JPS60223433A - Frequency converter - Google Patents

Frequency converter

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JPS60223433A
JPS60223433A JP59076512A JP7651284A JPS60223433A JP S60223433 A JPS60223433 A JP S60223433A JP 59076512 A JP59076512 A JP 59076512A JP 7651284 A JP7651284 A JP 7651284A JP S60223433 A JPS60223433 A JP S60223433A
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JP
Japan
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power
converter
value
current
control
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Pending
Application number
JP59076512A
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Japanese (ja)
Inventor
茂 田中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60223433A publication Critical patent/JPS60223433A/en
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  • Inverter Devices (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は異なる周波数の電力系統を結ぶ周波数変換装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a frequency conversion device that connects power systems with different frequencies.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

わが国の電力系統は、西日本の60 Hz系統と、東日
本の59Hz系統とに大きく分けることができる。この
2つの電力系統を結び、系統間の電力潮流量を制御する
装置としては、古くは誘導機等を使った回転形層波数変
換機あるいは水銀整流器を用いた静止形周波数変換装置
等がある。最近では水銀整流器の代りにサイリスタ等の
半導体制御整流器を用いた静止形周波数変換装置が実用
に供されている。
Japan's electric power system can be broadly divided into the 60 Hz system in western Japan and the 59 Hz system in eastern Japan. As devices for connecting these two power systems and controlling the amount of power between the systems, there have long been known rotary layer wave number converters using an induction machine or the like, or stationary frequency converters using a mercury rectifier. Recently, static frequency converters using semiconductor-controlled rectifiers such as thyristors in place of mercury rectifiers have been put into practical use.

また、既設の回転形周波数変侯拗の容量不足を補うため
、静止形周波数変換装置を並列運転する方式も採用され
、当該並列運転に伴なう新たな問題が発生するようにな
った。
In addition, in order to compensate for the lack of capacity of existing rotary frequency converters, a method of operating static frequency converters in parallel has been adopted, and new problems have arisen due to the parallel operation.

第1図は従来の周波数変換装置の構成を示すブロック図
である。50Hz系統と60H2系統を結び両系統間の
電力潮流量を制御する場合を表わしている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional frequency conversion device. This shows a case where a 50Hz system and 60H2 system are connected and the power flow rate between the two systems is controlled.

第1図において、BUS、は5QHz電力系統の3相電
線路、BUS、は5QHz竜力系統の3相電線路、MG
は電動発電機装置、SFCは静止形電力変換装置、CA
PI l cxP、ハ進相:=7 ンf ン?、5VC
1,8VC,ハ無効電力補償装置である。
In Figure 1, BUS is the 3-phase power line of the 5QHz power system, BUS is the 3-phase power line of the 5QHz power system, and MG
is a motor generator device, SFC is a static power converter device, CA
PI l cxP, C advance phase:=7 nf n? ,5VC
1.8VC, C is a reactive power compensator.

静止形電力変換装置SFCは、電源トランスT R,。The static power converter SFC includes a power transformer TR.

TI’L、、他励コンバータ(交直電力変換器)SSl
lSS!及び直流リアクトルL。から構成されている。
TI'L, separately excited converter (AC/DC power converter) SSl
SS! and DC reactor L. It consists of

また、無効電力補償装置5VC1は、電源トランスTR
,、サイリスタ整流回路SS、、直流リアクトルL1か
ら構成されており、無効電力制御回路AQR,によって
受電端の無効電力Q1が指令値Q□(=0)に等しくな
るように直流リアクトルL1に流れる電流工Llが制御
される。同様に、無効電力補償装置、5VC2は電源ト
ランスT瓜、サイリスタ整流回路SS、及び直流リアク
トルL、から構成されており、無効電力制御回路AQ鳥
によって受電端の無効電力鵡が指令値q:(=o)に等
しくなるように電流IL、が制御される。
In addition, the reactive power compensator 5VC1 includes a power transformer TR
, , a thyristor rectifier circuit SS, and a DC reactor L1, and the reactive power control circuit AQR controls the current flowing through the DC reactor L1 so that the reactive power Q1 at the receiving end becomes equal to the command value Q□ (=0). The engineering Ll is controlled. Similarly, the reactive power compensator 5VC2 is composed of a power transformer T, a thyristor rectifier circuit SS, and a DC reactor L, and the reactive power control circuit AQ changes the reactive power at the receiving end to a command value q: ( The current IL is controlled so that it is equal to =o).

一方、電動発電機装置MGは、10極の同期電動P!A
Mと12極の同期発電機Gで構成され電動機Mと発電機
Gの各々の回転子(界磁極)は機械的に直結されている
。回転子が60Orpmの速度で回転す することによ
り、電線路BUS1側には周波数5QHzの3相交流電
圧が発生し、電線路BUD、側には周波数5QHzの3
相交流電圧が発生する。
On the other hand, the motor generator device MG is a 10-pole synchronous electric motor P! A
It is composed of a motor M and a 12-pole synchronous generator G, and the rotors (field poles) of each of the motor M and the generator G are directly connected mechanically. As the rotor rotates at a speed of 60 rpm, a three-phase AC voltage with a frequency of 5QHz is generated on the electric line BUS1 side, and a three-phase AC voltage with a frequency of 5QHz is generated on the electric line BUD side.
Phase alternating voltage is generated.

通常、電線路BU8.及びBUS、には発電機や負荷が
いくつか接続されており、ここで示した電線路BU81
. BUD、は交流電圧源と見ることができる。MG装
置の電動機Mの界磁電流IfMは定格値に保ち、発電機
Gの界磁電流Ifoを変化させることにより、系統BU
8□とBUS、の電力の授受を制御することができる。
Usually, the electric line BU8. Several generators and loads are connected to and BUS, and the electric line BU81 shown here
.. BUD can be viewed as an alternating current voltage source. By keeping the field current IfM of the motor M of the MG device at the rated value and changing the field current Ifo of the generator G, the system BU
It is possible to control the transfer of power between 8□ and BUS.

すなわち、Ifoを増加していくと電力は808mから
BUS、に送られ、逆にIfoを減少していくと電力は
BUS、からBUS、に送られる。なお、電力がBUS
、からBUS□に送られているときはMG装置のMが発
電機に、Gが電動機になる。
That is, as Ifo increases, power is sent from 808m to BUS, and conversely, as Ifo decreases, power is sent from BUS to BUS. In addition, the power is BUS
, when the signal is being sent to BUS□, M of the MG device becomes a generator and G becomes an electric motor.

同様のことは、IfGを一定にしてIfMを変化させて
もできる。すなわち、IfMを増加していくとMが発電
機、Gが電動機となって、電力はBUD、からBUDK
に送られるよう1こなり、逆に、IfMを減少させると
Mが電動機、Gが発m機となって、電力はBUS、から
BU8□に送られる。
The same thing can be done by keeping IfG constant and changing IfM. In other words, as IfM increases, M becomes a generator and G becomes an electric motor, and the electric power changes from BUD to BUDK.
On the other hand, when IfM is decreased, M becomes a motor and G becomes a generator, and power is sent from BUS to BU8□.

以上のようにして電動発電機装[MOだけでも第1の電
力系統BU8□と第2電力系統との間で電力の授受を行
うことができるが近年電力系統の容量の増大に伴ない、
上記MG装置の容量を増加させる必要性にせまられるよ
うになってきた。
As described above, it is possible to transfer power between the first power system BU8□ and the second power system using only the motor generator device [MO], but as the capacity of the power system has increased in recent years,
There is a growing need to increase the capacity of the MG device.

そこで、別のMG装置を追加して変換容量を増加させる
案が考え出されたが、MG装置は回転部分を有すること
等から保守が大変である等の理由から静止形周波数変換
装置の適用が検討されるようになった。しかし、既設の
MG装置を有効に利用するため、第1図に示すような静
止形電力変換装置とMG装置の並列運転を行う方法が採
用されるようになった。
Therefore, a plan was devised to increase the conversion capacity by adding another MG device, but it was difficult to maintain the MG device because it has rotating parts, so it was not possible to apply a stationary frequency converter. It is now being considered. However, in order to make effective use of existing MG devices, a method has been adopted in which a static power converter and an MG device are operated in parallel as shown in FIG.

