JPH06261457A - 系統間電力融通制御装置 - Google Patents

系統間電力融通制御装置

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JPH06261457A
JPH06261457A JP5044789A JP4478993A JPH06261457A JP H06261457 A JPH06261457 A JP H06261457A JP 5044789 A JP5044789 A JP 5044789A JP 4478993 A JP4478993 A JP 4478993A JP H06261457 A JPH06261457 A JP H06261457A
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実 大辺
Tadashi Shibuya
忠士 渋谷
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速な系統間の電力融通と無効電力の補償を
同時にする。 【構成】 系統A,Bにリアクトルを介して直流側を共
通に接続した電圧形インバータ1A,1Bを接続し、イ
ンバータ1Aを、直流電圧設定VSetと有効電力P1L
の偏差を周波数制御系7Aにより増幅して直流電圧VDC
を一定制御し、インバータ1Bを、有効電力設定値P
Setと出力有効電力信号P2Iの偏差を周波数制御系7B
により増幅して有効電力を制御する。設定値PSetの極
性に応じてインバータ1Bは電力を系統Bに取込み又は
放出し直流電圧VDCを変動させようとするが、インバー
タ1Aはこの変動を補うように電力を系統Aに放出又は
取込み電圧一定制御しているので系統A,B間の電力融
通ができる。同時に、出力無効電力Q1I,Q2Lと負荷無
効電力Q1L,Q2Lとの偏差を電圧制御系8A,8Bで増
幅して出力無効電力Q1I,Q2Iを制御しているので、力
率調整がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、50HZ,60HZ電力
系統間の電力融通を行う系統間電力融通制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、系統間電力融通制御装置は図4に
示すように、電流形インバータ21、及び22を直流リ
アクトルLを共通にして交流側を系統A及びBに接続
し、インバータ10A及び10Bを制御して系統間の電
力融通を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
力融通装置は、サイリスタを使用した電流形インバータ
による他励方式となっているため、次のような欠点があ
る。
【0004】(1)有効電力の融通はできるが、無効電
力の補償制御ができない。このため力率調整装置を必要
とする。
【0005】(2)サイリスタの点弧遅れで遅れの無効
電力が発生する。
【0006】(3)電力の流れを逆にする場合、インバ
ータが電流形のため直流リアクトルの電流方向が急に変
化できないため制御速度が遅い。
【0007】本発明は、従来のこのような問題点を解決
すべくなされたものであり、その目的とするところは、
高速な制御ができ、かつ、有効電力の融通と無効電力の
補償が同時にできる系統間の電力融通制御装置を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における系統間電力融通制御装置は、各系統
に接続されるリアクトル、変圧器、電圧形インバータか
らなる各変換装置の直流側を接続したAC−DC−AC
変換装置と、直流電圧設定値と出力有効電力信号との偏
差を増幅して一方のインバータの周波数を制御し直流電
圧を一定にする直流電圧制御回路と、融通する有効電力
設定値と出力有効信号との偏差を増幅して他方のインバ
ータの周波数を制御しその出力有効電力を制御する有効
電力制御回路とからなるものである。
【0009】有効電力制御回路は、直流電圧設定値と直
流電圧信号との偏差を増幅する直流電圧制御系と、前記
直流電圧制御系の出力と、有効電力のマイナスの設定値
と有効電力信号との偏差とを増幅し前記一方のインバー
タの周波数を制御する第1の電力制御回路と、前記直流
電圧制御系の出力と有効電力のプラスの設定値と有効電
