JP6380985B2 - DC power transmission system - Google Patents
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Description
本発明は直流送電システムに関し、特に発電した電力をＡＣ／ＤＣ変換し、さらにＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧して直流送電する場合に適用して有用なものである。 The present invention relates to a DC power transmission system, and is particularly useful when applied to a case where AC / DC conversion is performed on generated power and DC power is boosted by a DC / DC converter.
例えば洋上風力発電システムにおいては、洋上から陸上まで送電するシステムとして直流送電システムが提案されている。かかる直流送電システムでは、図１０に示すように、例えば風力発電設備０１で発電した交流を、連系用コンバータ０２を介して変圧器０３で昇圧し、その後ＡＣ／ＤＣコンバータ０４で直流に変換して送電線０５により高圧で直流送電している。交流系統側では、ＤＣ／ＡＣコンバータ０６で交流に変換するとともに変圧器０７で所定の電圧に降圧して交流機器０８に供給している。ここで、交流機器０８には交流負荷のほか、交流負荷に並列に接続され、電圧変動を抑制するための発電機等が含まれる。当該直流送電システムに風力発電設備０１等、発電量が変動する可能性がある発電設備を用いた場合には、システム全体での発電量を平準化する必要があるからである。 For example, in an offshore wind power generation system, a direct current power transmission system has been proposed as a system for transmitting power from offshore to land. In such a DC power transmission system, as shown in FIG. 10, for example, alternating current generated by the wind power generation facility 01 is boosted by the transformer 03 via the interconnection converter 02 and then converted into direct current by the AC / DC converter 04. Therefore, DC transmission is performed at a high voltage by the transmission line 05. On the AC system side, the DC / AC converter 06 converts it to AC, and the transformer 07 steps down the voltage to a predetermined voltage and supplies it to the AC device 08. Here, in addition to the AC load, the AC device 08 includes a generator or the like that is connected in parallel to the AC load and suppresses voltage fluctuation. This is because if the DC power transmission system uses a power generation facility such as the wind power generation facility 01 that may fluctuate in power generation amount, it is necessary to level the power generation amount in the entire system.
かかる従来技術の直流送電システムにおける制御の態様を図１１に示す。同図（ａ）が定常時、（ｂ）が交流事故時である。同図（ａ）に示すように、定常時には、ＡＣ／ＤＣコンバータ０４が電力制御、ＤＣ／ＡＣコンバータ０６が送電線０５で形成される直流送電系統の送電電圧制御を行う。ここで、ＤＣ／ＡＣコンバータ０６と交流機器０８との間で形成される交流系統に、落雷等で送電不能になる等の交流事故が発生した場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ０４が送電電圧制御を行うように切り替わることで、直流送電系統の電圧を維持しながら待機し、事故除去後（通常は１００ｍｓ程度で行われる）に、送電を高速に再開する。 A mode of control in such a conventional DC power transmission system is shown in FIG. FIG. 6A shows a steady state and FIG. 5B shows an AC accident. As shown in FIG. 5A, in a steady state, the AC / DC converter 04 performs power control, and the DC / AC converter 06 performs transmission voltage control of a DC power transmission system formed by a transmission line 05. Here, in the case where an AC accident such as a lightning strike becomes impossible in the AC system formed between the DC / AC converter 06 and the AC device 08, the AC / DC converter 04 controls the transmission voltage. By switching so as to perform the operation, standby is performed while maintaining the voltage of the DC power transmission system, and power transmission is resumed at high speed after the accident is removed (usually performed in about 100 ms).
かかる従来の直流送電システムに対し、昇圧用の変圧器０２を用いることなくＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して直流送電する直流送電システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In contrast to such a conventional DC power transmission system, there has been proposed a DC power transmission system that boosts DC power to a predetermined DC power transmission voltage with a DC / DC converter without using a step-up transformer 02 (for example, Patent Document 1). reference).
かかる直流送電システムは、洋上の浮体に発電設備とともに重量物である昇圧用の変圧器を設置する必要がなく、その代わりに遙かに軽量なＤＣ／ＤＣコンバータを設置すれば良いので、特に洋上風力発電システムにおいて注目されている。 In such a DC power transmission system, there is no need to install a step-up transformer, which is a heavy object, together with power generation equipment on a floating body on the ocean, and a much lighter DC / DC converter may be installed instead. It is attracting attention in wind power generation systems.
ところで、例えば特許文献１に示すようなＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して送電する直流送電システムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータが、ＡＣ／ＤＣコンバータとＤＣ／ＤＣコンバータとの間で形成される直流集電系統の電圧を制御するとともに、負荷側のＤＣ／ＡＣコンバータが送電線で形成される直流送電系統の電圧を制御するように構成することが考えられる。この制御を適用すると、落雷等で送電不能になる等の交流事故が負荷側で発生した場合には、ＤＣ／ＡＣコンバータは直流送電系統の電力を交流系統へ送り出すことができなくなり、直流送電系統の電圧が上昇する。直流送電系統の電圧が過剰に上昇すれば、直流送電システムが停止に至り、送電を再開するまで時間を要する。交流事故除去後に、送電を高速に再開するためには、交流事故期間中においても、直流送電系統の電圧を維持し続けなければならない。 By the way, in a DC power transmission system that boosts power to a predetermined DC power transmission voltage with a DC / DC converter as shown in Patent Document 1, for example, the DC / DC converter is connected between the AC / DC converter and the DC / DC converter. It is conceivable that the voltage of the formed DC power collection system is controlled, and the DC / AC converter on the load side is configured to control the voltage of the DC transmission system formed by the transmission line. When this control is applied, when an AC accident such as a lightning strike that makes power transmission impossible occurs on the load side, the DC / AC converter cannot send the power of the DC transmission system to the AC system, and the DC transmission system The voltage increases. If the voltage of the DC power transmission system rises excessively, the DC power transmission system will stop, and it will take time until the power transmission is resumed. In order to resume power transmission at a high speed after removing the AC accident, the voltage of the DC transmission system must be maintained even during the AC accident period.
しかしながら、特許文献１をはじめ、ＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して送電する従来技術に係る直流送電システムでは、交流事故時の制御に関しての対策を開示するものは存在しない。 However, in the DC power transmission system according to the related art that starts with Patent Document 1 and boosts the power to a predetermined DC transmission voltage with a DC / DC converter and transmits the power, there is no one that discloses measures for control in the event of an AC accident.
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して送電する直流送電システムにおいて、定常時と事故時の制御モードを適確かつ円滑に切り替えることができる直流送電システムを提供することを目的とする。 In view of the above-described prior art, the present invention provides a direct current power transmission system in which a DC / DC converter boosts power to a predetermined direct current transmission voltage and transmits the direct current. The purpose is to provide a power transmission system.
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、直流を出力する連系用コンバータと、該連系用コンバータで変換した直流電圧を所定の送電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、該ＤＣ／ＤＣコンバータと接続される交流系統側のＤＣ／ＡＣコンバータとを有するとともに、前記連系用コンバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間で直流集電系統が形成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ／ＡＣコンバータとの間を接続する送電線で直流送電系統が形成され、さらに前記ＤＣ／ＡＣコンバータの交流側で交流系統が形成されている直流送電システムであって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの制御系が、前記直流集電系統の電圧を検出して所定の集電電圧指令値になるよう前記直流集電系統の電圧を制御するための集電電圧制御量を出力する集電電圧制御手段と、前記直流送電系統の電圧を検出して所定の送電電圧指令値になるよう前記直流送電系統の電圧を制御するための送電電圧制御量を出力する送電電圧制御手段と、前記集電電圧制御量または前記送電電圧制御量のいずれか一方に基づく制御量を前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対する電力制御量として出力する選択手段とを備えており、定常時には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記直流集電系統の電圧を制御するとともに、前記ＤＣ／ＡＣコンバータが前記直流送電系統の電圧を制御する一方、交流事故時には、前記連携用コンバータが前記直流集電系統の電圧を制御するとともに、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記直流送電系統の電圧を制御することを特徴とする直流送電システムにある。 A first aspect of the present invention that achieves the above object is to provide an interconnection converter that outputs direct current, a DC / DC converter that converts a direct-current voltage converted by the interconnection converter into a predetermined transmission voltage, and the DC A DC / AC converter connected to the DC / DC converter, and a DC current collecting system is formed between the interconnection converter and the DC / DC converter, and the DC / DC converter and the DC / DC converter A direct current power transmission system in which a direct current power transmission system is formed by power transmission lines connecting between the DC / AC converter and an alternating current system is formed on the alternating current side of the DC / AC converter. The control system detects the voltage of the DC current collection system and outputs a current collection voltage control amount for controlling the voltage of the DC current collection system so as to reach a predetermined current collection voltage command value. And a power transmission voltage control means for detecting a voltage of the DC power transmission system and outputting a power transmission voltage control amount for controlling the voltage of the DC power transmission system so as to become a predetermined power transmission voltage command value. And a selection means for outputting a control amount based on one of the collected voltage control amount or the transmission voltage control amount as a power control amount for the DC / DC converter, and in a steady state, the DC / DC converter Controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / AC converter controls the voltage of the DC power transmission system, while in the event of an AC fault, the coordinating converter controls the voltage of the DC current collection system. In the DC power transmission system, the DC / DC converter controls the voltage of the DC power transmission system.
