JP3264706B2 - Superconducting power controller - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超電導エネルギー貯蔵
装置を用いて電力系統の安定化、変動負荷補償、余剰電
力の貯蔵などを行なうようにした電力制御装置に係り、
特に電力系統の有効電力と無効電力の調整に好適な超電
導電力制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control device which uses a superconducting energy storage device to stabilize a power system, compensate for fluctuating loads, and store surplus power.
In particular, the present invention relates to a superconducting power controller suitable for adjusting active power and reactive power of a power system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、超電導(超伝導)技術の発展は目覚
ましく、それに伴い、核融合装置、粒子加速器、磁気浮
上装置、或いは医療等の分野において、超電導コイルが
適用されている。2. Description of the Related Art In recent years, the development of superconducting (superconducting) technology has been remarkable, and accordingly, superconducting coils have been applied in the fields of nuclear fusion devices, particle accelerators, magnetic levitation devices, and medical treatment.

【０００３】また、電力分野においても、系統安定化、
変動負荷補償、余剰電力の貯蔵等用として、超電導コイ
ルを使用した超電導エネルギー貯蔵装置の適用が考えら
れている。In the field of electric power, system stabilization,
Application of a superconducting energy storage device using a superconducting coil has been considered for compensation of a variable load, storage of surplus power, and the like.

【０００４】ところで、この超電導エネルギー貯蔵装置
は、一般に超電導コイルと、該超電導コイルに電力を供
給する交直変換装置、それにこれらの装置を制御する制
御装置などから構成されているが、このとき、特開平４
−１５０７４４号公報では、交直変換装置のスイッチン
グ素子としてＧＴＯなどの自己消弧形半導体素子を使用
することにより、有効電力及び無効電力を４象限で制御
する装置について提案している。The superconducting energy storage device generally includes a superconducting coil, an AC / DC converter for supplying power to the superconducting coil, a control device for controlling these devices, and the like. Kaiping 4
Japanese Patent Application Laid-Open No. 150744 proposes a device for controlling active power and reactive power in four quadrants by using a self-extinguishing semiconductor device such as a GTO as a switching device of an AC / DC converter.

【０００５】この場合、超電導エネルギー貯蔵装置の運
転範囲の中の任意状態での有効電力Ｐと無効電力Ｑは、
下式の関係で示される。 Ｐ ＝ Ｉdc・Ｅ₀・Ｄ・cosα (1) Ｑ ＝ Ｉdc・Ｅ₀・Ｄ・sinα (2) ここで、Ｉdcは超電導コイルに流れる直流電流、Ｅ₀は
無負荷最大直流電圧、Ｄは自己消弧形素子の通流比(又
は単に通流比)、αは自己消弧形素子の点弧角(又は単に
点弧角)を表わす。In this case, the active power P and the reactive power Q in any state within the operating range of the superconducting energy storage device are:
It is shown by the following formula. _{P = Idc · E 0 · D} · cosα (1) Q = Idc · E 0 · D · sinα (2) where, Idc is a DC current, E ₀ is the no-load maximum DC voltage flowing in the superconducting coil, D is self The conduction ratio (or simply the conduction ratio) of the arc-extinguishing element, α represents the firing angle (or simply the firing angle) of the self-extinguishing element.

【０００６】これらの式の関係から、通流比Ｄと点弧角
αを制御することにより、超電導エネルギー貯蔵装置の
有効電力及び無効電力を制御できることが判る。From the relationship between these equations, it is understood that the active power and the reactive power of the superconducting energy storage device can be controlled by controlling the conduction ratio D and the firing angle α.

