JPS63114534A - Control of ac/dc converter - Google Patents

Control of ac/dc converter

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JPS63114534A
JPS63114534A JP61256810A JP25681086A JPS63114534A JP S63114534 A JPS63114534 A JP S63114534A JP 61256810 A JP61256810 A JP 61256810A JP 25681086 A JP25681086 A JP 25681086A JP S63114534 A JPS63114534 A JP S63114534A
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JP
Japan
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phase
converter
control circuit
signal
control
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Application number
JP61256810A
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Japanese (ja)
Inventor
岸本 芳幸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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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) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (発明の技術分野) 本発明は、直流送電や周波数変換の目的で、交直電力系
統に交直変換設備が接続されている場合に、交流系統の
一端に事故が生じた際の交直変換装置の制御方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Technical Field of the Invention) The present invention provides a method for converting power to one end of an AC power system when AC/DC converter equipment is connected to an AC/DC power system for the purpose of DC power transmission or frequency conversion. This invention relates to a method of controlling an AC/DC converter when an accident occurs.

(従来の技術) 第3図に、従来の直流送電系統の変換装置に於ける制御
装置の概略ブロック図を示す。直流送電系統の変換装置
は、変換器1A、1Bの直流側は、それぞれ直流リアク
トル2A、2Bを介して直流送電線路3によって接続さ
れ、各変換器1A。
(Prior Art) FIG. 3 shows a schematic block diagram of a control device in a conventional conversion device for a DC power transmission system. In the converter for a DC power transmission system, the DC sides of converters 1A and 1B are connected by a DC power transmission line 3 via DC reactors 2A and 2B, respectively, and each converter 1A.

1Bの交流側は変換器用変圧器4A、4B、遮断器5A
、5Bを介して、それぞれの交流系統6A。
The AC side of 1B is converter transformer 4A, 4B, and circuit breaker 5A.
, 5B to the respective AC lines 6A.

6Bに接続されるよう構成されている。6B.

従来、変換器’IA、1Bには定余裕角制御回路11A
、、 11B、定電流制御回路13A、 13Bが具備
されており、定余裕角制御回路11A、 11Bは、変
換器の最小余裕角を設定している余裕角設定器18A。
Conventionally, the constant margin angle control circuit 11A was installed in the converters 'IA and 1B.
,, 11B, constant current control circuits 13A, 13B are provided, and the constant margin angle control circuits 11A, 11B are a margin angle setting device 18A that sets the minimum margin angle of the converter.

18Bの出力である最小余裕角設定基コ((値と、変換
装置として必要な定無効電力制御回路48の出力とが加
算器17A、 17Bとで加算された余裕角基Q直に、
変換器1A、1Bの余裕角を追従させるよう動作する。
The minimum margin angle setting base Q (((value) and the output of the constant reactive power control circuit 48 necessary as a converter are added by the adders 17A and 17B)
It operates to follow the margin angles of converters 1A and 1B.

また、定電力制御回路44の出力である電流基準値と、
直流電流を直流電流検出器21A。
Further, the current reference value which is the output of the constant power control circuit 44,
DC current detector 21A.

21Bで検出し、制御回路として取扱いやすい値に変換
された直流電流検出値とが加算器23△、23Bに入力
され、その差が定電流制御回路13A、 13Bに入力
されることで直流送電線路3に流れる直流電流が前記電
流基準値に追従するように制御されることになる。
The DC current detection value detected by 21B and converted into a value that is easy to handle as a control circuit is input to adders 23△ and 23B, and the difference is input to constant current control circuits 13A and 13B to control the DC transmission line. The direct current flowing through No. 3 is controlled so as to follow the current reference value.

スイッチ24A、24Bは、逆変換器として作用する変
換器に対応する方のみが閉となり、電流マージン設定器
25A、25Bの出力である電流マージンが前記加算器
23A、23Bに入力される。この電流マージンの機能
と、前記定余裕角制御回路11A。
Of the switches 24A and 24B, only the one corresponding to the converter acting as an inverse converter is closed, and the current margins that are the outputs of the current margin setters 25A and 25B are input to the adders 23A and 23B. This current margin function and the constant margin angle control circuit 11A.

