WO2019043752A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2019043752A1
WO2019043752A1 PCT/JP2017/030713 JP2017030713W WO2019043752A1 WO 2019043752 A1 WO2019043752 A1 WO 2019043752A1 JP 2017030713 W JP2017030713 W JP 2017030713W WO 2019043752 A1 WO2019043752 A1 WO 2019043752A1
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WO
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unit
control unit
power
state
power converter
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Application number
PCT/JP2017/030713
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English (en)
French (fr)
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裕史 児山
卓郎 新井
慧 関口
恭大 金子
大地 鈴木
Original Assignee
株式会社東芝
東芝エネルギーシステムズ株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a power converter.
  • the power converter is electrically connected to the first AC system and the second AC system, for example, converts AC power of one AC system, relays it to the other AC system, and relays time in each direction to relay Divide and carry out the relay in both directions.
  • power conversion devices there is one that converts AC power of one AC system into DC power once, and converts it again into AC power for supplying the other AC system. If a system fault occurs in any of the first AC system and the second AC system to which the power converter is connected, the DC system or the power converter is affected by the system fault, and control of the power converter is It may stop.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a power conversion device that reduces the influence of a system accident that has occurred in an AC system.
  • the power converter of the embodiment has a first power converter, a second power converter, a state control unit, and a first control unit.
  • the first power converter includes, for each alternating current phase, one or more first semiconductor switches that switch the conduction state according to the first control, and causes the one or more first semiconductor switches of the alternating current phases to function.
  • the first AC power of the first AC system is converted into DC power.
  • the second power converter includes, for each alternating current phase, one or more second semiconductor switches that switch the conduction state according to the second control, and causes the one or more second semiconductor switches of the alternating current phases to function. And convert the DC power into a second AC power, and output the second AC power to a second AC system.
  • the state control unit is configured to transmit state related information related to at least one of the state of the first alternating current system and the state of the second alternating current system to one of the first alternating current system and the second alternating current system. It is generated every control cycle shorter than the system cycle.
  • the first control unit switches the conduction state of the one or more first semiconductor switches based on at least the generated state-related information and first control information specifying a power conversion amount of the first power converter. A control signal is generated at each control cycle.
  • FIG. 1 is a block diagram of the power conversion device of the embodiment.
  • the power conversion system shown in FIG. 1 includes a power conversion device 1 and a management device 2.
  • the power conversion device 1 in the power conversion system converts the first AC power into DC power, and further converts the DC power into second AC power.
  • the management device 2 instructs control targets such as the amount of power transmission and the power transmission direction by the power conversion device 1.
  • the power conversion device 1 converts power in accordance with a command from the management device 2 to switch the direction in any one direction or depending on the conditions between the first AC system 3 and the second AC system 4 to enable power transmission. Make it
  • the command from the management device 2 includes an active power command value in AC power output or any of DC power command value in DC power output, DC current command value, DC voltage command value, and the like.
  • the power converter 1 used for such an application is called a frequency converter when the frequencies of the first AC system 3 and the second AC system 4 are different, and such a power converter (converter Configuration) is sometimes called BTB (Back to Back).
  • a direct current section used when the power conversion device 1 converts alternating current power is referred to as a direct current system 5.
  • the DC system 5 does not have to include a DC transmission line provided outdoors. That is, the DC system 5 may be a DC link provided indoors.
  • the power conversion device 1 includes a first power converter 11, a second power converter 12, a first control information generation unit (polar control device) 21, and a second control information generation unit (polar control device). 22, a first converter control unit 31, and a second converter control unit 32.
  • the first power converter 11 is disposed between the DC system 5 and the first AC system 3, and carries out AC-DC conversion of the power transmitted between the DC system 5 and the first AC system 3.
  • AC-DC conversion includes one or both of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power.
  • the first power converter 11 includes, for each AC phase, one or more first semiconductor switches 1111 that switch the conduction state according to the first control.
  • the first power converter 11 causes one or more first semiconductor switches 1111 of each phase of AC to function to convert the first AC power of the first AC system 3 into DC power. And outputs DC power to the DC system 5.
  • the first power converter 11 can also obtain AC power from DC power.
  • the first power converter 11 causes one or more of the first semiconductor switches 1111 of each phase of alternating current to function to convert direct current power into first alternating current power, thereby to convert the first alternating current power into the first alternating current system Output to 3.
  • the second power converter 12 is disposed between the DC system 5 and the second AC system 4 and performs AC-DC conversion of power transmitted between the DC system 5 and the second AC system 4.
  • AC-DC conversion includes one or both of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power.
  • the second power converter 12 includes, for each AC phase, one or more second semiconductor switches 1211 that switch the conduction state according to the second control.
  • the second power converter 12 causes the one or more second semiconductor switches 1211 of each phase of the AC to function to convert the DC power into the second AC power, thereby obtaining the second AC power.
  • the power is output to the second AC system 4.
  • the second power converter 12 can obtain DC power from AC power.
  • the second power converter 12 causes the one or more second semiconductor switches 1211 of each phase of the alternating current to function to convert the second alternating current power of the second alternating current system 4 into direct current power, and to direct current power. Output to the DC system 5.
  • the first control information generation unit 21 communicates with the management device 2 and the first converter control unit 31 respectively.
  • the first control information generation unit 21 acquires from at least the management device 2 a command value specifying the output amount of the first power converter 11 as the power transmission amount of the control target and the direction of output.
  • the first control information generation unit 21 obtains, for example, the state quantity of the first AC system 3 and the state quantity of the DC system 5 from the first power converter 11 via the first converter control unit 31. Do.
  • the first control information generation unit 21 generates the first power based on at least the command value of the output amount and the direction specified by the management device 2, the state amount of the first AC system 3, and the state amount of the DC system 5.
  • First control information is generated to specify the amount of power conversion during normal operation of the converter 11.
  • the first control information is data relating to an active power amount corresponding to the output amount of the first power converter 11, a DC power amount, and the like, and includes data relating to pole control of the first power converter 11.
  • the first control information generation unit 21 performs statistical processing based on the state quantity of the first AC system 3 and the state quantity of the DC system 5, and uses the result of the statistical process to perform the first control information. May be generated.
  • the first control information generation unit 21 supplies the first control information to the first converter control unit 31.
  • the second control information generation unit 22 communicates with the management device 2 and the second converter control unit 32 respectively.
  • the second control information generation unit 22 acquires, from at least the management device 2, an output amount of the second power converter 12 as a power transmission amount of the control target and a command value specifying the output direction.
  • the second control information generation unit 22 acquires, for example, the state amount of the second AC system 4 and the state amount of the DC system 5 from the second power converter 12 via the second converter control unit 32. Do.
  • the second control information generation unit 22 generates the second power based on at least the command value of the output amount and the direction designated by the management device 2, the state amount of the second AC system 4, and the state amount of the DC system 5. Second control information is generated to specify the amount of power conversion during normal operation of the converter 12.
  • the second control information is data relating to the amount of active power corresponding to the amount of output of the second power converter 12, the amount of DC power, etc., and includes data relating to pole control of the second power converter 12.
  • the second control information generation unit 22 performs statistical processing based on the state quantity of the second AC system 4 and the state quantity of the DC system 5, and uses the result of the statistical process to generate the second control information. May be generated.
  • the second control information generation unit 22 supplies the second control information to the second converter control unit 32.
  • the first converter control unit 31 includes a first control unit 311, a first state control unit 312, and an optical communication unit 313.
  • the first control unit 311 analyzes the first control information generated by the first control information generation unit 21, various information acquired through the first state control unit 312, and the analysis result of the state by the first state control unit 312. The amount of output of the first power converter 11 is controlled based on The control of the output amount of the first power converter 11 by the first control unit 311 sets the first control information as a control target, and the first AC system 3 included in various information acquired through the first state control unit 312 Feedback control may be performed using the state value and the state value of the DC system 5 as feedback amounts.
  • the first control unit 311 is a gate that supplies one or more first semiconductor switches 1111 of each phase in the AC-DC converter 111 so as to obtain the output amount of the first power converter 11 based on the above feedback control. Generate a pulse.
  • the first control unit 311 adjusts the phase of the first alternating current system 3 and the phase of the alternating current output of the first power converter 11 to generate the above gate pulse based on the above phase.
  • the first control unit 311 is an example of a control unit.
  • positions the 1st control part 311 shows an example, and is not restricted to this.
  • the first state control unit 312 includes the first control information generated by the first control information generation unit 21, the state values of the first alternating current system 3 from the first power converter 11, the state values of the direct current system 5, and
  • the second converter control unit 32 acquires information on the control state of the second power converter 12 side.
  • the first state control unit 312 supplies the state values of the first AC system 3 and the DC system 5 acquired from the first power converter 11 to the first control information generation unit 21 and the first control unit 311. Do.
  • the first state control unit 312 includes the first control information generated by the first control information generation unit 21, the state values of the first alternating current system 3 from the first power converter 11, the state values of the direct current system 5, and The state of the first power converter 11 is analyzed based on the information on the control state on the second power converter 12 side from the 2-converter control unit 32.
  • the first state control unit 312 supplies the analysis result to the first power converter 11, the first control unit 311, and the second converter control unit 32.
  • the first state control unit 312 detects that an abnormal value exceeding a predetermined threshold is detected in the state value of the first alternating current system 3 and the state value of the direct current system 5 and analyzes the result May be included in
  • the optical communication unit 313 includes an interface for communicating with the first power converter 11.
  • the optical communication unit 313 and the first power converter 11 are connected by an optical fiber.
  • the second converter control unit 32 includes a second control unit 321, a second state control unit 322, and an optical communication unit 323.
  • the second converter control unit 32 corresponds to the first converter control unit 31, and has the same configuration as the first converter control unit 31.
  • the first control information generation unit 21 and the first converter control unit 31 are provided to correspond to the first power converter 11 connected to the first alternating current system 3.
  • the second control information generation unit 22 and the second converter control unit 32 are provided corresponding to the second power converter 12 connected to the second AC system 4.
  • the second power converter 12 is a first power converter 11
  • the second control information generator 22 is a first control information generator 21
  • the second converter controller 32 is a first converter controller 31.
  • the second converter control unit 32 is an example of a converter control unit.
  • the first power converter 11 converts the first AC power of the first AC system 3 into DC power
  • the second power converter 12 converts the DC power into the second AC power. It is instructed to output power to the second AC system 4.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 operate as follows.
  • the second state control unit 322 in the second converter control unit 32 has the state related information related to the second AC system 4 shorter than the cycle of either AC system of the first AC system 3 or the second AC system 4. Generate every control cycle.
  • the second state control unit 322 is configured based on at least the generated state-related information and the second control information specifying the power conversion amount of the second power converter 12, in one or more of the first semiconductor switches 1111 of each phase.
  • a control signal for switching the conduction state is generated at each of the above control cycles.
  • the first control unit 311 in the first converter control unit 31 performs at least one or more of each phase based on at least the generated state-related information and the first control information specifying the power conversion amount of the first power converter 11.
  • a control signal for switching the conduction state of the first semiconductor switch 1111 is generated at each control cycle.
  • the first power converter 11 includes an AC-DC converter 111, a switch (Line Switch) 112, a conversion transformer 113, an AC transformer (ACCT) 114, and a DC transformer (DCCT) 115. , An AC voltmeter (ACV) 116, and an optical communication unit 117.
  • the AC voltmeter 116 For example, in the order from the side of the first AC grid 3 to the AC power transmission line ACL1 of the first AC grid 3, the AC voltmeter 116, the switch 112, the AC transformer 114, the conversion transformer 113, and the AC DC converter 111. , Each of the above-mentioned devices are arranged.
  • the AC-DC converter 111 has an AC input / output terminal and a DC input / output terminal (not shown), converts power supplied from one of the AC input / output terminal and the DC input / output terminal and outputs it to the other .
  • the AC input / output terminal of the AC / DC converter 111 is connected to the secondary side of the conversion transformer 113, and the DC input / output terminal is connected to the second power converter 12.
  • the AC-DC converter 111 converts part of the first AC power supplied from the first AC system 3 side through the conversion transformer 113 into DC power. , DC power transmission line DCL output.
  • the AC-DC converter 111 converts a part of DC power supplied from the DC system 5 side into first AC power and supplies it to the conversion transformer 113.
  • Such an AC / DC converter 111 includes one or more first semiconductor switches 1111 for converting power according to the control from the first converter control unit 31.
  • the AC-DC converter 111 causes the one or more first semiconductor switches 1111 to function to convert power.
  • the switch 112 switches the conduction state of the electric contacts under the control of the first converter control unit 31, and isolates the first power converter 11 and the conversion transformer 113 from the first AC system 3, or electrically Connecting.
  • the switch 112 has an auxiliary contact (not shown) interlocking with the above-mentioned electric contact, and outputs the conduction state of the above-mentioned electric contact as an auxiliary contact signal.
  • the conversion transformer 113 is provided between the switch 112 and the AC input / output terminal of the AC / DC converter 111, and the voltage of the first AC system 3 and the voltage of the AC input / output terminal of the AC / DC converter 111 are Align.
  • the AC transformer 114 is provided, for example, on the primary side of the conversion transformer 113 in the AC transmission line ACL1, and detects the current flowing in the AC transmission line ACL1.
  • the position where the AC transformer 114 is disposed may be on the secondary side of the conversion transformer 113.
  • the DC transformer 115 is provided in the DC system 5 (DC power transmission line DCL), and detects the current flowing in the DC system 5.
  • the AC voltmeter 116 includes a measuring instrument transformer (not shown). AC voltmeter 116 is provided on the side of first AC grid 3 with respect to switch 112 in AC transmission line ACL1, and detects the voltage of AC transmission line ACL1. The AC voltmeter 116 may be configured as part of a so-called protective relay.
  • the optical communication unit 117 of the embodiment includes an interface for communicating with the first converter control unit 31.
  • communication with the first converter control unit 31 is, for example, optical communication using an optical cable.
  • the optical communication unit 117 transmits, to the first converter control unit 31, the amount of state detected by each unit in the first power converter 11.
  • the optical communication unit 117 also receives information for controlling the AC / DC converter 111 and the switch 112 from at least the first converter control unit 31.
  • various types of information may be multiplexed and transmitted on one physical channel, and transmission is performed using physical channels divided into a plurality of channels. May be
  • the second power converter 12 includes an AC-DC converter 121, a switch 122, a conversion transformer 123, an AC transformer 124, a DC transformer 125, an AC voltmeter 126, and an optical communication unit 127. Equipped with Note that each part of the second power converter 12 may be, for example, the same as each part of the corresponding first power converter 11, and is a configuration that differs in a range in which some of the parts satisfy the same requirements. May be
  • the description of the second power converter 12, the second control information generation unit 22, and the second converter control unit 32 is the first power converter 11, the first control information generation unit 21, and The description of the first converter control unit 31 will be referred to.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a first state control unit of the embodiment.
  • the first power converters 11a and 11b shown in FIG. 2 are described by dividing the first power converter 11 into two for convenience of explanation, and the first power converter 11a is a first converter.
  • the control unit 31 includes an information source for providing various information, and the first power converter 11 b includes a control target controlled by the first converter control unit 31.
  • the first power converter 11 a includes a switch 112, an AC transformer 114, a DC transformer 115, and an AC voltmeter 116 as an information source.
  • the optical communication unit 117a is connected to the optical communication unit 313a and transmits at least an optical signal.
  • the first power converter 11 b also includes an AC-DC converter 111 and a switch 112 as control targets.
  • the optical communication unit 117 b is connected to the optical communication unit 313 a and receives at least an optical signal.
  • the description of the second converter control units 32a and 32b, the second state control units 322a and 322b, and the optical communication units 313a and 313b in two parts is the same as above. It is.