【０００７】次に、これら(1)、(2)式のＰ、Ｑを、超電
導エネルギー貯蔵装置の有効電力指令値Ｐr及び無効電
力指令値Ｑrとし、これらを直流電流Ｉdcと無負荷最大
直流電圧Ｅ₀の積(Ｉdc・Ｅ₀)で除算した値をそれぞれ有
効電力比Ｐ₀、無効電力比Ｑ₀とすると、 Ｐ₀ ＝ Ｄ・cosα (3) Ｑ₀ ＝ Ｄ・sinα (4) と表される。Next, P and Q in the equations (1) and (2) are used as the active power command value Pr and the reactive power command value Qr of the superconducting energy storage device, and these are used as the DC current Idc and the no-load maximum DC voltage. Assuming that the values obtained by dividing the product of E ₀ (Idc · E ₀ ) are an active power ratio P ₀ and a reactive power ratio Q ₀ , respectively, P ₀ = D · cos α (3) Q ₀ = D · sin α (4) Is done.

【０００８】そこで、上記した公報などによる従来の方
式では、これら(3)、(4)式から、次の(5)、(6)、(7)式に
より、これら通流比Ｄと点弧角αを計算している。Therefore, in the conventional system disclosed in the above-mentioned publications and the like, the conduction ratio D and the ignition ratio are calculated from the equations (3) and (4) by the following equations (5), (6) and (7). The angle α is calculated.

【０００９】[0009]

【数５】 (Equation 5)

【００１０】[0010]

【数６】 (Equation 6)

【００１１】[0011]

【数７】 (Equation 7)

【００１２】このとき、通常は、０° ≦ cos~¹(Ｐ₀／
Ｄ)≦ １８０°であるので、点弧角αの範囲は ０°≦
α＜３６０°となり、その変化幅は３６０°である。At this time, usually, 0 ° ≦ cos ~ ¹ (P ₀ /
D) ≦ 180 °, the range of the firing angle α is 0 ° ≦
α <360 °, and the change width is 360 °.

【００１３】また、(7)式を、 α ＝−cos~¹(Ｐ₀／Ｄ) (Ｑ₀＜０) (7') とした場合、点弧角αの範囲は−１８０°＜α≦１８０
°となるが、この場合も変化幅は３６０°である。If the equation (7) is expressed as follows: α = −cos ~ ¹ (P ₀ / D) (Q ₀ <0) (7 ′), the range of the firing angle α is −180 ° <α ≦ 180
°, but also in this case, the variation width is 360 °.

【００１４】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方式におい
ては、通流比Ｄ、点弧角αを制御信号とし、これによっ
て運転範囲全体をカバーしているが、点弧角αの制御範
囲の境界近傍、例えば、０°≦α＜３６０°の場合のα
＝０°、３６０°の近傍、−１８０°＜α≦１８０°の
場合のα＝−１８０°、１８０°の近傍では、境界を越
えて点弧角αが変動した場合、これに追従して点弧角α
を連続的に変化させることができなくなり、このため、
超電導エネルギー貯蔵装置の有効電力、無効電力が予期
できない変化となる可能性がある。In the above conventional system, the flow ratio D and the firing angle α are used as control signals to cover the entire operation range. Near the boundary, for example, α when 0 ° ≦ α <360 °
= 0 °, near 360 °, α = −180 ° in the case of −180 ° <α ≦ 180 °, near 180 °, when the firing angle α fluctuates beyond the boundary, Firing angle α
Cannot be changed continuously, and for this reason,
The active power and reactive power of the superconducting energy storage device may change unexpectedly.

【００１５】例えば、点弧角αが０°≦α＜３６０°で
運転された結果、図４に示すＰＱ面上で点Ａ(α＝１０
°)から点Ａ'(α＝３５０°)まで変化する場合を考え
る。理想的には、α＝１０°から減少してα＝０°とな
り、この後、瞬時にα＝３６０°に移り、α＝３５０°
まで変化する筈である。この理想的な変化は、図５の実
線のように表わされる。For example, as a result of operating at a firing angle α of 0 ° ≦ α <360 °, a point A (α = 10 °) on the PQ plane shown in FIG.
(°) to point A ′ (α = 350 °). Ideally, it decreases from α = 10 ° to α = 0 °, and thereafter, instantaneously shifts to α = 360 ° and α = 350 °
Should change to This ideal change is represented as a solid line in FIG.