113、前記定電流制御回路13A、 13Bの各出力
信号の内、変換器の制御進み角をより進ませる側の出力
をその出力として選択する制御進み角優先回路28A、
 28Bの機能とにより、今仮にスイッチ24Bが閉で
、スイッチ24Aが開であるとすれば、前記制御進み角
優先回路28Aの出力としては前記定電流制御回路13
Aの出力が選択され、前記制御進み角優先回路28Bの
出力としては、前記定余裕角制御回路11Bの出力が選
択される。(以後の説明は便宜上、スイッチ24Aが開
でスイッチ24Bが閉として説明する。) それぞれの前記制御進み角優先回路28A、 283の
出力信号は位相制御回路29A、 293に入力され、
ここで変換器1A、1Bの点弧タイミングを決めるパル
ス信号に変換され、パメス増幅回路30A 。
113, a control advance angle priority circuit 28A that selects, as its output, an output that advances the control advance angle of the converter more among the output signals of the constant current control circuits 13A and 13B;
28B, if the switch 24B is closed and the switch 24A is open, the output of the control advance angle priority circuit 28A is the constant current control circuit 13.
The output of the constant margin angle control circuit 11B is selected as the output of the control advance angle priority circuit 28B. (For convenience, the following description will be made assuming that the switch 24A is open and the switch 24B is closed.) The output signals of the respective control advance angle priority circuits 28A and 283 are input to the phase control circuits 29A and 293,
Here, it is converted into a pulse signal that determines the firing timing of the converters 1A and 1B, and is sent to the PUMES amplifier circuit 30A.

303を介して、変換器1A、1Bにゲートパルス信号
として与えられるよう構成されている。
The signal is configured to be applied as a gate pulse signal to the converters 1A and 1B via 303.

以上説明したような変換器の制御回路を構成することは
、公知の技術である。
Configuring a control circuit for a converter as described above is a known technique.

次に、第2図に従来の直流送電系統の制御装置における
位相制御回路に用いられている位相検出器の詳細なブロ
ック図を示す。尚、第3図と同一要素は同一符号で示し
説明は省略する。
Next, FIG. 2 shows a detailed block diagram of a phase detector used in a phase control circuit in a conventional control device for a DC power transmission system. Incidentally, the same elements as in FIG. 3 are indicated by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.

直流送電系統の変換装置における位相ル制御回路29A
、 29B用位相検出器50には、フェーズロックルー
プ(以後PLLと略記)を応、用した位相検出器が使用
されている。位相検出器の入力信号としては変成器7A
、7Bを介して、変換器の接続される交流系統より検出
した三相信号eiu。
Phase control circuit 29A in converter of DC power transmission system
, 29B uses a phase detector using a phase-locked loop (hereinafter abbreviated as PLL). The input signal of the phase detector is the transformer 7A.
, 7B, the three-phase signal eiu detected from the AC system to which the converter is connected.

eiv、eiwを用いている。前記変成器7A。eiv and eiw are used. Said transformer 7A.

7Bで検出された交流系統電圧は、位相検出器50へ導
かれ、三相二相変換されて二相の正弦波信号eid、e
iqとなる。eidとeiqはそれぞれ e i d=Eo −cosθO e i q=EO−s i nθO で表わすことができ、伯の単位振幅の二相正弦波信号e
od、eoqも同様に eod=cosθ1 eoq=s i nθ1 と表わせるので、これら二組の二相正弦波信号の位相差
Δθ(=00−01)は三角関数の関係式%式% θ0)2が成立つので として求められ、この位相信号Δθが小さくなるよう単
位振幅の二相正弦波信号eodとeoqの位相θ1を制
御することにより、入力信号のeidとeiqに追従し
た単位振幅の二相正弦波信号を得ることで、零電圧検出
等を行うことなく、位相検出が行われている。
The AC system voltage detected at 7B is guided to the phase detector 50, where it is converted from three phases to two phases to produce two-phase sine wave signals eid, e.
It becomes iq. eid and eiq can be respectively expressed as e i d=Eo − cosθO e iq=EO−s i nθO, and the two-phase sine wave signal e with unit amplitude of
Since od and eoq can be similarly expressed as eod=cosθ1 eoq=s inθ1, the phase difference Δθ (=00-01) between these two sets of two-phase sine wave signals is expressed by the trigonometric function relational expression % θ0)2 By controlling the phase θ1 of the unit amplitude two-phase sine wave signals eod and eoq so that this phase signal Δθ becomes smaller, the unit amplitude two-phase signal that follows the input signals eid and eiq is obtained. By obtaining a sine wave signal, phase detection is performed without performing zero voltage detection or the like.

