JP3457454B2 - 交直変換装置の高調波抑制協調制御装置 - Google Patents
交直変換装置の高調波抑制協調制御装置Info
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Description
直流送電システム又は周波数変換装置又は系統連系装置
に適用される交直変換装置の高調波抑制協調制御装置に
関する。
御装置を図7に示す。図7において、交流母線1が変換
器用変圧器2を介して、サイリスタブリッジで構成され
た変換器3に接続されている。変換器3の直流側の回路
は直流リアクトル4を介してもう一方の変換器5に接続
されており、変換器5の交流側は変換器用変圧器6を介
して交流母線7に接続される。
側となる逆変換器として動作し、このとき、変換器5は
夫々逆変換器又は順変換器として動作する。変換器3と
変換器5は同じ制御装置を有するため、変換器3につい
て制御装置10の構成と動作を説明する。直流電圧検出器
8により直流電圧Edを検出し、この直流電圧が設定値
通りの値になるような制御角を電圧制御装置12で決定す
る。
dを検出し、この直流電流が設定値通りの値になるよう
な制御角を電流制御装置13で決定する。又、交流電圧検
出器11により交流母線の電圧を検出し、設定された最小
余裕角を維持するための制御角を余裕角制御装置14で決
定する。
小のものを最小値選択装置16で選択し、最終的な制御角
αとして出力する。通常は順変換器側では電流制御装置
13の出力が選択され、逆変換器側では電圧制御装置12又
は余裕角制御装置14の出力が選択されるように、図示し
ていないバイアス回路で調整されている。
の電圧を検出し、位相検出器15で交流電圧の位相を検出
して位相角θを出力する。パルス発生器17では制御角α
と位相角θから、各サイリスタに与えるゲートパルスの
発生タイミングを決めて、パルス信号を発生する。この
結果、変換器3は交流と直流の変換を行なって、前述し
た直流電流又は直流電圧が指定値となるように動作す
る。
変圧器2の他に、図8に示すように変換器3の発生する
高調波を吸収するための交流フィルタ18や、変換器3が
消費する無効電力を補償するための調相用コンデンサ19
が接続されるのが通常であり、更に、交流母線1は送電
線20を介して交流系統21に接続されて電力のやりとりを
行なっている。
ピーダンスを観測すると、交流フィルタ18や調相用コン
デンサ19等の進相分と、送電線20と交流系統21の遅相分
で並列共振点ができるため、この並列共振点でインピー
ダンスが大きくなり、このインピーダンスが極端に大き
くなるような場合には、変換器3との相互作用により高
調波不安定と呼ばれる現象が発生して、変換器3が運転
を続けられなくなる場合があることが知られている。
電流検出器9の出力信号を使用して、直流電流中から高
調波成分を抽出するフィルタ22と、ゲイン設定や位相補
正を行なう制御回路23とからなる高調波抑制制御回路24
を設け、その出力を交直変換装置の制御装置10に、加算
器25で追加するものが提案されている。
た場合に直流電流中に発生する特定の次数の高調波成分
を直流電流検出器9及びフィルタ22で抽出し、この信号
をもとに適当な位相とゲインで変換器3の制御角αを操
作してやることにより、前述の高調波成分と逆相分の高
調波成分を変換器3から発生させ、打ち消し合うことに
よって高調波を抑制しようとするものである。
制御回路24の出力の加算点であるが、交直変換装置の制
御装置10には通常変換器3が異常動作しないように設け
られたリミッタ26が設けられており、これが図9のA点
に設けられた場合には、制御角αがリミッタの上限又は
下限に張り付いているような場合には、制御角αを増減
させようとしてもリミッタに張り付いている方向の操作
は効果が出なくなり、その結果、高調波抑制の効果も弱
くなってしまう。
には、リミッタ26で設定された値よりも外れた点で変換
器が動作する可能性があり、異常動作しないように設け
られたリミッタの目的を達成できなくなる可能性があ
る。
たものであり、高調波抑制制御が動作する場合に、交直
変換器の制御装置と協調を取り、効果を最大限に発揮で
きる交直変換装置の高調波抑制協調制御装置を提供する
ことをもくとしている。
交直変換装置の高調波抑制協調制御装置は、電圧制御装
置からの制御角出力,電流制御装置からの制御角出力及
び余裕角制御装置からの制御角出力の内で最小のものを
最終的な制御角出力として、高調波抑制制御回路からの
