JP2781145B2

JP2781145B2 - 送電制御装置

Info

Publication number: JP2781145B2
Application number: JP6306526A
Authority: JP
Inventors: 朋義足利
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH08168253A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２つの交流系統間に
互いに並列接続された２つの電力変換器を制御して、一
方の交流系統の交流電力を他方の交流系統に送電する送
電制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の送電制御装置が適用する送
電系統を示す系統図であり、図において、１は交流系統
（第１の交流系統）、２は交流系統（第２の交流系
統）、３、４は母線、５、６は母線３に接続された変圧
器、７、８は母線４に接続された変圧器、９は交流系統
１の交流電力を直流電力に変換したのち、その直流電力
を交流電力に変換して交流系統に送電する第１極の電力
変換器、９Ａ、９Ｂはそれぞれ交流と直流の電力変換を
行う電力変換器９の変換器、１０は同じく第２極の電力
変換器、１０Ａ、１０Ｂはそれぞれ電力変換器１０の変
換器である。

【０００３】また、図６は従来の送電制御装置を示す構
成図であり、図において、１１は電力変換器１０と交流
系統１間で授受される交流電力Ｐ_d2を検出する交流電力
検出器（偏差検出手段）、１２は交流電力検出器１１に
より検出された交流電力Ｐ_d2と電力指令値Ｐ_dref2 の偏
差ＥＲＲを検出する減算器（偏差検出手段）、１３は減
算器１２により検出された偏差ＥＲＲに基づいて一次遅
れ演算を行い、その演算結果を補正信号として出力する
一次遅れ回路（補正信号生成手段）である。

【０００４】また、１４は変換器１０Ａと変換器１０Ｂ
間を送電する直流電力の直流線路、１５は直流電流Ｉ_d2
を検出する直流電流検出器、１６は一次遅れ回路１３か
ら出力された補正信号と電力指令値Ｐ_dref2 の加算結果
に基づいて電力変換器１０における変換器１０Ａの制御
角を制御する制御回路（制御手段）、１７は一次遅れ回
路１３から出力された補正信号と電力指令値Ｐ_dref2 を
加算する加算器、１８は直流電流検出器１５により検出
された直流電流Ｉ_d2から加算器１７の加算結果である直
流電流指令値Ｉ_dref2 を減算する減算器、１９は減算器
１８の出力に応じた電圧値を出力する定電流制御器（以
下、ＡＣＲという）、２０は変換器１０Ａの制御角をＡ
ＣＲ１９から出力された電圧値に応じた制御角αに一致
させる位相制御器（以下、ＧＰＲという）である。

【０００５】次に動作について説明する。交流系統１か
ら交流系統２に対する交流電力の送電を開始する場合、
第１極の電力変換器９に対する電力指令値Ｐ_dref1 と第
２極の電力変換器１０に対する電力指令値Ｐ_dref2 を、
図７に示す通りに変化させることにより実施する（ただ
し、Ｐ_dref1 は点線、Ｐ_dref2 は一点鎖線）。即ち、直
流電流ｉ_d2を一定にした状態で変換器９Ａ、１０Ａの電
圧値Ｖ_d1、Ｖ_d2電圧を上昇させることにより交流電力を
上昇させる場合、変換器９Ａ、１０Ａの電圧値Ｖ_d1、Ｖ
_d2の絶対値が一定電圧Ｅ₀ 以上にならないと、変換器９
Ａ、１０Ａは、電力の送電を開始することができない。
従って、変換器９Ａ、１０Ａの電圧値Ｖ_d1、Ｖ_d2の絶対
値が一定電圧Ｅ₀ 以上になるように電力指令値Ｐ
_dref1 、Ｐ_dref2 を設定する必要がある。

