JP3720601B2 - 電力調相装置及び送電システム - Google Patents
電力調相装置及び送電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3720601B2 JP3720601B2 JP30730998A JP30730998A JP3720601B2 JP 3720601 B2 JP3720601 B2 JP 3720601B2 JP 30730998 A JP30730998 A JP 30730998A JP 30730998 A JP30730998 A JP 30730998A JP 3720601 B2 JP3720601 B2 JP 3720601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- switch
- phase adjusting
- voltage
- adjusting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
- H02J3/1814—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators wherein al least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. unified power flow controllers [UPFC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力送電システムの安定化、即ち調相を行うために用いられるフレキシブルＡＣトランスミッションシステム（以下、ＦＡＣＴＳと呼ぶ）機器に関するものであり、特にトランスレス無効電力直列補償装置を適用した電力調相装置とその電力調相装置を使用した送電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自己消弧型半導体素子、例えばゲートターンオフサイリスタ（以下、ＧＴＯと呼ぶ）や、ゲート転流型ターンオフサイリスタ（以下、ＧＣＴと呼ぶ）、更には絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと呼ぶ）等を用いた電力変換装置、即ちインバータによる電力系統の安定化が計画されている。このようにインバータを用いて連続的、かつ効率的に電力系統を制御するシステムはＦＡＣＴＳと呼ばれている。
【０００３】
従来の電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図１２は、従来の送電システムの構成を示す図である。
【０００４】
図１２において、１ａ及び１ｂは交流電力システム、２ａ及び２ｂは送電線、３はトランスレス無効電力直列補償装置あるいはその機能を有する調相ユニット（ＣＵ）、４は開閉器である。
【０００５】
ＦＡＣＴＳ機器の一例としてトランスレス無効電力直列補償装置（以下、直列補償装置と呼ぶ）がある。図１２はその適用例を示す図である。図１２に示すように、直列補償装置３は、２つの交流電力システム１ａ、１ｂを接続する送電線２ａ、２ｂに直列に接続される。
【０００６】
図１３は、従来の直列補償装置の基本構成を示す図である。この基本構成図は「Transformerless Reactive Series Compensators with Voltage Sourse Inverters」Proceedings of the Power Conversion Conference (PCC) ‐Nagaoka 1997, pp.197‐202において提案されている。
【０００７】
図１３において、５ａから５ｄまでは自己消弧型半導体素子、６ａから６ｄまでは自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄに逆並列接続されるフリーホールダイオード、７は自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄとフリーホイールダイオード６ａ〜６ｄと直流コンデンサ８とによって構成される単相インバータ、９ａ及び９ｂはフィルタリアクトル、１０はフィルタコンデンサ、１１はフィルタリアクトル９ａ及び９ｂとフィルタコンデンサ１０によって構成されるフィルタ回路である。
【０００８】
ここで、例えば自己消弧型半導体素子５ａとフリーホイールダイオード６ａは個別に記載している。しかしながら、最近ではフリーホイールダイオードの機能を内蔵した逆導通型自己消弧型半導体素子も開発されている。これを適用した場合にはフリーホイールダイオード６ａは省略可能である。
【０００９】
図１３に示すように、直列補償装置３を構成する単相インバータ７は、変圧器を用いることなく直接、直列に送電線２ａ、２ｂに接続される。なお、フィルタ回路１１は、単相インバータ７がＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）されることから発生する高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するための回路である。従って、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄのスイッチング周波数が十分に高く設定できる場合には、フィルタ回路１１は小型化され、更には省略されることも可能である。また、フィルタリアクトル９ａ、９ｂは必ずしも分割する必要はなく、いずれか１つを用いても良い。
【００１０】
直列補償装置３は新しいＦＡＣＴＳ機器手段として提案されたものであるが、まだ実用化には至ってはいない。このような特殊な接続、即ち送電線２ａ、２ｂと単相インバータ７との直列接続を行う場合には、その単相インバータ７を含めた直列補償装置３の起動停止方法などは無視できない重要な問題となる。幾つかの問題を具体的な例を用いて説明する。
【００１１】
まず、図１２に示す２つの離れた交流電力システム１ａ、１ｂを送電線２ａ、２ｂによって接続する場合を考える。ここで、送電線２ａ、２ｂとしては４００ｋＶ、５００ｋｍ程度の高圧、長距離送電線を仮定する。
【００１２】
通常、このような送電線２ａ、２ｂの等価回路は良く知られている様に、図１４に示すような内部抵抗１２ａ、１２ｂと、内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと、寄生容量１４とからなる分布定数回路１５で表現できる。寄生容量１４は、送電線２ａ、２ｂと対地ＧＮＤ間に主として存在する。分布定数回路１５の分割数は任意に選定できる。この様な長距離送電線２ａ、２ｂを開閉器４を用いて接続した直後には、定格系統電流よりもはるかに大きな電流が流れる。これは、図１４に示す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１４との共振現象によって生じる系統動揺によるものである。この系統動揺は、２つの交流電力システム１ａ、１ｂの電圧位相差が大きいほど増幅される。
【００１３】
次に、この過電流に関する問題を図１３に示す構成要素だけで解決することを試みる。
【００１４】
直列補償装置３を送電線２ａ、２ｂに直列接続した場合には、この送電線２ａ、２ｂを流れる過電流は図１３に示す単相インバータ７に流れるか、あるいはフィルタコンデンサ１０を充電する。この過電流を単相インバータ７に直接流すことを許した場合には、単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄはこの過電流を遮断する必要がある。なぜならこの過電流によって直流コンデンサ８が過充電されることを防ぐ必要があるからである。従って自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断電流定格を過剰に増加しなければならない。
【００１５】
一方、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄを動作させないで、この過電流をフィルタコンデンサ１０に直接流すことを許した場合を考える。
【００１６】
この場合には、フィルタコンデンサ１０はその過電流により交流的に過充電される。従って、フィルタコンデンサ１０の定格電圧を大きく設計する必要がある。また、単相インバータ７はフリーホイールダイオード６ａ〜６ｄを持つため、この過電圧により直流コンデンサ８が充電される。なぜなら、この時、単相インバータ７はダイオード整流回路として動作することができるからである。この直流コンデンサ８の電圧上昇を抑制するためには直流コンデンサ８の静電容量の増加など追加的な対策が必要となる。
【００１７】
また、従来の直列補償装置を示す論文は、図１５に示すように、直列補償装置として機能する調相ユニット（以下、ユニットと呼ぶ）ＣＵ１からＣＵ３までを直列接続してなる多重直列補償装置１６を導入することにより、更に大きな調相能力を持たせることを提案している。
【００１８】
各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３の構成は、図１３に示す構成と同じものである。ここで、あるユニット内の単相インバータ７が故障した場合を考える。多重直列補償装置１６は、交流電力システム１ａ、１ｂを調相する役割だけに限らず、電力を送電線２ａから送電線２ｂに、あるいはその逆方向に受け渡す役割を同時に持つため、簡単に運転を停止できない。従って、多重直列補償装置１６は、継続運転機能を持つ必要がある。しかしながら、図１５に示す多重直列補償装置１６において継続運転を考慮した場合、故障を起こした単相インバータ７は完全に停止できない。なぜなら、全てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３は送電線２ａ、２ｂに対して直列接続されているため、故障を起こした単相インバータ７にも系統電流を流し続ける必要があるからである。例えば、故障した単相インバータ７の全ての自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄはオン状態を保ち、単相インバータ７の出力端子を短絡させることで系統電流を単相インバータ７を介して連続的に流すなどの対策が必要となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の直列補償装置を実際の交流電力システムに適用するには大きな課題がある。即ち、離れた交流電力システム１ａ、１ｂの連系時に生じる過電流を直列補償装置３を構成する単相インバータ７に流すためには、単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断電流定格を増加する必要がある。また、フィルタコンデンサ１０に流すためにはフィルタコンデンサ１０の静電容量や直流コンデンサ８の静電容量を増加する必要がある。これは大きくかつ高価な部品を必要とし、装置自体も大型化、コスト高になるという問題点があった。
【００２０】
さらに、複数の調相ユニットを有する多重直列補償装置１６は、あるユニット内部の単相インバータ７が故障しても運転を継続する機能を持つ必要がある。しかしながら、従来の多重直列補償装置１６では故障した単相インバータ７にも連続的に系統電流を流し続けなければならないため、故障した単相インバータ７を交流電力システム１ａ、１ｂから切り離すことができないという問題点があった。
【００２１】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、単相インバータに過剰な電流責務を負わせない円滑な起動停止方法と、高信頼度な継続運転機能とを有する直列補償装置を備えた電力調相装置と、その電力調相装置を備えた送電システムを得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力調相装置は、送電線に直列に接続される少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置において、前記調相ユニットは、出力端子が前記送電線に接続されたトランスレス無効電力直列補償装置と、前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチとを有し、前記トランスレス無効電力直列補償装置は、高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するためのフィルタ回路と、前記フィルタ回路を介して直列に前記送電線に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータとを持つものである。
【００２３】
また、この発明に係る電力調相装置は、さらに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制御手段を有するものである。
【００２４】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有するものである。
【００２５】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも２個のサイリスタを持つものである。
【００２８】
また、この発明に係る電力調相装置は、複数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続運転制御手段を備えたものである。
【００２９】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有するものである。
【００３０】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、前記継続運転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放することにより前記出力端子から前記単相インバータを切り離すものである。
【００３１】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するものである。
【００３２】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するものである。
【００３３】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数手段により計数される前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段とを含むものである。
