JPH0823677A - 電力変換装置及び制御方法 - Google Patents
電力変換装置及び制御方法Info
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- JPH0823677A JPH0823677A JP15328994A JP15328994A JPH0823677A JP H0823677 A JPH0823677 A JP H0823677A JP 15328994 A JP15328994 A JP 15328994A JP 15328994 A JP15328994 A JP 15328994A JP H0823677 A JPH0823677 A JP H0823677A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電力系統で地絡事故が発生し、交流電圧が消失
しても基準の同期パルスを発生させることのできる位相
制御装置を提供することにある。 【構成】３相交流電圧を入力してその３相交流電圧の相
電圧ベクトルをベクトル変換して求めた新たな３相電圧
ベクトルを用いることにより、事故の前後で変化しない
基準同期点が得られる。そしてこの基準同期点をもとに
制御パルスを出力することにより、交流系統の不平衡事
故が発生しても同期点が消失することなく電力変換装置
を安定して運転することができる。
しても基準の同期パルスを発生させることのできる位相
制御装置を提供することにある。 【構成】３相交流電圧を入力してその３相交流電圧の相
電圧ベクトルをベクトル変換して求めた新たな３相電圧
ベクトルを用いることにより、事故の前後で変化しない
基準同期点が得られる。そしてこの基準同期点をもとに
制御パルスを出力することにより、交流系統の不平衡事
故が発生しても同期点が消失することなく電力変換装置
を安定して運転することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流送電変換装置あるい
は静止型無効電力補償装置等の電力系統に適用される電
力変換装置の位相を制御する制御装置に関する。
は静止型無効電力補償装置等の電力系統に適用される電
力変換装置の位相を制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーエレクトロニクス技術を駆使して
実現された直流送電や、現在米国で進められているサイ
リスタ制御直列コンデンサ等のパワーエレクトロニクス
のキー技術は、電力用半導体素子で構成される大容量の
電力変換装置技術が重要である。電力用半導体素子、即
ちサイリスタで構成される大容量電力変換装置を交流系
統事故時にも安定に動作させるためには、制御装置から
の位相指令に応じて交流系統の動きに合った適切な位相
で制御パルスを出すことのできる位相制御装置が必要で
ある。
実現された直流送電や、現在米国で進められているサイ
リスタ制御直列コンデンサ等のパワーエレクトロニクス
のキー技術は、電力用半導体素子で構成される大容量の
電力変換装置技術が重要である。電力用半導体素子、即
ちサイリスタで構成される大容量電力変換装置を交流系
統事故時にも安定に動作させるためには、制御装置から
の位相指令に応じて交流系統の動きに合った適切な位相
で制御パルスを出すことのできる位相制御装置が必要で
ある。
【０００３】従来、制御装置からの位相指令に基づいて
制御されたパルスを得るため、常時交流系統の交流電圧
零点を各相毎に検出し、この電圧零点に基づく基準同期
点から制御パルスを作り出す方法が取られている。しか
し各相毎に電圧の零点を検出する場合は、最も頻繁に発
生する一線地絡事故が電力系統に発生すると、事故相の
零点が検出できなくなるので、位相差がうまく求まらな
くなる。そのため制御パルスを作成するもとになる基準
同期点が交流系統の電圧零点からずれ、事故期間中の制
御パルスの位相が誤りとなるだけでなく、事故除去時の
基準同期点もずれるので電力変換装置の動作が定常状態
に達するまでの回復時間も延びる。
制御されたパルスを得るため、常時交流系統の交流電圧
零点を各相毎に検出し、この電圧零点に基づく基準同期
点から制御パルスを作り出す方法が取られている。しか
し各相毎に電圧の零点を検出する場合は、最も頻繁に発
生する一線地絡事故が電力系統に発生すると、事故相の
零点が検出できなくなるので、位相差がうまく求まらな
くなる。そのため制御パルスを作成するもとになる基準
同期点が交流系統の電圧零点からずれ、事故期間中の制
御パルスの位相が誤りとなるだけでなく、事故除去時の
基準同期点もずれるので電力変換装置の動作が定常状態
に達するまでの回復時間も延びる。
【０００４】このため特開昭52−42216 号公報に記載の
ように、事故直前の系統電圧の位相を記憶する記憶回路