【０００６】しかしながら、交流系統１から交流系統２
に対して交流電力の送電を開始する場合、図７の実線通
りに送電電力を増加させる必要があるが、変換器９Ａ、
１０Ａの電圧値Ｖ_d1、Ｖ_d2が双方とも＋Ｅ₀ になるよう
に電力指令値Ｐ_dref1 、Ｐ_dr _ef2 を設定してしまうと、
図９の実線が示す送電電力より大きくなり過ぎてしまう
ので、変換器９Ａの電圧値Ｖ_d1が順次＋Ｅ₀ から増加す
るように第１極の電力変換器９に対する電力指令値Ｐ
_dref1 を設定する一方、変換器１０Ａの電圧値Ｖ_d2は当
初−Ｅ₀ になるように第２極の電力変換器１０に対する
電力指令値Ｐ_dref ₂ を設定する（因に、この場合、変換
器１０Ａの電圧値Ｖ_d2は当初−Ｅ₀ になるので、電力変
換器１０は、交流系統２から交流系統１に対して交流電
力を逆送することになる。）。そして、変換器９Ａ、１
０Ａの電圧値Ｖ_d1、Ｖ_d2がともに＋Ｅ₀ になっても図９
の実線から逸脱しない状態Ｓになったとき、図７に示す
ように、電力指令値Ｐ_dref1 を減少させる一方、電力指
令値Ｐ_dref2 を増加させて両者を同じにし、以下、同じ
割合で増加させることにより、送電開始の初期段階を終
了する。

【０００７】以下、送電制御装置の具体的動作について
説明する。まず、交流電力検出器１１が電力変換器１０
と交流系統１間で授受される交流電力Ｐ_d2を検出する
と、減算器１２がその交流電力Ｐ_d2と電力指令値Ｐ
_dref2 の偏差ＥＲＲを検出する。そして、一次遅れ回路
１３は、外乱等により交流電力Ｐ_d2が電力指令値Ｐ_dref
₂ と異なると、偏差ＥＲＲに基づいて一次遅れ演算を行
い、交流電力Ｐ_d2を電力指令値Ｐ_dref2 に一致させるた
めの補正信号を生成する。

【０００８】このようにして、補正信号が生成される
と、加算器１７は、一次遅れ回路１３から出力された補
正信号と電力指令値Ｐ_dref2 （図７の一点鎖線参照）を
加算し、その加算結果を直流電流指令値Ｉ_dref2 として
出力する。ただし、偏差ＥＲＲが零であれば、補正する
必要がないので補正信号は零である。そして、減算器１
８は、直流電流検出器１５により検出された直流電流Ｉ
_d2から加算器１７が出力する直流電流指令値Ｉ_dref2 を
減算する。

【０００９】そして、ＡＣＲ１９は、減算器１８の出力
に応じた電圧値を出力するので、ＧＰＲ２０は、変換器
１０Ａの制御角をＡＣＲ１９から出力された電圧値に応
じた制御角αに一致させ、一連の処理を終了する。

【００１０】これにより、交流系統１から交流系統２に
対して交流電力の送電が開始されるが、図７の状態Ｓに
到達したとき電力指令値Ｐ_dref2 を瞬時に上昇させて
も、一次遅れ回路１３に時定数が存在するので、加算器
１７の出力である直流電流指令値Ｉ_dref2 は瞬時に上昇
することなく図８の一点鎖線のように動揺してしまい、
その結果、送電電力が図７の実線からずれてしまう不具
合を生じる。

【００１１】なお、上記従来例の他に、状態Ｓに到達す
ると、交流電力の動揺を検出することなく、単に一定時
間の間だけ、一次遅れ回路の出力を小さくする従来例が
特開昭６２−１０７６３５号公報に開示されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の送電制御装置は
以上のように構成されているので、交流系統１から交流
系統２に対して交流電力の送電が開始されるが、電力指
令値Ｐ_dref2 を瞬時に上昇させる必要が生じても（図７
の状態Ｓ参照）、一次遅れ回路１６に時定数が存在して
いるため、加算器１７の出力である直流電流指令値Ｉ
_dref2 が瞬時に上昇することなく動揺してしまい（図８
の一点鎖線参照）、その結果、交流系統１から交流系統
２に対して送電される交流電力が動揺し、交流系統１、
２の交流電圧が変動してしまうなどの問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、交流電力の送電開始時における
交流電圧の変動を防止することができる送電制御装置を
得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る送
電制御装置は、動揺検出手段から動揺検出信号が出力さ
れ、かつ、潮流反転検出手段から潮流反転信号が出力さ
れると、補正信号生成手段の出力を零にするようにした
ものである。

