JPS5826529A - 直流送電系統の制御装置 - Google Patents

直流送電系統の制御装置

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JPS5826529A
JPS5826529A JP56122978A JP12297881A JPS5826529A JP S5826529 A JPS5826529 A JP S5826529A JP 56122978 A JP56122978 A JP 56122978A JP 12297881 A JP12297881 A JP 12297881A JP S5826529 A JPS5826529 A JP S5826529A
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JP
Japan
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control
circuit
constant current
gain
transmission system
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Pending
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JP56122978A
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English (en)
Inventor
町田 武彦
幸雄 吉田
清 竹中
秀文 白濱
菅原 昭一
隆二 伊予谷
小西 博雄
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Hitachi Ltd
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流送電系統の制御装置に係り、特に送電する
直流電流を一定に保つ定電流制御に好適な直流送電系統
の制御装置に関する。
第1図は、直流送電系統の定電流制御系をブロックで示
したものであり、定電流制御回路1、位相制御装置2、
電力変換装置3、直流送電系統4、直流電流検出器5か
らなっている。定電流制御回路1は、直流電流設定値工
。と直流電流検出値Iaとの差として得られる制御偏差
εを入力として、制御偏差6の絶対値が小さくなるよう
に電力変換装置3の位相制御を行うための制御信号C1
r作成するもので、通常比例、積分、微分要素等からな
る。位相制御装置2は制御信号Cに従って、電力変換装
置3を運転するための点弧パルスを出力する。電力変換
装置3は、位相制御装置2からの点弧パルスによって駆
動され、交流電力を直流電力に変換し直流送電系統4に
供給する。このとき、直流電流Iの値は、直流送電系統
4の特性によって決まる。直流電流検出器5は直流電流
■を検出し、直流電流検出値Idとして出力する。
このような直流送電系統の定電流制御系は、直流送電系
統が正常なときの割−動作だけでなく、送電線地絡など
の事故が発生した場合の過電流を抑制し、機器を保護す
る働きもする。したがって、定電流制御系の応答はきわ
めて高速でなければならない。
このtめ従来から、定電流制御回路1は、通常の制御動
作を行う低速制御回路の他に、過電流保護のための高速
制御回路を有しており、過電流が発生した場合には、高
速制御回路に切9換え、応答の高速化を図っている。
第2図は、従来の定電流制御回路1の構成例を示すもの
で、低速制御回路6と高速制御回路7を切り換え回路9
によって切り換えられる工うになっている。切り換え回
路9を動作させる信号は、レベル検出回路8で作成して
いる。レベル検出回路8は、通常は、低速制御回路6の
出力を制御信号Cとするための信号を発生し、直流電流
検出値Iζがある電流レベルL11よりも大きくなると
、過電流が生じたものとして、高速制御回路7の出力を
制御信号Cとするような切り換え信号を発生する。
このような定電流制御回路1を適用した定電流制御系の
特性を第3図に示す。同図では、過電流IdMが時点t
0に発生したとしている。この時まず、低速制御回路6
のみが動作するものと仮定すると、制御系の応答は波形
11のようになる。ま九高速制御回路7のみが動作する
ものと仮定すると制御系の応答は波形12のようになる
。応答波形12においては、−巡利得が大きいので、電
流の変化は高速であるが、時点t、において電流が最終
的に落ち付く定常値Iaoを飛び越えて行き過き量が発
生し、結果的には、電流が落ち付くまで時間がかかる。
応答波形11.12を与える制御回路6,7を電流レベ
ルl1llで切換えるようにした第2図の定電流制御回
路1を適用した場合には、応答波形13が得られ定常値
■シ、へ落着くまでの時間が短縮される。
また、低速制御回路6と高速制御回路7の中間の応答特
性をもつ中速制御回路を設け、電流レベル■1と電流レ
ベル■む<xao<rむく■−の間で動作させるように
すれば、第3図の゛波形14のような応答が得られ、さ
らに特性の改善ができる。
このように、定電流制御回路lを、特性の異なる複数の
制御口・路で構成し、制御状態に応じてそれらの制御回
路を選択するようにすれば、定電流制御系の応答を高速
にすることができる。しかし、このような方法を用いる
と、応答時間を短くしようとするほど定電流制御回路1
が複雑になるという欠点がある。
本発明の目的は、上記し九従来技術の欠点をなくシ、定
電流制御回路を複雑化することなく、高速で定電流制御
が行えるようにし九直流送電系統の制御装置を提供する
にある。
本発明は、制御系を構成するループの一巡利得を変化さ
せることによって制御系の応答特性を変えることができ
