JP4320228B2 - Control device for self-excited converter - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統において、直流送電/直流連系システム、あるいは、電力供給システムに用いられる自励式変換器の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a self-excited converter used for a DC power transmission / DC interconnection system or a power supply system in a power system.
異なる電力系統間で電力の融通を行なう場合、各交流系統に電圧型自励式変換器を設置し、これらの変換器の直流端子間を相互に接続する直流送電/直流連系システムが用いられる。また、電池等の直流電源から交流系統へ電力を供給する電力供給システムにも、電圧型自励式変換器が使用される。電力用の自励式変換器システムでは、スイッチング損失と高調波を減らすために、複数の変換器及び変圧器を接続した多段システムを採用する場合が多い(例えば、特許文献1参照。)。 When power is exchanged between different power systems, a DC power transmission / DC interconnection system is used in which voltage-type self-excited converters are installed in each AC system and the DC terminals of these converters are mutually connected. A voltage type self-excited converter is also used in a power supply system that supplies power from a DC power source such as a battery to an AC system. In a power self-excited converter system, a multi-stage system in which a plurality of converters and transformers are connected is often used in order to reduce switching loss and harmonics (see, for example, Patent Document 1).
図17はこ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。同図において、複数の自励式変換器1、1′の直流側は相互に並列接続され、直流キャパシタ2を介して図示省略の直流線路や直流電源等に接続されている。自励式変換器1、1′の交流側は系統側巻線が直列接続された変圧器3、3′を介して交流系統4に接続されている。図17では分かりやすくするために2段システムとしたが、4段、6段、あるいは、8段などのシステムが採用され、各変換器ごとにスイッチングパルスのタイミングをずらすことにより、比較的少ない回数のスイッチングで高調波の小さな電圧及び電流を出力することができる。
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the control device for this self-excited converter. In the figure, the DC sides of a plurality of self-
また、自励式変換器では交流出力側において有効電力と無効電力とを独立に制御することが可能で、その手段として一般的に直交軸(dq軸)電流制御が行われる。図17に示すように、上位制御系5から有効電力成分の電流指令値Idref及び無効電力成分の電流指令値Iqrefが交流電流制御回路6に与えられる。一方、位相検出回路7によって検出された交流電圧位相θと変換器用変圧器3、3′からの交流出力電流の検出値が直交軸変換回路8に加えられ、3相出力電流Ir、Is、Itが(1)〜(4)式により有効電力成分Idと無効電力成分Iqの直交軸量に変換される。
Iα=(2×Ir−Is−It)/3 …(1)
Iβ=(Is−It)/√3 …(2)
とすると、
Id=Iα×cosθ+Iβ×sinθ …(3)
Iq=Iα×sinθ−Iβ×cosθ …(4)
In the self-excited converter, active power and reactive power can be independently controlled on the AC output side, and orthogonal axis (dq axis) current control is generally performed as the means. As shown in FIG. 17, the current control value Idref of the active power component and the current command value Iqref of the reactive power component are given from the
Iα = (2 × Ir−Is−It) / 3 (1)
Iβ = (Is−It) / √3 (2)
Then,
Id = Iα × cos θ + Iβ × sin θ (3)
Iq = Iα × sin θ−Iβ × cos θ (4)
各電力成分IdとIqは交流電流制御回路6に入力され、それぞれが指令値Idref、Iqrefに追従するような交流出力電圧信号Vdc、Vqcが出力され、この信号に基づいて各変換器ごとにパルス発生回路9、9′によって変換器1、1′に対してスイッチングパルスが加えられる。
The power components Id and Iq are input to the AC
図18は交流電流制御回路6の詳細な構成を示すブロック図である。同図において、上位制御系5から、有効電力成分の電流指令値Idref、無効電力成分の電流指令値Iqrefが与えられ、それぞれ加算器11、11′によって有効電力成分電流検出値Id、無効電力成分電流検出値Iqと突合せが行われ、その差分が比例積分回路12、12′に入力される。比例積分回路12、12′では比例ゲイン、積分ゲインに従い、入力値に応じた値を出力する。この信号が加算器14、14′を介して変換器出力電圧信号Vdc、Vqcに反映されることにより、各軸の電流検出値が指令値と一致するようにフィードバック制御される。
一方、加算器14、14′に対しては、電流指令値Idref、Iqrefに、乗算器13、13′により、連系インピーダンス値Xcを掛けた値と、位相検出回路7から与えられる交流1次側電圧のd軸成分Vd、q軸成分Vqとが入力され、比例積分回路12、12′の出力に加算されて得られた結果が出力電圧信号Vdc、Vqcとなる。比例積分回路12、12′以外の信号は、与えられた電流指令値、すなわち、有効電力運転点と無効電力運転点から変換器が出力すべき電圧を演算しているといえる。
FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of the alternating
On the other hand, for the
すなわち、連系インピーダンスXc、そのインピーダンスの1次側電圧のdq軸成分V1d、V1q、2次側電圧のdq軸成分V2d、V2q、インピーダンスを流れる電流のdq軸成分Id、Iqの間には、次の(5)、(6)式の関係がある。
V2d−V1d=−Iq×Xc …(5)
V2q+V1q=Id×Xc …(6)
That is, between the interconnection impedance Xc, the dq axis components V1d and V1q of the primary side voltage of the impedance, the dq axis components V2d and V2q of the secondary side voltage, and the dq axis components Id and Iq of the current flowing through the impedance, There is a relationship of the following equations (5) and (6).
V2d−V1d = −Iq × Xc (5)
V2q + V1q = Id × Xc (6)
図17に示す変換器システムでは、Xcが変換器用変圧器のインピーダンス、2次電圧が変換器出力電圧に相当する。図18の交流電流制御回路の加算器14、14′では(5)(6)式から得られるV2d=Vdc、V2q=Vqcを演算しているものといえる。
すなわち、図18の交流電流制御回路では有効電力電流指令値及び無効電力電流指令値と系統電圧検出値から変換器が出力すべき電圧信号をオープンループの演算で求め、さらに電流フィードバック制御によって誤差を解消するような制御が行なわれている。
That is, in the AC current control circuit of FIG. 18, a voltage signal to be output by the converter is obtained from an active power current command value, a reactive power current command value, and a system voltage detection value by an open loop calculation, and an error is further detected by current feedback control. Control to eliminate is performed.
電圧型自励式変換器では、一般的に定格の1.5〜2.0倍程度の出力電流が流れると、過電流で保護停止するように設計されている。電圧型自励式変換器は電流型変換器と比較して過電流に弱いため、交流電流制御は比較的大きなゲインを使用してフィードフォワード回路を組み合わせて系統の変動に高速に追従して過電流を防止している。 In general, the voltage type self-excited converter is designed to stop the protection by an overcurrent when an output current of about 1.5 to 2.0 times the rated current flows. Since voltage-type self-excited converters are more vulnerable to overcurrent than current-type converters, AC current control uses a relatively large gain and combines a feedforward circuit to quickly track system fluctuations and overcurrent. Is preventing.