と、切替回路を新たに設け、事故が発生したらそれまで
の基準同期点からの位相を記憶回路の位相に切替回路で
切り替えて制御パルスを得ていた。
ように、事故直前の系統電圧の位相を記憶する記憶回路
と、切替回路を新たに設け、事故が発生したらそれまで
の基準同期点からの位相を記憶回路の位相に切替回路で
切り替えて制御パルスを得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしその対策回路は
３相それぞれに設ける必要があるので、多数の構成要素
から成るため、より簡易な制御回路が望まれていた。
３相それぞれに設ける必要があるので、多数の構成要素
から成るため、より簡易な制御回路が望まれていた。
【０００６】本発明の目的は、電力系統で不平衡事故が
発生し、交流電圧が消失しても基準の同期パルスを発生
できる高精度で構造の簡単な制御装置を提供することに
ある。
発生し、交流電圧が消失しても基準の同期パルスを発生
できる高精度で構造の簡単な制御装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】電力用半導体素子で構成
される電力変換装置をこの電力変換装置に入出力する３
相交流電圧の基準同期点に同期した制御パルスに基づい
て制御する前記電力変換装置の制御装置を、同期信号検
出手段と同期信号検出手段，制御回路，移相手段とから
構成する。
される電力変換装置をこの電力変換装置に入出力する３
相交流電圧の基準同期点に同期した制御パルスに基づい
て制御する前記電力変換装置の制御装置を、同期信号検
出手段と同期信号検出手段，制御回路，移相手段とから
構成する。
【０００８】同期信号検出手段は、３相交流電圧を入力
してその３相交流電圧の相電圧ベクトルをベクトル変換
して求めた新たな３相電圧ベクトルを用いて基準同期点
を作成する。また制御回路は、位相指令に応じた制御信
号を出力し、この制御信号に基づいて移相手段は、基準
同期点からシフトした制御パルスを出力する機能を有す
る。
してその３相交流電圧の相電圧ベクトルをベクトル変換
して求めた新たな３相電圧ベクトルを用いて基準同期点
を作成する。また制御回路は、位相指令に応じた制御信
号を出力し、この制御信号に基づいて移相手段は、基準
同期点からシフトした制御パルスを出力する機能を有す
る。
【０００９】
【作用】基準同期点を求めるために、電力変換装置に入
出力する３相交流電圧ベクトルＶｕベクトル，Ｖｖベク
トル，Ｖｗベクトル（以下Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと略し、ベ
クトルを現すものとする）を数１に基づいて新たな３相
交流電圧ベクトルＡ，Ｂ，Ｃを作成する。
出力する３相交流電圧ベクトルＶｕベクトル，Ｖｖベク
トル，Ｖｗベクトル（以下Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと略し、ベ
クトルを現すものとする）を数１に基づいて新たな３相
交流電圧ベクトルＡ，Ｂ，Ｃを作成する。
【００１０】 Ａ＝｛Ｖｕ−（Ｖｖ＋Ｖｗ）｝／２ Ｂ＝｛Ｖｖ−（Ｖｗ＋Ｖｕ）｝／２ …（数１） Ｃ＝｛Ｖｗ−（Ｖｕ＋Ｖｖ）｝／２ この新たなベクトル交流電圧ベクトルＡ，Ｂ，Ｃを用い
ることにより、事故の前後で変化しない基準同期点が得
られる。そしてこの基準同期点と位相指令に応じた制御
信号をもとに移相手段で基準同期点からシフトした前記
制御パルスを出力することにより、交流系統の不平衡事
故が発生しても同期点が消失することなく電力変換装置
を安定して運転することができる。
ることにより、事故の前後で変化しない基準同期点が得
られる。そしてこの基準同期点と位相指令に応じた制御
信号をもとに移相手段で基準同期点からシフトした前記
制御パルスを出力することにより、交流系統の不平衡事
故が発生しても同期点が消失することなく電力変換装置
を安定して運転することができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明を直流送電制御装置の位相制御
装置に適用した場合の実施例である。交流系統１１と交
流系統１２の間に交直変換装置を介することで、簡単な
周波数や位相調整だけで電力の授受が可能になる。交流
系統１１側は変換用変圧器２１，２２からそれぞれの変
換用変圧器に対する電力変換装置３１，３２で交流を直
流に変換し、直流リアクトル４１を経て直流送電線５
１，５２へ送電する。一方、直流送電線５１，５２から
送られてきた直流電力は直流リアクトル４２から電力変
換装置３３，３４へ取り込まれ交流に変換されて、変換
用変圧器２３，２４を介して交流系統１２へ送電され
る。
装置に適用した場合の実施例である。交流系統１１と交
流系統１２の間に交直変換装置を介することで、簡単な
