JP3409991B2 - 交直変換器の制御装置 - Google Patents
交直変換器の制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流送電系統、周
波数変換装置等の直流連系設備において、状態が大きく
変化する交流系統に連系する交直変換器の制御装置に関
する。
波数変換装置等の直流連系設備において、状態が大きく
変化する交流系統に連系する交直変換器の制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の直流送電系統の直流連
系設備のブロック図である。主回路構成は、変換器１Ａ
と変換器１Ｂの直流側がそれぞれリアクトル２を介して
接続され、各変換器１Ａ、１Ｂの交流側には変換器用変
圧器４Ａ、４Ｂと遮断器５Ａ、５Ｂとを介してそれぞれ
交流系統６Ａ、６Ｂに接続されている。
系設備のブロック図である。主回路構成は、変換器１Ａ
と変換器１Ｂの直流側がそれぞれリアクトル２を介して
接続され、各変換器１Ａ、１Ｂの交流側には変換器用変
圧器４Ａ、４Ｂと遮断器５Ａ、５Ｂとを介してそれぞれ
交流系統６Ａ、６Ｂに接続されている。
【０００３】各種検出手段としては、直流電圧を検出す
る直流電圧検出回路７と、直流電流を検出する直流電流
検出回路８Ａ、８Ｂと、交流電流を検出する交流電流検
出回路９Ａ、９Ｂと、交流電圧を検出する交流電圧検出
回路１０Ａ、１０Ｂとが設けられ、次に示す制御回路で
使用される。
る直流電圧検出回路７と、直流電流を検出する直流電流
検出回路８Ａ、８Ｂと、交流電流を検出する交流電流検
出回路９Ａ、９Ｂと、交流電圧を検出する交流電圧検出
回路１０Ａ、１０Ｂとが設けられ、次に示す制御回路で
使用される。
【０００４】制御系は、定電力制御回路１１と、定電圧
制御回路１２Ａ、１２Ｂと、定余裕角制御回路１３Ａ、
１３Ｂと、定電流制御回路１４Ａ、１４Ｂとが具備され
ている。
制御回路１２Ａ、１２Ｂと、定余裕角制御回路１３Ａ、
１３Ｂと、定電流制御回路１４Ａ、１４Ｂとが具備され
ている。
【０００５】次に各制御回路について説明する。定電力
制御回路１１は、交流電流検出回路９Ａ、９Ｂと交流電
圧検出回路１０Ａ、１０Ｂとを基に有効電力を求める有
効電力検出器１５Ａ、１５Ｂの出力と電力基準信号を設
定する有効電力設定器１６の出力との偏差を求める加算
器１７の出力を入力とし、有効電力が電力基準信号に追
従するように定電流制御回路１４Ａ、１４Ｂに与える電
流基準信号を決定する。このとき、定電力制御回路１１
への有効電力信号は、有効電力検出器１５Ａ、１５Ｂの
内、逆変換運転を行っている変換器側の有効電力検出器
の出力が選択スイッチ１８により選択される。
制御回路１１は、交流電流検出回路９Ａ、９Ｂと交流電
圧検出回路１０Ａ、１０Ｂとを基に有効電力を求める有
効電力検出器１５Ａ、１５Ｂの出力と電力基準信号を設
定する有効電力設定器１６の出力との偏差を求める加算
器１７の出力を入力とし、有効電力が電力基準信号に追
従するように定電流制御回路１４Ａ、１４Ｂに与える電
流基準信号を決定する。このとき、定電力制御回路１１
への有効電力信号は、有効電力検出器１５Ａ、１５Ｂの
内、逆変換運転を行っている変換器側の有効電力検出器
の出力が選択スイッチ１８により選択される。
【０００６】定電圧制御回路１１Ａ、１１Ｂは、直流電
圧検出回路７で検出された直流電圧を制御回路で取り扱
い易い値に変換する電圧／電圧変換回路１９の出力と電
圧基準信号を設定する直流電圧設定器２０Ａ、２０Ｂの
出力との偏差を求める加算器２１Ａ、２１Ｂの出力を入
力とし、直流電圧が電圧基準信号に追従するように制御
する。
圧検出回路７で検出された直流電圧を制御回路で取り扱
い易い値に変換する電圧／電圧変換回路１９の出力と電
圧基準信号を設定する直流電圧設定器２０Ａ、２０Ｂの
出力との偏差を求める加算器２１Ａ、２１Ｂの出力を入
力とし、直流電圧が電圧基準信号に追従するように制御
する。
【０００７】定余裕角制御回路１３Ａ、１３Ｂは、余裕
角基準信号を設定する余裕角設定器２２Ａ、２２Ｂの出
力を基に、変換器１Ａ、１Ｂの余裕角が余裕角基準信号
に追従するように制御する。
角基準信号を設定する余裕角設定器２２Ａ、２２Ｂの出
力を基に、変換器１Ａ、１Ｂの余裕角が余裕角基準信号
に追従するように制御する。
【０００８】定電流制御回路１４Ａ、１４Ｂは、直流電
流検出回路８Ａ、８Ｂで検出された直流電流を制御回路
で取り扱い易い値に変換する電流／電圧変換回路２３
Ａ、２３Ｂの出力と定電力制御回路１１からの電流基準
信号との偏差を求めると共に逆変換運転を行っている変
換器側では選択スイッチ２４Ａ、２４Ｂが選択され電流
マージンを設定する電流マージン設定器２５Ａ、２５Ｂ
の出力を加算する加算器２６Ａ、２６Ｂの出力を入力と
し、直流リアクトル２に流れる直流電流が電流基準信号
に追従するように制御される。
流検出回路８Ａ、８Ｂで検出された直流電流を制御回路
で取り扱い易い値に変換する電流／電圧変換回路２３
Ａ、２３Ｂの出力と定電力制御回路１１からの電流基準
信号との偏差を求めると共に逆変換運転を行っている変
換器側では選択スイッチ２４Ａ、２４Ｂが選択され電流
マージンを設定する電流マージン設定器２５Ａ、２５Ｂ
の出力を加算する加算器２６Ａ、２６Ｂの出力を入力と
し、直流リアクトル２に流れる直流電流が電流基準信号
に追従するように制御される。
【０００９】制御進み角優先回路２７Ａ、２７Ｂには、
定電圧制御回路１２Ａ、１２Ｂの出力と、定余裕角制御
回路１３Ａ、１３Ｂの出力と、定電流制御回路１４Ａ、
１４Ｂの出力とが入力され、その内最も変換器の制御角
の進んでいる出力を選択して出力する。仮に、変換器１
Ｂが逆変換運転を行っているとすると、制御進み角優先
回路２７Ａは定電圧制御回路１２Ａの出力を選択し、制
御進み角優先回路２７Ｂは定電圧制御回路１２Ｂの出
力、定余裕角制御回路１３Ｂの出力の内制御角として進
んでいる方を選択する。一般的には定電圧制御回路１２
Ｂの出力が選択される。
定電圧制御回路１２Ａ、１２Ｂの出力と、定余裕角制御
回路１３Ａ、１３Ｂの出力と、定電流制御回路１４Ａ、
１４Ｂの出力とが入力され、その内最も変換器の制御角
の進んでいる出力を選択して出力する。仮に、変換器１
Ｂが逆変換運転を行っているとすると、制御進み角優先
回路２７Ａは定電圧制御回路１２Ａの出力を選択し、制
御進み角優先回路２７Ｂは定電圧制御回路１２Ｂの出
力、定余裕角制御回路１３Ｂの出力の内制御角として進
んでいる方を選択する。一般的には定電圧制御回路１２
Ｂの出力が選択される。
【００１０】制御進み角優先回路２７Ａ、２７Ｂの出力
は、位相制御回路２８Ａ、２８Ｂに入力され、ここで変
換器の点弧タイミングを決めるパルス信号に変換され、
パルス増幅回路２９Ａ、２９Ｂを介して各変換器にゲー
トパルス信号を与えるように構成されています。このよ
うに制御回路を構成することは公知の技術であります。
は、位相制御回路２８Ａ、２８Ｂに入力され、ここで変
換器の点弧タイミングを決めるパルス信号に変換され、
パルス増幅回路２９Ａ、２９Ｂを介して各変換器にゲー
トパルス信号を与えるように構成されています。このよ
うに制御回路を構成することは公知の技術であります。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】交流系統６Ａは通常多
数の発電所、送電線、変電所等から構成されているが、
落雷等の事故により、図１１に示すように変換器１Ａが
発電所６１の電力を単独で送電するような状態になる可
能性がある。更に交流系統事故の影響により、発電機の
機械的トルクと電気的トルクとの釣り合いが過渡的に取
れなくなると、発電機の軸に機械的なストレスが加わり
軸がねじれる。この軸ねじれ現象の減衰が遅いと、発電
機出力電圧に軸ねじれ振動の周波数成分の減衰が遅くな
る。
数の発電所、送電線、変電所等から構成されているが、
落雷等の事故により、図１１に示すように変換器１Ａが
発電所６１の電力を単独で送電するような状態になる可
能性がある。更に交流系統事故の影響により、発電機の
機械的トルクと電気的トルクとの釣り合いが過渡的に取
れなくなると、発電機の軸に機械的なストレスが加わり
軸がねじれる。この軸ねじれ現象の減衰が遅いと、発電
機出力電圧に軸ねじれ振動の周波数成分の減衰が遅くな
る。
【００１２】また、交流系統事故により、発電所６１が
交流系統の他の部分６２と切り離された状態になってい
るので、変換器１Ａの接続する交流母線電圧は発電機の
出力電圧により決まる。従って、変換器は基本波成分に
軸ねじれ振動成分が重畳した交流電圧を入力するので、
直流電圧出力が軸ねじれ振動成分で振動し、さらに、直
流電流も振動する。変換器１Ａの定電流制御回路１４Ａ
は、この直流電流振動に応じ変換器１Ａの位相制御角を
変動させる。変換器１Ａの位相制御角が変動すると、変
換器１Ａの電力が変化しその影響が発電所６１の発電機
に伝わる。変換器１Ａの電力変動が発電機の軸ねじれを
助長する場合、共振現象が現れ発電機の破損に至り、ま
た、直流による電力変換が安定に行えなくなるという不
具合が発生する。この現象は、変換器の制御ブロックの
みでは必ずしも防止できない現象である。
交流系統の他の部分６２と切り離された状態になってい
るので、変換器１Ａの接続する交流母線電圧は発電機の
出力電圧により決まる。従って、変換器は基本波成分に
軸ねじれ振動成分が重畳した交流電圧を入力するので、
