JPH08205409A

JPH08205409A - 高圧直流送電設備の制御方法および装置

Info

Publication number: JPH08205409A
Application number: JP7264404A
Authority: JP
Inventors: Per-Erik Bjoerklund; − エリックブヨルクルンドペル; Tomas Jonsson; ヨンソントマス; Lars-Erik Juhlin; − エリックユーリンラルス
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1994-10-13
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1996-08-09
Also published as: DE69511498T2; US5621626A; SE9403486L; EP0707370A2; CN1128431A; DE69511498D1; EP0707370A3; CN1058587C; SE9403486D0; EP0707370B1

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧変動の場合に低電流マージンの動作を可
能ならしめ、また電圧低下が大きい場合に、電圧を設備
の動作条件における適切な最大電圧まで上昇させること
を保証する、高圧直流送電設備の制御方法および装置の
提供。【解決手段】高圧直流送電設備は第１コンバータＳＲ
１および第２コンバータＳＲ２を含み、それぞれの該コ
ンバータは、制御機器ＣＥ１、ＣＥ２のそれぞれにより
制御される。該制御機器はそれぞれ電流制御器ＣＣを含
む。第２コンバータの電流制御器ＣＣへは、第２電流基
準値ＩＯＬと、電流マージンＩＯＭと、が供給される。
第２コンバータの制御機器は、関数形成メンバ１１を含
み、該メンバ１１は、印加直流電圧の測定値ＵＤに依存
して、該直流電圧があらかじめ選択された第１電圧レベ
ルＵｄｆを超えた時は、第１値ＩＯＭｆをとり、該直流
電圧が該レベルＵｄｆより低い時は、第２値ＩＯＭｓを
とり、該第２値の大きさは前記第１値の大きさよりも大
きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧直流送電設備
の制御方法および該方法を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの交流電圧回路網間における高圧直
流送電設備は、２つのコンバータステーションであって
それぞれの１つがその交流側において前記交流電圧回路
網の隔離された１つに接続されている該２つのコンバー
タステーションと、共通直流接続と、を含む。該直流接
続は、架空線および／またはケーブルの形式のものであ
りえ、またある部分においては、金属導体の代わりに大
地または水から成る。前記コンバータステーションのそ
れぞれの１つは、コンバータと、該コンバータを前記交
流電圧回路網に接続するための通常は少なくとも１つの
コンバータ変圧器と、無効電力を発生しかつ調波をフィ
ルタするための分路フィルタと、を含む。それらのコン
バータは、通常は、線転流形電流源コンバータであり、
それにより、該コンバータの電子管間の電流の転流が前
記交流電圧回路網内に生じる電圧によって起こること
と、前記コンバータから見た直流接続が硬い電流源とし
て存在することと、を理解すべきである。

【０００３】通常の動作においては、今後整流器と呼ば
れる前記コンバータの一方は、整流器動作によって動作
し、今後インバータと呼ばれる他方は、インバータ動作
によって動作する。それぞれのコンバータに対する制御
機器は、点弧パルスがコンバータの電子管に印加される
制御角αに対応する制御信号を発生する。コンバータに
よる無効電力の消費を最小化し、かつ前記コンバータス
テーション内に含まれる部品に対する応力を減少させる
ためには、該整流器を、最小の可能な制御角αによって
制御し、かつ該インバータを、制御される動作を危険に
さらすことなく、最小の可能な消弧角γ（転流のマージ
ン）を生じる制御角によって制御すると有利である。

【０００４】従って、前記設備の制御システムは通常、
前記インバータが、生じうる転流エラー、交流回路網に
おける電圧変動、および公称動作からの他の偏差、に関
する安全マージンを考慮しつつ、該設備の動作条件に対
して適切な最大直流電圧へ制御され、一方、前記整流器
が電流制御によって制御されるように、設計される。電
流制御の電流基準値は、直流電流従って伝達される有効
電力が所望値に留まるように、電流オーダに依存して形
成され、該電流オーダはさらに電力オーダおよび現在の
直流電圧に依存して形成される。定常動作中における前
記整流器の制御角は、電流制御が、信頼性のある動作を
保持するために必要な最小許容制御角に関する、ある制
御マージンを必要とすることを考慮しつつ、できるだけ
小さく選択される。

【０００５】通常、整流器およびインバータに対する制
御機器は同様に設計され、それによって、整流器におい
ては電流制御器が起動され、インバータ制御機器におい
ては、消弧角をあらかじめ選択された最低値に保持し、
それより低くは保持しない目的を有する、制御が起動さ
れる。これは、前記整流器および前記インバータの双方
の電流制御器に対し、前記整流器に対する電流オーダに
依存して形成された電流基準値を適用し、また、前記イ
ンバータの電流制御器に対し、さらに、ゼロと異なる値
を有し、かつ該電流制御器が前記整流器により制御され
る直流を減少させる符号を有する、電流マージンを適用
することによって実現される。該整流器の電流マージン
は、ゼロに等しい値が与えられる。該整流器および前記
インバータに対する電流オーダおよび電流マージンは、
電気通信リンクを経て調整される。