周波数や位相調整だけで電力の授受が可能になる。交流
系統１１側は変換用変圧器２１，２２からそれぞれの変
換用変圧器に対する電力変換装置３１，３２で交流を直
流に変換し、直流リアクトル４１を経て直流送電線５
１，５２へ送電する。一方、直流送電線５１，５２から
送られてきた直流電力は直流リアクトル４２から電力変
換装置３３，３４へ取り込まれ交流に変換されて、変換
用変圧器２３，２４を介して交流系統１２へ送電され
る。
【００１２】同期信号検出回路６１は交流電圧変成器６
０１で検出した交直連系点の交流電圧に基づいて電力変
換装置３１，３２の点弧パルスを作るときの元になる回
路である。運転指令に基づいて制御回路６２から出力さ
れた制御電圧Ｖｓと同期信号検出回路６１の出力とを移
相回路６３に入力して、電力変換装置３１，３２の点弧
パルスを出力する。
０１で検出した交直連系点の交流電圧に基づいて電力変
換装置３１，３２の点弧パルスを作るときの元になる回
路である。運転指令に基づいて制御回路６２から出力さ
れた制御電圧Ｖｓと同期信号検出回路６１の出力とを移
相回路６３に入力して、電力変換装置３１，３２の点弧
パルスを出力する。
【００１３】電力変換装置３１，３２に対する交流電圧
変成器６０１と、同期信号検出回路６１，制御回路６
２、及び移相回路６３と同様、電力変換装置３３，３４
に対しても交流電圧変成器７０１と、同期信号検出回路
７１，制御回路７２、及び移相回路７３が必要である
が、その機能は全く同一なので詳細は省略する。
変成器６０１と、同期信号検出回路６１，制御回路６
２、及び移相回路６３と同様、電力変換装置３３，３４
に対しても交流電圧変成器７０１と、同期信号検出回路
７１，制御回路７２、及び移相回路７３が必要である
が、その機能は全く同一なので詳細は省略する。
【００１４】同期信号検出回路６１の詳細を、制御回路
６２及び移相回路６３の制御を含め図２を用いて以下説
明する。交流電圧変成器６０１で検出された系統電圧か
らバンドパスフィルタ６０２で基本波信号を取り出し、
演算回路６０３で数１の演算を行い各相の電圧信号の零
点を検出する。
６２及び移相回路６３の制御を含め図２を用いて以下説
明する。交流電圧変成器６０１で検出された系統電圧か
らバンドパスフィルタ６０２で基本波信号を取り出し、
演算回路６０３で数１の演算を行い各相の電圧信号の零
点を検出する。
【００１５】位相差検出回路６０４は、図２（ｉ）に示
した演算回路６０３の出力と詳細は後述する図２（ii）
のデコーダ６０８の出力とから各相毎の位相差を求めた
後、各相を合算し平滑化回路６０５に出力する。平滑化
回路６０５では位相差検出回路６０４からの出力波形を
平滑し、平滑した電圧Ｖｃを出力する（図２(iii))。こ
の演算回路６０３と位相差検出回路６０４のデータ処理
方法についてはさらに後で詳細に述べる。
した演算回路６０３の出力と詳細は後述する図２（ii）
のデコーダ６０８の出力とから各相毎の位相差を求めた
後、各相を合算し平滑化回路６０５に出力する。平滑化
回路６０５では位相差検出回路６０４からの出力波形を
平滑し、平滑した電圧Ｖｃを出力する（図２(iii))。こ
の演算回路６０３と位相差検出回路６０４のデータ処理
方法についてはさらに後で詳細に述べる。
【００１６】図２（iv）に示した電圧パルス発振回路６
０６は平滑化回路６０５の出力Ｖｃに比例した周波数を
持つパルスを出力するもので、位相固定発振器(vco）と
も呼称される。この電圧パルス発振回路６０６で発振さ
れたパルスはカウンタ６０７で分周され、系統電圧零点
と位相差のあるパルスとしてデコーダ６０８で振り分
け、位相差検出回路６０４と鋸歯状波発生回路６０９へ
出力する。位相差検出回路６０４からデコーダ６０８は
いわゆるＰＬＬ(Phase Locked Loop）回路である。
０６は平滑化回路６０５の出力Ｖｃに比例した周波数を
持つパルスを出力するもので、位相固定発振器(vco）と
も呼称される。この電圧パルス発振回路６０６で発振さ
れたパルスはカウンタ６０７で分周され、系統電圧零点
と位相差のあるパルスとしてデコーダ６０８で振り分
け、位相差検出回路６０４と鋸歯状波発生回路６０９へ
出力する。位相差検出回路６０４からデコーダ６０８は
いわゆるＰＬＬ(Phase Locked Loop）回路である。
【００１７】また鋸歯状波発生回路６０９は図２（ｖ）
に示すように、カウントされたパルスから鋸歯状波を形
成し、移相回路６３で、鋸歯状波発生回路６０９の出力
と、制御回路６２の出力である制御電圧Ｖｓとから電力
変換装置３１，３２の点弧角α1 を有する点弧パルスを
出力する（図２（vi））。
に示すように、カウントされたパルスから鋸歯状波を形
成し、移相回路６３で、鋸歯状波発生回路６０９の出力
と、制御回路６２の出力である制御電圧Ｖｓとから電力
