JPH06508740A

JPH06508740A - サイリスタ制御された直列コンデンサによるバーニア制御システム

Info

Publication number: JPH06508740A
Application number: JP5510906A
Authority: JP
Inventors: ラーセン、　アイナー　ヴィー．; クラーク、　カラ
Original assignee: イレクトリク　パワー　リサーチ　インスティテュート
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-09-29
Also published as: AU3134293A; WO1993012567A1; AU660058B2; EP0571598A4; US5202583A; CA2104006A1; CA2104006C; EP0571598A1

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】サイリスタ制御された直列コンデンサによるバーニア制御システム発明の背景本発明は一般に実質的に誘導形送電線に直列のサイリスク制御直列コンデンサに関し、特に、次同期発振（ｓｕｂｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ）や直流（ＤＣ）オフセットを減衰するための交流（Ａ　Ｃ）電力分配システムにおいて使用できるサイリスタ制御直列コンデンサシステムの安定なバーニア動作のための方法および装置を含む、点弧制御システムに関する。

電力送電システムにおける次同期発振やＤＣオフセットを減衰するために、幾種類かのシステムが提案されている。例えば、ヒンゴラ一二（Ｈｉｎｇｏｒａｎｉ）の米国特許第４２９２５４５号は送電線に直列のサイリスタ制御コンデンサを開示している。このヒンゴラ一二のシステムはコンデンサ電圧のゼロクロッシング後の所定時間におけるサイリスクバルブの点弧を使用している。また、このヒンゴラ一二の°　５４５号特許の分割出願である、ヒンゴラ一二の米国特許４４３４３７６号においては、上記の概念がコンデンサ電圧のゼロクロッシング後の可変の時間における点弧にまで拡大されている。このヒンゴラ一二の°　３７６号特許では、ＡＣ電カシステムネットワークの電圧または電流の周波数測定に基づいて、点弧時間が比較的遅く調節されている。さらに、同ヒンゴラ−二の米国特許第４３５５２４１号においては、直列リアクタンス間の過電圧に呼応してサイリスタバルブをトリガーすることによる過負荷保護が付加されている。この直列リアクタンスは複数の同調回路がら成り、その各々が電力システムの望ましからぬ別々の次同期周波数に同調できるので、正常なシステム周波数が妨害されない。

しかしながら、これらヒンゴラー二により提案された′５４５号、゛　３７６号および゛　２４１号の特許（以下、これらを総称して「ヒンゴラーニ」とする）におけるシステムの重大な欠陥として、前記直列コンデンサの電圧が最終的に所望のレベルに到達する前に幾段階がのサイリスタバルブの点弧動作を必要とすることが挙げられる。

さらに、このヒンゴラ一二システムにおいては、所望レベルへの到達後に、その所望値をオーバーシュートすることが一般である。以下、ヒンゴラ一二システムの他の不都合点についてさらに述べる。

ｒＡＣ送電システムに関する無効電力制御の従来および新規方法についてのケーススタディ」と題するジエイ。

ジエイ、ビサヤチル（Ｊ、ＪＪｉｔｈａｙａｔｈｉｌ）等の１９８８年の論文においては、直列コンデンサをまたぐ誘導子の半伝導性を利用することにより、前記直列コンデンサの効果的な補償レベルが実質的に変化できることが示唆されている。ビサヤチルはまた、前記システムが、電力システムの安定化に有効であろうと述べている。しがしながら、前記ビサヤチルの誘導子はスタティックＶＡＲ補償器のサイリスタ制御リアクトルを制御する方法と同じ方法により制御され、前記ヒンゴラ一二システムと本質的に同一である。すなわち、これらヒンゴラ一二およびビサヤチルの両システムはコンデンサ電圧のゼロクロッシング時間から由来するタイミング信号に基づいている。

また、ビサヤチル方式では、コンデンサをまたぐ実際は完全な正弦波形ではない電圧の完全な正弦波形を推定することによって、点弧時間を決定する操作が含まれている。

また、「可変インピーダンスによる改良された直列補償」と題するエヌ、クリストル（Ｎ、Ｃｈｒｉｓｔｌ）等の１９９０年の論文においては、以下に述べるような「バーニヤ」モードと類似の「サイリスクコントローラ」モードが記載されており、クリストルは、制御変数としての点弧遅延角を使用することから生じる幾っがの波形を示している。

すなわち、これらヒンゴラ一二、ビサヤチルおよびクリストルの従来システムの各々は、単にサイリスタ制御された直列コンデンサシステムー−サイリスタバルブの点弧動作が、コンデンサ電圧のゼロクロッシングの実際、あるいは合成された時間のいずれかにより決定された時間に基づいているシステムーーを開示しているにすぎない。このようなシステムでは、電力送電システムにおける次同期発振やＤＣオフセットの高速で高精度な減衰を実行することができず、また、各点弧システムの応答が遅いという問題がある。

したがって、これらの従来システムはいずれも、実際のコンデンサ電圧が命令信号に対して速やかに応答し得るような、サイリスタ制御直列コンデンサの安定な制御手段を提供することが困難である。さらに、これらの従来システムでは、サイリスタ上のデユーティを精度良く制御することができない。加えて、このような従来システムは送電線電流の乱れによって、コンデンサ電圧が所望の設定からドリフトしやすいという問題がある。

而して、上記のような制約および不都合点の影響を受けずまた解消し得るような、次同期発振やＤＣオフセットを減衰するために電力送電システムに用いられる、サイリスタ制御直列コンデンサの安定なバーニヤ動作のための改良された点弧制御システムが必要とされている。

発明の概要送電線と直列のサイリスタ制御直列コンデンサ（ＴＣ８Ｃ）の安定なバーニヤ動作のための方法および装置を含む点弧制御方式が、モニタされたコンデンサ電圧および配線電流に基づく位相制御点弧を使用する。前記ＴＣ８Ｃシステムは前記直列コンデンサに並列のサイリスタ切替式誘導形転流回路を備えている。ＴＣ３Ｃシステムのバーニヤ動作は、前記転流回路を切り替えてその間にサイリスタバイパス電流を流すために必要とされる点弧角を予測することによって与えられる。この場合の電流パルスにより、電圧の交流オフセット成分が、正常な電圧成分に加えて、前記直列コンデンサ間に生じる。このとき、各電流パルスはコンデンサ電圧を電流パルスの積分値に比例して変化させる。したがって、ＴＣ８Ｃシステムは高位のコントローラがらのオフセット命令に速やかに応答し、バイパスサイリスタ上のデユーティを精度良く制御してサイリスタの損傷を最小限に抑え、がっ、コンデンサ電圧の配線電流の乱れによる所望設定がらのドリフトを防止する。

本発明の総括的な目的は、次同期発振やその間に発生する望ましからぬＤＣオフセットを減衰するためにＡＣ送電配線中に使用されるサイリスタ制御直列コンデンサシステムを制御するための改良された方法を提供することである。

