JPH08223921A - 交直変換装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】母線順変換器側と逆変換器側の交流が接続され
て交流と直流を並列した送電を行うことができる系統構
成に適用した交直変換装置の制御装置において、直流連
系から交流連系へ、また交流連系から直流連系へと切り
替える場合に、２つの系統間での電力送電を停止するこ
となく、順変換器側と逆変換器側の交流線路を接続する
しゃ断器を開閉し、変換器を転流失敗させる発生するこ
と無く安定した運転継続が可能な交直変換装置の制御装
置を得る。 【構成】交直変換装置を運転中で直流連系による送電を
行っている場合、直流回路と並列した交流回路を接続し
ているしゃ断器の投入指令により、しゃ断器９の投入操
作完了前から前記逆変換装置の制御装置のβ進め制御を
動作させ、しゃ断器９投入後ある一定時間動作させるよ
うにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流送電装置・非同期
連系変換装置（ＢＴＢ変換装置）に使用され、順変換器
側と逆変換器側の交流送電線路を含む交流系統回路と、
直流回路が並列接続された系統構成に適用した交直変換
装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の交直変換装置を用いた非同
期周波数連系の構成図であり、交直変換装置１Ａ，１Ｂ
は変換器用変圧器４Ａ，４Ｂを介して交流系統６Ａ，６
Ｂに接続される一方、平滑リアクトル２を介して互いに
接続された直流送電装置、非同期連系変換装置（ＢＴＢ
変換装置）等に使用される。

【０００３】図５は交直変換装置の制御装置の構成図で
あり、順変換器及び逆変換器の起動停止の協調制御を司
る起動／停止制御回路１０１Ａ、この起動停止制御回路
１０１Ａの指令に応じて直流送電系統の直流電流や直流
電圧等を一定に制御する回路で構成される制御演算回路
（基本制御回路）１００Ａ、この制御演算回路１００Ａ
の出力信号により変換装置の点弧位相を決定する位相制
御回路２９Ａ、事故時に最適な保護指令を出力する保護
連動回路１０２Ａ、及び前記各回路の異常発生を監視す
る異常監視回路１０３Ａとで構成した制御装置２００Ａ
と、制御装置２００Ａの中の位相制御回路２９Ａの出力
信号であるシーケンシャルな点弧パルスを送出するパル
ス増幅回路３０Ａで構成されている。

【０００４】図６は従来の交直変換装置の制御装置の制
御機能の概略ブロック図である。変換器１Ａ，１Ｂには
定余裕角制御回路１２Ａ，１２Ｂ、定電圧制御回路１１
Ａ，１１Ｂ、定電流制御回路１３Ａ，１３Ｂ、β進め制
御回路３１Ａ，３１Ｂが具備されており、定余裕角制御
回路１２Ａ，１２Ｂはその余裕角設定器１８Ａ，１８Ｂ
の出力である余裕角基準値に変換器１Ａ，１Ｂの余裕角
が追従するように動作する。

【０００５】β進め制御回路３１Ａ，３１Ｂは、逆変換
器側の転流失敗発生や波形歪の発生等によりβを進める
方向に動作する。直流電圧設定器１４Ａ，１４Ｂの出力
である電圧基準値と、直流電圧を直流電圧検出器１５Ａ
で検出し制御回路にて取り扱い易い値に変換するための
電圧／電圧変換回路１６Ａ，１６Ｂを介してサミング回
路１７Ａ，１７Ｂに入力される直流電圧検出値との差が
サミング回路１７Ａ，１７Ｂで求められ、その差の値が
定電圧制御回路１１Ａ，１１Ｂに入力されることで、直
流送電線路３の直流電圧が電圧基準値に追従するように
制御されることになる。

【０００６】又、伝送制御回路２６Ａ，２６Ｂの出力で
ある電流基準値出力回路２７からの電流基準値と、直流
電流を直流電流検出器２１Ａ，２１Ｂで検出し電流／電
圧変換回路２２Ａ，２２Ｂで制御回路として取り扱い易
い値に変換された直流電流検出値とがサミング回路２３
Ａ，２３Ｂに入力される。その差の値が定電流制御回路
１３Ａ，１３Ｂに入力されることで、直流送電線路３に
流れる直流電流が電流基準に追従するように制御される
ことになる。なお、伝送制御回路２６Ａ，２６Ｂ間は通
信回路１９で接続されている。