  • the first state control unit 312 in the first converter control unit 31 performs various operations from the first power converter 11a, the first control information generation unit 21, and the second state control unit 322a of the second converter control unit 32a. Get information.
  • the information from the first power converter 11a includes the open / close state of the electrical contacts of the switch 112 and the current value (IAC1) of the first AC system 3 flowing through the AC transmission line ACL1 detected by the AC transformer 114. And the current value (IDC1) of the DC system 5 detected by the DC transformer 115, the voltage value (VAC1) of the AC transmission line ACL1 detected by the AC voltmeter 116, and the like.
  • the information from the second state control unit 322a of the second converter control unit 32a is analyzed by the second converter control unit 32a, and includes the analysis result according to the detection result of the grid fault in the AC power transmission line ACL2.
  • the first state control unit 312 supplies the current value of the first AC system 3 and the current value of the DC system 5 out of the acquired information to the first control information generation unit 21 and the first control unit 311.
  • the first state control unit 312 supplies the first control unit 311 with the voltage value of the AC power transmission line ACL1 among the acquired information.
  • the first state control unit 312 performs predetermined processing, and analyzes the gate block signal (stopping signal), operation mode information (mode), control information of the switch 112, the state of the first alternating current system 3, and the like. Generate results etc.
  • the gate block signal is a signal for stopping supply of a pulse for switching one or more first semiconductor switches 1111 of each phase included in the first power converter 11 to generate a gate block state. is there.
  • the case where the first state control unit 312 generates the gate block state is simply referred to as “supplying GB1”, and the case where the state is canceled may be simply referred to as “canceling GB1”.
  • the description will be made using “GB2” instead of “GB1”.
  • the operation mode information is information for specifying the type of conversion operation of the first power converter 11 or the like.
  • the operation mode information includes at least information designating a conversion mode and an inverse conversion mode.
  • the operation mode information may further include information specifying the standby mode.
  • the standby mode is an operation mode for stopping power conversion.
  • the information specifying the standby mode is associated with the gate block signal. When the gate block signal is used, the information specifying the standby mode may be omitted.
  • the control information of the switch 112 is information indicating the open / close state of the contact of the switch 112 or the logical state corresponding to the open / close state based on the auxiliary contact signal of the switch 112.
  • the analysis result of the state of the first alternating current system 3 includes detection information of the occurrence of a system accident of the first alternating current system generated based on the state of the first alternating current system 3 and one or more first of the respective phases.
  • Control information for limiting the control of the semiconductor switch 1111, direct current output command value for the first power converter, direct current power output command value for the first power converter, and switching of control characteristics of the first power converter At least one of the control characteristic switching command information and the like is included.
  • the analysis result regarding the state of the second alternating current system 4 and the like is the same as the case of the first alternating current system 3 described above.
  • detection information of the occurrence of a system fault of the second AC system, generated based on the state of the second AC system 4, and a limitation that restricts control of one or more second semiconductor switches 1211 Information, DC current output command value for the second power converter, DC power output command value for the second power converter, and control characteristic switching command information for instructing switching of the control characteristic of the second power converter And at least one of the information.
  • the first state control unit 312 supplies the information such as the above GB 1 and operation mode information to the first control unit 311 using the interlock request signal. For example, when the first control unit 311 receives the supply of the interlocking request signal based on GB1, the first control unit 311 stops the supply of the pulse to one or more first semiconductor switches 1111 of each phase included in the first power converter 11 Do.
  • the first state control unit 312 supplies control information for controlling the switch 112 to the first power converter 11 b based on the analysis result of the state of the first AC system 3 and the like.
  • the first state control unit 312 transmits an analysis result on the state of the first alternating current system 3 to the second state control unit 322 b.
  • the information from the first control information generation unit 21 includes information on the output amount of the first power converter 11 and the command value in the output direction.
  • the information from the second state control unit 322 includes information on the analysis result of the second state control unit 322.
  • the information related to the analysis result of the second state control unit 322 includes information generated based on the state of the second AC system as described above.
  • the information generated based on the state of the second AC system includes detection information of the occurrence of a system accident of the second AC system, restriction information for restricting control of one or more second semiconductor switches 1211, and At least among the DC current output command value for the power converter 12, the AC power output command value for the second power converter 12, and the control characteristic switching command information for instructing switching of the control characteristic of the second power converter 12 Any information is included.
  • the power conversion device 1 switches between a conversion mode and an inverse conversion mode applied during normal operation, or a standby mode applied under a state where there is a failure in the operating environment or the like.
  • the conversion mode and the reverse conversion mode are modes in which the power conversion function is enabled and operated in a state of normal operation with no failure in the power conversion device 1 and its operating environment.
  • one of the first power converter 11 and the second power converter 12 functions in the conversion mode, and the other functions in the reverse conversion mode.
  • the standby mode is a mode in which the power conversion function is stopped by control in a state where there is a failure in the power conversion device 1 or its operating environment.
  • the conditions for switching the first power converter 11 to the standby mode include the following.
  • the voltage value (ACV1) of the first AC system 3 is in an overvoltage state exceeding a predetermined threshold value.
  • the voltage of the DC capacitor (not shown) provided in the first power converter 11 is in an overvoltage state exceeding a predetermined threshold.
  • a DC capacitor is provided between the positive electrode and the negative electrode of DC system 5, when provided between the positive electrode or the negative electrode of DC system 5 and between neutral points respectively, or when a plurality of DC capacitors are provided independently inside the power converter. and so on. If multiple capacitors are provided, an overvoltage condition may be detected for each capacitor. In the state where it has been detected that the second AC system 4 and the second power converter 12 have an abnormal state by the second converter control unit 32.
  • the states detected by the second converter control unit 32 described above include, for example, the following.
  • the first state control unit 312 switches the operation of the first power converter 11 to the standby mode.
  • the first state control unit 312 outputs GB1 to stop the control pulse signal to the semiconductor switch of the first power converter 11 and to turn off the semiconductor switch.
  • the second converter control unit 32 For example, it is detected by the second converter control unit 32 that an abnormal state different from that at the time of normal operation has occurred in the second AC system 4 and the second power converter 12, and the first state control unit 312 When it receives the control signal, it designates the standby mode as the operation mode of the first control unit 311 and outputs the gate block signal.
  • Scenario 1 A system fault occurs in the second alternating current system 4 on the reverse conversion device side.
  • Scenario 1-1 In the scenario 1, the switch 122 does not shut off.
  • Scenario 1-2 In scenario 1, the switch 122 is shut off.
  • Scenario 2 A system accident occurs in the first AC system 3 on the converter side.
  • the management device 2 instructs the first power converter 11 to operate in the conversion mode and the second power converter 12 to operate in the reverse conversion mode.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the movement at the time of a system accident according to the power conversion device of the embodiment.
  • FIG. 3 shows changes in each state described below in time series.
  • Each state shown in FIGS. 3A to 3F includes, from the top, (a) the state of the second AC system 4, (b) the state of GB2, (c) the control mode of the second power converter 12, (D) interlocking request signal, (e) state of GB1, (f) control mode of the first power converter 11.
  • k to (k + 3) on the time axis (horizontal axis) are numbers for identifying a control cycle determined by the control cycle. For example, k is an arbitrary natural number.
  • the first power converter 11 operates in the conversion mode and the second power converter 12 operates in the reverse conversion mode according to a command from the management device 2.
  • a system fault occurs in the second AC system 4 at the timing indicated by the arrow in FIG. 3 (a).
  • the grid fault of the second AC grid 4 is detected by the second power converter 12.
  • the second state control unit 322 causes the state detected by the second power converter 12 to synchronize with the switching timing of the control cycle, as shown in FIG.
  • the second control unit 321 is supplied with GB2.
  • the switch 122 Is in a conducting state.
  • the second state control unit 322 causes the second power converter 12 to be in the standby mode as shown in FIG. 3C in synchronization with the switching timing of the control cycle, thereby limiting the power conversion. The operation of the power converter 12 is continued.
  • the second state control unit 322 changes the state of the interlocking request shown in FIG. 3D and sends the interlocking request, thereby issuing the GB2 as the first state control unit of the first power converter 11. Notify 312
  • the first state control unit 312 receives from the second state control unit 322 a notification that it has issued GB2.
  • the first state control unit 312 causes the first power conversion to be synchronized with the switching timing of the control cycle as shown in FIG.
  • the first control unit 311 is supplied with GB1 for setting the device 11 in the standby mode.
  • the first state control unit 312 causes the first power converter 11 to be in the standby mode as shown in FIG. 3 (f) according to the GB1, and continues the operation of the first power converter 11 while limiting the power conversion. . Thereby, the first power converter 11 can limit the amount of power conversion to a desired amount while continuing the operation.
  • the power conversion device 1 holds this state until a predetermined change in the state also after the control cycle (k + 3).
  • the power conversion device 1 can quickly shift the control state to the standby mode after detection of a system fault, and can reduce the delay time from detection of the system fault.
  • the first state control unit 312 determines that the information generated based on the values of the alternating current voltage and alternating current on the side of the second power converter 12 causes the first power converter 11 to transition to the standby mode. It can be included in the condition.
  • the second power converter 12 on the fault point side first enters the standby mode, and subsequently, the first power converter 11 on the side away from the fault point goes on. Enter standby mode.
  • This time difference corresponds, for example, to a predetermined control cycle.
  • the second state control unit 322 detects that the state of the AC system on the fault point side is restored, and releases the GB2 after making the second power converter 12 connectable to the AC system. Thereby, the second power converter 12 resumes conversion to AC power.
  • the second state control unit 322 notifies the first state control unit 312 of the release of GB2 using the interlock request signal.
  • the first state control unit 312 receives the notification of release of GB2 and releases GB1 for the first power converter 11.
  • the first power converter 11 resumes conversion to DC power.
  • the power conversion apparatus 1 causes the first power converter 11 and the second power converter 12 to be in the standby mode when a system accident or the like occurs in the AC system, the system accident or the like of the AC system may occur.
  • the cause of the system fault is eliminated in a relatively short time from the occurrence, the power conversion can be resumed by canceling the standby mode relatively quickly.
  • the second state control unit 322 supplies GB ⁇ b> 2 to the second control unit 321 according to the state detected by the second power converter 12.
  • the second state control unit 322 puts the second power converter 12 in the standby mode, and continues the operation of the second power converter 12 while limiting the power conversion. Furthermore, the second state control unit 322 notifies the first state control unit 312 of the first power converter 11 of the generation of GB2 using the interlock request signal. The following operation is similar to that of scenario 1-1.
  • the power conversion device 1 is disconnected from the second AC system 4.
  • the first case is a case where the first power converter 11 and the second power converter 12 are respectively controlled to the standby mode
  • the second case is a case where the first power converter 11 is in the conversion mode
  • Recovery from the above state is performed, for example, according to the following procedure.
  • the second state control unit 322 detects that the state of the AC system on the fault point side is restored, and makes the second power converter 12 connectable to the AC system, and then shuts off the switch 122. Release GB2 while maintaining the status. Thereby, the 2nd power converter 12 will be in the state where conversion of alternating current power is possible.
  • the second state control unit 322 notifies the first state control unit 312 of the release of GB2 and that the switch 122 is in the disconnection state using the interlock request signal.
  • the first state control unit 312 receives the notification that GB2 is released and the fact that the switch 122 is in the disconnection state, but maintains GB1 for the first power converter 11.
  • the second state control unit 322 After releasing GB2 as described above, the second state control unit 322 satisfies the predetermined condition that allows the output from the first power converter 11 to determine that the second AC system 4 can operate in a grid connection. In this case, the switch 122 is made conductive. Thus, the second power converter 12 is linked to the second AC system 4.
  • the second state control unit 322 notifies the first state control unit 312 that the switch 122 has been switched to the on state, using the interlock request signal.
  • the first state control unit 312 releases GB1 for the first power converter 11. The first power converter 11 resumes the conversion of DC power.
  • the power converter 1 when the state of the AC system is restored in a relatively short time from the occurrence of a system accident or the like of the AC system, the power converter 1 performs the first power converter 11 and the second power converter 12. Can be put into standby mode and power conversion can be resumed by releasing the standby mode.
  • the second case where the first power converter 11 is controlled to the conversion mode and the second power converter 12 is controlled to the standby mode is common to the second half of the description of the first case.
  • the grid fault of the first AC grid 3 is detected by the first power converter 11 operating in the conversion mode.
  • the first state control unit 312 supplies GB ⁇ b> 1 to the first control unit 311 according to the state detected by the first power converter 11.
  • the switch 112 is in the conductive state It is included to be.
  • the first state control unit 312 puts the first power converter 11 in the standby mode and continues the operation.
  • the first state control unit 312 notifies the second state control unit 322 of the second power converter 12 that the GB1 has been issued using the interlock request signal, using the interlock request signal.
  • the second state control unit 322 receives the notification that the GB1 has been issued from the first state control unit 312, and supplies the second control unit 321 with GB2 for setting the second power converter 12 in the standby mode. Thereby, the second power converter 12 can limit the amount of power conversion to a desired amount while continuing the operation.
  • the power converter device 1 can make a state transition swiftly after detection of a system fault, and can reduce the wasted time by the delay of control.
  • the power conversion device 1 stands by in the standby mode until AC power is supplied from the first AC system 3 after a system fault occurs in the first AC system 3 on the converter side.
  • the operation in the case of automatic recovery from the occurrence of a system fault in the first AC system 3 on the converter side is the same as that in the case where a system fault occurs in the second AC system 4 on the side of the inverse converter described above.
  • the power conversion device 1 includes the first power converter 11, the second power converter 12, the second state control unit 322, and the first control unit 311.
  • the first power converter 11 includes, for each AC phase, one or more first semiconductor switches 1111 that switch the conduction state according to the first control, and functions one or more first semiconductor switches 1111 of each phase of the AC. This enables one or both of the conversion from alternating current power to direct current power and the conversion from direct current power to alternating current power, and converts at least the first alternating current power of the first alternating current grid 3 into direct current power.
  • the second power converter 12 includes, for each AC phase, one or more second semiconductor switches 1211 that switch the conduction state according to the second control, and functions one or more second semiconductor switches 1211 of each phase of the AC.
  • the second state control unit 322 sets the state related information related to the state of the first AC system 3 or the state of the second AC system 4 to the period of the AC system of either the first AC system 3 or the second AC system 4. Generate every shorter control cycle.
  • the first control unit 311 determines one or more first semiconductors based on at least the state related information generated by the second state control unit 322 and the first control information specifying the power conversion amount of the first power converter 11.
  • a control signal for switching the conduction state of the switch 1111 is generated at each control cycle. Thereby, the power converter device 1 can reduce the influence of the system fault which arose in the alternating current system.
  • the power conversion device 1 further includes a first converter control unit 31 (first unit) including a first control unit 311.
  • the second state control unit 322 detects that an event that can not output the second AC power from the second power converter 12 to the second AC system 4 has occurred at least in the second AC system 4 according to a predetermined identification standard. Do.
  • the second state control unit 322 notifies the first converter control unit 31 of operation request information based on the state related information generated based on the detected event, so that the first state of the first converter control unit 31 can not be changed.
  • the control unit 311 can control the first power converter 11 based on the state related information.
  • the second state control unit 322 of the power conversion device 1 detects that the state of the second AC system 4 is different from that during normal operation, and controls the first converter based on the detected state.
  • the first converter control unit 31 controls the first power converter 11 by notifying the unit 31.
  • the first converter control unit 31 is configured to interrupt the conversion of power by the first power converter 11 by detecting that the second state control unit 322 is in a state different from that in normal operation.
  • the first power converter 11 can be controlled.
  • the second state control unit 322 of the power conversion device 1 detects the occurrence of a system fault occurrence of the second AC system 4 based on the state of the second AC system 4 and the one or more second semiconductor switches 1211.
