JPH0127654B2 - - Google Patents

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JPH0127654B2
JPH0127654B2 JP56165009A JP16500981A JPH0127654B2 JP H0127654 B2 JPH0127654 B2 JP H0127654B2 JP 56165009 A JP56165009 A JP 56165009A JP 16500981 A JP16500981 A JP 16500981A JP H0127654 B2 JPH0127654 B2 JP H0127654B2
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JP
Japan
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voltage
constant current
setting value
current
constant
Prior art date
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Application number
JP56165009A
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Japanese (ja)
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JPS58159626A (en
Inventor
Buichi Sakurai
Kyoshi Goto
Takami Sakai
Koji Imai
Shoichi Irokawa
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56165009A priority Critical patent/JPS58159626A/en
Publication of JPS58159626A publication Critical patent/JPS58159626A/en
Publication of JPH0127654B2 publication Critical patent/JPH0127654B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野の説明 本発明は、複数台の変換装置から成る直流多端
子送電系において、いずれかの変換装置を事故等
により系統から解列しても、系統を安定に維持で
きる直流多端子送電系統の定電流制御装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] (a) Description of the Technical Field The present invention provides a DC multi-terminal power transmission system consisting of a plurality of converters, even if any converter is disconnected from the system due to an accident etc. This invention relates to a constant current control device for a DC multi-terminal power transmission system that can maintain stable current.

(b) 従来技術の説明 従来の直流2端子送電の利点を更に活用する為
に、直流多端子送電の技術開発が強く望まれてい
る。
(b) Description of Prior Art In order to further utilize the advantages of conventional DC two-terminal power transmission, there is a strong desire to develop technology for DC multi-terminal power transmission.

第1図は、本発明が適用し得る直流4端子送電
系統図であつて、1〜4は支流系統、5〜8は変
換用変圧器、9,10は順変換装置、11,12
は逆変換装置、13〜20は直流しや断器であ
る。
FIG. 1 is a DC 4-terminal power transmission system diagram to which the present invention can be applied, in which 1 to 4 are tributary systems, 5 to 8 are conversion transformers, 9 and 10 are forward conversion devices, and 11 and 12 are conversion transformers.
1 is an inverse converter, and 13 to 20 are direct current or disconnectors.

直流多端子送電は、直流2端子送電に比較し、
各変換装置間のより高度な協調制御が必要とな
る。このために直流多端子送電においては、各変
換装置相互の情報を図示しない伝送系を介して中
央制御装置に集め監視し、これらの情報をもとに
各変換装置へ最適な運転指令値を与える必要があ
る。また、逆に緊急時には、中央制御装置及び伝
送系に頼らずに各変換装置の直流電圧、直流電流
の安定な動作点が得られるような制御方式でなけ
ればならない。特に直流しや断器の開発が行なわ
れるにつれて、高速に故障箇所を切り離しても安
定に運転継続可能であるような制御方式は増々必
要となつてきている。
Compared to DC two-terminal power transmission, DC multi-terminal power transmission has
More advanced cooperative control between each conversion device is required. For this reason, in DC multi-terminal power transmission, information from each converter is collected and monitored by a central control unit via a transmission system (not shown), and based on this information, optimal operating command values are given to each converter. There is a need. On the other hand, in an emergency, the control method must be such that a stable operating point for the DC voltage and current of each converter can be obtained without relying on the central control unit and transmission system. In particular, as direct current and circuit breakers are developed, there is an increasing need for control systems that allow stable operation to continue even if a faulty location is isolated at high speed.

さて、直流多端子の制御方式としては、特公昭
43−8641号公報、特開昭51−66455号公報が良く
知られている。特公昭43−8641号公報は、従来用
いられている2端子送電の制御方式を多端子送電
に拡張したものであり、その特性図を第2図に示
す。以下、説明の便宜上、第1図における順変換
装置9をREC1、順変換装置10をREC2、逆変
換装置11をINV1、逆変換装置12をINV2と
し、REC1、REC2の定電流制御回路の電流設定
値をそれぞれIdpr1、Idpr2及び実際にREC1、REC2
に流れる電流値をIdr1、Idr2又INV1、INV2の定
電流制御回路の電流設定値をIdpi1、Idpi2及び実際
にINV1、INV2に流れてる電流値をIdi1、Idi2と略
記する。さて、第2図において、定常状態におけ
る各変換装置の動作点は、P1,P2,P3,P4であ
る。即ち、REC2が電圧を決定し、他のREC1、
INV1、INV2は、定電流制御を行なつている。
この制御方式が安定に運転される為には、次の条
件が満足されなければならない。
Now, as a control method for DC multi-terminals, the
Publication No. 43-8641 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-66455 are well known. Japanese Patent Publication No. 43-8641 expands the conventional two-terminal power transmission control method to multi-terminal power transmission, and its characteristic diagram is shown in FIG. For convenience of explanation, the forward conversion device 9 in FIG. 1 will be referred to as REC1, the forward conversion device 10 as REC2, the inverse conversion device 11 as INV1, and the inverse conversion device 12 as INV2, and current settings of the constant current control circuits of REC1 and REC2. Values I dpr1 , I dpr2 and actually REC1, REC2 respectively
The current values flowing through INV1 and INV2 are abbreviated as I dr1 and I dr2 , the current setting values of the constant current control circuits of INV1 and INV2 are I dpi1 and I dpi2 , and the current values actually flowing through INV1 and INV2 are abbreviated as I di1 and I di2 . Now, in FIG. 2, the operating points of each converter in the steady state are P 1 , P 2 , P 3 , and P 4 . That is, REC2 determines the voltage, and other REC1,
INV1 and INV2 perform constant current control.
In order for this control method to operate stably, the following conditions must be satisfied.

