JPH1127865A - ハイブリッド直流送電システムとその制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自励式変換器の緊急停止に伴うインバータオ
ープンにおいても直流系統に過電圧が発生しない高信頼
性のハイブリッド直流送電システムを提供する。 【解決手段】 自励式変換器２２と他励式変換器２１と
を背中合わせあるいは直流送電線４０を介して接続して
なるハイブリッド直流送電システムにおいて、自励式変
換器をインバータとして運転する運転制御回路５０１
と、他励式変換器を順変換器として運転する運転制御回
路５０２とが設けられ、さらに、他励式変換器２１の直
流電圧が定常の１１０％程度の設定値より増大したこと
を検出する直流電圧増加検出回路５０４と、他励式変換
器２１の直流電流が指令値の９０％程度の設定値以下に
減少したことを検出する直流電流低下検出回路５０６と
を設け、これら両方の検出回路からの出力に基づいて、
アンド回路５０７により自励式変換器が動作停止に至る
事故を検出して他励式変換器２１の変換動作を停止さ
せ、自励式変換器が緊急停止してインバータオープンと
なっても、直流系統に過電圧が発生させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流送電に好適な
直流送電システムの制御装置に関し、特に、他励式変換
器と自励式変換器とから構成されるハイブリッド直流送
電システムとその制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】大容量の自己消弧素子の開発により、大
容量自励式変換器が実用化されつつある。自励式変換器
は交流電源のない交流系統においても電力変換でき、し
かも、高速に有効電力と無効電力を独立制御できること
から、理想的な変換器として電力系統、特に直流送電へ
の適用が望まれている。しかしながら、直流送電に適用
するには、自励式変換器の信頼性、低損失化、低コスト
化など、未だ解決すべき課題が多々残されている。

【０００３】ところで、かかるコストの高い自励式変換
器を直流送電へ適用するときの導入形態としては、従来
の他励式変換器と自励式変換器を背中合わせに組み合わ
せる、あるいは、直流送電線を介して他励式変換器と自
励式変換器を組み合わせた、いわゆるハイブリッド直流
送電システムが考えられる。すなわち、かかるハイブリ
ッド直流送電システムでは、例えば特開昭５８−５１７
３７号公報などに示されるように、交流系統の影響を受
け易いインバータに自励式変換器を適用し、順変換器に
は従来の他励式変換器を使うものであり、自励式変換器
のメリットを活かす上で好都合な構成である。また、極
性切替スイッチを設置することによって潮流反転するこ
とも可能となるが、自励式変換器をインバータとして使
うことから、一方向送電が主流となる。また、このよう
にインバータに自励式変換器を適用しかつ順変換器には
他励式変換器を使った電力変換装置に関するものとして
は、さらに、特開昭６１−１２４２３４号公報や特開昭
６３−２９０１２８号公報が挙げられる。

【０００４】また、例えば、特開昭５５−１４４７２７
号公報によれば、従来の他励式直流送電装置において、
インバータのオープン起動によって送電線の浮遊容量や
直流フィルタのコンデンサが充電されることにより過電
流が発生する場合があり、この防止策として、ある一定
レベル以上の電圧上昇と、ある一定レベル以下の電流の
減少とを検出して変換器を停止する方法が既に知られて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
上記のような電流型の他励式変換器と電圧型の自励式変
換器を背中合わせ、または、直流送電線を介して組み合
わせたハイブリッド直流送電システムの詳細については
未だ十分に検討されていない。特に、かかるハイブリッ
ド直流送電システムにおいては、後にも詳細に説明する
が、自励式変換器の緊急停止によるインバータオープン
に伴って生ずる過電圧の発生の問題があり、高信頼性の
ハイブリッド直流送電システムを達成するためには、か
かる問題を解決する必要がある。

【０００６】ところで、従来の他励式直流送電装置にお
いても、直流送電線がある場合には、インバータのオー
プン起動によって送電線の浮遊容量や直流フィルタのコ
ンデンサが充電されることになるので過電圧が発生する
場合がある。かかる問題点の防止策として、従来技術に
おいても、上記特開昭５５−１４４７２７号公報にみら
れるように、ある一定レベル以上の電圧上昇と、ある一
定レベル以下の電流の減少とを検出して変換器を停止す
る方法が考えられている。

