JPH0145825B2 - - Google Patents

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JPH0145825B2
JPH0145825B2 JP57015385A JP1538582A JPH0145825B2 JP H0145825 B2 JPH0145825 B2 JP H0145825B2 JP 57015385 A JP57015385 A JP 57015385A JP 1538582 A JP1538582 A JP 1538582A JP H0145825 B2 JPH0145825 B2 JP H0145825B2
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JP
Japan
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power
control
signal
transmission system
output
Prior art date
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Application number
JP57015385A
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English (en)
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JPS58133128A (ja
Inventor
Buichi Sakurai
Kyoshi Goto
Kaiichiro Hirayama
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.)
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 JP1538582A priority Critical patent/JPS58133128A/ja
Publication of JPS58133128A publication Critical patent/JPS58133128A/ja
Publication of JPH0145825B2 publication Critical patent/JPH0145825B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は複数の発電機で発生した電力を負荷側
に送電するための直流送電系統と交流送電系統よ
り成る交直連系系統において、特に安定した電力
送電を行ない得るようにした交直連系系統の電力
制御装置に関する。
発明の技術的背景 電力需要の拡大に伴なつて大容量の発電所の建
設が進められているが、立地条件等の制約から負
荷側より遠隔地に建設しなければならないのが現
状であり、長距離、大電力送電を行なう必要がで
てきている。しかし、このような長距離かつ大電
力の送電を従来の交流送電系統で行なう場合に
は、系統の安定度が問題となることは周知の通り
である。
そこで、かかる安定度の問題を解決するために
は、(1)送電回線を増加する(2)直列コンデンサの適
用(3)中間開閉所の設置等が考えられる。しかし、
(1)の送電回線を増やすことは建設費が膨大となり
現実的ではない。また(2)の直列コンデンサの適用
は、発電機−タービンのローターに軸捩れ振動を
誘起することが知られており、この軸捩れ振動を
防止することが困難である。さらに(3)の中間開閉
所の設置も建設費が高く、送電路インピーダンス
を小さくするためには、数多くの中間開閉所を設
置することが必要であり実用的ではない。
そこで、近年著しい進歩を遂げている半導体技
術による高信頼度・高耐圧・大電流のサイリスタ
素子を応用した、大電力直流送電が脚光を浴びて
きている。この直流送電技術を応用することによ
り、前述した長距離、大電力送電が可能になる
が、系統構成の種々の条件により直流送電系統と
交流送電系統を併設して、長距離、大電力送電を
行なう必要性が生じてきている。
第1図は、直流送電系統と交流送電系統(以
下、交直連系系統と称する)により長距離、大電
力送電を行なう場合の電力系統構成例を示したも
のである。なお、発電機は一般にn機設置される
が、本例では発電機を2台で代表して示してい
る。
図において、1,2は発電機、3はその主変圧
器であり、発生した電力は一方では変換器用変圧
器4を介して順変換器5で直流に変換され、これ
より直流送電線路6を通して逆変換器7にて交流
電力に変換され、逆変換器用変圧器8を介して負
荷12に供給されると共に、他方では、系統変圧
器9を介して交流送電線路10、系統変圧器11
より上記負荷12に供給される。
従来技術の問題点 ところで、かかる交直連系系統においては、直
流系統にて送電する電力と交流系統にて送電する
電力の送電比率を、どのように設定すればよいか
が問題となる。そこで、この問題を解決する一手
段として、交流送電電力を一定となるように制御
する方式が考えられる。つまり、交流送電電力が
一定であれば、発電機の相差角は運転中略一定と
なるため安定度が向上する。
しかし、送電線路の運用状態が変化すると、線
路インピーダンスも変化するため安定度の確保が
