JP3735646B2 - 交直変換器の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力系統における直流送電システムに利用される交直変換器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，異なる交流電力系統間で相互に電力を融通し合う場合、各交流電力系統端に交直変換器を接続し、これら交直変換器の直流端子相互間を直流送電線で接続してなる直流送電システムが用いられている。
【０００３】
図５５はかかる直流送電システムとその制御装置を示したものであり、さらに具体的には電圧型自励式変換器を使用した２端子直流送電システムの構成を示す図である。
【０００４】
交流電力系統につながる第１および第２の交流系統母線１０１Ａ，１０１Ｂにはそれぞれ個別に変換器用変圧器１０２Ａ，１０２Ｂを介して自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂが接続されている。各自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂは、各アームがＧＴＯ（ゲートターンオフ）サイリスタとそれに並列接続されるダイオードとからなる，６相または１２相のブリッジ回路で構成されている。これら自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂの直流側端子間にはそれぞれ個別にコンデンサ１０４Ａ，１０４Ｂが並列に接続され、これら自励式変換器１０３Ａと自励式変換器１０３Ｂとの直流側間に直流送電線１０５が接続され、相互に電力を融通し合う構成となっている。
【０００５】
この２端子直流送電システムにおいては、潮流方向に応じて変換器１０３Ａおよび１０３Ｂのうちの一方（給電側）が順変換器として運転され、他方（受電側）が逆変換器として運転される。
【０００６】
なお、交直変換器１０３Ａおよび交直変換器１０３Ｂに関連する各種の検出器群およびこれら検出器群の検出結果に基づいて交直変換器１０３Ａ，１０３Ｂを制御する制御装置１０６は、交直変換器１０３Ａおよび交直変換器１０３Ｂとも同じ構成であるので、以下、図５５では交直変換器１０３Ａの関連部分のみについて説明する。
【０００７】
変換器１０３Ａ側の直流側には直流電圧検出器１０７が設けられ、直流送電線１０５の電圧，すなわち直流電圧Ｅｄを検出する。また、交流母線１０１Ａと変圧器１０２Ａとの間に変流器１０８1 が設けられ、この変流器１０８1 で検出される交流電流（三相）Ｉａと交流母線１０１Ａに接続される計器用変圧器１０９で検出される系統電圧Ｅａとを有効電力検出器１１０、無効電力検出器１１１に導入し、有効電力検出器１１０にて変換器１０３Ａの有効電力Ｐａを検出し、また無効電力検出器１１１にて無効電力Ｑａを検出する。
【０００８】
前記直流電圧検出器１０７の直流電圧Ｅｄは直流電圧設定値Ｅｄ refとの間で直流電圧偏差（＝Ｅｄ ref−Ｅｄ）が求められ、この直流電圧偏差が直流電圧／有効電力制御回路１０６の第１の入力端に入力される。この直流電圧／有効電力制御回路１０６の第２の入力端には有効電力Ｐａと有効電力設定値Ｐ refとから得られる有効電力偏差（＝Ｐ ref−Ｐａ）が入力される。また、無効電力Ｑａと無効電力設定値Ｑ refとの無効電力偏差（＝Ｑ ref−Ｑａ）が無効電力制御回路１１２に入力される。これら直流電圧／有効電力制御回路１０６、無効電力制御回路１１２はそれぞれ有効電力偏差，無効電力偏差を零とするための制御信号を出力する。
【０００９】
これら直流電圧／有効電力制御回路１０６の出力値および無効電力制御回路１１２の出力値は、それぞれ交流電圧制御回路１１３に対して交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refおよび無効電力成分の設定値Ｉｑ refとして与える。また、変流器１０８1 で検出される交流電流Ｉａは三相／二相変換回路１１４に入力され、ここで有効電力成分Ｉｄと無効電力成分Ｉｑとに分離され、交流電圧制御回路１１３に与えられる。
【００１０】
この交流電圧制御回路１１３は、交流電流Ｉａの有効電力成分Ｉｄおよび無効電力成分Ｉｑをそれぞれ直流電圧／有効電力制御回路１０６の出力である交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refおよび無効電力制御回路１１２の出力である交流電流の無効電力成分の設定値Ｉｑ refに等しくなるようなＰＷＭ制御信号のための位相角φと制御角Ｃｍとを演算し、ＰＷＭ制御回路１１５に与える。
【００１１】
このＰＷＭ制御回路１１５には、位相角φおよび制御角Ｃｍの他、交流母線１０１Ａに接続される計器用変圧器１０９から位相検出回路１１６を介して得られる交流母線１０１Ａの電圧位相θが入力され、ここで各信号φ，Ｃｍおよびθに基づいて、ＰＷＭ制御のための搬送波信号および三相正弦波のＰＷＭ制御信号を作成し、これら２つの信号の突き合わせによってオンパルス、オフパルスの発生タイミングを決定する。そして、このＰＷＭ制御回路１１５の出力信号に基づいて、パルス発生回路１１７は、変換器１０３Ｂの各アームに対するオンパルスおよびオフパルスを発生し、変換器１０３Ｂに与える。従って、この変換器１０３Ｂはこのパルスによって各アームのＧＴＯサイリスタがオン／オフを行うことにより所望の運転を行う。
【００１２】
以上のようにして直流送電システムは、有効電力設定値Ｐ refどおりの電力を順変換器運転の変換器１０３Ａ側から、逆変換器運転の変換器１０３Ｂ側へと融通し、また各変換器によって無効電力設定値Ｑ refどおりの無効電力を出力する運転が行われる。ここで、無効電力は各変換器出独自の設定値を有しそれぞれ独立に制御されるが、有効電力は両変換器で共通の値に制御される。具体的な制御では、両端の変換器１０３Ａ，１０３Ｂにより直流電圧と有効電圧とを分担し制御することにより、直流電圧を一定に保ちながら順変換器側から逆変換器側へ設定値どうりの有効電力を融通する。
【００１３】
図５６は以上のような制御を実現するための従来の１つの直流電圧／有効電力制御回路１０６の構成を示す図である（電気学会論文誌Ｂ、１１２巻１号１９〜２６頁）。
【００１４】
この直流電圧／有効電力制御回路１０６は、直流電圧検出値Ｅｄと直流電圧設定値Ｅｄ refとの偏差を零とするような制御値を出力する直流電圧制御器１２１と、有効電力検出値Ｐａと有効電力設定値Ｐ refとの偏差を零とするような制御値を出力する有効電力制御器１２２とが設けられている。この有効電力制御器１２２の出力値は、直流電圧制御器１２１の出力に対する最小リミット値として使用する。ここで、順変換器側（変換器１０３Ａ）では、直流電圧設定値Ｅｄ refとして直流電圧定格値を与え、逆変換器側（変換器１０３Ｂ）では、定格値より１０％程度小さな値を与えることにより、逆変換器側では直流電圧制御器１２１の出力が最小リミットにかかった状態となり、最小リミット値として与えられている有効電力制御器１２２の出力が最終的な出力Ｉｄ refとなる。このような構成の直流電圧／有効電力制御回路１０６を使用することにより、順変換器側で直流電圧を定格値どおりに制御し、順変換器側で必要な融通電力を制御できる。
【００１５】
図５７は従来のもう１つの直流電圧／有効電力制御回路１０６の構成を示す図である（電気学会電力技術研究会ＰＥ−９５−１２０）。
【００１６】
この直流電圧／有効電力制御回路１０６では、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を増幅器１２３で所定の増幅率で増幅した後、この増幅出力を、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に加算することにより、補正した直流電圧の差分△Ｅｄ′を取り出し、直流電圧制御器１２１に入力する。
【００１７】
この直流電圧制御器１２１は、補正した直流電圧の差分△Ｅｄ′が零になるように制御することにより、交流出力電流の有効電力成分のＩｄ refとして出力し、交流電流制御回路１１３に供給する。
【００１８】
このような構成の制御装置１０６を使用すると、図５８に示すような直流電圧と有効電力との関係が得られる。すなわち、有効電力検出値Ｐａが有効電力設定値Ｐ refと等しい場合は、直流電圧が設定値Ｅｄ refどおりの値となるように制御され、有効電力検出値と有効電力設定値とに差が生じると、その差に比例して直流電圧が変化し、図５８に示すように右下がりの特性となる。
【００１９】
従って、このような直流送電システムを構成する変換器に制御装置１０６を用いると、直流送電システム全体の有効電力設定値の和が零の場合には、各変換器は設定値どおりの有効電力を融通し、それに伴って直流電圧は当初与えられた直流電圧設定値どおりの値に制御される。一方、事故などにより、各変圧器に与えられる有効電力設定値に不平衡が生じたとき、すなわち、各変圧器の有効電力設定値の和が零でなくなると、不平衡分を各変換器が増幅率ｒに応じて分担し補償する。これによって、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとに差が生じ、直流電圧は当初与えられたＥｄ refとは異なる値で制御される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような２つの直流電圧／有効電力制御回路１０６のうち、後者の図５７の制御回路１０６では、増幅率ｒの値が大きいほど有効電力設定値Ｐ refに近い値の有効電力を得ることができる。すなわち、増幅率ｒを大きく設定するということは、直流電圧制御に対する有効電力制御の割合を高めるという意味合いがある。通常，有効電力制御を行う場合と直流電圧制御を行う場合とでは、適した増幅率が異なっているので、増幅率ｒの設定を変更した場合には直流電圧／有効電力制御回路１０６の増幅率が適切で無くなり、制御不安定になるといった課題がある。
【００２１】
また、直流送電システムの直流送電線１０５に大きな抵抗分があったとき、電力融通時に生ずる直流電流によって電圧降下が生ずる。
【００２２】
よって、従来の２つの変換器１０３Ａ，１０３Ｂに制御装置においては、検出された直流電圧に依存して有効電力制御を行うために、直流送電線１０５の抵抗による電圧降下の影響を受け、設定値どおりの有効電力が得にくく、また変換器１０３Ａ，１０３Ｂ間で相互に干渉が発生するという課題がある。
【００２３】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、有効電力制御および直流電圧制御時に増幅率を変更した場合でも、制御の安定化を確保する交直変換器の制御装置を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の他の目的は、長距離直流送電時の直流回路に大きな抵抗分をもっている場合でも、設定値どおりの有効電力を融通する交直変換器の制御装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算した値を用いて直流電圧設定値を補正する電圧設定値補正手段と、係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記設定値補正手段で補正された直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、係数を変えて有効電力制御の比率を高めた場合でも、直流電圧制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２６】
請求項２に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算して得られる値を用いて有効電力を融通する変換器の有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、前記係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、電力設定値補正手段で補正された有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けることにより、係数を変えて直流電圧制御の比率を高めた場合でも、有効電力制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２７】
請求項３に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の乗算演算手段と、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第２の係数を乗算する第２の乗算演算手段と、第１の乗算演算手段の出力と第２の乗算演算手段の出力とを加算する加算演算手段と、前記第１の係数と前記第２の係数との比率に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記加算演算手段の加算出力が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、係数が１で最大で完全な有効電力制御のみの状態から係数が０で最小で完全な直流電圧制御のみの状態でも、直流電圧制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２８】
また、請求項４に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力設定値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けることにより、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償でき、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００２９】
請求項５に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、請求項４に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３０】
また、請求項６に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、変換器直流側の直流電流検出値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、請求項４に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３１】
請求項７に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１、第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と交流電力系統からの有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行い、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３２】
請求項８に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、交流電力系統の有効電力検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正された有効電力設定値と有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けたことにより、請求項７に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３３】
請求項９に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、変換器直流側の直流電流検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統の有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けたことにより、請求項７に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３４】
請求項１０に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、前記有効電力設定値または前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３５】
請求項１１に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、変換器直流側の直流電流検出値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通でき、適切な直流電圧の運転も可能である。
【００３６】
請求項１２に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記有効電力設定値の２乗または交流電力系統の有効電力検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正される有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる有効電力損失分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３７】
請求項１３に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正された有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の有効電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる有効電力損失分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は請求項１に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態を示す要部構成図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ａの構成を示す図である。
【００３９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａは、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値Ｐ refと交流系統母線から検出する有効電力検出値Ｐａとの差分を取り出す差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段（電圧設定値補正手段）４と、この加算演算手段４で得られる補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段５と、直流電圧制御系６Ａとによって構成されている。
【００４０】
この直流電圧制御系６Ａは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器６１と、積分演算項Ｉをもつ積分器６２と、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に基づいてそれぞれ比例演算および積分演算を実行し、得られる比例演算出力および積分演算出力とを加算する加算演算手段６３とを有し、前記差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００４１】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａをもつ制御装置においては、直流電圧制御に対する有効電力制御の比率は係数手段３の係数ｒによって決定される。今、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を△Ｐとし、また直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を△Ｅｄとすると、直流電圧制御系６Ａに入力される値は、△Ｅｄ＋△Ｐ×ｒとなる。この直流電圧制御系６Ａを構成する増幅器６１の増幅率はＰＩ，Ｐ２、また積分器６２の増幅率はＩ１，Ｉ２なるそれぞれ２つの値の関数によって設定される。これは、一般に、直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値が、また増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。その結果、増幅器６１の最終的な増幅率は、（Ｐ２＋ｒ×Ｐ１）／（１＋ｒ）から自動的に算出され、係数手段３の係数ｒに依存した値となる。積分器６２の増幅率も、（Ｉ２＋ｒ×Ｉ１）／ （１＋ｒ）から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する値となっている。
【００４２】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数手段３の係数ｒに応じて直流電圧制御系６Ａの増幅率が変化するので、例えば係数ｒが小さく有効電力制御の比率が小さい場合には直流電圧制御系６Ａの制御定数はほぼＰ２＋Ｉ２／Ｓとなり、直流電圧制御に適した値が使用される。一方、係数ｒが大きくなり、有効電力制御の比率が大きくなるに従い、直流電圧制御系６の制御定数はＰ１＋Ｉ１／Ｓに近づき、有効電力制御に適した値に近づいていく。このように係数ｒの値を変動させ、有効電力制御の比率を高めた場合でも、制御系６Ａの増幅率が適切な値に設定される。
【００４３】
（第１の他の実施の形態）
図１に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ａでは、加算演算手段４が係数手段３の出力と直流電圧設定値Ｅｄ refとを加算し直流電圧設定値を補正する構成としたが、例えば図２に示すような構成の直流電圧／有効電力制御回路１Ａ１であってもよい。
【００４４】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａ１は、例えば直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を演算する差分演算手段７および当該差分演算手段７の出力側に加算演算手段４を設け、この加算演算手段４にて差分演算手段７の出力と係数手段３の出力とを加算することにより、直流電圧設定値の補正を行う場合でも、図１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂにより構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムでも、同様の制御ブロックを用いて、直流電圧と有効電力との制御を行うことにより、同様の効果を奏することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図３は請求項２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ａの構成を示す図である。
【００４７】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂは、直流電圧設定値Ｅｄ refと変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力と変換器が融通する有効電力設定値Ｐ refとを加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、この加算演算手段４ａの補正された有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出器Ｐａとの差分を求める差分演算手段５ａと、有効電力制御系８Ａとによって構成されている。
【００４８】