直流電圧出力が軸ねじれ振動成分で振動し、さらに、直
流電流も振動する。変換器１Ａの定電流制御回路１４Ａ
は、この直流電流振動に応じ変換器１Ａの位相制御角を
変動させる。変換器１Ａの位相制御角が変動すると、変
換器１Ａの電力が変化しその影響が発電所６１の発電機
に伝わる。変換器１Ａの電力変動が発電機の軸ねじれを
助長する場合、共振現象が現れ発電機の破損に至り、ま
た、直流による電力変換が安定に行えなくなるという不
具合が発生する。この現象は、変換器の制御ブロックの
みでは必ずしも防止できない現象である。
【００１３】また、直流連系設備の接続する交流系統６
Ａの短絡容量が小さくなると、直流連系設備の交流フィ
ルタ６３、調相コンデンサ６４等の容量性インピーダン
スと系統のインピーダンスとから構成される回路の共振
点が交流系統の基本波周波数の２次、３次調波付近の周
波数領域に現れるようになる。このような場合は以下の
ように高調波不安定等の問題が発生し、直流連系設備の
安定な運転ができなくなるおそれがある。
Ａの短絡容量が小さくなると、直流連系設備の交流フィ
ルタ６３、調相コンデンサ６４等の容量性インピーダン
スと系統のインピーダンスとから構成される回路の共振
点が交流系統の基本波周波数の２次、３次調波付近の周
波数領域に現れるようになる。このような場合は以下の
ように高調波不安定等の問題が発生し、直流連系設備の
安定な運転ができなくなるおそれがある。
【００１４】即ち、交流系統６の電圧に高調波が発生す
ると、変換器１Ａは歪んだ交流電圧を整流するので直流
電圧に高調波成分が発生する。更に、直流電流に高調波
成分を発生することになり、逆に変換器１Ａを介して交
流系統６に高調波電流を流出する。このとき、変換器１
Ａの定電流制御回路１４Ａの出力が直流電流の動きに応
じて変動すると、交流系統６に流出する高調波電流は更
に増大する場合がある。交流系統６のインピーダンスと
高調波電流の積により電圧高調波成分が発生するが、交
流系統６の短絡容量が小さくなりその共振点が変換器か
ら流出する高調波電流の周波数に近くなると、その周波
数の高調波電圧が大きく発生する。このようなループが
ポジティブフィードバックになると、高調波が増大して
いく。この現象については、従来のように系統の状態が
変化しても機器の構成が変わらず制御特性も変えないよ
うな硬直した直流連系の運転方法では避けきれない場合
がある。
ると、変換器１Ａは歪んだ交流電圧を整流するので直流
電圧に高調波成分が発生する。更に、直流電流に高調波
成分を発生することになり、逆に変換器１Ａを介して交
流系統６に高調波電流を流出する。このとき、変換器１
Ａの定電流制御回路１４Ａの出力が直流電流の動きに応
じて変動すると、交流系統６に流出する高調波電流は更
に増大する場合がある。交流系統６のインピーダンスと
高調波電流の積により電圧高調波成分が発生するが、交
流系統６の短絡容量が小さくなりその共振点が変換器か
ら流出する高調波電流の周波数に近くなると、その周波
数の高調波電圧が大きく発生する。このようなループが
ポジティブフィードバックになると、高調波が増大して
いく。この現象については、従来のように系統の状態が
変化しても機器の構成が変わらず制御特性も変えないよ
うな硬直した直流連系の運転方法では避けきれない場合
がある。
【００１５】以上説明したように従来の方法では、交流
系統の状態が変化し高調波に対するインピーダンスが高
くなったときには、高調波が増大し直流連系を安定に運
転できなくなるおそれがあるという不具合があった。よ
って、本発明は、前記不具合を解決し、交流系統の状態
が変化しても直流連系を安定に運転できる交直変換器の
制御装置を提供することを目的とする。
系統の状態が変化し高調波に対するインピーダンスが高
くなったときには、高調波が増大し直流連系を安定に運
転できなくなるおそれがあるという不具合があった。よ
って、本発明は、前記不具合を解決し、交流系統の状態
が変化しても直流連系を安定に運転できる交直変換器の
制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る交直変換器の制御装置で
は、交流系統中の発電機に軸ねじれが発生すると、軸ね
じれ振動成分により交流系統の電圧が基本波周波数を中
心に変動するので、この周波数を周波数検出手段により
検出する。このとき、交流系統の電圧には発電機以外の
装置、負荷から発生する高調波が含まれていて、この高
調波によっても周波数が変動するので、高調波成分を取
り除き軸ねじれ振動成分による周波数変動だけを取り出
すようにする。周波数フィルタ手段では、上記周波数検
出手段の出力から軸ねじれ成分を抽出し位相補正を行
う。リミッタ手段の出力は、制御進み角優先手段の出力
と加算手段で加算される。加算された信号は、軸ねじれ
の影響を打ち消すこととなり、発電機との相互作用によ
る共振現象を抑制することができる。ここでリミッタ手
段は、周波数フィルタ手段の出力が過大になりすぎると
変換器の直流出力電圧が大きく変動し、変換器本来の役
割を達成できなくなるので、変換器本来の役割を果たせ
るように周波数フィルタ手段の出力の振幅を制限する。
に、本発明の請求項１に係る交直変換器の制御装置で
は、交流系統中の発電機に軸ねじれが発生すると、軸ね
じれ振動成分により交流系統の電圧が基本波周波数を中
心に変動するので、この周波数を周波数検出手段により
検出する。このとき、交流系統の電圧には発電機以外の
装置、負荷から発生する高調波が含まれていて、この高
調波によっても周波数が変動するので、高調波成分を取
り除き軸ねじれ振動成分による周波数変動だけを取り出
すようにする。周波数フィルタ手段では、上記周波数検
出手段の出力から軸ねじれ成分を抽出し位相補正を行
う。リミッタ手段の出力は、制御進み角優先手段の出力
と加算手段で加算される。加算された信号は、軸ねじれ
の影響を打ち消すこととなり、発電機との相互作用によ
る共振現象を抑制することができる。ここでリミッタ手
段は、周波数フィルタ手段の出力が過大になりすぎると
変換器の直流出力電圧が大きく変動し、変換器本来の役
割を達成できなくなるので、変換器本来の役割を果たせ
るように周波数フィルタ手段の出力の振幅を制限する。
【００１７】本発明の請求項２に係る交直変換器の制御
装置では、交流系統中の発電機に軸ねじれが発生する
と、軸ねじれ振動成分により交流系統の電圧が基本波周
波数を中心に変動するので、この周波数を周波数検出手
段により検出する。このとき、交流系統の電圧には発電
機以外の装置、負荷から発生する高調波が含まれてい
て、この高調波によっても周波数が変動するので、高調
波成分を取り除き軸ねじれ振動成分による周波数変動だ
けを取り出すようにする。各周波数フィルタ手段では、
上記周波数検出手段の出力からそれぞれ異なる軸ねじれ
成分を抽出し位相補正を行う。各リミッタ手段の出力
は、制御進み角優先手段の出力と加算手段で加算され
る。加算された信号は、軸ねじれの影響を打ち消すこと
となり、発電機との相互作用による共振現象を抑制する
ことができる。ここでリミッタ手段は、周波数フィルタ
手段の出力が過大になりすぎると変換器の直流出力電圧
が大きく変動し、変換器本来の役割を達成できなくなる
ので、変換器本来の役割を果たせるように周波数フィル
タ手段の出力の振幅を制限する。
装置では、交流系統中の発電機に軸ねじれが発生する
と、軸ねじれ振動成分により交流系統の電圧が基本波周
波数を中心に変動するので、この周波数を周波数検出手
段により検出する。このとき、交流系統の電圧には発電
機以外の装置、負荷から発生する高調波が含まれてい
て、この高調波によっても周波数が変動するので、高調
波成分を取り除き軸ねじれ振動成分による周波数変動だ
けを取り出すようにする。各周波数フィルタ手段では、
上記周波数検出手段の出力からそれぞれ異なる軸ねじれ
成分を抽出し位相補正を行う。各リミッタ手段の出力
は、制御進み角優先手段の出力と加算手段で加算され
る。加算された信号は、軸ねじれの影響を打ち消すこと
となり、発電機との相互作用による共振現象を抑制する
ことができる。ここでリミッタ手段は、周波数フィルタ
手段の出力が過大になりすぎると変換器の直流出力電圧
が大きく変動し、変換器本来の役割を達成できなくなる
ので、変換器本来の役割を果たせるように周波数フィル
タ手段の出力の振幅を制限する。
【００１８】本発明の請求項３に係る交直変換器の制御
装置では、請求項１または請求項２記載の交直変換器の
制御装置において、発電機運転状態検出手段で交流系統
に接続されている発電機の運転状態を監視し、送電線状
態検出手段で交流系統の送電線回線状態を監視して、上
記発電機運転状態検出手段の出力と上記送電線状態検出
手段の出力とが所定の条件を満足するかを論理手段で判
断して、条件を満足するとリミッタ手段から信号が出力
されるようにする。例えば、発電機運転状態検出手段に
より運転している発電機が軸ねじれを発生しやすい発電
機であるという情報を得て、送電線状態検出手段により
運転している発電機が他の交流系統から切り離されてい
るという情報を得ると条件を満足したとして、リミッタ
手段から信号が出力される。論理手段の条件は、交流系
統の状態が軸ねじれによる振動を自然に減衰する状態で
あるのか無いのかを判断するようになっていて、軸ねじ
れによる振動を自然に減衰できない状態である場合のみ
リミッタ手段の信号が出力されるようにするので、交流
系統の状態が通常状態で軸ねじれ振動が自然に減衰する
