JP2002044866A - 直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置 - Google Patents
直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置Info
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- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 三相交流送電線の電力潮流の向きが電力動揺
により反転したときに、逆制御によって電力系統が不安
定になるのを防止すること。 【解決手段】 送電線１００にサイリスタ制御直列コン
デンサ１０１を配置し、送電線１００の電力潮流の向き
が反転しないときには、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を点弧せず、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリ
アクタンスＸｔｃｓｃを直列コンデンサＣｔｃｓｃのリ
アクタンスＸｃとし、送電線１００の電力潮流の向きが
反転したときには、リアクタンスＸｔｃｓｃを誘導性と
するために、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を導通状態
に点弧し、逆向きの電力潮流の大きさが増加するのを抑
制する。
により反転したときに、逆制御によって電力系統が不安
定になるのを防止すること。 【解決手段】 送電線１００にサイリスタ制御直列コン
デンサ１０１を配置し、送電線１００の電力潮流の向き
が反転しないときには、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を点弧せず、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリ
アクタンスＸｔｃｓｃを直列コンデンサＣｔｃｓｃのリ
アクタンスＸｃとし、送電線１００の電力潮流の向きが
反転したときには、リアクタンスＸｔｃｓｃを誘導性と
するために、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を導通状態
に点弧し、逆向きの電力潮流の大きさが増加するのを抑
制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直列補償装置とサ
イリスタ制御直列コンデンサの制御装置に係り、特に、
三相交流送電線のインピーダンスを各相ごとに制御する
に好適な直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサ
の制御装置に関する。
イリスタ制御直列コンデンサの制御装置に係り、特に、
三相交流送電線のインピーダンスを各相ごとに制御する
に好適な直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサ
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】三相交流送電線で構成された交流系統に
おいては、三相交流送電線の定態安定度と過渡安定度の
向上に効果があるとして、三相交流送電線の各相に直列
に直列コンデンサを挿入する直列補償装置が採用されて
いる。この直列補償装置は、長距離送電線の多い北欧や
北米・南米を中心に多く採用されている。
おいては、三相交流送電線の定態安定度と過渡安定度の
向上に効果があるとして、三相交流送電線の各相に直列
に直列コンデンサを挿入する直列補償装置が採用されて
いる。この直列補償装置は、長距離送電線の多い北欧や
北米・南米を中心に多く採用されている。
【０００３】直列補償装置を交流送電線に適用した場
合、補償効果を大きくするために補償量を大きくする
と、送電線や発電機などのＬ（インダクタンス）と直列
補償装置のＣ（容量）による電気的な共振周波数が商用
周波数に近づき、発電機の軸ねじり（ＳＳＲ）が問題と
なる。この対策として、直列コンデンサの見かけ上の静
電容量をサイリスタのスイッチング動作によって変える
サイリスタ制御直列コンデンサ（ＴＣＳＣ）による直列
補償装置がアメリカの電力研究所（ＥＰＲＩ）を中心に
開発され、フィールドでの実証試験が行なわれている。
合、補償効果を大きくするために補償量を大きくする
と、送電線や発電機などのＬ（インダクタンス）と直列
補償装置のＣ（容量）による電気的な共振周波数が商用
周波数に近づき、発電機の軸ねじり（ＳＳＲ）が問題と
なる。この対策として、直列コンデンサの見かけ上の静
電容量をサイリスタのスイッチング動作によって変える
サイリスタ制御直列コンデンサ（ＴＣＳＣ）による直列
補償装置がアメリカの電力研究所（ＥＰＲＩ）を中心に
開発され、フィールドでの実証試験が行なわれている。
【０００４】サイリスタ制御直列コンデンサを用いた直
列補償装置は、サイリスタのスイッチング動作によって
リアクタンスを高速に制御することができるため、地絡
故障などに伴って電力動揺が発生したときに、送電線の
電力潮流を制御することで電力動揺を抑制することがで
きる。
列補償装置は、サイリスタのスイッチング動作によって
リアクタンスを高速に制御することができるため、地絡
故障などに伴って電力動揺が発生したときに、送電線の
電力潮流を制御することで電力動揺を抑制することがで
きる。
【０００５】交流送電線における電力潮流（Ｐｌｉｎ
ｅ）は、よく知られているように、送電端電圧Ｖｓ、受
電端電圧Ｖｒ、送電端電圧と受電端電圧との位相差θ、
送電線の誘導性リアクタンスＸｌｉｎｅ、サイリスタ制
御直列コンデンサの容量性リアクタンスＸｔｃｓｃを用
いて、次式で表される。
ｅ）は、よく知られているように、送電端電圧Ｖｓ、受
電端電圧Ｖｒ、送電端電圧と受電端電圧との位相差θ、
送電線の誘導性リアクタンスＸｌｉｎｅ、サイリスタ制
御直列コンデンサの容量性リアクタンスＸｔｃｓｃを用
いて、次式で表される。
【０００６】
【数１】 Ｐｌｉｎｅ＝Ｖｓ・Ｖｒ・ｓｉｎθ／（Ｘｌｉｎｅ−Ｘｔｃｓｃ）…（１） （１）式において、過補償にならないようにするため
に、一般に、ＸｔｃｓｃはＸｌｉｎｅよりも小さな値に
設定されており、したがって（１）式の分母は正の値で
ある。
に、一般に、ＸｔｃｓｃはＸｌｉｎｅよりも小さな値に
設定されており、したがって（１）式の分母は正の値で
ある。
【０００７】（１）式から分かるように、サイリスタ制
御直列コンデンサの設置されている送電線における電力
潮流は、送電線のリアクタンスＸｌｉｎｅとサイリスタ
制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔｃｓｃとの差に
反比例する。したがって、Ｐｌｉｎｅを増加させるとき
にはＸｔｃｓｃを大きくし、逆に、Ｐｌｉｎｅを減少さ
せるときにはＸｔｃｓｃを小さくすればよいことにな
る。
御直列コンデンサの設置されている送電線における電力
潮流は、送電線のリアクタンスＸｌｉｎｅとサイリスタ
制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔｃｓｃとの差に
反比例する。したがって、Ｐｌｉｎｅを増加させるとき
にはＸｔｃｓｃを大きくし、逆に、Ｐｌｉｎｅを減少さ
せるときにはＸｔｃｓｃを小さくすればよいことにな
る。
【０００８】また、サイリスタ制御直列コンデンサを用
いて電力動揺を抑制する場合、文献“「サイリスタ制御
直列コンデンサの模擬送電実験（II）」 藤田他５名、
平成７年電気学会電力技術研究会資料，ＰＥ−９５−１
２８”に記載されているように、制御装置の入力信号の
位相を補償するとともに、電力系統内の安定化対象とな
る同期発電機の回転子角速度偏差Δωの動揺と同相にな
るように、サイリスタ直列コンデンサのリアクタンスＸ
ｔｃｓｃを演算し、演算して得られたリアクタンスに応
じたサイリスタの点弧角を求め、この点弧角にしたがっ
てサイリスタを点弧し、サイリスタ制御直列コンデンサ
の設置されている送電線の電力潮流Ｐｌｉｎｅをサイリ
スタのスイッチング動作にしたがって制御して電力動揺
を抑制する方式が採用されている。この方式によれば、
Δωの動揺と同相になるようにリアクタンスＸｔｃｓｃ
を制御すると、Δωが正のとき、すなわち、電力系統内
の安定化対象となる同期発電機の回転子が加速したとき
はＰｌｉｎｅを増加して同期発電機の加速を抑制し、逆
に、Δωが負のとき、すなわち、同期発電機の回転子が
減速したときにはＰｌｉｎｅを減少させて同期発電機の
減速を抑制することで、同期発電機の動揺を抑制するこ
とが可能になる。
いて電力動揺を抑制する場合、文献“「サイリスタ制御
直列コンデンサの模擬送電実験（II）」 藤田他５名、
平成７年電気学会電力技術研究会資料，ＰＥ−９５−１
２８”に記載されているように、制御装置の入力信号の
位相を補償するとともに、電力系統内の安定化対象とな
る同期発電機の回転子角速度偏差Δωの動揺と同相にな
るように、サイリスタ直列コンデンサのリアクタンスＸ
ｔｃｓｃを演算し、演算して得られたリアクタンスに応
じたサイリスタの点弧角を求め、この点弧角にしたがっ
てサイリスタを点弧し、サイリスタ制御直列コンデンサ
の設置されている送電線の電力潮流Ｐｌｉｎｅをサイリ
スタのスイッチング動作にしたがって制御して電力動揺
を抑制する方式が採用されている。この方式によれば、
Δωの動揺と同相になるようにリアクタンスＸｔｃｓｃ
を制御すると、Δωが正のとき、すなわち、電力系統内
の安定化対象となる同期発電機の回転子が加速したとき
はＰｌｉｎｅを増加して同期発電機の加速を抑制し、逆
に、Δωが負のとき、すなわち、同期発電機の回転子が
減速したときにはＰｌｉｎｅを減少させて同期発電機の
減速を抑制することで、同期発電機の動揺を抑制するこ