本態様によれば、定常時には、ＤＣ／ＤＣコンバータで直流集電系統の電圧を制御するとともに、ＤＣ／ＡＣコンバータで直流送電系統の電圧を制御する。一方、交流事故時には、ＤＣ／ＡＣコンバータによる直流送電系統の電圧制御機能が喪失されるので、代わりにＤＣ／ＤＣコンバータで直流送電系統の電圧を制御する。同時に、直流集電系統の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータに代わってＡＣ／ＤＣコンバータが制御する。 According to this aspect, at the time of steady operation, the DC / DC converter controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / AC converter controls the voltage of the DC transmission system. On the other hand, since the voltage control function of the DC power transmission system by the DC / AC converter is lost at the time of an AC accident, the voltage of the DC power transmission system is controlled by the DC / DC converter instead. At the same time, the voltage of the DC current collecting system is controlled by the AC / DC converter instead of the DC / DC converter.
この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して送電する直流送電システムにおいて、定常時のみならず、交流事故時にも所定の直流集電系統の電圧および直流送電系統の電圧の制御を円滑かつ継続的に行なうことができる。 As a result, in a DC power transmission system that boosts power to a predetermined DC transmission voltage with a DC / DC converter and transmits the voltage, control of the voltage of the predetermined DC current collecting system and the voltage of the DC power transmission system is performed not only in a steady state but also in an AC fault. Can be carried out smoothly and continuously.
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する直流送電システムにおいて、前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系統の電圧との偏差に基づき生成された前記送電電圧制御量に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータを最大出力とする最大位相角制御量を加算するとともに、加算した位相角制御量を前記集電電圧制御量の上限とし、前記集電電圧制御量を、前記定常時の前記電力制御量として出力するとともに、前記送電電圧制御量を、前記交流事故時の前記電力制御量として出力することを特徴とする直流送電システムにある。 According to a second aspect of the present invention, in the DC power transmission system according to the first aspect, the selection unit is generated based on a deviation between the transmission voltage command value in the transmission voltage control unit and the voltage of the DC transmission system. And adding the maximum phase angle control amount that makes the DC / DC converter the maximum output to the transmitted power voltage control amount, and setting the added phase angle control amount as the upper limit of the collected voltage control amount, In the DC power transmission system, the control amount is output as the power control amount in the steady state, and the transmission voltage control amount is output as the power control amount in the AC accident.
本態様によれば、最大位相角制御量を送電電圧制御量に加算し、加算した制御量を集電電圧制御量の上限としているので、定常時には前記上限の値よりも小さい集電電圧制御量が選択される。この結果、定常時には、集電電圧制御量に基づく電力制御量でＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて直流集電系統の電圧が制御される。 According to this aspect, the maximum phase angle control amount is added to the transmission voltage control amount, and the added control amount is used as the upper limit of the collected voltage control amount. Therefore, at the steady state, the collected voltage control amount is smaller than the upper limit value. Is selected. As a result, in a steady state, the DC / DC converter is driven with the power control amount based on the current collection voltage control amount, and the voltage of the DC current collection system is controlled.
一方、交流事故時には送電電圧制御量が集電電圧制御量よりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量に基づく電力制御量でＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて直流送電系統の電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount is smaller than the collected voltage control amount in an AC accident. As a result, at the time of an AC accident, the DC / DC converter is driven with a power control amount based on the transmission voltage control amount to control the voltage of the DC transmission system.
本発明の第３の態様は、第１の態様に記載する直流送電システムにおいて、前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系統の電圧との偏差に所定の送電電圧マージンを加算するとともに、前記送電電圧マージンを加算した送電電圧制御量を前記集電電圧制御量の上限とし、前記集電電圧制御量を、前記定常時の前記電力制御量として出力するとともに、前記送電電圧制御量を、前記交流事故時の前記電力制御量として出力することを特徴とする直流送電システムにある。 According to a third aspect of the present invention, in the direct-current power transmission system according to the first aspect, the selection unit has a predetermined difference in a deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the direct-current transmission system in the transmission voltage control unit. A transmission voltage margin is added, and a transmission voltage control amount added with the transmission voltage margin is set as an upper limit of the collected voltage control amount, and the collected voltage control amount is output as the power control amount in the steady state. The DC power transmission system outputs the power transmission voltage control amount as the power control amount at the time of the AC accident.
本態様によれば、送電電圧指令値と直流送電系統の電圧との偏差に送電電圧マージンを加算し、加算した制御量を集電電圧制御量の上限としているので、定常時には集電電圧制御量が前記上限の値よりも小さくなる。この結果、定常時には、集電電圧制御量に基づく電力制御量でＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて直流集電系統の電圧が制御される。 According to this aspect, the transmission voltage margin is added to the deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the DC transmission system, and the added control amount is used as the upper limit of the collected voltage control amount. Becomes smaller than the upper limit. As a result, in a steady state, the DC / DC converter is driven with the power control amount based on the current collection voltage control amount, and the voltage of the DC current collection system is controlled.
一方、交流事故時には送電電圧制御量が集電電圧制御量よりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量に基づく電力制御量でＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて直流送電系統の電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount is smaller than the collected voltage control amount in an AC accident. As a result, at the time of an AC accident, the DC / DC converter is driven with a power control amount based on the transmission voltage control amount to control the voltage of the DC transmission system.
本発明の第４の態様は、第１の態様に記載する直流送電システムにおいて、前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系統の電圧との偏差に所定の送電電圧マージンを加算するとともに、前記送電電圧マージンを加算した送電電圧制御量と、前記集電電圧制御量のうちいずれか小さい制御量を前記電力制御量として出力する最小値選択手段であることを特徴とする直流送電システムにある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the direct-current power transmission system according to the first aspect, the selection unit has a predetermined difference in a deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the direct-current transmission system in the transmission voltage control unit. A minimum value selection unit that adds a transmission voltage margin and outputs a control amount that is smaller between the transmission voltage control amount to which the transmission voltage margin is added and the collected voltage control amount as the power control amount. The DC power transmission system is characterized.
本態様によれば、送電電圧指令値と直流送電系統の電圧との偏差に送電電圧マージンを加算し、加算した制御量を送電電圧制御量としているので、通常時には集電電圧制御量が常に送電電圧制御量よりも小さくなる。この結果、通常時には、集電電圧制御量に基づく電力制御量が選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて直流集電系統の電圧が制御される。 According to this aspect, the transmission voltage margin is added to the deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the DC transmission system, and the added control amount is used as the transmission voltage control amount. It becomes smaller than the voltage control amount. As a result, at the normal time, the power control amount based on the collected voltage control amount is selected, and the DC / DC converter is driven to control the voltage of the DC current collecting system.