通常の運用で過電流保護停止が発生しやすいのは、その近傍で変圧器の投入が行なわれ、大きな励磁突入電流が流れた場合である。励磁突入電流により系統電圧波形に歪みや正負非対象が生じ、これにより変換器用変圧器の偏磁現象が発生する。偏磁が起きると励磁回路が飽和して大きな励磁電流が流れ、これが変換器に流れ込むため、過電流で保護停止する。
偏磁による過電流トリップを防止するため、一般的に図17に示すように各変換器ごとに偏磁抑制制御回路10、10′が設けられ、変圧器の1次側(系統側)電流I1と2次側(変換器側)電流I2の差分すなわち励磁電流相当の信号の直流量に応じた値だけ、交流電圧信号に対して補正が行われ、励磁電流が零に近づくような制御が行われる。
ただし、偏磁抑制制御は直流量検出のために1サイクル積分などが必要になることから応答速度が遅くなる。そのため、急激に大きな励磁突入電流が流れた場合などには充分な過電流抑制が行えないという問題があった。
In the normal operation, the overcurrent protection stop is likely to occur when a transformer is turned on in the vicinity and a large excitation inrush current flows. The magnetizing inrush current causes distortion and positive / negative non-target in the system voltage waveform, and this causes a magnetic bias phenomenon of the transformer for the converter. When magnetism occurs, the excitation circuit is saturated and a large excitation current flows, which flows into the converter, so protection is stopped due to overcurrent.
In order to prevent an overcurrent trip due to a bias, generally a bias
However, the demagnetization suppression control requires a one-cycle integration or the like for detecting the direct current amount, so that the response speed becomes slow. Therefore, there has been a problem that sufficient overcurrent suppression cannot be performed when a large excitation inrush current flows suddenly.
また、交流電流制御は各変換器で共通の値である系統側電流を制御するのに対して、励磁電流は変圧器3、3′ごとに異なる値であるため、偏磁抑制制御は各変換器側の電流を制御している。そのため動作が相反し、電流制御の動作によって充分な偏磁抑制効果が得られない場合がある。抑制効果を高めるために偏磁抑制制御のゲインを上げると電流制御と干渉して動作が不安定になるという問題もあった。
In addition, AC current control controls the system side current, which is a common value among the converters, whereas the excitation current is different for each of the
事前の出力電流が大きい場合、たとえばフルパワー運転時等には、励磁電流や零相電流に対する許容値が小さくなるため、変換器が過電流で保護停止する可能性がより高くなる。 When the output current in advance is large, for example, at the time of full power operation, the allowable value for the excitation current and the zero-phase current is small, so that the possibility that the converter is stopped due to overcurrent becomes higher.
また、上位制御系5として、たとえば負荷電流に応じた値を指令値Idref、Iqrefとして出力する制御が行われている場合、近隣の変圧器の投入などで負荷電流に歪みや変動が生じると、指令値自体が急峻に変化することによって変換器出力電流の変動が大きくなり、過電流発生の可能性が大きくなるという問題が生じる。
Further, when the
本発明の目的は、電圧型自励式変換器が過電流により停止するのを防止して安定に運転することのできる自励式変換器の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device for a self-excited converter capable of preventing a voltage-type self-excited converter from being stopped by an overcurrent and operating stably.
請求項1に係る発明は、
3相交流出力電流を直交座標上のdq軸変数に変換し、各軸電流が指令値に追従するように制御を行う電流制御回路と、変圧器の1次側と2次側の電流の差分に応じて自励式変換器の各相出力電圧の補正を行うことにより変圧器の偏磁を防止する偏磁抑制制御回路を有する自励式変換器の制御装置において、
出力電流が一定値を越えたことを条件に、電流制御回路の制御ゲインを通常よりも小さな値に切り替える手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to
A current control circuit that converts a three-phase AC output current into dq axis variables on Cartesian coordinates and controls each axis current to follow a command value, and a difference between currents on the primary side and secondary side of the transformer In the control device of the self-excited converter having the demagnetization suppression control circuit that prevents the magnetism of the transformer by correcting each phase output voltage of the self-excited converter according to
Means is provided for switching the control gain of the current control circuit to a smaller value than usual on condition that the output current exceeds a certain value.
このように構成したことにより、偏磁抑制制御の効力を高めて偏磁による変換器過電流を防止することができる。 With this configuration, it is possible to increase the effectiveness of the demagnetization suppression control and prevent the converter overcurrent due to the demagnetization.
請求項2に係る発明は、
3相交流出力電流を直交座標上のdq軸変数に変換し、各軸電流が指令値に追従するように制御を行う電流制御回路と、変圧器の1次側と2次側の電流の差分に応じて自励式変換器の各相出力電圧の補正を行うことにより変圧器の偏磁を防止する偏磁抑制制御回路を有する自励式変換器の制御装置において、
出力電流が一定値を越え、かつ、偏磁抑制制御回路の入力信号である励磁電流相当の値又は偏磁抑制制御回路の出力信号が一定値を越えたことを条件に、電流制御回路の制御ゲインを通常よりも小さな値に切り替える手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to
A current control circuit that converts a three-phase AC output current into dq axis variables on Cartesian coordinates and controls each axis current to follow a command value, and a difference between currents on the primary side and secondary side of the transformer In the control device of the self-excited converter having the demagnetization suppression control circuit that prevents the magnetism of the transformer by correcting each phase output voltage of the self-excited converter according to
Control of the current control circuit on condition that the output current exceeds a certain value and the value corresponding to the excitation current that is the input signal of the demagnetization suppression control circuit or the output signal of the demagnetization suppression control circuit exceeds a certain value A means for switching the gain to a value smaller than usual is provided.
このように構成したことにより、偏磁抑制制御の効力を高めて偏磁による変換器過電流を防止することができる。 With this configuration, it is possible to increase the effectiveness of the demagnetization suppression control and prevent the converter overcurrent due to the demagnetization.
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、電圧型自励式変換器が過電流により停止するのを防止して安定に運転することのできる自励式変換器の制御装置を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a control device for a self-excited converter capable of preventing the voltage-type self-excited converter from being stopped by an overcurrent and operating stably. Can do.
以下、本発明を図面に示す参考例および好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、図17及び図18を用いて説明した従来の自励式変換器の制御装置と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on reference examples and preferred embodiments shown in the drawings. The same components as those of the conventional self-excited converter control device described with reference to FIGS. 17 and 18 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第1の参考例の構成を示すブロック図である。図中、主回路部は従来の装置と同じに構成され、動作も同じであるのでその説明を省略し、従来装置と異なる点について説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first reference example of a control device for a self-excited converter according to the present invention. In the figure, the main circuit section is configured in the same manner as the conventional apparatus and operates in the same manner, so that the description thereof will be omitted and differences from the conventional apparatus will be described.
