JPH09182293A - 電力変換設備用制御装置 - Google Patents

電力変換設備用制御装置

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JPH09182293A
JPH09182293A JP7339004A JP33900495A JPH09182293A JP H09182293 A JPH09182293 A JP H09182293A JP 7339004 A JP7339004 A JP 7339004A JP 33900495 A JP33900495 A JP 33900495A JP H09182293 A JPH09182293 A JP H09182293A
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JP
Japan
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power
constant
power conversion
current
conversion equipment
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Application number
JP7339004A
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English (en)
Inventor
Nobuhiko Kageyama
延彦 影山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

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  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる系統間や交流連系された電力変換器設
備において潮流方向に合わせて入力電圧と電流を切り替
えて、最小限の構成の電力検出回路により定電力制御を
可能にすること。 【解決手段】 制御装置10は系統A及び系統Bの交流
電圧と交流電流を取り込み潮流方向に合わせて入力電圧
と電流を切り替える。この選択した後の交流電圧と交流
電流をフィルタ6において基本波成分を取り出し、有効
電力検出回路7において有効電力を検出し、定電流制御
回路8により指令値を電流制御回路9へ出力し、サイリ
スタ1を制御することにより電力変換設備に接続される
受電側の電力を一定に制御する。 【効果】 異なる電力系統又は交流連系された電力系統
等電力系統の構成に関係無く電力変換器の送電電力域は
受電電力を潮流方向に関係無く一定に制御することが、
1つの電力検出回路により実現することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力変換設備用制御
装置に係り、特に潮流方向により有効電力の規定点が移
行する定電力制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】 従来の電力変換設備制御装置の一例を
図3に示す。
【0003】図3において、潮流方向による有効電力の
規定点切り換えは行わず、片端の交流系統の有効電力検
出により一点に固定して定電力制御を行う方式がある。
この場合、潮流方向と有効電力の規定点が一致している
ケ−スでは問題にならないが、一致しないケ−スでは、
受電側における有効電力が電力変換器設備の消費する有
効電力量だけ低くなり、設備を有効に運用できない。従
来設備の実績から概算値で約3%低い融通電力となる。
【0004】一方、直流電圧と直流電流から有効電力を
検出し変換器設備の消費する有効電力を補正する方式も
あるが、変換器設備の製作精度に範囲がある為、調整が
困難である。
【0005】又、有効電力の検出部を両端専用として設
置し、有効電力検出後に切替る方式では、検出部が連系
する系統の数だけ必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】 上述した従来技術
は、片端(1点)で定電力制御を行っているため、潮流
方向と有効電力の検出点が一致している場合と一致しな
い場合とでは有効電力に差が生じる問題がある。
【0007】また、直流電圧と直流電流から有効電力を
検出する方法においては変換器設備の製作精度に影響を
受けるという問題がある。
【0008】更に、フィルタ部及び、電力演算部により
構成される電力検出部を連系する系統の数だけ必要にな
るという問題もあった。
