JP3899446B2 - DC link system and operation method thereof - Google Patents

DC link system and operation method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP3899446B2
JP3899446B2 JP21687498A JP21687498A JP3899446B2 JP 3899446 B2 JP3899446 B2 JP 3899446B2 JP 21687498 A JP21687498 A JP 21687498A JP 21687498 A JP21687498 A JP 21687498A JP 3899446 B2 JP3899446 B2 JP 3899446B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
converter
main circuit
forward converter
circuit
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
Application number
JP21687498A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000050498A (en
Inventor
雅一 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP21687498A priority Critical patent/JP3899446B2/en
Publication of JP2000050498A publication Critical patent/JP2000050498A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3899446B2 publication Critical patent/JP3899446B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流連携システムおよびその運転方法に係り、特に、直流主回路を間にして互いに接続された一対の電力変換器をそれぞれ相異なる交流系統に接続し、一方の電力変換器を順変換器として運転し、他方の電力変換器を逆変換器として運転する直流連携システムにおいて、順変換器側の交流系統の故障時に各電力変換器の運転を制御するに好適な直流連携システムおよびその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
直流送電を行なうための直流連携システムとして、直流リアクトルを有する直流主回路を間にして互いに接続された一対の電力変換器(交直変換器)をそれぞれ相異なる交流系統に接続し、一方の電力変換器を順変換器(交流を直流に変換する変換器)として運転し、他方の電力変換器を逆変換器(直流を交流に変換する変換器)として運転するシステムが知られている。
【0003】
従来、直流連携システムを運転するに際しては、逆変換器側で直流電圧を一定にする定電圧制御を実施し、順変換器側では逆変換器側よりも高い電位になるように電力変換器の点弧角を制御することで直流電流を一定にする定電流制御を実施し、一方の交流系統から他方の交流系統に電力を融通することが行なわれている。そして順変換器側の交流系統に雷撃に伴う地絡故障などが発生したときには、順変換器側の交流電圧の低下に伴って順変換器側の電圧制御が不可能となるため、順変換器を構成する三相のスイッチング素子、例えばサイリスタのうち同一相の上下のサイリスタを同時に点弧させるバイパスペア制御を行ない、交流系統と直流主回路とを切り離して順変換器の運転を停止させ、交流系統の故障が回復したあとに順変換器を再起動させることが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、順変換器側の交流系統に故障が発生した場合、順変換器側の交流電圧が順変換器の各サイリスタを点弧するに十分でない電圧まで低下したときには、順変換器の運転を継続することができないので、順変換器に対してバイパスペア制御を実施して順変換器の運転を停止し、交流系統と直流主回路とを切り離すことが行なわれている。順変換器の運転停止に伴って交流系統と直流主回路とが切り離されると、直流主回路の直流電流は断続することになり、直流主回路からの直流電力を用いる逆変換器の運転を停止することが余儀なくされる。このため、逆変換器の運転が停止されたあと逆変換器が再起動されるまでの間、逆変換器に接続された交流系統には電力が供給されなくなる。
【0005】
本発明の目的は、順変換器側の交流系統の故障時にも直流主回路からの直流電力を用いる機器の運転を継続することができる直流連携システムとその運転方法及び電力変換装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、交流系統からの交流電力を直流電力に変換して直流主回路に出力する順変換器と、前記直流主回路からの直流電力を交流電力に変換して前記交流系統とは異なる交流系統に出力する逆変換器と、直流電力を発生する直流電力発生手段と、前記直流主回路と前記直流電力発生手段とを結ぶ回路を形成しこの回路を指令に応じて開閉する開閉手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで前記順変換器の運転を停止させる順変換器制御手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に前記開閉手段に閉路を指令しそのあと開路を指令する開閉指令手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に前記直流主回路の状態に応じて前記逆変換器の変換出力を制御する逆変換器制御手段とを備えてなる直流連携システムを構成したものである。
【0007】
また、本発明は、相互に異なる交流系統に接続されるとともに直流主回路を間にして互いに接続された一対の電力変換器のうち一方の電力変換器を順変換器として運転し、他方の電力変換器を逆変換器として運転し、前記順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで前記順変換器の運転を停止させるとともに、前記直流主回路に接続された開閉手段を閉じて直流電源から前記直流主回路に直流電力を供給し、かつ前記直流主回路の電流に応じて前記逆変換器の変換出力を制御し、そのあと前記開閉手段を開いて前記直流電源から前記直流主回路への直流電力の供給を停止する直流連携システムの運転方法を採用したものである。
【0008】
また、本発明は、交流系統からの交流電力を直流電力に変換して直流主回路に出力する順変換器と、前記直流主回路からの直流電力を指定の電力に制限して負荷に出力するリミッタと、直流電力を発生する直流電力発生手段と、前記直流主回路と前記直流電力発生手段とを結ぶ回路を形成しこの回路を指令に応じて開閉する開閉手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで前記順変換器の運転を停止させる順変換器制御手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時にに閉路を指令しそのあと開路を指令する開閉指令手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に前記直流主回路の状態に応じて前記リミッタの出力を制御するリミッタ制御手段とを備えてなる電力変換装置を構成したものである。