とが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
サイリスタ制御直列コンデンサを用いて電力動揺を抑制
するに際して、電力系統内の安定化対象となる同期発電
機の回転子角速度偏差Δωの動揺と同相になるように、
サイリスタ制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔｃｓ
ｃを制御するようにしているため、サイリスタ制御直列
コンデンサの設置されている送電線の電力潮流Ｐｌｉｎ
ｅを制御して電力動揺を抑制することができる。
サイリスタ制御直列コンデンサを用いて電力動揺を抑制
するに際して、電力系統内の安定化対象となる同期発電
機の回転子角速度偏差Δωの動揺と同相になるように、
サイリスタ制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔｃｓ
ｃを制御するようにしているため、サイリスタ制御直列
コンデンサの設置されている送電線の電力潮流Ｐｌｉｎ
ｅを制御して電力動揺を抑制することができる。
【００１０】しかし、Ｘｔｃｓｃを大きくしてＰｌｉｎ
ｅを大きくしようとするときに、サイリスタ制御直列コ
ンデンサの設置された送電線における電力潮流の向きが
電力動揺によって反転すると、次のような問題点が生じ
る。
ｅを大きくしようとするときに、サイリスタ制御直列コ
ンデンサの設置された送電線における電力潮流の向きが
電力動揺によって反転すると、次のような問題点が生じ
る。
【００１１】すなわち、同期発電機の回転子が加速して
Δωが正のときに、サイリスタ制御直列コンデンサのリ
アクタンスＸｔｃｓｃを大きくすると、電力潮流Ｐｌｉ
ｎｅが増加して同期発電機の加速を抑制しようとする
が、電力潮流の向きが電力動揺によって反転したとき
に、サイリスタ制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔ
ｃｓｃを大きくすると、制御で想定している電力潮流と
は逆向きの潮流を大きくすることになり、同期発電機の
加速を助長し、逆制御となって電力系統が不安定とな
る。
Δωが正のときに、サイリスタ制御直列コンデンサのリ
アクタンスＸｔｃｓｃを大きくすると、電力潮流Ｐｌｉ
ｎｅが増加して同期発電機の加速を抑制しようとする
が、電力潮流の向きが電力動揺によって反転したとき
に、サイリスタ制御直列コンデンサのリアクタンスＸｔ
ｃｓｃを大きくすると、制御で想定している電力潮流と
は逆向きの潮流を大きくすることになり、同期発電機の
加速を助長し、逆制御となって電力系統が不安定とな
る。
【００１２】本発明の目的は、三相交流送電線の電力潮
流の向きが電力動揺により反転したときに、逆制御によ
って電力系統が不安定になるのを防止することができる
直列補償装置およびサイリスタ制御直列コンデンサの制
御装置を提供することにある。
流の向きが電力動揺により反転したときに、逆制御によ
って電力系統が不安定になるのを防止することができる
直列補償装置およびサイリスタ制御直列コンデンサの制
御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するスイッチング素子と、前記三
相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の電
力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転検
出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関連
する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するため
のリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値生
成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応答
して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリア
クタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導性から
容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値変更手
段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記各相の
スイッチング素子に対する点弧パルス信号を生成して前
記各相のスイッチング素子に点弧パルス信号を出力する
点弧パルス信号生成手段とを備えてなる直列補償装置を
構成したものである。
に、本発明は、三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するスイッチング素子と、前記三
相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の電
力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転検
出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関連
する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するため
のリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値生
成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応答
して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリア
クタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導性から
容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値変更手
段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記各相の
スイッチング素子に対する点弧パルス信号を生成して前
記各相のスイッチング素子に点弧パルス信号を出力する
点弧パルス信号生成手段とを備えてなる直列補償装置を
構成したものである。
【００１４】前記直列補償装置を構成するに際して、指
令値変更手段としては、電力潮流反転検出手段の検出出
力に応答してリアクタンス指令値生成手段の生成による
リアクタンス指令値を容量性から誘導性に変更する機能
を有するもので構成することができる。
令値変更手段としては、電力潮流反転検出手段の検出出
力に応答してリアクタンス指令値生成手段の生成による
リアクタンス指令値を容量性から誘導性に変更する機能
を有するもので構成することができる。
【００１５】前記各直列補償装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。
は、以下の要素を付加することができる。
【００１６】（１）前記点弧パルス信号生成手段は、前
記指令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性か
ら誘導性に変更したときに、前記各相のスイッチング素
子に対する点弧パルス信号として前記各相のスイッチン
グ素子が全導通状態となる点弧パルス信号を生成してな
る。
記指令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性か
ら誘導性に変更したときに、前記各相のスイッチング素
子に対する点弧パルス信号として前記各相のスイッチン
グ素子が全導通状態となる点弧パルス信号を生成してな
る。
【００１７】また、本発明は、三相交流送電線の各相に
それぞれ直列に挿入された直列コンデンサと、前記各相
の直列コンデンサにそれぞれ並列接続された交流リアク
トルと、前記各相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続
されて各相の点弧パルス信号に応答して前記各相の交流
リアクトルを流れる電流の位相を制御するサイリスタと
を備えたサイリスタ制御直列コンデンサにおいて、前記
三相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の
電力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転
検出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関
連する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するた
めのリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値
生成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応
答して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリ
アクタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導性か
ら容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値変更
手段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記各相
のサイリスタに対する点弧パルス信号を生成して前記各
相のサイリスタに点弧パルス信号を出力する点弧パルス
信号生成手段とを備えてなるサイリスタ制御直列コンデ
ンサの制御装置を構成したものである。
それぞれ直列に挿入された直列コンデンサと、前記各相
