JPH01238430A - 系統直流連系装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電圧源形自励式電力変換装置を用いて交流系統
間の電力の授受を行う系統直流連系装置の制御装置に関
する。

（従来の技術） 第６図は電圧源形自励式電力変換装置（以降変換装置と
呼ぶ）を説明する図を示している。第７図は変換装置を
構成するインバータ主回路の１構成例を説明する図を示
している。第８図はインバータ主回路の動作原理を説明
する図を示している。

第６図および第７図において、１０はインバータ、２０
は直流コンデンサ、３０は連系リアクトル、４０は連系
トランスであシ、変換装置１０θＯを構成している。ま
た、５０は直流電源、１００は交流系統電源（以降系統
と呼ぶ）を各々示している。

第７図においてＧＵ　、ＧＶ　、ＧＷ、ＧＸ、ＧＹおよ
びＧＺは可制御整流素子の１種であるゲートターンオフ
サイリスタ（以降ＧＴＯと呼ぶ）を示しテオリ、ＤＵ、
ＤＶ、ＤＷ、ＤＸ、ＤＹおよびＤＺはダイオードを示し
ている。またＰＴとＮＴは直流端子を示し、Ｒ，Ｓおよ
びＴは交流端子を各々示している。

第６図のインバータ１０と直流コンデンサ２０で構成さ
れるインバータ主回路を連系リアクトル３０および連系
トランス４０を介して系統１００と連系することにより
、どのように電力を調整するのか、その動作原理を第８
図を用いて説明する・尚、第８図で説明する動作原理に
ついては、電気学会半導体電力変換方式調査専門委員会
ｍ［半導体電力変換回路Ｊ（１９８７年３月３１日初版
発行）の２１６頁から２２０頁にかけて同様の記述が見
られる。

さて、第８図ではインバータ主回路を１で示している。

また第６図の連系リアクトル３０と連系トランス４０は
ともにインピーダンスと考えるため、第８図では連系リ
アクトル３０と連系トランス４０を合せて連系インピー
ダンス２としている。

説明を簡単にするため、連系トランス４０の変圧比は１
対１とする。

第８図（、）においてインバータ主回路１のインバータ
出力電圧をｖｌＮ、系統１００の系統電圧をｖａＹ、連
系インピーダンス２のインピーダンスをＸ、連系インピ
ーダンス２を介して系統１００からインバータ主回路１
に向う電流をｌ、系統電圧ｖ８Ｙに対するインバータ出
力電圧ｖＸＮの相差角をφとすると動作ベクトル図は（
ｂ）　、　（ｅ）図のようになる。（ｂ）図はインバー
タ主回路１がリアクトルとして動作している場合のベク
トル図である。インバータ出力電圧ｖＸＮの振幅は系統
電圧ｖｓＹの振幅より小さくなっており、連系インピー
ダンス２には（ｖａＹ　−ｖＩＮ　）の電圧が印加され
、連系インピーダンス２に流れる電流は系統電圧■ＢＹ
に対して同相の成分と９０°遅れの成分をもつ電流ｌと
なる。

これは、インバータ主回路がリアクトルとして動作する
とともに、系統１００から有効電力を得る動作を行って
いることを表わしている。

この関係は次の式で表わされる。

すなわちインバータ出力電圧ｖＩＮの振幅が系統電圧ｖ
８Ｙの振幅よりも小さくインバータ出力電圧ｖ４の位相
が系統電圧ｖ８Ｙの位相より遅れていればインバータ主
回路１はリアクトルとして動作するとともに系統１００
から有効電力を得る動作を行なう。上記（１）　、　（
２）からあきらかなように、インバータ出力電圧ｖ１Ｎ
の振幅が系統電圧ｖｓＹの振幅よりも小さくても、イン
バータ出力電圧ｖＸＮの位相が系統電圧ｖｓＹの位相よ
り進んでいればインバ−タ主回路１は遅れの無効電力を
消費するとともに系統１００に有効電力を出力する動作
を行なう。

（１）式ではインバータ出力電圧ｖ１Ｎの位相が系統電
圧よシ進んでいるとき相差角φを正の値とし。

逆に遅れている場合には負の値としてあつがっており、
Ｐが負の値のときはインバータ主回路１から系統１００
に向って有効電力が供給されていることを表わしている
。また（２）式ではＱが負のときインバータ主回路１が
コンデンサ動作を行っており、Ｑが正のときインバ−タ
主回路１がリアクトル動作を行っていることを示してい
る。