【００１５】請求項２の発明に係る送電制御装置は、動
揺検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、潮流反
転検出手段から潮流反転信号が出力されると、補正信号
制限手段における上限値と下限値の幅を小さくするよう
にしたものである。

【００１６】請求項３の発明に係る送電制御装置は、動
揺検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、潮流反
転検出手段から潮流反転信号が出力されると、他方の電
力変換器の電力指令値に時定数を付加するようにしたも
のである。

【００１７】

【作用】請求項１の発明における送電制御装置は、動揺
検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、潮流反転
検出手段から潮流反転信号が出力されると、補正信号生
成手段の出力を零にする補正停止手段を設けたことによ
り、補正信号生成手段の時定数に影響されずに一方の電
力変換器の制御角を制御できるようになる。

【００１８】請求項２の発明における送電制御装置は、
動揺検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、潮流
反転検出手段から潮流反転信号が出力されると、補正信
号制限手段における上限値と下限値の幅を小さくする補
正幅縮小手段を設けたことにより、電力指令値を瞬時に
上昇させる際の補正信号生成手段の時定数の影響が小さ
くなる。

【００１９】請求項３の発明における送電制御装置は、
動揺検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、潮流
反転検出手段から潮流反転信号が出力されると、他方の
電力変換器の電力指令値に時定数を付加する時定数付加
手段を設けたことにより、電力指令値を瞬時に上昇させ
る場合でも、直流電流指令値の動揺を抑えることができ
るようになる。

【００２０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による送電制御装置を
示す構成図であり、図において、従来のものと同一符号
は同一または相当部分を示すので説明を省略する。２１
は減算器（偏差検出手段）１２により検出された偏差Ｅ
ＲＲが所定値以上になると動揺検出信号を出力する動揺
検出回路（動揺検出手段）、２２は偏差ＥＲＲの絶対値
を出力する絶対値出力回路、２３は偏差ＥＲＲの絶対値
が所定値以上になると動揺検出信号を出力するレベル設
定器である。

【００２１】また、２４はＧＰＲ２０により制御された
変換器１０Ａの制御角が９０°以下になると潮流反転信
号を出力する潮流反転検出回路（潮流反転検出手段）、
２５はＧＰＲ２０から変換器１０Ａの制御角に相当する
電圧値を入力し、その電圧値が制御角９０°に相当する
電圧以下になると信号の出力を停止するレベル設定器、
２６はレベル設定器２５が出力する信号を反転するイン
バータ、２７はインバータ２６から信号を出力されると
一定時間潮流反転信号を出力するワンショット回路、２
８は動揺検出回路２１から動揺検出信号が出力され、か
つ、潮流反転検出回路２４から潮流反転信号が出力され
ると、スイッチ２９を閉状態から開状態にして一次遅れ
回路（補正信号生成手段）１３の出力を零にするＡＮＤ
回路である。なお、ＡＮＤ回路２８とスイッチ２９から
補正停止手段が構成されている。

【００２２】次に動作について説明する。制御回路（制
御手段）１６が、一次遅れ回路１３により生成された補
正信号と電力指令値Ｐ_dref2 を加算して直流電流指令値
Ｉ_dref2 を生成し、その直流電流指令値Ｉ_dref2 に基づ
いて変換器１０Ａの制御角を制御する点は、上記従来例
と同様であるため説明を省略する。

【００２３】まず、動揺検出回路２１の絶対値出力回路
２２は、減算器１２により検出された偏差ＥＲＲを常時
入力し、その偏差ＥＲＲの絶対値を出力する。そして、
レベル設定器２３はその偏差ＥＲＲの絶対値が所定値以
上になると、交流電力Ｐ_d2に動揺が発生したものと判断
し、動揺検出信号を出力する。即ち、動揺検出回路２１
は、交流電力Ｐ_d2に動揺が発生すると動揺検出信号を出
力するものであるので、電力指令値Ｐ_dref2 を瞬時に上
昇させることによって交流電力Ｐ_d2に動揺が発生した場
合、動揺検出信号を出力することになる。

