JP2004187422A - 電力供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することができ、融通性、および応答性を高めること。
【解決手段】電力系統７が接続された母線１に、発電機２および静止形電力変換装置４をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統７に電力を供給する電力供給システムにおいて、静止形電力変換装置４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に、母線１電圧の振幅および位相が発電機２の出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように静止形電力変換装置４を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】電力系統７が接続された母線１に、発電機２および静止形電力変換装置４をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統７に電力を供給する電力供給システムにおいて、静止形電力変換装置４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に、母線１電圧の振幅および位相が発電機２の出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように静止形電力変換装置４を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置（以下、単に静止形変換器と称する）をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統に電力を供給する電力供給システムに係り、特に静止形変換器が電力系統に連系されている状態で、発電機を電力系統に並入する場合に、静止形変換器を用いて発電機出力電圧と母線電圧とを同期させるようにした電力供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、この種の従来の発電機と静止形変換器とから構成される電力供給システムの構成例を示す結線図である。
【０００３】
図７において、母線１には、発電機２が発電機用開閉器３を介して、また静止形変換器４が連系変圧器５および変換器用開閉器６を介して、それぞれ並列に接続され、母線１に接続された電力系統７に電力を供給する。
【０００４】
ここで、静止形変換器４は、電源８から電力系統７に電力を供給するものである。
【０００５】
なお、連系変圧器５は、必ずしも必要ではなく、母線１の定格電圧と静止形変換器４の定格出力電圧とが異なる場合に設置される。
【０００６】
図８は、静止形変換器４の一例として、電圧型自励式変換器を用いた場合の構成例を示すブロック図である。
【０００７】
図８において、順変換器４１は、入力変圧器４２を介して電源８に接続され、交流電力を直流電力に変換する。
【０００８】
直流コンデンサ４３は、エネルギー蓄積要素として機能し、逆変換器４４は、出力変庄器４５を介して直流電力を交流電力に変換する。
【０００９】
以上のように構成することによって、静止形変換器４は、電源８から電力系統７に電力を供給することが可能となる。
【００１０】
なお、ここでは、電源８として交流電圧源を想定しているが、その他の電源であっても差し支えない。
【００１１】
また、直流電源であっても差し支えなく、この場合には順変換器４１が不要となり、直流回路に直流電源を設置するようにすればよい。
【００１２】
順変換器４１は、直流電圧Ｅｄが一定値となるように制御される。
【００１３】
直流電圧Ｅｄは、電圧検出器４１ａにて検出され、直流電圧基準ＥｄＲＥＦとの偏差が零となるように、直流電圧制御回路４１ｂによって出力電流基準ｉｄＲＥＦが演算される。
【００１４】
一方、順変換器４１の入力電流ｉＳは、変流器４１ｃにて検出され、ｄ，ｑ変換回路４１ｄにより、ｄ軸成分ｉｄおよびｑ軸成分ｉｑに変換される。
【００１５】
この時、ｄ，ｑ変換に用いられる位相信号θＳは、計器用変成器４１ｅにて検出される電源電圧ｖＳから、位相検出回路４１ｆによって得られる。
【００１６】
電流制御回路４１ｇは、出力電流基準ＩｄＲＥＦに入力電流ｄ軸成分ｉｄが追従し、両者の偏差が零となるように、また入力電流ｑ軸成分ｉｑが零となるように、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧ｖｑ＊が制御される。
【００１７】
パルス制御回路４１ｈは、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧ｖｑ＊を用いて順変換器４１のゲートパルスを出力するものである。
【００１８】
すなわち、順変換器４１の変調率と、電源電圧ｖＳに対する導通角とを演算して、順変換器４１のスイッチング素子のオンタイミング、オフタイミングを決定する。
【００１９】
この時、位相信号θＳを用いて、電源電圧ｖＳに同期させる。
【００２０】
逆変換器４４は、母線電圧ｖＢが一定値となるように制御される。
【００２１】
母線電圧ｖＢは、計器用変成器４４ａにて検出され、その実効値ＶＢが電圧検出回路４４ｂにて演算される。
【００２２】
この母線電圧実効値ＶＢと電圧基準ＶＢＲＥＦとの偏差が零となるように、出力電圧制御回路４４ｃによってｄ軸制御電圧ｖｄ＊が制御される。
【００２３】
パルス制御回路４４ｄは、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊から逆変換器４４のゲートパルスを出力する。
【００２４】
この時、位相信号θＣは、位相発生回路４４ｅにて演算され、母線電圧ｖＢの周波数が決定される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来の電力供給システムにおいては、発電機２の出力電圧と静止形変換器４の出力電圧とに差異があると、発電機２と静止形変換器４との間に不要な横流が流れる。
【００２６】
そして、この横流を防止するためには、双方の出力電圧の振幅および位相を一致させる必要がある。
【００２７】
特に、変換器用開閉器６が閉路しており、あらかじめ静止形変換器４が母線１に接続されて、電力系統７に電力を供給している場合には、発電機用開閉器３を投入する以前に、発電機２出力電圧の振幅および位相を、母線１電圧の振幅および位相と一致させておく必要がある。
【００２８】
そして、これを具現化するには、発電機２の界磁、回転子の機械的位置を調整する必要があり、そのための同期装置を設置しなければならない。
【００２９】
しかしながら、この同期装置は、機械的な装置であることから、融通性、および応答性が悪く、速やかに発電機２を電力系統７に並入することができないという課題がある。
【００３０】
本発明の目的は、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能な、融通性、および応答性の高い電力供給システムを提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
請求項１に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、母線電圧の振幅および位相が発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３２】