厳しくなる。つまり、交流送電電力が一定の場合
は送電線路の運用状態の変化により安定度問題が
発生することがあり、この安定度問題を予測する
ために線路の運用状態を知つておく必要がある。
そのため、複数箇所に設置された中間開閉所か
ら、送電線路の状態を送信する必要が生じる。ま
た、交流送電電力設定値よりも発電電力量が小さ
い場合には、直流送電系統を停止させる必要があ
り設備の稼動率が低下し好ましくない。交流送電
電力一定制御方式には、上述のような問題があ
る。
一方、もう一つの手段として直流送電電力を一
定となるように制御する方式が考えられる。つま
り、これは変換器の点弧角を一定に制御すればよ
いため装置構成が簡単となる。
しかし、発電電力量が変動すると発電機の相差
角が変動し安定度上好ましくない。また、発電電
力量が直流送電電力設定値以上とならなければ直
流送電系統を使用できないという、交流送電電力
一定制御方式と同様の問題を生ずるものである。
発明の目的 本発明は上記のような問題を解決するために成
されたもので、その目的は通常時はもちろんのこ
と交流系統事故発生時においても安定した長距離
かつ大電力の送電を行なうことができる交直連系
系統の電力制御装置を提供することにある。
発明の概要 本発明では、複数の発電機で発生した電力を負
荷側に送電する交流送電系統と、電力を順変換器
で直流に変換して送電し逆変換器にて交流電力に
変換して負荷に供給する直流送電系統から成る交
直連系系統において、直流送電系統で送電される
電力を検出する第1の電力検出器と、交流送電系
統で送電される電力を検出する第2の電力検出器
と、この第1および第2の電力検出器から出力さ
れる各検出信号の合成信号に予定の係数を乗じ、
直流送電系統にて送電される電力の電力基準値信
号を出力する係数手段、この係数手段から出力さ
れる電力基準値信号と第1の電力検出器から出力
される検出信号との偏差を検出し、かつこの偏差
が零となるように制御する制御信号を出力する制
御補償手段、この制御補償手段から出力される制
御信号に基づいて順変換器を制御するためのパル
ス信号を出力する制御パルス出力手段よりなる直
流−交流分担比率制御装置と、第1および第2の
電力検出器で検出した電力の合成信号を入力し、
これを随時更新して記憶する追従手段、交流送電
系統における事故を検出し事故検出信号を出力す
る系統事故検出手段、この系統事故検出手段から
事故検出信号が出力されると、制御補償手段から
制御パルス出力手段に対する制御信号の入力をロ
ツクすると共に追従手段に対する合成信号の入力
をロツクし、かつ追従手段に記憶されている電力
値を制御パルス出力手段に対して入力するように
信号切換えを行なう切換え手段よりなる事故対応
装置とを備えて構成している。
発明の実施例 以下、本発明を図面に示す実施例について説明
する。第2図は、本発明による交直連系系統の電
力制御装置の構成例を示すもので、図において第
1図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。図において、13は直流送電線路6に
て送電される電力PDCを検出する第1の電力検出
器、14は交流送電路10にて送電される電力
PACを検出する第2の電力検出器である。また、
15は上記第1および第2の電力検出器13,1
4にて検出される電力PDC、PACを基に、直流送電
電力PDCと交流送電電力PACとの比が予め設定され
た値Kとなるように、前記順変換器5を制御して
直流送電電力PDCを制御する直流−交流分担比率
制御装置である。
第3図は、上記直流−交流分担比率制御装置1
5の詳細な構成例をブロツク的に示したものであ
る。図において、A1は前記第1および第2の電
力検出器13および14からの出力信号PDC、PAC
を加算して、直流および交流送電電力の和に相当
する全発電量PTを得る加算器、15Aはこの加
算器A1からの出力に予め設定された係数Kを乗
じ、Prefなる直流送電系統にて送電する電力基準
値信号として出力する係数乗算器である。また、
A2は上記電力基準値信号Prefと第1の電力検出
器13からの出力信号PDCとを比較してその偏差
(K.PT−PDC)を検出する減算器、15Bはこの
減算器A2からの偏差信号を入力とし、比例・積
分・微分要素より成るPID制御器で構成される制
御補償器で、上記偏差が零となるように制御する
制御信号、すなわち信号PDCを電力基準値信号
Prefに制御して、信号PDCとPACとの比率が予め設
定された値となるようにすべく制御信号を得るも
のである。さらに、15Cはこの制御補償器15
Bからの出力制御信号を基に、上記順変換器5を
構成するサイリスタのゲートを制御してその出力
制御(直流送電電力制御)を行なう制御パルス回
路である。
なお、上記において係数乗算器15Aにはより
一層の系の安定を図るため、一次遅れ要素を付加
して電力基準値Prefが瞬時に変化しないようにし
ている。また、この係数乗算器15Aの係数Kは
次のようにして設定する。つまり、直流送電電力
PDCと交流送電電力PACの送電分担比率を例えば
PDC=70%、PAC=30%とする場合には、上記係数
KをK=0.7の値に設定する。また、前記直流送
電系統における順、逆変換器5,7および送電線
路6は、ある変換器および送電線路6の事故では
他の変換器で分担し得るように過負荷耐量を有し