ような状況では不要にリミッタ手段の出力が制御進み角
優先手段の出力に加算されることがなく、通常の制御で
運転できる。
装置では、請求項１または請求項２記載の交直変換器の
制御装置において、発電機運転状態検出手段で交流系統
に接続されている発電機の運転状態を監視し、送電線状
態検出手段で交流系統の送電線回線状態を監視して、上
記発電機運転状態検出手段の出力と上記送電線状態検出
手段の出力とが所定の条件を満足するかを論理手段で判
断して、条件を満足するとリミッタ手段から信号が出力
されるようにする。例えば、発電機運転状態検出手段に
より運転している発電機が軸ねじれを発生しやすい発電
機であるという情報を得て、送電線状態検出手段により
運転している発電機が他の交流系統から切り離されてい
るという情報を得ると条件を満足したとして、リミッタ
手段から信号が出力される。論理手段の条件は、交流系
統の状態が軸ねじれによる振動を自然に減衰する状態で
あるのか無いのかを判断するようになっていて、軸ねじ
れによる振動を自然に減衰できない状態である場合のみ
リミッタ手段の信号が出力されるようにするので、交流
系統の状態が通常状態で軸ねじれ振動が自然に減衰する
ような状況では不要にリミッタ手段の出力が制御進み角
優先手段の出力に加算されることがなく、通常の制御で
運転できる。
【００１９】本発明の請求項４に係る交直変換器の制御
装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交
直変換器の制御装置において、系統状態検出手段で交流
系統が高調波不安定が発生しやすい状態であるかを判断
し、系統状態検出手段が高調波不安定が発生しやすい状
態であると判断すると交流系統のインピーダンス特性を
制御して、高調波不安定が発生しにくい特性に切換え
る。
装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交
直変換器の制御装置において、系統状態検出手段で交流
系統が高調波不安定が発生しやすい状態であるかを判断
し、系統状態検出手段が高調波不安定が発生しやすい状
態であると判断すると交流系統のインピーダンス特性を
制御して、高調波不安定が発生しにくい特性に切換え
る。
【００２０】本発明の請求項５に係る交直変換器の制御
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統に接続されている
発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検出手段
と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線状態検
出手段と、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
判断する論理手段とから構成し、交流系統が高調波不安
定が発生しやすい状態であるかを判断する。
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統に接続されている
発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検出手段
と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線状態検
出手段と、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
判断する論理手段とから構成し、交流系統が高調波不安
定が発生しやすい状態であるかを判断する。
【００２１】本発明の請求項６に係る交直変換器の制御
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統の交流電圧波形歪
みの周波数成分と大きさを検出する高調波検出手段から
構成し、交流系統が高調波不安定が発生しやすい状態で
あるかを判断する。
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統の交流電圧波形歪
みの周波数成分と大きさを検出する高調波検出手段から
構成し、交流系統が高調波不安定が発生しやすい状態で
あるかを判断する。
【００２２】本発明の請求項７に係る交直変換器の制御
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統に接続されている
発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検出手段
と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線状態検
出手段と、交流系統の交流電圧波形歪みの周波数成分と
大きさを検出する高調波検出手段と、上記発電機運転状
態検出手段の出力と上記送電線状態検出手段の出力と上
記高調波検出手段の出力が所定の条件を満足するかを判
断する論理手段とから構成し、交流系統が高調波不安定
が発生しやすい状態であるかを判断する。
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、系統状態検出手段を、交流系統に接続されている
発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検出手段
と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線状態検
出手段と、交流系統の交流電圧波形歪みの周波数成分と
大きさを検出する高調波検出手段と、上記発電機運転状
態検出手段の出力と上記送電線状態検出手段の出力と上
記高調波検出手段の出力が所定の条件を満足するかを判
断する論理手段とから構成し、交流系統が高調波不安定
が発生しやすい状態であるかを判断する。
【００２３】本発明の請求項８に係る交直変換器の制御
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、インピーダンス特性制御手段を、交流系統の調相
コンデンサを開閉する調相制御手段から構成し、調相コ
ンデンサの入り切りにより交流系統に接続する容量性イ
ンピーダンスの大きさを変化させることで交流系統のイ
ンピーダンス特性を制御して、高調波共振現象を避ける
ことができる。
装置では、請求項４に記載の交直変換器の制御装置にお
いて、インピーダンス特性制御手段を、交流系統の調相
コンデンサを開閉する調相制御手段から構成し、調相コ
ンデンサの入り切りにより交流系統に接続する容量性イ
ンピーダンスの大きさを変化させることで交流系統のイ
ンピーダンス特性を制御して、高調波共振現象を避ける
ことができる。
【００２４】本発明の請求項９に係る交直変換器の制御
装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交
直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手段
で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると各制御手段の制
御パラメータを制御パラメータ変更手段で変更して、高
調波に対する特性を変化させることで高調波不安定を避
けることができる。
装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の交
直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手段
で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると各制御手段の制
御パラメータを制御パラメータ変更手段で変更して、高
調波に対する特性を変化させることで高調波不安定を避
けることができる。
【００２５】本発明の請求項１０に係る交直変換器の制
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると各制御手段を複
数の制御手段の内いずれかの制御手段に切換えて、高調
波に対する特性を変化させることで高調波不安定を避け
ることができる。
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると各制御手段を複
数の制御手段の内いずれかの制御手段に切換えて、高調
波に対する特性を変化させることで高調波不安定を避け
ることができる。
【００２６】本発明の請求項１１に係る交直変換器の制
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると定電流制御手段
の制御パラメータを制御パラメータ変更手段で変更し
て、高調波に対する特性を変化させることで高調波不安
定を避けることができる。
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると定電流制御手段
の制御パラメータを制御パラメータ変更手段で変更し
て、高調波に対する特性を変化させることで高調波不安
定を避けることができる。
【００２７】本発明の請求項１２に係る交直変換器の制
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると定電流制御手段
をいずれかの定電流制御手段に切換えて、高調波に対す
る特性を変化させることで高調波不安定を避けることが
