JPS637169A - 交直変換装置の制御装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、高電圧直流並列多端子系統における交直変換
装置の制御装置に関する。

（従来の技術） 直流並列多端子系統において、通信系の依存度を低くし
かつ安定に運転する方法は、変換所の制御特性を変更す
ることで対応されている。

従来例として特開昭５９−４１１７８号公報記載の装置
を、第８図に表わ寸回路構成図と第２図に示す運転制御
特性図によって説明する。

第８図において、順変換用３２が１つ、逆変換所４２．
５２が２つからなる並列多端子主回路構成を示し、交流
系統３０から主変圧器３１を介して交流を直流に変換す
る順変換用３２に接続し直流出力側にリアクトル３３を
設け、直流送電線６１．６３に連系される。

一方、直流を交流に変換する逆変換所５２も直流送電線
６１．６３を介してリアクトル５３に接続され、交流側
出力は主変圧器５１から交流系統５０に連系し、直流電
力を交流系統に供給している。

同じように、逆変換所４２も直流出力側にリアクトル４
３を介して直流送電線６２．６４から直流送電線６１．
６３に接続され、交流側出力は主変圧器４１から交流系
統４０に連系している。

−般的に、順変換用は定電流制御で運転され、いくつか
の逆変換所のうち一変換所は直流系統の電圧を決定する
ために定電圧制御で運転され、他の逆変換所は定電流制
御で運転することで安定した直流連系システムが得られ
る。

このような変換所における一般的な定電流制御＜ＡＣＲ
）回路を第９図に表わし、逆変換所側電流マージン（Δ
■ｄｐ）運転モード時は、切換スイッチ１４は閉じて、
切換スイッチ１３は電流基準信号１ｄ−に切換わるよう
にしている。なお、８６は定電流制御回路、１６は加算
器である。

また通信系が故障時、図示しない通信系断信号とともに
、逆変換所側の定電流制御回路において、切換スイッチ
１４は開放し、切換スイッチ１３は予め直流電流の断続
が避けられるような最小値電流１　　、に設定したＩ　
　−設定器１７の出力ｄｐ　１ｌｌｌｎ　　　　　　　
ｄｐ　ｌ１Ｉｎ側におのおの切換えられるような機能が
あり、通信系統による電流配分が電流マージン余裕以下
に変化した場合でも、潮流反転することなく安定した運
転が行える。

（発明が解決しようとりる問題点） このような運転中においても、逆変換所側の交流系統に
故障が発生し、系統の短絡容量が低下した場合に、不都
合が生じることがある。

第８図に示すような３端子構成のとき、今、変換所３２
．４２．５２の運転特性を、それぞれ第２図（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）に表わす。その運転点はＰ　　、Ｐ　　、
Ｐ　　である。

ｂｃ しかして、交流系統５０に故障が発生し、系統電圧の低
下や、送電＄２開放など、系統の短絡容Ｂが低下した場
合は、逆変換所４２は運転点が第２図（ｂ）のＰ、から
第３図（運転特性図）　（ｂ）のＰ、′点の電流最小値
運転となるため、順変換所３２の直流電流のほとんどは
、−番電流の低下している逆変換所５２に流入してしま
い、第３図（Ｃ）のＰ　′点で低電圧運転による無効電
力をますます消費し、電圧の低下を招いてしまう。

すなわち、このような従来の運転方法によると、弱小交
流系統に接続された逆変換所に直流電流が流入し、ます
ます交流系統電圧が低下して、伝送系統が回復するまで
低電圧運転が継続する問題点があった。

ここにおいて本発明は、従来の運転手段の難点を克服し
、通信系が異常時でも、逆変換所の過負荷運転による交
流電圧低下を防止し、系統全体の高力率運転が冑られる
ようにした交直変換装置の制御装置を提供することを、
その目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、 高電圧直流並列多端子系統の逆変換所において、定電圧
制御回路出力と定電流制御回路出力と定余裕角出力を導
入し制御信号選択回路を介して位相信号を送出するとと
もに、 この逆変換所を制御する通信系が異常時に、その逆変換
所を定電流制御へ移行する手段を錨えた 交直変換装置の１ｌｉｌ制御装置である。

（作　用） 直流多端子系統における通信系異常時に、逆変換所から
受電する交流系が弱小容量の、場合でも、定電流制御運
転を行い、外乱が発生しても、そこに直流電流が流れ込
み系統電圧を低下さぼるようなことがなくなる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図１よ、本発明の基本概念を表わす一実施例の回路
構成を示ずブロック図である。