【００１６】しかし、実際には伝送遅れが存在するた
め、図５の破線のように変化してしまう。すなわち、通
流比Ｄの指令値を一定にしたままで、点弧角αが図５の
破線のように変化した場合をＰＱ面上で示すと、図４の
破線で示すようになり、大きな変化となる。However, since there is actually a transmission delay, it changes as shown by the broken line in FIG. That is, when the firing angle α changes as shown by the broken line in FIG. 5 on the PQ plane while the command value of the flow ratio D is kept constant, it becomes as shown by the broken line in FIG. It will change.

【００１７】このような有効電力、及び無効電力の変化
は、特に、電力系統安定化用の超電導エネルギー貯蔵装
置の場合、その有効電力、無効電力の変化が、電力系統
に対して擾乱として作用し、電力系統を著しく不安定に
してしまう可能性があるが、上記従来の方式では、この
点についての配慮がされておらず、充分な信頼性保持の
点で問題があった。Such a change in the active power and the reactive power causes a change in the active power and the reactive power to act as a disturbance to the power system, particularly in the case of a superconducting energy storage device for stabilizing the power system. However, there is a possibility that the power system becomes extremely unstable. However, in the above-described conventional system, no consideration is given to this point, and there is a problem in maintaining sufficient reliability.

【００１８】本発明の目的は、上記した点弧角αが不連
続になってしまう確率を下げ、信頼性の高い超電導電力
制御装置を提供することにある。An object of the present invention is to reduce the probability that the firing angle α becomes discontinuous and to provide a highly reliable superconducting power controller.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的は、交流電力系
統から交直変換装置を介して励磁される超電導コイルを
備えた超電導エネルギー貯蔵装置を用い、上記交直変換
装置を構成する自己消弧形半導体素子の点弧角を制御す
ることにより、上記交流電力系統の電力調整を行なうよ
うにした超電導電力制御装置において、上記自己消弧形
半導体素子に与えられた点弧角指令値を逐次更新保持す
る記憶手段と、上記超電導エネルギー貯蔵装置に与えら
れる有効電力指令値と無効電力指令値から同時に複数の
点弧角指令値を逐次計算する演算手段と、この演算手段
で計算された複数の点弧角指令値の中から、上記記憶手
段から読出した１ステップ前の点弧角指令値に最も近い
値の点弧角指令値を選択し、出力する選択手段を設け、
この選択手段から出力された点弧角指令値により上記自
己消弧形半導体素子の点弧角を制御するようにして達成
される。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a self-extinguishing type semiconductor comprising a superconducting energy storage device having a superconducting coil excited from an AC power system via an AC / DC converter. In the superconducting power control device configured to perform power adjustment of the AC power system by controlling the firing angle of the element, the firing angle command value given to the self-extinguishing type semiconductor element is sequentially updated and held. Storage means; computing means for sequentially calculating a plurality of firing angle command values simultaneously from the active power command value and the reactive power command value given to the superconducting energy storage device; and a plurality of firing angles calculated by the calculating means. from the command value, provided the selection means selects the firing angle command value point value closest to the firing angle command value points one step before read out from said memory means, and outputs,
This is achieved by controlling the firing angle of the self-extinguishing type semiconductor element in accordance with the firing angle command value output from the selecting means.

【００２０】[0020]

【作用】交直変換装置の自己消弧形半導体素子に与えら
れる点弧角指令値αを、超電導エネルギー貯蔵装置の有
効電力、無効電力の指令値から計算された複数の計算値
の中から、１ステップ前の指令値αとの差が最も小さい
値を次ステップの指令値αとすることができ、従って、
この指令値αが不連続になってしまう確率が低下するの
で、信頼性を充分に向上させることができる。The ignition angle command value α given to the self-extinguishing type semiconductor element of the AC / DC converter is determined by calculating one from a plurality of calculated values calculated from the command values of the active power and the reactive power of the superconducting energy storage device. The value with the smallest difference from the command value α before the step can be set as the command value α for the next step, and
Since the probability that the command value α becomes discontinuous decreases, the reliability can be sufficiently improved.