【０００７】しかしながら、従来の他励式変換器からな
る直流送電装置においては、インバータオープン時の過
電圧が問題となるのは直流送電線がある場合に限られ、
また、かかる事故は幾つかの事故が重なった時に発生す
る稀頻度の事故であり、かかる過電圧が発生する前に、
他の方法によりインバータのオープン起動を防止するこ
とができる。

【０００８】これに対し、本発明が関わるインバータが
自励式変換器からなるハイブリッド直流送電では、直流
送電線に大きなコンデンサが繋がっており、系統事故の
たびに過電圧が発生する可能性が高い。そのため、この
ようなシステムでは、インバータオープン起動に至る事
故の検出は信頼度が高くなければならない。

【０００９】そこで、本発明の目的は、特に、他励式変
換器と自励式変換器が背中合わせ、または、直流送電線
を介して組み合わされて構成されるハイブリッド直流送
電システムにおいて、インバータ運転を行う自励式変換
器の交流系統側で事故が発生し、自励式変換器が緊急停
止してインバータオープンとなっても、直流系統に過電
圧が発生することがない、すなわち、高い信頼度を示す
ことの可能なハイブリッド直流送電システムを実現する
ことの可能なハイブリッド直流送電システムとその制御
装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者による詳
細な検討によれば、このようなハイブリッド直流送電シ
ステムにおいては、自励式変換器の交流系統側で事故が
発生し交流電圧が低下すると、自励式変換器は直流電圧
が確立されているときは出力電圧を系統電圧に合わせて
低下させ、過電流の発生を抑制することができる。しか
し、交流電圧の低下が大きい場合とか、交流系統事故期
間が長い場合でインバータの直流電圧が低下すると、イ
ンバータが正常に電圧を出すことができなくなる。その
ため、特に交流系統事故除去時に交流系統からインバー
タへ過大な電流が流れ、自励式変換装置を保護する必要
性からインバータを停止せざるをえなくなる。そして、
インバータの自励式変換器が保護のために緊急停止する
と、もう一端に接続された順変換器の他励式変換器から
インバータがオープンの状態で起動される、いわゆる全
電圧起動となり、直流系統に過大な過電圧が発生する。
特に、自励式変換器には直流電圧を安定化させるために
大きなコンデンサが直流出力側に接続されているので、
このコンデンサが他励式変換器によって充電されること
になるので高い過電圧となり、直流送電線につながれた
機器を壊すことになる。

【００１１】本発明では、かかる発明者による認識に基
づいて、上記の目的を達成するため、少なくとも１の自
励式変換器と少なくとも１の他励式変換器とを背中合わ
せあるいは送電線本線を介して接続してなるハイブリッ
ド直流送電システムを制御するための制御装置であっ
て、前記自励式変換器をインバータとして運転する第１
の運転指令手段と、前記他励式変換器を順変換器として
運転する第２の運転指令手段とを備えたハイブリッド直
流送電システムの制御装置において、さらに、前記自励
式変換器が動作停止に至る事故を検出する事故検出手段
と、前記事故検出手段により前記自励式変換器が動作停
止に至る事故を検出した場合に前記他励式変換器の変換
動作を停止させる手段とを備えたハイブリッド直流送電
システムの制御装置を提案するものである。

【００１２】さらに、本発明では、やはり上記の目的を
達成するためのハイブリッド直流送電システムとして、
少なくとも１の自励式変換器と少なくとも１の他励式変
換器とを背中合わせあるいは直流送電線を介して接続
し、前記自励式変換器をインバータとして運転し、前記
他励式変換器を順変換器として運転するハイブリッド直
流送電システムにおいて、さらに、前記自励式変換器が
動作停止に至る事故を検出した場合、前記他励式変換器
の変換動作を停止させる手段とを備えたハイブリッド直
流送電システムが提案されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態になる
制御装置を備えたハイブリッド直流送電システムについ
て、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。まず、
図１には、本発明の一の実施の形態になるハイブリッド
直流送電システムが示されており、図において、他励式
変換器と自励式変換器が直流送電線を含む送電線本線を
介して接続され、もって、ハイブリッド直流送電システ
ムが構成されている。なお、これら他励式と自励式の変
換器が背中合わせに接続されて構成されていても本質的
な違いは生じないので、以下の説明では、一般的な直流
送電線を持った場合について説明する。

【００１４】また、自励式変換器の特徴を活かして使う
ことを考えると、自励式変換器は交流系統の影響を受け
ることなく電力変換運転できることからインバータに適
用し、従来の他励式変換器は順変換器に適用するのが好
都合である。このことから、上記の図１では、他励式変
換器を順変換器、自励式変換器をインバータとして運転
している場合を示している。