従って、請求項１に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、母線電圧と発電機出力電圧とが同期している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、発電機と静止形電力変換装置との間の横流を抑制することが可能となる。
この際、静止形電力変換装置を制御することから、発電機ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することができる。
【００３３】
また、請求項２に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、静止形電力変換装置出力電圧の振幅および位相が発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３４】
従って、請求項２に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、静止形電力変換装置出力電圧と発電機出力電圧とが同期している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３５】
さらに、請求項３に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、母線電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ母線のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３６】
従って、請求項３に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、母線電圧と発電機出力電圧の周波数およびｄ軸電圧、ｑ軸電圧が一致している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３７】
さらにまた、請求項４に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、静止形電力変換装置出力電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ静止形電力変換装置出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３８】
従って、請求項４に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、静止形電力変換装置出力電圧と発電機出力電圧の周波数およびｄ軸電圧、ｑ軸電圧が一致している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３９】
一方、請求項５に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の電力供給システムにおいて、母線電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００４０】
従って、請求項５に対応する発明の電力供給システムにおいては、母線電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように静止形電力変換装置を制御することにより、母線電圧の周波数が急激に変化することを防止しつつ、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００４１】
また、請求項６に対応する発明では、上記請求項２に対応する発明の電力供給システムにおいて、静止形電力変換装置出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００４２】
従って、請求項６に対応する発明の電力供給システムにおいては、静止形電力変換装置出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように静止形電力変換装置を制御することにより、静止形電力変換装置出力電圧、すなわち母線電圧の周波数が急激に変化することを防止しつつ、前記請求項２に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図７と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４５】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図１に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、母線１電圧の振幅ＶＢと発電機２出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線１電圧と発電機２出力電圧の位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００４６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００４７】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００４８】
図１において、発電機出力電圧ｖＧは計器用変成器２１にて検出され、電圧検出回路４４ｆにてその振幅ＶＧを演算する。
【００４９】
出力電圧制御回路４４ｃの基準信号を、電圧基準切換回路４４ｇによって電圧基準ＶＢＲＥＦから上記発電機出力電圧振幅ＶＧに切換えることにより、母線電圧振幅ＶＢが発電機出力電圧振幅ＶＧに一致する。
【００５０】
一方、母線電圧ｖＢは、計器用変成器４４ａにて検出され、発電機出力電圧ｖＧとの位相差△θを位相差検出回路４４ｈにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動してスイッチ４４ｉを閉路する。
【００５１】
係数回路４４ｊにて、上記位相差△θに比例係数ｋを乗じた後、加算回路４４ｋにより定格角周波数ω０に加算して、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを演算する。
【００５２】
これを積分回路４４ｌにて積分することで、静止形変換器４の位相信号θＣを演算する。
【００５３】
そして、この位相信号θＣを用いて、静止形変換器４をパルス制御する。
【００５４】
この結果として、静止形変換器４の出力電圧位相、すなわち母線電圧の位相が変化し、発電機出力電圧との位相差△θを零とすることが可能となる。
【００５５】
なお、その応答速度は、比例係数ｋに依存する。
【００５６】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線電圧の振幅ＶＢと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線電圧と発電機出力電圧の位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００５７】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５９】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図２に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、静止形変換器４出力電圧の振幅および位相が発電機２出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００６０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００６１】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６２】