本発明の他の目的は、改良されたサイリスタ制御直列コンデンサシステムと、このシステムと共に使用する改良されたバーニヤコントローラとを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、点弧命令に対して速やかに応答し、サイリスクの損傷を最小限に抑え、がっ、電力システムの変調時においてもコンデンサ電圧を所定レベルに維持できるように、サイリスタ制御直列コンデンサシステムを安定に制御するための手段を提供することである。

なお、本発明は上記の特徴および目的ついて、個別にかつ総括的に、関連するものである。また、本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、以下の記載および図面を参照することにより、当業者において容易に明白となると考える。

好ましい実施態様の詳細な説明第１図は、パワーシステム若しくはグリッド２２において生じる不所望の次同期発振および不所望のＤＣオフセットを減衰するための本発明に従って構成されたサイリスタ制御直列コンデンサ（Ｔ　ＣＳ　Ｃ）システム２０の一実施例を示す。パワーシステム２２は、Ｔｃ８ｃシステム２０をパワーシステム２２と負荷２６とにそれぞれ直列に連結するセグメント２４ａおよび２４ｂとを有する送電線２４を備えている。配線電流■、はパワーシステム２２から負荷２６への電力の流れの方向を示している。

このＴＣＳＣシステム２０は、送電線２４と直列のコンデンサ（Ｃ）３０と、このコンデンサ３０と並列の誘導形転流回路３２とを備えている。なお、コンデンサ３０は既知の容量性リアクタンスをＩｃ有するキャパシタバンクとして結合している複数の分離トランジスタであってもよい。また、転流回路３２は誘導子（Ｌ）３４等の誘導性成分と、この誘導子３４に直列のサイリスタスイッチまたはバルブ３５とを備えている。さらに、このサイリスタバルブ３５は２個の並列対向型ダイオード３６ａおよび３６ｂを備えており、以後、これらについては、特に記載のない限り、総称してサイリスタ３６とする。さらに、前記転流回路３２はコンダクタセグメント３８ａ、３８ｂおよび３８ｃを備えており、それぞれ図示の如く、誘導子３４およびサイリスタバルブ３５とコンデンサ３０および送電線２４とを連結している。加えて、第１図においては、以下のような変数が示されている。すなわち、ＩＬは送電線２４を通過する配線電流を示し、Ｖｃはコンデンサ３０をまたぐ実際の電圧であり、Ｉｃはコンデンサ３０を通過する電流であり、■□は誘導子３４およびサイリスタバルブ３５を流れるバイパスサイリスタ電流パルスを示している。

さらに、Ｔｃ８ｃシステム２０は電圧計４０等の電圧モニタあるいはセンサを備えており、直列コンデンサ３０をまたぐ電圧をモニタするようになっている。この場合、電圧センサ４０はモニタした実際のコンデンサ電圧Ｖｃに応じて、計測されたコンデンサ電圧ｖｃＭ信号４２を発生する。また、電流計４４等の配線電流モニタあるいはセンサが送電線セグメント２４ａを流れる配線電流ＩＬをモニタする。この場合、配線電流センサ４４はモニタした配線電流ＩＬに応じて計測された配線電流Ｉ　ＬＭ倍信号発生する。この場合、コンデンサ電圧ＶＣＭおよび配線電圧■、は各半サイクル毎に計測されるのが好ましい。

転流回路３２は、バイパスサイリスタスイッチ３５が点弧命令または点弧パルス信号４８に応じて点弧して導通状態となった時に、その回路中にサイリスタ電流パルスを送通する。この転弧動作は、好ましくはコンデンサ電圧のゼロクロッシングよりも先に、直列コンデンサ３０間に交流オフセット電圧成分を生じる。第２図に示すように、Ｔｃ８ｃシステム２０はさらにバーニヤコントローラ５０等の制御手段を含む。このコントローラ５０は点弧予測装置５１等の点弧予測手段を有しており、この手段は、上記の計測配線電流■、信号４６、計測コンデンサ電圧■ｃ１信号４２および以下に述べるような他の信号を受け取り、これらから、点弧パルス信号４８がコントローラ５０によってサイリスクスイッチ３５に供給される当面の点弧時間を予測する。本記載から明らかなように、バーニヤコントローラ５０は、主にハードウェア中に、または、主にソフトウェア中に具備されていてもよく、あるいは、当業者により知られるハードウェアとソフトウェアとの種々の等価な組合わせにより構成されていてもよい。

前記バーニヤコントローラ５０の動作の詳細を説明する前に、まず、第３Ａ〜３０図の波形を参考にして、ＴＣ８Ｃシステム２０の動作を簡単に説明する。これらのグラフはコンデンサ電圧の２０％バーニヤ制御を伴う安定状態動作に対応する変数値の単位（ｐｕ）値を示しており、前記動作は以下に述べるような方法により与えられる。第３Ａ図において、実際のコンデンサ電圧Ｖｃは。

サイリスタの点弧動作無しで完全な正弦波の配線電流１１を伴うという条件下に存する正常なコンデンサ電圧成分Ｖ。Ｎを含んでいる。前記コンデンサ電圧Ｖｃと正常なコンデンサ電圧成分ｖｃＮとの差異は、第３Ｃ図に示めすオフセット成分Ｖ。□によって与えられる。サイリスタ電流■１の各パルスは、第３Ｂ図示の如きＩアミ原パルス下でのｒＡＳＰＪにラベル化された領域に対応して、アンプセカンド（ａｍｐｓｅｃｏｎｄｓ　：ＡＳＰ）の単位毎の電流エアの積分値に比例する実際のコンデンサ電圧Ｖｃにおける変化を引き起こす。以下のバーニヤコントローラ５０の動作についての記載は、ＴＣ８Ｃシステム２０の制御方法、ならびに、コンデンサ３０への所定の電圧オフセットの誘導方法をも開示するものである。

第２図に戻って、コントローラ５０は主にマイクロプロセッサをベースとするソフトウェア構成として示されている。コントローラ５０はシンクロナイザで構成し得る同期化手段あるいは位相固定（ｐｈａｓｅ　１ｏｃｋｅｄ）ループ装置（ＰＬＬ）５２等の位相固定ループ手段を備えている。

このＰＬＬ５２はモニタ配線電流ＩＬＭ信号４６を使用して配線電流■、と同期する第１タイミング基準信号５４を生成する。なお、ＰＬＬ５２は当業者により知られる構造的に等価なハードウェアおよびソフトウェアの種々の形態により実施可能である。