この有効電力制御系８Ａは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器８１と、積分演算項Ｉをもつ積分器８２と、有効電力設定値と有効電力検出値との差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００４９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂをもつ制御装置は、有効電力制御に対する直流電圧制御の比率は係数手段３の係数ｒによって決定される。今、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を△Ｐとし、また直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を△Ｅｄとすると、有効電力制御系８Ａに入力される値は、△Ｐ＋△Ｅｄ×ｒとなる。ここで、有効電力制御系８Ａを構成する増幅器８１の増幅率はＰＩ，Ｐ２、また積分器８２の増幅率はＩ１，Ｉ２なるそれぞれ２つの関数の値で設定される。これは、一般に、直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値、また増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。その結果、増幅器８１の最終的な増幅率は、（Ｐ１＋ｒ×Ｐ２）／（１＋ｒ）から自動的に算出され、係数手段３の係数ｒに依存して変化する値となる。積分器８２の増幅率も、（Ｉ１＋ｒ×Ｉ２）／（１＋ｒ）から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する。
【００５０】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数手段３の係数ｒに応じて有効電力制御系８Ａの増幅率が変化するので、例えば係数ｒが小さく直流電圧制御の比率が小さい場合には有効電力制御系８Ａの制御定数はほぼＰ１＋Ｉ１／Ｓとなり、有効電力制御に適した値が使用される。一方、係数ｒが大きくなり、直流電圧制御の比率が大きくなるに従い、有効電力制御系８Ａの制御定数はＰ２＋Ｉ２／Ｓに近づき、直流電圧制御に適した値に近づいていく。このように係数ｒの値を変動させ、直流電圧制御の比率を高めた場合でも、制御系８Ａの増幅率を適切な値に設定できる。
【００５１】
（第２の他の実施の形態）
図３に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｂでは、加算演算手段４ａが係数手段３の出力と有効電力設定値Ｐ refとを加算し有効電力設定値を補正する構成としたが、例えば図４に示すような構成の直流電圧／有効電力制御回路１Ｂ１であってもよい。この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂ１は、例えば有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を演算する差分演算手段９および当該差分演算手段９の出力側に加算演算手段４ａを設け、この加算演算手段４ａにて差分演算手段９の出力と係数手段３の出力とを加算し有効電力設定値の補正を行う構成でも、図３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００５２】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成された直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図５は請求項３に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｃの構成を示す図である。
【００５４】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｃは、変換器が融通する有効電力設定値Ｐ refと交流系統母線側から検出される有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、図６に示すごとく手動等で設定される係数ｒをリミッタ回路１２および加算器１３を通して係数ｒ１，ｒ２を出力する係数設定部１０と、前記差分演算手段２で得られる出力に係数設定部１０の係数ｒ１を乗算する乗算演算手段１４Ａと、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段７と、この差分演算手段７の差分出力に係数設定部１８の係数ｒ２を乗算する乗算演算手段１４Ｂと、これら乗算演算手段１４Ａの出力と乗算演算手段１４Ｂの出力とを加算する加算演算手段４と、直流電圧制御系６Ｂとで構成されている。
【００５５】
この直流電圧制御系６Ｂは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器６１ａと、積分演算Ｉをもつ積分器６２ｂと、２つの乗算演算手段１４Ａ，１４Ｂの出力の差分に基づいてそれぞれ比例演算および積分演算を実行し、得られる比例演算出力と積分演算出力とを加算する加算演算手段６３ａとからなり、直流電圧設定値と直流電圧検出値との差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００５６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｃをもつ制御装置においては、交流電流の有効電力成分設定値Ｉｄ refにおける有効電力制御対直流電圧制御の比は手動設定等で与えられる係数設定部１０の係数ｒにより、ｒ：（１−ｒ）の比率となる。ここで、係数ｒはリミッタ回路１２によって０〜１の間の値に制限されるので、ｒおよび（１−ｒ）はそれぞれ０〜１の値となる。
【００５７】
一方、直流電圧制御系６Ｂを構成する増幅器６１ａの増幅率はＰ１，Ｐ２、また積分器６２ａの増幅率はＩ１，Ｉ２となるそれぞれ２つの関数の値で設定される。これは、一般に直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値、増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。
【００５８】
よって、増幅器６１ａの最終的な増幅率は、（１−ｒ）Ｐ２＋ｒＰ１から自動的に算出され、前記係数手段３の係数ｒに依存した値となる。また、積分器６２ａの増幅率も、｛（１−ｒ）Ｉ２＋ｒ×Ｉ１｝から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する。
【００５９】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数設定部１０の設定係数ｒに応じて直流電圧制御系６Ｂの増幅率が変化するが、係数ｒが小さく有効電力制御の比率が小さい場合には直流電圧制御系６Ｂの制御定数はほぼＰ２＋Ｉ２／Ｓとなり、直流電圧制御に適した値となり、一方、係数ｒが大きくなり、有効電力制御の比率が大きくなるに従い、直流電圧制御系６Ｂの制御定数はＰ１＋Ｉ１／Ｓに近づき、有効電力制御に適した値に近づいていく。
【００６０】
その結果、図１または図３の直流電圧／有効電力制御回路を適用した場合、係数ｒが０〜１程度の値のとき良好な制御特性が得られるが、例えば図１の制御回路を用いて有効電力制御を支配しようとする場合には、ｒ》１とする必要がある。この場合には、△Ｐ×ｒが大きくなり、等価的に全体の増幅率が大きくなって不安定になる可能性がある。
【００６１】
それに対し、図５に示す制御回路１Ｃを適用した場合、係数ｒの値が１、すなわち完全な有効電力制御のみの状態からｒの値が０すなわち完全な直流電圧制御のみの状態まで変動させた状態でも、制御系６Ｂの増幅率が適切な値に設定することができる。
【００６２】
（第３の他の実施の形態）
図５に示す第３の実施の形態例では、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分に係数設定部１０の出力である係数ｒ１を乗算し、また直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に係数設定部１０の出力である係数ｒ２，すなわち（１−ｒ）を乗算したが、例えば図７に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に係数設定部１０の出力ｒ１を乗算し、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分に係数設定部１０の出力ｒ２を乗算する一方、有効電力制御系８Ｂについては、増幅率｛（１−ｒ）Ｐ１＋ｒ×Ｐ２｝をもつ増幅器８１ａおよび増幅率｛（１−ｒ）Ｉ１＋ｒ×Ｉ２｝／Ｓをもつ積分器８２ａとで構成することにより、図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合には、係数ｒは第１の実施の形態とは逆に直流電圧の比率を表す値となる。
【００６３】
また、図１の直流電圧制御系６Ａに代えて図８に示すような直流電圧制御系６Ｃのような構成でもよい。この直流電圧制御系６Ｃは、増幅器６１および積分器６２の入力側に増幅率１／（１−ｒ）をもつ係数手段６４を追加することにより、ｒ》１となった場合でも、全体の増幅率が大きくなるのを防止し、図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、以上の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成された直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いることにより、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施の形態）
図９は請求項４に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｄの構成を示す図である。
【００６６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｄは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力に直流電圧設定値Ｅｄ refを加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力設定値Ｐ refに係数Ｒａを乗算する係数手段２１とが設けられている。なお、係数Ｒａは、変換器例えば１０３Ａに接続される直流送電線１０５の直流回路の抵抗値に比例する係数が用いられる。
【００６７】
また、直流電圧／有効電力制御回路１Ｄには、係数手段２１の出力を加算演算手段４からの直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し、最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を得る加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを有し、この差分演算手段２３によって得られる差分を、例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に導入し、ここで出力Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００６８】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図９に示す制御回路１Ｄを適用すれば、係数手段２１の係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことができる。
【００６９】
すなわち、図５５に示す第２の従来装置では、２台の変換器（順変換器，逆変換器）１０３Ａ，１０３Ｂの間に長距離直流送電線１０５などの直流抵抗分の大きい直流回路を接続した直流送電システムであるが、このようなシステムでは図１０に示すような制御特性が得られる。つまり、両変換器には、図５６，図５７に示すように共通の直流電圧設定値Ｅｄ refと、互いに符号逆で値が等しい有効電力設定値Ｐ refとが与えられるが、直流回路の抵抗分が小さい場合には図１０のＲ１，Ｉ１で示す設定どおりで運転が行われるが、直流回路の抵抗Ｒdcが大きい場合には、順変換器側と逆変換器側との直流電圧に回路抵抗分の電圧降下分△Ｅｄ（＝Ｉdc・Ｒｄｃ；Ｉdcは直流電流）が生じるので、各変換器の運転点はＲ２，Ｉ２で示すような点となり、設定どおりの有効電力が得られなくなる。
【００７０】
これに対し、例えば順変換器側の制御装置に図９に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｄを適用すれば、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｐ refだけ高めた値となる。直流分の電圧降下は、直流線路の抵抗Ｒdcおよび直流電流Ｉdcによって算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧Ｅｄがほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されているので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ refとをほぼ等しくできる。
【００７１】
この場合には、２台の変換器１０３Ａ，１０３Ｂの運転点は、図１１に示すように設定値Ｐ refどおりの有効電力Ｐが得られる点に補正することができる。
【００７２】
また、順変換器側および逆変換器側の両方に図９に示す制御回路１Ｄを適用すれば、直流送電線の中間点までの抵抗分について補償を行えばよい。この中間点までの抵抗分をＲdc2 とすると、直流送電線の中間点に対する電圧降下分は、直流送電線の中間点までの抵抗分Ｒdc2 ×有効電力設定値Ｐ refで求められる。よって、係数手段２１の係数ＲａとしてＲdc2 を設定すれば、直流電圧設定値Ｅｄ
ref を補償できる。
【００７３】
従って、以上のような実施の形態によれば、図９に示す制御回路１Ｄを用いることにより、係数手段２１の係数Ｒａとして例えば図５５の直流送電線１０５の直流回路の抵抗分Ｒdcを設定すれば、電圧降下分の補償を行うことができ、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【００７４】
（第４の他の実施の形態）
図９に示す実施の形態では、加算演算手段２２を用いて直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段２１の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図１２に示すように有効電力設定値Ｐ refに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図９と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、図１３に示すように、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧設定値Ｅｄとの差分を得た後、この差分を対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正する構成であっても、図９と同様な効果を奏する。
【００７６】
さらに、以上の実施の形態では、電圧形自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（第５の実施の形態）
図１４は請求項５に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｅの構成を示す図である。
【００７８】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｅは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、直流電圧設定値Ｅｄ refに係数手段３の出力を加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、有効電力検出値Ｐａに対して変換器に接続される直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段２１と、前記加算演算手段４の補正された直流電圧設定値Ｅｄ refに係数手段２１の出力を加算し最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を取り出す加算演算手段２２とが設けられている。
【００７９】
さらに、最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy と変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を差分演算手段２３で求めた後、直流電圧制御系６に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００８０】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図１４の制御回路１Ｅを適用することにより、係数手段２１に所望の係数を設定することにより、直流線路抵抗分による電圧降下分の補償を行うことが可能である。
【００８１】
具体的には、第４の実施の形態と同様に順変換器側の制御回路１Ｄに代えて図１４に示す実施の形態の制御回路１Ｅを適用し、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdc2 を設定すれば、順変換器側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｐａだけ高めた値となる。なお、直流分の電圧降下は直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できるが、電圧型自励式変換器においては直流電圧Ｅｄはほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されているので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ
refとをほぼ等しくできる。
【００８２】
また、有効電力検出値Ｐａは、直流送電システムが運転を開始した直後はゼロで補正は行われないが、与えられた有効電力設定値Ｐ refに追従して電力が融通され始めるに従い、有効電力設定値Ｐ refに近い値となって補正が行われるようになり、最終的な運転点はＰ refによって補正を行った場合と同じになる。このことから、図５５に示す交直変換器の制御装置における直流電圧／有効電力制御回路１０６に図１４に示す制御回路１Ｅを適用すれば、第４の実施の形態と同様の作用を有することになる。
【００８３】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図１４に示す制御回路１Ｅを設けることにより、係数手段２１の係数Ｒａとして図５５の直流送電線１０５の直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、電圧降下分の補償を行うことができ、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００８４】
（第５の他の実施の形態）
図１４に示す実施の形態では、加算演算手段２２を用いて直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段２１の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図１５に示すように、有効電力検出値Ｐａに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図１４と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また、図１６に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正を行う場合でも、図１４と同様な効果を奏する。
【００８６】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（第６の実施の形態）
図１７は請求項６に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ａの構成を示す図である。
【００８８】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ａは、直流送電システムを構成する変換器の出力側である直流送電線１０５に直流電圧検出器１０７の他、新たに直流電流検出器３１を追加し、その直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcを直流電圧／有効電力制御回路１１（１１Ａ）に入力し、交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを取り出す構成である。
【００８９】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ａは、具体的には有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcに対して変換器に接続される直流送電線１０５の直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段２１と、この係数手段２１の出力を前記加算演算手段４で補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を取り出す加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力である最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を直流電圧制御系６に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００９０】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図１７の制御回路１１Ａを用い、かつ、係数手段２１に所望の係数を設定すれば、直流線路の抵抗分による電圧降下分を補償できる。
【００９１】
具体的には、順変換器側の制御回路に図１７に示す実施の形態の制御回路１１Ａを適用し、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdc2 を設定すれば、順変換器側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｉdcだけ高めの値となる。直流分の電圧降下は直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できる。このことから、図１８に示す交直変換器の制御装置の直流電圧／有効電力制御回路１１に図１７に示す直流電圧／有効電力制御回路１１Ａを適用すれば、検出された直流電流の大きさに応じて、図１８に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を図ることができる。
【００９２】
（第６の他の実施の形態）
図１７に示す実施の形態では、係数手段２１の出力を加算演算手段２２に導入し、係数手段２１の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算することにより当該直流電圧設定値の補正を行うようにしたが、例えば図１９に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図１７と同様の効果を有する。
【００９３】
また、図２０に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正する構成でも、図１７と同様の効果を奏する。
【００９４】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、同様の制御ブロックを用いて直流電圧と有効電力との制御を行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００９５】
（第７の実施の形態）
図２１は請求項７に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｆの構成を示す図である。
【００９６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｆは、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電力設定値Ｐ refに加算し補正された直流電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電力設定値Ｐ refを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記加算演算手段４ａから出力される補正された直流電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算し、最終的な有効電力設定値Ｐrefyを求める加算演算手段２２と、この加算演算手段２２で得られる最終的な有効電力設定値Ｐrefyと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に入力し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００９７】