【００１５】この図１において、図中の符号に従って各
構成要素を説明すると、１、２は交流系統を、１１、１
２はタップ調整の付いた変換用変圧器を、２１は電流型
の他励式変換器を示しており、この他励式変換器２１で
は、交流電力を直流電力に変換する順変換器運転するも
のとする。そして、２２は電圧型の自励式変換器であ
り、この電圧型の自励式変換器２２は、直流電力を交流
電力に変換し、いわゆる、インバータ運転する。また、
この図において、３１は直流電流を平滑するための直流
リアクトルを、３２は直流電圧を平滑するための電力用
コンデンサを、４０は送電線本線１００の直流送電線部
分を示す。

【００１６】このようなハイブリッド直流送電システム
においては、発明者等の詳細な検討によれば、高信頼性
のハイブリッド直流送電システムを実現するためには、
特に、自励式変換器の緊急停止によるインバータオープ
ンに伴って生ずる過電圧の発生の問題が解決されなけれ
ばならない。すなわち、かかるハイブリッド直流送電シ
ステムにおいては、自励式変換器２２の交流系統２側で
事故が発生して交流電圧が低下すると、自励式変換器２
２は、直流電圧が確立されている時にはその出力電圧を
系統電圧に合わせて低下させ、過電圧の発生を抑制する
ことができる。しかし、交流電圧の低下が大きい場合、
あるいは、交流系統事故の期間が長い場合など、インバ
ータの直流電圧が大幅に低下すると、インバータが正常
に電圧を出すことができなくなる。そのため、特に、交
流系統事故の除去時に、交流系統２からインバータへ過
大な電流が流れ、自励式変換器２２を保護する必要性か
ら、インバータを停止せざるをえなくなる。そして、イ
ンバータの自励式変換器２２が保護のために緊急停止さ
れると、もう一端に接続された順変換器の他励式変換器
２１からインバータがオープンの状態で起動される、い
わゆる全電圧起動の状態となり、これにより、直流系統
に過大な過電圧が発生する。特に、自励式変換器２２に
は、直流電圧を安定化させるために大きなコンデンサ３
２が直流出力側に接続されているので、このコンデンサ
３２が他励式変換器２１によって充電されることになる
ので高い過電圧となり、直流送電線４０につながれた機
器を壊すことにもなる。

【００１７】次に、かかる構成になるハイブリッド直流
送電システムにおける本発明になる制御装置について説
明する。上記図１において、５００はハイブリッド直流
送電システムの運転指令回路を、５０１は他励式変換器
の運転制御回路を、５０２は自励式変換器の運転制御回
路を、５０３は他励式変換器から直流リアクトル３１の
相手側につながる部分の直流電圧を検出する直流電圧検
出回路を、５０４は直流電圧増加検出回路を、５０５は
他励式変換器に流れる電流を検出する直流電流検出回路
を、５０６は直流電流低下検出回路を、５０７はアンド
回路を、５２１は自励式変換器の交流系統の電圧を検出
する交流電圧検出回路を、そして、５２２は事故停止検
出回路を示している。

【００１８】また、上記の構成になる制御装置におい
て、上記直流電圧増加検出回路５０４は、直流電圧検出
回路５０３からの直流電圧検出値が、所定の設定値（Ｖ
ｏ）、例えば送電線の電圧降下により変わってくるが、
この電圧降下を考慮して、常時電圧の１１０％よりも大
きくなった時、出力「１」を出す。また、上記直流電流
低下検出回路５０６は、上記運転指令回路５００からの
直流電流指令値と、上記直流電流検出回路５０５からの
直流電流検出値とを比較し、その電流検出値が指令値よ
りも小さく、例えば指令値の９０％以下になった時に、
出力「１」を出す。アンド回路５０７は、上記直流電圧
増加検出回路５０４及び直流電流低下検出回路５０６の
出力が「１」の状態の時、出力「１」を出し、このアン
ド回路５０７の出力は他励式変換器の運転制御回路５０
１に導かれる。すなわち、これにより、運転制御回路５
０１は、アンド回路５０７の出力信号が「１」の時に
は、上記の他励式変換器を停止させるように働く。ま
た、上記事故停止検出回路５２２は、自励式変換器２２
の交流系統２の電圧を検出する交流電圧検出回路５２１
からの検出値が規定値よりも低下したことにより自励式
変換器２２を停止に至らしめる過酷な系統事故を検出す
る。また、その出力は自励式変換器２２の運転制御回路
５０２に導かれ、これにより、自励式変換器２２を停止
させる働きをする。