次に、第1図の装置の静止形電力変換装置8FCの動作
説明を行う。
Next, the operation of the static power converter 8FC of the device shown in FIG. 1 will be explained.

まず、59Hz系統の電線路BUD、から(59Hz系
統の電線路BU8.に電力を送る場合を例にとって、こ
の装置の動作を説明する。
First, the operation of this device will be explained by taking as an example the case where power is sent from the 59 Hz power line BUD to the 59 Hz power line BU8.

電線路BU8.からの受電端に電流検出器CTs1と電
圧検出器FT、、を設置し、3相の電圧、電流の瞬時値
を検出する。これを、次の有効無効電力演算回路PQC
,に入力し、有効電力P、および無効電力Q、をめる。
Electric line BU8. A current detector CTs1 and a voltage detector FT are installed at the power receiving end to detect instantaneous values of three-phase voltages and currents. This is converted into the following active reactive power calculation circuit PQC
, and calculate the active power P and reactive power Q.

同様に、電線路BUD、からの受電端にも電流検出器C
T8□および電圧検出器PTs□を設置し、有効無効電
力演算回路PQC1,!:合わぜて、有効電力P。
Similarly, a current detector C is also installed at the power receiving end from the power line BUD.
T8□ and voltage detector PTs□ are installed, and active reactive power calculation circuit PQC1,! :Total, effective power P.

および無効電力qを検出する。and detect reactive power q.

有効電力P、は入ってくる方向を正、有効電力P2は出
ていく方向を正として検出する。また、無効電力Q、 
、 Q、は遅れ無効電力を正、進み無効電力を負として
検出する。
The active power P is detected as positive in the incoming direction, and the active power P2 is detected as positive in the outgoing direction. In addition, reactive power Q,
, Q, detects delayed reactive power as positive and leading reactive power as negative.

電線路BU8.から電線路BU8.に電力を送る場合、
交直電力変換器SS1は順変換器として動作し、交直電
力変換器SS、は逆変換器として動作する。
Electric line BU8. From electric line BU8. When sending power to
The AC/DC power converter SS1 operates as a forward converter, and the AC/DC power converter SS operates as an inverse converter.

電力潮流量設定器VRPによって電力指令値養 P〉0が与えられる。シュミット回路8Hは電力指令値
p>oのとき出力信号111”を発生し、スイッチSW
lをa側に、またスイッチSW2をb側に接続する。す
なわち、順変換器SS、は電力潮流量P”’ (P1+
P1)/ 2 がその指令値Piこ等しくなるように、
その出力電圧V、が制御され、逆変換器SS、の出力電
圧V、は一定の直流電圧Vを発生するよう1こ制御され
る。
A power command value P>0 is given by the power flow rate setting device VRP. The Schmitt circuit 8H generates an output signal 111'' when the power command value p>o, and the switch SW
Connect l to the a side and switch SW2 to the b side. In other words, the forward converter SS has a power flow rate P"' (P1+
P1)/2 is equal to the command value Pi,
Its output voltage V is controlled, and the output voltage V of the inverter SS is controlled so as to generate a constant DC voltage V.

CToは直流電流検出器で、直流リアクトルL0に流れ
る電流I。を検出する。電力制御回路APRは両受型端
の電力検出値P1とP2の平均値(p、 + Pg )
/2が指令値P に等しくなるように、前記直流電流■
oを制御するものである。
CTo is a DC current detector, and is the current I flowing through the DC reactor L0. Detect. The power control circuit APR is the average value (p, + Pg) of the power detection values P1 and P2 at both receiving mold ends.
The DC current ■ so that /2 is equal to the command value P
o.

また、定電圧制御回路AVRは逆変換器SS、の出力電
圧V、が一定値V になるように制卸するものであるO
PH,、PH2は各々交直電力変換器SS1およびSS
、の位相制御回路である。
Further, the constant voltage control circuit AVR controls the output voltage V of the inverter SS to a constant value V.
PH, PH2 are AC/DC power converters SS1 and SS, respectively.
, which is a phase control circuit.

交直電力変換器SS、およびSS、の出力電圧を図の矢
印の方向にとると V、=ky −V8.−cos α。
When the output voltages of the AC/DC power converters SS and SS are taken in the direction of the arrow in the figure, V, =ky -V8. −cos α.

V、= −ky −V、、 e cosα宜となる。た
だしに、は変換定数、v8□1Vl13 は各々交直電
力変換器SS、およびSS、の交流側入力電圧である。
V,=-ky-V,, e cosα y. However, is a conversion constant, and v8□1Vl13 are AC side input voltages of AC/DC power converters SS and SS, respectively.

順変換器SS、の点弧制御角α、は0°〜90’の範囲
で制御され、逆変換器SS、の点弧制御角α、は90’
−180’の範囲に設定される。点弧制御角(W、=1
80’のとき、逆変換器SS、の交流側入力力率は1と
なるが、自然転流を行なうための転流進み角rだけ点弧
タイミングをずらす必要がある。故lこ、点弧制御角α
The firing control angle α of the forward converter SS is controlled in the range of 0° to 90', and the firing control angle α of the inverse converter SS is 90'.
-180' range. Firing control angle (W, = 1
80', the AC side input power factor of the inverter SS is 1, but it is necessary to shift the ignition timing by the commutation advance angle r to perform natural commutation. Therefore, the ignition control angle α
.

=180°−rとなり、v*= kv−Vi2 ・CO
8(180°−r)の出力電圧を発生する。転流進み角
rを一定とすれば、出力電圧V、も一定の直流電圧とな
る。
= 180°-r, and v*= kv-Vi2 ・CO
8 (180°-r). If the commutation advance angle r is constant, the output voltage V will also be a constant DC voltage.

直流電流工。は直流リアクトルL0に印加される電圧V
、−V、を変えることによって制御される。出力電圧V
!は一定に制御されるので、V、=に、++ Vs、 
a cosα。
DC electrician. is the voltage V applied to the DC reactor L0
, -V,. Output voltage V
! is controlled to be constant, so V,=,++ Vs,
a cos α.

を変えて制御することになる。直流電流■。を増加させ
たい場合は、vI>v雪となるように点弧制御角α□を
制御し、直流電流I。を減少させたい場合は、V、<V
、となるように点弧制御角α、を制御する。定常点附近
では、直流リアクトルL0の抵抗分を無視すれば、Vi
”v Vlの関係が成り立ち、Cogα、a−I−co
scX。
It will be controlled by changing the Direct current■. If you want to increase the DC current I, control the ignition control angle α□ so that vI > v snow. If you want to decrease V, <V
The firing control angle α is controlled so that . Near the steady point, if the resistance of DC reactor L0 is ignored, Vi
”v Vl holds, Cogα, a-I-co
scX.

からα1→rとなっている。From α1→r.

第2図(a) 、 (b)は、50Hz系統の電線路B
U8□から5QHz系統の電線路BUD、へ電力を送っ
ているときの各交直電力変換器の交流入力側の1相分の
電圧電流ベクトル図である。第2図(a)は変換器88
1の電圧電流ベクトル図、第2図(b)は変換器88.
の電圧電流ベクトル図をおのおの示す。
Figure 2 (a) and (b) show electric line B of the 50Hz system.
It is a voltage-current vector diagram for one phase on the AC input side of each AC/DC power converter when power is being sent from U8□ to the electric line BUD of the 5QHz system. FIG. 2(a) shows the converter 88
FIG. 2(b) is a voltage-current vector diagram of converter 88.1.
The voltage and current vector diagrams of each are shown.

直流電流I0で定常状態を考えると、V*’vV*とな
り、α1崎γの関係が成り立っている。順変換器SS、
の入力電流11181は、電圧v8□より位相α1だけ
遅れて、その大きさはI、8.==に−I0となってい
る。
Considering a steady state with a direct current I0, V*'vV* holds, and the relationship α1zakigamma is established. Forward converter SS,
The input current 11181 lags the voltage v8□ by a phase α1, and its magnitude is I,8. == is −I0.

