JPH02155436A - 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７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８図は変換装置を
構成するインバータ主回路の一構成例を説明する図を示
している。第９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７図および第８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１０００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８図においてＧＵ、ＧＶ、ＧＷ、ＧＸ、ＧＹおよびＧ
Ｚは可制御整流素子の１椙であるｙ−ｈターンオフサイ
リスタ（以降ＧＴＯと呼ぶ）を示しテオリ、ＤＵ　、Ｄ
Ｖ、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
では交流端子を各々示している。

第７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９
図を用いて説明する。

尚、第９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編「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９図ではインバータ主回路を１で示している。

また第７図の連系リアクトル３ｏ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９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。

説明を簡単圧するため、連系トランス４０の変圧比は１
対１とする。

第９図（ａ）においてインバータ主回路１のインバータ
出力電圧をｖＩＮ％・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ｔ−１、系統電圧ｖ０に対するインバータ
出力電圧ｖ４の相差角をφとすると動作ベクトル図は（
ｂ）　、　（ｃ）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の振幅よシ小さくなっており、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ｖ８Ｙ
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ｖＸＮの振幅が系統電圧ｖ
０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ｖｓＹ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）　ｓ　（２
）からあきらかなように、インバータ出力電圧ｖＸＮの
振幅が系統電圧■ｓｙの振幅よりも小さくても、インバ
ータ出力電圧ｖ１Ｎの位相が系統電圧ｖｓＹの位相より
進んでいればインパ−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ｖ４の位相が系統電圧
より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かっておυ、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ＦｉＱ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が正のときインバータ主回路１
がリアクトル動作を行っていることを示している。

第９図（Ｃ）はインバータ出力電圧ｖＸＮの振幅ｖＸＮ
が系統電圧ｖ８Ｙの振＠Ｖ、ＹＩｃ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。

８Ｙ ｖｌ、＞　ｃａｂ＜Ｉｆ　　　　　　　　　　　（３）
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ｌ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）式を満す場合でも式（１）　、　（２）から明ら
かなように相差角φが正の値のときＫ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ｖ１Ｎと直流電源５０の直流電
圧Ｅ、とは次式の関係にある。

（４）式のＭは変調度と呼ばれており、Ｏから１．０ま
での値である。変調度Ｍを調整する方式にＰＷＭ制御と
呼ばれる方式がある。田制御とは第７図のインバータ主
回路を構成するＧＴＯＧＵ、ＧＶ、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）弐に代入すると下記（５）
式と（６）式が得られる。

（５）式と（６）式から インバータ出力電圧’ＩＮの系統電圧へ、に対する相差
角φとインバータ出力電圧の振巾ｖ１Ｎを調整する変調
度Ｍにより、第８図のインバータ主回路のＧＴＯＧＵ、
ＧＶ、ＧＷ、ＧＸ、ＧＹお！びＧＺの通電時間幅を調整
することによシ直流電源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７図の変換装置Ｊ０００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ｌ　Ｊ　００
０を用いるとき、直流電圧Ｅ、の極性を常時圧とするた
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
Ｅ、を一定にするために＃ｉ、Ｍ−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が求まる。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ｔシ、（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１０図に示す方式の電
力授受方式が用いられている。第１０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１０図において、第７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。６ｏは直流リアクトル、
７１は変流器、７２は直流電圧横動電力基準設定器であ
り、有効電力制御装置９１０器であり、直流電圧制御装
置９２０（以降ＡＶＲと呼ぶ）を構成している。１０１
および２０１は系統であシ、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２３によシ有効
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。減算器増巾器９１は誤差信号に応
じてｆｆ−）制御装置８１に有効電力指令ＰＡＰＲを出
力する。ＡＰＲ９１０４し 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８１Ｖｃ出力する有効電力指令ＰＡＰＲを決定
している。誤差信号増巾ｔ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８ノに無効電
力指令Ｑ　　を出力する。デート制御回路ｅｆ１ 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ＰＡＰＲおよび無効電力指令Ｑｒｅｆ１と
することによシ変調度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
間幅を決定するダート信号をインバータ１０に出力する
。以上の作用により、変換装置１１０は系統１０１と有
効電力Ｐおよび無効電力Ｑの授受を行つている。

