JP6411925B2 - Power converter - Google Patents

Power converter Download PDF

Info

Publication number
JP6411925B2
JP6411925B2 JP2015054156A JP2015054156A JP6411925B2 JP 6411925 B2 JP6411925 B2 JP 6411925B2 JP 2015054156 A JP2015054156 A JP 2015054156A JP 2015054156 A JP2015054156 A JP 2015054156A JP 6411925 B2 JP6411925 B2 JP 6411925B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
converter
converters
control means
voltage
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.)
Active
Application number
JP2015054156A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016174495A (en
Inventor
井上 重徳
重徳 井上
守 木村
守 木村
加藤 修治
修治 加藤
川添 裕成
裕成 川添
相原 孝志
孝志 相原
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 JP2015054156A priority Critical patent/JP6411925B2/en
Publication of JP2016174495A publication Critical patent/JP2016174495A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6411925B2 publication Critical patent/JP6411925B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は,電力変換装置に係り,特に,複数の交直変換器の直流側を互いに接続したときに好適な電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter, and more particularly, to a power converter suitable when the DC sides of a plurality of AC / DC converters are connected to each other.

長距離に亘って大電力を送電する場合,交流送電に比較して直流送電が有利であることが知られている。   When transmitting a large amount of power over a long distance, it is known that DC transmission is more advantageous than AC transmission.

例えば,第1の交流系統から第2の交流系統に送電する場合,第1の交流系統に接続する第1の交直変換器と,第2の交流系統に連系する第2の交直変換器を設け,前記2つの交直変換器の直流側を直流送電線によって接続する。   For example, when power is transmitted from a first AC system to a second AC system, a first AC / DC converter connected to the first AC system and a second AC / DC converter connected to the second AC system are provided. Provided, and the DC side of the two AC / DC converters is connected by a DC transmission line.

本明細書では,以下,上記のように2個の交直変換器を直流送電線によって接続した構成を「2端子HVDC」と称する。   In the present specification, hereinafter, a configuration in which two AC / DC converters are connected by a DC power transmission line as described above is referred to as “two-terminal HVDC”.

同様に,n個の交直変換器の直流側を直流送電線によって互いに接続した構成を「n端子HVDC」と称する。   Similarly, a configuration in which the DC sides of n AC / DC converters are connected to each other by a DC power transmission line is referred to as “n terminal HVDC”.

例えば,3端子直流送電システムにおいて,第1,第2の交直変換器が運転しており,残る第3の交直変換器が停止しており,直流送電線から切り離されているという運転状態が有り得る。   For example, in a three-terminal DC power transmission system, there may be an operating state in which the first and second AC / DC converters are operating and the remaining third AC / DC converter is stopped and disconnected from the DC power transmission line. .

例えば〔特許文献1〕は,停止中の第3の交直変換器を,運転中の第1,第2の交直変換器に接続する場合において,第3の交直変換器の直流側と並列に接続されているコンデンサを並列接続した複数個のコンデンサに分割し,それぞれに時間差を設けて投入することによって突入電流を防止する方法を開示している。   For example, in [Patent Document 1], when connecting the stopped third AC / DC converter to the operating first and second AC / DC converters, the DC / DC side of the third AC / DC converter is connected in parallel. Discloses a method of preventing an inrush current by dividing a capacitor into a plurality of capacitors connected in parallel and putting them in a time difference.

特開平2−164229号公報JP-A-2-164229

4端子以上のHVDCでは,通常,4個の交直変換器の直流側が全て接続されて運転している。   In an HVDC having four or more terminals, the DC side of the four AC / DC converters is usually connected and operated.

しかし,直流送電線のメンテナンス等に伴って,例えば4個の交直変換器が2群に分かれる,すなわち,第1,第2の交直変換器が第1の2端子HVDC(第1の群)を形成し,第3,第4の交直変換器が第2の2端子HVDC(第2の群)を形成しながらそれぞれ運転しているという状態があり得る。   However, for example, four AC / DC converters are divided into two groups along with maintenance of the DC transmission line, that is, the first and second AC / DC converters are connected to the first two-terminal HVDC (first group). There may be a state where the third and fourth AC / DC converters are respectively operated while forming the second two-terminal HVDC (second group).

この状態から,再び4個の交直変換器の直流側を接続し,1個の4端子HVDCとして運転する場合,前記第1,第2の2端子HVDCの運転状態が一般には異なることから,前記第1の群と前記第2の群を接続する開閉器の両端の直流電圧が異なる可能性がある。   From this state, when the DC sides of the four AC / DC converters are connected again and operated as one 4-terminal HVDC, the operating states of the first and second 2-terminal HVDCs are generally different. There is a possibility that the DC voltage across the switch connecting the first group and the second group is different.

直流電圧が異なる状態で,前記第1,第2の群を接続する開閉器を投入すると,一方の群から他方の群に突入電流が流れ,交直変換器,直流送電線,開閉器等の機器に悪影響を及ぼす恐れがあるという課題があった。   When a switch that connects the first and second groups is turned on when the DC voltage is different, an inrush current flows from one group to the other, and an AC / DC converter, a DC transmission line, a switch, etc. There is a problem that there is a risk of adversely affecting the environment.

以上の課題を解決するために,本発明は,複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器は少なくとも第1と第2の群に分割されており,前記第1の群の直流送電線と前記第2の群の直流送電線と間に開閉器を備えており,前記第1の群の直流送電線と前記第2の群の直流送電線とが共に送電状態であって該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記交直変換器のうち少なくとも1つが,直流電圧を制御するように構成した。
あるいは,複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器を少なくとも第1と第2の群に分割する開閉器を備えており,前記第1と第2の群を接続する直流回路にDC−DC変換器を備えており,該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記交直変換器のうち少なくとも1つを制御するように構成した。
複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器を少なくとも第1と第2の群に分割する開閉器を備えており,前記第1と第2の群を接続する直流回路にDC−DC変換器を備えており,該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記DC−DC変換器が直流電圧を制御するように構成した。
In order to solve the above problems, the present invention provides a power conversion device in which the DC terminals of a plurality of AC / DC converters are connected, wherein the plurality of AC / DC converters are divided into at least first and second groups. And a switch is provided between the first group of DC transmission lines and the second group of DC transmission lines, and the first group of DC transmission lines and the second group of DC transmission lines. And a switch control means having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages at both ends of the switch are substantially coincident with each other. At least one of the AC / DC converters is configured to control a DC voltage so as to detect the coincidence of voltages at both ends of the switch.
Alternatively, it is a power conversion device in which the DC terminals of a plurality of AC / DC converters are connected, and includes a switch that divides the AC / DC converters into at least a first group and a second group. A switch control means having a DC-DC converter in a DC circuit connecting the two groups, and having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages at both ends of the switch substantially coincide with each other. And at least one of the AC / DC converters is controlled so that the switch control means detects the coincidence of voltages across the switch.
A power converter connected to the DC terminals of a plurality of AC / DC converters, comprising a switch for dividing the AC / DC converters into at least first and second groups, wherein the first and second A DC-DC converter in a DC circuit for connecting the groups, and a switch control means having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages at both ends of the switch substantially coincide with each other. The DC-DC converter controls the DC voltage so that the switch control means detects the coincidence of the voltages at both ends of the switch.

本発明によれば,突入電流を生じさせることなく,運転中の2個のn端子HVDCを接続できるという効果を得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain an effect that two n-terminals HVDC in operation can be connected without causing an inrush current.

本発明の第1の実施形態First embodiment of the present invention 交直変換器の詳細構成例Detailed configuration example of AC / DC converter 双方向チョッパ形単位変換器Bidirectional chopper type unit converter フルブリッジ形単位変換器Full-bridge type unit converter ウィンドファームの詳細構成例Detailed configuration example of wind farm タイミングチャート例その1Timing chart example 1 タイミングチャート例その2Timing chart example 2 開閉器制御手段の別の構成例Another configuration example of the switch control means 開閉器の別の構成例Another configuration example of the switch 交直変換器の別の構成例その1Another configuration example of AC / DC converter 1 交直変換器の別の構成例その2Another configuration example of AC / DC converter 2 交直変換器の別の構成例その3Another configuration example of AC / DC converter 3 本発明の第2の実施形態Second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態Third embodiment of the present invention 本発明の第4の実施形態Fourth embodiment of the present invention

以下,本発明の第1の実施形態について説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.

実施例1は,4個の交直変換器の直流側を直流送電線で接続した4端子HVDCにおいて,前記4個の交直変換器が2個ずつの2群に分かれ,2個の2端子HVDCとして運転している状態から,2つの群を接続する箇所の開閉器の両端の電圧を一致させてから,該開閉器を投入するための開閉器制御手段を設けた構成である。   In the first embodiment, in the four-terminal HVDC in which the DC sides of four AC / DC converters are connected by a DC power transmission line, the four AC / DC converters are divided into two groups each having two two-terminal HVDCs. The switch is provided with a switch control means for switching on the voltage at both ends of the switch at the location where the two groups are connected from the operating state and then turning on the switch.

また,実施例1では,4個の交直変換器の運転モードを制御する運転制御手段を備えている。   Moreover, in Example 1, the operation control means which controls the operation mode of four AC / DC converters is provided.

前記開閉器が開放している状態において,前記2群のそれぞれに含まれる2個の交直変換器のうち,一方の交直変換器は直流電圧を制御し(後述するAVRモード),他方の交直変換器は直流電流を制御している(後述するAPRモード)が,運転制御手段は前記開閉器を投入した後,速やかに一方の群に含まれる直流電圧を制御していた交直変換器の動作を,直流電流を制御するように遷移させる機能を有する。   In the state where the switch is opened, one of the two AC / DC converters included in each of the two groups controls a DC voltage (AVR mode described later), and the other AC / DC converter. The DC / DC converter controls the DC current (APR mode described later), but after the switch is turned on, the operation control means promptly operates the AC / DC converter that controls the DC voltage included in one group. , Has a function to make a transition so as to control the direct current.

実施例1では,前記2個の2端子HVDCを接続し,1個の4端子HVDCとして運転しようとする際に,突入電流を生じることなく,すなわち,交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。   In the first embodiment, when the two two-terminal HVDC are connected to operate as one four-terminal HVDC, no inrush current is generated, that is, the AC / DC converter and the DC transmission line are adversely affected. The effect of being able to connect without being obtained.

以下,図1を参照して実施例1の全体構成を説明する。   The overall configuration of the first embodiment will be described below with reference to FIG.

電力変換装置103は3個の交流系統101a,b,cと1個ウィンドファーム102に接続している。   The power converter 103 is connected to three AC systems 101 a, b, c and one wind farm 102.

交流系統101a,b,c,ウィンドファーム102にはそれぞれ交直変換器107a,b,c,dが接続している。   AC / DC converters 107a, b, c, d are connected to the AC systems 101a, b, c, and the wind farm 102, respectively.