【０００７】スイッチ２４Ａ，２４Ｂは変換器１Ａ，１
Ｂを逆変換運転する変換器の方のみが閉となり、電流マ
ージン設定器２５Ａ，２５Ｂの出力である電流マージン
がサミング回路２３Ａ，２３Ｂに入力される。

【０００８】この電流マージンの機能と、定余裕角制御
回路１２Ａ，１２Ｂ、前記定電圧制御回路１１Ａ，１１
Ｂ、前記定電流制御回路１３Ａ，１３Ｂ、β進め制御回
路３１Ａ，３１Ｂの出力の内その出力として最も変換器
の制御角の進んでいる出力のみをその出力とする制御進
み角優先回路２８Ａ，２８Ｂの機能とにより、今仮にス
イッチ２４Ｂが閉で、スイッチ２４Ａが開になるとする
と、制御進み角優先回路２８Ａには、定電流制御回路１
３Ａの出力が出力され、制御進み角優先回路２８Ｂには
前記定余裕角制御回路１２Ｂ、定電圧制御回路１１Ｂの
出力の内、制御角として進んでいる方の出力、一般には
前記定電圧制御回路１１Ｂの出力が出力される。それぞ
れの制御進み角優先回路２８Ａ，２８Ｂの出力は、位相
制御回路２９Ａ，２９Ｂに入力され、ここで変換器の点
弧タイミングを決めるパルス信号に変換され、パルス増
幅回路３０Ａ，３０Ｂを介して各変換器にゲートパルス
信号として与えられるように構成されている。以上説明
した従来の交直変換装置の制御装置の構成は公知の技術
である。

【０００９】図７は従来の交流回路と直流回路を並列接
続する系統構成の例を示す。交直変換装置１Ａ，１Ｂ
は、変換用変圧器４Ａ，４Ｂ、しゃ断器５Ａ，５Ｂ、昇
圧用変圧器７Ａ，７Ｂ、しゃ断器８Ａ，８Ｂを介して交
流母線１０Ａ，１０Ｂへ接続されている。交流母線１０
Ａ，１０Ｂは交流系統６Ａ，６Ｂへ接続している。交流
母線１０Ａと１０Ｂはしゃ断器９で接続することができ
る。異なる第１及び第２の交流系統６Ａ，６Ｂを２箇所
で接続するもしくは、第３の交流系統にそれぞれ接続し
た状態で互いの系統を接続することは潮流制御の難しさ
から一般的には行われない。そのため１箇所を交流連系
し、もう１箇所は直流連系することが考えられる。

【００１０】図８はこの場合の接続例を示しており、図
７と異なる点は、変換器用変圧器４Ａと交流系統６Ａの
間にしゃ断器５Ａ、昇圧用変圧器７Ａ、しゃ断器８Ａ、
交流母線１０Ａを設けずに、この代りに交流母線１０
Ａ、交流線路２０Ａ、交流母線１０Ａ´を設け、また変
換器用変圧器４Ｂと交流系統６Ｂの間にしゃ断器５Ｂ、
昇圧用変圧器７Ｂ、しゃ断器８Ｂ、交流母線１０Ｂを設
けずに、この代りに交流母線１０Ｂ、交流線路２０Ｂ、
交流母線１０Ｂ´を設け、さらに交流母線１０Ａ，１０
Ｂ間にしゃ断器９と交流線路２０Ｃの直列回路を接続
（変換器１Ａ，１Ｂ、変換器用変圧器４Ａ，４Ｂに対し
て並列に接続）し、また交流母線１０Ａ´，１０Ｂ´間
に、交流線路２０Ａ´，２０Ｂ´と交流系統６Ｃの直列
回路を接続（変換器１Ａ，１Ｂ、変換器用変圧器４Ａ，
４Ｂ、交流母線１０Ａ，１０Ｂ、交流線路６Ｃに対して
並列に接続）したものである。

【００１１】但し、交流連系されている送電線路で事故
が発生した場合には、直流連系している線路を交流連系
に変更しても支障がないので交流連系に切り替えること
が考えられる。それは、直流連系では交流連系に比べ最
大送電量が制限されるので、より送電電力量の多い交流
連系に切り替えるためである。そのため、直流連系する
箇所は直流と並列に交流連系可能な回路を装備すること
が考えられる。