るという点に着目し、その利得が直流電流検出値Iaま
友は制御偏差6の値に応じて、直流電流検出値Iaの定
常値Iagへの到達時間が十分小さくなるように設定さ
れた利得補償回路を、上記ループ内に設けたことを特徴
としている。
以下、本発明の詳細な説明する。第4A図は直流電流検
出値Iaによって一巡利得を補償する場合の構成を示し
、補償回路15の利得は、Iaの関数F(Id)で表さ
れる。
第4B図は、制御偏差εによって一巡利得を補償する場
合の構成を示し、補償回路16の利得は、εの関数Q(
ε)で表される。ここで、Cf。
Ccは一巡利得を補償した後の制御信号である。
゛ここで、第4A囚の補償回路の関’a’F (I a
 )を、例えば定電流制御系の応答が第゛3図の波形1
3のようになるように定め九場合を第5因に示す。すな
わち工4≧Ia1においてはF(Ia)”Fl とし、
Id(IdtのときはF(Id)=F。
とすればよい。ここで、Flは定電流制御系の応答をg
2図の高速制御回路7と同じ特性になるように、−巡利
得を補償するための利得であり、また%FOは、定電流
制御系の応答を第2図の低速制御回路6と同じ特性とす
るための利得である。
また、F(Id)の特性を第6図の実線のようにすれば
、定電流制御系の応答は第3図の波形14のようになる
。ここで、paは、中速制御回路に対応する利得である
。また、関数F(Id)を第6図の一点鎖線のような連
続関数にすればく無数の制御回路を設け。たのと同じに
なり、定電流制御系の応答をさらに高速なものとするこ
とができる。
r d≧Id(Hの場合だけでなく、Ia<Ia。の場
合も一巡利得を補償するようにするには、関数F(Ia
)の特性は第7図の実線のようにすればよい。また、F
(Td)は、曲線でもかまわないやで、第7図の一点鎖
線のようにすることもてきる。したがって、関数F(I
iの一般式としては、次の弐を用いるのが適当である。
F (Ia )=ao +a、 l Ido−Id1+
a! l Ido−Id12 + as l Ido  I a l ” + =”こ
こでaO* al * al e ”A *・・・・・
・は定数である。
以上のような応答特性は、第4B図の回路でも同性に得
ることができ、この場合、関数Q(ε)の一般式として
は次の式を用いるのが適当である。
Q(ε)=b(1+bllεl+btlεI2+b、1
ε13+・・・−・・ ここです。e bl e bl e bl・・・・・・
は定数である。
このとき、関数Q(ε)の特性は第8図のようになる。
次に、第4A図および第4B図に機能的に示した本発明
の制御系の構成例は、各ブロックをそのままハードウェ
アにおきかえて実現することも可能であるが、以下では
これらをまとめて1つの演算処理装置により実現するよ
うにした実施例を、第9図により説明する。
第9図の演算処理装置は、入力回路21、演算処理回路
22、出力回路23、パルス回路24および記憶回路2
5からなっている。演算処理回路22は、パルス発生回
路24からのパルス信号によって起動され、記憶回路2
5に記憶されている演算姓理手続きに従って入力回路2
1を介して直流電流設定値■。と直流電流検出値Idを
取込み、演算処理を行い、出力回路23を介して制御信
号Cを出力する。
第10図は、第9図の演算処理装置の動作を示すもので
、パルス発生回路24からのパルス信号Pは周期Toを
有しており、このパルス信号PがLレベルからHレベル
に変化するとき、演算処理回路22が起動されるとすれ
ば、演算処理回路22の演算処理OPは、同図の斜線で
示したT1でくり返し行われる。
以上のような演算処理装置で、例えば第4B図の制御系
を実現すると、演算処理手続きのアルゴリズムは第11
図のようになる。すなわち、演算処理回路22が起動さ
れると、演算処理31において、直流電流設定値■。と
直流電流検出値Iaとを入力回路21を介して取り込み
、それらの差を制御偏差εとする。次に演算処理32に
おいて定電流制御回路1“の特性R(ε)を算出してこ
れを′制御信号Cとする。さらに、演算処理33におい
て一巡利得を補償するための、第8図に示したような利
得Q(ε)を求め、制御信号Cとの乗算により、補償後
の制御信号C9を作成する。
第4A図の場合もほぼ同様なアルゴリズムにより実現可
能である。
以上のような演算処理手続きを備えt処理装置を用いれ
ば、定電流制御回路を多数の制御回路で構成し、制御状
態に応じて制御回路を切り換えたのと同様な、早い応答
特性の定電流制御系を実現でき、かつその特性の設定、
変更もプログラムを入れ替えるだけで容易に行える。
次に、第4A図および第4B図の実施例では、利得補償
回路15あるいは16を定電流制御回路1に直列に挿入
し九場合であり几が、これを定電流制御回路1内の定数
ごとに補償するようにした実施例について説明する。
定電流制御回路1は、基本的には比例要素、積分要素お
よび微分要素で構成されているが、そのいくつかの例を
、第12A図、第12B図および第12C図に示す。第
12A図は比例要素41のみであり、制御信号Cは制御
偏差εに比例している。第12BWは比例要素41と積
分要素42を組み合わせた場合であり、第12C図は、
比例要素41、積分要素42および微分要素43を組み
合わせ九場合である。一般の定電流制御回路1は、これ
らのうちのどれかが用いられる。
したがって、本発明は、比例要素41、積分要素42お
よび微分要素43の個々について適用することもできる
そこで、この方法を第9図で説明した演算処理により実
現するためのアルゴリズムを次に述べる。
第13A図は、比例要素41に本発明を適用した場合の
アルゴリズムを示し次もので、演算処理装置は、起動さ
れると、演算処理51において制御偏差6を作成し、演
算処理52において、比例要素の利得gpとの乗算を行