【００３４】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するものである。
【００３５】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出手段を有するものである。
【００３６】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手段を有するものである。
【００３７】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるものである。
【００３８】
さらに、この発明に係る電力調相装置は、前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むものである。
【００３９】
この発明に係る送電システムは、送電線を介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを備えたものである。
【００４０】
また、この発明に係る送電システムは、さらに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器を備えたものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の別の構成を示す図である。さらに、図３は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４２】
図１において、１ａ及び１ｂは交流電力システム、２ａ及び２ｂは送電線、３は直列補償装置、３ａ及び３ｂは直列補償装置３の出力端子、４は開閉器、１８は交流スイッチ、１８ａ及び１８ｂは交流スイッチ１８の接続端子である。このように、交流スイッチ１８は、直列補償装置３の出力端子３ａ及び３ｂに接続される。
【００４３】
この図１は、直列補償装置（トランスレス無効電力直列補償装置）３への交流スイッチ１８の導入を示すものである。
【００４４】
図２において、２１は交流スイッチ１８の点弧・消弧動作を制御するための交流スイッチ制御手段、２２は直列補償装置の起動・停止信号である。他の構成は図１と同様である。
【００４５】
図１及び図２において、交流スイッチ１８は、開放動作と投入動作が可能であればどのようなスイッチであってもよい。また、交流スイッチ制御手段２１は、必ずしも必要となるものではなく、交流スイッチ１８の特性によって省略することが可能である。
【００４６】
図３は、直列補償装置として機能する調相ユニットＣＵのより具体的な構成図であるが、従来例を示す図１３と異る点のみ説明する。
【００４７】
図３において、１８は接続端子１８ａ、１８ｂが直列補償装置３の出力端子３ａ、３ｂ間、即ちフィルタコンデンサ１０に並列接続される交流スイッチ、１９は系統電流を検出する電流検出手段、２０はフィルタコンデンサ１０の電圧を検出する電圧検出手段、２１は交流スイッチ制御手段、２２は図示しないが上位の制御手段から与えられる直列補償装置３の起動および停止指令である。
【００４８】
交流スイッチ１８がオン状態にある場合には、系統電流と交流スイッチ１８を流れる電流は等しくなる。従って、この場合には電流検出手段１９の出力は交流スイッチ１８の電流として認識することができる。勿論、直接的に交流スイッチ１８に流れる電流だけを検出するための電流検出手段を交流スイッチ１８に接続しても構わない。
【００４９】
つぎに、前述した実施の形態１に係る電力調相装置の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の直列補償装置の起動停止動作を示すタイミングチャートである。また、図５は、直列補償装置の起動動作を示す波形図である。さらに、図６は、直列補償装置の停止動作を示す波形図である。なお、ここでは本実施の形態の説明に限定するため、単相インバータ７の直流コンデンサ８には予め外部の充電回路などから充電されているものとする。
【００５０】
まず、起動方法について説明する。起動直前には、直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられている。このため、交流スイッチ制御手段２１は、交流スイッチ１８に点弧指令を与えている。
【００５１】
次に、開閉器４が閉じられ、系統電流が流れ始める。この系統電流は、図１４に示す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１４により共振的な過電流を含む。この過電流は全て交流スイッチ１８を通り、単相インバータ７へは流れない。
【００５２】
開閉器４が閉じられた後の初期系統動揺がある程度収まると、直列補償装置３の起動指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられる。
【００５３】
その後、交流スイッチ制御手段２１は、電流検出手段１９の出力に基づいて系統電流のゼロ電流検出ｔＺＣ、即ち交流スイッチ１８の電流のゼロ電流検出を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電流の検出ｔＺＣと同時に交流スイッチ１８に消弧指令を与える。この時、好ましくは単相インバータ７の出力電圧はゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の消弧動作の後、系統電流はフィルタコンデンサ１０を充電すると同時に単相インバータ７に転流される。この後、単相インバータ７は図示しないが上位の直列補償装置３の調相制御手段に従って系統電流を制御することができる。
【００５４】
ここで、系統電流がゼロ電流となる時点における交流スイッチ１８の消弧動作の必要性について説明する。一般に、インダクタンスに流れる電流は連続し、断続することはない。送電線２ａ、２ｂにある内部インダクタンス１３ａ、１３ｂにもそれは正しく当てはまる。系統電流がゼロではない場合に交流スイッチ１８を消弧すると、送電線２ａ、２ｂを流れていた系統電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂを介して単相インバータ７に流れる。しかしながら、その単相インバータ７に流れる電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂによって制限される。従って、系統電流はその連続性を保つためにフィルタコンデンサ１０を充電する。
【００５５】
また、高い電流上昇率がフィルタリアクトル９ａ、９ｂに印加されるために大きな起電力を生じる。これらの電圧は、単相インバータ７の入力電圧となる。この入力電圧は、交流スイッチ１８の遮断電流が大きい程大きくなる。これは単相インバータ７にとって電圧責務の増加を意味する。従って、単相インバータ７の電圧責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の消弧タイミングは系統電流がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の電流検出手段１９の出力は、ノイズを含んでいるため絶対的なゼロ電流を検出することは非常に難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用的である。また、交流スイッチ１８の消弧の直前に単相インバータ７の出力端子を短絡させておくことは、系統電流の連続性を保つためのバイパス経路を確保する意味において好ましいことである。
【００５６】
次に、停止方法について説明する。直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられる。
【００５７】
その後、交流スイッチ制御手段２１は、電圧検出手段２０の出力に基づいて交流スイッチ１８の印加電圧のゼロ電圧検出を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電圧の検出ｔＺＶと同時に交流スイッチ１８に点弧指令を与える。この時、好ましくは再び単相インバータ７の出力はゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の点弧動作の後、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転流される。フィルタリアクトル９ａ、９ｂに残留しているエネルギーは、出力端子が短絡されている単相インバータ７と交流スイッチ１８を還流しながら全て消費される。この後、単相インバータ７は送電線２ａ、２ｂから切り離すことができる。また、開閉器４はいつの時点でも開くことができる。
【００５８】
ここで、交流スイッチ１８の電圧がゼロ電圧となる時点における交流スイッチ１８の点弧動作の必要性について説明する。
【００５９】
交流スイッチ１８の電圧がゼロではない場合に交流スイッチ１８を点弧すると、フィルタコンデンサ１０は交流スイッチ１８により短絡される。従って、フィルタコンデンサ１０からの非常に大きな放電電流が交流スイッチ１８に流れ込む。この放電電流は、交流スイッチ１８の電圧が大きいほど大きくなる。これは交流スイッチ１８にとって電流責務の増加を意味する。従って、交流スイッチ１８の電流責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の点弧タイミングは交流スイッチ１８の電圧がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の電圧検出手段２０の出力は、ノイズを含んでいるため絶対的なゼロ電圧を検出することは非常に難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用的である。また、交流スイッチ１８の点弧の直前に単相インバータ７を短絡させておくことは、交流スイッチ１８の電圧を確実に低減しておく意味において好ましいことである。
【００６０】
図５には前述した直列補償装置３の起動動作を、また図６には停止動作を示す。各々、上から（ａ）系統電流波形、（ｂ）交流スイッチ１８の電流波形、（ｃ）単相インバータ７の電流波形、（ｄ）交流スイッチ１８の電圧波形を示す。
【００６１】
図５に示すように、起動動作では、交流スイッチ１８の電流がゼロ近傍を示す時点ｔＺＣで、交流スイッチ１８は消弧されている。従って、系統電流は交流スイッチ１８から単相インバータ７に転流している。この時、単相インバータ７の電流波形には過電流は見られない。また、交流スイッチ１８の電圧波形に過電圧は見られない。
【００６２】
また、図６に示すように、停止動作では、交流スイッチ１８の電圧がゼロ近傍を示す時点ｔＺＶで、交流スイッチ１８は点弧されている。従って、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転流している。この時、交流スイッチ１８の電流波形に過電流は見られない。
【００６３】
以上、説明の通り、本実施の形態１によって直列補償装置３の円滑な起動停止動作を行うことができる。
【００６４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る電力調相装置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６５】
図７には、交流スイッチ１８を単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子などを用いて構成した場合の具体例を示す。一般に、大容量の自己消弧型半導体素子は、逆電圧耐量を有しない。しかしながら、交流スイッチ１８には交流電圧が印加される。
【００６６】
従って、図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａあるいは２３ｂに、直列に補助ダイオード２４ａあるいは２４ｂを接続することにより逆電圧耐量を持たせることが可能である。更に、交流スイッチ１８は、系統電流、即ち交流電流を流す必要があるため、図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａと補助ダイオード２４ａの直列体には自己消弧型半導体素子２３ｂと補助ダイオード２４ｂの直列体が逆並列接続される。
【００６７】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態３に係る電力調相装置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６８】
交流スイッチ１８として、図７に示す上記の実施の形態２のように、自己消弧型半導体素子２３ａ、２３ｂと補助ダイオード２４ａ、２４ｂからなる交流スイッチ１８を適用した場合には、電流検出手段１９と電圧検出手段２０を備える必要がある。そこで、電流検出手段１９を省略するための工夫を施したのが、本実施の形態３である。
【００６９】
図７とは異る交流スイッチ１８の構成を図８に示す。図８に示す交流スイッチ１８は、２つの逆並列接続されたサイリスタ２５ａ及び２５ｂから構成される。一般に、サイリスタは点弧時間を制御できるが消弧時間を制御できない。つまり、サイリスタに電流が導通している間にオンゲート信号を無くすと、その導通電流がゼロを交差したときにサイリスタは消弧する。このサイリスタの消弧特性を利用すれば、起動時において交流スイッチ制御手段２１は単にオンゲート信号を無くすだけで、図８に示す交流スイッチ１８は自動的に導通電流がゼロを交差する時点で消弧する。従って、図８に示す交流スイッチ１８を用いた場合には、電流検出手段１９はもはや不要となる。
【００７０】
更に、サイリスタ２５ａ、２５ｂとしては電気的ゲート信号により点弧される電気サイリスタではなく光ゲート信号により点弧される光サイリスタを適用することが望ましい。なぜなら、運転中の直列補償装置３は完全に対地電位から浮いた状態となる。従って、サイリスタ２５ａ、２５ｂを点弧するためのゲート回路は対地から絶縁されなければならない。しかしながら、この絶縁レベルは非常に大きくなることが予想される。電気サイリスタを用いた場合には、ゲート回路と対地との間の絶縁のために大きな変圧器を必要とする。しかしながら、光サイリスタは光エネルギーによって直接点弧できるために、その変圧器を省略することができる。
【００７１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図１０は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【００７２】