主回路は逆変換所４２を表わし、交流電圧を制御信号に
変換する交流電圧検出器７０、直流電圧を制御信号に変
換する直流電圧検出器７１、直流電流を制御信号に変換
する直流電流検出器７２から、おのおのの検出値が制御
装置１００に導入される。

図示しない王制ｔＩｌ装置から、通信装置８０を介して
逆変換所４２が運転するに必要な電圧の電流の設定値や
、指令信号が送られて来る。

これらの信号は、通信系統異常時において、通信装置８
０から通信系断信号パ１＃が出力し、この信号を受信す
ると前値をそのまま保つ保持回路８１．８２に入力され
、その出力が加算器８３゜８４においてそれぞれ前記検
出値に加算され、電圧の偏差を零にするように定電圧制
御（ＡＶＲ）回路８５、定電流制御（ＡＣＲ）回路８６
、−定の余裕角を確保するための定余裕角制ｔｌ（Ａδ
Ｒ）回路８７におのおの導かれ、それらの出力はそれぞ
れ制御信号選択回路８８に入力され、ここで逆変換所４
２を制御する位相信号αが自動的に選択される。

また、運転点を強制的に変更するため、通信系断信号“
１”と、ＡＣＲ制御からＡＣＲ制御に運転モードが変化
したことを検出する運転モード変化検出器９２と、変換
所４２が逆変換所運転である条件信号９３をおのおのＡ
ＮＤ　（論理積）回路９１に入力し、条ＦＦが成立した
ら切換スイッチ８９を閉じるように動作し、電圧低下補
正設定器９０出力が△ＣＲ回路８５に加算されるように
しである。

次に作用について、各運転点の変化にしたがい第２図、
第３図、第４図を参照して説明する。

これらの運転制御特性は、横軸に直流電流Ｉ、。

縦軸に直流電圧ｖｄをとって表わした電流対電圧特性を
示すものである。

第２図（ａ）は順変換器３２の運転特性を表わし、いま
電流設定値ｌ　　による１３点で運転しｐｉ でいる。逆変換器４２は通信系断信号と同時に電流設定
値を■　　に設定され、この逆変換器に接ｄｌ）２ 続される交流系統の短絡容ωは大きいため、第２図（ｂ
）で示すように電圧決定端子となる。同じ用に逆変換器
５２は通信系断信号と同時に電流設定値を１　　に設定
することで、電流マージン喪Ｄ３ 失による貯留反転を防止するように、第２１Ｊ（Ｃ）で
表わすＰＣ点で運転している。

このような運転状態において、交流系統５０に事故が発
生し、例えば電源系の一部が分離したり、′送電線開放
などによる系統容量が低下し、系統電圧が低下すること
で制御回路のうち定余裕角制御（ＡδＲ）回路８７が動
作し、直流系統電圧を低下させる。

このため、拘〕３図（Ｃ）に示ずように、−方の逆変換
打つね運転電圧設定値より低下した場合は、順変換器の
散る電流値’ｄｐ１（第３図（ａ）〕がら■ｄ、２　〔
第３図（ｂ）〕を引いた値が流れ、無効電力が大きく消
費されるため、事故が回復しても事故が発生する前の運
転点である第２図の状態に回復できない。

そこで、流入電流をすくなくし、交流系統電圧の回復を
行なう必要があり、通信系統が以Ｐと同時に、通信系断
信号“１”はすでにＡＮＤ回路９１に入力され、電圧決
定端子の電圧制御運転上−ドから、電流運転モードに切
換ったことを検出する運転モード変化検出器９２が出力
し、変換所運転が逆変換器である信号条件も成立されて
いるため、切換スイッチ８９は動作し、電圧設定値を低
下する極性に電圧低下補正設定器９０の値を加算器８３
に加えることで、現在の運転している逆変換器４２に電
流を流入させる。

このように、第４図（運転特性図〕の（ｂ）に示すよう
に、運転点がＰ　′からＰ、ｏに変化し、交流系統で故
障発生した逆変換器５２の直流電流を第４図（Ｃ）で表
わず運転点が、Ｐｃ′からＰｏｏに変化し直流電流値を
小さくすることで、−時的に低下した交流系統電圧を回
復させることができる。

さらに、この系統の電圧決定端子が逆変換器４２に移行
することで、運転モード変化検出器９２はリセットされ
、ＡＶＲ回路８５に加算され！ご電圧低下補正信号が無
くなり、ＡＶＲ回路の電圧設定値が元の設定量に自動的
に変化することで、第２図の状態に回復することができ
る。