このような方法で位相検出を行うことも、又、公知の技
術であり、入力信号の周波数や位相変化に対しては速や
かな追従性能が得られている。
Detecting the phase using such a method is also a well-known technique, and can quickly follow changes in the frequency and phase of the input signal.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような優れた特性を有す位相検出器
を具備した変換設備においても変換装置が、弱い交流系
統即ち変換装置の@量に対する交流系統の短絡容量との
比が小さい交流系統に接続されている場合には、位相検
出器の位相差信号(Δθ)に継続的な外乱が重畳するよ
うな不具合が発生することがある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, even in converter equipment equipped with a phase detector having such excellent characteristics, the converter has a weak AC system, that is, the short circuit capacity of the AC system with respect to the @ amount of the converter. When connected to an AC system in which the ratio of

例えば、変換装置の接続されている交流系統の事故に際
し、急激でかつ大幅な電圧動揺が生じた場合において、
前記の不具合現象がみとめられる。
For example, if a sudden and large voltage fluctuation occurs due to an accident in the AC system to which the converter is connected,
The above-mentioned defective phenomenon is observed.

位相検出器50内部の割算器59の出力信号は位相差Δ
θによって増減する信号であり、制御増幅器61は、こ
の信号に応じて位相差Δθを最小にするよう機能する。
The output signal of the divider 59 inside the phase detector 50 is the phase difference Δ
This is a signal that increases or decreases depending on θ, and the control amplifier 61 functions to minimize the phase difference Δθ according to this signal.

従って、入力信号としての、三相正弦波信号を得ている
交流系統に生じた事故によるしよう乱によって誘発され
た、位相差信号以外の外乱が割算器59の出力信号に重
畳すると制御増幅器61は、本来の位相差信号に追従す
る機能を失い、位相検出器50仝体として正常な位相を
検出することができなくなる。その結果、変換器1A、
1Bに与えるゲートパルス位相に乱れを生じ、第3図の
順変換器は定電流制御回路13A (13B >の出力
信号に応動した作用が不可能となり、逆変換器は定余裕
角制御回路11A(11B)の出力信号に応じた作用が
不可能となる。これは、位相制御回路29A(29B>
と定電流制御回路13A (13B >と定余裕角制御
回路11A(11B)それぞれの基本応答性能に依存し
、殊に定余裕角制御回路は開ループの制御回路であるが
故に交流系統電圧の変動に敏感に応動するため、変換器
が消費する無効電力が急変し、これによって更に交流系
統電圧が変動する。これら一連の動揺は位相制御回路5
0へもたらされるのみならず、定電流制御回路が制御し
ようとしている有効電力にも影響をあたえることとなり
、交流系統に発生したしょう乱は収束することなく、前
記位相検出器50の割算器59の出力信号へ継続的な外
乱を与えることになる。このような現象が、弱い交流系
統に接続された変換装置において発生すると、変換器を
安定に運転できないばかりでなく交流系統のシステム崩
壊をも招くと言う問題を内在している。
Therefore, if a disturbance other than the phase difference signal, which is induced by a disturbance caused by an accident in the AC system from which the three-phase sine wave signal is obtained as an input signal, is superimposed on the output signal of the divider 59, the control amplifier 61 loses its ability to follow the original phase difference signal, making it impossible for the phase detector 50 to detect a normal phase. As a result, converter 1A,
This causes a disturbance in the phase of the gate pulse applied to 1B, and the forward converter in FIG. 3 becomes unable to function in response to the output signal of the constant current control circuit 13A (13B). 11B) becomes impossible. This is because the phase control circuit 29A (29B>
and constant current control circuit 13A (13B) and constant margin angle control circuit 11A (11B).In particular, since the constant margin angle control circuit is an open loop control circuit, fluctuations in AC system voltage As a result, the reactive power consumed by the converter changes suddenly, which further fluctuates the AC system voltage.These series of fluctuations are caused by the phase control circuit 5.
0, but also affects the active power that the constant current control circuit is trying to control, and the disturbance occurring in the AC system does not converge, and the divider 59 of the phase detector 50 This results in a continuous disturbance to the output signal. If such a phenomenon occurs in a converter connected to a weak AC system, there is a problem that not only the converter cannot be operated stably, but also a system collapse of the AC system.