(Idpr1+Idpr2)−(Idpi1+Idpi2)=ΔI≧0 … (Idr1+Idr2)=(Idi1+Idi2) … 即ち、順変換装置の電流設定値の総和は、逆変
換装置の電流設定値の総和より大でなければなら
ない。換言すれば、順変換装置の電流設定値の総
和から逆変換装置の電流設定値の総和を引いた値
(以下、電流マージンと称す。式におけるΔIで
ある。)が正又は零でなければならない。
(I dpr1 + I dpr2 ) - (I dpi1 + I dpi2 ) = ΔI≧0 ... (I dr1 + I dr2 ) = (I di1 + I di2 ) ... In other words, the sum of the current setting values of the forward conversion device is equal to the current of the inverse conversion device Must be greater than the sum of the settings. In other words, the value obtained by subtracting the sum of the current settings of the inverse conversion device from the sum of the current settings of the forward conversion device (hereinafter referred to as current margin, ΔI in the formula) must be positive or zero. .

さて、この方式には、下記のような欠点があ
る。例えば、電圧決定端子であるREC2が事故を
起して停止した場合、安定条件式が成立しなく
なる為、すべての変換器は停止しなければならな
いことである。換言すれば、或る順変換装置の事
故が、システム停止を招くことである。
However, this method has the following drawbacks. For example, if the voltage determining terminal REC2 were to stop due to an accident, all converters would have to stop because the stability condition would no longer hold. In other words, an accident in a certain forward conversion device will cause the system to stop.

次に、特開昭51−66455号公報の特性図を第3
図に示す。
Next, the characteristic diagram of Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-66455 is shown in the third figure.
As shown in the figure.

この方式は、各変換装置に定電流制御の他に定
電圧制御を備え、前述した電流マージンの概念の
他に、更に、電圧マージンの概念を導入したもの
であり、或る変換装置を電圧決定端子と決めれ
ば、その変換装置の定電圧制御の電圧設定値は、
他のすべての変換装置の電圧設定値よりも、予め
定められた電圧マージン(以下、ΔVと略記す
る。)分だけ小さい値とし、更に電流設定値に関
しては、式が成立するようにしたものである。
In this method, each converter is equipped with constant voltage control in addition to constant current control, and in addition to the concept of current margin described above, the concept of voltage margin is introduced. If the terminal is determined, the voltage setting value of the constant voltage control of the converter is
The voltage setting value of all other converters is set to be smaller by a predetermined voltage margin (hereinafter abbreviated as ΔV), and the current setting value is set so that the formula holds. be.

さて、先と同じく、いまREC2が事故を起して
停止する場合を想定すると、この方式においても
何らかの処置を施さないと、システム停止に到
る。何故なら、電圧決定端子が存在しなくなる為
である。又、当然のことながら、式も成立しな
くなる。そこで、特開昭51−66455号公報では、
集中制御装置を設け、この集中制御装置に、すべ
ての変換装置の情報を集め、処置することを提案
している。即ち、先の例で、REC2が事故停止し
た場合、その情報を集中制御装置に伝送し、集中
制御装置では、その情報により、残りの健全な変
換装置に、新たな電圧設定値、電流設定値の指令
を与えて、システム停止を防止することを提案し
ている。
Now, as before, if we assume that REC2 causes an accident and stops, the system will stop if some measures are not taken with this method. This is because the voltage determining terminal no longer exists. Also, as a matter of course, the formula no longer holds true. Therefore, in Japanese Patent Application Laid-open No. 51-66455,
It is proposed that a central control device be provided, and the information of all conversion devices be collected and processed in this central control device. That is, in the previous example, if REC2 stops due to an accident, that information will be transmitted to the central control device, and the central control device will use that information to set the new voltage setting value and current setting value to the remaining healthy converters. It is proposed that this command be given to prevent the system from stopping.

確かに、この方式は、理論的には全く問題ない
と思われるが、この方式を用いて、実設備を製作
する場合には、種々の問題がある。
It is true that this method seems to have no problems in theory, but there are various problems when manufacturing actual equipment using this method.

第1の問題は、多量の情報を、非常に高速に伝
送することのできる伝送回線が必要不可欠である
と云うことである。このような伝送回線は、将来
の我が国においては、立地難などの問題により望
むべくもない。又、諸外国においては、我が国で
現在使用されている信頼度の高いマイクロ回線な
どは使用されておらず、信頼度の低い、又低速の
電力線搬送が一般的であり、上記のような高信頼
度、高速の伝送回線を要求することは困難であ
る。
The first problem is that transmission lines that can transmit large amounts of information at very high speeds are essential. Such transmission lines are not desirable in Japan in the future due to problems such as poor location. In addition, in other countries, the highly reliable micro lines currently used in Japan are not used, and unreliable and low-speed power line transmission is common. It is difficult to require high-speed transmission lines.

第2の問題は、前記集中制御装置の信頼度に係
わる問題である。即ち、もし前記集中制御装置に
不具合が発生した場合には、このシステムは停止
する恐れがある為に、この集中制御装置は、非常
に高信頼度を有したものでなければならない。こ
のことは、非常にコスト高を招くことになる。
The second problem is related to the reliability of the central control device. That is, if a problem occurs in the central control device, there is a risk that the system will stop, so this central control device must have extremely high reliability. This results in extremely high costs.