この第1の参考例は、図17に示す従来装置に対して、指令値設定回路15、スイッチ回路16及び過電流検出回路17を新たに設けた点が構成上異なっている。
The first reference example is different from the conventional apparatus shown in FIG. 17 in that a command
ここで、指令値設定回路15は、交流電流制御回路6で使用される電流指令値Idref′、Iqref′を設定する回路であり、その出力はスイッチ回路16に入力される。
一方、上位制御系5から与えられる電流指令値Idref、Iqrefもスイッチ回路16に入力される。
スイッチ回路16は過電流検出回路17からの信号により、上位制御系5からの電流指令値Idref、Iqrefあるいは指令値設定回路15からの電流指令値Idref′、Iqref′のいずれか一方を選択して、交流電流制御回路6に加える。
Here, the command
On the other hand, current command values Idref and Iqref given from the
The
図2は過電流検出回路17の詳細な構成を示すブロック図である。ここで、各変換器用変圧器3、3′の2次側(変換器側)の各相電流の検出値が絶対値演算回路18、18′に入力され、この絶対値検出回路18、18′でそれぞれ絶対値に変換され、最大値検出回路19に入力される。
最大値検出回路19では、各変換器の各相電流のうち、絶対値の最も大きなものを選択し、レベル検出回路20に加える。レベル検出回路20ではこれに加えられた値が予め設定された値、たとえば、定格電流100%を越えた場合に、スイッチ回路16に対して切換え信号を加える。その他の構成は従来例と同じである。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the
The maximum
次に、図1及び図2に示す第1の参考例の動作について、特に、従来装置と構成を異にする点について説明する。図1に示した自励式変換器の制御装置では、指令値設定回路15に予め、Idref′、Iqref′としてそれぞれ零、あるいは零に近い一定の値が設定されている。設定手法としてはユーザーによる手動設定、あるいは、事前の解析などにより決められた固定値などがある。
定常運転時においては、スイッチ回路16は上位制御系5から与えられた指令値Idref、Iqrefを選択している。ここで、系統外乱などにより、変換器出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路17によりこれが検出され、スイッチ回路16へ切換え信号が加えられる。電流指令値がIdref′、Iqref′、すなわち、零あるいは零に近い小さな値に切換えられることにより、系統側の変換器出力電流が小さな運転点に移行する。
Next, the operation of the first reference example shown in FIG. 1 and FIG. 2 will be described, particularly in that the configuration is different from that of the conventional apparatus. In the control device for the self-excited converter shown in FIG. 1, zero or a constant value close to zero is set in advance as Idref ′ and Iqref ′ in the command
During the steady operation, the
かくして、第1の参考例によれば、変換器の出力電流が大きくなった場合には、電流指令値を切り替えることにより、系統側出力電流が小さな値に抑えられ、保護停止にいたる過電流レベルに対する余裕が大きくなる。このため、交流電流制御回路による制御を行えない変換器用変圧器の励磁電流や零相電流が大きくなったとしても、過電流には至らず安定して運転を継続することができる。 Thus, according to the first reference example, when the output current of the converter becomes large, by switching the current command value, the system-side output current can be suppressed to a small value, and the overcurrent level leading to the protection stop. The margin for is increased. For this reason, even if the excitation current and zero-phase current of the transformer for the converter that cannot be controlled by the AC current control circuit increase, overcurrent does not occur and the operation can be continued stably.
図3は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第2の参考例の構成を示すブロック図である。図中、第1の参考例を示す図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略し、第1の参考例と異なる点について説明する。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second reference example of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. 1 showing the first reference example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Differences from the first reference example will be described.
この第2の参考例は、指令値設定回路15Aに対して上位制御系5から与えられる有効電力成分電流指令値Idref、及び、過電流検出回路17の出力信号が入力されている点で第1の参考例と構成を異にしている。
This second reference example is the first in that the active power component current command value Idref given from the
図4は指令値設定回路15Aの詳細な構成を示すブロック図である。同図において、上位制御系5から与えられる有効電力成分の電流指令値Idref及び低減ゲインKdが乗算器21に入力され、各入力値が乗算された結果がホールド回路22に加えられる。
低減ゲインKdは0〜1の間の値であり、例えば、ユーザーが適切な値を設定する。ホールド回路22に対しては入力値をホールドする指令信号として過電流検出回路17の出力信号が加えられている。ホールド回路22の出力は電流指令値Idref′としてスイッチ回路16に加えられる。一方、無効電力成分電流指令値Iqref′としては予め設定された固定の値がそのまま出力されてスイッチ回路16に加えられる。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the command
The reduction gain Kd is a value between 0 and 1, for example, the user sets an appropriate value. An output signal of the
次に、図3及び図4に示す第2の参考例の動作について以下に説明する。図3に示した自励式変換器の制御装置では、定常運転時においてはスイッチ回路16は上位制御系5から与えられる指令値Idref、Iqrefを選択して交流電流制御回路6に加える。
ここで、交流系統4の外乱などにより、変換器の出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路13によりこれが検出され、スイッチ回路16へ切換え信号が加えられる。以上の動作は図1に示す第1の参考例と同様である。
一方、指令値設定回路15Aの内部では、過電流検出回路17から過電流検出信号が加えられたことにより、ホールド回路22の出力がその時点での入力値、すなわち、上位制御系5から与えられた電流指令値Idrefに低減ゲインKdを乗じた値に固定され、その値と固定値Iqref′とがスイッチ回路16に加えられる。
この動作により、最終的に交流電流制御回路6に加えられる電流指令値は、有効電力の成分電流としては上位制御系5から与えられた値にゲインKdを乗じて低減された値となり、無効電力の成分電流としては予め設定された固定値Iqref′となる。
Next, the operation of the second reference example shown in FIGS. 3 and 4 will be described below. In the control device for the self-excited converter shown in FIG. 3, the
Here, when the output current of the converter exceeds the rated current due to disturbance of the AC system 4 or the like, this is detected by the
On the other hand, in the command
As a result of this operation, the current command value finally applied to the AC
これにより、変換器の運転点は、有効電力成分は零に近い値、無効電力成分は固定の指令値Idref′に移行する。Kd=0と設定しておけば有効電力成分の指令値は0になる。 As a result, the operating point of the converter shifts to a value where the active power component is close to zero and the reactive power component is a fixed command value Idref ′. If Kd = 0 is set, the command value of the active power component becomes zero.