【０００６】前記整流器の交流電圧回路網における電圧
低下は、該整流器を、オーダ電流を保持しえないように
しうる。電流が前記インバータの電流マージンに対応す
る量だけ低下した時は、該インバータは、電流制御を引
き継ぎ、電流を、電流マージンだけ減少せしめられた電
流オーダに等しい値に制御する。直流接続により伝達さ
れる有効電力は、このようにして、電圧低下および電流
マージンの量に関連して低下する。この移行プロセス
は、通常はまた、電流マージンより大きい値だけの電流
の過渡低下にも関連する。

【０００７】高圧直流送電の技術の一般的説明について
は、ベルリン、ハイデルベルク、ニューヨークの、シュ
プリンガ・フェアラク（ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａ
ｇ）１９７５年発行、エリッヒ・ウールマン（Ｅｒｉｃ
ｈＵｈｌｍａｎｎ）著「直流による送電（Ｐｏｗｅｒ
ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｂｙＤｉｒｅｃｔＣｕ
ｒｒｅｎｔ）」、特にその第１２５頁から第１４０頁ま
で、を参照されたい。

【０００８】上述の状況のもとでの伝達電力の低下に対
抗するために、前記インバータによる電流制御の引き継
ぎが決定された時、帰還制御回路を経て該インバータの
電流基準値を、電流マージンに対応する値だけ増大させ
る制御器を用いることが提案された。しかし、これは、
前記制御機器の複雑性と、しばしば該制御器の動的行動
の同調の困難と、を伴う。

【０００９】従って、トランジエントと、伝達電力の損
失と、を減少させるために、電流マージンを減少させる
ことが所望される。電流マージンは通常、なかんずく前
記制御器と前記インバータとの間の電流オーダの調整の
必要により、代表的には０．１毎ユニットの値を与えら
れ、該調整は、しばしば通常の電話通信によって行われ
てきた。より高速の自動的に動作する電気通信リンクに
より、電流マージンは、代表的には０．０２毎ユニット
の大きさの程度まで減少せしめられうる。これは、前記
インバータへの電流制御の不可避的移行が、より小さい
電流の減少と、該移行プロセス中におけるより少ないト
ランジエントと、によって行われることを意味する。

【００１０】コンバータステーションのコンバータブリ
ッジが、直列キャパシタを経て、恐らくは中間変圧器を
経て、それぞれの交流電圧回路網に接続されている、該
コンバータステーションを意味する、直列補償コンバー
タステーションにおいては、前記インバータへ伝達され
る電流制御のリスクは増大する。その理由は、直列補償
コンバータステーション内の整流器が通常、交流電圧回
路網の電圧における位相位置に関連する、非直列補償コ
ンバータステーションの制御角より小さい公称制御角に
よって、通常は約１５°でなく約５°の制御角によっ
て、動作しうるからである。制御角αの関数としての前
記整流器の電圧が、実質的にｃｏｓαに比例する時は、
直列補償コンバータステーションに対する公称制御角に
おける直流電圧は、制御角へのフラッタ依存を有し、そ
れは制御マージンの減少を伴う。

【００１１】前記整流器の交流電圧回路網における、例
えば該交流電圧回路網におけるエラーに起因する電圧低
下が大きい、代表的には０．１毎ユニットより大きい場
合、または、もし該交流電圧回路網が弱ければ、大きい
負荷を接続した時に、前記整流器および前記インバータ
の電流基準値の調整において、ある問題が起こりうる。
前記コンバータの制御機器は、通常は、直流電圧の減少
を伴う電流オーダが、該電圧と共に減少して行く値に制
限され、かつ低電圧レベルにおいて一定値に制限される
ように設計された、それぞれのコンバータにおける直流
電圧に依存する電流オーダの制限を含む。前記コンバー
タの制御機器における電流制御器は、該電流オーダを供
給され、従って、電流基準値と同様に制限される。しか
し、前記整流器と前記インバータとの間の電気通信リン
クを経て調整されるのは、この制限以前の電流オーダで
ある。上述の大きい電圧低下に関連して、電流オーダの
電圧依存制限が効果的になることは予想される。しか
し、特にエラーの場合における前記整流器の直流電圧
は、前記インバータの直流電圧からのかなりの偏差を有
することがありえ、前記整流器および前記インバータの
それぞれにおける電流オーダの制限は、該インバータの
電流制御器をして、前記整流器の電流制御器へ供給され
る電流基準値よりも大きい電流基準値の供給を受けしめ
うる。もしそれらの電流基準値間の差が、電流マージン
を超えれば、前記インバータの電流制御器は電流を増加
させようとし、それは、該インバータの直流電圧のさら
なる低下によってのみ起こりうる。従って、そのような
場合には、該インバータの制御機器が、該インバータの
直流電圧に関し、その制御により目指される方向とは逆
の方向へ作用し、発生するこの状況のリスクが、電流マ
ージンが減少するのに伴って増大することは明らかであ
る。