【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、変換設備の有効電力を検出し、潮流方向に
影響を受けずに定電力制御を行うことができる電力変換
設備用変換器制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、変換器設備出口の交流電圧と交流電流を両端から
入力し、潮流方向の条件により片端の入力を取り出し、
有効電力を検出し、定電力制御を行うようにした。すな
わち、本発明の電力変換設備用制御装置は、二つ以上の
異なる電力系統間又は、二つ以上の交流連系される電力
系統間に設けられ電力変換を行なう電力変換設備の制御
装置において、前記電力変換設備と各電力系統が接続さ
れる前記電力変換設備の両端部における線路上の交流電
圧をそれぞれ検出する第1及び第2の電圧検出手段と、
前記電力変換設備の両端部における線路上の交流電流を
それぞれ検出する第1及び第2の電流検出手段と、前記
第1及び第2の電圧検出手段、並びに前記第1及び第2
の電流検出手段の検出出力を取り込み、外部から与えら
れる電力潮流方向または、融通電力に基づいて判定され
た電力潮流方向に応じて融通電力の規定点の切替に合わ
せて前記電力変換設備の片端の交流電圧及び交流電流を
選択し、有効電力を検出し、受電側の電力が一定になる
ように前記電力設備を制御する制御手段とを有すことを
特徴とする。
【0011】また本発明の電力変換設備用制御装置は、
前記制御手段は、電力の潮流方向に応じて前記電力設備
の片端の線路上の交流電圧及び交流電流の基本波成分を
取り出すフィルタと、該フィルタから取り出された前記
交流電圧及び交流電流の基本波成分から有効電力を算出
する有効電力検出手段と、該有効電力検出手段の検出出
力と融通電力設定値との偏差に応じて前記電力変換設備
の受電側の電力が一定になるように前記電力変換設備に
含まれる電力変換素子を制御する定電力制御手段とから
構成されることを特徴とする。
【0012】また本発明の電力変換設備用制御装置は、
前記フィルタはディジタルフィルタで、かつ前記有効電
力検出手段はディジタル演算処理により有効電力を算出
するディジタル有効電力検出回路で構成されると共に、
前記ディジタルフィルタ及びディジタル有効電力検出回
路の演算定数を、潮流方向により決定される系統周波数
に合わせた演算定数に切替えて、系統周波数の異なる電
力系統に対して受電側の電力を一定に制御することを特
徴とする。
【0013】また本発明の電力変換設備用制御装置は、
前記ディジタルフィルタの代わりに既存のアナログフィ
ルタを用い、該アナログフィルタの出力側で前記ディジ
タル有効電力検出回路の演算定数を、潮流方向により規
定される系統周波数に合わせた演算定数に切替えて、系
統周波数の異なる電力系統に対して受電側の電力を一定
に制御することを特徴とする。
【0014】また本発明の電力変換設備用制御装置は、
制御装置のサンプリング周期(演算周期)と同期しない
系統周波数の電力検出を下記(3)、(4)式の電力演
算式により有効電力検出及び、定電力制御を行うことを
特徴とする。
【0015】
【数3】
【0016】
【数4】
【0017】上記構成の電力変換設備用制御装置では、
例えば、潮流方向に合わせて電力変換設備の両端から入
力している交流電圧と交流電流を、受電端側のみを選択
する様に切り替えて入力する。この切り替え後の交流電
圧と交流電流を用いて有効電力を検出し、定電力制御を
実施することにより、潮流方向に影響されずに受電端側
の有効電力を一定に制御する事が出来る。
【0018】更に、異なる電力系統(系統周波数50Hz,
60Hz)間の変換器設備においても上記作用と同一手法に
より、潮流方向に合わせて、ディジタルフィルタやディ
ジタル有効電力検出回路の演算定数を切り替えることに
より潮流方向に影響されずに受電端側の有効電力を一定
に制御する事が出来る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0020】図1は、本発明に係る電力変換設備用制御
装置の実施の形態の一例を示す全体構成図である。
【0021】図1では、系統構成において、系統A及び
系統Bの周波数が同じ又は、交流連系されている場合を
示す。制御装置10は、系統A及び系統Bへ接続されて
いる電圧検出器4及び電流検出器3からの交流電圧と交
流電流をそれぞれ取り込む。潮流方向に合わせて切替ス
イッチ20により系統A又は系統Bいずれか片端の交流
電圧と交流電流を選択する。選択した電圧と電流はフィ
ルタ6に入力し、基本波成分を取り出し、有効電力検出
回路7にて制御対象となる有効電力を検出する。