出力と共に加算器に入力して制御パルスを発生し、この
パルス出力によって変換器の制御角を操作する交直変換
装置の制御装置であって、高調波抑制制御回路が動作し
たことを検出する第1のレベル検出器と、前記交直変換
装置の制御装置の制御角がリミッタの上限又は下限に達
したかどうかを判定する第2又は第3のレベル検出器
と、前記第1のレベル検出器の出力を共通入力とし、第
2のレベル検出器の出力あるいは第3のレベル検出器の
出力を他の一方の入力として夫々AND条件を形成する
第1,第2の論理積回路と、予め各論理積回路に接続さ
れて投入スイッチを夫々有する第1,第2のバイアス設
定回路と、前記各バイアス設定回路を1次遅れ回路を介
して前記加算器へ入力する構成とした。
調波抑制協調制御装置は、第1,第2のレベル検出器に
よって、交直変換装置の制御装置の制御角αがリミット
値の上限又は下限に達しているかを検出する。先ず高調
波抑制制御回路に接続されたレベル検出器によって高調
波抑制制御回路の出力信号の有無、即ち、高調波不安定
現象の発生の有無を判定している。
下限に達していてかつ高調波抑制制御回路の出力信号が
ある場合にはいずれかのバイアス投入スイッチを閉じる
ことによって、いずれかのバイアス設定回路の出力を有
効にし、1次遅れ回路を介して加算器へ注入すること
で、制御角αがリミッタから外れるように徐々にバイア
スを与えるようにしている。
調波抑制協調制御装置は、前記請求項1と同様の交直変
換装置の高調波抑制協調制御装置において、高調波抑制
制御回路の出力の内、負極性又は正極性の入力信号のみ
正極性又は負極性に夫々反転して出力する第1,第2の
整流回路と、前記交直変換装置の制御角がリミット値の
上限又は下限に達しているかどうかを判定する第1,第
2のレベル検出器と、前記制御角がリミット値の上限又
は下限に達しているとき動作する対応スイッチを介して
前記第1,第2の整流回路と接続する1次遅れ回路と、
前記1次遅れ回路にて高調波抑制制御回路の出力に応じ
たバイアスを発生させて、これを加算器へ入力する構成
とした。
調波抑制協調制御装置は、第1,第2のレベル検出器に
よって、交直変換装置の制御装置の制御角αがリミット
値の上限又は下限に達しているかを検出する。上,下限
に達していると判定された場合にはいずれかのスイッチ
を閉じる。一方、高調波抑制制御回路の出力を整流回路
で一方向の振れ成分のみ検出した信号を出力し、1次遅
れ回路を介して出力変動がゆっくり動作するようにして
加算器に注入することで、制御角αがリミッタから外れ
るように徐々にバイアスを与えるようにしている。
調波抑制協調制御装置は、請求項2において、整流回路
に代えて、ピークホールド回路を設けた。
調波抑制協調制御装置は、請求項2において、第1,第
2の整流回路が夫々ピークホールド回路に置き換わって
いるが、一方向の極性のバイアスを発生させるという点
で、効果に違いは出るが作用は同じである。
調波抑制協調制御装置は、リミッタを介して出力される
制御角出力に応じパルス発生器から制御パルスを発生し
この制御パルスによって変換器の制御角を操作する交直
変換装置の制御装置であって、前記制御角出力が前記リ
ミッタの上限値又は下限値に達して、高調波抑制回路か
らの出力信号がある場合に、該制御角出力が前記リミッ
タの上限値又は下限値から外れるようにバイアス出力を
前記制御角出力に加算する手段を備えるようにしてい
る。
の高調波抑制協調制御装置の実施の形態を示すブロック
図である。図1において、図9と同一部分は同一符号を
付しており、説明を省略する。本実施の形態では、高調
波抑制制御回路24の出力に、レベル検出器31を設け、一
方、交直変換装置の制御装置10の制御角αをレベル検出
器32,33に入力している。
器31の出力と共に論理積回路34,35に入力され、この出
力でバイアス投入スイッチ36,37を閉じることでバイア
ス設定回路B1 ,B2 の出力が有効となるように接続さ
れている。更に、これらの出力は1次遅れ回路38を介し
て加算器25から交直変換装置の制御装置10に注入する構
成を有している。
て、レベル検出器31では高調波抑制制御回路24の出力を
監視し、その大きさが一定値以上になった場合に図2の
,に示すようにその出力をロジックレベル“1”と
する。
変換装置の制御装置10の制御角αがリミット値の上限又
は下限に張り付いているかを判定し、上限に張り付いた
場合には図2の,に示すようにレベル検出器32の出
力をロジックレベル“1”とする。