また、逆変換器88.の入力電流Iaagは電圧v81
より位相角α、=180°−γだけ遅れて、その大きさ
はIsH=K” IOである。
Also, an inverse transformer 88. The input current Iaag is the voltage v81
It is delayed by a phase angle α,=180°−γ, and its magnitude is IsH=K″IO.

Icapl、 Icapgは進相コンデンサCAP、お
よびCAP、に流れる電流、’88Bおよびxss4は
各々無効電力補償装置8 VC,およびS VC,に流
れ込む遅れ電流である。
Icapl and Icapg are currents flowing into the phase advance capacitors CAP and CAP, '88B and xss4 are lag currents flowing into the reactive power compensators 8VC and SVC, respectively.

入力電流Ias lを有効分Iptと無効分IqIに分
けると Ipl::l5st −cosα、=k @I0− c
osα11ql=I、、、 −sinα、=k −Io
・sinα1となる。遅れ電流Iql+l5ssが進み
電流Icaptに等しくなるように遅れ電流I8amを
制御すれば、電線路BUS、から入る電流IAOIは前
記有効分Iptだけとなり、基本波力率が常に1の状態
で運転できる。
If input current Ias l is divided into effective component Ipt and reactive component IqI, Ipl::l5st -cosα, =k @I0- c
osα11ql=I, , −sinα,=k −Io
・Sin α1. If the lagging current I8am is controlled so that the lagging current Iql+l5ss becomes equal to the advancing current Icapt, the current IAOI that enters from the electric line BUS becomes only the effective portion Ipt, and operation can be performed with the fundamental wave power factor always being 1.

同様に、入力電流■、。を有効分11)2と無効分fq
2に分けると、 11)2 = I、8.− cosα2Iq2 = I
8.、− sinα2 となり、Iqz+l1ls、==Icap2となるよう
に遅れ電流工、84を制御すれば、電線路BUS、から
の入力電流IAOffiは有効分Ip2に等しくなる。
Similarly, the input current ■,. The valid part 11) 2 and the invalid part fq
When divided into 2, 11) 2 = I, 8. - cosα2Iq2 = I
8. , -sin α2, and if the delay current generator 84 is controlled so that Iqz+l1ls,==Icap2, the input current IAoffi from the electric line BUS becomes equal to the effective component Ip2.

有効分Ip2は電圧v8.に対して180°位相がずれ
ているから、基本波力率が1で電線路BUD、の方向へ
電力が戻っていることを示している。
The effective component Ip2 is the voltage v8. Since the phase is shifted by 180 degrees with respect to the power line BUD, the fundamental wave power factor is 1, indicating that the power is returning in the direction of the electric line BUD.

電力潮流量の設定値Pを大きくすると、直流型)流1・
を増加させるため1こ過渡的1こは点弧制御角“・を変
化させるが、P=(Pl十P、)/2に見合う直流電流
I′o附近になると、α1 ”v 7で落ち着く。この
とき、入力側の無効分はI’q1=k * Is * 
sinα、となり、I’a8j=Icap1− fq 
l を減少させれば、エムo、=I″pt==に−I’
0− CO8α8となって、′電力潮流量だけを増加さ
せることができる。進相コンデンサCAP、およびCA
P、の電流IcapsおよびIcapzは、最大電力を
潮流させるに見合った分を用意しておけばよい。
When the set value P of the power flow rate is increased, the DC type) current 1.
In order to increase the ignition control angle, the ignition control angle is changed transiently, but when the DC current approaches I'o, which corresponds to P=(Pl+P,)/2, it settles at α1''v7. At this time, the invalid part on the input side is I'q1=k * Is *
sin α, and I'a8j=Icap1- fq
If l is decreased, em o,=I″pt==−I′
0-CO8α8, and only the power flow amount can be increased. Phase advance capacitors CAP and CA
The currents Icaps and Icapz of P may be prepared in amounts commensurate with the maximum power flowing.

電力潮流量の設定値Pを負の値に設定すると、スイッチ
SW、はb側に、またスイッチ8W2はa側に接続され
、今度は60Hz系統の電線路BUS、から5QHz系
統の電線路Bus、に電力が送られるようになる。この
とき、SS、は逆変換器として出力唯圧一定制御が行な
われ、SS、は順変換器として直流電流制御が行なわれ
る。
When the set value P of the power flow rate is set to a negative value, the switch SW is connected to the b side, and the switch 8W2 is connected to the a side, and this time the electric line BUS of the 60Hz system is connected to the electric line Bus of the 5QHz system, Electricity will be sent to. At this time, SS is used as an inverse converter to perform constant output pressure control, and SS is used as a forward converter to perform DC current control.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

このような従来の周波数変換装置は次のような問題点が
あった。
Such conventional frequency conversion devices have the following problems.

(a)まず、電力潮流量を調整するために静止形゛電力
変換装置SFCの直流電流工。を大きくしたり小さくし
たりするが、その変化に伴な・つて前記変換器SS、お
よびSS、の入力側(交流側)の無効分Iqt。
(a) First, in order to adjust the power flow rate, the DC current of the stationary power converter SFC is installed. is increased or decreased, and as the change occurs, the reactive component Iqt on the input side (AC side) of the converters SS and SS.

Iqzが変化し、その変化に応じて無効電力補償装置s
vc、オヨびSVC,ノミm l5ss * l5s4
を制御すル必要がある。
Iqz changes, and the reactive power compensator s
vc, Oyobi SVC, Nomi m l5ss * l5s4
You need to control it.

この無効電力補償装置svc、 、 svc、の容量は
前にも述べたように、直流電流の最大値をIo(max
)と 1した場合は、 I、、、 =Icap1− Iql == k −(I。(max) −I。) −sinα
As mentioned earlier, the capacity of the reactive power compensators svc, , svc,
) and 1, then I,,, =Icap1− Iql == k −(I.(max) −I.) −sinα
.

l811. = Icapi −Iq2=k −(Io
(max) −I。) −sin Q。
l811. = Icapi −Iq2=k −(Io
(max) -I. ) -sin Q.

となり、位相角α1 ”q r+ 位相角偽=180’
−rの関係を考慮し、前記直流電流■。が0〜I0(m
ax)の間で変化すると考えると、 l56g ””8114 Sk # I6 (rrla
X) Sin 7が必要となる。
Then, phase angle α1 ``q r+ Phase angle false = 180'
-r relationship, the DC current ■. is 0~I0(m
Considering that it changes between l56g ""8114 Sk # I6 (rrla
X) Sin 7 is required.

rは前述のように電力変換器のサイリスタを自然転流さ
せるために必要な転流進み角で、電源側のインダクタン
スおよびサイリスタのターンオフタイム尋に関係する。
As mentioned above, r is the commutation advance angle required to naturally commutate the thyristor of the power converter, and is related to the inductance on the power supply side and the turn-off time of the thyristor.

特に前者は変換器のアーム短絡に備えるためかなり大き
な値になる。そのため転流進み角γは30’〜40°の
値に々るのが常である。転流進み角r=30°としても
sin r = 0.5で、無効電力補償装置S VC
,およびS VC,の容量は電力変換器SS1および8
8.の容量のHの値になってしまう。
In particular, the former value is quite large in order to prepare for short-circuiting of the converter arm. Therefore, the commutation advance angle γ usually reaches a value of 30' to 40°. Even if the commutation advance angle r = 30°, sin r = 0.5, and the reactive power compensator S VC
, and S VC, are the capacities of power converters SS1 and 8
8. The value of H becomes the capacitance of .

従って装置が高価で複雑になる欠点があった。Therefore, there is a drawback that the device is expensive and complicated.

(b)また、電動発電機装置MGと静止形電力変換装置
8FCとを並列運転させる場合、srcの電力潮流量制
御の応答が問題となる。例えば、第1図において、系統
BU8.側で急激な負荷の変化が生じた場合、その負荷
変化に追従できる静止形電力変換装置8FCを用意すれ
ば、電動発電機装置MGの負担を軽減させることができ
るが、SFCの応答が遅ければ上記負荷変動分は全てM
Gに負担がかかり、静止形電力変換装置8PCを設置し
た意味がなくなってしまう。
(b) Furthermore, when the motor generator device MG and the static power converter device 8FC are operated in parallel, the response of the power flow rate control of src becomes a problem. For example, in FIG. 1, system BU8. If a sudden load change occurs on the side, the load on the motor generator MG can be reduced by preparing a static power converter 8FC that can follow the load change, but if the SFC response is slow, The above load fluctuations are all M
This places a burden on G, and there is no point in installing 8 PCs of static power converters.