【００２４】また、潮流反転検出回路２４のレベル設定
器２５は、ＧＰＲ２０から変換器１０Ａの制御角に相当
する電圧値を入力し、その電圧値が制御角９０°に相当
する電圧以下になると信号の出力を停止するが、図７の
状態Ｓに到達する以前は、変換器１０Ａの制御角は１５
０°付近にある一方、図７の状態Ｓに到達すると変換器
１０Ａの制御角は３０°付近まで移動するので、図７の
状態Ｓに到達すると、変換器１０Ａの制御角に相当する
電圧値は、制御角９０°に相当する電圧値より小さくな
り、レベル設定器２５は信号の出力を停止することにな
る。

【００２５】そして、インバータ２６は、レベル設定器
２５が信号の出力を停止すると、信号を出力するので、
ワンショット回路２７はインバータ２６が出力する信号
をトリガとして一定時間潮流反転信号を出力する。即
ち、潮流反転検出回路２４は、変換器１０Ａの制御角が
９０°以上から９０°以下に減少すると潮流反転信号を
出力するものであるので、電力指令値Ｐ_dref ₂ を瞬時に
上昇させることによって交流電力Ｐ_d2の潮流方向が変化
した場合、潮流反転信号を出力することになる。

【００２６】そして、ＡＮＤ回路２８は、動揺検出信号
と潮流反転信号の双方が出力された場合、交流電力Ｐ_d2
の潮流方向が反転して交流電力Ｐ_d2に動揺が発生、即
ち、図７の状態Ｓに到達したことになるので、スイッチ
２９を閉状態から開状態にして、一次遅れ回路１３の入
力を断ち、その出力を零にする。これにより、制御回路
１６の加算器１７で生成される直流電流指令値Ｉ_dref2
は、一次遅れ回路１３の時定数の影響を受けずに、電力
指令値Ｐ_dref2 と同様に瞬時に上昇し、上記従来例のよ
うな直流電流指令値Ｉ_dref2 の動揺は発生しなくなる。
従って、交流電力の送電開始時における交流電力の動揺
を抑えることができ、その結果、交流系統（第１の交流
系統）１、交流系統（第２の交流系統）２の交流電圧の
変動を防止することができる効果を奏する。

【００２７】実施例２．図２はこの発明の実施例２によ
る送電制御装置を示す構成図であり、図において、３０
は一次遅れ回路１３から出力された補正信号が所定の上
限値または下限値を越えた場合には、その補正信号をそ
の上限値または下限値に制限するリミッタ（補正信号制
限手段）、３１は動揺検出回路２１から動揺検出信号が
出力され、かつ、潮流反転検出回路２４から潮流反転信
号が出力されると、リミッタ３０における上限値と下限
値の幅を小さくするＡＮＤ回路（補正幅縮小手段）であ
る。

【００２８】次に動作について説明する。上記実施例１
では、動揺検出信号と潮流反転信号の双方が出力される
と、スイッチ２９を閉状態から開状態にして、一次遅れ
回路１３の出力を零にするものについて示したが、この
場合、スイッチ２９を入り切りするときにノイズが発生
し、一次遅れ回路１３の擾乱を誘発するおそれがあるの
で、この実施例２では、動揺検出信号と潮流反転信号の
双方が出力されると、ＡＮＤ回路３１がリミッタ３０に
おける上限値と下限値の幅を小さくするようにし、一次
遅れ回路１３の擾乱を防止している。

【００２９】なお、この実施例２によれば、リミッタ３
０における上限値と下限値の幅を小さくするようにして
いるので、一次遅れ回路１３が出力する補正信号が小さ
くなる結果、制御回路１６の加算器１７で生成される直
流電流指令値Ｉ_dref2 は、一次遅れ回路１３の時定数の
影響をあまり受けることなく、電力指令値Ｐ_dref2 と同
様に瞬時に上昇し、上記従来例のような直流電流指令値
Ｉ_dref2 の動揺は発生しなくなる。従って、交流電力の
送電開始時における交流電力の動揺を抑えることがで
き、その結果、交流系統１、２の交流電圧の変動を防止
することができる効果を奏する。