  • the switching of the control characteristic of the second power converter 12 and the limit information for limiting the control, the DC current output command value for the second power converter 12, the DC power output command value for the second power converter 12, and State related information corresponding to at least one of the control characteristic switching command information is generated.
  • the second state control unit 322 can generate state related information based on various information on the state of the second alternating current system 4. Further, the second state control unit 322 can notify the state related information as operation request information.
  • the second state control unit 322 of the power conversion device 1 detects that one of the state of the first alternating current system 3 and the state of the second alternating current system 4 is different from that in normal operation,
  • the first converter control unit 31 controls the first power converter 11 by notifying the first converter control unit 31 based on the selected state.
  • the first converter control unit 31 is configured to interrupt the conversion of power by the first power converter 11 by detecting that the second state control unit 322 is in a state different from that in normal operation.
  • the first power converter 11 can be controlled.
  • the power conversion device 1 further includes a first converter control unit 31 and a second converter control unit 32 (second unit).
  • the first converter control unit 31 is provided in association with the first power converter 11, and in the first converter control unit 31, a first state associated with the first control unit 311 and the first control unit 311.
  • the second converter control unit 32 is provided in association with the second power converter 12, and the second converter control unit 32 includes the second control unit 321 and the second state control unit 322 (state control unit). Prepare.
  • the first state control unit 312 and the second state control unit 322 communicate.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 can share the control state of each other.
  • the power conversion device 1 further includes a housing FL (FIG. 1) capable of housing at least the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 communicate via the transmission path 42 provided in the housing FL.
  • the power conversion device 1 can store the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 in the housing FL, which contributes to the downsizing of the device.
  • the housing FL may be capable of housing a plurality of units including the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 of the power conversion device 1 communicate using the transmission path 42 in synchronization with the repetitive signal generated from the signal of the common signal source.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 respectively include the first semiconductor switch 1111 provided in the first power converter 11 and the second semiconductor switch 1211 provided in the second power converter 12. , It is possible to switch in synchronization with the repetitive signal generated from the signal of the common signal source.
  • the first converter control unit 31 of the power conversion device 1 may include the first frequency source
  • the second converter control unit 32 may include the second frequency source.
  • the first frequency source and the second frequency source are clock sources that cause the arithmetic unit included in the first converter control unit 31 or the second converter control unit 32 to function, and the clock of the operating frequency of the arithmetic unit is It may be a repetitive signal.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 have the first frequency source of the first converter control unit 31 and the second frequency source of the second converter control unit 32.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 can communicate with each other by using the transmission line 42 in synchronization with the repetitive signal based on any of them.
  • Each of the first semiconductor switch 1111 included in 11 and the second semiconductor switch 1211 included in the second power converter 12 can be switched in synchronization with a common timing.
  • the first semiconductor switch 1111 and the second semiconductor switch 1211 are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), IEGTs (Injection Enhanced Gate Transistors), MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor) applicable to self-excitation control. Field-Effect Transistor).
  • IGBTs Insulated Gate Bipolar Transistors
  • IEGTs Insertion Enhanced Gate Transistors
  • MOSFETs Metal-Oxide-Semiconductor
  • the first control unit 311 and the second control unit 321 each include a storage element such as a capacitor (DC capacitor).
  • the first control unit 311 and the second control unit 321 may include modular multilevel converter (MMC) type drive units, and include two-level type drive units. It is also good.
  • MMC modular multilevel converter
  • the two-level drive unit is an example of a voltage source converter.
  • the direct current system 5 in the power conversion device 1 may be high-voltage direct current transmission (HVDC).
  • HVDC high-voltage direct current transmission
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 may be formed as a unit mounted on a shared case. Alternatively, it may be formed as one or a plurality of panels (subracks) mounted in the housing instead of the above housing.
  • the above units are connected by a common bus or a transmission path such as a network provided in the same housing.
  • first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 may be included in a part of a semiconductor device included in a mold material or a package common to each other.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 may be formed as individual semiconductor devices, and may be included in parts of semiconductor devices included in a common molding material or package. Good.
  • the first converter control unit 31 or the like may be connected to a common bus (transmission path) inside the common molding material or package.
  • the above package is an example of a housing.
  • the set of the second state control unit 322 and the first control unit 311 in the power conversion device 1 according to the embodiment is an example of the state control unit and the control unit, and the second state control unit 322 and the first control unit 311. It may be a combination different from the pair.
  • the 2nd state control part 322 and the 1st control part 311 demonstrated the example included in a different converter control part, they may be arrange
  • FIG. 4A is a configuration diagram of the power conversion device of the embodiment.
  • the power conversion system shown in FIG. 4A includes a power conversion device 1A and a management device 2.
  • power conversion device 1A can switch the direction in any one direction or according to conditions between first AC grid 3 and second AC grid 4 to enable power transmission. Make it
  • the power converter 1A of the embodiment includes a first power converter 11A, a second power converter 12A, a first control information generator 21A, a second control information generator 22A, and a first converter controller 31A. , A second converter control unit 32A, a third converter control unit 33, a transmission path 41, and a transmission path 42.
  • the power conversion device 1A like the power conversion device 1 of the first embodiment, has the first power converter 11A and the second power converter 12A in one of the conversion mode, the reverse conversion mode, and the standby mode. By controlling to the mode, the converted power is relayed at the time of normal operation, and for example, when a system accident occurs, the conversion of power is stopped. Details regarding this refer to the first embodiment.
  • the transmission path 41 enables communication between a plurality of units (functional units) connected thereto.
  • the transmission path 41 may be a bus or may communicate via a communication device (not shown).
  • the transmission line 42 enables communication between a plurality of units (functional units) connected thereto.
  • a first converter control unit 31A, a second converter control unit 32A, and a third converter control unit 33 are connected to the transmission line 42, respectively.
  • the first converter control unit 31A is an example of a first unit
  • the second converter control unit 32A is an example of a second unit
  • the third converter control unit 33 is an example of a third unit.
  • Such a transmission line 42 may include a bus to which at least the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 are connected.
  • the communication device may include a communication device (not shown) that enables communication between the devices.
  • the transmission line 42 enables relatively high-speed communication among at least the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33.
  • the transmission path 41 and the transmission path 42 may be provided independently of each other, but may be integrated into one.
  • the first power converter 11A includes an AC-DC converter 111, a switch 112, a conversion transformer 113, an AC transformer (ACCT) 114, a DC transformer (DCCT) 115, an AC voltmeter 116, and the like. And an optical communication unit 117A (converter communication unit).
  • the optical communication unit 117A of the embodiment is an interface for communicating with the first converter control unit 31A and the third converter control unit 33.
  • the communication between the first converter control unit 31 and the third converter control unit 33 is, for example, optical communication using an optical cable.
  • the optical communication unit 117 ⁇ / b> A transmits, to the first converter control unit 31 ⁇ / b> A and the third converter control unit 33, the amount of state detected by each unit in the first power converter 11 ⁇ / b> A.
  • the optical communication unit 117A receives a signal for controlling the AC / DC converter 111 from at least one of the first converter control unit 31A and the third converter control unit 33.
  • the optical communication unit 117A may receive a signal for controlling the switch 112 in the same manner.
  • the second power converter 12A includes an AC-DC converter 121, a switch 122, a conversion transformer 123, an AC transformer 124, a DC transformer 125, an AC voltmeter 126, and an optical communication unit 127A. Equipped with
  • the optical communication unit 127A of the embodiment is an interface for communicating with the second converter control unit 32A and the third converter control unit 33.
  • communication between the second converter control unit 32 and the third converter control unit 33 is, for example, optical communication using an optical cable.
  • the optical communication unit 127A transmits, to the third converter control unit 33, the state quantity and the like detected by each unit in the second power converter 12A. Further, the optical communication unit 127A receives a signal for controlling the AC / DC converter 121 from at least one of the second converter control unit 32A and the third converter control unit 33. Furthermore, the optical communication unit 127A may receive a signal for controlling the switch 122 in the same manner.
  • the first control information generation unit 21A and the second control information generation unit 22A are doubled to form a redundant configuration.
  • One of the first control information generation unit 21A and the second control information generation unit 22A functions as an active system, and the other becomes a spare system.
  • the first control information generation unit 21A will be described as a representative of these.
  • the second control information generating unit 22A can execute the same function as that of the first control information generating unit 21A instead of the first control information generating unit 21A.
  • the first control information generation unit 21A communicates with the management device 2.
  • the first control information generation unit 21A acquires, from at least the management device 2, a command value specifying the output amount of the first power converter 11A and the output amount of the second power converter 12A.
  • the first control information generation unit 21A communicates with the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 via the transmission line 41.
  • the first control information generation unit 21A includes the state quantities of the first power converter 11A to the first AC system 3, the state quantities of the second power converter 12A to the first AC system 3, and the state of the DC system 5 Get the quantity and.
  • the first control information generation unit 21A acquires acquisition of the above information via the third converter control unit 33, or the first converter control unit 31A and the second converter control unit 32A. Get through either.
  • the first control information generation unit 21A generates the first power converter 11A based on at least the command value of the output amount of the first power converter 11A specified by the management device 2 and the state amount of the first AC system 3. First control information is generated to specify the amount of power conversion during normal operation.
  • the first control information generation unit 21A supplies, for example, the first control information to the third converter control unit 33 and the first converter control unit 31A.
  • the first control information generation unit 21A generates the second power converter 12A based on at least the command value of the output amount of the second power converter 12A designated by the management device 2 and the state amount of the second AC system 4. Second control information is generated to specify the amount of power conversion during normal operation.
  • the first control information generation unit 21A supplies, for example, second control information to the third converter control unit 33 and the second converter control unit 32A.
  • the first converter control unit 31A is provided in association with the first power converter 11A.
  • the first converter control unit 31A internally includes at least a first state control unit 312A, a first control unit 311, and an optical communication unit 313 (first unit communication unit).
  • the second converter control unit 32A is provided in association with the second power converter 12A.
  • the second converter control unit 32A internally includes at least a second state control unit 322A, a second control unit 321, and an optical communication unit 323 (second unit communication unit).
  • the third converter control unit 33 does not have power converters provided in association with one another.
  • the third converter control unit 33 internally includes at least a third state control unit 332, a third control unit 331, and an optical communication unit 333 (third unit communication unit).
  • the third converter control unit 33 generates state-related information related to the state of the first alternating current system 3 or the state of the second alternating current system 4 in the alternating current system of either the first alternating current system 3 or the second alternating current system 4. It is generated every control cycle shorter than the cycle.
  • the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 are positioned as control units for each power converter.
  • the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 each have (N + 1) type redundant configuration in which one spare system is provided for N current systems. Take In the case of the embodiment, the case where the value of N is 2 is shown. That is, according to the embodiment, the first converter control unit 31A and the second converter control unit 32A function as an active system of the control unit for each power converter, and the third converter control unit 33 is a standby system. Become.
  • the third control unit 331 When the third converter control unit 33 is assigned to the spare system, the third control unit 331 is in a standby state and does not drive each power converter. When the third converter control unit 33 switches from the backup system to the active system, the third control unit 331 replaces the first converter control unit 31A or the second converter control unit 32A, and converts the converter. The power converter corresponding to the control unit is driven.
  • FIG. 4B is a diagram for describing a state in which the third converter control unit of the embodiment is acting on the function unit of the active system.
  • the event that a failure occurs in the second converter control unit 32A is an example of a requirement for continuously functioning the current system of the redundant configuration in the power conversion device 1A not satisfying a predetermined condition. .
  • the first converter control is performed as in the first embodiment.
  • the unit 31A drives the first power converter 11A
  • the second converter control unit 32A drives the second power converter 12A.
  • the function of the second converter control unit 32A is taken over by the third converter control unit 33.
  • the state shown in FIG. 4B is the state after the handover of the function. In this state, the third converter control unit 33 interrupts the standby state as the spare system, takes over the function of the second converter control unit 32A, and replaces the second converter control unit 32A. Do.
  • third converter control unit 33 organizes operations in the case of controlling first power converter 11A due to the failure of second converter control unit 32A or the like as described above.
  • the broken-line arrow in FIG. 4B indicates the flow of information of a state in which the first power converter 11A is controlled in the standby mode when a system fault occurs in the second AC system 4.
  • the value of the alternating current detected by the second power converter 12A is transmitted from the second power converter 12A to the third converter control unit 33 through the optical communication unit 127A and the optical communication unit 333.
  • the third state control unit 332 of the third converter control unit 33 detects the occurrence of a system fault of the second AC system 4 from the change of the AC current.
  • the third state control unit 332 notifies the first converter control unit 31A of the occurrence of the system fault using the interlock request signal.
  • the first converter control unit 31A receives the interlock request signal notified via the transmission line 42, emits GB1 and puts the first power converter 11A in a standby state.
  • the third state control unit 332 generates GB2 and puts the second power converter 12A in a standby state in response to the notification that the above-described power system accident has occurred.
  • the power conversion device 1A includes a first converter control unit 31A, a second converter control unit 32A, and a third converter control unit 33.
  • the first converter control unit 31A is provided in association with the first power converter 11A.
  • the first converter control unit 31A internally includes a first state control unit 312A and a first control unit 311.
  • the second converter control unit 32A is provided in association with the second power converter 12A.
  • the second converter control unit 32A internally includes at least a second state control unit 322A and a second control unit 321.
  • the third converter control unit 33 controls one of the first power converter 11A and the second power converter 12A instead of either the first converter control unit 31A or the second converter control unit 32A.
  • 3 A control unit 331 is provided.
  • the third converter control unit 33 substitutes the first power for the first converter control unit 31A or the second converter control unit 32A. Either the converter 11A or the second power converter 12A can be controlled.
  • the third converter control unit 33 of the power conversion device 1A further includes an optical communication unit 333 (third unit communication unit).
  • the optical communication unit 333 communicates with each of the first power converter 11A and the second power converter 12A.
  • the third converter control unit 33 communicates with each of the first power converter 11A and the second power converter 12A through the optical communication unit 333 so that the first power converter 11A and the second power converter 11A can perform the second power converter 11A.
  • the power converter 12A can be controlled, and information from the first power converter 11A and the second power converter 12A can be collected.
  • the first converter control unit 31A of the power conversion device 1A further includes an optical communication unit 313.
  • the first power converter 11A further includes an optical communication unit 117A.
  • the optical communication unit 117A of the first power converter 11A communicates with the optical communication unit 313 of the first converter control unit 31A and the optical communication unit 333 of the third converter control unit 33, respectively.
  • the first power converter 11A communicates with each of the first converter control unit 31A and the third converter control unit 33 via the optical communication unit 117A, thereby the first converter control unit 31A or the first converter control unit 31A. Control can be received from the third converter control unit 33, and information can be provided to the first converter control unit 31A and the third converter control unit 33.
  • the power conversion device 1 further includes a housing FL (FIG. 1) capable of housing at least the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32.
  • the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 communicate via the transmission path 42 provided in the housing FL.
  • the power conversion device 1 can store the first converter control unit 31 and the second converter control unit 32 in the housing FL, which contributes to the downsizing of the device.
  • the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 synchronize the transmission path 42 in synchronization with the repetitive signal generated from the signal of the common signal source. Use and communicate.
  • the first converter control unit 31A, the second converter control unit 32A, and the third converter control unit 33 are provided in the first semiconductor switch 1111 and the second power converter 12 which the first power converter 11 comprises.
  • Each of the second semiconductor switches 1211 can be switched in synchronization with the repetitive signal generated from the signal of the common signal source.
  • the first converter control unit 31, the second converter control unit 32, and the third converter control unit 33 may be formed as a unit mounted in a shared case. Alternatively, it may be formed as one or a plurality of panels (subracks) mounted in the housing instead of the above housing. The above units are connected by a transmission path such as a common bus or network provided in the same housing.