【００２１】[0021]

【実施例】以下、本発明による超電導電力制御装置につ
いて、図示の実施例により詳細に説明する。図１は、本
発明の一実施例で、ここで使用されている超電導エネル
ギー貯蔵装置は、交直変換装置３と変換器用変圧器２を
介して電力系統１に接続された超電導コイル４と、制御
装置７とで構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A superconducting power control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a superconducting energy storage device used is a superconducting coil 4 connected to an electric power system 1 via an AC / DC converter 3 and a transformer 2 for a converter. And the device 7.

【００２２】超電導コイル４は直流母線９を介して自己
消弧素子を使用した交直変換装置３に接続され、この交
直変換装置３は変換器用変圧器２を介して電力系統１に
接続されており、従って、電力系統１から超電導コイル
４への電力の供給は、変換器用変圧器２と交直変換装置
３を介して行われる。The superconducting coil 4 is connected via a DC bus 9 to an AC / DC converter 3 using a self-extinguishing element, and the AC / DC converter 3 is connected to the power system 1 via a transformer 2 for a converter. Therefore, the supply of power from the power system 1 to the superconducting coil 4 is performed via the converter transformer 2 and the AC / DC converter 3.

【００２３】一方、直流母線９には直流電流検出器１０
が設けてあり、ここで検出された直流電流値Ｉdcが制御
装置７に供給されるようになっている。また、電力系統
１の電気諸量(この実施例では周波数Δｆ、有効電力Δ
Ｐ、電圧ΔＶ)は、信号変換器５を介してＰＱ指令変換
回路６に入力され、超電導エネルギー貯蔵装置の有効電
力指令値Ｐrと無効電力指令値Ｑrに変換される。On the other hand, a DC current detector 10
Is provided, and the DC current value Idc detected here is supplied to the control device 7. In addition, various electrical quantities of the power system 1 (frequency Δf, active power Δ
P, voltage ΔV) is input to the PQ command conversion circuit 6 via the signal converter 5 and is converted into the active power command value Pr and the reactive power command value Qr of the superconducting energy storage device.

【００２４】そこで、制御装置７は、これらの有効電力
指令値Ｐrと無効電力指令値Ｑr、及び超電導コイル４に
流れる電流Ｉdc、それに無負荷最大直流電圧Ｅ₀を入力
とし、通流比Ｄと点弧角αを演算し、その結果をパルス
発生器８に出力する。そこで、パルス発生器８は、これ
ら通流比Ｄと点弧角αを、交直変換装置３内にある自己
消弧素子を制御するための点弧パルスに変換し、それを
交直変換装置３に供給する。The control device 7 receives the active power command value Pr and the reactive power command value Qr, the current Idc flowing through the superconducting coil 4 and the no-load maximum DC voltage E _0, and inputs the current ratio D The firing angle α is calculated, and the result is output to the pulse generator 8. Therefore, the pulse generator 8 converts the conduction ratio D and the firing angle α into a firing pulse for controlling the self-extinguishing element in the AC / DC converter 3, and outputs the same to the AC / DC converter 3. Supply.

【００２５】図２は、制御装置７の詳細を示したもの
で、Ｄα演算回路７ａとα指令値選択回路７ｂ、記憶回
路７ｃ、２個の除算器７ｄ、それに乗算器７ｅとで構成
されている。そして、この実施例では、点弧角αの変動
幅を７２０°とし、−３６０°≦α＜３６０°の範囲と
なるようにしている。FIG. 2 shows the details of the control device 7, which is composed of a Dα arithmetic circuit 7a, an α command value selection circuit 7b, a storage circuit 7c, two dividers 7d, and a multiplier 7e. I have. In this embodiment, the variation range of the firing angle α is set to 720 °, and the range is set to −360 ° ≦ α <360 °.