【００３０】実施例３．図３はこの発明の実施例３によ
る送電制御装置を示す構成図であり、図において、３２
は動揺検出回路２１から動揺検出信号が出力され、か
つ、潮流反転検出回路２４から潮流反転信号が出力され
ると、電力変換器９の電力指令値Ｐ_dref1に時定数を付
加する時定数付加回路（時定数付加手段）、３３は電力
変換器９の電力指令値Ｐ_dref1 に基づいて一次遅れ演算
を行う演算回路、３４は動揺検出信号と潮流反転信号の
双方が出力されると、切換スイッチ３５の接続端子をａ
側からｂ側に切り換えるＡＮＤ回路である。

【００３１】次に動作について説明する。上記実施例２
では、動揺検出信号と潮流反転信号の双方が出力される
と、リミッタ３０における上限値と下限値の幅を小さく
するものについて示したが、この実施例３では、動揺検
出信号と潮流反転信号の双方が出力されると、更に、Ａ
ＮＤ回路３４が、切換スイッチ３５の接続端子をａ側か
らｂ側に切り換えることにより、電力変換器９の電力指
令値Ｐ_dref1 に時定数を付加するようにしたものであ
る。

【００３２】上記実施例２では、リミッタ３０における
上限値と下限値の幅を小さくしても、一次遅れ回路１３
の動作は停止させていないので、直流電流指令値Ｉ
_dref2 の生成に一次遅れ回路１３の時定数の影響が若干
残ってしまうが、この実施例３によれば、電力変換器９
の電力指令値Ｐ_dref1 に時定数を付加するようにしてい
るので、電力変換器９における直流電流指令値Ｉ_dref1
も、電力変換器１０における直流電流指令値Ｉ_dref2 と
同様に若干時定数の影響を受けるようになり、その結
果、図４に示すように、直流電流指令値Ｉ_dref1 及び直
流電流指令値Ｉ_dref2の下降度及び上昇度は、図７にお
ける電力指令値Ｐ_dref1 及び電力指令値Ｐ_dref ₂ の下降
度及び上昇度に比べて若干小さくなるが、下降度及び上
昇度がほぼ同じになるため、直流電流指令値Ｉ_dref1 及
び直流電流指令値Ｉ_dref2 の動揺が抑えられるようにな
る。従って、交流電力の送電開始時における交流電力の
動揺を抑えることができ、その結果、交流系統１、２の
交流電圧の変動を防止することができる効果を奏する。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、動揺検出手段から動揺検出信号が出力され、かつ、
潮流反転検出手段から潮流反転信号が出力されると、補
正信号生成手段の出力を零にするように構成したので、
補正信号生成手段の時定数に影響されずに一方の電力変
換器の制御角を制御できるようになり、その結果、交流
電力の送電開始時における交流電圧の変動を防止するこ
とができる効果がある。

【００３４】請求項２の発明によれば、動揺検出手段か
ら動揺検出信号が出力され、かつ、潮流反転検出手段か
ら潮流反転信号が出力されると、補正信号制限手段にお
ける上限値と下限値の幅を小さくするように構成したの
で、電力指令値を瞬時に上昇させる際の補正信号生成手
段の時定数の影響が小さくなり、その結果、交流電力の
送電開始時における交流電圧の変動を防止することがで
きる効果がある。

【００３５】請求項３の発明によれば、動揺検出手段か
ら動揺検出信号が出力され、かつ、潮流反転検出手段か
ら潮流反転信号が出力されると、他方の電力変換器の電
力指令値に時定数を付加するように構成したので、電力
指令値を瞬時に上昇させる場合でも、直流電流指令値の
動揺を確実に抑えることができるようになり、その結
果、請求項２の発明より確実に、交流電力の送電開始時
における交流電圧の変動を防止することができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による送電制御装置を示
す構成図である。

