JPH11146564A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH11146564A
JPH11146564A JP9307361A JP30736197A JPH11146564A JP H11146564 A JPH11146564 A JP H11146564A JP 9307361 A JP9307361 A JP 9307361A JP 30736197 A JP30736197 A JP 30736197A JP H11146564 A JPH11146564 A JP H11146564A
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JP
Japan
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voltage
power
power converter
converter
output
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JP9307361A
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English (en)
Inventor
Shoichiro Koseki
庄一郎 古関
Hirokazu Suzuki
宏和 鈴木
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Hitachi Ltd
Tokyo Electric Power Company Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小容量の電力系統と連系運転したときでも、
電圧ひずみが少なくて済むようにした電圧形電力変換装
置を提供すること。 【解決手段】 電力変換器2の交流側に設けたPTによ
り、電力変換器2の交流出力電圧を、その瞬時値も含め
て検出し、AVR91を介してPWM92に供給して、
電力変換器2に供給されるパルス幅変調パルスを制御す
ることにより、電圧の瞬時値による帰還制御が与えられ
るようにしたもの。 【効果】 弱小電力系統に連系させても電圧ひずみが小
さく、安定した運転が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧形インバータ装置
を用いた電力変換装置に係り、特に、電力系統に連系し
て運転され、系統安定化を図るための電力変換装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、パワー半導体素子の大容量化に伴
って、自励式半導体電力変換装置の大容量化が進み、例
えば転流失敗がないなど、他励式半導体電力変換装置に
はない特徴を活かして、電力系統安定化装置などにも広
く適用されるようになってきている。
【0003】この電力系統安定化装置は、電力系統に連
系して運転され、系統の有効電力や無効電力を制御する
ものであるが、その際、出力交流電圧は系統電圧で与え
られるため、出力交流電流が制御されている。
【0004】ところで、この場合、特に電圧形の電力変
換装置では、電圧源として動作するため、系統電圧の急
変時などに過電流となりやすい。そこで、従来技術で
は、例えば、以下の文献に記載されているように、交流
電流の高速帰還制御、いわゆる高速電流制御が行われて
いた。
【0005】“Operating Experience of a 50MVA Self
-Commutated SVCat The Shin-Sinano Substation”IPEC
-YOkohama '95 論文集、598頁 そして、この文献に記載の従来技術では、該文献のFig.
3に示す構成を用い、電流の瞬時値を検出し、それを
d、qの2軸に分解し、電流制御装置ACRで設定値と
比較して帰還制御しており、この他、変換装置内の変圧
器の系統側の出力電圧を検出し、これを電流制御装置の
出力に加算して、系統電圧をフィードフォワード制御し
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、短絡
容量が比較的小さい電力系統と連系運転した場合につい
ての配慮がされいるとは言えず、電圧波形改善の点に問
題があった。何故なら、上記従来技術では、交流出力電
流が正弦波になるように制御しているので、交流電圧に
ついては、必ずしも正弦波にはならないからである。特
に連系されている電力系統の短絡容量が小さい場合に
は、電力系統の交流電圧にひずみを発生しやすく、ひず
んだ交流電圧となりやすい。
【0007】さらに、従来技術では、この電力系統の電
圧を検出してフィードフォワード制御しているので、制
御装置の遅れなどの影響により、更にひずんだ出力電圧
になってしまう虞れがあった。一方、需要家の立場から
しても、弱小な電力系統においては、所要の電流を流す
ように制御するよりも、電圧形電力変換装置本来の特徴
を活かし、正弦波電圧のもとで運転される方が望まし
い。
【0008】本発明の目的は、小容量の電力系統と連系
運転したときでも、電圧ひずみが少なくて済むようにし
た電圧形電力変換装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、電力変換器
の出力交流電圧の瞬時値を検出し、この瞬時値により電
力変換器を帰還制御するようにして達成される。電力変
換器は、自身が出力する交流電圧の瞬時値により帰還制
御されるので、出力交流電圧が所期の設定電圧に保たれ
た運転ができ、この結果、電圧ひずみの小さい運転を行
うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明による電力変換装置
について、図示の実施形態により詳細に説明する。図1
は、本発明の一実施形態で、図において、1は電力変換
装置を表し、例えば、GTO(ゲートターンオフサイリ
スタ)、IGBT(絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タ)などのパワー半導体素子を用いたインバータである
電力変換器2と、変換装置用変圧器3、遮断器4、PT
(電圧検出用変圧器)6、7、制御装置9で構成されてい
る。
【0011】そして、この電力変換装置1は電力系統5
に連系され、直流電源8から供給された直流電力を電力