【００２６】制御装置７には、上記したように、ＰＱ指
令変換回路６の出力である有効電力指令値Ｐrと無効電
力指令値Ｑr、それに超電導コイル４に流れる直流電流
Ｉdc、無負荷最大直流電圧Ｅ₀とが供給される。そし
て、まず乗算器７ｅにより直流電流Ｉdcと無負荷最大直
流電圧Ｅ₀の積が求められ、この積により有効電力指令
値Ｐrと無効電力指令値Ｑrが、それぞれ除算器７ｄによ
り除算されて、有効電力比Ｐ₀、無効電力比Ｑ₀に変換さ
れ、Ｄα演算回路７ａに供給される。As described above, the control device 7 includes the active power command value Pr and the reactive power command value Qr output from the PQ command conversion circuit 6, the DC current Idc flowing through the superconducting coil 4, and the no-load maximum DC voltage. E ₀ are supplied. First, the multiplier 7e finds the product of the DC current Idc and the no-load maximum DC voltage E ₀ , and the active power command value Pr and the reactive power command value QR are respectively divided by the divider 7d by this product, and The power ratio P ₀ and the reactive power ratio Q ₀ are converted and supplied to the Dα operation circuit 7a.

【００２７】Ｄα演算回路７ａは所定の周期で逐次有効
電力指令値Ｐrと無効電力指令値Ｑrを取り込み、これら
の指令値から、(3)、(4)式の関係を満足する通流比Ｄと
点弧角αを、これも所定の周期で逐次計算する。なお、
このときの通流比Ｄの計算式は、前述した(5)式と同じ
であるここで、−３６０°＜α≦３６０°の場合、
(3)、(4)式の関係を満足する点弧角αには、２種の値が
存在するので、これらを、それぞれα₁、α₂とすると、
これらは次の(8)、(8')、(9)、(9')式で表わされる。The Dα calculation circuit 7a sequentially takes in the active power command value Pr and the reactive power command value Qr at a predetermined cycle, and, based on these command values, the duty ratio D that satisfies the relations of equations (3) and (4) And the firing angle α are also sequentially calculated at a predetermined cycle. In addition,
The equation for calculating the flow ratio D at this time is the same as the equation (5) described above. Here, in the case of −360 ° <α ≦ 360 °,
Since there are two kinds of values for the firing angle α that satisfies the relations of the equations (3) and (4), when these are α ₁ and α ₂ , respectively,
These are represented by the following equations (8), (8 '), (9), and (9').

【００２８】[0028]

【数８】 (Equation 8)

【００２９】[0029]

【数９】 (Equation 9)

【００３０】このとき、Ｄα演算回路７ａでの算出出力
は、上記したように、逐次、所定の周期で実行されるた
め、図示してないが、このＤα演算回路７ａには出力バ
ッファとなる記憶回路が設けてあり、この出力バッファ
に、逐次算出した通流比Ｄと２種の点弧角α₁、α₂を保
持させ、それらは、新たな通流比Ｄと点弧角α₁、α₂が
算出される毎に、新たな通流比Ｄと点弧角α₁、α₂によ
り順次書替えられて行くように構成されている。At this time, since the calculated output from the Dα arithmetic circuit 7a is sequentially executed at a predetermined cycle as described above, the Dα arithmetic circuit 7a is not shown in the drawing but is stored in the Dα arithmetic circuit 7a as an output buffer. The output buffer holds a sequentially calculated flow ratio D and two types of firing angles α ₁ and α ₂ , and these output buffers store a new flow ratio D and a firing angle α ₁ , Each time α ₂ is calculated, it is configured to be sequentially rewritten with a new flow ratio D and firing angles α ₁ and α ₂ .

