JPWO2017203865A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
実施の形態1では、電力変換装置として、三相電力系統と直流電力系統との間を連系し、電力の授受を行う電力変換装置を例に挙げて説明する。
交流電力を授受する交流端子U,V,Wと、直流端子P,Nと交流端子U,V,Wとの間に設けられ、複数台直列に接続された変換器セル1と、直流端子P,Nと交流端子U,V,Wとの間に設けられ、直流系統に発生した直流事故を検知する直流事故検知部3と、各変換器セル1の制御を行う制御回路6とを備えている。また、各変換器セル1は、第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとを含む第1アームとしての上アーム13uと、第1アームに直列接続され、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとを含む、第2アームとしての下アーム13bと、第2アームの両端に接続された出力端子TP,TNと、第2アームに並列に接続された短絡部15とを有している。直流事故検知部3が直流事故の発生を検知した場合に、制御回路6は、各変換器セル1に対して、短絡部15を導通状態にするとともに、第2アームの第2の半導体スイッチング素子を導通状態とし、第1アームの第1の半導体スイッチング素子を非導通状態とする事故対応指令を出力することで、第2アームにおいて、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとを共に導通状態にする。これにより、直流事故時にダイオード12bに流れる事故電流を、半導体スイッチング素子11bに分流できるため、ダイオードとしてのエネルギー蓄積素子14で発生する損失が低減される。
上記の実施の形態1では、制御回路6は、直流事故発生後に、直流事故が解消されたと判定した場合に、変換器セルを通常時の動作に復帰させるための事故復帰指令を出力する構成について説明した。
Claims (10)
- 交流系統と直流系統との間を連系し、電力の授受を行う電力変換装置であって、
前記電力変換装置は、
直流電力を授受する直流端子と、
交流電力を授受する交流端子と、
前記直流端子と前記交流端子との間に設けられ、複数台直列に接続された変換器セルと、
前記直流系統に発生した事故を検知する直流事故検知部と、
各前記変換器セルの制御を行う制御回路と
を備え、
各前記変換器セルは、
第1の半導体スイッチング素子と第1のダイオードとを含む第1アームと、
前記第1アームに直列接続され、第2の半導体スイッチング素子と第2のダイオードとを含む、第2アームと、
前記第2アームの両端に接続された出力端子と、
前記第2アームに並列に接続された短絡部と
を有し、
前記直流事故検知部が前記事故の発生を検知した場合に、前記制御回路は、各前記変換器セルに対して事故対応指令を出力し、
前記事故対応指令は、前記短絡部を導通状態にするとともに、前記第2の半導体スイッチング素子を導通状態とし、前記第1の半導体スイッチング素子を非導通状態とする、
電力変換装置。 - 前記制御回路は、前記事故の発生を検知した場合に、各前記変換器セルのうち、事故電流が流れる変換器セルにのみ、前記事故対応指令を出力する、請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記短絡部は機械式スイッチで構成され、
前記制御回路が出力した前記事故対応指令に対し、前記第2の半導体スイッチング素子が導通状態となるまでの応答時間および前記第1の半導体スイッチング素子が非導通状態となるまでの応答時間は、前記短絡部が導通状態となるまでの応答時間より短くなるように構成されている、
請求項1または2に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路が出力した前記事故対応指令に対し、前記第2の半導体スイッチング素子が導通状態となるまでの応答時間は、前記第1の半導体スイッチング素子が非導通状態となるまでの応答時間より長くなるように構成されている、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、前記事故が発生した後に、前記事故が解消されたと判定した場合に、前記短絡部を非導通状態とし、各前記変換器セルの前記第1及び第2の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を通常時の動作に復帰させる、事故復帰指令を出力する、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、前記短絡部が非導通状態となった後に、前記第1及び第2の半導体スイッチング素子のスイッチング動作が前記通常時の動作に復帰するように、前記事故復帰指令を出力する、
請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、前記直流事故検知部からの出力に基づいて、前記事故が解消されたか否かを判定する、
請求項5または6に記載の電力変換装置。 - 前記直流事故検知部は、前記事故の発生時に発生する事故電流を検出する電流センサから構成されており、
前記制御回路は、前記電流センサが検出した電流値に基づいて、前記事故が解消されたか否かを判定するものであって、
前記制御回路は、
前記電流センサが検出した前記電流値が閾値より大きい場合に、前記事故が解消されていないと判定し、
前記電流センサが検出した前記電流値が閾値以下の場合に、前記事故が解消されたと判定する、
請求項7に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記事故が発生した後に、前記事故が解消されたと判定した場合に、前記短絡部の故障判定を行ない、
前記短絡部が故障していない場合には、前記短絡部を非導通状態とし、各前記変換器セルの前記第1及び第2の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を通常時の動作に復帰させる、前記事故復帰指令を出力し、
前記短絡部が故障している場合には、前記事故復帰指令を出力しない、
請求項5から8までのいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記制御回路は、
前記事故が発生した後に、前記事故が解消されたと判定した場合に、前記第1及び第2の半導体スイッチング素子の故障判定を行ない、
前記第1及び第2の半導体スイッチング素子が共に故障していない場合には、前記短絡部を非導通状態とし、各前記変換器セルの前記第1及び第2の半導体スイッチング素子のスイッチング動作を通常時の動作に復帰させる、前記事故復帰指令を出力し、
前記第1及び第2の半導体スイッチング素子の少なくともいずれか一方が故障している場合には、前記事故復帰指令を出力しない、
請求項5から9までのいずれか1項に記載の電力変換装置。
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