の直列コンデンサにそれぞれ並列接続された交流リアク
トルと、前記各相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続
されて各相の点弧パルス信号に応答して前記各相の交流
リアクトルを流れる電流の位相を制御するサイリスタと
を備えたサイリスタ制御直列コンデンサにおいて、前記
三相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の
電力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転
検出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関
連する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するた
めのリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値
生成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応
答して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリ
アクタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導性か
ら容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値変更
手段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記各相
のサイリスタに対する点弧パルス信号を生成して前記各
相のサイリスタに点弧パルス信号を出力する点弧パルス
信号生成手段とを備えてなるサイリスタ制御直列コンデ
ンサの制御装置を構成したものである。
【００１８】前記サイリスタ制御直列コンデンサの制御
装置を構成するに際して、指令値変更手段としては、電
力潮流反転検出手段の検出出力に応答してリアクタンス
指令値生成手段の生成によるリアクタンス指令値を容量
性から誘導性に変更する機能を有するもので構成するこ
とができる。
装置を構成するに際して、指令値変更手段としては、電
力潮流反転検出手段の検出出力に応答してリアクタンス
指令値生成手段の生成によるリアクタンス指令値を容量
性から誘導性に変更する機能を有するもので構成するこ
とができる。
【００１９】前記サイリスタ制御直列コンデンサの制御
装置を構成するに際しては、以下の要素を付加すること
ができる。
装置を構成するに際しては、以下の要素を付加すること
ができる。
【００２０】（１）前記点弧パルス信号生成手段は、前
記指令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性か
ら誘導性に変更したときに、前記各相のサイリスタに対
する点弧パルス信号として前記各相のサイリスタが全導
通状態となる点弧パルス信号を生成してなる。
記指令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性か
ら誘導性に変更したときに、前記各相のサイリスタに対
する点弧パルス信号として前記各相のサイリスタが全導
通状態となる点弧パルス信号を生成してなる。
【００２１】前記した手段によれば、電力潮流の動揺を
抑制するためのリアクタンス指令値にしたがって各相の
スイッチング素子、例えばサイリスタが点弧されている
ときに、三相交流送電線の電力潮流の向きが反転する
と、リアクタンス指令値が容量性から誘導性にまたは誘
導性から容量性に変更され、変更されたリアクタンス指
令値にしたがって各相のスイッチング素子またはサイリ
スタが点弧されるため、逆向きの電力潮流の大きさの増
加が抑制され、同期発電機の加速を助長することなく、
電力動揺の減衰に伴って電力系統の安定化を図ることが
できる。
抑制するためのリアクタンス指令値にしたがって各相の
スイッチング素子、例えばサイリスタが点弧されている
ときに、三相交流送電線の電力潮流の向きが反転する
と、リアクタンス指令値が容量性から誘導性にまたは誘
導性から容量性に変更され、変更されたリアクタンス指
令値にしたがって各相のスイッチング素子またはサイリ
スタが点弧されるため、逆向きの電力潮流の大きさの増
加が抑制され、同期発電機の加速を助長することなく、
電力動揺の減衰に伴って電力系統の安定化を図ることが
できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
直列補償装置の全体構成図である。図１において、直列
補償装置は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１、演
算制御装置１０２、交流電圧変成器１０３、交流電流変
成器１０４を備えて構成されており、サイリスタ制御直
列コンデンサ１０１が三相交流送電線１００に直列に挿
入されている。サイリスタ制御直列コンデンサ１０１
は、直列コンデンサＣｔｃｓｃ、交流リアクトルＬｔｃ
ｓｃ、スイッチング素子としてのサイリスタＴｈｙ１、
Ｔｈｙ２を備えて構成されている。直列コンデンサＣｔ
ｃｓｃは送電線１００に直列に挿入されており、直列コ
ンデンサＣｔｃｓｃと並列に交流リアクトルＬｔｃｓ
ｃ、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２が接続されている。
サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２はそれぞれ交流リアクト
ルＬｔｃｓｃに直列に接続されているとともに、互いに
逆並列接続されている。そして各サイリスタＴｈｙ１、
Ｔｈｙ２のゲートはそれぞれ演算制御装置１０２に接続
されている。演算制御装置１０２には、送電線１００の
電気信号として、送電線１００の交流電流を検出する交
流電流検出手段としての交流電流変成器１０４の検出電
流が入力れているとともに、送電線１００の交流電圧を
検出する交流電圧検出手段としての交流電圧変成器１０
３の検出電圧が入力されている。
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
直列補償装置の全体構成図である。図１において、直列
補償装置は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１、演
算制御装置１０２、交流電圧変成器１０３、交流電流変
成器１０４を備えて構成されており、サイリスタ制御直
列コンデンサ１０１が三相交流送電線１００に直列に挿
入されている。サイリスタ制御直列コンデンサ１０１
は、直列コンデンサＣｔｃｓｃ、交流リアクトルＬｔｃ
ｓｃ、スイッチング素子としてのサイリスタＴｈｙ１、
Ｔｈｙ２を備えて構成されている。直列コンデンサＣｔ
ｃｓｃは送電線１００に直列に挿入されており、直列コ
ンデンサＣｔｃｓｃと並列に交流リアクトルＬｔｃｓ
ｃ、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２が接続されている。
サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２はそれぞれ交流リアクト
ルＬｔｃｓｃに直列に接続されているとともに、互いに
逆並列接続されている。そして各サイリスタＴｈｙ１、
Ｔｈｙ２のゲートはそれぞれ演算制御装置１０２に接続
されている。演算制御装置１０２には、送電線１００の
電気信号として、送電線１００の交流電流を検出する交
流電流検出手段としての交流電流変成器１０４の検出電
流が入力れているとともに、送電線１００の交流電圧を
検出する交流電圧検出手段としての交流電圧変成器１０
３の検出電圧が入力されている。
【００２３】演算制御装置１０２は、図２に示すよう
に、演算器２０１、２０２、２０３、２０４を備えて構
成されており、演算器２０４の出力側が点弧パルス発生
器（図示省略）に接続されている。演算器２０１には、
送電線１００の電力潮流の動揺に関連する電気信号とし
て、電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎが入力されてい
る。この電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎとしては、送
電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅを示す信号を用いるこ
とができるとともに、電力系統内の安定化対象となる同
期発電機の回転子角速度偏差Δωを示す信号を用いるこ
ともできる。さらに、サイリスタ制御直列コンデンサ１
０１が設置されている地点における周波数に関する信号
であって、系統の基準周波数との周波数偏差を示す信号
を用いることができる。そして演算器２０１は、電力動
揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎを入力し、入力した信号に対
してフィルタリング処理や位相補償処理を行なうととも
に、これらの処理が行なわれた信号を基に電力系統内の
安定化対象となる同期発電機の回転子角速度偏差Δωの
動揺と同相となるような指令値として、サイリスタ制御
直列コンデンサ１０１に対するリアクタンス指令値Ｘｔ
ｃｓｃ１を演算し、この演算値を演算器２０３に出力す
るリアクタンス指令値生成手段として構成されている。
に、演算器２０１、２０２、２０３、２０４を備えて構
成されており、演算器２０４の出力側が点弧パルス発生
器（図示省略）に接続されている。演算器２０１には、
送電線１００の電力潮流の動揺に関連する電気信号とし
て、電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎが入力されてい