第3の問題は、転流失敗に係わる問題である。
転流失敗が発生する要因は多数あり、例えば、逆
変換装置に接続された交流系統の電圧低下、波形
歪などがあり、転流失敗は必ず無視できない確率
で発生することを念頭におかなければならない。
このことは、過去の2端子送電の運転実績より明
らかである。諸外国の文献によれば、かなりの頻
度で発生している。転流失敗は、2端子送電にお
いては、恐い事故ではなく、単発の転流失敗で収
まるのが普通であり、例え連続的に発生しても変
換装置を停止することはしないで、例えば、北海
道−本州直流送電設備では、短時間、逆変換装置
をバイパスペア(以下、BPPと略記する。)で運
転して自動的に通常の運転に戻す方式を採用して
おり、転流失敗は、通常軽故障又は中故障として
処置している。しかしながら、直流多端子におけ
る転流失敗は、システム停止を招く恐れがある。
何故なら、例えば、第1図において、いますべて
の変換装置が定格運転しているとき、INV1(逆
変換装置11)が転流失敗すると、REC1、
REC2の電流は、すべてINV1に流れ込むので、
INV1は200%の過電流となり、INV2は無負荷運
転となる。問題は、200%の過電流値ではない。
(予め、変換装置を短時間過負荷運転可能なよう
に設計すれば良く、短時間ならば、コスト的にも
問題ない。)長ち、例えば、先の転流失敗が一時
的な交流系統電圧低下に帰因するものであれば、
交流系統電圧回復後、直ちに定常状態に復帰させ
たいわけであるが、INV1は、もはや起動不能で
ある。即ち、200%の電流が流れているので、転
流重なり角が大幅に増加し、余裕角不足となつて
転流できない。もし、このとき、十分な余裕角を
確保する為に、制御進み角を大きくすれば、転流
できる可能性はあるが、電圧がほぼ零の謂ゆる零
力率運転を行なうことになり、問題は全く解決し
ない。以上のことは、従来の直流2端子において
は、軽故障であつた転流失敗が、直流多端子にお
いては、重故障となり、且つ転流失敗が、かなり
の頻度で発生することを考えると、年に何度もシ
ステム停止する恐れがあると云うことである。
The third problem is related to commutation failure.
There are many factors that can cause commutation failures, such as voltage drop and waveform distortion in the AC system connected to the inverter, and it must be kept in mind that commutation failures will always occur with a non-negligible probability. It won't happen.
This is clear from past operating results of two-terminal power transmission. According to literature from other countries, it occurs quite frequently. Commutation failures are not scary accidents in two-terminal power transmission, and are usually resolved as single commutation failures. Even if they occur continuously, the converter should not be stopped. For example, in Hokkaido, - Honshu DC power transmission equipment operates the inverter in bypass pair (hereinafter abbreviated as BPP) for a short period of time and automatically returns to normal operation. It is being treated as a light or medium failure. However, commutation failure in multiple DC terminals may lead to system stoppage.
This is because, for example, in Fig. 1, when all the converters are currently operating at their rated values, if INV1 (inverse converter 11) fails in commutation, REC1,
All the current of REC2 flows into INV1, so
INV1 becomes 200% overcurrent, and INV2 becomes no-load operation. The problem is not the 200% overcurrent value.
(It is sufficient to design the converter in advance so that it can be overloaded for a short period of time, and there is no problem in terms of cost if it is for a short period of time.) If it is due to a decline,
After the AC system voltage is restored, we would like to immediately return to a steady state, but INV1 is no longer able to start. That is, since 200% of the current is flowing, the commutation overlap angle increases significantly, resulting in insufficient margin angle and commutation cannot be performed. At this time, if the control lead angle is increased to ensure a sufficient margin angle, commutation may be possible, but this will result in so-called zero power factor operation where the voltage is almost zero, causing a problem. is not resolved at all. The above is based on the fact that a commutation failure, which was a minor failure in a conventional DC two-terminal system, becomes a serious failure in a DC multi-terminal system, and commutation failures occur quite frequently. This means that there is a risk that the system will shut down many times a year.

(c) 発明の目的 本発明の目的は、このような欠点を除去する為
になされたものであつて、或る変換装置の事故停
止がシステム停止を招くことなく、伝送回線や集
中制御装置への依存度を極力低減し、更に転流失
敗によるシステム停止を防止することができる新
しい直流多端子送電系統の制御装置を提供するこ
とにある。
(c) Purpose of the Invention The purpose of the present invention was to eliminate such drawbacks, and to provide a system that allows transmission lines and central control equipment to be connected without causing a system shutdown due to an accidental shutdown of a certain converter. It is an object of the present invention to provide a new control device for a DC multi-terminal power transmission system that can reduce the dependence of the system to the maximum extent possible and further prevent system stoppage due to commutation failure.

(d) 発明の構成 以下、本発明を図面を参照して説明する。(d) Structure of the invention Hereinafter, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第4図、及び第5図は、本発明の一実施例を示
す制御ブロツク図で、第4図は、順変換装置の制
御ブロツク図、第5図は、逆変換装置の制御ブロ
ツク図である。
4 and 5 are control block diagrams showing one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a control block diagram of a forward conversion device, and FIG. 5 is a control block diagram of an inverse conversion device. .