かつ高調波抑制制御回路24の出力信号がある場合には、
論理積回路34の出力ロジックレベルも“1”となり、こ
の結果、バイアス突入スイッチ36が閉じられて、バイア
ス設定回路B1 の出力が有効になり、1次遅れ回路38を
介して加算器25へ注入することで、制御角αがリミッタ
上限から外れるように徐々にバイアスが与えられる。
限に張り付いた場合にはレベル検出器33,論理積回路3
5,バイアス突入スイッチ37が動作してバイアス設定回
路B2の出力が有効になるが、作用としては上記と同じ
である。
が発生し、かつ、交直変換装置の制御装置10の制御角α
がリミット値の上限又は下限に張り付いている場合にの
み、制御角αにバイアスを徐々に加えるため、高調波抑
制制御回路の効果を最大限発揮でき、かつ、必要時以外
は交直変換装置の制御装置10の動作に影響を与えないと
いう協調した動作を得られる効果を有する。
ある。本実施の形態の特長部分は、高調波抑制制御回路
24の出力に、整流回路39,40を設け、一方、交直変換装
置の制御装置10の制御角αをレベル検出器32,33に入力
している点である。レベル検出器32,33の出力でスイッ
チ36,37を閉じることで整流回路39,40の出力が有効と
なるように接続されている。更に、これらの出力は1次
遅れ回路38を介して加算器25から交直変換装置の制御装
置10に注入する構成である。
て、整流回路39,40では高調波抑制制御回路24の出力を
整流し、例えば整流回路40では、図4の,に示すよ
うに正極性の入力信号のみ極性を反転させて出力する。
変換装置の制御装置10の制御角αがリミット値の上限又
は下限に張り付いているかを判定し、上限に張り付いた
場合には図4の,に示すようにレベル検出器32の出
力をロジックレベル“1”とする。
回路40の出力が1次遅れ回路38に入力される。1次遅れ
回路38では遅れ時定数とゲインを適切に選ぶことによっ
て、高調波抑制制御回路24の出力の大きさに応じた適切
なバイアスを発生させることができる。
αがリミッタ上限から外れるように徐々にバイアスが与
えられる。以上は上限に張り付いた場合であるが、下限
に張り付いた場合にはレベル検出器33,整流回路39,ス
イッチ36が動作して、上記と同じ作用となる。
が発生し、かつ、交直変換装置の制御装置10の制御角α
がリミット値の上限又は下限に張り付いている場合にの
み、制御角αに適切な大きさのバイアスを徐々に加える
ため、高調波抑制制御回路の効果を最大限発揮でき、か
つ、必要時以外は交直変換装置の制御装置10の動作に影
響を与えないという協調した動作を得られる効果を有す
る。
図である。本実施の形態の特長部分は、高調波抑制制御
回路24の出力に、ピークホールド回路41,42を設け、一
方、交直変換装置の制御装置10の制御角αをレベル検出
器32,33に入力している点である。レベル検出器32,33
の出力でスイッチ36,37を閉じることでピークホールド
回路41,42の出力が有効となるように接続されている。
更に、これらの出力は1次遅れ回路38を回路して加算器
25から交直変換装置の制御装置10に注入する構成を有し
ている。
て、ピークホールド回路41,42では高調波抑制制御回路
24の出力のピーク値を保持し、例えばピークホールド回
路42では、図6の,に示すように正極性の入力信号
のピーク値を保持し極性を判定させて出力する。
変換装置の制御装置10の制御角αがリミット値の上限又
は下限に張り付いているかを判定し、上限に張り付いた
場合には図6の,に示すようにレベル検出器32の出
力をロジックレベル“1”とする。この結果、スイッチ
37が閉じられて、ピークホールド回路42の出力が1次遅
れ回路38に入力される。
ぶことによって、高調波抑制制御回路24の出力の大きさ
に応じた適切なバイアスを発生させることができ、これ
を加算器25へ注入することで、制御角αがリミット上限
から外れるように徐々にバイアスが与えられる。以上は
上限に張り付いた場合であるが、下限に張り付いた場合
にはレベル検出器33,ピークホールド回路41,スイッチ
36が動作して、上記と同じ作用となる。
が発生し、かつ、交直変換装置の制御装置10の制御角α
がリミット値の上限又は下限に張り付いている場合にの
み、制御角αに適切な大きさのバイアスを徐々に加える
ため、高調波抑制制御回路の効果を最大限発揮でき、か
つ、必要時以外は交直変換装置の制御装置10の動作に影
響を与えないという協調した動作を得られる効果を有す
る。