直列補償装置３は比較的大きな調相能力を持つ必要がある。一方、単相インバータ７を構成する半導体素子の電圧定格あるいは電流定格には限りがある。従って、図３に示した直列補償装置３と同じ構成を持つ直列補償装置ユニットを複数台直列接続して、所望の調相能力を確保することが実際的である。
【００７３】
図９において、本実施の形態４に係る電力調相装置である多重直列補償装置１７は、一例として３台の直列補償装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む調相ユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３から構成されている。
【００７４】
また、同図において、２７は継続運転制御手段であり、入力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある故障検出手段ＦＤＭからの故障信号ＦＳ、出力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある交流スイッチ制御手段２１ａ〜２１ｃに送られる起動停止指令である。なお、交流スイッチ１８ａ〜１８ｃは、電流検出手段、電圧検出手段を必要としないものである。
【００７５】
図１０において、２８ａａ及び２８ｂｃは好ましくは機械的なスイッチである。
【００７６】
この多重直列補償装置１７にも前述した交流スイッチ１８を用いた起動停止方法は当然のことながら変更なく適用できる。交流スイッチ１８を多重直列補償装置１７に接続する場合には、２つの方法が考えられる。１つの方法として、唯１つの交流スイッチ１８を全てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３に共通に接続することが可能である。
【００７７】
もう１つの方法としては、図９及び図１０に示すように、全てのユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３毎に交流スイッチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを接続する場合である。これは各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３が全く同じ構成要素から成るため、ユニットＣＵ１〜ＣＵ３をモジュール的に扱うことができる。この構成によって可能となる多重直列補償装置１７の継続運転方法を以下に説明する。
【００７８】
前述したように多重直列補償装置１７は、送電線２ａ、２ｂに直列接続されるために可能な限り運転を継続する必要がある。複数のユニットＣＵ１〜ＣＵ３のうちの幾つかが故障した場合でさえ、多重直列補償装置１７は継続運転が望まれる。ここでは多重直列補償装置１７の運転中にユニットＣＵ１の単相インバータ７ａが故障した場合を考慮する。
【００７９】
故障発生直前に系統電流は単相インバータ７ａ−７ｂ−７ｃを介して流れている。また、全ての交流スイッチ１８ａ〜１８ｃは消弧状態にある。さて、単相インバータ７ａの故障検出手段ＦＤＭから故障信号ＦＳが入力されると、継続運転制御手段２７はユニットＣＵ１に停止指令２２ａを出力する。
【００８０】
これにより、交流スイッチ制御手段２１ａは交流スイッチ１８ａの電圧がゼロを検出した時点で交流スイッチ１８ａに点弧信号を与える。単相インバータ７ａの電流は交流スイッチ１８ａに転流されるため、系統電流は交流スイッチ１８ａ−単相インバータ７ｂ−単相インバータ７ｃを介して流れることになる。従って、系統電流は依然単相インバータ７ｂ、７ｃによって制御し続けることができる。
【００８１】
つまり、ユニットＣＵ１の故障が発生しても多重直列補償装置１７はそのまま運転を継続できる。更に、単相インバータ７ａの電流がすべて交流スイッチ１８ａにバイパスされた後では、スイッチ２８ａａ、２８ｂａにより故障した単相インバータ７ａを送電線２ａ、２ｂから切り離すことができる。このため、単相インバータ７ａの故障を復旧し、再び交流スイッチ１８ａを用いたユニットＣＵ１の起動方法によって単相インバータ７ａを運転させることができる。従って、冗長設計が考慮された複数のユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３を用いれば、多重直列補償装置１７の継続運転が可能となる。
【００８２】
例えば、単相インバータ７ａの自己消弧型半導体素子５ａａが短絡故障を起こした場合には、自己消弧型半導体素子５ｃａに強制的に点弧信号を与え、他の自己消弧型半導体素子５ｂａ、５ｄａには好ましくは消弧信号を与えれば、単相インバータ７ａの出力端子は短絡できる。このとき、ユニットＣＵ１の出力電圧はゼロ近傍となる。従って、上記の実施の形態１で述べた直列補償装置３の停止方法によって交流スイッチ１８ａを点弧できる。
【００８３】
ここでは、ユニットＣＵの台数を３台に限定して説明したが、これは説明を簡単化するための一例を挙げたに過ぎず、実用においてはその台数は限定されるものではないことは明らかである。
【００８４】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態５に係る電力調相装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【００８５】
図９、図１０の多重直列補償装置１７において、例えば単相インバータ７ａが交流スイッチ１８ａにより切り離された場合には、多重直列補償装置１７の調相能力は低下する。この場合、図示しないが系統電流制御手段は、単相インバータ７ａの出力電圧を補償するために単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧を増加させるように動作するはずである。しかしながら、単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧は直流コンデンサ８ｂ、８ｃの電圧により制限されるため、多重直列補償装置１７の調相能力も同時に制限される。そこで、この低下した調相能力を補う工夫を施したのが、本実施の形態５である。
【００８６】
図１１において、２９は継続運転制御手段２７に含まれる直流電圧指令設定手段、３０はユニットＣＵの故障台数を出力する故障台数計数手段、３１は直流電圧指令補正手段、３２は加算手段、３３は各単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧を一定に保つための直流電圧制御手段である。
【００８７】
ここで直流電圧指令設定手段２９の通常の直流電圧指令、即ちユニットＣＵが故障を持たない場合の直流電圧指令を「Ｖｄｃ」とする。また、直列接続されたユニットＣＵの全台数を「ｎ」、故障したユニットＣＵの台数を「ｘ」とする。
【００８８】
まず、ユニット２６の故障台数が０の場合には、直流電圧指令補正手段３１の出力は０であるため、加算手段３２の出力はＶｄｃとなり、直流電圧制御手段３３に対する直流電圧指令設定手段２９の出力はＶｄｃとなる。
【００８９】
次に、ｘ台のユニットＣＵが故障した場合には、直流電圧指令補正手段３１の出力はｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となるため、加算手段３２の出力はＶｄｃ＋ｎ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となる。この出力が直流電圧指令設定手段２９の新たな直流電圧指令となる。この指令に基づいて運転可能なユニットＣＵ内部の直流コンデンサ８の電圧は故障した単相インバータ７の出力電圧を補うために増加する。従って、複数の単相インバータ７が故障した場合においても多重直列補償装置１７の調相能力を低下させることなく継続運転できる。
【００９０】
ここではユニットＣＵの故障台数をｘ台としたが、しばしば１台だけ故障を許す冗長設計が用いられる場合がある。このときは故障台数の最大値を「１」とすれば冗長設計に容易に対応できる。
【００９１】
実施の形態６．
図７及び図８は交流スイッチ１８が半導体素子から構成される場合の基本構成を示すための図であり、例えば実際の適用においては追加的に保護回路が必要になる。例えば、交流スイッチ１８の点弧時に掛かる電流上昇率を抑制するために過飽和リアクトルを用いたり、消弧時に掛かる電圧上昇率を抑制するためにスナバ回路を用いることなどは、交流スイッチ１８の高信頼度な動作を保証するために有効である。また、単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧に応じて複数個のサイリスタ２５を直列接続したサイリスタバルブを適用することも容易に考えられる。
【００９２】
また、開閉器４については、説明を容易にするために例えば図１において、送電線２ｂと交流電力システム１ｂとの間に唯一つの開閉器４を示した。しかしながら、例えば送電線２ａと交流電力システム１ａとの間にも備えられる場合もあり、更には複数の開閉器４によって送電線２ａ、２ｂが分割される場合も想定できる。
【００９３】
【発明の効果】
この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、送電線に直列に接続される少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置において、前記調相ユニットは、出力端子が前記送電線に接続されたトランスレス無効電力直列補償装置と、前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチとを有し、前記トランスレス無効電力直列補償装置は、高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するためのフィルタ回路と、前記フィルタ回路を介して直列に前記送電線に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータとを持つので、本装置を小型化できるという効果を奏する。
【００９４】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、さらに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【００９５】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【００９６】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも２個のサイリスタを持つので、系統電流を検出する電流検出手段を省略でき、従って本装置を安価にでき、また特に光サイリスタの適用により、絶縁変圧器が不要となるため、更に本装置を安価にできるという効果を奏する。
【００９９】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、複数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続運転制御手段を備えたので、故障が発生した場合にも停止させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１００】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０１】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、前記継続運転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放することにより前記出力端子から前記単相インバータを切り離すので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０２】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０３】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０４】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数手段により計数される前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段とを含むので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０５】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０６】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出手段を有するので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０７】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手段を有するので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０８】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０９】
さらに、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１１０】
この発明に係る送電システムは、以上説明したとおり、送電線を介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現することができるという効果を奏する。
【０１１１】
また、この発明に係る送電システムは、以上説明したとおり、さらに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器を備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の別の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の起動動作を示す波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の停止動作を示す波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る電力調相装置の交流スイッチの構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る電力調相装置の交流スイッチの別の構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５に係る電力調相装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【図１２】 従来の電力調相装置を含む送電システムの構成を示す図である。
