JPS58133127A - 交直連系系統の電力制御方式 - Google Patents

交直連系系統の電力制御方式

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JPS58133127A
JPS58133127A JP1538482A JP1538482A JPS58133127A JP S58133127 A JPS58133127 A JP S58133127A JP 1538482 A JP1538482 A JP 1538482A JP 1538482 A JP1538482 A JP 1538482A JP S58133127 A JPS58133127 A JP S58133127A
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JP
Japan
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power
power transmission
transmission
generator
converter
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JP1538482A
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English (en)
Inventor
武一 桜井
清 後藤
開一郎 平山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Tokyo Shibaura Electric Co 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発fIAは複数の発1ll機で発生し九電力を負荷−
に鷹電するためのtI直流送電系統交流送電系統より威
る交直連系系統において、特に安定した電力送電を行な
い得るようにし九交直連系系統の電力制御方式Kllす
る。
発明の技術的背景 電力需要の拡大に伴なって大容量の発電所の一般が進め
られていゐが、立地条件等の制約から負荷側よシ逓隔地
に嫌設しなければならないのが現状であ〉、長距噛、大
電力送電を行なう必要がでてきている.しかし、このよ
うな長距一かつ大電力の送電を従来の交流送電系統で行
なう場合には、系統の安定性が問題となることは周知の
通シである。
そζで、かかる安定度の問題を解決するためには、(1
λ送電回線を増加する(2ノ直列コンデンナの適用(1
ノ中間開閉所の設置等が考えられる.しかし、(1ノの
送電回線を増やす仁とは一設費が廖大となp現実的では
ない.また(2ノの直列コンデンサの適用祉、発電機ー
タービンのロー1−に軸捩れ振動を鋳起することが知ら
れておシ、この軸捩れ振動を防止することが困離である
.さらに(3)の中間1lIlI所の設置も嬶設費が高
く、送電路インピーダンスを小さくするえめKは、数多
くの中間開閉所を設置することが必要であシ実用的では
ない。
そこで、近年著しい進歩を遂げている半導体技術による
高僧MI&・高耐圧・大W流のすイリスタ素子を応用し
丸、大室υ直流送電が脚光を浴びてきている。この1[
魔送電技衝を応用することKより、前述した長距離、大
電力送電が可能になるが、発電機を系統に連判した時の
初負葡制嘴が4[直琳独送電の場合は複雑になることと
、′@111磯低負荷時の#波数制御を不’IKす為た
め等による系統構成の檜々の条件(よ)直流送電系統と
交流送電系統を併設して、長曙噛、大電力送電を行なう
会費性が生じてきている。
@1図は、直流送電系統と5eR送電系4I(以下、り
(鉦連系系続と称する)により要録−1大電力送電を行
なう場合の電力系統構成例を示し九−のである、なお、
発電機は一般に1慎設置されるが、本例では発電機を2
台で代表して示している。
図において、1..1は発電機、1はその主質圧器であ
に、発生し九電力は一方では変換器用便圧器4を介して
lll臂換器Iで直流Kt’換され、これよ〉直流送電
線路−を通して逆変換器FKて交流電力に変換され、逆
変換器用変圧器Iを介して負荷JjK供給されると共に
1他方では系統変圧器−を介して交流送電線路1#、系
統変圧器11よ)上記負荷11に供給される。
背景接衝の間喝点 ところで、かかる交直連系系統においては、直流系親に
て送電する電力と交流系統にて送電する電力の送電比率
を、どのように設定すればよいかが問題となる。そこで
、この問題を解決する一手段として、交流送電々力を一
定となるように制御する方式が考えられる。つtヤ、交
流送電々力が一定であれば、発電機の相差角は運転中略
一定となるため安定度が向上する。
しかし、送電線路の連用状態が変化すると、線路インピ
ーダンスも変化するため安定度の確保が厳しくなる。つ