【0009】
前記した手段によれば、順変換器側の交流系統の故障時に、交流系統の故障が回復するまで順変換器の運転を停止させるとともに、開閉手段を閉じて直流電源(直流電力発生手段)から直流主回路に直流電力を供給し、かつ直流主回路の状態(電流)に応じて逆変換器の変換出力を制御し、順変換器側の交流系統の故障が回復する状態になったときに開閉手段を開いて直流電源(直流電力発生手段)から直流主回路への直流電力の供給を停止するようにしているため、順変換器側の交流系統の故障時に、順変換器の運転停止に伴って順変換器側の交流系統と直流主回路とが分離されても、直流電源(直流電力発生手段)からの直流電力を直流主回路に供給することができ、直流主回路からの直流電力を用いる機器、例えば逆変換器、リミッタの運転を継続することができ、交流系統の故障除去と同時にシステムを停止することなく再起動することが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0011】
図1は本発明の一実施形態を示すシステムの全体構成図である。図1において、#1の三相交流系統10には交流系統連携遮断機12、変圧器14を介して交直変換器(電力変換器)16が接続されており、#2の三相交流系統48には交流系統連携遮断機46、変圧器44を介して交直変換器(電力変換器)40が接続されている。交直変換器16、40はそれぞれスイッチング素子として、例えば図2に示すように、6個のサイリスタQ1〜Q6を備えて構成されており、制御装置56または58からのスイッチング制御信号により、交流電力を直流電力にあるいは直流電力を交流電力に変換できるように構成されている。そして各交直変換器16、40は互いに直流主回路18を間にして互いに接続されており、各交直変換器16、40は、直流連携システムの1要素として、交流系統10から直流主回路18を介して交流系統48に電力を供給するときには、交直変換器16を順変換器として運転し、交直変換器40を逆変換器として運転し、逆に、交流系統48から直流主回路18を介して交流系統10に電力を供給するときには、交直変換器40を順変換器として運転し、交直変換器16を逆変換器として運転し、交流系統10と交流系統48との間で相互に電力の融通が行なえるようになっている。
【0012】
直流主回路18は直流リアクトル30を主要素として構成されており、直流リアクトル30の両端がそれぞれ交直変換器16、40の一端にそれぞれ接続されている。なお、交直変換器16、40の他端はそれぞれ接地されている。また、直流リアクトル30の両側には開閉手段として開閉遮断機22、32が接続されている。開閉遮断機22はコンデンサ24、バッテリー26を介して開閉遮断機28に接続され、開閉遮断機32はバッテリー34、コンデンサ36を介して開閉遮断機38に接続され、各開閉遮断機28、38の一端は接地されている。コンデンサ24、バッテリー26は直流電源(直流電力発生手段)として互いに並列に接続され、各開閉遮断機22、28とは互いに直列に接続されている。またバッテリー34、コンデンサ36は直流電源(直流電力発生手段)として互いに接続され、開閉遮断機32、38とは互いに直列に接続されている。開閉遮断機22、28は直流主回路18とコンデンサ24とを結ぶ回路を形成し、制御装置58からの指令に応答して回路を開閉するように構成されている。また開閉遮断機32、38は、直流主回路18とコンデンサ36とを結ぶ回路を形成し、制御装置56からの指令に応答して回路を開閉するように構成されている。すなわち、開閉遮断機22、28、32、38は、通常の運転時にはそれぞれ回路を開き(開放状態)、交流系統10の故障時には開閉遮断機22、28のみが回路を閉じ(投入状態)、交流系統48の故障時には開閉遮断機32、38のみが回路を閉じるようになっている。
【0013】
制御装置56はプロテクションリレー54に接続されており、プロテクションリレー54は変流器50、変圧器52を介して変圧器14の一次側に接続されている。そして交流系統10において地絡などの故障が発生したときには、プロテクションリレー54から故障検知信号が制御装置56に入力されるようになっている。また制御装置58は、プロテクションリレー64に接続されており、プロテクションリレー64は変流器60、変圧器62を介して変圧器44の一次側に接続されている。そして交流系統48において地絡のなどの故障が発生したときに、プロテクションリレー64から故障検知信号が制御装置58に入力されるようになっている。なお、各制御装置56、58は同一の構成であるため、以下制御装置58の具体的構成についてのみ説明する。
【0014】
制御装置58は制御装置56と相互に接続されているとともに、直流主回路18の電圧を検出する電圧センサ20と、直流主回路18の電流を検出する電流センサ42に接続されている。そして制御装置58は、制御装置56からのペア制御信号100、電圧センサ20と電流センサ42からの信号にしたがって交直変換器40の変換出力を制御するとともに、開閉遮断機22、28の開閉を制御するために、電圧検出部66、ANDゲート68、制御演算部70、最適点呼指令値選択部72、電流検出部74、切替部76、ANDゲート78を備えて構成されている。
【0015】
電圧検出部66は、電流センサ42の検出による電流が設定レベル以上であることを条件に(直流主回路18に設定レベル以上の電流が流れていることを条件に)、電圧センサ20の検出による電圧が設定レベル以下に低下したときに、直流主回路18に異常が生じたとして“1”の信号をANDゲート68に出力するようになっている。なお、この直流電圧の設定レベル(設定値)には不感帯が設けられており、通常の運転時や各交直変換器16、40の起動時に直流電圧が変動しても、この変動に伴ってレベルの変化を誤検出しないようになっている。
【0016】
ANDゲート68は、電圧検出部66から“1”の信号が出力されたとき、制御装置56からペア制御信号100が入力されたことを条件に交流系統10に事故が生じたとして遮断機22、28に対して投入指令80を出力するようになっている。すなわち、交流系統10で故障が発生し、制御装置56から交直変換器16に対してバイパスペア制御が実施されたときに、バイパスペアが実施されたことを示すペア制御信号100の入力と電圧検出部66から“1”の信号が発生したことを条件に遮断機22、28に対して投入指令80が出力されるようになっている。
【0017】
制御演算部70は、電圧センサ20の検出電圧と電流センサ42の検出電流を受け、交直変換器40の各サイリスタに対する点弧指令値(点弧角)として通常運転時(交流系統10、48の健全時)における点弧指令値を生成し、生成した点弧指令値を切替部76に出力するようになっている。最適点弧指令値選択部72は、電流センサ42の検出による電流に応じた最適点弧指令値(点弧角)を選択し、選択した点弧指令値を切替部76に出力するようになっている。この最適点弧指令値は、例えば、電流の増加に応じて点弧角が大きくなる値に設定されている。そして通常の運転時には、制御演算部70からの点弧指令値が切替部76によって選択され、一方、ペア制御信号100が入力されたことおよびANDゲート68から“1”の信号が出力されたことを条件に、最適点弧指令値選択部72によって選択された点弧指令値が選択され、選択された点弧指令値82が交直変換器40の各サイリスタに出力されるようになっている。
