JP2017135963A

JP2017135963A - Ｈｖｄｃシステムにおける制御装置及びその動作方法

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Publication number: JP2017135963A
Application number: JP2016092497A
Authority: JP
Inventors: ヨンキルチェ; Yong Kil Choi
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2016-01-26
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2017-08-03
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Abstract

【課題】構成機器の可用データをモニタリングすることでＨＶＤＣシステムの可用率を測定し、これに基づいてＨＶＤＣシステムを評価及び制御する具体的な方法を提示する【解決手段】本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムにおける制御装置は、前記ＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器と通信を行う通信部と、前記構成機器から前記構成機器の可用状態に対するデータを受信するように前記通信部を制御し、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算した後、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率に基づいて前記ＨＶＤＣシステムの制御を行う制御部とを含む。【選択図】図４

Description

本発明はＨＶＤＣシステムにおける制御装置及びその動作方法に関し、具体的にはＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器の可用状態をモニタリングしてＨＶＤＣシステムの可用率を測定し、これに基づいて前記ＨＶＤＣシステムを評価及び制御するＨＶＤＣシステムの制御方法及びその動作方法に関するものである。

超高圧直流送電（ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ：ＨＶＤＣ、以下「ＨＶＤＣ」という）システムは、ＡＣ（ＡｌｔｅｒｎａｔｉｎｇＣｕｒｒｅｎｔ）電力系統と連系されて受電されたＡＣ電力をＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）電力に変換して送電し、ＤＣ電力を送電された受電点で再びＡＣ電力に変換して送電するシステムである。

図１は、一般的なＨＶＤＣシステムの構成を示す図である。

図１に示すように、ＨＶＤＣシステム１００は、ＡＣヤードとＤＣヤード及びＤＣ送電ヤードを含む。

ＡＣヤードは、連系されたＡＣ電力系統１１０を考慮した無効電力補償装置１２２、ＡＣ電力系統１１０から発生する系統高調波及びＨＶＤＣシステム１００から発生する特性高調波を低減するためのＡＣ高調波フィルタ１２４、及びＡＣ電圧を変成するための変換用変圧器（ＣｏｎｖｅｒｔｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）１２６を含んで構成される。この場合、無効電力補償装置１２２は、図１に示すＳＶＣ（ＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）の代わりに、ＳＴＡＴＣＯＭ（ＳＴＡＴｉｃＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣＯＭｐｅｎｓａｔｏｒ）や分路リアクトル（ＳｈｕｎｔＲｅａｃｔｏｒ）が利用されてもよい。

ＤＣヤードは、電力変換のためのサイリスタバルブ１３２、及びＤＣ電流成分の平滑のためのＤＣｓｍｏｏｔｈｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ１３４を含んで構成される。

変換所の間は、ＤＣケーブルまたは加工線を利用したＤＣ送電線路１４０で連結される。

このように、ＨＶＤＣシステム１００は電圧及び電流を変換して電力網に連結されて発電端から受電端に電力を供給するシステムであるために、システム構築が完了されればシステムの完成度やシステム性能が必ず評価されるべきである。ＨＶＤＣシステム１００は大きく損失及び可用率に基づいて評価される。しかし、現在、ＨＶＤＣシステム１００に含まれる構成機器の状態及び構成機器の可用可能な状態情報は収集されていない。また、ＨＶＤＣシステム１００の可用率を測定する具体的な方法も存在しない。

本発明は、構成機器の可用データをモニタリングすることでＨＶＤＣシステムの可用率を測定し、これに基づいてＨＶＤＣシステムを評価及び制御する具体的な方法を提示することを目的とする。

さらに、前記のようなモニタリングによって構成機器が運転できない状態の情報を収集し、これをシステム設計やシステムの運転計画に反映することでシステムを改善する方法を提供する。

本発明で解決しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されることなく、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から提案される実施例に属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるはずである。

本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムにおける制御装置によると、前記ＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器と通信を行う通信部と、前記構成機器から前記構成機器の可用状態に対するデータを受信するように前記通信部を制御し、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算した後、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率に基づいて前記ＨＶＤＣシステムの制御を行う制御部とを含む。