第８図（ｃ）はインバータ出力電圧”ＩＮの振幅ｖＩ　
Ｎが系統電圧ｖ８Ｙの振幅ｖｓＹに対して次式の条件を
満す場合の動作ベクトルを示している。

この場合、連系インピーダンス２に流れる電流は系統電
圧ｖｓＹに対して同相の成分と９０°進みの成分をもつ
電流ｉとなる。これはインバータ主回路１がコンデンサ
として動作するとともに、系統１００から有効電力を得
ていることを示している。

（３）式を潰す場合でも式（１）　、　（２）から明ら
かなように相差角φが正の値のときにはインバータ主回
路１がコンデンサとして動作するとともに系統１００に
有効電力を供給することを示している。

インバータ出力交流電圧ｖＩＮと直流電源５０の直流電
圧Ｅｄとは次式の関係にある。

■　＝−・Ｅ、・Ｍ（４） ！　Ｎ π （４）式のＭは変調度と呼ばれており、０から１．０ま
での値である。変調度Ｍを調整する方式に田制御と呼ば
れる方式がある。瀧制御とは第７図のインバータ主回路
を構成するＧＴＯＧ　Ｕ　、　Ｇ　Ｖ　。

ＧＷ、ＧＸ　、ＧＹおよびＧＺの通電時間巾を調整する
ことによりインバータ出力交流電圧を調整するものであ
る。

（４）式を（１）式と（２）式に代入すると下記（５）
式と（６）式が得られる。

π　　Ｘ （５）式と（６）式から 相差角φとインバータ出力電圧の振巾ｖＩＮを調整する
変調度Ｍにより、第７図のイン／４−クギ（ロ）路のＧ
ＴＯＧＵ　、ＧＶ、ＧＷ、ＧＸ、ＧＹおよびＧＺの通電
時間幅を調整することにより直流電源５０と系統１００
との間で電力の授受が行えることが分かる。

従来、直流電源５０にはサイリスタを用いた整流器や電
池などが使用されることが多かった。直流電源５０とし
ては第６図の変換装置１０００と同じものを用い系統１
００とは異なる系統から電力を得て直流電源とする。こ
とができる。直流電源は無効電力を供給できないから、
有効電力を供給するものと考えられる。（５）式を変形
するととなる。直流電源５０として変換装置１０００を
用いるとき、直流電圧Ｅ、の極性を常時正とするために
は有効電力Ｐが正すなわち系統から変換器に有効電力Ｐ
が供給されるとき相差角φを負とすればよいことが分か
る。逆に有効電力Ｐが負、すなわち変換器から系統に有
効電力Ｐが供給されるとき相差角φを正とすればよいこ
とが分かる。また有効電力Ｐが変化しても直流電圧Ｅｄ
を一定にするためにはｈφを所定値とすればよいことが
分かる。

ちなみに直流電源として変換装置１０００を用いるとき
にも系統との間で無効電力Ｑの授受は行える。

（５）式と（６）式から として相差角φが求壕る。すなわち有効電力Ｐと無効電
力Ｑが決まれば相差角φが決まり、（５）式により直流
電圧Ｅ、を所定値にする変調度Ｍを求めることができる
。それゆえ直流電源として変換装置１０００を用いると
きにも変換装置１０００と系統との間で無効電力の授受
が行える。

以上説明したことから、従来、第９図に示す方式の電力
授受方式が用いられている。第９図は系統連系装置の従
来例の構成を説明する図である。

第９図において、第６図中と同じ機能を遂行する装置に
は同一の番号を符しである。６０は直流リアクトル、２
１は変流器、７２は直流電圧検出器、７３は有効電力検
出器、８１はデート制御装置、８２は無効電力基準設定
器を各々示している。

９１は誤差増巾器、９４は減算器、９６は有効電力基準
設定器であり、有効電力制御装置９１０（以降ＡＰＲと
呼ぶ）を構成している。９２は誤差増巾器、９５は減算
器、９７は直流電圧基準設定器であり、直流電圧制御装
置９２０（ＤＪ、降ＡＶＲと呼ぶ）を構成している。１
０１および２０１は系統であり、１１０および２１０は
変換装置を示している。

変換装置１１０では変流器７ノからの交流電流信号と系
統の交流電圧信号とから有効電力検出器７３によυ有効
電力Ｐが検出される。有効電力設定器９６は有効電力基
準Ｐｄｐを出力する。減算器９４は有効電力基準Ｐｄｐ
から有効電力Ｐを減算し、誤差信号を誤差増巾器９１へ
出力する。誤差信号増巾器９ノは誤差信号に応じてダー
ト制御装置８１に有効電力指令ＰＡＰＲを出力する。Ａ
ＰＲ９１０は減算器９４および誤差増巾器９１の作用に
より、有効電力Ｐを有効電力基準Ｐｄｐに等しくするよ
うにダート制御回路８ノに出力する有効電力指令ＰＡＰ
Ｒを決定している。誤差信号増巾器としては比例積分演
算を行う回路がよく用いられるが、この限シではなく種
々の演算を行う回路が用いられる。