図２において、出力電圧制御回路４４ｃの基準信号を、電圧基準切換回路４４ｇによって電圧基準ＶＣＲＥＦから上記発電機出力電圧振幅ＶＧに切換えることにより、静止形変換器出力電圧振幅ＶＣが発電機出力電圧振幅ＶＧに一致する。
【００６３】
一方、静止形変換器４出力電圧ｖＣは、計器用変成器４４ｍにて検出され、静止形変換器４の出力電圧と発電機２の出力電圧との位相差△θが零となるように制御される。
【００６４】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器出力電圧の振幅ＶＣと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ静止形変換器出力電圧と発電機出力電圧との位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００６５】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６７】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図３に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、母線１電圧の周波数が発電機２出力電圧の周波数に一致し、かつ母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００６８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００６９】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００７０】
図３において、母線電圧振幅ＶＢは、発電機出力電圧振幅ＶＧを基準信号とすることで、出力電圧制御回路４４ｃの作用により、発電機出力電圧振幅ＶＧに一致するように制御される。
【００７１】
一方、発電機出力電圧の角周波数ωＧを周波数検出回路４４ｎにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動して角周波数切換回路４４ｐを切換え、積分回路４４１にて積分することで、静止形変換器出力電圧の位相θＣを演算する。
【００７２】
ｄ，ｑ変換回路４４ｑは、発電機出力電圧ｖＧと母線電圧ｖＢとを用いて、下記に示すような演算式により、発電機出力電圧ｖＧを基準とした母線電圧ｖＢのｄ軸成分電圧ＶＢｄ、およびｑ軸成分電圧ＶＢｑを演算する。
【００７３】
なお、ここで符号Ｒ，Ｓ，Ｔは、各電圧信号の相電圧を意味している。
【００７４】
【数１】
【００７５】
ｄ，ｑ電圧制御回路４４ｒは、ｄ軸成分電圧ＶＢｄおよびｑ軸成分電圧ＶＢｑが共に零となるように、ｄ軸制御電圧Ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧Ｖｑ＊を制御する。
【００７６】
この結果、母線電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致する。
【００７７】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧を発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致させることで、母線電圧の振幅ＶＢと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線電圧と発電機出力電圧の位相が等しくなるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００７８】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００７９】
（第４の実施の形態）
図４は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図３と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８０】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図４に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、静止形変換器４出力電圧の周波数が発電機２出力電圧周波数に一致し、かつ静止形変換器４出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００８１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００８２】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００８３】
図４において、静止形変換器出力電圧振幅ＶＣは、発電機出力電圧振幅ＶＧを基準信号とすることで、出力電圧制御回路４４ｃの作用により、発電機出力電圧振幅ＶＧに一致するように制御される。
【００８４】
一方、発電機出力電圧の角周波数ωＧを周波数検出回路４４ｎにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動して角周波数切換回路４４ｐを切換え、積分回路４４１にて積分することで、静止形変換器出力電圧の位相θＣを演算する。
【００８５】
ｄ，ｑ変換回路４４ｑは、発電機出力電圧ｖＧと静止形変換器出力電圧ｖＣとを用いて、前記（１）〜（３）式と同様の演算式により、発電機出力電圧ｖＧを基準とした静止形変換器出力電圧ｖＣのｄ軸成分電圧ＶＣｄ、およびｑ軸成分電圧ＶＣｑを演算する。
【００８６】
ｄ，ｑ電圧制御回路４４ｒは、ｄ軸成分電圧ＶＣｄおよびｑ軸成分電圧ＶＣｑが共に零となるように、ｄ軸制御電圧Ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧Ｖｑ＊を制御する。
【００８７】
この結果、静止形変換器出力電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ静止形変換器出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致する。
【００８８】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器４出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧を発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致させることで、静止形変換器出力電圧の振幅ＶＣと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ静止形変換器出力電圧と発電機出力電圧の位相とが等しくなるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００８９】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００９０】