交直変換器107aの交流側は,交流系統101aに接続しており,直流側は開閉器109を介して直流母線108aに接続している。   The AC side of the AC / DC converter 107 a is connected to the AC system 101 a, and the DC side is connected to the DC bus 108 a via the switch 109.

また,交直変換器107bの交流側は,交流系統101bに接続しており,直流側は開閉器109を介して直流母線108bに接続している。   The AC side of the AC / DC converter 107 b is connected to the AC system 101 b, and the DC side is connected to the DC bus 108 b via the switch 109.

同様に,交直変換器107cの交流側は,交流系統101cに接続しており,直流側は開閉器109を介して直流母線108cに接続している。   Similarly, the AC side of the AC / DC converter 107c is connected to the AC system 101c, and the DC side is connected to the DC bus 108c via the switch 109.

交直変換器107dの交流側は,ウィンドファーム102に接続しており,直流側は開閉器109を介して直流母線108dに接続している。   The AC side of the AC / DC converter 107 d is connected to the wind farm 102, and the DC side is connected to the DC bus 108 d via the switch 109.

ウィンドファーム102は複数の風力発電装置113によって構成されているが,以下では,個々の風力発電装置113が,ウィンドファーム102の交流電圧振幅や周波数を制御する機能を備えておらず,該交流電圧振幅と該周波数は,交直変換器107dによって制御されるとして説明する。ウィンドファーム102の詳細構成については図5を用いて後述する。   Although the wind farm 102 is composed of a plurality of wind power generators 113, in the following, each wind power generator 113 does not have a function of controlling the AC voltage amplitude and frequency of the wind farm 102. A description will be given assuming that the amplitude and the frequency are controlled by the AC / DC converter 107d. A detailed configuration of the wind farm 102 will be described later with reference to FIG.

直流母線108aと108bは開閉器109と直流送電線110を介して接続している。   The DC buses 108a and 108b are connected to the switch 109 via the DC transmission line 110.

また,直流母線108cと108dは開閉器109と直流送電線110を介して接続している。   The DC buses 108c and 108d are connected to the switch 109 via the DC power transmission line 110.

さらに,直流母線108aと108dは開閉器105x,直流送電線106,開閉器105yを介して接続している。   Further, the DC buses 108a and 108d are connected via a switch 105x, a DC power transmission line 106, and a switch 105y.

ここで,図1は,交直変換器107a,b,c,dの交流側,直流側ともに単線結線図として描いている。したがって,前記の交流側は三相あるいは単相交流であり,前記の直流側はモノポーラまたはバイポーラ送電である。なお,交直変換器107a,b,c,dの詳細構成例については,図2を参照して後述する。   Here, FIG. 1 is drawn as a single line connection diagram on both the AC side and the DC side of the AC / DC converters 107a, b, c, and d. Therefore, the AC side is a three-phase or single-phase AC, and the DC side is a monopolar or bipolar power transmission. A detailed configuration example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d will be described later with reference to FIG.

以下,開閉器109は全て投入されており,開閉器105x,yが開放されている状態を「独立運転状態」と称する。   Hereinafter, the state in which all the switches 109 are turned on and the switches 105x and 105y are opened is referred to as an “independent operation state”.

すなわち,独立運転状態とは,交直変換器107a,bが第1の群104xとして第1の2端子HVDCを構成して運転しており,交直変換器107c,dが第2の群104yとして第2の2端子HVDCを構成して運転している状態である。   In other words, the independent operation state means that the AC / DC converters 107a and 107b are operating as the first group 104x constituting the first two-terminal HVDC, and the AC / DC converters 107c and 107d are the second group 104y as the second group 104y. This is a state in which a two-terminal HVDC No. 2 is configured and operated.

一方,開閉器109,105x,yが投入されており,交直変換器107a,b,c,dを1つの4端子HVDCとして運転している状態を「連系運転状態」と称する。   On the other hand, the state in which the switches 109, 105x, and y are turned on and the AC / DC converters 107a, b, c, and d are operated as one 4-terminal HVDC is referred to as “interconnection operation state”.

本実施例では,図1に示すように,例えば開閉器105yの両端の直流電圧を測定する2つの電圧検出手段111が設けられている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, for example, two voltage detection means 111 for measuring the DC voltage across the switch 105y are provided.

開閉器制御手段112は,前記2つの電圧検出手段111の測定値VDCd1とVDCd2の差であるVerrを演算するとともに,開閉器105yの投入・開放を制御する機能を有する。   The switch control unit 112 has a function of calculating Verr, which is a difference between the measured values VDCd1 and VDCd2 of the two voltage detection units 111, and controlling on / off of the switch 105y.

また,開閉器制御手段112は,例えば前記のVerrを交直変換器107cに伝達する。   The switch control means 112 transmits the Verr to the AC / DC converter 107c, for example.

運転制御手段113は,電力変換装置103の運転状態を,独立運転状態から連系運転状態に,あるいはその逆に遷移させるための指令信号Opを開閉器制御手段112に与える。   The operation control means 113 gives the switch control means 112 a command signal Op for changing the operation state of the power converter 103 from the independent operation state to the connected operation state or vice versa.

さらに,運転制御手段113は,各交直変換器107a,b,c,dにそれぞれ運転モード指令Opa,Opb,Opc,Opdを送信する。運転モードについては後述する。   Further, the operation control means 113 transmits operation mode commands Opa, Opb, Opc, Opd to the AC / DC converters 107a, b, c, d, respectively. The operation mode will be described later.

以下,図2を参照して交直変換器107a,b,c,dの一例として,交直変換器107dとその近傍の詳細構成例を説明する。   Hereinafter, an example of the detailed configuration of the AC / DC converter 107d and its vicinity will be described as an example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d with reference to FIG.

交直変換器107dの交流側は,変圧器201を介してウィンドファーム102に接続している。より詳しくは,変圧器201の1次巻線201pがウィンドファーム102に接続している。また,交直変換器107dの直流側は,開閉器109を介して直流母線108dに接続している。   The AC side of the AC / DC converter 107 d is connected to the wind farm 102 via the transformer 201. More specifically, the primary winding 201 p of the transformer 201 is connected to the wind farm 102. The DC side of the AC / DC converter 107d is connected to the DC bus 108d via the switch 109.

変圧器201の2次巻線201sとu相レグ202u,v相レグ202v,w相レグ202wはそれぞれU点,V点,W点で接続している。   The secondary winding 201s of the transformer 201 and the u-phase leg 202u, the v-phase leg 202v, and the w-phase leg 202w are connected at the U point, the V point, and the W point, respectively.

u相レグ202u,v相レグ202v,w相レグ202wは直流母線108dのP点,N点で並列接続している。   The u-phase leg 202u, the v-phase leg 202v, and the w-phase leg 202w are connected in parallel at the P point and the N point of the DC bus 108d.

u相レグ202uは,u相正側アーム203up,2つのリアクトル204,u相負側アーム203unの直列回路であり,前述のU点は,前記2つのリアクトル204の接続点である。   The u-phase leg 202u is a series circuit of the u-phase positive side arm 203up, the two reactors 204, and the u-phase negative side arm 203un, and the aforementioned U point is a connection point of the two reactors 204.

v相レグ202vは,v相正側アーム203vp,2つのリアクトル204,v相負側アーム203vnの直列回路であり,前述のV点は,前記2つのリアクトル204の接続点である。   The v-phase leg 202v is a series circuit of the v-phase positive arm 203vp, the two reactors 204, and the v-phase negative arm 203vn, and the above-described V point is a connection point of the two reactors 204.

w相レグ202wは,w相正側アーム203wp,2つのリアクトル204,w相負側アーム203wnの直列回路であり,前述のW点は,前記2つのリアクトル204の接続点である。   The w-phase leg 202w is a series circuit of a w-phase positive arm 203wp, two reactors 204, and a w-phase negative arm 203wn, and the aforementioned W point is a connection point of the two reactors 204.

各アーム203up,vp,wp,un,vn,wnはそれぞれ1つまたは複数の単位変換器205の直列回路である。単位変換器205の詳細構成については図3,図4を参照して後述する。   Each arm 203up, vp, wp, un, vn, wn is a series circuit of one or a plurality of unit converters 205, respectively. The detailed configuration of the unit converter 205 will be described later with reference to FIGS.

以上を換言すると,交直変換器107dは,H, Akagi, “Classification, terminology, and application of the modular multilevel cascade converter (MMCC),” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 11, Nov. 2011, pp. 3119-3129に記載されているMMCC−DSCCあるいはMMCC−DSBCである。   In other words, the AC / DC converter 107d is H, Akagi, “Classification, terminology, and application of the modular multilevel cascade converter (MMCC),” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 11, Nov. 2011 , MMCC-DSCC or MMCC-DSBC described in pp. 3119-3129.

交直変換器制御手段206は,制御通信線207を介して,各単位変換205にゲート信号guk,gvk,gwkを送信する。また,制御通信線208を介して,各単位変換器205のコンデンサ電圧VCuk,VCvk,VCwkを受信する。   The AC / DC converter control means 206 transmits the gate signals guk, gvk, gwk to each unit converter 205 via the control communication line 207. Further, the capacitor voltages VCuk, VCvk, and VCwk of each unit converter 205 are received via the control communication line 208.

以下,説明のため,図2各部の電圧,電流を定義する。   For the sake of explanation, the voltage and current of each part in FIG. 2 are defined below.

ウィンドファーム102の交流相電圧をVFu,VFv,VFwと表記する   The AC phase voltage of the wind farm 102 is expressed as VFu, VFv, VFw.

変圧器201の2次巻線201sからU点,V点,W点に流入する電流をそれぞれIU,IV,IWと表記する。   Currents flowing from the secondary winding 201s of the transformer 201 to the U point, the V point, and the W point are denoted as IU, IV, and IW, respectively.

また,各アーム203up,vp,wp,un,vn,wnの出力電圧をそれぞれVup,Vvp,Vwp,Vun,Vvn,Vwnと表記する。   Further, the output voltages of the arms 203up, vp, wp, un, vn, wn are denoted as Vup, Vvp, Vwp, Vun, Vvn, Vwn, respectively.

さらに,交直変換器107dのP点とN点の間の電圧をVDCd,P点から流出する電流をIDCdと表記する。   Further, the voltage between point P and point N of the AC / DC converter 107d is denoted as VDCd, and the current flowing out from point P is denoted as IDCd.

また,直流母線108dの電圧をVDCd1と表記し,直流送電線106と開閉器105yの間の直流電圧をVDCd2と表記する。   The voltage of the DC bus 108d is expressed as VDCd1, and the DC voltage between the DC transmission line 106 and the switch 105y is expressed as VDCd2.

なお,交直変換器107dと直流母線108dの間の開閉器109が投入されている場合,VDCd=VDCd1である。   When the switch 109 between the AC / DC converter 107d and the DC bus 108d is turned on, VDCd = VDCd1.

変圧器201の漏れインダクタンスをLtと表記し,リアクトル204のインダクタンスのLBと表記する。   The leakage inductance of the transformer 201 is denoted as Lt, and the inductance of the reactor 204 is denoted as LB.

図2では,開閉器105yの詳細構成を描いており,開閉器105yは,直流母線108dのP点に接続する単極開閉器209ypと,N点に接続する単極開閉器209ynを備えている。   In FIG. 2, the detailed configuration of the switch 105y is illustrated. The switch 105y includes a single pole switch 209yp connected to the point P of the DC bus 108d and a single pole switch 209yn connected to the point N. .

同様に,開閉器105xの詳細構成を描いており,開閉器105xは,単極開閉器209xpと,単極開閉器209xnを備えている。   Similarly, a detailed configuration of the switch 105x is illustrated, and the switch 105x includes a single pole switch 209xp and a single pole switch 209xn.

以下,交直変換器107dがウィンドファーム102に交流電圧VFu,VFv,VFwを供給できる原理を説明する。   Hereinafter, the principle that the AC / DC converter 107d can supply the AC voltages VFu, VFv, and VFw to the wind farm 102 will be described.

U相に着目すると,VFuは(1)式を満足する。
〔数1〕
VFu=(−Vup+Vun)/2
+(Lt+LB/2)×d/dt×IU (1)
Focusing on the U phase, VFu satisfies the equation (1).
[Equation 1]
VFu = (− Vup + Vun) / 2
+ (Lt + LB / 2) × d / dt × IU (1)

したがって,u相正側アーム203up,u相負側アーム203unの出力電圧Vup,Vunを制御することによって,VFuを制御できる。また,同様の原理で,VFv,VFwも制御できる。   Therefore, VFu can be controlled by controlling the output voltages Vup and Vun of the u-phase positive arm 203up and the u-phase negative arm 203un. Further, VFv and VFw can be controlled by the same principle.

以下,交直変換器107dが直流母線108dに直流電圧VDCdを供給できる原理を説明する。   Hereinafter, the principle that the AC / DC converter 107d can supply the DC voltage VDCd to the DC bus 108d will be described.

VDCdは(2)式を満足する。
〔数2〕
VDCd=(Vup+Vvp+Vwp+Vun+Vvn+Vwn)/6
−(2/3)×Lb×d/dt×IDCd (2)
VDCd satisfies the expression (2).
[Equation 2]
VDCd = (Vup + Vvp + Vwp + Vun + Vvn + Vwn) / 6
− (2/3) × Lb × d / dt × IDCd (2)

したがって,各アーム203の出力電圧を制御することによって,VDCdを制御できる。   Therefore, VDCd can be controlled by controlling the output voltage of each arm 203.

ここで,各アーム203はそれぞれ1個または複数の単位変換器205を直列接続した回路であることから,各アーム203に含まれる単位変換器205の出力電圧を制御できれば,該アーム203の出力電圧を制御できる。   Here, each arm 203 is a circuit in which one or more unit converters 205 are connected in series. Therefore, if the output voltage of the unit converter 205 included in each arm 203 can be controlled, the output voltage of the arm 203 can be controlled. Can be controlled.

以下,図3を参照して,単位変換器205の構成例の1つ,およびその出力電圧制御原理を説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 3, one example of the configuration of the unit converter 205 and its output voltage control principle will be described.

図3は,単位変換器205の1つの構成例である双方向チョッパ形単位変換器205cの構成を示している。   FIG. 3 shows a configuration of a bidirectional chopper type unit converter 205c, which is one configuration example of the unit converter 205.

正側スイッチング素子301pと正側環流ダイオード302pを逆並列接続した回路と,負側スイッチング素子301nと負側環流ダイオード302nを逆並列接続した回路が直列回路を形成している。また,直列接続点をa点と表記することとする。   A circuit in which the positive side switching element 301p and the positive side freewheeling diode 302p are connected in antiparallel and a circuit in which the negative side switching element 301n and the negative side freewheeling diode 302n are connected in reverse parallel form a series circuit. In addition, the series connection point is denoted as a point.

前記の直列回路とコンデンサ303をp点,n点で並列接続している。コンデンサの両端電圧をVCjkと表記する。ただし,j=up,vp,wp,un,vn,wn,k=1,2,…,Nであり,Nは各アームにおける単位変換器205の個数を表わす。   The series circuit and the capacitor 303 are connected in parallel at points p and n. The voltage across the capacitor is denoted as VCjk. However, j = up, vp, wp, un, vn, wn, k = 1, 2,..., N, where N represents the number of unit converters 205 in each arm.

前記のa点とn点を双方向チョッパ形単位変換器205cの出力端子とし,出力電圧をVjkと表記する。   The points a and n are used as output terminals of the bidirectional chopper type unit converter 205c, and the output voltage is expressed as Vjk.

電圧検出手段304は,コンデンサ303の電圧VCjkを検出し,単位変換器制御手段305に送信する。   The voltage detector 304 detects the voltage VCjk of the capacitor 303 and transmits it to the unit converter controller 305.

単位変換器制御手段305は,交直変換器制御手段206から制御通信線207を介して受信したゲート信号gjkに基づいてスイッチング素子301p,nのゲート・エミッタ間電圧を印加し,スイッチング素子301p,nのオン,オフを制御する。   The unit converter control means 305 applies the gate-emitter voltage of the switching elements 301p, n based on the gate signal gjk received from the AC / DC converter control means 206 via the control communication line 207, and the switching elements 301p, n Controls on / off.

また,コンデンサ303の電圧VCjkを,制御通信線208を介して交直変換器制御手段206に送信する。   Further, the voltage VCjk of the capacitor 303 is transmitted to the AC / DC converter control means 206 via the control communication line 208.

以下,双方向チョッパ形単位変換器205cの出力電圧Vjkを制御する方法について説明する。   Hereinafter, a method for controlling the output voltage Vjk of the bidirectional chopper type unit converter 205c will be described.

正側スイッチング素子301pをオンとし,負側スイッチング素子301nがオフとした場合,概ねVjk=VCjkに制御できる。   When the positive side switching element 301p is turned on and the negative side switching element 301n is turned off, it can be controlled to approximately Vjk = VCjk.

また,正側スイッチング素子301pをオフとし,負側スイッチング素子301nがオンとした場合,概ねVjk=0に制御できる。   When the positive side switching element 301p is turned off and the negative side switching element 301n is turned on, it can be controlled to approximately Vjk = 0.

したがって,スイッチング素子301p,nのオン・オフ状態を制御することによって,双方向チョッパ形単位変換器205cの出力電圧を制御できる。   Therefore, the output voltage of the bidirectional chopper type unit converter 205c can be controlled by controlling the on / off state of the switching elements 301p, n.

以下,図4を参照して,単位変換器205の構成例の別の1つを説明する。   Hereinafter, another example of the configuration of the unit converter 205 will be described with reference to FIG.

図4は,単位変換器205の1つの構成例であるフルブリッジ形単位変換器205fの構成を示している。   FIG. 4 shows a configuration of a full bridge type unit converter 205 f which is one configuration example of the unit converter 205.

a相正側スイッチング素子301apとa相正側環流ダイオード302apを逆並列接続した回路と,a相負側スイッチング素子301anとa相負側環流ダイオード302anを逆並列接続した回路が第1の直列回路を形成している。また,直列接続点をa点と表記することとする。   A circuit in which the a-phase positive switching element 301ap and the a-phase positive circulating diode 302ap are connected in reverse parallel and a circuit in which the a-phase negative switching element 301an and the a-phase negative circulating diode 302an are connected in reverse parallel are the first series circuit. Is forming. In addition, the series connection point is denoted as a point.

同様に,b相正側スイッチング素子301bpとb相正側環流ダイオード302bpを逆並列接続した回路と,b相負側スイッチング素子301bnとb相負側環流ダイオード302bnを逆並列接続した回路が第2の直列回路を形成している。また,直列接続点をb点と表記することとする。   Similarly, a circuit in which the b-phase positive side switching element 301bp and the b-phase positive side free-wheeling diode 302bp are connected in reverse parallel and a circuit in which the b-phase negative side switching element 301bn and the b-phase negative side free-wheeling diode 302bn are connected in reverse parallel are the second. The series circuit is formed. The series connection point is denoted as b point.

前記の第1,第2の直列回路とコンデンサ303をp点,n点で並列接続している。コンデンサの両端電圧をVCjkと表記する。ただし,j=up,vp,wp,un,vn,wn,k=1,2,…,Nであり,Nは各アームにおける単位変換器205の個数を表わす。   The first and second series circuits and the capacitor 303 are connected in parallel at points p and n. The voltage across the capacitor is denoted as VCjk. However, j = up, vp, wp, un, vn, wn, k = 1, 2,..., N, where N represents the number of unit converters 205 in each arm.

前記のa点とb点をフルブリッジ形単位変換器205fの出力端子とし,出力電圧をVjkと表記する。   The points a and b are used as output terminals of the full bridge unit converter 205f, and the output voltage is expressed as Vjk.

電圧検出手段304は,コンデンサ303の電圧VCjkを検出し,単位変換器制御手段305に送信する。   The voltage detector 304 detects the voltage VCjk of the capacitor 303 and transmits it to the unit converter controller 305.

単位変換器制御手段305は,交直変換器制御手段206から制御通信線207を介して受信したゲート信号gjkに基づいてスイッチング素子305ap,an,bn,bnのゲート・エミッタ間電圧を印加し,スイッチング素子305ap,an,bn,bnのオン,オフを制御する。   The unit converter control means 305 applies the gate-emitter voltages of the switching elements 305ap, an, bn, bn based on the gate signal gjk received from the AC / DC converter control means 206 via the control communication line 207, and performs switching. The elements 305ap, an, bn, and bn are turned on and off.

また,コンデンサ303の電圧VCjkを,制御通信線208を介して交直変換器制御手段206に送信する。   Further, the voltage VCjk of the capacitor 303 is transmitted to the AC / DC converter control means 206 via the control communication line 208.

以下,フルブリッジ形単位変換器205fの出力電圧Vjkを制御する方法について説明する。   Hereinafter, a method for controlling the output voltage Vjk of the full bridge type unit converter 205f will be described.

a相正側スイッチング素子301apをオンとし,a相負側スイッチング素子301anをオフとし,b相正側スイッチング素子301bpをオンとし,b相負側スイッチング素子301bnをオフとした場合,概ねVjk=0に制御できる。   When the a-phase positive switching element 301ap is turned on, the a-phase negative switching element 301an is turned off, the b-phase positive switching element 301bp is turned on, and the b-phase negative switching element 301bn is turned off, Vjk = 0 Can be controlled.

a相正側スイッチング素子301apをオンとし,a相負側スイッチング素子301anをオフとし,b相正側スイッチング素子301bpをオフとし,b相負側スイッチング素子301bnをオンとした場合,概ねVjk=VCjkに制御できる。   When the a-phase positive switching element 301ap is turned on, the a-phase negative switching element 301an is turned off, the b-phase positive switching element 301bp is turned off, and the b-phase negative switching element 301bn is turned on, Vjk = VCjk Can be controlled.

a相正側スイッチング素子301apをオフとし,a相負側スイッチング素子301anをオンとし,b相正側スイッチング素子301bpをオフとし,b相負側スイッチング素子301bnをオンとした場合,概ねVjk=0に制御できる。   When the a-phase positive switching element 301ap is turned off, the a-phase negative switching element 301an is turned on, the b-phase positive switching element 301bp is turned off, and the b-phase negative switching element 301bn is turned on, Vjk = 0 Can be controlled.

a相正側スイッチング素子301apをオフとし,a相負側スイッチング素子301anをオンとし,b相正側スイッチング素子301bpをオンとし,b相負側スイッチング素子301bnをオフとした場合,概ねVjk=−VCjkに制御できる。   When the a-phase positive switching element 301ap is turned off, the a-phase negative switching element 301an is turned on, the b-phase positive switching element 301bp is turned on, and the b-phase negative switching element 301bn is turned off, Vjk = − VCjk can be controlled.

したがって,スイッチング素子301ap,an,bn,bnのオン・オフ状態を制御することによって,フルブリッジ形単位変換器205fの出力電圧を制御できる。   Therefore, the output voltage of the full-bridge unit converter 205f can be controlled by controlling the on / off states of the switching elements 301ap, an, bn, and bn.

以下,図5を参照して,ウィンドファーム102の詳細構成例を説明する。   Hereinafter, a detailed configuration example of the wind farm 102 will be described with reference to FIG.

1個または複数の風力発電装置113が集電母線508に接続している。   One or more wind power generators 113 are connected to the current collector bus 508.

図5では,風力発電装置113の例として,3種類の風力発電装置113a,b,cを描いている。   In FIG. 5, three types of wind power generators 113a, 113b, and 113c are depicted as examples of the wind power generator 113.

風力発電装置113aは,例えば風力タービン501,ギアボックス502,発電機503p,発電機側交直変換器504,コンデンサ505,集電母線側交直変換器506,変圧器507を備えている。   The wind power generator 113a includes, for example, a wind turbine 501, a gear box 502, a generator 503p, a generator side AC / DC converter 504, a capacitor 505, a current collecting bus side AC / DC converter 506, and a transformer 507.

発電機側交直変換器504は,発電機からの交流電力を直流電力に変換する。また,集電母線側交直変換器506は,直流電力を交流電力に変換し,集電母線508に出力する。   The generator side AC / DC converter 504 converts AC power from the generator into DC power. The current collector bus side AC / DC converter 506 converts the DC power into AC power and outputs the AC power to the current collector bus 508.

具体的には,各風力発電装置113の集電母線側交直変換器506が,交直変換器107dによって供給された電圧VFu,VFv,VFwと同位相の電流を出力することによって,風力タービン501,ギアボックス502,発電機を介して得られた発電電力を集電母線に出力する。   Specifically, the current collecting bus side AC / DC converter 506 of each wind power generator 113 outputs a current in phase with the voltages VFu, VFv, and VFw supplied by the AC / DC converter 107d, whereby the wind turbine 501, The generated power obtained through the gear box 502 and the generator is output to the current collecting bus.

集電母線に出力された電力は,図2の変圧器201を介して交直変換器107dによって直流電力に変換される。   The power output to the current collecting bus is converted to DC power by the AC / DC converter 107d via the transformer 201 of FIG.

風力発電装置113bは,風力発電装置113aとは異なり,ギアボックス502を用いておらず,風力タービン501と発電機503pを直接結合した風力発電装置である。   Unlike the wind power generator 113a, the wind power generator 113b does not use the gear box 502, and is a wind power generator in which the wind turbine 501 and the generator 503p are directly coupled.

風力発電装置113cは,例えば風力タービン501,ギアボックス502,発電機503d,発電機側交直変換器504,コンデンサ505,集電母線側交直変換器506,変圧器507を備えている。   The wind power generator 113c includes, for example, a wind turbine 501, a gear box 502, a generator 503d, a generator side AC / DC converter 504, a capacitor 505, a current collecting bus side AC / DC converter 506, and a transformer 507.

発電機503dの固定子巻線は変圧器507を介して集電母線508に接続しており,発電機503dの回転子巻線は発電機側交直変換器504,コンデンサ505,集電母線側交直変換器506,変圧器507を介して集電母線に接続している。   The stator winding of the generator 503d is connected to the current collecting bus 508 via the transformer 507, and the rotor winding of the generator 503d is the generator side AC / DC converter 504, the capacitor 505, and the current collecting bus side AC / DC. It is connected to the current collector bus via a converter 506 and a transformer 507.

なお,図5はウィンドファーム102の1つの構成例であり,以上で述べた風力発電装置113a,b,cや,他の方式の風力発電装置を少なくとも1個以上含む構成であってもよい。   FIG. 5 shows an example of the configuration of the wind farm 102. The wind farm 102 may include at least one of the wind power generators 113a, 113b, 113c, and other types of wind power generators described above.

以下,図6を参照して,本発明の特徴である開閉器制御手段112と開閉器105yの動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the switch control means 112 and the switch 105y, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG.

図6は概略タイミングチャートであり,交直変換器107a,bが構成する群104xと,交直変換器107c,dが構成する群104yが独立運転状態にある場合,すなわち,開閉器105yが開放されている状態から,開閉器105yを投入し,4個の交直変換器107a,b,c,dを連系運転状態に遷移させるまでの期間を示している。   FIG. 6 is a schematic timing chart. When the group 104x formed by the AC / DC converters 107a and 107b and the group 104y formed by the AC / DC converters 107c and 107d are in an independent operation state, that is, the switch 105y is opened. It shows a period from when the switch 105y is turned on to when the four AC / DC converters 107a, b, c, d are changed to the connected operation state.

時刻t=t1以前において,群104x,yは独立運転状態にあった。   Prior to time t = t1, the groups 104x and y were in an independent operation state.

また,時刻t=t1以前において,運転制御手段113から各交直変換器107a,b,c,dに送信されている運転モード指令Opa,Opb,Opc,Opdが,Opa=AVR,Opb=APR,OPc=AVR,OPd=APRであった。   Prior to time t = t1, the operation mode commands Opa, Opb, Opc, Opd transmitted from the operation control means 113 to the AC / DC converters 107a, b, c, d are Opa = AVR, Opb = APR, OPc = AVR and OPd = APR.

すなわち,群104xでは,交直変換器107aが自動電圧制御(AVR:automatic voltage regulator)として,交直変換器107bが自動電力制御(APR:automatic power regulator)として運転している。   That is, in the group 104x, the AC / DC converter 107a operates as an automatic voltage regulator (AVR) and the AC / DC converter 107b operates as an automatic power regulator (APR).

また,群104yでは,交直変換器107cがAVRモードで,交直変換器107dがAPRモードで運転している。   In the group 104y, the AC / DC converter 107c operates in the AVR mode, and the AC / DC converter 107d operates in the APR mode.

以下,AVRモードとAPRモードを総称して「運転モード」と称する。   Hereinafter, the AVR mode and the APR mode are collectively referred to as “operation mode”.

図6では,時刻t=t1以前において,交直変換器107a,cがAVRモードで,交直変換器107b,dがAPRモードで運転している場合を想定している。   In FIG. 6, it is assumed that the AC / DC converters 107a and 107c are operating in the AVR mode and the AC / DC converters 107b and 107d are operating in the APR mode before time t = t1.

AVRモードで運転している交直変換器は,与えられた指令値に従って,直流母線の電圧が概ね一定になるように制御する。   The AC / DC converter operating in the AVR mode performs control so that the voltage of the DC bus is substantially constant according to the given command value.

APRモードで運転している交直変換器は,与えられた指令値にしたがって直流電流を制御し,結果として直流電力を制御する。   The AC / DC converter operating in the APR mode controls the DC current according to the given command value, and as a result, controls the DC power.

以下,AVRモードとAPRモードを総称して「運転モード」と称する。   Hereinafter, the AVR mode and the APR mode are collectively referred to as “operation mode”.

群104xと群104yが独立運転状態にある場合,当然,各群の運転状態が異なる。したがって,連系運転状態に遷移するにあたって投入する開閉器105yの両端の直流電圧VDCd1とVDCd2は必ずしも等しくない。   When the group 104x and the group 104y are in the independent operation state, the operation state of each group is naturally different. Therefore, the DC voltages VDCd1 and VDCd2 at both ends of the switch 105y that are input when transitioning to the interconnection operation state are not necessarily equal.

時刻t=t1において,運転制御手段113から開閉器制御手段112に連系運転指令が与えられる。すなわち,OP=ISからOp=CNに遷移する。   At time t = t1, an interconnection operation command is given from the operation control means 113 to the switch control means 112. That is, a transition is made from OP = IS to Op = CN.

開閉器制御手段112は,電圧検出手段111を介してVDCd1とVDCd2を検出し,その差Verrを演算してAVRとして運転している交直変換器107cに送信する。   The switch control unit 112 detects VDCd1 and VDCd2 via the voltage detection unit 111, calculates a difference Verr thereof, and transmits it to the AC / DC converter 107c operating as AVR.

交直変換器107cは,(2)式に示した原理にしたがって,各アーム203の出力電圧を制御することによって,直流母線108cの直流電圧VDCcを制御する。   The AC / DC converter 107c controls the DC voltage VDCc of the DC bus 108c by controlling the output voltage of each arm 203 according to the principle shown in the equation (2).

(3)式に示すように,VDCcを制御することによってVDCdを制御できる。
〔数3〕
VDCd1=VDCc+2×IDCd×R (3)
As shown in equation (3), VDCd can be controlled by controlling VDCc.
[Equation 3]
VDCd1 = VDCc + 2 × IDCd × R (3)

ここで,Rは直流送電線110yの1条あたりの抵抗値である。   Here, R is the resistance value per line of the DC power transmission line 110y.

交直変換器107cはVerr=VDC1−VDC2が概ね零になるように,VDCcの制御を介して,VDCd1を制御する。   The AC / DC converter 107c controls the VDCd1 through the control of the VDCc so that Verr = VDC1-VDC2 becomes substantially zero.

時刻t=t2において,Verrを概ね零に制御できたため,開閉器制御手段112は,開閉器105yに与える開閉器制御指令SCをOffからOnに遷移させる。   At time t = t2, Verr can be controlled to almost zero, so that the switch control means 112 changes the switch control command SC to be given to the switch 105y from Off to On.

本発明によれば,時刻t=t2おいて,概ねVDCd1=VDCd2となっていることから,開閉器105yを投入した際の突入電流を防止できるという効果が得られる。   According to the present invention, since VDCd1 = VDCd2 is substantially satisfied at time t = t2, an effect of preventing an inrush current when the switch 105y is turned on can be obtained.

開閉器105yは,SC=Onを受信すると投入される。これによって,交直変換器107a,b,c,dは1つの4端子HVDCとして運転することになる。   The switch 105y is turned on when SC = On is received. As a result, the AC / DC converters 107a, b, c, d are operated as one 4-terminal HVDC.

時刻t=t3において,運転制御手段113は,交直変換器107cの運転モード指令OpcをAVRからAPRに切り替える。これによって,交直変換器107cはAVRモードからAPRモードに切り替わり,4つの交直変換器107a,b,c,dのうち,交直変換器107aのみがAVRモードで運転する。   At time t = t3, the operation control means 113 switches the operation mode command Opc of the AC / DC converter 107c from AVR to APR. As a result, the AC / DC converter 107c is switched from the AVR mode to the APR mode, and only the AC / DC converter 107a among the four AC / DC converters 107a, b, c, and d operates in the AVR mode.

換言すれば,交直変換器107cは,その制御対象を直流電圧VDCcから,交直変換器107cと直流母線108cの間を流れる直流電流IDCcに変化させる。   In other words, the AC / DC converter 107c changes the controlled object from the DC voltage VDCc to the DC current IDCc flowing between the AC / DC converter 107c and the DC bus 108c.

AVRモードとなる交直変換器107が1つとなることによって,複数の交直変換器107が同時に直流電圧の制御を試みるというような制御の衝突を回避できる。   By having only one AC / DC converter 107 in the AVR mode, it is possible to avoid a control conflict such that a plurality of AC / DC converters 107 attempt to control the DC voltage simultaneously.

なお,AVRモードで運転できる交直変換器107は交直変換器107a,b,cのみである。交直変換器107dはウィンドファーム102の発電電力に従って直流側に出力する電力を制御する必要があるため,AVRモードでは運転できず,APRモードで運転する必要がある。   The AC / DC converters 107 that can be operated in the AVR mode are only the AC / DC converters 107a, 107b, and 107c. Since the AC / DC converter 107d needs to control the power output to the DC side according to the power generated by the wind farm 102, it cannot be operated in the AVR mode but must be operated in the APR mode.

したがって,運転制御手段113は,ウィンドファーム102のように,その内部に交流電圧振幅や周波数を制御する機能を持たない系統に接続している交直変換器107以外の交直変換器から,AVRモードとなる交直変換器107を選択する機能を有する。   Therefore, the operation control means 113 is connected to the AVR mode from the AC / DC converter other than the AC / DC converter 107 connected to the system having no function of controlling the AC voltage amplitude and frequency, such as the wind farm 102. A function of selecting the AC / DC converter 107.

以上より,図6のタイムチャートに従えば,群104x,yを独立運転状態から連系運転状態に,突入電流を防止しつつ遷移できることが分かる。   From the above, according to the time chart of FIG. 6, it can be seen that the group 104x, y can be transitioned from the independent operation state to the connected operation state while preventing inrush current.

図7に,概略タイミングチャートの別の例を示す。   FIG. 7 shows another example of a schematic timing chart.

図7と図6の相違点は,時刻t=t3において,運転モードがAVRとなる交直変換器が交直変換器107aではなく交直変換器107cである点である。   The difference between FIG. 7 and FIG. 6 is that at time t = t3, the AC / DC converter whose operation mode is AVR is not the AC / DC converter 107a but the AC / DC converter 107c.

図7のタイムチャートに従った場合にも,群104x,yを独立運転状態から連系運転状態に,突入電流を防止しつつ遷移できる。   Even when the time chart of FIG. 7 is followed, the groups 104x and y can be transitioned from the independent operation state to the interconnection operation state while preventing inrush current.

以下,図8を参照して,開閉器105yと電圧検出手段111の別の接続の例を示す。   Hereinafter, another example of connection between the switch 105y and the voltage detection unit 111 will be described with reference to FIG.

図2においては,電圧検出手段111はVDCd1とVDCd2を個別に検出していたが,図8においては,電圧検出手段111は,開閉器209yp,ynの両端電圧をそれぞれ検出する。   In FIG. 2, the voltage detection means 111 detects VDCd1 and VDCd2 separately, but in FIG. 8, the voltage detection means 111 detects the voltages across the switches 209yp and yn, respectively.

群104x,yが独立運転状態である場合,単極開閉器209yp,ynの両端電圧が零であれば,開閉器209yp,yn,すなわち開閉器105yを投入した場合の突入電流を防止できる。   When the group 104x, y is in an independent operation state, an inrush current when the switch 209yp, yn, that is, the switch 105y is turned on can be prevented if the voltage across the single pole switch 209yp, yn is zero.

したがって,図8の構成を用いても,本発明の効果を得ることができる。   Therefore, the effects of the present invention can also be obtained using the configuration of FIG.

以下,図9を参照して,開閉器105yの詳細構成例を説明する。   Hereinafter, a detailed configuration example of the switch 105y will be described with reference to FIG.

前述の通り,開閉器105yは単極開閉器209yp,ynを備えている。   As described above, the switch 105y includes the monopolar switches 209yp and yn.

単極開閉器209yp,ynは,それぞれ,主単極開閉器901と並列に,補助単極開閉器902と限流手段903からなる直列回路が接続している構成である。また,主単極開閉器901と補助単極開閉器902の投入・開放を制御するため,開閉器タイミング制御手段904を備えている。   The single pole switches 209 yp and yn have a configuration in which a series circuit composed of an auxiliary single pole switch 902 and a current limiting means 903 is connected in parallel with the main single pole switch 901. In addition, a switch timing control means 904 is provided to control the turning on / off of the main single pole switch 901 and the auxiliary single pole switch 902.

このような構成とすることによって,電圧検出手段111による検出電圧や,開閉器制御手段112による演算結果に誤差がある場合においても,開閉器105yを投入した際の突入電流を防止できるという効果を得られる。   With such a configuration, even when there is an error in the detection voltage by the voltage detection means 111 or the calculation result by the switch control means 112, an inrush current when the switch 105y is turned on can be prevented. can get.

以下,図9右側のタイミングチャートに従って,単極開閉器209yp,ynの動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the single pole switches 209 yp and yn will be described according to the timing chart on the right side of FIG. 9.

時刻t=t3において,開閉器制御指令SCをOffからOnに遷移させる。   At time t = t3, the switch control command SC is changed from Off to On.

すると,時刻t=t31において,開閉器タイミング制御手段904は,補助単極開閉器902を投入する。   Then, at time t = t31, the switch timing control means 904 turns on the auxiliary single pole switch 902.

これによって,群104xと群104yは,限流手段903を介して接続されることになる。   As a result, the group 104x and the group 104y are connected via the current limiting means 903.

電圧検出手段111や開閉器制御手段112に誤差がある場合においても,開閉器105yの両端での直流電圧が異なる場合においても,限流手段903によって突入電流を防止できるという効果を得られる。   Even when there is an error in the voltage detection means 111 and the switch control means 112, or when the DC voltage at both ends of the switch 105y is different, the current limiting means 903 can prevent the inrush current.

その後,時刻t=t32において,開閉器タイミング制御手段904は主単極開閉器901を投入する。   Thereafter, at time t = t32, the switch timing control means 904 turns on the main single pole switch 901.

これによって,群104xと群104yは独立運転状態から連系運転状態に遷移する。   As a result, the group 104x and the group 104y transition from the independent operation state to the connected operation state.

以下,図10を参照して,交直変換器107a,b,c,dの別の構成例について説明する。   Hereinafter, another configuration example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d will be described with reference to FIG.

図10に示す交直変換器1001は,交直変換器107a,b,c,dの別の構成例である。以下では,交直変換器107dを交直変換器1001に置き換えたことを想定して説明するが,交直変換器107a,b,cの一部,あるいは全てに交直変換器1001を使用することができる。   An AC / DC converter 1001 shown in FIG. 10 is another configuration example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d. The following description assumes that the AC / DC converter 107d is replaced with the AC / DC converter 1001. However, the AC / DC converter 1001 can be used for some or all of the AC / DC converters 107a, 107b, and 107c.

u相正側スイッチング素子1003upとu相正側環流ダイオード1004upを逆並列接続した回路と,u相負側スイッチング素子1003unとu相負側環流ダイオード1004unを逆並列接続した回路が第1の直列回路を形成している。また,直列接続点をU点と表記する。   A circuit in which u-phase positive switching element 1003up and u-phase positive-side freewheeling diode 1004up are connected in reverse parallel, and a circuit in which u-phase negative-side switching element 1003un and u-phase negative-side freewheeling diode 1004un are connected in reverse parallel are the first series circuit. Is forming. The series connection point is denoted as U point.

v相正側スイッチング素子1003vpとv相正側環流ダイオード1004vpを逆並列接続した回路と,v相負側スイッチング素子1003vnとu相負側環流ダイオード1004vnを逆並列接続した回路が第2の直列回路を形成している。また,直列接続点をV点と表記する。   A circuit in which the v-phase positive side switching element 1003vp and the v-phase positive side free-wheeling diode 1004vp are connected in reverse parallel and a circuit in which the v-phase negative side switching element 1003vn and the u-phase negative side free-wheeling diode 1004vn are connected in reverse parallel are the second series circuit. Is forming. The series connection point is denoted as V point.

w相正側スイッチング素子1003wpとw相正側環流ダイオード1004wpを逆並列接続した回路と,w相負側スイッチング素子1003wnとw相負側環流ダイオード1004wnを逆並列接続した回路が第3の直列回路を形成している。また,直列接続点をW点と表記する。   A circuit in which the w-phase positive side switching element 1003wp and the w-phase positive side free-wheeling diode 1004wp are connected in reverse parallel and a circuit in which the w-phase negative side switching element 1003wn and the w-phase negative side free-wheeling diode 1004wn are connected in reverse parallel are the third series circuit. Is forming. A series connection point is denoted as W point.

前記第1,第2,第3の直列回路をコンデンサ1005とP点,N点で並列接続している。   The first, second, and third series circuits are connected in parallel with the capacitor 1005 at points P and N.

変圧器1002の2次巻線1002sは,U点,V点,W点に接続している。   The secondary winding 1002s of the transformer 1002 is connected to the U point, the V point, and the W point.

以上を換言すると,交直変換器1001は,三相2レベル変換器の交流側1002に変圧器を接続した構成である。   In other words, the AC / DC converter 1001 has a configuration in which a transformer is connected to the AC side 1002 of the three-phase two-level converter.

例えば交直変換器1001が交直変換器107dである場合,変圧器1002の1次巻線1002pは,ウィンドファーム102に接続している。あるいは例えば交直変換器1001が交直変換器107a,b,cである場合,変圧器1002の1次巻線1002pは交流系統101a,b,cに接続している。   For example, when the AC / DC converter 1001 is the AC / DC converter 107 d, the primary winding 1002 p of the transformer 1002 is connected to the wind farm 102. Alternatively, for example, when the AC / DC converter 1001 is the AC / DC converters 107a, b, and c, the primary winding 1002p of the transformer 1002 is connected to the AC systems 101a, b, and c.

交直変換器制御手段1007は,制御通信線207を介して,各スイッチング素子1003up,vp,wp,un,vn,wnにguk,gvk,gwkを送信する。また,制御通信線208を介して,コンデンサ1006の電圧,すなわちP点とN点の間の電圧VDCdを受信する。   The AC / DC converter control means 1007 transmits guk, gvk, and gwk to the switching elements 1003up, vp, wp, un, vn, and wn via the control communication line 207. Further, the voltage of the capacitor 1006, that is, the voltage VDCd between the point P and the point N is received via the control communication line 208.

交直変換器1001は,交流系統101a,b,c,あるいは直流送電線106,110と電力を授受することによって,コンデンサ1006の電圧を制御できる。   The AC / DC converter 1001 can control the voltage of the capacitor 1006 by exchanging power with the AC systems 101a, 101b, 101c, or the DC transmission lines 106, 110.

したがって,交直変換器1001を用いても,図6あるいは図7のタイミングチャートに従った運転が可能であるから,本発明の効果を得ることができる。   Therefore, even if the AC / DC converter 1001 is used, the operation according to the timing chart of FIG. 6 or FIG. 7 is possible, so that the effect of the present invention can be obtained.

以下,図11を参照して,交直変換器107a,b,c,dの別の構成例について説明する。以下では,交直変換器107dを交直変換器1101に置き換えることを想定して説明するが,交直変換器107a,b,cの一部,あるいは全てに交直変換器1101を使用することができる。   Hereinafter, another configuration example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the AC / DC converter 107d is replaced with the AC / DC converter 1101. However, the AC / DC converter 1101 can be used for some or all of the AC / DC converters 107a, 107b, and 107c.

図11の交直変換器1101は,図2に示した交直変換器107dにおいて,変圧器201を3巻線変圧器1102に置き換えた構成である。換言すれば,交直変換器1101は,特開2013−99054の図1にて開示されている交直変換器である。   An AC / DC converter 1101 in FIG. 11 has a configuration in which the transformer 201 is replaced with a three-winding transformer 1102 in the AC / DC converter 107d shown in FIG. In other words, the AC / DC converter 1101 is the AC / DC converter disclosed in FIG. 1 of JP2013-99054A.

交直変換器制御手段1103は,制御通信線207を介して,各単位変換205にゲート信号guk,gvk,gwkを送信する。また,制御通信線208を介して,各単位変換器205のコンデンサ電圧VCuk,VCvk,VCwkを受信する。   The AC / DC converter control means 1103 transmits the gate signals guk, gvk, and gwk to each unit converter 205 via the control communication line 207. Further, the capacitor voltages VCuk, VCvk, and VCwk of each unit converter 205 are received via the control communication line 208.

3巻線変圧器1102の2次巻線1102s,3次巻線1102tはそれぞれY結線であり,互いの中性点を接続している。   The secondary winding 1102 s and the tertiary winding 1102 t of the three-winding transformer 1102 are Y-connected, and connect the neutral points of each other.

u相正側アーム203upは3巻線変圧器1102の2次巻線1102sのUp点に接続している。同様に,u相負側アーム203unは3巻線変圧器1102の3次巻線1102tのUn点に接続している。   The u-phase positive arm 203up is connected to the Up point of the secondary winding 1102s of the three-winding transformer 1102. Similarly, the u-phase negative arm 203un is connected to the Un point of the tertiary winding 1102t of the three-winding transformer 1102.

v相正側アーム203vpは3巻線変圧器1102の2次巻線1102sのVp点に接続している。同様に,v相負側アーム203vnは3巻線変圧器1102の3次巻線1102tのVn点に接続している。   The v-phase positive arm 203vp is connected to the Vp point of the secondary winding 1102s of the three-winding transformer 1102. Similarly, the v-phase negative arm 203 vn is connected to the Vn point of the tertiary winding 1102 t of the three-winding transformer 1102.

w相正側アーム203wpは3巻線変圧器1102の2次巻線1102sのWp点に接続している。同様に,w相負側アーム203wnは3巻線変圧器1102の3次巻線1102tのWn点に接続している。   The w-phase positive arm 203wp is connected to the Wp point of the secondary winding 1102s of the three-winding transformer 1102. Similarly, the w-phase negative arm 203wn is connected to the Wn point of the tertiary winding 1102t of the three-winding transformer 1102.

以下,説明のため,3巻線変圧器1102の2次巻線1102sと3次巻線1102tの間の漏れインダクタンスをLtと表記する。   Hereinafter, for the sake of explanation, the leakage inductance between the secondary winding 1102s and the tertiary winding 1102t of the three-winding transformer 1102 is denoted as Lt.

ここで,P点とN点の間の電圧VDCdは(3)式を満足する。
〔数3〕
VDCd=(Vup+Vvp+Vwp+Vun+Vvn+Vwn)/6
−(2/3)×Lt×d/dt×IDCd (3)
Here, the voltage VDCd between the point P and the point N satisfies the expression (3).
[Equation 3]
VDCd = (Vup + Vvp + Vwp + Vun + Vvn + Vwn) / 6
− (2/3) × Lt × d / dt × IDCd (3)

したがって,各アーム203の出力電圧を制御することで,VDCdを制御できる。   Therefore, VDCd can be controlled by controlling the output voltage of each arm 203.

VDCdを制御できるため,交直変換器1101を用いても,図6あるいは図7のタイミングチャートに従った運転が可能であるから,本発明の効果を得ることができる。   Since the VDCd can be controlled, even if the AC / DC converter 1101 is used, the operation according to the timing chart of FIG. 6 or FIG. 7 is possible, so that the effect of the present invention can be obtained.

以下,図12を参照して,交直変換器107a,b,c,dの別の構成例について説明する。以下では,交直変換器107dを交直変換器1201に置き換えることを想定して説明するが,交直変換器107a,b,cの一部,あるいは全てに交直変換器1201を使用することができる。   Hereinafter, another configuration example of the AC / DC converters 107a, b, c, and d will be described with reference to FIG. The following description assumes that the AC / DC converter 107d is replaced with the AC / DC converter 1201. However, the AC / DC converter 1201 can be used for some or all of the AC / DC converters 107a, 107b, and 107c.

図12の交直変換器1201は,図2に示した交直変換器107dにおいて,変圧器201を千鳥結線変圧器1202に置き換え,アーム203u,v,wが,千鳥結線変圧器1202の2次巻線1202sのそれぞれU点,V点,W点とP点の間に接続している構成である。   The AC / DC converter 1201 shown in FIG. 12 has the same structure as the AC / DC converter 107d shown in FIG. 2 except that the transformer 201 is replaced with a staggered connection transformer 1202, and the arms 203u, v, and w are secondary windings of the staggered connection transformer 1202. 1202s is connected between the U point, V point, W point and P point.

また,千鳥結線変圧器1202の2次巻線1202sの中性点はN点に接続している。   Further, the neutral point of the secondary winding 1202s of the staggered connection transformer 1202 is connected to the N point.

換言すれば,交直変換器1101は,特開2010−233411の図12にて開示されている交直変換器である。   In other words, the AC / DC converter 1101 is the AC / DC converter disclosed in FIG. 12 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-233411.

例えば交直変換器1201が交直変換器107dである場合,変圧器1202の1次巻線1202pは,ウィンドファーム102に接続している。あるいは例えば交直変換器1201が交直変換器107a,b,cである場合,変圧器1202の1次巻線1202pは交流系統101a,b,cに接続している。   For example, when the AC / DC converter 1201 is the AC / DC converter 107 d, the primary winding 1202 p of the transformer 1202 is connected to the wind farm 102. Alternatively, for example, when the AC / DC converter 1201 is the AC / DC converters 107a, b, and c, the primary winding 1202p of the transformer 1202 is connected to the AC systems 101a, b, and c.

交直変換器制御手段1203は,制御通信線207を介して,各単位変換205にゲート信号guk,gvk,gwkを送信する。また,制御通信線208を介して,各単位変換器205のコンデンサ電圧VCuk,VCvk,VCwkを受信する。   The AC / DC converter control means 1203 transmits the gate signals guk, gvk, and gwk to each unit converter 205 via the control communication line 207. Further, the capacitor voltages VCuk, VCvk, and VCwk of each unit converter 205 are received via the control communication line 208.

アーム203u,v,wの出力電圧をそれぞれVu,Vv,Vwと表記する。   The output voltages of the arms 203u, v, and w are denoted as Vu, Vv, and Vw, respectively.

以下,説明のため,千鳥結線変圧器1202の2次巻線1202sの零相電流に対する インダクタンスをL0と表記する。   Hereinafter, for description, the inductance of the secondary winding 1202s of the staggered transformer 1202 with respect to the zero-phase current is denoted as L0.

ここで,P点とN点の間の電圧VDCdは(4)式を満足する。
〔数4〕
VDCd=(Vu+Vv+Vw)/3
−(1/3)×L0×d/dt×IDCd (4)
Here, the voltage VDCd between the point P and the point N satisfies the equation (4).
[Equation 4]
VDCd = (Vu + Vv + Vw) / 3
− (1/3) × L0 × d / dt × IDCd (4)

したがって,各アーム203の出力電圧を制御することで,VDCdを制御できる。   Therefore, VDCd can be controlled by controlling the output voltage of each arm 203.

VDCdを制御できるため,交直変換器1101を用いても,図6あるいは図7のタイミングタイミングチャートに従った運転が可能であるから,本発明の効果を得ることができる。   Since VDCd can be controlled, even if the AC / DC converter 1101 is used, the operation according to the timing timing chart of FIG. 6 or FIG. 7 is possible, so that the effect of the present invention can be obtained.

なお,本実施例では,スイッチング素子301p,n,ap,an,bp,bn,およびスイッチング素子1003up,vp,wp,un,vn,wnにIGBT(insulated-gate bipolar transistor)の記号を用いているが,IGBTに限定されるものではなく,JFET(junction field-effect transistor),MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor),GCT(gate-commutated thyristor)等のオン・オフ制御半導体デバイス,およびこれらを直列接続,並列接続あるいは直並列接続した回路を用いても, 本発明の効果を得ることができる。   In this embodiment, IGBT (insulated-gate bipolar transistor) symbols are used for the switching elements 301p, n, ap, an, bp, bn, and the switching elements 1003up, vp, wp, un, vn, wn. However, the semiconductor device is not limited to an IGBT, and is an on / off control semiconductor device such as a junction field-effect transistor (JFET), a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET), a gate-commutated thyristor (GCT), and the like. The effect of the present invention can also be obtained by using a circuit in which these are connected in series, parallel, or series-parallel.

また,変圧器201,1102,1202の説明に用いた「1次巻線」,「2次巻線」という呼称は,説明を容易にするための便宜的なものであり,「1次巻線」,「2次巻線」以外の呼称を用いている場合にも本発明の効果を得ることができる。   The names “primary winding” and “secondary winding” used in the description of the transformers 201, 1102, and 1202 are for convenience of explanation, and “primary winding” The effects of the present invention can also be obtained when a name other than “secondary winding” is used.

以下,本発明の第2の実施形態について説明する。   Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

実施例2は,実施例1と同様に,4個の交直変換器の直流側を直流送電線で接続した4端子HVDCにおいて,前記4個の交直変換器が2個ずつの2群に分かれ,2個の2端子HVDCとして運転している状態から,前記2個の2端子HVDCを接続する箇所の開閉器の両端の電圧を一致させてから,該開閉器を投入するための開閉器制御手段を設けた構成である。   In the second embodiment, as in the first embodiment, in the four-terminal HVDC in which the DC sides of the four AC / DC converters are connected by the DC power transmission line, the four AC / DC converters are divided into two groups of two, A switch control means for switching on the switch after matching the voltages at both ends of the switch at the location where the two two-terminal HVDC are connected from the state of operating as two two-terminal HVDC. Is provided.

実施例2では,実施例1と同様に,前記2個の2端子HVDCを接続し,1個の4端子HVDCとして運転しようとする際に,突入電流を生じることなく,すなわち,交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, when the two two-terminal HVDCs are connected to operate as one four-terminal HVDC, no inrush current is generated, that is, an AC / DC converter, The effect of being able to connect without adversely affecting the DC power transmission line can be obtained.

以下,図13を参照して実施例2の全体構成を説明する。   The overall configuration of the second embodiment will be described below with reference to FIG.

ただし,実施例1の交直変換装置103と実施例2の交直変換装置1301の相違点についてのみ説明する。   However, only the differences between the AC / DC converter 103 of the first embodiment and the AC / DC converter 1301 of the second embodiment will be described.

実施例1においては,開閉器制御手段112が開閉器105yの両端の直流電圧を電圧検出手段111によって検出し,その差が零となったことをもって開閉器105yを投入していた。   In the first embodiment, the switch control unit 112 detects the DC voltage across the switch 105y by the voltage detection unit 111, and the switch 105y is turned on when the difference becomes zero.

一方,実施例2においては,開閉器制御手段112に代えて開閉器制御手段1301を備えており,開閉器制御手段1302は,交直変換器107cから電圧一致検出信号VEQを受信し,VEQ=EQであり,かつ,運転制御手段113からの運転指令Op=CNであれば,開閉器105yを投入する。   On the other hand, in the second embodiment, switch control means 1301 is provided instead of the switch control means 112, and the switch control means 1302 receives the voltage coincidence detection signal VEQ from the AC / DC converter 107c, and VEQ = EQ If the operation command Op = CN from the operation control means 113, the switch 105y is turned on.

なお,IDCcは,電流検出手段1303によって検出する。   The IDCc is detected by the current detection unit 1303.

また,運転制御手段113は,直流母線108aの電圧VDCaの電圧を交直変換器107cに送信する。   Further, the operation control means 113 transmits the voltage VDCa of the DC bus 108a to the AC / DC converter 107c.

以下,交直変換器107cが電圧一致検出信号VEQを出力する際の演算について説明する。   Hereinafter, the calculation when the AC / DC converter 107c outputs the voltage match detection signal VEQ will be described.

交直変換器107cは,AVRモードで自ら制御している直流母線108cの電圧VDCcと,直流送電線110から直流母線108cに流入する電流IDCcと,直流送電線110の抵抗値から開閉器105yの直流母線108d側の直流電圧VDCdを,(5)式に基づいて推定する。ここで,VDCdの推定値を<VDCd>と表記する。
〔数5〕
<VDCd>=VDCc+R×IDCc (5)
The AC / DC converter 107c determines the direct current of the switch 105y from the voltage VDCc of the direct current bus 108c controlled by itself in the AVR mode, the current IDCc flowing from the direct current transmission line 110 into the direct current bus 108c, and the resistance value of the direct current transmission line 110. The DC voltage VDCd on the bus 108d side is estimated based on the equation (5). Here, the estimated value of VDCd is expressed as <VDCd>.
[Equation 5]
<VDCd> = VDCc + R × IDCc (5)

推定した<VDCd>と,運転制御手段113から受信したVDCaの差の絶対値がある閾値VDCthを下回った場合,VEQ=EQとし,上回った場合にはVEQ=UEとする。すなわち,VEQは(6)式である。
〔数6〕
When the absolute value of the difference between the estimated <VDCd> and the VDCa received from the operation control means 113 is below a certain threshold VDCth, VEQ = EQ, and when it exceeds, VEQ = UE. That is, VEQ is the expression (6).
[Equation 6]

VDCthとしては,例えばVDCdの0.1%〜5%程度の値を設定する。   As VDCth, for example, a value of about 0.1% to 5% of VDCd is set.

VEQ=EQとなっている状態で開閉器105yを投入すれば,突入電流を防止できるという効果が得られる。   If the switch 105y is turned on while VEQ = EQ, an effect of preventing inrush current can be obtained.

以下,本発明の第3の実施形態について説明する。   The third embodiment of the present invention will be described below.

実施例3は,実施例1の電力変換装置103において,2個の2端子HVDCを接続する直流送電線にDC−DC変換器が挿入されている構成である。   The third embodiment has a configuration in which a DC-DC converter is inserted in a DC power transmission line connecting two two-terminal HVDCs in the power conversion apparatus 103 of the first embodiment.

実施例3では,実施例1と同様に,前記2個の2端子HVDCを接続し,1個の4端子HVDCとして運転しようとする際に,突入電流を生じることなく,すなわち,交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。   In the third embodiment, as in the first embodiment, when the two two-terminal HVDCs are connected to operate as one four-terminal HVDC, no inrush current is generated, that is, an AC / DC converter, The effect of being able to connect without adversely affecting the DC power transmission line can be obtained.

また,2個の2端子HVDCを接続する直流送電線に直流送電線DC−DC変換器を挿入しているため,前記の2個の2端子HVDCが異なる電圧を運用されている場合にも,2個の2端子HVDCを接続することができる。   In addition, since a DC transmission line DC-DC converter is inserted into a DC transmission line connecting two two-terminal HVDCs, even when the two two-terminal HVDCs are operated at different voltages, Two two-terminal HVDC can be connected.

以下,図14を参照して実施例3の全体構成を説明する。ただし,実施例1との相違点についてのみ説明する。   The overall configuration of the third embodiment will be described below with reference to FIG. However, only differences from the first embodiment will be described.

電力変換装置1401は,実施例1の電力変換装置103の直流送電線106にDC−DC変換器1402を挿入した構成である。   The power converter 1401 has a configuration in which a DC-DC converter 1402 is inserted into the DC power transmission line 106 of the power converter 103 of the first embodiment.

実施例1において説明したように,電圧検出手段111,開閉器制御手段112,交直変換器107cの動作によって,開閉器105yの両端の直流電圧VDCd1とVDCd2が概ね一致したことを検出してから開閉器105yを投入する。   As described in the first embodiment, the operation of the voltage detection unit 111, the switch control unit 112, and the AC / DC converter 107c detects that the DC voltages VDCd1 and VDCd2 at both ends of the switch 105y substantially coincide with each other, and then opens and closes. The container 105y is turned on.

以下,図15を参照して,個の2端子HVDCを接続する直流送電線にDC−DC変換器が挿入されている構成の別の例を説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 15, another example of a configuration in which a DC-DC converter is inserted in a DC power transmission line that connects two 2-terminal HVDCs will be described.

図16の電力変換装置1501では,開閉器制御手段112に代えて,開閉器制御手段1502を備えている。   The power converter 1501 in FIG. 16 includes a switch control unit 1502 instead of the switch control unit 112.

開閉器制御手段1502は,実施例1の開閉器制御手段112と同様に,開閉器105yの両端の直流電圧VDCd1とVDCd2の差Verr(=VDCd1−VDCd2)を演算する。   The switch control unit 1502 calculates the difference Verr (= VDCd1−VDCd2) between the DC voltages VDCd1 and VDCd2 across the switch 105y, similarly to the switch control unit 112 of the first embodiment.

ただし,開閉器制御手段1502は,開閉器制御手段112とは異なり,VerrをDC−DC変換器1402に送信する。   However, unlike the switch control unit 112, the switch control unit 1502 transmits Verr to the DC-DC converter 1402.

DC−DC変換器1402は,直流送電線106と授受する電力を制御することによって直流電圧VDCd2を制御し,VDCd2がVDCd1と概ね一致するように,すなわちVerrが概ね零となるように制御する。   The DC-DC converter 1402 controls the direct-current voltage VDCd2 by controlling the electric power exchanged with the direct-current power transmission line 106, and controls the VDCd2 so that it substantially coincides with the VDCd1, that is, Verr becomes substantially zero.

開閉器制御手段112は,Verrが概ね零となったことを検出し,開閉器105yに与える開閉器制御指令SCをOffからOnに遷移させる。   The switch control means 112 detects that Verr has become substantially zero, and changes the switch control command SC to be supplied to the switch 105y from Off to On.

本発明によれば,開閉器105yを投入する前に,概ねVDCd1=VDCd2となっていることから,開閉器105yを投入した際の突入電流を防止できるという効果が得られる。   According to the present invention, since VDCd1 = VDCd2 before the switch 105y is turned on, the effect of preventing an inrush current when the switch 105y is turned on can be obtained.

また,図15の構成では,群104yにおける直流送電線の電圧に影響を与えることなく,2個の2端子HVDCを接続できるという効果を得られる。   Further, with the configuration of FIG. 15, it is possible to connect the two two-terminal HVDC without affecting the voltage of the DC power transmission line in the group 104y.

101a,b,c・・・交流系統
102・・・ウィンドファーム
103・・・電力変換装置
104x,y・・・群
105x,y・・・開閉器
106・・・直流送電線
107a,b,c,d・・・交直変換装置
108a,b,c,d・・・直流母線
109・・・開閉器
110・・・直流送電線
111・・・電圧検出手段
112・・・開閉器制御手段
113・・・運転制御手段
201・・・変圧器
201p・・・変圧器1次巻線
201s・・・変圧器2次巻線
202u,v,w・・・レグ
203up,vp,wp,un,vn,wn・・・アーム
204・・・リアクトル
205・・・単位変換器
205c・・・双方向チョッパ形単位変換器
205f・・・フルブリッジ形単位変換器
206・・・交直変換器制御手段
207,208・・・制御通信線
209yp,yn・・・単極開閉器
301p,n,ap,an,bp,bn・・・スイッチング素子
302p,n,ap,an,bp,bn・・・環流ダイオード
303・・・コンデンサ
304・・・電圧検出手段
305・・・単位変換器制御手段
501・・・風力タービン
502・・・ギアボックス
503・・・発電機
504・・・発電機側交直変換器
505・・・コンデンサ
506・・・集電母線側交直変換器
507・・・変圧器
508・・・集電母線
901・・・主単極開閉器
902・・・補助単極開閉器
903・・・限流手段
904・・・開閉器タイミング制御手段
1001・・・交直変換装置
1002・・・変圧器
1002p・・・変圧器1次巻線
1002s・・・変圧器2次巻線
1003up,vp,wp,un,vn,wn・・・スイッチング素子
1004up,vp,wp,un,vn,wn・・・環流ダイオード
1005・・・コンデンサ
1006・・・電圧検出手段
1007・・・交直変換器制御手段
1101・・・交直変換装置
1102・・・3巻線変圧器
1102p・・・変圧器1次巻線
1102s・・・変圧器2次巻線
1102t・・・変圧器3次巻線
1103・・・交直変換器制御手段
1201・・・交直変換装置
1202・・・千鳥結線変圧器
1202p・・・千鳥結線変圧器1次巻線
1202s・・・千鳥結線変圧器2次巻線
1203・・・交直変換器制御手段
1301・・・電力変換装置
1302・・・開閉器制御手段
1303・・・電流検出手段
1401・・・電力変換装置
1402・・・DC−DC変換器
1501・・・電力変換装置
1502・・・開閉器制御手段
101a, b, c ... AC system 102 ... Wind farm 103 ... Power conversion device 104x, y ... Group 105x, y ... Switch 106 ... DC transmission line 107a, b, c , D ... AC / DC converters 108a, b, c, d ... DC bus 109 ... Switch 110 ... DC transmission line 111 ... Voltage detection means 112 ... Switch control means 113 ..Operation control means 201: Transformer 201p: Transformer primary winding 201s: Transformer secondary winding 202u, v, w: Leg 203up, vp, wp, un, vn, wn ... arm 204 ... reactor 205 ... unit converter 205c ... bidirectional chopper type unit converter 205f ... full bridge type unit converter 206 ... AC / DC converter control means 207, 208 ... Control communication 209 yp, yn... Single pole switch 301 p, n, ap, an, bp, bn... Switching element 302 p, n, ap, an, bp, bn.・ Voltage detection means 305... Unit converter control means 501 .. wind turbine 502... Gear box 503 .. generator 504 .. generator side AC / DC converter 505 .. capacitor 506. Current collecting bus side AC / DC converter 507 ... Transformer 508 ... Current collecting bus 901 ... Main single pole switch 902 ... Auxiliary single pole switch 903 ... Current limiting means 904 ... Opening / closing Transformer timing control means 1001 ... AC / DC converter 1002 ... Transformer 1002p ... Transformer primary winding 1002s ... Transformer secondary winding 1003up, vp, wp, un, vn, wn .. switching element 1004up, vp, wp, un, vn, wn... Freewheeling diode 1005... Capacitor 1006... Voltage detection means 1007 .. AC / DC converter control means 1101. .. Three-winding transformer 1102p ... Transformer primary winding 1102s ... Transformer secondary winding 1102t ... Transformer tertiary winding 1103 ... AC / DC converter control means 1201 ... AC / DC converter 1202 ... Staggered connection transformer 1202p ... Staggered connection transformer primary winding 1202s ... Staggered connection transformer secondary winding 1203 ... AC / DC converter control means 1301 ... Power conversion Device 1302 ... Switch control means 1303 ... Current detection means 1401 ... Power converter 1402 ... DC-DC converter 1501 ... Power converter 15 02 ... Switch control means

Claims (8)

複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器は少なくとも第1と第2の群に分割されており,前記第1の群の直流送電線と前記第2の群の直流送電線と間に開閉器を備えており,前記第1の群の直流送電線と前記第2の群の直流送電線とが共に送電状態であって該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記交直変換器のうち少なくとも1つが,直流電圧を制御することを特徴とする電力変換装置。   A power converter connected to DC terminals of a plurality of AC / DC converters, wherein the plurality of AC / DC converters are divided into at least a first group and a second group, A switch is provided between the second group of DC transmission lines, and both the first group of DC transmission lines and the second group of DC transmission lines are in a power transmission state, and both ends of the switch A switch control means having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages of the switches substantially match, so that the switch control means detects a match between the voltages at both ends of the switch. , At least one of the AC / DC converters controls a DC voltage. 請求項1に記載の電力変換装置において,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出した際に,前記開閉器制御手段が前記開閉器を投入する機能を有することを特徴とする電力変換装置。   2. The power conversion device according to claim 1, wherein the switch control unit has a function of turning on the switch when the switch control unit detects coincidence of voltages at both ends of the switch. 3. A power converter. 請求項1又は2に記載の電力変換装置において,前記開閉器が開放されている際に前記第1の群に含まれる交直変換器のうちの1つが直流電圧を制御するように運転しており,他の交直変換器が,直流電流を制御するように運転しており,前記第2の群に含まれる交直変換器のうちの1つが直流電圧を制御するようにAVRモードで運転しており,他の交直変換器が,直流電流を制御するようにAPRモードで運転しており,前記開閉器が投入された後,AVRモードで運転していた交直変換器のうちの1つをAPRモードに変更する機能を有する運転制御手段を備えていることを特徴とする電力変換装置。   The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein one of the AC / DC converters included in the first group controls a DC voltage when the switch is opened. The other AC / DC converter is operated to control DC current, and one of the AC / DC converters included in the second group is operated in AVR mode to control DC voltage. The other AC / DC converter is operating in the APR mode so as to control the direct current, and after the switch is turned on, one of the AC / DC converters operating in the AVR mode is switched to the APR mode. A power conversion device comprising operation control means having a function of changing to 請求項3に記載の電力変換装置において,前記の運転制御手段が,前記開閉器が投入された後にAVRモードで運転する交直変換器として,交流電圧振幅や周波数を制御する手段を持たないシステムに接続している交直変換器以外の交直変換器のうち1つを選択する機能を有することを特徴とする電力変換装置。   4. The power converter according to claim 3, wherein the operation control means is an AC / DC converter that operates in an AVR mode after the switch is turned on, and has no means for controlling the AC voltage amplitude and frequency. A power converter having a function of selecting one of AC / DC converters other than the connected AC / DC converter. 複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器を少なくとも第1と第2の群に分割する開閉器を備えており,前記第1と第2の群を接続する直流回路にDC−DC変換器を備えており,該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記交直変換器のうち少なくとも1つを制御することを特徴とする電力変換装置。   A power converter connected to the DC terminals of a plurality of AC / DC converters, comprising a switch for dividing the AC / DC converters into at least first and second groups, wherein the first and second A DC-DC converter in a DC circuit for connecting the groups, and a switch control means having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages at both ends of the switch substantially coincide with each other. And the switch control means controls at least one of the AC / DC converters so as to detect the coincidence of voltages at both ends of the switch. 複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって,前記複数の交直変換器を少なくとも第1と第2の群に分割する開閉器を備えており,前記第1と第2の群を接続する直流回路にDC−DC変換器を備えており,該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており,前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように,前記DC−DC変換器が直流電圧を制御することを特徴とする電力変換装置。   A power converter connected to the DC terminals of a plurality of AC / DC converters, comprising a switch for dividing the AC / DC converters into at least first and second groups, wherein the first and second A DC-DC converter in a DC circuit for connecting the groups, and a switch control means having a function of turning on the switch when it is detected that the voltages at both ends of the switch substantially coincide with each other. And the DC-DC converter controls the DC voltage so that the switch control means detects the coincidence of the voltages at both ends of the switch. 請求項1〜6のいずれかに記載の電力変換装置において,前記開閉器が主単極開閉器,補助単極開閉器と限流手段を備えており,前記補助単極開閉器と前記限流手段が直列回路を形成しており,前記直列回路が前記主単極開閉器に並列接続していることを特徴とする電力変換装置。   The power converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the switch includes a main single-pole switch, an auxiliary single-pole switch, and a current-limiting means, and the auxiliary single-pole switch and the current-limiting device. The means forms a series circuit, and the series circuit is connected in parallel to the main single pole switch. 請求項に記載の電力変換装置において,前記補助単極開閉器が投入した後に,前記主単極開閉器を投入する機能を有する開閉器タイミング制御手段を備えていることを特徴とする電力変換装置。 8. The power conversion device according to claim 7 , further comprising switch timing control means having a function of turning on the main single-pole switch after the auxiliary single-pole switch is turned on. apparatus.
JP2015054156A 2015-03-18 2015-03-18 Power converter Active JP6411925B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015054156A JP6411925B2 (en) 2015-03-18 2015-03-18 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015054156A JP6411925B2 (en) 2015-03-18 2015-03-18 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016174495A JP2016174495A (en) 2016-09-29
JP6411925B2 true JP6411925B2 (en) 2018-10-24

Family

ID=57009169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015054156A Active JP6411925B2 (en) 2015-03-18 2015-03-18 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6411925B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11121637B2 (en) 2017-09-11 2021-09-14 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and power conversion system including a power converter capable of converting between alternating-current (AC) power and direct-current (DC) power
JP6505350B1 (en) * 2018-10-12 2019-04-24 三菱電機株式会社 Power conversion system
JP7404283B2 (en) 2021-02-12 2023-12-25 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Power converters, DC power transmission systems, and power conversion methods

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57126243A (en) * 1981-01-23 1982-08-05 Hitachi Ltd Dc transmission device
JPS5921226A (en) * 1982-07-26 1984-02-03 東京電力株式会社 Operating system for switch
JPS60241715A (en) * 1984-05-11 1985-11-30 東京電力株式会社 Operation system of dc transmitter
JPS61132039A (en) * 1984-11-29 1986-06-19 株式会社東芝 Control of dc transmission circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016174495A (en) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9356536B2 (en) Bidirectional power conversion with fault-handling capability
JP5719828B2 (en) Power converter
US9800167B2 (en) Multi-phase AC/AC step-down converter for distribution systems
US10326355B2 (en) Power conversion device
US10790764B2 (en) Power conversion device that limits voltage variation among energy storage devices
US9252681B2 (en) Power converter with a first string having controllable semiconductor switches and a second string having switching modules
JP6572150B2 (en) Power converter
WO2018052070A1 (en) Dc power transmission system and control device for power converter
JP6494378B2 (en) Power conversion system and method for controlling power conversion system
WO2014124761A2 (en) Converter cell, high voltage multilevel converter and associated method
JP6411925B2 (en) Power converter
JP2018078733A (en) Hybrid power conversion system, hybrid dc transmission system and method for controlling hybrid power conversion system
EP2993777B1 (en) Multilevel converter
JPWO2013080877A1 (en) Grid interconnection device
US20150331033A1 (en) Deviation compensation method of potential transformer
US9325273B2 (en) Method and system for driving electric machines
JP6301976B2 (en) Method for measuring power value in high-voltage DC transmission system
US20180233916A1 (en) Voltage source converter
Schön et al. Average loss calculation and efficiency of the new HVDC auto transformer
Machado et al. Fault-tolerant Utility Interface power converter for low-voltage microgrids
CN107979297B (en) AC/DC converter based on multiplexing inductance
JP2020043640A (en) Battery charge circuit
CN114244160A (en) Model prediction control method for isolated AC-DC matrix converter
Carr Integrating renewable energy resources with energy storage for grid-connected systems

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170111

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20170113

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180605

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180723

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: 20180828

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180927

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6411925

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150