第4図において、21〜23は加算器で、各々
設定値と検出値が入力される。24は、定電圧制
御回路(以下、AVRと略記する。)25は、第1
の定電流制御回路(以下、ACR1と略記する。)
26は、第2の定電流制御回路(以下、ACR2と
略記する。)であり、27は最大値選択回路であ
り、制御遅れ角(以下、αと略記する。)が大き
い方の制御回路の出力信号と自動的に選択する回
路であり、28は、αが小さい方の制御回路の出
力信号を自動的に選択する最小値選択回路、29
は、27と同じ最大値選択回路、30は、直流電
圧を入力とし、その値が所定値以下になつたこと
を検出するレベル検出器である。又、31,32
はスイツチで、このスイツチは、前記レベル検出
器の出力信号に応動し、出力信号が、ロジツクレ
ベル“1”になつたとき、即ち、前記レベル検出
器30が、直流電圧の低下を検出したときには、
スイツチ31はOFF、スイツチ32はONとな
る。第5図も、第4図とほぼ同じ構成であり、3
3〜35は加算器、36はAVR、37はACR1、
38はACR2、39は最大値選択回路、40は最
小値選択回路を示す。逆変換装置側には、更に余
裕角を一定に制御する定余裕角制御回路41(以
下、CERと略記する。)が設けられている。又、
Vdpr、Vdrはそれぞれ順変換装置の電圧設定値及
び電圧検出値を示し、Vdpi、Vdiはそれぞれ逆変
換装置の電圧設定値と電圧検出値を示す。Idpr
Idpr′、Idrは、それぞれ順変換装置のACR1の電流
設定値、ACR2の電流設定値、電流検出値を示
し、Idpi、Idpi′、Idiは、それぞれ逆変換装置の
ACR1の電流設定値、ACR2の電流設定値、電流
検出値を示す。VACは、交流系統電圧である。第
4図のスイツチ31、又は、32の出力信号、第
5図の最小値選択回路40の出力信号は、位相制
御回路へ送られ、点弧パルスが決定される。
In FIG. 4, 21 to 23 are adders, into which set values and detected values are respectively input. 24 is a constant voltage control circuit (hereinafter abbreviated as AVR); 25 is a first
Constant current control circuit (hereinafter abbreviated as ACR1)
26 is a second constant current control circuit (hereinafter abbreviated as ACR2), and 27 is a maximum value selection circuit, which is a control circuit with a larger control delay angle (hereinafter abbreviated as α). 28 is a minimum value selection circuit that automatically selects the output signal of the control circuit with smaller α; 29;
is the same maximum value selection circuit as 27, and 30 is a level detector which receives a DC voltage as an input and detects when the value becomes below a predetermined value. Also, 31, 32
is a switch which responds to the output signal of the level detector, and when the output signal becomes logic level "1", that is, when the level detector 30 detects a drop in the DC voltage,
The switch 31 is turned OFF and the switch 32 is turned ON. Figure 5 also has almost the same configuration as Figure 4, and 3
3 to 35 are adders, 36 is AVR, 37 is ACR1,
38 is an ACR2, 39 is a maximum value selection circuit, and 40 is a minimum value selection circuit. The inverse conversion device side is further provided with a constant margin angle control circuit 41 (hereinafter abbreviated as CER) that controls the margin angle to be constant. or,
V dpr and V dr indicate the voltage setting value and voltage detection value of the forward conversion device, respectively, and V dpi and V di indicate the voltage setting value and voltage detection value of the inverse conversion device, respectively. I dpr ,
I dpr ′ and I dr indicate the current setting value of ACR1, the current setting value of ACR2, and the current detection value of the forward conversion device, respectively, and I dpi , I dpi ′, and I di indicate the current setting value of the inverse conversion device, respectively.
Shows the current setting value of ACR1, current setting value of ACR2, and current detection value. V AC is the alternating current grid voltage. The output signal of switch 31 or 32 in FIG. 4 and the output signal of minimum value selection circuit 40 in FIG. 5 are sent to a phase control circuit to determine the firing pulse.

さて、このように構成された制御回路の動作に
ついて以下説明する。
Now, the operation of the control circuit configured as described above will be explained below.

先ず、第4図において、いま定帯状態におい
て、ACR1によつて運転させるものとする。例え
ば、電流を1000A流すものとすれば、ACR1の
Idprは、1000A流すのに最適な値に設定されるこ
とになる。このとき、AVRのVdprとしては、例
えば定格250kVに対して、230kVの定電圧制御を
行なう様に設定する。更にACR2のIdpr′は、例え
ば100Aの定電流制御を行なう様に設定する。上
記のごとく設定すれば、先ずAVRの出力は、設
定値230kVに対して、検出値が250kVであるので
負となり(実際の設備では、出力リミツタによつ
て、αの最小値となる。)、最大値選択回路27に
より、ACR1の出力が選択される。次に、ACR2
の出力は、設定値100Aに対して、検出値が
1000Aであるので、αが大きくなり(実際の設備
では、出力リミツタによつて、αの最大値とな
る。)、結局、最小値選択回路28の出力として
は、ACR1の出力が選択され、最大値選択回路2
9の出力としては、ACR2の出力が選択されてい
る。
First, in FIG. 4, it is assumed that the vehicle is operated by ACR1 in a steady state. For example, if the current is 1000A, ACR1
I dpr will be set to the optimal value for 1000A flow. At this time, the V dpr of the AVR is set, for example, to perform constant voltage control of 230 kV with respect to the rated voltage of 250 kV. Furthermore, I dpr ' of ACR2 is set to perform constant current control of, for example, 100A. If the settings are made as above, the output of the AVR will be negative because the detected value is 250 kV compared to the set value of 230 kV (in actual equipment, the output limiter will set the minimum value of α), The maximum value selection circuit 27 selects the output of ACR1. Next, ACR2
For the output of 100A, the detected value is
1000A, α becomes large (in actual equipment, the maximum value of α is determined by the output limiter), and in the end, the output of ACR1 is selected as the output of the minimum value selection circuit 28, and the maximum Value selection circuit 2
As the output of 9, the output of ACR2 is selected.