（第５の実施の形態）
図５は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９１】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図５に示すように、前記図１に示した第１の実施の形態の電力供給システムにおいて、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００９２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００９３】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００９４】
図５において、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを、リミッタ回路４４ｓにて規定の範囲内に制限することにより、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限することができる。
【００９５】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御するようにしているので、周波数の急激な変化を防止して電力系統７に悪影響を及ぼすことなく、前述した第１の実施の形態の電力供給システムと同様の効果を得ることが可能となる。
【００９６】
（第６の実施の形態）
図６は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図２と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９７】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図６に示すように、前記図２に示した第２の実施の形態の電力供給システムにおいて、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００９８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００９９】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１００】
図６において、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを、リミッタ回路４４ｓにて規定の範囲内に制限することにより、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限することができる。
【０１０１】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御するようにしているので、周波数の急激な変化を防止して電力系統７に悪影響を及ぼすことなく、前述した第２の実施の形態の電力供給システムと同様の効果を得ることが可能となる。
【０１０２】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発電機の出力電圧に合せて静止形変換器の出力電圧を制御するようにしているので、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能な、融通性、および応答性の高い電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電力供給システムの第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による電力供給システムの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による電力供給システムの第３の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明による電力供給システムの第４の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明による電力供給システムの第５の実施の形態を示すブロック図。
【図６】本発明による電力供給システムの第６の実施の形態を示すブロック図。
【図７】従来の発電機と静止形変換器とから構成される電力供給システムの構成例を示す結線図。
【図８】静止形変換器の一例として、電圧型自励式変換器を用いた場合の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１…母線
２…発電機
３…発電機用開閉器
４…静止形変換器
５…連系変圧器
６…変換器用開閉器
７…電力系統
８…電源
２１…計器用変成器
４１…順変換器
４１ａ…電圧検出器
４１ｂ…直流電圧制御回路
４１ｃ…変流器
４１ｄ…ｄ，ｑ変換回路
４１ｅ…計器用変成器
４１ｆ…位相検出回路
４１ｇ…電流制御回路
４１ｈ…パルス制御回路
４２…入力変圧器
４３…直流コンデンサ
４４…逆変換器
４４ａ…計器用変成器
４４ｂ…電圧検出回路
４４ｃ…出力電圧制御回路
４４ｄ…パルス制御回路
４４ｅ…位相発生回路
４４ｆ…電圧検出回路
４４ｇ…電圧基準切換回路
４４ｈ…位相差検出回路
４４ｉ…スイッチ
４４ｊ…係数回路
４４ｋ…加算回路
４４ｌ…積分回路
４４ｍ…計器用変成器
４４ｎ…周波数検出回路
４４ｐ…角周波数切換回路
４４ｑ…ｄ，ｑ変換回路
４４ｒ…ｄ，ｑ電圧制御回路
４４ｓ…リミッタ回路
４５…出力変圧器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置（以下、単に静止形変換器と称する）をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統に電力を供給する電力供給システムに係り、特に静止形変換器が電力系統に連系されている状態で、発電機を電力系統に並入する場合に、静止形変換器を用いて発電機出力電圧と母線電圧とを同期させるようにした電力供給システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、この種の従来の発電機と静止形変換器とから構成される電力供給システムの構成例を示す結線図である。
【０００３】
図７において、母線１には、発電機２が発電機用開閉器３を介して、また静止形変換器４が連系変圧器５および変換器用開閉器６を介して、それぞれ並列に接続され、母線１に接続された電力系統７に電力を供給する。
【０００４】
ここで、静止形変換器４は、電源８から電力系統７に電力を供給するものである。
【０００５】
なお、連系変圧器５は、必ずしも必要ではなく、母線１の定格電圧と静止形変換器４の定格出力電圧とが異なる場合に設置される。
【０００６】
図８は、静止形変換器４の一例として、電圧型自励式変換器を用いた場合の構成例を示すブロック図である。
【０００７】
図８において、順変換器４１は、入力変圧器４２を介して電源８に接続され、交流電力を直流電力に変換する。
【０００８】
直流コンデンサ４３は、エネルギー蓄積要素として機能し、逆変換器４４は、出力変庄器４５を介して直流電力を交流電力に変換する。
