JP2624721B2 - 電力系統シミュレータに用いられる変換器バルブの模擬回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力系統シミュレータに用いられる各種機器
の模擬回路に係り、特に変換器を構成するバルブの模擬
回路の損失を実系統の損失に合せるに好適な変換器バル
ブ模擬回路に関する。

〔従来の技術〕

直流送電を含む電力系統の制御保護装置の開発や電力
系統の解析には、実系統のミニチュアモデルのシミュレ
ータを使用している。実系統に比べて電圧・電流を小さ
くしたモデルを作成すると実系統に比べて損失が大きく
なる。損失を実系統に合せるため損失補償回路が備えつ
けられる。通常、損失補償は機器の内部抵抗による損失
を補償するために、機械を流れる電流を検出し、この電
流に応じて抵抗損失に相当した電圧を発生させて補償し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

直流送電等の交直機器を構成するバルブの模擬回路の
損失補償回路は変換器バルブの抵抗損失に相当する電圧
下降（順方向電圧下降）が電流に対して非線形に変わる
ため、補償回路の構成が複雑となる。

本発明の目的は、簡単な回路により、実系統により近
い損失をもった変換器バルブ模擬回路を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は変換器を構成するバルブの導通期間及びそ
の期間のスイッチング素子の電圧下降を検出し、導通期
間，電圧下降に比例した電圧を補償電圧とすることによ
り達成される。また、電圧型の自励式変換器バルブの模
擬回路では導通期間，逆方向導通期間及びその期間の変
換器（スイッチング素子＋ダイオード）の電圧下降を検
出し、導通期間及び逆方向導通期間、電圧下降に比例し
た電圧を補償電圧として１つの損失補償回路で補償する
ことにより達成される。

〔作用〕

導通期間検出回路はバルブ両端の電圧、バルブに流れ
る電流及びオン・オフパルスからのバルブの導通期間を
検出し、逆導通期間検出回路も同様にバルブ両端の電
圧、バルブに流れる電流及びオン・オフパルスからのバ
ルブの逆導通期間を検出する。

一方のアンプはバルブ両端の電圧を入力し、導通期間
の順方向の電圧下降にに例した電圧を発生する。

他方のアンプは同様にバルブ両端の電圧を入力し、逆
導通期間のダイオードの電圧下降に比例した電圧を発生
する。切替回路は導通期間検出回路の導通検出期間は一
方のアンプに、逆導通検出回路の逆導通検出期間は他方
のアンプに、その他は零の中立位置に出力を切替える。
補償電圧発生回路は切替回路の出力を電圧増幅し、バル
ブの抵抗損失を補償すべくバルブに直列に接続される。

したがって、バルブの順方向導通期間、逆方向導通期
間、その他の期間それぞれに、バルブの内部抵抗に応じ
た補償電圧を発生することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第
１図は電圧型自励式変換器の１アーム（バルブ）の模擬
回路を示す。１はゲートターンオフサイリスタ,S1サイ
リスタ，トランジスタ等の自己消弧機能をもつスイッチ
ング素子、２はスイッチング素子１に逆並列に接続され
たダイオード、３はスイッチング素子１の両端の電圧を
検出する電圧検出回路、４はスイッチング素子１の順方
向電圧下降の電圧を増幅するアンプ、５はダイオードの
順方向電圧下降の電圧を増幅するアンプであるが、4,5
は単にスイッチング素子１の両端の電圧を増幅するアン
プでただゲインが異なるものと考えれば良い。６はバル
ブに流れる電流を検出する電流検出器、７はバルブの制
御回路からのオンオフパルス、前記電圧検出回路３及び
電流検出器６を入力とし、バルブの導通期間を検出する
導通期間検出回路、８は７と同じ入力信号からバルブの
逆導通期間を検出する逆導通期間検出回路、９は前記ア
ンプ4,5を入力とし、前記導通及び逆導通期間検出回路
7,8の出力に応じて切替動作を行う切替回路で、バルブ
が導通期間のときアンプ４の出力を、逆導通期間のとき
アンプ５の出力を、その他のときは零を出力する。10は
補償電圧発生回路であって切替回路９の出力を電流増幅
する電圧ゲイン１の増幅回路として構成される。アンプ
4,5のゲインを適切に調整しておけばバルブの導通期間
及び逆導通期間それぞれに実系統並みの損失をもったバ
ルブ模擬回路が得られる。