【００３１】こうして、Ｄα演算回路７ａで算出された
通流比Ｄと２種の点弧角α₁、α₂のうち、通流比Ｄはそ
のままパルス発生器８に供給されるが、点弧角α₁、α₂
はα指令値選択回路７ｂに供給される。In this way, of the conduction ratio D calculated by the Dα calculation circuit 7a and the conduction ratio D of the two firing angles α ₁ and α ₂ , the conduction ratio D is supplied to the pulse generator 8 as it is. Angle α ₁ , α ₂
Is supplied to the α command value selection circuit 7b.

【００３２】そして、このα指令値選択回路７ｂでは、
点弧角α₁、α₂のそれぞれと、記憶回路７ｃに記憶され
ている点弧角αの指令値とを比較し、２種の点弧角
α₁、α₂のうちで、点弧角αの指令値との差が小さい方
を選択し、それを新たな点弧角αの制御指令値としてパ
ルス発生器８に出力する。In the α command value selection circuit 7b,
Each of the firing angles α ₁ and α ₂ is compared with the command value of the firing angle α stored in the storage circuit 7c, and the firing angle α ₁ or α ₂ is selected from the two firing angles α ₁ and α _2. The smaller the difference from the command value of α is selected, and it is output to the pulse generator 8 as a new control command value of the firing angle α.

【００３３】そこで、上記したように、パルス発生器８
は、これら通流比Ｄと点弧角αの指令値を交直変換装置
３内にある自己消弧素子を制御するための点弧パルスに
変換し、これにより交直変換装置３を制御して、電力系
統１から超電導コイル４への電力の供給を制御するので
ある。Therefore, as described above, the pulse generator 8
Converts the command values of the flow ratio D and the firing angle α into a firing pulse for controlling the self-extinguishing element in the AC / DC converter 3, thereby controlling the AC / DC converter 3, The power supply from the power system 1 to the superconducting coil 4 is controlled.

【００３４】一方、これと並行して、α指令値選択回路
７ｂから出力される点弧角αの指令値は記憶回路７ｃに
も供給され、そこで記憶保持され、次に新たな通流比Ｄ
と点弧角α₁、α₂が算出されたときでの比較選択に使用
されるようになっている。On the other hand, in parallel with this, the command value of the firing angle α output from the α command value selection circuit 7b is also supplied to the storage circuit 7c, where it is stored and held, and then the new conduction ratio D
And the firing angles α ₁ and α ₂ are used for comparison and selection.

【００３５】なお、α指令値選択回路７ｂとしては、例
えば、α₁、α₂とαとの差の絶対値を各々計算し、 ｜α₁−α｜＜｜α₂−α｜の場合：α＝α₁ ｜α₁−α｜＞｜α₂−α｜の場合：α＝α₂ として、αの指令値を決定するように構成したものを用
いれば良い。The α command value selection circuit 7b calculates, for example, the absolute values of the differences between α ₁ and α ₂ and α, and when | α ₁ −α | <| α ₂ −α | In the case of α = α ₁ | α ₁ −α |> | α ₂ −α |: Assuming α = α ₂ , a configuration may be used in which the command value of α is determined.

【００３６】次に、この実施例の動作について説明す
る。Next, the operation of this embodiment will be described.