この制御回路１Ｆをもった制御装置においては、係数手段３３に所望の係数を設定し直流線路抵抗分による有効電力損失分の補償を行うものである。すなわち、図５５に示す第２の従来装置は、２台の変換器（順変換器，逆変換器）１０３Ａ，１０３Ｂの間に長距離直流送電線１０５などの直流抵抗分の大きい直流回路を接続した直流送電システムでは、第４の実施の形態の作用で説明した通り、図１０に示すような制御特性が得られ、設定値どおりの有効電力が得られなくなる。
【００９８】
これに対し、例えば順変換器側の制御装置に図２１に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｆを適用すれば、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の有効電力設定値Ｐ ref＋Ｒdc×（Ｐ ref）2 という値になる。直流分の有効電力損失は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcにより算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧はほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されるので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ refとをほぼ等しくすることができる。
【００９９】
この場合には、２台の変換器１０３Ａ，１０３Ｂの運転点は、図２２に示すように設定値Ｐ refどおりの有効電力Ｐが得られる点に補正できる。また、順変換器側および逆変換器側の両方に図２１の制御回路１Ｆを適用すれば、直流送電線の中間点までの抵抗分について補償を行えばよい。この中間点までの抵抗分をＲａとすると、直流送電線の中間点に対する電圧降下分は、直流送電線の中間点までの抵抗分Ｒａ×（有効電力設定値Ｐ ref）2 から求められる。よって、係数手段３３に係数Ｒａを設定すれば、有効電力設定値Ｐ refを補償できる。
【０１００】
従って、以上のような実施の形態によれば、図２１に示す制御回路１Ｆを設けることにより、融通する有効電力の大きさに応じて、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１０１】
（第７の他の実施の形態）
図２１に示す交直変換器の制御装置では、係数手段３３の出力を加算演算手段２２に導入し、ここで係数手段３３の出力と有効電力設定値Ｐ refx とを加算することにより、有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図２３に示すように有効電力設定値設定値Ｐ refに、係数手段３３の出力である（Ｐ ref）2 ×Ｒａを直接加算し補正する構成であっても、図２１と同様の効果を有する。
【０１０２】
また、図２４に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算演算手段２３で加算し補正を行う構成であっても、図２１と同様の効果を奏する。
【０１０３】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器使用の直流送電システム、或いは電流型自励式変換器使用の直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
（第８の実施の形態）
図２５は請求項８に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｇの構成を示す図である。
【０１０５】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｇは、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電力設定値Ｐ refに加算し補正された直流電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力検出値Ｐａを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、補正された直流電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算し最終的な有効電力設定値Ｐrefyを求める加算演算手段２２と、この加算演算手段２２で得られる最終的な有効電力設定値Ｐrefyと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に入力し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１０６】
この制御回路１Ｇをもった制御装置においては、係数手段３３を設け、この係数手段３３に所望の係数を設定し直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うものである。すなわち、この実施の形態においても、例えば順変換器側の制御装置に図２５に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｇを適用し、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の有効電力設定値Ｐ ref＋Ｒdc×（Ｐａ）2 という値となる。直流分の有効電力損失は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcにより算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧Ｅｄはほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されるので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐａとをほぼ等しくすることができる。
【０１０７】
また、有効電力検出値Ｐａは、直流送電システムの運転開始直後はゼロであって補正が行われないが、与えられた設定値Ｐ refに追従して電力が融通され始めるに従い、有効電力設定値Ｐ refに近い値となって補正が行われるようになり、最終的な運転点は有効電力設定値Ｐ refにより補正を行った場合と同じになる。このことから、図５５に示す交直変換器の制御装置における直流電圧／有効電力制御回路１０６に図２５に示す制御回路１Ｇを用いたとしても、第７の実施の形態と同等の作用を有する。
【０１０８】
従って、以上のような実施の形態によれば、図２５に示す制御回路１Ｇを設けることにより、融通する有効電力の大きさに応じて、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１０９】
（第８の他の実施の形態）
図２５に示す交直変換器の制御装置では、係数手段３３を設け、この係数手段３３の出力と有効電力設定値Ｐ refx とを加算し有効電力設定値Ｐ refx の補正を行うようにしているが、例えば図２６に示すように有効電力設定値設定値Ｐ refに、係数手段３３の出力である（Ｐａ）2 ×Ｒａを直接加算して補正する構成であっても、図２５と同様の効果を有する。
【０１１０】
また、図２７に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算演算手段２３で加算し補正を行う場合でも、図２５と同様の効果を奏する。
【０１１１】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器使用の直流送電システム、或いは電流型自励式変換器使用の直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
（第９の実施の形態）
図２８は請求項９に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂの構成を示す図である。
【０１１３】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂは、具体的には直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcを２乗する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に対して変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記補正された有効電力設定値Ｐ refx に係数手段３３の出力を加算し最終的な有効電力設定値Ｐ refy を取り出す加算演算手段２２と、この有効電力設定値Ｐ refy と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１１４】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図２８の制御回路１１Ｂを用い、かつ、係数手段３３に所望の係数を設定すれば、直流線路抵抗分による電圧降下分の補償を行うことができる。すなわち、順変換器側の制御回路に図２８に示す実施の形態の制御回路１１Ｂを適用し、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換器側の直流電力設定値はＰ ref＋Ｒdc×（Ｉdc）2 となる。直流分の有効電力損失分は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できる。このことから、図１８に示す交直変換器の制御装置の直流電圧／有効電力制御回路１１に図２８に示す直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂを適用すれば、検出された直流電流の大きさに応じて、図１８に示す直流送電線１０５の直流回路抵抗分による有効電力損失分を補償でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力を融通することができる。
【０１１５】
（第９の他の実施の形態）
図２８に示す実施の形態では、直流電流検出値Ｉdcを２乗する２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３を設け、有効電力設定値Ｐref と係数手段３３の出力とを加算し設定値Ｐref の補正を行うようにしたが、例えば図２９に示すように、直流電流検出値Ｉdcの２乗出力に係数手段３３の係数Ｒａを乗算した後、この乗算後の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接加算し補正する構成であっても、図２８と同様の効果を有する。
【０１１６】
また、図３０に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算し補正を行う構成であっても、図２８と同様の効果を奏する。
【０１１７】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
（第１０の実施の形態）
図３１は請求項１０に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｈの構成を示す図である。
【０１１９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｈは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力設定値Ｐ refに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１２０】
よって、交直変換器の制御装置に以上のように図３１に示す制御回路１Ｈを用い、かつ、係数手段３３に係数Ｒａを設定することにより、この係数Ｒａにより直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行う。ここで、行われる補正の作用については、第４の実施の形態の作用ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｐ refという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｒdc×Ｐ refの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refx どおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２１】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３１のような制御回路１Ｈを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１２２】
（第１０の他の実施の形態１）
図３１に示す実施の形態では、直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図３２に示すように係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３１の実施の形態と同様な効果を奏する。また、図３３に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分Ｅｄ refy に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３１の実施の形態と同様な効果を奏する。
【０１２３】
また、図３１の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５がオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、図３４に示すように係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図３１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
さらに、図３１に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行う構成でもよい。直流回路の過電圧が問題になるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。そのようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での直流電圧設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１２５】
（第１０の他の実施の形態２）
図３５は第１０の実施の形態の他の構成例を示す図である。すなわち、図３１では有効電力設定値Ｐ refに係数Ｒａを乗算する構成としたが、図３５では有効電力Ｐａに係数を乗算する構成をもった直流電圧／有効電力制御回路１Ｊである。
【０１２６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｊは、具体的には，有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力検出値Ｐａに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１２７】
このような図３５に示す制御回路１Ｊによれば、係数手段３３が設け、この係数手段３３の係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行う。ここで、行われる補正の作用は、第５の実施の形態の作用ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｐａという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｐａ×Ｒdcの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refどおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２８】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３５のような制御回路１Ｊを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１２９】
（第１０の他の実施の形態３）
図３５に示す実施の形態では、直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算し直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図３６に示すように係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を有する。また、図３７に示すように、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１３０】
また、図３５の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５がオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図３８に示すように有効電力検出値Ｐａに係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３１】
さらに、図３５に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うようにすることもできる。直流回路の過電圧が問題になるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。そのようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１３２】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
（第１１の実施の形態）
図３９は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｃの構成を示す図である。
【０１３４】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｃは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、直流電流検出値Ｉdcに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、直流電流検出値Ｉdcに係数Ｒａを乗算した係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と係数手段３３の出力とを加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１３５】
よって、交直変換器の制御装置に図３９に示す制御回路１１Ｃを用い、かつ、係数Ｒａをもつ係数手段３３を設け、この係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の作用は、第６の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｉdcという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｉdc×Ｒdcの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refどおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１３６】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３９のような制御回路１１Ｃを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１３７】
（第１１の他の実施の形態）
図３９に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し直流電圧設定値Ｅｄ refx を補正するようにしたが、例えば図４０に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数を乗算した係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４１に示すように補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に対し係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１３８】
また、図３９の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図４２に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加し、補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx をさらに補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
さらに、図３９に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行う方式とすることもできる。直流回路の過電圧が問題となるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。このようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１４０】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
（第１２の実施の形態）
図４３は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｋの構成を示す図である。
【０１４２】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｋは、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力設定値Ｐ refを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、係数手段３３の出力を前記補正された有効電力設定値Ｐ refx に加算しさらに補正された有効電力設定値Ｐ refy を出力する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１４３】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図４３に示す制御回路１Ｋを用い、かつ、係数手段３３に直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを設定すれば、この係数Ｒａにより直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことができるが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うようにする。ここで、行われる補正の動作は、第７の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｐ ref）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｐ ref）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１４４】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図４３のような制御回路１Ｋを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１４５】
（第１２の他の実施の形態１）