一方、交流事故時には送電電圧制御量が集電電圧制御量よりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量に基づく電力制御量が選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータにより直流送電系統の電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount is smaller than the collected voltage control amount in an AC accident. As a result, when an AC accident occurs, a power control amount based on the transmission voltage control amount is selected, and the voltage of the DC transmission system is controlled by the DC / DC converter.
本発明の第５の態様は、第２または第３の態様に記載する直流送電システムにおいて、
前記送電電圧制御手段は、比例制御により前記送電電圧制御量を生成するとともに、前記集電電圧制御手段は、比例・積分制御により前記集電電圧制御量を生成するものであることを特徴とする直流送電システムにある。
According to a fifth aspect of the present invention, in the DC power transmission system described in the second or third aspect,
The power transmission voltage control means generates the power transmission voltage control amount by proportional control, and the power collection voltage control means generates the current collection voltage control amount by proportional / integral control. It is in the DC power transmission system.
本態様によれば、集電電圧制御量を比例・積分制御により生成するようにしたので、集電電圧指令値と直流集電系統の電圧との偏差を除去することで、定常時の直流集電系統の電圧を所定値に正確に制御することができる。一方、送電電圧制御量は、比例制御により生成するようにしたので、交流事故時の制御モードから定常時の制御モードに移行する際の制御遅れを生起することはない。この結果、交流事故からの復旧を円滑に行なわせることができる。 According to this aspect, since the collected voltage control amount is generated by proportional / integral control, the deviation between the collected voltage command value and the voltage of the DC current collection system is removed, so The voltage of the electric system can be accurately controlled to a predetermined value. On the other hand, since the transmission voltage control amount is generated by proportional control, there is no control delay when shifting from the control mode at the time of an AC accident to the control mode at the steady state. As a result, recovery from an AC accident can be performed smoothly.
本発明の第６の態様は、直流を出力する連系用コンバータと、該連系用コンバータで変換した直流電圧を所定の送電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、該ＤＣ／ＤＣコンバータと接続される交流系統側のＤＣ／ＡＣコンバータとを有するとともに、前記連系用コンバータと前記ＤＣ／ＤＣコンバータとの間で直流集電系統が形成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ／ＡＣコンバータとの間を接続する送電線で直流送電系統が形成され、さらに前記ＤＣ／ＡＣコンバータの交流側で交流系統が形成されている直流送電システムであって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの制御系が、前記直流集電系統の電圧である集電電圧に対して所定の昇圧比を乗じた値と、前記直流送電系統の電圧である送電電圧との偏差を低減するように生成された電力制御量で前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、
定常時には、前記ＤＣ／ＡＣコンバータによって前記送電電圧を既定値に制御する一方、
交流事故時には、前記ＡＣ／ＤＣコンバータによって前記集電電圧を既定値に制御することを特徴とする直流送電システムにある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a connection converter that outputs direct current, a DC / DC converter that converts a direct current voltage converted by the connection converter into a predetermined transmission voltage, and a connection to the DC / DC converter. A DC / AC converter on the AC system side, and a DC current collecting system is formed between the interconnection converter and the DC / DC converter, and the DC / DC converter and the DC / AC converter A DC power transmission system in which a DC power transmission system is formed by a transmission line connecting between the two, and an AC system is formed on the AC side of the DC / AC converter, wherein the control system of the DC / DC converter includes the It is generated so as to reduce the deviation between the value obtained by multiplying the current collection voltage, which is the voltage of the DC current collection system, by a predetermined step-up ratio, and the transmission voltage, which is the voltage of the DC power transmission system. It was to control the DC / DC converter with power control amount,
In a steady state, the transmission voltage is controlled to a predetermined value by the DC / AC converter,
In an AC accident, the AC / DC converter controls the collected voltage to a predetermined value.
本態様によれば、定常時には、ＤＣ／ＤＣコンバータが直流集電系統の電圧を制御するとともに、ＤＣ／ＡＣコンバータが直流送電系統の電圧を制御する。一方、交流系統で事故が発生した場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータが直流集電系統の電圧を制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータが直流送電系統の電圧を制御する。 According to this aspect, in a steady state, the DC / DC converter controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / AC converter controls the voltage of the DC power transmission system. On the other hand, when an accident occurs in the AC system, the AC / DC converter controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / DC converter controls the voltage of the DC transmission system.
本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータで所定の直流送電電圧まで昇圧して送電する直流送電システムにおいて、定常時のみならず、交流事故時にも所定の直流集電系統の電圧および直流送電系統の電圧の制御を円滑かつ継続的に行なうことができる。したがって、重量物である昇圧用の変圧器を送電側に配設することなく軽量な設備であるＤＣ／ＤＣコンバータで代替させることができるので、例えば洋上に設置する風力発電機等の発電設備で発電した電力を直流送電する場合に好適なものとなる。 According to the present invention, in a DC power transmission system that boosts power to a predetermined DC transmission voltage with a DC / DC converter and transmits power, the voltage of the predetermined DC current collection system and the DC transmission system The voltage can be controlled smoothly and continuously. Therefore, since the step-up transformer, which is a heavy load, can be replaced with a DC / DC converter which is a lightweight facility without being arranged on the power transmission side, for example, in a power generation facility such as a wind generator installed on the ocean This is suitable when the generated power is DC-transmitted.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明の実施の形態に係る直流送電システムを示すブロック図である。同図に示すように、かかる直流送電システムでは、例えば風力発電設備等の発電設備１で発電した交流をＡＣ／ＤＣコンバータ２で直流に変換した後、ＤＣ／ＤＣコンバータ３で所定の直流電圧に昇圧して送電線４により直流送電している。負荷側では、ＤＣ／ＡＣコンバータ５で交流に変換するとともに変圧器６で所定の電圧に降圧して交流負荷等の交流機器７に供給している。ここで、交流機器７には交流負荷のほか、交流負荷に並列に接続され、電圧変動を抑制するための発電機等が含まれる。当該直流送電システムに風力発電設備等の発電量が変動する可能性がある発電設備１を用いた場合には、システム全体での発電量を平準化する必要があるからである。 FIG. 1 is a block diagram showing a DC power transmission system according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in such a direct current power transmission system, for example, AC power generated by a power generation facility 1 such as a wind power generation facility is converted into direct current by an AC / DC converter 2 and then converted into a predetermined direct current voltage by the DC / DC converter 3. The power is boosted and DC power is transmitted through the transmission line 4. On the load side, it is converted into alternating current by the DC / AC converter 5 and stepped down to a predetermined voltage by the transformer 6 and supplied to an alternating current device 7 such as an alternating current load. Here, in addition to the AC load, the AC device 7 includes a generator or the like that is connected in parallel to the AC load and suppresses voltage fluctuation. This is because, when the power generation facility 1 such as a wind power generation facility that may fluctuate is used in the DC power transmission system, it is necessary to level the power generation amount of the entire system.
＜第１の実施の形態＞
かかる直流送電システムに係る第１の実施の形態における制御の態様を図２に示す。同図（ａ）が定常時、（ｂ）が交流事故時であり、図１と同一部分には、同一番号を付している。ここで、ＡＣ／ＤＣコンバータ２とＤＣ／ＤＣコンバータ３との間で直流集電系統Ｉが形成され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３とＤＣ／ＡＣコンバータ５との間を接続する送電線４で直流送電系統IIが形成され、さらに前記ＤＣ／ＡＣコンバータ５と交流機器７との間で交流系統IIIが形成されている。
<First Embodiment>
A mode of control in the first embodiment relating to such a DC power transmission system is shown in FIG. 1A is a steady state and FIG. 1B is an AC accident. The same parts as those in FIG. Here, a DC current collecting system I is formed between the AC / DC converter 2 and the DC / DC converter 3, and DC transmission is performed by the transmission line 4 connecting the DC / DC converter 3 and the DC / AC converter 5. A system II is formed, and an AC system III is formed between the DC / AC converter 5 and the AC device 7.