過電流の発生原因が近隣変圧器の励磁突入電流の場合、無効電力運転点は零に近い点より、むしろ系統条件に応じたある大きさの値を出力している方が過電流を抑制できる場合がある。どの程度の値が適切であるかについては、予め系統シミュレーションなどの解析により求めておく必要がある。図4における固定値Iqref′としては、こうして得られた適切な無効電力運転点の値を設定しておく。有効電力成分については零に近くするほど過電流は抑制される傾向にある。 If the cause of the overcurrent is the inrush current of the neighboring transformer, the overcurrent can be suppressed if the reactive power operating point outputs a certain value according to the system conditions rather than a point close to zero. There is a case. It is necessary to obtain an appropriate value by analysis such as system simulation in advance. As the fixed value Iqref ′ in FIG. 4, an appropriate reactive power operation point value obtained in this way is set. As the active power component approaches zero, overcurrent tends to be suppressed.
かくして、第2の参考例によれば、変換器出力電流が大きくなった場合には、電流指令値を切り替えることにより、系統側出力電流の有効電力成分は小さな値に抑えられ、無効電力成分は過電流の発生し難い運転点に移行する。
これにより保護停止にいたる過電流レベルに対する余裕が大きくなる。このため、電流制御回路による制御の行えない変換器用変圧器の励磁電流や零相電流が大きくなっても、過電流に至らず安定に運転を継続することができる。
Thus, according to the second reference example , when the converter output current increases, the active power component of the grid-side output current is suppressed to a small value by switching the current command value, and the reactive power component is Move to an operating point where overcurrent is unlikely to occur.
This increases the margin for the overcurrent level leading to protection stop. For this reason, even if the exciting current and zero-phase current of the transformer for the converter that cannot be controlled by the current control circuit increase, overcurrent does not occur and the operation can be continued stably.
図5は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第3の参考例の構成を示すブロック図である。図中、第1の参考例を示す図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略し、第1の参考例と異なる点について説明する。この第3の参考例は、指令値設定回路15Bに対して上位制御系5から与えられる有効電力成分電流指令値Idref、無効電力成分電流指令値Iqref、及び、過電流検出回路13の出力信号が加えられている点が図1に示す第1の参考例と構成を異にしている。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the third reference example of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. 1 showing the first reference example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Differences from the first reference example will be described. In the third reference example , the active power component current command value Idref, the reactive power component current command value Iqref, and the output signal of the
図6は図5に示す指令値設定回路15Bの詳細な構成を示すブロック図である。同図において、上位制御系5から与えられる有効電力の成分電流指令値Idref及び低減ゲインKdが乗算器21に入力され、各入力値の乗算結果がホールド回路22に加えられる。
低減ゲインKdは0〜1の間の値であり、例えば、ユーザーが適切な値を設定する。
一方、上位制御系5から与えられる無効電力の成分電流指令値Iqref及びこの電流指令値に対する加算値ΔIqrefが加算器23に入力され、各入力値が加算され、その加算結果がホールド回路24に入力される。加算値ΔIqrefは−0.5〜0.5程度の値であり例えばユーザーが適切な値を設定する。
ホールド回路22、24に対しては入力値をホールドする指令信号として過電流検出回路17の出力信号が加えられている。ホールド回路24の出力経路にはリミッタ回路25が接続され、リミッタ回路25ではこれに加えられた値が定格電流値を越えないように制限を加えた結果を出力する。ホールド回路22の出力は電流指令値Idref′として、リミッタ回路25の出力は電流指令値Iqref′としてスイッチ回路16に加えられる。
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the command
The reduction gain Kd is a value between 0 and 1, for example, the user sets an appropriate value.
On the other hand, the component current command value Iqref of reactive power given from the
An output signal of the
次に、図5及び図6に示す第3の参考例の動作について説明する。この第3の参考例では、定常運転時においてはスイッチ回路16は上位制御系5から与えられた指令値Idref、Iqrefを選択して交流電流制御回路6に加えている。
ここで交流系統4の外乱などにより、変換器出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路17によってこの過電流が検出され、スイッチ回路16に切換え信号が加えられる。以上の動作は図1に示す第1の参考例と同様である。
Next, the operation of the third reference example shown in FIGS. 5 and 6 will be described. In the third reference example , the
Here, when the converter output current exceeds the rated current due to disturbance of the AC system 4 or the like, this overcurrent is detected by the
一方、指令値設定回路15Bの内部では、過電流検出回路17から過電流検出信号が加えられることにより、ホールド回路22及び24の出力がその時点での入力値、すなわち、上位制御系5から与えられたIdrefに低減ゲインKdを乗じた値、及び、上位制御系5から与えられたIqrefに加算値ΔIqrefを加えた値に固定される。
さらに無効電力成分の指令値についてはリミッタ回路25により、指令値が定格電流を超えないように制限され、それらの結果がIdref′、Iqref′としてスイッチ回路16に加えられる。
この動作により最終的に交流電流制御回路6に加えられる電流指令値は、有効電力の成分電流指令値としては上位制御系5から与えられた値をゲインKdにより低減した値となり、無効電力の成分電流指令値としては定格電流範囲内で、上位制御系から与えられた値に対して加算値ΔIqrefだけずれた値となる。
On the other hand, in the command
Further, the command value of the reactive power component is limited by the
The current command value finally applied to the alternating
かくして、第3の参考例によれば、自励式変換器の出力電流が大きくなった場合には、電流指令値を切り替えることにより、系統側出力電流の有効電力成分は小さな値に抑えられ、無効電力成分は過電流の発生しにくい運転点に移行する。
これにより保護停止にいたる過電流レベルに対する余裕が大きくなる。このため、電流制御回路による制御の行えない変換器用変圧器の励磁電流や零相電流が大きくなっても、過電流に至らず安定に運転を継続することができる。
Thus, according to the third reference example, when the output current of the self-excited converter increases, the active power component of the grid-side output current is suppressed to a small value by switching the current command value, and is invalid. The power component shifts to an operating point where overcurrent is unlikely to occur.
This increases the margin for the overcurrent level leading to protection stop. For this reason, even if the exciting current and zero-phase current of the transformer for the converter that cannot be controlled by the current control circuit increase, overcurrent does not occur and the operation can be continued stably.