力信号との偏差とを増幅し前記他方のインバータの周波
数を制御する第2の電力制御回路とにより構成すること
もできる。
【0010】また、無効電力制御するには、系統負荷の
無効電力信号をインバータ出力の無効電力信号との偏差
を増幅して出力の無効電力を負荷の無効電力と等しくな
るように各インバータの出力電圧制御する各無効電力制
御回路系統負荷の無効電力信号をインバータ出力の無効
電力信号との偏差を増幅して出力の無効電力を負荷の無
効電力と等しくなるように各インバータの出力電圧制御
する各無効電力制御回路を設ける。
【0011】
【作用】インバータの周波数調整により有効電力制御が
できる(公知)ので、直流電圧設定値と出力有効電力信
号との偏差を増幅して一方のインバータの周波数を制御
すると出力有効電力が制御されインバータの直流電圧は
一定に制御される。
【0012】また、有効電力設定値と出力有効電力信号
との偏差を増幅して他方の系統のインバータの周波数を
制御すると設定値の極性に応じて電力を取込み又は放出
し直流電圧を変化させる。直流電圧一定制御している一
方のインバータはこの直流電圧の変化を補う形で電力を
放出又は電力を取込む動作をするので、系統間の電力融
通ができる。
【0013】また、第1,第2の電力制御回路を用いた
場合、この第1,第2の回路には夫々同量異極性の有効
電力設定値と夫々のインバータの出力有効電力信号との
偏差を増幅して周波数制御をするので、各インバータは
一方が電力放出すると他方が電力取込む動作をするの
で、電力融通される。有効電力設定値がない場合は直流
電圧制御系の出力により直流電圧一定制御がなされる。
【0014】無効電力制御回路について、インバータを
電圧調整すると無効電力の制御ができる(公知)ので、
負荷の無効電力信号とインバータ出力の無効電力信号と
の偏差を増幅して各インバータの出力電圧を制御すれば
インバータの無効電力は負荷の無効電力と等しくなるよ
うに制御されるので無効電力が補償される。
【0015】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0016】実施例1 図1について、1A,1Bは系統A,Bに夫々リアクト
ルL、変圧器TRを介して接続され直流側が互いに共通
に接続された電圧形インバータ、2AはPT,CTにて
検出した系統Aの負荷電流の電圧、電流及びCTで検出
したインバータ1Aの電流から系統Aの負荷有効電力P
1L、無効電力Q1L及びインバータ1Aの出力有効電力P
1I、無効電力Q1Iを検出する電力検出回路、2Bは同様
にして系統Bの有効電力P2L、無効電力Q2L、インバー
タ2Aの有効電力P2I、無効電力Q2Iを検出する電力検
出回路。
【0017】3はインバータ1A,1Bの直流電圧を検
出し直流電圧VDetを出力するDC/DC変換器、4A
はインバータ1Aの制御部で、直流電圧設定VSetと出
力有効電力P1Iとの偏差を増幅する周波数制御系7A
と、インバータ1Aの出力無効電力Q1Iと系統Aの無効
電力Q1Lとの偏差を増幅する電圧制御系8Aと、周波数
制御系7A及び電圧制御系8Aの出力が入力する移相器
10と、移相器10の出力が入力しインバータ1Aを制
御するゲート制御回路11Aで構成されている。
【0018】4Bはインバータ1Bの制御部で、融通す
る有効電力設定PSetと出力有効電力P2Iの偏差を増幅
する周波数制御系7Bと、出力無効電力Q2Iと系統無効
電力Q2Lとの偏差が入力する電圧制御系8Bと、周波数
制御系7B及び電圧制御系8Bの出力が入力する位相器
10Bと、移相器の出力が入力しインバータ1Bを制御
するゲート制御回路11Bで構成されている。
【0019】次に、上記実施例1の動作について説明す
る。インバータを系統に接続してインバータの周波数調
整すると有効電力制御ができ、インバータの電圧調整す
ると無効電力の制御ができることは公知である。
【0020】周波数制御系7Aは直流電圧設定VSet
インバータ1Aの出力有効電力P1Lとの偏差を増幅し、
位相器10A、ゲート制御回路11Aを介してインバー
タ1Aの周波数を制御して直流電圧VDCを一定に制御す
る。
【0021】周波数制御系7Bは融通する有効電力設定
値PSetと出力有効電力P2Iとの偏差を増幅し、位相機
器10B、ゲート制御回路11Bを介してインバータ1
Bの出力有効力P2Iを設定値PSetに応じて任意に出力