図４３に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図４４に示すように有効電力設定値Ｐ refに係数手段３３の出力を直接補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４５に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１４６】
また、図４３の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図４６に示すように有効電力設定値Ｐ refを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加し、補正された有効電力設定値Ｐ refx をさらに補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
さらに、図４３に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高めの運転となり、逆変換機側は有効電力設定値どおりの運転をすることができる。
【０１４８】
（第１２の他の実施の形態２）
図４７は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｌの構成を示す図である。
【０１４９】
すなわち、図４３では有効電力設定値Ｐ refの２乗算演算後に係数Ｒａを乗算する構成であるが、図４７では有効電力検出値Ｐａを２乗算演算後に係数Ｒａを乗算する構成である。
【０１５０】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｌは、具体的には，直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力検出値Ｐａを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、係数手段３３の出力を補正された有効電力設定値Ｐ refx に加算しさらに補正する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１５１】
このような図４７に示す制御回路１Ｌをもつ交直変換器の制御装置においては、係数Ｒａをもつ係数手段３３を設け、この係数Ｒａで直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の動作は、第８の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｐａ）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｐａ）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１５２】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図４７のような制御回路１Ｌを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１５３】
（第１２の他の実施の形態３）
図４７に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図４８に示すように係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接補正する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４９に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１５４】
また、図４７の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図５０に示すように有効電力検出値Ｐａを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５５】
さらに、図４７に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高め運転となり、逆変換器側は有効電力設定値どおりの運転となる。
【０１５６】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器を２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１５７】
（第１３の実施の形態）
図５１は請求項１３に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｄの構成を示す図である。
【０１５８】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｄは、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電流検出値Ｉdcを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された有効電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１５９】
このような図５１に示す制御回路１１Ｄをもつ交直変換器の制御装置においては、係数手段３３に直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを設定すれば、この係数Ｒａで直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の動作は、第９の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｉdc）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｉdc）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１６０】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図５１のような制御回路１１Ｄを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図１８に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１６１】
（第１３の他の実施の形態）
図５１に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図５２に示すように係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接補正する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を有する。また、図５３に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１６２】
また、図５１の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図５４に示すように直流電流検出値Ｉdcを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
さらに、図５１に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高め運転となり、逆変換器側は有効電力設定値どおりの運転となる。
【０１６４】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器を２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１６５】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値と有効電力検出値との偏差に乗算する係数手段の係数を変えて有効電力制御または直流電圧制御の比率を変えた場合でも、直流電圧制御系または有効電力制御系の制御定数を適切な値に設定でき、安定な運転を確保できる。
【０１６６】
請求項４ないし請求項６に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値、有効電力検出値および直流電流検出値の何れかに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて直流電圧設定値と直流電圧検出値との偏差，ひいては直流電圧設定値を補正するようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による電圧降下が生じた場合でも、当該変換器の直流電圧設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６７】
請求項７ないし請求項９に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかを２乗演算した後、直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値を補正するようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による有効電力損失が生じた場合でも、当該変換器の有効電力設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６８】
請求項１０および請求項１１に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値が所定のレベル以下または以上のとき、つまり逆変換器運転時または順変換器運転時に補正を行うようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による電圧降下が生じた場合でも、逆変換器側或いは順変換器側の直流電圧設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６９】
請求項１２および請求項１３に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかを２乗演算した後、さらに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値が所定のレベル以下または以上のとき、つまり逆変換器運転時または順変換器運転時に補正を行うようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による有効電力損失が生じた場合でも、逆変換器側或いは順変換器側の有効電力設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の請求項１に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２】 図１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３】 本発明の請求項２に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４】 図３の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５】 本発明の請求項３に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図６】 図１に示す係数設定部の内部構成図。
【図７】 図５の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図８】 図５の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図９】 本発明の請求項４に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１０】 従来の直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図１１】 本発明の請求項４ないし請求項６に係わる直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図１２】 図９の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１３】 図９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１４】 本発明の請求項５に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１５】 図１４の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１６】 図１４の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１７】 本発明の請求項６に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１８】 複数の交直変換器から構成された直流送電システムにおける交直変換器の制御装置に直流電圧検出器の他に、直流電流検出器を設けた構成図。
【図１９】 図１７の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２０】 図１７の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２１】 本発明の請求項７に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２２】 本発明の請求項７ないし請求項９に係わる直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図２３】 図２１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２４】 図２１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２５】 本発明の請求項８に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２６】 図２５の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２７】 図２５の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２８】 本発明の請求項９に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２９】 図２８の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３０】 図２８の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３１】 本発明の請求項１０に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図３２】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３３】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３４】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３５】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３６】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３７】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３８】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３９】 本発明の請求項１１に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４０】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４１】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４２】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４３】 本発明の請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４４】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４５】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４６】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４７】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４８】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４９】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５０】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５１】 本発明の請求項１３に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図５２】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５３】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５４】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５５】 複数の交直変換器から構成される従来の一般的な直流送電システムを示す構成図。
【図５６】 第１の従来例を説明する直流電圧／有効電力制御回路の内部構成図。
【図５７】 第２の従来例を説明する直流電圧／有効電力制御回路の内部構成図。
【図５８】 第２の従来例における直流電圧／有効電力制御回路における直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｌ（１０６）…直流電圧／有効電力制御回路
１１Ａ〜１１Ｄ（１０６）…直流電圧／有効電力制御回路
２，２ａ…差分演算手段
３…係数手段
４，４ａ…加算演算手段
５…差分演算手段
６，６Ａ〜６Ｃ…直流電圧制御系
７…差分演算手段
８，８Ａ，８Ｂ…有効電力制御系
９…差分演算手段
１０…係数設定部
１４Ａ，１４Ｂ…乗算演算手段
２１，３３…係数手段
２２…加算演算手段
２３…差分演算手段
３１…直流電流検出器
３２…２乗演算手段
３４…レベル検出器
３５…スイッチ回路
３６…リミッタ回路
１０１Ａ，１０１Ｂ…交流系統母線
１０３Ａ，１０３Ｂ…自励式交直変換器
１０５…直流送電線
１０６…直流電圧／有効電力制御回路
１０７…直流電圧検出器
１１０…有効電力検出器
【発明の属する技術分野】
本発明は電力系統における直流送電システムに利用される交直変換器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，異なる交流電力系統間で相互に電力を融通し合う場合、各交流電力系統端に交直変換器を接続し、これら交直変換器の直流端子相互間を直流送電線で接続してなる直流送電システムが用いられている。
【０００３】
図５５はかかる直流送電システムとその制御装置を示したものであり、さらに具体的には電圧型自励式変換器を使用した２端子直流送電システムの構成を示す図である。
【０００４】
交流電力系統につながる第１および第２の交流系統母線１０１Ａ，１０１Ｂにはそれぞれ個別に変換器用変圧器１０２Ａ，１０２Ｂを介して自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂが接続されている。各自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂは、各アームがＧＴＯ（ゲートターンオフ）サイリスタとそれに並列接続されるダイオードとからなる，６相または１２相のブリッジ回路で構成されている。これら自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂの直流側端子間にはそれぞれ個別にコンデンサ１０４Ａ，１０４Ｂが並列に接続され、これら自励式変換器１０３Ａと自励式変換器１０３Ｂとの直流側間に直流送電線１０５が接続され、相互に電力を融通し合う構成となっている。
【０００５】
この２端子直流送電システムにおいては、潮流方向に応じて変換器１０３Ａおよび１０３Ｂのうちの一方（給電側）が順変換器として運転され、他方（受電側）が逆変換器として運転される。
【０００６】
なお、交直変換器１０３Ａおよび交直変換器１０３Ｂに関連する各種の検出器群およびこれら検出器群の検出結果に基づいて交直変換器１０３Ａ，１０３Ｂを制御する制御装置１０６は、交直変換器１０３Ａおよび交直変換器１０３Ｂとも同じ構成であるので、以下、図５５では交直変換器１０３Ａの関連部分のみについて説明する。
【０００７】
変換器１０３Ａ側の直流側には直流電圧検出器１０７が設けられ、直流送電線１０５の電圧，すなわち直流電圧Ｅｄを検出する。また、交流母線１０１Ａと変圧器１０２Ａとの間に変流器１０８1 が設けられ、この変流器１０８1 で検出される交流電流（三相）Ｉａと交流母線１０１Ａに接続される計器用変圧器１０９で検出される系統電圧Ｅａとを有効電力検出器１１０、無効電力検出器１１１に導入し、有効電力検出器１１０にて変換器１０３Ａの有効電力Ｐａを検出し、また無効電力検出器１１１にて無効電力Ｑａを検出する。
【０００８】
前記直流電圧検出器１０７の直流電圧Ｅｄは直流電圧設定値Ｅｄ refとの間で直流電圧偏差（＝Ｅｄ ref−Ｅｄ）が求められ、この直流電圧偏差が直流電圧／有効電力制御回路１０６の第１の入力端に入力される。この直流電圧／有効電力制御回路１０６の第２の入力端には有効電力Ｐａと有効電力設定値Ｐ refとから得られる有効電力偏差（＝Ｐ ref−Ｐａ）が入力される。また、無効電力Ｑａと無効電力設定値Ｑ refとの無効電力偏差（＝Ｑ ref−Ｑａ）が無効電力制御回路１１２に入力される。これら直流電圧／有効電力制御回路１０６、無効電力制御回路１１２はそれぞれ有効電力偏差，無効電力偏差を零とするための制御信号を出力する。
【０００９】
これら直流電圧／有効電力制御回路１０６の出力値および無効電力制御回路１１２の出力値は、それぞれ交流電圧制御回路１１３に対して交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refおよび無効電力成分の設定値Ｉｑ refとして与える。また、変流器１０８1 で検出される交流電流Ｉａは三相／二相変換回路１１４に入力され、ここで有効電力成分Ｉｄと無効電力成分Ｉｑとに分離され、交流電圧制御回路１１３に与えられる。
【００１０】
この交流電圧制御回路１１３は、交流電流Ｉａの有効電力成分Ｉｄおよび無効電力成分Ｉｑをそれぞれ直流電圧／有効電力制御回路１０６の出力である交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refおよび無効電力制御回路１１２の出力である交流電流の無効電力成分の設定値Ｉｑ refに等しくなるようなＰＷＭ制御信号のための位相角φと制御角Ｃｍとを演算し、ＰＷＭ制御回路１１５に与える。
【００１１】
このＰＷＭ制御回路１１５には、位相角φおよび制御角Ｃｍの他、交流母線１０１Ａに接続される計器用変圧器１０９から位相検出回路１１６を介して得られる交流母線１０１Ａの電圧位相θが入力され、ここで各信号φ，Ｃｍおよびθに基づいて、ＰＷＭ制御のための搬送波信号および三相正弦波のＰＷＭ制御信号を作成し、これら２つの信号の突き合わせによってオンパルス、オフパルスの発生タイミングを決定する。そして、このＰＷＭ制御回路１１５の出力信号に基づいて、パルス発生回路１１７は、変換器１０３Ｂの各アームに対するオンパルスおよびオフパルスを発生し、変換器１０３Ｂに与える。従って、この変換器１０３Ｂはこのパルスによって各アームのＧＴＯサイリスタがオン／オフを行うことにより所望の運転を行う。
【００１２】