変換装置２１０では直流電圧検出器１２によシ、直流電
圧Ｅｄが検出される。直流電圧基準設定器９２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−ト制御回路８１へ有効電力指令ＰＡＰＲを出
力する。ＡＶＲ９２０は減算器９５および誤＾巾器９２
の作用によシ、直流電圧Ｅ、を直流電圧基準Ｅｄｐに等
しくするようｙ−ト制゛御回路８１に出力する有効電力
指令ＰＡＰＲ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はダート制御回路８１に無効電
力指令Ｑｒ６ｆ２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Ｑ４，２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に出力する。

以上の作用により、変換装置２１０は直流電圧Ｅ。

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２０１と無効電力Ｑの授受を行うことにな
る。

これまでの第１０図の説明では変換装置１１０と系統１
０１との間の電力授受および変換装置２１０と系統２０
１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シ、変換装置２１
０が直流定電圧源として動作することにょシ、変換装ｆ
ｉ　２１０から変換装置１１０へあるいは逆に変換装置
１１０から変換装置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へ
有効電力を送る場合は系統２０１がら系統１０１へ有効
電力を融通しており、変換装置１１０から変換装置２１
０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１１図で説明する。第１１図の縦軸は直
流電圧Ｅｄであシ、横軸は第１０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工４を正とし
て示している。第１１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２
１０内のＡＶＲ９２０の作用によシ直ｉ［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！、が負の値から正の値になるに従って１点
からｆ点、Ｅ　　、ｂ点と直流電圧Ｅ、をＥｄｐとｐ するよう移ってゆく、第１１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＠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Ｐ
ｄｐ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
ておシ、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
！、を用いて ｐ＝ＥｄｘＩｄ　　　　　　　　　　（９）と表わされ
る。すなわち曲線■および曲線■は（９）式のＰをＰｄ
ｐとすることによシ得られ、直流電圧Ｅ　と直流電流Ｉ
、に反比例する曲線となっている。

ちなみに有効電力基準Ｐｄｐが零の場合は第１１図の０
と２点とＥ、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と変換装置２１０との有効電力
の授受について説明する。第１１図において変換装置１
１０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となシ、変
換装置２１０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に向り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Ｐｄ
ｐが負の場合には第１１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Ｐｄｐ
が零の場合、変換装置１１０と変換装置２１０は２点で
運転を行うことになシ、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２０ノと各
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１Ｏ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っている変換装置２１
０が故障等によシ運転を停止した場合、有効電力一定制
御を行つている変換装置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
、有効電力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つている変換装置２
１０は第１１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り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。

［発明の構成コ （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とで構成し、連系運転
を行っている各変換装置の該有気電力一定制御の出力信
号が該直流電圧一定制御の出力信号の下限値として入力
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、連系運転を行つている各変換
装置の該有効室カ一定制御の出力信号が該直流電圧一定
制御の出力信号の上限値として入力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
うにしたものである。

（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有効室カ
一定制御の出力信号がその変換装置の直流電圧一定制御
の出力信号の下限値として入力されている場合、直流電
圧基準値が他方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、残シの変換装置では有効室カ一
定制御によシ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有効室カー定制御の
出力信号が、その変換装置の直流電圧−定制御の出力信
号の上限値として入力されている場合、直流電圧基準値
が他方の変換装置の直流電圧基準値よシ小さく設定され
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室カ一定制御に
よシ有効電力を一定に制御する。

（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１０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てい
る。有効室カ一定制御の出力信号が直流電圧一定制御の
出力信号の上限値として入力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ｔｉ２１ｏは同
じ機能を遂行すＥｄを直流電圧基準Ｅｄｐと一致させる
よう制御する値が、有効電力指令ＰＡＰＲよりも小さけ
ればその値８２からの無効電力指令Ｑ、。、からインバ
ータ１０゜の通電時間幅を決定するダート信号を出力す
る。

変換装置１１０と変換装置２１０の有効電力基準Ｐｄｐ
と直流電圧基準Ｅｄｐと無効電力基準Ｑ、。、と有効電
力指令Ｐｒｅ　ｆは異なることが多い。このため、以降
変換装置１１０内のＰｄｐをＰｄｐｌ　’　Ｅｄｐ　ｔ
−Ｅｄｐ１’Ｑｒ＊ｆをＱｒｓｆ１□　ＰｒｅｆをＰｒ
ｅｆ１と呼び、変換装置２１°内のＰｄｐ　”　Ｐｄｐ
２ｓ　”ｄｐ　ｔ′Ｅｄｐ２＋　Ｑｒａｆ　ｆ−Ｑｒｅ
ｆ２ｓＰ　　をＰ　　にそれぞれ設定しているとする。