【0022】定電力制御回路8において融通電力設定値
(Pref)と有効電力検出回路7において検出した有効電
力の偏差により電流制御回路9へ指令値が出力される。
【0023】図2は、本発明に係る電力変換設備用制御
装置の他の実施の形態を示す全体構成図である。
【0024】図2では、系統Aと系統Bの系統周波数が
異なる系統構成の場合を示す。
【0025】交流電圧と交流電流を潮流方向に合わせて
切り替える制御方式は図1に示す電力変換設備用制御装
置と同じであるが、更に、フィルタ6と有効電力検出回
路7をデイジタルフィルタ60及び、デイジタル有効電
力検出回路70に置き換え、デイジタルフィルタ60の
フィルタ定数及び、デイジタル有効電力検出回路70の
演算定数を系統Aと系統Bの何れかの選択した系統周波
数にあわせた定数に切り替えることにより、例えば系統
周波数が50Hzのときはディジタルフィルタ60は定数
K1、デイジタル有効電力検出回路70は演算定数G1
に、また系統周波数が60Hzのときはディジタルフィル
タ60は定数K2、デイジタル有効電力検出回路70は
演算定数G2に切り替えることにより、系統周波数が異
なる系統構成の場合においても、フィルタ6及び、有効
電力検出部7により構成される電力検出部を1つにする
事が可能となる。
【0026】ここで、ディジタルフィルタ60のフィル
タ定数の切替の実現方法について示す。
【0027】第5図には、ディジタルフィルタ60の代
表的なブロック概念構成が示されている。同図において
Xnは、入力信号、5aは各々、係数ブロックであり、
Kは、ゲイン係数、A1、A2、B1およびB2はフィルタ
係数である。5bは遅延ブロックであり、信号Wnを周
期Tの1時刻分遅延するブロック(Wn−1)と、同様
に2時刻分遅延するブロック(Wn−2)とがある。5
cは加算ブロック、Ynは出力デ−タである。これら係
数ブロックの係数を系統周波数に応じて設計する。
【0028】表1にロ−パスノッチ、ロ−パスフィル
タ、バンドパスフィルタの各係数を求めるための演算式
を示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1中の演算式から明らかなように、サン
プリング周期T、フィルタ選択度Q、阻止周波数fnは
既知であることから、系統周波数f0を対象系統にあわ
せてフィルタの係数を演算することにより、ここで求め
た、係数を対象系統の周波数にあわせて切替る。
【0031】つぎに、有効電力検出部7の演算定数の切
替の実現方法について示す。
【0032】(1)式において角周波数ωは周波数によ
り変化する。ωは次式(5)にて求められる。
【0033】
【数5】
【0034】よって、ディジタルフィルタの定数算出に
同じく対象系統の系統周波数をf0に代入することで角
周波数ωを切り替える。
【0035】ここで、有効電力の検出精度を向上する方
法として、有効電力演算用に入力している電圧から実系
統の周波数を求めて代入して有効電力を演算する方法が
ある。 図3は、本発明に係る電力変換設備用制御装置
の他の実施の形態を示す全体構成図である。同図は系統
Aと系統Bの系統周波数が異なる系統構成に適用される
電力変換設備制御装置を示している。
【0036】図3では、既存のアナログフィルタ600
を系統Aと系統Bの系統周波数に合わせて交流電圧、交
流電流専用に設置し、交流電圧と交流電流を切替る位置
をフィルタ600の後部で実施するように構成されてい
る。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、異なる電力系統又は交
流連系された電力系統等電力系統の構成に関係無く、電
力変換器の送電電力或は、受電電力を潮流方向に関係無
く一定に制御することが、最小限の電力検出回路により
実現する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電力変換設備用制御装置の実施の
形態の一例を示す構成図である。
【図2】本発明に係る電力変換設備用制御装置の実施の
形態の他の例を示す構成図である。
【図3】本発明に係る電力変換設備用制御装置の実施の
形態の他の例を示す構成図である。
【図4】従来の電力変換設備用制御装置を示す全体構成
図である。
【図5】図2におけるディジタルフィルタの構成を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 サイリスタ 2 変換用変圧器 3 電流検出器 4 電圧検出器 5 直流リアクトル 6 フィルタ 7 有効電力検出回路 8 定電力制御回路 9 電流制御回路 10 制御装置 20 切替スイッチ 30 切替スイッチ 40 切替スイッチ 60 ディジタルフィルタ 70 ディジタル有効電力検出回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二つ以上の異なる電力系統間又は、二つ