る。この電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎとしては、送
電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅを示す信号を用いるこ
とができるとともに、電力系統内の安定化対象となる同
期発電機の回転子角速度偏差Δωを示す信号を用いるこ
ともできる。さらに、サイリスタ制御直列コンデンサ１
０１が設置されている地点における周波数に関する信号
であって、系統の基準周波数との周波数偏差を示す信号
を用いることができる。そして演算器２０１は、電力動
揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎを入力し、入力した信号に対
してフィルタリング処理や位相補償処理を行なうととも
に、これらの処理が行なわれた信号を基に電力系統内の
安定化対象となる同期発電機の回転子角速度偏差Δωの
動揺と同相となるような指令値として、サイリスタ制御
直列コンデンサ１０１に対するリアクタンス指令値Ｘｔ
ｃｓｃ１を演算し、この演算値を演算器２０３に出力す
るリアクタンス指令値生成手段として構成されている。
【００２４】演算器２０２は、交流電圧変成器１０３の
出力電圧と交流電流変流器１０４の出力電流を入力し、
入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎとを基に、サイリスタ
制御直列コンデンサ１０１が接続されている送電線１０
０の電力潮流Ｐｌｉｎｅを演算し、この演算値を演算器
２０３に出力するようになっている。なお、送電線１０
０の電力潮流Ｐｌｉｎｅを演算するに際しては、（１）
式に示したように、送電端電圧、受電端電圧を検出し、
送電端電圧と受電端電圧との位相差θ、送電線１００の
誘導性リアクタンスＸｌｉｎｅ、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１００の容量性リアクタンスＸｔｃｓｃを用い
て求めることもできる。
出力電圧と交流電流変流器１０４の出力電流を入力し、
入力電圧Ｖｉｎと入力電流Ｉｉｎとを基に、サイリスタ
制御直列コンデンサ１０１が接続されている送電線１０
０の電力潮流Ｐｌｉｎｅを演算し、この演算値を演算器
２０３に出力するようになっている。なお、送電線１０
０の電力潮流Ｐｌｉｎｅを演算するに際しては、（１）
式に示したように、送電端電圧、受電端電圧を検出し、
送電端電圧と受電端電圧との位相差θ、送電線１００の
誘導性リアクタンスＸｌｉｎｅ、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１００の容量性リアクタンスＸｔｃｓｃを用い
て求めることもできる。
【００２５】演算器２０３は、リアクタンス指令値Ｘｔ
ｃｓｃ１を送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの値に応
じてリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２を生成するように
なっている。
ｃｓｃ１を送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの値に応
じてリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２を生成するように
なっている。
【００２６】具体的には、図３に示すように、演算器２
０３は、演算器２０２から送電線１００の電力潮流Ｐｌ
ｉｎｅに関する信号を取り込み、電力潮流Ｐｌｉｎｅの
向きが反転したか否か、すなわちＰｌｉｎｅの値が正か
否かを判定し（ステップ３０１）、電力潮流Ｐｌｉｎｅ
が正のときには、演算器２０１の生成によるリアクタン
ス指令値Ｘｔｃｓｃ１が例えば容量性のリアクタンス指
令値のときには、このリアクタンス指令値をそのままリ
アクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２に決定し（ステップ３０
２）、このリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２を演算器２
０４に出力する。
０３は、演算器２０２から送電線１００の電力潮流Ｐｌ
ｉｎｅに関する信号を取り込み、電力潮流Ｐｌｉｎｅの
向きが反転したか否か、すなわちＰｌｉｎｅの値が正か
否かを判定し（ステップ３０１）、電力潮流Ｐｌｉｎｅ
が正のときには、演算器２０１の生成によるリアクタン
ス指令値Ｘｔｃｓｃ１が例えば容量性のリアクタンス指
令値のときには、このリアクタンス指令値をそのままリ
アクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２に決定し（ステップ３０
２）、このリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２を演算器２
０４に出力する。
【００２７】一方、電力潮流Ｐｌｉｎｅが負のとき、す
なわち送電線１００の電力潮流の向きが反転したと判定
したときには、演算器２０１の生成による容量性のリア
クタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１を用いる代わりに、誘導性
のリアクタンスＸｒｅｖをリアクタンス指令値Ｘｔｃｓ
ｃ２に決定し（ステップ３０３）、誘導性のリアクタン
ス指令値Ｘｔｃｓｃ２を演算器２０４に出力する。
なわち送電線１００の電力潮流の向きが反転したと判定
したときには、演算器２０１の生成による容量性のリア
クタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１を用いる代わりに、誘導性
のリアクタンスＸｒｅｖをリアクタンス指令値Ｘｔｃｓ
ｃ２に決定し（ステップ３０３）、誘導性のリアクタン
ス指令値Ｘｔｃｓｃ２を演算器２０４に出力する。
【００２８】すなわち、演算器２０３は、交流電圧変成
器１０３、交流電流変成器１０４、演算器２０２ととも
に送電線１００の電力潮流の向きが反転したことを検出
する電力潮流反転検出手段を構成するとともに、電力潮
流反転検出手段の検出出力に応答して、演算器２０１の
生成によるリアクタンス指令値を容量性から誘導性に変
更する指令値変更手段として構成されている。
器１０３、交流電流変成器１０４、演算器２０２ととも
に送電線１００の電力潮流の向きが反転したことを検出
する電力潮流反転検出手段を構成するとともに、電力潮
流反転検出手段の検出出力に応答して、演算器２０１の
生成によるリアクタンス指令値を容量性から誘導性に変
更する指令値変更手段として構成されている。
【００２９】演算器２０４は、リアクタンス指令値Ｘｔ
ｃｓｃ２に応じてサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２に対す
る点弧角（制御進み角）βを演算し、点弧角βに関する
信号を点弧パルス発生器に出力するようになっている。
点弧パルス発生器は、点弧角β（β＝１８０度−α）に
したがって制御角（制御遅れ角）αに関する点弧パルス
信号を生成し、この点弧パルス信号をサイリスタＴｈｙ
１、Ｔｈｙ２のゲートに出力するようになっている。す
なわち、演算器２０４と点弧パルス発生器は点弧パルス
信号生成手段として構成されている。
ｃｓｃ２に応じてサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２に対す
る点弧角（制御進み角）βを演算し、点弧角βに関する
信号を点弧パルス発生器に出力するようになっている。
点弧パルス発生器は、点弧角β（β＝１８０度−α）に
したがって制御角（制御遅れ角）αに関する点弧パルス
信号を生成し、この点弧パルス信号をサイリスタＴｈｙ
１、Ｔｈｙ２のゲートに出力するようになっている。す
なわち、演算器２０４と点弧パルス発生器は点弧パルス
信号生成手段として構成されている。
【００３０】なお、演算器２０４は、地絡故障、短絡故
障の発生に伴って、保護リレーから限流動作の指令信号
Ｒｙを受けたときには、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を全導通状態で点弧させるための点弧角βとして９０度
の信号を出力するようになっている。
障の発生に伴って、保護リレーから限流動作の指令信号
Ｒｙを受けたときには、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を全導通状態で点弧させるための点弧角βとして９０度
の信号を出力するようになっている。
【００３１】ここで、演算器２０４において、リアクタ
ンス指令値Ｘｔｃｓｃ２から点弧角βを決定するに際し
ては、図４に示すリアクタンス特性が用いられている。
ンス指令値Ｘｔｃｓｃ２から点弧角βを決定するに際し
ては、図４に示すリアクタンス特性が用いられている。
【００３２】図４は、直列コンデンサＣｔｃｓｃ両端の
電圧位相：１８０度を基準とした角度をβ（ｄｅｇ）で
表したときの特性図であって、サイリスタＴｈｙ１、Ｔ
ｈｙ２の点弧位相角βに関するサイリスタ制御直列コン
デンサ１０１のリアクタンス特性であり、図４におい
て、容量性を正として表してある。
電圧位相：１８０度を基準とした角度をβ（ｄｅｇ）で
表したときの特性図であって、サイリスタＴｈｙ１、Ｔ
ｈｙ２の点弧位相角βに関するサイリスタ制御直列コン
デンサ１０１のリアクタンス特性であり、図４におい
て、容量性を正として表してある。
【００３３】一方、サイリスタの点弧位相角β（ｒａ
ｄ）に対するサイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリ
アクタンスＸｔｃｓｃ（Ω）は、文献“「サイリスタ制
御直列コンデンサの制御方式の検討および縮小モデルの
開発」，加藤他６名，電気学会論文誌Ｂ，Ｖｏｌ １．