変換装置３１，３２の点弧角α1 を有する点弧パルスを
出力する（図２（vi））。
【００１８】次に演算回路６０３で求める数１について
図３のベクトル図を用いて説明する。演算回路６０３で
数１を演算し、新たな３相交流電圧ベクトルＡ，Ｂ，Ｃ
を求める。交流電圧ベクトルＶｕを基準にとり各相のベ
クトルを表わすと、正常時には数１のＡは図３（ｉ）か
ら明らかなようにｕ相のベクトル、同様にＢはｖ相，Ｃ
はｗ相を表す。
図３のベクトル図を用いて説明する。演算回路６０３で
数１を演算し、新たな３相交流電圧ベクトルＡ，Ｂ，Ｃ
を求める。交流電圧ベクトルＶｕを基準にとり各相のベ
クトルを表わすと、正常時には数１のＡは図３（ｉ）か
ら明らかなようにｕ相のベクトル、同様にＢはｖ相，Ｃ
はｗ相を表す。
【００１９】今、３相交流電圧の各相の負から正へ移行
するときの電圧零点である同期点をｕ，ｖ，ｗとし、各
相の正から負へ移行する電圧零点の各相の同期点をそれ
ぞれｘ，ｙ，ｚとすると、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれｕ，
ｖ，ｗに対し１８０度遅れている。よって同期点はｕ→
ｚ→ｖ→ｘ→ｗ→ｙ→ｕで循環することになる。一方、
カウンタ６０７で分周されたパルスｕ′，ｚ′，ｖ′，
ｘ′，ｗ′，ｙ′は、系統電圧零点ｕ，ｚ，ｖ，ｘ，
ｗ，ｙと一定の位相差を持たせるようにデコーダ６０８
で振り分ける。なお一定の位相差としては６０度以上が
望ましいが、その根拠については後述する。
するときの電圧零点である同期点をｕ，ｖ，ｗとし、各
相の正から負へ移行する電圧零点の各相の同期点をそれ
ぞれｘ，ｙ，ｚとすると、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれｕ，
ｖ，ｗに対し１８０度遅れている。よって同期点はｕ→
ｚ→ｖ→ｘ→ｗ→ｙ→ｕで循環することになる。一方、
カウンタ６０７で分周されたパルスｕ′，ｚ′，ｖ′，
ｘ′，ｗ′，ｙ′は、系統電圧零点ｕ，ｚ，ｖ，ｘ，
ｗ，ｙと一定の位相差を持たせるようにデコーダ６０８
で振り分ける。なお一定の位相差としては６０度以上が
望ましいが、その根拠については後述する。
【００２０】位相差検出回路６０４は積分回路あるいは
フリップフロップで構成され、交流電圧の零点ｕ，ｚ，
ｖ，ｘ，ｗ，ｙで積分回路に一定値を加算あるいはフリ
ップフロップをセットするようにし、鋸歯状波発生回路
６０８の出力パルスｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，
ｙ′で積分回路から一定値を減算あるいはリセットする
ようにして、常に各相の信号が積分される。
フリップフロップで構成され、交流電圧の零点ｕ，ｚ，
ｖ，ｘ，ｗ，ｙで積分回路に一定値を加算あるいはフリ
ップフロップをセットするようにし、鋸歯状波発生回路
６０８の出力パルスｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，
ｙ′で積分回路から一定値を減算あるいはリセットする
ようにして、常に各相の信号が積分される。
【００２１】図４は正常時の演算回路６０３及び位相差
検出回路６０４の動作をデコーダ６０８出力と比較して
示したもので、各相の同期点(電圧零点)検出信号ｕ，
ｚ，ｖ，ｘ，ｗ，ｙは数式１に従って６０度ごとに正常
な同期点が計算される。従って位相差検出回路６０４で
は演算回路６０３の出力でセットされ、デコーダ608の
出力ｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，ｙ′でリセットさ
れるから、各相の位相差は６０度ごとの繰返しとなる。
図はデコーダ６０８の出力ｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，
ｗ′，ｙ′を同期点検出信号ｕ，ｚ，ｖ，ｘ，ｗ，ｙか
ら７０度遅らせた例を示している。
検出回路６０４の動作をデコーダ６０８出力と比較して
示したもので、各相の同期点(電圧零点)検出信号ｕ，
ｚ，ｖ，ｘ，ｗ，ｙは数式１に従って６０度ごとに正常
な同期点が計算される。従って位相差検出回路６０４で
は演算回路６０３の出力でセットされ、デコーダ608の
出力ｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，ｙ′でリセットさ
れるから、各相の位相差は６０度ごとの繰返しとなる。
図はデコーダ６０８の出力ｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，
ｗ′，ｙ′を同期点検出信号ｕ，ｚ，ｖ，ｘ，ｗ，ｙか
ら７０度遅らせた例を示している。
【００２２】位相差検出回路６０４の出力は平滑化回路
６０５で平均化されてＶｃとなり、この大きさに応じた