ｒ＠ｆ　　　　　ｒｅｆ２ 直流電圧基準Ｅｄｐ１と”ｄｐ２はどちらが小さくても
よいが、ここでは直流電圧基準Ｅｄｐ１が直流電圧基準
Ｅｄｐ２よシ大きく設定されているとして説明する。こ
の場合、有効電力基準Ｐｄｐ１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１１図と同様に縦軸に直流電圧Ｅｄｔｈとり
、横軸に変換装置１１０から変換装置２１０へ向う直流
電流Ｉ、を正として示しておシ、変換装置１１０と変換
装置２１０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の動作を示す実線のについて説明
する。直流電流！、が負の値から正の値になるに従りて
１点から２１点を経てｂ点までの直線上を移動する。こ
のとき変換装置１１０内のＡＰＲ９Ｊ　Ｏは有効電力基
準Ｐｄｐ１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ｌ、の積が有効電力基
準Ｐｄｐ１となるよう有効電力指令値ＰＡＰＲをＡＶ′
Ｒ９２０の出力信号の上限値として出力している。

しかし有効電力指令値ＰＡＰＲは、１点から２１点を経
て瓢点に至る直前までは有効電力Ｐが有効電力基準Ｐｄ
ｐ１以下であるため、変換装置１１０内の減算器９４の
出力が正となりておシ、演算増巾器９ノの作用により、
ＡＶＲ９２０が直流電圧Ｅ、を直流電圧基準値Ｅｄｐｌ
に等しくするよう制御した値よりも大きな値が出力され
ている。これによシ直流電圧Ｅ、を直流電圧基準値Ｅｄ
ｐ１に等しくするよう制御した値は上限値よりも小さい
のでその値がＰｒｅｆｌとしてｆ−）制御回路８１に出
力される。ｂ点からＸ点を経てＣ点に向かう動作は、変
換装置１１０がｂ点での直流電流以上に直流電流を変換
装置２１０に向って流そうとした場合、変換装置１１０
内のＡＶＲ９２０の制御による値は、その上限値として
入力されるＡＰＲ９１０の出力信号である有効電力指令
ＰＡＰＲよシ大きくなる。つまり、上限値である有効電
力指令ＰＡＰＲが有効電力指令Ｐ　　としｅｆ１ てダート制御回路８１１１Ｃ出力されることにより行わ
れる動作となっている。このため直流電圧Ｅ、を直３流
電圧基準Ｅｄｐ１とすることができなくなる。

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１１図の１点と２
１点を経てｂ点に至シ、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Ｉｄを
正としている。これは変換装置１１０が系統１００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ｌｉｔ
力として送シ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１
１０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
なりているとき逆変換動作を行っており、変換装置１１
０が逆変換動作を行っているとき順変換動作を行ってい
る。すなわち、変換器［Ｊ　１０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Ｉ
ｄ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
Φ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■４を負から正に向
かって大きくしていけば変換装置２１０内のＡＶＲ９２
０の作用によｐａ１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、と直流電流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点く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は連系されておシ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・とになる。これは変換装置１
１０は直流電圧Ｅ、を”ｄｐｌに上げようとし、変換装
置２１０が直流電圧ＥｄをＥｄｐ２　’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に向がって増やそ
うとする。しかし変換装置１１０の有効電力設定値Ｐｒ
ｅｆ１が正であることにより、変換装置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ＡＶＲ９１０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！、が
零となることによシｚ２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、ｉ）、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ＡＰＲ９１０の出力信号がＡＶＲ９２０の出力
信号の下限値として入力されている場合の実施例の構成
を説明する図で第４図はそ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Ｅｄｐ
２は変換装置１１０の直流電圧基準Ｅｄｐ、より大きく
設定されているとして説明する。ま九、説明の都合上、
変換装置１１０の有効電力基準Ｐｄｐ１も変換装置２１
０の有効電力基準Ｐｄｐ２も負の値としている。第４図
の実巌が変換装置１１０の動作を示しており１点線が変
換装置２１０の動作を示している。第４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５図と第６図はさらに別の実施例を説明する図である
。第５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６図は第５図の各変換装置
の動作を説明する図である。第５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
ており、３１０は変換装置を示している。変換装置３１
０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Ｅｄｐ３に設
定されておシ、直流電圧基準ＥｄｐはＥｄｐ３に設定さ
れておシ、無効電力基準Ｑ□、ＩｄＱ、、ｆ、に設定し
ている。