しうるようにインバータ1Bの周波数を制御する。しか
して、系統Bから系統Aへ電力融通する場合は、インバ
ータ1Bに有効電力P2Iが流れ込むように有効電力設定
Setをマイナスに設定する。これによりインバータ1
Bは系統Bから電力を受け直流電圧VDCを上昇させる。
【0022】一方、インバータ1Aは直流電圧VDCが一
定制御されているので、インバータ1Bで受け取った電
力量を系統Aに放電して直流電圧VDCが一定となるよう
に出力有効電力P1Lが制御される。これにより系統Bか
らAへ設定されたとおりの電力が融通される。また、系
統Aから系統Bへ電力融通する場合は、インバータ1B
から系統Bへ有効電力P2Iが流れ込むように有効電力設
定PSetを設定する。これによりインバータ1Bは周波
数制御されて系統Bに電力を放出する。このため直流電
圧VDCが低下し、これをインバータ1Aで補う制御とな
り、系統Aからインバータ1Aに電力P2Iが供給され、
系統AからBに設定された電力が融通される。
【0023】無効電力を補償は、直流電圧VDCが一定の
ためインバータ1A,1Bの出力電圧の調整は電圧制御
系8A,8Bの出力を位相器10A,10Bに入力して
インバータ1A,1Bの通流幅を調整し出力電圧を制御
して無効電力制御をする。
【0024】なお、系統AとBを等電力とする場合は、
インバータ1,1B間の電力を互いの系統電力P1L,P
2Lの差の50%融通すればよいので、図2に示すよう
に、インバータ1Bの有効電力設定をPSet=(P1L
2L)/2にすれば自動的に等配分の有効電力制御を行
うことができる。
【0025】実施例2 図3について、実施例1の図1に示したものと同一構成
部分は同一符号を符してその重複する説明を省略する。
6は直流電圧設定VSetと直流電圧VSetとの偏差を増幅
する直流電圧一定制御系。
【0026】7A′は直流電圧一定制御系6の出力と、
融通する有効電力設定PSetを反転器9で反転させたマ
イナスの有効電力設定−PSetとインバータ1Aの出力
有効電力P1Lとの偏差を増幅し位相器10Aに出力する
周波数制御系。
【0027】7′Bは直流電圧一定制御系6の出力と、
プラスの有効電力設定+Set及びインバータ1Bの出力
電力P2Iとの偏差を増幅し位相器10Bに出力する周波
数制御系、その他の構成は図1のものと同じである。
【0028】次に、実施例2の動作について説明する。
直流電圧設定Vsetと直流電圧VDetとの偏差を増幅する
直流電圧一定制御系6の出力は周波数制御系7A′,7
B′に入力しているので、2台のインバータ1A,1B
は直流電圧VDCが一定になるように制御される。
【0029】さらに、周波数制御系7A′は反転器9で
反転したマイナス有効電力設定−PSetとインバータ1
Aの有効電力P1Lとの偏差を増幅して周波数制御し、ま
た、周波数制御系7B′は有効電力設定+PSetとイン
バータ2Bの有効電力P21Lとの偏差を増幅して周波数
制御をする。
【0030】有効電力設定PSetのないときはインバー
タ1A,1Bは直流定電圧制御で動作するので、直流電
圧VDCは一定になる。しかして、系統Aから系統Bに電
力融通する場合は、設定器の有効電力設定PSetをプラ
スにする。これにより周波数制御系7A′,7B′にマ
イナス設定、プラス設定がなされインバータ1A,1B
が周波数制御されるので、インバータ1Aは系統Aより
電力を受け直流側に放出するように動作し、インバータ
1Bはこの電力を取り込んで系統Bに放出するように動
作し、電力が系統AからBに融通される。また、系統B
から系統Aに電力を融通する場合は、設定器の有効電力
設定PSetをマイナスに設定する。これにより周波数制
御系7A′及び7B′に設定される有効電力設定は上記
と逆にプラス設定及びマイナス設定となるので、電力の
流れ方向が変わり系統Bから系統Aに電力が融通され
る。なお、無効電力制御及び両系統電力の等電力制御は
実施例1と同様にできる。
【0031】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【0032】(1)電圧形インバータを使用しているの
で、大きな電流源がなく、高速な制御ができる。
【0033】(2)請求項1のものは、有効電力の融通
制御において、インバータの1台は直流電圧一定制御、
他の1台は出力の有効電力制御としているため、インバ