この点において従来の静止形電力変換装置8FCには問
題がある。すなわち、従来の8FCでは直流電圧V1あ
るいはv2はほぼ一定になっており電力潮流量の制御は
直流電流工。を変化させて行っている。従って当然のこ
とながら、電力潮流量が零のときl0== Qとなって
おり、この状態から急激に電力潮流量を増大させた場合
、上記直流電流I0は零電流から立上ることになる。直
流電流I0が小さい値のとき電力変換器SS□およびS
S、の動作は時々とぎれることになり、いわゆる断続電
流となってしまう。この断続電流の状態の電力変換器S
S、およびSS、の制御応答は通常の連続電流の状態に
おける制御応答に比較すると1ケタ以上悪くなることが
知られている。この応答を高めるために制御系のゲイン
を可変にするなどの方法も提案されているが非常に高度
な技術が必要とされる。
In this respect, the conventional static power converter 8FC has a problem. That is, in the conventional 8FC, the DC voltage V1 or V2 is almost constant, and the amount of power flow is controlled by the DC current regulator. We are changing the. Naturally, therefore, when the power flow rate is zero, l0==Q, and if the power flow rate is suddenly increased from this state, the DC current I0 will rise from zero current. When the DC current I0 is a small value, power converters SS□ and S
The operation of S is interrupted from time to time, resulting in so-called intermittent current. Power converter S in this intermittent current state
It is known that the control response of S and SS is one order of magnitude worse than the control response under normal continuous current conditions. Methods such as making the gain of the control system variable have been proposed in order to improve this response, but this requires extremely advanced technology.

さらに、従来の静止形電力変換装置8PCでは電力潮流
量を逆転させるときにも問題がある。前にも述べたよう
に系統BUD、から系統BUs、に電力を送る場合、変
換器SS、は電圧一定制御を行い、変換器SS、は電力
制御(電流制御)を行っている。
Furthermore, the conventional static power converter 8PC also has a problem when reversing the amount of power flow. As described above, when transmitting power from the system BUD to the system BUs, the converter SS performs constant voltage control, and the converter SS performs power control (current control).

この状態から電力をBUD2からBUS□に送る必要性
が生じた場合シュミット回路8Hによって、スイッチs
w1.sw、を切換えて変換器SS、は電圧一定制御に
変換器SS、は電力制御に切換えている。従ってこの切
換え時のむだ時間だけはどうしても制卸遅れとなってし
まうため、その間、電動発電機装置MGに負担を強いる
ことになる欠点があった。
If it becomes necessary to send power from BUD2 to BUS□ in this state, the Schmitt circuit 8H will switch s
w1. By switching sw, converter SS is switched to constant voltage control and converter SS is switched to power control. Therefore, the dead time at the time of switching inevitably results in a delay in control, which has the drawback of imposing a burden on the motor generator device MG during that time.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、以上に鑑みてなされたもので、従来必要であ
った無効電力補償装置を用いることなく受電端の基本波
力率を1に保持し、しかも、静止形電力変換装置の電力
潮流量制御の応答を改善することにより、電動発電機装
置への負担を軽減するようにした周波数変換装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and it maintains the fundamental wave power factor at the power receiving end at 1 without using a conventionally required reactive power compensator, and also maintains the power flow rate of a stationary power converter. An object of the present invention is to provide a frequency conversion device that reduces the burden on a motor generator device by improving control response.

[発明の概要〕 本発明はこの目的を達成するために第1の電力系統と第
2の電力系統の間で授受される有効電力の値に応じて静
止形電力変換装置の直流電流の値及び直流電圧の値を調
整し、それぞれの交直電力変換器の無効電力の値と、当
該電力変換装置によって授受すべき有効電力の値を同時
に制卸するようにしたことを特徴とするものである。
[Summary of the Invention] In order to achieve this object, the present invention calculates the value of the DC current of the static power converter and the value of the active power transferred between the first power system and the second power system. The present invention is characterized in that the value of the DC voltage is adjusted to simultaneously control the value of the reactive power of each AC/DC power converter and the value of the active power to be transferred by the power converter.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第3図は本発明の周波数変換装置の一実施例の構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the frequency conversion device of the present invention.

図中、BUD、は50Hz電力系統の3相電線路、BO
2゜は60Hz Q力系統の3相電線路、MGは電動発
電機装置、8FCは静止形電力変換装置、CAP、 、
 CAP。
In the figure, BUD is the three-phase power line of the 50Hz power system, BO
2° is a 60Hz Q-power system three-phase power line, MG is a motor generator device, 8FC is a static power converter, CAP,
CAP.

は進相コンデンサである。is a phase advance capacitor.

電動発電機装置MGは10極の同期電動mMと12極の
同期発電機Gで構成され、電動機Mと発電機Gの各々の
回転子(界磁極)は機械的に直結されている。回転子が
60Orpm の速度で回転することにより、電線路B
USl側には周波数5QI(zの3相交流電圧が発生し
、電線路BU8.側1こは周波数59Hzの3相交流電
圧が発生する。
The motor generator device MG is composed of a 10-pole synchronous motor mm and a 12-pole synchronous generator G, and the rotor (field pole) of each of the motor M and the generator G is mechanically directly connected. As the rotor rotates at a speed of 60 rpm, the electric line B
A three-phase AC voltage with a frequency of 5QI (z) is generated on the USl side, and a three-phase AC voltage with a frequency of 59Hz is generated on the electric line BU8. side.

当該電動発電機装置MGによる電力潮流量制御はM又は
Gの界磁電流IfM IIfoを調整することにより行
われることは前に述べた。
As described above, the power flow rate control by the motor generator device MG is performed by adjusting the field current IfM IIfo of M or G.

一方、静止形電力変換装置8FCは、電源トランスTR
,、TR,、他励コンバータ(交直電力変換器)ssl
、ss、及び直流リアクトルL0から構成されている。
On the other hand, the static power converter 8FC has a power transformer TR
,,TR,, separately excited converter (AC/DC power converter) ssl
, ss, and a DC reactor L0.

制御回路としては、交流電流検出器c’r、11 c’
r8. ICTL1交流電圧検出器PT□、FT、、、
 PTい有効無効電力演算回路、PQCl、PQC8,
PQC,、直流電流検出器CTO,無効電力設定器VR
Q、比較器CItCIlcal制御補償回路Hq(s)
 s Hp(s)、演算増幅器K。、 K1. KL加
加算五人89人及び位相制御回路PH1,PH,が用意
されている。
As a control circuit, AC current detector c'r, 11 c'
r8. ICTL1 AC voltage detector PT□, FT,...
PT active reactive power calculation circuit, PQCl, PQC8,
PQC, DC current detector CTO, reactive power setting device VR
Q, comparator CItCIlcal control compensation circuit Hq(s)
s Hp(s), operational amplifier K. , K1. Five KL adders and 89 adders and phase control circuits PH1 and PH are provided.

まず、本発明装置の静止形電力変換装置SFCの動作説
明を行う。
First, the operation of the static power converter SFC of the present invention will be explained.

直流電流I。は次のように制御される。Direct current I. is controlled as follows.

直流電流検出器CToによって直流電流■。を検出し、
比較器C8によって直流電流の指令値工。と比較する。
DC current ■ by DC current detector CTo. detect,
The command value of DC current is calculated by comparator C8. Compare with.

その偏差εfl=IOIOを演算増幅器K。によって増
幅し位相制御回路PH1,PH,に入力する。位相制御
回路PH,、PH,はその各々の入力ε、及びε、に比
例した電圧を変換器S81及びSS、から発生させるよ
うに制御するものである。
The deviation εfl=IOIO is calculated by the operational amplifier K. The signal is amplified by and input to the phase control circuits PH1, PH. The phase control circuits PH, PH, control the converters S81 and SS to generate voltages proportional to their respective inputs ε and ε.