従って、本発明の目的は前述した欠点を無くす為に成さ
れたものであり、交流系統へ与える影響を最少とし、か
つ交直変換装置の安定な運転を維持するための、交直変
換装置の制御方法を提供するものである。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to provide a control method for an AC/DC converter that minimizes the influence on the AC system and maintains stable operation of the AC/DC converter. It provides:

(発明の構成) (問題点を解決するための手段及び作用)本発明は、前
記目的を達成するために、変換器の位相制御回路用の位
相検出器にノツチフィルタ(帯域消去フィルタ)を付加
することにより、交流系統事故に際して位相検出器の位
相差信号(Δθ)に重畳する外乱信号を消去し、変換器
の安定な運転を得ると共に、交流系統に与える有効電力
及び無効電力の動揺を最少にしようとするものである。
(Structure of the Invention) (Means and Effects for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention adds a notch filter (band-elimination filter) to the phase detector for the phase control circuit of the converter. By doing so, in the event of an AC system fault, the disturbance signal superimposed on the phase difference signal (Δθ) of the phase detector is eliminated, stable operation of the converter is obtained, and fluctuations in the active power and reactive power applied to the AC system are minimized. This is what we are trying to do.

(実施例) 第1図は本発明の実施例を示すブロック図であり、帯域
消去フィルタ(ノツチフィルタ)80が本発明の目的を
達成するために付加した要素である。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which a band-elimination filter (notch filter) 80 is an element added to achieve the object of the present invention.

第2図、第3図と同一要素は同一符号で示し、説明は省
略する。
Elements that are the same as those in FIGS. 2 and 3 are indicated by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

以下この回路の動作について説明する。交流系統6A 
(6B>に発生した動揺は、変成器7A(7B)を通じ
入力信号eiu、eiv、eiwに重畳して位相検出器
50へ取込まれ、演算の結果、割算器59の出力信号s
inΔθの乱れとなって現われるが、逆正弦関数変換回
路60へ至るまでの間に、外乱の周期に応じた遮断周波
数を有する帯域消去フィルタ80があるため、所望する
周波数帯の外乱信号は割算器59の出力信号sinΔθ
から除去され、本来の位相差信号のみが逆正弦関数回路
60及び制御増幅器61に与えられるため、位相検出器
50は交流系統電圧の基本周波数に忠実に追従すること
ができ、変換器1A(1B)に与えられるゲートパルス
位相に乱れが生ずることもなく、かつこのパルス位相の
乱れを起点とした逆変換器の振舞いによる無効電力の急
変がもたらす、交流系統電圧の継続的な動揺も除去する
ことができるなどの利点を有している。
The operation of this circuit will be explained below. AC system 6A
(6B> is superimposed on the input signals eiu, eiv, eiw through the transformer 7A (7B) and taken into the phase detector 50, and as a result of the calculation, the output signal s of the divider 59 is
This appears as a disturbance of inΔθ, but since there is a band elimination filter 80 with a cutoff frequency according to the period of the disturbance before reaching the arc sine function conversion circuit 60, the disturbance signal in the desired frequency band is divided. Output signal sinΔθ of the device 59
Since only the original phase difference signal is applied to the arc sine function circuit 60 and the control amplifier 61, the phase detector 50 can faithfully follow the fundamental frequency of the AC system voltage, and the converter 1A (1B ) without causing any disturbance in the phase of the gate pulse given to the gate pulse, and also to eliminate continuous fluctuations in the AC system voltage caused by sudden changes in reactive power due to the behavior of the inverse converter starting from the disturbance in the pulse phase. It has the advantage of being able to

以上の説明は、単一の遮断周波数を有する帯域消去フィ
ルタを用いた場合について行ったが、交流系統条件や制
御回路の伝達関数の関係から位相差信号Δθに現われる
外乱が一義的に定まらない場合には、相当する・遮断周
波数を有する帯域消去フィルタを組合わせて用いること
により、同様の効果が得られることは言うまでもない。
The above explanation is based on the case where a band-elimination filter with a single cut-off frequency is used, but when the disturbance appearing in the phase difference signal Δθ cannot be uniquely determined due to the AC system conditions and the transfer function of the control circuit. It goes without saying that similar effects can be obtained by using a combination of band-stop filters having corresponding cut-off frequencies.