発振周波数のパルスが電圧パルス発振回路６０６から出
力され、既に述べたような機能にしたがって電力変換装
置３１，３２を制御する。
６０５で平均化されてＶｃとなり、この大きさに応じた
発振周波数のパルスが電圧パルス発振回路６０６から出
力され、既に述べたような機能にしたがって電力変換装
置３１，３２を制御する。
【００２３】次に交流系統の不平衡事故の内、１線地絡
事故（１ＬＧ）により、ｕ相電圧が消失した場合を図３
（ii）の電圧ベクトルと図５の演算回路６０３及び位相
差検出回路６０４の動作により説明する。
事故（１ＬＧ）により、ｕ相電圧が消失した場合を図３
（ii）の電圧ベクトルと図５の演算回路６０３及び位相
差検出回路６０４の動作により説明する。
【００２４】数１のＡはｕ相ベクトルとなって信号の大
きさは変化するがｕ相ベクトルと位相は同じであり、ま
た電圧の零点も変わらない。Ｂは元のｖ相の位相よりも
３０度位相が進み、Ｃは元のｗ相の位相よりも３０度位
相が遅れた電圧ベクトルとなる。従って位相差検出回路
６０４からは事故時と事故前では基準同期点は変わらな
いから、３相全体で見る限りはトータルの位相差に変化
はない。
きさは変化するがｕ相ベクトルと位相は同じであり、ま
た電圧の零点も変わらない。Ｂは元のｖ相の位相よりも
３０度位相が進み、Ｃは元のｗ相の位相よりも３０度位
相が遅れた電圧ベクトルとなる。従って位相差検出回路
６０４からは事故時と事故前では基準同期点は変わらな
いから、３相全体で見る限りはトータルの位相差に変化
はない。
【００２５】事実、演算回路６０３の平滑された出力は
図５(iii）に示すように、ｕ相に対しｖ相，ｗ相は９０
度の位相差があるが、１周期あたりの位相差検出回路６
０４出力の平均値は、正常時（ｉ）の平均値と同じＶｃ
である。
図５(iii）に示すように、ｕ相に対しｖ相，ｗ相は９０
度の位相差があるが、１周期あたりの位相差検出回路６
０４出力の平均値は、正常時（ｉ）の平均値と同じＶｃ
である。
【００２６】従って電圧パルス発振回路６０６の発振周
波数は正常時と変わらないから、鋸歯状波発生回路６０
８で分周された図示のｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，
ｙ′のパルス信号も変化しない。
波数は正常時と変わらないから、鋸歯状波発生回路６０
８で分周された図示のｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，
ｙ′のパルス信号も変化しない。
【００２７】さらにまた交流系統不平衡事故の内、２線
地絡事故（２ＬＧ）によりｕ相，ｖ相の電圧が消失した
場合は図６の通りとなる。数１ではＡ＝−Ｖｗ／２だか
ら元のｕ相の電圧の零点位相よりも６０度遅れた電圧ベ
クトル、またＢ＝−Ｖｗ／２だから元のｖ相の電圧の零
点位相よりも６０度進んだ電圧ベクトル、Ｃは大きさは
２分の１ではあるが、元のｗ相電圧位相と同位相の電圧
ベクトルが得られ、１線地絡事故と同様、３相全体で見
る限りはトータルの位相差に変化はない。
地絡事故（２ＬＧ）によりｕ相，ｖ相の電圧が消失した
場合は図６の通りとなる。数１ではＡ＝−Ｖｗ／２だか
ら元のｕ相の電圧の零点位相よりも６０度遅れた電圧ベ
クトル、またＢ＝−Ｖｗ／２だから元のｖ相の電圧の零
点位相よりも６０度進んだ電圧ベクトル、Ｃは大きさは
２分の１ではあるが、元のｗ相電圧位相と同位相の電圧
ベクトルが得られ、１線地絡事故と同様、３相全体で見
る限りはトータルの位相差に変化はない。
【００２８】すなわち演算回路６０３では、ｕ相，ｖ
相，ｗ相の同期点は同じ位置に作られる。従ってこの場
合の位相差検出回路６０４の出力は図６(iii）に示すよ
うになり、この場合も１周期あたりの位相差検出回路６
０４出力の平均値は、正常時の平均値と変わらないＶｃ
となる。従って電圧パルス発振回路６０６の発振周波数
は正常時と変わらないから、鋸歯状波発生回路６０８で
分周された図示のｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，ｙ′
のパルス信号はやはり変わらない。
相，ｗ相の同期点は同じ位置に作られる。従ってこの場
合の位相差検出回路６０４の出力は図６(iii）に示すよ
うになり、この場合も１周期あたりの位相差検出回路６
０４出力の平均値は、正常時の平均値と変わらないＶｃ
となる。従って電圧パルス発振回路６０６の発振周波数
は正常時と変わらないから、鋸歯状波発生回路６０８で
分周された図示のｕ′，ｚ′，ｖ′，ｘ′，ｗ′，ｙ′
のパルス信号はやはり変わらない。
【００２９】なお、３相トータルの位相差が変わらない
ようにするために、２相消失時に±６０度の零点シフト
が生ずるから、正常時の演算回路６０３出力とデコーダ
608出力（例えばｕとｕ′）との位相差が６０度以上に