変換器2で交流電力に変換し、変換装置用変圧器3を介
して電力系統5に供給するようになっている。ここで
は、電力系統5は、背後電圧と短絡インピーダンスで表
されている。
【0012】なお、この電力変換装置1は、電力系統5
と直流電源8との間で電力変換して電力制御を行うよう
にした実施形態になっているが、直流電源8の代りに、
他の交流電力系統に接続された他の電力変換装置の直流
出力を接続して周波数を異にする電力系統間での電力融
通装置としても良く、電力変換装置1の直流側の電圧で
充電されるコンデンサを接続し、無効電力補償装置とし
て構成しても良い。
【0013】電力変換器2の出力にはPT6が接続して
あり、これにより交流電圧Vf が瞬時値として検出さ
れ、制御装置9に入力されるようになっている。なお、
電力変換器2の交流電圧には直流分が含まれることがあ
るので、このPT6としては、直流分も検出できるDC
PTが使用されている。一方、電力系統5側に接続され
ているPT7で検出した電圧も、制御装置9に入力され
る。
【0014】次に、制御装置9は、AVR(交流電圧制
御装置)91、PWM(パルス幅変調装置)92、FLT
(フィルタ)93、APQR(出力電圧制御装置)94で構
成されている。そして、PT6で検出された交流電圧V
f は、制御装置9内で設定値Vr と比較され、AVR9
1によって帰還制御に用いられる。このため、AVR9
1の出力をPWM92に入力し、これによりパルス幅変
調パルスが電力変換器2に供給され、その半導体素子が
オンオフ制御されるようにする。
【0015】この結果、電力変換器2の交流電圧Vf
が、そのパルス幅変調により、設定値Vr に収斂するフ
ィードバック制御が得られる。ここで、電力変換器2の
交流電圧は、実際にはパルス幅変調による矩形波パルス
の合成波形となるが、AVR91の制御特性により、平
滑されて制御される。なお、このAVR91による制御
は、従来技術と同じく2軸分解制御にすることも可能で
ある。
【0016】従って、この実施形態では、電力変換器2
の出力交流電圧が制御されるので、高速で設定値に追従
した交流電圧を出力することができる。そして、この電
力変換器2の交流側は、変換装置用変圧器3を介して電
力系統5に接続されているので、この結果、電力系統5
側からみたとき、電力変換器2は、変換装置用変圧器3
のもれインピーダンスを連系インピーダンスとして、そ
の後ろにある背後電圧を発生する装置として機能し、同
期電動機と同じ動作をする。
【0017】したがって、APQR94から出力される
指令値電圧により、電力変換器2の出力交流電圧の位相
を制御してやれば有効電力が、振幅を制御してやれば無
効電力がそれぞれ制御できることになる。なお、このと
きの連系インピーダンスの値は、必要によって直列に交
流リアクトルを追加することにより、任意に調整でき
る。また、高調波対策のため、電力変換装置1の交流端
子に交流フィルタを接続しても良い。
【0018】次に、この実施形態では、遮断器4が設け
てあり、更にPT7とFLT93を介して取り込んだ電
力系統5の電圧と、APQR94から出力される指令値
電圧との和とにより、交流電圧の設定値Vr を得るよう
に構成してある。そこで、いま、APQR94から出力
される指令値電圧を0にした場合を想定してみると、こ
のときの設定値Vr は、電力系統5の出力電圧そのもの
をFLT93を通した値となるので、電力変換器2の出
力電圧Vf は、電力変換装置1の出力電圧に等しくな
り、無負荷運転状態になる。
【0019】この結果、遮断器4を開放したままで、電
力変換装置1の出力電圧を系統電圧に同期させることが
でき、この結果、起動時での並列運転に入るための同期
投入を容易に行うことができる。そして、連系運転に入
った後は、電力変換装置1の出力電圧そのものが設定値
r となるので、系統事故などで電力系統5の電圧が急
変した場合にも、その電圧に追従してゆき、安定した制
御を保つことができる。
【0020】次に、APQR94の出力が加わると、そ
れによって電力変換器2の出力電圧の位相、振幅が変化
する。そこで、APQR94による指令値を変えること
により、上記した無効電力と有効電力の制御を得ること
ができる。したって、このAPQR94は、無効電力や
有効電力を制御する上位の制御装置として働くことにな
る。
【0021】ここで、FLT93は、取り込んだ電力系
統5の電圧を平滑化して設定値Vrのひずみを小さくす
ることにより、出力電圧のひずみを小さくする働きがあ
る。なお、出力電圧のひずみを検出して、それを抑制す
るように構成してもよく、さらに、また、電圧の急変分
を検出し、それによってAVR91をフィードフォワー
ド制御するなどの方法を適用し、系統事故に対してより
高速に応答させることもできる。
【0022】次に、電力系統5が弱小系統のときには、
電圧設定値Vr を、通常は固定電圧値とAPQR94の
出力との加算値から得るようにしておき、系統異常時だ
けFLT93を介してフィードフォワードする電圧から
得るようにすれば、弱小系統でも充分に電力変換装置1
を安定に運転することができる。
【0023】なお、この他、図示していないが、変換装
置用変圧器3の励磁状態を検出し、直流偏磁があった場
合、設定値Vr に、偏磁を抑制するに必要な直流分を加
算するなどの方法を適用し、偏磁抑制制御が与えられる
ように構成してもよい。
【0024】図2は、本発明を多重化された電力変換装
置として実施した一実施形態で、この例では、4台の電
力変換器21、22、23、24を用いた4重化構成に
なっている。各電力変換器21〜24の交流出力側は多
重接続用の変換装置用変圧器31で直列接続され、合成
される。また、各電力変換器21〜24の出力電圧は4
個のPT61、62、63、64でそれぞれ検出され、
制御装置9に入力される。そして、これらの検出値x、
y、z〜は制御装置9内で加算され、この加算された値
Σ=Vf を用いて制御が実行されるようになっている。
【0025】このとき、PWM92から出力されるパル
ス幅変調パルスa〜dは、それぞれ位相を異にする搬送
波信号により作成されるようになっていて、これによ
り、各電力変換器21〜24の交流側でのパルス幅変調
による矩形波パルスの位相が少しづつずれた形で得られ
るようになり、半導体素子のスイッチング周波数を上げ
ることなく、搬送波信号の周波数を高くしたときと同様