できる。
御装置では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
交直変換器の制御装置において、発電機運転状態検出手
段で交流系統に接続されている発電機の運転状態を監視
し、送電線状態検出手段で交流系統の送電線回線状態を
監視して、上記発電機運転状態検出手段の出力と上記送
電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを
論理手段で判断して、条件を満足すると定電流制御手段
をいずれかの定電流制御手段に切換えて、高調波に対す
る特性を変化させることで高調波不安定を避けることが
できる。
【００２８】本発明の請求項１３に係る交直変換器の制
御装置では、請求項１１に記載の交直変換器の制御装置
において、制御パラメータ変更手段により、定電流制御
手段の制御パラメータの内、制御ゲイン、進み時定数、
遅れ時定数のいずれかを変更して、高調波に対する特性
を変化させることで高調波不安定を避けることができ
る。
御装置では、請求項１１に記載の交直変換器の制御装置
において、制御パラメータ変更手段により、定電流制御
手段の制御パラメータの内、制御ゲイン、進み時定数、
遅れ時定数のいずれかを変更して、高調波に対する特性
を変化させることで高調波不安定を避けることができ
る。
【００２９】本発明の請求項１４に係る交直変換器の制
御装置では、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載
の交直変換器の制御装置において、リミッタ手段の出力
を定電流制御手段の出力に加算する。通常変換器が順変
換運転を行っている場合には、制御進み角優先手段の出
力として定電流制御手段の出力が選択されているので、
リミッタ手段の出力を制御進み角優先手段の出力に加算
しても、定電流制御手段の出力に加算しても同様の効果
を得ることができる。
御装置では、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載
の交直変換器の制御装置において、リミッタ手段の出力
を定電流制御手段の出力に加算する。通常変換器が順変
換運転を行っている場合には、制御進み角優先手段の出
力として定電流制御手段の出力が選択されているので、
リミッタ手段の出力を制御進み角優先手段の出力に加算
しても、定電流制御手段の出力に加算しても同様の効果
を得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態の構成図であり、ここでは、第１の実施の形態
の主要部のみ示している。第１の実施の形態は、図１０
に示した従来の制御装置の第１の制御ブロック１００Ａ
の出力に新たに設けられた第２の制御ブロック２００Ａ
の出力を加算するようにしたものであり、第２の制御ブ
ロック２００Ａにおいて交流系統中の発電機に発生する
軸ねじれを検出・処理して、第１の制御ブロック１００
Ａの出力に加算することで軸ねじれの影響による変換器
動作を打ち消し、発電機との相互作用による共振現象を
抑制するものである。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態の構成図であり、ここでは、第１の実施の形態
の主要部のみ示している。第１の実施の形態は、図１０
に示した従来の制御装置の第１の制御ブロック１００Ａ
の出力に新たに設けられた第２の制御ブロック２００Ａ
の出力を加算するようにしたものであり、第２の制御ブ
ロック２００Ａにおいて交流系統中の発電機に発生する
軸ねじれを検出・処理して、第１の制御ブロック１００
Ａの出力に加算することで軸ねじれの影響による変換器
動作を打ち消し、発電機との相互作用による共振現象を
抑制するものである。
【００３１】第１の実施の形態において新たに追加され
た構成は、交流系統６Ａに接続された電圧検出用変換器
１０Ａの出力を基に交流系統６Ａの周波数を検出する周
波数検出回路２０１Ａと周波数検出回路２０１Ａで検出
された周波数を処理する周波数フィルタ回路２０２Ａと
周波数フィルタ回路２０２Ａの出力を制限するリミッタ
回路２０３Ａとからなる第２の制御ブロック２００Ａ
と、この第２の制御ブロック２００Ａの出力と第１の制
御ブロックの出力とを加算する加算器３０Ａである。
た構成は、交流系統６Ａに接続された電圧検出用変換器
１０Ａの出力を基に交流系統６Ａの周波数を検出する周
波数検出回路２０１Ａと周波数検出回路２０１Ａで検出
された周波数を処理する周波数フィルタ回路２０２Ａと
周波数フィルタ回路２０２Ａの出力を制限するリミッタ
回路２０３Ａとからなる第２の制御ブロック２００Ａ
と、この第２の制御ブロック２００Ａの出力と第１の制
御ブロックの出力とを加算する加算器３０Ａである。
【００３２】次に各要素について説明する。周波数検出
回路２０１Ａは、高調波フィルタ回路２１１Ａと周波数
検出器２１２Ａとからなっている。
回路２０１Ａは、高調波フィルタ回路２１１Ａと周波数
検出器２１２Ａとからなっている。
【００３３】高調波フィルタ回路２１１Ａは、低域フィ
ルタ、帯域フィルタ、高域フィルタ等のフィルタを組み
合わせて構成され、入力された交流電圧の基本波周波数
に近い周波数成分だけを抽出し、交流電圧の歪みとして
現れるような第２、第３高調波或いはそれ以上の周波数
領域の成分を除去する。周波数変動は、発電機の軸ねじ
れ振動成分により発生すると共に発電機以外の装置、負
荷から発生する高調波によっても起こるが、高調波フィ
ルタ回路２１１Ａにより高調波成分を取り除き基本波周
波数を中心に変動する発電機の軸ねじれによる周波数変
動だけを取り出すことができる。
ルタ、帯域フィルタ、高域フィルタ等のフィルタを組み
合わせて構成され、入力された交流電圧の基本波周波数
に近い周波数成分だけを抽出し、交流電圧の歪みとして
現れるような第２、第３高調波或いはそれ以上の周波数
領域の成分を除去する。周波数変動は、発電機の軸ねじ
れ振動成分により発生すると共に発電機以外の装置、負
荷から発生する高調波によっても起こるが、高調波フィ
ルタ回路２１１Ａにより高調波成分を取り除き基本波周
波数を中心に変動する発電機の軸ねじれによる周波数変
動だけを取り出すことができる。
【００３４】高調波フィルタ回路２１１Ａが無いと、交
流電圧に重畳する高調波成分により以下に述べる周波数
検出器２１２Ａの出力には軸ねじれ成分以外の成分を含
むことになり、発電機の軸ねじれ振動の抑制が困難にな
る。例えば、交流電圧に第２高調波が重畳する場合は、
第２高調波の位相によっては電圧の正の半波の期間が長
く、負の半波の期間が短くなる場合が生じる。このよう
な場合、零クロス間隔をカウントするような周波数検出
器の出力は正の半波では低い周波数となり、負の半波で
は高い周波数となる。従って、周波数検出器からは高い
周波数、低い周波数が毎サイクル繰り返し出力され、あ
たかも基本周波数の振動源が交流系統にあるように検出
してしまう。
流電圧に重畳する高調波成分により以下に述べる周波数
検出器２１２Ａの出力には軸ねじれ成分以外の成分を含
むことになり、発電機の軸ねじれ振動の抑制が困難にな
る。例えば、交流電圧に第２高調波が重畳する場合は、
第２高調波の位相によっては電圧の正の半波の期間が長
く、負の半波の期間が短くなる場合が生じる。このよう
な場合、零クロス間隔をカウントするような周波数検出
器の出力は正の半波では低い周波数となり、負の半波で
は高い周波数となる。従って、周波数検出器からは高い
周波数、低い周波数が毎サイクル繰り返し出力され、あ
たかも基本周波数の振動源が交流系統にあるように検出
してしまう。
【００３５】周波数検出器２１２Ａは、高調波フィルタ
回路２１１Ａの出力を基に交流電圧の周波数を検出す
る。この周波数検出器２１２Ａは、信号の零クロス間隔
をカウントし周波数を検出する検出器、事前の波形をサ
ンプリングして記憶しておきその波形と現在の波形との
位相差を演算する検出器、フェーズロック発振器を使用
し交流電圧と同期検出を行う検出器等どのような検出器
でも構わない。
回路２１１Ａの出力を基に交流電圧の周波数を検出す
る。この周波数検出器２１２Ａは、信号の零クロス間隔
をカウントし周波数を検出する検出器、事前の波形をサ
ンプリングして記憶しておきその波形と現在の波形との
位相差を演算する検出器、フェーズロック発振器を使用
し交流電圧と同期検出を行う検出器等どのような検出器
でも構わない。
【００３６】周波数フィルタ回路２０２Ａは、様々な伝
達関数の組み合わせから構成され、基本波周波数からの
周波数変化分、変化分に含まれる軸ねじれ周波数成分を
取り出し、更に、軸ねじれ周波数成分の振動位相を進め
たりして位相を補償する。このようにして、元々の発電
機の軸ねじれと同じ周波数成分を含み、ある位相差を有
した信号が得られる。
達関数の組み合わせから構成され、基本波周波数からの
周波数変化分、変化分に含まれる軸ねじれ周波数成分を
取り出し、更に、軸ねじれ周波数成分の振動位相を進め
たりして位相を補償する。このようにして、元々の発電
機の軸ねじれと同じ周波数成分を含み、ある位相差を有
した信号が得られる。
【００３７】リミッタ回路２０３Ａは、周波数フィルタ
回路２０２Ａの出力信号が過大にならないように制限す
る。第１の制御ブロック１００Ａの出力は、変換器の位
相制御角であり、その範囲は通常１０〜１６０度程度で
あるが、周波数フィルタ回路２０２Ａの出力信号が過大