【００１９】続いて、上記に詳細に説明した制御装置に
より制御されるハイブリッド直流送電システムの動作に
ついて説明する。今、自励式変換器２２のインバータ側
の交流系統２で事故が発生し、自励式変換器２２至近端
事故の三相地絡事故により、交流電圧がほぼ０％に低下
したと仮定する。この事故により、電圧型である自励式
変換器２２は、事故点へ、その事故点インピーダンスに
応じて、無効電力を流し込む。このため自励式変換器２
２には過大な電流が流れる。この時、自励式変換器２２
の保護装置は、かかる過電流から変換器を保護するため
に、自励式変換器２２を緊急停止させる動作をする。

【００２０】一方、インバータ側の事故により本来の有
効電力が流れなくなるので、電力用コンデンサ３２では
順変換器の他励式変換器２１からの充電電流で電圧が上
昇する。この他励式変換器２１の直流母線側の電圧の上
昇は、上記直流電圧検出回路５０３からの直流電圧検出
値の上昇として直流電圧増加検出回路５０４によって検
出される。また、他励式変換器２１の直流送電線側の電
圧が上昇すると、他励式変換器２１からは指定された電
流が流れなくなる。この電流の減少は、上記直流電流検
出回路５０５からの直流電流検出値の減少として現れ、
直流電流低下検出回路５０６により検出される。すなわ
ち、直流電圧が増加し、他方、他励式変換器に流れる直
流電流が低下するので、これら２つの条件の成立をアン
ド回路５０７により検出し、このアンド回路５０７から
の出力により運転制御回路５０１を介して他励式変換器
２１を停止させる。これを言い換えれば、即ち、上記の
構成によって、直流電流と直流電圧とから自励式変換器
２２が停止に至ったことを相手端（他励式変換器２１
側）で検出して他励式変換器２１を停止する。これによ
り、もう一端に接続された順変換器の他励式変換器２１
からインバータがオープンの状態で起動される、いわゆ
る全電圧起動のような過大な直流電圧の上昇の発生を防
止することができる。なお、他励式変換器を停止する場
合、従来のようにゲートシフト操作を入れて停止するこ
とにより、直流電流の減衰を早めることができ、過電圧
の発生レベルを抑えることができるメリットがあり、好
ましい。

【００２１】このように、本発明では、ハイブリッド直
流送電システムにおいて自励式変換器により構成される
インバータの緊急停止を検出するために、直流電圧の増
加の検出と、直流電流の低下の検出とが必須条件とな
る。さらに、装置の信頼性を高める上からは、上記の２
つの検出信号（すなわち、直流電圧増加検出信号と直流
電流低下検出信号）に加えて、順変換器の他励式変換器
２１の運転状態に変更がないことを確認することが好ま
しい。

【００２２】すなわち、図２に示すように、本発明にな
る第２の実施の形態によれば、上記図１に示した構成要
件に加え、さらに、上記運転指令回路５００から運転状
態に変更のないことを知らせる信号を上記アンド回路５
０７に入力するように構成したものである。なお、その
他の構成については、上記図１と同様であり、それらの
説明は省略する。この図２に示す構成からも明らかなよ
うに、この第２の実施の形態では、アンド回路５０８に
対して、新たに運転指令回路５００から、他励式変換器
２１の運転状態に変更のないことを示す信号ＣＯＭが入
力されている点が異なっている。即ち、インバータの緊
急停止検出に、さらに、直流送電装置の起動停止や、潮
流反転等の運転状態変更ありの条件でロックを掛けるこ
とであり、これにより、運転信頼度の向上がさらに図ら
れることとなる。より具体的に説明すると、このような
構成によれば、単に直流電圧の増加と直流電流の低下だ
けではなく、システムが定常動作中にもかかわらず自励
式変換器２２が停止に至ったことを確実に検出して他励
式変換器２１を停止する。そのため、より信頼性の高い
運転が行える。なお、このような構成によれば、前記図
１に示した構成と同様に、全電圧起動のような過大な直
流過電圧の発生を抑制できることは当然である。