点弧予測装置５１はＴＣ８Ｃパラメータ予測装置等のＴＣＳＣパラメータ予測手段を備えており、この手段は、ＴＣ５Ｃシステム２０を流れる電力に関係する当面の変数またはパラメータの値を予測する。図示の実施例においては、ＴＣ８Ｃパラメータ予測手段はコンデンサ電圧（Ｖｃ）予測装置５５等のコンデンサ電圧予測手段から成っており、この手段は計測された配線電流■、および計測されたコンデンサ電圧ｖｃ＆ｌから当面の初期コンデンサオフセット電圧（ＶＯＩＭ）の値を予測する。また、ＶＣ予測装置５５は、変換様式またはルーチン（ＩＤＣＲ）５６を実行するべく具備されプログラムされた変換装置等の、変換手段を含んでいる。前記ＸＤＣＲ５６Ｇま上記Ｔ　ＬＭ信号４６とＰＬＬ５２により発生された第２タイミング信号５８とを受け取る。なお、図示の実施例ζこおいては、前記第２タイミング信号５８番ま信号５４と同一であるが、用途によっては、これらのタイミング（３号５４および５８が異なる値を有する方力（有利な場合もある。さらに、前記タイミング信号５８とＩＬＭ信号４６とから、ＸＤＣＲ５６は変換された配線電流の大きさくＡＬＭＡＧ）を決定して、対応する変換配線電流量信号６０を供給する。また、ＸＤＣＲ５６は配線電流のオフセット成分（ＡＬＯＰ）を決定して、対応する計潴１配線電流オフセット成分信号６２を供給する。なお、ＸＤＣＲ５６は当業者により知られる種々の構造的に等価な／’％　−ドウエアおよびソフトウェアの形態により実施することが可能である。

さらに、上記Ｖｃ予測装置５５の一部力（ＰＬＬ５２の一部によって構成され、正弦波状ｃｏｓΦ、関数を決定し、これに応じて、対応するｃｏｓΦ、信号６４を供給する。ｃｏｓΦ、関数は、上記タイミング信号５４１こ文寸応する配線電流■、の波形上の瞬間の点を現す。また、その角度Φ、は、タイミング信号５４力＜ＰＬＬ５２力１ら生じる時に予測若しくは推測されるＡＣ配線電流■、の角度を現す。次いで、既知のコンデンサ３０の容量性１ノアクタンスＸｃの値が、ｘＣゲインプロ・ツク６６として示される容量性リアクタンス算定ルーチン若しくは装置等の算定手段によって、ｃｏｓΦ、関数の信号６４と掛は合わされて、算定ｃｏｓΦ、関数（ＸｃｃｏｓΦＬ）信号６８が与えられる。

また、Ｖｃ予測装置５５は積算関数ブロック７０として示される積算手段を備えている。この積算関数ブロック７０は上記ＡＬＭＡＧ信号６０と（ＸｃｃｏｓΦ Ｌ）信号６８とを受け取り、これらを掛は合わせて、正常なコンデンサ電圧ＶＣＨの予測値を提供する。このようにして予測された正常なコンデンサ電圧ＶｃＮの値は上記サイリスタバルブ３５（第３Ａ図参照）の点弧動作が全く無い状態において期待されるコンデンサ電圧値である。例えば、安定状態において、ＡＬＭＡＧ信号６０と容量性リアクタンスＸｃが各々一定であれば、ＶｃＮは正弦波波、形となる。さらに、積算ブロック７０はこのように予測されたＶい値に対応する■。信号７２を発生する。したがって、以上付加的に述べたＶｃ予測装置５５の部分は、モニタされた配線電流■、からＶｃＮを決定するための正常コンデンサ電圧決定装置として総称的に呼ぶことができる。

さらに、Ｖｃ予測装置５５は電圧オフセットＶ。□比較器７４等の比較手段を備えている。このＶ。□比較器７４は計測コンデンサ電圧ＶＣＭ信号４２と予測正常コンデンサ電圧ｖｃ１１信号７２（第３Ａ図および３０図参照）との間の差異からコンデンサ電圧Ｖｃのオフセット電圧成分■。□を決定する。前記比較器７４はこの差を計測初期オフセット（ＶＯＩＭ）信号７６を生成することにより表現し、この信号もまたＶｃ予測装置５５の出力となる。

したがって、Ｖｃ予測装置５５は、電流センサ４４がら得たモニタ配線電流値Ｉ　ＬＭと電圧センサ４ｏがら得たモニタコンデンサ電圧ＶＣＭとがら、初期コンデンサオフセット電圧ＶＯＩＭを予測する。つまり、図示のＶｃ予測装置５５はＰＬＬ５２におけるＣＯ８Φ、信号６４およびタイミング信号５８、Ｘｃゲインブロック６６、積算ブロック７０、ＸＤＣＲ５６およびＶ　ＯＦ、比較器７４を与える部分を含む。

オフセット電圧成分Ｖｏ□をサイリスタバルブ３５の点弧に先立って知ることにより、必要とされる点弧角が直接決定され、その結果において生じるサイリスタバルブ３５を流れるサイリスタ電流■アのパルス端部において、所望のコンデンサ電圧オフセットＶ。２．が得られる。

このような所望の電圧オフセットを得るための点弧角はＴＣ８Ｃシステム回路の物理的パラメータを知ることにより容易に得ることができ、このパラメータは、主に、コンデンサ３０の容量および誘導子３４のインダクタンスしである。さらに、このような処理を実行するために、点弧装置５１は、２−Ｄテーブル・ルックアップテーブル回路あるいはプログラマブル・データ記憶装置７８等の、データ記憶手段またはメモリルックアップ手段を備えている。この場合、これらパラメータの相関関係については、前記ルックアップ回路若しくはプログラム７８中に予め計算およびプログラムしておくことができる。

前記ルックアップ回路またはプログラム７８は、当業者において知られるプログラムアレイ、レジスタ、ラッチ、若しくは、他の構造的に等価なデータ記憶および検索のプログラムあるいは装置であってもよい。このルックアップ回路またはプログラム７８は予測された点弧角を決定し、上記ＶＯＩＭ信号７６がら予測された点弧角（ＢＥＴＡＰ）信号８０と所望とされる最終的なコンデンサ電圧オフセット値ＶＦＯＬに対応する所望の最終オフセット（Ｖ　Ｆ　ＯＬ）信号８２とを与える。

このようなバーニヤコントローラ５ｏにおける部分はこのコントローラの予測機能を示しており、この機能は、これまでのヒンゴラ一二等のシステムを含む従来システムに優る高性能を実現している。さらに、位相制御型のサイリスタ点弧方式、すなわち、正常なゼロクロッシング点弧時間後の当面の所定時間にサイリスタバルブ３５を点弧する方式は、ＴＣ８Ｃシステム２ｏの好適なバーニヤ制御を与える。なお、この場合のバーニヤ動作とは、電圧波形全体にわたって連続的にコンデンサ電圧Ｖｃを調節しかつ制御することをいう。

さらに、点弧予測装置５１は、サイリスタ３６の最大デユーティを制限するためにＶＦＯＬ信号８２を制限するための、リミッタ８４等の制限手段を備えている。この場合、制限されるＶＦＯＬ信号８２はＶＯＩＭ信号７６と最終オフセット指定（Ｖ　Ｆ　００）または命令信号８５との差に基づいている。このＶＦＯＯ命令信号８５は高位レベルコントローラ８６により発生され得るコンデンサ電圧Ｖｃに対する指定オフセットに対応している。