以上のようにして直流送電システムは、有効電力設定値Ｐ refどおりの電力を順変換器運転の変換器１０３Ａ側から、逆変換器運転の変換器１０３Ｂ側へと融通し、また各変換器によって無効電力設定値Ｑ refどおりの無効電力を出力する運転が行われる。ここで、無効電力は各変換器出独自の設定値を有しそれぞれ独立に制御されるが、有効電力は両変換器で共通の値に制御される。具体的な制御では、両端の変換器１０３Ａ，１０３Ｂにより直流電圧と有効電圧とを分担し制御することにより、直流電圧を一定に保ちながら順変換器側から逆変換器側へ設定値どうりの有効電力を融通する。
【００１３】
図５６は以上のような制御を実現するための従来の１つの直流電圧／有効電力制御回路１０６の構成を示す図である（電気学会論文誌Ｂ、１１２巻１号１９〜２６頁）。
【００１４】
この直流電圧／有効電力制御回路１０６は、直流電圧検出値Ｅｄと直流電圧設定値Ｅｄ refとの偏差を零とするような制御値を出力する直流電圧制御器１２１と、有効電力検出値Ｐａと有効電力設定値Ｐ refとの偏差を零とするような制御値を出力する有効電力制御器１２２とが設けられている。この有効電力制御器１２２の出力値は、直流電圧制御器１２１の出力に対する最小リミット値として使用する。ここで、順変換器側（変換器１０３Ａ）では、直流電圧設定値Ｅｄ refとして直流電圧定格値を与え、逆変換器側（変換器１０３Ｂ）では、定格値より１０％程度小さな値を与えることにより、逆変換器側では直流電圧制御器１２１の出力が最小リミットにかかった状態となり、最小リミット値として与えられている有効電力制御器１２２の出力が最終的な出力Ｉｄ refとなる。このような構成の直流電圧／有効電力制御回路１０６を使用することにより、順変換器側で直流電圧を定格値どおりに制御し、順変換器側で必要な融通電力を制御できる。
【００１５】
図５７は従来のもう１つの直流電圧／有効電力制御回路１０６の構成を示す図である（電気学会電力技術研究会ＰＥ−９５−１２０）。
【００１６】
この直流電圧／有効電力制御回路１０６では、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を増幅器１２３で所定の増幅率で増幅した後、この増幅出力を、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に加算することにより、補正した直流電圧の差分△Ｅｄ′を取り出し、直流電圧制御器１２１に入力する。
【００１７】
この直流電圧制御器１２１は、補正した直流電圧の差分△Ｅｄ′が零になるように制御することにより、交流出力電流の有効電力成分のＩｄ refとして出力し、交流電流制御回路１１３に供給する。
【００１８】
このような構成の制御装置１０６を使用すると、図５８に示すような直流電圧と有効電力との関係が得られる。すなわち、有効電力検出値Ｐａが有効電力設定値Ｐ refと等しい場合は、直流電圧が設定値Ｅｄ refどおりの値となるように制御され、有効電力検出値と有効電力設定値とに差が生じると、その差に比例して直流電圧が変化し、図５８に示すように右下がりの特性となる。
【００１９】
従って、このような直流送電システムを構成する変換器に制御装置１０６を用いると、直流送電システム全体の有効電力設定値の和が零の場合には、各変換器は設定値どおりの有効電力を融通し、それに伴って直流電圧は当初与えられた直流電圧設定値どおりの値に制御される。一方、事故などにより、各変圧器に与えられる有効電力設定値に不平衡が生じたとき、すなわち、各変圧器の有効電力設定値の和が零でなくなると、不平衡分を各変換器が増幅率ｒに応じて分担し補償する。これによって、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとに差が生じ、直流電圧は当初与えられたＥｄ refとは異なる値で制御される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような２つの直流電圧／有効電力制御回路１０６のうち、後者の図５７の制御回路１０６では、増幅率ｒの値が大きいほど有効電力設定値Ｐ refに近い値の有効電力を得ることができる。すなわち、増幅率ｒを大きく設定するということは、直流電圧制御に対する有効電力制御の割合を高めるという意味合いがある。通常，有効電力制御を行う場合と直流電圧制御を行う場合とでは、適した増幅率が異なっているので、増幅率ｒの設定を変更した場合には直流電圧／有効電力制御回路１０６の増幅率が適切で無くなり、制御不安定になるといった課題がある。
【００２１】
また、直流送電システムの直流送電線１０５に大きな抵抗分があったとき、電力融通時に生ずる直流電流によって電圧降下が生ずる。
【００２２】
よって、従来の２つの変換器１０３Ａ，１０３Ｂに制御装置においては、検出された直流電圧に依存して有効電力制御を行うために、直流送電線１０５の抵抗による電圧降下の影響を受け、設定値どおりの有効電力が得にくく、また変換器１０３Ａ，１０３Ｂ間で相互に干渉が発生するという課題がある。
【００２３】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、有効電力制御および直流電圧制御時に増幅率を変更した場合でも、制御の安定化を確保する交直変換器の制御装置を提供することにある。
【００２４】
また、本発明の他の目的は、長距離直流送電時の直流回路に大きな抵抗分をもっている場合でも、設定値どおりの有効電力を融通する交直変換器の制御装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に対応する発明は、異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算した値を用いて直流電圧設定値を補正する電圧設定値補正手段と、係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記設定値補正手段で補正された直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、係数を変えて有効電力制御の比率を高めた場合でも、直流電圧制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２６】
請求項２に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算して得られる値を用いて有効電力を融通する変換器の有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、前記係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、電力設定値補正手段で補正された有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けることにより、係数を変えて直流電圧制御の比率を高めた場合でも、有効電力制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２７】
請求項３に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の乗算演算手段と、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第２の係数を乗算する第２の乗算演算手段と、第１の乗算演算手段の出力と第２の乗算演算手段の出力とを加算する加算演算手段と、前記第１の係数と前記第２の係数との比率に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記加算演算手段の加算出力が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、係数が１で最大で完全な有効電力制御のみの状態から係数が０で最小で完全な直流電圧制御のみの状態でも、直流電圧制御系の増幅率を制御対象に対し自動的に適切な値に設定し、制御の安定化を確保する。
【００２８】
また、請求項４に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力設定値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けることにより、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償でき、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００２９】
請求項５に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、請求項４に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３０】
また、請求項６に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、変換器直流側の直流電流検出値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、請求項４に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３１】
請求項７に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１、第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と交流電力系統からの有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行い、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３２】
請求項８に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、交流電力系統の有効電力検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正された有効電力設定値と有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けたことにより、請求項７に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３３】
請求項９に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、変換器直流側の直流電流検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統の有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設けたことにより、請求項７に対応する発明と同様の作用を有する。
【００３４】
請求項１０に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、前記有効電力設定値または前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設けたことにより、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３５】
請求項１１に対応する発明は、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値と交流電力系統の有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、変換器直流側の直流電流検出値に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる電圧降下分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通でき、適切な直流電圧の運転も可能である。
【００３６】
請求項１２に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記有効電力設定値の２乗または交流電力系統の有効電力検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正される有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる有効電力損失分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３７】
請求項１３に対応する発明は、直流電圧設定値と変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値の２乗に直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正された有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の有効電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを設け、直流送電線の直流回路の抵抗分で生ずる有効電力損失分を補償し、有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は請求項１に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態を示す要部構成図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ａの構成を示す図である。
【００３９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａは、有効電力を融通する変換器の有効電力設定値Ｐ refと交流系統母線から検出する有効電力検出値Ｐａとの差分を取り出す差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段（電圧設定値補正手段）４と、この加算演算手段４で得られる補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段５と、直流電圧制御系６Ａとによって構成されている。
【００４０】
この直流電圧制御系６Ａは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器６１と、積分演算項Ｉをもつ積分器６２と、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に基づいてそれぞれ比例演算および積分演算を実行し、得られる比例演算出力および積分演算出力とを加算する加算演算手段６３とを有し、前記差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００４１】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａをもつ制御装置においては、直流電圧制御に対する有効電力制御の比率は係数手段３の係数ｒによって決定される。今、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を△Ｐとし、また直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を△Ｅｄとすると、直流電圧制御系６Ａに入力される値は、△Ｅｄ＋△Ｐ×ｒとなる。この直流電圧制御系６Ａを構成する増幅器６１の増幅率はＰＩ，Ｐ２、また積分器６２の増幅率はＩ１，Ｉ２なるそれぞれ２つの値の関数によって設定される。これは、一般に、直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値が、また増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。その結果、増幅器６１の最終的な増幅率は、（Ｐ２＋ｒ×Ｐ１）／（１＋ｒ）から自動的に算出され、係数手段３の係数ｒに依存した値となる。積分器６２の増幅率も、（Ｉ２＋ｒ×Ｉ１）／ （１＋ｒ）から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する値となっている。
【００４２】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数手段３の係数ｒに応じて直流電圧制御系６Ａの増幅率が変化するので、例えば係数ｒが小さく有効電力制御の比率が小さい場合には直流電圧制御系６Ａの制御定数はほぼＰ２＋Ｉ２／Ｓとなり、直流電圧制御に適した値が使用される。一方、係数ｒが大きくなり、有効電力制御の比率が大きくなるに従い、直流電圧制御系６の制御定数はＰ１＋Ｉ１／Ｓに近づき、有効電力制御に適した値に近づいていく。このように係数ｒの値を変動させ、有効電力制御の比率を高めた場合でも、制御系６Ａの増幅率が適切な値に設定される。
【００４３】
（第１の他の実施の形態）
図１に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ａでは、加算演算手段４が係数手段３の出力と直流電圧設定値Ｅｄ refとを加算し直流電圧設定値を補正する構成としたが、例えば図２に示すような構成の直流電圧／有効電力制御回路１Ａ１であってもよい。
【００４４】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ａ１は、例えば直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を演算する差分演算手段７および当該差分演算手段７の出力側に加算演算手段４を設け、この加算演算手段４にて差分演算手段７の出力と係数手段３の出力とを加算することにより、直流電圧設定値の補正を行う場合でも、図１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４５】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂにより構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムでも、同様の制御ブロックを用いて、直流電圧と有効電力との制御を行うことにより、同様の効果を奏することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
図３は請求項２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ａの構成を示す図である。
【００４７】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂは、直流電圧設定値Ｅｄ refと変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力と変換器が融通する有効電力設定値Ｐ refとを加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、この加算演算手段４ａの補正された有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出器Ｐａとの差分を求める差分演算手段５ａと、有効電力制御系８Ａとによって構成されている。
【００４８】
この有効電力制御系８Ａは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器８１と、積分演算項Ｉをもつ積分器８２と、有効電力設定値と有効電力検出値との差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００４９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂをもつ制御装置は、有効電力制御に対する直流電圧制御の比率は係数手段３の係数ｒによって決定される。今、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を△Ｐとし、また直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を△Ｅｄとすると、有効電力制御系８Ａに入力される値は、△Ｐ＋△Ｅｄ×ｒとなる。ここで、有効電力制御系８Ａを構成する増幅器８１の増幅率はＰＩ，Ｐ２、また積分器８２の増幅率はＩ１，Ｉ２なるそれぞれ２つの関数の値で設定される。これは、一般に、直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値、また増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。その結果、増幅器８１の最終的な増幅率は、（Ｐ１＋ｒ×Ｐ２）／（１＋ｒ）から自動的に算出され、係数手段３の係数ｒに依存して変化する値となる。積分器８２の増幅率も、（Ｉ１＋ｒ×Ｉ２）／（１＋ｒ）から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する。
【００５０】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数手段３の係数ｒに応じて有効電力制御系８Ａの増幅率が変化するので、例えば係数ｒが小さく直流電圧制御の比率が小さい場合には有効電力制御系８Ａの制御定数はほぼＰ１＋Ｉ１／Ｓとなり、有効電力制御に適した値が使用される。一方、係数ｒが大きくなり、直流電圧制御の比率が大きくなるに従い、有効電力制御系８Ａの制御定数はＰ２＋Ｉ２／Ｓに近づき、直流電圧制御に適した値に近づいていく。このように係数ｒの値を変動させ、直流電圧制御の比率を高めた場合でも、制御系８Ａの増幅率を適切な値に設定できる。
【００５１】
（第２の他の実施の形態）
図３に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｂでは、加算演算手段４ａが係数手段３の出力と有効電力設定値Ｐ refとを加算し有効電力設定値を補正する構成としたが、例えば図４に示すような構成の直流電圧／有効電力制御回路１Ｂ１であってもよい。この直流電圧／有効電力制御回路１Ｂ１は、例えば有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を演算する差分演算手段９および当該差分演算手段９の出力側に加算演算手段４ａを設け、この加算演算手段４ａにて差分演算手段９の出力と係数手段３の出力とを加算し有効電力設定値の補正を行う構成でも、図３の実施形態と同様の効果を奏する。
【００５２】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成された直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図５は請求項３に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｃの構成を示す図である。
【００５４】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｃは、変換器が融通する有効電力設定値Ｐ refと交流系統母線側から検出される有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、図６に示すごとく手動等で設定される係数ｒをリミッタ回路１２および加算器１３を通して係数ｒ１，ｒ２を出力する係数設定部１０と、前記差分演算手段２で得られる出力に係数設定部１０の係数ｒ１を乗算する乗算演算手段１４Ａと、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を取り出す差分演算手段７と、この差分演算手段７の差分出力に係数設定部１８の係数ｒ２を乗算する乗算演算手段１４Ｂと、これら乗算演算手段１４Ａの出力と乗算演算手段１４Ｂの出力とを加算する加算演算手段４と、直流電圧制御系６Ｂとで構成されている。
【００５５】
この直流電圧制御系６Ｂは、比例・積分（ＰＩ）演算機能を有し、具体的には比例演算項Ｐをもつ増幅器６１ａと、積分演算Ｉをもつ積分器６２ｂと、２つの乗算演算手段１４Ａ，１４Ｂの出力の差分に基づいてそれぞれ比例演算および積分演算を実行し、得られる比例演算出力と積分演算出力とを加算する加算演算手段６３ａとからなり、直流電圧設定値と直流電圧検出値との差分が零となるような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【００５６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｃをもつ制御装置においては、交流電流の有効電力成分設定値Ｉｄ refにおける有効電力制御対直流電圧制御の比は手動設定等で与えられる係数設定部１０の係数ｒにより、ｒ：（１−ｒ）の比率となる。ここで、係数ｒはリミッタ回路１２によって０〜１の間の値に制限されるので、ｒおよび（１−ｒ）はそれぞれ０〜１の値となる。