故に、直流電流の(指令値)Io>(検出値) IOの
場合は偏差ε、〉0となり、ε、−ε、=ε、・Koが
位相制御回路PH1及びPH,に入ることにより、変換
器881の出力電圧v1は第3図の矢印の向きに、また
変換器SS、の出力電圧V、は第3図の矢印とは反対向
きに、偏差ε宜に比例した大きさの電圧が生じる。
Therefore, if the direct current (command value) Io > (detected value) IO, the deviation ε, 〉0, and ε, -ε, = ε, ·Ko enters the phase control circuits PH1 and PH, and the conversion is performed. The output voltage v1 of the converter 881 is in the direction of the arrow in FIG. 3, and the output voltage V of the converter SS is in the opposite direction to the arrow in FIG. 3, and a voltage proportional to the deviation ε is generated. .

従って直流リアクトルL0に印加される電圧は、Vt−
Vt > 0となり、直流電流■。を増加させる。
Therefore, the voltage applied to DC reactor L0 is Vt-
Vt > 0, and DC current ■. increase.

逆に直流電流の(指令値)IO<(検出値)工。になる
と偏差ε鵞く0となり、出力電圧vI Vt<0 とな
って直流電流I0を減少させる。
Conversely, (command value) IO < (detected value) of DC current. When the deviation ε becomes zero, the output voltage vI Vt<0 and the DC current I0 decreases.

結果的には直流電流■。=工。となって落ち着く。As a result, DC current ■. = Engineering. It calms down.

このとき、直流リアクトルL。の抵抗分が十分率ければ
、VI→V、となっている。
At this time, DC reactor L. If the resistance is sufficiently large, VI→V.

第4図(a) 、 (b)は8F’Cの受電端の1相分
の電圧電流ベクトル図である。
FIGS. 4(a) and 4(b) are voltage and current vector diagrams for one phase at the receiving end of 8F'C.

第4図(a)は変換器SSlの受電端のベクトル図、第
4図(b)は変換器SS、の受電端のベクトル図である
FIG. 4(a) is a vector diagram of the power receiving end of converter SSl, and FIG. 4(b) is a vector diagram of the power receiving end of converter SS.

次に、第3図及び第4図(a) 、 (b)を参照しな
がら電力潮流量の制御動作及び無効電力制御の動作を説
明する。
Next, the power flow control operation and the reactive power control operation will be explained with reference to FIGS. 3 and 4 (a) and (b).

3相交流電流検出器CT8.及び3相交流電圧検出器P
 T、1によって変換器SS1の受電端の電圧及び電流
の瞬時値を検出する。これを有効無効電力演算回路PQ
C□に入力し、有効電力P、及び無効電力Q□をめる。
3-phase AC current detector CT8. and 3-phase AC voltage detector P
T,1 detects the instantaneous values of voltage and current at the receiving end of converter SS1. This is the active reactive power calculation circuit PQ
Enter C□ and calculate active power P and reactive power Q□.

同様にCTa、及びFT、、によって変換器88□の受
電端の電圧、電流を検出しPQC,によって有効電力P
Similarly, the voltage and current at the receiving end of the converter 88□ are detected by CTa and FT, and the active power P is detected by PQC.
.

及び無効電力Q、をめている。and reactive power Q.

有効電力P、、P、は電線路BUS1から電線路BUD
、に向う潮流方向を正の値とする。また無効電力Q1 
+喝は遅れ無効電力を正とする。
The effective power P,,P, is from the power line BUS1 to the power line BUD.
The direction of the current toward , is taken as a positive value. Also, reactive power Q1
+ + indicates the delayed reactive power as positive.

尚該有効電力及び無効電力の検出値は、どちらか一方の
変換器の受電端1こおける検出値をもってきて制御して
もかまわないが、2つの電力系統BUD1. BOD5
の各々の電圧変動等の影響を少なくするため次のような
平均値を用いて制御している。
Note that the detected values of the active power and reactive power may be controlled by using the detected values at the power receiving end of either one of the converters. BOD5
In order to reduce the influence of each voltage fluctuation, etc., the following average values are used for control.

P=(P1+P、)/2 Q = (Q1+Qり/2 比較器C8は前記無効電力検出値Qとその指令値Qを比
較するもので、その出力偏差εt””Q Qは次の制御
補償回路11q(s)によって積分される。制御補償回
路Hq(s)の出力信号I。が前記直流電流工。の指令
値となる。
P=(P1+P,)/2 Q=(Q1+Qri/2) Comparator C8 compares the reactive power detection value Q and its command value Q, and its output deviation εt""Q is determined by the following control compensation circuit. 11q(s).The output signal I of the control compensation circuit Hq(s) becomes the command value of the DC current generator.

また、比較器C5は、前記有効電力検出値Pとその指令
値Pを比較するものでその出力偏差ε、=p”−Pは次
の制御補償回路H〆S)によって積分又は増 1幅され
る。当核制御補償回路11 p(s)の出力信号ε4は
1つは加舞器人、を介して位相制卸回路PH,に入力さ
れ、もう1つは反転増幅器に、および加算器A、を介し
て位相制御回路PH,lこ入力される。
Further, the comparator C5 compares the active power detection value P and its command value P, and its output deviation ε,=p''-P is integrated or amplified by the next control compensation circuit H〆S). One of the output signals ε4 of the core control compensation circuit 11 p(s) is inputted to the phase control circuit PH, via the filter, and the other is inputted to the inverting amplifier and the adder A. , to the phase control circuit PH,l.

従って、位相制御回路PH□の入力ε、および位相制御
回路PH,の入力ε6は次のように表わすことができる
Therefore, the input ε of the phase control circuit PH□ and the input ε6 of the phase control circuit PH can be expressed as follows.

ε、=84+ε、・狗 ε、=−ε、+6.@に0 説明の便宜上、I0=■oとなっているときを考えると
、ε、=0となり偏差ε、=ε4.ε6=−ε4の関係
が成り立ち、出力電圧V、 = V、となる。変換定数
をkV+交流側入力電圧をVs=V8. =V、、とす
れば、V1=ky−V、−cosα、oc6”。
ε,=84+ε,・dog ε,=−ε,+6. 0 for @ For the sake of explanation, if we consider the case where I0 = ■o, ε, = 0 and the deviation ε, = ε4. The relationship ε6=-ε4 holds, and the output voltage V, = V. Conversion constant: kV + AC side input voltage: Vs = V8. =V, , then V1=ky-V,-cosα,oc6”.

”F=−kV ”a ”Co!10− oc −ε60
(6番となり、変換器SS、の点弧制御角α、の余弦値
は、偏差ε4に比例し変換器88.の点弧制卸角α、の
余弦値は偏差ε4のマイナス値に比例する。故に変換器
SS1の点弧制御角α1に対し変換器SS、の点弧制御
角偽は、α、j−f180°−α、の関係がある。直流
電流がIo〜Ioとなって偏差がε!〜Oとなると前記
点弧制御角αB ”q l g Qo−(IIsの関係
はくずれて出力電圧v1〜V、となり直流電流■。を増
減させる。定常的には出力電圧V1 ”q V2となる
ことは前Iこ述べた。
"F=-kV "a"Co!10-oc-ε60
(No. 6, the cosine value of the firing control angle α of converter SS is proportional to the deviation ε4, and the cosine value of the firing control angle α of converter 88 is proportional to the negative value of the deviation ε4. .Therefore, the firing control angle α1 of the converter SS1 and the firing control angle false of the converter SS have the relationship α, j−f180°−α.The DC current is Io to Io, and the deviation is When ε!~O, the relationship between the ignition control angle αB ``q l g Qo-(IIs breaks down, and the output voltage becomes v1~V, which increases or decreases the DC current ■. Steadyly, the output voltage V1 ``q V2 I mentioned this earlier.

第4図(a)は直流電圧V1+V、における変換器SS
lの受電端の電圧電流ベクトル図を示している。変換器
SS1の入力電流l8111は大きさがk・Ioで電源
電圧v8.より角度α□だけ遅れて流れている。
Figure 4(a) shows the converter SS at DC voltage V1+V.
1 shows a voltage and current vector diagram at the power receiving end of the power source. The input current l8111 of the converter SS1 has a magnitude k·Io and a supply voltage v8. The flow is delayed by an angle α□.