オ秒、交流送電々力が一定の場合Fi送電線路の連用状
態の変化により安?闇間明が発生することがあり・、こ
の安定電量−を予測する丸めに線路の運用状すを常に1
項し、その状欅変化に対応した制御を行なう必要がある
。そのため、複数箇所に設着された中間開閉所から、送
電線路の状態を送信する必要が生じる。tた、交流送電
々力設定値より4発電々力普が小さい場合には、I[R
送電系統を停止させる会費があり設備の稼動率が低下し
好ましくない。交流送電々カ一定制御方式には、上述の
ような開−がある。
一方、もう一つの手段として直流送電々力を一定となる
ように制御する方式が考えられる。
つまり、これは質換器の点弧角を一定に制御すればよい
ため装着構成が簡単となる。
しかし、発電々力量が変動すると交流送w11の送電々
力が変化するため、発電機の相差角が変動し安定度上好
オしくない、を友、発電々力量が+Ii流送電々力V&
定値以上とならなければ直流送電系統を使用できないと
いう、交流送電々カ一定方式と同様の問題を生ずるもの
である。
また、交流送電系統側で事故が発生し直流単独送電系統
となる時に1発電機は負荷側の系唆と非同期で運転され
るととになる。この九めに5直流送電々力が変化すると
発電機の周波数が肇動し、発電所の所内補慢の運転に好
ましくないばか)でなく、周波数変動幅が大きくなると
保mリレーが動作して発電機を停止させることになる。
すなわち、ハイプリ、ド送電時と直流単独送電時におい
て発電機を安定に運転するために、どのように直流系を
制御すればよいかが問題となる。
発明の目的 本発明は上記のような事情に−みて成されたもので、そ
の目的はハイプリ、I#送電時は交流系統の事故や負荷
変動く伴う発電機への影響を受けずく安定な送電を行な
い得、しかもI[R単独送電時は系統構成が変化しても
常に安定な送電を行なうことができる交直連系々統の電
力制一方式を擾供することKある。
発明の概要 F1目的を達成するために本発明では、複数の発電機で
発生した電力を負荷1lIK送電する交流送電系統と、
前配電力を順変換器で直流に変換して送電し11!f換
器にて交流電力に変換して→1 kiill &に機供
するl]i[送電系統とから成る交自連系々峨において
、#配交流送電系統および膚a1j!!電系統(よる送
電時は当該系統にて送電されるI[IJL送電々力と交
流送賓、々力との比が予定の値となるように前記変換器
を制御し、また111+記+1fi送電系統単独送電時
は前記発電機が予定の11となるように#紀変換器を制
御するようにしたことを特徴とする。
発明の実権例 以下、本発明を図面に示す実施例について鋭Wする。第
2図は、本発明による交、I!連系々続の電力制御方式
の燐成例を示すもので、図において、X1図と同一部分
には同一符号を付してその貌明を省略する。図において
、102は直流する第1の電力検出器、101は交流送
電線路10にて送電される有効電力’ACを検出する第
2の電力検出器である。を九、104は上記第1および
第2の電力検出器1)1.101にて検出される電力’
DC0PACを基に、直流送電々力PDCと交流送電々
力’ACとの比t4め設定された値となるように、前記
順、逆蜜換器5,1を制御して直流送電々力PDcを制
御する制御信号を送出する直流−交流分担比率制御部で
ある。
一方、101は前記母線に接続された発電機1.2の周
波数Fr5(を検出する周波数検出器、101はこの周
波数検出器1111にて検出される周波数Fr@qを基
に、直流単独送電時の発電機II!1波数が予め設定さ
れ友値Fr@fとなるように、前記順、逆変換器s、r
を制御して当骸変換器の入力周波数を制御する制御信号
を送出する一波数制御部である。さらに、10#は通常
は上記直流−交流分担比率制御部104からの1制御信
号を、ま九交流系統し中断@15.II力孟開故されて
l[fltJIIi独送電に系統構成が便化すると動作
して上記祠波数制御邪105からの制御信号を切4It
選択送出する切換スイッチ、17#iこの切換スイッチ
10gより送出される制御信号により、鍵紀蟻、$!変
換器5,1のサイリスタを位相側−する変換器制御装着
である。
なお、図において1 j 、 14H1蟹流系続−のし
中断’a  1ooは1.力制御装着を大々示すもので
ある。
羊3図は、上記直流−交流分担比率制御11部104、
およびms数?[III[MJ17gの祥細な構tft
例をプロ、り的に示したものである0図において、A)
は#紀@lおよびIII2の電力検出器102および1
01からの出力信号P 、P をDCAC 加算して、直流および交凌送室々力の和に相当する全発
11普PTを傅る加算器、104にはとの加算’411
からの出力に予めa定された1ボ数Kを求じ、Pr@t
なる直tI1.送電糸代にて送電する重力革隼饋信号と
