JPS6236454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流送電設備において送電電力が零に
なる現象を防止するための制御方式に関するもの
である。

第１図は、直流送電設備の一構成を表わすブロ
ツクダイアグラムである。

１１，１２は交流系統、１３―１，…，１３―
ｎ，１４―１，…，１４―ｎは遮断器、１５―
１，…，１５―ｎ，１６―１，…，１６―ｎは変
換用変成器、１７―１，…，１７―ｎ，１８−
１，…，１８―ｎは単位変換器、１９―１，…，
１９―ｎ，２０―１，…，２０―ｎは直流リアク
トル、２１は直流送電線路である。

遮断器１３―１，…，１３―ｎ、変換器用変成
器１５―１，…，１５―ｎ、単位変換器１７―
１，…，１７―ｎ、直流リアクトル１９―１，
…，１９―ｎで形成される変換装置、もしくは遮
断器１４―１，…，１４―ｎ、変換器用変成器１
６―１，…，１６―ｎ、単位変換器１８―１，
…，１８―ｎ、直流リアクトル２０―１，…，２
０―ｎで形成される変換装置が直流送電線路２１
の両端に設置されるように構成されている。

また、２３，２４は変換装置の制御装置、２２
は伝送装置で、制御装置２３，２４は定電力制
御、定電流制御、定電圧制御、定余裕角制御、も
しくは位相制御等で構成されており、変換装置の
制御装置２３，２４は伝送装置２２を介して、互
いに制御されるように形成されており、変換装置
の制御装置２３，２４によつて、それぞれ変換装
置を構成する単位変換器１７―１，…，１７―
ｎ，１８―１，…１８―ｎが制御されるように形
成されている。

直流送電設備において、変換装置の片端は順変
換装置、残りの片端は逆変換装置として運転され
るわけであるが、このときの変換装置の動作特性
は、その横軸に直流電流、縦軸に直流電圧をとる
と第２図に表わすようになる。

第２図において、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅが順変換
装置の動作特性、Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｊ→Ｋが逆変換装
置の動作特性、その交点P₁が直流送電設備の動作
点、Ｃ，Ｈ間が逆変換装置の定電流制御のみに使
用される電流マージンと呼ばれる信号であるこ
と、及びＣが直流送電設備の電流基準値である
Idptに相当することは、一般に良く知られてい
る。

ところが、本発明の場合のように、逆変換装置
の制御角にリミツトがかけられているつまり制限
値が設けられているときには、逆変換装置の動作
特性はＯ→Ｈ→Ｊ→Ｋとなる。

以下、説明を簡単にするため、変換装置は単位
変換器２台で構成されているとして述べよう。

第３図は、この従来例において直流送電線路２
１の両端に設置される変換装置の両方に具備され
ている電流基準値の制御回路のブロツク図を示
す。

第３図において、３１は分配器、３２は変換装
置の運転・停止操作制御回路、Idptは直流送電設
備の電流基準値、Idp₁，Idp₂は変換装置を構成す
る単位変換器の電流基準値で単位変換器の定電流
制御の基準信号である。

直流送電設備の電流基準値Idptは分流器３１に
入力し、運転・停止操作制御回路３２からの信号
によつて、単位変換器の電流基準値Idp₁，Idp₂に
分配される。

第４図は電流基準値の制御回路の機能を説明す
るためのグラフである。

第３図の機能を、第図のグラフを用いて以下に
説明する。

第４図の実線４２で表わすように変換装置を構
成している単位変換器が２台とも運転されている
ときには、直流送電設備の電流基準値Idptは、等
しく1/2ずつ単位変換器の電流基準値Idp₁，Idp₂
に分配され、 Idpt＝Id₁＋Idp₂ の関係が成り立つている。

また、２台の単位変換器のうちのIdp₁または
Idp₂を電流基準値としている単位変換器を停止さ
せた場合には、第４図の点線４１で示すように、
運転・停止操作制御回路３２からの信号をうけ
て、分配器３１の出力の一方の基準値Idp₂は０％
に、その出力の他方の基準値Idp₁は入力の基準値
Idptが50％以下の場合には、その入力の基準値
Idptに等しくなるように、またその入力の基準値
Idptが50％以上の場合には、出力の基準値Idp₁は
50％でリミツトがかかるように、分配器３１によ
つて制御される。