また、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムによると、前記ＨＶＤＣシステムの運転に係る少なくとも１つの構成機器と、前記構成機器と通信を行って前記構成機器の可用状態に対するデータを受信し、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算した後、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率に基づいて前記ＨＶＤＣシステムの制御を行う制御装置とを含む。

また、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法によると、前記ＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器と通信を行って前記構成機器の可用状態に対するデータを受信するステップと、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算するステップと、前記構成機器の可溶状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率に基づいて前記ＨＶＤＣシステムの制御を行うステップとを含む。

本発明の実施例によると、ＨＶＤＣシステムに利用されるすべての構成機器の状態情報を収集して運転可能な状態と可能でない状態の情報及び時間を判断し、実際基準時間の間の可用率を集計してＨＶＤＣシステムを評価する。

また、構成機器が運転できない状態の情報を収集し、これを設計に再反映するか、またはこれに基づいてシステム改善を行う。

一般的なＨＶＤＣシステムの構成を示す図である。本発明の一実施例によって測定されたＨＶＤＣシステムの可用率を示す図である。本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムの可用率を計算する過程を示す図である。本発明の一実施例による制御装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムの構成を示す図である。本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作過程を示す図である。

以下、本発明の具体的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明の技術的思想が以下に記述する実施例によって制限されるものではなく、他の構成要素の追加、変更及び削除などによって退歩的な他の発明や本発明の技術的思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができる。

本発明で使用される用語はできるだけ現在該当技術と関連して広く使用されている一般的な用語を選択しているが、特定の場合には出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明部分にその意味を詳細に記載している。そのため、単純な用語の名称ではなく、用語が有する意味として本発明を把握すべきであることを予め明らかにする。以下の説明において、単語「含む」は、列挙されたものと異なる構成要素または段階の存在を排除しない。

図２は、本発明の一実施例によって測定されたＨＶＤＣシステムの可用率を示す図である。

システムが作動状態であっても、ユーザが常にシステムを使用できるわけではない。すなわち、システムの補修も必要であり、システムに障害が発生することもある。したがって、ユーザの立場からシステムをどれだけ使用できるかを表示するために可用率を利用する。このような可用率はシステムの信頼度を測定する尺度になる。

可用率（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）はシステムが正常な動作をしている時間の比率と定義される。すなわち、可用率は全体使用可能時間から何らかの事由によって使用不可能になった使用不可能時間を差し引いた値を全体使用可能時間で割ったものである。

全体使用可能時間は、システムが動作可能な時間である。全体使用可能時間は、使用可能時間と使用不可能時間との和で表される。

使用可能時間は、システムがオンになっている時間、またはサービスが提供される時間をいい、アップタイム（ｕｐｔｉｍｅ）と定義される。

使用不可能時間は、システムがオフになっている時間、またはサービスが中断されている時間をいい、ダウンタイム（ｄｏｗｎｔｉｍｅ）と定義される。すなわち、使用不可能時間は、システム自体は動作できるが、何らかの使用不能事由によってシステムがオフになっているか、または正常に動作しない時間である。使用不可能時間には、システム維持及び補修のための時間、故障や障害を処理するための時間及びシステムアップデートのための時間などが含まれる。

この場合、可用率は下記式で表される。

図２に示す表は、ＨＶＤＣシステム１００の可用率とこれに対応する年間停止時間を表す。年間停止時間は、１年３６５日を基準にＨＶＤＣシステム１００が作動できない時間をいい、ダウンタイムに該当する。もし、ＨＶＤＣシステム１００の可用率が９９％であれば、３６５日を基準にするときに、このうち３日１５時間３６分間はＨＶＤＣシステムを使用できない。また、システムの使用率が９９．９９９９％である場合には、３６５日のうち３２秒間はシステムが正常に作動しなくなる。

図３は、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムの可用率を計算する過程を示す図である。

本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステム１００は、電力供給者のような顧客の要求によって構築される。この場合、ＨＶＤＣシステム１００の管理者は、顧客の要求時間に合わせてＨＶＤＣシステム１００を運転しなければならない。ＨＶＤＣシステム１００の運転時間が前記顧客の要求時間に満たない場合、これはシステム事故に該当する。したがって、ＨＶＤＣシステム１００の管理者は、ＨＶＤＣシステム１００の運転状態をモニタリングする。具体的には、ＨＶＤＣシステム１００の可用率を測定し、これに基づいてＨＶＤＣシステム１００の状態を分析及び評価して、ＨＶＤＣシステム１００の改善のための措置を取る。