【００３７】いま、従来技術で説明した場合と同様に、
運転状態を図４の点Ａから点Ａ'に変化させた場合につ
いて説明する。このとき、従来技術では、点弧角αが、
図５の破線に示すように、不連続に変化してしまうのに
に対して、上記本発明の実施例では、Ｄα演算回路７ａ
の働きにより、図３に示すように、点弧角αとして、０
°≦α＜３６０°の範囲での点弧角α₁と、−３６０°
≦α＜０°の範囲での点弧角α₂の２種が算出され、つ
いでα指令値選択回路７ｂの働きにより、点弧角αの制
御指令値がα＝１０°から変化した場合、図３に示すよ
うに、点弧角αの制御指令値としては、時刻ｔ₂までは
点弧角α₁が、そして時刻ｔ₂以降は点弧角α₂が選択さ
れ、この結果、信号の遅れを考えた場合でも、点弧角α
の制御指令値は、図３の破線のように連続的に出力さ
れ、従って、従来技術のように、大きな点弧角αの変化
を生じることが無くなり、高い信頼性を保つことができ
る。Now, similar to the case described in the prior art,
The case where the operating state is changed from point A to point A ′ in FIG. 4 will be described. At this time, in the prior art, the firing angle α is
As shown by the dashed line in FIG. 5, in contrast to the discontinuous change, in the embodiment of the present invention, the Dα operation circuit 7a
3, the firing angle α is set to 0 as shown in FIG.
° ≦ alpha <the firing angle alpha ₁ point in the range of 360 °, -360 °
Two types of firing angles α _{2 in} the range of ≦ α <0 ° are calculated, and then, when the control command value of the firing angle α changes from α = 10 ° by the operation of the α command value selection circuit 7b, as shown in FIG. 3, the control command value of the firing angle alpha, until the time t ₂ firing angle alpha ₁ is, and the time t ₂ after the firing angle alpha ₂ is selected, the result, signals Even if the delay is considered, the firing angle α
Is continuously output as shown by the broken line in FIG. 3, and therefore, unlike the related art, a large change in the firing angle α does not occur, and high reliability can be maintained.

【００３８】また、上記実施例では、点弧角αを−３６
０°≦α＜３６０°の範囲としているので、点弧角α＝
０°の近傍から運転を開始する場合、±３６０°の範囲
で運転することができることになり、従って、運転範囲
を従来技術の２倍にすることができ、この結果、上記実
施例によれば、運転範囲の境界で発生する可能性がある
点弧角αの不連続変化の確率が２分の１に低下したこと
になり、従って、この点からも、信頼性を充分に上げる
ことができる。In the above embodiment, the firing angle α is -36.
0 ° ≦ α <360 °, the firing angle α =
When the operation is started from the vicinity of 0 °, the operation can be performed in a range of ± 360 °, so that the operation range can be doubled as compared with the related art, and as a result, according to the above embodiment, The probability of the discontinuous change in the firing angle α that may occur at the boundary of the operating range is reduced by half, and therefore, the reliability can be sufficiently improved from this point as well. .

【００３９】なお、以上の実施例では、交直変換装置の
自己消弧形半導体素子としてＧＴＯを使用しているが、
本発明は、例えばトランジスタなど、制御信号により自
己消弧が可能な半導体素子ならどのようなスイッチング
素子でも実施可能なことは、言うまでもない。In the above embodiment, the GTO is used as the self-extinguishing type semiconductor element of the AC / DC converter.
It goes without saying that the present invention can be implemented with any switching element such as a transistor, which can be self-extinguishing by a control signal.

【００４０】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、点弧角αの制御指令値
の変化幅が７２０°以上の範囲においても、有効電力指
令値Ｐrと無効電力指令値Ｑrに対応する点弧角αを複数
計算することができるＤα演算回路と、複数の点弧角α
の計算値から制御に最も適切な制御指令値を決定するα
指令値選択回路を設けたので、超電導エネルギー貯蔵装
置の運転中に点弧角αが不連続になって、超電導エネル
ギー貯蔵装置が電力系統に擾乱を与えてしまう確率を低
下させることができ、従って、超電導エネルギー貯蔵装
置を用いて電力系統の有効電力と無効電力の調整を行な
い、電力系統の安定化、変動負荷補償、余剰電力の貯蔵
などを行なうようにした電力制御装置に適用して充分に
信頼性を向上させることができる。According to the present invention, the firing angle α corresponding to the active power command value Pr and the reactive power command value Qr can be set even when the range of change of the control command value of the firing angle α is 720 ° or more. A Dα operation circuit capable of performing a plurality of calculations, and a plurality of firing angles α
Which determines the most appropriate control command value for control from the calculated value of α
Since the command value selection circuit is provided, the firing angle α becomes discontinuous during the operation of the superconducting energy storage device, and the probability that the superconducting energy storage device disturbs the electric power system can be reduced. By using the superconducting energy storage device to adjust the active power and the reactive power of the power system, and to stabilize the power system, compensate for fluctuating loads, and store excess power. Reliability can be improved.