【００１２】この様な構成にした場合の運用は、交流連
系している線路で事故が発生した際には直流連系を交流
連系に切り替える。また、その切り替え時に送電をスト
ップしないために直流回路の運転中に交流回路を投入し
一時的に交流と直流の並列運転とし、その後直流設備を
停止するという方法が考えられる。

【００１３】我国においてはこれまで交直並列送電の実
績は無く、交直並列送電技術に関して机上にて基本的制
御方式の検討は種々行われているが、実運用面からの検
討はこれからというのが実情である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】順変換器側と逆変換器
側の交流母線が接続されて交流と直流を並列した送電を
行うことができる系統構成に従来の変換器制御装置を適
用した場合には、次の如き不具合がある。

【００１５】図８の直流送電設備で電力融通運転を行っ
ている場合、変換器交流母線１０Ａ，１０Ｂは周波数は
同じであるが、両母線間の電圧位相は交流系統６Ａ及び
６Ｂの状態及び交流線路２０Ａ′，２０Ｂ′の潮流状態
により変化し、通常差があると考えるべきである。

【００１６】この状態でしゃ断器９を投入した後、交直
変換装置を停止して交流連系送電に移行させようとした
場合、しゃ断器９投入と同時に事前の母線１０Ａ，１０
Ｂの位相差、電圧に応じて交流線路２０Ｃに電流が流
れ、前記位相差、電圧差が無くなる方向に急変する。

【００１７】交流線路２０Ｃのインピーダンスが零に近
ければ交流母線１０Ａ，１０Ｂ間の位相差、電圧差は零
となるように急変する。交直変換器１Ａ，１Ｂの制御装
置は交流母線１０Ａ，１０Ｂの電圧位相に同期してお
り、制御装置内の位相制御系はある時間遅れを持って追
従しており、もし逆変換器側母線位相が進む方向に急変
したり電圧が大きく低減すると、余裕角不足となる転流
失敗に至ることになる。

【００１８】また、交流線路２０Ｃにより交流連系して
いるとき直流送電設備を生かした後、しゃ断器９を開い
て交直並列送電に移行させる場合も交流母線１０Ａ，１
０Ｂの電圧位相、電圧値は前述のしゃ断器９投入時とは
逆に差が開く方向に変化するので変換器制御装置は同様
の影響を受けることになる。

【００１９】転流失敗の発生は系統側に擾乱を与えるこ
とになる。また、連続発生した場合にはサイリスタバル
ブに過酷なストレスがかかる。通常、連続発生により変
換器をトリップ停止する。しかし、直流回路での送電を
行っている時に並列した交流回路の接続を行う状態で
は、転流失敗が発生する可能性が高く、その度にトリッ
プ停止することは昨今の電力事情から全く好ましくな
い。

【００２０】本発明の目的は前記従来例のもつ不具合を
解決するもので、母線順変換器側と逆変換器側の交流が
接続されて交流と直流を並列した送電を行うことができ
る系統構成に適用した交直変換装置の制御装置におい
て、直流連系から交流連系へ、また交流連系から直流連
系へと切り替える場合に、２つの系統間での電力送電を
停止することなく、順変換器側と逆変換器側の交流線路
を接続するしゃ断器を開閉し、変換器を転流失敗させる
発生すること無く安定した運転継続が可能な交直変換装
置の制御装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、順変換器と逆変換器が
それぞれ共通の直流回路に接続されると共に、前記順変
換器と逆変換器の交流側がそれぞれ異なる交流系統に接
続され、かつ前記直流回路と並列で前記交流系統間が交
流母線で接続され、少なくとも定電流制御回路と定電圧
制御回路と定余裕角制御回路と外部信号によるβ進め制
御回路と運転状況に応じて前記制御回路のうち適切な制
御回路を自動的に選択する選択手段と、この選択手段の
出力により前記順変換器と前記逆変換器の制御位相を制
御する位相制御回路を備えた交直変換装置の制御装置に
おいて、前記交流母線にしゃ断器を接続し、前記交直変
換装置を運転中で直流連系による送電を行っている場
合、前記しゃ断器の投入指令により、しゃ断器の投入操
作完了前から前記逆変換器側のβ進め制御回路を動作さ
せ、前記しゃ断器投入後ある一定時間動作させることを
特徴とする交直変換装置の制御装置である。