以下、本実施例ではＨＶＤＣシステム１００の可用率を定義する。一方、計算された可用率に基づいてＨＶＤＣシステム１００を分析及び評価して、ＨＶＤＣシステム１００の改善のための措置を取る動作については図６に対する説明で後述する。

ＨＶＤＣシステム１００の可用率は、ＨＶＤＣシステム１００が正常に運転をしている時間の比率と定義される。すなわち、可用率は実際運転時間を全体運転可能時間で割ったものである。

全体運転可能時間はシステムが運転可能な時間である。

一実施例によると、全体運転可能時間は顧客の要求によって設定される。すなわち、ＨＶＤＣシステム１００の管理者は、ＨＶＤＣシステム１００の構築時に顧客が要求した時間の間にＨＶＤＣシステム１００が運転されるように設定し、これに応じてＨＶＤＣシステム１００を運転する。顧客要求時間を越えてＨＶＤＣシステム１００を運転する必要はない。したがって、もしＨＶＤＣシステム１００が１年に３６１日間連続的に運転可能だとしても、顧客要求時間が３５０日であれば全体運転時間は３５０日になる。この場合、全体運転可能時間は顧客要求時間になる。

実際運転時間は、ＨＶＤＣシステム１００が正常に運転されている時間である。この場合、実際運転時間は、全体運転可能時間からシステムが何らかの運転不可能事由によってオフになっているか、または運転されない時間を除外した時間である。前記運転不可能事由は、ＨＶＤＣシステム１００の維持及び補修時間、故障及び障害を処理するための時間、システムバックアップまたはアップデートのための時間などを含んでもよい。

一方、計画停止時間は運転不可能事由に該当しない。計画停止時間は、システムの維持、補修及び構成機器の点検のために、ＨＶＤＣシステム１００の構築時から停止が予定されている時間である。したがって、ＨＶＤＣシステム１００の運転中に予期せずに発生するシステムの維持、補修及び機器点検のための時間とは区別される。ＨＶＤＣシステム１００の管理者は、顧客要求時間及び運転不可能事由を判断する際に計画停止時間は除外して判断し、そのために計画停止時間は本実施例による可用率計算では考慮されない。この場合、可用率は下記式で表される。

式２によって計算される可用率は、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステム１００に含まれる制御装置４００によって測定される。前記制御装置４００の詳細構成については、図４に対する説明で後述する。

図３に示すように、制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００の構成機器別に作動データ情報を収集する（Ｓ３０１）。前記作動データ情報は、構成機器の可用状態に対するデータであってもよい。

一実施例によると、制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼすか否かによって構成機器に優先順位をおくか、または加重値を付与する。これによって優先順位や加重値が高い順で構成機器に対する作動データ情報を収集するか、または優先順位や加重値が低い構成機器を、作動データ情報を収集する対象から除外する。

前記構成機器は、無効電力補償装置、ガス絶縁開閉装置（ＧａｓＩｎｓｕｌａｔｅｄＳｗｉｔｃｈｇｅａｒ：ＧＩＳ）、ＡＣ高調波フィルタ、変換用変圧器、サイリスタバルブ、ＤＣ平滑リアクトル（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ）、及びＤＣ送電線路など、ＨＶＤＣシステム１００に含まれる多様な構成機器を含んでもよい。

制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００に対する顧客要求時間と実際運転時間を測定する（Ｓ３０２）。

顧客要求時間は、顧客が該当時間の間にＨＶＤＣシステム１００が運転されることを要請した時間をいい、ＨＶＤＣシステム１００の構築時に設定される。

実際運転時間は、顧客要求時間からＨＶＤＣシステム１００が何らかの運転不可能事由によってオフになっているか、または停止されて正常に運転されない時間を差し引いた時間である。前記運転不可能事由は、ＨＶＤＣシステム１００の維持及び補修時間、故障及び障害を処理するための時間、システムバックアップまたはアップデートのための時間などを含んでもよい。