定常状態(定格電圧)では、レベル検出器30
は、不動作、従つてスイツチ31がオンして、ス
イツチ32がオフであるから、結局この変換装置
はACR1によつて運転されていることになる。こ
のような状態で、何らかの事故が発生して、直流
電圧が低下すると、レベル検出器30が動作し
て、スイツチ32がオン、スイツチ31がオフと
なり、今度はACR2が動作して、先の例では、直
流電流が100Aになるように制御される。
In steady state (rated voltage), level detector 30
is inoperative, so switch 31 is on and switch 32 is off, so the converter is operated by ACR1. In this state, if some kind of accident occurs and the DC voltage drops, the level detector 30 will operate, the switch 32 will turn on, the switch 31 will turn off, and the ACR2 will then operate, reverting to the previous example. In this case, the DC current is controlled to be 100A.

第5図についても、同様の考え方を適用すれば
良いので、説明は省略する。
Since the same concept can be applied to FIG. 5, the explanation will be omitted.

(e) 発明の作用 さて、第4図及び第5図を第1図の直流4端子
送電に適用した場合の特性図を第6図に示す。即
ち、第2図、第4図に対応するものである。第6
図における定常状態の動作点をP1〜P4で示す。
第6図より、下記のことがわかる。
(e) Effect of the invention Now, FIG. 6 shows a characteristic diagram when FIGS. 4 and 5 are applied to the DC 4-terminal power transmission shown in FIG. 1. That is, this corresponds to FIGS. 2 and 4. 6th
Steady state operating points in the figure are indicated by P1 to P4 .
From Figure 6, the following can be seen.

(1) 電圧を決定している変換装置は、REC2であ
る。即ち、REC2がAVR運転を行ない、残り
の変換装置はACR1運転を行なう。
(1) The converter that determines the voltage is REC2. That is, REC2 performs AVR operation, and the remaining converters perform ACR1 operation.

(2) 電流設定値及び各変換器に流れる電流値に関
しては、前記した式及び式が成立する。
(2) Regarding the current setting value and the current value flowing through each converter, the above equations and formulas hold true.

さて、いまREC2が事故停止した場合を考え
る。例えば、第1図のFの地点で地絡が発生し、
直流しや断器15をしや断して、REC2を停止し
たような場合である。このとき動作点は、第7図
の特性図に示すP1,P3,P4となる。即ち、第7
図において、電圧決定端子がINV1に移行し、
REC1、INV2がACR1運転を行なうことになる。
このとき、第7図における電流設定値に関して
は、前記した式は成立するが、式は成立しな
くなる。しかしながら、このシステムは安定に運
転可能である。出願者は既に、第7図に示す制御
特性図をもつたシステムが安定に運転できること
をデイジタルシミユレーシヨンで実証済である。
以下、この理由について説明する。
Now, let's consider a case where REC2 stops due to an accident. For example, if a ground fault occurs at point F in Figure 1,
This is a case where REC2 is stopped by cutting off the DC current or the disconnector 15. At this time, the operating points are P 1 , P 3 , and P 4 shown in the characteristic diagram of FIG. 7. That is, the seventh
In the figure, the voltage determining terminal moves to INV1,
REC1 and INV2 will perform ACR1 operation.
At this time, regarding the current setting value in FIG. 7, the above-mentioned formula holds true, but the formula no longer holds true. However, this system can be operated stably. The applicant has already demonstrated through digital simulation that a system having the control characteristic diagram shown in FIG. 7 can operate stably.
The reason for this will be explained below.

特公昭43−8641号公報は、安定条件を確保する
為に電流マージンの概念を導入したが、安定であ
る為には前記式が必要不可欠であつた。即ち、
前記式が成立しなくなると云うことは、逆変換
装置が必要としている電流値を順変換装置が供給
できなくなつて、逆変換装置が自から己れの電圧
を立ち下げて必要な電流を確保しようとして最終
的にシステムの直流電圧を零にしてしまう為であ
る。このことは、換言すれば、順、逆変換装置を
問わず、すべての変換装置が定電流制御を行な
い、全く協調のとれない電流設定値によつて運転
されることになるからである。
Japanese Patent Publication No. 43-8641 introduced the concept of current margin in order to ensure stability conditions, but the above formula was essential for stability. That is,
If the above equation no longer holds true, it means that the forward converter cannot supply the current value required by the inverse converter, and the inverse converter automatically lowers its own voltage to secure the necessary current. This is because the DC voltage of the system will eventually drop to zero. In other words, all converters, whether forward or inverse converters, perform constant current control and are operated with completely uncoordinated current setting values.