【００５７】
一方、直流電圧制御系６Ｂを構成する増幅器６１ａの増幅率はＰ１，Ｐ２、また積分器６２ａの増幅率はＩ１，Ｉ２となるそれぞれ２つの関数の値で設定される。これは、一般に直流電圧制御に適した増幅率と有効電力制御に適した増幅率とが異なることに起因し、増幅率Ｐ１およびＩ１には有効電力制御に適した値、増幅率Ｐ２およびＩ２には直流電圧制御に適した値が設定される。
【００５８】
よって、増幅器６１ａの最終的な増幅率は、（１−ｒ）Ｐ２＋ｒＰ１から自動的に算出され、前記係数手段３の係数ｒに依存した値となる。また、積分器６２ａの増幅率も、｛（１−ｒ）Ｉ２＋ｒ×Ｉ１｝から算出され、同様に係数ｒに依存して変化する。
【００５９】
従って、以上のような実施の形態によれば、係数設定部１０の設定係数ｒに応じて直流電圧制御系６Ｂの増幅率が変化するが、係数ｒが小さく有効電力制御の比率が小さい場合には直流電圧制御系６Ｂの制御定数はほぼＰ２＋Ｉ２／Ｓとなり、直流電圧制御に適した値となり、一方、係数ｒが大きくなり、有効電力制御の比率が大きくなるに従い、直流電圧制御系６Ｂの制御定数はＰ１＋Ｉ１／Ｓに近づき、有効電力制御に適した値に近づいていく。
【００６０】
その結果、図１または図３の直流電圧／有効電力制御回路を適用した場合、係数ｒが０〜１程度の値のとき良好な制御特性が得られるが、例えば図１の制御回路を用いて有効電力制御を支配しようとする場合には、ｒ》１とする必要がある。この場合には、△Ｐ×ｒが大きくなり、等価的に全体の増幅率が大きくなって不安定になる可能性がある。
【００６１】
それに対し、図５に示す制御回路１Ｃを適用した場合、係数ｒの値が１、すなわち完全な有効電力制御のみの状態からｒの値が０すなわち完全な直流電圧制御のみの状態まで変動させた状態でも、制御系６Ｂの増幅率が適切な値に設定することができる。
【００６２】
（第３の他の実施の形態）
図５に示す第３の実施の形態例では、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分に係数設定部１０の出力である係数ｒ１を乗算し、また直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に係数設定部１０の出力である係数ｒ２，すなわち（１−ｒ）を乗算したが、例えば図７に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分に係数設定部１０の出力ｒ１を乗算し、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分に係数設定部１０の出力ｒ２を乗算する一方、有効電力制御系８Ｂについては、増幅率｛（１−ｒ）Ｐ１＋ｒ×Ｐ２｝をもつ増幅器８１ａおよび増幅率｛（１−ｒ）Ｉ１＋ｒ×Ｉ２｝／Ｓをもつ積分器８２ａとで構成することにより、図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合には、係数ｒは第１の実施の形態とは逆に直流電圧の比率を表す値となる。
【００６３】
また、図１の直流電圧制御系６Ａに代えて図８に示すような直流電圧制御系６Ｃのような構成でもよい。この直流電圧制御系６Ｃは、増幅器６１および積分器６２の入力側に増幅率１／（１−ｒ）をもつ係数手段６４を追加することにより、ｒ》１となった場合でも、全体の増幅率が大きくなるのを防止し、図５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、以上の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成された直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いることにより、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第４の実施の形態）
図９は請求項４に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｄの構成を示す図である。
【００６６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｄは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力に直流電圧設定値Ｅｄ refを加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力設定値Ｐ refに係数Ｒａを乗算する係数手段２１とが設けられている。なお、係数Ｒａは、変換器例えば１０３Ａに接続される直流送電線１０５の直流回路の抵抗値に比例する係数が用いられる。
【００６７】
また、直流電圧／有効電力制御回路１Ｄには、係数手段２１の出力を加算演算手段４からの直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し、最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を得る加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを有し、この差分演算手段２３によって得られる差分を、例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に導入し、ここで出力Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００６８】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図９に示す制御回路１Ｄを適用すれば、係数手段２１の係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことができる。
【００６９】
すなわち、図５５に示す第２の従来装置では、２台の変換器（順変換器，逆変換器）１０３Ａ，１０３Ｂの間に長距離直流送電線１０５などの直流抵抗分の大きい直流回路を接続した直流送電システムであるが、このようなシステムでは図１０に示すような制御特性が得られる。つまり、両変換器には、図５６，図５７に示すように共通の直流電圧設定値Ｅｄ refと、互いに符号逆で値が等しい有効電力設定値Ｐ refとが与えられるが、直流回路の抵抗分が小さい場合には図１０のＲ１，Ｉ１で示す設定どおりで運転が行われるが、直流回路の抵抗Ｒdcが大きい場合には、順変換器側と逆変換器側との直流電圧に回路抵抗分の電圧降下分△Ｅｄ（＝Ｉdc・Ｒｄｃ；Ｉdcは直流電流）が生じるので、各変換器の運転点はＲ２，Ｉ２で示すような点となり、設定どおりの有効電力が得られなくなる。
【００７０】
これに対し、例えば順変換器側の制御装置に図９に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｄを適用すれば、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｐ refだけ高めた値となる。直流分の電圧降下は、直流線路の抵抗Ｒdcおよび直流電流Ｉdcによって算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧Ｅｄがほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されているので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ refとをほぼ等しくできる。
【００７１】
この場合には、２台の変換器１０３Ａ，１０３Ｂの運転点は、図１１に示すように設定値Ｐ refどおりの有効電力Ｐが得られる点に補正することができる。
【００７２】
また、順変換器側および逆変換器側の両方に図９に示す制御回路１Ｄを適用すれば、直流送電線の中間点までの抵抗分について補償を行えばよい。この中間点までの抵抗分をＲdc2 とすると、直流送電線の中間点に対する電圧降下分は、直流送電線の中間点までの抵抗分Ｒdc2 ×有効電力設定値Ｐ refで求められる。よって、係数手段２１の係数ＲａとしてＲdc2 を設定すれば、直流電圧設定値Ｅｄ
ref を補償できる。
【００７３】
従って、以上のような実施の形態によれば、図９に示す制御回路１Ｄを用いることにより、係数手段２１の係数Ｒａとして例えば図５５の直流送電線１０５の直流回路の抵抗分Ｒdcを設定すれば、電圧降下分の補償を行うことができ、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【００７４】
（第４の他の実施の形態）
図９に示す実施の形態では、加算演算手段２２を用いて直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段２１の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図１２に示すように有効電力設定値Ｐ refに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図９と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、図１３に示すように、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧設定値Ｅｄとの差分を得た後、この差分を対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正する構成であっても、図９と同様な効果を奏する。
【００７６】
さらに、以上の実施の形態では、電圧形自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（第５の実施の形態）
図１４は請求項５に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｅの構成を示す図である。
【００７８】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｅは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、直流電圧設定値Ｅｄ refに係数手段３の出力を加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、有効電力検出値Ｐａに対して変換器に接続される直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段２１と、前記加算演算手段４の補正された直流電圧設定値Ｅｄ refに係数手段２１の出力を加算し最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を取り出す加算演算手段２２とが設けられている。
【００７９】
さらに、最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy と変換器直流側から検出される直流電圧検出値Ｅｄとの差分を差分演算手段２３で求めた後、直流電圧制御系６に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００８０】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図１４の制御回路１Ｅを適用することにより、係数手段２１に所望の係数を設定することにより、直流線路抵抗分による電圧降下分の補償を行うことが可能である。
【００８１】
具体的には、第４の実施の形態と同様に順変換器側の制御回路１Ｄに代えて図１４に示す実施の形態の制御回路１Ｅを適用し、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdc2 を設定すれば、順変換器側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｐａだけ高めた値となる。なお、直流分の電圧降下は直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できるが、電圧型自励式変換器においては直流電圧Ｅｄはほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されているので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ
refとをほぼ等しくできる。
【００８２】
また、有効電力検出値Ｐａは、直流送電システムが運転を開始した直後はゼロで補正は行われないが、与えられた有効電力設定値Ｐ refに追従して電力が融通され始めるに従い、有効電力設定値Ｐ refに近い値となって補正が行われるようになり、最終的な運転点はＰ refによって補正を行った場合と同じになる。このことから、図５５に示す交直変換器の制御装置における直流電圧／有効電力制御回路１０６に図１４に示す制御回路１Ｅを適用すれば、第４の実施の形態と同様の作用を有することになる。
【００８３】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図１４に示す制御回路１Ｅを設けることにより、係数手段２１の係数Ｒａとして図５５の直流送電線１０５の直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、電圧降下分の補償を行うことができ、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力を融通できる。
【００８４】
（第５の他の実施の形態）
図１４に示す実施の形態では、加算演算手段２２を用いて直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段２１の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図１５に示すように、有効電力検出値Ｐａに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図１４と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
また、図１６に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正を行う場合でも、図１４と同様な効果を奏する。
【００８６】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（第６の実施の形態）
図１７は請求項６に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ａの構成を示す図である。
【００８８】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ａは、直流送電システムを構成する変換器の出力側である直流送電線１０５に直流電圧検出器１０７の他、新たに直流電流検出器３１を追加し、その直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcを直流電圧／有効電力制御回路１１（１１Ａ）に入力し、交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを取り出す構成である。
【００８９】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ａは、具体的には有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分演算手段２の出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcに対して変換器に接続される直流送電線１０５の直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段２１と、この係数手段２１の出力を前記加算演算手段４で補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy を取り出す加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力である最終的な直流電圧設定値Ｅｄ refy と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を直流電圧制御系６に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００９０】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図１７の制御回路１１Ａを用い、かつ、係数手段２１に所望の係数を設定すれば、直流線路の抵抗分による電圧降下分を補償できる。
【００９１】
具体的には、順変換器側の制御回路に図１７に示す実施の形態の制御回路１１Ａを適用し、係数手段２１の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdc2 を設定すれば、順変換器側の直流電圧設定値Ｒdc×Ｉdcだけ高めの値となる。直流分の電圧降下は直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できる。このことから、図１８に示す交直変換器の制御装置の直流電圧／有効電力制御回路１１に図１７に示す直流電圧／有効電力制御回路１１Ａを適用すれば、検出された直流電流の大きさに応じて、図１８に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を図ることができる。
【００９２】
（第６の他の実施の形態）
図１７に示す実施の形態では、係数手段２１の出力を加算演算手段２２に導入し、係数手段２１の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算することにより当該直流電圧設定値の補正を行うようにしたが、例えば図１９に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数手段２１の係数Ｒａを乗算した後、直流電圧設定値Ｅｄ refに対して直接加算し補正する構成であっても、図１７と同様の効果を有する。
【００９３】
また、図２０に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段２１の出力を加算し補正する構成でも、図１７と同様の効果を奏する。
【００９４】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、同様の制御ブロックを用いて直流電圧と有効電力との制御を行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【００９５】
（第７の実施の形態）
図２１は請求項７に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｆの構成を示す図である。
【００９６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｆは、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電力設定値Ｐ refに加算し補正された直流電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電力設定値Ｐ refを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記加算演算手段４ａから出力される補正された直流電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算し、最終的な有効電力設定値Ｐrefyを求める加算演算手段２２と、この加算演算手段２２で得られる最終的な有効電力設定値Ｐrefyと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に入力し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【００９７】
この制御回路１Ｆをもった制御装置においては、係数手段３３に所望の係数を設定し直流線路抵抗分による有効電力損失分の補償を行うものである。すなわち、図５５に示す第２の従来装置は、２台の変換器（順変換器，逆変換器）１０３Ａ，１０３Ｂの間に長距離直流送電線１０５などの直流抵抗分の大きい直流回路を接続した直流送電システムでは、第４の実施の形態の作用で説明した通り、図１０に示すような制御特性が得られ、設定値どおりの有効電力が得られなくなる。
【００９８】
これに対し、例えば順変換器側の制御装置に図２１に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｆを適用すれば、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の有効電力設定値Ｐ ref＋Ｒdc×（Ｐ ref）2 という値になる。直流分の有効電力損失は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcにより算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧はほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されるので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐ refとをほぼ等しくすることができる。
【００９９】
この場合には、２台の変換器１０３Ａ，１０３Ｂの運転点は、図２２に示すように設定値Ｐ refどおりの有効電力Ｐが得られる点に補正できる。また、順変換器側および逆変換器側の両方に図２１の制御回路１Ｆを適用すれば、直流送電線の中間点までの抵抗分について補償を行えばよい。この中間点までの抵抗分をＲａとすると、直流送電線の中間点に対する電圧降下分は、直流送電線の中間点までの抵抗分Ｒａ×（有効電力設定値Ｐ ref）2 から求められる。よって、係数手段３３に係数Ｒａを設定すれば、有効電力設定値Ｐ refを補償できる。
【０１００】
従って、以上のような実施の形態によれば、図２１に示す制御回路１Ｆを設けることにより、融通する有効電力の大きさに応じて、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１０１】
（第７の他の実施の形態）
図２１に示す交直変換器の制御装置では、係数手段３３の出力を加算演算手段２２に導入し、ここで係数手段３３の出力と有効電力設定値Ｐ refx とを加算することにより、有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図２３に示すように有効電力設定値設定値Ｐ refに、係数手段３３の出力である（Ｐ ref）2 ×Ｒａを直接加算し補正する構成であっても、図２１と同様の効果を有する。
【０１０２】
また、図２４に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算演算手段２３で加算し補正を行う構成であっても、図２１と同様の効果を奏する。
【０１０３】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器使用の直流送電システム、或いは電流型自励式変換器使用の直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
（第８の実施の形態）
図２５は請求項８に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｇの構成を示す図である。
【０１０５】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｇは、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電力設定値Ｐ refに加算し補正された直流電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力検出値Ｐａを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、補正された直流電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算し最終的な有効電力設定値Ｐrefyを求める加算演算手段２２と、この加算演算手段２２で得られる最終的な有効電力設定値Ｐrefyと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に入力し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１０６】