  • the first converter control unit 31, the second converter control unit 32, and the third converter control unit 33 are collectively referred to as a first converter control unit 31 or the like.
  • the first converter control unit 31 and the like may be formed as semiconductor devices included in different packages, and may be connected to a common bus (transmission path).
  • Each of the transmission line 41 and the transmission line 42 to which the first converter control unit 31 and the like are connected may have a single configuration, or may be duplicated to have redundancy.
  • the power conversion device 1 when making a converter control part (control device) redundant in the power converter device of a comparative example, since it is a redundant structure with respect to each of the converter control part (control device) of two power converters, it is usual.
  • the converter control unit (control device) of on the other hand, in the case of the power conversion device 1 of the embodiment, providing one converter control unit 33 for redundant configuration enables sharing as a converter control unit for two power converters.
  • the power conversion device 1 can be configured more simply than the above comparative example, and is advantageous also from an economical point of view.
  • the third converter control unit 33 of the second embodiment is a spare system in the (N + 1) type redundant configuration.
  • the third converter control unit 33 of this modification is a spare system in the (N + 1) type redundant configuration, and causes the third state control unit 332 to function when in the standby state as the above-described spare system. , Implement integrated control of the entire power conversion device 1A.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a third state control unit of the modification of the embodiment. The differences from FIG. 2 will be mainly described.
  • the first power converters 11Aa and 11Ab shown in FIG. 5 are described by dividing the first power converter 11A into two for convenience of explanation, and the first power converter 11Aa is a third converter
  • the control unit 33 includes an information source for providing various information, and the first power converter 11Ab includes a control target controlled by the first converter control unit 31A.
  • the first power converter 11Aa includes a switch 112, an AC transformer 114, a DC transformer 115, and an AC voltmeter 116 as an information source.
  • the optical communication unit 117Aa is connected to the optical communication unit 313b and the optical communication unit 333b, and transmits at least an optical signal.
  • the first power converter 11Ab also includes an AC-DC converter 111 and a switch 112 as control targets.
  • the optical communication unit 117Ab is connected to the optical communication unit 313a and the optical communication unit 333a, and receives at least an optical signal.
  • a pair of second converter control portions 32Aa and 32Ab a pair of second state control portions 322a and 322b, a pair of optical communication portions 313a and 313b, a pair of optical communication portions 323a and 323b, an optical communication portion
  • the description of the combination of 333a and 333b, the pair of optical communication units 117Aa and 117Ab, and the pair of optical communication units 127Aa and 127Ab, divided into two, is the same as above.
  • the third converter control unit 33 communicates with the first power converter 11A and the second power converter 12A through the optical communication unit 333 so that the first power converter 11A and the second power converter 12A To collect information.
  • the third converter control unit 33 communicates with the control information generation unit of the active system among the first control information generation unit 21A and the second control information generation unit 22A via the transmission path 41.
  • the third converter control unit 33 communicates with the first converter control unit 31A and the second converter control unit 32A via the transmission line 42.
  • the third converter control unit 33 collects various types of information from each functional unit of the power conversion device 1A and analyzes them to enable analysis of the state of the power conversion device 1A.
  • first state control unit 312A and the second state control unit 322A communicate with the third state control unit 332 via the transmission path 42.
  • the third state control unit 332 transmits control information for controlling the first power converter 11A or the second power converter 12A to the first state control unit 312A and the second state control unit via the transmission line 42. Supply to 322A.
  • the third converter control unit 33 includes at least a third state control unit 332.
  • the third state control unit 332 supplies control information based on the information collected by the third state control unit 332 to the first state control unit 312 and the second state control unit 322.
  • the first control unit 311 drives the first power converter 11A.
  • the second control unit 321 drives the second power converter 12A.
  • the third converter control unit 33 substitutes the first In addition to controlling one of the converter 11A and the second power converter 12A, the third state in the case where no failure occurs in either the first converter control unit 31A or the second converter control unit 32A.
  • the control unit 332 can function to implement integrated control of the entire power conversion device 1A.
  • the third converter control unit 33 performs integrated control of the entire power conversion device 1A
  • the first semiconductor switch 1111 included in the first power converter 11 is generated, for example, when a system accident of the AC system occurs.
  • each of the second semiconductor switches 1211 provided in the second power converter 12 can be switched in synchronization with the same timing.
  • the power conversion device 1 of the embodiment is self-excitation. If it is such a power converter device 1, the output amount of alternating current power can be limited by stopping supply of electric power from the direct current
  • the power converter device which implements conversion of electric power in two steps is mentioned as a 2nd comparative example and a 3rd comparative example.
  • the power conversion devices of such a comparative example one that operates autonomously without notifying that the power conversion device (power converter) of the other station not on the generation side of the system failure has generated a system failure Yes (second comparative example).
  • the power converter closer to the system fault point (the second power converter 12) is affected by the system fault that has occurred in the second AC system 4. Overvoltage conditions may occur in the DC system. Under the influence of the system accident, the operation of the power conversion device may stop in order to protect each device.
  • the power conversion device 1 switches the operation of the first power converter 11 and the second power converter 12 to the operation of the protection mode relatively quickly, whereby an overvoltage state occurs in the DC system.
  • the above-mentioned protection mode operation can be continued without any occurrence.
  • the power converter has a first power converter, a second power converter, a state control unit, and a first control unit.
  • the first power converter includes, for each alternating current phase, one or more first semiconductor switches that switch the conduction state according to the first control, and causes the one or more first semiconductor switches of the alternating current phases to function.
  • the second power converter includes, for each alternating current phase, one or more second semiconductor switches that switch the conduction state according to the second control, and causes the one or more second semiconductor switches of the alternating current phases to function.
  • the state control unit controls state related information related to the state of the first AC system or the state of the second AC system shorter than the cycle of any of the AC systems of the first AC system and the second AC system. Generate every cycle.
  • the first control unit switches the conduction state of the one or more first semiconductor switches based on at least the generated state-related information and first control information specifying a power conversion amount of the first power converter. A control signal is generated at each control cycle.
  • the power conversion device can reduce the influence of a system fault that has occurred in the AC system.
  • the third converter control unit 33 may be a software function unit implemented by executing a software program stored in a semiconductor memory or the like by a processor 32 such as a CPU (central processing unit) or a microcontroller. It may be a hardware functional unit such as an LSI.