って比例制御信号Rpを求め、処理53で制御偏差εの
関数QP(ε)による補償を行い、補償後の比例?ff
t+a信号Cpを作成する。
第13B図は積分要素に本発明を適用し念場合を示し、
処理55で制御偏差εと制到信号の増加分についての利
得grとの乗算を行って制御信号の増加分R1を求め、
処理56において、制御偏差εの関数Ql(ε)で、制
御信号の増加分REの補償を行い、−周期前に求め比制
御偏差CIに加え、あらたに、制御信号CIとする。
第13C図は微分要素に本発明を適用した場合を示し、
処理58で、−周期前に演算処理装置が作成した制御偏
差ε。を制御偏差εから引き、制御偏差εの時間に対す
る傾きを求め、微分要素についての利得goを掛けて微
分制御信号Ro“とする。次に処理59において、εの
関数Qa(ε)でRDを補償して補償後の微分制御信号
CDを作成し、最後に、処理60で一周期後の演算処理
で使用するために現時点で入力され次εをε。とおいて
終了する。
このように、定電流制御回路の各構成要素に個別に本発
明を適用すれば、さらに高速応答の定電流制御を実現す
ることができる。
なお、演算処理装置を用いることによる処理時間遅れは
避けられないが、これは応答特性の向上に比べれば無視
しうるものである。
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、ハ
ードウェアの複雑化をまねくことなく、直流送電系統の
定電節制を高速化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は直流送電系統の従来の定電流制御系の概略を示
すブロック図、第2図は従来の定電流制御回路の構成例
を示す図、第3図は定電流制御系の応答特性を示す図、
第4A図および第4B図は本発明の実施例を示す機能ブ
ロック図箋第5図−第′6図、第7図および第8図は本
発明の特徴とする利得補償回路の特性例を示す図、第9
図は本発明を実現するための演算処理装置の説明図、第
10図は第9図の演算処理装置の動作説明図、第11図
は第9図の演算処理装置で行う演算アルゴリズムの一例
を示す図、第12A図、第12B図および第12C図は
定電流制御回路の具体例を示す図、第13A図、第13
B図および第13C図は定電流制御回路の各構成要素ご
とに利得補償を行うようにした時の演算アルゴリズムの
例を示す図である。 1・・・定電流制御回路、2・・・位相制御装置、3・
・・電力変換装置、4・・・直流送電系統、5・・・直
流電流検出器、15.16・・・利得補償回路、21・
・・入力回路、22・・・演算処理回路、23・・・出
力回路、24・・・パルス発生回路、25・・・記憶回
路、41・・・比例要素、42・・・積分要素、43・
・・微分要素、■、・・・躬3図 ぞ4A図 禎5図 躬6図 躬7図 θ       →−ピ 第1ZA口 第1頁の続き 0発 明 者 伊予谷隆二 日立市幸町3丁目1番1号株式 %式% 日立市幸町3丁目1番1号株式 会社日立製作所日立研究所内 @出 願 人 株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目5 番1号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1゜交流電力を直流電力に変換する電力変換装置の直流
    出力電流を検出する検出器と、該検出器による検出値と
    上記出力電流の設定値との偏差をとり該偏差に応じた制
    御信号を出力する定電流制御回路と、上記制御信号の値
    により上記偏差が小さくなるように上記電力変換装置の
    出力電流を制御する位相制御回路とから制御ループを構
    成して、出力電流を一定に保つように定電流制御を行う
    直流送電系統の制御装置において、上記制御ループ内に
    利得可変の利得補償回路を挿入するとともに、該利得補
    償回路の利得が、上記検出器による検出値および上記偏
    差の一方または双方に応じて定められるようにしたこと
    を特徴とする直流送電系統の制御装置。 2、前記定電流制御回路と前記利得補償回路とを演算処
    理装置により構成したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の直流送電系統の制御装置。 3、前記定電流制御回路を複数の並列接続された制御要
    素により構成するとともに、該制御要素の各々に別の利
    得特性を有する前記利得補償回路を直列接続したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の直流送電系統の
    制御装置。
JP56122978A 1981-08-07 1981-08-07 直流送電系統の制御装置 Pending JPS5826529A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6063431A (ja) * 1984-07-12 1985-04-11 Omron Tateisi Electronics Co 温度測定装置
JPH02213719A (ja) * 1989-02-14 1990-08-24 Sanyo Electric Co Ltd センサ状態表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49116543A (ja) * 1973-03-12 1974-11-07
JPS54111070A (en) * 1978-02-20 1979-08-31 Hitachi Ltd Phase controlling circuit

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