限に張り付いた場合でレベル検出器やスイッチを夫々2
組設けているが、交直変換器の送電方向が一定の場合に
は順変換器か逆変換器かで通常の動作時に上限に張り付
くか下限に張り付くか決まっているため、この場合に
は、1組のみ設けても良い。
では、最小値選択回路16とリミッタ26の間に設けている
が、例えば、順変換器では電流制御装置13の入力点とし
たり、逆変換器では余裕角制御装置14の最小余裕角の設
定部分に設けても同様の効果が得られる。
調波不安定現象が発生し、かつ、交直変換装置の制御装
置の制御角がリミット値の上限又は下限に張り付いてい
る場合にのみ、制御角に適切な大きさのバイアスを加え
るよう構成したので、高調波抑制制御回路の効果を最大
限発揮でき、かつ、必要時以外は交直変換装置の制御装
置の動作に影響を与えないという協調した動作を得られ
る効果を有する。
御装置の実施の形態を示すブロック図。
御装置の他の実施の形態を示すブロック図。
御装置の更に他の実施の形態を示すブロック図。
ク図。
御回路のブロック図。
Claims (4)
- 【請求項1】 電圧制御装置からの制御角出力,電流制
御装置からの制御角出力及び余裕角制御装置からの制御
角出力の内で最小のものを最終的な制御角出力として、
高調波抑制制御回路からの出力と共に加算器に入力して
制御パルスを発生し、このパルス出力によって変換器の
制御角を操作する交直変換装置の制御装置であって、高
調波抑制制御回路が動作したことを検出する第1のレベ
ル検出器と、前記交直変換装置の制御装置の制御角がリ
ミッタの上限又は下限に達したかどうかを判定する第2
又は第3のレベル検出器と、前記第1のレベル検出器の
出力を共通入力とし、第2のレベル検出器の出力あるい
は第3のレベル検出器の出力を他の一方の入力として夫
々AND条件を形成する第1,第2の論理積回路と、予
め各論理積回路に接続されて投入スイッチを夫々有する
第1,第2のバイアス設定回路と、前記各バイアス設定
回路を1次遅れ回路を介して前記加算器へ入力する構成
としたことを特徴とする交直変換装置の高調波抑制協調
制御装置。 - 【請求項2】 電圧制御装置からの制御角,及び電流制
御装置からの制御角出力及び余裕角制御装置からの制御
角出力の内で最小のものを最終的な制御角出力として、
高調波抑制制御回路からの出力と共に加算器に入力して
制御パルスを発生し、このパルス出力によって変換器の
制御角を操作する交直変換装置の制御装置であって、高
調波抑制制御回路の出力の内、負極性又は正極性の入力
信号のみ正極性又は負極性に夫々反転して出力する第
1,第2の整流回路と、前記交直変換装置の制御角がリ
ミット値の上限又は下限に達しているかどうかを判定す
る第1,第2のレベル検出器と、前記制御角がリミット
値の上限又は下限に達しているとき動作する対応スイッ
チを介して前記第1,第2の整流回路と接続する1次遅
れ回路と、前記1次遅れ回路にて高調波抑制制御回路の
出力に応じたバイアスを発生させて、これを加算器へ入
力する構成としたことを特徴とする交直変換装置の高調
波抑制協調制御装置。 - 【請求項3】 整流回路に代えて、ピークホールド回路
を設けたことを特徴とする請求項2記載の交直変換装置
の高調波抑制協調制御装置。 - 【請求項4】 リミッタを介して出力される制御角出力
に応じパルス発生器から制御パルスを発生しこの制御パ
ルスによって変換器の制御角を操作する交直変換装置の
制御装置であって、前記制御角出力が前記リミッタの上
限値又は下限値に達して、高調波抑制回路からの出力信
号がある場合に、該制御角出力が前記リミッタの上限値
又は下限値から外れるようにバイアス出力を前記制御角
出力に加算する手段を備えることを特徴とする交直変換
装置の高調波抑制協調制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02173596A JP3457454B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 交直変換装置の高調波抑制協調制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09200956A JPH09200956A (ja) | 1997-07-31 |
JP3457454B2 true JP3457454B2 (ja) | 2003-10-20 |
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