なるよう調整しておけば良い。
ようにするために、２相消失時に±６０度の零点シフト
が生ずるから、正常時の演算回路６０３出力とデコーダ
608出力（例えばｕとｕ′）との位相差が６０度以上に
なるよう調整しておけば良い。
【００３０】このように３相の瞬時電圧信号を使って各
相の電圧零点が求まることにより、交流系統事故により
１相または２相の同期信号が無くなった場合にも、正常
時と同様に基準同期点が得られる。基準同期点が得られ
れば、この時点から制御回路６２の出力電圧に相当する
大きさだけ移相したパルスを移相回路６３によって作成
することにより、電力変換装置３１，３２の適切な制御
パルスを得ることができる。
相の電圧零点が求まることにより、交流系統事故により
１相または２相の同期信号が無くなった場合にも、正常
時と同様に基準同期点が得られる。基準同期点が得られ
れば、この時点から制御回路６２の出力電圧に相当する
大きさだけ移相したパルスを移相回路６３によって作成
することにより、電力変換装置３１，３２の適切な制御
パルスを得ることができる。
【００３１】なお交流系統３相平衡事故で３相とも電圧
が消失した場合は、図３のベクトル図から明らかなよう
に演算手段では演算できないので別途、特開昭52−4221
6 号公報に述べられているように位相記憶が必要とな
る。
が消失した場合は、図３のベクトル図から明らかなよう
に演算手段では演算できないので別途、特開昭52−4221
6 号公報に述べられているように位相記憶が必要とな
る。
【００３２】図７は、本発明の位相制御回路をサイリス
タ制御直列コンデンサのサイリスタの位相制御回路に適
用した場合の他の実施例である。長距離送電線の場合、
リアクトルの影響を除去するため、３相交流送電線７
１，７２，７３に直列コンデンサ８１，８２，８３を挿
入する。この直列コンデンサに並列にリアクトル８１
１，８１２，８１３を挿入し、直列コンデンサ電流を打
ち消す電流をこのリアクトルに流すため、リアクトルに
直列に逆並列接続されたサイリスタ回路８２１〜８２６
を接続して制御するものである。その際、交流電圧変成
器９０１〜９０３で直列コンデンサ８１，８２，８３両
端の電圧を検出する。
タ制御直列コンデンサのサイリスタの位相制御回路に適
用した場合の他の実施例である。長距離送電線の場合、
リアクトルの影響を除去するため、３相交流送電線７
１，７２，７３に直列コンデンサ８１，８２，８３を挿
入する。この直列コンデンサに並列にリアクトル８１
１，８１２，８１３を挿入し、直列コンデンサ電流を打
ち消す電流をこのリアクトルに流すため、リアクトルに
直列に逆並列接続されたサイリスタ回路８２１〜８２６
を接続して制御するものである。その際、交流電圧変成
器９０１〜９０３で直列コンデンサ８１，８２，８３両
端の電圧を検出する。
【００３３】また同期信号検出回路６１と移相回路６３
は図１と同様で、サイリスタ制御直列コンデンサの制御
回路９１からの制御信号に応じて移相したサイリスタ８
２１〜８２６を制御する。この構成においても同期信号
検出回路６１で直列コンデンサ両端の電圧から基準同期
点が作られ、移相回路６３で制御回路９１からの制御信
号に応じて移相したサイリスタ８２１〜８２６を制御す
る適切な制御パルスが作られる。従って交流系統で事故
が発生し、同期信号が消失した場合の位相制御回路の動
作も既に述べた電力変換装置３１，３２の制御と同様で
ある。
は図１と同様で、サイリスタ制御直列コンデンサの制御
回路９１からの制御信号に応じて移相したサイリスタ８
２１〜８２６を制御する。この構成においても同期信号
検出回路６１で直列コンデンサ両端の電圧から基準同期
点が作られ、移相回路６３で制御回路９１からの制御信
号に応じて移相したサイリスタ８２１〜８２６を制御す
る適切な制御パルスが作られる。従って交流系統で事故
が発生し、同期信号が消失した場合の位相制御回路の動
作も既に述べた電力変換装置３１，３２の制御と同様で
ある。
【００３４】
【発明の効果】従来は交流電圧各相毎に電圧零点を検出
し、この検出信号から位相差検出を行っていたので、装
置が大型になり、経済的でなかった。しかし本発明では
瞬時の３相の交流電圧をベクトル変換して新たな電圧ベ
クトルをもとに事故の前後で変化しない基準同期点が得
られる。
し、この検出信号から位相差検出を行っていたので、装
置が大型になり、経済的でなかった。しかし本発明では
瞬時の３相の交流電圧をベクトル変換して新たな電圧ベ
クトルをもとに事故の前後で変化しない基準同期点が得
られる。
【００３５】また事故除去時にも高速に系統の同期点が
得られるので、交流系統の同期点に応じた適切な位相で
位相制御パルスを出すことができる。さらに事故除去に
より交流電圧が回復したときに高速に交流系統に同期し
た適切な位相パルスを出せるので電力変換装置の動作回