図２（ａ）に示すように、定常時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が直流集電系統Ｉの電圧を制御するとともに、ＤＣ／ＡＣコンバータ５が直流送電系統IIの電圧を制御する。一方、交流系統IIIで事故が発生した場合には、ＡＣ／ＤＣコンバータ２が直流集電系統Ｉの電圧を制御するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が直流送電系統IIの電圧を制御する。ちなみに、交流系統IIIで事故が発生した場合には、交流系統IIIに対して電力を送り出すことができなくなり、ＤＣ／ＡＣコンバータ５による直流送電系統IIの電圧の制御が不可能になる。 As shown in FIG. 2A, at the time of steady operation, the DC / DC converter 3 controls the voltage of the DC power collection system I, and the DC / AC converter 5 controls the voltage of the DC power transmission system II. On the other hand, when an accident occurs in the AC system III, the AC / DC converter 2 controls the voltage of the DC power collection system I, and the DC / DC converter 3 controls the voltage of the DC power transmission system II. Incidentally, when an accident occurs in the AC system III, power cannot be sent to the AC system III, and the DC / AC converter 5 cannot control the voltage of the DC power transmission system II.
かかる定常時から交流事故時への切り替えは次のような制御系により実現している。図３は本形態におけるモード切り替えを行なうためのＤＣ／ＤＣコンバータの制御系を示すブロック図である。同図に示すように、本制御系は、集電電圧制御手段１１、送電電圧制御手段１２および選択手段１３からなる。集電電圧制御手段１１は、直流集電系統Ｉ（図２参照；以下同じ）の電圧を検出して所定の集電電圧指令値ｖmvdc refになるよう直流集電系統Ｉの電圧を制御するための集電電圧制御量θmを出力する。送電電圧制御手段１２は、直流送電系統（図２参照；以下同じ）の電圧を検出して所定の送電電圧指令値ｖhvdc refになるよう直流送電系統IIの電圧を制御するための送電電圧制御量θhを出力する。
選択手段１３は、集電電圧制御量θmまたは送電電圧制御量θhのいずれか一方に基づく制御量をＤＣ／ＤＣコンバータ３（図２参照；以下同じ）に対する電力制御量Δθdcpとして出力する。さらに詳言すると、集電電圧制御手段１１は、集電電圧指令値ｖmvdc refと、実測した直流集電系統Ｉの電圧である集電電圧検出値ｖmvdcとの偏差に所定の伝達関数Ｇmvdcを掛けて集電電圧制御量θmを生成するとともに、送電電圧制御手段１２は、送電電圧指令値ｖhvdc refと、実測した直流送電系統IIの電圧である送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差に所定の伝達関数Ｇhvdcを掛けて送電電圧制御量θhを生成する。選択手段１３は、定常時には集電電圧制御量θmに基づく電力制御量Δθdcpで、交流事故時には送電電圧制御量θhに基づく電力制御量ΔθdcpでＤＣ／ＤＣコンバータ３の導通角を制御する。
Switching from such a steady state to an AC accident is realized by the following control system. FIG. 3 is a block diagram showing a control system of a DC / DC converter for mode switching in this embodiment. As shown in the figure, the present control system includes a collected voltage control means 11, a transmission voltage control means 12 and a selection means 13. The collector voltage control means 11 detects the voltage of the DC collector system I (see FIG. 2; the same applies hereinafter), and controls the voltage of the DC collector system I so as to be a predetermined collector voltage command value v mvdc ref. It outputs a collector voltage controlled amount theta m for. The transmission voltage control means 12 detects the voltage of the DC transmission system (see FIG. 2; the same applies hereinafter) and controls the voltage of the DC transmission system II so as to be a predetermined transmission voltage command value v hvdc ref. The quantity θ h is output.
The selection unit 13 outputs a control amount based on either the collected voltage control amount θ m or the transmission voltage control amount θ h as a power control amount Δθ dcp for the DC / DC converter 3 (see FIG. 2; the same applies hereinafter). . More specifically, the collected voltage control means 11 determines a predetermined transfer function G to the deviation between the collected voltage command value v mvdc ref and the collected voltage detected value v mvdc which is the measured voltage of the DC current collection system I. Multiplying mvdc to generate a current collection voltage control amount θ m , the transmission voltage control means 12 generates a transmission voltage command value v hvdc ref and a transmission voltage detection value v hvdc that is a measured voltage of the DC transmission system II. The transmission voltage control amount θ h is generated by multiplying the deviation by a predetermined transfer function G hvdc . The selection means 13 controls the conduction angle of the DC / DC converter 3 with a power control amount Δθ dcp based on the collected voltage control amount θ m in a steady state and with a power control amount Δθ dcp based on the transmission voltage control amount θ h in an AC fault. To do.
かかる選択手段１３は、定常時に集電電圧制御量θmに基づく電力制御量Δθdcpを選択する一方、交流事故時に送電電圧制御量θhに基づく電力制御量Δθdcpを選択する選択機能を有するものであれば特に制限はない。 Such selection means 13, while selecting the power control amount [Delta] [theta] dcp-based collector voltage control amount theta m during steady, having a selection function for selecting a power control amount [Delta] [theta] dcp based on the transmission voltage controlled variable theta h at AC accident If it is a thing, there will be no restriction | limiting in particular.
なお、ＤＣ／ＡＣコンバータ５は、送電電圧制御手段１２と同様の構成の制御手段を備える。そして、定常時にはＤＣ／ＡＣコンバータ５が送電電圧制御を行う。この結果、送電電圧は規定範囲に保持される。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、送電電圧が規定範囲に保持されていることにより定常時と判断し、集電電圧制御を選択する。かくして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の送電電圧制御手段１２による送電電圧制御と、ＤＣ／ＡＣコンバータ５による送電電圧制御とが干渉することはない。 The DC / AC converter 5 includes control means having the same configuration as that of the transmission voltage control means 12. In a steady state, the DC / AC converter 5 performs transmission voltage control. As a result, the transmission voltage is maintained within a specified range. At this time, the DC / DC converter 3 determines that the power transmission voltage is in the normal range because the transmission voltage is held in the specified range, and selects the collected voltage control. Thus, the transmission voltage control by the transmission voltage control means 12 of the DC / DC converter 3 and the transmission voltage control by the DC / AC converter 5 do not interfere with each other.
一方、交流事故時にはＤＣ／ＡＣコンバータ５の送電電圧制御が無効になる。この結果、送電電圧が上昇する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、送電電圧の上昇により交流事故時と判断し、送電電圧制御を選択する。このとき、ＤＣ／ＡＣコンバータ５の送電電圧制御は無効であるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の送電電圧制御手段１２による送電電圧制御と、ＤＣ／ＡＣコンバータ５による送電電圧制御とが干渉することはない。 On the other hand, the transmission voltage control of the DC / AC converter 5 becomes invalid during an AC accident. As a result, the transmission voltage increases. The DC / DC converter 3 determines that an AC fault has occurred due to an increase in the transmission voltage, and selects transmission voltage control. At this time, since the transmission voltage control of the DC / AC converter 5 is invalid, the transmission voltage control by the transmission voltage control means 12 of the DC / DC converter 3 and the transmission voltage control by the DC / AC converter 5 do not interfere with each other. Absent.
また、ＡＣ／ＤＣコンバータ２は、集電電圧制御手段１１と同様の構成の制御手段を備え、直流集電系統の電圧が上昇した場合のみこれを有効にする。すなわち、定常時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が集電電圧制御を行う。この結果、集電電圧は規定範囲に保持される。ＡＣ／ＤＣコンバータ２は、集電電圧が規定範囲に保持されていれば、集電電圧制御は無効になるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２による集電電圧制御とＤＣ／ＤＣコンバータ３による集電電圧制御が干渉することはない。 Further, the AC / DC converter 2 includes control means having the same configuration as the collected voltage control means 11, and makes this effective only when the voltage of the DC current collection system rises. That is, at the steady state, the DC / DC converter 3 performs the collected voltage control. As a result, the collected voltage is kept within a specified range. In the AC / DC converter 2, since the collected voltage control becomes invalid if the collected voltage is held in a specified range, the collected voltage control by the AC / DC converter 2 and the collected voltage by the DC / DC converter 3 are disabled. Control does not interfere.