図7は本発明に係る自励式変換器の第3の参考例の変形例を示し、図5に示す指令値設定回路の他の構成例を示すブロック図である。ここに示した指令値設定回路15Cは、上位制御系5から与えられる有効電力の成分電流指令値Idref及び低減ゲインKdが乗算器21に入力され、無効電力成分電流指令値Iqref及び低減ゲインKdが乗算器26に入力され、各入力値が乗算される。
低減ゲインKdは0〜1の間の値であり、例えば、ユーザーが適切な値を設定する。乗算器21、26の出力はそれぞれホールド回路22、24に入力され、ホールド回路22、24に対しては、その入力値をホールドする指令信号として過電流検出回路17の出力信号が加えられている。各ホールド回路の出力は電流指令値Idref′、Iqref′としてスイッチ回路16に加えられる。
FIG. 7 shows a modification of the third reference example of the self-excited converter according to the present invention, and is a block diagram showing another configuration example of the command value setting circuit shown in FIG. In the command
The reduction gain Kd is a value between 0 and 1, for example, the user sets an appropriate value. The outputs of the
以下、図7に示した指令値設定回路15Cの動作について説明する。図5の制御装置では、定常運転時においてはスイッチ回路16は上位制御系5から与えられた指令値Idref、Iqrefを選択している。
ここで、交流系統4の外乱などにより、変換器出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路17によりその過電流が検出され、スイッチ回路16に切換え信号が加えられる。以上の動作は図1に示す第1の参考例と同様である。
Hereinafter, the operation of the command
Here, when the converter output current exceeds the rated current due to disturbance of the AC system 4 or the like, the
一方、図7に示す指令値設定回路15Cの内部では、過電流検出回路17から過電流検出信号が加えられることにより、ホールド回路22及び24の出力がその時点での入力値、すなわち、上位制御系5から与えられたIdref、Iqrefにそれぞれ低減ゲインKdを乗じた値に固定される。
それらの結果が電流指令値Idref′、Iqref′としてスイッチ回路16に加えられる。この動作により最終的に交流電流制御回路6に加えられる電流指令値は、上位制御系5から加えられた値をゲインKdにより低減した値に固定される。
On the other hand, in the command
These results are applied to the
かくして、図7に示した第3の参考例の変形例によれば、変換器出力電流が大きくなった場合には、電流指令値を切り替えることにより、系統側出力電流が小さな値に抑えられ、保護停止にいたる過電流レベルに対する余裕が大きくなる。このため、電流制御回路による制御が行えない変換器用変圧器の励磁電流や零相電流が大きくなっても、過電流に至らず安定して運転を継続することができる。 Thus, according to the modification of the third reference example shown in FIG. 7, when the converter output current becomes large, by switching the current command value, the system side output current can be suppressed to a small value, The margin for the overcurrent level leading to protection stop increases. For this reason, even if the exciting current and zero-phase current of the transformer for the converter that cannot be controlled by the current control circuit are increased, the operation can be continued stably without reaching an overcurrent.
なお、上位制御系5がフィードバック制御を行っていないシステムの場合には、図7の指令値設定回路におけるホールド回路22及びホールド回路24を除去しても同様の効果が得られる。
In the case where the
図8は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第4の参考例の構成を示すブロック図である。図中、第1の参考例を示す図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略し、第1の参考例と異なる点について説明する。この参考例は、図1中の指令値設定回路15の代わりに信号平滑化回路27、27′を設けた点が図1と構成を異にし、これ以外は図1と同一に構成されている。
ここで、信号平滑化回路27、27′の入力として、上位制御系5から与えられる有効電力成分電流指令値Idref、無効電力成分電流指令値Iqrefがそれぞれ加えられ、その出力がスイッチ回路16に加えられる。
信号平滑化回路27、27′は、例えば、1次遅れ回路等、上位制御系5からの信号が変動している場合にそれを平滑化するための回路である。これら以外は図1に示す第1の参考例と同様に構成されている。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the fourth reference example of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In the figure, the same elements as those in FIG. 1 showing the first reference example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Differences from the first reference example will be described. This reference example differs from FIG. 1 in that
Here, the active power component current command value Idref and the reactive power component current command value Iqref given from the
The
上記のように構成された第4の参考例の動作について、特に、図1と構成を異にする部分について以下に説明する。この制御装置では、定常運転時においてはスイッチ回路16は上位制御系5から与えられた指令値Idref、Iqrefを選択している。
ここで、交流系統4の外乱などにより、変換器の出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路17によりこれが検出され、スイッチ回路16へ切換え信号が加えられ、スイッチ回路16では信号平滑化回路27、27′から出力された信号を選択し、交流電流制御回路6に対して、電流指令値として加える。
The operation of the fourth reference example configured as described above will be described below, in particular, with respect to a portion having a configuration different from that in FIG. In this control device, the
Here, if the output current of the converter exceeds the rated current due to disturbance of the AC system 4 or the like, this is detected by the
かくして、図8に示す第4の参考例によれば、変換器出力電流が大きくなった場合には、電流指令値が定常運転の場合に比べて変動の小さな値となる。上位制御系5として、例えば、負荷電流の大きさに合わせて電流指令値を算出する制御方式などが使われていると、近隣の変圧器の投入が行われた場合などには負荷電流の歪みや変動が大きくなることにより指令値自体の変動が大きくなり、これが原因で変換器の過電流が発生しやすくなるが、本参考例によれば指令値を平滑化して変動を抑えることにより、変換器の過電流を防止することができる。
Thus, according to the fourth reference example shown in FIG. 8, when the converter output current becomes large, the current command value becomes a value with less fluctuation compared to the case of steady operation. For example, when a control method for calculating a current command value according to the magnitude of the load current is used as the
図9は本発明に係る自励式変換器の第5の参考例の構成を示すブロック図であり、図中、第1の参考例を示す図1と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この参考例は図1に示す第1の参考例に対して、リミット値切換え回路28、リミッタ回路29及び29′を追加したものである。
このうち、リミット値切換え回路28は過電流検出回路17から過電流検出信号を受信して、電流指令値Idref、Iqrefに対する上下限リミット値を出力するものであり、リミッタ回路29、29′はこれらの上下限リミット値に従って電流指令値Idref、Iqrefにそれぞれ制限を加えるものである。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fifth reference example of the self-excited converter according to the present invention. In FIG. 9, the same elements as those in FIG. 1 showing the first reference example are denoted by the same reference numerals. The description is omitted. This reference example is obtained by adding a limit
Of these, the limit
図10はリミット値切換え回路28の詳細な構成を示すブロック図である。このリミット値切換え回路28には有効電力の最大値として有効電力定格Pmax、無効電力の最大値として無効電力定格Qmax、及び、皮相電力の最大値として容量MVAの固定値がそれぞれ設定されており、過電流検出回路17が過電流を検出したとき、これらの設定値に基づいて電流指令値Idrefに対する上、下限値Idmax、Idminと、電流指令値Iqrefに対する上、下限値Iqmax、Iqminとを出力するための演算回路30、30′、スイッチ回路31、規格化回路32、32′及び符号反転回路33、33′とで構成されている。
FIG. 10 is a block diagram showing a detailed configuration of the limit