ータ間での干渉がなく安価に高速な制御ができる。
【0034】(3)請求項2のものは、直流電圧一定電
圧制御系の出力が両方のインバータの周波数制御系に共
通に入るため、融通する電力設定を零として1台のイン
バータが停止していても他方のインバータで無効電力の
補償を行うことができる。
【0035】(4)請求項3のものは、有効電力の融通
と無効電力の補償が同時にできるので、力率調整装置が
不要となり装置が小型化され経済的である。
【0036】(5)電気鉄道等で使用されるスコットト
ランスの2次側に本装置を使用すると、トランスのT
座,M座の二次巻線は無効電力はなくまた等電力となる
ため系統側の三相電力は平衡化できる。また無効電力が
流れないため電圧変動が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1を示す回路図。
【図2】実施例1における電力設定例の説明図。
【図3】実施例2を示す回路図。
【図4】従来例を示す回路図。
【符号の説明】
1A,1B…インバータ 2A,2B…電力無効電力検出回路 3…DC/DC変換器 4A,4B,5A,5B…インバータの制御部 6…直流電圧一定制御系 7A,7A′,7B,7B′…周波数制御系 8A,8A′,8B,8B′…出力電圧制御系 10A,10B…位相器 11A,11B…ゲート制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異系統の電力をインバータ装置を使用し
    て電力融通と無効電力補償をするシステムにおいて、 各系統に接続されるリアクトル、変圧器、電圧形インバ
    ータからなる各変換装置の直流側を接続したAC−DC
    −AC変換装置と、 直流電圧設定値と出力有効電力信号との偏差を増幅して
    一方のインバータの周波数を制御し直流電圧を一定にす
    る直流電圧制御回路と、融通する有効電力設定値と出力
    有効信号との偏差を増幅して他方のインバータの周波数
    を制御しその出力有効電力を制御する有効電力制御回路
    とからなる有効電力制御回路と、 を備えてなることを特徴とした系統間電力融通制御装
    置。
  2. 【請求項2】 異系統の電力をインバータ装置を使用し
    て電力融通と無効電力補償をするシステムにおいて、 各系統に接続されるリアクトル、変圧器、電圧形インバ
    ータからなる各変換装置の直流側を接続したAC−DC
    −AC変換装置と、 直流電圧設定値と直流電圧信号との偏差を増幅する直流
    電圧制御系と、 前記直流電圧制御系の出力と、有効電力のマイナスの設
    定値と有効電力信号との偏差とを増幅し前記一方のイン
    バータの周波数を制御する第1の電力制御回路と、 前記直流電圧制御系の出力と有効電力のプラスの設定値
    と有効電力信号との偏差とを増幅し前記他方のインバー
    タの周波数を制御する第2の電力制御回路と、 を備えてなることを特徴とした系統間電力融通制御装
    置。
  3. 【請求項3】 系統負荷の無効電力信号をインバータ出
    力の無効電力信号との偏差を増幅して出力の無効電力を
    負荷の無効電力と等しくなるように各インバータの出力
    電圧制御する各無効電力制御回路を備えていることを特
    徴とした請求項1又は2記載の系統間電力融通制御装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001028887A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2014212611A (ja) * 2013-04-18 2014-11-13 株式会社日立製作所 電力融通システム、電力融通装置、および電力融通方法

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JP2001028887A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2014212611A (ja) * 2013-04-18 2014-11-13 株式会社日立製作所 電力融通システム、電力融通装置、および電力融通方法

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