になり、数十度に相当するような信号になると、変換器
の直流出力電圧が大きく変動し変換器本来の役割が達成
できなくなる。従って、リミッタ回路２０３Ａは、変換
器本来の役割を果たし続けられる程度の大きさに周波数
フィルタ回路２０２Ａの出力信号にリミットをかける。
回路２０２Ａの出力信号が過大にならないように制限す
る。第１の制御ブロック１００Ａの出力は、変換器の位
相制御角であり、その範囲は通常１０〜１６０度程度で
あるが、周波数フィルタ回路２０２Ａの出力信号が過大
になり、数十度に相当するような信号になると、変換器
の直流出力電圧が大きく変動し変換器本来の役割が達成
できなくなる。従って、リミッタ回路２０３Ａは、変換
器本来の役割を果たし続けられる程度の大きさに周波数
フィルタ回路２０２Ａの出力信号にリミットをかける。
【００３８】加算器３０Ａは、第１の制御ブロック１０
０Ａの出力と第２の制御ブロック２００Ａの出力とを加
算する。この加算された信号は、位相制御回路２８Ａに
入力され、この信号により変換器が位相制御される。
０Ａの出力と第２の制御ブロック２００Ａの出力とを加
算する。この加算された信号は、位相制御回路２８Ａに
入力され、この信号により変換器が位相制御される。
【００３９】以上説明したように、第１の実施の形態に
よれば、発電機の軸ねじれ振動と一定の関係を持って変
換器の位相制御がなされ、変換器の扱う電力を発電機の
軸ねじれ振動を打ち消す方向に動かすことが可能にな
る。
よれば、発電機の軸ねじれ振動と一定の関係を持って変
換器の位相制御がなされ、変換器の扱う電力を発電機の
軸ねじれ振動を打ち消す方向に動かすことが可能にな
る。
【００４０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態の構成図
であり、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、
第２の制御ブロック２００Ａの出力を定電流制御回路１
３Ａと加算するようにした点である。
説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態の構成図
であり、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、
第２の制御ブロック２００Ａの出力を定電流制御回路１
３Ａと加算するようにした点である。
【００４１】直流連系設備単独で発電所の電力を送電す
る場合は、変換器１Ａは順変換運転を行っている。順変
換運転では、発電機の軸ねじれ現象による交流電圧の周
波数変動の影響により、直流電圧が変動し更に直流電流
が変動するので、定電流制御回路１４Ａの出力が変動す
ることになる。
る場合は、変換器１Ａは順変換運転を行っている。順変
換運転では、発電機の軸ねじれ現象による交流電圧の周
波数変動の影響により、直流電圧が変動し更に直流電流
が変動するので、定電流制御回路１４Ａの出力が変動す
ることになる。
【００４２】通常、順変換器では、定電流制御回路１４
Ａの出力が第１の制御ブロック１０Ａの出力として選択
されるので、定電流制御回路１４Ａの出力に第２の制御
ブロックの出力を加算しても第１の実施の形態と同様な
効果が得られる。
Ａの出力が第１の制御ブロック１０Ａの出力として選択
されるので、定電流制御回路１４Ａの出力に第２の制御
ブロックの出力を加算しても第１の実施の形態と同様な
効果が得られる。
【００４３】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。図３は、本発明の第３の実施の形態の構成図で
あり、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、新
たに特性の異なる周波数フィルタ回路２５２Ａと、リミ
ッタ回路２５３Ａと、第２の制御ブロック２００Ａの出
力とリミッタ回路２５３Ａの出力とを加算する加算器３
１Ａとを設けた点である。
明する。図３は、本発明の第３の実施の形態の構成図で
あり、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、新
たに特性の異なる周波数フィルタ回路２５２Ａと、リミ
ッタ回路２５３Ａと、第２の制御ブロック２００Ａの出
力とリミッタ回路２５３Ａの出力とを加算する加算器３
１Ａとを設けた点である。
【００４４】交流系統には複数の発電機が接続されてい
るが、発電機各々の機械的、電気的特性は互いに異な
り、当然各発電機の軸ねじれ振動周波数は互いに異な
る。従って、発電機が複数存在する場合は、それぞれの
発電機の軸ねじれ振動周波数に対して、制御ブロックを
調整する必要がある。
るが、発電機各々の機械的、電気的特性は互いに異な
り、当然各発電機の軸ねじれ振動周波数は互いに異な
る。従って、発電機が複数存在する場合は、それぞれの
発電機の軸ねじれ振動周波数に対して、制御ブロックを
調整する必要がある。
【００４５】そこで、周波数検出回路２０１Ａの出力を
発電機個々の軸ねじれ振動周波数に適した特性を有する
周波数フィルタ回路２０２Ａと２５２Ａに入力し、各々
リミッタ回路２０３Ａと２５３Ａを介して加算器３１Ａ
で加算して、加算器３０Ａで第１の制御ブロック１００
Ａの出力と加算器３１Ａの出力とを加算する。
発電機個々の軸ねじれ振動周波数に適した特性を有する
周波数フィルタ回路２０２Ａと２５２Ａに入力し、各々
リミッタ回路２０３Ａと２５３Ａを介して加算器３１Ａ
で加算して、加算器３０Ａで第１の制御ブロック１００
Ａの出力と加算器３１Ａの出力とを加算する。
【００４６】このようにして、発電機の軸ねじれ振動周
波数が複数存在する場合に対しても、その振動を抑制す
ることができる。ここでは、加算器３０Ａを第１の制御
ブロック１００Ａの出力に設けた場合を示したが、第２
の実施の形態のように定電流制御回路１４Ａの出力に設
けても同様な効果が得られる。また、発電機が１台の場
合でも、軸ねじれ振動周波数が複数ある場合には、同様
にして複数の軸ねじれ振動周波数に適した周波数フィル
タ回路を設けることができる。また、ここでは、２つの
軸ねじれ振動周波数が存在する場合について示したが、
２つ以上の軸ねじれ振動周波数が存在する場合には軸ね
じれ振動周波数の数に応じて、周波数フィルタ回路を設
けることで対応できる。
波数が複数存在する場合に対しても、その振動を抑制す
ることができる。ここでは、加算器３０Ａを第１の制御
ブロック１００Ａの出力に設けた場合を示したが、第２
の実施の形態のように定電流制御回路１４Ａの出力に設
けても同様な効果が得られる。また、発電機が１台の場
合でも、軸ねじれ振動周波数が複数ある場合には、同様
にして複数の軸ねじれ振動周波数に適した周波数フィル
タ回路を設けることができる。また、ここでは、２つの
軸ねじれ振動周波数が存在する場合について示したが、
２つ以上の軸ねじれ振動周波数が存在する場合には軸ね
じれ振動周波数の数に応じて、周波数フィルタ回路を設
けることで対応できる。
【００４７】次に本発明の第４の実施の形態について説
明する。図４は本発明の第４の実施の形態の構成図であ
り、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、新た
に交流系統の状態を検出することにより軸ねじれが発生
しやすい状態であるかを判断する第２の制御ブロック２
００Ａの出力を制御する第３の制御ブロック３００Ａを
設けた点である。
明する。図４は本発明の第４の実施の形態の構成図であ
り、図１に示した第１の実施の形態と異なる点は、新た
に交流系統の状態を検出することにより軸ねじれが発生
しやすい状態であるかを判断する第２の制御ブロック２
００Ａの出力を制御する第３の制御ブロック３００Ａを
設けた点である。
【００４８】第３の制御ブロック３００Ａは、発電機状
態検出回路３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと論
理回路３０３Ａとからなっている。発電機状態検出回路
３０１Ａは、交流系統にどのような発電機が接続し、運
転しているかを検出するもので、発電所からの発電機運
転状態情報を受信する回路により構成される。そして、
運転している発電機が、軸ねじれを発生しやすい発電機
であるか、発生しにくい発電機であるか等を把握する。
態検出回路３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと論
理回路３０３Ａとからなっている。発電機状態検出回路
３０１Ａは、交流系統にどのような発電機が接続し、運
転しているかを検出するもので、発電所からの発電機運
転状態情報を受信する回路により構成される。そして、
運転している発電機が、軸ねじれを発生しやすい発電機
であるか、発生しにくい発電機であるか等を把握する。
【００４９】送電線状態検出回路３０２Ａは、送電線の
状態を検出するもので、例えば、交流系統の事故により
発電所が交流系統の他の部分から切り離されているか等
を判断する。
状態を検出するもので、例えば、交流系統の事故により
発電所が交流系統の他の部分から切り離されているか等
を判断する。
【００５０】論理回路３０３Ａは、発電機状態検出回路
３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａの出力が条件を
満足するかを判断し、条件を満足した場合には、第２の
制御ブロックのリミッタ回路２０３Ａが出力されるよう