  • first control information generation unit 21A and the second control information generation unit 22A have been described as having a redundant configuration in the second embodiment, the first control information generation unit 21 of the first embodiment and Like the second control information generation unit 22, each may have an independent function without taking a redundant configuration. Even when the first control information generation unit 21A and the second control information generation unit 22A are configured without taking a redundant configuration, communication with the third converter control unit 33 is the same.

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Abstract

実施形態の電力変換装置において、第１電力変換器は、交流の各相の１つ以上の第１半導体スイッチを機能させて、少なくとも第１交流系統の第１交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換器は、少なくとも前記直流電力を第２交流電力に変換し、前記第２交流電力を第２交流系統に出力する。状態制御部は、前記第１交流系統の状態と前記第２交流系統の状態とのうち少なくとも何れかに関連する状態関連情報を、前記第１交流系統と前記第２交流系統の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。第１制御部は、少なくとも前記生成された状態関連情報と前記第１電力変換器の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、前記１つ以上の第１半導体スイッチの導通状態を切換える制御信号を、前記制御周期ごとに生成する。

Description

電力変換装置
　本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
　電力変換装置は、第１交流系統と第２交流系統とに電気的に接続され、例えば、一方の交流系統の交流電力を変換して他方の交流系統に中継し、中継する方向毎に時間を分けてその中継を両方向で実施する。このような電力変換装置には、一方の交流系統の交流電力を一旦直流電力に変換し、それを他方の交流系統に供給するための交流電力に変換し直すものがある。電力変換装置が接続されている第１交流系統と第２交流系統の何れかに系統事故が発生すると、直流系統や電力変換装置にその系統事故の影響が波及して、電力変換装置の制御が停止することがある。
日本国特許出願２０１７－４２０１８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、交流系統に生じた系統事故の影響を軽減する電力変換装置を提供することである。
　実施形態の電力変換装置は、第１電力変換器と、第２電力変換器と、状態制御部と、第１制御部と、を持つ。第１電力変換器は、第１の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第１半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第１半導体スイッチを機能させて第１交流系統の第１交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換器は、第２の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第２半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第２半導体スイッチを機能させて前記直流電力を第２交流電力に変換し、前記第２交流電力を第２交流系統に出力する。状態制御部は、前記第１交流系統の状態と前記第２交流系統の状態とのうち少なくとも何れかに関連する状態関連情報を、前記第１交流系統と前記第２交流系統の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。第１制御部は、少なくとも前記生成された状態関連情報と前記第１電力変換器の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、前記１つ以上の第１半導体スイッチの導通状態を切換える制御信号を、前記制御周期ごとに生成する。
第１の実施形態の電力変換装置の構成図。 実施形態の第１状態制御部を説明するための図。 実施形態の電力変換装置に係る系統事故発生時の動きを説明するための図。 第２の実施形態の電力変換装置の構成図。 実施形態の第３変換器制御部が現用系の機能部を代行している状態を説明するための図。 実施形態の変形例の第３状態制御部を説明するための図。
　以下、実施形態の電力変換装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または相当する機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それらの構成の重複する説明は省略する場合がある。
　実勢形態において、交流系統に系統事故が発生していない状態で電力変換装置により電力を変換する運転状態を「平常運転」とよび、系統事故が発生して平常運転の状態から運転状態が変更された状態と対比する。
（第１の実施形態）
　図１を参照して、第１の実施形態の電力変換装置について説明する。図１は、実施形態の電力変換装置の構成図である。図１に示す電力変換システムは、電力変換装置１と、管理装置２とを備える。
　電力変換システムにおける電力変換装置１は、第１交流電力を直流電力に変換し、さらにその直流電力を第２交流電力に変換する。管理装置２は、電力変換装置１による送電量及び送電方向などの制御目標を指令する。電力変換装置１は、管理装置２からの指令に従い電力を変換することにより、第１交流系統３と第２交流系統４との間で何れか１方向に又は条件により方向を切替えて送電を可能にする。なお、管理装置２からの指令には、交流電力出力における有効電力指令値など、また、直流電力出力における直流電力指令値、直流電流指令値、直流電圧指令値などの何れかが含まれる。
　例えば、このような用途に利用される電力変換装置１は、第１交流系統３と第２交流系統４の周波数が異なる場合に周波数変換装置と呼ばれ、また、このような電力変換装置（変換器）の構成はＢＴＢ（Back to back）と呼ばれることがある。なお、電力変換装置１が交流電力を変換する際に利用する直流区間を直流系統５と呼ぶ。直流系統５は、屋外に設けられる直流送電線を含むことを必須の要件としない。つまり、直流系統５は、屋内に設けた直流リンクであってもよい。
　実施形態の電力変換装置１は、第１電力変換器１１と、第２電力変換器１２と、第１制御情報生成部（極制御装置）２１と、第２制御情報生成部（極制御装置）２２と、第１変換器制御部３１と、第２変換器制御部３２と、を備える。
　第１電力変換器１１は、直流系統５と第１交流系統３との間に配置され、直流系統５と第１交流系統３との間で送電する電力の交流直流変換を実施する。交流直流変換は、交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を含む。例えば、第１電力変換器１１は、第１の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を交流の相ごとに含む。第１電力変換器１１は、交流電力から直流電力を得る場合、交流の各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を機能させて第１交流系統３の第１交流電力を直流電力に変換して、直流電力を直流系統５に出力する。また、第１電力変換器１１は、直流電力から交流電力を得ることもできる。この場合、第１電力変換器１１は、交流の各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を機能させて直流電力を第１交流電力に変換して、第１交流電力を第１交流系統３に出力する。
　第２電力変換器１２は、直流系統５と第２交流系統４との間に配置され、直流系統５と第２交流系統４との間で送電する電力の交流直流変換を実施する。交流直流変換は、交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を含む。例えば、第２電力変換器１２は、第２の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１を交流の相ごとに含む。第２電力変換器１２は、直流電力から交流電力を得る場合、交流の各相の１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１を機能させて直流電力を第２交流電力に変換して、第２交流電力を第２交流系統４に出力する。また、第２電力変換器１２は、交流電力から直流電力を得ることができる。この場合、第２電力変換器１２は、交流の各相の１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１を機能させて第２交流系統４の第２交流電力を直流電力に変換して、直流電力を直流系統５に出力する。
　第１制御情報生成部２１は、管理装置２と、第１変換器制御部３１とそれぞれ通信する。第１制御情報生成部２１は、少なくとも管理装置２から制御目標の送電量としての第１電力変換器１１の出力量と出力する方向を指定する指令値を取得する。また、第１制御情報生成部２１は、例えば、第１変換器制御部３１を介して、第１電力変換器１１から第１交流系統３の状態量と、直流系統５の状態量とを取得する。
　第１制御情報生成部２１は、少なくとも管理装置２から指定される上記の出力量と方向の指令値と第１交流系統３の状態量と直流系統５の状態量とに基づいて、第１電力変換器１１の平常運転時における電力変換量を指定する第１制御情報を生成する。例えば、第１制御情報は、第１電力変換器１１の出力量に対応する有効電力量、直流電力量などに関するデータであって、第１電力変換器１１の極制御に関するデータを含む。例えば、第１制御情報生成部２１は、第１交流系統３の状態量と直流系統５の状態量とに基づいた統計的な処理を行い、統計的な処理の結果を用いて第１制御情報を生成してもよい。第１制御情報生成部２１は、第１制御情報を第１変換器制御部３１に供給する。
　第２制御情報生成部２２は、管理装置２と、第２変換器制御部３２とそれぞれ通信する。第２制御情報生成部２２は、少なくとも管理装置２から制御目標の送電量としての第２電力変換器１２の出力量と出力する方向を指定する指令値を取得する。また、第２制御情報生成部２２は、例えば、第２変換器制御部３２を介して、第２電力変換器１２から第２交流系統４の状態量と、直流系統５の状態量とを取得する。
　第２制御情報生成部２２は、少なくとも管理装置２から指定される上記の出力量と方向の指令値と第２交流系統４の状態量と直流系統５の状態量とに基づいて、第２電力変換器１２の平常運転時における電力変換量を指定する第２制御情報を生成する。例えば、第２制御情報は、第２電力変換器１２の出力量に対応する有効電力量、直流電力量などに関するデータであって、第２電力変換器１２の極制御に関するデータを含む。例えば、第２制御情報生成部２２は、第２交流系統４の状態量と直流系統５の状態量とに基づいた統計的な処理を行い、統計的な処理の結果を用いて第２制御情報を生成してもよい。第２制御情報生成部２２は、第２制御情報を第２変換器制御部３２に供給する。
　第１変換器制御部３１は、第１制御部３１１と、第１状態制御部３１２と、光通信部３１３と、を備える。
　第１制御部３１１は、第１制御情報生成部２１によって生成された第１制御情報と、第１状態制御部３１２を介して取得した各種情報と、第１状態制御部３１２による状態の解析結果に基づいて、第１電力変換器１１の出力量を制御する。第１制御部３１１による第１電力変換器１１の出力量の制御は、第１制御情報を制御目標とし、第１状態制御部３１２を介して取得した各種情報に含まれる第１交流系統３の状態値と直流系統５の状態値を帰還量とするフィードバック制御を実施してもよい。第１制御部３１１は、上記のフィードバック制御に基づいた第１電力変換器１１の出力量を得るように、交流直流変換器１１１における各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１に供給するゲートパルスを生成する。なお、第１制御部３１１は、第１交流系統３の位相と第１電力変換器１１の交流出力の位相を調整し、上記のゲートパルスの生成を上記の位相に基づいて生成する。第１制御部３１１は、制御部の一例である。なお、第１制御部３１１を配置する位置は、一例を示すものでありこれに限らない。
　第１状態制御部３１２は、第１制御情報生成部２１によって生成された第１制御情報と、第１電力変換器１１から第１交流系統３の状態値と直流系統５の状態値と、第２変換器制御部３２から第２電力変換器１２側の制御状態に関する情報とを取得する。
　第１状態制御部３１２は、第１電力変換器１１から取得した第１交流系統３の状態値と直流系統５の状態値とを、第１制御情報生成部２１と第１制御部３１１に供給する。
　第１状態制御部３１２は、第１制御情報生成部２１によって生成された第１制御情報と、第１電力変換器１１から第１交流系統３の状態値と直流系統５の状態値と、第２変換器制御部３２から第２電力変換器１２側の制御状態に関する情報とに基づいて、第１電力変換器１１に係る状態を解析する。第１状態制御部３１２は、その解析結果を、第１電力変換器１１と第１制御部３１１と第２変換器制御部３２とに供給する。例えば、第１状態制御部３１２は、第１交流系統３の状態値と直流系統５の状態値に予め定められた閾値を超える異常値が検出されたことを検出して、その結果を解析結果に含めてもよい。
　光通信部３１３は、第１電力変換器１１と通信するためのインタフェースを含む。例えば、光通信部３１３と第１電力変換器１１との間が光ファイバによって接続される。
　第２変換器制御部３２は、第２制御部３２１と、第２状態制御部３２２と、光通信部３２３と、を備える。第２変換器制御部３２は、第１変換器制御部３１に対応するものであり、第１変換器制御部３１と同様の構成を備える。
　なお、電力変換装置１において、第１制御情報生成部２１と第１変換器制御部３１は、第１交流系統３に接続される第１電力変換器１１に対応させて設けられている。これに対し、電力変換装置１において、第２制御情報生成部２２と第２変換器制御部３２は、第２交流系統４に接続される第２電力変換器１２に対応させて設けられている。第２電力変換器１２が第１電力変換器１１に、第２制御情報生成部２２が第１制御情報生成部２１に、第２変換器制御部３２が第１変換器制御部３１に、それぞれ対応し、同様に機能する。なお、第２変換器制御部３２は、変換器制御部の一例である。
　以下の実施形態の説明では、例えば、下記のように仮定する。管理装置２は、第１電力変換器１１が第１交流系統３の第１交流電力を直流電力に変換し、第２電力変換器１２が直流電力を第２交流電力に変換し、第２交流電力を第２交流系統４に出力することを指令する。これを受け、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、下記のように動作する。
　第２変換器制御部３２における第２状態制御部３２２は、第２交流系統４に関連する状態関連情報を、第１交流系統３と第２交流系統４の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。第２状態制御部３２２は、少なくとも生成された状態関連情報と第２電力変換器１２の電力変換量を指定する第２制御情報とに基づき、各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１の導通状態を切換える制御信号を、上記の制御周期ごとに生成する。
　第１変換器制御部３１における第１制御部３１１は、少なくとも生成された状態関連情報と第１電力変換器１１の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１の導通状態を切換える制御信号を、上記の制御周期ごとに生成する。
　以下、上記に関する各部のより詳細な説明を続ける。
　最初に、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２の一例について説明する。
　実施形態の第１電力変換器１１は、交流直流変換器１１１と、開閉器（Line Switch）１１２と、変換用変圧器１１３と、交流変成器（ＡＣＣＴ）１１４と、直流変成器（ＤＣＣＴ）１１５と、交流電圧計（ＡＣＶ）１１６と、光通信部１１７とを備える。
　第１交流系統３の交流送電線路ＡＣＬ１には、例えば、第１交流系統３側から、交流電圧計１１６、開閉器１１２、交流変成器１１４、変換用変圧器１１３、交流直流変換器１１１の順に、上記の各機器が配置される。
交流直流変換器１１１は、図示しない交流入出力端子と直流入出力端子とを有し、交流入出力端子と直流入出力端子の何れか一方から供給を受けた電力を変換して他方に出力する。交流直流変換器１１１の交流入出力端子が変換用変圧器１１３の２次側に接続され、直流入出力端子が第２電力変換器１２に接続される。
　第１の動作モード（変換モード）において、交流直流変換器１１１は、変換用変圧器１１３を介して第１交流系統３側から供給される第１交流電力の一部を直流電力に変換して、直流送電線路ＤＣＬに出力する。交流直流変換器１１１は、第２の動作モード（逆変換モード）において、直流系統５側から供給される直流電力の一部を第１交流電力に変換して、変換用変圧器１１３に供給する。なお、このような交流直流変換器１１１は、第１変換器制御部３１からの制御に従い電力を変換するための１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を備える。交流直流変換器１１１は、上記の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を機能させて電力を変換する。
　開閉器１１２は、第１変換器制御部３１の制御により電気接点の導通状態を切替えて、第１電力変換器１１と変換用変圧器１１３を第１交流系統３から絶縁し、或いは電気的に接続する。開閉器１１２は、上記の電気接点に連動する図示しない補助接点を有しており、補助接点信号として上記の電気接点の導通状態を出力する。
　変換用変圧器１１３は、開閉器１１２と交流直流変換器１１１の交流入出力端子との間に設けられ、第１交流系統３の電圧と交流直流変換器１１１の交流入出力端子の電圧とを整合させる。
　交流変成器１１４は、例えば、交流送電線路ＡＣＬ１における変換用変圧器１１３の１次側に設けられ、交流送電線路ＡＣＬ１に流れる電流を検出する。交流変成器１１４を配置する位置は、変換用変圧器１１３の２次側であってもよい。
　直流変成器１１５は、直流系統５（直流送電線路ＤＣＬ）に設けられ、直流系統５に流れる電流を検出する。
　交流電圧計１１６は、図示しない計機器用変圧器を備える。交流電圧計１１６は、交流送電線路ＡＣＬ１において開閉器１１２より第１交流系統３側に設けられ、交流送電線路ＡＣＬ１の電圧を検出する。交流電圧計１１６は、所謂保護継電器の一部として構成されていてもよい。
　実施形態の光通信部１１７は、第１変換器制御部３１と通信するためのインタフェースを含む。例えば、第１変換器制御部３１との通信は、例えば光ケーブルを利用した光通信による。光通信部１１７は、第１電力変換器１１内の各部が検出した状態量を第１変換器制御部３１に送信する。また、光通信部１１７は、少なくとも第１変換器制御部３１から交流直流変換器１１１と、開閉器１１２とを制御するための情報を受信する。光通信部１１７と第１変換器制御部３１との間の通信は、１系統の物理回線に各種情報を多重して送信してもよく、複数の系統に分かれた物理回線を用いて送信してもよい。
　第２電力変換器１２は、交流直流変換器１２１と、開閉器１２２と、変換用変圧器１２３と、交流変成器１２４と、直流変成器１２５と、交流電圧計１２６と、光通信部１２７とを備える。なお、第２電力変換器１２の各部は、例えば、対応する第１電力変換器１１の各部と同様であってもよく、その各部のうち一部が同様の要件を満たす範囲で異なる構成であってもよい。
　なお、第２電力変換器１２と、第２制御情報生成部２２と、第２変換器制御部３２と、についての説明は、第１電力変換器１１と、第１制御情報生成部２１と、第１変換器制御部３１と、の説明を参照する。
　続いて、図２を参照して、第１変換器制御部３１の一例について説明する。図２は、実施形態の第１状態制御部を説明するための図である。
　なお、図２に示す第１電力変換器１１ａと１１ｂは、説明の都合上、第１電力変換器１１を２つに分けて記載したものであり、第１電力変換器１１ａが第１変換器制御部３１に各種情報を提供する情報源を含み、第１電力変換器１１ｂが第１変換器制御部３１から制御される制御対象を含む。例えば、第１電力変換器１１ａは、情報源としての、開閉器１１２と、交流変成器１１４と、直流変成器１１５と、交流電圧計１１６と、を含む。なお、光通信部１１７ａは、光通信部３１３ａに接続され、少なくとも光信号を送信する。また、第１電力変換器１１ｂは、制御対象としての、交流直流変換器１１１と、開閉器１１２とを含む。なお、光通信部１１７ｂは、光通信部３１３ａに接続され、少なくとも光信号を受信する。