【００２３】以上に説明した本発明になるハイブリッド
直流送電システムの制御装置では、順変換器の他励式変
換器２１の電流の低下検出を、実際に他励式変換器に流
れる電流を使って検出する構成としたが、本発明ではそ
のような構成に限らず、これを、他励式変換器２１を運
転制御する上記運転制御回路５０１の内部回路からの信
号により検出するように構成することもできる。かかる
回路構成の一例が、添付の図３に示されている。すなわ
ち、この図３に示した運転制御回路５０１は、余裕角制
御回路５００１、直流電圧制御回路５００２、加算器５
００３、電流制御回路５００４、最小電圧選択回路５０
０５、位相制御回路５００６、そして、制御角判定回路
５００７などから構成されている。なお、電流制御回路
５００４は直流電流偏差増幅回路で構成されている。

【００２４】かかる構成において、加算器５００３は、
運転指令回路５００（図１を参照）からの直流電流指令
値Ｉｐと他励式変換器２１を流れる直流電流検出値Ｉｄ
との差を検出し、電流制御回路５００４を介して出力す
る。この差信号は、さらに、上記余裕角制御回路５００
１及び直流電圧制御回路５００２からの出力と共に最小
電圧選択回路５００５に入力され、この最小電圧選択回
路５００５により、これらの出力のうちの最小値が選択
され、この選択された最小電圧に基づいて、位相制御回
路５００６により他励式変換器２１へのゲートパルスを
出力する。他方、上記電流制御回路５００４から出力さ
れる差信号は、同時に、制御角判定回路５００７へも入
力されており、この制御角判定回路５００７は、この入
力が最小値のリミッタに掛かったことを検出することに
より制御角を、すなわち、実際に他励式変換器に流れる
電流を間接的に検出して、所定の設定値以下に低下した
ことを検出することが可能になる。そして、この制御角
判定回路５００７により出力された出力「１」は、前記
アンド回路５０７に導かれる。

【００２５】更に、ハイブリッド直流送電システムの動
作と共に説明すると、かかるシステムでは、順変換器の
他励式変換器２１では、通常、電流制御回路５００４か
らの差信号が上記最小電圧選択回路５００５で選択さ
れ、これによって、他励式変換器２１の制御角指令値が
作られる。すなわち、これにより、他励式変換器２１は
電流型変換器の動作となる。

【００２６】ところが、今、自励式変換器２２の交流系
統２で事故が発生し、これにより自励式変換器２２が緊
急停止したとすると、上記の他励式変換器２１では、直
流電流指令値Ｉｐの値に対して変換器を流れる直流電流
Ｉｄが小さくなるので、上記電流制御回路５００４で
は、いわゆる、電流を流すように動作する。すなわち、
電流制御回路５００４では、制御角指令値を小さくする
ために、電流制御回路５００４の出力の制御角指令値が
最小値のリミッタに貼り付く動作となる。そこで、制御
角判定回路５００７では、この制御角指令値がリミッタ
に貼り付いたことを検出して、出力に「１」を出す。即
ち、前記図１に示した直流電流低下検出回路５０６と同
じ動作をすることとなる。この他の動作等に関しては、
前述と同様であり、インバータオープンを捕らえて他励
式変換器を停止させることによって過電圧の発生を防止
できることは明らかであろう。

【００２７】また、順変換器動作の他励式変換器２１で
は、その電流制御回路５００４の出力は最小電圧選択回
路５００５の出力と同じ制御角指令値であり、そこで、
上記制御角判定回路５００７の入力として、この最小電
圧選択回路５００５からの出力を使っても同じ動作が得
られることは、図に具体的な回路構成を示さないが、当
業者にとっては明らかであろう。このように、順変換器
の他励式変換器２１の電流の低下検出を運転制御回路５
０１の内部回路からの信号により検出するように構成す
ることにより、図１に示した実施の形態に比べ、自励式
変換器の停止を検知するための回路が、より簡単に、か
つ、安価に構成することができるというメリットがあ
る。

【００２８】図４には、本発明の更に他の実施の形態に
なるハイブリッド直流送電システムとその制御装置を示
す。図からも明らかなように、この実施の形態になる回
路構成では、他励式変換器２１の停止信号として、相手
端の自励式変換器２２からの停止信号をもらって停止す
る構成となっている。すなわち、上記図１及び図２に示
したハイブリッド直流送電システム及びその制御装置と
同じ符号で示されるブロックは、同様の機能を備えたブ
ロックを表しており、その詳細の説明は省略し、主に、
上記とは異なるブロックについて説明する。