【0018】
電流検出部74は、電流センサ42の検出による電流のレベルが交直変換器40の各サイリスタを点弧し得るレベルになったときに、“1”の信号をANDゲート78に出力するようになっている。ANDゲート78は、ANDゲート68から“1”の信号が発生したことを条件に、電流検出部74から“1”の信号が出力されたときに、交流系統10の事故が回復することを予測して遮断機22、28に対して開放指令84を出力するようになっている。
【0019】
上記構成において、交流系統10から交流系統48に電力を供給する場合、交直変換器16を順変換器として運転し、交直変換器40を逆変換器として運転する制御が行なわれる。このとき、制御装置56は順変換器制御手段として機能し、制御装置58は逆変換器制御手段として機能するとともに開閉指令手段として機能することになる。
【0020】
交直変換器16が順変換器として運転され、交直変換器40が逆変換器として運転されているときに、交流系統10において雷撃に伴う地絡102などの故障が発生すると、交直変換器16に供給される交流電圧が低下する。そして変流器50、変圧器52からの信号によってプロテクションリレー54から故障検知信号が制御装置56に入力されると、制御装置56から交直変換器16に対してバイパスペア制御が実施される。この場合、図2に示すように、同一相の上下のサイリスタQ1、Q2が同時に点弧され、交直変換器16の交流側と直流主回路18とが分離される。さらに制御装置56によってバイパスペア制御が実施されたときには、制御装置56から制御装置58に対してペア制御信号100が出力される。そして交直変換器16の運転が停止されたことに伴って、直流主回路18の電圧および電流が徐々に低下する過程で、電圧検出部66から“1”の信号が出力されると、ANDゲート68から“1”の信号が出力される。この信号は投入指令80として遮断機22、28に対して出力される。これにより、遮断機22、28が投入され、バッテリー26によって充電されたコンデンサ24から放電電流Icが直流リアクトル30を介して交直変換器40に供給される。
【0021】
すなわち、直流主回路18には、交直変換器16からの直流電力が供給されなくなったあと、バッテリー26、コンデンサ24からの直流電力が供給されることになる。さらに、系統故障が検出されると、制御演算部70によって算出された点弧指令値82に代わって、最適点弧指令値選択部72によって選択された点弧指令値82が切替部76によって選択され、選択された点弧指令値82が交直変換器40に出力される。このため、直流主回路18の電流は通常の運転時よりも低下するが、バッテリー26、コンデンサ24からの直流電流に基づいて各サイリスタの点弧角が制御され、交直変換器40から交流系統48に対して継続して電力を供給することができる。
【0022】
次に、バッテリー26、コンデンサ24からの電流によって直流主回路18の電流が増加し、この電流が一定レベルを越えたときには、電流検出部74から“1”の信号が出力され、ANDゲート78から“1”の信号が出力される。この信号は開放指令84として遮断機22、28に出力され、開放指令84により遮断機22、28が開放される。すなわち、交直変換器16の運転停止後、直流主回路18の電流が設定レベルまで回復したときには、コンデンサ24、バッテリー26からの電流が不要となるため、遮断機22、28をコンデンサ24、バッテリー26から切り離す制御を行なう。このあと故障が回復すると、制御装置56からの指令によって交直変換器16が再起動され、通常運転時の制御に移行することになる。
【0023】
このように、交流系統10において地絡102などの瞬時の故障が発生したときには、交直変換器16の運転を停止しても、コンデンサ24、バッテリー26からの直流電力を交直変換器40に供給することで交直変換器40の運転を継続することができる。このため、本実施形態においては、交流系統10において故障が生じても、交直変換器40の運転を継続することができ、交流系統48に常に電力を供給することができるとともに、交流系統10の故障除去(故障回復)と同時にシステムを停止することなく再起動することができる。
【0024】
前記実施形態においては、開閉手段として遮断機22、28、32、38を用いたものについて述べたが、遮断機22、28、32、38の代わりに高速スイッチング素子を用いることもできる。
【0025】
また、前記実施形態においては、交流系統10から交流系統48に電力を供給する場合について述べたが、交流系統48から交流系統10に電力を供給する運転をしているときに、交流系統48に故障が発生したときでも、交直変換器16の運転を継続することができる。この場合、制御装置56が逆変換器制御手段および開閉指令手段として機能し、制御装置58が順変換器制御手段として機能することになる。また、この場合には、遮断機22、28の代わりに、遮断機32、38の開閉が制御され、バッテリー34、コンデンサ36からの電流が交直変換器16に供給されることになる。
【0026】
前記実施形態においては、直流連携システムに本発明を適用した場合について述べたが、交直変換器40の代わりに直流主回路18からの直流電力を指定の電力に制限して負荷に出力するリミッタを設け、リミッタの出力を制御装置58によって制御する電力変換装置を構成することもできる。この場合、制御装置58がリミッタ制御手段として機能し、直流主回路18からは遮断機32、38、バッテリー34、コンデンサ36は取り除かれる。すなわち、交直変換器16、遮断機22、28、コンデンサ24、バッテリー26、直流リアクトル30、リミッタ、変流器50、変圧器52、プロテクションリレー54、制御装置56、58、電圧センサ20、電流センサ42によって電力変換装置が構成されることになる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで順変換器の運転を停止させるとともに、直流主回路に直流電力を供給し、直流主回路の状態(電流)に応じて逆変換器の変換出力を制御するようにしたため、順変換器側の交流系統の故障時に、直流主回路からの直流電力を用いる機器の運転を継続することができ、順変換器側の交流系統の故障除去と同時にシステムを停止することなく再起動することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すシステムの全体構成図である。
【図2】交直変換器の構成説明図である。
【符号の説明】
10 交流系統
12 交流系統連携遮断機
14 変圧器
16 交直変換器
18 直流主回路
20 電圧センサ
22 遮断機
24 コンデンサ
26 バッテリー
28 遮断機
30 直流リアクトル
32 遮断機
34 バッテリー
36 コンデンサ
38 遮断機
40 交直変換器
42 電流センサ
44 変圧器
46 交流系統連携遮断機
48 交流系統
50 変流器
52 変圧器