また、前記高位レベルコントローラ８６は、ＴＣ８Ｃシステム２０間の所望の電圧低下を得るべく、例えば、パワーシステム２２のシステムディスパッチャによって与えられ得る。さらに、高位レベルコントローラ８６の他の例としては、負荷２６がパワーシステム２２に対して現出するように制御するための工業用負荷制御装置（図示せず）が挙げられる。

また、必要に応じて、ＶＦＯＯ命令信号８５を変形して、送電線２４やパワーシステム２２により見られる如く、ＴＣ８Ｃシステム２０に抵抗成分を加えることによりＴＣ３Ｃシステムの性能を高めることも可能である。

さらに、このような性能向上を実現するために、図示のコントローラ５０は抵抗作用（ＲＰ　Ｕ）モジュレータ８７等の抵抗性モデリングモジュレータ手段を備えて、上記高位レベルコントローラ８６からのＶＦＯＯ命令信号８５を変調する。つまり、前記抵抗作用モジュレータ８７は、ＴＣ５Ｃシステム２０の全体的な動作を送電線２４における抵抗に疑似化せしめるように、ＶＦＯＯ命令信号８５を変調する。

而して、前記ＲＰＵモジュレータ８７はＡ　Ｌ　ＯＰ信号６２を受け取り、この信号６２をＲＰＵゲイン値と掛は合わせる。なお、ゲイン値は所望の抵抗作用の大きさを現すものである。このようにして、抵抗作用モジュレータ８７は変調電圧（ＤＶＦＲ）信号８８を供給する。次イテ、ＶＦＯＯ命令信号８５とＤＶＦＲ信号８８とが加算回路またはルーチン９０等の加算手段により加え合わされて、最終オフセット電圧（Ｖ　Ｆ　Ｏ）信号９２が生成される。なお、このような付加的なりＶＦＲ信号８８を伴わずとも、最終オフセット電圧ＶＦＯ信号９２が上記指定最終オフセット電圧ＶＦＯＯ信号８５に対応し得ることは明白である。

さらに、図示のリミッタ８４はＶＦＯＬ信号８２を、上記の初期ＶＯＩＭ信号７６と最終ＶＦＯ信号９２との差に基づく最大限界値まで制限する。このような制限機能はサイリスタ３６ａおよび３６ｂ上に課せられたデユーティの直接的かつ所望の制御を有利に供与する。この場合、上記サイリスタ電流ＩアのパルスのアンプセカンドＡＳＰ値がパルスの存続期間にわたってコンデンサ電圧Ｖｃにおける変化に直接関係しているために（第３Ｂ図参照）、上記サイリスタのデユーティが制限される。

なお、このようなサイリスタデユーティを制限する用途においては、他の種の制限機能が利用可能であることは明白である。

また、必要に応じて、バーニヤコントローラ５０は電圧予測エンハンサ（ＧＬＯＰ）９６等の周期内電圧予測性向上手段を備えることが可能であり、この手段により、初期コンデンサオフセット電圧ＶＯＩＭの予測効果を高めて、上記サイリスタ電流パルス間の所定の周期内においてＶＯＩＭの値を予測する。この場合、ＧＬＯＰ９６はＡＬＯＰ信号６２を受け取り、これをＧＬＯＰゲイン値と掛は合わせる。ＧＬＯＰ９６の出力は所望のあるいは予測されたコンデンサ電圧（ＤＶＣＮＯ）信号９８であり、この信号は、サイリスタ電流Ｉ７のパルスが一周期の特定段階、例えば、前記周期の中間に存するとき等における、■。、ｒに対する一周期内値を予測する。さらに、前記ＤＶＣＮＯ信号９８はＶ。２．比較器７４によってｖｅｓ信号７２とＶＣＭ信号４２とに加えられる。なお、この処理は、電流のオフセット成分ＡＬＯＰがコンデンサ電圧のオフセット成分Ｖ。２２における変化に変換し得るために可能となる。

シタがって、上記バーニヤコントローラ５０の機能はＴＣＳＣシステム２０に対する予測的制御に及び、該システムの所望とされる動作の安定性を提供するものである。なお、所望とされる確実性とは、実際のコンデンサ電圧Ｖｃの上記ＶＦＯＯ命令信号８５に対する速やかな応答性をいう。また、安定性は、サイリスタ３６上のデユーティを精度よく制御してこのサイリスタに対する損傷を最小限にするためのＴＣＳＣシステムの能力にも及ぶ。なお、図示の実施例においては、このようなサイリスタデユーティの制御はリミッタ８４により与え−られる。

さらに、直列コンデンサ３０間の電圧Ｖｃが、ＴＣ３Ｃシステムを流れる配線電流ＩＬの乱調によって、所望の設定から外れることがないので、ＴＣ８Ｃシステム２０の動作の安定性が同様に与えられる。

さらに、ＴＣ３Ｃシステム２０の長期間の安定性を高めるために、コントローラ５０は付加的にサイリスタアンプセカンド（ＡＳＰ）補正装置１００等の補正手段を備えて、上記の予測された点弧角ＢＥＴＡＰ８０を補正することも可能である。なお、前記ＡＳＰ補正装置１００は、サイリスタ３６ａおよび３６ｂにより現出した実際のアンプセカンド値に対してフィードバック経路を与える。さらに、アンプセカンド値は、上記転流回路３２を流れるサイリスタ電流■７のパルスのアンプセカンド値をモニタするための、サイリスタアンプセカンドまたはＡＳＰモニタ１０２等のサイリスタモニタ若しくはセンサ手段により計測される。ＡＳＰモニタ１０２は、サイリスク電流エアを計測しかつ積分して、上記アンプセカンド値を決定しかつ対応するサイリスタアンプセカンド（Ａ　Ｓ　ＰＭ）信号１０４を生じるための電流計によって構成できる。

また、コントローラ５０は比較器１０６等の比較手段を備えており、この手段は、上記初期ＶＯＩＭ信号７６を最終ＶＦＯＬ信号８２から差し引くことによって、予測電圧変化（ＤＶＳＰ）信号１０８を決定する。このＤＶＳＰ信号１０８は上記ＡＳＰ補正装置１００に与えられる。その後、このＡＳＰ補正装置１００はＡＳＰＭ信号１０４とＤＶＳＰ信号１０８とを比較して、このＡＳＰ補正装置内に誤差信号を設定する。さらに、このＡＳＰ補正装置はこの誤差信号を積分して補正装置点弧角（ＢＥＴＡＣ）信号１１０を出力する。加えて、コントローラ５０は点弧角加算回路またはルーチン１１２等の加算手段を備えており、この手段は、上記補正装置ＢＥＴＡＣ信号１１０を予測点弧角ＢＥＴＡＰ信号８０に加えて最終点弧角命令（ＢＥＴＡＦ）信号１１４を与える。