にする。
３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａの出力が条件を
満足するかを判断し、条件を満足した場合には、第２の
制御ブロックのリミッタ回路２０３Ａが出力されるよう
にする。
【００５１】これにより、たとえ軸ねじれが発生して
も、交流系統が通常状態で軸ねじれ振動が自然に減衰す
るような状況では、不要に第２の制御ブロック２００Ａ
の出力が第１の制御ブロック１００Ａの出力に加算され
ることはなくなり、通常の変換器制御で直流連系を継続
することができる。
も、交流系統が通常状態で軸ねじれ振動が自然に減衰す
るような状況では、不要に第２の制御ブロック２００Ａ
の出力が第１の制御ブロック１００Ａの出力に加算され
ることはなくなり、通常の変換器制御で直流連系を継続
することができる。
【００５２】次に本発明の第５の実施の形態について説
明する。図５は、本発明の第５の実施の形態の構成図で
あり、第５の実施の形態は、交流系統の状態を判断し、
高調波は発生しやすい状態になっている場合には、変換
器が接続される交流系統のインピーダンス特性を変化さ
せるようにしたものである。
明する。図５は、本発明の第５の実施の形態の構成図で
あり、第５の実施の形態は、交流系統の状態を判断し、
高調波は発生しやすい状態になっている場合には、変換
器が接続される交流系統のインピーダンス特性を変化さ
せるようにしたものである。
【００５３】第５の実施の形態は、発電機状態検出回路
３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと論理回路３０
３Ａとからなる第４の制御ブロック４００Ａと、調相制
御回路６００Ａとから構成される。
３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと論理回路３０
３Ａとからなる第４の制御ブロック４００Ａと、調相制
御回路６００Ａとから構成される。
【００５４】第４の制御ブロック４００Ａは、第４の実
施の形態で説明した第３の実施の形態と同様のもので、
交流系統の状態が高調波が発生しやすい状態になってい
るかを判断する。例えば、交流系統で事故が発生し、交
流系統の他の部分６２から発電所６１が切り離され、更
に発電所６１には容量の小さい発電機しか運転していな
いような状況にある場合には、高調波不安定が発生しや
すい状態であると判断できる。
施の形態で説明した第３の実施の形態と同様のもので、
交流系統の状態が高調波が発生しやすい状態になってい
るかを判断する。例えば、交流系統で事故が発生し、交
流系統の他の部分６２から発電所６１が切り離され、更
に発電所６１には容量の小さい発電機しか運転していな
いような状況にある場合には、高調波不安定が発生しや
すい状態であると判断できる。
【００５５】調相制御回路６００Ａでは、第４の制御ブ
ロック４００Ａが高調波不安定が発生しやすい状態を検
出すると、割り込み信号を受信し、割り込み制御回路６
０１Ａが動作して、調相用コンデンサ６４の遮断器を入
り切りし、交流系統の周波数−インピーダンス特性を高
調波不安定が発生しにくい特性に切り換える。
ロック４００Ａが高調波不安定が発生しやすい状態を検
出すると、割り込み信号を受信し、割り込み制御回路６
０１Ａが動作して、調相用コンデンサ６４の遮断器を入
り切りし、交流系統の周波数−インピーダンス特性を高
調波不安定が発生しにくい特性に切り換える。
【００５６】これにより、交流系統の高調波不安定を避
けることができる。次に本発明の第６の実施の形態につ
いて説明する。図６は、本発明の第６の実施の形態の構
成図であり、図５に示した第５の実施の形態と異なる点
は、第４の制御ブロック４００Ａを交流電圧波形歪みの
周波数成分と大きさから交流系統の高調波不安定を判断
するようにした点である。
けることができる。次に本発明の第６の実施の形態につ
いて説明する。図６は、本発明の第６の実施の形態の構
成図であり、図５に示した第５の実施の形態と異なる点
は、第４の制御ブロック４００Ａを交流電圧波形歪みの
周波数成分と大きさから交流系統の高調波不安定を判断
するようにした点である。
【００５７】第４の制御ブロック４００Ａに設けられた
高調波検出回路４１０Ａは、交流電圧に不安定性現象を
発生する周波数の高調波成分が増加し高調波不安定が発
生しやすくなることを、交流電圧歪み中の周波数成分と
大きさから判断する。
高調波検出回路４１０Ａは、交流電圧に不安定性現象を
発生する周波数の高調波成分が増加し高調波不安定が発
生しやすくなることを、交流電圧歪み中の周波数成分と
大きさから判断する。
【００５８】そして、高調波検出回路４１０Ａからの信
号で割り込み制御回路６０１Ａを動作させることによ
り、第５の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。次に本発明の第７の実施の形態について説明する。
号で割り込み制御回路６０１Ａを動作させることによ
り、第５の実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。次に本発明の第７の実施の形態について説明する。
【００５９】図７は、本発明の第７の実施の形態の構成
図であり、図５に示した第５の実施の形態と異なる点
は、第４の制御ブロック４００Ａを交流系統の状態と交
流電圧波形歪みの周波数成分と大きさから交流系統の高
調波不安定を判断するようにした点である。
図であり、図５に示した第５の実施の形態と異なる点
は、第４の制御ブロック４００Ａを交流系統の状態と交
流電圧波形歪みの周波数成分と大きさから交流系統の高
調波不安定を判断するようにした点である。
【００６０】第４の制御ブロック４００Ａは、交流系統
にどのような発電機が接続し、運転しているかを検出す
る発電機状態検出回路３０１Ａと、送電線の状態を検出
する送電線状態検出回路３０２Ａと、送電線の状態を検
出する交流電圧歪み中の周波数成分と大きさから高調波
不安定を判断する高調波検出回路４１０Ａと、発電機状
態検出回路３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと高
調波検出回路４１０Ａとの出力が条件を満足するかを判
断する論理回路３０３Ａとからなる。
にどのような発電機が接続し、運転しているかを検出す
る発電機状態検出回路３０１Ａと、送電線の状態を検出
する送電線状態検出回路３０２Ａと、送電線の状態を検
出する交流電圧歪み中の周波数成分と大きさから高調波
不安定を判断する高調波検出回路４１０Ａと、発電機状
態検出回路３０１Ａと送電線状態検出回路３０２Ａと高
調波検出回路４１０Ａとの出力が条件を満足するかを判
断する論理回路３０３Ａとからなる。
【００６１】これにより、第５、６の実施の形態より多
くの高調波不安定性を発生する状況を判断する情報を使
用するので更に正確に高調波の発生状況が判断できる。
次に本発明の第８の実施の形態について説明する。
くの高調波不安定性を発生する状況を判断する情報を使
用するので更に正確に高調波の発生状況が判断できる。
次に本発明の第８の実施の形態について説明する。
【００６２】図８は、本発明の第８の実施の形態の構成
図であり、図４に示した第４の実施の形態と異なる点
は、新たに第１の制御ブロック１００Ａの定電圧制御回
路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電流制御回路１
４Ａの制御パラメータを変更する制御パラメータ変更回
路７００Ａを設けた点である。
図であり、図４に示した第４の実施の形態と異なる点
は、新たに第１の制御ブロック１００Ａの定電圧制御回
路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電流制御回路１
４Ａの制御パラメータを変更する制御パラメータ変更回
路７００Ａを設けた点である。
【００６３】第４の実施の形態で説明したように、第３
の制御ブロック３００Ａでは、軸ねじれが発生しやすい
状況であるかを判断することができる。軸ねじれが発生
しやすい状況では、交流系統が非常に弱く高調波不安定
も発生しやすい。
の制御ブロック３００Ａでは、軸ねじれが発生しやすい
状況であるかを判断することができる。軸ねじれが発生
しやすい状況では、交流系統が非常に弱く高調波不安定
も発生しやすい。
【００６４】従って、第３の制御ブロック３００Ａの出
力信号により、リミッタ回路２０３Ａを開くと共に、制
御パラメータ変更回路７００Ａにより第１の制御ブロッ
ク１００Ａの定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路
１３Ａと定電流制御回路１４Ａの制御パラメータを変更
することにより、変換器の高調波に対する特性が変化
し、高調波不安定性を避けることができる。
力信号により、リミッタ回路２０３Ａを開くと共に、制
御パラメータ変更回路７００Ａにより第１の制御ブロッ
ク１００Ａの定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路
１３Ａと定電流制御回路１４Ａの制御パラメータを変更
することにより、変換器の高調波に対する特性が変化
し、高調波不安定性を避けることができる。
【００６５】このようにして、第８の実施の形態では、
交流系統の高調波不安定性を避けることができ、更に軸