１１７，Ｎｏ．７，１９９７年７月”に記載されている
ように、送電線の基本波電圧と基本波電流を基に、直列
コンデンサＣｔｃｓｃの静電容量Ｃ「Ｆ」，リアクトル
ｔｃｓｃのインダクタンスＬ「Ｈ」電力系統の基本周波
数ω「ｒａｄ／ｓｅｃ」を用いて、次式で与えられる。
ｄ）に対するサイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリ
アクタンスＸｔｃｓｃ（Ω）は、文献“「サイリスタ制
御直列コンデンサの制御方式の検討および縮小モデルの
開発」，加藤他６名，電気学会論文誌Ｂ，Ｖｏｌ １．
１１７，Ｎｏ．７，１９９７年７月”に記載されている
ように、送電線の基本波電圧と基本波電流を基に、直列
コンデンサＣｔｃｓｃの静電容量Ｃ「Ｆ」，リアクトル
ｔｃｓｃのインダクタンスＬ「Ｈ」電力系統の基本周波
数ω「ｒａｄ／ｓｅｃ」を用いて、次式で与えられる。
【００３４】
【数２】Ｘｔｃｓｃ＝πωＬ／（πω２ＬＣ−２β＋ｓ
ｉｎ２β）…（２）図４に示す特性は（２）式に基づい
たものであり、図４から分かるように、β＝０度のと
き、つまり、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を導通させ
ないときは、リアクタンスＸｔｃｓｃは直列コンデンサ
ＣｔｃｓｃのリアクタンスＸｃとなり、β＝９０度のと
き、つまり、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を全導通状
態にしたときは、リアクタンスＸｔｃｓｃは誘導性の値
Ｘｆｕｌｌとなる。また、リアクタンスＸｔｃｓｃはβ
１を境に容量性から誘導性に切り替わり、０（ｄｅｇ）
≦β≦β１（ｄｅｇ）ではリアクタンスｔｃｓｃは容量
性、β１（ｄｅｇ）＜βではリアクタンスＸｔｃｓｃは
誘導性となる。
ｉｎ２β）…（２）図４に示す特性は（２）式に基づい
たものであり、図４から分かるように、β＝０度のと
き、つまり、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を導通させ
ないときは、リアクタンスＸｔｃｓｃは直列コンデンサ
ＣｔｃｓｃのリアクタンスＸｃとなり、β＝９０度のと
き、つまり、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を全導通状
態にしたときは、リアクタンスＸｔｃｓｃは誘導性の値
Ｘｆｕｌｌとなる。また、リアクタンスＸｔｃｓｃはβ
１を境に容量性から誘導性に切り替わり、０（ｄｅｇ）
≦β≦β１（ｄｅｇ）ではリアクタンスｔｃｓｃは容量
性、β１（ｄｅｇ）＜βではリアクタンスＸｔｃｓｃは
誘導性となる。
【００３５】ここで、サイリスタ制御直列コンデンサ１
０１のサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を点弧するに際し
ては、送電線１００のリアクタンスを補償するために、
通常は、容量性の領域、すなわち、０（ｄｅｇ）≦β≦
β１（ｄｅｇ）の範囲でサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を点弧するが、送電線１００で地絡故障あるいは短絡故
障が発生した場合は、故障電流を抑制するために、誘導
性の領域、すなわち、β１（ｄｅｇ）＜βサイリスタＴ
ｈｙ１、Ｔｈｙ２を点弧して限流動作が行われる。
０１のサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を点弧するに際し
ては、送電線１００のリアクタンスを補償するために、
通常は、容量性の領域、すなわち、０（ｄｅｇ）≦β≦
β１（ｄｅｇ）の範囲でサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を点弧するが、送電線１００で地絡故障あるいは短絡故
障が発生した場合は、故障電流を抑制するために、誘導
性の領域、すなわち、β１（ｄｅｇ）＜βサイリスタＴ
ｈｙ１、Ｔｈｙ２を点弧して限流動作が行われる。
【００３６】さらに、電力潮流反転時のリアクタンス指
令値Ｘｔｃｓｃ２としてリアクタンスＸｒｅｖが誘導性
リアクタンスとして用いられるが、電力潮流反転時にお
ける誘導性リアクタンスとしては、図４に示すように、
サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２の点弧角βが９０度とな
り、各サイリスタを全導通状態にしたときのサイリスタ
制御直列コンデンサ１０１のリアクタンスＸｆｕｌｌを
用いることもできる。また、電力潮流反転時における誘
導性リアクタンスとしては、点弧角βがβ１（ｄｅｇ）
＜β＜９０（ｄｅｇ）として、各サイリスタを全導通さ
せたときよりもリアクタンスの絶対値が大きくなるよう
なリアクタンス、すなわちＸｆｕｌｌよりも絶対値が大
きくなるリアクタンスを用いることもできる。
令値Ｘｔｃｓｃ２としてリアクタンスＸｒｅｖが誘導性
リアクタンスとして用いられるが、電力潮流反転時にお
ける誘導性リアクタンスとしては、図４に示すように、
サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２の点弧角βが９０度とな
り、各サイリスタを全導通状態にしたときのサイリスタ
制御直列コンデンサ１０１のリアクタンスＸｆｕｌｌを
用いることもできる。また、電力潮流反転時における誘
導性リアクタンスとしては、点弧角βがβ１（ｄｅｇ）
＜β＜９０（ｄｅｇ）として、各サイリスタを全導通さ
せたときよりもリアクタンスの絶対値が大きくなるよう
なリアクタンス、すなわちＸｆｕｌｌよりも絶対値が大
きくなるリアクタンスを用いることもできる。
【００３７】次に、サイリスタ制御直列コンデンサ１０
１の動作の１例を図５ないし図７にしたがって説明す
る。
１の動作の１例を図５ないし図７にしたがって説明す
る。
【００３８】まず、サイリスタ制御直列コンデンサ１０
１が接続された送電線１００の電力潮流の向きが反転し
ない場合のサイリスタ制御直列コンデンサ１０１の動作
を図５にしたがって説明する。図５において、定常時
は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された
送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅは定常時の値Ｐ０に
なっている。この場合、電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きに変
化がないため、演算制御装置１０２は、サイリスタＴｈ
ｙ１、Ｔｈｙ２に対して点弧を行わず、リアクタンス指
令値Ｘｔｃｓｃ１がそのままリアクタンス指令値Ｘｔｃ
ｓｃ２となり、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１の
リアクタンスＸｔｃｓｃは、直列コンデンサＴｔｃｓｃ
のリアクタンスＸｃとなっている。今、時刻ｔ１におい
て、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された
送電線１００で三相地絡故障が発生し、時刻ｔ２で故障
が除去されたと仮定する。
１が接続された送電線１００の電力潮流の向きが反転し
ない場合のサイリスタ制御直列コンデンサ１０１の動作
を図５にしたがって説明する。図５において、定常時
は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された
送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅは定常時の値Ｐ０に
なっている。この場合、電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きに変
化がないため、演算制御装置１０２は、サイリスタＴｈ
ｙ１、Ｔｈｙ２に対して点弧を行わず、リアクタンス指
令値Ｘｔｃｓｃ１がそのままリアクタンス指令値Ｘｔｃ
ｓｃ２となり、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１の
リアクタンスＸｔｃｓｃは、直列コンデンサＴｔｃｓｃ
のリアクタンスＸｃとなっている。今、時刻ｔ１におい
て、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された
送電線１００で三相地絡故障が発生し、時刻ｔ２で故障
が除去されたと仮定する。
【００３９】時刻ｔ１で三相地絡故障が発生し、時刻ｔ
２で地絡故障が除去されるまでの間、電力潮流Ｐｌｉｎ
ｅはほぼ０となり、電力系統内の安定化対象となる同期
発電機は加速を開始し、同期発電機の回転子角速度偏差
Δωは正の値となる。また、このとき、演算器２０４に
対して、保護リレーから限流動作の指令信号Ｒｙが入力
されるため、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１は限
流動作となる。すなわちサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を全導通状態とさせるために、点弧角βが９０度に設定
され、リアクタンスＸｔｃｓｃ＝Ｘｆｕｌｌとなる。
２で地絡故障が除去されるまでの間、電力潮流Ｐｌｉｎ
ｅはほぼ０となり、電力系統内の安定化対象となる同期
発電機は加速を開始し、同期発電機の回転子角速度偏差
Δωは正の値となる。また、このとき、演算器２０４に
対して、保護リレーから限流動作の指令信号Ｒｙが入力
されるため、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１は限
流動作となる。すなわちサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２
を全導通状態とさせるために、点弧角βが９０度に設定
され、リアクタンスＸｔｃｓｃ＝Ｘｆｕｌｌとなる。