さらに、コントローラ５０は点弧時間コンピュータ（ＦＴＣ）１１６等の点弧タイミング手段を備えており、この手段は、点弧予測装置５１によって予測された当面の時間に点弧命令４８を発生する。すなわち、前記ＦＴＣ１１６は、上記ＰＬＬ５２から受け取ったタイミング信号５４に呼応する適当な時間に、最終ＢＥＴＡＦ信号１１４を点弧パルス信号４８に変換する。この点弧命令４８を受け取ると、サイリスタバルブ３５は点弧して非導通状態から導通状態に移り、その結果、サイリスタ電流ＩＴのパルスが転流回路３２を流れるようになる。

また、ＴＣ３Ｃシステム２０の性能は、第４Ａ〜４０図に示すように、第５Ａ〜５Ｃ図示の如き従来のヒンゴラ一二システムの動作を明らかに大幅に改良するものである。すなわち、これら第４Ａ〜４０図および第５Ａ〜５０図の波形は、指定されたコンデンサオフセット電圧において０．２ｐｕ　（単位当たり）ステップの変化を受けた場合の、ここに記載のシステムおよびヒンゴラ一二システムの応答性をそれぞれ示している。

第５Ａ〜５Ｃ図示のヒンゴラ一二システムは、幾段階かのバルブの点弧動作の後に所望のレベルにまで緩やかに立ち上がり、その後、所望の値をオーバーシュートしている。例えば、オフセット電圧を増加するための命令１１８が０．０４６秒の僅かに手前（第５Ｃ図参照）で与えられる。さらに、第５Ｂ図に最良に示されるように、１．６ｐｕの所望のサイリスタ電流パルス振幅により、命令１１８後に生じる第１正パルス１２０が所望値をアンダーシュートし、その後、第２正パルス１２２がこの値をオーバーシュートする。

これに対して、ＴＣ８Ｃシステム２０は第４０図示の如（ＶＦＯＯ命令信号８５ °に速やかに応答する。例えば、この場合のサイリスタ電流パルス振幅は、第４Ｂ図示のように、正パルス１２４および１２６の両方によって、１．６ｐｕの所望レベルに速やかに移る。したがって、ＴＣ８Ｃシステム２０は、ＴＣ３Ｃシステム２０において生じる次のバルブ点弧動作の直後に、所望のコンデンサ電圧Ｖｃを実現する。

すなわち、第４Ａ〜４Ｃ図示の例は第一に目的とする安定性、つまり、上記高位レベルコントローラ８６からのＶＦＯＯ命令信号８５に対する速やかで正確な応答性を実現する一態様を示している。さらに、これらの波形はサイリスタデユーティを制御するという第二に目的とする安定性をも満足できることを示している。すなわち、サイリスクデユーティは、各点弧動作時におけるコンデンサ電圧の変化に直接関係するため、このコンデンサ電圧の精度良い制御はまたサイリスタデユーティの制御精度をも高めることになる。

さらに、ＴＣ８Ｃシステムにより実現される第三に目的とする安定性は配線電流ＩＬにおけるＤＣオフセットの応答に関係している。すなわち、サイリスタ制御が全く存在しない状態においては、配線電流■、が例えばシステム乱調によってオフセットされると、平均コンデンサ電圧が所望のゼロポイントからずれる。このようなずれは、電力システム回路全体が直列コンデンサに連結する誘導式送電線から構成されていると考えた場合に、不都合な次同期共鳴を引き起こす。つまり、前記送電線のインダクタンスが直列コンデンサと相互作用して直列共鳴回路を構成し、この回路はＡＣ電カシステムの同期性動作周波数（すなわち、北米においては６０Ｈｚ）よりも一般に実質的に小さい固有周波数を有する。したがって、この固有共鳴周波数を「次同期周波数」と呼ぶ。

第６Ａ〜６Ｃ図は、送電線２４のインダクタンスと直列コンデンサ３０の特定の容量とが１５Ｈｚで共鳴している場合の次同期共鳴条件下での、ＴＣ８Ｃシステム２０の性能を示している。このようなシミュレーションの０．０２秒付近の初期段階において、小さな変調が発生し、一時的な安定状態動作からの逸脱が起こる。第６Ｂ図は６０Ｈｚ−０に戻る配線電流■、のＤＣオフセット成分の減衰を示している。すなわち、第６Ａ〜６０図における波形は、ＴＣ８Ｃシステム２ｏを使用することによる円滑で速やかな正常状態への復帰を示すものである。

第７Ａ図および７Ｂ図はサイリスタ制御を何ら具備しない従来の直列コンデンサ補正システムの応答性を示している。第６Ａ〜６０図におけるＴＣ３Ｃシステム２゜の円滑な復帰に比べて、第７Ａ図および第７Ｂ図は、サイリスタ制御が全く施されない場合の同回路自体の応答の固有性を示すと考えられる。つまり、第７Ａ図のコンデンサ電圧波形および第７Ｂ図の配線電流波形は、各々、変調の初期段階後の各波形における１５Ｈｚ成分を明瞭に示している。さらに、第７Ａ図および第７Ｂ図の各波形はこの変調をごく僅かだけ減衰することを示している。

さらに、第８Ａ〜８Ｃ図は１５Ｈｚで共鳴するべく選ばれた変圧器配線インダクタンスと直列コンデンサとを有するネットワークにおいて用いられるヒンゴラ一二システムの応答性を示している。すなわち、第８Ａ〜８０図は、第６Ａ〜６０図の場合のＴＣＳＣシステム２ｏに適用されるものと同程度の僅かなシステム変調を受けた場合のヒンゴラ一二システムの応答性を示すものである。

この場合、第８Ａ図と７Ａ図および第８Ｂと７Ｂ図との比較により、ヒンゴラ一二システムが何らのサイリスタ制御も含まない回路に比して改良された応答性を示すことがわかる。しかしながら、第６Ａ図と８Ａ図におけるコンデンサ電圧変化、並びに、第６Ｂ図および８Ｂ図の配線電流波形の比較によって、ＴＣ８Ｃシステム２０が有意差をもって過渡作用を速やかに減衰することが明らかにわかる。すなわち、ＴＣ８Ｃシステム２０における点弧時間予測方式が、このような高速応答、並びに、従来システムに比してより正確な基準時間の選択に寄与しているためである。

さらに、第８Ｃ図と６Ｃ図のサイリスタ電流の比較によって、ＴＣ３Ｃシステム２０がサイリスタ３６上のデユーティを有意差をもって減少していることが明らかにわかる。例えば、ヒンゴラ一二システムの負の最大パルス１２８（第８Ｃ図参照）は３０００ｋＡ以上の振幅を有している。これに対して、第６０図示の負の最大サイリスタ電流パルス１３０はヒンゴラ一二システムにおけるものの約１／２の振幅を有している。それゆえ、サイリスタバルブ３５を流れるピーク電流を減少することによって、そのサイリスタ上のデユーティを有意差をもって減少することができ、その結果、サイリスタ３６の寿命を増加することができる。