復が早く行える。これにより交流系統不平衡事故時およ
び事故除去時に電力変換装置を安定に動作させることが
できる。
得られるので、交流系統の同期点に応じた適切な位相で
位相制御パルスを出すことができる。さらに事故除去に
より交流電圧が回復したときに高速に交流系統に同期し
た適切な位相パルスを出せるので電力変換装置の動作回
復が早く行える。これにより交流系統不平衡事故時およ
び事故除去時に電力変換装置を安定に動作させることが
できる。
【図１】本発明の制御装置を直流送電制御装置に適用し
た場合の実施例である。
た場合の実施例である。
【図２】同期信号検出回路６１の動作説明図である。
【図３】演算回路６０３の演算内容を示すベクトル図で
ある。
ある。
【図４】同期信号検出回路６１の正常時の動作説明図で
ある。
ある。
【図５】同期信号検出回路６１の１線地絡時の動作説明
図である。
図である。
【図６】同期信号検出回路６１の２線地絡時の動作説明
図である。
図である。
【図７】本発明の制御装置をサイリスタ制御直列コンデ
ンサの制御装置に適用した場合の実施例である。
ンサの制御装置に適用した場合の実施例である。
１１，１２…交流系統、３１〜３４…電力変換装置、５
１，５２…直流送電線、６１…同期信号検出回路、６２
…制御回路、６３…移相回路、８１，８２，８３…直列
コンデンサ、９１…サイリスタ制御直列コンデンサの制
御回路、601…交流電圧変成器、６０２…バンドパスフ
ィルタ、６０３…演算回路、６０４…位相差検出回路、
６０５…平滑化回路、６０６…電圧パルス発振回路、６
０７…カウンタ、６０８…デコーダ、６０９…鋸歯状波
発生回路、８２１〜８２６…サイリスタ、９０１〜９０
３…交流電圧変成器。
１，５２…直流送電線、６１…同期信号検出回路、６２
…制御回路、６３…移相回路、８１，８２，８３…直列
コンデンサ、９１…サイリスタ制御直列コンデンサの制
御回路、601…交流電圧変成器、６０２…バンドパスフ
ィルタ、６０３…演算回路、６０４…位相差検出回路、
６０５…平滑化回路、６０６…電圧パルス発振回路、６
０７…カウンタ、６０８…デコーダ、６０９…鋸歯状波
発生回路、８２１〜８２６…サイリスタ、９０１〜９０
３…交流電圧変成器。
Claims (6)
- 【請求項１】電力用半導体素子で構成される電力変換装
置をこの電力変換装置に入出力する３相交流電圧の基準
同期点に同期した制御パルスに基づいて制御する前記電
力変換装置の制御装置において、 一括入力した前記３相交流電圧から前記基準同期点を求
め、各相へ移相配分する制御装置を有することを特徴と
する電力変換装置。 - 【請求項２】電力用半導体素子で構成される電力変換装
置をこの電力変換装置に入出力する３相交流電圧の基準
同期点に同期した制御パルスに基づいて制御する前記電
力変換装置の制御装置において、 前記３相交流電圧を入力して前記３相交流電圧の相電圧
ベクトルをベクトル変換して求めた新たな３相電圧ベク
トルを用いて基準同期点を作成する同期信号検出手段
と、位相指令に応じた制御信号を出力する制御回路と、
前記制御信号に基づいて前記基準同期点からシフトした
前記制御パルスを出力する移相手段と、からなる制御装
置を有することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項３】請求項２において、 前記同期信号検出手段は、前記３相交流電圧の大きさを
検出する交流電圧検出手段と、 前記３相交流電圧を入力して前記３相交流電圧の相電圧
ベクトルをベクトル変換して新たな３相電圧ベクトルを
求め、前記３相交流電圧から３相各相の電圧零点を演算
する演算手段と、 前記演算された電圧零点と別途形成された分周手段から
の基準位相との差を検出する位相差検出手段と、前記位
相差検出手段出力を平均する平滑化手段と、 前記平滑化手段の出力に応じた周波数を持つ電圧パルス
を出力する電圧パルス発振手段と、 前記電圧パルスをカウントするカウンタ手段と、 前記電圧パルスを３相に分周して前記基準位相を出力す
る前記分周手段と、からなる制御装置を有することを特
徴とする電力変換装置。 - 【請求項４】請求項３において、 下式に基づいて新たな３相ベクトルＡ，Ｂ，Ｃを求める
前記演算手段を設けた制御装置を有することを特徴とす
る電力変換装置。 Ａ＝｛Ｖｕ−（Ｖｖ＋Ｖｗ）｝／２ Ｂ＝｛Ｖｖ−（Ｖｗ＋Ｖｕ）｝／２ Ｃ＝｛Ｖｗ−（Ｖｕ＋Ｖｖ）｝／２ Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ：電力変換装置に入出力する３相交流
電圧ベクトル - 【請求項５】請求項３において、 前記分周手段から出力される位相と、３相電圧が健全時
に前記演算手段から出力される位相との差を６０度以上
に設定することを特徴とする電力変換装置。 - 【請求項６】電力用半導体素子で構成される電力変換装