【図１３】 従来の電力調相装置の構成を示す図である。
【図１４】 従来の送電線の等価回路を示す図である。
【図１５】 従来の別の電力調相装置を含む送電システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 交流電力システム、２ａ、２ｂ 送電線、３ 直列補償装置、４開閉器、７ 単相インバータ、８ 直流コンデンサ、９ａ、９ｂ フィルタリアクトル、１０ フィルタコンデンサ、１１ フィルタ回路、１７ 多重直列補償装置、１８ 交流スイッチ、１９ 電流検出手段、２０ 電圧検出手段、２１交流スイッチ制御手段、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 調相ユニット、２７ 継続運転制御手段、２９ 直流電圧指令設定手段、３０ 故障台数計数手段、３１ 直流電圧指令補正手段、３２ 加算手段、３３ 直流電圧制御手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力送電システムの安定化、即ち調相を行うために用いられるフレキシブルＡＣトランスミッションシステム（以下、ＦＡＣＴＳと呼ぶ）機器に関するものであり、特にトランスレス無効電力直列補償装置を適用した電力調相装置とその電力調相装置を使用した送電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自己消弧型半導体素子、例えばゲートターンオフサイリスタ（以下、ＧＴＯと呼ぶ）や、ゲート転流型ターンオフサイリスタ（以下、ＧＣＴと呼ぶ）、更には絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと呼ぶ）等を用いた電力変換装置、即ちインバータによる電力系統の安定化が計画されている。このようにインバータを用いて連続的、かつ効率的に電力系統を制御するシステムはＦＡＣＴＳと呼ばれている。
【０００３】
従来の電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図１２は、従来の送電システムの構成を示す図である。
【０００４】
図１２において、１ａ及び１ｂは交流電力システム、２ａ及び２ｂは送電線、３はトランスレス無効電力直列補償装置あるいはその機能を有する調相ユニット（ＣＵ）、４は開閉器である。
【０００５】
ＦＡＣＴＳ機器の一例としてトランスレス無効電力直列補償装置（以下、直列補償装置と呼ぶ）がある。図１２はその適用例を示す図である。図１２に示すように、直列補償装置３は、２つの交流電力システム１ａ、１ｂを接続する送電線２ａ、２ｂに直列に接続される。
【０００６】
図１３は、従来の直列補償装置の基本構成を示す図である。この基本構成図は「Transformerless Reactive Series Compensators with Voltage Sourse Inverters」Proceedings of the Power Conversion Conference (PCC) ‐Nagaoka 1997, pp.197‐202において提案されている。
【０００７】
図１３において、５ａから５ｄまでは自己消弧型半導体素子、６ａから６ｄまでは自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄに逆並列接続されるフリーホールダイオード、７は自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄとフリーホイールダイオード６ａ〜６ｄと直流コンデンサ８とによって構成される単相インバータ、９ａ及び９ｂはフィルタリアクトル、１０はフィルタコンデンサ、１１はフィルタリアクトル９ａ及び９ｂとフィルタコンデンサ１０によって構成されるフィルタ回路である。
【０００８】
ここで、例えば自己消弧型半導体素子５ａとフリーホイールダイオード６ａは個別に記載している。しかしながら、最近ではフリーホイールダイオードの機能を内蔵した逆導通型自己消弧型半導体素子も開発されている。これを適用した場合にはフリーホイールダイオード６ａは省略可能である。
【０００９】
図１３に示すように、直列補償装置３を構成する単相インバータ７は、変圧器を用いることなく直接、直列に送電線２ａ、２ｂに接続される。なお、フィルタ回路１１は、単相インバータ７がＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）されることから発生する高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するための回路である。従って、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄのスイッチング周波数が十分に高く設定できる場合には、フィルタ回路１１は小型化され、更には省略されることも可能である。また、フィルタリアクトル９ａ、９ｂは必ずしも分割する必要はなく、いずれか１つを用いても良い。
【００１０】
直列補償装置３は新しいＦＡＣＴＳ機器手段として提案されたものであるが、まだ実用化には至ってはいない。このような特殊な接続、即ち送電線２ａ、２ｂと単相インバータ７との直列接続を行う場合には、その単相インバータ７を含めた直列補償装置３の起動停止方法などは無視できない重要な問題となる。幾つかの問題を具体的な例を用いて説明する。
【００１１】
まず、図１２に示す２つの離れた交流電力システム１ａ、１ｂを送電線２ａ、２ｂによって接続する場合を考える。ここで、送電線２ａ、２ｂとしては４００ｋＶ、５００ｋｍ程度の高圧、長距離送電線を仮定する。
【００１２】
通常、このような送電線２ａ、２ｂの等価回路は良く知られている様に、図１４に示すような内部抵抗１２ａ、１２ｂと、内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと、寄生容量１４とからなる分布定数回路１５で表現できる。寄生容量１４は、送電線２ａ、２ｂと対地ＧＮＤ間に主として存在する。分布定数回路１５の分割数は任意に選定できる。この様な長距離送電線２ａ、２ｂを開閉器４を用いて接続した直後には、定格系統電流よりもはるかに大きな電流が流れる。これは、図１４に示す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１４との共振現象によって生じる系統動揺によるものである。この系統動揺は、２つの交流電力システム１ａ、１ｂの電圧位相差が大きいほど増幅される。
【００１３】
次に、この過電流に関する問題を図１３に示す構成要素だけで解決することを試みる。
【００１４】
直列補償装置３を送電線２ａ、２ｂに直列接続した場合には、この送電線２ａ、２ｂを流れる過電流は図１３に示す単相インバータ７に流れるか、あるいはフィルタコンデンサ１０を充電する。この過電流を単相インバータ７に直接流すことを許した場合には、単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄはこの過電流を遮断する必要がある。なぜならこの過電流によって直流コンデンサ８が過充電されることを防ぐ必要があるからである。従って自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断電流定格を過剰に増加しなければならない。
【００１５】
一方、自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄを動作させないで、この過電流をフィルタコンデンサ１０に直接流すことを許した場合を考える。
【００１６】
この場合には、フィルタコンデンサ１０はその過電流により交流的に過充電される。従って、フィルタコンデンサ１０の定格電圧を大きく設計する必要がある。また、単相インバータ７はフリーホイールダイオード６ａ〜６ｄを持つため、この過電圧により直流コンデンサ８が充電される。なぜなら、この時、単相インバータ７はダイオード整流回路として動作することができるからである。この直流コンデンサ８の電圧上昇を抑制するためには直流コンデンサ８の静電容量の増加など追加的な対策が必要となる。
【００１７】
また、従来の直列補償装置を示す論文は、図１５に示すように、直列補償装置として機能する調相ユニット（以下、ユニットと呼ぶ）ＣＵ１からＣＵ３までを直列接続してなる多重直列補償装置１６を導入することにより、更に大きな調相能力を持たせることを提案している。
【００１８】
各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３の構成は、図１３に示す構成と同じものである。ここで、あるユニット内の単相インバータ７が故障した場合を考える。多重直列補償装置１６は、交流電力システム１ａ、１ｂを調相する役割だけに限らず、電力を送電線２ａから送電線２ｂに、あるいはその逆方向に受け渡す役割を同時に持つため、簡単に運転を停止できない。従って、多重直列補償装置１６は、継続運転機能を持つ必要がある。しかしながら、図１５に示す多重直列補償装置１６において継続運転を考慮した場合、故障を起こした単相インバータ７は完全に停止できない。なぜなら、全てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３は送電線２ａ、２ｂに対して直列接続されているため、故障を起こした単相インバータ７にも系統電流を流し続ける必要があるからである。例えば、故障した単相インバータ７の全ての自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄはオン状態を保ち、単相インバータ７の出力端子を短絡させることで系統電流を単相インバータ７を介して連続的に流すなどの対策が必要となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の直列補償装置を実際の交流電力システムに適用するには大きな課題がある。即ち、離れた交流電力システム１ａ、１ｂの連系時に生じる過電流を直列補償装置３を構成する単相インバータ７に流すためには、単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子５ａ〜５ｄの遮断電流定格を増加する必要がある。また、フィルタコンデンサ１０に流すためにはフィルタコンデンサ１０の静電容量や直流コンデンサ８の静電容量を増加する必要がある。これは大きくかつ高価な部品を必要とし、装置自体も大型化、コスト高になるという問題点があった。
【００２０】
さらに、複数の調相ユニットを有する多重直列補償装置１６は、あるユニット内部の単相インバータ７が故障しても運転を継続する機能を持つ必要がある。しかしながら、従来の多重直列補償装置１６では故障した単相インバータ７にも連続的に系統電流を流し続けなければならないため、故障した単相インバータ７を交流電力システム１ａ、１ｂから切り離すことができないという問題点があった。
【００２１】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、単相インバータに過剰な電流責務を負わせない円滑な起動停止方法と、高信頼度な継続運転機能とを有する直列補償装置を備えた電力調相装置と、その電力調相装置を備えた送電システムを得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力調相装置は、送電線に直列に接続される少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置において、前記調相ユニットは、出力端子が前記送電線に接続されたトランスレス無効電力直列補償装置と、前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチとを有し、前記トランスレス無効電力直列補償装置は、高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するためのフィルタ回路と、前記フィルタ回路を介して直列に前記送電線に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータとを持つものである。
【００２３】
また、この発明に係る電力調相装置は、さらに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制御手段を有するものである。
【００２４】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有するものである。
【００２５】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも２個のサイリスタを持つものである。
【００２８】
また、この発明に係る電力調相装置は、複数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続運転制御手段を備えたものである。
【００２９】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有するものである。
【００３０】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、前記継続運転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放することにより前記出力端子から前記単相インバータを切り離すものである。
【００３１】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するものである。
【００３２】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するものである。
【００３３】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数手段により計数される前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段とを含むものである。