54 プロテクションリレー
56、58 制御装置
60 変流器
62 変圧器
64 プロテクションリレー
66 電圧検出部
68 ANDゲート
70 制御演算部
72 最適点弧指令値選択部
74 電流検出部
76 切替部
78 ANDゲート
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC cooperative system and an operation method thereof, and in particular, a pair of power converters connected to each other with a DC main circuit interposed therebetween are connected to different AC systems, and one power converter is forward-converted. DC link system suitable for controlling the operation of each power converter at the time of failure of the AC system on the forward converter side in a DC link system that operates as a converter and the other power converter as an inverse converter and its operation Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
As a DC link system for DC transmission, a pair of power converters (AC / DC converters) connected to each other with a DC main circuit having a DC reactor in between are connected to different AC systems, and one power conversion There is known a system in which a converter is operated as a forward converter (converter that converts alternating current into direct current) and the other power converter is operated as an inverse converter (converter that converts direct current into alternating current).
[0003]
Conventionally, when operating a DC linkage system, constant voltage control is performed to make the DC voltage constant on the reverse converter side, and the power converter has a higher potential on the forward converter side than on the reverse converter side. Constant current control is performed to make the DC current constant by controlling the firing angle, and power is exchanged from one AC system to the other AC system. When a ground fault due to lightning strike occurs in the AC system on the forward converter side, voltage control on the forward converter side becomes impossible as the alternating voltage on the forward converter side decreases, so the forward converter The bypass pair control is performed to simultaneously fire the upper and lower thyristors of the same phase among the three-phase switching elements that constitute the thyristor, the AC system and the DC main circuit are disconnected, and the operation of the forward converter is stopped. The forward converter is restarted after the system failure is recovered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, when a fault occurs in the AC system on the forward converter side, when the AC voltage on the forward converter side decreases to a voltage that is not sufficient to ignite each thyristor of the forward converter, Since the operation cannot be continued, bypass pair control is performed on the forward converter to stop the operation of the forward converter, and the AC system and the DC main circuit are disconnected. If the AC system and the DC main circuit are disconnected when the forward converter stops operating, the DC current of the DC main circuit will be interrupted, and the inverter will stop operating using the DC power from the DC main circuit. Forced to do. For this reason, until the inverter is restarted after the operation of the inverter is stopped, power is not supplied to the AC system connected to the inverter.