無効電力基準設定器８２はダート制御回路８１に無効電
力指令Ｑｒ＠ｆ１を出力する。ダート制御回路８ノは（
５）式および（６）式のＰおよびＱをそれぞれ有効電力
指令ＰＡＰＲおよび無効電力指令Ｑｒｅｆ１とすること
により変調度Ｍと相差角φを決定し、これらに基づいて
インバータ主回路１０の各ＧＴＯ素子の通電時間幅を決
定するデート信号をインバータ１０に出力する。以上の
作用により一変換装置１１０は系統１０１と有効電力Ｐ
および無効電力Ｑの授受を行っている。

変換装置２１０では直流電圧検出器７２により、直流電
圧Ｅ、が検出される。直流電圧基準設定器９７は直流電
圧基準Ｅｄｐを出力する。減算器９５は直流電圧基準Ｅ
ｄｐから直流電圧Ｅｄを減算し、誤差信号増巾器９２へ
誤差信号を出力する。誤差信号増巾器９２は誤差信号に
応じて’ｒ−）制御回路８ノへ有効電力指令ＰＡＶＲを
出力する。ＡＶＲ９２０は減算器９５および誤差増巾器
９２の作用により、直流電圧Ｅ、を直流電圧基準Ｅｄｐ
に等しくするようｆ−）制御回路８ノに出力する有効電
力指令ＰＡＶＲを決定している。誤差信号増巾器９２と
しては、比例積分演算を行う回路がよく用いられるが、
この限りではなく種々の演算を行う回路が用いられる。

無効電力基準設定器８２はｆ−）制御回路８１に無効電
力指令Ｑｒｓｆ２を出力する。デート制御回路８１は（
５）式および（６）式のＰおよびＱをそれぞれ有効電力
指令ＰＡＶＲおよび無効電力指令Ｑｒｓｆ２とすること
によシ、変調度Ｍと相差角φを決定してインバータ主回
路１０の各ＧＴＯ素子の通電時間幅を決定するダート信
号をインバータ１０に出方する。

以上の作用によシ、変換装置２１０は直流電圧Ｅｄを一
定とするよう系統２０１と有効電力の授受を行うととも
に、系統２０ノと無効電力Ｑの授受を行うことになる。

これまでの第９図の説明では変換装置１１０と系統１０
１との間の電力授受および変換装置２１０と系統２０１
との間の電力授受として動作を説明してきた。しかし変
換装置１１０と変換装置２１０は各変換装置内の直流リ
アクトル６ｏを介して接続されており、変換装置２１０
が直流定電圧源として動作することにより、変換装置２
１０から変換装置１１０へあるいは逆に変換装置１１０
がら変換装置２１０へ有効電力を授受するシステムとな
っている。変換装置２１０から変換装置１１０ヘ有効電
力を送る場合は系統２０１から系統１０１へ有効電力を
融通しており、変換装置１１０から変換装置２１０へ有
効電力を送る場合は系統１０１から系統２０１へ有効電
力を融通している。

以上の関係を第１０図で説明する。第１０図の縦軸は直
流電圧Ｅ、であり、横軸は第９図の変換装置１１０から
変換装置２１０の方向に流れる直流電流Ｉ、を正として
示している。第１０図の直線■は変換装置２１０の動作
特性を示すもので直流電流Ｉｄが正の方向に流れている
場合でも負の方向に流れている場合でも、変換装置２１
０内のＡＶＲ９２０の作用により直流電圧Ｅ、を直流電
圧基準設定器９７で設定された直流電圧基準Ｅｄｐに等
しくするよう動作していることを示している。すなわち
直流電流工、が負の値から正の値になるに従ってａ点か
らｆ点、Ｅ　、ｂ点と直流電圧ＥｄをＥｄｐｐ とするよう移ってゆく。第１０図の曲線■および曲線■
は変換装置１１０の動作を示している。曲線■および曲
線■は変換装置１１０がＡＰＲ９１０の作用により変換
装置１１０が変換装置２１０との間で授受する有効電力
Ｐを有効電力基準設定器９６で設定された有効電力基準
Ｐｄｐに等しくするよう動作していることを示している
。曲線■は有効電力基準Ｐｄｐが正の値の動作曲線を示
しており、曲線■は有効電力基準Ｐｄｐが負の値の動作
曲線を示している。有効電力Ｐは直流電圧Ｅ、と直流電
流工４を用いて Ｐ＝ＥｄＸ工ｄ　　　　　　　（９） と表わされる。すなわち曲線■および曲線■は（９）式
のＰをＰｄｐとすることにより得られ、直流電圧Ｅｄと
直流電流工４に反比例する曲線と々っている。

