JPS604656B2 - 交直変換装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交直変換装置の制御装置に係り、特に、交流系
統で故障が発生した際にも安定に交直連系系統を運転す
るに最適な交直変換装置の制御装置に関する。

第１図は従釆の交直連系システムの全容を示すブロック
図である。

第１図は位相等の異なる交流系統１と交流系統１０ａ，
１０ｂとを交直変換装置２ａ，２ｂを介して連系する場
合である。

交流系統１は交流送電線３及び交流電圧変成器４を介し
て交直変換装置２ａに接続される。ここで交流から直流
に変換された後、直流リアクトル５、直流送電線６、直
流１′ァクトル７の各々を介して交直変換装置２ｂに接
続される。この交直変換装置２ｂで直流から交流に変換
して別系統の交流系統と接続される。すなわち、変換用
変成器８を介して交流系統１０ａ、あるいは更に交流送
電線９を介して交送系統１０ｂが接続される。両系統と
の位相合せ等は、交道変換装置２ａ，２ｂを制御する制
御装置１１により行われ、一方の系統から他方の系統へ
の露力授手等が行われる。第１図に示したようなシステ
ムにおいては、交流送電線９のＦ点で地絡故障が発生し
、交直連系点の電圧が大幅に低下（たとえば定格電圧の
５０％以下）した場合、従来、直流系統においては送電
を一旦停止し、交流電圧が回復してからある整定時間を
おいて再起動が行われる。

しかし、この方法では直流系統の送電の停止時間が長く
なるため、交流系統に悪影響を及ぼし交流系統が不安定
となる場合がある。この直流系統の送電の停止時間が長
くなるのは、交流電圧が低下するとパルス移相器の同期
信号が得られなくなり、特に最近のパルス間隔一定制御
を行うパルス移相器では大きな時定数のＰＬＯループを
もつため一旦同期信号がなくなると交流電圧が回復して
もある整定時間をおかなければ正規のパルスを出すこと
ができないこと及び一旦直流系統を停止すると再起動す
る場合に順変換装置と逆変換送瞳の間で起動のための信
号の授受を行う必要があるためである。このため交流電
圧が大幅に低下しても短時間の間、正規のパルスを出す
ことのできるパルス移相器が開発され、、交流系が故障
中もこのパルス移相器を使って直流系統を運転しつづけ
、交流系の故障が回復すると直ちに元の運転状態とする
運転方式も考えられている。しかし、この運転方式にお
いても交流系統が故障中も直流系統を運転しつづけるた
め、故障中どのようなストレスがバルフにかかるか不明
であるとか、故障の交流系統が逆変換器運転である場合
には転流失敗を生じる場合があり、このときには直流系
統に過電圧とか過電流が発生する。また、変換装置が安
定に運転できたとしても交流電圧が大幅に低下すると健
全側の変換装置の必要とする無効電力が大きくなり、健
全側の交流系統が弱小の場合には電圧安定度の問題等が
生じる。本発明の目的は、交直連系系統を安定に運転す
ることのできる交直変換装置の制御装置を提供するにあ
る。

本発明は、交流系統で故障発生時に直流系統の再起動時
間を短くするため、交流電圧が低下しても正規のパルス
を出すことのできるパルス移相器を使用し、交流電圧が
あるレベル、たとえば定格値の３０％以上のときはその
まま運転を継続し、それ以下となった場合はこのパルス
移相器を用いて故障の交流側につながれた変換器をバイ
パスペアとして直流回路を短絡することによって異常現
象によるバルブにかかるストレスを除き、交流電圧回復
時に直流系統を高速に再起動できるようにした。

また、同時にこのとき健全側につながれた変換装置は大
きな無効電力が必要となるので、この無効電力を小さく
するため交流系統故障中は直流電流の指令値を下げ、健
全な交流系統が安定に運転を行えるようにしたものであ
る。また、交流系統の故障回復時は故障側の交流系統の
電力が余るので、故障の交流系統が順変換器につながれ
ている場合は直流電力を増加、逆変換器につながれてい
る場合は潮流反転を交流電圧回復時に行い交直連系系統
の安定度を向上させるようにしたものである。

第２図は本発明の第１の実施例を示すブロック図である
。

第１図において制御装置は、運転指令装置１０１、スイ
ッチ１０２、加算器１０３、電流マージン設定器１０４
、スイッチ１０５、電流補正値設定器１０６、加算器１
０７、制御回路１０８、自動パルス移相器１０９、ゲー
トロジック回路１１０、フリップフロップ回路１ １
１、交流電圧低下検出回路１１２、交流電圧回復検出回
路１ １３、交流電圧変成器１ １４、ゲート増幅回路
１ １５より成る。

運転指令装置１０１は直流系統の運転状態を指令する装
置、制御回路１０８は定電流制御回路と定電圧制御回路
ならびに定余裕角制御回路等から成る回路、自動パルス
移相器は交流電圧変成器１１４より得られる同期信号と
制御回路１０８の出力とを入力とする移相器、交流電圧
低下検出回路１１２は交流電圧変成器１１４の出力電圧
が低下したことを検出する回路、交流電圧回復検出回路
１１３は交流電圧変成器１１４の出力電圧が回復したこ
とを検出する回路である。運転指令装置１０１の指令は
、スイッチ１０２、加算器１０３の各々に与えられる。