一方、可用率の計算のために顧客要求時間及び実際運転時間を判断する際、計画停止時間は考慮されない。例えば、ＨＶＤＣシステム１００の顧客要求時間が３００日で、計画停止時間は１０日だと仮定すれば、ＨＶＤＣシステム１００の管理者はシステム構築時に計画停止時間１０日を除外した残りの期間のうち、ＨＶＤＣシステム１００が３００日間運転されるようにシステムを設計するだろう。この場合、可用率はシステムが動作可能な時間とシステムが正常に動作している時間の割合と定義されるために、計画停止時間はシステムが動作可能な時間に該当しない。したがって、計画停止時間は可用率計算の際に考慮されない。

制御装置４００は、測定された顧客要求時間と実際運転時間に基づいて、ＨＶＤＣシステム１００の可用率を計算する（Ｓ３０３）。具体的には、制御装置４００は、顧客要求時間に対する実際運転時間の比率で可用率を計算することができる。一方、図３ではＨＶＤＣシステム１００の運転可能時間が顧客要求時間である場合を仮定して説明したが、実施例によって運転可能時間はこれと異なって設定されることもある。この場合、ＨＶＤＣシステム１００の可用率は運転可能時間に対する実際運転時間の比率と定義される。

図４は、本発明の一実施例による制御装置の構成を示すブロック図である。

本発明の一実施例による制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００に含まれて前記ＨＶＤＣシステム１００の保護及び全般的な制御を行う。ＨＶＤＣシステムの詳細構成及び動作については、図５に対する説明で後述する。一実施例によると、前記制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００に含まれるＣ＆Ｐ（ＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＰｒｏｔｅｃｔ）装置であってもよい。

本発明の一実施例による制御装置４００は、通信部４１０、記憶部４２０、及び制御部４３０を含む。

通信部４１０は、ＨＶＤＣシステム１００に含まれる構成機器と通信を行って、前記構成機器の可用状態に対するデータを受信する。そのために、通信部４１０は、前記構成機器と線路またはケーブルで連結されてデータを送受信する。しかし、前記通信部４１０と構成機器が行う通信方式は、これに限定されることではなく、光通信、電力線通信、無線ＬＡＮ通信、移動通信など、データを送受信するすべての形態の有無線通信方式によって通信を行うことができる。

ＨＶＤＣシステム１００の構成機器は少なくとも１つ以上であってもよく、制御装置４００の通信部４１０とケーブルや線路などの有線またはその他の無線方式で連結される。この場合、構成機器は該当構成機器の可用状態に対するデータを測定し、これを通信部４１０との通信によって制御装置４００に送信する。

具体的には、構成機器は変流器（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：ＣＴ）、電圧変成器（ＰｏｔｅｎｔｉａｌＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：ＰＴ）、サイリスタバルブ、無効電力補償装置、ガス絶縁開閉装置、ＡＣ高調波フィルタ、変換用変圧器、ＤＣ平滑リアクトル、分離スイッチ（ＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄＳｗｉｔｃｈ：ＤＳ）、接地スイッチ（ＥａｒｔｈＳｗｉｔｃｈ：ＥＳ）、及びＤＣ送電線路などを含んでもよい。

記憶部４２０は、構成機器の可用状態に対するデータとＨＶＤＣシステムの可用率に対するデータを記憶する。図４で、記憶部４２０は制御装置４００に含まれるが、実施例によって記憶部４２０は前記制御装置４００に含まれなくてもよい。

記憶部４２０に記憶されるデータは、構成機器別に分類されて記憶される。また、前記データは、引き続きアップデートされて、累積データの形態で記憶部４２０に記憶される。この場合、後述する制御部４３０は、このような累積データに基づいて、ＨＶＤＣシステム１００を評価及び制御する。

制御部４３０は、構成機器の可用状態に対するデータを構成機器から受信するように通信部４１０を制御する。具体的には、制御部４３０は、サイリスタバルブ、変圧器、ガス絶縁開閉装置などのような構成機器に含まれるＣＴ、ＰＴ、ＤＳ及びＥＳとはケーブルや線路のような連結線や有無線通信を利用して可用状態に対するデータを受信する。