【００１２】前記整流器の交流電圧回路網における電圧
低下に関連して上述のように発生しえた現象は、前記イ
ンバータの交流電圧回路網における電圧上昇に関連して
同様に発生しうる。前記インバータの交流電圧回路網に
おける電圧上昇は、殊にもし該回路網が弱ければ、直流
送電における故障のために、伝達される有効電力が低下
する状況をも起こしうる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通常
の動作中に起こる電圧変動に関連して低電流マージンを
可能ならしめる、また、電圧低下が大きい場合に、前記
インバータの制御機器が所望されるように動作し続ける
こと、すなわち、電圧を設備の動作条件における適切な
最大電圧まで上昇させることを保証する、序論において
説明した種類の方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の方法および装置
の特徴は、添付の特許請求の範囲から明らかになるはず
である。本発明による有利な改善は、以下の説明および
特許請求の範囲から明らかになるはずである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、添付図面を参照
しつつ、実施例に関して詳述する。以下の説明は、方法
および装置の双方に関し、従って諸図は、信号の流れの
図および装置のブロック図の双方と見られうるものとな
る。

【００１６】図１は、雑に表示しただけの２つの３相交
流電圧回路網Ｎ１およびＮ２間の、高圧直流送電設備を
示す。第１コンバータＳＲ１は、その交流電圧端子を、
直列キャパシタＳＣ１および変圧器Ｔ１を経て回路網Ｎ
１に接続され、第２コンバータＳＲ２は、その交流電圧
端子を、直列キャパシタＳＣ２および変圧器Ｔ２を経て
回路網Ｎ２に接続されている。該変圧器のそれぞれの１
つは、図において矢印で表示されたタップ切換器ＴＣ
１、ＴＣ２をそれぞれ備えている。直列接続Ｌ１、Ｌ２
は、コンバータＳＲ１の直流電圧端子を、コンバータＳ
Ｒ２の対応する直流電圧端子に接続する。該直流接続の
インピーダンスは、それぞれＺ１、Ｚ２で示されてい
る。さらに、無効電力を発生し、かつ調波のフィルタを
行う分路フィルタ（図示されていない）が、それぞれの
交流電圧回路網に接続されている。

【００１７】この実施例の説明のために、通常の動作に
おいて、有効電力がコンバータＳＲ１からコンバータＳ
Ｒ２へ向かう方向へ伝達される、すなわち、コンバータ
ＳＲ１が整流器として動作し、かつコンバータＳＲ２が
インバータとして動作するものと仮定する。しかし、双
方のコンバータは、公知のように、双方が整流器および
インバータとして動作しうるようになっている。

【００１８】前記整流器の直流電圧Ｕｄ１および前記イ
ンバータの直流電圧Ｕｄ２は、それぞれ電圧測定装置Ｕ
Ｍ１、ＵＭ２によって測定され、該電圧測定装置ＵＭ
１、ＵＭ２は、それぞれ測定値ＵＤ１およびＵＤ２を供
給する。前記直流接続を通る電流Ｉｄは、電流測定装置
ＩＭ１、ＩＭ２のそれぞれによって測定され、該電流測
定装置ＩＭ１、ＩＭ２は、それぞれ測定値ＩＤ１および
ＩＤ２を供給する。交流電圧回路網の電圧Ｕｎ１および
Ｕｎ２のそれぞれは、電圧測定装置ＵＭＮ１およびＵＭ
Ｎ２のそれぞれによって測定され、該電圧測定装置ＵＭ
Ｎ１およびＵＭＮ２は、それぞれ測定値ＵＮ１およびＵ
Ｎ２を供給する。

【００１９】それぞれのコンバータは、制御機器ＣＥ
１、ＣＥ２のそれぞれを備え、該制御機器に対しては、
この設備の動作パラメータの上述の測定値が供給され
る。すなわち、前記整流器の制御機器に対しては、交流
電圧回路網の電圧と、該整流器の直流電圧と、直流接続
内の直流電流と、の測定値が供給され、前記インバータ
の制御機器に対しては、該インバータに関する対応する
測定値が供給される。さらに、前記制御機器に対して
は、（図示されてはいないが、公知のようにして）タッ
プ切換器の位置に関する情報を有する入力信号と、電力
方向信号ＲＥＣＴ／ＩＮＶと、が供給され、後者の信号
は、整流器動作およびインバータ動作のそれぞれを表示
し、この設備の操作者によって要求された電力方向に依
存して決定される。

【００２０】前記制御機器へ供給される測定値および入
力信号に依存して、前記整流器および前記インバータの
該制御機器は、前記コンバータ内に公知のように配置さ
れている電子管に対する、制御パルスＣＰ１およびＣＰ
２のそれぞれを発生し、これらの信号をそれぞれの電子
管へ供給する。

【００２１】制御機器のそれぞれの１つは、それぞれの
コンバータの電子管に対する制御角αのオーダ値を形成
する、後に詳述される制御角ユニットＣＡＣと、制御角
αのオーダ値に依存してそれぞれの電子管の点弧の瞬間
を決定する、公知のように設計されたユニットＣＦＣ
と、制御パルスＣＰ１およびＣＰ２のそれぞれを発生す
るＣＰＧと、を含む。直流接続内の直流電流に対する、
公知のようにして形成された基準値が、電力制御ユニッ
トＰＯＣから制御角ユニットＣＡＣへ供給される。該制
御角ユニットはまた、図示されていない上位制御システ
ムから、例えば前記交流電圧回路網との無効電力交換の
制御のための、他の基準値の供給を受ける。