ねじれ振動抑制との相乗効果により、発電所の電力を直
流連系単独で送電する際の不都合な現象を抑制すること
ができ安定な変換器の運転が可能となる。
交流系統の高調波不安定性を避けることができ、更に軸
ねじれ振動抑制との相乗効果により、発電所の電力を直
流連系単独で送電する際の不都合な現象を抑制すること
ができ安定な変換器の運転が可能となる。
【００６６】ここでは、第１の制御ブロック１００Ａの
定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電
流制御回路１４Ａの制御パラメータを変更する場合につ
いて示したが、変換器が順変換運転を行っている場合に
は、通常定電流制御回路１４Ａが選択されるので、定電
流制御回路１４Ａの制御パラメータのみを変更するよう
にしても同様の効果が得られる。また、定電流制御回路
１４Ａが、進み遅れ伝達関数で構成されている場合は、
制御パラメータとして、ゲイン、進み時定数、遅れ時定
数の３種のパラメータがあるが、この内いずれのパラメ
ータを変更しても変換器の高調波応答特性を変更でき
る。
定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電
流制御回路１４Ａの制御パラメータを変更する場合につ
いて示したが、変換器が順変換運転を行っている場合に
は、通常定電流制御回路１４Ａが選択されるので、定電
流制御回路１４Ａの制御パラメータのみを変更するよう
にしても同様の効果が得られる。また、定電流制御回路
１４Ａが、進み遅れ伝達関数で構成されている場合は、
制御パラメータとして、ゲイン、進み時定数、遅れ時定
数の３種のパラメータがあるが、この内いずれのパラメ
ータを変更しても変換器の高調波応答特性を変更でき
る。
【００６７】次に本発明の第９の実施の形態について説
明する。図９は、本発明の第９の実施の形態の構成図で
あり、図８に示した第８の実施の形態と異なる点は、制
御パラメータの変更を複数の異なる制御パラメータを持
つ制御回路を切り換えて行うようにした点である。
明する。図９は、本発明の第９の実施の形態の構成図で
あり、図８に示した第８の実施の形態と異なる点は、制
御パラメータの変更を複数の異なる制御パラメータを持
つ制御回路を切り換えて行うようにした点である。
【００６８】第９の実施の形態では、第１の制御ブロッ
ク１００Ａの定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路
１３Ａと定電流制御回路１４Ａを各々複数設け、その出
力を制御ブロック選択回路７２１Ａ、７２２Ａ、７２３
Ａに入力する。制御ブロック選択回路７２１Ａ、７２２
Ａ、７２３Ａは、第３の制御ブロック３００Ａの出力に
より出力を切り換える。
ク１００Ａの定電圧制御回路１２Ａと定余裕角制御回路
１３Ａと定電流制御回路１４Ａを各々複数設け、その出
力を制御ブロック選択回路７２１Ａ、７２２Ａ、７２３
Ａに入力する。制御ブロック選択回路７２１Ａ、７２２
Ａ、７２３Ａは、第３の制御ブロック３００Ａの出力に
より出力を切り換える。
【００６９】このような構成とすることによっても、第
８の実施の形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、ここでは、第１の制御ブロック１００Ａの定電圧制
御回路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電流制御回
路１４Ａについて全て複数の制御回路を設けるようにし
たが、変換器が順変換運転を行っている場合には、通常
定電流制御回路１４Ａが選択されるので、定電流制御回
路１４Ａのみを複数設けるようにしても同様の効果が得
られる。
８の実施の形態と同様の効果を得ることができる。ま
た、ここでは、第１の制御ブロック１００Ａの定電圧制
御回路１２Ａと定余裕角制御回路１３Ａと定電流制御回
路１４Ａについて全て複数の制御回路を設けるようにし
たが、変換器が順変換運転を行っている場合には、通常
定電流制御回路１４Ａが選択されるので、定電流制御回
路１４Ａのみを複数設けるようにしても同様の効果が得
られる。
【００７０】
【発明の効果】上述したように、本発明の交直変換器の
制御装置によれば、発電機の軸ねじれ振動を防止した
り、高調波共振を避けることができるので、直流連系の
みで発電所の電力を送電するような状況になった場合に
も、安定な送電を継続でき、電力供給の信頼性を向上で
き、また、交流系統の安定性維持に直流連系を活用する
ことができる。
制御装置によれば、発電機の軸ねじれ振動を防止した
り、高調波共振を避けることができるので、直流連系の
みで発電所の電力を送電するような状況になった場合に
も、安定な送電を継続でき、電力供給の信頼性を向上で
き、また、交流系統の安定性維持に直流連系を活用する
ことができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態の構成図。
【図２】 本発明の第２の実施の形態の構成図。
【図３】 本発明の第３の実施の形態の構成図。
【図４】 本発明の第４の実施の形態の構成図。
【図５】 本発明の第５の実施の形態の構成図。
【図６】 本発明の第６の実施の形態の構成図。
【図７】 本発明の第７の実施の形態の構成図。
【図８】 本発明の第８の実施の形態の構成図。
【図９】 本発明の第９の実施の形態の構成図。
【図１０】 従来の直流送電系統の直流連系設備のブロ
ック図。
ック図。
【図１１】 交流系統事故時の交流系統の説明図。
１Ａ・・・変換器
６Ａ・・・交流系統
１２Ａ・・・定電圧制御回路
１３Ａ・・・定余裕角制御回路
１４Ａ・・・定電流制御回路
２７Ａ・・・制御進み角優先回路
３０Ａ・・・加算器
６４・・・調相コンデンサ
１００Ａ・・・第１の制御ブロック
２００Ａ・・・第２の制御ブロック
２０１Ａ・・・周波数検出回路
２０２Ａ、２５２Ａ・・・周波数フィルタ回路
２０３Ａ、２５３Ａ・・・リミッタ回路
２１１Ａ・・・高調波フィルタ回路
２１２Ａ・・・周波数検出器
３００Ａ・・・第３の制御ブロック
３０１Ａ・・・発電機状態検出回路
３０２Ａ・・・送電線状態検出回路
３０３Ａ・・・論理回路
４００Ａ・・・第４の制御ブロック
４１０Ａ・・・高調波検出回路
６００Ａ・・・調相制御回路
６０１Ａ・・・割り込み制御回路
７００Ａ・・・制御パラメータ変更回路
７２１Ａ・・・制御パラメータ切換回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−317564（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−237952（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−255129（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−242584（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/155
H02J 3/36
H02P 5/172
Claims (14)
- 【請求項１】 交直変換器の直流電流が直流電流基準に
追従するように制御する定電流制御手段と交直変換器の
直流電圧が直流電圧基準に追従するように制御する定電
圧制御手段と交直変換器の余裕角が余裕角基準に追従す
るように制御する定余裕角制御手段とこれら制御手段の
内制御角として進んでいる制御手段の出力を選択する制
御進み角優先手段とを有した交直変換器の制御装置にお
いて、交直変換器が接続される交流系統の周波数を検出
する周波数検出手段と、この周波数検出手段の出力から
軸ねじれ周波数成分を抽出し位相補正を行う周波数フィ
ルタ手段と、この周波数フィルタ手段の出力を制限する
リミッタ手段と、このリミッタ手段の出力と前記制御進
み角優先手段の出力とを加算する加算手段とを具備した
ことを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項２】 交直変換器の直流電流が直流電流基準に
追従するように制御する定電流制御手段と交直変換器の
直流電圧が直流電圧基準に追従するように制御する定電
圧制御手段と交直変換器の余裕角が余裕角基準に追従す
るように制御する定余裕角制御手段とこれら制御手段の
内制御角として進んでいる制御手段の出力を選択する制
御進み角優先手段とを有した交直変換器の制御装置にお
いて、交直変換器が接続される交流系統の周波数を検出
する周波数検出手段と、この周波数検出手段の出力から
それぞれ異なる軸ねじれ周波数成分を抽出し位相補正を
行う複数の周波数フィルタ手段と、これら複数の周波数
フィルタ手段の出力を制限する複数のリミッタ手段と、
これら複数のリミッタ手段の出力と前記制御進み角優先
手段の出力とを加算する加算手段とを具備したことを特
徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の交直変換
器の制御装置において、交流系統に接続されている発電
機の運転状態を監視する発電機運転状態検出手段と、交
流系統の送電線回線状態を監視する送電線状態検出手段
と、前記発電機運転状態検出手段の出力と前記送電線状
態検出手段の出力とが所定の条件を満足するかを判断す
る論理手段と具備し、前記論理手段の出力により前記リ
ミッタ手段を開閉するようにしたことを特徴とする交直