第６図は変換装置１１０と変換装置２１０と変換装置３
１０内の各ＡＰＲの出力信号が各ＡＶＲの出力信号の上
限値として入力されていて直流電圧基準がＥ４．〉Ｅｄ
ｐ２〉Ｅｄｐ、となるよう設定されておす、また各有効
電力基準Ｐｄｐ１　、Ｅｄｐ２およびＥｄｐ３が正の値
を設定されている状況を示している。第６図中＊ｍ■は
変換装置１１０の動作を示し、点線■は変換装ｒＩＬ２
１０の動作を示し、−点鎖巌■は変換装ｆｇ３１０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３１１）のみ直
流電流！、の向きを変換装＠１１０および変換装＠２１
０での直流電員！、の向きと逆にして描いである。変換
装［７１０と変換ｆ＆ｔｌＬｘ１ｏと変換装ｖｔ３１０
が連系して運転している場合、変換ｄｌｉｉＪ　Ｊ　Ｏ
の動作点は１１点となシ順変換を行って直流を流Ｉｄｌ
を流し、変換装［２Ｊ　Ｏの動作点は１２点となシ、順
変換を行って直流電流工ｄ２を流している。変換装置３
１０は直流電圧Ｅ、を”ｄｐ３に維持するとともに逆変
換を行りて直流電流工ｄｌと工ｄ２の和の直流電流工６
．。

を得ている。すなわち ｐ　：　（Ｉｄ、　＋　Ｉｄ２）　ｘ　Ｅｄ、。

で表わされる有効電力ｐｆ：系統３００に送シ出してい
る。

この運転状態で変換装置１ｉｉＪ　Ｉ　、ｏが運転を停
止しても、変換装置２１０と変換装置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３１０は１１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１１０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［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′１圧基準位Ｅｄｐを
等しく　Ｅｄｐｌに設定しておく方法である。

これによシ変換装置３１０が運転を停止した場合に変換
装置１１０と変換装置２１０のＡＶＲの作用により、両
変換装置とも直流電圧Ｅ、を”ｄｐｌにするよう動作し
、有効電力Ｐの授受を行わて、変換装置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、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とで揖成し、連系運転
を行っている各変換装置の該有効電力一定制御の出力信
号が該直流電圧一定制御の出力信号の下限値として入力
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
置の該有効電力ー定制御の出力信号が該直流電圧一定制
御の出力信号の上限値として入力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
となっても、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図は本発明による他の実施例の系統連系装置
の構成例を説明する図、第４図は第３図の実施例の動作
を説明する図、第５図は本発明による他の実施例を説明
する３台の電圧原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６図は第５図の実施例の動作を
説明する図、第７図は電圧原形自励式変換装置を説明す
る図、第８図は電圧原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９図は第８図
のインバータ主回路の動作原理を説明する図、第１０図
は系統連系装置の従来例の構成を説明する図、第１１図
は第１０図の従来例の系統連系装置の動作を説明する図
である。 １０・・・インバータ、２０・・・直流コンデンサ、３
０・・・連系リアクトル、４０・・・変圧器、６０・・
・直流リアクトル、７ノ・・・変流器、７２・・・直流
電圧検出器、７３・・・有効電力検出器、８１・・・ダ
ート制御９５・・・減算器、９６・・・有効電力基準設
定器、９７・・・直流電圧基準設定器、１００，２００
・・・交流系統、９１０・・・有効電力一定制御装置、
９２０・・・直流電圧一定制御装置。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 （ａ） 第 図 第 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とで構成し、該有効電力一定制御
   の出力信号を該直流電圧一定制御の出力信号の上限とし
   て入力し、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とで構成し、該有効電力一定制御
   の出力信号を該直流電圧一定制御の出力信号の下限値と
   して入力し、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。