【００２２】前記２つの制御機器は、両方向伝送用の電
気通信リンクＴＬを経て、公知のようにして互いに前記
コンバータの動作パラメータに関し通信する。

【００２３】図２は、本発明の１実施例における、図１
のコンバータステーション用の制御機器の諸部品を示
す。該制御機器は、通常は整流器およびインバータの双
方に対し同じに設計され、従って、図２および後の図３
においては、整流器およびインバータに関する量を示す
ためのそれぞれのインデックス１および２は表示されて
いない。

【００２４】電力制御ユニットＰＯＣは、電流オーダＩ
Ｏを、直流接続による伝達有効電力に対する電力オーダ
ＰＯと、前記整流器における直流電圧Ｕｄの測定値ＵＤ
と、の間の商として計算する計算メンバＩＯＣＡＬを含
む。該電流オーダは、この設備におけるあらかじめ選択
された関係により、制限メンバ１へ供給された直流電圧
Ｕｄの測定値ＵＤに依存して、該電流オーダを制限する
該制限メンバ１へ供給される。その後、制限メンバ１か
らの出力信号ＩＯＬは、制御角ユニットＣＡＣ内に含ま
れる電流制御器ＣＣへ、この制御器に対する電流基準値
として供給され、それによって、前記整流器の電流制御
器は、第１電流基準値ＩＯＬ１を供給され、前記インバ
ータの電流制御器は、第２電流基準値ＩＯＬ２を供給さ
れる。

【００２５】前記電流制御器の出力信号ＡＯは、制限メ
ンバ２において、ある公知の様式によって形成され且つ
影響を受けうる制限信号ＡＭＡＸＬおよびＡＭＩＮＬの
それぞれにより、その最大値およびその最小値へ制限さ
れる。制限メンバ２からの出力信号ＡＯＬは制御角αの
オーダ値を形成し、それぞれの電子管の点弧の瞬間を決
定するユニットＣＦＣへ供給される。

【００２６】図３は、電流制御器ＣＣの実施例を示す。
加算器３は、出力信号として、直流電流Ｉｄに対する電
流基準値ＩＯＬと、この電流の測定値ＩＤとの間の差を
形成する。この差は、利得ＧＰを有する比例増幅メンバ
４へ、また加算器５へ、供給される。加算器５はまた、
前記整流器と前記インバータとの間の、あらかじめ選択
された電流マージンＩＯＭを供給され、それによって出
力信号として、該電流マージンと加算器３からの出力信
号との間の差を形成する。加算器５からの出力信号は、
積分時定数１／ＧＩを有する積分メンバ６へ供給され
る。該積分メンバは、該積分メンバからの出力信号を、
制限信号ＡＭＡＸＬおよびＡＭＩＮＬのそれぞれに依存
して、その最大値へ、またその最小値へ制限する制限メ
ンバ７を含む。比例増幅メンバ４からの出力信号と、制
限メンバ７によって制限された前記積分メンバからの出
力信号とは、加算器８へ供給され、加算器８は出力信号
として、前記積分メンバからの出力信号と、前記比例増
幅メンバからの出力信号との間の差としての、前記電流
制御器の出力信号ＡＯを形成する。

【００２７】前記整流器および前記インバータに対する
電流オーダＩＯは、電気通信リンクＴＬを経て調整され
る。電力方向信号ＲＥＣＴ／ＩＮＶによって制御される
セレクタ９により、電流マージンＩＯＭは、前記整流器
に対してはゼロに等しくセットされ、また前記インバー
タに対しては、該インバータの制御機器が前記整流器に
よって制御される直流電流を減少させる符号を有する、
ゼロとは異なる値にセットされる。

【００２８】従って、本発明に関する限り、直流電流の
測定値ＩＤ２が少なくとも殆ど電流基準値ＩＯＬ２に等
しい定常動作においては、積分メンバ６への入力信号は
電流マージンから成り、それは、その出力信号が、制限
信号ＡＭＡＸＬによって制限されたその最大値をとるこ
とを意味する。比例増幅メンバ４からの出力信号は、上
述の条件下においては、ゼロに等しいか、またはゼロに
近く、それゆえ、前記インバータによってオーダされた
制御角αの値は、上述の制限信号により決定される。

【００２９】図４は、それぞれのコンバータにおける直
流電圧Ｕｄの測定値ＵＤと、制限メンバ１からの出力信
号ＩＯＬ、すなわち該コンバータの電流制御器に対する
電流基準値、との間の、公知の種類の関係を示す。垂直
軸上には、毎ユニットで表された前記出力信号ＩＯＬが
示されており、水平軸上には、やはり毎ユニットで表さ
れた出力電圧の測定値ＵＤが示されている。点Ｃおよび
Ｃ’は、測定値ＵＤｌｉｍ１に対応する第１制限電圧Ｕ
ｄｌｉｍ１に対応しており、点Ｄは、該第１制限電圧よ
り低く、測定値ＵＤｌｉｍ２に対応する第２制限電圧Ｕ
ｄｌｉｍ２に対応している。Ｕｄｌｉｍ２より低い電圧
に対しては、最大出力信号ＩＯＬは、電流オーダの制限
される最低値ＩＯＬｍｉｎに等しくなる。点Ｅは、電圧
ゼロに対応する。第１制限電圧Ｕｄｌｉｍ１を超える電
圧に対しては、前記制限メンバの出力信号ＩＯＬは、該
制限メンバへ供給される電流オーダＩＯに対応する。電
圧が第１制限電圧から第２制限電圧へ減少する時、制限
が働き始め、制限メンバの最大出力信号は、曲線部分Ｃ
−ＤおよびＣ’−Ｄによってそれぞれ示されているよう
に、電圧と共に直線的に減少する。曲線Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ
は１．０毎ユニットに等しい電流オーダに対応し、曲線
Ｂ’−Ｃ’−Ｄ−Ｅは０．５毎ユニットに等しい電流オ
ーダに対応し、曲線Ｂ”−Ｄ−Ｅは０．３毎ユニットに
等しい電流オーダに対応する。この実施例においては、
第１制限電圧は０．６毎ユニットに等しく、第２制限電
圧は０．１毎ユニットに等しく、電流オーダの制限され
る最低値ＩＯＬｍｉｎは０．３毎ユニットに等しい。