一方、交流事故時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が送電電圧制御を行うため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３による集電電圧制御は無効になる。この結果、集電電圧が上昇する。そこで、ＡＣ／ＤＣコンバータ２が、集電電圧の上昇を検出して集電電圧制御を有効とする。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３による集電電圧制御は無効であるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２による集電電圧制御とＤＣ／ＤＣコンバータ３による集電電圧制御が干渉することはない。 On the other hand, at the time of an AC accident, the DC / DC converter 3 performs transmission voltage control, so that the collected voltage control by the DC / DC converter 3 becomes invalid. As a result, the collected voltage increases. Therefore, the AC / DC converter 2 detects the rise in the collected voltage and validates the collected voltage control. At this time, since the collected voltage control by the DC / DC converter 3 is invalid, the collected voltage control by the AC / DC converter 2 and the collected voltage control by the DC / DC converter 3 do not interfere with each other.
次に、定常時と交流事故時との切り替え動作を円滑かつ適確に行い得るように構成した実施例を説明しておく。なお、図４〜図７のうち、図３と同一部分には、同一番号を付し、重複する説明は省略する。 Next, a description will be given of an embodiment configured so that the switching operation between a steady state and an AC accident can be performed smoothly and accurately. 4 to 7, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図４は、第１の実施例を示すブロック図である。同図に示すように、本実施例における集電電圧制御手段１１は、集電電圧指令値ｖmvdc refと直流集電系統Ｉの電圧の実測値である集電電圧検出値ｖmvdcとの偏差に伝達関数Ｇmvdcを掛けて集電電圧制御量θmを生成する。一方、送電電圧制御手段１２は、送電電圧指令値ｖhvdc refと直流送電系統IIの電圧の実測値である送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差に伝達関数Ｇhvdcを掛けて送電電圧制御量θhを生成する。 FIG. 4 is a block diagram showing the first embodiment. As shown in the figure, the current collection voltage control means 11 in this embodiment is a deviation between the current collection voltage command value v mvdc ref and the current collection voltage detection value v mvdc which is an actual measurement value of the voltage of the DC current collection system I. Is multiplied by the transfer function G mvdc to generate a current collection voltage control amount θ m . On the other hand, the transmission voltage control means 12 multiplies the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc which is an actual measurement value of the voltage of the DC transmission system II by the transfer function G hvdc to transmit the transmission voltage control amount θ. Generate h .
本実施例においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力を最大とする最大位相角制御量θdcp maxを送電電圧制御量θhに加算して生成する位相角制御量Δθmax1で集電電圧制御量θmの上限を規定するようになっている。すなわち、位相角制御量Δθmax1を上限値とするリミッターが形成されている。この結果、位相角制御量Δθmax1が集電電圧制御量θmの上限となる。本実施例において、定常時には集電電圧制御量θmが上限値である位相角制御量Δθmax1を超えることはない。したがって、この場合は、集電電圧制御量θmが電力制御量ΔθdcpとしてＤＣ／ＤＣコンバータ３を駆動して直流集電系統Ｉの電圧を規定値に制御する。一方、交流事故時には、送電電圧指令値ｖhvdc refと送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差が負方向で大きくなり送電電圧制御量θhが負の大きな値となるので、位相角制御量Δθmax1で規定される上限値が小さくなる結果、集電電圧制御量θmよりも小さくなる。かかる状態では、位相角制御量Δθmax1が電力制御量Δθdcpとして選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を駆動して直流送電系統IIの電圧を規定値に制御する。本実施例においては、最大位相角制御量θdcp maxを送電電圧制御量θhに加算して生成する位相角制御量Δθmax1で集電電圧制御量θmの上限を規定するリミッターを形成することで集電電圧制御量θmまたは送電電圧制御量θhの何れか一方を選択する選択手段１３（図３参照）を構成している。なお、リミッターの下限値は通常零として設定しておく。ただ、発電設備側に蓄電池等を有する場合には、下限値を負の値とすることにより、蓄電池等の充電を行わせることもできる。 In the present embodiment, the collected voltage control amount is the phase angle control amount Δθ max1 generated by adding the maximum phase angle control amount θ dcp max that maximizes the output of the DC / DC converter 3 to the transmission voltage control amount θ h. The upper limit of θ m is specified. That is, a limiter having the upper limit value of the phase angle control amount Δθ max1 is formed. As a result, the phase angle control amount Δθ max1 becomes the upper limit of the collected voltage control amount θ m . In the present embodiment, the current collection voltage control amount θ m does not exceed the upper limit value of the phase angle control amount Δθ max1 in the steady state. Therefore, in this case, the current collection voltage control amount θ m is used as the power control amount Δθ dcp to drive the DC / DC converter 3 to control the voltage of the DC current collection system I to a specified value. On the other hand, during an AC accident, the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc increases in the negative direction, and the transmission voltage control amount θ h becomes a large negative value, so the phase angle control amount Δθ max1 in defined as a result of the upper limit value decreases, it becomes smaller than the collector voltage controlled variable theta m. In such a state, the phase angle control amount Δθ max1 is selected as the power control amount Δθ dcp and the DC / DC converter 3 is driven to control the voltage of the DC power transmission system II to a specified value. In the present embodiment, a limiter that defines the upper limit of the current collection voltage control amount θ m is formed by the phase angle control amount Δθ max1 generated by adding the maximum phase angle control amount θ dcp max to the transmission voltage control amount θ h. Thus, the selection means 13 (see FIG. 3) for selecting either the current collection voltage control amount θ m or the power transmission voltage control amount θ h is configured. The lower limit value of the limiter is normally set as zero. However, when a storage battery or the like is provided on the power generation facility side, the storage battery or the like can be charged by setting the lower limit value to a negative value.
本実施例によれば、最大位相角制御量θdcp maxを送電電圧制御量θhに加算して位相角制御量Δθmax1を生成し、この位相角制御量Δθmax1を集電電圧制御量θmの上限としているので、通常時には前記上限の値よりも小さい集電電圧制御量θmが選択される。この結果、通常時には、集電電圧制御量θmに基づく電力制御量ΔθdcpでＤＣ／ＤＣコンバータ３が駆動されて直流集電系統Ｉの電圧が制御される。 According to this embodiment, the maximum phase angle control quantity theta dcp max is added to the transmission voltage controlled variable theta h to generate a phase angle control amount [Delta] [theta] max1, the collector voltage controlled variable phase angle control amount [Delta] [theta] max1 theta Since the upper limit of m is set, the current collection voltage control amount θ m smaller than the upper limit value is normally selected. As a result, during normal operation, the DC / DC converter 3 is driven with the power control amount Δθ dcp based on the current collection voltage control amount θ m to control the voltage of the DC current collection system I.
一方、交流事故時には送電電圧制御量θhが集電電圧制御量θmよりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量θhに基づく制御量である位相角制御量Δθmax1でＤＣ／ＤＣコンバータ３が駆動されて直流送電系統IIの電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount θ h is smaller than the collected voltage control amount θ m at the time of an AC accident. As a result, when an AC fault, the voltage of the DC power transmission system II is controlled by the phase angle control amount [Delta] [theta] max1 is a control amount based on the transmission voltage controlled variable theta h is the DC / DC converter 3 is driven.
図５に示すように、上記第１の実施例における送電電圧制御手段１２は、比例制御により送電電圧制御量θhを生成するとともに、集電電圧制御手段１１は、比例・積分制御により集電電圧制御量θmを生成するように伝達関数を選定するのが好ましい。 As shown in FIG. 5, the transmission voltage control means 12 in the first embodiment generates a transmission voltage control amount θ h by proportional control, and the collected voltage control means 11 collects current by proportional / integral control. It is preferable to select the transfer function so as to generate the voltage control amount θ m .