　また、第２変換器制御部３２ａと３２ｂとの組、第２状態制御部３２２ａと３２２ｂとの組、光通信部３１３ａと３１３ｂとの組についても、２つに分けての記載は上記と同様である。
　第１変換器制御部３１における第１状態制御部３１２は、第１電力変換器１１ａと、第１制御情報生成部２１と、第２変換器制御部３２ａの第２状態制御部３２２ａから、各種情報を取得する。
　なお、第１電力変換器１１ａからの情報には、開閉器１１２の電気接点の開閉状態と、交流変成器１１４により検出された交流送電線路ＡＣＬ１に流れる第１交流系統３の電流値（ＩＡＣ１）と、直流変成器１１５により検出された直流系統５の電流値（ＩＤＣ１）、と、交流電圧計１１６により検出された交流送電線路ＡＣＬ１の電圧値（ＶＡＣ１）などが含まれる。第２変換器制御部３２ａの第２状態制御部３２２ａからの情報には、第２変換器制御部３２ａにより解析され、交流送電線路ＡＣＬ２における系統事故の検出結果に係る解析結果が含まれる。
　第１状態制御部３１２は、取得した情報のうちから第１交流系統３の電流値と直流系統５の電流値を、第１制御情報生成部２１と、第１制御部３１１とに供給する。第１状態制御部３１２は、取得した情報のうちから交流送電線路ＡＣＬ１の電圧値を第１制御部３１１に供給する。
　第１状態制御部３１２は、予め定められた処理を実施して、ゲートブロック信号（stopping signal）、動作モード情報（モード）、開閉器１１２の制御情報、第１交流系統３の状態などに関する解析結果などを生成する。
　ゲートブロック信号は、第１電力変換器１１が備えている各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１をスイッチングするためのパルスの供給を停止して、ゲートブロック状態を生成するための信号である。第１状態制御部３１２がゲートブロック状態を生成する場合を単に「ＧＢ１を供給する」といい、その状態を解除する場合を単に「ＧＢ１を解除する」ということがある。なお、第２状態制御部３２２が生成するゲートブロック信号の場合には、「ＧＢ１」に代えて「ＧＢ２」を用いて説明する。
　動作モード情報（モード）は、第１電力変換器１１などの変換動作の種類を指定するための情報である。動作モード情報には、少なくとも変換モード、逆変換モードを指定する情報が含まれる。動作モード情報には、さらに、待機モードを指定する情報が含まれてもよい。
待機モードは、電力変換を停止させる動作モードである。待機モードを指定する情報は、ゲートブロック信号に関連するものであり。ゲートブロック信号を用いる場合には、待機モードを指定する情報を省略してもよい。
　開閉器１１２の制御情報は、開閉器１１２の補助接点信号に基づく、開閉器１１２の接点の開閉状態、または、その開閉状態に対応する論理状態を示す情報である。
　第１交流系統３の状態などに関する解析結果には、第１交流系統３の状態に基づいて生成された、第１交流系統の系統事故発生の検出情報と、各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１の制御を制限する制限情報と、第１電力変換器に対する直流電流出力指令値と、第１電力変換器に対する直流電力出力指令値と、第１電力変換器の制御特性の切換を指令する制御特性切換指令情報などのなかの少なくとも何れかの情報が含まれる。
　なお、第２交流系統４の状態についても上記と同様である。第２交流系統４の状態などに関する解析結果は、上記の第１交流系統３の場合と同様である。例えば、その解析結果には、第２交流系統４の状態に基づいて生成された、第２交流系統の系統事故発生の検出情報と、１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１の制御を制限する制限情報と、第２電力変換器に対する直流電流出力指令値と、第２電力変換器に対する直流電力出力指令値と、第２電力変換器の制御特性の切換を指令する制御特性切換指令情報などのなかの少なくとも何れかの情報が含まれる。
　さらに、第１状態制御部３１２は、上記のＧＢ１、動作モード情報などの情報を、連動要求信号を用いて第１制御部３１１に供給する。例えば、第１制御部３１１は、ＧＢ１に基づいた連動要求信号の供給を受けると、第１電力変換器１１が備えている各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１に対するパルスの供給を停止する。
　さらに、第１状態制御部３１２は、第１交流系統３の状態などに関する解析結果に基づいて、開閉器１１２を制御するための制御情報を、第１電力変換器１１ｂに供給する。
　さらに、第１状態制御部３１２は、第２状態制御部３２２ｂに、第１交流系統３の状態に関する解析結果を送信する。
　なお、第１制御情報生成部２１からの情報には、第１電力変換器１１の出力量と出力方向の指令値に関する情報が含まれる。
　なお、第２状態制御部３２２からの情報には、第２状態制御部３２２の解析結果に関する情報が含まれる。上記の第２状態制御部３２２の解析結果に関する情報には、上記と同様に第２交流系統の状態に基づいて生成された情報が含まれる。例えば、第２交流系統の状態に基づいて生成された情報は、第２交流系統の系統事故発生の検出情報と、１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１の制御を制限する制限情報と、第２電力変換器１２に対する直流電流出力指令値と、第２電力変換器１２に対する交流電力出力指令値と、第２電力変換器１２の制御特性の切換を指令する制御特性切換指令情報とのなかの少なくとも何れかの情報が含まれる。
　ここで、電力変換装置１における動作モードの切替えに関する状態遷移に関する要件を整理する。
　電力変換装置１は、平常運転時に適用される変換モードと逆変換モード、または、動作環境などに障害が有る状態のもとで適用される待機モードとを切替える。変換モードと逆変換モードは、電力変換装置１及びその動作環境に障害が無い平常運転の状態で、電力変換機能を有効にして動作させるモードである。平常運転時には、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２のなかの一方が変換モードで機能し、他方が逆変換モードで機能する。
　これに対し、待機モードは、電力変換装置１又はその動作環境に障害が有る状態で、電力変換機能を制御により停止させた状態にするモードである。
　第１電力変換器１１を待機モードに切り替える条件には下記のものが含まれる。
・第１交流系統３の電流値（ＩＡＣ１）が予め定められた閾値を超えた過電流状態にあること。
・直流系統５の電流値（ＩＤＣ１）が予め定められた閾値を超えた過電流状態にあること。
・第１交流系統３の電圧値（ＡＣＶ１）が予め定められた閾値を超えた過電圧状態にあること。
・第１電力変換器１１が内部に備える直流コンデンサ（不図示）の電圧が予め定められた閾値を超えた過電圧状態にあること。なお、直流コンデンサは、直流系統５の正極と負極間に設けられる場合や、直流系統５の正極又は負極と中性点間にそれぞれ設けられる場合や、電力変換器内部に複数独立で設けられる場合などがある。複数のコンデンサが設けられている場合、過電圧状態はそれぞれのコンデンサについて検出してもよい。
・第２変換器制御部３２によって、第２交流系統４及び第２電力変換器１２に異常状態が生じていることが検出された状態にあること。
　上記の第２変換器制御部３２によって検出された状態には、例えば下記のものが含まれる。
・第２交流系統４の電流値（ＩＡＣ２）が予め定められた閾値を超えた過電流状態。
・直流系統５の電流値（ＩＤＣ２）が予め定められた閾値を超えた過電流状態。
・第２交流系統４の電圧値（ＡＣＶ２）が予め定められた閾値を超えた過電圧状態。
・第２電力変換器１２が内部に備える直流コンデンサの電圧が予め定められた閾値を超えた過電圧状態。
・開閉器１２２が、制御されることなく開放状態になった状態。
　上記のような状態が検出された場合、第１状態制御部３１２は、第１電力変換器１１の動作を待機モードに切り替える。待機モードにするには、第１状態制御部３１２は、ＧＢ１を出力することにより、第１電力変換器１１の半導体スイッチに対する制御パルス信号を停止させて、半導体スイッチをオフ状態にする。
　例えば、第２変換器制御部３２によって第２交流系統４及び第２電力変換器１２に平常動作時とは異なる異常状態が生じていることが検出され、第１状態制御部３１２は、その通知を受けると、第１制御部３１１の動作モードとして待機モードを指定して、ゲートブロック信号を出力する。
　ここで、幾つかの条件を示して、その条件における動作パターンを例示して説明する。
　動作パターンは、次に示すシナリオ１と２に大別できる。
シナリオ１：逆変換装置側の第２交流系統４で系統事故が発生した場合。
・シナリオ１－１：シナリオ１において、開閉器１２２が遮断していない場合。
・シナリオ１－２：シナリオ１において、開閉器１２２が遮断している場合。
シナリオ２：変換装置側の第１交流系統３で系統事故が発生した場合。
　以下、上記の各シナリオについて順に説明する。
　なお、各シナリオに共通する条件は下記の通りである。管理装置２は、例えば、第１電力変換器１１を変換モードに、第２電力変換器１２を逆変換モードで動作させることを指令する。
［シナリオ１－１］
　図３を参照して、逆変換装置側の第２交流系統４で系統事故が発生し、系統事故の状態が継続しているが開閉器１２２が遮断していない場合について説明する。例えば、系統事故が発生してから開閉器１２２が遮断されるまでに数十ミリ秒掛かる場合がある。このシナリオ１－１は、上記のような過渡状態に生じることがある。
（系統事故発生時）
　図３は、実施形態の電力変換装置に係る系統事故発生時の動きを説明するための図である。図３に、下記する各状態の変化を時系列で示す。図３（ａ）から（ｆ）に示す各状態は、上から順に、（ａ）第２交流系統４の状態、（ｂ）ＧＢ２の状態、（ｃ）第２電力変換器１２の制御モード、（ｄ）連動要求信号、（ｅ）ＧＢ１の状態、（ｆ）第１電力変換器１１の制御モード、についてである。なお、時間軸（横軸）のｋから（ｋ＋３）は、制御周期により定まる制御サイクルを識別するための番号である。例えば、ｋは、任意の自然数である。
　例えば、制御サイクルｋになるまでは、管理装置２からの指令により、第１電力変換器１１が変換モードで、第２電力変換器１２が逆変換モードで動作している。
　制御サイクルｋの段階で、図３（ａ）に矢印で示すタイミングで第２交流系統４に系統事故が発生する。第２交流系統４の系統事故は、第２電力変換器１２によって検出される。
　次に、制御サイクル（ｋ＋１）になると、第２状態制御部３２２は、第２電力変換器１２により検出された状態により、その制御サイクルの切替えタイミングに同期して、図３（ｂ）に示すようにＧＢ２を第２制御部３２１に供給する。この場合、例えば、第２電力変換器１２により検出された状態には、第２交流系統４の電圧値に擾乱などがあり、電流値に過電流状態が生じていることの他、開閉器１２２が導通状態にあることが含まれる。
　また、第２状態制御部３２２は、その制御サイクルの切替えタイミングに同期して、図３（ｃ）に示すように第２電力変換器１２を待機モードにして、電力変換を制限しつつ第２電力変換器１２の動作を継続させる。
　さらに、第２状態制御部３２２は、図３（ｄ）に示す連動要求の状態を変えて、連動要求を送ることにより、ＧＢ２を発したことを第１電力変換器１１の第１状態制御部３１２に通知する。第１状態制御部３１２は、第２状態制御部３２２からＧＢ２を発したことの通知を受ける。
　次に、制御サイクル（ｋ＋２）になると、第１状態制御部３１２は、上記の連動要求により、その制御サイクルの切替えタイミングに同期して、図３（ｅ）に示すように、第１電力変換器１１を待機モードにするためのＧＢ１を第１制御部３１１に供給する。
　第１状態制御部３１２は、このＧＢ１により、図３（ｆ）に示すように第１電力変換器１１を待機モードにして、電力変換を制限しつつ第１電力変換器１１の動作を継続させる。これにより、第１電力変換器１１は、動作を継続しつつ、電力変換量を所望の量に制限することが可能になる。電力変換装置１は、制御サイクル（ｋ＋３）以降も状態に所定の変化があるまでこの状態を保持する。
　なお、上記のとおりは、電力変換装置１は、系統事故の検出後に、速やかに待機モードに制御状態を遷移させることが可能であり、系統事故の検出からの遅れ時間を低減することができる。
　なお、第１状態制御部３１２は、第２電力変換器１２側の交流電圧・交流電流の値に基づいて生成された情報を、第１電力変換器１１を待機モードに遷移させることを決定する条件に含めることができる。
　このようにして系統事故の発生を検出したことにより、事故点側の第２電力変換器１２が先に待機モードに入り、それに続いて、事故点から離れた側の第１電力変換器１１が待機モードに入る。第１電力変換器１１と第２電力変換器１２とが待機モードに入るタイミングに時間差が生じる。この時間差は、例えば、予め定められた制御周期と一致する。上記の程度の時間差であれば、系統事故の影響で障害が生じる程になるまでの間、第１電力変換器１１の変換動作を制限することができる。
（自動復帰）
　交流系統の系統事故などの要因が系統側の擾乱、瞬時停電などの場合、系統事故に起因する事象が比較的短時間に解消することがある。電力変換装置１が交流系統から解列されずに待機モードに制御されている状態にあれば、例えば、下記の手順に従い自動復帰が実施される。
　第２状態制御部３２２は、事故点側の交流系統の状態が復旧していることを検出し、第２電力変換器１２を交流系統に連系可能な状態にした後に、ＧＢ２を解除する。これにより、第２電力変換器１２は、交流電力への変換を再開する。
　さらに、第２状態制御部３２２は、ＧＢ２の解除を、連動要求信号を用いて第１状態制御部３１２に通知する。第１状態制御部３１２は、ＧＢ２の解除の通知を受け、第１電力変換器１１に対するＧＢ１を解除する。第１電力変換器１１は、直流電力への変換を再開する。
　これにより、電力変換装置１は、交流系統に系統事故などの発生した際に第１電力変換器１１と第２電力変換器１２とを待機モードにしておくことで、交流系統の系統事故などの発生から比較的短時間で系統事故の要因が解消した場合に、比較的速やかにその待機モードを解除することにより電力の変換を再開することができる。
［シナリオ１－２］
　逆変換装置側の第２交流系統４で系統事故が発生し、開閉器１２２が遮断している場合について説明する。
（系統事故発生時）
　シナリオ１－１に対する相違点を中心に説明する。
　この場合、第２電力変換器１２が検出する状態には、第２交流系統４の電圧値に擾乱があり、電流値に、開閉器１２２が遮断されるまで過電流状態が生じていたことの他、開閉器１２２が遮断状態にあることが含まれる。
　第２状態制御部３２２は、第２電力変換器１２により検出された状態により、ＧＢ２を第２制御部３２１に供給する。第２状態制御部３２２は、第２電力変換器１２を待機モードにして、電力変換を制限しつつ第２電力変換器１２の動作を継続する。さらに、第２状態制御部３２２は、ＧＢ２を発したことを、連動要求信号を用いて第１電力変換器１１の第１状態制御部３１２に通知する。以下の動作は、シナリオ１－１と同様である。
（自動復帰）
　この場合、電力変換装置１は、第２交流系統４から解列されている。電力変換装置１が第２交流系統４から解列された状態になっている場合の第１電力変換器１１と第２電力変換器１２の状態は下記の２通りの場合がある。第１の場合が、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２とがそれぞれ待機モードに制御されている場合であり、第２の場合が、第１電力変換器１１が変換モードに、第２電力変換器１２が待機モードに制御されている場合である。
　上記の状態からの復旧は、例えば、下記の手順に従い実施される。
　まず、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２がそれぞれ待機モードにある第１の場合について説明する。
　第２状態制御部３２２は、事故点側の交流系統の状態が復旧していることを検出し、第２電力変換器１２を交流系統に連系可能な状態にした後に、開閉器１２２の遮断状態を維持したままＧＢ２を解除する。これにより、第２電力変換器１２は、交流電力の変換が可能な状態になる。
　さらに、第２状態制御部３２２は、ＧＢ２が解除されたことと、開閉器１２２が遮断状態にあることとを、連動要求信号を用いて第１状態制御部３１２に通知する。第１状態制御部３１２は、ＧＢ２が解除されたことと、開閉器１２２が遮断状態にあることとの通知を受けるが、第１電力変換器１１に対するＧＢ１を維持する。
　第２状態制御部３２２は、上記のようにＧＢ２を解除した後、第１電力変換器１１からの出力が、第２交流系統４に連系動作可能と判定可能な予め定められた条件を満たした場合に、開閉器１２２を導通状態にする。これにより、第２電力変換器１２は、第２交流系統４に連系する。
　さらに、第２状態制御部３２２は、開閉器１２２を導通状態に遷移させたことを、連動要求信号を用いて第１状態制御部３１２に通知する。第１状態制御部３１２は、開閉器１２２を導通状態に遷移させたことの通知を受けて、第１電力変換器１１に対するＧＢ１を解除する。第１電力変換器１１は、直流電力の変換を再開する。
　これにより、電力変換装置１は、交流系統の系統事故などの発生から、比較的短時間で、その交流系統の状態が復旧する場合には、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２を待機モードにして、その待機モードを解除することにより電力の変換を再開することができる。
　なお、第１電力変換器１１が変換モードに、第２電力変換器１２が待機モードに制御されている第２の場合は、上記の第１の場合の説明の後半部分と共通する。
［シナリオ２］
　変換装置側の第１交流系統３で系統事故が発生した場合について説明する。
（系統事故発生時）
　第１交流系統３の系統事故は、変換モードで動作している第１電力変換器１１によって検出される。第１状態制御部３１２は、第１電力変換器１１により検出された状態により、ＧＢ１を第１制御部３１１に供給する。この場合、第１電力変換器１１により検出された状態には、第１交流系統３の電圧値に擾乱があり、電流値に過電流状態が生じていることの他、開閉器１１２が導通状態にあることが含まれる。これにより、第１状態制御部３１２は、第１電力変換器１１を待機モードにして、動作を継続する。さらに、第１状態制御部３１２は、連動要求信号を用いてＧＢ１を発したことを、連動要求信号を用いて第２電力変換器１２の第２状態制御部３２２に通知する。
　第２状態制御部３２２は、第１状態制御部３１２からＧＢ１を発したことの通知を受け、第２電力変換器１２を待機モードにするためのＧＢ２を第２制御部３２１に供給する。これにより、第２電力変換器１２は、動作を継続しつつ、電力変換量を所望の量に制限することが可能になる。
　なお、上記のとおりは、電力変換装置１は、系統事故の検出後に、速やかに状態を遷移させることが可能であり、制御の遅れによる無駄時間を低減することができる。
（自動復帰）
　電力変換装置１は、変換装置側の第１交流系統３で系統事故が発生した後に、第１交流系統３から交流電力が供給されるまで、待機モードで待機する。変換装置側の第１交流系統３で系統事故が発生した場合から自動復帰する場合の動作は、前述の逆変換装置側の第２交流系統４に系統事故が生じた場合と同様である。
　実施形態によれば、実施形態の電力変換装置１は、第１電力変換器１１と、第２電力変換器１２と、第２状態制御部３２２と、第１制御部３１１と、を持つ。第１電力変換器１１は、第１の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を交流の相毎に含み、交流の各相の１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１を機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも第１交流系統３の第１交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換器１２は、第２の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１を交流の相毎に含み、交流の各相の１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１を機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも直流電力を第２交流電力に変換し、第２交流電力を第２交流系統４に出力する。第２状態制御部３２２は、第１交流系統３の状態又は第２交流系統４の状態に関連する状態関連情報を、第１交流系統３と第２交流系統４の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。第１制御部３１１は、少なくとも第２状態制御部３２２によって生成された状態関連情報と第１電力変換器１１の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、１つ以上の第１半導体スイッチ１１１１の導通状態を切換える制御信号を、その制御周期ごとに生成する。これにより、電力変換装置１は、交流系統に生じた系統事故の影響を軽減することができる。