【０００９】
以上のように構成することによって、静止形変換器４は、電源８から電力系統７に電力を供給することが可能となる。
【００１０】
なお、ここでは、電源８として交流電圧源を想定しているが、その他の電源であっても差し支えない。
【００１１】
また、直流電源であっても差し支えなく、この場合には順変換器４１が不要となり、直流回路に直流電源を設置するようにすればよい。
【００１２】
順変換器４１は、直流電圧Ｅｄが一定値となるように制御される。
【００１３】
直流電圧Ｅｄは、電圧検出器４１ａにて検出され、直流電圧基準ＥｄＲＥＦとの偏差が零となるように、直流電圧制御回路４１ｂによって出力電流基準ｉｄＲＥＦが演算される。
【００１４】
一方、順変換器４１の入力電流ｉＳは、変流器４１ｃにて検出され、ｄ，ｑ変換回路４１ｄにより、ｄ軸成分ｉｄおよびｑ軸成分ｉｑに変換される。
【００１５】
この時、ｄ，ｑ変換に用いられる位相信号θＳは、計器用変成器４１ｅにて検出される電源電圧ｖＳから、位相検出回路４１ｆによって得られる。
【００１６】
電流制御回路４１ｇは、出力電流基準ＩｄＲＥＦに入力電流ｄ軸成分ｉｄが追従し、両者の偏差が零となるように、また入力電流ｑ軸成分ｉｑが零となるように、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧ｖｑ＊が制御される。
【００１７】
パルス制御回路４１ｈは、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧ｖｑ＊を用いて順変換器４１のゲートパルスを出力するものである。
【００１８】
すなわち、順変換器４１の変調率と、電源電圧ｖＳに対する導通角とを演算して、順変換器４１のスイッチング素子のオンタイミング、オフタイミングを決定する。
【００１９】
この時、位相信号θＳを用いて、電源電圧ｖＳに同期させる。
【００２０】
逆変換器４４は、母線電圧ｖＢが一定値となるように制御される。
【００２１】
母線電圧ｖＢは、計器用変成器４４ａにて検出され、その実効値ＶＢが電圧検出回路４４ｂにて演算される。
【００２２】
この母線電圧実効値ＶＢと電圧基準ＶＢＲＥＦとの偏差が零となるように、出力電圧制御回路４４ｃによってｄ軸制御電圧ｖｄ＊が制御される。
【００２３】
パルス制御回路４４ｄは、ｄ軸制御電圧ｖｄ＊から逆変換器４４のゲートパルスを出力する。
【００２４】
この時、位相信号θＣは、位相発生回路４４ｅにて演算され、母線電圧ｖＢの周波数が決定される。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来の電力供給システムにおいては、発電機２の出力電圧と静止形変換器４の出力電圧とに差異があると、発電機２と静止形変換器４との間に不要な横流が流れる。
【００２６】
そして、この横流を防止するためには、双方の出力電圧の振幅および位相を一致させる必要がある。
【００２７】
特に、変換器用開閉器６が閉路しており、あらかじめ静止形変換器４が母線１に接続されて、電力系統７に電力を供給している場合には、発電機用開閉器３を投入する以前に、発電機２出力電圧の振幅および位相を、母線１電圧の振幅および位相と一致させておく必要がある。
【００２８】
そして、これを具現化するには、発電機２の界磁、回転子の機械的位置を調整する必要があり、そのための同期装置を設置しなければならない。
【００２９】
しかしながら、この同期装置は、機械的な装置であることから、融通性、および応答性が悪く、速やかに発電機２を電力系統７に並入することができないという課題がある。
【００３０】
本発明の目的は、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能な、融通性、および応答性の高い電力供給システムを提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
請求項１に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、母線電圧の振幅および位相が発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３２】
従って、請求項１に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、母線電圧と発電機出力電圧とが同期している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、発電機と静止形電力変換装置との間の横流を抑制することが可能となる。
この際、静止形電力変換装置を制御することから、発電機ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することができる。
【００３３】
また、請求項２に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、静止形電力変換装置出力電圧の振幅および位相が発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３４】
従って、請求項２に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、静止形電力変換装置出力電圧と発電機出力電圧とが同期している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３５】
さらに、請求項３に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、母線電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ母線のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３６】
従って、請求項３に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、母線電圧と発電機出力電圧の周波数およびｄ軸電圧、ｑ軸電圧が一致している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３７】
さらにまた、請求項４に対応する発明では、静止形電力変換装置が電力系統に連系されている状態で発電機を電力系統に並入する場合に、静止形電力変換装置出力電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ静止形電力変換装置出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００３８】
従って、請求項４に対応する発明の電力供給システムにおいては、以上のような手段を講じて、静止形電力変換装置出力電圧と発電機出力電圧の周波数およびｄ軸電圧、ｑ軸電圧が一致している状態で、発電機を電力系統に並入することにより、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００３９】
一方、請求項５に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の電力供給システムにおいて、母線電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００４０】