して出方する係数乗算器である。またA2は上記電力基
準値物号Pr@fと第1の電力検出器101からの出力
信号’DCとを比較してそ6偏差(K −P、 −pD
c)を検出する減算器、1 a 4 BFiこの減算器
ム1からの偏差信号を入力とし、比例・積分・微分要素
より成るPID制御器で構成される制御補償器で、上記
偏差が零となるように制御する制(資)信号、すなわち
信号’DCを1.力基準値信号Pr@f K制御して、
信号PDCと’ACとの比率が予め設定された値となる
ようKすべく制御信号を得るものである。
一方、ムJFi図示しないl#波数基準発生器からの5
12i数基準値信号Fr@fと、前記jiil′a数検
出器101からの出力信号Fr@qとを比較してその偏
差(Fr@f −rr@q ) x D Fを検出する
減算器、101ムはこの減算器AJからの偏差信号DF
を入力とし、上記104Bと同様の構成を有すゐ制御補
償器で、上記偏差Drが零となるように制御する制御信
号、すなわち信号Fr@qを周波数a準備信号Fr@t
となるようK pIM御すべく劃−信号を得るものであ
る。
なお、上記において係数乗算器104ムにはよや一層の
系の安定を図るため、−次遅れ要素を付加して電力基準
値Pr@fが瞬時に変化しないようにしている。1+、
この係数乗算器104ムの係数には次のようKして設定
する。つまり、直流送電系統’DCと交流送電系統P、
。の送電分担比率を、例えばP =70憾、P  =3
0憾DCAC とする場合には、上記係数K t−K = 0.7の値
に設定する。また、#配+[fi送電系統における順。
lIl!!変換器5.1および送電線路6は、ある変換
器および送電11回路Cの事故では他の変換器で分担し
得るように過負荷耐量を有している。
次に、交直連系々絖において発電機は、交流系統のl1
11波数に同期している。そして、発電機の負荷が増加
してゆくと次式のように発電機の相差角も増加する。
俳し、P:@電機有効電力、E :発電機界磁d 直流、@  :1LIJT111母S*圧、x  :i
t機厘軸b                    
    dリアクタンス、X:4ill路インピーダン
スでる・ 一定として有効電力Pと相差角−の関係を示すと第4図
のようKなる。なお、有効電力がPl。
Plのときの相差角を夫々−鳳ails とする。
図から4明らかなように、有効電力Pを増加する柵、相
差角−も増大し、また相差角−が大きい1発電機系の制
動トルクが減少していくむとは間知の通りである。
第5図は、発電機の有効電力が異なる時に、デジタル計
算機を使用して三相事故をシ建、レートシた場合の結果
を示すものである。6において、シ建、レージ、ンム、
lは発電機有効電力がP、#P、のときである。このよ
うに、有効電力Pが増加していくと発電機系の制御トル
クが減少ししいては税調に至る。
交直連系々統では、交流系統側とtuft系統個のどち
ら側で系統事故が発生しても安定に送電を行なわなけれ
ばならない、従って、交流系統側における事故が発生し
ても安定送電し得るように1前記[流−交流分担比車側
’fmW51oaの+fi流−ダ涜分担比婆を決定する
これにより、交魔送1系統−に事故が発生しでも、分担
比軍制@W6104からの制御信*によって変換器側@
4i1xvで鵬、逆変換器5,1を位相制−して、II
故が除去された後に安定に送電することができる。tた
、交直連系々統にしいては交流系統側の安定1fを纏持
させることが開−となるが、本装置構成とすることによ
り交流送電系統の安定変を常に一持することができる。
一方、交流系統し中断器15.11iが開放されたこと
により、ハイf IJ 、ド送電から直流単独送電に系
統構成が変化したことを検出すると、切m器10−の切
換動作によってl#1波数制御部105からの制御信号
を選択して、これが変換器制動装着11に与えられる。
これにより、順。
逆f換器5,1の入力量波数を制御して、発電機の周波
数Fr@qが周波数基準rr@fとなるように制御され
安定な送電が行なわれるととKなる。
このように、複数の発電機1,2で発生した電力を交流
送電線路10によシ負荷12@に送電する交流送電系統
と、上記電力を順費換器5で直流に変換して[流送電線
路CKより送冒し逆変換aFにて交流電力に質換して1
虻負荷11に供給する直流送電系統とから成る交直連系
々絖において、上記交流送電系統および直流送電系統に
よる迷電時は当骸系統にて送電される直流送電々力’D
Cと交流送電々力PAcとの比が予定の値となるように
上記各変換@I1.rを制御し、また上記直流送電系統
単@へ1時は上記発電機1.1のIi1波数が予定の値
となるように上記各変換器JG、Fを制御するようにし
九4のである。
従って、従来のような直流、交流送電電カ一定制御とは
異な)、各電力の比が常に一定となるように制御される