スイッチ１０２に与えられる信号は交直変換装置２が順
変換器として運転されるときローレベルでスイッチ１０
２をオフとし、交直変換装置２が逆変換器として運転さ
れるときは／・ィレベル“１”が出力されスイッチ１０
２をオンにし電流マージン設定器１０４の値を出力する
。一方、スイッチ１０５にはフリップフロップ回路１１
１の出力がハィレベル“１”のときオンとなり電流補正
値設定器１０６の設定値を出力し、ローレベル“０”の
ときオフとなる。スイッチ１０５の出力と運転指令装置
１０１の出力は加算器１０３で加算され、このスイッチ
１０５により交流系統で故障が発生して交流電圧がある
設定値より低くなった場合に電流指令値が電流補正値設
定器１０６で設定された値だけ交流電圧回復が検出され
る時点まで小さくなる。加算器１０３の出力は加算器１
０７に送られ、スイッチ１０２の出力との加算が行われ
る。加算器１０７は交道変換装置２ａ，２ｂが逆変換器
運転のときはスイッチ１０２の動作により電流指令値が
電流マージン設定器１０４による設定値だけ小さくなる
。尚、第２図では運転指令装置１０１からの信号として
電流指令値のみ詳細を記入したが、その他の信号たとえ
ば電圧指令値等については本発明を説明する上で関係な
いので省略する。加算器１０７の出力は制御回路１０８
を介して自動パルス移相器１０９に送られ、交流電圧変
成器１１４の出力電圧を同期信号としてパルス移相を行
う。この移相器は同期信号が消失しても短時間の間、正
規のパルスを出力することのできる特性を有しているも
のとする。自動パルス移相器１０９の出力はゲートロジ
ック回路１１川こ送られ、フリップフロツプ回路１１１
の出力がハイレベル“１”となったときゲート信号をブ
ロックし、バイパスペァーを投入する。一方、フリップ
フロツプ回路１１１の出力がローレベル“０”となった
ときは、バイパスベアーを解除して、ゲート信号を解除
する。ここで、フリップフロップ回路１１１は、交流電
圧低下検出回路１１２の出力でセットされ、交流電圧回
復検出回路１１３の出力でリセツトされる。第２図に示
した実施例では、交直変換装置２ａについてのみ図示説
明したが、交直変換装置２ｂについても同様に設けられ
ており、互いに必要な情報は図示しない伝送装置を介し
て信号の授受を行つている。

第２図の実施例によれば、交流系統の故障により交流電
圧が低下すると変換器は瞬時にバイパスペア状態となり
、一方、直流電流設定値が電流補正値設定器１０６で設
定された値だけ小さくなるので直流系に過電圧、過電流
等の異常現象を生じることはなく、また直流電流が小さ
い値に制御されるので健全側においてむやみに無効電力
が増加するようなことはない。

一方、交流電圧が回復すると直ちにバイパスペアーが解
除され、ゲートがデブロックされかつ直流電流指令値が
元の値に戻されるので故障除去と同時に直流系は送電が
行え、故障により系統の安定度が悪くなるようなことは
ない。第３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図
である。

この実施例は第２図の電流補正値設定器１０６の代りに
関数発生器１１６を設け、交流電圧の低下量に応じて補
正するようにしたものである。他の構成については第２
図の実施例と同一であるので説明を省略する。関数発生
器１１６は交流電圧変成器１１４の出力電圧により第４
図に示す如き特性の電流補正値△１を作成するように機
能する。すなわち、交流電圧Ｅ２が定格値のときは補正
値△ｌｐは零、交流電圧が定格値の３０％（Ｅ２＝０．
３ｐｕ）のときは補正値△ｌｐ＝０．７ｐｕとなるので
直流電流は（運転指令値一０．７）ｐｕの値に減らされ
る。なお、ここには詳細を記さなかったが直流電流指令
値の補正は直流回路の電流が断続しない範囲で行われる
ものとする。第３図の実施例によれば、第２図の実施例
と同様に交流系統に故障が発生しても安定に交直連系系
統を運転することができる。

なお、以上の説明では、関数発生器１１６は交流電圧の
大きさに対して線形となるように設定したが、第５図に
示すような特性とすることも可能である。

このほか交流電圧の大きさに応じて或る関数関係を有す
るものなら、いかなる特性のものでも適用しうる。また
、第３図においては電流の補正量をフリップフロツプ１
１１の出力信号を用いてオン・オフを行ったが、交流電
圧の変化に応じて常時直流電流の指令値を補正するよう
にしてもよい。