従って、請求項５に対応する発明の電力供給システムにおいては、母線電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように静止形電力変換装置を制御することにより、母線電圧の周波数が急激に変化することを防止しつつ、前記請求項１に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００４１】
また、請求項６に対応する発明では、上記請求項２に対応する発明の電力供給システムにおいて、静止形電力変換装置出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形電力変換装置を制御する。
【００４２】
従って、請求項６に対応する発明の電力供給システムにおいては、静止形電力変換装置出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように静止形電力変換装置を制御することにより、静止形電力変換装置出力電圧、すなわち母線電圧の周波数が急激に変化することを防止しつつ、前記請求項２に対応する発明の電力供給システムと同様の作用を奏することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図７と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４５】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図１に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、母線１電圧の振幅ＶＢと発電機２出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線１電圧と発電機２出力電圧の位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００４６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００４７】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００４８】
図１において、発電機出力電圧ｖＧは計器用変成器２１にて検出され、電圧検出回路４４ｆにてその振幅ＶＧを演算する。
【００４９】
出力電圧制御回路４４ｃの基準信号を、電圧基準切換回路４４ｇによって電圧基準ＶＢＲＥＦから上記発電機出力電圧振幅ＶＧに切換えることにより、母線電圧振幅ＶＢが発電機出力電圧振幅ＶＧに一致する。
【００５０】
一方、母線電圧ｖＢは、計器用変成器４４ａにて検出され、発電機出力電圧ｖＧとの位相差△θを位相差検出回路４４ｈにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動してスイッチ４４ｉを閉路する。
【００５１】
係数回路４４ｊにて、上記位相差△θに比例係数ｋを乗じた後、加算回路４４ｋにより定格角周波数ω０に加算して、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを演算する。
【００５２】
これを積分回路４４ｌにて積分することで、静止形変換器４の位相信号θＣを演算する。
【００５３】
そして、この位相信号θＣを用いて、静止形変換器４をパルス制御する。
【００５４】
この結果として、静止形変換器４の出力電圧位相、すなわち母線電圧の位相が変化し、発電機出力電圧との位相差△θを零とすることが可能となる。
【００５５】
なお、その応答速度は、比例係数ｋに依存する。
【００５６】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線電圧の振幅ＶＢと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線電圧と発電機出力電圧の位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００５７】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５９】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図２に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、静止形変換器４出力電圧の振幅および位相が発電機２出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００６０】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００６１】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６２】
図２において、出力電圧制御回路４４ｃの基準信号を、電圧基準切換回路４４ｇによって電圧基準ＶＣＲＥＦから上記発電機出力電圧振幅ＶＧに切換えることにより、静止形変換器出力電圧振幅ＶＣが発電機出力電圧振幅ＶＧに一致する。
【００６３】
一方、静止形変換器４出力電圧ｖＣは、計器用変成器４４ｍにて検出され、静止形変換器４の出力電圧と発電機２の出力電圧との位相差△θが零となるように制御される。
【００６４】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器出力電圧の振幅ＶＣと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ静止形変換器出力電圧と発電機出力電圧との位相差△θが零になるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００６５】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
図３は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６７】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図３に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、母線１電圧の周波数が発電機２出力電圧の周波数に一致し、かつ母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００６８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００６９】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００７０】
図３において、母線電圧振幅ＶＢは、発電機出力電圧振幅ＶＧを基準信号とすることで、出力電圧制御回路４４ｃの作用により、発電機出力電圧振幅ＶＧに一致するように制御される。
【００７１】
一方、発電機出力電圧の角周波数ωＧを周波数検出回路４４ｎにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動して角周波数切換回路４４ｐを切換え、積分回路４４１にて積分することで、静止形変換器出力電圧の位相θＣを演算する。
【００７２】
ｄ，ｑ変換回路４４ｑは、発電機出力電圧ｖＧと母線電圧ｖＢとを用いて、下記に示すような演算式により、発電機出力電圧ｖＧを基準とした母線電圧ｖＢのｄ軸成分電圧ＶＢｄ、およびｑ軸成分電圧ＶＢｑを演算する。