【００２９】この図４において、符号５０９はオア回路
であり、符号５２２は、上記自励式変換器２２の交流系
統２の電圧を検出する交流電圧検出回路５２１からの検
出値により停止に至る事故を検出し、自励式変換器２２
の事故停止を検出する事故停止検出回路である。また、
上記のオア回路５０９には、前記アンド回路５０８から
の出力信号と、自励式変換器２２の停止に至る事故停止
検出回路５２２からの出力信号が入力され、その出力
は、他励式変換器２１の運転制御回路５０１に導かれて
いる。なお、この他励式変換器２１の運転制御回路５０
１は、上記アンド回路５０８、または、上記事故停止検
出回路５２２、いずれかの回路から出力「１」が出力さ
れると他励式変換器を停止させる動作を行う。

【００３０】かかる構成において、今、自励式変換器２
２のインバータ側交流系統２で事故が発生し、変換器至
近端事故の三相地絡事故により交流電圧がほぼ０％に低
下したと仮定する。かかる事故により、電圧型である自
励式変換器２２は、事故点へ、事故点インピーダンスに
応じて無効電力を流し込み、このため自励式変換器２２
には過大な電流が流れる。そのため、自励式変換器２２
の保護装置は、かかる過電流から変換器を保護するため
に、自励式変換器２２を緊急停止させる動作をする。す
なわち、自励式変換器２２の事故停止検出回路５２２か
ら、自励式変換器を停止する信号が自励式変換器の制御
回路５０２に導かれると、同時に、この停止信号は相手
端の他励式変換器の制御回路ブロックの上記オア回路５
０８にも導かれる。従って、オア回路５０８からは、上
記アンド回路５０８の出力、あるいは、相手端（自励式
変換器２２）の事故停止検出回路５２２からの信号の
内、早い方の信号に応じて出力が出され、これにより他
励式変換器２１を停止させることになる。このため、前
述したハイブリッド直流送電システムと同様に、自励式
変換器２２の停止に伴う全電圧起動のような過大な直流
電圧の上昇は防止され、さらに、その検出時期について
も停止の初期において検出することが可能となることか
ら、自励式変換器２２の停止に伴う直流電圧の上昇をよ
り確実に防止し、より信頼性の高い、合理的な直流送電
システムを得ることができることとなる。

【００３１】なお、上記の図４に示した実施の形態で
は、他励式変換器の停止条件を、まず、他励式変換器２
１の直流電流低下と直流電圧増加とのアンド条件の成立
により検知し、これを、さらに、自励式変換器２２の事
故停止検出回路５２２からの出力信号とのオア条件によ
り作成しているが、本発明では、かかる条件のみに限定
されることなく、例えば、後者の自励式変換器の事故停
止検出回路５２２からの出力のみにより、他励式変換器
２１を停止する構成としても良いことは明らかである。
なお、この場合においても、前述の実施の形態と同様の
効果を得ることができることは明らかであろう。

【００３２】図５には、本発明の更に他の一つの実施の
形態になるハイブリッド直流送電システムを示す。な
お、この図５に示すハイブリッド直流送電システムで
は、前記の図４と同様に、他励式変換器２１の停止信号
として、相手端の自励式変換器２２の事故停止検出回路
５２２からの停止信号をもらって他励式変換器２１を停
止する構成としているが、さらに、自励式変換器２２を
停止する信号にある時間遅れを持たせている。すなわ
ち、これは、自励式変換器２２の停止を、必ず、他励式
変換器２１を停止して後に行わせることを意図したもの
である。

【００３３】この図５に示す構成においても、前記図４
と同じ符号のブロックは上記と同じ機能を表しているの
で、符号の異なったブロックについてのみ説明すると、
符号５２３により示されるブロックは、上記事故停止検
出回路５２２からの出力を、ある設定時間だけ遅らせ
る、いわゆるタイマー回路である。そして、かかる構成
によれば、自励式変換器２２の交流系統２で事故が発生
し、これにより自励式変換器２２が停止に至るような場
合、かかる事故を検出する事故停止検出回路５２２で先
ず停止信号「１」が作られ、この停止信号が他励式変換
器側に通信されて他励式変換器２１を停止させる。そし
て、他励式変換器２１の停止の後に、すなわち、タイマ
ー回路５２３における設定時間の経過の後に、自励式変
換器２２が停止されることになる。これにより、自励式
変換器２２の停止は、必ず、他励式変換器２１が停止さ
れて後に行われることになるので、全電圧起動と言った
事態の発生を確実に防止することが可能になる。