単位変換器を１台停止させたときに、直流送電
設備の電流基準値Idptを単位変換器の電流基準値
Idp₁とIdp₂に、上述のように分配する制御方式が
とられる理由は、基準値Idptが50％以下のときに
は、直流電圧が逆変換装置によつて、一ほぼ一定
に制御されているとすれば、その送電電力を変化
させないようにするために、基準値Idptを全くそ
のまま基準値Idp₁にする必要があるからであり、
基準値Idptが50％以上のときに、基準値Idp₁を50
％にリミツトをかけるのは、直流送電設備で50％
であることは、変換装置を構成する単位変換器が
２台である場合には、その50％の値が単位変換器
の電流定格となつているので、基準値Idp₁を50％
以上にすると、単位変換器は定格オーバーで運転
されるから、これを防止するためである。

直流送電設備では電流基準値Idptを伝送装置を
介して伝送することにより、順変換装置の電流基
準値Idptと逆変換装置の電流基準値Idptとは、そ
の値を同じくして運転されるので、その結果第２
図のP₁点が動作点となつている。

次に２台の単位変換器のうちの１台を停止させ
た場合に、動作点がどのように変化するかを第５
図を用いて説明しよう。説明の簡略化のため、単
位変換器２台が運転されていたときは、直流送電
設備の電流基準値Idpt＝100％で運転されていた
とする。

このときは、単位変換器の電流基準値Idp₁，
Idp₂は共に50％であり、Idp₁とIdp₂は単位変換器
の定電流制御回路の基準となつているため、順変
換装置の直流電流は100％に制御されている。

一方、逆変換装置は定余裕角制御あるいは定電
流制御で運転されているとすると、その動作点は
第５図のP₁点であつた。

この状態から、たとえば順変換装置を構成して
いる２台の単位変換器のうちの１台を手動操作
で、あるいは何らかの事故で停止したとすると、
順変換装置の第３図の電流基準値の制御回路が動
作して、その電流基準値Idp₁は50％のまま、電流
基準値Idp₂は50％から０％に変化する。

その結果、逆変換装置はＯ→Ｈ→Ｊ→Ｋの動作
特性から、Ｏ→H₁→J₁→Ｋの動作特性に移る。
すなわち、動作点はP₁からP₂に移行する。

ここで、何らかの理由により例えば伝送装置の
異常で、順変換装置を構成する２台の単位変換器
のうちの１台が停止したという信号が逆変換装置
に伝送されなかつたことを考えてみる。

順変換装置の動作特性は、単位変換器が１台停
止しているので、Ａ→B₁→C₁→D₁→Ｅとなつて
おり、一方、単位変換装置の動作特性は、その電
流基準値の制御回路が動作していないため、Ｏ→
Ｈ→Ｊ→Ｋのままである。

したがつて、動作点は第５図のP₁点からC₁点
に移行したことになり、このことは直流送電設備
において送電電力が零になつたことを意味し、交
流系統にとつて極めて好ましくない現象であると
いうばかりでなく、直流送電設備としての機能を
発揮しなくなるという欠点があつた。

かかる現象は、単位変換器が２台の場合は直流
送電設備の電流基準値Idptが50％以上のときに生
じ、ｎ台の単位変換器で構成される場合には、そ
の電流基準値Idptが（ｎ−１）１００／ｎ％以上のとき に生ずるのは明らかである。

ここにおいて、本発明の目的とするところは、
順変換装置を構成する単位変換器の少なくとも１
台が停止し、このとき、この信号が逆変換装置に
伝送されなかつたことにより、送電電力が零にな
つてしまうことを防止するための制御方式を提供
することにある。

第６図は、本発明の一実施例のブロツクダイア
グラムである。

３３は直流電流が電流基準値から電流マージン
を差し引いた値以上に低下したときに動作する直
流電流低下検出回路、３４は伝送装置が異常にな
つたときに動作する伝送装置の異常検出回路、３
５はアンド（論理積）回路、３６は遅延回路、３
７はオア（論理和）回路である。

さて、直流電流低下検出回路３３の出力は、ア
ンド回路３５の入力信号となつており、アンド回
路３５のもう一方の入力信号は伝送装置の異常検
出回路３４の出力信号であり、アンド回路３５の
出力は遅延回路３６を介してオア回路３７に入力
され、また、オア回路３７のもう一方の入力信号
は従来例と同じく伝送装置からの信号である。

このオア回路３７の出力が運転停止操作制御回
路３２に入力されるよう構成されている。

ところで、本発明の作用はこうである。

既に説明したように、直流送電設備の電流基準
値Idpt＝100％のとき、２台の単位変換器で構成
されている順変換器の１台が停止し、その信号が
逆変換装置に伝送されないと、直流送電設備の動
作点は第５図のP₁点からC₁点に移る。即ち、直
流電流は低下するので、直流電流低下検出回路３
３が動作する。