この場合には、集電電圧制御量θhを比例・積分制御により生成するようにしたので、集電電圧指令値ｖmvdc refと直流集電系統Ｉの集電電圧検出値ｖmvdcとの偏差を除去することができる。この結果、定常時の直流集電系統Ｉの電圧を所定値に正確に制御することができる。一方、送電電圧制御量ｖhvdc refは、比例制御により生成するようにしたので、交流事故時の制御モードから定常時の制御モードに移行する際の制御遅れを生起することはない。この結果、交流事故からの復旧を円滑に行なわせることができる。 In this case, since the current collection voltage control amount θ h is generated by proportional / integral control, the deviation between the current collection voltage command value v mvdc ref and the current collection voltage detection value v mvdc of the DC current collection system I Can be removed. As a result, it is possible to accurately control the voltage of the DC current collecting system I in a steady state to a predetermined value. On the other hand, since the transmission voltage control amount v hvdc ref is generated by proportional control, there is no control delay when shifting from the control mode at the time of the AC accident to the control mode at the steady state. As a result, recovery from an AC accident can be performed smoothly.
図６は、第２の実施例を示すブロック図である。同図に示すように、本実施例における集電電圧制御手段１１は、第１の実施例のそれと同様である。一方、送電電圧制御手段１２は、送電電圧指令値ｖhvdc refと直流送電系統IIの電圧の実測値である送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差に送電電圧マージンΔｖhvdc mを加算し、それに伝達関数Ｇhvdcを掛けて送電電圧制御量θhmを生成している。したがって、送電電圧制御量θhmは、第１の実施例の送電電圧制御量θhよりも送電電圧マージンΔｖhvdc mの分だけ大きな値となっている。 FIG. 6 is a block diagram showing the second embodiment. As shown in the figure, the collected voltage control means 11 in this embodiment is the same as that in the first embodiment. On the other hand, the transmission voltage control means 12 adds a transmission voltage margin Δv hvdc m to the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc which is an actual measurement value of the voltage of the DC transmission system II, and transmits it. A transmission voltage control amount θ hm is generated by multiplying the function G hvdc . Therefore, the transmission voltage control amount θ hm is larger than the transmission voltage control amount θ h of the first embodiment by the transmission voltage margin Δv hvdc m .
本実施例においては、送電電圧マージンΔｖhvdc mを送電電圧制御量θhに加算して生成する送電電圧制御量θhmで集電電圧制御量θmの上限を規定するようになっている。すなわち、送電電圧制御量θhmを上限値とするリミッターが形成されている。この結果、送電電圧制御量θhmが集電電圧制御量θmの上限となる。本実施例において、定常時には集電電圧制御量θmが上限値である送電電圧制御量θhmを超えることはない。したがって、この場合は、集電電圧制御量θmが電力制御量ΔθdcpとしてＤＣ／ＤＣコンバータ３を駆動して直流集電系統Ｉの電圧を規定値に制御する。一方、交流事故時には、送電電圧指令値ｖhvdc refと送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差が負方向で大きくなり送電電圧制御量θhmが減少するので、送電電圧制御量θhmで規定される上限値が小さくなる。この結果、集電電圧制御量θmよりも小さくなる。かかる状態では、送電電圧制御量θhmが電力制御量Δθdcpとして選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を駆動して直流送電系統IIの電圧を規定値に制御する。本実施例においては、送電電圧マージンΔｖhvdc mが送電電圧制御量θhmに加算されている。すなわち、送電電圧制御量θhmで集電電圧制御量θmの上限を規定するリミッターを形成することで集電電圧制御量θmまたは送電電圧制御量θhmの何れか一方を選択する選択手段１３（図３参照）を構成している。なお、リミッターの下限値は通常零を設定しておく。ただ、発電設備側に蓄電池等を有する場合には、下限値を負の値とすることにより、蓄電池等の充電を行わせることもできる。 In the present embodiment, so as to define the upper limit of the collector voltage control amount theta m in transmission voltage controlled variable theta hm be generated by adding the transmission voltage margin Delta] v HVDC m in transmission voltage controlled variable theta h. That is, a limiter having an upper limit value of the transmission voltage control amount θ hm is formed. As a result, transmission voltage controlled variable theta hm is the upper limit of the collector voltage controlled variable theta m. In the present embodiment, the collection voltage control amount θ m does not exceed the upper limit transmission voltage control amount θ hm in a steady state. Therefore, in this case, the current collection voltage control amount θ m is used as the power control amount Δθ dcp to drive the DC / DC converter 3 to control the voltage of the DC current collection system I to a specified value. On the other hand, at the time of an AC accident, the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc increases in the negative direction and the transmission voltage control amount θ hm decreases, and thus is defined by the transmission voltage control amount θ hm. The upper limit value becomes smaller. As a result, the current collection voltage control amount θ m becomes smaller. In this state, transmission voltage controlled variable theta hm is selected as the power control amount [Delta] [theta] dcp, controlled to a specified value the voltage of the DC power transmission system II by driving the DC / DC converter 3. In this embodiment, the transmission voltage margin Δv hvdc m is added to the transmission voltage control amount θ hm . That is, the transmission voltage controlled variable theta hm in collector voltage controlled variable theta collector voltage control amount by forming a limiter defining the upper limit of m theta m or transmission voltage controlled variable theta any selection means for selecting one of hm 13 (see FIG. 3). The lower limit value of the limiter is normally set to zero. However, when a storage battery or the like is provided on the power generation facility side, the storage battery or the like can be charged by setting the lower limit value to a negative value.
本実施例の場合も図５と同様に、集電電圧制御手段１１を比例・積分制御、送電電圧制御手段１２を比例制御とすることにより、図５の場合と同様の作用・効果を奏する。 In the case of this embodiment as well, the same operation and effect as in FIG. 5 can be obtained by using the collector voltage control means 11 as the proportional / integral control and the transmission voltage control means 12 as the proportional control as in FIG.
本実施例によれば、送電電圧指令値ｖhvdc refと直流送電系統IIの送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差に送電電圧マージンΔｖhvdc mを加算し、加算した値に基づく送電電圧制御量θhmを集電電圧制御量θmの上限としているので、通常時には集電電圧制御量θmが前記上限の値よりも小さくなる。この結果、通常時には、集電電圧制御量θmに基づく電力制御量ΔθdcpでＤＣ／ＤＣコンバータ３が駆動されて直流集電系統Ｉの電圧が制御される。 According to this embodiment, the transmission voltage margin Δv hvdc m is added to the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc of the DC transmission system II, and the transmission voltage control amount θ based on the added value because hm the are the upper limit of the collector voltage controlled variable theta m, collector voltage control amount theta m is smaller than the value of the upper limit to the normal. As a result, during normal operation, the DC / DC converter 3 is driven with the power control amount Δθ dcp based on the current collection voltage control amount θ m to control the voltage of the DC current collection system I.
一方、交流事故時には送電電圧制御量θhmが集電電圧制御量θmよりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量θhmに基づく電力制御量ΔθdcpでＤＣ／ＤＣコンバータ３が駆動されて直流送電系統IIの電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount θ hm is smaller than the collected voltage control amount θ m during an AC accident. As a result, at the time of an AC accident, the DC / DC converter 3 is driven with the power control amount Δθ dcp based on the transmission voltage control amount θ hm to control the voltage of the DC power transmission system II.
図７は、第３の実施例を示すブロック図である。同図に示すように、本実施例における集電電圧制御手段１１は、第１の実施例のそれと同様である。また、送電電圧制御手段１２は、第２の実施例のそれと同様である。したがって、集電電圧制御手段１１は集電電圧制御量θmを出力するとともに、送電電圧制御手段１２は、送電電圧制御量θhmを出力する。集電電圧制御量θmおよび送電電圧制御量θhmは、最小値選択手段１３Ａでいずれか小さい制御量が電力制御量Δθdcpとして出力される。 FIG. 7 is a block diagram showing a third embodiment. As shown in the figure, the collected voltage control means 11 in this embodiment is the same as that in the first embodiment. The transmission voltage control means 12 is the same as that of the second embodiment. Accordingly, the collector voltage control means 11 outputs a collector voltage controlled variable theta m, transmission voltage control unit 12 outputs the transmission voltage controlled variable theta hm. Collector voltage control amount theta m and the transmission voltage controlled variable theta hm is either small control amount by the minimum value selecting unit 13A is output as a power control amount [Delta] [theta] dcp.