[0005]
An object of the present invention is to provide a DC linkage system capable of continuing operation of equipment using DC power from a DC main circuit even when an AC system on the forward converter side fails, an operating method thereof, and a power converter. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention converts a DC power from an AC system into a DC power and outputs it to a DC main circuit, and converts the DC power from the DC main circuit into an AC power. Forming a circuit connecting an inverter that outputs to an AC system different from the AC system, DC power generating means for generating DC power, the DC main circuit and the DC power generating means, and using this circuit as a command Switching means that opens and closes in response, forward converter control means for stopping the operation of the forward converter until the failure of the alternating current system recovers when the alternating current system on the forward converter side fails, and alternating current on the forward converter side Open / close command means for instructing the opening / closing means to close when a system failure occurs, and then opening the circuit, and a conversion output of the reverse converter according to the state of the DC main circuit when the AC system on the forward converter side fails Inverter control means for controlling It is obtained by constituting the DC link system comprising comprising a.
[0007]
In addition, the present invention operates one power converter as a forward converter among a pair of power converters connected to each other with mutually different AC systems and with a DC main circuit interposed therebetween, and the other power Opening and closing means connected to the DC main circuit and operating the converter as an inverse converter, stopping the operation of the forward converter until the failure of the AC system is recovered when the AC system on the forward converter side fails The DC power is supplied from the DC power source to the DC main circuit, and the conversion output of the inverse converter is controlled according to the current of the DC main circuit, and then the switching means is opened to open the DC power source. The operation method of the DC link system that stops the supply of DC power to the DC main circuit is adopted.
[0008]
The present invention also provides a forward converter that converts AC power from an AC system into DC power and outputs the DC power to a DC main circuit, and limits the DC power from the DC main circuit to a specified power and outputs it to a load. A limiter, DC power generating means for generating DC power, a circuit connecting the DC main circuit and the DC power generating means, and opening / closing means for opening and closing the circuit according to a command; Forward converter control means for stopping the operation of the forward converter until the failure of the AC system is recovered at the time of the failure of the AC system, and a closing circuit is instructed when the AC system on the forward converter side fails, and then an open circuit is instructed. The power conversion device comprises: an opening / closing command means for controlling and a limiter control means for controlling the output of the limiter according to the state of the DC main circuit when the AC system on the forward converter side fails. .
[0009]
According to the above-described means, when the AC system on the forward converter side fails, the operation of the forward converter is stopped until the failure of the AC system is recovered, and the switching means is closed and the DC power supply (DC power generating means) is used. When DC power is supplied to the DC main circuit and the conversion output of the reverse converter is controlled according to the state (current) of the DC main circuit, and the AC system failure on the forward converter side is recovered Since the DC power supply from the DC power supply (DC power generation means) to the DC main circuit is stopped by opening the switching means, the forward converter is shut down when the AC system on the forward converter side fails. Accordingly, even if the AC system on the forward converter side and the DC main circuit are separated, the DC power from the DC power source (DC power generating means) can be supplied to the DC main circuit, and the DC power from the DC main circuit can be supplied. Equipment using, for example, inverse converter, limiter Can be continuously operated, it is possible to restart without stopping at the same time system and clearing the AC system.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an AC / DC converter (power converter) 16 is connected to a # 1 three-phase AC system 10 via an AC system link breaker 12 and a transformer 14, and a # 2 three-phase AC system 48 is connected. Is connected to an AC / DC converter (power converter) 40 via an AC system linkage breaker 46 and a transformer 44. Each of the AC / DC converters 16 and 40 includes six thyristors Q1 to Q6 as switching elements, for example, as shown in FIG. 2, and AC power is generated by a switching control signal from the control device 56 or 58. It is configured to be able to convert DC power to DC power or AC power. The AC / DC converters 16 and 40 are connected to each other with the DC main circuit 18 therebetween, and each AC / DC converter 16 and 40 receives the DC main circuit 18 from the AC system 10 as one element of the DC link system. When supplying power to the AC system 48 via the AC / DC converter 16, the AC / DC converter 16 is operated as a forward converter, the AC / DC converter 40 is operated as an inverse converter, and conversely, from the AC system 48 via the DC main circuit 18. When power is supplied to the AC system 10, the AC / DC converter 40 is operated as a forward converter, the AC / DC converter 16 is operated as an inverse converter, and mutual power exchange is performed between the AC system 10 and the AC system 48. Can be done.
[0012]
The DC main circuit 18 includes a DC reactor 30 as a main element, and both ends of the DC reactor 30 are connected to one ends of the AC / DC converters 16 and 40, respectively. The other ends of the AC / DC converters 16 and 40 are grounded. In addition, open / close circuit breakers 22 and 32 are connected to both sides of the DC reactor 30 as open / close means. The open / close circuit breaker 22 is connected to the open / close circuit breaker 28 via the capacitor 24 and the battery 26, and the open / close circuit breaker 32 is connected to the open / close circuit breaker 38 via the battery 34 and the capacitor 36. One end is grounded. The capacitor 24 and the battery 26 are connected in parallel to each other as a DC power source (DC power generating means), and the switching breakers 22 and 28 are connected in series to each other. The battery 34 and the capacitor 36 are connected to each other as a DC power source (DC power generation means), and the open / close circuit breakers 32 and 38 are connected to each other in series. The open / close circuit breakers 22 and 28 form a circuit connecting the DC main circuit 18 and the capacitor 24 and are configured to open and close the circuit in response to a command from the control device 58. The open / close circuit breakers 32 and 38 form a circuit connecting the DC main circuit 18 and the capacitor 36, and are configured to open and close the circuit in response to a command from the control device 56. That is, the open / close circuit breakers 22, 28, 32, and 38 each open the circuit during normal operation (open state), and when the AC system 10 fails, only the open / close circuit breakers 22 and 28 close the circuit (closed state), and the AC When the system 48 fails, only the switching breakers 32 and 38 close the circuit.