【図２】この発明の実施例２による送電制御装置を示
す構成図である。

【図３】この発明の実施例３による送電制御装置を示
す構成図である。

【図４】この発明の実施例３における直流電流指令値
の指令パターンを示すパターン図である。

【図５】従来の送電制御装置が適用する送電系統を示
す系統図である。

【図６】従来の送電制御装置を示す構成図である。

【図７】電力指令値の指令パターンを示すパターン図
である。

【図８】電力指令値及び直流電流指令値の指令パター
ンを示すパターン図である。

【符号の説明】

１交流系統（第１の交流系統）、２交流系統（第２
の交流系統）、９，１０電力変換器、１１交流電力
検出器（偏差検出手段）、１２減算器（偏差検出手
段）、１３一次遅れ回路（補正信号生成手段）、１６
制御回路（制御手段）、２１動揺検出回路（動揺検
出手段）、２４潮流反転検出回路（潮流反転検出手
段）、２８ＡＮＤ回路（補正停止手段）、２９スイ
ッチ（補正停止手段）、３０リミッタ（補正信号制限
手段）、３１ＡＮＤ回路（補正幅縮小手段）、３２
時定数付加回路（時定数付加手段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の交流系統の交流電力を直流電力に
変換したのち、その直流電力を交流電力に変換して第２
の交流系統に送電する２つの電力変換器のうちの一方の
電力変換器と上記第１の交流系統間で授受される交流電
力を検出し、その交流電力と電力指令値の偏差を検出す
る偏差検出手段と、上記偏差検出手段により検出された
偏差に基づいて一次遅れ演算を行い、その演算結果を補
正信号として出力する補正信号生成手段と、上記補正信
号生成手段から出力された補正信号と上記電力指令値の
加算結果に基づいて上記一方の電力変換器の制御角を制
御する制御手段と、上記偏差検出手段により検出された
偏差が所定値以上になると動揺検出信号を出力する動揺
検出手段と、上記制御手段により制御された上記一方の
電力変換器の制御角が所定値以下になると潮流反転信号
を出力する潮流反転検出手段と、上記動揺検出手段から
動揺検出信号が出力され、かつ、上記潮流反転検出手段
から潮流反転信号が出力されると、上記補正信号生成手
段の出力を零にする補正停止手段とを備えた送電制御装
置。
【請求項２】第１の交流系統の交流電力を直流電力に
変換したのち、その直流電力を交流電力に変換して第２
の交流系統に送電する２つの電力変換器のうちの一方の
電力変換器と上記第１の交流系統間で授受される交流電
力を検出し、その交流電力と電力指令値の偏差を検出す
る偏差検出手段と、上記偏差検出手段により検出された
偏差に基づいて一次遅れ演算を行い、その演算結果を補
正信号として出力する補正信号生成手段と、上記補正信
号生成手段から出力された補正信号が所定の上限値また
は下限値を越えた場合には、その補正信号をその上限値
または下限値に制限する補正信号制限手段と、上記補正
信号制限手段から出力された補正信号と上記電力指令値
の加算結果に基づいて上記一方の電力変換器の制御角を
制御する制御手段と、上記偏差検出手段により検出され
た偏差が所定値以上になると動揺検出信号を出力する動
揺検出手段と、上記制御手段により制御された上記一方
の電力変換器の制御角が所定値以下になると潮流反転信
号を出力する潮流反転検出手段と、上記動揺検出手段か
ら動揺検出信号が出力され、かつ、上記潮流反転検出手
段から潮流反転信号が出力されると、上記補正信号制限
手段における上限値と下限値の幅を小さくする補正幅縮
小手段とを備えた送電制御装置。
【請求項３】上記動揺検出手段から動揺検出信号が出
力され、かつ、上記潮流反転検出手段から潮流反転信号
が出力されると、他方の電力変換器の電力指令値に時定
数を付加する時定数付加手段を設けたことを特徴とする
請求項２記載の送電制御装置。