本実施例では、送電電圧指令値ｖhvdc refと直流送電系統IIの送電電圧検出値ｖhvdcとの偏差に送電電圧マージンΔｖhvdc mを加算し、加算した制御量に基づき送電電圧制御量θhmを生成しているので、通常時には集電電圧制御量θmが常に送電電圧制御量θhmよりも小さくなる。この結果、通常時には、集電電圧制御量θmに基づく電力制御量Δθdcpが選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が駆動されて直流集電系統Ｉの電圧が制御される。 In this embodiment, the transmission voltage margin Δv hvdc m is added to the deviation between the transmission voltage command value v hvdc ref and the transmission voltage detection value v hvdc of the DC transmission system II, and the transmission voltage control amount θ hm is based on the added control amount. Therefore, the current collection voltage control amount θ m is always smaller than the power transmission voltage control amount θ hm during normal operation. As a result, the power control amount Δθ dcp based on the current collection voltage control amount θ m is normally selected, and the DC / DC converter 3 is driven to control the voltage of the DC current collection system I.
一方、交流事故時には送電電圧制御量θhmが集電電圧制御量θmよりも小さくなる。この結果、交流事故時には、送電電圧制御量θhmに基づく電力制御量Δθdcpが選択され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により直流送電系統IIの電圧が制御される。 On the other hand, the transmission voltage control amount θ hm is smaller than the collected voltage control amount θ m during an AC accident. As a result, at the time of an AC fault, the power control amount Δθ dcp based on the transmission voltage control amount θ hm is selected, and the DC / DC converter 3 controls the voltage of the DC power transmission system II.
かかる本実施例においては、送電電圧マージンΔｖhvdc mを加算する構成と最小値選択手段１３Ａとが相俟って選択手段１３（図３参照）を構成している。 In this embodiment, the configuration for adding the transmission voltage margin Δv hvdc m and the minimum value selection unit 13A together constitute the selection unit 13 (see FIG. 3).
＜第２の実施の形態＞
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る直流送電システムにおける制御の態様を示す説明図で、（ａ）が定常時、（ｂ）が交流事故時である。同図に示すように、かかる直流送電システムの各構成要素およびその接続構成自体は、図２に示す直流送電システムと同様である。そこで、図８中、図２と同一部分には、同一番号を付し、重複する説明は省略する。
<Second Embodiment>
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing a control mode in the DC power transmission system according to the second embodiment of the present invention, where FIG. 8A shows a steady state and FIG. 8B shows an AC accident. As shown in the figure, each component of the DC power transmission system and its connection configuration itself are the same as those of the DC power transmission system shown in FIG. Therefore, in FIG. 8, the same parts as those in FIG.
図８（ａ）に示すように、本形態における定常時には、送電電圧ｖhvdcがＤＣ／ＡＣコンバータ５によって規定値に制御される。また，ＤＣ／ＤＣコンバータ３は昇圧比Ｎdcを一定に保持するため、集電電圧ｖmvdc＝ｖhvdc／Ｎdcとなる。この結果、集電電圧ｖmvdcが既定の範囲内に制御されることになり、ＡＣ／ＤＣコンバータ２は電力制御を行うことになる。 As shown in FIG. 8A, the transmission voltage v hvdc is controlled to a specified value by the DC / AC converter 5 at the steady state in this embodiment. Further, since the DC / DC converter 3 keeps the step-up ratio N dc constant, the collected voltage v mvdc = v hvdc / N dc . As a result, the collected voltage v mvdc is controlled within a predetermined range, and the AC / DC converter 2 performs power control.
一方、図８（ｂ）に示すように、事故時には、ＤＣ／ＡＣコンバータ５が送電電圧ｖhvdcを制御できなくなり、送電電圧ｖhvdcが上昇する。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は昇圧比Ｎdcを一定に保持するため、集電電圧ｖmvdcも一緒に上昇する。集電電圧ｖmvdcが既定の範囲を超えると、ＡＣ／ＤＣコンバータ２が集電電圧ｖmvdcの制御を開始する。この結果、集電電圧ｖmvdcのさらなる上昇は抑制される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は昇圧比Ｎdcを一定に保持するため、送電電圧ｖhvdcの上昇も抑制される。 On the other hand, as shown in FIG. 8 (b), at the time of accident, DC / AC converter 5 will not be able to control the transmission voltage v HVDC, transmission voltage v HVDC increases. Here, since the DC / DC converter 3 keeps the step-up ratio N dc constant, the collected voltage v mvdc also rises together. When the collected voltage v mvdc exceeds the predetermined range, the AC / DC converter 2 starts controlling the collected voltage v mvdc . As a result, further increase in the collected voltage v mvdc is suppressed. Here, since the DC / DC converter 3 keeps the step-up ratio N dc constant, an increase in the transmission voltage v hvdc is also suppressed.
交流事故が除去されると、ＤＣ／ＡＣコンバータ５による送電電圧ｖhvdcの制御が再び有効となり、直流送電系統４の送電電圧ｖhvdcが既定範囲内に抑制される。ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３により、直流集電系統Ｉの集電電圧ｖmvdcも既定の範囲内に抑制されるため、ＡＣ／ＤＣコンバータ２の運転状態は、電力制御に切り替わる。 When the AC accident is removed, the control of the transmission voltage v hvdc by the DC / AC converter 5 becomes effective again, and the transmission voltage v hvdc of the DC transmission system 4 is suppressed within a predetermined range. Here, since the collected voltage v mvdc of the direct current collecting system I is also suppressed within a predetermined range by the DC / DC converter 3, the operating state of the AC / DC converter 2 is switched to power control.
以上により、定常時および交流事故時のいずれにおいても、送電電圧ｖhvdcと集電電圧ｖmvdcを維持することができる。 As described above, the transmission voltage v hvdc and the collected voltage v mvdc can be maintained both in the steady state and in the AC accident.
図９は図８に示す直流送電システムにおける制御系を示すブロック図である。同図に示すように、本形態におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３は、集電電圧ｖmvdcと送電電圧ｖhvdcの比率を、既定の昇圧比Ｎdcと一致するように常に動作させる。具体的には，集電電圧ｖmvdcに対して既定の昇圧比Ｎdcを乗じた値と、送電電圧ｖhvdcとの偏差を加算器２１で取り、これにゲインＧを乗じた大きさの電力制御量θdcpをＤＣ・ＤＣコンバータ３に供給している。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ２とＤＣ／ＡＣコンバータ５は、従来の制御と同様とする。 FIG. 9 is a block diagram showing a control system in the DC power transmission system shown in FIG. As shown in the figure, the DC / DC converter 3 in this embodiment always operates so that the ratio of the collected voltage v mvdc and the transmission voltage v hvdc matches the predetermined boost ratio N dc . Specifically, the adder 21 takes a deviation between a value obtained by multiplying the current collection voltage v mvdc by a predetermined step-up ratio N dc and the transmission voltage v hvdc, and a power obtained by multiplying this by a gain G. The control amount θ dcp is supplied to the DC / DC converter 3. The AC / DC converter 2 and the DC / AC converter 5 are the same as the conventional control.
なお、図９に示す本形態では、加算器２１の出力である集電電圧ｖmvdcに昇圧比Ｎdcを乗じた値と、送電電圧ｖhvdcとの偏差にゲインＧを乗じて電力制御量θdcpとしているが、これに限るものではない。前記偏差を減じるように生成された電力制御量θdcpであれば、それ以上の限定はない。 In the present embodiment shown in FIG. 9, the power control amount θ is obtained by multiplying the deviation between the value obtained by multiplying the collected voltage v mvdc output from the adder 21 by the boost ratio N dc and the transmission voltage v hvdc by the gain G. Although it is dcp , it is not limited to this. There is no further limitation as long as the power control amount θ dcp is generated so as to reduce the deviation.
本発明は直流電圧の昇圧を伴う直流送電およびその保守管理に関する産業分野において有効に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used in the industrial field related to DC power transmission accompanied with DC voltage boosting and maintenance management.