【００３０】図５は、図１に関連して説明された設備に
おける、公知の種類の静的電流／電圧特性を示す。垂直
軸上には、毎ユニットで表されたそれぞれのコンバータ
に対する直流電圧が示されており、水平軸上には、やは
り毎ユニットで表された直流接続内の直流電流Ｉｄが示
されている。曲線Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅは前記整流器、す
なわち第１コンバータＳＲ１に関連し、曲線Ｆ”−Ｆ−
Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｋ−Ｌは前記インバータ、すなわち第２コ
ンバータＳＲ２に関連する。１．０毎ユニットに等しい
電流オーダによれば、Ｆは設備の動作点になる。前記イ
ンバータに対する電流マージンＩＯＭは、値０．１を有
し、図５においては、垂直な曲線部分Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅと
Ｇ−Ｈ−Ｉ−Ｋとの間の水平距離を構成する。インバー
タに対する曲線部分Ｆ−Ｇは、動作点Ｆの回りにおける
発振の減衰を実現するために正の傾きを与えられてい
る。曲線部分Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅは、それぞれのコンバータ
における直流電圧Ｕｄと、制限メンバ１からの出力信号
ＩＯＬと、の間の上述の関係を反映している。

【００３１】本発明によれば、ここで電流マージンは、
それぞれのコンバータにおける直流電圧Ｕｄに依存して
形成される。直流電圧の測定値ＵＤは、ローパス特性を
有するフィルタ１０（図３）へ供給され、該フィルタの
出力信号は関数形成メンバ１１へ供給される。関数形成
メンバ１１からの出力信号は、セレクタ９へ供給され、
電力方向信号ＲＥＣＴ／ＩＮＶによって制御される該セ
レクタが上述の出力信号をインバータの電流制御器内の
加算器５へ接続する時、電流マージンＩＯＭを形成す
る。関数形成メンバ１１からの出力信号は、図６に示さ
れているように、設備のためにあらかじめ選択された関
係により、測定値ＵＤに依存して形成される。

【００３２】図６は、図５に示されているものと同じ種
類の静的電流／電圧特性を示しているが、本発明を明確
にするために、図６は、制限メンバ１からの介入は示し
ていない。インバータの特性上の点Ｍに対応する第１電
圧レベルＵｄｆを超えた、点Ｇに対応する電圧レベルま
での電圧に対しては、電流マージンは、曲線部分Ｂ−
Ｂ’とＧ−Ｍとの間の水平距離に対応する第１値ＩＯＭ
ｆをとる。第１電圧レベルＵｄｆより低いが、インバー
タの特性上の点Ｎに対応する第２電圧レベルＵｄｓより
高い電圧に対しては、電流マージンは、この実施例にお
いては、電圧の減少と共に単調に、曲線部分Ｂ−Ｂ’と
Ｎ−Ｎ’との間の水平距離に対応する第２値ＩＯＭｓま
で増加し、その大きさは前記第１値の大きさよりも大き
い。前記第２電圧レベルより低い電圧に対しては、電流
マージンは一定に、かつ第２値ＩＯＭｓに等しく保たれ
る。この実施例においては、第１電圧レベルＵｄｆは
０．８毎ユニットに等しく、第２電圧レベルＵｄｓは
０．６毎ユニットに等しい。電流マージンの第１値ＩＯ
Ｍｆは０．０２毎ユニットに等しく、その第２値ＩＯＭ
ｓは、０．４毎ユニットに等しい。

【００３３】図７は、制限メンバ１からの介入を有し、
かつ図６に関連して説明された電圧依存電流マージンを
有する、図５に示されているものと同じ種類の静的電流
／電圧特性を示す。図４の点Ｃと同じ電圧レベルにある
図５の点Ｈと、図６の点Ｎとは、この実施例においては
同じ電圧にある。電流マージンは、曲線部分Ｂ−Ｃ−Ｄ
−ＥとＦ−Ｇ−Ｍ−Ｈ、Ｎ−Ｉ’との間の水平距離に対
応する。