【００３４】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するものである。
【００３５】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出手段を有するものである。
【００３６】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手段を有するものである。
【００３７】
また、この発明に係る電力調相装置は、前記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるものである。
【００３８】
さらに、この発明に係る電力調相装置は、前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むものである。
【００３９】
この発明に係る送電システムは、送電線を介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを備えたものである。
【００４０】
また、この発明に係る送電システムは、さらに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器を備えたものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の別の構成を示す図である。さらに、図３は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００４２】
図１において、１ａ及び１ｂは交流電力システム、２ａ及び２ｂは送電線、３は直列補償装置、３ａ及び３ｂは直列補償装置３の出力端子、４は開閉器、１８は交流スイッチ、１８ａ及び１８ｂは交流スイッチ１８の接続端子である。このように、交流スイッチ１８は、直列補償装置３の出力端子３ａ及び３ｂに接続される。
【００４３】
この図１は、直列補償装置（トランスレス無効電力直列補償装置）３への交流スイッチ１８の導入を示すものである。
【００４４】
図２において、２１は交流スイッチ１８の点弧・消弧動作を制御するための交流スイッチ制御手段、２２は直列補償装置の起動・停止信号である。他の構成は図１と同様である。
【００４５】
図１及び図２において、交流スイッチ１８は、開放動作と投入動作が可能であればどのようなスイッチであってもよい。また、交流スイッチ制御手段２１は、必ずしも必要となるものではなく、交流スイッチ１８の特性によって省略することが可能である。
【００４６】
図３は、直列補償装置として機能する調相ユニットＣＵのより具体的な構成図であるが、従来例を示す図１３と異る点のみ説明する。
【００４７】
図３において、１８は接続端子１８ａ、１８ｂが直列補償装置３の出力端子３ａ、３ｂ間、即ちフィルタコンデンサ１０に並列接続される交流スイッチ、１９は系統電流を検出する電流検出手段、２０はフィルタコンデンサ１０の電圧を検出する電圧検出手段、２１は交流スイッチ制御手段、２２は図示しないが上位の制御手段から与えられる直列補償装置３の起動および停止指令である。
【００４８】
交流スイッチ１８がオン状態にある場合には、系統電流と交流スイッチ１８を流れる電流は等しくなる。従って、この場合には電流検出手段１９の出力は交流スイッチ１８の電流として認識することができる。勿論、直接的に交流スイッチ１８に流れる電流だけを検出するための電流検出手段を交流スイッチ１８に接続しても構わない。
【００４９】
つぎに、前述した実施の形態１に係る電力調相装置の動作について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の直列補償装置の起動停止動作を示すタイミングチャートである。また、図５は、直列補償装置の起動動作を示す波形図である。さらに、図６は、直列補償装置の停止動作を示す波形図である。なお、ここでは本実施の形態の説明に限定するため、単相インバータ７の直流コンデンサ８には予め外部の充電回路などから充電されているものとする。
【００５０】
まず、起動方法について説明する。起動直前には、直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられている。このため、交流スイッチ制御手段２１は、交流スイッチ１８に点弧指令を与えている。
【００５１】
次に、開閉器４が閉じられ、系統電流が流れ始める。この系統電流は、図１４に示す送電線２ａ、２ｂの内部インダクタンス１３ａ、１３ｂと寄生容量１４により共振的な過電流を含む。この過電流は全て交流スイッチ１８を通り、単相インバータ７へは流れない。
【００５２】
開閉器４が閉じられた後の初期系統動揺がある程度収まると、直列補償装置３の起動指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられる。
【００５３】
その後、交流スイッチ制御手段２１は、電流検出手段１９の出力に基づいて系統電流のゼロ電流検出ｔＺＣ、即ち交流スイッチ１８の電流のゼロ電流検出を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電流の検出ｔＺＣと同時に交流スイッチ１８に消弧指令を与える。この時、好ましくは単相インバータ７の出力電圧はゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の消弧動作の後、系統電流はフィルタコンデンサ１０を充電すると同時に単相インバータ７に転流される。この後、単相インバータ７は図示しないが上位の直列補償装置３の調相制御手段に従って系統電流を制御することができる。
【００５４】
ここで、系統電流がゼロ電流となる時点における交流スイッチ１８の消弧動作の必要性について説明する。一般に、インダクタンスに流れる電流は連続し、断続することはない。送電線２ａ、２ｂにある内部インダクタンス１３ａ、１３ｂにもそれは正しく当てはまる。系統電流がゼロではない場合に交流スイッチ１８を消弧すると、送電線２ａ、２ｂを流れていた系統電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂを介して単相インバータ７に流れる。しかしながら、その単相インバータ７に流れる電流はフィルタリアクトル９ａ、９ｂによって制限される。従って、系統電流はその連続性を保つためにフィルタコンデンサ１０を充電する。
【００５５】
また、高い電流上昇率がフィルタリアクトル９ａ、９ｂに印加されるために大きな起電力を生じる。これらの電圧は、単相インバータ７の入力電圧となる。この入力電圧は、交流スイッチ１８の遮断電流が大きい程大きくなる。これは単相インバータ７にとって電圧責務の増加を意味する。従って、単相インバータ７の電圧責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の消弧タイミングは系統電流がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の電流検出手段１９の出力は、ノイズを含んでいるため絶対的なゼロ電流を検出することは非常に難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用的である。また、交流スイッチ１８の消弧の直前に単相インバータ７の出力端子を短絡させておくことは、系統電流の連続性を保つためのバイパス経路を確保する意味において好ましいことである。
【００５６】
次に、停止方法について説明する。直列補償装置３の停止指令２２が交流スイッチ制御手段２１に与えられる。
【００５７】
その後、交流スイッチ制御手段２１は、電圧検出手段２０の出力に基づいて交流スイッチ１８の印加電圧のゼロ電圧検出を始める。交流スイッチ制御手段２１は、ゼロ電圧の検出ｔＺＶと同時に交流スイッチ１８に点弧指令を与える。この時、好ましくは再び単相インバータ７の出力はゼロ電圧とすべきである。即ち、自己消弧型半導体素子５ａと５ｃ、もしくは５ｂと５ｄを同時かつ交互にオンオフさせて単相インバータ７の出力端子を短絡すべきである。交流スイッチ１８の点弧動作の後、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転流される。フィルタリアクトル９ａ、９ｂに残留しているエネルギーは、出力端子が短絡されている単相インバータ７と交流スイッチ１８を還流しながら全て消費される。この後、単相インバータ７は送電線２ａ、２ｂから切り離すことができる。また、開閉器４はいつの時点でも開くことができる。
【００５８】
ここで、交流スイッチ１８の電圧がゼロ電圧となる時点における交流スイッチ１８の点弧動作の必要性について説明する。
【００５９】
交流スイッチ１８の電圧がゼロではない場合に交流スイッチ１８を点弧すると、フィルタコンデンサ１０は交流スイッチ１８により短絡される。従って、フィルタコンデンサ１０からの非常に大きな放電電流が交流スイッチ１８に流れ込む。この放電電流は、交流スイッチ１８の電圧が大きいほど大きくなる。これは交流スイッチ１８にとって電流責務の増加を意味する。従って、交流スイッチ１８の電流責務を最も軽減できる交流スイッチ１８の点弧タイミングは交流スイッチ１８の電圧がゼロを交差する時点となる。しかしながら、実際の電圧検出手段２０の出力は、ノイズを含んでいるため絶対的なゼロ電圧を検出することは非常に難しい。従って、予め検出幅を設けてゼロ近傍を検出することが実用的である。また、交流スイッチ１８の点弧の直前に単相インバータ７を短絡させておくことは、交流スイッチ１８の電圧を確実に低減しておく意味において好ましいことである。
【００６０】
図５には前述した直列補償装置３の起動動作を、また図６には停止動作を示す。各々、上から（ａ）系統電流波形、（ｂ）交流スイッチ１８の電流波形、（ｃ）単相インバータ７の電流波形、（ｄ）交流スイッチ１８の電圧波形を示す。
【００６１】
図５に示すように、起動動作では、交流スイッチ１８の電流がゼロ近傍を示す時点ｔＺＣで、交流スイッチ１８は消弧されている。従って、系統電流は交流スイッチ１８から単相インバータ７に転流している。この時、単相インバータ７の電流波形には過電流は見られない。また、交流スイッチ１８の電圧波形に過電圧は見られない。
【００６２】
また、図６に示すように、停止動作では、交流スイッチ１８の電圧がゼロ近傍を示す時点ｔＺＶで、交流スイッチ１８は点弧されている。従って、系統電流は単相インバータ７から交流スイッチ１８に転流している。この時、交流スイッチ１８の電流波形に過電流は見られない。
【００６３】
以上、説明の通り、本実施の形態１によって直列補償装置３の円滑な起動停止動作を行うことができる。
【００６４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る電力調相装置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６５】
図７には、交流スイッチ１８を単相インバータ７を構成する自己消弧型半導体素子などを用いて構成した場合の具体例を示す。一般に、大容量の自己消弧型半導体素子は、逆電圧耐量を有しない。しかしながら、交流スイッチ１８には交流電圧が印加される。
【００６６】
従って、図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａあるいは２３ｂに、直列に補助ダイオード２４ａあるいは２４ｂを接続することにより逆電圧耐量を持たせることが可能である。更に、交流スイッチ１８は、系統電流、即ち交流電流を流す必要があるため、図７に示すように、自己消弧型半導体素子２３ａと補助ダイオード２４ａの直列体には自己消弧型半導体素子２３ｂと補助ダイオード２４ｂの直列体が逆並列接続される。
【００６７】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態３に係る電力調相装置の交流スイッチの回路構成を示す図である。
【００６８】
交流スイッチ１８として、図７に示す上記の実施の形態２のように、自己消弧型半導体素子２３ａ、２３ｂと補助ダイオード２４ａ、２４ｂからなる交流スイッチ１８を適用した場合には、電流検出手段１９と電圧検出手段２０を備える必要がある。そこで、電流検出手段１９を省略するための工夫を施したのが、本実施の形態３である。
【００６９】
図７とは異る交流スイッチ１８の構成を図８に示す。図８に示す交流スイッチ１８は、２つの逆並列接続されたサイリスタ２５ａ及び２５ｂから構成される。一般に、サイリスタは点弧時間を制御できるが消弧時間を制御できない。つまり、サイリスタに電流が導通している間にオンゲート信号を無くすと、その導通電流がゼロを交差したときにサイリスタは消弧する。このサイリスタの消弧特性を利用すれば、起動時において交流スイッチ制御手段２１は単にオンゲート信号を無くすだけで、図８に示す交流スイッチ１８は自動的に導通電流がゼロを交差する時点で消弧する。従って、図８に示す交流スイッチ１８を用いた場合には、電流検出手段１９はもはや不要となる。
【００７０】
更に、サイリスタ２５ａ、２５ｂとしては電気的ゲート信号により点弧される電気サイリスタではなく光ゲート信号により点弧される光サイリスタを適用することが望ましい。なぜなら、運転中の直列補償装置３は完全に対地電位から浮いた状態となる。従って、サイリスタ２５ａ、２５ｂを点弧するためのゲート回路は対地から絶縁されなければならない。しかしながら、この絶縁レベルは非常に大きくなることが予想される。電気サイリスタを用いた場合には、ゲート回路と対地との間の絶縁のために大きな変圧器を必要とする。しかしながら、光サイリスタは光エネルギーによって直接点弧できるために、その変圧器を省略することができる。
【００７１】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る電力調相装置及び送電システムについて図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の構成を示す図である。また、図１０は、この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【００７２】
直列補償装置３は比較的大きな調相能力を持つ必要がある。一方、単相インバータ７を構成する半導体素子の電圧定格あるいは電流定格には限りがある。従って、図３に示した直列補償装置３と同じ構成を持つ直列補償装置ユニットを複数台直列接続して、所望の調相能力を確保することが実際的である。
【００７３】
図９において、本実施の形態４に係る電力調相装置である多重直列補償装置１７は、一例として３台の直列補償装置２６ａ、２６ｂ、２６ｃを含む調相ユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３から構成されている。