【００３４】以上に種々述べた本発明の実施の形態にな
るハイブリッド直流送電システムの制御装置では、その
制御対象として、他励式変換器と自励式変換器２端子か
ら構成されるハイブリッド送電システムについて適用し
た場合のみを示したが、本発明は、かかる２端子から構
成されるハイブリッド送電システムのみに限定されるも
のではなく、その他、例えば２つ以上の他励式変換器、
あるいは、２つ以上の自励式変換器、さらには、これら
の組合せからなるハイブリッド直流送電システムについ
ても適用することができる。かかる具体例として、例え
ば、２つの他励式変換器２１、２３と、１つの自励式変
換器２２のインバータとからなる多端子ハイブリッド直
流送電システムの一構成例を、添付の図６に示す。な
お、このような多端子ハイブリッド直流送電システムに
おいても、その制御回路は上記の回路の動作と同様に、
インバータの自励式変換器２２が停止する場合には、他
励式変換器２１、２３を停止し、自励式変換器２２のコ
ンデンサ３２への充電を防止し、もって、過電圧発生を
防止することができる。但し、具体的には図示はしない
が、自励式変換器のインバータが２つ以上設けられ、そ
の内の一方のみが停止するような場合には、インバータ
オープンとはならないので、かかる場合には他励式変換
器２１、２３を停止する必要のないことは明らかであろ
う。

【００３５】

【発明の効果】以上の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明になるハイブリッド直流送電システムとその
制御装置によれば、システムを構成する自励式変換器の
交流系統側で事故が発生して自励式変換器が緊急停止
し、これにより、インバータオープンとなっても、その
直流系統には過電圧が発生することがなく、そのため、
直流送電線につながれた機器を壊すこともなく、信頼性
の高いハイブリッド直流送電システムを提供することが
可能になるという、優れた効果を発揮することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態になるハイブリッド直流送
電システムとその制御回路を含む回路構成を示す全体回
路図である。

【図２】本発明の他の実施の形態になるハイブリッド直
流送電システムとその制御回路を含む回路構成を示す全
体回路図である。

【図３】上記図２に示すハイブリッド直流送電システム
の制御回路における変形例を示す回路図である。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態になるハイブリ
ッド直流送電システムとその制御回路を含む回路構成を
示す全体回路図である。