【００２２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、順変換器側と逆変換器側の交流電圧の位相
差に応じてβ進めの制御量を変えることを特徴とする請
求項１記載の交直変換装置の制御装置である。

【００２３】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、順変換器と逆変換器がそれぞれ共通の直流
回路に接続されると共に、前記順変換器と逆変換器の交
流側がそれぞれ異なる交流系統に接続され、かつ前記直
流回路と並列で前記交流系統間が交流母線で接続され、
少なくとも定電流制御回路と定電圧制御回路と定余裕角
制御回路と外部信号によるβ進め制御回路と運転状況に
応じて前記制御回路のうち適切な制御回路を自動的に選
択する選択手段と、この選択手段の出力により前記順変
換器と前記逆変換器の制御位相を制御する位相制御回路
を備えた交直変換装置の制御装置において、前記交流母
線にしゃ断器を接続し、前記交直変換装置が停止中で直
流回路と並列した交流回路により送電を行っている状態
から前記直流回路単独での送電へ切り替える場合に、前
記交直変換装置の交流の送電方向と同じ向きで起動して
から前記しゃ断器を開放することを特徴とする交直変換
装置の制御装置である。

【００２４】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、順変換器と逆変換器がそれぞれ共通の直流
回路に接続されると共に、前記順変換器と逆変換器の交
流側がそれぞれ異なる交流系統に接続され、かつ前記直
流回路と並列で前記交流系統間が交流母線で接続され、
少なくとも定電流制御回路と定電圧制御回路と定余裕角
制御回路と外部信号によるβ進め制御回路と運転状況に
応じて前記制御回路のうち適切な制御回路を自動的に選
択する選択手段と、この選択手段の出力により前記順変
換器と前記逆変換器の制御位相を制御する位相制御回路
を備えた交直変換装置の制御装置において、前記交流母
線にしゃ断器を接続し、前記交直変換装置が停止中で直
流回路と並列した交流回路により送電を行っている状態
から直流による送電へ切り替える場合に、前記交直変換
装置を起動した後に前記しゃ断器の開放指令により、し
ゃ断器の開放操作完了前から前記逆変換器側のβ進め制
御回路を動作させ、前記しゃ断器開放後ある一定時間動
作させることを特徴とする交直変換装置の制御装置であ
る。

【００２５】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、β進め制御回路の制御量は事前の潮流及び
送電電力量と交直変換装置の運転潮流及び送電電力量と
に応じて変えることを特徴とする請求項４記載の交直変
換装置の制御装置である。

【００２６】

【作用】請求項１に対応する発明によれば、交直変換装
置を運転中で直流連系による送電を行っている場合、直
流回路と並列した交流回路を接続しているしゃ断器の投
入指令により、しゃ断器の投入操作完了前から前記逆変
換装置の制御装置のβ進め制御を動作させ、しゃ断器投
入後ある一定時間動作させるようにしたので、交流連系
のしゃ断器を投入したことにより系統電圧の位相が急変
し逆変換器側の余裕角不足となり転流失敗が発生するこ
とを防ぐことができる。

【００２７】また、請求項２に対応する発明によれば、
請求項１の発明の作用に加え、順変換器側と逆変換器側
の交流電圧の位相差に応じてβ進めの制御量を変えるの
で、必要以上に直流電圧を低下させることを防ぎさらに
は確実に転流失敗を防止できる。

【００２８】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、交直変換装置が停止中で直流回路と並列した交流回
路により送電を行っている状態から直流による送電へ切
り替える場合に、交直変換装置を交流の送電方向と同じ
向きで起動してから直流回路と並列した交流回路を接続
しているしゃ断器を開放するようにしたので、交流連系
から直流連系へ切り替えるときに送電電力量を低下させ
ることなく切り替えが行える。さらにその後交流連系の
しゃ断器を開放した直後に、潮流を同方向にしておけば
逆変換器側の交流母線電圧位相が瞬時に遅れるため変換
器にとっては転流失敗しにくくなる。