ちなみに有効電力基準Ｐｄｐが零の場合は第１０図のＯ
と２点とＥｄを通る直線となる。

さて、変換装置１１０の有効電力基準Ｐｄｐが正の場合
における変換装置１１０と変換装ｆｉ２１０との有効電
力の授受について説明する。第１０図において変換装置
１１０は曲線■上で運転するよう動作しており、変換装
置２１０は直線■上で運転するよう動作している。この
ため変換装置１１０では直流電圧Ｅ、がＥｄｐとなり、
変換装置２ノ０では有効電力ＰがＰｄｐとなるｂ点で電
力の授受が行われることになる。これは変換装置１１０
から変換装置２１０に向って有効電力が送られているこ
とを示している。逆に変換装置１１０の有効電力基準Ｐ
ｄｐが負の場合には第１０図の曲線■と直線■の交点で
あるｆ点で変換装置１１０と変換装置２１０の運転が行
われ、変換装置１１０は変換装置２１０から有効電力を
受電していることを示している。また有効電力基準Ｐｄ
ｐが零の場合、変換装置１１０と変換装置２１０は２点
で運転を行うことに々す５両変換装置の間で有効電力の
授受は行わないことになる。ただしこの場合でも変換装
置１１０は系統１０１と変換装置２１０は系統２０１と
各々無効電力の授受を行う運転を続けている。

（発明が解決しようとする課題） 第９図の従来例には次の如き不具合がある。

すなわち、直流電圧一定制御を行りている変換装置２１
０が故障等により運転を停止した場合、有効室カ一定制
御を行っている変換装置１１０は系統１０１との間で無
効電力の授受を行う運転が可能であるにもかかわらず運
転を停止せざるを得ないという不具合である。もちろん
、有効室カ一定制御を行っている変換装置１１０が運転
を停止しても直流電圧一定制御を行っている変換装置２
１０は第１０図の直流電流が零となる２点で運転が継続
でき、系統２０１との間で無効電力の授受が行える。

本発明の目的は上記従来例のもつ不具合を解決するもの
で、変換装置を直流端子を介してあるいは直流線路を介
して、複数台並列に接続し、各変換装置間で有効電力の
授受を行っている系統連系装置で、突然運転を停止する
変換装置があっても、残シの変換装置の運転を安定に続
けることができるようにする系統直流連系装置の制御装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記発明の目的を達成する手段は下記の如くである。

変換装置を直流端子あるいは直流線路を介して複数台並
列に接続し、各変換装置間で有効電力の授受を行う系統
連系装置において、各変換装置の交流系統と授受する有
効電力を制御する制御装置を、交流系統と授受する有効
電力を有効電力基準値と等しくするよう制御する有効型
カ一定制御および直流電圧を直流電圧基準値と等しくす
るよう制御する直流電圧一定制御および該有効型カ一定
制御の出力信号と該直流電圧一定制御の出力信号との最
大値又は最小値を選択する選択器とで構成し、連系運転
を行っている各変換装置の該選択器が最大値を選択する
よう設定されている場合には１台の変換装置の直流電圧
基準値を、残りの変換装置の直流電圧基準値よりも大き
くあるいは等しくし設定し、連系運転を行っている各変
換装置の該選択器が最小値を選択するよう設定されてい
る場合には１台の変換装置の直流電圧基準値を、残りの
変換装置の直流電圧基準値よりも小さくあるいは等しく
設定するようにした系統直流連系装置の制御装置。

（作用） 上記問題を解決するための手段がどのように作用するか
説明する。連系運転を行っている各変換装置の選択器が
最大値を選択している場合、直流電圧基準値が残りの変
換装置の直流電圧基準値よシ大きく設定されている変換
装置では直流電圧一定制御によシ直流電圧を一定に制御
し、残りの変換装置では有効型カ一定制御により有効電
力を一定に制御する。

連系運転を行っている各変換装置の選択器が最小値を選
択している場合、直流電圧基準値が残りの変換装置の直
流電圧基準値より低く設定されている変換装置では直流
電圧一定制御により直流電圧を一定に制御し、残りの変
換装置では有効型カ一定制御によシ有効電力を一定に制
御する。

上記問題を解決するための手段がどのように作用するか
実施例を用いて説明する。

（実施例） 第１図は本発明による実施例の構成を説明する図、第２
図および第３図は実施例の動作を説明する図をそれぞれ
示している。

第１図では第９図と同じ機能を遂行する装置には同じ符
号を付しである。９０は有効電力制御装置を示し、９３
は選択器をそれぞれ示している。

選択器９３が最小値を選択するよう設定されている場合
について説明する。変換装置１１０および変換装置２１
０は同じ機能を遂行する有効電力制御装置９０を有して
いる。有効電力制御装置９０は有効型カ一定制御９１０
と直流電圧一定制御９２０と選択器９３から構成されて
いる。有効型カ一定制御９１０は有効電力検出器７３が
らの有効電力Ｐを有効電力基準Ｐｄｐと一致させるよう
制御する有効電力指令ＰＡＰＲを選択器９３に出力し、
直流電圧一定制御９２０は直流電圧検出器７２からの直
流電圧Ｅを直流電圧基準Ｅｄｐと一致させるよう制御す
る有効電力指令ＰＡＶＲを選択器９３に出力する。選択
器９３は有効電力指令ＰＡＰＲと有効電力指令ＰＡＶＨ
のうち最小となるものを選択して有効電力指令Ｐ、。ｆ
として？−）制御８１に出力する。

ｆ−）制御８１は有効電力指令Ｐ４ｆと無効電力基準設
定器８２からの無効電力指令Ｑｒｅｆからインバータ１
００通電時間幅を決定するｒ−）信号を出力する。

変換装置１１０と変換装置２１０の有効電力基準Ｐ　と
直流電圧基準Ｅｄｐと無効電力基準Ｑｒｅ／ｙ と有効電力指令Ｐｒｅ／は異なることが多い。このため
、以降変換装置１１０内のＰｄ　　をＰｄｐｌ　’　Ｅ
ｄｐを”ｄｐｌ　’　Ｑｒｅ７をＱｒｅｆｌ　＊　Ｐｒ
ｅ／　ｔ？Ｐｒｅ／１と呼び１変換装置２１０内のＰ　
　ｆｔＰ、Ｅ　　をＥ　　、Ｑｄｐ　　　ｄｐ２　　　
ｄｐ　　　ｄｐ２　　ｒｅ／をＱｒａ７２　＃　Ｐｒｅ
／　ｔ−Ｐｒｅ／２　　にそれツレ設定シティるとする
。

直流電圧基準Ｅｄｐ１とＥｄｐ２はどちらが小さくても
よいが、ここでは直流電圧基準Ｅｄｐ、が直流電圧基準
Ｅｄｐ２より大きく設定されているとして説明する。こ
の場合、有効電力基ｍ　ｐｄｐ、とＥｄｐ２は同じ正の
値が設定されているとする。

実施例の作用を第２図を用いて説明する。

第２図は第１０図と同様に縦軸に直流電圧Ｅ。

をとり、横軸に変換装置１１０から変換装置２１０へ向
う直流電流Ｉｄを正として示しており、変換装置１１０
と変換器Ｒ２１０の動作をそれぞれ実線■と点線■とし
て示している。

まず、変換装置１１０の動作を示す実線■について説明
する。直流電流Ｉｄが負の値から正の値になるに従って
ａ点から２１点を経てす、ａまでの直線上を移動する。

このとき変換装置１１θ内のＡＶＲ９２０は直流電圧Ｅ
を直流電圧基準値Ｅｄｐ。

に等しくするよう有効電力指令値ＰＡＶＲを出力してい
る。変換装置１１０内のＡＰＲ９１０は有効電力基準Ｐ
ｄｐ１が正の値となっているため、ｂ点とＸ点とＣ点を
通る直流電圧Ｅと直流電流■４の積が有動電力基準Ｐｄ
ｐ、となるよう有効電力指令値ＰＡＰＲを出力している
。しかし有効電力指令値ＰＡＰＲＦｉ、ａ点から２１点
を経てｂ点に至る直前までは有効電力Ｐが有効電力基準
Ｐｄｐ、以下である丸め、変換装置１１０内の減算器９
４の出力が正となっており、演算増巾器９１の作用によ
り、有効電力指令値ＰＡｖＲよりも大きな値が出力され
ている。これにより、変換装置１１０内の最小値を選択
している選択器９３は有効電力指令値ＰＡＶＲを有効電
力指令Ｐｒｅｆ［とじてｆ−）制御回路８１に出力する
。ｂ点からＸ点を経てＣ点に向かう動作は、変換装置１
１０がｂ点での直流電流以上に直流電流を変換器Ｒ２１
０に向って流そうとした場合、変換装置１ノθ内のＡＶ
Ｒ９、？　０の出力である有効電力指令ＰＡＶＲはＡＰ
Ｒ９１０（１）出力である有効電力指令ＰＡＰＲよυ大
きくなる。このため直流電圧Ｅｄを直流電流以上Ｅｄｐ
、とすることができなくなる。

つまり、ＡＰＲ９１０からの有効電力指令ＰＡＰＲがＡ
ＶＲ９２０からの有効電力指令ＰＡＶＲより小さくなり
、選択器９３で有効電力指令ＰＡＰＲが有効電力指令Ｐ
　　として選択されてダート制御回路８１ｅｆ１ に出力されることによシ行われる動作となっている。

以上により変換器１１０は直流電流■、を負の値から正
の値に向けて大きくしていくとき、第１０図のａ点と２
１点を経てｂ点に至り、さらにｂ点からＸ点を経てＣ点
に向う動作となることが分かる。

次に変換器２１θの動作を示す点線■について説明する
。第２図では変換装置１１０から変換装置２１０へ向か
う直流電流！、を正としている。これは変換装置１１θ
が系統１０θから変換装置１１０に有効電力Ｐを送って
いる状態を正としていることを示しており、変換装置が
交流電力を直流電力として送り出している動作すなわち
順変換と言われる動作を示している。逆に変換装置が直
流電力を交流電力として送り出す動作は逆変換と呼ばれ
るが、変換装置１１０が逆変換を行っている場合に直流
電流Ｉ、を負としている。変換装置２１０では変換装置
１１０が順変換となっているとき逆変換動作を行ってお
り、変換装置１１０が逆変換動作を行りているとき順変
換動作を行っている。すなわち、変換装置１１０と変換
装置２１０では順変換と逆変換の動作が逆に行われてい
る。

故に第２図において変換装置２１０に関して直流電流工
６の正の方向を変換装置２１０から変換装置１１０へ向
かう方向を正と考えれば、変換装置２１０の動作は点線
■の如く同じ図面（第２図）上に表わされる。変換装置
２１０内の直流電圧基準値はＥｄｐ２になっているため
、変換装置２１０に関して直流電流工、を負から正に向
がって大きくしていけば変換装置２ノθ内のＡＶＲ９２
００作用により８１点から２２点を経てｂ１点に至り、
さらに直流電流Ｉ、を大きくすれば変換装置２１０内の
ＡＰＲ９１０の作用により直流電圧Ｅ、と直流を流Ｉ。

の積が有効電力基準Ｐｄｐ２に等しくなる曲線上をｂ１
点から０１点に向う方向に動作点を移してゆく。

これまで第２図を用いて変換装置１１０と変換装置２１
０の動作を各々説明してきたが、変換装置１１０と変換
装置２１０は連系されており有効電力の授受を行ってい
る。変換装置１１０と変換装置２１０が第２図に示す実
線■および点線■の動作を行っているときには第２図の
Ｘ点で動作が行われることＫなる。これは変換装置１１
０は直流電圧ＥｄをＥｄｐｌに上げようとし、変換装置
２１０が直流電圧Ｅ、を”ｄｐ２まで下げようとするた
め、変換装置１１０も変換装置２１０も直流電流Ｉ。

を変換装置１１０から変換装置２１０に向かって増やそ
うとする。しかし変換装置１１０の有効電力設定値Ｐ　
　が正であることにより、変換装置ｒｅｆ１ １１０は直流電圧Ｅ、をＥｄｐ２まで下げるＸ点まで動
作点を移動する。これにより、変換装置２１０もＡＶＲ
９１０の作用でＸ点で運転を行うことになる。この状況
では直流電圧Ｅ、をＥｄｐ２として有効電力を変換装置
１１０から変換装置２１０へ送っている。

変換装置１１０と変換装置２１０が第２図のＸ点で運転
を行っているとき変換装置１１０が運転を停止しても、
変換装置２１０は変換装置１１０からの直流電流■４が
零となることにより２２点に動作点を移動して運転を続
けることができる。また変換装置２１０が運転を停止し
ても、変換装置１１０は変換装置２１０への電流が零と
なることにより、２１点に動作点を移して運転を続ける
ことができる。

これは連系している２台の変換装置のうち１台が運転を
やめた場合でも残りの１台の変換装置が系統との間で無
効電力の授受を行う運転ができる効果を示している。

第３図は第１図の選択器９３が最大値を選択するよう設
定されている場合の実施例の動作を説明する図である。

この場合変換装置２１０の直流電圧基準Ｅ　は変換装置
１１０の直流電圧基準Ｅｄｐ１ｐ２ よシ大きく設定されているとして説明する。また、説明
の都合上、変換装置１１０の有効電力基準Ｐｄｐ、も変
換装置２１０の有効電力基準Ｐｄｐ２も負の値としてい
る。第３図の実線が変換装置１１０の動作を示しておυ
、点線が変換装置２１０の動作を示している。第３図で
は変換装置１１０と変換装置２１０がともに運転してい
るときにはｙ点が動作点となっており、変換装置２１０
が停止したときには変換装置１１０は２１点で運転が行
え、変換装置１１０が停止したときには変換装置２１０
は２２点で運転が行えることを示している。この場合に
も連系している２台の変換装置のうち１台が運転をやめ
た場合でも残シの１台の変換装置が系統との間で無効電
力の授受を行う運転ができることが分かる。

第４図と第５図はさらに別の実施例を説明する図である
。第４図は３台の変換装置を直流端子を介して並列に接
続して有効電力の授受を行う３台の変換装置による系統
連系装置を示す図である。

第５図は第４図の各変換装置の動作を説明する図である
。第４図は第１図と同じ機能の装置には同じ符号を付し
ている。３００は系統を示しておシ。

３１０は変換装置を示している。変換装置３１０は第１
図の変換装置１１０あるいは変換装置２１０と同じ構成
であるが、有効電力基準ＰｄｐはＰｄｐ３に設定されて
おり、直流電圧基準ＥｄｐはＥｄｐ３に設定されており
、無効電力基準Ｑｒｅ／けＱｒｅｆ５に設定している。

第５図は変換装置１１０と変換装置２１０と変換装置３
ノθ内の各選択器が最小値を選択し、直流電圧基準がＥ
ｄｐｌ　＞　Ｅｄｐ　２　＞　Ｅｄｐ３となるよう設定
されておシ、また各有効電力基準Ｐｄｐ１　”　ｄｐ２
およびＰｄｐ、が正の値を設定されている状況を示して
いる。第５図中実線のは変換装置１１０の動作を示し１
点線■は変換装置２１０の動作を示し、−点鎖線＠は変
換装置３１０の動作をそれぞれ示している。第２図と同
様に直流電圧基準Ｅｄｐが最小に設定されている変換装
置３１０のみ直流電流Ｉ。

の向きを変換装置１１０および変換装置２１０での直流
電流Ｉ、の向きと逆にして描いである。変換装置１１０
と変換装置２１０と変換装置３１０が連系して運転して
いる場合、変換装置１１０の動作点は１１点となり順変
換を行って直流電流Ｉｄ。

を流し、変換装置２１０の動作点は１２点となり、順変
換を行って直流電流工ｄ２を流している。変換装置３１
０は直流電圧ＥｄをＥｄｐ３に維持するとともに逆変換
を行りて直流電流！４．とＩｄ□の和の直流電流Ｉｄｐ
３を得ている。すなわち Ｐ””　（工ｄｌ　＋工ｄ２）ｘＥｄｐ３で表わされる
有効電力Ｐを系統３００に送り出している。

この運転状態で変換装置１１０が運転を停止しても、変
換装置２１０と変換後＠、３１０は１２点で運転が継続
できる。また変換装置２１０が運転を停止しても、変換
装置２１０と変換装置３１゜Ｆｉｘ１点で運転ができる
。変換装置３１０が運転を停止した場合には変換装置１
１０と変換装置２１０の動作は第２図の如くなるため、
第２図のＸ点が動作点となる。ちなみに変換装置３１０
が運転を停止した場合、変換装置２１０の運転が順変換
から逆変換に変化することになるが、これを防止するた
めの手段がいくつかある。その１つは変換装置１１０と
変換装置２１０の各直流電圧基準値Ｅ　を等しくＥｄｐ
ｌに設定しておく方法である。

ｐ これにより変換装置３１０が運転を停止した場合に変換
装置１１０と変換装置２１０のＡＶＨの作用により、両
変換装置とも直流電圧ＥｄをＥｄｐｌにするよう動作し
、有効電力Ｐの授受を行わず、変換装＃１１０と系統１
００との間でまた変換装置２１０と系統２００との間で
無効電力の授受を行う運転が継続できる。

［発明の効果］ 以上説明した如く１本発明には次の如き効果がある。

変換装置を直流端子あるいは直流線路を介して複数台並
列に接続し、各変換装置間で有効電力の授受を行う系統
連系装置において、各変換装置の交流系統と授受する有
効電力を制御する制御装置を、交流系統と授受する有効
電力を有効電力基準値と等しくするよう制御する有効室
カ一定制御および直流電圧を直流電圧基準値と等しくす
るよう制御する直流電圧一定制御および該有効室カ一定
制御の出力信号と該直流電圧一定制御の出力信号との最
大値又は最小値を選択する選択器とで構成し、連系運転
を行っている各変換装置の該選択器が最大値を選択する
よう設定されている場合には１台の変換装置の直流電圧
基準値を、残りの変換装置の直流電圧基準値よりも大き
くあるいは等しくして制御させ、連系運転を行っている
各変換装置の該選択器が最小値を選択するよう設定され
ている場合には１台の変換装置の直流電圧基準値を、残
りの変換装置の直流電圧基準値よりも小さくあるいは等
しくして制御させる手段を有するよう系統連系装置の制
御装置を構成することにより、連系運転を行っている１
台の変換装置が故障等で運転を停止しても残りの変換装
置を停止させず運転を行うことができるという効果があ
る。

以上では連系運転を行っている１台の変換装置の運転を
停止した場合としたが、運転できる変換装置が１台のみ
となりても、この１台の運転を継続できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１実施例の系統連系装置の構成例
を説明する図、第２図は第１図の実施例の動作を説明す
る図、第３図は第１図の実施例の第２図とは別の動作を
説明する図、第４図は本発明による他の実施例を説明す
る３台の電圧源形自励式変換装置による系統連系装置の
構成を説明する図、第５図は第４図の実施例の動作を説
明する図、第６図は電圧源形自励式変換装置を説明する
図、第７図は電圧源形自励式変換装置を構成するインバ
ータ主回路の１構成例を説明する図、第８図は第７図の
インバータ主回路の動作原理を説明する図、第９図は系
統連系装置の従来例の構成を説明する図、第１０図は第
９図の従来例の系統連系装置の動作を説明する図である
。 １００．２００・・・交流系統、１１０，２１０・・・
電圧源形自励式変換装置、１θ・・・インバータ。 ２０・・・直流コンデンサ、３０・・・連系リアクトル
、４０・・・変圧器、６０・・・直流リアクトル、７１
・・・変流器、７２・・・直流電圧検出器、７３・・・
有効電力検出器、８１・・・デート制御回路、８２・・
・無効電力基準設定器、９０・・・有効電力制御装置、
９１０・・・有効室カ一定制御装置、９２０・・・直流
電圧一定制御装置、９１．９２・・・誤差増幅器、９３
・・・選択器、９４．９５・・・減算器、９６・・・有
効電力基準設定器、９７・・・直流電圧基準設定器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 第４図 ＰＪ５図 第６図 第７図 （ａ） 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流電力を直流電力に変換したり又逆に直流電力
   を交流電力に変換し、交流系統と直流線路との間で電力
   の授受を行う電圧源形自励式電力変換装置を電圧源形自
   励式電力変換装置の直流端子を介してあるいは直流線路
   を介して複数台並列に接続し、各電圧源形自励式変換装
   置の間で電力の授受を行なう系統連系装置において、上
   記各電圧源形自励式変換装置が交流系統と授受する有効
   電力の制御装置を、交流系統と授受する有効電力を有効
   電力基準値と等しくするよう制御する有効電力一定制御
   および直流電圧を直流電圧基準値と等しくするよう制御
   する直流電圧一定制御および該有効電力一定制御の出力
   信号と該直流電圧一定制御の出力信号のうちの最小値を
   選択して電圧源形自励式変換装置が交流系統と授受する
   有効電力の所定値を決定する選択器とで構成し、各電圧
   源形自励式電力変換装置の制御装置のうち連系運転を行
   っている１台の電圧源形自励式電力変換装置の制御装置
   の直流電圧基準値を連系運転を行っている残りの電圧源
   形自励式電力変換装置の制御装置の直流電圧基準値より
   も小さくあるいは等しく設定することを特徴とする系統
   直流連系装置の制御装置。
2. （２）交流電力を直流電力に変換したり又逆に直流電力
   を交流電力に変換し、交流系統と直流線路との間で電力
   の授受を行う電圧源形自励式電力変換装置を電圧源形自
   励式電力変換装置の直流端子を介してあるいは直流線路
   を介して複数台並列に接続し、各電圧源形自励式変換装
   置の間で電力の授受を行なう系統連系装置において、上
   記各電圧源形自励式変換装置が交流系統と授受する有効
   電力の制御装置を、交流系統と授受する有効電力を有効
   電力基準値と等しくするよう制御する有効電力一定制御
   および直流電圧を直流電圧基準値と等しくするよう制御
   する直流電圧一定制御および該有効電力一定制御の出力
   信号と該直流電圧一定制御の出力信号のうちの最大値を
   選択して電圧源形自励式変換装置が交流系統と授受する
   有効電力の所定値を決定する選択器とで構成し、各電圧
   源形自励式電力変換装置の制御装置のうち連系運転を行
   っている１台の電圧源形自励式電力変換装置の制御装置
   の直流電圧基準値を連系運転を行っている残りの電圧源
   形自励式電力変換装置の制御装置の直流電圧基準値より
   も大きくあるいは等しく設定することを特徴とする系統
   直流連系装置の制御装置。