【００３４】電流マージンは、その第２値の大きさが、
第１制限メンバ１により電流オーダＩＯの制限される最
低電流基準値ＩＯＬｍｉｎより大きくなるように、選択
すると有利である。殊に、直流送電における故障の後に
電力を回復する時、これは、インバータの制御機器が、
整流器が直流電流を確立しつつある間に、可能な最高直
流電圧を実現すべく動作することを保証し、それは、オ
ーダされた有効電力が速やかに達成されることを意味す
る。以上において示した諸実施例においては、電圧Ｕｄ
＜０．６毎ユニットに対しては、電流マージンは値０．
４毎ユニットであるように選択され、この大きさは、制
限メンバ１が電流制御器に対する電流基準値ＩＯＬを制
限する０．３毎ユニットに等しい最低制限値よりも大き
い。

【００３５】さらに、関数形成メンバ１１の第１電圧レ
ベルＵｄｆを、制限メンバ１の第１制限電圧Ｕｄｌｉｍ
１より高く選択すると有利である。図６においては、電
流マージンは、曲線部分Ｍ−Ｎに沿って正の傾きを有す
るように示されている。これは本発明の有利な実施例で
あり、それは、電圧が前記第１および第２電圧レベルの
間の領域内にある時、すなわちＵｄｆ＞Ｕｄ＞Ｕｄｓで
ある時、整流器からインバータへの電流制御の不可避的
移行を、より円滑ならしめる。しかし、本発明の主たる
目的を達成するためには、電圧があらかじめ選択された
値より低い時は、例えば、関数形成メンバ１１が、電圧
が第１電圧レベルより低い時に０．４毎ユニットに等し
い電流マージンの値を形成するように、電流マージンを
増大させれば十分である。図６においては、これは、電
圧レベル０．８毎ユニットにおいて、曲線部分Ｍ−Ｎが
水平軸に平行に走る状況に対応する。

【００３６】

【発明の効果】このようにして、本発明によれば、以下
の利点が実現される。すなわち、通常の動作中に生じる
電圧変動の場合に、設備は低電流マージンによって動作
することができ、それは、電流制御のインバータへの不
可避的移行に際し、該移行が、動作における妨害を小さ
くし、かつ伝達される電力の減少を小さくして行われる
ことを意味する。同時に、電圧低下が大きい、代表的に
は０．１毎ユニットより大きい、場合に、インバータの
制御機器は所望のように動作し続け、すなわち、設備の
動作条件に対して適切な最大電圧まで電圧を増大させる
べく動作する。

【００３７】図１に示されている設備は、直列補償コン
バータステーションを含む。しかし、本発明により解決
される問題は、非直列補償コンバータステーションにお
いても起こり、従って本発明は、そのような設備に対し
ても同様に適用されうる。しかし、本発明は、整流器が
低い公称制御角において動作する、また電流制御のイン
バータへの移行のリスクが非補償コンバータステーショ
ンに対してよりも大きい、直列補償コンバータステーシ
ョンにおいて殊に重要である。

【００３８】ブロック図に示されている制限メンバおよ
び関数形成メンバは、応用可能な部分において、モデル
となるためのアナログおよび／またはディジタル手段を
含む該モデルとして設計され、または、結線回路におけ
るアナログおよび／またはディジタル技術による計算と
して完全に、または部分的に、設計され、または、マイ
クロプロセッサにおけるプログラムとして実現されう
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】直列補償コンバータステーションを有する高圧
直流送電設備の概略図。