【００４０】時刻ｔ２において地絡故障が除去されたあ
と、同期発電機は動揺を開始し、同時に、サイリスタ直
列コンデンサ１０１が接続された送電線１００の電力潮
流Ｐｌｉｎｅも動揺する。このとき電力潮流Ｐｌｉｎｅ
とΔωとの間には９０度の位相差があるため、演算器２
０１において、電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎを基
に、Δωと同位相の動揺となるようにリアクタンス指令
値Ｘｔｃｓｃ１が演算され、このリアクタンス指令値Ｘ
ｔｃｓｃ１がそのままリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２
となって演算器２０４に出力され、この演算器２０４に
おいてリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２にしたがった点
弧角βが求められ、この点弧角βにしたがった点弧パル
スがサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２に出力される。そし
て各サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２のスイッチング動作
により、同期発電機が加速してΔωが正となったときに
は、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１が大きくなって電
力潮流Ｐｌｉｎｅを大きくして同期発電機の加速を抑制
する。一方、同期発電機が減速してΔωが負となったと
きには、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１が小さくなっ
て、電力潮流Ｐｌｉｎｅを小さくして、同期発電機の減
速を抑制する。そしてこのような制御が継続されること
で、電力潮流Ｐｌｉｎｅは減衰し、定常値Ｐ０に収束す
る。
と、同期発電機は動揺を開始し、同時に、サイリスタ直
列コンデンサ１０１が接続された送電線１００の電力潮
流Ｐｌｉｎｅも動揺する。このとき電力潮流Ｐｌｉｎｅ
とΔωとの間には９０度の位相差があるため、演算器２
０１において、電力動揺抑制制御信号ＰＳＳｉｎを基
に、Δωと同位相の動揺となるようにリアクタンス指令
値Ｘｔｃｓｃ１が演算され、このリアクタンス指令値Ｘ
ｔｃｓｃ１がそのままリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２
となって演算器２０４に出力され、この演算器２０４に
おいてリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ２にしたがった点
弧角βが求められ、この点弧角βにしたがった点弧パル
スがサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２に出力される。そし
て各サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２のスイッチング動作
により、同期発電機が加速してΔωが正となったときに
は、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１が大きくなって電
力潮流Ｐｌｉｎｅを大きくして同期発電機の加速を抑制
する。一方、同期発電機が減速してΔωが負となったと
きには、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１が小さくなっ
て、電力潮流Ｐｌｉｎｅを小さくして、同期発電機の減
速を抑制する。そしてこのような制御が継続されること
で、電力潮流Ｐｌｉｎｅは減衰し、定常値Ｐ０に収束す
る。
【００４１】次に、サイリスタ制御直列コンデンサ１０
１が接続された送電線１００の電力潮流の向きが反転し
た場合のサイリスタ制御直列コンデンサ１０１の動作を
図６と図７にしたがって説明する。なお、図６は、サイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された送電線１
００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときにもサ
イリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタンスＸｔ
ｃｓｃを容量性のままとして、同期発電機のΔωと同位
相に制御したときのサイリスタ制御直列コンデンサ１０
１の動作を示しており、図７は、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１０１が接続された送電線１００の電力潮流の
向きが反転したときに、サイリスタ制御直列コンデンサ
１０１のリアクタンスＸｔｃｓｃを容量性から誘導性に
変更したときの動作を表している。また図６と図７にお
いて、定常時における電力潮流Ｐｌｉｎｅの値はＰ０’
に設定されている。この定常時の値Ｐ０’は、電力潮流
Ｐｌｉｎｅの向きが容易に反転するように、Ｐ０’がＰ
０よりも小さく設定されている。それ以外は図５と同様
に、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃは直列コンデンサｔｃｓｃのリアクタンス
Ｘｃに設定されており、時刻ｔ１で三相地絡故障が発生
し、時刻ｔ２で地絡故障が除去されるまでの間は、サイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１は、保護リレーからの
限流動作の指令信号Ｒｙに応答して限流動作となり、リ
アクタンスＸｔｃｓｃ＝Ｘｆｕｌｌになっている。
１が接続された送電線１００の電力潮流の向きが反転し
た場合のサイリスタ制御直列コンデンサ１０１の動作を
図６と図７にしたがって説明する。なお、図６は、サイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１が接続された送電線１
００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときにもサ
イリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタンスＸｔ
ｃｓｃを容量性のままとして、同期発電機のΔωと同位
相に制御したときのサイリスタ制御直列コンデンサ１０
１の動作を示しており、図７は、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１０１が接続された送電線１００の電力潮流の
向きが反転したときに、サイリスタ制御直列コンデンサ
１０１のリアクタンスＸｔｃｓｃを容量性から誘導性に
変更したときの動作を表している。また図６と図７にお
いて、定常時における電力潮流Ｐｌｉｎｅの値はＰ０’
に設定されている。この定常時の値Ｐ０’は、電力潮流
Ｐｌｉｎｅの向きが容易に反転するように、Ｐ０’がＰ
０よりも小さく設定されている。それ以外は図５と同様
に、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃは直列コンデンサｔｃｓｃのリアクタンス
Ｘｃに設定されており、時刻ｔ１で三相地絡故障が発生
し、時刻ｔ２で地絡故障が除去されるまでの間は、サイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１は、保護リレーからの
限流動作の指令信号Ｒｙに応答して限流動作となり、リ
アクタンスＸｔｃｓｃ＝Ｘｆｕｌｌになっている。
【００４２】図６および図７において、時刻ｔ２におい
て故障が除去された後は、同期発電機は動揺を開始し、
同時に、電力潮流Ｐｌｉｎｅも動揺するが、動揺の過程
において、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけては、サイリス
タ制御直列コンデンサ１０１が接続された送電線１００
の電力の向きが反転し（電力潮流Ｐｌｉｎｅが正から負
に移る。）、電力潮流Ｐｌｉｎｅの値は負となってい
る。
て故障が除去された後は、同期発電機は動揺を開始し、
同時に、電力潮流Ｐｌｉｎｅも動揺するが、動揺の過程
において、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけては、サイリス
タ制御直列コンデンサ１０１が接続された送電線１００
の電力の向きが反転し（電力潮流Ｐｌｉｎｅが正から負
に移る。）、電力潮流Ｐｌｉｎｅの値は負となってい
る。
【００４３】このとき、送電線１００の電力潮流Ｐｌｉ
ｎｅの向きが反転したときにも、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１０１のリアクタンスＸｔｃｓｃを容量正のま
ま、同期発電機のΔωと同位相となるように各サイリス
タＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を制御すると、図６に示すよう
に、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて逆向きの電力潮流の
大きさが増加し、同期発電機の加速を助長し、Δωが大
きくなり、最悪の場合は、同期発電機を脱調させること
になる。
ｎｅの向きが反転したときにも、サイリスタ制御直列コ
ンデンサ１０１のリアクタンスＸｔｃｓｃを容量正のま
ま、同期発電機のΔωと同位相となるように各サイリス
タＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を制御すると、図６に示すよう
に、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて逆向きの電力潮流の
大きさが増加し、同期発電機の加速を助長し、Δωが大
きくなり、最悪の場合は、同期発電機を脱調させること
になる。