第２図に導通期間検出回路の一例のブロック線図を示
す。71はオンオフパルスを入力とし導通期間を検出する
フリップフロップ回路、72はバルブに流れる電流を検出
する検出器６の出力から順方向に電流が流れる期間を検
出する順方向電流期間検出回路、73はバルブ両端の電圧
検出回路３の出力を受け逆方向電圧期間を検出する逆方
向電圧期間検出回路、74はオア回路、75は符号反転回路
で出力はバルブが逆方向に導通していない期間を表して
いる。76はアンド回路で出力はバルブが順方向に導通し
ている期間を表しており、バルブの電流が導通期間に断
続して逆方向に電圧が現われた場合はアンド回路76で導
通期間がカットされる。

第３図に逆導通期間検出回路の一例のブロック線図を
示す。81はオンオフパルスを入力とし非導通期間を検出
するフリップフロップ回路、82はバルブに流れる電流を
検出する検出器６の出力をうけ逆方向に電流が流れる期
間（ダイオード２の導通期間）を検出する逆方向電流期
間検出回路、83はバルブ両端の電圧検出回路３の出力を
受け順方向電圧期間を検出する順方向電圧期間検出回
路、84はアンド回路、85は符号反転回路で出力はバルブ
が順方向に導通していない期間を表している。86はアン
ド回路で出力はバルブが逆方向に導通している期間を表
している。

これら第２図及び第３図の回路によりバルブの導通期
間，逆導通期間が検出される。これらの検出信号に応じ
て切替回路９によって順方向電圧降下、逆方向のダイオ
ードの電圧降下及び零電圧と切替られて補償電圧発生回
路10によってそれぞれの期間に応じた補償電圧がスイッ
チング素子１とダイオード２の逆並列接続回路に印加さ
れ、実系統により近い損失を持ったバルブ模擬回路とな
る。

尚、転流動作時の重なり角を無視できる場合には導通
期間検出は単にオンオフパルスによる導通期間と逆電圧
でない期間のアンド条件から行えば良く、さらに電流の
断続がない場合には単にオンオフパルスによる導通期間
検出で良い。

第４図に本発明の他の実施例を示す。第４図はサイリ
スタで構成される電流形の他励式変換器の１アームの模
擬回路を示す。前図と比較してスイッチング素子として
サイリスタ素子11（これはトランジスタ等他のスイッチ
ング素子でも良い）を使用し、逆方向のダイオードがな
いものである。従って模擬回路の損失補償回路も前図の
順方向導通期間の検出回路７と順方向電圧降下を増幅す
るアンプ４と、このアンプに切替回路９を介して接続さ
れ、順方向電圧降下に比例した補償電圧を発生する補償
電圧発生回路10のみと簡単となる。動作はサイリスタ素
子11の導通時は第11図の実施例と同じであるので説明は
省略する。

サイリスタ素子11が導通していない期間は、切替回路
９により零を出力するので素子両端に不要な電圧が加わ
ることがない。

〔発明の効果〕 本発明によれば変換器を構成するバルブの損失補償を
変換器バルブに流れる電流に応じて行うのでなく、導通
・逆導通時の検出信号により、この期間の変換器両端の
電圧から損失補償電圧を得る構成としたので模擬回路が
簡単となる。また、順方向補償，逆方向補償を１つの補
償回路で順方向電圧降下検出，逆方向電圧降下検出の切
替えにより行えるようにしたので模擬回路がコンパクト
にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電圧形自励式変換器１アー
ムの模擬回路図、第２図は第１図中の導通期間検出回路
の一例のブロック線図、第３図は第１図中の逆導通期間
検出回路の一例のブロック線図、第４図は本発明の他の
実施例の電流形他励式変換器１アームの模擬回路図であ
る。 ３……電圧検出回路、4,5……アンプ、６……電流検出
器、７……導通期間検出回路、８……逆導通期間検出回
路、９……切替回路、10……補償電圧発生回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電圧，電流を小さくして構成した電力系統
   シミュレータに用いられる変換器を構成するバルブの模
   擬回路において、バルブを模擬するスイッチング素子の
   両端の電圧を検出する電圧検出回路と、前記スイッチン
   グ素子に直列に接続され、前記電圧検出回路の出力を受
   けて補償電圧を発生する補償電圧発生回路と、前記スイ
   ッチング素子の導通期間を検出する導通期間検出回路と
   を備え、前記スイッチング素子の導通期間中は、前記補
   償電圧発生回路に電圧検出回路の出力に比例した補償電
   圧を発生させ、スイッチング素子の非導通期間中は、零
   電圧を発生させるようにしたことを特徴とする電力系統
   シミュレータに用いられる変換器バルブの模擬回路。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、導通期間
   及び非導通期間の検出を前記バルブの制御回路からのオ
   ンオフパルスと前記スイッチング素子を流れる電流及び
   スイッチング素子の両端の電圧から行うことを特徴とす
   る電力系統シミュレータに用いられる変換器バルブの模
   擬回路。