次に、特開昭51−66455号公報は、電流マージ
ンと云う概念に更に電圧マージンと云う概念を付
加したが、制御特性図第2図及び第3図を比較す
れば明らかなごとく、本質的には同じものであ
る。即ち、第2図においては、電圧を決定する端
子(REC2)の変換用変圧器の2次側電圧をタツ
プ制御により、他のすべての端子の変換用変圧器
の2次側電圧よりも小さくすることにより電圧決
定端子を決定しているが、第3図は、タツプ制御
によらず、定電圧制御回路を設けて、電圧を決定
する端子(REC2)の電圧設定値を他のすべての
端子の電圧設定値より小さくすることにより電圧
決定端子を決定すると云うことであるので、特開
昭51−66455号公報も、特公昭43−8641号公報と
同じ理由によりシステム不安定となる。特開昭51
−66455号公報と特公昭43−8641号公報の相違点
は、通常タツプ制御は、1タツプ動作させるのに
数秒かかるのに対して、伝送回線を用いて集中制
御すれば、高速制御できると仮定している点であ
る。
Next, JP-A-51-66455 added the concept of voltage margin to the concept of current margin, but as is clear from the comparison of control characteristic diagrams 2 and 3, the essential are the same. That is, in Figure 2, the secondary voltage of the converting transformer at the terminal (REC2) that determines the voltage is made smaller than the secondary voltages of the converting transformers at all other terminals by tap control. However, in Figure 3, instead of using tap control, a constant voltage control circuit is provided to adjust the voltage setting value of the terminal (REC2) that determines the voltage to that of all other terminals. Since the voltage determining terminal is determined by making the voltage smaller than the voltage setting value, the system in Japanese Patent Laid-Open No. 51-66455 also becomes unstable for the same reason as in Japanese Patent Publication No. 43-8641. Unexamined Japanese Patent Publication 1973
The difference between Publication No. 66455 and Japanese Patent Publication No. 43-8641 is that normal tap control takes several seconds to operate one tap, but it is assumed that high-speed control can be achieved by centralizing control using a transmission line. This is what we are doing.

しかしながら、本発明では、各端子の電圧設定
値は各々異なる為に、第7図の特性図より明白な
ごとく、例えば、電圧決定端子(REC2)が事故
停止しても、INV1が、自動的に電圧決定端子と
なつて、定電圧制御を行なう為に、特公昭43−
8641号公報や特開昭51−66455号公報のように、
すべての変換装置が全く協調のとれない電流設定
値によつて定電流制御を行なうことはないので安
定である。
However, in the present invention, since the voltage setting values of each terminal are different, as is clear from the characteristic diagram in Figure 7, even if the voltage determining terminal (REC2) stops due to an accident, for example, INV1 will automatically To act as a voltage determining terminal and perform constant voltage control,
Like Publication No. 8641 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-66455,
It is stable because all the converters do not perform constant current control based on completely uncoordinated current setting values.

このことは、本発明の制御方式においては、或
る変換装置などの事故停止がシステム停止を招く
ことがなく、高速の伝送回線は必ずしも必要な
く、又集中制御装置の不具合によりシステム停止
することもないと云うことを意味している。
This means that in the control method of the present invention, an accidental stoppage of a certain conversion device will not cause a system stoppage, a high-speed transmission line is not necessarily required, and a system stoppage will not occur due to a malfunction in the central control device. It means that there is no.

次に、転流失敗について考察する。いま、第1
図において、逆変換装置11(INV1)に接続さ
れた交流系統3の電圧が、何らかの要因で低下し
て、その結果INV1が転流失敗したとする。この
とき、前述したごとく、特公昭43−8641号公報、
特開昭51−66455号公報の方式ではREC1及び
REC2の電流は、すべてINV1に流れ込み、INV1
は過電流となつて、例え交流系統3の電圧が回復
してもINV1は起動不能となる。しかしながら、
本発明においては、INV1は全く問題無く起動す
ることができる。この理由を第6図の制御特性図
を用いて説明する。
Next, commutation failure will be considered. Now, the first
In the figure, it is assumed that the voltage of the AC system 3 connected to the inverter 11 (INV1) decreases for some reason, and as a result, INV1 fails in commutation. At this time, as mentioned above, Japanese Patent Publication No. 43-8641,
In the method of JP-A No. 51-66455, REC1 and
All current of REC2 flows into INV1, and INV1
becomes an overcurrent, and even if the voltage of the AC system 3 is restored, INV1 will be unable to start. however,
In the present invention, INV1 can be started without any problems. The reason for this will be explained using the control characteristic diagram shown in FIG.

INV1が転流失敗すると、REC1及びREC2の電
流が、すべてINV1に流れ込むが、転流失敗は、
直流短絡と同じであるので、直流電圧はほぼ零で
ある。このことは、第6図の制御特性図におい
て、すべての変換装置は、ACR2運転へ移行し、
直流電圧は、ほぼ零となつて、INV1には、最大
Idpr1とIdpr2との総和に等しい電流しか流れない
と云うことである。従つて、Idpr1及びIdpr2とし
て電流が断続しない程度の小さな値を予め設定し
ておけば、交流系統3の電圧回復とともにINV1
は起動することができる。即ち、電流値が小さい
為に、転流重なり角が小さく、従つて、十分な余
裕角を確保することができる。このことは、
INV2についても同様である。このことは、小さ
な電流が流れていると云う条件を除けば、全く電
流が流れていない状態から、システムを起動す
る、即ち最初にシステムを起動することと同じこ
とであるので全く問題なく起動することができ
る。
When INV1 fails in commutation, the currents of REC1 and REC2 all flow into INV1, but when commutation fails,
Since this is the same as a DC short circuit, the DC voltage is almost zero. This means that in the control characteristic diagram in Figure 6, all converters shift to ACR2 operation,
The DC voltage becomes almost zero, and INV1 has a maximum
This means that only a current equal to the sum of I dpr1 and I dpr2 flows. Therefore, if I dpr1 and I dpr2 are set in advance to small values that do not cause intermittent currents, INV1 will increase as the voltage of AC system 3 recovers.
can be started. That is, since the current value is small, the commutation overlap angle is small, and therefore a sufficient margin angle can be secured. This means that
The same applies to INV2. This is the same as starting the system from a state where no current is flowing, that is, starting the system for the first time, except for the condition that a small current is flowing, so it will start without any problems. be able to.