　また、電力変換装置１は、第１制御部３１１を含む第１変換器制御部３１（第１ユニット）をさらに備える。第２状態制御部３２２は、第２交流電力を第２電力変換器１２から第２交流系統４に出力できない事象が少なくとも第２交流系統４に発生したことを、予め定められた識別基準に従い検出する。第２状態制御部３２２は、検出された事象に基づいて生成された状態関連情報に基づく動作要求情報を第１変換器制御部３１に通知することにより、第１変換器制御部３１の第１制御部３１１は、状態関連情報に基づいて第１電力変換器１１を制御することができる。
　また、電力変換装置１の第２状態制御部３２２は、第２交流系統４の状態が平常運転時とは異なる状態にあることを検出し、前記検出された状態に基づいて第１変換器制御部３１に通知して、第１変換器制御部３１が第１電力変換器１１を制御する。これにより、第２状態制御部３２２が平常運転時とは異なる状態にあることを検出したことにより、第１電力変換器１１による電力の変換を中断させるように、第１変換器制御部３１が第１電力変換器１１を制御することができる。
　また、電力変換装置１の第２状態制御部３２２は、第２交流系統４の状態に基づいて、第２交流系統４の系統事故発生の検出情報と、１つ以上の第２半導体スイッチ１２１１の制御を制限する制限情報と、第２電力変換器１２に対する直流電流出力指令値と、第２電力変換器１２に対する直流電力出力指令値と、第２電力変換器１２の制御特性の切換を指令する制御特性切換指令情報とのなかの少なくとも何れかに対応する状態関連情報を生成する。これにより、第２状態制御部３２２は、第２交流系統４の状態を各種情報に基づいて状態関連情報を生成することができる。さらに、第２状態制御部３２２からその状態関連情報を動作要求情報として通知することが可能になる。
　また、電力変換装置１の第２状態制御部３２２は、第１交流系統３の状態と第２交流系統４の状態の何れかが平常運転時とは異なる状態にあることを検出し、前記検出された状態に基づいて第１変換器制御部３１に通知して、第１変換器制御部３１が第１電力変換器１１を制御する。これにより、第２状態制御部３２２が平常運転時とは異なる状態にあることを検出したことにより、第１電力変換器１１による電力の変換を中断させるように、第１変換器制御部３１が第１電力変換器１１を制御することができる。
　また、電力変換装置１は、第１変換器制御部３１と、第２変換器制御部３２（第２ユニット）と、をさらに備える。第１変換器制御部３１は、第１電力変換器１１に対応付けて設けられ、第１変換器制御部３１内に第１制御部３１１と第１制御部３１１に対応付けられた第１状態制御部３１２とを備える。第２変換器制御部３２は、第２電力変換器１２に対応付けて設けられ、第２変換器制御部３２内に第２制御部３２１と第２状態制御部３２２（状態制御部）とを備える。第１状態制御部３１２と第２状態制御部３２２とが通信する。これにより、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、互いの制御状態を共有することができる。
　また、電力変換装置１は、少なくとも第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２とを収納可能な筐体ＦＬ（図１）をさらに備える。第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、筐体ＦＬ内に設けられた伝送路４２を介して通信する。これにより、電力変換装置１は、筐体ＦＬ内に第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２とを収納することができ、装置の小型化に貢献する。なお、筐体ＦＬは、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２をはじめとする複数のユニットを収納可能なものであってよい。
　また、電力変換装置１の第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して、伝送路４２を利用して通信する。これにより、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、第１電力変換器１１が備える第１半導体スイッチ１１１１と第２電力変換器１２が備える第２半導体スイッチ１２１１のそれぞれを、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して切替えることができる。
　例えば、電力変換装置１の第１変換器制御部３１が第１周波数源を含み、第２変換器制御部３２が第２周波数源を含むことがある。例えば、第１周波数源と第２周波数源は、第１変換器制御部３１又は第２変換器制御部３２に含まれる演算器を機能させるクロック源であり、その演算器の動作周波数のクロックを繰り返し信号としてもよい。
　このような場合には、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、第１変換器制御部３１の第１周波数源と第２変換器制御部３２の第２周波数源の何れかに基づいた繰り返し信号に同期して、伝送路４２を利用して通信することができ、これにより、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、第１電力変換器１１が備える第１半導体スイッチ１１１１と第２電力変換器１２が備える第２半導体スイッチ１２１１のそれぞれを、共通のタイミングに同期して切替えることができる。
　なお、上記の第１半導体スイッチ１１１１と第２半導体スイッチ１２１１は、自励型の制御に適用可能な、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＩＥＧＴ（Injection Enhanced Gate Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などである。
　なお、第１制御部３１１と第２制御部３２１は、コンデンサ（直流コンデンサ）などの蓄電要素を含む。また、第１制御部３１１と第２制御部３２１は、モジュラーマルチレベル（Modular Multilevel Converter、ＭＭＣ）型の駆動部を含むものであってもよく、２レベル型の駆動部を含むものであってもよい。２レベル型の駆動部は、電圧型コンバータ（Voltage Sourced Converter）の一例である。
　なお、電力変換装置１における直流系統５は、高圧直流送電（ＨＶＤＣ：High-Voltage Direct Current Transmission）であってもよい。
　なお、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、共有の筐体に搭載されるユニットとして形成されていてもよい。或いは、上記の筐体に代えて、筐体内に搭載される一又は複数の盤（サブラック）として形成されていてもよい。上記の各ユニットは、同一の筐体内に設けられた共通のバス又はネットワークなどの伝送路などによって接続される。
　さらに、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、それぞれが共通するモールド材、又はパッケージに含まれる半導体装置の一部に含まれていてもよい。又は、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、個々の半導体装置として形成され、それぞれが共通するモールド材、又はパッケージに含まれる半導体装置の一部に含まれていてもよい。この場合、第１変換器制御部３１などは、共通するモールド材、又はパッケージの内部で、それぞれが共通のバス（伝送路）に接続されていてもよい。上記のパッケージは、筐体の一例である。
　なお、実施形態の電力変換装置１における第２状態制御部３２２と第１制御部３１１との組は、状態制御部と制御部の一例であり、第２状態制御部３２２と第１制御部３１１との組とは異なる組み合わせであってもよい。また、第２状態制御部３２２と第１制御部３１１は、異なる変換器制御部に含まれる事例について説明したが、共通する変換器制御部に配置されていてもよく、上記の事例とは異なる変換器制御部（ユニット）に配置されてもよい。
（第２の実施形態）
　図４Ａを参照して、第２の実施形態の電力変換装置について説明する。図４Ａは、実施形態の電力変換装置の構成図である。図４Ａに示す電力変換システムは、電力変換装置１Ａと、管理装置２とを備える。電力変換装置１Ａは、管理装置２からの指令に従い電力を変換することにより、第１交流系統３と第２交流系統４との間で何れか１方向にまたは条件により方向を切替えて送電を可能にする。
　実施形態の電力変換装置１Ａは、第１電力変換器１１Ａと、第２電力変換器１２Ａと、第１制御情報生成部２１Ａと、第２制御情報生成部２２Ａと、第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３と、伝送路４１と、伝送路４２とを備える。
　なお、電力変換装置１Ａは、第１の実施形態の電力変換装置１と同様に、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａを、変換モードと逆変換モードと待機モードの何れかのモードに制御することにより、平常運転時には変換した電力を中継し、例えば、系統事故が発生した場合には、電力の変換を停止する。これに関する詳細は、第１の実施形態を参照する。
　以下の説明では、第３変換器制御部３３などが追加されたことによる相違点を中心に説明する。
　伝送路４１は、これに接続された複数のユニット（機能部）間の通信を可能にする。例えば、伝送路４１は、バスであってもよく、図示しない通信装置を介在して通信するものであってもよい。
　伝送路４２は、これに接続された複数のユニット（機能部）間の通信を可能にする。例えば、伝送路４２には、少なくとも第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３とがそれぞれ接続される。第１変換器制御部３１Ａが第１ユニットの一例であり、第２変換器制御部３２Ａが第２ユニットの一例であり、第３変換器制御部３３が第３ユニットの一例である。
　このような伝送路４２は、少なくとも第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３とが接続されるバスを含むものであってもよく、上記の各装置間の通信を可能にする図示しない通信装置を含むものであってもよい。例えば、伝送路４２は、少なくとも第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３との間で、比較的高速な通信を可能にする。
　なお、伝送路４１と伝送路４２は、互いに独立して設けてよいが、１つに纏めてもよい。
　第１電力変換器１１Ａは、交流直流変換器１１１と、開閉器１１２と、変換用変圧器１１３と、交流変成器（ＡＣＣＴ）１１４と、直流変成器（ＤＣＣＴ）１１５と、交流電圧計１１６と、光通信部１１７Ａ（変換器通信部）とを備える。
　実施形態の光通信部１１７Ａは、第１変換器制御部３１Ａと第３変換器制御部３３と通信するためのインタフェースである。例えば、第１変換器制御部３１と第３変換器制御部３３との通信は、例えば光ケーブルを利用した光通信による。光通信部１１７Ａは、第１電力変換器１１Ａ内の各部が検出した状態量などを第１変換器制御部３１Ａと第３変換器制御部３３に送信する。また、光通信部１１７Ａは、少なくとも第１変換器制御部３１Ａと第３変換器制御部３３の何れかから交流直流変換器１１１を制御するための信号を受信する。さらに、光通信部１１７Ａは、それと同様に開閉器１１２を制御するための信号を受信してもよい。
　第２電力変換器１２Ａは、交流直流変換器１２１と、開閉器１２２と、変換用変圧器１２３と、交流変成器１２４と、直流変成器１２５と、交流電圧計１２６と、光通信部１２７Ａとを備える。
　実施形態の光通信部１２７Ａは、第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３と通信するためのインタフェースである。例えば、第２変換器制御部３２と第３変換器制御部３３との通信は、例えば光ケーブルを利用した光通信による。光通信部１２７Ａは、第２電力変換器１２Ａ内の各部が検出した状態量などを第３変換器制御部３３に送信する。また、光通信部１２７Ａは、少なくとも第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３の何れかから交流直流変換器１２１を制御するための信号を受信する。さらに、光通信部１２７Ａは、それと同様に開閉器１２２を制御するための信号を受信してもよい。
　実施形態の第１制御情報生成部２１Ａと第２制御情報生成部２２Ａは、２重化されており、冗長構成を成す。第１制御情報生成部２１Ａと第２制御情報生成部２２Ａの何れかが現用系として機能して、他方が予備系になる。以下、これらを代表して第１制御情報生成部２１Ａについて説明する。なお、第２制御情報生成部２２Ａは、第１制御情報生成部２１Ａに代わり、第１制御情報生成部２１Ａと同様の機能を実行可能である。
　第１制御情報生成部２１Ａは、管理装置２と通信する。第１制御情報生成部２１Ａは、少なくとも管理装置２から第１電力変換器１１Ａの出力量と第２電力変換器１２Ａの出力量を指定する指令値を取得する。
　第１制御情報生成部２１Ａは、伝送路４１を介して、第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３と通信する。第１制御情報生成部２１Ａは、例えば、第１電力変換器１１Ａから第１交流系統３の状態量と、第２電力変換器１２Ａから第１交流系統３の状態量と、直流系統５の状態量とを取得する。なお、第１制御情報生成部２１Ａは、例えば、上記の情報の取得を、第３変換器制御部３３を経て取得するか或いは、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れかを経て取得する。
　第１制御情報生成部２１Ａは、少なくとも管理装置２から指定される第１電力変換器１１Ａの出力量の指令値と第１交流系統３の状態量とに基づいて、第１電力変換器１１Ａの平常運転時における電力変換量を指定する第１制御情報を生成する。第１制御情報生成部２１Ａは、例えば、第１制御情報を、第３変換器制御部３３と第１変換器制御部３１Ａとに供給する。
　第１制御情報生成部２１Ａは、少なくとも管理装置２から指定される第２電力変換器１２Ａの出力量の指令値と第２交流系統４の状態量とに基づいて、第２電力変換器１２Ａの平常運転時における電力変換量を指定する第２制御情報を生成する。第１制御情報生成部２１Ａは、例えば、第２制御情報を、第３変換器制御部３３と第２変換器制御部３２Ａとに供給する。
　第１変換器制御部３１Ａは、第１電力変換器１１Ａに対応付けて設けられる。第１変換器制御部３１Ａは、その内部に少なくとも第１状態制御部３１２Ａと第１制御部３１１と光通信部３１３（第１ユニット通信部）とを備える。
　第２変換器制御部３２Ａは、第２電力変換器１２Ａに対応付けて設けられる。第２変換器制御部３２Ａは、その内部に少なくとも第２状態制御部３２２Ａと第２制御部３２１と光通信部３２３（第２ユニット通信部）とを備える。
　第３変換器制御部３３には、個別に対応付けて設けられた電力変換器はない。第３変換器制御部３３は、その内部に少なくとも第３状態制御部３３２と第３制御部３３１と光通信部３３３（第３ユニット通信部）とを備える。第３変換器制御部３３は、第１交流系統３の状態又は第２交流系統４の状態に関連する状態関連情報を、第１交流系統３と第２交流系統４の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。
　第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３とは、各電力変換器に対する制御部に位置づけられる。第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３は、Ｎ個の現用系に対し１個の予備系が設けられた（Ｎ＋１）型の冗長構成をとる。実施形態の事例では、Ｎの値を２にした場合を示す。つまり、実施形態によれば、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａとが各電力変換器に対する制御部の現用系として機能し、第３変換器制御部３３が予備系になる。なお、Ｎ個の現用系のなかで何れかの変換器制御部に障害が発生したことの検出と、検出後に予備系を起動して現用系として機能させるための処理と方法は、既知の方法を適用することができる。例えば、現用系として機能する場合に、必然的に実施する動作の実施を検出し、その結果により、規定の動作が実施されていることを識別する。
　なお、第３変換器制御部３３が予備系に割り当てられている場合には、第３制御部３３１は、待機状態にあり、各電力変換器を駆動することはない。第３変換器制御部３３が予備系から現用系に切換ることで、第３制御部３３１は、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れかに代わり、その変換器制御部に対応する電力変換器を駆動する。
　例えば、図４Ｂを参照して、第２変換器制御部３２Ａに障害が発生し、第３変換器制御部３３がそれを代行する場合について説明する。図４Ｂは、実施形態の第３変換器制御部が現用系の機能部を代行している状態を説明するための図である。なお、第２変換器制御部３２Ａに障害が発生するという事象は、電力変換装置１Ａにおける冗長構成の現用系を継続して機能させるための要件が、所定の条件を満たさないことの一例である。
　なお、上記の所定の条件を満たしている期間、例えば、第２変換器制御部３２Ａなどに障害が発生するまでの期間内であれば、第１の実施形態と同様に、第１変換器制御部３１Ａが第１電力変換器１１Ａを駆動し、第２変換器制御部３２Ａが第２電力変換器１２Ａを駆動する。
　その後、例えば、第２変換器制御部３２Ａに障害が発生したことが検出されると、第２変換器制御部３２Ａの機能が、第３変換器制御部３３に引き継がれる。図４Ｂに示す状態は、その機能の引き継ぎ後の状態である。この状態にある場合、第３変換器制御部３３は、予備系としての待機状態を中断して、第２変換器制御部３２Ａの機能を引き継いで、第２変換器制御部３２Ａに代わって機能する。
　ここで、図４Ｂを参照して、上記のように第２変換器制御部３２Ａ等の障害により、第３変換器制御部３３が、第１電力変換器１１Ａを制御する場合の動作を整理する。図４Ｂに破線矢印は、第２交流系統４に系統事故が発生した場合に、第１電力変換器１１Ａを待機モードで制御する状況の情報の流れを示すものである。
　図４Ｂによれば、第２電力変換器１２Ａが検出した交流電流の値が、光通信部１２７Ａと光通信部３３３とを経て、第２電力変換器１２Ａから第３変換器制御部３３に送られる。第３変換器制御部３３の第３状態制御部３３２は、その交流電流の変化から第２交流系統４の系統事故の発生を検出する。第３状態制御部３３２は、系統事故が発生したことを、連動要求信号を用いて第１変換器制御部３１Ａに通知する。第１変換器制御部３１Ａは、伝送路４２を経て通知された連動要求信号を受け、ＧＢ１を発して、第１電力変換器１１Ａを待機状態にする。
　また、第３状態制御部３３２は、上記の系統事故が発生したことの通知に合わせて、ＧＢ２を発して、第２電力変換器１２Ａを待機状態にする。
　なお、上記は、系統事故発生時の動作を説明したものであるが、系統事故の要因が解消して自動復帰する場合も同様である。
　実施形態によれば電力変換装置１Ａは、第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３と、を備える。第１変換器制御部３１Ａは、第１電力変換器１１Ａに対応付けて設けられる。第１変換器制御部３１Ａは、その内部に第１状態制御部３１２Ａと第１制御部３１１とを備える。第２変換器制御部３２Ａは、第２電力変換器１２Ａに対応付けて設けられる。第２変換器制御部３２Ａは、その内部に少なくとも第２状態制御部３２２Ａと第２制御部３２１とを備える。第３変換器制御部３３は、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れかに代わり、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａの何れかを制御する第３制御部３３１を備える。これにより、第３変換器制御部３３は、例えば、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れかに障害が生じた際に、これらの何れかに代わり、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａの何れかを制御することができる。
　また、電力変換装置１Ａの第３変換器制御部３３は、光通信部３３３（第３ユニット通信部）をさらに備える。光通信部３３３は、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａのそれぞれと通信する。これにより、第３変換器制御部３３は、光通信部３３３を介して、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａのそれぞれと通信することにより、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａを制御したり、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａからの情報を収集したりすることができる。