このうち、演算回路30は無効電力定格Qmax及び変換器容量MVAを入力し、√(MVA2−Qmax2)を演算するものであり、演算回路30′は有効電力定格Pmax及び変換器容量MVAを入力し、√(MVA2−Pmax2)を演算するものである。
スイッチ回路31は、過電流検出回路17が過電流を検出しないとき、有効電力定格Pmaxと演算回路30′の出力とを規格化回路32、32′に加え、過電流検出回路17が過電流を検出したとき演算回路30の出力と無効電力定格Qmaxとを規格化回路32、32′に加えるように切り換えるものである。
規格化回路32はスイッチ回路31を介してこれに加えられる値を規格化して電流指令値Idrefの上限値Idmaxを出力し、規格化回路32′はスイッチ回路31からこれに加えられる値を規格化して電流指令値Iqrefの上限値Iqmaxを出力するものである。
符号反転回路33は電流指令値Idrefの上限値Idmaxの符号を負の値に反転して下限値Idminとして出力し、符号反転回路33′は電流指令値Iqrefの上限値Idmaxの符号を負の値に反転して下限値Iqminとして出力するものである。
Among these, the
When the
The
The
上記のように構成された第5の参考例の動作について、特に、図1に示す第1の参考例と構成を異にする部分について以下に説明する。この参考例では、定常運転時においてはスイッチ回路16は上位制御系5から与えられた指令値Idref、Iqrefを選択している。
ここで交流系統4の外乱などにより、変換器の出力電流が定格電流を越えると、過電流検出回路17によりこれが検出され、スイッチ回路16へ切換え信号が加えられ、スイッチ回路16では指令値設定回路15から与えられた信号Idref′、Iqref′を選択して出力し、交流電流制御回路6に対して電流指令値として与える。
The operation of the fifth reference example configured as described above will be described below, in particular, with respect to the parts different from the first reference example shown in FIG. In this reference example , the
If the output current of the converter exceeds the rated current due to disturbance of the AC system 4 or the like, this is detected by the
一方、過電流検出回路17の出力はリミット値切換え回路28に対しても加えられていて、変換器出力電流が定格電流を越えると、リミット値切換え回路28で信号の切り換えが行われる。
すなわち、図10に示すリミット値切換え回路28において、定常時はスイッチ回路31では有効電力定格Pmax及び演算回路30′の出力が選択され、その値がリミッタ回路29、29′に加えられている。
すなわち、有効電力は定格いっぱいの出力が可能であり、無効電力は皮相電力に対して有効電力分を差し引いた残りの範囲で指令値が決められる。これにより有効電力優先の制御が行われる。
ここで、過電流検出回路17から切換え指令が与えられると、スイッチ回路31では無効電力定格Qmax及び演算回路30の出力が選択され、その値がリミッタ回路29、29′に加えられる。すなわち、無効電力は定格いっぱいの出力が可能であり、有効電力は皮相電力に対して無効電力分を差し引いた残りの範囲で指令値が決められ、無効電力優先の制御に切り換わる。
On the other hand, the output of the
That is, in the limit
That is, the active power can be output to the full rating, and the reactive power can be determined in the remaining range obtained by subtracting the active power from the apparent power. Thereby, active power priority control is performed.
Here, when a switching command is given from the
かくして、図9及び図10に示した第5の参考例によれば、変換器出力電流が大きくなった場合には、電流指令値が有効電力優先から無効電力優先に切り替わる。定常運転の場合、一般に融通電力や出力電力といった有効電力が上位制御系から与えられるとおり出力されることが重要であり有効電力優先制御を行う必要がある。
変換器出力電流が増大した時には、有効電力成分は零に近い値に絞り込み、無効電力は適切な値を出力することによって過電流による保護停止が発生するのを防止することができる。本参考例により、定常時は有効電力を必要なだけ融通し、過電流発生の可能性がある時には無効電力優先に切り換えることによって過電流をより確実に防止することができる。
Thus, according to the fifth reference example shown in FIGS. 9 and 10, when the converter output current increases, the current command value switches from active power priority to reactive power priority. In the case of steady operation, it is generally important that active power such as accommodation power and output power is output from the host control system, and it is necessary to perform active power priority control.
When the converter output current increases, the active power component is narrowed to a value close to zero, and the reactive power can be prevented from being stopped due to overcurrent by outputting an appropriate value. According to this reference example , it is possible to more reliably prevent overcurrent by passing as much active power as necessary during normal operation and switching to reactive power priority when there is a possibility of overcurrent.
図11は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第6の参考例の構成を示すブロック図でり、図中、第5の参考例を示す図9と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この第6の参考例は図9に示すリミット値切換え回路28Aに対して、スイッチ回路16の各出力をリミット値切換え回路28Aに加えている点が異なっている。これ以外は図9と同一に構成されている。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the sixth reference example of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In FIG. 11, the same reference numerals are used for the same elements as in FIG. 9 showing the fifth reference example . The description is omitted.
The sixth reference example is different from the limit
図12はリミット値切換え回路28Aの詳細な構成を示すブロック図である。このリミット値切換え回路28Aにおいては、演算回路30に対してスイッチ回路16からの無効電力指令値Iqrefと変換器容量MVAとが加えられ、演算回路30′に対してスイッチ回路16からの有効電力指令値Idrefと変換器容量MVAとが加えられており、演算回路30では、MVAとIqrefより、√(MVA2−Iqref2)を演算する。
この結果、得られる値は、無効電力が指令値どおりに出力されている時に有効電力を出力することのできる値である。同様に、演算回路30′では、MVAとIdrefより、√(MVA2−Idref2)を演算する。
この結果、得られる値は、有効電力が指令値とおりに出力されている時に無効電力を出力することのできる値である。その他の構成は図10に示すリミット値切換え回路28と同じである。
FIG. 12 is a block diagram showing a detailed configuration of the limit
As a result, the obtained value is a value that can output the active power when the reactive power is output in accordance with the command value. Similarly, the
As a result, the obtained value is a value that can output reactive power when active power is output in accordance with the command value. Other configurations are the same as those of the limit
上記のように構成された第6の参考例の動作について、特に、図9及び図10を用いて説明した第5の参考例と構成を異にする部分について説明する。図12に示すリミット値切換え回路28Aにおいて、定常時はスイッチ回路31では有効電力定格Pmax、及び、演算回路30′の出力が選択され、それらの値がリミッタ回路29、29′に加えられる。
すなわち、有効電力は定格いっぱいの出力が可能であり、無効電力は皮相電力に対して有効電力の指令値分を差し引いた残りの範囲で指令値が決められる。これにより有効電力優先の制御が行われる。
ここで過電流検出回路17から切換え指令が与えられると、スイッチ回路31では無効電力定格Qmax、及び演算回路30の出力が選択され、その値がリミッタ回路29、29′に加えられる。すなわち、無効電力は定格いっぱいの出力が可能であり、有効電力は皮相電力に対して無効電力指令値分を差し引いた残りの範囲で指令値が決められ、無効電力優先の制御に切り換えられる。
The operation of the sixth reference example configured as described above will be described in particular with respect to the parts different from the fifth reference example described with reference to FIGS. 9 and 10. In the limit
That is, the active power can be output to the full rating, and the reactive power can be determined within the remaining range obtained by subtracting the command value of the active power from the apparent power. Thereby, active power priority control is performed.