[0013]
The control device 56 is connected to a protection relay 54, and the protection relay 54 is connected to the primary side of the transformer 14 via a current transformer 50 and a transformer 52. When a fault such as a ground fault occurs in the AC system 10, a fault detection signal is input from the protection relay 54 to the control device 56. The control device 58 is connected to a protection relay 64, and the protection relay 64 is connected to the primary side of the transformer 44 through a current transformer 60 and a transformer 62. When a fault such as a ground fault occurs in the AC system 48, a failure detection signal is input from the protection relay 64 to the control device 58. Since the control devices 56 and 58 have the same configuration, only the specific configuration of the control device 58 will be described below.
[0014]
The control device 58 is connected to the control device 56 and is connected to a voltage sensor 20 that detects the voltage of the DC main circuit 18 and a current sensor 42 that detects the current of the DC main circuit 18. The control device 58 controls the conversion output of the AC / DC converter 40 according to the pair control signal 100 from the control device 56 and the signals from the voltage sensor 20 and the current sensor 42, and controls the opening / closing of the open / close circuit breakers 22 and 28. In order to achieve this, a voltage detection unit 66, an AND gate 68, a control calculation unit 70, an optimum call command value selection unit 72, a current detection unit 74, a switching unit 76, and an AND gate 78 are provided.
[0015]
The voltage detection unit 66 is based on the detection of the voltage sensor 20 on the condition that the current detected by the current sensor 42 is equal to or higher than the set level (provided that the current exceeding the set level flows in the DC main circuit 18). When the voltage drops below the set level, a signal “1” is output to the AND gate 68 assuming that an abnormality has occurred in the DC main circuit 18. Note that a dead band is provided in the setting level (setting value) of the DC voltage, and even if the DC voltage fluctuates during normal operation or when the AC / DC converters 16 and 40 are started up, the level varies with the fluctuation. It is designed to prevent false detection of changes.
[0016]
The AND gate 68 assumes that the AC system 10 has an accident when the pair of control signals 100 are input from the controller 56 when the voltage detection unit 66 outputs a signal “1”. An input command 80 is output to 28. That is, when a fault occurs in the AC system 10 and bypass pair control is performed on the AC / DC converter 16 from the control device 56, the input of the pair control signal 100 indicating that the bypass pair has been performed and voltage detection On condition that a signal “1” is generated from the unit 66, a closing command 80 is output to the circuit breakers 22 and 28.
[0017]
The control calculation unit 70 receives the detection voltage of the voltage sensor 20 and the detection current of the current sensor 42, and serves as an ignition command value (ignition angle) for each thyristor of the AC / DC converter 40 during normal operation (for the AC systems 10 and 48). The ignition command value at the time of soundness is generated, and the generated ignition command value is output to the switching unit 76. The optimum firing command value selection unit 72 selects an optimum firing command value (ignition angle) corresponding to the current detected by the current sensor 42 and outputs the selected firing command value to the switching unit 76. ing. For example, the optimum firing command value is set to a value that increases the firing angle as the current increases. During normal operation, the ignition command value from the control calculation unit 70 is selected by the switching unit 76, while the pair control signal 100 is input and the AND gate 68 outputs a signal "1". On the condition, the ignition command value selected by the optimum ignition command value selection unit 72 is selected, and the selected ignition command value 82 is output to each thyristor of the AC / DC converter 40.
[0018]
The current detection unit 74 outputs a signal “1” to the AND gate 78 when the level of the current detected by the current sensor 42 reaches a level at which each thyristor of the AC / DC converter 40 can be ignited. ing. The AND gate 78 predicts that the fault of the AC system 10 is recovered when the signal “1” is output from the current detection unit 74 on condition that the signal “1” is generated from the AND gate 68. Thus, an opening command 84 is output to the circuit breakers 22 and 28.
[0019]
In the above configuration, when power is supplied from the AC system 10 to the AC system 48, the AC / DC converter 16 is operated as a forward converter and the AC / DC converter 40 is operated as an inverse converter. At this time, the control device 56 functions as a forward converter control means, and the control device 58 functions as an inverse converter control means and also functions as an opening / closing command means.
[0020]
When the AC / DC converter 16 is operated as a forward converter and the AC / DC converter 40 is operated as an inverse converter, if a fault such as a ground fault 102 due to lightning strikes occurs in the AC system 10, the AC / DC converter 16 The supplied AC voltage decreases. When a failure detection signal is input from the protection relay 54 to the control device 56 by signals from the current transformer 50 and the transformer 52, bypass pair control is performed on the AC / DC converter 16 from the control device 56. In this case, as shown in FIG. 2, the upper and lower thyristors Q1 and Q2 of the same phase are simultaneously fired, and the AC side of the AC / DC converter 16 and the DC main circuit 18 are separated. Further, when the control device 56 performs bypass pair control, the control device 56 outputs a pair control signal 100 to the control device 58. When a signal “1” is output from the voltage detector 66 in the process of gradually decreasing the voltage and current of the DC main circuit 18 as the operation of the AC / DC converter 16 is stopped, the AND gate A signal “1” is output from 68. This signal is output as a closing command 80 to the circuit breakers 22 and 28. Accordingly, the circuit breakers 22 and 28 are turned on, and the discharge current Ic is supplied from the capacitor 24 charged by the battery 26 to the AC / DC converter 40 via the DC reactor 30.