従つて、この出力信号を例えば直接、遅延回路
３６に入力されるように構成すれば、直流電流が
低下すると一定時間後オア回路３７の出力に信号
が生じる。

これによつて、運転停止操作制御回路３２は伝
送装置２２からの信号で順変換装置を構成する単
位変換器が停止したときと同じように動作するの
で、逆変換装置の動作特性は、第５図のＯ→H₁
→J₁→Ｋとなり、直流送電設備の動作点はP₂点に
移る。

この結果、送電電力が零になる現象が防止され
るようになる。

また、直流電流低下検出回路３３と遅延回路３
６の間にアンド回路３５を設け、アンド回路３５
のもう一方の入力信号を伝送装置の異常検出回路
３４の出力信号とするように構成し、伝送装置の
異常時にのみ、本発明の制御方式が動作するよう
にしても良い。

以上説明を簡単化するために、変換装置は２台
の単位変換器で構成されるとしたが、ｎ台の場合
には順変換装置を構成している何台かの単位変換
器が停止したか分らないが、逆変換装置を構成し
ている複数台の単位変換器のうちまず１台を停止
させ、この後にも、直流電圧検出回路３３もしく
は直流電圧極性判別回路３４が動作継続していれ
ば、更に１台を停止させるような制御回路を付加
することにより、ｎ台の単位変換器で構成される
変換装置の場合にも、本発明の制御方式を用いる
ことができることは明らかである。

しかして、本発明において、遅延回路３６は例
えば直流、交流線路の事故、逆変換装置の転流失
敗時には、その直流電流が変動するので、このと
き本発明の制御方式が誤動作しないように設けら
れているものである。従つて、かかるときにはこ
れを速やかに検出して、本発明の制御回路が動作
しないように、ロツク（lock）をかけるような構
成にしても良い。

それから、本発明は定電流制御回路の電流基準
値を制御する方式で説明を行なつたが、直流送電
設備は一般に定電力制御で運転され、そのマイナ
ー制御として定電流制御を行なう場合が多い。直
流送電設備においては、その直流電圧が逆変換装
置でほぼ一定に制御されているので、電力基準値
と電流基準値とはほぼ同じ値になつている。従つ
て、電流基準値の代りに、電力基準値を制御する
ように、本発明の制御方式を用いても、同様の効
果が得られることは明らかである。

かくして本発明によれば、従来の電流基準値の
制御回路に、簡単なシーケンス制御と直流電流低
下検出器を付加することにより、送電電力が零に
なる現象を防止することができる。

なお、本発明における実施の態様はつぎのとお
りである。

特許請求の範囲記載のものにおいて、伝送装置
異常時に逆変換装置を形成する複数台の単位変換
器の少なくとも１台を停止させるようにしたこと
を特徴とする直流送電設備の制御方式。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流送電設備の一構成を表わすブロツ
クダイアグラム、第２図は直流送電設備の動作特
性図、第３図はこの従来例の電流基準値の制御回
路を示すブロツク図、第４図は電流基準値の制御
回路の機能を説明するためのグラフ、第５図は直
流送電設備および本発明の作用の説明図、第６図
は本発明の一実施例のブロツクダイアグラムであ
る。 １１，１２…交流系統、１３―１，…，１３―
ｎ，１４―１，…，１４―ｎ…遮断器、１５―
１，…，１５―ｎ，１６―１，…，１６―ｎ…変
換器用変成器、１７―１，…，１７―ｎ，１８―
１，…，１８―ｎ…単位変換器、１９―１，…，
１９―ｎ，２０―１，…，２１―ｎ…直流リアク
トル、２１…直流送電線路、２２…伝送装置、２
３，２４…変換装置の制御装置、３１…分配器、
３２…変換装置の運転・停止操作制御回路、３３
…直流電流低下検出回路、３４…伝送装置の異常
検出回路、３５…アンド（論理積）回路、３６…
遅延回路、３７…オア（論理和）回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単位変換器がＮを１より大なる正整数とする
   Ｎ台並列接続して構成される変換装置を直流送電
   線路の両端にそれぞれ設置し、そのうちいずれか
   一端のものを順変換装置、他端のものを逆変換装
   置として適用するとともに、定余裕角制御あるい
   は定電流制御で運転されるこの逆変換装置の直流
   電圧の極性が反転しないように、逆変換装置の制
   御角に制限値を設けられている直流送電設備にお
   いて、 １台以上の順変換装置を構成する単位数変換器
   が停止させられ、 直流送電設備の電流基準値が （Ｎ−１）１００％／Ｎ以上に設定してあり、 その逆変換装置の直流電流が電流基準値から電
   流マージンを差し引いた以上に低下したことを検
   出し、 この検出した信号が一定時間以上持続するとき
   に、逆変換装置を形成するＮ台の単位変換器の少
   なくとも１台以上を停止させ電流基準値になるよ
   うにしたことを特徴とする直流送電設備の制御方
   式。