尚、第6図における、右下がりの直線,
は、第4図には、図示していないαの最小値リミ
ツタによるものであり、直線,は定余裕角制
御によるものである。
In addition, in Fig. 6, the straight line downward to the right,
is due to a minimum value limiter of α, not shown in FIG. 4, and the straight line is due to constant margin angle control.

さて、ここでもつと詳細に考察する。いま、第
6図において、下記の式が成立しているとする。
Now, let's consider this in more detail. Now, in FIG. 6, it is assumed that the following equation holds true.

Idpr1+Idpr2<Idpi1+Idpi2… この状態において、先の例と同じく交流系統3
の電圧が低下して、その結果INV1が転流失敗し
た場合を想定する。このとき先に述べたごとく、
直流電圧は、ほぼ零となつて、すべての変換装置
は、ACR2運転に移行するが、式の条件が成立
している為にINV1、INV2は、REC領域に移行
して、そのまま安定状態となる。この状態で、前
記交流系統3の電圧が回復しても、この安定状態
からは、自動的にはもはや抜け出せず、例えば、
一般的にIdpr1、Idpr2を増加させなければ、元に
復帰できない。しかしながら、上記のごとく一時
的にIdpr1、Idpr2を増加させる方式は、増加させ
るタイミングが非常にむつかしく、伝送系などに
依存せざるを得ない形となり好ましくない。そこ
で、下記の式が成立するように、Idpr1、Idpr2
Idpi1、Idpi2を設定する。
I dpr1 + I dpr2 < I dpi1 + I dpi2 … In this state, as in the previous example, AC system 3
Assume that the voltage of INV1 decreases and commutation of INV1 fails as a result. At this time, as mentioned earlier,
The DC voltage becomes almost zero and all converters shift to ACR2 operation, but since the conditions in the formula are met, INV1 and INV2 shift to the REC region and remain in a stable state. . In this state, even if the voltage of the AC system 3 is restored, it is no longer possible to automatically escape from this stable state; for example,
Generally, it is not possible to return to the original state unless I dpr1 and I dpr2 are increased. However, the method of temporarily increasing I dpr1 and I dpr2 as described above is not preferable because the timing of the increase is very difficult and the method has to depend on the transmission system. Therefore, I dpr1 , I dpr2 ,
Set I dpi1 and I dpi2 .

Idpr1+Idpr2>Idpi1+Idpi2… このようにすれば、先の転流失敗時には、問題
なく元に復帰することができる。しかしながら、
例えば第7図に示すごとく、REC2は事故停止し
たような場合には、前記式では不十分である。
即ち、REC2を事故停止した場合、 Idpr1<Idpi1+Idpi2 … となる可能性がある。従つて、下記の式が成立す
るようにIdpr1、Idpr2、Idpi1、Idpi2を設定す
る。
I dpr1 + I dpr2 > I dpi1 + I dpi2 ... In this way, when the previous commutation fails, the original state can be restored without any problem. however,
For example, as shown in Figure 7, the above formula is insufficient when REC2 is stopped due to an accident.
In other words, if REC2 is stopped due to an accident, there is a possibility that I dpr1 < I dpi1 + I dpi2 . Therefore, I dpr1 , I dpr2 , I dpi1 , and I dpi2 are set so that the following equations hold true.

Idpr1≧Idpi1+Idpi2 … Idpr2≧Idpi1+Idpi2 … このようにすれば、転流失敗時にも、REC端
子の事故停止時にも全く問題ない。
I dpr1 ≧I dpi1 +I dpi2 … I dpr2 ≧I dpi1 +I dpi2 … If you do this, there will be no problem at all even when commutation fails or when the REC terminal stops due to an accident. .

(f) 変形例 第8図は、第1図における逆変換装置11
(INV1)が定電圧制御(AVR)運転を行ない、
残りのすべての変換装置が第1の定電流制御
(ACR1)によつて運転される場合の制御特性図
である。動作点は、P1〜P4の点である。このよ
うな場合にも、先に述べたことと全く同様の効果
を有することは明らかであろう。
(f) Modification FIG. 8 shows the inverse transformation device 11 in FIG.
(INV1) performs constant voltage control (AVR) operation,
It is a control characteristic diagram when all the remaining conversion devices are operated by the first constant current control (ACR1). The operating points are points P1 to P4 . It is clear that even in such a case, the same effect as described above will be obtained.

又、これまでは、第1図の直流4端子送電系統
図を用いて説明を行なつたが、本発明が直流4端
子に限定されるものではなく、一般的に多端子と
云う系統構成、更に、変換器並列の2端子送電に
も適用可能であることは云うまでもない。更に
又、従来の2端子送電にも適用可能である。この
ことは、多端子の建設過程を考慮すると本発明が
非常に有効であることを意味するものである。
Furthermore, although the explanation has so far been made using the DC 4-terminal power transmission system diagram shown in FIG. Furthermore, it goes without saying that it is also applicable to two-terminal power transmission with converters in parallel. Furthermore, it is also applicable to conventional two-terminal power transmission. This means that the present invention is very effective when considering the construction process of multi-terminals.