【００７４】
また、同図において、２７は継続運転制御手段であり、入力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある故障検出手段ＦＤＭからの故障信号ＦＳ、出力は各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３にある交流スイッチ制御手段２１ａ〜２１ｃに送られる起動停止指令である。なお、交流スイッチ１８ａ〜１８ｃは、電流検出手段、電圧検出手段を必要としないものである。
【００７５】
図１０において、２８ａａ及び２８ｂｃは好ましくは機械的なスイッチである。
【００７６】
この多重直列補償装置１７にも前述した交流スイッチ１８を用いた起動停止方法は当然のことながら変更なく適用できる。交流スイッチ１８を多重直列補償装置１７に接続する場合には、２つの方法が考えられる。１つの方法として、唯１つの交流スイッチ１８を全てのユニットＣＵ１〜ＣＵ３に共通に接続することが可能である。
【００７７】
もう１つの方法としては、図９及び図１０に示すように、全てのユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３毎に交流スイッチ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを接続する場合である。これは各ユニットＣＵ１〜ＣＵ３が全く同じ構成要素から成るため、ユニットＣＵ１〜ＣＵ３をモジュール的に扱うことができる。この構成によって可能となる多重直列補償装置１７の継続運転方法を以下に説明する。
【００７８】
前述したように多重直列補償装置１７は、送電線２ａ、２ｂに直列接続されるために可能な限り運転を継続する必要がある。複数のユニットＣＵ１〜ＣＵ３のうちの幾つかが故障した場合でさえ、多重直列補償装置１７は継続運転が望まれる。ここでは多重直列補償装置１７の運転中にユニットＣＵ１の単相インバータ７ａが故障した場合を考慮する。
【００７９】
故障発生直前に系統電流は単相インバータ７ａ−７ｂ−７ｃを介して流れている。また、全ての交流スイッチ１８ａ〜１８ｃは消弧状態にある。さて、単相インバータ７ａの故障検出手段ＦＤＭから故障信号ＦＳが入力されると、継続運転制御手段２７はユニットＣＵ１に停止指令２２ａを出力する。
【００８０】
これにより、交流スイッチ制御手段２１ａは交流スイッチ１８ａの電圧がゼロを検出した時点で交流スイッチ１８ａに点弧信号を与える。単相インバータ７ａの電流は交流スイッチ１８ａに転流されるため、系統電流は交流スイッチ１８ａ−単相インバータ７ｂ−単相インバータ７ｃを介して流れることになる。従って、系統電流は依然単相インバータ７ｂ、７ｃによって制御し続けることができる。
【００８１】
つまり、ユニットＣＵ１の故障が発生しても多重直列補償装置１７はそのまま運転を継続できる。更に、単相インバータ７ａの電流がすべて交流スイッチ１８ａにバイパスされた後では、スイッチ２８ａａ、２８ｂａにより故障した単相インバータ７ａを送電線２ａ、２ｂから切り離すことができる。このため、単相インバータ７ａの故障を復旧し、再び交流スイッチ１８ａを用いたユニットＣＵ１の起動方法によって単相インバータ７ａを運転させることができる。従って、冗長設計が考慮された複数のユニットＣＵ１、ＣＵ２、ＣＵ３を用いれば、多重直列補償装置１７の継続運転が可能となる。
【００８２】
例えば、単相インバータ７ａの自己消弧型半導体素子５ａａが短絡故障を起こした場合には、自己消弧型半導体素子５ｃａに強制的に点弧信号を与え、他の自己消弧型半導体素子５ｂａ、５ｄａには好ましくは消弧信号を与えれば、単相インバータ７ａの出力端子は短絡できる。このとき、ユニットＣＵ１の出力電圧はゼロ近傍となる。従って、上記の実施の形態１で述べた直列補償装置３の停止方法によって交流スイッチ１８ａを点弧できる。
【００８３】
ここでは、ユニットＣＵの台数を３台に限定して説明したが、これは説明を簡単化するための一例を挙げたに過ぎず、実用においてはその台数は限定されるものではないことは明らかである。
【００８４】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る電力調相装置について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態５に係る電力調相装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【００８５】
図９、図１０の多重直列補償装置１７において、例えば単相インバータ７ａが交流スイッチ１８ａにより切り離された場合には、多重直列補償装置１７の調相能力は低下する。この場合、図示しないが系統電流制御手段は、単相インバータ７ａの出力電圧を補償するために単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧を増加させるように動作するはずである。しかしながら、単相インバータ７ｂ、７ｃの出力電圧は直流コンデンサ８ｂ、８ｃの電圧により制限されるため、多重直列補償装置１７の調相能力も同時に制限される。そこで、この低下した調相能力を補う工夫を施したのが、本実施の形態５である。
【００８６】
図１１において、２９は継続運転制御手段２７に含まれる直流電圧指令設定手段、３０はユニットＣＵの故障台数を出力する故障台数計数手段、３１は直流電圧指令補正手段、３２は加算手段、３３は各単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧を一定に保つための直流電圧制御手段である。
【００８７】
ここで直流電圧指令設定手段２９の通常の直流電圧指令、即ちユニットＣＵが故障を持たない場合の直流電圧指令を「Ｖｄｃ」とする。また、直列接続されたユニットＣＵの全台数を「ｎ」、故障したユニットＣＵの台数を「ｘ」とする。
【００８８】
まず、ユニット２６の故障台数が０の場合には、直流電圧指令補正手段３１の出力は０であるため、加算手段３２の出力はＶｄｃとなり、直流電圧制御手段３３に対する直流電圧指令設定手段２９の出力はＶｄｃとなる。
【００８９】
次に、ｘ台のユニットＣＵが故障した場合には、直流電圧指令補正手段３１の出力はｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となるため、加算手段３２の出力はＶｄｃ＋ｎ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ）となる。この出力が直流電圧指令設定手段２９の新たな直流電圧指令となる。この指令に基づいて運転可能なユニットＣＵ内部の直流コンデンサ８の電圧は故障した単相インバータ７の出力電圧を補うために増加する。従って、複数の単相インバータ７が故障した場合においても多重直列補償装置１７の調相能力を低下させることなく継続運転できる。
【００９０】
ここではユニットＣＵの故障台数をｘ台としたが、しばしば１台だけ故障を許す冗長設計が用いられる場合がある。このときは故障台数の最大値を「１」とすれば冗長設計に容易に対応できる。
【００９１】
実施の形態６．
図７及び図８は交流スイッチ１８が半導体素子から構成される場合の基本構成を示すための図であり、例えば実際の適用においては追加的に保護回路が必要になる。例えば、交流スイッチ１８の点弧時に掛かる電流上昇率を抑制するために過飽和リアクトルを用いたり、消弧時に掛かる電圧上昇率を抑制するためにスナバ回路を用いることなどは、交流スイッチ１８の高信頼度な動作を保証するために有効である。また、単相インバータ７の直流コンデンサ８の電圧に応じて複数個のサイリスタ２５を直列接続したサイリスタバルブを適用することも容易に考えられる。
【００９２】
また、開閉器４については、説明を容易にするために例えば図１において、送電線２ｂと交流電力システム１ｂとの間に唯一つの開閉器４を示した。しかしながら、例えば送電線２ａと交流電力システム１ａとの間にも備えられる場合もあり、更には複数の開閉器４によって送電線２ａ、２ｂが分割される場合も想定できる。
【００９３】
【発明の効果】
この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、送電線に直列に接続される少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置において、前記調相ユニットは、出力端子が前記送電線に接続されたトランスレス無効電力直列補償装置と、前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチとを有し、前記トランスレス無効電力直列補償装置は、高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するためのフィルタ回路と、前記フィルタ回路を介して直列に前記送電線に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータとを持つので、本装置を小型化できるという効果を奏する。
【００９４】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、さらに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【００９５】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有するので、構成要素の電流定格、電圧定格を低減でき、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【００９６】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記交流スイッチが、互いに逆並列接続された少なくとも２個のサイリスタを持つので、系統電流を検出する電流検出手段を省略でき、従って本装置を安価にでき、また特に光サイリスタの適用により、絶縁変圧器が不要となるため、更に本装置を安価にできるという効果を奏する。
【００９９】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、複数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続され、さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続運転制御手段を備えたので、故障が発生した場合にも停止させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１００】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０１】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、前記継続運転制御手段が、前記故障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、前記交流スイッチ制御手段が、前記交流スイッチを点弧させ、その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放することにより前記出力端子から前記単相インバータを切り離すので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０２】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記継続運転制御手段が、前記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令設定手段を有するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０３】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有し、前記直流電圧指令設定手段が、前記故障検出信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０４】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記直流電圧指令設定手段が、さらに、前記故障台数計数手段により計数される前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制御手段に出力するための加算手段とを含むので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０５】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記直流電圧指令補正手段が、ｘを前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、前記加算手段が、前記出力電圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算するので、故障が発生した場合にも調相能力を低下させることなく継続運転することができ、本装置を高信頼度化できるという効果を奏する。
【０１０６】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出手段を有するので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０７】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記調相ユニットが、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手段を有するので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０８】
また、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記フィルタ回路が、前記出力端子間に直列に接続されたコンデンサと、前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、前記交流スイッチが、前記コンデンサに並列に接続されるので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１０９】