ため、通常時はもちろんのむと、ノ・イブ+3 、 W
送電時は初負荷側−が@易で交流系統事故発生時や負荷
変動に伴なう@電機への影響を受けず、常に要録−かつ
大電力の送電を極めて安定にして行なうことができ、慟
めて情軸性の高い奄のである。ナた、系統構譚質化によ
る[流離狼送電時は発電轡のR枝数制(転)が行なわれ
るので、発電機出力が変化しても(t4流送電七力をl
?l1l(資)して、あたかも交流送電系統と甚夕II
 して運転を行なっていると同様に1発イ2ランドに影
響を与えることなく常に安定した送1111r行なうこ
とができる。
るものである。
+1)  前に2第2図に示すような系統において、発
電機1と2を接続する母線(図示しないし中断器が設電
される場合には、このし中断器が開放された時は@′#
L機1@の系統は直流単独送電系統となる。この状態に
おいても、し中断器等の接点や連系している電力、電流
等の電気信号にで直流単aSS電系絖に切換ったことを
検出して、#述同様に発電機のIII波数制−を行なう
ことができるので、同様に極めて安定な送電を行なうこ
とができる。
(2)上記実権例では、Ir流送電々力と交流送電々力
との和に相当する全発電量を検出するために、送w#回
路6.10の有効電力を検出してその和を演算したが、
発電機出力に比例した信号を用いるようにして4同様の
効果が得られることはもちろんのことである。
その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々K
l”形して実権することができるものである。
発明の詳細 な説明しえように本発明によれば、ハイプリ、ド送電時
は交流系統の事故中負荷質動に伴なう発電機への影響を
受けずに安定な送電を行ない得、しか4[流単独送電時
は系統構成が変化しても常に′I?定な送電を行なう仁
とができる極めて信頼性の高い交直連系々統の電力制御
方式が提供できる。
【図面の簡単な説明】
81図は交直連系々絖の構成例を示す図、纂2図は本@
明の一実細例を示す構成図、M3図軍2図における各制
御it1部の畦細を示すブロック図、$4図および第5
図は不発−の一作用を釈明するための関係図である。 1.2・・・発電8I% 1・・・発wIa用主変圧器
、4.8・・・変換器用上質圧器、5,1・・・1@、
逆変南器、6.10・・・[#交流送電#ill路、9
.11・・・系統変圧器、12・・・負荷、13〜1g
・・・し中断器、11・・・変換器側−装置ll、10
0・・・電力制#装会、101・・・間波数検出蟲、1
01.103・・電力検出益、104・・・分担比率1
11J 8部、105・・・m彼数制御1部、1011
・・・切換器、ムト・・加算器、ム2.ムト・・滅aS
、104ム・・・係数乗算器、104m・・・制御補償
器、J OJA・・・制御槽「貫 器。 出鵬人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の発電機で発生した電力を負荷側に送電する交流送
    電系統と、前配電力を順変換器で直流に変換して送電し
    逆変換器にて交流電力に変換して前r負荷に供給する直
    流送電系統とから成る交直連系系統において、前記交流
    送電系統および直流送電系統による送電時は轟骸系絖に
    て送電される直流送電電力と交流送電電力との比が予定
    の値となるようKIIJ記変換器を劃−し、を走前記l
    J[流送電系続堆独送電時は前記発電機の周波数が予定
    の値となるように#1豐換器を制御するようKしたこと
    を特徴とする交直連系系統の電力制御方式。
JP1538482A 1982-02-02 1982-02-02 交直連系系統の電力制御方式 Pending JPS58133127A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56123742A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Tokyo Shibaura Electric Co Power control device for ac*dc parallel transmission system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56123742A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Tokyo Shibaura Electric Co Power control device for ac*dc parallel transmission system

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