【００２９】また、請求項４に対応する発明によれば、
交直変換装置が停止中で直流回路と並列した交流回路を
より送電を行っている状態から直流による送電へ切り替
える場合に、交直変換装置を起動した後に直流回路と並
列した交流回路を接続しているしゃ断器の開放指令によ
り、しゃ断器の開放操作完了前から前記逆変換装置の制
御装置のβ進め制御を動作させ、しゃ断器開放後ある一
定時間動作させるようにしたので、交流連系のしゃ断器
を開放したことにより系統電圧の位相が急変し逆変換器
側の余裕角不足となり転流失敗が発生することを防ぐこ
とができる。

【００３０】また、請求項５に対応する発明によれば、
請求項４の発明の作用に加え、β進めの制御量は事前の
潮流及び送電電力量と交直変換装置の運転潮流及び送電
電力量とに応じて変える。そのため必要以上に直流電圧
を低下させることを防ぎさらには確実に転流失敗を防止
できる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ＜第１実施例＞ （構成）図１は本発明による第１実施例（請求項１に対
応する実施例）の構成を説明する図である。図１では図
６，図８と同じ機能を遂行する装置には同じ符号を付し
てある。以下説明上、変換器１Ａが逆変換器運転を行っ
ている場合を想定して説明する。変換器１Ｂが逆変換器
運転の場合の作用も同様なので省略する。制御装置は、
しゃ断器操作回路から出力されるしゃ断器の操作指令
と、自制御装置が逆変換器運転中という信号の論理積を
とるアンド回路３２Ａ，３２Ｂを具備している。

【００３２】（作用、効果）変換器１Ａ，１Ｂを運転中
で直流連系による送電を行っている場合に、直流回路と
並列した交流回路を接続しているしゃ断器９の投入指令
をしゃ断器操作回路３３が出力する。アンド回路３２Ａ
は、自変換器が逆変換器運転中であるということと、し
ゃ断器操作回路３３から投入指令が出力されたことでβ
進め制御回路３１Ａへ動作指令を出力する。β進め制御
回路３１Ａは指令を受けて通常の逆変換器運転中の制御
角よりもβが進んだ値を出力する。この値は１２０°〜
１３５°位である。β進め制御回路３１Ａの動作により
制御進み角優先回路２８Ａの出力は、事前の運転中の制
御角に比べβが大きくなるので転流失敗しにくくなる。

【００３３】このように構成することにより、交流連系
のしゃ断器９を投入したことにより系統電圧の位相が急
変し逆変換器側の余裕角不足となり転流失敗が発生する
ことを防ぐ。

【００３４】ここではβ進め制御回路３１Ａ，３１Ｂを
動作させた場合について説明したが、逆変換器側の余裕
角を確保する目的では、直流電圧の低減や直流電流の低
減、また余裕角設定値の増大でも同様の効果が得られ
る。

【００３５】＜第２実施例＞ （構成）図２は本発明による第２実施例（請求項２に対
応する実施例）の構成を説明する図である。図１と同じ
機能を遂行する装置には同一符号を付してある。

【００３６】β進め回路３１Ａは、ワンショット回路３
１１Ａ、ラッチ回路３１２Ａ、加算器３１３Ａ、リミッ
タ３１４Ａ、スイッチ３１５Ａとから構成されている。
交流電圧検出器５０Ａ，５０Ｂはそれぞれ交流母線１０
Ａ，１０Ｂの電圧を検出し、その検出値から位相検出器
４０Ａ，４０Ｂは系統電圧の位相を検出する。位相差演
算器４１は、位相検出器４０Ａ，４０Ｂの出力から２つ
の系統電圧の位相差に応じ、変換器の制御角を操作する
位相量を演算する。

【００３７】アンド回路３２Ａは、しゃ断器操作回路３
３からしゃ断器９に与える投入指令があることと、自変
換器が逆変換器運転を行っていることでβ進め回路３１
Ａへ動作指令を出力する。

【００３８】ワンショット回路３１１Ａは、β進め動作
指令をある一定時間引き延ばす。この時間は指令が出力
されてから、実際のしゃ断器９の投入操作が終了するま
でよりも長い時間である。

【００３９】ラッチ回路３１２Ａは、通常運転中は制御
進み角優先回路２８Ａの出力をそのままスルーして出力
し、ワンショット回路３１１Ａからの指令があるときは
出力を保持する。加算器３１３Ａはラッチ回路３１２Ａ
の出力値と位相差演算器４１の出力値を加算する。リミ
ッタ３１４Ａは加算器３１３Ａの出力値の下限を制限す
る。通常この値は１２０°程度である。スイッチ３１５
Ａは通常運転中は制御角αの最大値を選択し、ワンショ
ット回路３１１Ａからの指令がある時はリミッタ３１４
Ａの出力値を選択し出力する。