    以上の交流連系される電力系統間に設けられ電力変換を
    行なう電力変換設備の制御装置において、 前記電力変換設備と各電力系統が接続される前記電力変
    換設備の両端部における線路上の交流電圧をそれぞれ検
    出する第1及び第2の電圧検出手段と、 前記電力変換設備の両端部における線路上の交流電流を
    それぞれ検出する第1及び第2の電流検出手段と、 前記第1及び第2の電圧検出手段、並びに前記第1及び
    第2の電流検出手段の検出出力を取り込み、外部から与
    えられる電力潮流方向または、融通電力に基づいて判定
    された電力潮流方向に応じて融通電力の規定点の切替に
    合わせて前記電力変換設備の片端の交流電圧及び交流電
    流を選択し、有効電力を検出し、受電側の電力が一定に
    なるように前記電力変換設備を制御する制御手段とを有
    すことを特徴とする電力変換設備用制御装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、 電力の潮流方向に応じて前記電力設備の片端の線路上の
    交流電圧及び交流電流の基本波成分を取り出すフィルタ
    と、 該フィルタから取り出された前記交流電圧及び交流電流
    の基本波成分から有効電力を算出する有効電力検出手段
    と、 該有効電力検出手段の検出出力と融通電力設定値との偏
    差に応じて前記電力変換設備の受電側の電力が一定にな
    るように前記電力変換設備に含まれる電力変換素子を制
    御する定電力制御手段とから構成されることを特徴とす
    る請求項1に記載の電力変換設備用制御装置。
  3. 【請求項3】 前記フィルタはディジタルフィルタで、
    かつ前記有効電力検出手段はディジタル演算処理により
    有効電力を算出するディジタル有効電力検出回路で構成
    されると共に、前記ディジタルフィルタ及びディジタル
    有効電力検出回路の演算定数を、潮流方向により決定さ
    れる系統周波数に合わせた演算定数に切替えて、系統周
    波数の異なる電力系統に対して受電側の電力を一定に制
    御することを特徴とする請求項2に記載の電力変換設備
    用制御装置。
  4. 【請求項4】 前記ディジタルフィルタの代わりに既存
    のアナログフィルタを用い、該アナログフィルタの出力
    側で前記ディジタル有効電力検出回路の演算定数を、潮
    流方向により規定される系統周波数に合わせた演算定数
    に切替えて、系統周波数の異なる電力系統に対して受電
    側の電力を一定に制御することを特徴とする請求項3に
    記載の電力変換設備用制御装置。
  5. 【請求項5】 制御装置のサンプリング周期(演算周
    期)と同期しない系統周波数の電力検出を下記(1)、
    (2)式の電力演算式により有効電力検出及び、定電力
    制御を行うことを特徴とする請求項3または4のいずれ
    かに記載の電力変換設備用制御装置。 【数1】 【数2】
JP7339004A 1995-12-26 1995-12-26 電力変換設備用制御装置 Pending JPH09182293A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009213186A (ja) * 2008-02-29 2009-09-17 Toshiba Corp 異系統間電力系統連系装置
CN102306935A (zh) * 2011-09-13 2012-01-04 上海交通大学 带陷波器的可控变压器的动态潮流控制装置及其控制方法
JP2012247399A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Omron Corp 検出装置および方法、並びに、プログラム
CN105021872A (zh) * 2015-07-02 2015-11-04 北京国电通网络技术有限公司 一种电网电压畸变不对称状态下电流各分量有功成分和无功成分的检测方法
CN110333423A (zh) * 2019-06-19 2019-10-15 广州供电局有限公司 变压器电流折算方法、装置、计算机设备和存储介质

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