[0021]
That is, the DC main circuit 18 is supplied with DC power from the battery 26 and the capacitor 24 after DC power from the AC / DC converter 16 is not supplied. Further, when a system failure is detected, the ignition command value 82 selected by the optimum ignition command value selection unit 72 is selected by the switching unit 76 instead of the ignition command value 82 calculated by the control calculation unit 70. Then, the selected firing command value 82 is output to the AC / DC converter 40. For this reason, although the current of the DC main circuit 18 is lower than that during normal operation, the firing angle of each thyristor is controlled based on the DC current from the battery 26 and the capacitor 24, and the AC / DC converter 40 to the AC system 48. Can be continuously supplied with power.
[0022]
Next, the current of the DC main circuit 18 is increased by the current from the battery 26 and the capacitor 24, and when this current exceeds a certain level, a signal “1” is output from the current detector 74, and the AND gate 78 A “1” signal is output. This signal is output to the circuit breakers 22 and 28 as an opening command 84, and the circuit breakers 22 and 28 are opened by the opening command 84. That is, after the operation of the AC / DC converter 16 is stopped, when the current of the DC main circuit 18 is restored to the set level, the current from the capacitor 24 and the battery 26 becomes unnecessary, so the circuit breakers 22 and 28 are replaced with the capacitor 24 and the battery 26. Control to disconnect from. Thereafter, when the failure is recovered, the AC / DC converter 16 is restarted by a command from the control device 56, and the control shifts to the normal operation.
[0023]
Thus, when an instantaneous failure such as the ground fault 102 occurs in the AC system 10, the DC power from the capacitor 24 and the battery 26 is supplied to the AC / DC converter 40 even if the operation of the AC / DC converter 16 is stopped. Thus, the operation of the AC / DC converter 40 can be continued. For this reason, in this embodiment, even if a failure occurs in the AC system 10, the operation of the AC / DC converter 40 can be continued, and power can be always supplied to the AC system 48. The system can be restarted without stopping at the same time as the failure removal (failure recovery).
[0024]
In the above-described embodiment, the breaker 22, 28, 32, 38 is used as the opening / closing means. However, a high-speed switching element may be used instead of the breaker 22, 28, 32, 38.
[0025]
Moreover, in the said embodiment, although the case where electric power was supplied from the alternating current system 10 to the alternating current system 48 was described, when driving | running the operation which supplies electric power from the alternating current system 48 to the alternating current system 10, Even when a failure occurs, the operation of the AC / DC converter 16 can be continued. In this case, the control device 56 functions as an inverse converter control means and an opening / closing command means, and the control device 58 functions as a forward converter control means. In this case, the opening / closing of the circuit breakers 32, 38 is controlled instead of the circuit breakers 22, 28, and the current from the battery 34 and the capacitor 36 is supplied to the AC / DC converter 16.
[0026]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the DC cooperative system has been described. However, instead of the AC / DC converter 40, a limiter that limits the DC power from the DC main circuit 18 to a specified power and outputs it to the load is provided. It is also possible to configure a power converter that is provided and controls the output of the limiter by the controller 58. In this case, the control device 58 functions as a limiter control means, and the circuit breakers 32 and 38, the battery 34, and the capacitor 36 are removed from the DC main circuit 18. That is, the AC / DC converter 16, the circuit breakers 22, 28, the capacitor 24, the battery 26, the DC reactor 30, the limiter, the current transformer 50, the transformer 52, the protection relay 54, the control devices 56 and 58, the voltage sensor 20, and the current sensor. 42 constitutes a power converter.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the operation of the forward converter is stopped until the failure of the AC system is recovered at the time of the failure of the AC system on the forward converter side, and DC power is supplied to the DC main circuit, Since the conversion output of the reverse converter is controlled according to the state (current) of the DC main circuit, the operation of the equipment using the DC power from the DC main circuit is continued when the AC system on the forward converter side fails. It is possible to restart the system without stopping it at the same time as removing the fault in the AC system on the forward converter side.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an AC / DC converter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 AC system 12 AC system cooperation circuit breaker 14 Transformer 16 AC / DC converter 18 DC main circuit 20 Voltage sensor 22 Circuit breaker 24 Capacitor 26 Battery 28 Circuit breaker 30 DC reactor 32 Circuit breaker 34 Battery 36 Capacitor 38 Circuit breaker 40 AC / DC converter 42 Current Sensor 44 Transformer 46 AC System Linkage Breaker 48 AC System 50 Current Transformer 52 Transformer 54 Protection Relay 56, 58 Control Device 60 Current Transformer 62 Transformer 64 Protection Relay 66 Voltage Detection Unit 68 AND Gate 70 Control Calculation Unit 72 optimum firing command value selection unit 74 current detection unit 76 switching unit 78 AND gate