第９Ａ〜９Ｅ図は、１５Ｈｚ次同期共鳴周波数および第６Ａ〜６０図の微小変調の場合における、コントローラ５０内の幾つかの内部制御変数の変化を示している。

第９Ａ図は上記ＸＤＣＲ５６により与えられる計測配線電流オフセット成分ＡＬＯＰ信号６２を示しており、第９Ｂ図はＸＤＣＲ５６により生成される配線電流量ＡＬＭＡＧ信号６０を示し、さらに、第９ｃ図はＡＳＰモニタ１０２により計測された計測サイリスタアンプセカンドＡＳＰＭ信号１０４を示している。また、第９Ｄ図はコントローラ５０のＶｃ予測装置５５の出力、すなわち、比較器７４により生じるＶＯＩＭ信号７６を示しており、この出力はサイリスタ電流パルスの前の初期オフセットを示す。第９Ｅ図は上述のＢＥＴＡＣ補正信号１１０がＯの時の予測点弧角ＢＥＴＡＰ信号８０および最終点弧角命令ＢＥＴＡＦ信号１１４の波形を示している。

以上、好ましい一実施態様に基づいて本発明の原理を図示しかつ記載したので、当業者においては、本発明の配列構成およびその詳細を前記原理に逸脱することなく変更し得ることが当然明白となる。例えば、本書に記載のバーニヤコントローラ５０の諸機能を実効するべく他の組み合わせのハードウェアおよびソフトウェアを使用することが可能である。また、バーニヤコントローラ５０に対する上記計測配線電流■０、計測コンデンサ電圧ＶＣＭおよび計測サイリスタアンプセカンドＡＳＰＭを提供するために、他種のモニタおよび信号処理装置を使用することができる。なお、このようなバーニヤコントローラ５０におけるモニタおよび他の構成要素についての構造的等側体は当業者により交換可能であることが知られており、かつ、本書において置換可能である。これらの変更態様は、以下に記載する請求の範囲およびその主旨にすべて該当するものである。

図面の簡単な説明第１図は本発明のサイリスタ制御直列コンデンサ（ＴＣＳＣ）システムの１態様を示す概略的配線図であり、送電線に直列に配されて示されている。

第２図は第１図のＴＣＳＣシステムを制御するための本発明のバーニヤコントローラの１態様を示すブロック図である。

第３Ａ、３Ｂおよび３０図は、第１図のＴｃ５ｃシステムのバーニヤ動作を示すグラフであり、第３Ａ図は正常かつ実際のコンデンサ電圧を示し、第３Ｂ図は配線およびサイリスタの電流を示し、第３Ｃ図は交流オフセット電圧成分を示している。

第４Ａ、４Ｂおよび４０図は、指定されたコンデンサ電圧における所定の段階に呼応して動作している第１図のＴｃ８ｃシステムのバーニヤ動作を示すグラフであり、第４Ａ図は正常及び実際のコンデンサ電圧を示し、第４Ｂ図はサイリスタバルブ電流を示し、第４Ｃ図はオフセット命令と応答とを示している。

第５Ａ、５Ｂおよび５０図は、それぞれ、指定されたコンデンサ電圧における第４Ａ、４Ｂおよび４０図のグラフの場合と同一様式の段階に呼応して動作している従来のヒンゴラーニシステムの応答性を示すグラフである。

第６Ａ〜９Ｅ図は、僅かなシステム変調を受けた場合の数種のシステムの応答性と制御変数とを示している。

このうち、第６Ａ、６Ｂおよび６０図は、第１図のＴｃ８ｃシステムのバーニヤ動作を説明するためのグラフであり、このうち第６Ａ〜６０図は、それぞれ、コンデンサ電圧、配線電流およびサイリスタ電流を示している。

また、第７Ａ図および第７Ｂ図は、従来の直列コンデンサの仕様等、サイリスタ制御を具備しない従来システムを説明するためのグラフであり、第７Ａ図および第７Ｂ図はそれぞれ、コンデンサ電圧の波形と配線電流とを示している。

第８Ａ、８Ｂおよび８０図は、上記ヒンゴラ一二システムを説明するためのグラフであり、第８Ａ〜８０図は、それぞれ、コンデンサ電圧、配線電流およびサイリスク電流を示している。

サラニ、第９Ａ、９Ｂ、９Ｃ，９１１１，ｌ’９Ｅ図は、第１図および第２図のバーニヤコントローラのために内部制御された変数の幾っがを説明するためのグラフであり、第９Ａ〜９Ｄ図は、それぞれ、変数ＡＬＯＰ、ＡＬＭＡＧ、ＡＳ　ＰＭおよびｖｏＩＭの波形を示し、また、第９Ｅ図はＢＥＴＡＦの波形を示しており、変数は、ＢＥＴＡＣが０の時に、ＢＥＴＡＰに相当する。