また、制御部４３０は、構成機器の電源状態から各構成機器の可用状態に対する情報を収集する。すなわち、構成機器が受動素子に該当する場合には、構成機器を停止（ｔｒｉｐ）させるか、または必要な場合に別途の状態情報をＨＭＩ（ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）に表示する。

一実施例によると、可用状態は、運転可能状態、運転不可能状態、実際運転状態、故障または障害発生状態、維持補修状態、システムバックアップまたはアップデート状態などに分類される。

運転可能状態は、システムが運転可能な状態である。運転不可能状態は、運転可能状態にあるが、運転不可能事由によってシステムが正常に運転されていない状態である。実際運転状態は、システムが正常に運転されている状態である。維持補修状態の場合は、システムの維持補修のためにシステム電源をオフさせることができ、システムバックアップまたはアップデート状態の場合は、システムが所定時間の間に作動を止めることができる。

制御部４３０は、構成機器の可用状態に基づいて、ＨＶＤＣシステム１００の運転可能時間に対するＨＶＤＣシステム１００の実際運転時間の比率と定義されるＨＶＤＣシステム１００の可用率を計算する。

前記ＨＶＤＣシステム１００の実際運転時間は、ＨＶＤＣシステム１００の運転可能時間からＨＶＤＣシステム１００の運転不可能時間を除外した残りの時間と定義される。この場合、ＨＶＤＣシステム１００の運転不可能時間は、ＨＶＤＣシステム１００が運転可能な状態にあるが、運転不可能事由によって正常に運転されない状態の時間と定義される。一実施例によると、ＨＶＤＣシステム１００の運転可能時間は、システム構築時に顧客が要請した時間であってもよい。

前記運転不可能事由は、維持補修、障害発生、システムバックアップ及びアップデートのうち少なくとも１つを含んでもよい。

制御部４３０は、構成機器の可用状態に対するデータと、ＨＶＤＣシステム１００の可用率に対するデータを、記憶部４２０に記憶する。

その後、制御部４３０は、記憶部４２０に記憶された構成機器の可用状態に対するデータ、及びＨＶＤＣシステム１００の可用率に対するデータに基づいて、ＨＶＤＣシステム１００の評価及び制御を行う。

一実施例によると、制御部４３０は、ＨＶＤＣシステム１００の可用率が目標値より低ければ、ＨＶＤＣシステム１００が運転されない計画停止時間に構成機器を点検する。計画停止時間は運転可能時間に含まれず、したがって可用率計算に考慮されない。よって、計画停止期間の間にモニタリングした構成機器を点検して、故障や障害による事故を未然に防止することで可用率を高める。

他の実施例によると、制御部４３０は、ＨＶＤＣシステム１００が電力を両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）伝送信号で伝送する場合、ＨＶＤＣシステム１００の可用率が目標値より低ければ、前記電力が前記両極性伝送信号のいずれか片方に移動される時点で、前記両極性伝送信号の他方に連結される構成機器を点検する。ＨＶＤＣシステム１００は、ｍｏｎｏｐｏｌａｒ伝送またはｂｉｐｏｌａｒ伝送が可能である。したがって、ｂｉｐｏｌａｒ伝送をする場合、反対側に連結された構成機器を点検する。この場合、以降のシステムで発生する事故や障害を未然に防止し、これによってシステムの可用率は高くなる。

また、他の実施例によると、制御部４３０は、ＨＶＤＣシステム１００の可用率が目標値より低ければ、ＨＶＤＣシステム１００の運転を停止せずにＡＣ高調波フィルタ、ＤＣ平滑リアクトル、無効電力補償装置及びガス絶縁開閉装置のうち少なくとも１つをＨＶＤＣシステム１００に追加する。

図５は、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムの構成を示す図である。

本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステム１００は、発電パート５１０、送電側交流パート５２０、送電側直流変電パート５３０、直流送電パート５４０、需要側直流変電パート５５０、需要側交流パート５６０、需要パート５７０、複数の構成機器１２２、１２４、１２６、１３２、１３４、及び制御装置４００を含んでもよい。