置をこの電力変換装置に入出力する３相交流電圧の基準
同期点に同期した制御パルスに基づいて制御する前記電
力変換装置の制御方法において、 前記３相交流電圧の相電圧ベクトルをベクトル変換して
求めた新たな３相電圧ベクトルに基づいて基準同期点を
求めることを特徴とする電力変換装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15328994A JP3232885B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電力変換装置及び制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15328994A JP3232885B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電力変換装置及び制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823677A true JPH0823677A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3232885B2 JP3232885B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=15559228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15328994A Expired - Fee Related JP3232885B2 (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電力変換装置及び制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3232885B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09205773A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｗｍ制御自励式整流装置 |
| CN103149847A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-06-12 | 四川电力科学研究院 | 一种基于rtds的无功电压控制效率检测方法 |
| CN105720584A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-29 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种avc省地协调控制过程中基于整数规划的省调无功指令的最优分配方法 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15328994A patent/JP3232885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09205773A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｗｍ制御自励式整流装置 |
| CN103149847A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-06-12 | 四川电力科学研究院 | 一种基于rtds的无功电压控制效率检测方法 |
| CN103149847B (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-02 | 四川电力科学研究院 | 一种基于rtds的无功电压控制效率检测方法 |
| CN105720584A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-29 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种avc省地协调控制过程中基于整数规划的省调无功指令的最优分配方法 |
| CN105720584B (zh) * | 2016-04-13 | 2018-06-29 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种avc省地协调控制过程中基于整数规划的省调无功指令的最优分配方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3232885B2 (ja) | 2001-11-26 |
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