【００７３】
なお、ここで符号Ｒ，Ｓ，Ｔは、各電圧信号の相電圧を意味している。
【００７４】
【数１】
ｄ，ｑ電圧制御回路４４ｒは、ｄ軸成分電圧ＶＢｄおよびｑ軸成分電圧ＶＢｑが共に零となるように、ｄ軸制御電圧Ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧Ｖｑ＊を制御する。
【００７６】
この結果、母線電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致する。
【００７７】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線１のｄ軸電圧およびｑ軸電圧を発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致させることで、母線電圧の振幅ＶＢと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ母線電圧と発電機出力電圧の位相が等しくなるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００７８】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００７９】
（第４の実施の形態）
図４は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図３と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８０】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図４に示すように、静止形変換器４が電力系統７に連系されている状態で発電機２を電力系統７に並入する場合に（以前に）、静止形変換器４出力電圧の周波数が発電機２出力電圧周波数に一致し、かつ静止形変換器４出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００８１】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００８２】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００８３】
図４において、静止形変換器出力電圧振幅ＶＣは、発電機出力電圧振幅ＶＧを基準信号とすることで、出力電圧制御回路４４ｃの作用により、発電機出力電圧振幅ＶＧに一致するように制御される。
【００８４】
一方、発電機出力電圧の角周波数ωＧを周波数検出回路４４ｎにて検出し、電圧基準切換回路４４ｇと連動して角周波数切換回路４４ｐを切換え、積分回路４４１にて積分することで、静止形変換器出力電圧の位相θＣを演算する。
【００８５】
ｄ，ｑ変換回路４４ｑは、発電機出力電圧ｖＧと静止形変換器出力電圧ｖＣとを用いて、前記（１）〜（３）式と同様の演算式により、発電機出力電圧ｖＧを基準とした静止形変換器出力電圧ｖＣのｄ軸成分電圧ＶＣｄ、およびｑ軸成分電圧ＶＣｑを演算する。
【００８６】
ｄ，ｑ電圧制御回路４４ｒは、ｄ軸成分電圧ＶＣｄおよびｑ軸成分電圧ＶＣｑが共に零となるように、ｄ軸制御電圧Ｖｄ＊およびｑ軸制御電圧Ｖｑ＊を制御する。
【００８７】
この結果、静止形変換器出力電圧の周波数が発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ静止形変換器出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致する。
【００８８】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器４出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧を発電機２出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致させることで、静止形変換器出力電圧の振幅ＶＣと発電機出力電圧の振幅ＶＧとが一致し、かつ静止形変換器出力電圧と発電機出力電圧の位相とが等しくなるように、静止形変換器４を制御するようにしているので、発電機２を電力系統７に並入する際に、不要な横流が流れることを防止することができる。
【００８９】
この際、静止形変換器４を制御することから、発電機２ではなんら特別な制御を必要とせず、発電機２の同期装置を不要として、速やかに発電機２を電力系統７に並入することが可能となり、融通性、および応答性の高い電力供給システムを実現することが可能となる。
【００９０】
（第５の実施の形態）
図５は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９１】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図５に示すように、前記図１に示した第１の実施の形態の電力供給システムにおいて、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００９２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００９３】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００９４】
図５において、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを、リミッタ回路４４ｓにて規定の範囲内に制限することにより、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限することができる。
【００９５】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、母線１電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御するようにしているので、周波数の急激な変化を防止して電力系統７に悪影響を及ぼすことなく、前述した第１の実施の形態の電力供給システムと同様の効果を得ることが可能となる。
【００９６】
（第６の実施の形態）
図６は、本実施の形態による電力供給システムの構成例を示すブロック図であり、図２と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９７】
すなわち、本実施の形態による電力供給システムは、図６に示すように、前記図２に示した第２の実施の形態の電力供給システムにおいて、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御する構成としている。
【００９８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電力供給システムの作用について説明する。
【００９９】
なお、電力供給システムの全体的な作用については、前述した図７および図８の場合と同様であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１００】
図６において、静止形変換器４の出力角周波数ωＣを、リミッタ回路４４ｓにて規定の範囲内に制限することにより、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限することができる。