ている。
次に、交直連系系統において発電機は、交流系
統の周波数に同期している。そして、発電機の負
荷が増加してゆくと次式のように発電機の相差角
も増加する。
P=Efd・eb/Xd+Xesinδ 但し、P:発電機有効電力、Efd:発電機界磁
電圧、eb:負荷側母線電圧、Xd:発電機直軸リ
アクタンス、Xe:線路インピーダンスである。
上式において、Efd、eb、Xd、Xeを一定として有
効電力Pと相差角δの関係を示すと第4図のよう
になる。なお、有効電力がP1、P2のときの相差
角を夫々δ1、δ2とする。図からも明らかなよう
に、有効電力Pを増加する程相差角δも増大し、
また相差角δが大きい程発電機系の制動トルクが
減少していくことは周知の通りである。
第5図は、発電機の有効電力が異なる時に、デ
ジタル計算機を使用して三相事故をシミユレート
した場合の結果を示すものである。図において、
シミユレーシヨンA,Bは発電機有効電力がP1
P2のときである。このように、有効電力Pが増
加していくと発電機系の制動トルクが減少し、ひ
いては脱調に至る。
交直連系系統では、交流系統側と直流系統側の
どちら側で系統事故が発生しても安定に送電を行
なわなければならない。従つて、交流系統側にお
ける事故が発生しても安定送電し得るように、前
記直流−交流分担比率制御装置15の直流−交流
分担比率を決定する比例係数Kを設定する。
これにより、交流送電系統側に事故が発生して
も、事故が除去された後に安定に送電することが
できる。また、交直連系系統においては交流系統
側の安定度を維持させることが問題となるが、本
装置構成とすることにより交流送電系統の安定度
を常に維持することができる。このように、2台
の発電機1,2で発生した電力を交流送電線路1
0により負荷12側に送電する交流送電系統と、
上記電力を順変換器5で直流に変換して直流送電
線路6により送電し逆変換器7にて交流電力に変
換して上記負荷12に供給する直流送電系統とか
ら成る交直連系系統において、直流送電系統にて
送電される電力を検出する第1の電力検出器13
と、交流送電系統にて送電される電力を検出する
第2の電力検出器14と、上記第1および第2の
電力検出器13,14からの検出電力を基に直流
送電電力と交流送電電力との比が予定の値となる
ように上記順変換器5を制御して直流送電電力を
制御する係数乗算器15A、加、減算器A1,A
2、制御補償器15Bおよび制御パルス回路15
Cにより成る直流−交流分担比率制御装置15と
から、電力制御装置を構成したものである。
従つて、従来のような直流、交流送電電力一定
制御とは異なり、各電力の比が常に一定となるよ
うに制御されるため、通常時はもちろんのこと交
流系統事故発生時においても、常に長距離かつ大
電力の送電を極めて安定にして行なうことがで
き、極めて信頼性の高いものである。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、次のようにしても実施することができるも
のである。
(1) 第6図は本発明の他の実施例構成を示すの
で、図において第3図と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略する。
図において、21は前記第1、第2の各電力
検出器13,14からの電力PDC、PACを合成
(PDC+PAC)する加算器A1からの合成電力PT
を接点22b1を介して入力しこれを随時更新し
て記憶する追従回路で、その記憶内容を接点2
2aを介して前記制御パルス回路15Cに入力
する。また、前記制御補償器15Bの出力を、
接点22b2を介して制御パルス回路15Cへ入
力するようにする。一方、22は前記交流送電
系統における事故を検出する系統事故検出器
で、その検出出力により上記接点22aを閉
路、22b1,22b2を開路するものである。な
お、ここで追従回路21、系統事故検出器22
および接点22a,22b1,22b2から事故対
応装置を構成している。
かかる構成において、通常は制御補償器15
Bの出力が制御パルス回路15Cに入力され、
そのパルス出力により順変換器5を制御して直
流送電電力PDCが比率制御される。一方、交流
送電系統側に事故が発生すると、系統事故検出
器22によりこれを検出して接点22aが閉
路、22b1,22b2が開路する。これにより、
制御パルス回路15Cの入力としては制御補償
器15Bの出力に代えて、追従回路21の出力
である事故発生前の合成電力出力(PDC+PAC
が入力される。すなわち、直流−交流分担比率
制御装置15における比率制御をロツクし、追
従回路21の出力によつて順変換器5を制御す
ることにより、直流送電電力PDCが事故発生前
の送電電力に保持制御されることになる。そし
て、かかる状態は事故が回復して接点22aが
開路、接点22b1,22b2が閉路するまでの間
継続される。
よつて、かかる構成のものにおいては、系統
事故発生によつて制御異常となることを確実に
防止することができ、より一層信頼度の高い電
力制御を行なうことが可能となる。また、直流
−交流分担比率制御装置15内に検出した全発
電量を随時更新して記憶する追従回路21を設
けているので、電力検出器13,14にメモリ
機能を持たせる等の特別の工夫を施さずにその
まま使用でき、従来よりある電力検出器の有効