また、第4図(b)は変換器SS、の受電端の電圧電流
ベクトル図を示すもので、8S2の入力電流■、8゜は
大きさかに、Ioで電源電圧V8!より角度α、+18
0’−α1だけ遅れて流れている。
Moreover, FIG. 4(b) shows a voltage-current vector diagram at the receiving end of the converter SS, where the input current of 8S2, 8°, is of a magnitude, Io is the power supply voltage V8! Angle α, +18
The flow is delayed by 0'-α1.

電流111111を有効分Iptおよび無効分Iqlに
分けると Ips=Isa1− cos α1=k −I。−co
s α11q1=I、、、m sinα、=k −Io
−sinαlとなり、電流工、a!を有効分Ipgおよ
び無効分Iq!に分けると Io2 =IH1,−CO8(Xffi=k −I。−
cos c&。
When current 111111 is divided into effective component Ipt and reactive component Iql, Ips=Isa1-cos α1=k-I. -co
s α11q1=I, , m sin α,=k −Io
-sinαl, electrician, a! The valid minute Ipg and the invalid minute Iq! Dividing into Io2 = IH1, -CO8 (Xffi = k - I. -
cos c&.

Iq2::Iss* −5in α、=k e I 。Iq2::Iss*-5in α, =k e I.

m sin α。m sin α.

とな・る。位相制御角α、+180°−α、の関係を入
れると Ip2= −Ipt Iq2 == −Iqt となる。なお、前記遅れ無効電流Iq1=Iqgは、進
相コンデンサCAP、およびCAP、の進み無効電流I
cap1゜Icapz に等しくなるように制卸されて
いる。
Tonaru. When the relationship between the phase control angle α and +180°−α is included, Ip2=−Ipt Iq2 == −Iqt. Note that the lagging reactive current Iq1=Iqg is the leading reactive current I of the phase advancing capacitors CAP and CAP.
It is controlled to be equal to cap1°Icapz.

この状態から、第3図の電力潮流量の指令値P”を増加
させた場合を考える。
Consider the case where the command value P'' of the power flow rate shown in FIG. 3 is increased from this state.

偏差εs=P p>oとなり制御補償回路Hp(s)の
出力ε4が増加する。故に変換器SS1及びSS、の出
力電圧V、 4−qV、 カ増加し、CO5α1及び−
coa 4も増加する。従ってIpl+−11)2が増
加し、有効電力Pが増大していき、最終的にP=P と
なる。
The deviation εs=P p>o, and the output ε4 of the control compensation circuit Hp(s) increases. Therefore, the output voltages V, 4-qV, of converters SS1 and SS increase, and CO5α1 and -
Coa 4 also increases. Therefore, Ipl+-11)2 increases, the effective power P increases, and finally P=P.

有効電力p=p になる過程において変換器SS1及び
SS、の点弧制御角α1及びα2が変化するため受電端
の無効電力側illこも影響を与える。すなわちaOS
α1及び−cos c4が大きくなるとsinα1及び
sinα。
Since the firing control angles α1 and α2 of the converters SS1 and SS change in the process where the active power becomes p=p, the reactive power side of the power receiving end also has an influence. i.e. aOS
When α1 and -cos c4 become large, sin α1 and sin α.

が減少し、 Iqt=に・Io−sinα、 < IcoptIq2
 =k −I。−sinα、 < Icapzとなる。
decreases, Iqt=to・Io−sinα, < IcoptIq2
=k-I. −sin α, < Icapz.

従って受電端の無効電力Qは進みとなりて負の値を検出
する。故にε+=Q−Q>oとなって、次の制御補償回
路)1q(s)の出力である直流電流指令値I。を増加
させる。直流電流工。の制御は前に述べた通りで、■。
Therefore, the reactive power Q at the power receiving end advances and a negative value is detected. Therefore, ε+=Q-Q>o, and the DC current command value I is the output of the next control compensation circuit) 1q(s). increase. DC electrician. The control is as described above, ■.

=Ioになるように制御される。この結果無効分Iqr
及びIQ2が増大し、−最終的には無効電力Q=Q=o
になるように制御される。
=Io. As a result, the invalid portion Iqr
and IQ2 increases, - eventually the reactive power Q=Q=o
controlled so that

しかし、直流電流工。が増加すると有効分Ipl =−
Ip 2も増加し前記有効電力Pはその指令値Pより大
きくなる。故に今度はcosα1及び−cosα2を減
少させるように動作し、前記直流電流I。も若干減少す
る。
However, DC electrician. When increases, the effective part Ipl =-
Ip2 also increases and the active power P becomes larger than its command value P. Therefore, this time it operates to reduce cosα1 and -cosα2, and the DC current I. will also decrease slightly.

すなわち、電力潮流量の指令値Pを増加させた場合は、
電力変換器88m及びSS、の出力電圧および直流電流
I。が変化しながら、有効電力制卸及び無効電力制御が
同時に行われ、最終的に有効電力P=P 、無効電力Q
=Q となるような出力電圧v1kqvtと直流電流工
。の値となる。第4図(a) l (b)のグクトル図
において、前記電力潮流量の指令値Pを増加させた結果
、変換器SS、の入力電流は工as Iから11111
1に変化し、また変換器SS、の入力電流は工、8゜か
らPss2に変化して有効分だけがI p 1−− I
 p xがfi’pl=−I’pzに増加したことを示
している。
That is, when the command value P of the power flow rate is increased,
Output voltage and DC current I of power converter 88m and SS. While changing, active power control and reactive power control are performed simultaneously, and finally active power P=P, reactive power Q
Output voltage v1kqvt and DC current so that =Q. The value is . In the Guchtl diagrams in Figures 4(a) and 4(b), as a result of increasing the command value P of the power flow rate, the input current of the converter SS is changed from E as I to 11111
1, and the input current of converter SS changes from 8° to Pss2, and only the effective component is I p 1-- I
It shows that px has increased to fi'pl=-I'pz.

有効電力指令値Pを減少させた場合にも同様に制御され
、最終的に有効分p=p 、無効Q=Q=0となるよう
な直流電流I。及び出力電圧V1+V、となる。
Even when the active power command value P is decreased, the DC current I is controlled in the same way so that the effective component p=p and the reactive component Q=Q=0. and the output voltage V1+V.

有効電力指令値Pを正の値にすれば電力Pは、59Hz
の電力系統BU8.から5QHzの電力系統BU8゜に
送られ、逆にPを負の値にすれば、電力PはBUS、か
らBUS、に送られる。Pを正の値から負の値に変化さ
せた場合、電力変換器88.及びSS、の直流屯田V*
SV@は自動的に負の値になり、従来装置のような切り
換えスイッチは不要である。
If the active power command value P is set to a positive value, the power P becomes 59Hz.
Power system BU8. If P is set to a negative value, power P will be sent from BUS to BUS. When P is changed from a positive value to a negative value, the power converter 88. and SS, DC ton field V*
SV@ automatically becomes a negative value, and there is no need for a changeover switch like in conventional devices.

以上は無効電力指令値Q=0として受電端の無効電力が
零になるように、すなわち、入力基本波力率が1になる
ように制御してきたが、Q(0に設定しても同様に制御
されることは言うまでもない0 次に、電動発電機装置MGと上記静止形電力変換器SF
Cとの並列運転の制御動作を説明する。
Above, we set the reactive power command value Q = 0 and controlled so that the reactive power at the receiving end becomes zero, that is, the input fundamental wave power factor becomes 1. Needless to say, the motor-generator device MG and the static power converter SF
The control operation for parallel operation with C will be explained.

59Hzの電力系統BU8□へ出て行く有効電力PLを
検出するために、3相交流電流検出器CTLと3相交流
電圧検出器PTL及び鳴動無効電力演算回路PQC11
を用意している。
In order to detect the active power PL going out to the 59Hz power system BU8□, a three-phase AC current detector CTL, a three-phase AC voltage detector PTL, and a ringing reactive power calculation circuit PQC11
are available.