【図２】図１のコンバータステーションに対する制御機
器の諸部品のブロック図。

【図３】本発明の実施例における、図２の制御機器用
の、電流制御器の１実施例のブロック図。

【図４】図２の制御機器用の、電流オーダを制限する制
限メンバにおける、公知の種類の電圧と電流基準値との
間の関係を示す。

【図５】共通直流接続に対して接続された整流器および
インバータにおける、公知の種類の電流／電圧特性を示
す。

【図６】本発明の１実施例における、電圧と電流マージ
ンとの間の関係を示す。

【図７】共通直流接続に対して接続された整流器および
インバータにおける、本発明の１実施例により変更され
た電流／電圧特性を示す。

【符号の説明】

１制限メンバ１１関数形成メンバＣＣ電流制御器ＣＥ１制御機器ＣＥ２制御機器Ｉｄ直流接続の電流ＩＯ電流オーダＩＯＬ１第１電流基準値ＩＯＬ２第２電流基準値ＩＯＬｍｉｎ電流オーダの最低制限値ＩＯＭ電流マージンＩＯＭｆ電流マージン第１値ＩＯＭｓ電流マージン第２値Ｌ１直列接続Ｌ２直列接続Ｎ１３相交流電圧回路網Ｎ２３相交流電圧回路網ＳＲ１第１コンバータＳＲ２第２コンバータＵＤ直列電圧測定値Ｕｄ１整流器の直流電圧Ｕｄ２インバータの直流電圧Ｕｄｆ第１電圧レベルＵｄｌｉｍ１第１制限電圧Ｕｄｌｉｍ２第２制限電圧Ｕｄｓ第２電圧レベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共通直流接続（Ｌ１、Ｌ２）を経て互い
に接続された第１および第２直列補償コンバータ（それ
ぞれＳＲ１、ＳＲ２）であって、それぞれの１つが別個
の制御機器（それぞれＣＥ１、ＣＥ２）によって制御さ
れ、それぞれの１つが別個の交流電圧回路網（それぞれ
Ｎ１、Ｎ２）に接続され、該制御機器のそれぞれの１つ
が電流制御器（ＣＣ）を含み、該電流制御器（ＣＣ）へ
前記直流接続における電流（Ｉｄ）に対する電流基準値
（それぞれＩＯＬ１、ＩＯＬ２）が供給され、前記第１
コンバータの前記電流制御器へ第１電流基準値（ＩＯＬ
１）が供給され、前記第２コンバータの前記電流制御器
へ第２電流基準値（ＩＯＬ２）と、さらに電流マージン
（ＩＯＭ）とが供給される、前記第１および第２直列補
償コンバータ（それぞれＳＲ１、ＳＲ２）を含む、高圧
直流送電設備の制御方法であって、前記第２コンバータ
における直流電圧があらかじめ選択された第１電圧レベ
ル（Ｕｄｆ）を超えた時は、前記電流マージンに対して
第１値（ＩＯＭｆ）が割当てられ、前記直流電圧が前記
第１電圧レベルの大きさより低い時は、前記電流マージ
ンに対して第２値（ＩＯＭｓ）が割当てられ、該第２値
の大きさが前記第１値の大きさより大きいことを特徴と
する、高圧直流送電設備の制御方法。
【請求項２】前記第２コンバータの直流電圧が、前記
第１電圧レベルより低いが、あらかじめ選択された第２
電圧レベル（Ｕｄｓ）を超えている時に、該直流電圧が
該第１電圧レベルから該第２電圧レベルまで変化する
時、前記電流マージンが、その第１値からその第２値ま
で単調に変化することを特徴とする、請求項１記載の方
法。
【請求項３】前記制御機器のそれぞれの１つが制限メ
ンバ（１）をさらに含み、該制限メンバ（１）が、前記
コンバータに対する共通な電流オーダ（ＩＯ）を供給さ
れ、かつ、それぞれの該コンバータにおける印加直流電
圧（それぞれＵｄ１、Ｕｄ２）の測定値（ＵＤ）に依存
する前記電流オーダの制限により前記第１および第２電
流基準値をそれぞれ形成し、該制限が、前記直流電圧が
第１制限電圧（Ｕｄｌｉｍ１）より低くなった時に働く
ようになっており、前記第１電圧レベルが前記制限メン
バの前記第１制限電圧より高く選択されることを特徴と
する、請求項１または請求項２記載の方法。
【請求項４】前記電流マージンの前記第２値の大きさ
が、前記電流オーダの制限される最低値（ＩＯＬｍｉ
ｎ）より大きいことを特徴とする、請求項１から請求項
３までのいずれかに記載の方法。
【請求項５】共通直流接続（Ｌ１、Ｌ２）を経て互い
に接続された第１および第２直列補償コンバータ（それ
ぞれＳＲ１、ＳＲ２）であって、それぞれの１つが別個
の制御機器（それぞれＣＥ１、ＣＥ２）によって制御さ
れ、それぞれの１つが別個の交流電圧回路網（それぞれ
Ｎ１、Ｎ２）に接続され、該制御機器のそれぞれの１つ
が電流制御器（ＣＣ）を含み、該電流制御器（ＣＣ）へ
前記直流接続における電流（Ｉｄ）に対する電流基準値
（それぞれＩＯＬ１、ＩＯＬ２）が供給され、前記第１
コンバータの前記電流制御器へ第１電流基準値（ＩＯＬ
１）が供給され、前記第２コンバータの前記電流制御器
へ第２電流基準値（ＩＯＬ２）と、さらに電流マージン
（ＩＯＭ）とが供給される、前記第１および第２直列補
償コンバータ（それぞれＳＲ１、ＳＲ２）を含む、高圧
直流送電設備の制御装置であって、少なくとも前記第２
コンバータの前記制御機器が関数形成メンバ（１１）を
含み、該関数形成メンバ（１１）が、前記第２コンバー
タにおける印加直流電圧の測定値（ＵＤ）に依存して前
記電流マージンを形成し、該直流電圧があらかじめ選択
された第１電圧レベル（Ｕｄｆ）を超えた時は、前記電
流マージンが第１値（ＩＯＭｆ）をとり、前記直流電圧
が前記第１電圧レベルより低い時は、前記電流マージン
に対して第２値（ＩＯＭｓ）をとり、該第２値の大きさ