When a switching command is given from the
かくして、図11及び図12を用いて説明した第6の参考例によれば、変換器出力電流が大きくなった場合には、電流指令値が有効電力優先から無効電力優先に切り替わる。
定常運転の場合、一般に融通電力や出力電力といった有効電力が上位制御系から与えられるとおり出力されることが重要であり有効電力優先制御を行う必要がある。変換器出力電流が増大した時には、有効電力成分は零に近い値に絞り込み、無効電力は適切な値を出力することによって過電流による保護停止が発生するのを防止することができる。
本参考例により、定常時は有効電力を必要なだけ融通し、過電流発生の可能性がある時には無効電力優先に切り換えることによって過電流をより確実に防止することができる。
Thus, according to the sixth reference example described with reference to FIGS. 11 and 12, when the converter output current becomes large, the current command value is switched from active power priority to reactive power priority.
In the case of steady operation, it is generally important that active power such as accommodation power and output power is output from the host control system, and it is necessary to perform active power priority control. When the converter output current increases, the active power component is narrowed to a value close to zero, and the reactive power can be prevented from being stopped due to overcurrent by outputting an appropriate value.
According to this reference example , it is possible to more surely prevent overcurrent by allowing as much active power as necessary during normal operation and switching to reactive power priority when there is a possibility of overcurrent.
なお、図9に示す第5の参考例及び図11に示す第6の参考例は、それぞれ、図1に示す第1の参考例に、リミット値切換え回路28又は28A及びリミッタ回路29、29′を加入した構成になっているが、図3に示した第2の参考例、図5に示した第3の参考例及び図8に示した第4の参考例にそれぞれリミット値切換え回路28又は28A及びリミッタ回路29、29′を加入することによって、第5又は第6の参考例と同様な効果が得られる。
本発明の実施形態
The fifth reference example shown in FIG. 9 and the sixth reference example shown in FIG. 11 are the same as the first reference example shown in FIG. 1 except that the limit
Embodiment of the present invention
図13は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第1の実施形態の構成を示すブロック図であり、図中、従来装置を説明した図17と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は図17に示す自励式変換器の制御装置に対して過電流検出回路17を設け、その出力信号を交流電流制御回路6Aに加えると共に、この交流電流制御回路6Aを図14に示すように構成した点が図17と構成上異なっている。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In FIG. 13, the same elements as those in FIG. Therefore, the description is omitted. In this embodiment, an
図14において、交流電流制御回路6Aは、図18に示す従来の交流電流制御回路6に対して、スイッチ回路34及び乗算器35、35′を新たに設けたものである。スイッチ回路34の入力端子には、「1」及び低減ゲインKdが与えられており、過電流検出回路17からの切換え信号によりどちらかの値が選択され、乗算器35、35′に加えられる。低減ゲインは1以下の適切な値であり、手動設定などにより予め設定されている。その他の構成は図18に示す従来の交流電流制御回路6と同じである。
In FIG. 14, an alternating
上記のように構成された第1の実施形態の動作について、特に、図17及び図18と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。ここに示した自励式変換器の制御装置においては、通常運転時に交流電流制御過電流を検出しておらず、従って、図14に示した交流電流制御回路6Aではスイッチ回路34で「1」が選択されて乗算器35、35′に加えられる。これにより変換器は従来と同様に制御される。
ここで、交流系統4の外乱などにより変換器の出力電流が大きくなると、過電流検出回路17により切換え指令が交流電流制御回路6Aの内部のスイッチ回路34に加えられ、スイッチ回路34は低減ゲインKdを選択して乗算器35、35′に加える。
これにより、比例積分回路12、12′に入力される信号の大きさは定常時のKd倍に低減され、実質的に比例積分回路すなわちフィードバック制御のゲインがKd倍に低減される。
The operation of the first embodiment configured as described above will be described below with a focus on the parts different from the configurations shown in FIGS. In the control device for the self-excited converter shown here, the alternating current control overcurrent is not detected during the normal operation. Therefore, in the alternating
Here, when the output current of the converter becomes large due to disturbance of the AC system 4 or the like, a switching command is applied to the
As a result, the magnitude of the signal input to the
かくして、図13及び図14に示した第1の実施形態によれば、過電流が発生する可能性がある場合に、交流電流制御のフィードバックゲインが低減される。定常運転における過電流の原因で最も頻度が大きいのは近隣変圧器の投入による偏磁が原因となっており、偏磁抑制制御回路10、10′による制御をより効果的に行うことにより過電流を防止し得る確率が高められる。
従来装置で説明したように、交流電流制御と偏磁抑制制御は相反する動作を行うため、十分な追従性を持つ、すなわち、ゲインの高い電流制御回路を採用した場合に偏磁抑制制御による過電流防止効果が十分に得られない可能性があるが、本実施形態によれば定常運転時には高速の電流追従性を持ち、かつ、偏磁による過電流が発生した場合には偏磁抑制制御の相対的なゲインを高めて、過電流を防止することができる。
Thus, according to the first embodiment shown in FIG. 13 and FIG. 14, when there is a possibility that an overcurrent occurs, the feedback gain of the alternating current control is reduced. The most frequent cause of overcurrent in steady operation is due to biasing due to the introduction of a neighboring transformer, and overcurrent can be achieved by more effective control by the biasing
As described in the conventional apparatus, since the alternating current control and the demagnetization suppression control operate in contradiction, they have sufficient followability, i.e., when a current control circuit with a high gain is adopted, an excess current due to the demagnetization suppression control. Although there is a possibility that the current prevention effect cannot be sufficiently obtained, according to the present embodiment, there is a high-speed current follow-up property during steady operation, and in the case where an overcurrent due to the demagnetization occurs, the demagnetization suppression control is performed. The relative gain can be increased to prevent overcurrent.
なお、第1の実施形態を構成する交流電流制御回路6A(図14)では、乗算器35、35′を比例積分回路12、12′の入力部分に挿入しているが、これを比例積分回路12、12′の出力部分に挿入しても同様の効果が得られる。
また、第1ないし第6の実施形態を構成する交流電流制御回路6Aに、それぞれ図14に示したと同様のスイッチ回路34、乗算器35、35′を付加することによって図7で説明したと同様な効果が得られる。
In the alternating
Further, the
図15は本発明に係る自励式変換器の制御装置の第2の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図中、図13に示す第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態は第1の実施形態を示す図13の構成に対して、励磁過電流検出回路36を付加すると共に、過電流検出回路17の出力を一方入力、励磁過電流検出回路36の出力を他方入力とするAND回路37を設け、このAND回路37の出力信号を過電流検出回路17の出力信号の代わりに交流電流制御回路6に入力するようにした点が異なっている。
この場合、励磁過電流検出回路36に対しては、偏磁抑制制御回路10、10′より変圧器3、3′の励磁電流相当の値、すなわち、各相ごとに2次電流I2から1次電流I1を引いた値が入力される。それらの値から、励磁過電流検出回路36では変圧器励磁電流が一定値を越えたか否かを判断し、その結果をAND回路37に与える。
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the control device for the self-excited converter according to the present invention. In FIG. 15, the same elements as those of the first embodiment shown in FIG. Reference numerals are assigned and explanations thereof are omitted.