【００４０】（作用、効果）以上説明した第２実施例に
よれば、順変換器側と逆変換器側の交流電圧の位相差に
応じてβ進めの制御量を変えるので、必要以上に直流電
圧を低下させることを防ぎさらには確実に転流失敗を防
止できる。

【００４１】＜第３実施例＞ （構成）第３実施例（請求項３に対応する実施例）の構
成は図１と同様であり、変換器１Ａ，１Ｂが停止中で直
流回路と並列した交流回路により送電を行っている状態
から直流による送電へ切り替える場合に、変換器１Ａ，
１Ｂを交流の送電潮流と同じ潮流で起動する。この起動
操作は従来通りであり何等特別な操作はいらない。その
後直流回路と並列した交流回路を接続しているしゃ断器
９を開放する。

【００４２】（作用、効果）このように構成すること
で、交流連系から直流連系へ切り替えるときに送電電力
量を低下させることなく切り替えが行える。さらにその
後交流連系のしゃ断器を開放するときに、潮流が同方向
であるので逆変換器側の交流母線電圧位相が瞬時に遅れ
るため変換器にとっては転流失敗しにくくなる。

【００４３】＜第４実施例＞ （構成）第４実施例（請求項４に対応する実施例）の構
成は図１とほぼ同様であり、制御装置は、しゃ断器操作
回路から出力されるしゃ断器の操作指令と、自制御装置
が逆変換器運転中という信号の論理積をとるアンド回路
３２Ａ，３２Ｂを具備している。

【００４４】しゃ断器９が投入されている状態で変換器
１Ａ，１Ｂを運転し、直流回路と並列した交流回路を接
続しているしゃ断器９の開放指令をしゃ断器操作回路３
３が出力する。アンド回路３２Ａは、自変換器が逆変換
器運転中であるということとしゃ断器操作回路３３から
開放指令が出力されたことでβ進め制御回路３１へ動作
指令を出力する。β進め制御回路３１Ａは指令を受けて
通常の逆変換器運転中の制御角よりもβが進んだ値を出
力する。β進め制御回路３１Ａの動作により制御進み角
優先回路２８Ａの出力は、事前の運転中の制御角に比べ
βが大きくなるので転流失敗しにくくなる。

【００４５】（作用、効果）以上説明したように第４実
施例によれば、交流連系のしゃ断器を開放したことによ
り系統電圧の位相が急変し逆変換器側の余裕角不足とな
り転流失敗が発生したことを防ぐことができる。

【００４６】ここではβ進め制御回路を動作させた場合
について説明したが、逆変換器側の余裕角を確保する目
的では、直流電圧の低減や直流電流の低減、また余裕角
設定値の増大でも同様の効果が得られる。

【００４７】＜第５実施例＞ （構成）図３に示すように第５実施例（請求項５に対応
する実施例）の構成を説明する図である。図２と同じ機
能を遂行する装置には同一符号を付してある。

【００４８】β進め回路３１Ａは、ワンショット回路３
１１Ａ、ラッチ回路３１２Ａ、加算器３１３Ａ、リミッ
タ３１４Ａ、スイッチ３１５Ａとから構成されている。
交流電圧検出器６０はしゃ断器９で接続している交流線
路の交流電圧を検出し、交流電流検出器６１はしゃ断器
９で接続している交流線路の交流電流を検出し、それら
の検出値から有効電力検出器４２は有効電力を検出す
る。直流電圧検出器１５Ａと直流電流検出器２１Ａとで
検出された直流電圧及び直流電流より、有効電力検出器
４３は有効電力を検出する。位相差演算器４４は、有効
電力検出器４２と４３との出力から、潮流と送電有効電
力量に応じ、変換器の制御角を操作する位相量を演算す
る。一般的に潮流が同じであれば、交流のしゃ断器９を
開放した後でも逆変換器側の交流母線電圧位相が瞬時に
遅れるため変換器にとっては転流失敗しにくくなるの
で、制御角の操作はあまり必要ない。潮流が異なる場合
に制御角の操作を必要とする。