ここでは、電動発電機装置MGの界磁電流IfM+If
oはほぼ定格電流を流しておき、当該MG装置によって
は電力潮流量は制御しないものとする。
Here, the field current IfM+If of the motor generator device MG
It is assumed that approximately the rated current is passed through o, and the amount of power flow is not controlled depending on the MG device.

まず、59Hz ’@力系統BU81から6QHz電力
系統BUS、へ電力PLを送っている場合を説明する。
First, a case will be described in which power PL is being sent from the 59Hz '@ power system BU81 to the 6QHz power system BUS.

系統BUS、へ出力される有効電力PLを検出し、演算
増幅器KLへ入力する。KLは例えば(1/2)倍の増
幅器でその出力信号P −(1/2) PLが静止形電
力変換器8FC1こよって授受される有効電力Pの指令
値となる。前に説明したようにp=p lこ制御される
ので、系統BUD、へ出力される有効電力PLのうち(
1/2 )は静止形電力変換器8FClこよって負担さ
れ、残りの(1/2)PLを電動発電機装置が負担する
ことになる。
The active power PL output to the system BUS is detected and input to the operational amplifier KL. For example, KL is a (1/2) times amplifier, and its output signal P - (1/2) PL becomes the command value of the active power P exchanged by the static power converter 8FC1. As explained earlier, since p=p l is controlled, out of the active power PL output to the grid BUD, (
1/2) is borne by the static power converter 8FCl, and the remaining (1/2) PL is borne by the motor generator device.

このことはPLが負の値すなわち、60H2ii力系統
BUS2から5QIIz電力系統BU8.へ電力を送る
場合にも成り立つ。
This means that PL is a negative value, that is, from 60H2ii power system BUS2 to 5QIIz power system BU8. This also holds true when sending power to.

すなわち、電動発電機装置MGと静止形電力変換装置8
FCの負荷の分担の割合は演算増幅器KLによって一意
的に決定され周波数変換装置としての容量の増大が容易
に図れる利点を有する。
That is, the motor generator device MG and the static power converter device 8
The load sharing ratio of the FC is uniquely determined by the operational amplifier KL, which has the advantage that the capacity of the frequency conversion device can be easily increased.

当然のことながら、上記分配がうまくいくには静止形電
力変換器SFCの電力制御応答が良くなければならない
Naturally, for the above distribution to be successful, the power control response of the static power converter SFC must be good.

本発明装置における静止形電力変換装置8FCは、電力
変換器ss、、ss、の受電端の無効電力を制御するた
めに、常に十分な大きさの直流電流I。が流れている。
The static power converter 8FC in the device of the present invention always generates a DC current I of sufficient magnitude to control the reactive power at the receiving end of the power converters ss, , ss. is flowing.

このため、電力潮流量p=0の場合でも直流電流I0は
とぎれることな〈従来問題となっていた電流断続時の制
御系のゲインの低下はなくなり、常に良好な制御応答を
得ることができる。
Therefore, even when the power flow rate p=0, the DC current I0 is not interrupted (the conventional problem of decreasing the gain of the control system when the current is interrupted is eliminated, and a good control response can always be obtained).

また、電力指令値Pが正から負に又は負から正にひんば
んに変化した場合でも従来装置のごとくスイッチ回路に
よって制御動作を切り換える必要がなく、そのためのむ
だ時間がなくなるため電動発電機装置MGへ余分な負担
をかけなくて済むようになる。
In addition, even if the power command value P rapidly changes from positive to negative or from negative to positive, there is no need to switch the control operation using a switch circuit as in conventional devices, and there is no wasted time for this, so the motor generator device MG This eliminates the need to place an extra burden on

第5図は本発明装置の他の実施例を示すもので、(a)
は制御回路ブロック図、(b)及び(C)はその動作説
明図である。
FIG. 5 shows another embodiment of the device of the present invention, (a)
is a control circuit block diagram, and (b) and (C) are diagrams explaining its operation.

第5図(a)においてV)tpは電力設定器、A、は加
算器で、他の記号は第3図の制御回路で説明したものと
同様である。
In FIG. 5(a), V)tp is a power setting device, A is an adder, and other symbols are the same as those explained for the control circuit in FIG. 3.

電力設定器VRpは電動発電機装置MGが系統BU8.
からBO2,へ送るべき有効電力の指令値Poを与えて
いる。
The power setting device VRp indicates that the motor generator device MG is connected to the system BU8.
A command value Po of active power to be sent from BO2 to BO2 is given.

系統BUD、側に接続された負荷に供給する有効電力を
PLとした場合、加算器A3によって、当該負荷電力P
Lと上記電力指令値Po の反転値を加算する。
If the active power supplied to the load connected to the grid BUD is PL, then the adder A3 calculates the load power P
L and the inverted value of the above power command value Po are added.

その値P =:PL−7Po を静止形電力変換器8F
Cによって授受される有効電力の指令値としている。
The value P =:PL-7Po is converted to static power converter 8F.
This is the command value of the active power transmitted and received by C.

第5図(b)及び(C)は負荷に供給される有効電力P
Lと静止形電力変換器SFCによって授受される有効電
力p−p の関係を示したタイムチャート図で 1ある
Figure 5(b) and (C) show the active power P supplied to the load.
1 is a time chart showing the relationship between L and the active power pp exchanged by the static power converter SFC.

静止形電力変換器SFCによって授受される有効電力P
はその指令値P =pL−pG に等しくなるようEこ
制御される。pa−一定にした場合、負荷電力PLの変
動分を全て補うように、SFCが動作し、その結果、電
動発電機装置MGは常lこ一定の有効電力Po=P、を
供給すること1こなり、特にPoがMG装置の定格値に
なるように選べば効率の良い運転が可能となる。
Active power P exchanged by static power converter SFC
is controlled so that it becomes equal to its command value P=pL-pG. When pa is set constant, the SFC operates to compensate for all fluctuations in the load power PL, and as a result, the motor generator device MG always supplies a constant active power Po=P. In particular, if Po is selected to match the rated value of the MG device, efficient operation is possible.

第6図は本発明装置のまた別の実施例を示すもので、(
a)は制御回路ブロック図、←)及び(C)はその動作
説明図である。
FIG. 6 shows another embodiment of the device of the present invention, (
a) is a control circuit block diagram, and ←) and (C) are diagrams explaining its operation.

第6図(a)において、LBはレベル設定器で、他の記
号は第3図に準する。
In FIG. 6(a), LB is a level setter, and other symbols are similar to those in FIG. 3.

負荷(系統BU8.側に接続されているとする)に供給
する有効電力の検出値PLをレベル設定器LBに入力す
る。レベル設定器LBは電動発電機装置MGが授受する
有効電力の最高値上PMを設定するもので負荷電力p、
の値が −P、 <PL<+1M の場合、静止形電力変換器8FCによって授受される有
効電力の指令値をp=Qとして与え、またPL< PM
の場合、P=PL (PM)として与え、さらにPL〉
+1Mの場合、P=PL−p、として与えている。
The detected value PL of the active power to be supplied to the load (assumed to be connected to the grid BU8. side) is input to the level setter LB. The level setter LB is for setting the highest value PM of the active power transferred by the motor generator device MG, and is used to set the load power p,
When the value of is -P and <PL<+1M, the command value of the active power transferred by the static power converter 8FC is given as p=Q, and when PL<PM
In the case of , it is given as P=PL (PM), and further PL>
In the case of +1M, it is given as P=PL−p.

すなわち、負荷電力PLが設定された電力PMの絶対値
をこえない限り、静止形電力変換装置SFCによって授
受される有効電力Pは零となり、PLの全てを電動発電
機装置MGが負担している。PLの絶対値がPMの絶対
値より大きくなった場合、その超過した分だけsrcに
よって電力授受が行われMG装置の負担分は+2Mをこ
えることはない。
That is, as long as the load power PL does not exceed the absolute value of the set power PM, the active power P exchanged by the static power converter SFC becomes zero, and the motor generator device MG bears all of the PL. . When the absolute value of PL becomes larger than the absolute value of PM, power is exchanged by src by the excess amount, and the burden on the MG device does not exceed +2M.