この場合も動作は第３図と同様となり、同機の効果が期
待できる。第６図は本発明の第３の実施例を示すブロッ
ク図である。

第６図に示す実施例は、交流電圧回復時に故障側の交流
系統の電力が余剰となり交流系統の安定性が悪くなるの
で、故障側の交流系統が順変換器に接続されているか、
逆変換器に接続されているかを判定して、交流電圧回復
時に直流系の電力を増加するか、または潮流反転を行っ
て交流系統の余剰電力を直流系で吸収するものである。
なお、第６図においては第２図の実施例と同一部村であ
るものには同一符号を付している。第６図において、タ
イマー１１７はフリップフロツプ回路１１１の出力の立
上り部でセットし、或る時間たとえば１０山ｈｓ経過の
のちにリセットするように機能する。スイッチ１１８は
電流増加指令設定器１１９の出力信号をタイマー１１７
の出力がハィレベル“１”（セット状態）のときオンと
なって出力し、ローレベル“０”（リセット状態のとき
オフとなるものである。このとき運転指令装置１０１よ
りの信号がィンバータ１２０を介してアンド回路１２１
に印加されている。また、スイッチ１０２は、タイマー
１１７の出力をインバータ１２２で反転させた信号なら
びに運転指令装置１０１の出力に基いたアンド回路１２
３によるァンド出力により操作される。なお、スイッチ
１１８は交直変換装置２ａが逆変換器運転のときは動作
せず、順変換器運転のときは動作する。交流系統で故障
が発生して交流電圧が低下した場合、第２図の実施例と
同様の動作が行われるが、交流電圧が故障除去により回
復すると、タイマー１ １７の出力がある設定時間Ｔの
間／・ィレベル“１”となる。このとき故障側の交流系
統が順変換器につながっているときは電流増加指令設定
器によって時間Ｔの間直流電流の指令値が増加し、直流
系統は送電々力を増して交流系の故障時の余剰電力を吸
収する。一方故障側の交流系統が逆変換器につながって
いるときは電流増加指令設定器はスイッチ１１８によっ
てオフとなり、かつ時間Ｔの間スイッチ１０２もオフと
なるため交直変換器２ａは逆変換器運転から順変換器運
転すなわち潮流反転を行って故障時交流系統に貯えられ
たエネルギーを故障回復と同時に急速に直流系統によっ
て吸収される。従って交直連系系統の安定性は著しく向
上する。以上より明らかなように本発明によれば、交流
電が規定値以下になった場合は直流電流を下げ、交流系
の故障除去後は直流電流を増加または潮流反転をするこ
とにより交流系統の安定性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の交直連系システムのプ。 ック図、第２図は本発明の第１の実施例のブロック図、
第３図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第４
図ならびに第５図は本発明に係る関数発生器の具備する
補正値特性図、第６図は本発明の第３の実施例を示すブ
ロック図である。１，１０ａ，１ｏｂ・・・・・・交流
系統、２ａ，２ｂ・・…・交直変換装置、３，９・・・
・・・交流送電線、１０１・・・・・・運転指令装置、
１０２，１０５，１１８・・・．・・スイッチ、１０３
，１０７・・・…加算器、１０４・・・・・・電流マー
ジン設定器、１０６・・…・電流補正値設定器、１０８
…・・・制御回路、１０９・・・・・・自動パルス移相
器、１１０・…・・ゲートロジック回路、１１１・・・
・・・フ・ノップフロップ、１１２…・・・交流電圧低
下検出回路、１１３・…・・交流電圧回復検出回路、１
１４・・…・交流電圧変成器、１１５・・・・・・ゲ−
ト増幅回路、１１６・・・・・・電流増加指令設定器、
１１７”““タイマー。 努ー図 髪２図 多４図 髪Ｓ図 努３図 多５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の異なる交流系統を交直変換装置を介して連系
   する交直連系系統において、交直連系点の交流電圧の低
   下を検出する第１の手段と、前記交流電圧の回復を検出
   する第２の手段と、前記第１，第２の手段の各出力信号
   および前記交流電圧の各々に基づいて電流指令値を変更
   する第３の手段と、該第３の手段の出力信号ならびに前
   記交流電圧に基づいてパルス移相を行うとともに同期信
   号の消失時においても正規のパルスを出力しうるパルス
   移相器と、該パルス移相器の出力信号を前記第１の手段
   または第２の手段の出力に基づいて開閉動作し其の出力
   により前記交直変換装置を制御するゲート部と前記交直
   連系点の交流電圧が或るレベル以下となったときバイパ
   スペアーとするとともに電流指令値を変更する第４の手
   段と、前記交直連系点の交流電圧が或るレベル以上とな
   ったとき前記ゲート部を解除するとともに電流指令値を
   変更する第５の手段を備えることを特徴とする交直変換
   装置の制御装置。 ２ 前記交流電圧の低下が順変換装置側で生じた場合に
   、前記電流指令値は故障前の指令値よりも短時間大きな
   値とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   交直変換装置の制御装置。 ３ 前記交流電圧の低下が逆変換装置側で生じた場合に
   、前記電流指令値は故障前の値より小さくし又は潮流反
   転させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   交直変換装置の制御装置。