発電パート５１０は、３相の交流電力を生成する。前記発電パート５１０は、複数の発電所を含んでもよい。

送電側交流パート５２０は、発電パート５１０が生成した３相交流電力を、送電側直流変電パート５３０に伝達する。

送電側直流変電パート５３０は、送電側トランスフォーマー（図示せず）と送電側交流‐直流コンバータ（図示せず）を含んでもよい。この場合、前記送電側トランスフォーマー（図示せず）は、送電側交流パート５２０を送電側交流‐直流コンバータ（図示せず）及び直流送電パート５４０から隔離する。前記送電側交流‐直流コンバータ（図示せず）は、送電側トランスフォーマー（図示せず）の出力に該当する３相交流電力を直流電力に変換する。

直流送電パート５４０は、送電側の直流電力を需要側に伝達する。

需要側直流変電パート５５０は、需要側直流‐交流コンバータ（図示せず）と需要側トランスフォーマー（図示せず）を含んでもよい。前記需要側直流‐交流コンバータ（図示せず）は、直流送電パート５４０によって伝達された直流電力を３相交流電力に変換する。前記需要側トランスフォーマー（図示せず）は、需要側交流パート５６０を、需要側直流‐交流コンバータ（図示せず）と直流送電パート５４０から隔離する。

需要側交流パート５６０は、需要側トランスフォーマー（図示せず）の出力に該当する３相交流電力を需要パート５７０に提供する。

ＨＶＤＣシステム１００に含まれる複数の構成機器は、連系されたＡＣ電力系統を考慮した無効電力補償装置１２２、ＡＣ電力系統から発生する系統高調波及びＨＶＤＣシステム１００から発生する特性高調波を低減するためのＡＣ高調波フィルタ１２４、ＡＣ電圧を変成するための変換用変圧器１２６、電力変換のためのサイリスタ１３２、ＤＣ電流成分の平滑のためのＤＣｓｍｏｏｔｈｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ１３４を含んでもよい。

前記複数の構成機器は、制御装置４００とケーブルや線路で連結され、それぞれの可用状態に対するデータを制御装置４００に伝送する。

制御装置４００は、前記図４で説明したように、ＨＶＤＣシステム１００に含まれる構成機器の可用状態に対するデータを収集して、これによりＨＶＤＣシステム１００の実際運転時間の比率を定義する可用率を計算した後、構成機器の可用状態に対するデータ及びＨＶＤＣシステム１００の可用率に基づいて、ＨＶＤＣシステム１００の制御を行う。

また、制御装置４００は、その他にもＨＶＤＣシステム１００の全般的な制御を行う。具体的に、制御装置４００は発電パート５１０、送電側交流パート５２０、送電側直流変電パート５３０、直流送電パート５４０、需要側直流変電パート５５０、需要側交流パート５６０、需要パート５７０及び制御装置４００のうち少なくとも１つを制御する。

このために、制御装置４００は、送電側交流‐直流コンバータ（図示せず）と需要側直流‐交流コンバータ（図示せず）内の複数個のバルブのターンオン及びターンオフのタイミングを制御する。この際、バルブは、サイリスタまたは絶縁ゲート両極性トランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）に該当する。また、制御装置４００は、上述した複数個のバルブを制御するバルブ制御器をさらに含む。

図６は、本発明の一実施例によるＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作過程を示す図である。

制御装置４００は、構成機器の可用状態に対するデータを通信によって受信するか、または可用状態をＨＭＩで表示する（Ｓ６０１）。

具体的に、構成機器が能動素子である場合、すなわちサイリスタバルブ、変圧器、ガス絶縁開閉装置などのような構成機器に含まれるＣＴ，ＰＴ、ＤＳ及びＥＳの場合、ケーブルや線路のような連結線や有無線通信を利用して可用状態に対するデータを受信する。構成機器が受動素子に該当する場合には、構成機器を停止させるか、必要な場合は別途の状態情報をＨＭＩに表示することで、構成機器の電源状態から各構成機器の可用状態に対する情報を収集する。