が前記第１値の大きさより大きいことを特徴とする、高
圧直流送電設備の制御装置。
【請求項６】前記第２コンバータにおける直流電圧
が、前記第１電圧レベルより低いが、あらかじめ選択さ
れた第２電圧レベル（Ｕｄｓ）を超えている時に、該直
流電圧が該第１電圧レベルから該第２電圧レベルまで変
化する時、前記電流マージンが、その第１値からその第
２値まで単調に変化するように、前記関数形成メンバが
該電流マージンを形成することを特徴とする、請求項５
記載の装置。
【請求項７】前記制御機器のそれぞれの１つが制限メ
ンバ（１）をさらに含み、該制限メンバ（１）が、前記
コンバータに対する共通な電流オーダ（ＩＯ）を供給さ
れ、かつ、それぞれの該コンバータにおける印加直流電
圧（それぞれＵｄ１、Ｕｄ２）の測定値（ＵＤ）に依存
する前記電流オーダの制限により前記第１および第２電
流基準値をそれぞれ形成し、該制限が、前記直流電圧が
第１制限電圧（Ｕｄｌｉｍ１）より低くなった時に働く
ようになっており、前記第１電圧レベルが前記制限メン
バの前記第１制限電圧より高いことを特徴とする、請求
項５または請求項６記載の装置。
【請求項８】前記電流マージンの前記第２値の大きさ
が、前記制限メンバが前記電流オーダを制限する最低値
（ＩＯＬｍｉｎ）より大きいように、前記関数形成メン
バが前記電流マージンの前記第２値を形成することを特
徴とする、請求項５から請求項７までのいずれかに記載
の装置。
【請求項９】共通直流接続（Ｌ１、Ｌ２）を経て互い
に接続された第１および第２直列補償コンバータ（それ
ぞれＳＲ１、ＳＲ２）であって、それぞれの１つが別個
の制御機器（それぞれＣＥ１、ＣＥ２）によって制御さ
れ、それぞれの１つが別個の交流電圧回路網（それぞれ
Ｎ１、Ｎ２）に接続され、該制御機器のそれぞれの１つ
が電流制御器（ＣＣ）を含み、該電流制御器（ＣＣ）へ
前記直流接続における電流（Ｉｄ）に対する電流基準値
（それぞれＩＯＬ１、ＩＯＬ２）が供給され、前記第１
コンバータの前記電流制御器へ第１電流基準値（ＩＯＬ
１）が供給され、前記第２コンバータの前記電流制御器
へ第２電流基準値（ＩＯＬ２）と、さらに電流マージン
（ＩＯＭ）とが供給され、前記制御機器のそれぞれの１
つがさらに制限メンバ（１）を含み、該制限メンバ
（１）が、前記コンバータに対する共通な電流オーダ
（ＩＯ）を供給され、かつ、それぞれの該コンバータに
おける印加直流電圧（それぞれＵｄ１、Ｕｄ２）の測定
値（ＵＤ）に依存する前記電流オーダの制限により前記
第１および第２電流基準値をそれぞれ形成し、該制限
が、前記直流電圧が第１制限電圧（Ｕｄｌｉｍ１）より
低くなった時に働くようになっている、前記第１および
第２直列補償コンバータ（それぞれＳＲ１、ＳＲ２）を
含む、高圧直流送電設備の制御方法であって、前記第２
コンバータにおける直流電圧があらかじめ選択された第
１電圧レベル（Ｕｄｆ）を超えた時は、前記電流マージ
ンに対して第１値（ＩＯＭｆ）が割当てられ、前記直流
電圧が前記第１電圧レベルの大きさより低い時は、前記
電流マージンに対して第２値（ＩＯＭｓ）が割当てら
れ、該第２値の大きさが前記第１値の大きさより大きい
ことと、前記第１電圧レベルが前記制限メンバの前記第
１制限電圧より高く選択されることと、を特徴とする、
高圧直流送電設備の制御方法。
【請求項１０】共通直流接続（Ｌ１、Ｌ２）を経て互
いに接続された第１および第２直列補償コンバータ（そ
れぞれＳＲ１、ＳＲ２）であって、それぞれの１つが別
個の制御機器（それぞれＣＥ１、ＣＥ２）によって制御
され、それぞれの１つが別個の交流電圧回路網（それぞ
れＮ１、Ｎ２）に接続され、該制御機器のそれぞれの１
つが電流制御器（ＣＣ）を含み、該電流制御器（ＣＣ）
へ前記直流接続における電流（Ｉｄ）に対する電流基準
値（それぞれＩＯＬ１、ＩＯＬ２）が供給され、前記第
１コンバータの前記電流制御器へ第１電流基準値（ＩＯ
Ｌ１）が供給され、前記第２コンバータの前記電流制御
器へ第２電流基準値（ＩＯＬ２）と、さらに電流マージ
ン（ＩＯＭ）とが供給され、前記制御機器のそれぞれの
１つがさらに制限メンバ（１）を含み、該制限メンバ
（１）が、前記コンバータに対する共通な電流オーダ
（ＩＯ）を供給され、かつ、それぞれの該コンバータに
おける印加直流電圧（それぞれＵｄ１、Ｕｄ２）の測定
値（ＵＤ）に依存する前記電流オーダの制限により前記
第１および第２電流基準値をそれぞれ形成し、該制限
が、前記直流電圧が第１制限電圧（Ｕｄｌｉｍ１）より
低くなった時に働くようになっている、前記第１および
第２直列補償コンバータ（それぞれＳＲ１、ＳＲ２）を
含む、高圧直流送電設備の制御装置であって、少なくと
も前記第２コンバータの前記制御機器が関数形成メンバ
（１１）を含み、該関数形成メンバ（１１）が、前記第
２コンバータにおける印加直流電圧の測定値（ＵＤ）に
依存して前記電流マージンを形成し、該直流電圧があら
かじめ選択された第１電圧レベル（Ｕｄｆ）を超えた時
は、前記電流マージンが第１値（ＩＯＭｆ）をとり、前
記直流電圧が前記第１電圧レベルより低い時は、前記電
流マージンに対して第２値（ＩＯＭｓ）をとり、該第２
値の大きさが前記第１値の大きさより大きいことと、前
記第１電圧レベルが前記制限メンバの前記第１制限電圧
より高いことと、を特徴とする、高圧直流送電設備の制
御装置。