この制御回路１Ｇをもった制御装置においては、係数手段３３を設け、この係数手段３３に所望の係数を設定し直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うものである。すなわち、この実施の形態においても、例えば順変換器側の制御装置に図２５に示す直流電圧／有効電力制御回路１Ｇを適用し、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換機側の有効電力設定値Ｐ ref＋Ｒdc×（Ｐａ）2 という値となる。直流分の有効電力損失は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcにより算出できるが、電圧型自励式変換器においては、直流電圧Ｅｄはほぼ１．０ｐｕに保たれて運転されるので、直流電流Ｉdcと有効電力設定値Ｐａとをほぼ等しくすることができる。
【０１０７】
また、有効電力検出値Ｐａは、直流送電システムの運転開始直後はゼロであって補正が行われないが、与えられた設定値Ｐ refに追従して電力が融通され始めるに従い、有効電力設定値Ｐ refに近い値となって補正が行われるようになり、最終的な運転点は有効電力設定値Ｐ refにより補正を行った場合と同じになる。このことから、図５５に示す交直変換器の制御装置における直流電圧／有効電力制御回路１０６に図２５に示す制御回路１Ｇを用いたとしても、第７の実施の形態と同等の作用を有する。
【０１０８】
従って、以上のような実施の形態によれば、図２５に示す制御回路１Ｇを設けることにより、融通する有効電力の大きさに応じて、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１０９】
（第８の他の実施の形態）
図２５に示す交直変換器の制御装置では、係数手段３３を設け、この係数手段３３の出力と有効電力設定値Ｐ refx とを加算し有効電力設定値Ｐ refx の補正を行うようにしているが、例えば図２６に示すように有効電力設定値設定値Ｐ refに、係数手段３３の出力である（Ｐａ）2 ×Ｒａを直接加算して補正する構成であっても、図２５と同様の効果を有する。
【０１１０】
また、図２７に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算演算手段２３で加算し補正を行う場合でも、図２５と同様の効果を奏する。
【０１１１】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器使用の直流送電システム、或いは電流型自励式変換器使用の直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
（第９の実施の形態）
図２８は請求項９に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂの構成を示す図である。
【０１１３】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂは、具体的には直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分演算手段２ａの出力に所定の係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電流検出器３１で検出される直流電流検出値Ｉdcを２乗する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に対して変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記補正された有効電力設定値Ｐ refx に係数手段３３の出力を加算し最終的な有効電力設定値Ｐ refy を取り出す加算演算手段２２と、この有効電力設定値Ｐ refy と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを設け、この差分演算手段２３の差分を有効電力制御系８に供給し、当該差分を零とするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１１４】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図２８の制御回路１１Ｂを用い、かつ、係数手段３３に所望の係数を設定すれば、直流線路抵抗分による電圧降下分の補償を行うことができる。すなわち、順変換器側の制御回路に図２８に示す実施の形態の制御回路１１Ｂを適用し、係数手段３３の係数Ｒａとして直流回路の抵抗分Ｒdcを設定すれば、順変換器側の直流電力設定値はＰ ref＋Ｒdc×（Ｉdc）2 となる。直流分の有効電力損失分は、直流線路の抵抗分Ｒdcおよび直流電流Ｉdcから算出できる。このことから、図１８に示す交直変換器の制御装置の直流電圧／有効電力制御回路１１に図２８に示す直流電圧／有効電力制御回路１１Ｂを適用すれば、検出された直流電流の大きさに応じて、図１８に示す直流送電線１０５の直流回路抵抗分による有効電力損失分を補償でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力を融通することができる。
【０１１５】
（第９の他の実施の形態）
図２８に示す実施の形態では、直流電流検出値Ｉdcを２乗する２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗分に比例する係数Ｒａを乗算する係数手段３３を設け、有効電力設定値Ｐref と係数手段３３の出力とを加算し設定値Ｐref の補正を行うようにしたが、例えば図２９に示すように、直流電流検出値Ｉdcの２乗出力に係数手段３３の係数Ｒａを乗算した後、この乗算後の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接加算し補正する構成であっても、図２８と同様の効果を有する。
【０１１６】
また、図３０に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分を求めた後、この差分に対して最終的に係数手段３３の出力を加算し補正を行う構成であっても、図２８と同様の効果を奏する。
【０１１７】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
（第１０の実施の形態）
図３１は請求項１０に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｈの構成を示す図である。
【０１１９】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｈは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力設定値Ｐ refに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１２０】
よって、交直変換器の制御装置に以上のように図３１に示す制御回路１Ｈを用い、かつ、係数手段３３に係数Ｒａを設定することにより、この係数Ｒａにより直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行う。ここで、行われる補正の作用については、第４の実施の形態の作用ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｐ refという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｒdc×Ｐ refの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refx どおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２１】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３１のような制御回路１Ｈを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１２２】
（第１０の他の実施の形態１）
図３１に示す実施の形態では、直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算し、直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図３２に示すように係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３１の実施の形態と同様な効果を奏する。また、図３３に示すように直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分Ｅｄ refy に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３１の実施の形態と同様な効果を奏する。
【０１２３】
また、図３１の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５がオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、図３４に示すように係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図３１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
さらに、図３１に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行う構成でもよい。直流回路の過電圧が問題になるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。そのようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での直流電圧設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１２５】
（第１０の他の実施の形態２）
図３５は第１０の実施の形態の他の構成例を示す図である。すなわち、図３１では有効電力設定値Ｐ refに係数Ｒａを乗算する構成としたが、図３５では有効電力Ｐａに係数を乗算する構成をもった直流電圧／有効電力制御回路１Ｊである。
【０１２６】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｊは、具体的には，有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に係数ｒを乗算する係数手段３と、この係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、前記有効電力検出値Ｐａに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項をもつ直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成である。
【０１２７】
このような図３５に示す制御回路１Ｊによれば、係数手段３３が設け、この係数手段３３の係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行う。ここで、行われる補正の作用は、第５の実施の形態の作用ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｐａという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｐａ×Ｒdcの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refどおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１２８】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３５のような制御回路１Ｊを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１２９】
（第１０の他の実施の形態３）
図３５に示す実施の形態では、直流電圧設定値Ｅｄ refx に係数手段３３の出力を加算し直流電圧設定値Ｅｄ refx の補正を行うようにしたが、例えば図３６に示すように係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を有する。また、図３７に示すように、直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１３０】
また、図３５の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５がオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図３８に示すように有効電力検出値Ｐａに係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図３５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３１】
さらに、図３５に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うようにすることもできる。直流回路の過電圧が問題になるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。そのようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１３２】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
（第１１の実施の形態）
図３９は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｃの構成を示す図である。
【０１３４】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｃは、有効電力設定値Ｐ refと有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２と、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに加算し補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx を出力する加算演算手段４と、直流電流検出値Ｉdcに変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、直流電流検出値Ｉdcに係数Ｒａを乗算した係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と係数手段３３の出力とを加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する直流電圧制御系６に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１３５】
よって、交直変換器の制御装置に図３９に示す制御回路１１Ｃを用い、かつ、係数Ｒａをもつ係数手段３３を設け、この係数Ｒａによって直流線路の抵抗分による電圧降下分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の作用は、第６の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の直流電圧設定値は、Ｅｄ refx ＋Ｒdc×Ｉdcという値となるが、補正により当該変換器の直流電圧を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、Ｉdc×Ｒdcの値が負となり、直流電圧が低めの運転となる。一方、順変換器運転中の変換器側の直流電圧はＥｄ refどおりの値に制御されるので、直流電圧の上昇を防ぐことができる。
【０１３６】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図３９のような制御回路１１Ｃを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができ、適切な直流電圧での運転を行うことができる。
【０１３７】
（第１１の他の実施の形態）
図３９に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refx に加算し直流電圧設定値Ｅｄ refx を補正するようにしたが、例えば図４０に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数を乗算した係数手段３３の出力を直流電圧設定値Ｅｄ refに直接補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４１に示すように補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx と直流電圧検出値Ｅｄとの差分に対し係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１３８】
また、図３９の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図４２に示すように直流電流検出値Ｉdcに係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加し、補正された直流電圧設定値Ｅｄ refx をさらに補正する構成であっても、図３９の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３９】
さらに、図３９に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行う方式とすることもできる。直流回路の過電圧が問題となるシステムでは、直流電圧の上昇を抑えるように制御する必要があるが、過電圧レベルに十分な余裕をもつ機器設計が行われている場合には、逆に直流電圧を高めとする運転を行った方が変換器の出力できる無効電力の領域を多くとることができる。このようなシステムでは、レベル検出器３４の設定をＰ ref＞０の検出に変更することにより、順変換器側の電圧を高めで運転し、逆変換器側での設定値Ｅｄ refどおりの直流電圧で運転することができる。
【０１４０】
さらに、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器が２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
（第１２の実施の形態）
図４３は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｋの構成を示す図である。
【０１４２】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｋは、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力設定値Ｐ refを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、係数手段３３の出力を前記補正された有効電力設定値Ｐ refx に加算しさらに補正された有効電力設定値Ｐ refy を出力する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐｄとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１４３】
従って、交直変換器の制御装置に以上のような図４３に示す制御回路１Ｋを用い、かつ、係数手段３３に直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを設定すれば、この係数Ｒａにより直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことができるが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うようにする。ここで、行われる補正の動作は、第７の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｐ ref）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｐ ref）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１４４】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図４３のような制御回路１Ｋを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による電圧降下分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１４５】
（第１２の他の実施の形態１）
図４３に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図４４に示すように有効電力設定値Ｐ refに係数手段３３の出力を直接補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４５に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１４６】
また、図４３の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図４６に示すように有効電力設定値Ｐ refを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加し、補正された有効電力設定値Ｐ refx をさらに補正する構成であっても、図４３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
さらに、図４３に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高めの運転となり、逆変換機側は有効電力設定値どおりの運転をすることができる。
【０１４８】
（第１２の他の実施の形態２）
図４７は請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１Ｌの構成を示す図である。
【０１４９】
すなわち、図４３では有効電力設定値Ｐ refの２乗算演算後に係数Ｒａを乗算する構成であるが、図４７では有効電力検出値Ｐａを２乗算演算後に係数Ｒａを乗算する構成である。
【０１５０】
この直流電圧／有効電力制御回路１Ｌは、具体的には，直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、有効電力検出値Ｐａを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、係数手段３３の出力を補正された有効電力設定値Ｐ refx に加算しさらに補正する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１５１】
このような図４７に示す制御回路１Ｌをもつ交直変換器の制御装置においては、係数Ｒａをもつ係数手段３３を設け、この係数Ｒａで直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の動作は、第８の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｐａ）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｐａ）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１５２】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図４７のような制御回路１Ｌを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図５５に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１５３】