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

【図１】本発明による超電導電力制御装置の一実施例を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a superconducting power control device according to the present invention.

【図２】本発明の一実施例における制御装置の詳細を示
す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of a control device according to an embodiment of the present invention.

【図３】本発明の一実施例の動作を説明するための特性
図である。FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the operation of one embodiment of the present invention.

【図４】超電導エネルギー貯蔵装置を用いた電力制御装
置の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of a power control device using a superconducting energy storage device.

【図５】従来例の動作を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電力系統 ２ 変換器用変圧器 ３ 交直変換装置 ４ 超電導コイル ５ 信号変換器 ６ ＰＱ指令変換回路 ７ 制御装置 ７ａ Ｄα演算回路 ７ｂ α指令値選択回路 ７ｃ α指令値記憶回路 ７ｄ 除算器 ７ｅ 乗算器 ８ 点弧パルス発生器 ９ 直流母線 １０ 直流電流検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power system 2 Transformer for converter 3 AC / DC converter 4 Superconducting coil 5 Signal converter 6 PQ command conversion circuit 7 Control device 7a Dα calculation circuit 7b α command value selection circuit 7c α command value storage circuit 7d Divider 7e multiplier 8 Firing pulse generator 9 DC bus 10 DC current detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−45163（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−7871（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−64206（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−26274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/155 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-45163 (JP, A) JP-A-2-7871 (JP, A) JP-A-1-64206 (JP, A) JP-A-2-64 26274 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁷ , DB name) H02M 7/155

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 交流電力系統から交直変換装置を介して
励磁される超電導コイルを備えた超電導エネルギー貯蔵
装置を用い、上記交直変換装置を構成する自己消弧形半
導体素子の点弧角を制御することにより、上記交流電力
系統の電力調整を行なうようにした超電導電力制御装置
において、 上記自己消弧形半導体素子に与えられた点弧角指令値を
逐次更新保持する記憶手段と、 上記超電導エネルギー貯蔵装置に与えられる有効電力指
令値と無効電力指令値から同時に複数の点弧角指令値を
逐次計算する演算手段と、 この演算手段で計算された複数の点弧角指令値の中か
ら、上記記憶手段から読出した１ステップ前の点弧角指
令値に最も近い値の点弧角指令値を選択し、出力する選
択手段を設け、 この選択手段から出力された点弧角指令値により上記自
己消弧形半導体素子の点弧角を制御するように構成した
ことを特徴とする超電導電力制御装置。A superconducting energy storage device having a superconducting coil that is excited from an AC power system via an AC / DC converter to control a firing angle of a self-extinguishing type semiconductor element constituting the AC / DC converter. Thus, in the superconducting power control device adapted to perform power adjustment of the AC power system, a storage means for sequentially updating and holding a firing angle command value given to the self-extinguishing type semiconductor element; and calculating means for sequentially calculating a plurality of firing angle command value at the same time from the active power command value and the reactive power command value given to the apparatus, or a plurality of firing angle command value calculated by the arithmetic means
Et al., Select the firing angle command value point value closest to the firing angle command value points one step before read out from the storage unit, the provided selection means for outputting the outputted firing angle command value from the selecting means A self-extinguishing type semiconductor device, wherein the firing angle of the self-extinguishing type semiconductor element is controlled by the control device.