な波形改善を得ることができる。
【0026】したがって、この図2の実施形態では、4
台の電力変換器21〜24の合成電圧が制御されること
になり、図1の実施形態と同様に機能する上、さらに良
好な波形の交流電圧を容易に得ることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、小容量の電力系統に連
系して運転したときでも、電圧ひずみが少なく、安定し
た運転ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電力変換装置の一実施形態例を示
すブロック構成図である。
【図2】本発明による電力変換装置の他の一実施形態例
を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 電力変換装置 2、21、22、23、24 電力変換器 3、31 変換装置用変圧器 4 遮断器 5 電力系統 6、7、61、62、63、64 PT(電圧検出用変
圧器) 8 直流電源 9 制御装置 91 AVR(交流電圧制御装置) 92 PWM(パルス幅変調装置) 93 FLT(フィルタ) 94 APQR(出力制御装置)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆変換と順変換が可能な電圧形電力変換
    器を備え、該電力変換器の交流側を、変圧器を介して電
    力系統に接続し、該電力系統の有効電力と無効電力を制
    御するようにした電力変換装置において、 前記電力変換器の前記交流側で、交流出力電圧の瞬時値
    を検出し、この瞬時値により前記電力変換器を帰還制御
    することを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の発明において、 前記電圧形電力変換器の交流出力電圧の設定値が、前記
    電力系統の電圧に指令値電圧を加算して与えられるよう
    に構成されていることを特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の発明において、 前記電圧形電力変換器が、複数の電力変換器による多重
    化構成されていることを特徴とする電力変換装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の発明において、 前記複数の電力変換器の電圧の瞬時値をそれぞれ検出
    し、それらを加算することにより合成した電圧の瞬時値
    を得て、この合成された電圧の瞬時値により前記前記電
    力変換器を帰還制御することを特徴とする電力変換装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1の発明において、 帰還制御するための電圧の設定値を、前記電力系統の電
    圧をフィルタにより処理した電圧と、変換装置の出力制
    御装置の出力との加算値で与えることを特徴とする電力
    変換装置。
  6. 【請求項6】 請求項1の発明において、 帰還制御するための電圧の設定値を、前記電力系統の電
    圧にほぼ等しい値と、変換装置の出力制御装置の出力と
    の加算値で与えるようにし、前記電力系統の電圧にほぼ
    等しい値は、前記電力系統の電圧をフィルタにより処理
    した電圧に切り換えさられるようにしたことを特徴とす
    る電力変換装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017056359A1 (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 符号変調器、符号復調器、及び、コントローラ
US9641188B1 (en) 2015-10-23 2017-05-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power router apparatus for generating code-modulated powers
WO2019182161A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 国立大学法人東北大学 電力変換システム、電力変換装置、電力変換方法、発電システム、有効電力授受システム、電力系統、電力授受システム、負荷システム及び送配電システム

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017056359A1 (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 符号変調器、符号復調器、及び、コントローラ
US10468960B2 (en) 2015-09-29 2019-11-05 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Code modulator for code-modulating power with modulation code, code demodulator for code-demodulating code-modulated power with demodulation code, and controller thereof
US9641188B1 (en) 2015-10-23 2017-05-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power router apparatus for generating code-modulated powers
WO2019182161A1 (ja) * 2018-03-23 2019-09-26 国立大学法人東北大学 電力変換システム、電力変換装置、電力変換方法、発電システム、有効電力授受システム、電力系統、電力授受システム、負荷システム及び送配電システム
JPWO2019182161A1 (ja) * 2018-03-23 2021-03-11 国立大学法人東北大学 電力変換システム、電力変換装置、電力変換方法、発電システム、有効電力授受システム、電力系統、電力授受システム、負荷システム及び送配電システム

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