変換器の制御装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の交直変換器の制御装置において、交流系統が高調波不
安定が発生しやすい状態であるかを判断する系統状態検
出手段と、この系統状態検出手段の出力に応じて交流系
統のインピーダンス特性を制御するインピーダンス特性
制御手段とを具備したことを特徴とする交直変換器の制
御装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の交直変換器の制御装置
において、前記系統状態検出手段は、交流系統に接続さ
れている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検
出手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線
状態検出手段と、前記発電機運転状態検出手段の出力と
前記送電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足す
るかを判断する論理手段とから成ることを特徴とする交
直変換器の制御装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の交直変換器の制御装置
において、前記系統状態検出手段は、交流系統の交流電
圧波形歪みの周波数成分と大きさを検出する高調波検出
手段から成ることを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項７】 請求項４に記載の交直変換器の制御装置
において、前記系統状態検出手段は、交流系統に接続さ
れている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検
出手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線
状態検出手段と、交流系統の交流電圧波形歪みの周波数
成分と大きさを検出する高調波検出手段と、前記発電機
運転状態検出手段の出力と前記送電線状態検出手段の出
力と前記高調波検出手段の出力が所定の条件を満足する
かを判断する論理手段とから成ることを特徴とする交直
変換器の制御装置。 - 【請求項８】 請求項４に記載の交直変換器の制御装置
において、前記インピーダンス特性制御手段は、交流系
統の調相コンデンサを開閉する調相制御手段から成るこ
とを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の交直変換器の制御装置において、交流系統に接続され
ている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検出
手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線状
態検出手段と、前記発電機運転状態検出手段の出力と前
記送電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足する
かを判断する論理手段と、この論理手段の出力に応じて
前記各制御手段の制御パラメータを変更する制御パラメ
ータ変更手段とを具備したことを特徴とする交直変換器
の制御装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の交直変換器の制御装置において、交流系統に接続さ
れている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検
出手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線
状態検出手段と、前記発電機運転状態検出手段の出力と
前記送電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足す
るかを判断する論理手段と、制御パラメータの異なる複
数の定電流制御手段と、制御パラメータの異なる複数の
定電圧制御手段と、制御パラメータの異なる複数の定余
裕角制御手段と、前記論理手段の出力に応じて前記各制
御手段について複数の制御手段の内いずれかの制御手段
に切り換える制御パラメータ切換手段とを具備したこと
を特徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項１１】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の交直変換器の制御装置において、交流系統に接続さ
れている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検
出手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線
状態検出手段と、前記発電機運転状態検出手段の出力と
前記送電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足す
るかを判断する論理手段と、この論理手段の出力に応じ
て前記定電流制御手段の制御パラメータを変更する制御
パラメータ変更手段とを具備したことを特徴とする交直
変換器の制御装置。 - 【請求項１２】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の交直変換器の制御装置において、交流系統に接続さ
れている発電機の運転状態を監視する発電機運転状態検
出手段と、交流系統の送電線回線状態を監視する送電線
状態検出手段と、前記発電機運転状態検出手段の出力と
前記送電線状態検出手段の出力とが所定の条件を満足す
るかを判断する論理手段と、制御パラメータの異なる複
数の定電流制御手段と、前記論理手段の出力に応じて前
記定電流制御手段についていずれかの定電流制御手段に
切り換える制御パラメータ切換手段とを具備したことを
特徴とする交直変換器の制御装置。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の交直変換器の制御
装置において、前記制御パラメータ変更手段は、前記定
電流制御手段の制御パラメータの内、制御ゲイン、進み
時定数、遅れ時定数のいずれかを変更することを特徴と
する交直変換器の制御装置。 - 【請求項１４】 請求項１乃至請求項１３のいずれかに
記載の交直変換器の制御装置において、前記加算手段
は、前記リミッタ手段の出力と前記定電流制御手段の出
力とを加算することを特徴とする交直変換器の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517397A JP3409991B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 交直変換器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517397A JP3409991B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 交直変換器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323047A JPH10323047A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3409991B2 true JP3409991B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=14903706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12517397A Expired - Lifetime JP3409991B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 交直変換器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409991B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102931673B (zh) * | 2012-10-30 | 2014-08-13 | 浙江大学 | 一种抑制交流故障切除后直流输电系统换相失败的控制器及控制方法 |
| KR20150130862A (ko) | 2014-05-14 | 2015-11-24 | 엘에스산전 주식회사 | 고압 직류 송전 시스템 및 그의 제어 방법 |
| US20240014661A1 (en) * | 2020-11-17 | 2024-01-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Power conversion device and estimation device |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP12517397A patent/JP3409991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10323047A (ja) | 1998-12-04 |
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