さらに、この発明に係る電力調相装置は、以上説明したとおり、前記単相インバータが，自己消弧型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むので、本装置を安価かつ小型化できるという効果を奏する。
【０１１０】
この発明に係る送電システムは、以上説明したとおり、送電線を介して互いに連結される２つの交流電力システムと、前記送電線に挿入された請求項１から請求項１７までのいずれかに記載の電力調相装置とを備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現することができるという効果を奏する。
【０１１１】
また、この発明に係る送電システムは、以上説明したとおり、さらに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器を備えたので、本システムを高信頼度、安価で実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の別の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の起動動作を示す波形図である。
【図６】 この発明の実施の形態１に係る電力調相装置の停止動作を示す波形図である。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る電力調相装置の交流スイッチの構成を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態３に係る電力調相装置の交流スイッチの別の構成を示す図である。
【図９】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の構成を示す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態４に係る電力調相装置の具体的構成を示す図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５に係る電力調相装置の直流電圧指令設定手段の構成を示す図である。
【図１２】 従来の電力調相装置を含む送電システムの構成を示す図である。
【図１３】 従来の電力調相装置の構成を示す図である。
【図１４】 従来の送電線の等価回路を示す図である。
【図１５】 従来の別の電力調相装置を含む送電システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ 交流電力システム、２ａ、２ｂ 送電線、３ 直列補償装置、４開閉器、７ 単相インバータ、８ 直流コンデンサ、９ａ、９ｂ フィルタリアクトル、１０ フィルタコンデンサ、１１ フィルタ回路、１７ 多重直列補償装置、１８ 交流スイッチ、１９ 電流検出手段、２０ 電圧検出手段、２１交流スイッチ制御手段、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ 調相ユニット、２７ 継続運転制御手段、２９ 直流電圧指令設定手段、３０ 故障台数計数手段、３１ 直流電圧指令補正手段、３２ 加算手段、３３ 直流電圧制御手段。
Claims (17)
- 送電線に直列に接続される少なくとも１台の調相ユニットを備えた電力調相装置において、
前記調相ユニットは、出力端子が前記送電線に接続されたトランスレス無効電力直列補償装置と、
前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子間に接続された交流スイッチとを有し、
前記トランスレス無効電力直列補償装置は、
高調波による系統電圧、系統電流の波形歪みを低減するためのフィルタ回路と、
前記フィルタ回路を介して直列に前記送電線に接続され、直流コンデンサを含む単相インバータとを持つ
ことを特徴とする電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、さらに、前記交流スイッチに流れる電流のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを消弧するための交流スイッチ制御手段
を有することを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段
を有することを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 前記交流スイッチは、互いに逆並列接続された少なくとも２個のサイリスタ
を持つことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 複数台の調相ユニットが前記トランスレス無効電力直列補償装置の出力端子において直列に接続され、
さらに、前記複数台の調相ユニットを選択的に制御するための継続運転制御手段
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段
を有することを特徴とする請求項５記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、さらに、前記交流スイッチにかかる電圧のゼロクロスにおいて前記交流スイッチを点弧するための交流スイッチ制御手段を有し、
前記継続運転制御手段は、前記故障検出手段が前記故障検出信号を出力した調相ユニットの交流スイッチ制御手段に運転停止指令を出力し、
前記交流スイッチ制御手段は、前記交流スイッチを点弧させ、
その後に前記単相インバータと前記出力端子との間に挿入された少なくとも２つのスイッチを開放することにより前記出力端子から前記単相インバータを切り離す
ことを特徴とする請求項６記載の電力調相装置。 - 前記継続運転制御手段は、前記直流コンデンサの電圧を設定するための直流電圧指令設定手段
を有することを特徴とする請求項５記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、前記トランスレス無効電力直列補償装置の故障を検出し、前記継続運転制御手段に故障検出信号を出力するための故障検出手段を有し、
前記直流電圧指令設定手段は、前記故障検出信号に基づいて故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を数えるための故障台数計数手段を含み、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に従って前記直流コンデンサの直流電圧を設定する
ことを特徴とする請求項８記載の電力調相装置。 - 前記直流電圧指令設定手段は、さらに、前記故障台数計数手段により計数される前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数を入力し前記台数に応じた直流電圧補正指令を出力するための直流電圧指令補正手段と、
予め設定された直流電圧指令と前記直流電圧補正指令を加算し、前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数に応じて補正された直流電圧指令を直流電圧制御手段に 出力するための加算手段と
を含むことを特徴とする請求項９記載の電力調相装置。 - 前記直流電圧指令補正手段は、ｘを前記故障したトランスレス無効電力直列補償装置の台数、ｎをトランスレス無効電力直列補償装置の全台数、Ｖｄｃを前記予め設定された直流電圧指令である場合に、出力電圧（ｘ・Ｖｄｃ／（ｎ−ｘ））を出力し、
前記加算手段は、前記出力電圧を前記予め設定された直流電圧指令に加算する ことを特徴とする請求項１０記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子に流れる系統電流を検出する電流検出手段
を有することを特徴とする請求項２記載の電力調相装置。 - 前記調相ユニットは、前記交流スイッチ制御手段に接続され、前記出力端子間に現れる電圧を検出する電圧検出手段
を有することを特徴とする請求項３記載の電力調相装置。 - 前記フィルタ回路は、前記出力端子間に直列に接続されたコンデンサと、
前記出力端子の各々と前記単相インバータとの間に接続された２つのリアクトルとを含み、
前記交流スイッチは、前記コンデンサに並列に接続される
ことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。 - 前記単相インバータは，自己消弧型半導体素子とフリーホイールダイオードとを含むことを特徴とする請求項１記載の電力調相装置。
- 送電線を介して互いに連結される２つの交流電力システムと、
前記送電線に挿入された請求項１から請求項１５までのいずれかに記載の電力調相装置と
を備えたことを特徴とする送電システム。 - さらに、前記送電線に挿入された少なくとも１つの開閉器を備えたことを特徴とする請求項１６記載の送電システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98106780A EP0951126B1 (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Compensation device and power transmission system using a compensation device |
| EP98106780.4 | 1998-04-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11299105A JPH11299105A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3720601B2 true JP3720601B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=8231761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30730998A Expired - Fee Related JP3720601B2 (ja) | 1998-04-15 | 1998-10-28 | 電力調相装置及び送電システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6075349A (ja) |
| EP (1) | EP0951126B1 (ja) |
| JP (1) | JP3720601B2 (ja) |
| CN (1) | CN1118121C (ja) |
| DE (1) | DE69840996D1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69942790D1 (de) | 1999-12-15 | 2010-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | Regler zur Durchführung einer Entkopplungsregelung eines Blindleistungsserienkompensators |
| ATE274249T1 (de) * | 2000-04-25 | 2004-09-15 | Sp Systems Pte Ltd | Dynamischer serienspannungskompesator und dazugehöriges verfahren |
| SE517777C2 (sv) * | 2000-11-30 | 2002-07-16 | Abb Ab | Anordning och förfarande för spänningsreglering i ett elektriskt transmissionsnät |
| US6882549B2 (en) | 2001-03-21 | 2005-04-19 | Honeywell International Inc. | Active filter for power distribution system with selectable harmonic elimination |
| TW587358B (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-11 | Uis Abler Electronics Co Ltd | Hybrid virtual work compensating system |
| TW588231B (en) * | 2002-11-08 | 2004-05-21 | Uis Abler Electronics Co Ltd | Mixing-type imaginary power compensation apparatus |
| DE10345020A1 (de) * | 2003-09-23 | 2005-05-12 | Siemens Ag | Vorrichtung zum Einstellen der Impedanz einer Wechselstrom führenden Hochspannungsleitung |
| WO2005067117A1 (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 電力制御装置 |
| CA2519394C (en) * | 2004-02-12 | 2009-02-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power converter |
| CA2715238A1 (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-20 | Wind To Power System, S.L. | Series voltage compensator and method for series voltage compensation in electrical generators |
| EP2543124B1 (en) * | 2010-03-04 | 2013-08-21 | ABB Research LTD | Ac/dc converter station and a method of operating an ac/dc converter station |
| US8373373B2 (en) * | 2010-06-28 | 2013-02-12 | Eaton Corporation | Input circuit for alternating current signal, and motor starter including the same |