このように、伝送系統が異常時においても、自端信号の
みで処理することで自動的に交流電圧を回復でき、通信
系統の回復をまたなくても安定な運転がえられ、信頼性
の高い直流多端子系システムを提供できる。

以上述べた一実施例においては、逆変換器の電流設定値
が最小設定置のとき、電圧決定端子の電圧設定値を低下
りることで系統電圧を回復する手段を述べたが、本発明
の他の実施例として第６図に表わすように、順変換器運
転特性を（ａ）とし、Ｑ、は定電流制御による運転点で
あり、逆変換器特性を＜ｂ）とし、Ｑ、は定電圧制御に
よる運転点である。

同じように、交流系統が弱小系統に接続されている逆変
換器の場合は第６図（Ｃ）に運転特例を示し、定電流制
御による運転点はＱ。で、逆変換器５２のＡＣＲ回路の
構成を表わすブロック図を第５図に表わす。

第５図において電流マージンｖ制御の場合は、切換スイ
ッチ１４が投入され、切換スイッチ１３は電流設定値の
Ｉｄｐ側に投入され、系統電圧による補正回路信号は交
流系統電圧の検出量Ｖｄがそれぞれ最小値選択回路１０
に入力し、その出力は、電圧低下量から電流設定値に変
換する１ｄ、補正回路１１に入力し、この補正回路出力
は切換スイッチ１２と接続され、電圧低下時に電流設定
値を下げるような信号が加算器１６に導入され−る。

切換スイッチ１２は、逆変換器側で定電流制御を行なう
状態信号と、接続される交流系統が弱小であること、ざ
らに補正回路信号を使用、不使用にするための選択信号
など３つの信号について、ＡＮＤ　（論理積）回路１８
が判定して動作するようにしている。

さらに、このＡＣＲ回路８６は、電流設定値が電流断続
しないように下限リミット回路１５の出力側で、加算器
１９に電流検出１ｄを加算する方法で行なう。

次に、交流系統に故障が発生した場合について、各変換
器の運転点の変化にしたがい、その作用を第７図〔運転
特性図〕の（ａ＞、（ｂ）、（ｃ）で説明する。

いま、交流系統５０において故障が発生し、系統電圧が
低下するため、逆変換器５２の制御はＡＣＲ制御からＡ
δＲ制御に変化し、第７図（Ｃ）の運転点はＱ　′とな
る。

一方、△ＣＲ制御回路においては、第５図で示すように
、主制御装置（これは図示していない）より、補正信号
使用条件と、交流系統が弱小系である状態信号が送信さ
れている。

また、故障が発生する前の運転はＡＣＲ制御であり、Ａ
ＮＤ回路１８は動作し、切換スイッチ１２が投入されて
いる。このため、電流設定１１１ｃよ’　ｄｐ３−△ｖ
ｌ、、となり補正信号により減少する。

電圧決定端子の逆変換器４２においては、直流電圧が低
下するため、ＡＶＲｆ、ＩＩ　ｔｉ１１回路よりもＡＣ
Ｒ制御回路出力が選択されて、第７図（ｂ）の運転点は
Ｑ　′　となり、Ｉ　　−ΔＩ０．で運転され、ｂ　　
　　　　　　　　　ｄｐ２ 故障が発生前より約１０％低下した値となる。

ここで、電圧設定値を低下させ運転点をＱ　ｂＯ’にす
ることで、さらに流入電流量を増加させ、相手側逆変換
器の運転点をＱ。′からＱ。０′にすることができ、電
流値が少なくなる。

このように、故障初期の状態で、電圧決定端子の電流変
化が約１０％低下するのみで、順変換器側の電流を分担
するため、交流系統故障が発住した逆変換器側の流入電
流量は抑制され、系統電圧の回復が早められ、自動的に
元の運転点である第６図に表わす運転制御特性かえられ
る。