【００４９】アンド回路３２Ａは、しゃ断器操作回路３
３からのしゃ断器９開放指令があることと、自変換器が
逆変換器運転を行っていることでβ進め回路３１Ａへ動
作指令を出力する。ワンショット回路３１１Ａは、β進
め動作指令をある一定時間引き延ばす。この時間は指令
が出力されてから、実際のしゃ断器９の開放操作が終了
するまでよりも長い時間である。ラッチ回路３１２Ａ
は、通常運転中は制御進み角優先回路２８Ａの出力をそ
のままスルーして出力し、ワンショット回路３１１Ａか
らの指令があるときは出力を保持する。加算器３１３Ａ
はラッチ回路３１２Ａの出力値と位相差演算器４４の出
力値を加算する。

【００５０】リミッタ３１４Ａは加算器３１３Ａの出力
値の下限を制限する。通常この値は１２０°程度であ
る。スイッチ３１５Ａは通常運転中は制御角αの最大値
を選択し、ワンショット回路３１１Ａからの指令がある
時はリミッタ３１４Ａの出力値を選択し出力する。

【００５１】（作用、効果）以上説明した第５実施例に
よればβ進めの制御量は事前の潮流及び送電電力量と交
直変換装置の運転潮流及び送電電力量とに応じて変える
ため、必要以上に直流電圧を低下させることを防ぎさら
には確実に転流失敗を防止できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、母線順変換器側と逆変
換器側の交流が接続されて交流と直流を並列した送電を
行うことができる系統構成に適用した交直変換装置の制
御装置において、直流連系から交流連系へ、また交流連
系から直流連系へと切り替える場合に、２つの系統間で
の電力送電を停止することなく、順変換器側と逆変換器
側の交流線路を接続するしゃ断器を開閉し、変換器を転
流失敗させる発生すること無く安定した運転継続が可能
な交直変換装置の制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の交直変換装置の制御装置の第１実施例
を示す概略構成図。