| WO2013004019A1 (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-10 | City University Of Hong Kong | Dc link module for reducing dc link capacitance |
| CN103891082B (zh) * | 2011-10-27 | 2016-08-31 | Abb技术有限公司 | Ac与dc系统之间的接口布置 |
| CN104377710A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-25 | 国网重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种变压器无功补偿的方法及装置 |
| WO2017008245A1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-19 | Abb Technology Ltd | Transformer-less static synchronous series compensator and method therefor |
| US10096999B2 (en) | 2016-06-30 | 2018-10-09 | General Electric Company | Gas tube-switched flexible alternating current transmission system |
| EP3631965A4 (en) * | 2017-06-02 | 2021-01-27 | Edge Electrons Limited | DEVICE FOR Bypassing A LOAD CURRENT THROUGH AN AC-AC SERIES VOLTAGE REGULATOR UNDER OVERCURRENT CONDITIONS |
| US10666038B2 (en) * | 2017-06-30 | 2020-05-26 | Smart Wires Inc. | Modular FACTS devices with external fault current protection |
| US10756542B2 (en) | 2018-01-26 | 2020-08-25 | Smart Wires Inc. | Agile deployment of optimized power flow control system on the grid |
| US10396533B1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-27 | Smart Wires Inc. | Containerized power flow control systems |
| US11095110B1 (en) * | 2018-06-28 | 2021-08-17 | Smart Wires Inc. | Energy harvesting from fault currents |
| US11303110B1 (en) * | 2019-07-25 | 2022-04-12 | Smart Wires Inc. | System and methods for using thyristors to conduct surge currents away from critical infrastructure |
| US11831271B1 (en) * | 2021-06-09 | 2023-11-28 | Aderis Energy, Llc | Medium voltage inrush current regulation and interconnection control system and method |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE406996B (sv) * | 1977-03-11 | 1979-03-05 | Asea Ab | Skyddsanordning for kondensatorbatteri |
| US4434376A (en) * | 1979-07-23 | 1984-02-28 | Electric Power Research Institute, Inc. | Method and means for damping subsynchronous oscillations and DC offset in an AC power system |
| US5032738A (en) * | 1986-01-22 | 1991-07-16 | Vithayathil John J | Scheme for rapid adjustment of network impedance |
| JPS62233452A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | ガソリンエンジンの燃料噴射制御装置 |
| US4999565A (en) * | 1990-01-02 | 1991-03-12 | Electric Power Research Institute | Apparatus for controlling the reactive impedance of a transmission line |
| SE465596B (sv) * | 1990-02-16 | 1991-09-30 | Asea Brown Boveri | Seriekondensatorutrustning med styrbar krets foer daempning av subsynkrona resonanssvaengningar |
| US5227713A (en) * | 1991-08-08 | 1993-07-13 | Electric Power Research Institute | Vernier control system for subsynchronous resonance mitigation |
| US5621305A (en) * | 1991-12-13 | 1997-04-15 | Electric Power Research Institute, Inc. | Overload management system |
| ATE128284T1 (de) * | 1992-05-20 | 1995-10-15 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur erkennung von defekten in einem ansteuersystem eines gesteuerten serienkompensators. |
| WO1994024622A1 (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-27 | Electric Power Research Institute | Turnoff thyristor controlled series compensation system |
| US5583423A (en) * | 1993-11-22 | 1996-12-10 | Bangerter; Fred F. | Energy saving power control method |
| DE4425247A1 (de) * | 1994-07-16 | 1996-01-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Schaltvorrichtung für eine kondensatorbestückte Blindleistungskompensationseinrichtung |
| JP3429932B2 (ja) * | 1995-12-13 | 2003-07-28 | 三菱電機株式会社 | 電力変換器用保護装置 |
| JP3450690B2 (ja) * | 1998-01-20 | 2003-09-29 | 三菱電機株式会社 | 電力系統の補償制御装置 |
-
1998
- 1998-04-15 EP EP98106780A patent/EP0951126B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-15 DE DE69840996T patent/DE69840996D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-28 JP JP30730998A patent/JP3720601B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-12 US US09/189,988 patent/US6075349A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-20 CN CN98122535A patent/CN1118121C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1118121C (zh) | 2003-08-13 |
| JPH11299105A (ja) | 1999-10-29 |
| EP0951126B1 (en) | 2009-07-22 |
| US6075349A (en) | 2000-06-13 |
| EP0951126A1 (en) | 1999-10-20 |
| DE69840996D1 (de) | 2009-09-03 |
| CN1232310A (zh) | 1999-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3720601B2 (ja) | 電力調相装置及び送電システム | |
| EP3107172B1 (en) | Protection system for dc power transmission system, ac/dc converter, and dc power transmission system breaking method | |
| JP3864327B2 (ja) | Ｐｗｍサイクロコンバータ | |
| US5617012A (en) | Power converter protecting apparatus for electric power system | |
| US11165330B2 (en) | Elimination of commutation failure of LCC HVDC system | |
| JP5047312B2 (ja) | 電力変換器の損傷制限のための方法およびその方法に用いられる装置 | |
| US6339316B1 (en) | Exciter for generator | |
| JP2000078753A (ja) | 電力調相装置とその電力調相装置を適用した送電システム | |
| JP4466516B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| WO2021177130A1 (ja) | 電力変換システム | |
| KR102171603B1 (ko) | 바이패스 스위치를 구비한 전력용 컨버터의 서브모듈 | |
| EP3985850A1 (en) | Power conversion system | |
| JP3865011B2 (ja) | Ｐｗｍサイクロコンバータ | |
| US5371664A (en) | Line-commutated and self-commutated combined power conversion system | |
| JPS58195468A (ja) | 無効電力補償装置の保護装置 | |
| JP4351008B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
| JPH08275570A (ja) | 電力制御装置 | |
| KR102177141B1 (ko) | 바이패스 스위치를 구비한 전력용 컨버터의 서브모듈 | |
| EP3913781A1 (en) | Modular multilevel converters | |
| Ohkami et al. | Development of 300 MW frequency converter | |
| JP2634692B2 (ja) | 交流励磁形同期機の２次過電圧保護装置 | |
| JPS5858833A (ja) | 静止型無効電力補償装置 | |
| JP2001238451A (ja) | 電力変換装置の制御装置 | |
| JPH09167548A (ja) | 限流装置 | |
| JPH06165506A (ja) | 電圧形自励変換システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050209 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050906 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050908 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080916 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090916 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100916 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110916 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120916 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130916 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |