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JP2006094684A - Controller of power converter - Google Patents

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JP2006094684A
JP2006094684A JP2004280668A JP2004280668A JP2006094684A JP 2006094684 A JP2006094684 A JP 2006094684A JP 2004280668 A JP2004280668 A JP 2004280668A JP 2004280668 A JP2004280668 A JP 2004280668A JP 2006094684 A JP2006094684 A JP 2006094684A
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JP
Japan
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power
value
limiter
command value
reactive
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Pending
Application number
JP2004280668A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoru Ota
悟 大田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority to JP2004280668A priority Critical patent/JP2006094684A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller of a power converter in which unnecessary variation in effective power and reactive power of AC output power can be suppressed even if the input/output voltage of the power converter is varied due to fluctuation in system voltage. <P>SOLUTION: The controller of a power converter comprises power control means 15 and 16 for operating an effective power command value and a reactive power command value such that the effective power and reactive power of AC output voltage approach an effective power set value and a reactive power set value, respectively, a means 19 for receiving each power command value and operating each limiter value for limiting each power command value such that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter, means 24 and 25 for removing a variation component superposed on each limiter value, means 17 and 18 for limiting each power command value by using each limiter value from which a variation component is removed, and a means 22 for generating a gate signal being applied to the power converter based on each power command value limited by the limiter means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a self-excited power converter that converts power from alternating current to direct current or from direct current to alternating current.

例えば、一つの交流電力系から異なる周波数を有する交流電力系へ電力を供給する場合、交流電力系相互間に周波数変換装置が設置される。このような、交流電力系及び周波数変換装置が組込まれた電力システムは図4に示すように構成されている。   For example, when power is supplied from one AC power system to an AC power system having different frequencies, a frequency converter is installed between the AC power systems. Such a power system in which an AC power system and a frequency converter are incorporated is configured as shown in FIG.

一方の交流電力系1から供給される交流電力は、変圧器2を介して電力変換装置としてのPWM制御が採用された整流器3へ入力され、この整流器3で直流電力に変換され、コンデンサ4、6で平滑され、直流リアクトル5を介して、電力変換装置としてのPWM制御が採用されたインバータ(逆変換器)7へ入力される。インバータ(逆変換器)7は、入力された直流電力を交流電力系1とは異なる周波数の交流電力に変換し、変圧器8を介して、他方の交流電力系9へ出力する。   AC power supplied from one AC power system 1 is input via a transformer 2 to a rectifier 3 that employs PWM control as a power conversion device, converted into DC power by the rectifier 3, a capacitor 4, 6 is input to an inverter (inverse converter) 7 that employs PWM control as a power converter via a DC reactor 5. The inverter (inverse converter) 7 converts the input DC power into AC power having a frequency different from that of the AC power system 1 and outputs the AC power to the other AC power system 9 via the transformer 8.

ここで、電力変換装置としての整流器3とインバータ(逆変換器)7とは基本的に同一構成であり、例えば、IEGT、IGBT、トランジスタ、GTO等の自己消弧型の電力用半導体スイッチング素子をブリッジ接続した構成を有する。そして、各電力用半導体スイッチング素子を各ゲートパルス信号でスイッチング制御(PWM制御)することによって、交流から直流又は直流から交流へ電力変換する。   Here, the rectifier 3 and the inverter (inverse converter) 7 as the power conversion device have basically the same configuration. For example, a self-extinguishing power semiconductor switching element such as an IEGT, IGBT, transistor, or GTO is used. It has a bridge-connected configuration. Each power semiconductor switching element is subjected to switching control (PWM control) with each gate pulse signal, thereby converting power from AC to DC or from DC to AC.

このような構成の電力変換装置としてのインバータ(逆変換器)7の動作を制御する制御装置10は、インバータ(逆変換器)7の出力電圧を各変成器11で検出し、インバータ(逆変換器)7の出力電流を各変流器12で検出し、この出力電圧、出力電流に基づいてゲートパルス信号を作成して、インバータ(逆変換器)7に印加する。   The control device 10 that controls the operation of the inverter (inverse converter) 7 as the power conversion device having such a configuration detects the output voltage of the inverter (inverse converter) 7 by each transformer 11, and the inverter (inverse conversion). The output current of the generator 7 is detected by each current transformer 12, a gate pulse signal is created based on the output voltage and output current, and is applied to the inverter (inverse converter) 7.

なお、他方の電力変換装置として整流器3に対しても、図示しない、ほぼ同様の制御装置が設けられている。   Note that a substantially similar control device (not shown) is provided for the rectifier 3 as the other power conversion device.

図5は制御装置10の概略構成を示すブロック図である。各変成器11で検出された出力電圧V、及び各変流器12で検出された出力電流Iは、制御装置10内の変換器出力演算部13へ入力される。変換器出力演算部13は、検出された出力電圧V、出力電流Iを用いて、このインバータ(逆変換器)7から出力される交流電力の有効電力P(=VIcosθ)、無効電力Q(=VIsinθ)を算出(検出)する。ただし、θは出力電圧Vと出力電流Iとの位相差である。変換器出力演算部13は、検出した有効電力P、無効電力Qをそれぞれ有効電力制御部(APR)15、無効電力制御部(AQR)16へ送出する。   FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the control device 10. The output voltage V detected by each transformer 11 and the output current I detected by each current transformer 12 are input to the converter output calculation unit 13 in the control device 10. The converter output calculation unit 13 uses the detected output voltage V and output current I, and the active power P (= VIcos θ) and reactive power Q (=) of the AC power output from the inverter (inverse converter) 7. VIsinθ) is calculated (detected). Here, θ is a phase difference between the output voltage V and the output current I. The converter output calculation unit 13 sends the detected active power P and reactive power Q to the active power control unit (APR) 15 and the reactive power control unit (AQR) 16, respectively.

電力設定部14は、この電力システムの管理者にて予め設定されたこのインバータ(逆変換器)7から出力される交流電力の目標としての有効電力設定値PSと無効電力設定値QSをそれぞれ有効電力制御部(APR)15、無効電力制御部(AQR)16へ送出する。有効電力制御部(APR)15は、検出した有効電力Pが有効電力設定値PSに近くなるように、PI(比例積分)制御演算を行って有効電力指令値CPを得て、この有効電力指令値CPを次のリミッタ部17及びリミッタ値演算部19へ送出する。無効電力制御部(AQR)16は、検出した無効電力Qが無効電力設定値QSに近くなるように、PI(比例積分)制御演算を行って無効電力指令値CQを得て、この無効電力指令値CQを次のリミッタ部18及びリミッタ値演算部19へ送出する。 The power setting unit 14 sets the active power set value P S and the reactive power set value Q S as targets of AC power output from the inverter (inverter) 7 preset by the administrator of the power system. Each is sent to the active power control unit (APR) 15 and the reactive power control unit (AQR) 16. Active power controller (APR) 15, as active power P detected approaches the active power set value P S, PI (proportional integral) control calculation to give a active power command value C P performed, the effective It sends a power command value C P to the next of the limiter portion 17 and the limiter value calculating unit 19. Reactive power controller (AQR) 16, as reactive power Q detected is closer to the reactive power setpoint Q S, PI (proportional integral) control calculation to give a reactive power command value C Q go, this invalid It sends a power command value C Q next limiter 18 and the limiter value calculating unit 19.

リミッタ値演算部19は、電力変換装置としてインバータ(逆変換器)7の電力容量MVA(皮相電力)と、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQとを用いて、この有効電力指令値CP、無効電力指令値CQの上限値及び下限値をそれぞれ制御するためのリミッタ値LP、LQを演算する。リミッタ値演算部19は、算出したリミッタ値LP、LQをそれぞれ対応するリミッタ部17、18へ設定する。 The limiter value calculation unit 19 uses the power capacity MVA (apparent power) of the inverter (inverse converter) 7, the active power command value C P , and the reactive power command value C Q as a power conversion device. value C P, the limiter value for controlling an upper limit value and the lower limit respectively of the reactive power command value C Q L P, calculates the L Q. The limiter value calculation unit 19 sets the calculated limiter values L P and L Q to the corresponding limiter units 17 and 18, respectively.

リミッタ部17は、入力した有効電力指令値CPの上限値及び下限値をリミッタ値LPで制限して、新たな有効電力指令値DPとして演算部20へ送出する。同様に、リミッタ部18は、入力した無効電力指令値CQの上限値及び下限値をリミッタ値LQで制限して、新たな有効電力指令値DQとして演算部20へ送出する。 Limiter portion 17, the upper limit value and the lower limit value of the effective power command value C P input limit by the limiter value L P, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new active power command value D P. Similarly, the limiter portion 18, the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q input and limited by the limiter value L Q, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new active power command value D Q.

PLL回路21にてその動作が変換器出力演算部13の動作と同期制御されている演算部20は、入力された有効電力指令値DPと有効電力指令値DQとを、例えば三相の瞬時値ベースの制御量Ecに変換して、次のパルス発生回路22へ送出する。 Arithmetic unit that operate in the PLL circuit 21 is operated and the synchronous control of the transducer output computing unit 13 20, the input and active power command value D P and the effective power command value D Q, for example, a three-phase It is converted into a control value Ec based on the instantaneous value and sent to the next pulse generation circuit 22.

パルス発生回路22は、三相の瞬時値ベースの制御量Ecに変換された各電力指令値DP、DQに基づいて電力変換装置としてのインバータ7へ印加するゲートパルス信号を生成する。この場合、パルス発生回路22では、出力基準信号を反映したPWM制御を行うためのゲートパルス信号の生成を行っており、そのための搬送波として搬送波発生回路23より信号を受け取る。 The pulse generation circuit 22 generates a gate pulse signal to be applied to the inverter 7 as a power converter based on the power command values D P and D Q converted into the control amount Ec based on the three-phase instantaneous value. In this case, the pulse generation circuit 22 generates a gate pulse signal for performing PWM control reflecting the output reference signal, and receives a signal from the carrier generation circuit 23 as a carrier wave for that purpose.

パルス発生回路22から出力されたゲートパルス信号は、インバータ(逆変換器)7に印加され、このインバータ7の半導体スイッチング素子のスイッチングに用いられる。これによりインバータ(逆変換器)7から交流電力系9側へ出力される交流電力の有効電力及び無効電力が電力設定部14で設定した各設定値PS、QSとなる。 The gate pulse signal output from the pulse generation circuit 22 is applied to an inverter (inverse converter) 7 and used for switching of the semiconductor switching element of the inverter 7. As a result, the active power and reactive power of the AC power output from the inverter (inverse converter) 7 to the AC power system 9 side become the set values P S and Q S set by the power setting unit 14.

次に、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQの上限値及び下限値をそれぞれ制御する必要性を説明する。 Next, the need to control the active power command value C P, the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q, respectively.

一般に、整流器3やインバータ7の自励式の電力変換装置においては、入出力される交流電力の有効電力P、無効電力Qを電力変換装置の電力容量MVA(皮相電力)の範囲以内で自由に設定できる。しかし、主に人間系によって電力設定部14にて設定される設定値PS、QSの皮相電力は、常に電力変換装置(インバータ7)の電力容量MVA(皮相電力)以内であるとは限らない。そのために、電力指令値CP、CQが電力変換装置(インバータ7)の電力容量MVAを超えた場合は、制御装置10内にて電力指令値CP、CQの上限値及び下限値をそれぞれ制限する必要がある。 In general, in the self-excited power converter of the rectifier 3 and the inverter 7, the active power P and the reactive power Q of the input / output AC power can be freely set within the range of the power capacity MVA (apparent power) of the power converter. it can. However, the apparent power of the set values P S and Q S set by the power setting unit 14 mainly by the human system is not always within the power capacity MVA (apparent power) of the power converter (inverter 7). Absent. Therefore, when the power command values C P and C Q exceed the power capacity MVA of the power converter (inverter 7), the upper limit value and the lower limit value of the power command values C P and C Q are set in the control device 10. Each must be restricted.

なお、電力設定部14で設定した各電力設定値PS、QSそのものに制限を設ける方法もあるが、その方法では有効電力制御部15や無効電力制御部16の演算結果によっては電力変換装置(インバータ7)の電力容量MVAを超えてしまうことも考えられるため、図5に示すように、最終段にリミッタ部17、18を設け、リミッタ値演算部19で各リミッタ部17、18に設定する各リミッタ値LP、LQを算出している。 In addition, there is a method of limiting each power setting value P S and Q S itself set by the power setting unit 14, but in this method, depending on the calculation results of the active power control unit 15 and the reactive power control unit 16, the power conversion device Since the power capacity MVA of the (inverter 7) may be exceeded, limiters 17 and 18 are provided at the final stage as shown in FIG. 5 and the limiter value calculator 19 sets the limiters 17 and 18 respectively. The respective limiter values L P and L Q to be calculated are calculated.

例としては、円リミッタが用いられ、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQを調整する。 Examples include circular limiter is used to adjust the active power command value C P, reactive power command value C Q.

また実際の電力変換装置(インバータ7)の運用では、(a)有効電力の融通を優先させる、(b)系統の電圧維持を優先するために無効電力を優先させるなど、電力変換装置(インバータ7)の設置場所によっては設定値のどちらかに優先度を持たせることが必要になることから、優先度を持ったリミッタ値を設定することも多い。   In the actual operation of the power conversion device (inverter 7), the power conversion device (inverter 7) is prioritized such as (a) giving priority to accommodation of active power or (b) giving priority to reactive power in order to give priority to voltage maintenance of the system. ), It is necessary to give priority to one of the set values, so a limiter value with priority is often set.

(a)有効電力を優先させる場合
P=MVA LQ=[MVA2―CP 21/2 …(1)
(b)無効電力を優先させる場合
P=[MVA2―CQ 21/2Q=MVA …(2)
なお、自励式の電力変換装置の制御において、リミッタを用いて有効電力指令値、無効電力指令値を制限する技術は特許文献1に記載されている。
特開平5―168148号公報
(A) When prioritizing active power L P = MVA L Q = [MVA 2 −C P 2 ] 1/2 (1)
(B) When giving priority to reactive power L P = [MVA 2 −C Q 2 ] 1/2 L Q = MVA (2)
In the control of a self-excited power converter, a technique for limiting the active power command value and the reactive power command value using a limiter is described in Patent Document 1.
JP-A-5-168148

しかしながら、図5に示した電力変換装置の制御装置においても、まだ改良すべき次のような課題があった。   However, the power converter control device shown in FIG. 5 still has the following problems to be improved.

すなわち、(1)式、(2)式から理解できるように、優先度の低い電力のリミッタ値は、優先度の高い電力の変動の影響を受ける。電力設定部14で設定した各設定値PS、QSが電力変換装置の電力容量MVAの近傍に設定されていた場合には、各電力指令値CP、CQは各リミッタ値LP、LQ近傍で、電力変換装置が運転される。 That is, as can be understood from the equations (1) and (2), the limiter value of the low priority power is affected by the fluctuation of the high priority power. When the set values P S and Q S set by the power setting unit 14 are set in the vicinity of the power capacity MVA of the power converter, the power command values C P and C Q are the limiter values L P , in L Q near, the power converter is operated.

その結果、例えば、電力系統の負荷変動に起因して、電力変換装置の出力電圧が変動して、この変動により、検出された各電力P、Qが変動し、電力指令値CP、CQが変動し、各リミッタ値LP、LQが変動した場合において、優先度の低い電力は、リミッタ値LP、LQが変動することにより、同様に変動することになる。これは円リミッタの場合でも同じである。 As a result, for example, the output voltage of the power conversion device fluctuates due to load fluctuations in the power system, and the detected powers P and Q fluctuate due to this fluctuation, and power command values C P and C Q When the limiter values L P and L Q fluctuate, the low-priority power fluctuates in the same manner as the limiter values L P and L Q fluctuate. The same applies to the circle limiter.

また、電力設定部14の各電力設定値PS、QSが変動した場合においても同様の現象が生じる。 The same phenomenon occurs when the power setting values P S and Q S of the power setting unit 14 fluctuate.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、たとえ、電力系統の負荷変動に起因して、電力変換装置の出力電圧が変動したり、電力変換装置に対する各電力設定値が変動したとしても、この電力変換装置に入出力される交流電力の有効電力、無効電力は、この電力変換装置の電力容量以内という制約を守りつつ、不要な変動が抑制できる電力変換装置の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. For example, the output voltage of the power converter varies or the power setting values for the power converter vary due to load fluctuations in the power system. Even if the active power and reactive power of the AC power input / output to / from the power converter are kept within the power capacity of the power converter, the power converter control device can suppress unnecessary fluctuations. The purpose is to provide.

上記課題を解消するために、本発明は、交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、検出された有効電力及び無効電力がそれぞれ有効電力設定値及び無効電力設定値に近くなるように有効電力指令値及び無効電力指令値を演算する電力制御手段と、各電力指令値を入力し皮相電力が電力変換装置の電力容量を超えないように各電力指令値を制限するための各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、除去手段で変動成分が除去された各リミッタ値を用いて各電力指令値を制限するリミッタ手段と、このリミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段とを備えている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a control device for a self-excited power conversion device that converts power from alternating current to direct current or from direct current to alternating current. Power detection means for detecting power, power setting means for setting active power setting values and reactive power setting values of AC power input or output to the power converter, and detected active power and reactive power are each valid Power control means for calculating the active power command value and the reactive power command value so as to be close to the power setting value and the reactive power setting value, and input the power command values so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter. Limiter value calculation means for calculating each limiter value for limiting each power command value, and removal for removing fluctuation components superimposed on each limiter value output from the limiter value calculation means And limiter means for limiting each power command value using each limiter value from which the fluctuation component has been removed by the removing means, and application to the power converter based on each power command value whose value is limited by this limiter means Gate signal generation means for generating a gate signal to be generated.

このように構成された電力変換装置の制御装置においては、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段を設けている。この除去手段は、例えばオフディレー型のタイマーで構成されており、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値の絶対値が大きくなる方向に対しては、一定の遅れ時間を有して追従し、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値の絶対値が小さくなる方向に対しては瞬時に追従する機能を有する。よって、リミッタ手段に実際に設定されるリミッタ値は少なくとも大きくなる方向に変動しない。   In the control device of the power conversion device configured as described above, a removing unit that removes the fluctuation component superimposed on each limiter value output from the limiter value calculating unit is provided. This removing means is composed of, for example, an off-delay type timer, and follows a direction in which the absolute value of each limiter value output from the limiter value calculating means increases with a certain delay time. In addition, it has a function of instantaneously following the direction in which the absolute value of each limiter value output from the limiter value calculation means decreases. Therefore, the limiter value actually set in the limiter means does not fluctuate at least in the increasing direction.

したがって、たとえ、電力系統の負荷変動に起因して電力変換装置の出力電圧が変動したり、電力変換装置に対する各電力設定値が変動して、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値が短時間に変動したとしても、この各リミッタ値の変動は遅延手段で吸収され、リミッタ手段に実際に設定されるリミッタ値は変動しない。その結果、有効電力及び無効電力の各出力電力値が不要に変動して電力変換装置の運転に悪影響を及ぼすことを防止できる。   Therefore, even if the output voltage of the power conversion device fluctuates due to load fluctuations in the power system, or each power setting value for the power conversion device fluctuates, each limiter value output from the limiter value calculation means is short. Even if it fluctuates with time, the fluctuation of each limiter value is absorbed by the delay means, and the limiter value actually set in the limiter means does not fluctuate. As a result, it is possible to prevent the output power values of the active power and the reactive power from changing unnecessarily and adversely affecting the operation of the power converter.

また、別の発明は、交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、有効電力が有効電力設定値に近くなるように有効電力指令値を演算する有効電力制御手段と、無効電力が無効電力設定値に近くなるように無効電力指令値を演算する無効電力制御手段と、設定されたリミッタ値を用いて有効電力指令値を制限する有効電力指令値リミッタ手段と、設定されたリミッタ値を用いて無効電力指令値を制限する無効電力指令値リミッタ手段と、有効電力指令値リミッタ手段で値が制限された有効電力指令値を入力し、有効電力指令値を優先して、皮相電力が電力変換装置の電力容量を超えないように各電力指令値を制限するための各リミッタ手段へ設定する各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、このリミッタ値演算手段から無効電力指令値リミッタ手段へ設定するリミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、各リミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段とを備えている。   Another invention is a control device for a self-excited power conversion device that converts power from alternating current to direct current or from direct current to alternating current, and detects active power and reactive power of alternating current power that is input to or output from the power conversion device. Power detection means, power setting means for setting active power set value and reactive power set value of AC power input or output to the power converter, and active power command value so that the active power is close to the active power set value Active power control means for calculating the reactive power, the reactive power control means for calculating the reactive power command value so that the reactive power is close to the reactive power setting value, and the active power command value is limited using the set limiter value. The power command value limiter means, the reactive power command value limiter means for limiting the reactive power command value using the set limiter value, and the active power whose value is limited by the active power command value limiter means Input the command value, give priority to the active power command value, and calculate each limiter value to be set to each limiter means for limiting each power command value so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter Based on the limiter value calculation means, the removal means for removing the fluctuation component superimposed on the limiter value set from the limiter value calculation means to the reactive power command value limiter means, and each power command value whose value is limited by each limiter means And a gate signal generating means for generating a gate signal to be applied to the power converter.

さらに、リミッタ値演算手段は、有効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を前記電力変換装置の電力容量に設定し、無効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を、前記電力変換装置の電力容量の2乗値から前記値が制限された有効電力指令値の2乗値を減算した値の平方根に設定している。   Further, the limiter value calculation means sets the limiter value for the active power command value limiter means to the power capacity of the power converter, and sets the limiter value for the reactive power command value limiter means to the square of the power capacity of the power converter. It is set to the square root of the value obtained by subtracting the square value of the active power command value in which the value is limited from the value.

このように構成された電力変換装置の制御装置においては、有効電力指令値を優先させながら、有効電力の変動が無効電力指令値、つまり無効電力出力に不要な変動を及ぼし、電力変換装置の運転に悪影響を及ぼすことを防止できる。   In the control device of the power conversion device configured as described above, the active power fluctuation affects the reactive power command value, that is, the reactive power output, while giving priority to the active power command value. Can be prevented from adversely affecting.

また、別の発明は、交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、有効電力が有効電力設定値に近くなるように有効電力指令値を演算する有効電力制御手段と、無効電力が無効電力設定値に近くなるように無効電力指令値を演算する無効電力制御手段と、設定されたリミッタ値を用いて有効電力指令値を制限する有効電力指令値リミッタ手段と、設定されたリミッタ値を用いて無効電力指令値を制限する無効電力指令値リミッタ手段と、無効電力指令値リミッタ手段で値が制限された無効電力指令値を入力し、無効電力指令値を優先して、皮相電力が電力変換装置の電力容量を超えないように各電力指令値を制限するための各リミッタ手段へ設定する各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、このリミッタ値演算手段から有効電力指令値リミッタ手段へ設定するリミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、各リミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段とを備えている。   Another invention is a control device for a self-excited power conversion device that converts power from alternating current to direct current or from direct current to alternating current, and detects active power and reactive power of alternating current power that is input to or output from the power conversion device. Power detection means, power setting means for setting active power set value and reactive power set value of AC power input or output to the power converter, and active power command value so that the active power is close to the active power set value Active power control means for calculating the reactive power, the reactive power control means for calculating the reactive power command value so that the reactive power is close to the reactive power setting value, and the active power command value is limited using the set limiter value. Power command value limiter means, reactive power command value limiter means for limiting the reactive power command value using the set limiter value, and reactive power whose value is limited by the reactive power command value limiter means Input the command value, give priority to the reactive power command value, and calculate each limiter value to be set to each limiter means for limiting each power command value so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter Based on the limiter value calculating means, the removing means for removing the fluctuation component superimposed on the limiter value set to the active power command value limiter means from the limiter value calculating means, and each power command value whose value is limited by each limiter means And a gate signal generating means for generating a gate signal to be applied to the power converter.

さらに、リミッタ値演算手段は、無効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を電力変換装置の電力容量に設定し、有効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を、電力変換装置の電力容量の2乗値から前記値が制限された無効電力指令値の2乗値を減算した値の平方根に設定している。   Further, the limiter value calculating means sets the limiter value for the reactive power command value limiter means to the power capacity of the power converter, and the limiter value for the active power command value limiter means is calculated from the square value of the power capacity of the power converter. The value is set to the square root of the value obtained by subtracting the square value of the reactive power command value that is limited.

このように構成された電力変換装置の制御装置においては、無効電力指令値を優先させながら、無効電力の変動が有効電力指令値、つまり有効電力出力に不要な変動を及ぼし、電力変換装置の運転に悪影響を及ぼすことを防止できる。   In the control device for the power conversion device configured as described above, the reactive power fluctuation causes an unnecessary fluctuation in the active power command value, that is, the active power output while giving priority to the reactive power command value, and the operation of the power conversion device is performed. Can be prevented from adversely affecting.

本発明においては、リミッタ値演算手段からリミッタ手段へ向けて出力された各リミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段を設けている。   In the present invention, there is provided removal means for removing the fluctuation component superimposed on each limiter value output from the limiter value calculation means toward the limiter means.

したがって、たとえ、電力系統の負荷変動に起因して電力変換装置の出力電圧が変動したり、電力変換装置に対する各電力設定値が変動して、リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値が短時間に変動したとしても、この電力変換装置に入出力される交流電力の有効電力、無効電力は、この電力変換装置の電力容量以内という制約を守りつつ、不要な変動が抑制でき、電力変換装置の運転に悪影響を及ぼすことを防止できる。   Therefore, even if the output voltage of the power conversion device fluctuates due to load fluctuations in the power system, or each power setting value for the power conversion device fluctuates, each limiter value output from the limiter value calculation means is short. Even if it fluctuates over time, the active power and reactive power of AC power input and output to and from this power converter can be kept within the power capacity of this power converter, while suppressing unnecessary fluctuations. Can be adversely affected.

以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。図5に示す従来の電力変換装置の制御装置10と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、この第1実施形態の制御装置10aの制御対象の電力変換装置としてのインバータ(逆変換器)7、及びこのインバータ(逆変換器)7を含む電力システムの構成は、図4に示す従来の電力システムの構成と同一であるので、説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device for a power conversion device according to the first embodiment of the present invention. The same parts as those of the control device 10 of the conventional power converter shown in FIG. Further, the configuration of an inverter (inverse converter) 7 as a power conversion device to be controlled by the control device 10a of the first embodiment and a power system including the inverter (inverse converter) 7 are shown in FIG. Since this is the same as the configuration of the power system, the description is omitted.

この第1実施形態の制御装置10aにおいて、変換器出力演算部13は、検出された出力電圧V、出力電流Iを用いて、インバータ(逆変換器)7から出力される交流電力の有効電力P、無効電力Qを算出して、有効電力制御部(APR)15、無効電力制御部(AQR)16へ送出する。電力設定部14は、有効電力設定値PSと無効電力設定値QSとをそれぞれ有効電力制御部(APR)15、無効電力制御部(AQR)16へ送出する。 In the control device 10a according to the first embodiment, the converter output calculation unit 13 uses the detected output voltage V and output current I, and the active power P of the AC power output from the inverter (inverse converter) 7. The reactive power Q is calculated and sent to the active power control unit (APR) 15 and the reactive power control unit (AQR) 16. The power setting unit 14 sends the active power set value P S and the reactive power set value Q S to the active power control unit (APR) 15 and the reactive power control unit (AQR) 16, respectively.

有効電力制御部(APR)15は、検出した有効電力Pが有効電力設定値PSに近くなるように有効電力指令値CPを算出して、次のリミッタ部17及びリミッタ値演算部19へ送出する。無効電力制御部(AQR)16は、検出した無効電力Qが無効電力設定値QSに近くなるように無効電力指令値CQを算出して、次のリミッタ部18及びリミッタ値演算部19へ送出する。 Active power controller (APR) 15 calculates the active power command value C P so that the effective power P detected approaches the active power set value P S, the next limiter portion 17 and the limiter-value calculation section 19 Send it out. Reactive power controller (AQR) 16 calculates the reactive power command value C Q as reactive power Q detected is closer to the reactive power setpoint Q S, the next limiter 18 and the limiter-value calculation section 19 Send it out.

リミッタ値演算部19は、電力変換装置としてインバータ(逆変換器)7の電力容量MVA(皮相電力)と、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQとを用いて、この有効電力指令値CP、無効電力指令値CQの上限値及び下限値をそれぞれ制御するための下式で示す前述した(a)、(b)2種類の各リミッタ値LP、LQを演算する。 The limiter value calculation unit 19 uses the power capacity MVA (apparent power) of the inverter (inverse converter) 7, the active power command value C P , and the reactive power command value C Q as a power conversion device. value C P, the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q described above shown by the following formula for controlling respectively (a), calculates the (b) 2 kinds of the limit value L P, L Q.

(a)有効電力を優先させる場合
P=MVA LQ=[MVA2―CP 21/2 …(1)
(b)無効電力を優先させる場合
P=[MVA2―CQ 21/2Q=MVA …(2)
リミッタ値演算部19は、算出したリミッタ値LP、LQをそれぞれ遅延手段としての遅れ素子24、25へ送出する。各遅れ素子24、25は、例えばオフディレー型のタイマーで構成されており、リミッタ値演算部19から出力された各リミッタ値LP、LQの絶対値が大きくなる方向に対しては、一定の遅れ時間を有して追従し、リミッタ値演算部19から出力された各リミッタ値LP、LQの絶対値が小さくなる方向に対しては瞬時に追従する機能を有する。したがって、リミッタ値演算部19から出力された各リミッタ値LP、LQにおける短時間の変動成分は、この各遅れ素子24、25で除去される。各遅れ素子24、25を経由した各リミッタ値LP、LQは少なくとも大きくなる方向には変動しない。
(A) When prioritizing active power L P = MVA L Q = [MVA 2 −C P 2 ] 1/2 (1)
(B) When giving priority to reactive power L P = [MVA 2 −C Q 2 ] 1/2 L Q = MVA (2)
The limiter value calculation unit 19 sends the calculated limiter values L P and L Q to delay elements 24 and 25 as delay means, respectively. Each of the delay elements 24 and 25 is composed of, for example, an off-delay type timer, and is constant in the direction in which the absolute values of the limiter values L P and L Q output from the limiter value calculation unit 19 increase. And has a function of instantaneously following the direction in which the absolute values of the limiter values L P and L Q output from the limiter value calculation unit 19 become smaller. Therefore, short-time fluctuation components in the limiter values L P and L Q output from the limiter value calculator 19 are removed by the delay elements 24 and 25. The limiter values L P and L Q that have passed through the delay elements 24 and 25 do not fluctuate at least in the increasing direction.

各遅れ素子24、25を経由した各リミッタ値LP、LQは、それぞれ対応するリミッタ部17、18へ設定する。 The limiter values L P and L Q via the delay elements 24 and 25 are set in the corresponding limiter units 17 and 18, respectively.

リミッタ部17は、入力した有効電力指令値CPの上限値及び下限値を遅れ素子24を経由したリミッタ値LPで制限して、新たな有効電力指令値DPとして演算部20へ送出する。同様に、リミッタ部18は、入力した無効電力指令値CQの上限値及び下限値を遅れ素子25を経由したリミッタ値LQで制限して、新たな無効電力指令値DQとして演算部20へ送出する。 Limiter portion 17 limits in via the delay element 24 the upper limit value and the lower limit value of the effective power command value C P input limit value L P, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new active power command value D P . Similarly, the limiter 18 is limited by via the delay element 25 the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q input limiter value L Q, the arithmetic unit 20 as a new reactive power command value D Q To send.

演算部20は、入力された有効電力指令値DPと無効電力指令値DQとを、例えば三相の瞬時値ベースの制御量Ecに変換して、次のパルス発生回路22へ送出する。パルス発生回路22は、三相の瞬時値ベースの制御量Ecに変換された各電力指令値DP、DQに基づいて電力変換装置としてのインバータ7へ印加するゲートパルス信号を生成する。 Calculation unit 20, the input and active power command value D P and the reactive power command value D Q, for example by converting the instantaneous value based control amount Ec of the three-phase, and sends to the next pulse generation circuit 22. The pulse generation circuit 22 generates a gate pulse signal to be applied to the inverter 7 as a power converter based on the power command values D P and D Q converted into the control amount Ec based on the three-phase instantaneous value.

パルス発生回路22から出力されたゲートパルス信号は、インバータ(逆変換器)7に印加され、このインバータ7の半導体スイッチング素子のスイッチングに用いられる。これによりインバータ(逆変換器)7から交流電力系9側へ出力される交流電力の有効電力及び無効電力が電力設定部14で設定した各設定値PS、QSとなる。 The gate pulse signal output from the pulse generation circuit 22 is applied to an inverter (inverse converter) 7 and used for switching of the semiconductor switching element of the inverter 7. As a result, the active power and reactive power of the AC power output from the inverter (inverse converter) 7 to the AC power system 9 side become the set values P S and Q S set by the power setting unit 14.

このように構成された第1実施形態の電力変換装置の制御装置10aにおいては、電力系統の負荷変動に起因して電力変換装置(インバータ7)の出力電圧が変動したり、電力変換装置(インバータ7)に対する各電力設定値PS、QSが変動して、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQが変動し、最終的に、リミッタ値演算部19から出力された各リミッタ値LP、LQが短時間に変動したとしても、この短時間の変動は各遅れ素子24、25で吸収され、リミッタ部17、18に実際に設定されるリミッタ値LP、LQは変動しない。 In the control device 10a of the power conversion device of the first embodiment configured as described above, the output voltage of the power conversion device (inverter 7) fluctuates due to load fluctuation of the power system, or the power conversion device (inverter) 7) The power set values P S and Q S with respect to 7) fluctuate, the active power command value C P and the reactive power command value C Q fluctuate, and finally each limiter value output from the limiter value calculation unit 19 Even if L P and L Q fluctuate in a short time, this short fluctuation is absorbed by the delay elements 24 and 25, and the limiter values L P and L Q actually set in the limiter units 17 and 18 fluctuate. do not do.

その結果、演算部20へ入力される有効電力指令値DPと無効電力指令値DQには変動成分含まれない。したがって、有効電力と無効電力の各出力電力値が不要に変動して電力変換装置(インバータ7)の運転に悪影響を及ぼすことを防止できる。 As a result, the active power command value D P and the reactive power command value D Q to be inputted to the arithmetic unit 20 does not include variation component. Therefore, it is possible to prevent the output power values of the active power and the reactive power from changing unnecessarily and adversely affecting the operation of the power converter (inverter 7).

(第2実施形態)
図2は、本発明の第2実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す第1実施形態の電力変換装置の制御装置10aと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、この第2実施形態の制御装置10bの制御対象の電力変換装置としてのインバータ(逆変換器)7、及びこのインバータ(逆変換器)7を含む電力システムの構成は、図4に示す従来の電力システムの構成と同一であるので、説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device of the power conversion device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the control device 10a of the power conversion apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted. Further, the configuration of an inverter (inverse converter) 7 as a power conversion device to be controlled by the control device 10b of the second embodiment and a power system including the inverter (inverse converter) 7 are shown in FIG. Since this is the same as the configuration of the power system, the description is omitted.

この第2実施形態の電力変換装置の制御装置10bにおいては、有効電力制御部(APR)15は算出した有効電力指令値CPをリミッタ部17へ送出する。無効電力制御部(AQR)16は算出した無効電力指令値CQをリミッタ部18へ送出する。 In this control device 10b of the power converter of the second embodiment, the active power controller (APR) 15 sends an active power command value C P calculated to the limiter portion 17. The reactive power control unit (AQR) 16 sends the calculated reactive power command value CQ to the limiter unit 18.

また、リミッタ値演算部19aには、リミッタ部17から演算部20へ送出される有効電力指令値DPが入力される。このリミッタ値演算部19aは、電力変換装置としてインバータ(逆変換器)7の電力容量MVA(皮相電力)と、リミッタ部17から出力された有効電力指令値DPとを用いて、この有効電力指令値CP、無効電力指令値CQの上限値及び下限値をそれぞれ制限するための(3)式で示す、有効電力指令値を優先して、皮相電力が前記電力変換装置の電力容量を超えないような、各リミッタ値LP、LQを演算する。 Further, the active power command value D P sent from the limiter unit 17 to the calculation unit 20 is input to the limiter value calculation unit 19a. The limiter value calculating unit 19a includes an inverter (reverse converter) 7 power capacity MVA (apparent power) as a power converter, by using the active power command value D P outputted from the limiter unit 17, the active power command value C P, shown in (3) for limiting the upper and lower limit values, respectively of the reactive power command value C Q, preferentially active power command value, apparent power is the power capacity of the power converter Each limiter value L P and L Q is calculated so as not to exceed.

P=MVA LQ=[MVA2―DP 21/2 …(3)
リミッタ値演算部19aは、算出した一方のリミッタ値LPを直接リミッタ部17へ設定するとともに、算出した他方のリミッタ値LQを遅延手段としての遅れ素子25を経由してリミッタ部18へ設定する。
L P = MVA L Q = [MVA 2 −D P 2 ] 1/2 (3)
The limiter value calculation unit 19a directly sets the calculated one limiter value L P to the limiter unit 17 and sets the calculated other limiter value L Q to the limiter unit 18 via the delay element 25 as a delay unit. To do.

このように、有効電力側のリミッタ部17へ設定されるリミッタ値LPは、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAそのものであり変化しない。一方、無効電力側のリミッタ部18へ設定されるリミッタ値LQは、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAから有効電力指令値DP分を減算した残りの容量になる。すなわち、有効電力優先のリミッタ値LP、LQとなる。なお、リミッタ値LQは変動する可能性があるので、遅れ素子25で変動成分を除去している。 Thus, the limiter value L P set to the limiter unit 17 on the active power side is the power capacity MVA of the inverter (inverse converter) 7 and does not change. On the other hand, the limiter value L Q is set to the reactive power side of the limiter unit 18, becomes the remaining capacity obtained by subtracting the effective power command value D P min from the power capacity MVA inverter (reverse converter) 7. That is, the active power priority limiter values L P and L Q are obtained. Since the limiter value LQ may fluctuate, the fluctuation component is removed by the delay element 25.

リミッタ部17は、入力した有効電力指令値CPの上限値及び下限値をリミッタ値LPで制限して、新たな有効電力指令値DPとして演算部20へ送出する。リミッタ部18は、入力した無効電力指令値CQの上限値及び下限値を遅れ素子25を経由したリミッタ値LQで制限して、新たな無効電力指令値DQとして演算部20へ送出する。 Limiter portion 17, the upper limit value and the lower limit value of the effective power command value C P input limit by the limiter value L P, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new active power command value D P. Limiter portion 18 limits in via the delay element 25 the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q input limiter value L Q, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new reactive power command value D Q .

このように構成された第2実施形態の電力変換装置の制御装置10bにおいては、電力系統の負荷変動に起因して電力変換装置(インバータ7)の出力電圧が変動したり、電力変換装置(インバータ7)に対する各電力設定値PS、QSが変動して、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQが変動し、リミッタ値演算部19aから出力されたリミッタ値LQも変動する。遅れ要素25がない場合は、そのまま無効電力の出力を変動させることになってしまう。しかしながら、遅れ要素25の作用により、有効電力指令値DPが大きくなる、つまりリミッタ値LQが小さくなる方向に対しては、瞬時に応動して、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAをオーバーしないように、無効電力のリミッタを絞る。 In the control device 10b of the power conversion device of the second embodiment configured as described above, the output voltage of the power conversion device (inverter 7) fluctuates due to load fluctuations in the power system, or the power conversion device (inverter) 7) The power set values P S and Q S with respect to 7) vary, the active power command value C P and the reactive power command value C Q vary, and the limiter value L Q output from the limiter value calculation unit 19a also varies. . When there is no delay element 25, the output of reactive power is changed as it is. However, by the action of the delay element 25, the active power command value D P increases, i.e. with respect to the direction in which the limiter value L Q decreases, in response to the instantaneous inverter (inverter) 7 power capacity MVA Reduce the reactive power limiter so that

また、逆に有効電力指令値DPが小さくなる、つまりリミッタ値LQが大きくなる方向に対しては、遅れ要素25の作用により、遅れを持って応動ずるため、無効電力出力が急に増加することはない。 Moreover, the active power command value D P conversely becomes small, that is with respect to the direction in which the limiter value L Q increases by the action of delay element 25, responsive cheat order with a delay, reactive power output increases abruptly Never do.

特に有効電力制御部15の有効電力指令値CP(DP)が振動しているときには、遅れ要素25がない場合には、振動がそのまま無効電力の出力に影響を与える。しかし、遅れ要素25によりリミッタ値LQが絞られた状態を継続するため、無効電力の出力に不要な振動を与えない。 In particular, when the active power command value C P (D P ) of the active power control unit 15 is vibrating, if there is no delay element 25, the vibration directly affects the output of reactive power. However, in order to continue the state where the limiter value L Q is throttled by the delay element 25 avoiding unwanted vibration to the output of the reactive power.

このように、この第2実施形態の電力変換装置の制御装置10bにおいては、系統電圧変動および設定値などの変動により電力変換装置(インバータ7)の出力する有効電力値が変動したとしても、その影響によって不要に無効電力出力を変動させることを抑制し、連系する電力系統に対して悪影響を及ぼすことを防止できる。   As described above, in the control device 10b of the power conversion device according to the second embodiment, even if the active power value output from the power conversion device (inverter 7) is fluctuated due to fluctuations in the system voltage and the set value, It is possible to suppress the reactive power output from being fluctuated unnecessarily due to the influence, and to prevent adverse effects on the interconnected power system.

(第3実施形態)
図3は、本発明の第3実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。図1に示す第1実施形態の電力変換装置の制御装置10aと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。また、この第3実施形態の制御装置10cの制御対象の電力変換装置としてのインバータ(逆変換器)7、及びこのインバータ(逆変換器)7を含む電力システムの構成は、図4に示す従来の電力システムの構成と同一であるので、説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the control device of the power conversion device according to the third embodiment of the present invention. The same parts as those in the control device 10a of the power conversion apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping parts is omitted. Further, the configuration of an inverter (inverse converter) 7 as a power conversion device to be controlled by the control device 10c of the third embodiment and a power system including the inverter (inverse converter) 7 are shown in FIG. Since this is the same as the configuration of the power system, the description is omitted.

この第3実施形態の電力変換装置の制御装置10cにおいては、有効電力制御部(APR)15は算出した有効電力指令値CPをリミッタ部17へ送出する。無効電力制御部(AQR)16は算出した無効電力指令値CQをリミッタ部18へ送出する。 In this control unit 10c of the power conversion device of the third embodiment, the active power controller (APR) 15 sends an active power command value C P calculated to the limiter portion 17. The reactive power control unit (AQR) 16 sends the calculated reactive power command value CQ to the limiter unit 18.

また、リミッタ値演算部19bには、リミッタ部18から演算部20へ送出される無効電力指令値DQが入力される。このリミッタ値演算部19bは、電力変換装置としてインバータ(逆変換器)7の電力容量MVA(皮相電力)と、リミッタ部18から出力された無効電力指令値DQとを用いて、この有効電力指令値CP、無効電力指令値CQの上限値及び下限値をそれぞれ制限するための(4)式で示す、無効電力指令値を優先して、皮相電力が電力変換装置の電力容量MVAを超えないような、各リミッタ値LP、LQを演算する。 Further, the reactive power command value DQ sent from the limiter unit 18 to the calculation unit 20 is input to the limiter value calculation unit 19b. The limiter value calculation unit 19b uses the power capacity MVA (apparent power) of the inverter (inverse converter) 7 as a power converter and the reactive power command value D Q output from the limiter unit 18 to use this active power. command value C P, indicated by (4) for the upper and lower limits for limiting each of the reactive power command value C Q, preferentially reactive power command value, the power capacity MVA apparent power is the power converter Each limiter value L P and L Q is calculated so as not to exceed.

P=[MVA2―DQ 21/2Q=MVA …(4)
リミッタ値演算部19bは、算出した一方のリミッタ値LPを遅延手段としての遅れ素子24を経由してリミッタ部17へ設定するとともに、算出した他方のリミッタ値LQを直接リミッタ部18へ設定する。
L P = [MVA 2 −D Q 2 ] 1/2 L Q = MVA (4)
The limiter value calculation unit 19b sets the calculated one limiter value L P to the limiter unit 17 via the delay element 24 as a delay unit, and sets the calculated other limiter value L Q directly to the limiter unit 18. To do.

このように、無効電力側のリミッタ部18へ設定されるリミッタ値LQは、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAそのものであり変化しない。一方、有効電力側のリミッタ部17へ設定されるリミッタ値LPは、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAから無効電力指令値DQ分を減算した残りの容量になる。すなわち、無効電力優先のリミッタ値LP、LQとなる。なお、リミッタ値LPは変動する可能性があるので、遅れ素子24で変動成分を除去している。 Thus, the limiter value L Q is set to the reactive power side limiter 18, an inverter (reverse converter) 7 power capacity MVA unchanged and in itself. On the other hand, the limiter value L P set in the limiter unit 17 on the active power side is the remaining capacity obtained by subtracting the reactive power command value D Q from the power capacity MVA of the inverter (inverse converter) 7. That is, the reactive power priority limiter values L P and L Q are obtained. Since the limiter value L P may fluctuate, the fluctuation component is removed by the delay element 24.

リミッタ部17は、入力した有効電力指令値CPの上限値及び下限値を遅れ素子24を経由したリミッタ値LPで制限して、新たな有効電力指令値DPとして演算部20へ送出する。リミッタ部18は、入力した無効電力指令値CQの上限値及び下限値をリミッタ値LQで制限して、新たな無効電力指令値DQとして演算部20へ送出する。 Limiter portion 17 limits in via the delay element 24 the upper limit value and the lower limit value of the effective power command value C P input limit value L P, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new active power command value D P . Limiter portion 18, the upper limit value and the lower limit value of the reactive power command value C Q input and limited by the limiter value L Q, and sends it to the arithmetic unit 20 as a new reactive power command value D Q.

このように構成された第3実施形態の電力変換装置の制御装置10cにおいては、電力系統の負荷変動に起因して電力変換装置(インバータ7)の出力電圧が変動したり、電力変換装置(インバータ7)に対する各電力設定値PS、QSが変動して、有効電力指令値CP、無効電力指令値CQが変動し、リミッタ値演算部19bから出力されたリミッタ値LPも変動する。遅れ要素24がない場合は、そのまま有効電力の出力を変動させることになってしまう。しかしながら、遅れ要素24の作用により、無効電力指令値DQが大きくなる、つまりリミッタ値LPが小さくなる方向に対しては、瞬時に応動して、インバータ(逆変換器)7の電力容量MVAをオーバーしないように、有効電力のリミッタを絞る。 In the control device 10c of the power conversion device of the third embodiment configured as described above, the output voltage of the power conversion device (inverter 7) fluctuates due to load fluctuations in the power system, or the power conversion device (inverter) 7) The power set values P S and Q S for fluctuate, the active power command value C P and the reactive power command value C Q fluctuate, and the limiter value L P output from the limiter value calculator 19b also fluctuates. . When there is no delay element 24, the output of active power is changed as it is. However, due to the action of the delay element 24, the power capacity MVA of the inverter (inverse converter) 7 responds instantaneously to the direction in which the reactive power command value D Q increases, that is, the limiter value L P decreases. Limit the active power limiter so that

また、逆に無効電力指令値DQが小さくなる、つまりリミッタ値LPが大きくなる方向に対しては、遅れ要素24の作用により、遅れを持って応動ずるため、有効電力出力が急に増加することはない。 Conversely, the reactive power command value D Q decreases, that is, the limiter value L P increases, and the delay element 24 responds with a delay, so that the active power output increases rapidly. Never do.

特に無効電力制御部16の無効電力指令値CQ(DQ)が振動しているときには、遅れ要素24がない場合には、振動がそのまま有効電力の出力に影響を与える。しかし、遅れ要素24によりリミッタ値LPが絞られた状態を継続するため有効電力の出力に不要な振動を与えない。 In particular, when the reactive power command value C Q (D Q ) of the reactive power control unit 16 is vibrating, if there is no delay element 24, the vibration directly affects the output of the active power. However, since the state where the limiter value L P is reduced by the delay element 24 is continued, unnecessary vibration is not given to the output of the active power.

このように、この第3実施形態の電力変換装置の制御装置10cにおいては、系統電圧変動および設定値などの変動により電力変換装置(インバータ7)の出力する有効電力値が変動したとしても、その影響によって不要に無効電力出力を変動させることを抑制し、連系する電力系統に対して悪影響を及ぼすことを防止できる。   As described above, in the control device 10c of the power conversion device according to the third embodiment, even if the active power value output from the power conversion device (inverter 7) is fluctuated due to fluctuations in the system voltage and the set value, the It is possible to suppress the reactive power output from being fluctuated unnecessarily due to the influence, and to prevent adverse effects on the interconnected power system.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態においては、制御対象の電力変換装置としてインバータ7を採用したが、制御対象の電力変換装置として整流器3を採用することも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments. In the embodiment, the inverter 7 is employed as the power conversion device to be controlled. However, the rectifier 3 can also be employed as the power conversion device to be controlled.