(g) 統合的な効果 以上説明したように、本発明によれば、すべて
の変換装置に、第1及び第2の定電流制御回路、
定電圧制御回路を設け、更に逆変換装置には、定
余裕角制御回路を付加し、定電圧制御を行なう変
換装置以外のすべての変換装置の定電圧制御回路
の電圧設定値は、前記定電圧制御を行なう変換装
置の電圧設定値よりも小さく設定し、且つ各々の
電圧設定値は互いに異なる値に設定するととも
に、第2の定電流制御回路は少なくとも、定常状
態における直流電圧値以下の直流電圧値でのみ動
作するように構成し、各順変換装置の第2の定電
流制御装置の定電流設定値は、各逆変換装置の第
2の定電流制御装置の定電流設定値の総和よりも
大きく設定することにより、 或る変換装置の事故停止に伴なうシステム停
止が防止できる。
(g) Integrated effect As explained above, according to the present invention, all conversion devices include the first and second constant current control circuits,
A constant voltage control circuit is provided, and a constant margin angle control circuit is added to the inverse conversion device, and the voltage setting value of the constant voltage control circuit of all conversion devices other than the conversion device that performs constant voltage control is set to the constant voltage. The voltage setting value is set to be smaller than the voltage setting value of the converter that performs control, and each voltage setting value is set to a different value, and the second constant current control circuit at least maintains a DC voltage lower than the DC voltage value in a steady state. The constant current setting value of the second constant current controller of each forward converter is greater than the sum of the constant current settings of the second constant current controller of each inverse converter. By setting a large value, it is possible to prevent the system from stopping due to an accidental stop of a certain converter.

直流しや断器を有効に活用できる。 Direct current and disconnectors can be used effectively.

伝送回線への依存度を低減することができ
る。
Dependency on transmission lines can be reduced.

集中制御装置への依存度を低減することがで
きる。
Dependency on a centralized control device can be reduced.

転流失敗に伴なうシステム停止が防止でき
る。
System stoppage due to commutation failure can be prevented.

と云う、多数の著しい効果を有する。It has many remarkable effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、直流4端子送電系統図、第2図は従
来の制御特性図、第3図は、従来の他の制御特性
図、第4図、第5図は、本発明の一実施例を示す
制御ブロツク図、第6図、第7図、第8図は、本
発明の制御特性図を示す。 1〜4……交流系統、5〜8……変換用変圧
器、9〜10……順変換装置、11〜12……逆
変換装置、13〜20……直流しや断器、21〜
23……加算器、24……定電圧制御回路、25
〜26……定電流制御回路、27……最大値選択
回路、28……最小値選択回路、29……最大値
選択回路、30……レベル検出回路、31,32
……スイツチ、33〜35……加算器、36……
定電圧制御回路、37〜38……定電流制御回
路、39……最大値選択回路、40……最小値選
択回路、41……定余裕角制御回路。
Figure 1 is a DC 4-terminal power transmission system diagram, Figure 2 is a conventional control characteristic diagram, Figure 3 is another conventional control characteristic diagram, and Figures 4 and 5 are an embodiment of the present invention. 6, 7, and 8 show control characteristic diagrams of the present invention. 1-4...AC system, 5-8...Conversion transformer, 9-10...Forward conversion device, 11-12...Inverse conversion device, 13-20...DC or disconnector, 21-
23... Adder, 24... Constant voltage control circuit, 25
~26... Constant current control circuit, 27... Maximum value selection circuit, 28... Minimum value selection circuit, 29... Maximum value selection circuit, 30... Level detection circuit, 31, 32
...Switch, 33-35...Adder, 36...
Constant voltage control circuit, 37-38... Constant current control circuit, 39... Maximum value selection circuit, 40... Minimum value selection circuit, 41... Constant margin angle control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数台の変換装置から成る直流多端子送電系
統において、全変換装置がそれぞれ定電圧制御装
置を具備し、順変換装置として動作する変換装置
の定電圧設定値の最小値を、逆変換装置として動
作する変換装置の定電圧設定値の最大値よりも大
きく設定し、且つ順変換装置として動作する変換
装置は、定電圧設定値よりも低い電圧に対して電
流が第1の定電流設定値以上にならないように制
御する第1の定電流制御装置及び前記定電圧設定
値よりも高い電圧及び所定の直流電圧値以下に対
し電流が第2の定電流設定値以下にならないよう
に制御する第2の定電流制御装置、及び逆変換装
置として動作する変換装置は、定電圧設定値より
高い電圧に対し電流が前記とは異なる第1の定電
流設定値以上にならないように制御する前記とは
別の第1の定電流制御装置及び前記定電圧設定値
よりも低い電圧に対し電流が前記とは異なる第2
の定電流設定値以下にならないように制御する前
記とは別の第2の定電流制御装置を具備するとと
もに、少なくとも各順変換装置の第2の定電流制
御装置の定電流設定値は、各逆変換装置の第2の
定電流制御装置の定電流設定値の総和よりも大き
く設定することを特徴とする直流多端子送電系統
の定電流制御装置。
1 In a DC multi-terminal power transmission system consisting of multiple converters, all converters are each equipped with a constant voltage control device, and the minimum constant voltage setting value of the converter that operates as a forward converter is set as the inverse converter. The converter is set to be larger than the maximum constant voltage setting value of the operating converter and operates as a forward converter, so that the current is equal to or higher than the first constant current setting value for a voltage lower than the constant voltage setting value. a first constant current control device that controls the current so that the current does not fall below a second constant current setting value for voltages higher than the constant voltage setting value and below a predetermined DC voltage value; The constant current control device and the conversion device that operates as an inverse conversion device are different from the above and control the current so that it does not exceed a first constant current setting value different from the above for a voltage higher than the constant voltage setting value. a first constant current control device, and a second constant current control device whose current is different from the above for a voltage lower than the constant voltage setting value;
A second constant current control device different from the above is provided for controlling the constant current so that the constant current does not become less than the constant current setting value of the A constant current control device for a DC multi-terminal power transmission system, characterized in that the constant current setting value is set larger than the sum of the constant current setting values of the second constant current control device of the inverter.
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