又、前記の例では、割算器59の出力に帯域消去フィル
タを配したが、二乗和平方根回路58及び割n器59の
各入力に同様の機能を有するフィルタを挿入しても、若
しくは逆正弦関数回路60の出力回路に同様のフィルタ
を挿入しても、或いはその双方に同様な機能を付加して
も、同等の効果が達成される。
Further, in the above example, a band-elimination filter is placed at the output of the divider 59, but a filter having the same function may be inserted at each input of the sum-of-squares square root circuit 58 and the divider 59, or vice versa. The same effect can be achieved even if a similar filter is inserted into the output circuit of the sine function circuit 60, or even if a similar function is added to both.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く、本発明によれば、交流系統に事故が
発生した際などに交流系統条件や制御回路の伝達関数の
関係から位相制御回路に重曇する外乱を効果的に除去す
ることができ、交直変換装置の安定な運転を実現するこ
とが出来る。
As explained above, according to the present invention, it is possible to effectively remove disturbances that heavily cloud the phase control circuit due to the relationship between the AC system conditions and the transfer function of the control circuit when an accident occurs in the AC system. , it is possible to realize stable operation of the AC/DC converter.

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

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
従来の位相検出回路のブロック図、第3図は直流送電系
統に使用される交直変換器のブロック図である。 1A、1’B・・・変換器、 2A、2B・・・直流リアクトル 3・・・直流送電線路 4A、4B・・・変換器用変圧器 5A、5B・・・遮断器  6A、6B・・・交流系統
7A、7B・・・変成器 11A、 11B・・・定電流制御回路13A、 13
B・・・定電流制御回路18A、 18B・・・最小余
裕角設定器24A、 24B・・・スイッチ 25A、 25B・・・電流マージン設定器21A、2
1B・・・直流電流検出器 28A、 28B・・・制御進み角優先回路29A、 
29B・・・位相制御回路 3OA、 30B・・・パルス増幅器 41・・・電力設定器     43・・・電力検出器
45・・・無効電力設定器   47・・・無効電力検
出器48・・・定無効電力制御回路 50・・・位相検
出器80・・・帯域消去フィルタ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  王侯弘文 第1図 第2図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a conventional phase detection circuit, and FIG. 3 is a block diagram of an AC/DC converter used in a DC power transmission system. 1A, 1'B... Converter, 2A, 2B... DC reactor 3... DC transmission line 4A, 4B... Converter transformer 5A, 5B... Circuit breaker 6A, 6B... AC system 7A, 7B... Transformer 11A, 11B... Constant current control circuit 13A, 13
B... Constant current control circuit 18A, 18B... Minimum margin angle setter 24A, 24B... Switch 25A, 25B... Current margin setter 21A, 2
1B...DC current detector 28A, 28B...Control advance angle priority circuit 29A,
29B... Phase control circuit 3OA, 30B... Pulse amplifier 41... Power setting device 43... Power detector 45... Reactive power setting device 47... Reactive power detector 48... Constant Reactive power control circuit 50... Phase detector 80... Band-stop filter representative Patent attorney Nori Chika Ken Yudo Wang Hou Hongbun Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 三相交流信号相互の位相差を知ることによって、制御に
必要な適正な位相信号を得る位相検出器を具備した交直
変換装置において、位相検出器に帯域消去フィルターを
挿入したことを特徴とする位相検出器を用いた交直変換
装置の制御方法。
An AC/DC converter equipped with a phase detector that obtains an appropriate phase signal necessary for control by knowing the phase difference between three-phase AC signals, characterized in that a band elimination filter is inserted in the phase detector. A method of controlling an AC/DC converter using a detector.
JP61256810A 1986-10-30 1986-10-30 Control of ac/dc converter Pending JPS63114534A (en)

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