In this embodiment, an excitation
In this case, for the excitation
図16は励磁過電流検出回路36の詳細な構成を示すブロック図であり、これは図2に示す過電流検出回路17と構成は同じで与えられる信号が各変圧器、各相の励磁電流となる。また、交流電流制御回路6の内部構成は、図14に示す第1の実施形態と同じであり、スイッチ回路34の切換え信号としてAND回路37の出力が使用される。
FIG. 16 is a block diagram showing a detailed configuration of the excitation
上記のように構成された第2の実施形態の動作について、特に、図7と構成を異にする部分を中心にして以下に説明する。通常の運転時は、交流電流制御の過電流を検出しておらず、スイッチ回路34で「1」が選択されて乗算器35、35′に加えられる。
これにより変換器は従来と同様に制御される。ここで、交流系統4の外乱などにより変換器の出力電流が大きくなると、過電流検出回路17の出力が「1」となる。さらに変圧器励磁電流が大きな値になっていると励磁過電流検出回路36の出力が「1」となってAND回路37へ与えられることにより、切換え指令が交流電流制御回路6の内部のスイッチ回路34に与えられ、スイッチ回路34は低減ゲインKdを選択して乗算器35、35′に与える。
これにより、比例積分回路12、12′に入力される信号の大きさは定常時のKd倍に低減され、実質的に比例積分回路、すなわち、フィードバック制御のゲインがKd倍に低減される。
The operation of the second embodiment configured as described above will be described below with a focus on the parts different from those in FIG. During normal operation, an overcurrent of AC current control is not detected, and “1” is selected by the
As a result, the converter is controlled as in the conventional case. Here, when the output current of the converter increases due to disturbance of the AC system 4 or the like, the output of the
As a result, the magnitude of the signal input to the
かくして、図15及び図16に示した第2の実施形態によれば、変圧器の偏磁、すなわち、励磁電流の増大によって過電流が発生する可能性がある場合に、交流電流制御のフィードバックゲインが低減される。
定常運転における過電流の原因で最も頻度が大きいのは近隣変圧器の投入による偏磁が原因となっており、偏磁抑制制御回路10、10′による制御をより効果的に行うことにより過電流が防止できる確率が高くなる。
従来装置で説明したように交流電流制御と偏磁抑制制御は相反する動作を行うため、十分な追従性を持つことになる。すなわち、ゲインの高い電流制御を使用した場合に偏磁抑制制御による過電流防止効果が十分に得られない可能性があるが、本実施形態によれば定常運転時には高速の電流追従性を持ち、かつ、偏磁による過電流が発生する場合には偏磁抑制制御の相対的なゲインを高めて、過電流を防止することができる。
また偏磁以外の原因で過電流の可能性が生じた場合には通常通り、交流電流制御を高速に動作させることによって過電流を防止することができる。
Thus, according to the second embodiment shown in FIGS. 15 and 16, when there is a possibility that an overcurrent may occur due to the bias of the transformer, that is, an increase in the excitation current, the feedback gain of the AC current control Is reduced.
The most frequent cause of overcurrent in steady operation is due to biasing due to the introduction of a neighboring transformer, and overcurrent can be achieved by more effective control by the biasing
As described in the conventional apparatus, the alternating current control and the demagnetization suppression control perform opposite operations, and therefore have sufficient followability. That is, when current control with high gain is used, there is a possibility that the overcurrent prevention effect due to the demagnetization suppression control may not be sufficiently obtained, but according to the present embodiment, it has high-speed current followability during steady operation, In addition, when an overcurrent due to the bias is generated, the relative gain of the bias suppression control can be increased to prevent the overcurrent.
Further, when a possibility of overcurrent occurs due to a cause other than the bias, overcurrent can be prevented by operating the alternating current control at high speed as usual.
1 自励式変換器
2 直流キャパシタ
3、3′ 変換器用変圧器
4 交流系統
5 上位制御系
6、6A 交流電流制御回路
7 位相検出回路
8 直交軸変換回路
9、9′ パルス発生回路
10、10′ 偏磁抑制制御回路
11、11′ 加算器
12、12′ 比例積分回路
13、13′ 乗算器
14、14′ 加算器
15、15A、15B、15C 指令値設定回路
16 スイッチ回路
17 過電流検出回路
18、18′ 絶対値演算回路
19 最大値選択回路
20 レベル検出器
21 乗算器
22 ホールド回路
23 加算器
24 ホールド回路
25 リミッタ回路
26 乗算器
27、27′ 平滑化回路
28、28A リミット値切換え回路
29、29′ リミッタ回路
30、30′ 演算回路
31 スイッチ回路
32、32′ 規格化回路
33、33′ 符号反転回路
34 スイッチ回路
35、35′ 乗算器
36 励磁過電流検出回路
37 AND回路
38、38′ 絶対値演算回路
39 最大値選択回路
40 レベル検出器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
出力電流が一定値を越えたことを条件に、前記電流制御回路の制御ゲインを通常よりも小さな値に切り替える手段を備えたことを特徴とする、自励式変換器の制御装置。 A current control circuit that converts a three-phase AC output current into dq axis variables on Cartesian coordinates and controls each axis current to follow a command value, and a difference between currents on the primary side and secondary side of the transformer In the control device of the self-excited converter having the demagnetization suppression control circuit that prevents the magnetism of the transformer by correcting each phase output voltage of the self-excited converter according to
A control device for a self-excited converter, comprising means for switching the control gain of the current control circuit to a smaller value than usual on condition that the output current exceeds a certain value.
出力電流が一定値を越え、かつ、偏磁抑制制御回路の入力信号である励磁電流相当の値又は偏磁抑制制御回路の出力信号が一定値を越えたことを条件に、前記電流制御回路の制御ゲインを通常よりも小さな値に切り替える手段を備えたことを特徴とする、自励式変換器の制御装置。 A current control circuit that converts a three-phase AC output current into dq axis variables on Cartesian coordinates and controls each axis current to follow a command value, and a difference between currents on the primary side and secondary side of the transformer In the control device of the self-excited converter having the demagnetization suppression control circuit that prevents the magnetism of the transformer by correcting each phase output voltage of the self-excited converter according to
On condition that the output current exceeds a certain value and the value corresponding to the excitation current that is the input signal of the demagnetization suppression control circuit or the output signal of the demagnetization suppression control circuit exceeds a certain value, the current control circuit A control device for a self-excited converter, comprising means for switching the control gain to a value smaller than usual.
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