Ｉ 直流集電系統
II 直流送電系統
III 交流系統
１ 発電設備
２ ＡＣ／ＤＣコンバータ
３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４ 送電線
５ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１１ 集電電圧制御手段
１２ 送電電圧制御手段
１３ 選択手段
１３Ａ 最小値選択手段
ｖmvdc ref 集電電圧指令値
ｖhvdc ref 送電電圧指令値
ｖmvdc 集電電圧検出値
ｖhvdc 送電電圧検出値
θm 集電電圧制御量
θh、θhm 送電電圧制御量
Δθdcp 電力制御量
Ｇmvdc、Ｇhvdc 伝達関数
I DC current collection system
II DC transmission system
III AC system 1 Power generation equipment 2 AC / DC converter 3 DC / DC converter 4 Transmission line 5 DC / AC converter 11 Current collection voltage control means 12 Transmission voltage control means 13 Selection means 13A Minimum value selection means v mvdc ref Current collection voltage command Value v hvdc ref Transmission voltage command value v mvdc Collected voltage detection value v hvdc Transmission voltage detection value θ m Collected voltage control amount θ h , θ hm Transmission voltage control amount Δθ dcp Power control amount G mvdc , G hvdc Transfer function
Claims (6)
送電電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、該ＤＣ／ＤＣコンバータと接続される交流
系統側のＤＣ／ＡＣコンバータとを有するとともに、前記連系用コンバータと前記ＤＣ／
ＤＣコンバータとの間で直流集電系統が形成され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記ＤＣ
／ＡＣコンバータとの間を接続する送電線で直流送電系統が形成され、さらに前記ＤＣ／
ＡＣコンバータの交流側で交流系統が形成されている直流送電システムであって、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの制御系が、前記直流集電系統の電圧を検出して所定の集電
電圧指令値になるよう前記直流集電系統の電圧を制御するための集電電圧制御量を出力す
る集電電圧制御手段と、前記直流送電系統の電圧を検出して所定の送電電圧指令値になる
よう前記直流送電系統の電圧を制御するための送電電圧制御量を出力する送電電圧制御手
段と、前記集電電圧制御量または前記送電電圧制御量のいずれか一方に基づく制御量を前
記ＤＣ／ＤＣコンバータに対する電力制御量として出力する選択手段とを備えており、
定常時には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記直流集電系統の電圧を制御するとともに
、前記ＤＣ／ＡＣコンバータが前記直流送電系統の電圧を制御する一方、
交流事故時には、前記連系用コンバータが前記直流集電系統の電圧を制御するとともに
、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが前記直流送電系統の電圧を制御することを特徴とする直流
送電システム。 DC converter for outputting DC, DC / DC converter for converting DC voltage converted by the converter to a predetermined transmission voltage, and DC / AC on the AC system side connected to the DC / DC converter A converter, and the interconnection converter and the DC /
A direct current collecting system is formed between the DC converter and the DC / DC converter and the DC.
A DC transmission system is formed by a transmission line connecting between the DC / AC converter and the DC /
A DC power transmission system in which an AC system is formed on the AC side of the AC converter,
The control system of the DC / DC converter detects the voltage of the DC current collection system and outputs a current collection voltage control amount for controlling the voltage of the DC current collection system so as to reach a predetermined current collection voltage command value. And a power transmission voltage control means for detecting a voltage of the DC power transmission system and outputting a power transmission voltage control amount for controlling the voltage of the DC power transmission system so as to become a predetermined power transmission voltage command value. And a selection means for outputting a control amount based on one of the collected voltage control amount or the transmission voltage control amount as a power control amount for the DC / DC converter,
During the steady state, the DC / DC converter controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / AC converter controls the voltage of the DC transmission system,
In the case of an AC accident, the DC converter system controls the voltage of the DC power collection system, and the DC / DC converter controls the voltage of the DC power transmission system.
前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系
統の電圧との偏差に基づき生成された前記送電電圧制御量に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ
を最大出力とする最大位相角制御量を加算するとともに、加算した位相角制御量を前記集
電電圧制御量の上限とし、前記集電電圧制御量を、前記定常時の前記電力制御量として出
力するとともに、前記送電電圧制御量を、前記交流事故時の前記電力制御量として出力す
ることを特徴とする直流送電システム。 In the DC power transmission system according to claim 1,
The selection means has a maximum phase with the DC / DC converter as a maximum output in the transmission voltage control amount generated based on a deviation between the transmission voltage command value in the transmission voltage control means and the voltage of the DC transmission system. An angle control amount is added, and the added phase angle control amount is used as an upper limit of the collected voltage control amount, and the collected voltage control amount is output as the power control amount in the steady state, and the transmission voltage control An amount of power is output as the power control amount at the time of the AC accident.
前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系
統の電圧との偏差に所定の送電電圧マージンを加算するとともに、前記送電電圧マージン
を加算した送電電圧制御量を前記集電電圧制御量の上限とし、前記集電電圧制御量を、前
記定常時の前記電力制御量として出力するとともに、前記送電電圧制御量を、前記交流事
故時の前記電力制御量として出力することを特徴とする直流送電システム。 In the DC power transmission system according to claim 1,
The selection unit adds a predetermined transmission voltage margin to a deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the DC transmission system in the transmission voltage control unit, and sets a transmission voltage control amount obtained by adding the transmission voltage margin. The upper limit of the collected voltage control amount is set, and the collected voltage control amount is output as the power control amount in the steady state, and the transmission voltage control amount is output as the power control amount in the AC fault. DC power transmission system characterized by
前記選択手段は、前記送電電圧制御手段における前記送電電圧指令値と前記直流送電系
統の電圧との偏差に所定の送電電圧マージンを加算するとともに、前記送電電圧マージン
を加算した送電電圧制御量と、前記集電電圧制御量のうちいずれか小さい制御量を前記電
力制御量として出力する最小値選択手段であることを特徴とする直流送電システム。 In the DC power transmission system according to claim 1,
The selection unit adds a predetermined transmission voltage margin to a deviation between the transmission voltage command value and the voltage of the DC transmission system in the transmission voltage control unit, and a transmission voltage control amount obtained by adding the transmission voltage margin; A direct current power transmission system, comprising: minimum value selection means for outputting a control amount that is smaller of the collected voltage control amount as the power control amount.
前記送電電圧制御手段は、比例制御により前記送電電圧制御量を生成するとともに、前
記集電電圧制御手段は、比例・積分制御により前記集電電圧制御量を生成するものである
ことを特徴とする直流送電システム。 In the direct current power transmission system according to claim 2 or claim 3,
The power transmission voltage control means generates the power transmission voltage control amount by proportional control, and the power collection voltage control means generates the current collection voltage control amount by proportional / integral control. DC power transmission system.
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの制御系が、前記直流集電系統の電圧である集電電圧に対して所定の昇圧比を乗じた値と、前記直流送電系統の電圧である送電電圧との偏差を低減するように生成された電力制御量で前記ＤＣ／ＤＣコンバータを制御して、
定常時には、前記ＤＣ／ＡＣコンバータによって前記送電電圧を既定値に制御する一方、
交流事故時には、前記ＡＣ／ＤＣコンバータによって前記集電電圧を既定値に制御することを特徴とする直流送電システム。
DC converter for outputting DC, DC / DC converter for converting DC voltage converted by the converter to a predetermined transmission voltage, and DC / AC on the AC system side connected to the DC / DC converter A DC current collecting system is formed between the interconnection converter and the DC / DC converter, and direct current is transmitted by a transmission line connecting the DC / DC converter and the DC / AC converter. A direct-current power transmission system in which a power transmission system is formed and an AC system is formed on the AC side of the DC / AC converter,
The control system of the DC / DC converter reduces a deviation between a value obtained by multiplying a collected voltage, which is a voltage of the DC power collection system, by a predetermined step-up ratio, and a transmission voltage, which is a voltage of the DC transmission system. Controlling the DC / DC converter with the power control amount generated to
In a steady state, the transmission voltage is controlled to a predetermined value by the DC / AC converter,
In the case of an AC accident, the AC / DC converter controls the collected voltage to a predetermined value.
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