Claims (2)

交流系統からの交流電力を直流電力に変換して直流主回路に出力する順変換器と、前記直流主回路からの直流電力を交流電力に変換して前記交流系統とは異なる交流系統に出力する逆変換器と、直流電力を発生する直流電力発生手段と、前記直流主回路と前記直流電力発生手段とを結ぶ回路を形成しこの回路を指令に応じて開閉する開閉手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで前記順変換器の運転を停止させる順変換器制御手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に前記開閉手段に閉路を指令しそのあと開路を指令する開閉指令手段と、前記順変換器側の交流系統の故障時に前記直流主回路の状態に応じて前記逆変換器の変換出力を制御する逆変換器制御手段とを備えてなる直流連携システム。A forward converter that converts AC power from the AC system to DC power and outputs it to a DC main circuit, and converts DC power from the DC main circuit to AC power and outputs it to an AC system different from the AC system An inverter, a DC power generating means for generating DC power, a circuit connecting the DC main circuit and the DC power generating means, and an opening / closing means for opening and closing the circuit according to a command; and the forward converter Forward converter control means for stopping the operation of the forward converter until the failure of the AC system is recovered at the time of the failure of the AC system on the side, and the closing means is commanded to the switching means when the AC system on the forward converter side fails Thereafter, an open / close command means for instructing an open circuit, and an inverse converter control means for controlling the conversion output of the inverse converter according to the state of the DC main circuit when the AC system on the forward converter side fails. DC linkage system. 相互に異なる交流系統に接続されるとともに直流主回路を間にして互いに接続された一対の電力変換器のうち一方の電力変換器を順変換器として運転し、他方の電力変換器を逆変換器として運転し、前記順変換器側の交流系統の故障時に交流系統の故障が回復するまで前記順変換器の運転を停止させるとともに、前記直流主回路に接続された開閉手段を閉じて直流電源から前記直流主回路に直流電力を供給し、かつ前記直流主回路の電流に応じて前記逆変換器の変換出力を制御し、そのあと前記開閉手段を開いて前記直流電源から前記直流主回路への直流電力の供給を停止する直流連携システムの運転方法。One power converter of a pair of power converters connected to each other with different AC systems and connected to each other with a DC main circuit in between is operated as a forward converter, and the other power converter is an inverse converter And the operation of the forward converter is stopped until the failure of the AC system is recovered at the time of failure of the AC system on the forward converter side, and the switching means connected to the DC main circuit is closed and the DC power source is closed. DC power is supplied to the DC main circuit, and the conversion output of the inverter is controlled according to the current of the DC main circuit, and then the switching means is opened to switch the DC power source to the DC main circuit. A method for operating a DC link system that stops supplying DC power.
JP21687498A 1998-07-31 1998-07-31 DC link system and operation method thereof Expired - Fee Related JP3899446B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21687498A JP3899446B2 (en) 1998-07-31 1998-07-31 DC link system and operation method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21687498A JP3899446B2 (en) 1998-07-31 1998-07-31 DC link system and operation method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000050498A JP2000050498A (en) 2000-02-18
JP3899446B2 true JP3899446B2 (en) 2007-03-28

Family

ID=16695278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21687498A Expired - Fee Related JP3899446B2 (en) 1998-07-31 1998-07-31 DC link system and operation method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3899446B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2980315B1 (en) * 2011-09-21 2016-01-29 Alstom Grid Sas METHOD FOR OPENING HIGH VOLTAGE CONTINUOUS CURRENT DERIVATION SWITCHING SWITCH

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000050498A (en) 2000-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3432640B2 (en) Converter protection device
JPH11299105A (en) Power phase modifier and transmission system
US3887860A (en) Fuseless inverter
CN116169650A (en) No-delay photovoltaic module turn-off method, MLPE (multi-layer polyethylene) equipment and photovoltaic inverter
JP3428005B2 (en) Operation control method of distributed interconnection system
JP2000184602A (en) Distributed power source unit
JP3899446B2 (en) DC link system and operation method thereof
JPH09322555A (en) System cooperation system
JP6766971B1 (en) Power system
JPH09117066A (en) System interconnection power supply system
JP2021503866A (en) Emergency stop of energy supply unit
JP3998587B2 (en) Distributed power system
WO2021044653A1 (en) Power conversion apparatus and system interconnection system
CN111316532B (en) Charging device
JPH08275397A (en) System-interconnected system
JP2634692B2 (en) Secondary overvoltage protection device for AC-excited synchronous machine
JP3043556B2 (en) AC excitation synchronous machine protection device, protection method and AC excitation control device
JPH07327320A (en) System interconnection system
JP3212701B2 (en) Static variable voltage variable frequency power supply and power supply system
JP3587909B2 (en) Protection device for grid-connected power generator
JPH01291602A (en) Protective device of power source equipment
JPH07106027B2 (en) Inverter device protection circuit
JPH04153713A (en) Bidirectional power conversion device
JP2003289625A (en) Voltage fluctuation compensating apparatus
JP2023121463A (en) Bidirectional type power supply system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050616

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060815

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061016

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: 20061121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061213

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: 20100112

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees