JP6951427B2 - 短絡回路故障からネットワークを保護しながら、当該ネットワーク内でｄｃ電流を送信することができる装置を制御する方法 - Google Patents

Description

本発明の分野は、当分野において高電圧直流（ＨＶＤＣ）ネットワークとしても知られている伝送ネットワーク内での電気、特に直流の伝送に関する。

再生可能エネルギー源は、電力網に電力を供給するために電気を発生させることを可能にする。再生可能エネルギー源は、一般に、消費ゾーンから遠く離れているため、エネルギー損失を最小限に抑えながら非常に長い距離にわたって電気を伝送できる新しい伝送ネットワークを開発する必要がある。特に、これらの新しいネットワークは、既存の交流ネットワークに接続される高電圧直流送電ネットワークであってもよい。このようなネットワークは、ネットワークの制約をサポートするための特定の機能とインテリジェンスとを統合している。

これらの機能のうちの１つは、ネットワークに故障が発生した場合のネットワークの安全性の管理である。この目的のためには、一般的な停電を回避するためにできるだけ早く故障を特定できることが必要である。これに関して、様々な保護戦略が開発されてきた。

国際公開第２０１３／１３１７８２号パンフレットは、その端部に遮断器を備えた一群の送電線を備えたネットワークを備える装置を制御するための１つの可能性のある戦略を詳細に開示している。当該ネットワークは、ネットワークに電流を供給することができる変換ステーションにリンクされている。故障が発生した場合、間違った電流（faulty current）がそれぞれの遮断器の電流遮断能力を超えないようにするために、故障が検出されるとすぐにすべての遮断器が開く。その結果、遮断器は高速でなければならず、場合によっては、故障によって電流が過度に急速に増加する可能性があり、遮断器の遮断容量（breaking capacity）を超えたために、遮断器の全部又は一部が開くことができない可能性がある。さらに、故障が検出されるとすぐに開くように構成されている遮断器に故障が発生した場合、故障を正しく特定できないという危険性がある。

国際公開第２０１２／１２３０１５号パンフレットは、同じ送信ネットワーク内のゾーンを保護するために電流制限器を使用する送信ネットワークを開示しており、故障が発生した場合は、他のゾーンで故障が伝播するのを防ぐため、ゾーン全体が切り離される。

２００３年１月にLianxiang Tangによって発表された論文“Control and Protection of Multi-terminal DC Transmission Systems Based on Voltage-Source Converters”は、遮断器を変換器の出力に配置し、高速スイッチをラインの両端に配置するという戦略を紹介している。検出されると、全ての遮断器が開き、開かれる高速スイッチを通る電流がゼロであるとき、故障したラインを絶縁するために当該スイッチが開かれる。さらに、高速スイッチを用いて、故障したラインを切り離すためにすべての遮断器を開く必要があるため、少なくとも１つの遮断器を開くことができなかった場合、戦略の期間はより長くなってしまう。

したがって、ネットワークの保護を改善するために、既存の装置、特にその制御を改善する必要があることが理解される。

国際公開第２０１３／１３１７８２号 国際公開第２０１２／１２３０１５号

Lianxiang Tang、"Control and Protection of Multi-terminal DC Transmission Systems Based on Voltage-Source Converters"、２００３年

本発明の目的は、ネットワークの安全性を向上させるためにその構成要素を適切に制御することに関連する特定の装置である。

この目的は、互いにリンクされた送電線のグループを含む直流送電ネットワークを備える送電のための装置を制御する方法によって達成される。それぞれの前記送電線は、前記送電線の両端に配置されたペアのライン遮断器を備える。前記装置は、交流を直流に変換するための、それぞれが安全システムと関連するＮ個の変換ステーションを備え、それぞれの前記変換ステーションは、送電線のグループにリンクされており、短絡電流の最大の寄与と関連している。より詳しくは、それぞれの前記安全システムは、関連する変換ステーションの前記短絡電流の最大の寄与に対応する直流を遮断することができ、前記ライン遮断器はそれぞれ、前記変換ステーションの前記短絡電流の最大の寄与の最大値に対応する直流を遮断することができる遮断容量を有する。さらに、前記方法は、前記送電線のうちの１つに短絡故障が発生した後において、以下のステップを備える。
−開かれるそれぞれの前記安全システムについて、開かれた前記安全システムに関連する前記変換ステーションから発生する、送電線のグループを通る電流の流れへの寄与が、除去されるように、少なくともＮ−１個の安全システムを開くステップ
−故障した前記送電線を特定するために前記短絡故障を発見するステップ
−前記発見するステップにおいて故障した前記送電線を特定した後に、故障した前記送電線のライン遮断器を開くことによって故障した前記送電線を絶縁するステップ

特に、本方法は、それぞれの前記安全システムについて、それぞれの前記安全システムの前記短絡故障のトリガを検出するステップと、前記安全システムで前記短絡故障が検出された後、前記安全システムにオープン指令信号を送信するステップと、を備える。

好ましくは、本方法は、それぞれの前記ライン遮断器における前記短絡故障を検出するステップを備え、前記発見するステップは、前記ペアの前記ライン遮断器における前記短絡故障が検出された後、同一の前記送電線上にある前記ライン遮断器の前記ペアのそれぞれについて、前記ペアの前記ライン遮断器間の前記短絡故障の有無をチェックするステップを備える。当該チェックするステップにおいて、故障した前記送電線における前記短絡故障の存在が検出された後にのみ、故障した前記送電線を絶縁するステップが実施される。

故障した前記送電線を絶縁する前記ステップは、故障した前記送電線の２つのライン遮断器のそれぞれの少なくとも１つの物理的特徴を監視するステップを備え、２つの前記ライン遮断器のそれぞれは、その近傍で監視された前記物理的特徴が基準閾値を下回るとすぐに、特に互いに独立して開くことがより有利である。

１つの実施の形態によれば、前記短絡故障の発生後、Ｎ−１個の前記安全システムのみが開き、閉じたままの前記安全システムは故障状態にあると見なされる。

本方法は、故障状態の前記安全システムの故障を検出するステップと、次いで、故障状態にある前記安全システムに関連する前記変換ステーションと前記送電線の前記グループとの間の電気的接続を切断するステップと、を備えていてもよい。

特に、前記絶縁するステップにおいて、２つの前記ライン遮断器のうちの少なくとも１つを開くことが、前記電流が２つの前記ライン遮断器をまだ流れている間に実施される。

好ましくは、それぞれの前記安全システムは、前記変換ステーションに統合された前記安全システムと、前記安全システムに関連付けられた前記変換ステーションを前記グループの前記送電線にリンクする電気リンク上に配置された独立した遮断器と、から選択される。

特に、本方法は、故障した前記送電線を絶縁するステップの後に実施されるネットワークを復元するステップを備えていてもよい。前記復元するステップは、前記開くステップの間に開かれたそれぞれの前記安全システムを閉じることを備える。特に、前記復元するステップの間及びその後において、故障した前記送電線の前記ライン遮断器は開かれたままであり、故障した前記送電線の前記短絡故障が他の前記グループの前記送電線から電気的に分離される。

本発明はまた、以下を備える送電のための装置に関する：
・送電線の両端に配置されたペアのライン遮断器を備えた当該送電線であって互いにリンクされた前記送電線のグループを備える直流送電ネットワーク；
・交流を直流に変換するための、それぞれが安全システムと関連するＮ個の変換ステーションであって、それぞれが前記グループの前記送電線にリンクされており、短絡電流の最大の寄与と関連している前記変換ステーション、
そして：
・それぞれの前記安全システムは、関連する前記変換ステーションの前記短絡電流の最大の寄与に対応する直流を遮断することができ；
・前記ライン遮断器はそれぞれ、前記変換ステーションの前記短絡電流の最大の寄与の最大値に対応する直流を遮断することができる遮断容量を有し；
・前記装置は、前記送電線の前記グループから発生する短絡故障が前記安全システムにおいて検出されたときに、それぞれの前記安全システムにオープン指令信号を送信するように構成され；
・前記装置は、前記ライン遮断器のそれぞれの前記ペアについて、前記ペアの前記ライン遮断器の間に前記短絡故障が存在するとき、及び、前記ペアの前記ライン遮断器において前記短絡故障が検出されたときに、オープン指令信号を前記ペアの前記ライン遮断器に送信するように構成されている。

装置は、説明されたような制御方法を実施するためのソフトウェア及びハードウェア要素を備えていてもよい。

本発明は、非限定的な例として図面を参照してのみ提供される以下の説明によって、さらに理解されるであろう。
図１は、１つの特定の実施の形態に係る直流電流の送電を可能にする装置を示す図である。 図２は、ネットワーク内で短絡故障が発生した場合に短絡電流に対する変換ステーションの寄与を算出することを可能にする装置の構成要素を示す図である。 図３は、装置を制御する方法の特定の実施の形態の様々なステップを概略的に示す図である。 図４は、安全システムに関連する保護モジュールを示す図である。 図５は、ライン遮断器に関連する保護素子を示す図である。 図６は、図１の装置の変形例を示す図である。 図７は、送電線において短絡故障が発生した際に、装置において生じる事象を示す時系列を示す図である。 図８は、送電線がデルタ状に配置されている装置の特定の例を示す図である。 図９は、第１の場合に、送電線における短絡故障の発生後に図８に示す変換ステーションの直接側の電流を示す図である。 図１０は、第１の場合に、送電線における短絡故障の発生後に図８に示す装置の故障した送電線のライン遮断器を通る電流を示す。 図１１は、第２の場合に、送電線における短絡故障の発生後に図８に示す変換ステーションの直接側の電流を示す図である。 図１２は、第２の場合に、短絡故障の発生後に図８に示す装置の故障した送電線のライン遮断器を通る電流を示す。

これらの全ての図において、特に規定されない限り、同じ参照符号は同じ要素を示すために使用される。

特に、以下の説明は、特定の装置に関連する方法の実施を提案するという点で従来技術と異なり、特に、安全システムにおいて故障をサポートすることを可能にし、故障した送電線を見つけて絶縁して、交流を直流に変換するための変換ステーションからネットワークへの電流の流入を阻止することを意図する。

図１は、互いにリンクされた送電線４のグループ２を含む直流送電ネットワーク３（特にＨＶＤＣネットワーク）を含む送電のための装置１を示し、これらの送電線４が互いにリンクされることによって、これらの送電線４は直流を流すことができ、特に、グループ２の送電線４は直流を流すことができる。それぞれの送電線４は、当該送電線４の両端に配置されたペアのライン遮断器５ａ、５ｂを備えている。言い換えれば、送電線４の各端部はライン遮断器を備えている。装置はさらに、それぞれが安全システム７に関連する交流を直流に変換するためのＮ個の変換ステーション６を含む。したがって、変換ステーション６にそれぞれ関連するＮ個の安全システム７がある。それぞれの変換ステーション６は、グループ２の送電線４にリンクされ、それぞれの変換ステーション６は、短絡電流の最大の寄与に関連付けられている。当該最大の寄与は、設計要素であり、言い換えれば、それぞれの変換ステーション６は、短絡電流の最大の寄与を有するように設計されている。この短絡電流の最大の寄与は、当該変換ステーション６がネットワーク３に流入させることができる直流の寄与に対応する。この場合、グループ２は、Ｎ個の変換ステーション６にリンクされ、特に変換ステーション６の直流側にリンクされる。特に、それぞれの安全システム７は、当該安全システム７に関連する変換ステーション６がグループ２の送電線４を通る電流の流れに寄与することを許可する閉じられた状態と、当該安全システム７に関連する変換ステーション６がグループ２の送電線４を通る電流の流れに寄与することを許可しない開かれた状態とを備える。したがって、それぞれの安全システム７は、特に変換ステーション６の直流側に配置されている。図１の特定の例は、互いにリンクされた７つの送電線４と、ネットワークのグループ２の送電線４を通る電流の流れに寄与する５つの変換ステーション６とを備えるネットワーク３を示すが、もちろん、図１の図は一例にすぎず、送電線間の接続のトポグラフィはネットワークの所望の機能に応じて適合させることができる。

上記に基づいて、Ｎ個の変換ステーション６又はＮ個の安全システム７に言及するとき、Ｎは整数であり、その値は２又は３以上であることが理解される。変換ステーション６の総数は、所望の送電機能、特にこれらの変換ステーションにリンクされた交流源の領域分散の関数として適合されてもよい。

本明細書では、送電線４は、電力が当該送電線４の両端間で伝送されることを可能にすることができる任意の送電素子によって形成することができる。このような送電素子は、例えば、水中ケーブル、地下ケーブル、さらに、架空送電線であってもよい。

グループ２内では、少なくとも２つの送電線４が、特にバスバー８によって互いに直接リンクされてもよく、また、少なくとも２つの送電線４が、少なくとも１つの他の送電線によって互いに間接的にリンクされてもよい。これは、本質的に図１に示されている。特に、送電線４のグループ２において、「互いにリンクされた送電線」は、グループ２のそれぞれの送電線４は、バスバー８によって、特にその端部を介して、そのグループの少なくとも１つの他の送電線４に直接リンクされており、同じバスバー８は、２以上の送電線４を相互に直接リンクするために用いられてもよいことを意味すると理解される。さらに、それぞれの変換ステーション６は、特に変換ステーション６の直流側で、電気接続リンク９、該当する場合には当該変換ステーション６に関連する安全システム７を備え得る接続リンク９によって、対応するバスバー８に電気的にリンクされてもよい。

本明細書では、遮断器（例えば、ライン遮断器５ａ、５ｂ、又は適用可能であれば、以下に見られるような安全システム７）は、直流の流通又は直流の通流の遮断を選択的に可能にするシステムであり、直流遮断器を参照する。より具体的には、遮断器は、直流の流通を可能にするときに閉じられる、遮断器の閉状態と称され、また、直流の流通を遮断するときに開かれる、遮断器の開状態と称される。遮断器は、閉状態から開状態へ、又はその逆に切り替えることができる設定値によって制御することができる。本明細書で定義されるように、遮断器は遮断容量を有し、遮断容量は遮断器を通る電流の最大値として定義され、遮断容量に基づいて遮断器は閉状態から開状態に切り替わることができる。したがって、遮断器の遮断容量は、当該遮断器の電流を遮断する容量に対応する。言い換えれば、一般に、遮断容量に関連する電流よりも大きい電流が遮断器を通るとき、関連する保護（以下に説明されるリレー）が測定された電流が流れる限り、開くための設定値を遮断器に送らないため遮断器は開かない。すなわち、遮断器を流れる電流は遮断容量よりも大きい。さもないと、遮断器を損傷したり、遮断器が破壊されないように内部保護を開始したりする危険性があるからである。この分野では、遮断器は「直流遮断器」（ＤＣＣＢ）としても知られている。

ライン遮断器５ａ、５ｂにおいて、同じ送電線のライン遮断器５ａ、５ｂが閉じた状態にあるとき、ライン遮断器５ａ、５ｂは当該送電線の両端間で当該送電線を通って直流電流が流れることを可能にし、同じ送電線のライン遮断器５ａ、５ｂが開状態にあるとき、当該送電線の両端間の電流の流通は遮断される：当該送電線は、当該送電線の両端間で直流を流通する機能をもはや提供しないため、グループ２内の他の送電線から絶縁されていると言える。さらに、１つの送電線に対して１つのライン遮断器のみが開いているとき、送電線を絶縁することなく電力の伝送が遮断される：送電線を遮断するためには、これら２つのライン遮断器を開かれていなくてはならない。

本明細書では、交流を直流に変換するための変換ステーション６は、例えば、交流電気ネットワーク又は風力発電所等の交流源１０から生じる交流を、直流送電ネットワークに直流を流入させることを目的として直流に変換することができる。変換ステーション６は直流遮断機能を有しても有さなくてもよく、この点は以下にさらに詳細に説明される。グループ２の送電線４を通る電流の流れに対する変換ステーション６の寄与は、生産／消費のバランスとネットワークの安定性を提供するため、変換ステーション６を介して、グループ２の送電線４から電流を引き出す、又は、グループ２の送電線４に電流を流入させることであり、これは、変換ステーション６内の制御機能によって実施され得る。

本明細書では、変換ステーション６の寄与に言及するとき、変換ステーション６がリンクされているグループ２の送電線４を通る直流の流れに対する変換ステーション６の寄与を含む。さらに、安全システム７と変換ステーション６との関連は、特に、グループ２の送電線４を通る前に、変換ステーション６から発生しグループ２内の電流の流れに寄与する直流が、当該安全システム７を通って流れることである。

好ましくは、それぞれの安全システム７は、当該安全システム７に関連する変換ステーション６の短絡電流の最大の寄与に対応する直流を遮断するように構成されている／遮断することができる。この点において、安全システム７は、選択的に、ネットワークのグループ２の送電線４と変換ステーション６との間の直流の流れを許可又は当該直流の流れを遮断することができる。前述のとおり、装置の構造は、それぞれの安全システム７が開いているとき、当該安全システム７が接続されている１つの変換ステーション６からグループ２の送電線４を通る電流の流れへの寄与を排除することを可能にする。安全システム７は、遮断器、特に前述のタイプの遮断器、であってもよく、又は、変換ステーション６の機能に統合されてもよい。安全システム７が遮断器である場合、安全システム７は、グループ２の送電線４と変換ステーション６との間に挿入され、変換ステーション６の寄与分は、当該遮断器の閉状態において、当該安全システム７を通って流れる。安全システム７を形成する遮断器が開状態であるとき、グループ２を通る電流の流れに関連する変換ステーション６の寄与は、取り除かれる。図１は、この場合を特に示しており、安全システム７は全て遮断器によって形成されている。

変換ステーション６の短絡電流の最大の寄与は、その端子に短絡電流故障が発生した時に流入させる電流に対応し、したがって、このことは、変換ステーション６がリンクされるグループ２の送電線４から独立しているが、変換ステーション６及び変換ステーション６がリンクされている交流ネットワークの特徴に依存する。この短絡電流の寄与は最大であるため、グループ２の送電線４内で発生するいかなる短絡故障に対しても、当該短絡電流の最大の寄与を超える電流が当該変換ステーション６によって供給されることは有り得ない。関連する変換ステーションの最大の寄与に対応する、安全システム７を通る電流を遮断することができる（すなわち、遮断するように構成される）ようにそれぞれの安全システム７を設計することにより、直流ネットワークの短絡故障に関係なく、グループ２の送電線４内の不良電流の除去に対する変換ステーション６の寄与が可能になる。この点において、ネットワークのグループ２の送電線４（すなわち、グループ２の送電線４の内／上）に短絡故障がある場合、この短絡故障は、この安全システム７が故障状態にない限り、グループ２内の短絡故障に関係なく開くように設計されている安全システム７によって検出され得る。本明細書では、短絡故障は、送電線における短絡を引き起こす送電線上の異常（次に、挙げる故障した送電線）に対応する。したがって、当該異常は、電気的絶縁の中断等の電気的絶縁故障、又は、例えば接地用アイソレータの誤った閉鎖等の人為的エラーである。

本明細書では、安全システム７又はライン遮断器５ａ、５ｂにおいて短絡故障が検出された場合、間違った電流（faulty current）が安全システム７又はライン遮断器５ａ、５ｂを通って流れ、１つ又は複数の近い物理量を測定することによって、この間違った電流が実際に安全システム７を通過するのか、それともライン遮断器５ａ、５ｂを通過するのかを確定することができる。

ライン遮断器５ａ、５ｂ及び安全システム７のいずれもが開いていない故障の発生の定常状態期間の間、及び、故障が発生した後の数ｍ秒の遷移期間の後、変換ステーション６がモジュラーマルチレベル変換器（ＭＭＣ）であるとき短絡寄与電流

とも呼ばれる、短絡故障の抵抗Ｒ_ｆへの変換ステーション６の寄与は、以下によって決定することができる。

ここで、「・」は、単純な乗算を表し、図２を参照すると、交流側（ゾーンＺ１）で電気的に発生することと、直流側（ゾーンＺ２）で電気的に発生することとが分けられている。ゾーンＺ１及びＺ２は、それらを互いにリンクする変換ステーション６によって分けられている。Ｖ_ａｃは交流電源の電圧であり、ｍは上記の式において交流側の変圧器の変換比を表し、Ｌ_ａｒｍはＭＭＣ変換器の各アームのインダクタンスであり、Ｒ_ｆは短絡故障の抵抗である。Ｒ_ｄｃは当該変換ステーションと短絡故障との間に位置するネットワーク部分の等価抵抗に対応し、Ｌ_ｄｃは関連する変換ステーションと短絡故障との間に位置するネットワークの部分のインダクタンスに対応し（この場合、定常状態が研究されているため考慮されない）、Ｌ_ａｃは交流ネットワークの等価インダクタンスに対応し、Ｌ_ｓは高調波をフィルタリングするためのインダクタンスに対応し（無視できる）、Ｌ_ｔは二次側にもたらされる変圧器のインダクタンスに対応し、Ｒ_ａｃは交流ネットワークの等価抵抗に対応し、ωは２・π・ｆに等しく、ｆはネットワークの公称周波数であり、πはナンバーＰｉに対応する。したがって、一般に、保護は高速でなければならず、定常状態期間には決して到達しないため、上述したように、一般に、安全システム７を開くための設定値は、上述の遷移期間中に送られることになる。その結果、最大電流が遷移期間中に到達すること、及び、

を知ることにより、遷移期間中に発生する最大故障電流を推定することができ、当該推定値を基準として使用することができ、当該推定値は約２０ｋＡである。

上述のように、可能性が低くても、安全システム７のうちの１つが故障する可能性があり、送電線４内（すなわち、送電線４上）で短絡故障が発生した場合にネットワークのグループ２の送電線４を通る電流の流れをできるだけ速やかに回復するために、当該故障を補償する必要がある。実際に、安全システム７が故障した場合には、当該システムは、ネットワーク３を通る、より具体的にはグループの送電線４を通る電流の流れに関連する変換ステーションの寄与を継続して許可する。

この点において、ライン遮断器５ａ、５ｂはそれぞれ、変換ステーション６の短絡電流の最大の寄与の最大値に対応する直流を遮断することができる、すなわち遮断する、遮断容量を有する。この場合、１つの安全システム７のみが当該安全システム７において短絡故障が検出されても開かないように故障している場合、ライン遮断器５ａ、５ｂは、単一の変換ステーション６が依然として短絡故障を供給している際、グループ２の送電線４に残っている電流を補償するように設計されているため、短絡故障を含む送電線４を隔離するために、当該送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂが開くことができる。そのため、安全システム７を保護するために交流側の可能な安全素子１１（図１）が開くのを待つ必要はない。

装置の管理を改善するため、特に直流送電ネットワークを通る電流の流れをより迅速に回復させるため、上述した装置１の特定のアーキテクチャは、以下に示す、ネットワーク３内の短絡故障、特に、送電線４（故障した送電線４）の２つのライン遮断器５ａ、５ｂ間のグループ２の当該送電線４上の短絡故障の検出時に実施される方法のステップと関連付けられる。「装置を制御する」という用語は、この装置の制御及び監視、並びに記載されている安全システム又はライン遮断器等のこの装置の構成要素の動作に関して行われる決定である。したがって、本方法は、送電線４のうちの１つ、特に送電線４の２つのライン遮断器５ａ、５ｂの間で短絡故障、特に抵抗Ｒ_ｆが発生した後に、次のステップを含む（図３）。
−開かれるそれぞれの安全システム７について、開かれた安全システム７に関連する変換ステーション６から発生する、グループ２の送電線４を通る電流の流れへの寄与が、当該グループ内（次に、グループ内の電流の流れへの全てまたは一部の変換ステーションの将来の回復を含む過渡的劣化モードへの移行がある）において除去されるように、少なくともＮ−１個の安全システム７を開くステップＥ１
−故障した送電線４を特定するために短絡故障を発見するステップＥ２
−特にステップＥ２において故障した送電線４を特定した後に、故障した当該送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂを開くことによって故障した送電線（４）を絶縁するステップＥ３

上述のことから、本方法は、短絡故障の発生前に、Ｎ個の変換ステーション６がグループ２の送電線４を通る電流の流れに寄与する公称動作期間を含むことが理解される。この公称動作期間では、安全システム７は全て閉状態にあり、グループ２の互いにリンクされている送電線４のライン遮断器は、特に全て、閉状態にある。短絡故障の発生に続いて、方法は、劣化動作期間に切り替わり、その間にステップＥ１、Ｅ２、Ｅ３が実施される。

当然ながら、本方法は、故障した送電線４を切り離すステップＥ３の後に実施されるネットワークを復元するステップＥ４も含むことができる。この復元ステップＥ４は、開くステップＥ１において開かれた、それぞれの安全システム７、特に少なくともＮ−１の安全システム７を閉じることを含む。特に、復元ステップＥ４の間及びその後において、故障した送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂは開いたままであり、これにより、故障した当該送電線４の短絡故障は、特に故障した送電線４がその後修理されるまで、グループ２の他の送電線４から電気的に分離されている。この点において、修理、すなわち故障した送電線からの短絡故障の除去に続いて、絶縁された送電線のライン遮断器を再び閉じることができ、これにより、当該送電線は再び直流の伝送に関与することができる。したがって、修復ステップＥ４の完了時に、本方法は新しい公称動作期間に戻り、劣化動作期間中に開かれるそれぞれの安全システム７は閉じた状態になり、劣化動作期間の終わりに閉状態のままであるライン遮断器５ａ、５ｂだけが閉状態になり、劣化動作期間の終わりに開状態のままであるライン遮断器５ａ、５ｂは開状態のままである。

特に、短絡故障の発生の結果は、当該短絡故障を検出するステップＥ１００であり、少なくともＮ−１個の安全システム７を開くステップＥ１、故障した送電線４を発見するステップＥ２、及び、絶縁するステップＥ３を実施させる。実際には、短絡故障は送電線４のグループ２を伝播し、その結果、当該故障短絡は、グループ２の送電線４にリンクされた、それぞれのライン遮断器５ａ、５ｂ及びそれぞれの安全システム７において検出可能である。上述のように、安全システム７上の短絡故障の検出は、安全システムを流れる電流を表す安全システムの近傍の１つ以上の物理量を測定することによって実現され得るものであり、短絡電流が安全システムを通って流れるかどうかを知るのは容易である。

より具体的には、本方法は、それぞれの安全システム７について、それぞれの安全システム７の短絡故障のトリガ、特に抵抗Ｒ_ｆを検出するステップＥ５と、安全システム７で短絡故障が検出された後、ステップＥ１を実施するために、安全システム７にオープン指令信号を送信するステップＥ６と、を備えていてもよい。特に、本方法では、短絡故障が安全システム７上で検出されるとすぐに当該システムを開く命令が提供される。

上述のように、２つの場合の間で区別がなされ得る。第１の理想的な場合では、Ｎ個の安全システム７が開き（開くステップＥ１においてＮ個の安全システム７が開き得る）、したがって、安全システム７によって提供されるグループ２の送電線４の切断安全性とは関係なく、ライン遮断器５ａ、５ｂにおいて故障が検出された後、ライン遮断器５ａ、５ｂは、グループ２の故障した送電線４を絶縁する機能を提供でき、当該機能は別個のシステムと並列化されているため、装置の全般的な安全性及び故障した送電線４の絶縁時間が改善される。さらに、この場合、安全システム７を開く目的は送電線４のグループを流れる電流の値を、遮断器５ａ、５ｂを開くことができるレベルにまで下げることであるため、超高速ライン遮断器５ａ、５ｂを使用する必要はない。実際、この第１の場合において、短絡故障の存在は、故障した送電線のライン遮断器５ａ、５ｂを通って流れる電流をそれぞれの遮断容量よりも大きいレベルまで増加させる可能性があり、安全システム７を開くことは、当該ライン遮断器５ａ、５ｂを開くことができる値まで当該電流を下げることができる。第２の場合では、短絡故障、特に抵抗Ｒｆの発生に続いてＮ−１個の安全システム７のみが開き、閉じたままである安全システム７は故障状態にあると見なされる。この第２の場合には、たとえグループ２の送電線４が１つの変換ステーション６によって依然として電流を供給されていても、それは電流の流れに対する寄与がライン遮断器の遮断容量よりも低くなるため、ライン遮断器５Ａ、５ｂは開くことができ、記載されたような装置及び制御のアーキテクチャは、短絡故障を含む送電線４の完全に安全な絶縁を可能にする。

一般に、故障状態にある安全システム７は、装置の危険性を表すため、使用し続けてはならない。安全システム７は、当該安全システム７において短絡故障が検出され、特に、開くための設定値が送信されているにもかかわらず、開かない場合に故障状態にあると見なされる。この点において、関連する変換ステーション６は絶縁される必要がある。したがって、本方法は、故障状態にある安全システム７の故障を検出するステップＥ７と、故障状態にある当該安全システム７に関連する変換ステーション６との間の電気的接続を切断するステップＥ８とを備えていてもよい。切断ステップＥ８の後、例えば復元を開始することを目的として、故障状態にある安全システム７の検査を要求するために、監視ユニットにメッセージを送ることができる。例えば、安全システム７の故障を検出するために、安全システム７を流れる電流を監視することができ（当該安全システム７は変換ステーション６とグループ２との間に挿入されている）、開くための設定値が安全システム７に送信された後、及び、推定された開時間の経過後、当該監視された電流が短絡故障電流に対応する場合、当該システムは故障していると見なすことができる。

特に、図４に示されるように、それぞれの安全システム７は、例えば、当該安全システム７において、電流測定素子１０１を介して電流を監視することができるとともに電圧測定素子１０２を介して電圧を監視することができる電圧保護モジュール１００と関連付けられ得る。電流測定素子１０１及び電圧測定素子１０２からのデータを入力として受け取るモジュール１００上のリレー１０３によって短絡故障が検出されることを可能にするのは、この保護モジュール１００である。次に、リレー１０３は、短絡電流を検出すると、当該リレー１０３に関連する安全システム７にオープン指令信号を送信するように構成される。図４は、変換ステーション６とグループ２の送電線４との間に配置された遮断器型安全システム７と関連して使用することができる保護モジュール１００を示しており、保護モジュール１００は、電流測定素子１０１及び／又は電圧測定素子１０２にリンクされたリレー１０３を備える。特に、電圧情報及び電流情報は相補的であり、故障は電流のみから、電圧のみから、又は電圧と電流から測定することができ、故障の種類に応じて、例えば、故障抵抗がゼロであれば短絡電流だけで十分であり、故障抵抗が非常に高いなら（Ｒ_ｆ＞＞）、電圧で十分である。さらに、保護モジュール１００は、安全システム７と送電線のグループ２との間に配置されたアイソレータ１０４を備えていてもよく、当該アイソレータ１０４は、故障した安全システム７に関連する変換ステーション６と送電線のグループ２との間の電気的接続を切断することができる。アイソレータ１０４を開くための命令は、リレー１０３から発生することができ、リレー１０３は、特に、開くための設定値の送信に続いて、電流測定素子１０１を介して電流を監視し、前述のステップＥ７及びＥ８を実施するように構成される。測定素子１０１及び１０２のデータ、並びに、安全システム及びアイソレータ１０４を開くための命令はローカルデータである。リレー１０３は、「コミュニケーションデータ」を使用することによって外部と通信することもでき、当該コミュニケーションデータは、例えば、安全システムに対して検出された故障状態の送信とすることができる。リレー１０３はまた、通信手段、例えば光ファイバを介して他の安全システムに関連する他のリレー１０３と通信することができる。したがって、用途に応じて、モジュールにおける測定又は計算されたデータなどから、例えば故障状態の送信を組み立て直すために、リレー１０３間で情報を交換することが可能である。通信手段は、光ファイバ以外の、専用の導体、又は、無線通信を実装してもよい。

前述のように、送電線４上において、短絡故障、特に抵抗Ｒ_ｆが発生する場合、当該短絡故障はネットワークの全ての送電線内に伝播し、グループ２の送電線４にリンクされた安全システム７によって検出される。一般に、短絡故障によって、故障を含む送電線に一定量の電流が流れ、故障を含む送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂを通って流れる電流は、当該ライン遮断器５ａ、５ｂの遮断容量を超え、当該ライン遮断器５ａ、５ｂは開くことができない。この点において、安全システム７の機能は、障害を含む送電線４を絶縁するため、安全システム７の機能は、故障を含む送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂを通って流れる電流が当該ライン遮断器５ａ、５ｂを開くことができる閾値を下回るように、変換ステーション６の寄与を取り除くことである。ライン遮断器５ａ、５ｂに関して、それらの機能は、故障が同じ送電線４の２つのライン遮断器５ａ、５ｂの間に位置する場合にのみ開くことができないことが好ましい。

前述のすべてから、ライン遮断器５ａ、５ｂを開くことを開始する前に、さらに、ライン遮断器５ａ、５ｂが開かれる前に、ライン遮断器５ａ、５ｂの間の故障の存在のチェック、及び、ライン遮断器５ａ、５ｂを通って流れる電流が所定の閾値を下回るかどうかを決定するためのチェックが行われることがこのましいため、同一の送電線４上にあるライン遮断器５ａ、５ｂは、それらの短絡故障が検出された場合に、即時又は瞬間的に開かないように動作する。従って、短絡故障が位置していたラインのライン遮断器５ａ、５ｂのみが開状態であり、他のライン遮断器５ａ、５ｂは閉状態のままであり、当該戦略によれば、故障していない他のライン遮断器がすでに復旧の準備ができているため、ネットワークの復旧速度を上げることができる。

より具体的には、本方法（図３）は、それぞれのライン遮断器５ａ、５ｂにおける、特に抵抗Ｒ_ｆの短絡故障を検出するステップＥ９を含み、発見するステップＥ２は、ペアのライン遮断器５ａ、５ｂで短絡故障が検出された後、同一の送電線４上にあるライン遮断器５ａ、５ｂのペアのそれぞれについて、当該ペアの当該ライン遮断器５ａ、５ｂ間の短絡故障Ｒ_ｆの存在をチェックするステップＥ２−１を備える。続いて、故障した送電線４を絶縁するステップＥ３は、チェックするステップＥ２−１において故障した当該送電線４上に短絡故障の存在が検出された後にのみ実施され、この場合、遮断器間に故障が存在した遮断器のみが開かれる。上述したように、ライン遮断器の短絡故障の検出は、ライン遮断器を流れる電流を表すライン遮断器の近傍の１つ以上の物理量を測定することによって実施され得る。そして、短絡電流がライン遮断器を通って流れるかどうかを知ることは容易である。換言すれば、これは、例えば、それぞれのライン遮断器５ａ、５ｂ（図５）を保護素子１０００と関連付けることによって実施することができ、例えば、ライン遮断器５ａ、５ｂにおいて、電流測定素子１００１を介して電流を監視し、電圧測定素子１００２を介して電圧を監視することができる。保護素子１０００のリレー１００３によって、電流測定素子１００１及び電圧想定素子１００２からのデータを入力として（「ローカルデータ」の使用によって）短絡故障が検出されることを可能にするのは、この保護素子１０００である。さらに、同じ送電線のライン遮断器５ａ、５ｂに関連する２つの保護素子１０００のリレー１００３は、一緒に短絡故障の存在をチェックする目的で、それらのローカルデータを比較するために（「コミュニケーションデータ」を使用して）互いに通信することができる。例えば、同じ送電線４の２つのライン遮断器上の故障に向かって同じ方向に流れる電流の存在は、短絡故障の存在と同化することができる。言い換えれば、同じ送電線の２つのライン遮断器における当該送電線の内側に向かって流れる電流の存在は、短絡故障の存在と同化することができる。ライン遮断器５ａ、５ｂに関連する２つの保護素子から生じるデータの比較を可能にするために、送電線４は、例えば、当該送電線４のライン遮断器５ａ、５ｂと関連する２つの保護素子１０００のリレー１００３を連結する光ファイバなどの通信素子を含むことができる。上述の比較対象のデータは必ずしも測定データでなくてもよく、例えば、バイナリー信号が関係していてもよい。そして、リレー１００３は、光ファイバなどの通信手段を介して情報を交換することができる。１つの実施の形態によれば、インダクタを送電線の各端部に追加することができ、この場合、故障を電圧測定に基づいて特定することができる。しかしながら、この解決策は、送電線がケーブルである場合、及び、故障が低い抵抗を有する場合にのみ機能する。２つの遮断器間に短絡故障が存在するかどうかを、データの比較から推測するために、同じ送電線の２つの遮断器に関するデータを比較することは、当業者に知られている概念であり、ここでは詳細には説明しない。同じ送電線４の２つのライン遮断器５ａ、５ｂ間の短絡故障Ｒ_ｆの存在のチェックが肯定的であるとき、以下にさらに詳細に見られるように、当該ライン遮断器５ａ、５を通って流れる電流が当該ライン遮断器５ａ、５のそれぞれの遮断容量より小さいとき、当該ライン遮断器５ａ、５を開くことを要求するため、関連するリレー１００３は、当該ライン遮断器５ａ、５ｂに制御信号を送信することができる。したがって、リレー１００３は、前述の発見するステップＥ２及び絶縁するステップＥ３を実施するように構成される。図５に示されるローカルデータは、素子１００１及び素子１００２によって測定されたデータ、並びに、関連するライン遮断器５ａ、５ｂに送られる設定値に対応する。

上述したように、ライン遮断器５ａ、５ｂは遮断容量を有する。さらに、遮断器、特にライン遮断器は、電流がまだ流れている間、及び、この電流が当該遮断器の遮断容量に対応する基準閾値を下回るときに開くことができる。この点に関して、故障した送電線４を絶縁するステップＥ３は、好ましくは、故障した当該送電線の２つのライン遮断器５ａ、５ｂのそれぞれにおける少なくとも１つの物理的特徴を監視するステップＥ３−１を備え、ライン遮断器５ａ、５ｂは、監視されている当該物理的特徴が基準閾値を下回るとすぐに、特に互いに独立して開く。もちろん、監視するステップ及び開くステップは、ライン遮断器５ａ、５ｂの間の短絡故障の存在の特定の後に、同じ送電線のライン遮断器５ａ、５ｂに対してのみ実施される。監視される当該物理的特徴は、ライン遮断器５ａ、５ｂを通る電流であってもよく、基準閾値は、当該遮断器の遮断容量に関連する電流閾値であってもよい。典型的には、機械的な遮断器５ａ、５ｂを使用する場合には、基準閾値は２０ｋＡであり、その結果、当該遮断器５ａ、５ｂを流れる電流が２０ｋＡ未満に降下するとすぐに、遮断器は開くための設定値を受け取ることができる。この点に関して、特に抵抗Ｒ_ｆの短絡故障が基準閾値を超える電流の増加を引き起こす場合、Ｎ−１個の安全システム７の開放により、短絡故障を含む送電線４の一部を形成する遮断器５ａ、５ｂ上に、電流の降下を生じさせることができる。したがって、できるだけ早く、特に電流が依然として故障した送電線４のライン遮断器を通って流れているときに、故障した送電線４を絶縁することが可能である。故障が存在する送電線がグループ２の他の送電線４から電気的に絶縁されているグループ２の送電線４を通る電流の流れを回復することは、短絡故障が特定された送電線がグループ２の他の送電線から迅速に絶縁されたときよりもさらに速くなる。したがって、絶縁するステップＥ３は、２つのライン遮断器５ａ、５ｂのうちの少なくとも１つ、特に両方を、当該ライン遮断器５ａ、５ｂにまだ電流が流れている間に、開くことが好ましい。

前述のように、安全システム７は、変換ステーション６に一体化されてもされなくてもよい。図１に示される例では、安全システム７はすべて変換ステーション６とは異なり、特に、機械的な遮断器、好ましくは、ライン遮断器５ａ、５ｂと同一の機械的な遮断器によって形成される。一方、図６は、変換ステーションとは異なる安全システム７ａと、変換ステーション６に統合された安全システム７ｂとを備える装置を示す。安全システム７ａは、遮断器、好ましくはライン遮断器５ａ、５ｂと同一の遮断器であり、安全システム７ｂは、変換ステーションの機能、すなわち遮断容量を有する。既知の遮断容量を有する変換ステーション６は、フルブリッジＭＭＣ（Ｍｏｄｕｌａｒ Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）としても知られるブリッジモジュラーマルチレベル変換器、又は、フルブリッジ変換器であってもよい。変換ステーション６が統合された遮断容量を有していないとき、当該変換ステーション６は、ハーフブリッジＭＭＣとしても知られているハーフブリッジマルチレベルモジュラー変換器であってもよい。さらに別の代替例（図示せず）では、Ｎ個の安全システム７が対応する変換ステーションに統合されてもよい。換言すれば、それぞれの安全システム７は、変換ステーション６に統合された安全システム７と、当該安全システム７に関連付けられた変換ステーション６をグループ２の送電線４にリンクする電気リンク上に配置された独立した遮断器と、から選択されてもよい。

前述した内容から、本発明は、送電のための装置にも関し、当該装置において、それぞれの安全システム７が、当該安全システム７に関連する変換ステーション６の短絡電流の最大の寄与に対応する直流を遮断する、すなわち遮断することができ、ライン遮断器５ａ、５ｂはそれぞれ、変換ステーション６の短絡電流の最大の寄与の最大値に対応する直流を遮断する、すなわち遮断することができる遮断容量を有する。装置は、グループ２の送電線４から生じる短絡故障（特に、グループ２の２つのライン遮断器５ａ、５ｂの間の送電線４に位置する短絡故障）が検出された際に、それぞれの安全システム７にオープン指令信号を送信するように構成される。最後に、装置は、ライン遮断器５ａ、５ｂのそれぞれのペアについて、当該ペアのライン遮断器５ａ、５ｂの間に短絡故障が存在するとき、及び、当該ペアのライン遮断器５ａ、５ｂにおいて短絡故障が検出されたときに、オープン指令信号を当該ペアのライン遮断器５ａ、５ｂに送信するように構成されている。装置は前述の方法を実施するためのソフトウェア及びハードウェア要素を備えていてもよい。

図７は、上記の第１の場合及び第２の場合における装置を制御するための戦略に関連するタイミングチャート（timing diagram）を示す。時刻ｔ０において、ネットワーク３のグループ２の送電線４で短絡故障が発生した。時刻ｔ０と時刻ｔ１との間に、特に、安全システム７、ライン遮断器５ａ、５ｂに関連する保護モジュール及び保護要素によって、安全システム７とライン遮断器５ａ、５ｂとに故障が検出される。時刻ｔ１と時刻ｔ２の間に、送電線の保護素子１０００は、短絡故障を含む送電線を発見して特定する機能を提供する。同時に、時刻ｔ１と時刻ｔ３との間に、安全システム７（少なくともそれらのうちのＮ−１個）が開き、これにより、ネットワーク３のグループ２の送電線４を通る短絡電流が減少する。この場合では、時刻ｔ３より前において、電流は高すぎて短絡故障を含む当該送電線を絶縁することができないと考えられる。時刻ｔ３と時刻ｔ４の間に、故障した送電線４は、グループ２の他の送電線４から絶縁され、当該絶縁処理の終わりにおいて、時刻ｔ４と時刻ｔ５の間に、電力はネットワーク３内で復元される。このタイミングチャートに示されるように、本方法のステップの実施は、短絡故障の伝播時間及び装置の構成要素の反応時間に依存する。この点に関して、復元するステップＥ４は、故障した送電線を絶縁することによって装置が安定化されたとされる基準時間に従って引き起こされ得る。典型的には、復元するステップＥ４は、それぞれの安全システム７について、時間的な閾値で当該安全システム７が開かれてからの経過時間を監視するステップを含み、監視した時間が当該時間的な閾値に達した場合に、閉じるための設定値が当該安全システム７に送られ、安全システム７は、関連する変換ステーション６がグループ２の送電線４を通る電流の流れに再び寄与させるために閉じる。経過時間を監視する当該ステップは、保護モジュール１００のリレー１０３によって実施されてもよく、このリレー１０３は、開くための設定値を対応する安全システム７に送信するときにタイマーを始動させる。このタイマーが時間的な閾値の値に達すると、リレー１０３は、自動的に閉じるための設定値を関連する安全システム７に送信する。あるいは、例えば、安全システムの状態の局所的なチェックを含む、先行するシーケンスの適切な動作の効果的な検出の後に設定値送信が実行されるという意味で、より大規模な全体的な監視が実施されてもよい。

本明細書において、グループ２の送電線４は、特に、例えば、正極（positive pole）又は負極（negative pole）などの電極（electric pole）を構成してもよい。したがって、装置は、複数のグループの送電線を備えていてもよく、送電線のそれぞれのグループは電極と関連付けられ、それぞれが対応する安全システムと関連付けられるＮ個の対応する変換ステーションと関連付けられる集合体（assembly）を形成してもよい。当該分野では、さまざまなグループの送電線が、直流送電ネットワークと呼ばれる全体を形成する。上述した方法はそれぞれの電極について実施されてもよく、換言すれば、本明細書で前述したことは全て送電線の１つのグループに関するものであるが、より一般的には、装置の送電線の異なるグループに適用されてもよい。

保護シーケンスの特定の例について、図８を参照しながら、本方法の範囲内で提案された戦略に関して、以下、説明する。図８において、装置は、３本の送電線を含む送電線のグループを備え、それぞれの送電線は、この例では、３つの端子「Ｎ１」、「Ｎ２、「Ｎ３」を備えるデルタ状に配置されたケーブル「ライン１３」、「ライン１２」、「ライン２３」を備える。この例では、送電線（ライン）のグループは、正極に関連付けられた送電線のグループである。それぞれの端末Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、遮断器タイプの安全システムＣ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２、Ｃ＿ｄｃ_３によって交流−直流変換ステーションＭＭＣ_１、ＭＭＣ_２、ＭＭＣ_３にリンクされている。送電線「ライン１２」は、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２、Ｌ＿ｄｃ_２１を備え、送電線「ライン１３」は、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１３、Ｌ＿ｄｃ_３１を備え、送電線「ライン２３」は、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_３２、Ｌ＿ｄｃ_２３を備える。図８において、符号ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３は交流電源を表し、符号ａｃ_１、ａｃ_２、ａｃ_３は交流遮断器を示す。時刻ｔ_０＝０では、短絡遮断器の低インピーダンス故障（Ｒ_ｆ＝１０ｍΩ）が、遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２とＬ＿ｄｃ_２１との間の送電線「ライン１２」に加えられる。短絡故障に関連する故障電流は、送電線に沿ってネットワーク内を伝播し、変換ステーションＭＭＣ_１、ＭＭＣ_２、ＭＭＣ_３の直流側に到達する。遮断器に関連する保護モジュール（図示せず）によって故障が検出された場合、符号Ｃ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２、Ｃ＿ｄｃ_３によって示される遮断器が、適切な設定値を受信して開く。図９は、時間の関数として、それぞれの安全システムＣ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２、Ｃ＿ｄｃ_３を流れる電流の値を公称電流で割った値に対応する、ｐｕ（ｐｅｒ ｕｎｉｔ）で示す電流の変化を正確に示しており、１５ｍ秒後には、変換ステーションＭＭＣ_１、ＭＭＣ_２、ＭＭＣ_３は、送電線のグループ２を通る電流の流れにもはや寄与することができていない。したがって、安全システムＣ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２、Ｃ＿ｄｃ_３は開いており、これは上述の第１の場合に対応する。同時に、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２、Ｌ＿ｄｃ_２１、Ｌ＿ｄｃ_１３、Ｌ＿ｄｃ_３１、Ｌ＿ｄｃ_３２、Ｌ＿ｄｃ_２３に関連付けられた保護素子（図示せず）は故障を検出し、故障のある送電線を見つけるためのプロセスを開始する。当該プロセスが開始されると、送電線を流れる電流は、故障した送電線に隣接する送電線の放電に関連する寄与及び変換ステーションの寄与の増加のために、ライン遮断器の遮断容量を超える可能性がある。故障した送電線が発見されたとき、すなわち、同じ送電線のライン遮断器を保護するための素子（この場合、Ｌ＿ｄｃ_１２及びＬ＿ｄｃ_２１）がライン遮断器間の故障の存在を知っているとき、これらの送電線を通る電流は監視され、ライン遮断器を通る電流がそれらの図１０に示す遮断容量（この場合は２ｐｕに関連する遮断容量）に関連する電流値を下回るとすぐに、当該ライン遮断器を開くための設定値が送られ、２つのライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２、Ｌ＿ｄｃ_２１を流れる電流（ｐｕ単位）が時間の関数として提供される。時刻ｔ_０から１５ｍ秒後すぐに当該ライン遮断器を開くための設定値が送信され、時刻ｔ_０から３０ｍ秒後すぐに故障が分離される（図１０に示す「実効的なオープン」）。したがって、この詳細な場合では、３０ｍ秒後に安全システムＣ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２、Ｃ＿ｄｃ_３を閉じることで、送電線のグループから絶縁された送電線を除いた電流の流れを回復することができる。この例では、安全システムに故障は発生していない。

第２の場合に対応する実施形態の変形例では、安全システムＣ＿ｄｃ_１は、故障しているとし、当該安全システムＣ＿ｄｃ_１における短絡故障が検出されても開かないとする。したがって、安全システムＣ＿ｄｃ_２及びＣ＿ｄｃ_３は、安全システムＣ＿ｄｃ_１のみが電源ＡＣ１からの電流を送電線のグループに供給し続けるように、通常通りに開く。図１１は、時間の関数として、様々な安全システムＣ＿ｄｃ_１、Ｃ＿ｄｃ_２及びＣ＿ｄｃ_３における電流（ｐｕで示す）の変化を正確に示している。時刻約３０ｍ秒において、短絡故障を含む送電線を絶縁することにより、交流電源ＡＣ１（図８）から発生する故障電流をキャンセルすることができる。図１２は、当該変動において、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２及びＬ＿ｄｃ_２１を通る電流（ｐｕで示す）の変化を示し、時刻１０ｍ秒から時刻２０ｍ秒の間に、開くための設定値がライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２及びＬ＿ｄｃ_２１に送られ、ライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２及びＬ＿ｄｃ_２１が実効的に開くのは時刻３０ｍ秒であり（図１２）、時刻３０ｍ秒においてライン遮断器Ｌ＿ｄｃ_１２及びＬ＿ｄｃ_２１が実効的に開くことによって、時刻３０ｍ秒から時刻４０ｍ秒の間に、変換ステーションＭＭＣ_１を流れる電流は低下する（図１１）。この変形例では、全ての安全システムが動作して開く場合と比べて、追加の時間は１０ｍ秒程度であり、これは所望の用途において許容できるものである。

図７と組み合わされる特定の例及びその変形例によれば、本方法のステップを実施するために予想される期間は一般に以下の通りである。
− 時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの期間は、すべての安全システムとすべてのライン遮断器で故障が検出される所要時間であり、０．２ｍ秒から２ｍ秒である。
− 時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの期間は、故障が発生した送電線を特定する所要時間であり、１ｍ秒から１０ｍ秒である。
− 時刻ｔ_１から時刻ｔ_３までの期間は、故障した送電線のライン遮断器の電流が閾値を下回って開くまでの所要時間であり、１５ｍ秒から２０ｍ秒である。
− 時刻ｔ_３から時刻ｔ_４までの期間は、故障のある送電線の絶縁が有効になるまでの所要時間であり、１５ｍ秒から２０ｍ秒である。
− 時刻ｔ_４から時刻ｔ_５までの期間は、ネットワークの電力を復元するための所要時間であり、７５ｍ秒から１２５ｍ秒である。
全体として、故障の発生からネットワークの復元まで、１０５．２ｍ秒から１６７ｍ秒かかるが、これらの時間はネットワークの復旧に適していると考えられる。

好ましくは、安全システム７及びライン遮断器５ａ、５ｂはすべて同じ遮断容量を有し、特に、安全システム７及びライン遮断器５ａ、５ｂはすべて２０ｋＡに等しい遮断容量を有する機械的遮断器としてもよい。

安全システム７及び／又はライン遮断器５ａ、５ｂが開状態から閉状態に切り替わらなければならないとき、これは、挿入前抵抗（ＰＩＲ；Ｐｒｅ−Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓ）としても知られる挿入抵抗を使用することによって実施されてもよい。

本発明は、前述のように多くの利点を含み、特に、以下の利点を有する。
−電流が流れている間にライン遮断器が開くことができるため、送電線のグループを通る電流がゼロになるのを待つ必要がなく、故障した送電線を絶縁するためのシーケンスを迅速化することができる。
−安全システムの１つが故障した場合でも、ライン遮断器は、交流側の遮断器が開く（これは、電力が復元するまでの時間を許容できないレベルにまで増加させる）のを待たずに、故障した送電線を送電線のグループから絶縁することができるため、装置のロバスト性は維持される。
−遮断器及び安全システムに機械式遮断器を用いることにより、短絡故障に対する装置のロバスト性を維持しながら、安価な技術を使用することができるという利点を有する。
−提案された戦略は、ライン遮断器を、ライン遮断器と直列にリンクされたインダクタ、又は、例えば、超伝導限流器（superconducting limiter）等の他の種類の限流器のような限流装置に接続することを回避することを可能にする。
−ライン遮断器を用いることにより、必要に応じて装置に機能を追加することができる。例えば、装置の通常の動作条件において送電線を絶縁するために、ライン遮断器をネットワークマネージャの要求に応じてスイッチとして用いることができる。すなわち、送電線のグループに短絡故障が存在しない場合であっても、通常の動作中にネットワークを再構成することが可能になる。
−さらに、高い故障抵抗Ｒ_ｆを有する故障の場合であって、変換器の故障電流への寄与が、安全システム７による故障検出限界を下回り、送電線の短絡電流はライン遮断器の遮断容量を下回る場合であっても、ライン遮断器を開くように指令することができる。

Claims (10)

1. 互いにリンクされた送電線（４）のグループ（２）を備える直流送電ネットワーク（３）を備える送電のための装置（１）の制御方法であって、それぞれの前記送電線（４）は、前記送電線（４）の両端に配置されたペアのライン遮断器（５ａ、５ｂ）を備え、前記装置は、交流を直流に変換するためのＮ個の変換ステーション（６）を備え、それぞれの安全システム（７）は、前記変換ステーション（６）の直流側にリンクされ、前記送電線（４）と前記変換ステーション（６）との間に配置されており、それぞれの前記変換ステーション（６）は、前記送電線（４）の前記グループ（２）にリンクされており、前記変換ステーション（６）によって供給され、前記安全システム（７）を通って前記変換ステーション（６）から前記グループ（２）の前記送電線（４）へ流れる、最大の短絡電流に対応する直流と関連しており、
   それぞれの前記安全システム（７）は、当該安全システム（７）にリンクしている前記変換ステーション（６）からの前記最大の短絡電流に対応する直流を遮断することができ、前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）はそれぞれ、前記変換ステーション（６）の前記最大の短絡電流に対応する直流を遮断することができる遮断容量を有することを特徴とし、
   前記方法は、前記送電線（４）のうちの１つに短絡故障が発生した後において、以下のステップを備えることを特徴とする方法。
   ・開かれるそれぞれの前記安全システム（７）について、開かれた前記安全システム（７）にリンクされた前記変換ステーション（６）から発生する、前記グループ（２）の前記送電線（４）を通る前記最大の短絡電流に対応する電流が、除去されるように、全ての前記安全システム（７）にオープン指令信号を送信するとともに、閉じたままの前記安全システム（７）は故障状態にあるとみなすステップ（Ｅ１）
   ・故障した前記送電線を特定するために前記短絡故障を発見するステップ（Ｅ２）
   ・前記発見するステップ（Ｅ２）において故障した前記送電線（４）を特定した後に、故障した前記送電線（４）の前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）を開くことによって故障した前記送電線（４）を絶縁するステップ（Ｅ３）
2. それぞれの前記安全システム（７）について、それぞれの前記安全システム（７）の前記短絡故障のトリガを検出するステップ（Ｅ５）と、
   前記安全システム（７）で前記短絡故障が検出された後、前記安全システム（７）にオープン指令信号を送信するステップ（Ｅ６）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. それぞれの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）における前記短絡故障を検出するステップ（Ｅ９）を備え、
   前記発見するステップ（Ｅ２）は、前記ペアの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）における前記短絡故障が検出された後、同一の前記送電線（４）上にある前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）の前記ペアのそれぞれについて、
   ・前記ペアの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）間の前記短絡故障の有無をチェックするステップ（Ｅ２−１）
   を備え、
   前記チェックするステップ（Ｅ２−１）において、故障した前記送電線（４）における前記短絡故障の存在が検出された後にのみ、故障した前記送電線（４）を絶縁するステップ（Ｅ３）が実施される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 故障した前記送電線を絶縁する前記ステップ（Ｅ３）は、故障した前記送電線（４）の２つの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）のそれぞれの少なくとも１つの物理的特徴を監視するステップ（Ｅ３−１）を備え、２つの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）のそれぞれは、その近傍で監視された前記物理的特徴が基準閾値を下回るとすぐに、特に互いに独立して開く、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 故障状態の前記安全システム（７）の故障を検出するステップ（Ｅ７）と、
   次いで、故障状態にある前記安全システム（７）にリンクされた前記変換ステーション（６）と前記送電線（４）の前記グループ（２）との間の電気的接続を切断するステップ（Ｅ８）と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記絶縁するステップ（Ｅ３）において、２つの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）のうちの少なくとも１つを開くことが、前記電流が２つの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）をまだ流れている間に実施される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. それぞれの前記安全システム（７）は、前記変換ステーション（６）に統合された前記安全システム（７）と、前記安全システム（７）にリンクされた前記変換ステーション（６）を前記グループ（２）の前記送電線（４）にリンクする電気リンク上に配置された独立した遮断器と、から選択される、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 故障した前記送電線（４）を絶縁するステップ（Ｅ３）の後に実施されるネットワークを復元するステップ（Ｅ４）を備え、前記復元するステップ（Ｅ４）は、前記開くステップ（Ｅ１）の間に開かれたそれぞれの前記安全システム（７）を閉じることを備え、特に、前記復元するステップ（Ｅ４）の間及びその後において、故障した前記送電線（４）の前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）は開かれたままであり、故障した前記送電線（４）の前記短絡故障が他の前記グループ（２）の前記送電線（４）から電気的に分離されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. ・送電線（４）の両端に配置されたペアのライン遮断器（５ａ、５ｂ）を備えた前記送電線（４）であって互いにリンクされた前記送電線（４）のグループ（２）を備える直流送電ネットワーク（３）と；
   ・交流を直流に変換するためのＮ個の変換ステーション（６）であって、それぞれの安全システム（７）が、前記変換ステーション（６）の直流側にリンクされ、前記送電線（４）と前記変換ステーション（６）との間に配置されており、それぞれの前記変換ステーション（６）が前記送電線（４）の前記グループ（２）にリンクされており、前記変換ステーション（６）によって供給され、前記安全システム（７）を通って前記変換ステーション（６）から前記グループ（２）の前記送電線（４）へ流れる、最大の短絡電流に対応する直流と関連している前記変換ステーション（６）と、
   を備える送電のための装置であって、
   ・それぞれの前記安全システム（７）は、当該安全システム（７）にリンクしている前記変換ステーション（６）からの前記最大の短絡電流に対応する直流を遮断することができ；
   ・前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）はそれぞれ、前記変換ステーション（６）の前記最大の短絡電流に対応する直流を遮断することができる遮断容量を有し；
   ・前記装置は、前記送電線（４）の前記グループ（２）から発生する短絡故障が前記安全システム（７）において検出されたときに、全ての前記安全システム（７）にオープン指令信号を送信するとともに、閉じたままの前記安全システム（７）は故障状態にあるとみなすように構成され；
   ・前記装置は、前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）のそれぞれの前記ペアについて、前記ペアの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）の間に前記短絡故障が存在するとき、及び、前記ペアの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）において前記短絡故障が検出されたときに、オープン指令信号を前記ペアの前記ライン遮断器（５ａ、５ｂ）に送信するように構成されている、
   ことを特徴とする送電のための装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法を実施するためのソフトウェア及びハードウェア要素を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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