（Ｑ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　。

Claims

【特許請求の範囲】

１．実質的に誘導性の送電線に直列のコンデンサと、このコンデンサに並列のサイリスタ切替式誘導性転流回路とを備えるサイリスタ制御型直列コンデンサシステムを制御する方法であって、前記コンデンサをまたぐコンデンサ電圧をモニタする段階と、前記送電線中を流れる配線電流をモニタする段階と、モニタしたコンデンサ電圧から当面の点弧時間を予測する段階と、前記転流回路を切り替えてての回路中にサイリスタ電流パルスを流す段階と、前記切替段階を同期化処理して、前記モニタした配線電流を用いて前記予測した当面の点弧時間に切替処理する段階とを具備することを特徴とする方法。
２．さらに、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステム中を流れる電力に関連するパラメータの当面の値を予測する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
３．前記関連パラメータの当面の値を予測する段階が、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間に前記当面の値を予測する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
４．前記関連パラメータの当面の値を予測する段階が、当面の初期コンデンサオフセット電圧値を予測する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
５．前記関連パラメータの当面の値を予測する段階が、コンデンサ電圧を予測する段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
６．前記コンデンサ電圧を予測する段階が、前記モニタした配線電流を用いて、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間に前記コンデンサ電圧を予測することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
７．さらに、前記転流回路の切り替えを変調して前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して送電線中に抵抗成分の作用を供与する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
８．さらに、前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスをモニタする段階と、このサイリスタ電流パルスのモニタ処理に応じて、予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
９．前記モニタ段階が前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタすることを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
１０．さらに、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステム中を流れる電力に関連するパラメータの当面の値を予測する段階と、前記転流回路の切り替えを変調して前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して送電線中に抵抗成分の作用を供与する段階と、前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスをモニタする段階と、このサイリスタ電流パルスのモニタ処理に応じて、予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１１．さらに、前記モニタした配線電流を用いて、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間にコンデンサ電圧を予測する段階と、前記転流回路の切り替えを変調して前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して送電線中に抵抗成分の作用を供与する段階と、前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタする段階と、このサイリスタ電流パルスのモニタ処理に応じて、モニタしたサイリスタ電流のアンプセカンド値を用いて予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１２．さらに、前記モニタした配線電流からオフセットを全く含まないコンデンサ電圧の予測正常値を決定する段階と、前記モニタした配線電流から計測された配線電流オフセット成分を決定する段階と、前記計測した配線電流オフセット成分にゲイン値を掛け合わせることによって、周期内オフセットコンデンサ電圧を予測する段階と、前記モニタしたコンデンサ電圧と前記周期内オフセットコンデンサ電圧との和から前記オフセットを全く含まないコンデンサ電圧の予測正常値を差し引くことによって、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間における初期のコンデンサオフセット電圧を予測する段階と、この予測された初期のコンデンサオフセット電圧に応じて前記転流回路を切り替える段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１３．さらに、前記モニタした配線電流からオフセットを全く含まないコンデンサ電圧の正常値を予測する段階と、前記モニタしたコンデンサ電圧から前記オフセットを全く含まないコンデンサ電圧の予測正常値を差し引くことによって、初期のコンデンサオフセット電圧を予測する段階と、前記モニタした配線電流から計測した配線電流オフセット成分を決定する段階と、高位レベルのコントローラから受け取ったコンデンサオフセット電圧命令を変調して、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して、その送電線に抵抗成分の作用を供与する段階と、前記初期コンデンサオフセット電圧と前記変調されたコンデンサオフセット電圧命令とを制限して、制限された最終のコンデンサオフセット電圧を供与する段階と、前記予測された初期コンデンサオフセット電圧と前記制限された最終コンデンサオフセット電圧とに応じて、前記転流回路を切り替える段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１４．さらに、前記モニタした配線電流からオフセットを全く含まないコンデンサ電圧の正常値を予測する段階と、前記モニタしたコンデンサ電圧から前記オフセットを全く含まないコンデンサ電圧の予測正常値を差し引くことによって、初期のコンデンサオフセット電圧を予測する段階と、前記初期コンデンサオフセット電圧と高位レベルのコントローラから受け取ったコンデンサオフセット電圧命令とを制限して、制限された最終のコンデンサオフセット電圧を供与する段階と、前記初期コンデンサオフセット電圧と制限された最終コンデンサオフセット電圧とから点弧角命令信号を予測する段階と、この予測された点弧角命令信号に応じて、前記転流回路を切り替える段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１５．さらに、前記制限された最終コンデンサオフセット電圧から前記初期コンデンサオフセット電圧を差し引くことによって、オフセット電圧変化を予測する段階と、前記転流回路中を流れる前記サイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタする段階と、このモニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値と前記予測されたオフセット電圧変化とを用いて、前記予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
１６．さらに、前記モニタした配線電流からオフセットを全く含まないコンデンサ電圧の正常値を予測する段階と、前記モニタした配線電流から計測される配線電流オフセット成分を決定する段階と、前記計測された配線電流オフセット成分にゲイン値を掛け合わせることによって、周期内オフセットコンデンサ電圧を予測する段階と、前記モニタしたコンデンサ電圧と前記周期内オフセットコンデンサ電圧との和から前記オフセットを全く含まないコンデンサ電圧の予測正常値を差し引くことによって、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間における初期のコンデンサオフセット電圧を予測する段階と、高位レベルのコントローラから受け取ったコンデンサオフセット電圧命令を変調して、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して、その送電線に抵抗成分の作用を供与する段階と、前記初期コンデンサオフセット電圧と前記変調されたコンデンサオフセット電圧命令とを制限して、制限された最終のコンデンサオフセット電圧を供与する段階と、前記初期コンデンサオフセット電圧と前記制限された最終コンデンサオフセット電圧とから点弧角命令を予測する段階と、前記制限された最終コンデンサオフセット電圧から前記初期コンデンサオフセット電圧を差し引くことによって、オフセット電圧変化を予測する段階と、前記転流回路中を流れる前記サイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタする段階と、このモニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値と前記予測されたオフセット電圧変化とを用いて前記予測された点弧角命令を補正して、最終の点弧角命令を供与する段階と、前記モニタされた配線電流から転流回路のサイリスタに対する所定の点弧タイミングを決定する段階と、前記所定の点弧タイミングと前記最終点弧角命令とに応じて前記転流回路を切り替える段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
１７．実質的に誘導性の送電線に直列のコンデンサと、このコンデンサに並列のサイリスタ切替式誘導性転流回路とを備えるサイリスタ制御型直列コンデンサに所定の電圧オフセットを誘導する方法であって、前記コンデンサをまたぐコンデンサ電圧をモニタする段階と、前記送電線中を流れる配線電流をモニタする段階と、高位レベルのコントローラからコンデンサオフセット電圧命令を受け取る段階と、前記モニタしたコンデンサ電圧、計測した配線電流および前記コンデンサオフセット電圧命令から当面の点弧時間を予測する段階と、前記転流回路を切り替えてこの転流回路中にサイリスタ電流パルスを流して、前記所定の電圧オフセットを前記コンデンサ電圧に加える段階と、前記切替段階を同期化処理して、前記モニタした配線電流を用いて予測した当面の点弧時間に切替処理する段階とを具備することを特徴とする方法。