【０１０１】
上述したように、本実施の形態による電力供給システムでは、静止形変換器４出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、静止形変換器４を制御するようにしているので、周波数の急激な変化を防止して電力系統７に悪影響を及ぼすことなく、前述した第２の実施の形態の電力供給システムと同様の効果を得ることが可能となる。
【０１０２】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発電機の出力電圧に合せて静止形変換器の出力電圧を制御するようにしているので、発電機の同期装置を不要として、速やかに発電機を電力系統に並入することが可能な、融通性、および応答性の高い電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電力供給システムの第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明による電力供給システムの第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明による電力供給システムの第３の実施の形態を示すブロック図。
【図４】本発明による電力供給システムの第４の実施の形態を示すブロック図。
【図５】本発明による電力供給システムの第５の実施の形態を示すブロック図。
【図６】本発明による電力供給システムの第６の実施の形態を示すブロック図。
【図７】従来の発電機と静止形変換器とから構成される電力供給システムの構成例を示す結線図。
【図８】静止形変換器の一例として、電圧型自励式変換器を用いた場合の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１…母線
２…発電機
３…発電機用開閉器
４…静止形変換器
５…連系変圧器
６…変換器用開閉器
７…電力系統
８…電源
２１…計器用変成器
４１…順変換器
４１ａ…電圧検出器
４１ｂ…直流電圧制御回路
４１ｃ…変流器
４１ｄ…ｄ，ｑ変換回路
４１ｅ…計器用変成器
４１ｆ…位相検出回路
４１ｇ…電流制御回路
４１ｈ…パルス制御回路
４２…入力変圧器
４３…直流コンデンサ
４４…逆変換器
４４ａ…計器用変成器
４４ｂ…電圧検出回路
４４ｃ…出力電圧制御回路
４４ｄ…パルス制御回路
４４ｅ…位相発生回路
４４ｆ…電圧検出回路
４４ｇ…電圧基準切換回路
４４ｈ…位相差検出回路
４４ｉ…スイッチ
４４ｊ…係数回路
４４ｋ…加算回路
４４ｌ…積分回路
４４ｍ…計器用変成器
４４ｎ…周波数検出回路
４４ｐ…角周波数切換回路
４４ｑ…ｄ，ｑ変換回路
４４ｒ…ｄ，ｑ電圧制御回路
４４ｓ…リミッタ回路
４５…出力変圧器。
Claims (6)
- 電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、前記電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
前記静止形電力変換装置が前記電力系統に連系されている状態で前記発電機を前記電力系統に並入する場合に、前記母線電圧の振幅および位相が前記発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。 - 電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、前記電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
前記静止形電力変換装置が前記電力系統に連系されている状態で前記発電機を前記電力系統に並入する場合に、前記静止形電力変換装置出力電圧の振幅および位相が前記発電機出力電圧の振幅および位相にそれぞれ一致するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。 - 電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、前記電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
前記静止形電力変換装置が前記電力系統に連系されている状態で前記発電機を前記電力系統に並入する場合に、前記母線電圧の周波数が前記発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ前記母線のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が前記発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。 - 電力系統が接続された母線に、発電機および静止形電力変換装置をそれぞれ並列に接続可能に構成され、前記電力系統に電力を供給する電力供給システムにおいて、
前記静止形電力変換装置が前記電力系統に連系されている状態で前記発電機を前記電力系統に並入する場合に、前記静止形電力変換装置出力電圧の周波数が前記発電機出力電圧の周波数に一致し、かつ前記静止形電力変換装置出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧が前記発電機出力のｄ軸電圧およびｑ軸電圧にそれぞれ一致するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。 - 前記請求項１に記載の電力供給システムにおいて、
前記母線電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。 - 前記請求項２に記載の電力供給システムにおいて、
前記静止形電力変換装置出力電圧の周波数変化を一定値以下に制限するように、前記静止形電力変換装置を制御することを特徴とする電力供給システム。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010115097A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toshiba Corp | 蓄電装置と発電装置を備えた電源システム及び電源システムの制御方法 |
| JP2010226871A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力供給システム |
| JP2011130603A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 船舶用陸上電源装置 |
| JP2012525814A (ja) * | 2009-04-30 | 2012-10-22 | ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー | 無遮断電力切換変換器のための方法およびシステム |
| JP2015096007A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体電力変換装置の系統同期位相ロックループ制御装置 |
-
2002
- 2002-12-04 JP JP2002352448A patent/JP2004187422A/ja active Pending
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