このような、定電流制６１１（ＡＣＲ）回路をもつ逆変
換器は、定常運転状態においても弱小系統の電圧変動を
、通信系を介さずに直流系の電流を制御することで、無
効電力量を変化させ、電圧変動幅を少なくすることがで
きる利点がある。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、弱小交流系統に接続された逆
変換器に定電流制、Ｉ２０を行なうことで、電圧変動を
少なくし、さらに、通信系異常時における系統故障が発
生した場合にあっても、不要なシステム停止を防止する
ことができ、信頼性の高い直流多端子系システムを実現
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にＪ３ける回路構成を表わす
ブロック図、第２図、第３図、第４図は運転制御特性図
、第５図は本発明の他の実施例における要部をなすＡＣ
Ｒ回路を示す図、第６図、第７図はその運転制御特性図
、第８図は直流並列多端子系の主回路系統図、第９図は
従来例のＡＣＲ回路構成図である。 １０・・・最小１１ｉ選択回路、１１・・・Ｉ　ｄ、　
（電流基準信号）補正回路、１２．１３，１４．８９・
・・切換スイッチ、１５・・・リミッタ−回路、１６．
１９゜８３．８４・・・加粋器、１７・・・Ｉ　　　（
電流基準ｐ　ｉａｎ 信号最小Ｉｒ１）設定器、１８．９１　・ＡＮＤ回路、
３０．４０．５０・・・交流系統、３１．／ＩＩ、５１
・・・主変圧器、３２．４２．５２・・・変換所、３３
．４３．５３・・・リアクトル、６１，６２゜６３．６
４・・・直流送電線、７０・・・交流電圧検出器、７１
・・・直流電圧検出器、７２・・・直流電流検出器、８
０・・・通信装置、８１．８２・・・保持回路、８５・
・・ＡＶＲ（定電圧制ｍ＋＞回路、８６・・・ＡＣＲ（
定電流制御）回路、８７・・・Ａ６Ｒ＜定余裕角制御２
１１）回路、８８・・・制御信号選択回路、９０・・・
電圧低下補正設定器、９２・・・運転モード変化検出器
、９３・・・逆変換器運転条件信号、１００・・・制御
装置。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 （α）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　（
ｃ）兜γ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流並列多端子送電系統の各逆変換所において、 給電する交流系の交流電圧検出器と、 受電する直流系の直流電圧検出器および直流電流検出器
   と、 順変換所からの電圧および電流指令を通信系を介して受
   信する通信装置と、 通信装置から電圧指令を常時はそのまま送出し通信系が
   断のときその前のときの電圧指令値を記憶しその値を送
   出し続ける第１の保持回路と、通信装置から電流指令を
   常時はそのまま送出し通信系が断のときその前のときの
   電流指令値を記憶しその値を送出し続ける第２の保持回
   路と、第１の保持回路出力の電圧指令値を減算した偏差
   値を入力とし直流系を定電圧に制御する定電圧制御回路
   と、 第２の保持回路出力の電流指令値から直流電流検出器出
   力の検出値を減算した偏差値を入力とし直流系を定電流
   に制御する定電流制御回路と、交流電圧検出器出力と直
   流電流検出器出力を入力とし逆変換所の逆変換を定余角
   に制御する定余裕角制御回路と、 定電圧制御回路および定電流制御回路ならびに定余裕角
   制御回路からの出力を導入し、逆変換所を制御する位相
   信号を送出する制御信号選択回路と を具備するとともに、 通信系が異常時に、 直流電圧を決定する逆変換所の運転制御を電流制御に移
   行させる ことを特徴とする交直変換装置の制御装置。 ２、電圧設定値を低下させる 特許請求の範囲第１項記載の交直変換装置の制御装置。 ３、通信系断と定電圧制御から定電流制御へ移行と逆変
   換所運転という条件の論理積により接点をオンする第１
   の切換スイッチと、 第１の切換スイッチがオンしたとき定電圧制御回路の入
   力段へ入力を減算する電圧を与える電圧低下補正設定器
   と を設けた 特許請求の範囲第２項記載の交直変換装置の制御装置。 ４、直流電流マージンをオン・オフする第２の切換スイ
   ッチと、 最小電流設定器と、 第２の保持回路出力あるいは最小電流設定器出力のいず
   れかを導入する第３の切換スイッチと、交流電圧検出器
   出力と直流電圧検出器出力を入力しそれらのうちの最小
   値を選択する最小値選択回路と、 最小値選択回路出力電圧に対応する定電流制御回路設定
   定電流の補正値を出力する設定電流補正回路と、 逆変換所が定電流制御運転でこの逆変換所から受電する
   交流系が小容量でかつ設定電流補正回路出力する条件の
   論理積がとれたときオンし設定電流補正回路出力を送出
   する第４のスイッチと、第２の切換スイッチをオンして
   それからの入力で減算し第３の切換スイッチからの第２
   の保持回路出力を加算し第４の切換スイッチからの入力
   で減算する加算器と、 加算器出力の下限を制限するリミッターと、を備え リミッター出力から直流電圧検出値を減算した偏差値を
   定電流制御回路へ与える 特許請求の範囲第１項記載の交直変換装置の制御装置。