【００４４】したがって、本実施形態においては、図７
に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、送電線
１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときに
は、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１を用いる代わり
に、誘導性リアクタンスＸｒｅｖをリアクタンス指令値
Ｘｔｃｓｃ２とし、このリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ
２に従った点弧角βとして、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈ
ｙ２を全導通状態にするための点弧角を求めるともに、
点弧パルス信号を生成し、この点弧パルス信号にしたが
ってサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を制御する。すなわ
ち、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃを誘導性として、逆向きの電力潮流の大き
さの増加を抑制することとしている。これにより、同期
発電機の加速を助長することなく、時刻ｔ４以降では、
電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが元に戻った後に、再びサイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１の電力動揺抑制制御が
働き、動揺は減衰する。その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６
にかけて再び送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向き
が反転しても、時刻ｔ３から時刻ｔ４の場合と同様な動
作を繰り返すことにより、電力動揺は収束し、電力系統
は安定になる。
に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、送電線
１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときに
は、リアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ１を用いる代わり
に、誘導性リアクタンスＸｒｅｖをリアクタンス指令値
Ｘｔｃｓｃ２とし、このリアクタンス指令値Ｘｔｃｓｃ
２に従った点弧角βとして、サイリスタＴｈｙ１、Ｔｈ
ｙ２を全導通状態にするための点弧角を求めるともに、
点弧パルス信号を生成し、この点弧パルス信号にしたが
ってサイリスタＴｈｙ１、Ｔｈｙ２を制御する。すなわ
ち、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃを誘導性として、逆向きの電力潮流の大き
さの増加を抑制することとしている。これにより、同期
発電機の加速を助長することなく、時刻ｔ４以降では、
電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが元に戻った後に、再びサイ
リスタ制御直列コンデンサ１０１の電力動揺抑制制御が
働き、動揺は減衰する。その後、時刻ｔ５から時刻ｔ６
にかけて再び送電線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向き
が反転しても、時刻ｔ３から時刻ｔ４の場合と同様な動
作を繰り返すことにより、電力動揺は収束し、電力系統
は安定になる。
【００４５】このように、本実施形態においては、送電
線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときに
は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃを容量性から誘導性に変更するようにした
ため、電力動揺抑制制御が逆制御となるのを防止し、電
力系統を確実に安定化することができる。
線１００の電力潮流Ｐｌｉｎｅの向きが反転したときに
は、サイリスタ制御直列コンデンサ１０１のリアクタン
スＸｔｃｓｃを容量性から誘導性に変更するようにした
ため、電力動揺抑制制御が逆制御となるのを防止し、電
力系統を確実に安定化することができる。
【００４６】なお、前記実施形態においては、電力潮流
の向きが反転したときに、リアクタンスＸｔｃｓｃを容
量性から誘導性に変更する場合について述べたが、電力
潮流の向きが反転したときに、リアクタンスＸｔｃｓｃ
が誘導性であったときには、誘導性から容量性に変更し
ても、電力潮流の向きの反転時における電力動揺抑制制
御が逆制御となるのを防止することもできる。
の向きが反転したときに、リアクタンスＸｔｃｓｃを容
量性から誘導性に変更する場合について述べたが、電力
潮流の向きが反転したときに、リアクタンスＸｔｃｓｃ
が誘導性であったときには、誘導性から容量性に変更し
ても、電力潮流の向きの反転時における電力動揺抑制制
御が逆制御となるのを防止することもできる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力潮流の動揺を抑制するためのリアクタンス指令値に
したがって各相のスイッチング素子またはサイリスタが
点弧されているときに、三相交流送電線の電力潮流の向
きが反転すると、リアクタンス指令値が容量性から誘導
性にまたは誘導性から容量性に変更され、変更されたリ
アクタンス指令値にしたがって各相のスイッチング素子
またはサイリスタが点弧されるため、逆向きの電力潮流
の大きさの増加が抑制され、同期発電機の加速を助長す
ることなく、電力動揺の減衰に伴って電力系統の安定化
を図ることができる。
電力潮流の動揺を抑制するためのリアクタンス指令値に
したがって各相のスイッチング素子またはサイリスタが
点弧されているときに、三相交流送電線の電力潮流の向
きが反転すると、リアクタンス指令値が容量性から誘導
性にまたは誘導性から容量性に変更され、変更されたリ
アクタンス指令値にしたがって各相のスイッチング素子
またはサイリスタが点弧されるため、逆向きの電力潮流
の大きさの増加が抑制され、同期発電機の加速を助長す
ることなく、電力動揺の減衰に伴って電力系統の安定化
を図ることができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す直列補償装置の全体
構成図である。
構成図である。
【図２】演算制御装置のブロック構成図である。
【図３】演算制御装置の作用を説明するためのフローチ
ャートとである。
ャートとである。
【図４】サイリスタの点弧位相角βに対するサイリスタ
制御直列コンデンサのリアクタンス特性を示す図であ
る。
制御直列コンデンサのリアクタンス特性を示す図であ
る。
【図５】送電線の電力潮流の向きが反転しないときの動
作を説明するためのタイムチャートである。
作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】送電線の電力潮流の向きが反転したときに、リ
アクタンスを容量性のままにしたときの制御を説明する
ためのタイムチャートである。
アクタンスを容量性のままにしたときの制御を説明する
ためのタイムチャートである。
【図７】送電線の電力潮流の向きが反転したときにリア
クタンスを容量性から誘導性に変更したときの作用を説
明するためのタイムチャートである。
クタンスを容量性から誘導性に変更したときの作用を説
明するためのタイムチャートである。
１００ 送電線 １０１ サイリスタ制御直列コンデンサ １０２ 演算制御装置 １０３ 交流電圧変成器 １０４ 交流電流変成器 ２０１、２０２、２０３、２０４ 演算器 Ｃｔｃｓｃ 直列コンデンサ Ｌｔｃｓｃ 交流リアクトル Ｔｈｙ１、Ｔｈｙ２ サイリスタ
フロントページの続き (72)発明者 小西 博雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山崎 雄二 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 杉本 重幸 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 (72)発明者 香田 勲 愛知県名古屋市東区東新町１番地 中部電 力株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 AD11 FA01 FB07 FC11
Claims (6)
- 【請求項１】 三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するスイッチング素子と、前記三
相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の電
力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転検
出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関連
する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するため
のリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値生
成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応答
して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリア
クタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導性から