１８．さらに、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステム中を流れる電力に関連するパラメータの当面の値を予測する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
１９．前記関連パラメータの当面の値を予測する段階が、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間に当面の値を予測する段階を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
２０．さらに、前記モニタした配線電流を用いて、サイリスタ電流パルス間の所定の周期内時間に前記コンデンサ電圧を予測する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
２１．さらに、前記転流回路の切り替えを変調して前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムに対して送電線中に抵抗成分の作用を供与する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
２２．さらに、前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスをモニタする段階と、前記サイリスタ電流パルスのモニタ処理に応じて、予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
２３．さらに、前記転流回路中を流れるサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタする段階と、前記サイリスタ電流パルスのモニタ処理に応じて、モニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値を用いて前記予測された当面の点弧時間を補正する段階とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
２４．実質的に誘導性の送電線に直列のコンデンサリアクタンスを有するコンデンサと、このコンデンサに並列のサイリスタ切替式誘導性転流回路と、前記コンデンサをまたぐコンデンサ電圧をモニタする電圧センサと、前記送電線中を流れる配線電流をモニタする電流センサとを備えるサイリスタ制御型直列コンデンサを制御するためのバーニヤコントローラであって、前記電流センサから受け取ったモニタされた配線電流と前記電圧センサから受け取ったモニタされたコンデンサ電圧とから初期のコンデンサオフセット電圧を予測するためのコンデンサ電圧予測装置と、前記初期のコンデンサオフセット電圧と高位レベルのコントローラから受け取ったコンデンサオフセット電圧命令とを制限して、制限された最終コンデンサオフセット電圧を供与するためのリミッタと、前記制限された最終コンデンサオフセット電圧と前記予測された初期コンデンサオフセット電圧とから予測される点弧角を決定するための記憶装置と、前記電流センサから受け取ったモニタされた配線電流に応じて、第１のタイミング信号を発生するための同期装置と、前記第１のタイミング信号と前記予測された点弧角とに応じて、前記転流回路を切り替えて、回路中にサイリスタ電流パルスを流すための点弧時間コンピュータとを具備することを特徴とするコントローラ。
２５．前記コンデンサ電圧予測装置が、前記電流センサから受け取った前記モニタされた配線電流からオフセット成分を全く含まない正常コンデンサ電圧を決定するための正常コンデンサ電圧決定装置と、前記正常コンデンサ電圧を前記電圧センサから受け取った前記モニタされたコンデンサ電圧から差し引いて、前記初期コンデンサオフセット電圧を供与するための電圧オフセット比較器とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のバーニヤコントローラ。
２６．前記コンデンサ電圧予測装置が、さらに、前記電流センサから受け取った前記モニタされた配線電流から第２タイミング信号と前記第１タイミング信号に対応する正弦波関数とを決定するための位相ロックループ装置と、前記正弦波関数と前記コンデンサのコンデンサリアクタンスとを掛け合わせて、換算された正弦波関数を供与するためのコンデンサリアクタンス加算装置と、前記モニタされた配線電流と前記第２タイミング信号とから正常な配線電流の大きさを決定するための変換装置とを含み、前記位相ロックループ装置が前記第１タイミング信号を決定するための同期装置としても作用し、さらに、前記正常コンデンサ電圧決定装置が前記換算された正弦波関数と前記正常な配線電流の大きさとからオフセット成分を全く含まない正常コンデンサ電圧を決定することを特徴とする請求項２５に記載のパーニヤコントローラ。
２７．さらに、前記電流センサから受け取った前記モニタされた配線電流から第２タイミング信号を決定するための位相ロックループ装置と、前記モニタされた配線電流と第２タイミング信号とから配線電流のオフセット成分を決定するための変換装置と、前記配線電流のオフセット成分に応じて、前記コンデンサ電圧予測装置により成される前記初期コンデンサオフセット電圧の予測の効果を向上して、前記初期コンデンサオフセット電圧をサイリスタ電流パルス中に予測するための電圧予測向上装置とを含み、前記位相ロックループ装置が前記第１タイミング信号を決定するための同期装置としても作用することを特徴とする請求項２５に記載のバーニヤコントローラ。
２８．さらに、前記電流センサから受け取った前記モニタされた配線電流から第２タイミング信号を決定するための位相ロックループ装置と、前記モニタされた配線電流と第２タイミング信号とから配線電流のオフセット成分を決定するための変換装置と、前記コンデンサオフセット電圧命令を前記高位レベルのコントローラから受け取った時に変調して、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムにおける送電線に抵抗成分の作用を供与するための抵抗作用モジュレータとを含み、前記位相ロックループ装置が前記第１タイミング信号を決定するための同期装置としても作用することを特徴とする請求項２５に記載のバーニヤコントローラ。
２９．さらに、前記転流回路中を流れる前記サイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタするためのサイリスタアンプセカンドモニタと、前記モニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値に応じて、前記予測された点弧角を補正して最終の点弧角を供与するためのサイリスタアンプセカンド補正装置とを含み、前記点弧時間コンピュータが前記最終点弧角に呼応することを特徴とする請求項２４に記載のバーニャコントローフ。
３０．前記コンデンサ電圧予測装置が、前記電流センサから受け取った前記モニタされた配線電流から第２タイミング信号を決定するための位相ロックループ装置と、前記モニタされた配線電流と第２タイミング信号とから配線電流のオフセット成分を決定するための変換装置と、前記配線電流のオフセット成分に応じて、前記コンデンサ電圧予測装置により成される前記初期コンデンサオフセット電圧の予測の効果を向上して、前記初期コンデンサオフセット電圧をサイリスタ電流パルス中に予測するための電圧予測向上装置と前記コンデンサオフセット電圧命令を前記高位レベルのコントローラから受け取った時に変調して、前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムにおける送電線に抵抗成分の作用を供与するための抵抗作用モジュレータと、前記転流回路中を流れる前記サイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタするためのサイリスタアンプセカンドモニタと、前記モニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値に応じて、前記予測された点弧角を補正して最終の点弧角を供与するためのサイリスタアンプセカンド補正装置とを有し、前記位相ロックループ装置が前記第１タイミング信号を決定するための同期装置としても作用し、さらに、前記点弧時間コンピュータが前記最終点弧角に呼応することを特徴とする請求項２４に記載のバーニヤコントローフ。
３１．送電線に直列のコンデンサと、このコンデンサに並列のサイリスタ切替式誘導性転流回路と、前記コンデンサをまたぐコンデンサ電圧をモニタする電圧センサと、前記送電線中を流れる配線電流をモニタする電流センサと、前記電圧および電流センサと、高位レベルのコントローラから受け取ったコンデンサオフセット電圧命令とに応じて、点弧命令をサイリスタバルブに供与し、かつ、前記電流センサに応じて前記点弧命令のタイミングを同期処理するためのコントローラとを具備し、前記転流回路が、前記点弧命令に応じて該回路中にサイリスタ電流パルスを流すための前記サイリスタパルプを有していることを特徴とする、実質的に誘導性の送電線を補償するためのサイリスタ制御型直列コンデンサシステム。
３２．前記コントローラが、前記サイリスタバルブの点弧動作を変調して前記サイリスタ制御型直列コンデンサシステムにおける送電線に抵抗成分の作用を供与するための抵抗性モデリングモジュレータを含むことを特徴とする請求項３１に記載のサイリスタ制御型直列コンデンサシステム。
３３．前記コントローラが、前記モニタされたコンデンサ電圧および配線電流から当面の点弧時間を予測するための点弧予測装置を含むことを特徴とする請求項３１に記載のサイリスタ制御型直列コンデンサシステム。
３４．前記コントローラが、さらに、前記モニタされた配線電流を用いて前記点弧予測装置の予測動作を向上して、サイリスタ電流パルス中の所定の周期内時間に当面の点弧時間を予測するための電圧予測向上装置を含むことを特徴とする請求項３３に記載のサイリスタ制御型直列コンデンサシステム。
３５．前記コントローラが、さらに、前記転流回路中を流れる前記サイリスタ電流パルスのアンプセカンド値をモニタするためのサイリスタアンプセカンドモニタと、前記モニタされたサイリスタ電流パルスのアンプセカンド値を用いて、前記予測された当面の点弧時間を補正するためのアンプセカンド補正装置とを含むことを特徴とする請求項３３に記載のサイリスタ制御型直列コンデンサシステム。