利用を図ることができる。
(2) 上記実施例では、交流電力PACに比例係数K
を乗じたが、直流電力PDCに比例係数K′を乗じ
るようにしても同様の効果が得られるものであ
る。
(3) 上記実施例では、直流送電電力と交流送電電
力との和に相当する全発電量を検出するため
に、送電線路6,10の有効電力を検出してそ
の和を演算したが、発電機出力に比例した信号
を用いるようにしても同様の効果が得られるこ
とはもちろんのことである。
その他、本発明はその要旨を変更しない範囲
で、種々に変形して実施することができるもので
ある。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、通常時は
もちろんのこと交流系統事故発生時においても極
めて安定した長距離かつ大電力の送電を系統設備
の稼動率を低下させることなく行なうことがで
き、しかも系統事故発生によつて制御異常となる
ことを確実に防止することが可能な信頼性の高い
交直連系系統の電力制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は交直連系系統の電力系統構成例を示す
図、第2図は本発明の一実施例を示す構成図、第
3図は第2図における直流−交流分担比率制御装
置の詳細を示すブロツク図、第4図および第5図
は本発明の作用を説明するための関係図、第6図
は本発明の他の実施例を示すブロツク図である。 1,2……発電機、3,4,8,9,11……
変圧器、5,7……順、逆変換器、6,10……
直、交流送電線路、12……負荷、13,14…
…電力検出器、15……直流−交流分担比率制御
装置、15A……係数乗算器、A1,A2……
加、減算器、15B……制御補償器、15C……
制御パルス回路、21……追従回路、22……系
統事故検出器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の発電機で発生した電力を負荷側に送電
    する交流送電系統と、前記電力を順変換器で直流
    に変換して送電し逆変換器にて交流電力に変換し
    て前記負荷に供給する直流送電系統とから成る交
    直連系系統において、 前記直流送電系統にて送電される電力を検出す
    る第1の電力検出器と、前記交流送電系統にて送
    電される電力を検出する第2の電力検出器と、こ
    の第1および第2の電力検出器から出力される各
    検出信号の合成信号に予定の係数を乗じ、前記直
    流送電系統にて送電される電力の電力基準値信号
    を出力する係数手段、この係数手段から出力され
    る電力基準値信号と前記第1の電力検出器から出
    力される検出信号との偏差を検出し、かつこの偏
    差が零となるように制御する制御信号を出力する
    制御補償手段、この制御補償手段から出力される
    制御信号に基づいて前記順変換器を制御するため
    のパルス信号を出力する制御パルス出力手段より
    なる直流−交流分担比率制御装置と、前記第1お
    よび第2の電力検出器で検出した電力の合成信号
    を入力し、これを随時更新して記憶する追従手
    段、前記交流送電系統における事故を検出し事故
    検出信号を出力する系統事故検出手段、この系統
    事故検出手段から事故検出信号が出力されると、
    前記制御補償手段から制御パルス出力手段に対す
    る制御信号の入力をロツクすると共に前記追従手
    段に対する合成信号の入力をロツクし、かつ前記
    追従手段に記憶されている電力値を前記制御パル
    ス出力手段に対して入力するように信号切換えを
    行なう切換え手段よりなる事故対応装置とを具備
    したことを特徴とする交直連系系統の電力制御装
    置。
JP1538582A 1982-02-02 1982-02-02 交直連系系統の電力制御装置 Granted JPS58133128A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289762A (ja) * 1992-04-06 1993-11-05 Central Japan Railway Co 分数調波抑制用svc制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56123742A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Tokyo Shibaura Electric Co Power control device for ac*dc parallel transmission system

Patent Citations (1)

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JPS56123742A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Tokyo Shibaura Electric Co Power control device for ac*dc parallel transmission system

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