制御装置４００は、構成機器別に可用状態に対するデータを収集する（Ｓ６０２）。

構成機器によってＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼすか否かが変わる。具体的に、構成機器は、大きく運転できない状態でＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼす構成機器と、運転できない状態でＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼさない構成に分類される。さらに、前者の場合、構成機器別にＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼす程度が変わる。

したがって、制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００に利用されるすべての構成機器の状態情報、すなわち、運転可能な状態と可能でない状態の情報及び時間を収集して実際基準時間の間の可用率を集計する。一実施例によると、制御装置４００は、ＨＶＤＣシステム１００の運転に影響を及ぼすか否かによって構成機器に優先順位をおくか、または加重値を付与する。これによって、優先順位や加重値が高い順で構成機器に対する作動データ情報を収集するか、または優先順位や加重値が低い構成機器を、作動データ情報を収集する対象から除外する。

制御装置４００は、ＨＶＤＣシステムの可用率を計算する（Ｓ６０３）。

この場合、ＨＶＤＣシステム１００の可用率は、ＨＶＤＣシステム１００の運転可能時間に対するＨＶＤＣシステム１００の実際運転時間の比率によって計算される。

制御装置４００は、構成機器の可用できない状態のデータを分析及び記憶する（Ｓ６０４）。

一実施例によると、制御装置４００は、構成機器の可用データ及び可用率に対するモニタリング情報に基づいて、可用率を高めるようにシステムを制御する。もし、ＨＶＤＣシステム１００の可用率が目標値より低ければ、以下のような制御をすることができる。

可用率を高めるために、システム管理者は、システムを停止せずにシステムを補修することができる。例えば、ＨＶＤＣシステム１００が電力を両極性伝送信号で伝送する場合、前記電力が前記両極性伝送信号のいずれか片方に移動される時点で、前記両極性伝送信号の他方に連結される構成機器を点検する。また、ＨＶＤＣシステム１００が運転されない計画停止時間に構成機器を点検する。さらにＨＶＤＣシステム１００の運転を停止せずにＡＣ高調波フィルタ、ＤＣ平滑リアクトル、無効電力補償装置及びガス絶縁開閉装置のうち少なくとも一つをＨＶＤＣシステム１００に追加する。

制御装置４００は累積データを記憶及び管理する（Ｓ６０５）。

本実施例によると、ＨＶＤＣシステム１００に利用されるすべての構成機器の状態情報、すなわち運転可能な状態と可能でない状態の情報及び時間を収集して、実際基準時間の間の可用率を集計し、ＨＶＤＣシステム１００を分析及び評価する。また、構成機器の運転できない状態の情報を収集して設計に再反映するか、またはシステム改善を行う。

本発明で提案する実施例は、ＨＶＤＣシステムのみならず、ＳＶＣシステムなどの送変電システム、変換所、発電システムに適用され、構成機器の可用情報を用いた可用率計算及びデータ収集に基づいたシステム分析及び評価に利用される。また、維持、補修及びシステム分析、経済性分析及びシステム可用率、システムの寿命計算にも活用できる。

これまで実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であって、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、前記に例示されていない様々な変形と応用が可能であることが分かる。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施してもよい。そして、このような変形と応用に関する差は、添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解析すべきである。

１００：ＨＶＤＣシステム
１２２：無効電力補償装置
１２４：ＡＣ高調波フィルタ
１２６：変換用変圧器
１３２：サイリスタバルブ
１３４：ＤＣｓｍｏｏｔｈｉｎｇｒｅａｃｔｏｒ
１４０：ＤＣ送電線路
４００：制御装置
４１０：通信部
４２０：記憶部
４３０：制御部
５１０：発電パート
５２０：送電側交流パート
５３０：送電側直流変電パート
５４０：直流送電パート
５５０：需要側直流変電パート
５６０：需要側交流パート
５７０：需要パート