【図２】本発明の交直変換装置の制御装置の第２実施例
を示す概略構成図。

【図３】本発明の交直変換装置の制御装置の第３実施例
を示す概略構成図。

【図４】従来の非同期連系装置に使用する交直変換装置
の一例を示す概略構成図。

【図５】従来の交直変換装置の制御装置の一例を示す概
略構成図。

【図６】従来の交直変換装置の制御機能を示す概略構成
図。

【図７】図４において交流と直流を並列した場合の系統
構成図。

【図８】図４において交流と直流を並列し、さらに交流
系統が遠方で接続されている場合の系統構成図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…変換器 ２…直流リアクトル ４Ａ，４Ｂ…変換器用変圧器 ５Ａ，５Ｂ…変換器用しゃ断器 ６Ａ，６Ｂ…交流系統 ７Ａ，７Ｂ…昇圧用変圧器 ８Ａ，８Ｂ，９…しゃ断器 １０Ａ，１０Ｂ…交流母線 １０Ａ′，１０Ｂ′…交流母線 １１Ａ，１１Ｂ…定電圧制御回路 １２Ａ，１２Ｂ…定余裕角制御回路 １３Ａ，１３Ｂ…定電流制御回路 １４Ａ，１４Ｂ…直流電圧設定器 １５Ａ…直流電圧検出器 １６Ａ，１６Ｂ…電圧／電圧変換回路 １７Ａ，１７Ｂ…サミング回路 １８Ａ，１８Ｂ…余裕角設定器 １９…通信回路 ２０Ａ，２０Ｂ，２０ｃ…交流線路 ２０Ａ′，２０Ｂ′…交流線路 ２１Ａ，２１Ｂ…直流電流検出器 ２２Ａ，２２Ｂ…電流／電圧変換回路 ２３Ａ，２３Ｂ…サミング回路 ２４Ａ，２４Ｂ…スイッチ ２５Ａ，２５Ｂ…電流マージン設定器 ２６Ａ，２６Ｂ…伝送制御回路 ２７…電流基準値出力回路 ２８Ａ，２８Ｂ…制御進み角優先回路 ２９Ａ，２９Ｂ…位相制御回路 ３０Ａ，３０Ｂ…パルス増幅回路 ３１Ａ，３１Ｂ…β進め制御回路 １００Ａ…制御演算回路 １０１Ａ…起動停止シーケンス回路 １０２Ａ…保護連動回路 １０３Ａ…異常監視回路 ２００Ａ…変換器制御装置 ３２Ａ，３２Ｂ…アンド回路 ３３…しゃ断器操作回路 ５０Ａ，５０Ｂ…交流電圧検出器 ４０Ａ，４０Ｂ…位相検出器 ４１…位相差演算器 ３１１Ａ…ワンショット回路 ３１２Ａ…ラッチ回路 ３１３Ａ…加算器 ３１４Ａ…リミッタ ３１５Ａ…スイッチ ６０…交流電圧検出器 ６１…交流電圧検出器 ４２，４３…有効電力検出器 ４４…位相差演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野呂 康宏 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順変換器と逆変換器がそれぞれ共通の直
   流回路に接続されると共に、前記順変換器と逆変換器の
   交流側がそれぞれ異なる交流系統に接続され、かつ前記
   直流回路と並列で前記交流系統間が交流母線で接続さ
   れ、少なくとも定電流制御回路と定電圧制御回路と定余
   裕角制御回路と外部信号によるβ進め制御回路と運転状
   況に応じて前記制御回路のうち適切な制御回路を自動的
   に選択する選択手段と、この選択手段の出力により前記
   順変換器と前記逆変換器の制御位相を制御する位相制御
   回路を備えた交直変換装置の制御装置において、 前記交流母線にしゃ断器を接続し、前記交直変換装置を
   運転中で直流連系による送電を行っている場合、前記し
   ゃ断器の投入指令により、しゃ断器の投入操作完了前か
   ら前記逆変換器側のβ進め制御回路を動作させ、前記し
   ゃ断器投入後ある一定時間動作させることを特徴とする
   交直変換装置の制御装置。
2. 【請求項２】 順変換器側と逆変換器側の交流電圧の位
   相差に応じてβ進めの制御量を変えることを特徴とする
   請求項１記載の交直変換装置の制御装置。
3. 【請求項３】 順変換器と逆変換器がそれぞれ共通の直
   流回路に接続されると共に、前記順変換器と逆変換器の
   交流側がそれぞれ異なる交流系統に接続され、かつ前記
   直流回路と並列で前記交流系統間が交流母線で接続さ
   れ、少なくとも定電流制御回路と定電圧制御回路と定余
   裕角制御回路と外部信号によるβ進め制御回路と運転状
   況に応じて前記制御回路のうち適切な制御回路を自動的
   に選択する選択手段と、この選択手段の出力により前記
   順変換器と前記逆変換器の制御位相を制御する位相制御
   回路を備えた交直変換装置の制御装置において、 前記交流母線にしゃ断器を接続し、前記交直変換装置が
   停止中で直流回路と並列した交流回路により送電を行っ
   ている状態から前記直流回路単独での送電へ切り替える
   場合に、前記交直変換装置の交流の送電方向と同じ向き
   で起動してから前記しゃ断器を開放することを特徴とす
   る交直変換装置の制御装置。
4. 【請求項４】 順変換器と逆変換器がそれぞれ共通の直
   流回路に接続されると共に、前記順変換器と逆変換器の
   交流側がそれぞれ異なる交流系統に接続され、かつ前記
   直流回路と並列で前記交流系統間が交流母線で接続さ
   れ、少なくとも定電流制御回路と定電圧制御回路と定余
   裕角制御回路と外部信号によるβ進め制御回路と運転状
   況に応じて前記制御回路のうち適切な制御回路を自動的
   に選択する選択手段と、この選択手段の出力により前記
   順変換器と前記逆変換器の制御位相を制御する位相制御
   回路を備えた交直変換装置の制御装置において、 前記交流母線にしゃ断器を接続し、前記交直変換装置が
   停止中で直流回路と並列した交流回路により送電を行っ
   ている状態から直流による送電へ切り替える場合に、前
   記交直変換装置を起動した後に前記しゃ断器の開放指令
   により、しゃ断器の開放操作完了前から前記逆変換器側
   のβ進め制御回路を動作させ、前記しゃ断器開放後ある
   一定時間動作させることを特徴とする交直変換装置の制
   御装置。
5. 【請求項５】 β進め制御回路の制御量は事前の潮流及
   び送電電力量と交直変換装置の運転潮流及び送電電力量
   とに応じて変えることを特徴とする請求項４記載の交直
   変換装置の制御装置。