第5図の場合MG装置によって授受される電力PGが常
に一定になるのに対し、第6図の実施例では重負荷時だ
け8FCが動作し、軽負荷時は8FCは動作せず、さら
にMO装置によって授受される電力PGも減少する。故
にさらに効率の良い運転が期待できる。
In the case of Fig. 5, the power PG exchanged by the MG device is always constant, whereas in the embodiment of Fig. 6, 8FC operates only during heavy loads, does not operate during light loads, and furthermore, The power PG delivered and received by the device is also reduced. Therefore, even more efficient operation can be expected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように本発明の周波数変換装置によれば、従来必
要とされた無効電力補償装置を用いることなく、両系統
からの受電端の基本波力率を常に1に保持することがで
き、しかも両系統間の電力潮流量を自由に制御できる利
点がある。
As described above, according to the frequency converter of the present invention, the fundamental wave power factor at the receiving end from both systems can be always maintained at 1 without using a reactive power compensator that is conventionally required. This has the advantage of being able to freely control the amount of power flow between both systems.

特に、本発明装置における静止形電力変換装置spcは
受電端の無効電力制御のためlこ常lこ十分な大きさの
直流電流工。が流れているので、電力潮流量P−0のと
きでも電流が断続することはなく、従来問題となってい
た電流断続時の制御系のゲイン低下はなくなり、常に良
好な制御応答を得ることができる。また、電力指令値P
が正から負に又は負から正に変化した場合でも従来装置
のごとくスイッチ回路によって制御動作を切り換える必
要がなく、そのためのむだ時間がなくなり、電動発電機
装置MGへの余分な負担をがけなくて済むようになる。
In particular, the static power converter spc in the device of the present invention has a DC current converter of sufficient size for reactive power control at the receiving end. is flowing, so the current will not be intermittent even when the power flow rate is P-0, and the conventional problem of decreasing the gain of the control system when the current is intermittent is eliminated, making it possible to always obtain a good control response. can. In addition, power command value P
Even if the current changes from positive to negative or from negative to positive, there is no need to switch the control operation using a switch circuit as in conventional devices, eliminating dead time and eliminating unnecessary burden on the motor generator device MG. It will be done.

また、電動発電機装置MGと静止形電力変換装置SFC
との負荷分担を自由lこ選ぶことができ、さらIこMG
装置によって授受される有効電力を一定1こして効率の
良い運転を行うことも可能となる。
In addition, a motor generator device MG and a static power converter device SFC
You can freely choose to share the burden with the MG.
It is also possible to perform efficient operation by keeping the effective power delivered and received by the device constant.

また、静止形電力変換装置SFCは過負荷時だけ動作さ
せることにより、システム全体として、さらに効率の良
い運転が行えるようになる。
Furthermore, by operating the static power converter SFC only when overloaded, the system as a whole can operate more efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の周波数変換装置の構成を示すブロック図
、第2図(a) 、 (b)は、第1図の動作を説明す
るだめの受電端の電圧、電流ベクトル図、第3図は本発
明の周波数変換装置の一実施例の構成を示すブロック図
、第4図(a) 、 (b)は第3図の装置の動作を説
明するだめの受電端の電圧、電流ベクトル図、第5図及
び第6図は本発明装置の別の実施例を示す制御回路図及
びその説明図である。 BI3.・・・第1の電力系統の電線路Bus、・・・
第2の電力系統の電線路MG・・・電動発電機装置 SFC・・・静止形電力変換装置 CAP、 、 CAP、・8.進相コンデンサTR,、
TR,・・・電源トランス ss、 、 ss、・・・交直電力変換器Lo ・・・
・・・・・・・・・・・・直流リアクトルCTl1l 
、c’ra、 、c’rL”’交流電流検出器PT、、
 、FT、鵞、PTL・・・交流電圧検出器PQC1,
PQC1,PQC3・・・有効無効電力演算回路CTo
・・・直流電流検出器 VRq・・・無効電力設定器 C,、C鵞・C1・・・比較器 Hq(s)、 Hp(s)・・・制御補償回路KOIK
IIKL・・・演算増幅器 A、、A、、A1°・・加算器 PH目PHt ・・・位相側−回路 VRp ・・・有効電力設定器 LB ・・・レベル設定器 (7317) 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (は
が1名)七 3 ヘ ( +Q+−J N N ) )
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional frequency conversion device, Figures 2 (a) and (b) are voltage and current vector diagrams at the receiving end to explain the operation of Figure 1, and Figure 3 4(a) and 4(b) are voltage and current vector diagrams at the receiving end for explaining the operation of the device shown in FIG. 3, respectively. 5 and 6 are a control circuit diagram and an explanatory diagram thereof showing another embodiment of the device of the present invention. BI3. ... Electric line Bus of the first power system, ...
Electrical line MG of the second power system...Motor generator device SFC...Static power converter device CAP, , CAP, 8. Phase advance capacitor TR,,
TR,...Power transformer ss, , ss,...AC/DC power converter Lo...
・・・・・・・・・DC reactor CTl1l
,c'ra, ,c'rL"'AC current detector PT, ,
, FT, PTL...AC voltage detector PQC1,
PQC1, PQC3...active reactive power calculation circuit CTo
...DC current detector VRq...Reactive power setter C, C1...Comparator Hq(s), Hp(s)...Control compensation circuit KOIK
IIKL...Operation amplifier A,,A,,A1°...Adder PHth PHt...Phase side - circuit VRp...Active power setter LB...Level setter (7317) Agent Patent attorney Kensuke Chika (1 person) 7 3 (+Q+-JNN))

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 第1の電力系統と第2の電力系統との間に介在
する電動発電機装置と、第1の交直電力変換器の交流側
を前記第1の電力系統に接続し、第2の交直電力変換器
の交流側を前記第2の電力系統に接続し、かつ当該2つ
の電力変換器の直流側を直流リアクトルを介して一定方
向の直流電流が流れるように接続してなる静止形電力変
換装置とで構成される周波数変換装置において、前記第
1の電力系統と第2の電力系統の間で授受される有効電
力の値に応じて前記静止形竜力変換装置の直流電流の値
及び直流電圧の値を調整し、当該2つの交直電力変換器
の無効電力の値と当該電力変換装置によって授受すべき
有効電力の値を同時に制御したことを特徴とする周波数
変換装置。
(1) A motor generator device interposed between a first power system and a second power system and an AC side of a first AC/DC power converter are connected to the first power system, and a second power system is connected to the AC side of the first AC/DC power converter. A static power source in which the AC side of an AC/DC power converter is connected to the second power system, and the DC sides of the two power converters are connected so that a DC current flows in a fixed direction via a DC reactor. A frequency converter configured with a converter, the value of the DC current of the static power converter and the value of the active power exchanged between the first power system and the second power system. A frequency conversion device characterized in that the value of the DC voltage is adjusted to simultaneously control the value of the reactive power of the two AC/DC power converters and the value of the active power to be transferred and received by the power conversion device.
(2)前記静止形電力変換装置によって授受される有効
電力の値を前記電動発電機装置によって授受される有効
電力の値に比例させて制御したことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の周波数変換装置。
(2) The value of the active power transferred by the static power converter device is controlled in proportion to the value of the active power transferred by the motor generator device. frequency converter.
(3)前記静止形電力変換装置ffこよって授受される
有効電力の値を、前記電動発電機装置によって授受され
る有効電力の値が一定値になるように制御したことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の周波数変換装置。
(3) A patent claim characterized in that the value of the active power transferred by the static power converter ff is controlled so that the value of the active power transferred by the motor generator device is a constant value. The frequency conversion device according to item 1.
(4)前記静止形電力変換装置によって授受される有効
電力の値を、前記電動発電機装置によって授受される有
効電力の値が設定されたレベルをこえないように制御し
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の周波数
変換装置。
(4) A patent characterized in that the value of active power exchanged by the static power converter device is controlled so that the value of active power exchanged by the motor generator device does not exceed a set level. A frequency conversion device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018121379A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 東京電力ホールディングス株式会社 Controller of frequency conversion system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018121379A (en) * 2017-01-23 2018-08-02 東京電力ホールディングス株式会社 Controller of frequency conversion system

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