容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値変更手
段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記各相の
スイッチング素子に対する点弧パルス信号を生成して前
記各相のスイッチング素子に点弧パルス信号を出力する
点弧パルス信号生成手段とを備えてなる直列補償装置。 - 【請求項２】 三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するスイッチング素子と、前記三
相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電線の電
力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流反転検
出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺に関連
する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制するため
のリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指令値生
成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力に応答
して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によるリア
クタンス指令値を容量性から誘導性に変更する指令値変
更手段と、前記指令値変更手段の変更によるリアクタン
ス指令値に従って前記各相のスイッチング素子に対する
点弧パルス信号を生成して前記各相のスイッチング素子
に点弧パルス信号を出力する点弧パルス信号生成手段と
を備えてなる直列補償装置。 - 【請求項３】 前記点弧パルス信号生成手段は、前記指
令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性から誘
導性に変更したときに、前記各相のスイッチング素子に
対する点弧パルス信号として前記各相のスイッチング素
子が全導通状態となる点弧パルス信号を生成してなるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の直列補償装
置。 - 【請求項４】 三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するサイリスタとを備えたサイリ
スタ制御直列コンデンサにおいて、 前記三相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電
線の電力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流
反転検出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺
に関連する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制す
るためのリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指
令値生成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力
に応答して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によ
るリアクタンス指令値を容量性から誘導性にまたは誘導
性から容量性に変更する指令値変更手段と、前記指令値
変更手段の変更によるリアクタンス指令値に従って前記
各相のサイリスタに対する点弧パルス信号を生成して前
記各相のサイリスタに点弧パルス信号を出力する点弧パ
ルス信号生成手段とを備えてなるサイリスタ制御直列コ
ンデンサの制御装置。 - 【請求項５】 三相交流送電線の各相にそれぞれ直列に
挿入された直列コンデンサと、前記各相の直列コンデン
サにそれぞれ並列接続された交流リアクトルと、前記各
相の交流リアクトルにそれぞれ直列接続されて各相の点
弧パルス信号に応答して前記各相の交流リアクトルを流
れる電流の位相を制御するサイリスタとを備えたサイリ
スタ制御直列コンデンサにおいて、 前記三相交流送電線の電気信号を基に前記三相交流送電
線の電力潮流の向きが反転したことを検出する電力潮流
反転検出手段と、前記三相交流送電線の電力潮流の動揺
に関連する電気信号を基に前記電力潮流の動揺を抑制す
るためのリアクタンス指令値を生成するリアクタンス指
令値生成手段と、前記電力潮流反転検出手段の検出出力
に応答して前記リアクタンス指令値生成手段の生成によ
るリアクタンス指令値を容量性から誘導性に変更する指
令値変更手段と、前記指令値変更手段の変更によるリア
クタンス指令値に従って前記各相のサイリスタに対する
点弧パルス信号を生成して前記各相のサイリスタに点弧
パルス信号を出力する点弧パルス信号生成手段とを備え
てなるサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置。 - 【請求項６】 前記点弧パルス信号生成手段は、前記指
令値変更手段が前記リアクタンス指令値を容量性から誘
導性に変更したときに、前記各相のサイリスタに対する
点弧パルス信号として前記各相のサイリスタが全導通状
態となる点弧パルス信号を生成してなることを特徴とす
る請求項４または５に記載のサイリスタ制御直列コンデ
ンサの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000226482A JP3870312B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000226482A JP3870312B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002044866A true JP2002044866A (ja) | 2002-02-08 |
| JP3870312B2 JP3870312B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=18720092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000226482A Expired - Fee Related JP3870312B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | 直列補償装置とサイリスタ制御直列コンデンサの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3870312B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008301701A (ja) * | 2003-06-13 | 2008-12-11 | Battelle Memorial Inst | 配電制御方法及び電力管理デバイス |
| KR101378545B1 (ko) | 2012-12-24 | 2014-03-27 | 한국전력공사 | Ｔｃｓｃ 제어장치 |
| CN105703370A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器 |
| KR20170054081A (ko) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 한국전기연구원 | Ｔｃｓｃ가 포함된 전력 계통의 거리 계전기의 제어 장치 및 방법 |
| CN110098617A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种串联混合直流输电系统的潮流反转控制方法 |
-
2000
- 2000-07-27 JP JP2000226482A patent/JP3870312B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101378545B1 (ko) | 2012-12-24 | 2014-03-27 | 한국전력공사 | Ｔｃｓｃ 제어장치 |
| KR20170054081A (ko) * | 2015-11-09 | 2017-05-17 | 한국전기연구원 | Ｔｃｓｃ가 포함된 전력 계통의 거리 계전기의 제어 장치 및 방법 |
| KR102310330B1 (ko) * | 2015-11-09 | 2021-10-08 | 한국전기연구원 | Ｔｃｓｃ가 포함된 전력 계통의 거리 계전기의 제어 장치 및 방법 |
| CN105703370A (zh) * | 2016-03-08 | 2016-06-22 | 全球能源互联网研究院 | 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器 |
| CN105703370B (zh) * | 2016-03-08 | 2024-02-02 | 全球能源互联网研究院 | 一种串补与换流器结合的统一潮流控制器 |
| CN110098617A (zh) * | 2018-01-29 | 2019-08-06 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种串联混合直流输电系统的潮流反转控制方法 |
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|---|---|
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