値
以下となったとき、自励式変換器の直流電圧設定値を変
更することを特徴とするハイブリッド式直流送電設備の
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記自励式変換器の
直流電圧設定値は、直流送電線の電流の大きさに応じて
連続的に変更することを特徴とするハイブリッド式直流
送電設備の制御装置。 - 【請求項３】 他励式変換器と自励式変換器が直流回路
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
備の制御装置において、直流送電線に流れる電流が規定
値以下になり、同時に他励式変換器の交流電圧が規定値
以下となったとき、自励式変換器の直流電圧設定値を直
流送電線の電流の大きさに対応して予め設定した第１の
設定値と第２の設定値に段階的に変更することを特徴と
するハイブリッド式直流送電設備の制御装置。 - 【請求項４】 他励式変換器と自励式変換器が直流回路
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
備の制御装置において、直流送電線に流れる電流が規定
値以下になったとき、自励式変換器の直流電圧設定値を
変更し、他励式変換器の交流電圧が規定値に戻ったこと
を条件に、設定時間をもたせて前記自励式変換器の直流
電圧設定値の変更を解除することを特徴とするハイブリ
ッド式直流送電設備の制御装置。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかにおい
て、自励式変換器の直流電圧設定値の変更は、予め設定
された時間以上継続して直流送電線に流れる電流が規定
値以下になった場合および／または予め設定された時間
以上継続して他励式変換器の交流側電圧が規定値以下と
なった場合に行うことを特徴とするハイブリッド式直流
送電設備の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14054798A JP3364588B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | ハイブリッド式直流送電設備の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14054798A JP3364588B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | ハイブリッド式直流送電設備の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11332096A true JPH11332096A (ja) | 1999-11-30 |
| JP3364588B2 JP3364588B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=15271223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14054798A Expired - Fee Related JP3364588B2 (ja) | 1998-05-07 | 1998-05-07 | ハイブリッド式直流送電設備の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364588B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017158891A1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および電力システム |
-
1998
- 1998-05-07 JP JP14054798A patent/JP3364588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017158891A1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-09-21 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および電力システム |
| JP6253858B1 (ja) * | 2016-03-15 | 2017-12-27 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置および電力システム |
| US10931113B2 (en) | 2016-03-15 | 2021-02-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device and power system performing protection control for suppressing received power |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3364588B2 (ja) | 2003-01-08 |
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