　また、電力変換装置１Ａの第１変換器制御部３１Ａは、光通信部３１３をさらに備える。第１電力変換器１１Ａは、光通信部１１７Ａをさらに備える。第１電力変換器１１Ａの光通信部１１７Ａは、第１変換器制御部３１Ａの光通信部３１３と第３変換器制御部３３の光通信部３３３とそれぞれと通信する。これにより、第１電力変換器１１Ａは、光通信部１１７Ａを介して、第１変換器制御部３１Ａと第３変換器制御部３３のそれぞれと通信することにより、第１変換器制御部３１Ａ又は第３変換器制御部３３から制御を受けたり、第１変換器制御部３１Ａと第３変換器制御部３３に情報を提供したりすることができる。
　また、電力変換装置１は、少なくとも第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２とを収納可能な筐体ＦＬ（図１）をさらに備える。第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２は、筐体ＦＬ内に設けられた伝送路４２を介して通信する。これにより、電力変換装置１は、筐体ＦＬ内に第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２とを収納することができ、装置の小型化に貢献する。
　また、第１変換器制御部３１Ａと、第２変換器制御部３２Ａと、第３変換器制御部３３は、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して、伝送路４２を利用して通信する。これにより、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａと第３変換器制御部３３は、第１電力変換器１１が備える第１半導体スイッチ１１１１と第２電力変換器１２が備える第２半導体スイッチ１２１１のそれぞれを、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して切替えることができる。
　なお、第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２と第３変換器制御部３３は、共有の筐体内に搭載されるユニットとして形成されていてもよい。或いは、上記の筐体に代えて、筐体内に搭載される一又は複数の盤（サブラック）として形成されていてもよい。上記の各ユニットは、同一の筐体内に設けられた共通のバス又はネットワークなどの伝送路によって接続される。第１変換器制御部３１と第２変換器制御部３２と第３変換器制御部３３を纏めて、第１変換器制御部３１などという。
　さらに、第１変換器制御部３１などは、それぞれが異なるパッケージに含まれる半導体装置として形成されていてもよく、それぞれが共通のバス（伝送路）に接続されていてもよい。
　なお、第１変換器制御部３１などが接続される伝送路４１と伝送路４２は、それぞれが単一構成であってもよく、２重化されて冗長性を有するものであってもよい。
　なお、比較例の電力変換装置において変換器制御部（制御装置）を冗長化する場合、通常であれば２つの電力変換器の変換器制御部（制御装置）のそれぞれに対して冗長構成のための変換器制御部（制御装置）を設ける。これに対し、実施形態の電力変換装置１であれば、冗長構成のための変換器制御部３３を１つ設けることで、２つの電力変換器に対する変換器制御部として共用化される。このように、電力変換装置１は、上記の比較例に対して、より簡素に構成でき、経済的な観点においても有利である。
（第２の実施形態の変形例）
　第２の実施形態の変形例について説明する。
　第２の実施形態の第３変換器制御部３３は、（Ｎ＋１）型の冗長構成における予備系であった。本変形例の第３変換器制御部３３は、（Ｎ＋１）型の冗長構成における予備系であり、さらに、上記の予備系として待機状態にある場合に、第３状態制御部３３２を機能させて、電力変換装置１Ａの全体の統合制御を実施する。
　図５を参照して、本変形例の第３状態制御部のより具体的な事例について説明する。図５は、実施形態の変形例の第３状態制御部を説明するための図である。図２との相違点を中心に説明する。
　なお、図５に示す第１電力変換器１１Ａａと１１Ａｂは、説明の都合上、第１電力変換器１１Ａを２つに分けて記載したものであり、第１電力変換器１１Ａａが第３変換器制御部３３に各種情報を提供する情報源を含み、第１電力変換器１１Ａｂが第１変換器制御部３１Ａから制御される制御対象を含む。例えば、第１電力変換器１１Ａａは、情報源としての、開閉器１１２と、交流変成器１１４と、直流変成器１１５と、交流電圧計１１６と、を含む。なお、光通信部１１７Ａａは、光通信部３１３ｂと光通信部３３３ｂとに接続され、少なくとも光信号を送信する。また、第１電力変換器１１Ａｂは、制御対象としての、交流直流変換器１１１と、開閉器１１２とを含む。なお、光通信部１１７Ａｂは、光通信部３１３ａと光通信部３３３ａとに接続され、少なくとも光信号を受信する。
　また、第２変換器制御部３２Ａａと３２Ａｂとの組、第２状態制御部３２２ａと３２２ｂとの組、光通信部３１３ａと３１３ｂとの組、光通信部３２３ａと３２３ｂとの組、光通信部３３３ａと３３３ｂとの組、光通信部１１７Ａａと１１７Ａｂとの組、光通信部１２７Ａａと１２７Ａｂとの組についても、２つに分けての記載は上記と同様である。
　この場合、第３変換器制御部３３は、光通信部３３３を介して第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａと通信して、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａの情報を収集する。第３変換器制御部３３は、伝送路４１を介して第１制御情報生成部２１Ａと第２制御情報生成部２２Ａとのなかの現用系の制御情報生成部と通信する。第３変換器制御部３３は、伝送路４２を介して第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａと通信する。
　これにより、第３変換器制御部３３は、電力変換装置１Ａの各機能部から各種情報を収集し、それらを解析することにより、電力変換装置１Ａの状態の解析が可能になる。
　また、第１状態制御部３１２Ａと第２状態制御部３２２Ａは、伝送路４２を介して第３状態制御部３３２と通信する。これにより、第３状態制御部３３２は、第１電力変換器１１Ａ又は第２電力変換器１２Ａを制御するための制御情報を、伝送路４２を経て第１状態制御部３１２Ａと第２状態制御部３２２Ａに供給する。
　上記の変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果を奏することに加えて、下記の効果を奏する。第３変換器制御部３３は、少なくとも第３状態制御部３３２を備える。第３状態制御部３３２は、第３状態制御部３３２が収集した情報に基づく制御情報を第１状態制御部３１２と第２状態制御部３２２とに供給する。第１制御部３１１は、第１電力変換器１１Ａを駆動する。第２制御部３２１は、第２電力変換器１２Ａを駆動する。これにより、第３変換器制御部３３は、例えば、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れかに障害が生じた際に、これらの何れかに代わり、第１電力変換器１１Ａと第２電力変換器１２Ａの何れかを制御することのほか、第１変換器制御部３１Ａと第２変換器制御部３２Ａの何れにも障害が生じていない場合に、第３状態制御部３３２を機能させて、電力変換装置１Ａの全体の統合制御を実施することができる。
　また、第３変換器制御部３３が電力変換装置１Ａの全体の統合制御を実施することにより、交流系統の系統事故が発生した場合などに、第１電力変換器１１が備える第１半導体スイッチ１１１１と第２電力変換器１２が備える第２半導体スイッチ１２１１のそれぞれを、同じタイミングに同期して切替えることができる。
　以下、実施形態の比較例を示し、比較例に対する実施形態に共通する効果について説明する。
　第１比較例として他励型の電力変換装置を挙げる。他励型の電力変換装置は、交流電流が０になるまで電流が流れ続ける。そのため、他励型の電力変換装置は、電力の供給を比較的速やかに停止することが困難であり、電力の供給の停止までに時間が掛かる場合がある。これに対し、実施形態の電力変換装置１は、自励式である。このような電力変換装置１であれば、直流系統側から電力の供給を停止することにより、交流電力の出力量を制限できる。例えば、電力変換装置１が交流電力を供給する先の交流系統に系統事故が発生した場合に、電力変換装置１の変換動作を継続させながら、電力の供給を停止することができる。このように、電力変換装置１を自励型にしたことにより、交流電流が０になるタイミングを待たずに電力の供給を停止することができる。
　また、第２比較例と第３比較例として、電力の変換を２段階で実施する電力変換装置を挙げる。このような比較例の電力変換装置のなかには、系統事故が発生したことを、系統事故の発生側ではない対局の電力変換装置（電力変換器）には通知せずに自律的に動作するものが有る（第２比較例）。
　また、このような比較例の電力変換装置のなかには、第２交流系統４に系統事故の発生後に変換動作の調整が為されないものが有る（第３比較例）。
　このような第１比較例から第３比較例の電力変換装置は、第２交流系統４に発生した系統事故の影響で、系統事故点に近い方の電力変換器（第２電力変換器１２に相当）や直流系統に過電圧状態が生じることがある。その系統事故の影響で、各装置を保護するために電力変換装置の動作が止まることが有る。
　これに対して、実施形態の電力変換装置１は、第１電力変換器１１と第２電力変換器１２の動作を、比較的速やかに保護モードの動作に切り替えることにより、直流系統に過電圧状態が生じることがなく、上記の保護モードの動作を継続することができる。
　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力変換装置は、第１電力変換器と、第２電力変換器と、状態制御部と、第１制御部とを持つ。第１電力変換器は、第１の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第１半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第１半導体スイッチを機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも第１交流系統の第１交流電力を直流電力に変換する。第２電力変換器は、第２の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第２半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第２半導体スイッチを機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも前記直流電力を第２交流電力に変換し、前記第２交流電力を第２交流系統に出力する。状態制御部は、前記第１交流系統の状態又は前記第２交流系統の状態に関連する状態関連情報を、前記第１交流系統と前記第２交流系統の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する。第１制御部は、少なくとも前記生成された状態関連情報と前記第１電力変換器の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、前記１つ以上の第１半導体スイッチの導通状態を切換える制御信号を、前記制御周期ごとに生成する。これにより、電力変換装置は、交流系統に生じた系統事故の影響を軽減することができる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
　例えば、上記各実施形態の第１制御情報生成部２１、２１Ａと、第２制御情報生成部２２、２２Ａと、第１変換器制御部３１、３１Ａと、第２変換器制御部３２、３２Ａ、第３変換器制御部３３は、ＣＰＵ（central processing unit）、マイクロコントローラなどのプロセッサ３２が、半導体メモリ等に記憶されたソフトウエアプログラムを実行することによりなされるソフトウェア機能部であってもよく、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。
　また、第２の実施形態において第１制御情報生成部２１Ａと第２制御情報生成部２２Ａとが、冗長構成をとるものとして説明したが、第１の実施形態の第１制御情報生成部２１と第２制御情報生成部２２のように、冗長構成をとらずにそれぞれが独立した機能を有するものとであってもよい。第１制御情報生成部２１Ａと第２制御情報生成部２２Ａとが、冗長構成をとらずに構成した場合も、それぞれが第３変換器制御部３３と通信することは変わらない。
１、１Ａ…電力変換装置
２…管理装置
３…第１交流系統
４…第２交流系統
１１、１１Ａ…第１電力変換器
１２、１２Ａ…第２電力変換器
２１、２１Ａ…第１制御情報生成部（極制御装置）
２２、２２Ａ…第２制御情報生成部（極制御装置）
３１、３１Ａ…第１変換器制御部
３２、３２Ａ…第２変換器制御部
３３…第３変換器制御部
４１、４２…伝送路
１１１、１２１…交流直流変換器
１１７、１１７Ａ、１２７、１２７Ａ…光通信部（変換器通信部）
３１１、３１１Ａ…第１制御部
３１２、３１２Ａ…第１状態制御部
３１３、３１３Ａ…光通信部（第１ユニット通信部）
３２１、３２１Ａ…第２制御部
３２２、３２２Ａ…第２状態制御部
３２３、３２３Ａ…光通信部（第２ユニット通信部）
３３１…第３制御部
３３２…第３状態制御部
３３３…光通信部（第３ユニット通信部）
１１１１…第２半導体スイッチ
１２１１…第２半導体スイッチ

Claims (14)

  1. 　第１の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第１半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第１半導体スイッチを機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも第１交流系統の第１交流電力を直流電力に変換する第１電力変換器と、
    　第２の制御に従って導通状態を切替える１つ以上の第２半導体スイッチを交流の相毎に含み、前記交流の各相の前記１つ以上の第２半導体スイッチを機能させて交流電力から直流電力への変換と直流電力から交流電力への変換の片方又は両方を可能とし、少なくとも前記直流電力を第２交流電力に変換し、前記第２交流電力を第２交流系統に出力する第２電力変換器と、
    　前記第１交流系統の状態と前記第２交流系統の状態とのうち少なくとも何れかに関連する状態関連情報を、前記第１交流系統と前記第２交流系統の何れかの交流系統の周期より短い制御周期ごとに生成する状態制御部と、
    　少なくとも前記生成された状態関連情報と前記第１電力変換器の電力変換量を指定する第１制御情報とに基づき、前記１つ以上の第１半導体スイッチの導通状態を切換える制御信号を、前記制御周期ごとに生成する第１制御部と
    　を備える電力変換装置。
  2. 　前記第１制御部を含む第１ユニットをさらに備え、
    　前記状態制御部は、
    　前記第２交流電力を前記第２電力変換器から前記第２交流系統に出力できない事象が少なくとも前記第２交流系統に発生したことを、予め定められた識別基準に従い検出し、前記検出された事象に基づいて前記生成された状態関連情報に基づく動作要求情報を前記第１ユニットに通知する、
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記状態制御部は、
    　少なくとも前記第２交流系統の状態が平常運転時とは異なる状態にあることを検出し、前記検出された状態に基づいて前記第１ユニットに前記動作要求情報を通知して、
    　前記第１ユニットが、前記通知された動作要求情報に基づいて前記第１電力変換器を制御する、
    　請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 　前記状態制御部は、
    　前記第２交流系統の状態に基づいて、前記第２交流系統の系統事故発生の検出情報と、前記１つ以上の第２半導体スイッチの制御を制限する制限情報と、前記第２電力変換器に対する直流電流出力指令値と、前記第２電力変換器に対する直流電力出力指令値と、前記第２電力変換器の制御特性の切換を指令する制御特性切換指令情報とのなかの少なくとも何れかに対応する前記状態関連情報を生成する、
    　請求項２に記載の電力変換装置。
  5. 　第１ユニットと、第２ユニットと、をさらに備え、
    　前記第１ユニットは、
    　前記第１電力変換器に対応付けて設けられ、前記第１ユニット内に前記第１制御部と前記第１制御部に対応付けられた第１状態制御部とを備え、
    　前記第２ユニットは、
    　前記第２電力変換器に対応付けて設けられ、前記第２ユニット内に第２制御部と前記状態制御部である第２状態制御部とを備え、
    　前記第１状態制御部と前記第２状態制御部とが通信する、
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  6. 　少なくとも前記第１ユニットと前記第２ユニットとを収納可能な筐体をさらに備え、
    　前記第１ユニットと前記第２ユニットは、前記筐体内に設けられた伝送路を介して通信する、
    　請求項５に記載の電力変換装置。
  7. 　前記第１ユニットと前記第２ユニットは、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して、前記伝送路を利用して通信する、
    　請求項６に記載の電力変換装置。
  8. 　第１ユニットと、第２ユニットと、第３ユニットとをさらに備え、
    　前記第１ユニットは、
    　前記第１電力変換器に対応付けて設けられ、前記第１ユニット内に前記第１制御部と前記第１制御部に対応付けられた第１状態制御部とを備え、
    　前記第２ユニットは、
    　前記第２電力変換器に対応付けて設けられ、前記第２ユニット内に第２制御部と前記状態制御部である第２状態制御部とを備え、
    　前記第３ユニットは、前記第１ユニットと前記第２ユニットの何れかに代わり、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の何れかを制御する第３制御部を備える、
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  9. 　前記第３ユニットは、第３ユニット通信部をさらに備え、
    　前記第３ユニット通信部は、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器のそれぞれと通信する、
    　請求項８に記載の電力変換装置。
  10. 　前記第１ユニットは、第１ユニット通信部をさらに備え、
    　前記第１電力変換器は、変換器通信部をさらに備え、
    　前記第１電力変換器の変換器通信部は、前記第１ユニット通信部と前記第３ユニット通信部のそれぞれと通信する、
    　請求項９に記載の電力変換装置。
  11. 　少なくとも前記第１ユニットと前記第２ユニットと前記第３ユニットとを収納可能な筐体をさらに備え、
    　前記第１ユニットと前記第２ユニットと前記第３ユニットとは、前記筐体内に設けられた伝送路を介して通信する、
    　請求項８に記載の電力変換装置。
  12. 　前記第１ユニットと前記第２ユニットと前記第３ユニットは、共通の信号源の信号から生成された繰り返し信号に同期して、前記伝送路を利用して通信する、
    　請求項１１に記載の電力変換装置。
  13. 　第１ユニットと、第２ユニットと、第３ユニットとをさらに備え、
    　前記第１ユニットは、前記第１ユニット内に第１状態制御部と前記第１制御部とを備え、
    　前記第２ユニットは、前記第２ユニット内に第２状態制御部と第２制御部とを備え、
    　前記第３ユニットは、少なくとも前記状態制御部を備え、
    　前記状態制御部は、前記状態制御部が収集した情報に基づく制御情報を前記第１状態制御部と前記第２状態制御部とに供給し、
    前記第１制御部は、前記第１電力変換器を駆動し、
    前記第２制御部は、前記第２電力変換器を駆動する、
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  14. 　前記第３ユニットは、
    　前記第１ユニットと前記第２ユニットの何れかに代わり、前記第１電力変換器と前記第２電力変換器の何れかを制御する第３制御部をさらに備える、
    　請求項１３に記載の電力変換装置。
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