Claims

ＨＶＤＣシステムにおける制御装置において、
前記ＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器と通信を行う通信部と、
前記構成機器から前記構成機器の可用状態に対するデータを受信するように前記通信部を制御し、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算する制御部とを含む、ＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記制御部は、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率とに基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの制御を行う、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間は、前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間から前記ＨＶＤＣシステムの運転不可能時間を除外した残りの時間と定義され、
前記ＨＶＤＣシステムの運転不可能時間は、前記ＨＶＤＣシステムが運転可能な状態にあるが運転不可能な事由によって正常に運転されない状態の時間と定義される、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記運転不可能事由は、維持補修、障害発生、システムバックアップ、及びアップデートのうち少なくとも１つを含む、請求項３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間は、システム構築時に顧客が要請した時間である、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
記憶部をさらに含み、
前記制御部は、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率とを前記記憶部に記憶する、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記制御部は、前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記ＨＶＤＣシステムが運転されない計画停止時間に前記構成機器を点検する、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記ＨＶＤＣシステムが電力を両極性（ｂｉｐｏｌａｒ）伝送信号で伝送する場合、前記制御部は、前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記電力が前記両極性伝送信号のいずれか片方に移動される時点で前記両極性伝送信号の他方に連結される前記構成機器を点検する、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記制御部は、前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記ＨＶＤＣシステムの運転を停止せずにＡＣ高調波フィルタ、ＤＣ平滑リアクトル、無効電力補償装置、及びガス絶縁開閉装置のうち少なくとも１つを前記ＨＶＤＣシステムに追加する、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記構成機器は、変流器（ＣｕｒｒｅｎｔＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、電圧変成器（ＰｏｔｅｎｔｉａｌＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、サイリスタバルブ、無効電力補償装置、ガス絶縁開閉装置、ＡＣ高調波フィルタ、変換用変圧器、ＤＣ平滑リアクトル、分離スイッチ（ＤｉｓｃｏｎｎｅｃｔｅｄＳｗｉｔｃｈ）、接地スイッチ（ＥａｒｔｈＳｗｉｔｃｈ：ＥＳ）、及びＤＣ送電線路のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
前記制御部は、前記ＨＶＤＣシステムの運転に影響を及ぼすか否か、及び、影響を及ぼす程度のうち少なくとも１つに基づいて、前記構成機器に優先順位をおくか、または加重値を付与する、請求項１に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置。
ＨＶＤＣシステムにおいて、
前記ＨＶＤＣシステムの運転に係る少なくとも１つの構成機器と、
前記構成機器と通信を行って前記構成機器の可用状態に対するデータを受信し、前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算した後、前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率に基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの制御を行う制御装置とを含む、ＨＶＤＣシステム。
ＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法において、
前記ＨＶＤＣシステムに含まれる構成機器と通信を行って、前記構成機器の可用状態に対するデータを受信するステップと、
前記構成機器の可用状態に対するデータに基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間に対する前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間の比率と定義される前記ＨＶＤＣシステムの可用率を計算するステップと、
前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率とに基づいて、前記ＨＶＤＣシステムの制御を行うステップとを含む、ＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記ＨＶＤＣシステムの実際運転時間は、前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間から前記ＨＶＤＣシステムの運転不可能時間を除外した残りの時間と定義され、
前記ＨＶＤＣシステムの運転不可能時間は、前記ＨＶＤＣシステムが運転可能な状態にあるが、運転不可能事由によって正常に運転されない状態の時間と定義される、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記運転不可能事由は、維持補修、障害発生、システムバックアップ、及びアップデートのうち少なくとも１つを含む、請求項１４に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記ＨＶＤＣシステムの運転可能時間は、システム構築時に顧客が要請した時間である、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記構成機器の可用状態に対するデータと前記ＨＶＤＣシステムの可用率とを記憶する、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記ＨＶＤＣシステムが運転されない計画停止時間に前記構成機器を点検する、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記ＨＶＤＣシステムが電力を両極性伝送信号で伝送する場合、前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記電力が前記両極性伝送信号のいずれか片方に移動される時点で前記両極性伝送信号の他方に連結される前記構成機器を点検する、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。
前記ＨＶＤＣシステムの可用率が目標値より低ければ、前記ＨＶＤＣシステムの運転を停止せずに、ＡＣ高調波フィルタ、ＤＣ平滑リアクトル、無効電力補償装置、及びガス絶縁開閉装置のうち少なくとも１つを前記ＨＶＤＣシステムに追加する、請求項１３に記載のＨＶＤＣシステムにおける制御装置の動作方法。