【図５】上記図４に示すハイブリッド直流送電システム
の一部を変形した他の実施の形態になるハイブリッド直
流送電システムとその制御回路を示す全体回路図であ
る。

【図６】さらに、上記のハイブリッド直流送電システム
を複数の他励式変換器を含むシステムに適用した例を示
す回路図である。

【符号の説明】 １、２、３ 交流系統 １１、１２、１３ タップ調整付変換用変圧器 ２１、２３ 他励式変換器 ２２ 自励式変換器 ３１、３３ 直流リアクトル ３２ 電力用コンデンサ ４０ 直流送電線 ５００ 運転指令回路 ５０１、５０２、５３０ 運転制御回路 ５０３ 直流電圧検出回路 ５０４ 直流電圧増加検出回路 ５０５ 直流電流検出回路 ５０６ 直流電流低下検出回路 ５０７、５０８ アンド回路 ５０９、５１０ オア回路 ５２１ 交流電圧検出回路 ５２２ 事故停止検出回路 ５２３ タイマー回路 ５００１ 余裕角制御回路 ５００２ 直流電圧制御回路 ５００３ 加算器 ５００４ 電流偏差増幅回路（電流制御回路） ５００５ 最小電圧選択回路 ５００６ 位相制御回路 ５００７ 制御角判定回路 Ｖｏ 直流電圧設定値 ＣＯＭ 運転状態変更のない状態を示す信号 Ｉｐ 直流電流指令値 Ｉｄ 変換器を流れる直流電流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 良浩 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社内 (72)発明者 田中 俊輔 神奈川県横浜市鶴見区江ケ崎町４番１号 東京電力株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１の自励式変換器と少なくと
   も１の他励式変換器とを背中合わせあるいは送電線本線
   を介して接続してなるハイブリッド直流送電システムを
   制御するための制御装置であって、前記自励式変換器を
   インバータとして運転する第１の運転指令手段と、前記
   他励式変換器を順変換器として運転する第２の運転指令
   手段とを備えたハイブリッド直流送電システムの制御装
   置において、さらに、前記自励式変換器が動作停止に至
   る事故を検出する事故検出手段と、前記事故検出手段に
   より前記自励式変換器が動作停止に至る事故を検出した
   場合に前記他励式変換器の変換動作を停止させる手段と
   を備えたことを特徴とするハイブリッド直流送電システ
   ムの制御装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記第１の事故検
   出手段は、前記他励式変換器のつながる送電線本線の電
   圧を検出する電圧検出手段と、前記他励式変換器に流れ
   る直流電流を検出する電流検出手段とを備え、もって、
   前記電圧検出手段により検出された直流電圧と、前記電
   流検出手段により検出された直流電流とに基づいて、前
   記自励式変換器が動作停止に至る事故を検出するように
   構成されていることを特徴とするハイブリッド直流送電
   システムの制御装置。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記第１の事故検
   出手段は、さらに、前記検出した直流電流が運転指令値
   よりも小さくなったことを検知する第１の手段と、前記
   検出した直流電圧が運転指令値よりも増加したことを検
   知する第２の手段と、前記第１及び第２の検知手段から
   の信号により前記他励式変換器を停止する信号を発生す
   る手段を備えていることを特徴とするハイブリッド直流
   送電システムの制御装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記第２の運転指
   令手段は前記他励式変換器の運転状態に変更がないこと
   を示す信号を出力するように構成され、かつ、前記第１
   の事故検出手段の前記停止信号発生手段は、前記第１及
   び第２の検知手段からの信号に加え、さらに、前記第２
   の運転指令手段からの前記運転状態に変更がないことを
   示す信号により前記他励式変換器を停止する信号を発生
   するように構成されていることを特徴とするハイブリッ
   ド直流送電システムの制御装置。
5. 【請求項５】 前記請求項２に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記電圧検出手段
   は、前記直流送電線に接続された変圧器により構成され
   ていることを特徴とするハイブリッド直流送電システム
   の制御装置。
6. 【請求項６】 前記請求項２に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記電流検出手段
   は、前記第２の運転指令手段からの前記他励式変換器に
   対する制御出力指令値に基づいて直流送電線の電流を検
   出するように構成されていることを特徴とするハイブリ
   ッド直流送電システムの制御装置。
7. 【請求項７】 前記請求項６に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記電流検出手段
   は、前記第２の運転指令手段からの前記他励式変換器に
   対する制御出力指令値が最小指令値となったことを検出
   する手段から構成されていることを特徴とするハイブリ
   ッド直流送電システムの制御装置。
8. 【請求項８】 前記請求項６に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、前記電流検出手段
   は、前記第２の運転指令手段からの前記他励式変換器に
   対する制御角指令値が最小制御角指令値となったことを
   検出する手段から構成されていることを特徴とするハイ
   ブリッド直流送電システムの制御装置。
9. 【請求項９】 前記請求項１に記載したハイブリッド直
   流送電システムの制御装置において、さらに、前記自励
   式変換器からの過大電流により事故を検出して前記自励
   式変換器の運転を停止させる事故停止検出手段を備え、
   そして、前記他励式変換器の変換動作を停止させる手段
   は、前記事故検出手段及び前記事故停止検出手段のいず
   れか一方が事故を検出した場合に前記他励式変換器の変
   換動作を停止させるように構成されていることを特徴と
   するハイブリッド直流送電システムの制御装置。
10. 【請求項１０】 前記請求項９に記載したハイブリッド
    直流送電システムの制御装置において、 前記事故停止検出手段は、検出した事故停止検出信号に
    所定の時間だけ遅延させる遅延手段を備え、もって、事
    故発生時に、前記自励式変換器の変換動作の停止を前記
    他励式変換器の変換動作の停止の後に行うように構成し
    たことを特徴とするハイブリッド直流送電システムの制
    御装置。
11. 【請求項１１】 前記請求項１に記載したハイブリッド
    直流送電システムの制御装置において、前記他励式変換
    器の変換動作を停止させる手段は、前記他励式変換器を
    ゲートシフトして停止するように構成されていることを
    特徴とするハイブリッド直流送電システムの制御装置。
12. 【請求項１２】 少なくとも１の自励式変換器と少なく
    とも１の他励式変換器とを背中合わせあるいは直流送電
    線を介して接続し、前記自励式変換器をインバータとし
    て運転し、前記他励式変換器を順変換器として運転する
    ハイブリッド直流送電システムにおいて、さらに、前記
    自励式変換器が動作停止に至る事故を検出した場合、前
    記他励式変換器の変換動作を停止させる手段とを備えた
    ことを特徴とするハイブリッド直流送電システム。