（第１２の他の実施の形態３）
図４７に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図４８に示すように係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接補正する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を有する。また、図４９に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１５４】
また、図４７の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図５０に示すように有効電力検出値Ｐａを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図４７の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５５】
さらに、図４７に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高め運転となり、逆変換器側は有効電力設定値どおりの運転となる。
【０１５６】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器を２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１５７】
（第１３の実施の形態）
図５１は請求項１３に係わる交直変換器の制御装置の一実施の形態の要部構成を示す図であって、詳細には図５５に示す交直変換器の制御装置に用いられている直流電圧／有効電力制御回路１０６に代わる本発明の要部となる直流電圧／有効電力制御回路１１Ｄの構成を示す図である。
【０１５８】
この直流電圧／有効電力制御回路１１Ｄは、直流電圧設定値Ｅｄ refと直流電圧検出値Ｅｄとの差分を求める差分演算手段２ａと、この差分に対して係数ｒを乗算する係数手段３と、係数手段３の出力を有効電力設定値Ｐ refに加算し補正された有効電力設定値Ｐ refx を出力する加算演算手段４ａと、直流電流検出値Ｉdcを２乗演算する２乗演算手段３２と、この２乗演算手段３２の出力に変換器に接続される直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを乗算する係数手段３３と、前記有効電力設定値Ｐ refがゼロよりも小さいか否かを検出するレベル検出器３４と、このレベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにオンし、係数手段３３の出力を通すスイッチ回路３５と、前記補正された有効電力設定値Ｐ refx と係数手段３３の出力とを加算する加算演算手段２２と、この加算演算手段２２の出力と有効電力検出値Ｐａとの差分を求める差分演算手段２３とを備え、この差分演算手段２３の差分出力を例えば比例・積分項を有する有効電力制御系８に入力し、ここで差分を零にするような制御信号，つまり交流電流の有効電力成分の設定値Ｉｄ refを出力する構成となっている。
【０１５９】
このような図５１に示す制御回路１１Ｄをもつ交直変換器の制御装置においては、係数手段３３に直流回路の抵抗値に比例した係数Ｒａを設定すれば、この係数Ｒａで直流線路の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うが、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときにスイッチ回路３５をオンし、変換器の融通電力が負のとき、すなわち逆変換器の運転のときのみ補正を行うものである。ここで、行われる補正の動作は、第９の実施の形態の動作ですでに説明した通り、補正の行われた変換器の有効電力設定値は、Ｐ refx ＋Ｒdc×（Ｉdc）2 という値となるが、補正により当該変換器の有効電力を上昇させたくない場合、変換器の運転状態が逆変換器運転の時のみスイッチ回路３５を投入するようにレベル検出回路３４のレベルを設定すれば、逆変換器側の有効電力設定値は（Ｉdc）2 ×Ｒdc−Ｐ refx という値となり、与えられた有効電力設定値よりも直流線路の抵抗分による有効電力損失分だけ小さい値となる。一方、順変換器運転中の変換器側の有効電力はＰ refどおりの値に制御され、有効電力の上昇を防ぐことができる。
【０１６０】
従って、以上のような実施の形態によれば、交直変換器の制御装置に図５１のような制御回路１１Ｄを設けることにより、変換器の運転状態によって、融通する有効電力の大きさに応じた、図１８に示す直流送電線１０５の抵抗分による有効電力損失分の補償を行うことにより、適切な有効電力の融通を行うことができる。
【０１６１】
（第１３の他の実施の形態）
図５１に示す実施の形態では、係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refx に加算し有効電力設定値Ｐ refx を補正するようにしたが、例えば図５２に示すように係数手段３３の出力を有効電力設定値Ｐ refに直接補正する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を有する。また、図５３に示すように有効電力設定値Ｐ refx と有効電力検出値Ｐａとの差分に対して係数手段３３の出力を補正する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を有する。
【０１６２】
また、図５１の実施の形態では、レベル検出器３４によってＰ refがゼロよりも小さいときスイッチ回路３５をオンし、逆変換器運転時のみ補正を行う構成としたが、例えば図５４に示すように直流電流検出値Ｉdcを２乗演算後、係数Ｒａを乗じた係数手段３３の出力に対し、最大リミット値をゼロに設定したリミッタ回路３６を追加する構成であっても、図５１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
さらに、図５１に示す実施の形態では、Ｐ ref＜０，すなわち逆変換器運転時のみ補正を行うようにしたが、逆にＰ ref＞０すなわち順変換器運転時のみ補正を行うこともできる。第１の実施の形態では、逆変換器側の融通電力は、有効電力設定値より直流線路の抵抗分の損失分だけ少ない値となるが、逆変換器側の融通電力を有効電力設定値どおりに確保したい場合、レベル検出器３４をＰref ＞０となるように設定すれば、順変換器側の有効電力設定値は直流線路の抵抗分の損失分だけ高め運転となり、逆変換器側は有効電力設定値どおりの運転となる。
【０１６４】
また、以上の実施の形態では、電圧型自励式変換器１０３Ａ，１０３Ｂによって構成される直流送電システムを前提として説明したが、他励式変換器を使用した直流送電システム、或いは電流型自励式変換器を使用した直流送電システム、またはこれらの変換器を２種類以上混在した直流送電システムにおいても、直流電圧と有効電力との制御を同様の制御ブロックを用いて行うことにより、同様の効果を得ることができる。
【０１６５】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値と有効電力検出値との偏差に乗算する係数手段の係数を変えて有効電力制御または直流電圧制御の比率を変えた場合でも、直流電圧制御系または有効電力制御系の制御定数を適切な値に設定でき、安定な運転を確保できる。
【０１６６】
請求項４ないし請求項６に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値、有効電力検出値および直流電流検出値の何れかに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて直流電圧設定値と直流電圧検出値との偏差，ひいては直流電圧設定値を補正するようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による電圧降下が生じた場合でも、当該変換器の直流電圧設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６７】
請求項７ないし請求項９に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかを２乗演算した後、直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値を補正するようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による有効電力損失が生じた場合でも、当該変換器の有効電力設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６８】
請求項１０および請求項１１に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値が所定のレベル以下または以上のとき、つまり逆変換器運転時または順変換器運転時に補正を行うようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による電圧降下が生じた場合でも、逆変換器側或いは順変換器側の直流電圧設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【０１６９】
請求項１２および請求項１３に係わる交直変換器の制御装置によれば、有効電力設定値，有効電力検出値および直流電流検出値の何れかを２乗演算した後、さらに直流送電線の直流回路の抵抗分に比例する係数を乗算し、この乗算値を用いて有効電力設定値が所定のレベル以下または以上のとき、つまり逆変換器運転時または順変換器運転時に補正を行うようにしたので、複数変換器間の直流送電線の抵抗分による有効電力損失が生じた場合でも、逆変換器側或いは順変換器側の有効電力設定値を適切に補正でき、与えられた有効電力設定値どおりの有効電力の融通を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の請求項１に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２】 図１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３】 本発明の請求項２に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４】 図３の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５】 本発明の請求項３に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図６】 図１に示す係数設定部の内部構成図。
【図７】 図５の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図８】 図５の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図９】 本発明の請求項４に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１０】 従来の直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図１１】 本発明の請求項４ないし請求項６に係わる直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図１２】 図９の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１３】 図９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１４】 本発明の請求項５に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１５】 図１４の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１６】 図１４の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図１７】 本発明の請求項６に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図１８】 複数の交直変換器から構成された直流送電システムにおける交直変換器の制御装置に直流電圧検出器の他に、直流電流検出器を設けた構成図。
【図１９】 図１７の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２０】 図１７の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２１】 本発明の請求項７に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２２】 本発明の請求項７ないし請求項９に係わる直流電圧／有効電力制御回路を適用し、かつ、直流送電線に抵抗分がある場合の直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【図２３】 図２１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２４】 図２１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２５】 本発明の請求項８に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２６】 図２５の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２７】 図２５の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図２８】 本発明の請求項９に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図２９】 図２８の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３０】 図２８の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３１】 本発明の請求項１０に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図３２】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３３】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３４】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３５】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３６】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３７】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３８】 図３１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図３９】 本発明の請求項１１に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４０】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４１】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４２】 図３９の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４３】 本発明の請求項１２に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図４４】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４５】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４６】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４７】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４８】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図４９】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５０】 図４３の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５１】 本発明の請求項１３に係わる交直変換器の制御装置の中の直流電圧／有効電力制御回路の一実施形態を示すブロック構成図。
【図５２】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路の他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５３】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５４】 図５１の直流電圧／有効電力制御回路のさらに他の実施形態を示すブロック構成図。
【図５５】 複数の交直変換器から構成される従来の一般的な直流送電システムを示す構成図。
【図５６】 第１の従来例を説明する直流電圧／有効電力制御回路の内部構成図。
【図５７】 第２の従来例を説明する直流電圧／有効電力制御回路の内部構成図。
【図５８】 第２の従来例における直流電圧／有効電力制御回路における直流電圧と有効電力との関係を説明する特性図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｌ（１０６）…直流電圧／有効電力制御回路
１１Ａ〜１１Ｄ（１０６）…直流電圧／有効電力制御回路
２，２ａ…差分演算手段
３…係数手段
４，４ａ…加算演算手段
５…差分演算手段
６，６Ａ〜６Ｃ…直流電圧制御系
７…差分演算手段
８，８Ａ，８Ｂ…有効電力制御系
９…差分演算手段
１０…係数設定部
１４Ａ，１４Ｂ…乗算演算手段
２１，３３…係数手段
２２…加算演算手段
２３…差分演算手段
３１…直流電流検出器
３２…２乗演算手段
３４…レベル検出器
３５…スイッチ回路
３６…リミッタ回路
１０１Ａ，１０１Ｂ…交流系統母線
１０３Ａ，１０３Ｂ…自励式交直変換器
１０５…直流送電線
１０６…直流電圧／有効電力制御回路
１０７…直流電圧検出器
１１０…有効電力検出器
Claims (13)
- 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に係数を乗算して得られる値を用いて直流電圧設定値を補正する電圧設定値補正手段と、前記係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記設定値補正手段で補正された直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算して得られる値を用いて有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、前記係数に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記電力設定値補正手段で補正された有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の乗算演算手段と、直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に第２の係数を乗算する第２の乗算演算手段と、前記第１の乗算演算手段の出力と第２の乗算演算手段の出力とを加算する加算演算手段と、前記第１の係数と前記第２の係数との比率に応じて増幅率が変化する演算項を有し、前記加算演算手段の加算出力が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力設定値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて直流電圧設定値を補正する補正手段と、この補正手段で補正される直流電圧設定値と前記直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通と合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
前記直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値の２乗に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記交流電力系統から検出される有効電力検出値の２乗に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正された有効電力設定値と有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に第１の係数を乗算する第１の係数手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値の２乗に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する第２の係数を乗算する第２の係数手段と、これら第１および第２の係数手段の出力を用いて前記有効電力設定値を補正する電力設定値補正手段と、この補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、前記有効電力設定値または前記有効電力検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
有効電力を融通する前記変換器の有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差に係数を乗算し直流電圧設定値を補正する第１の電圧設定値補正手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電圧設定値補正手段によって補正された直流電圧設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電圧設定値補正手段と、この第２の電圧設定値補正手段で補正される直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する直流電圧制御系とを備え、この直流電圧制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記有効電力設定値の２乗または前記交流電力系統から検出される有効電力検出値の２乗に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正される有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。 - 異なる交流電力系統にそれぞれ設置される交直変換器の直流側を直流送電線で接続し電力を融通し合う直流送電システムに用いられる交直変換器の制御装置において、
直流電圧設定値と前記変換器直流側の直流電圧検出値との差に係数を乗算し有効電力設定値を補正する第１の電力設定値補正手段と、前記変換器直流側の直流電流検出値の２乗に前記直流送電線の直流回路の抵抗値に比例する係数を乗算する係数手段と、前記有効電力設定値から前記変換器が順変換運転または逆変換運転の運転状態を判断し、所要の運転状態の時，前記第１の電力設定値補正手段によって補正された有効電力設定値に前記係数手段の出力を用いてさらに補正する第２の有効電力設定値補正手段と、この第２の有効電力設定値補正手段で補正される有効電力設定値と前記交流電力系統から検出される有効電力検出値との差が零に近づくように制御演算を実行する有効電力制御系とを備え、この有効電力制御系から交流電流の有効電力成分の設定値を出力することを特徴とする交直変換器の制御装置。
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