本発明の第1実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the power converter device concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the power converter device concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係わる電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the power converter device concerning 3rd Embodiment of this invention. 交流電力系及び周波数変換装置が組込まれた電力システムを示す模式図Schematic diagram showing a power system incorporating an AC power system and a frequency converter 従来の電力変換装置の制御装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the control apparatus of the conventional power converter device

符号の説明Explanation of symbols

1,9…交流電力系、2,8…変圧器、3…整流器、7…インバータ、10,10a,10b,10c…制御装置、11…変成器、12…変流器、13…変換器出力演算部、14…電力設定部、15…有効電力制御部(APR)、16…無効電力制御部(AQR)、17,18…リミッタ部、19,19a,19b…リミッタ値演算部、20…演算部、21…PLL回路、22…パルス発生回路、23…搬送波発生回路、24,25…遅れ要素   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,9 ... AC power system, 2,8 ... Transformer, 3 ... Rectifier, 7 ... Inverter 10, 10a, 10b, 10c ... Control apparatus, 11 ... Transformer, 12 ... Current transformer, 13 ... Converter output Calculation unit, 14 ... power setting unit, 15 ... active power control unit (APR), 16 ... reactive power control unit (AQR), 17, 18 ... limiter unit, 19, 19a, 19b ... limiter value calculation unit, 20 ... calculation , 21 ... PLL circuit, 22 ... pulse generation circuit, 23 ... carrier wave generation circuit, 24,25 ... delay element

Claims (5)

交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、
前記検出された有効電力及び無効電力がそれぞれ前記有効電力設定値及び無効電力設定値に近くなるように有効電力指令値及び無効電力指令値を演算する電力制御手段と、
前記各電力指令値を入力し皮相電力が前記電力変換装置の電力容量を超えないように前記各電力指令値を制限するための各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、
前記リミッタ値演算手段から出力された各リミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、
前記除去手段で変動成分が除去された各リミッタ値を用いて前記各電力指令値を制限するリミッタ手段と、
このリミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて前記電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
In a control device for a self-excited power converter that converts power from alternating current to direct current or direct current to alternating current,
Power detection means for detecting active power and reactive power of AC power input or output to the power converter;
Power setting means for setting an active power setting value and a reactive power setting value of AC power input or output to the power converter;
Power control means for calculating the active power command value and the reactive power command value so that the detected active power and reactive power are close to the active power setting value and the reactive power setting value, respectively;
Limiter value calculating means for inputting each power command value and calculating each limiter value for limiting each power command value so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter,
Removing means for removing the fluctuation component superimposed on each limiter value output from the limiter value calculating means;
Limiter means for limiting each power command value using each limiter value from which the fluctuation component has been removed by the removing means;
A control apparatus for a power converter, comprising: a gate signal generator that generates a gate signal to be applied to the power converter based on each power command value whose value is limited by the limiter.
交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、
前記有効電力が有効電力設定値に近くなるように有効電力指令値を演算する有効電力制御手段と、
前記無効電力が無効電力設定値に近くなるように無効電力指令値を演算する無効電力制御手段と、
設定されたリミッタ値を用いて前記有効電力指令値を制限する有効電力指令値リミッタ手段と、
設定されたリミッタ値を用いて前記無効電力指令値を制限する無効電力指令値リミッタ手段と、
前記有効電力指令値リミッタ手段で値が制限された有効電力指令値を入力し、有効電力指令値を優先して、皮相電力が前記電力変換装置の電力容量を超えないように前記各電力指令値を制限するための前記各リミッタ手段へ設定する各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、
このリミッタ値演算手段から前記無効電力指令値リミッタ手段へ設定するリミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、
前記各リミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて前記電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
In a control device for a self-excited power converter that converts power from alternating current to direct current or direct current to alternating current,
Power detection means for detecting active power and reactive power of AC power input or output to the power converter;
Power setting means for setting an active power setting value and a reactive power setting value of AC power input or output to the power converter;
Active power control means for calculating an active power command value so that the active power is close to an active power setting value;
Reactive power control means for calculating a reactive power command value so that the reactive power is close to a reactive power setting value;
Active power command value limiter means for limiting the active power command value using a set limiter value;
Reactive power command value limiter means for limiting the reactive power command value using a set limiter value;
Input the active power command value whose value is limited by the active power command value limiter, and prioritize the active power command value, so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter. Limiter value calculating means for calculating each limiter value to be set to each limiter means for limiting
Removing means for removing the fluctuation component superimposed on the limiter value set to the reactive power command value limiter means from the limiter value calculation means;
A control device for a power converter, comprising: a gate signal generator that generates a gate signal to be applied to the power converter based on each power command value whose value is limited by each limiter.
前記リミッタ値演算手段は、前記有効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を前記電力変換装置の電力容量に設定し、前記無効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を、前記電力変換装置の電力容量の2乗値から前記値が制限された有効電力指令値の2乗値を減算した値の平方根に設定したことを特徴とする請求項2記載の電力変換装置の制御装置。   The limiter value calculation means sets the limiter value for the active power command value limiter means to the power capacity of the power converter, and sets the limiter value for the reactive power command value limiter means as 2 of the power capacity of the power converter. 3. The control device for a power converter according to claim 2, wherein the control device is set to a square root of a value obtained by subtracting a square value of an active power command value whose value is limited from a multiplier value. 交流から直流又は直流から交流へ電力変換する自励式の電力変換装置の制御装置において、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力と無効電力とを検出する電力検出手段と、
前記電力変換装置に入力又は出力される交流電力の有効電力設定値と無効電力設定値を設定する電力設定手段と、
前記有効電力が有効電力設定値に近くなるように有効電力指令値を演算する有効電力制御手段と、
前記無効電力が無効電力設定値に近くなるように無効電力指令値を演算する無効電力制御手段と、
設定されたリミッタ値を用いて前記有効電力指令値を制限する有効電力指令値リミッタ手段と、
設定されたリミッタ値を用いて前記無効電力指令値を制限する無効電力指令値リミッタ手段と、
前記無効電力指令値リミッタ手段で値が制限された無効電力指令値を入力し、無効電力指令値を優先して、皮相電力が前記電力変換装置の電力容量を超えないように前記各電力指令値を制限するための前記各リミッタ手段へ設定する各リミッタ値を演算するリミッタ値演算手段と、
このリミッタ値演算手段から前記有効電力指令値リミッタ手段へ設定するリミッタ値に重畳した変動成分を除去する除去手段と、
前記各リミッタ手段で値が制限された各電力指令値に基づいて前記電力変換装置へ印加するゲート信号を生成するゲート信号生成手段と
を備えたことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
In a control device for a self-excited power converter that converts power from alternating current to direct current or direct current to alternating current,
Power detection means for detecting active power and reactive power of AC power input or output to the power converter;
Power setting means for setting an active power setting value and a reactive power setting value of AC power input or output to the power converter;
Active power control means for calculating an active power command value so that the active power is close to an active power setting value;
Reactive power control means for calculating a reactive power command value so that the reactive power is close to a reactive power setting value;
Active power command value limiter means for limiting the active power command value using a set limiter value;
Reactive power command value limiter means for limiting the reactive power command value using a set limiter value;
Input the reactive power command value whose value is limited by the reactive power command value limiter means, giving priority to the reactive power command value, so that the apparent power does not exceed the power capacity of the power converter. Limiter value calculating means for calculating each limiter value to be set to each limiter means for limiting
Removing means for removing the fluctuation component superimposed on the limiter value set to the active power command value limiter means from the limiter value calculation means;
A control device for a power converter, comprising: a gate signal generator that generates a gate signal to be applied to the power converter based on each power command value whose value is limited by each limiter.
前記リミッタ値演算手段は、前記無効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を前記電力変換装置の電力容量に設定し、前記有効電力指令値リミッタ手段に対するリミッタ値を、前記電力変換装置の電力容量の2乗値から前記値が制限された無効電力指令値の2乗値を減算した値の平方根に設定したことを特徴とする請求項4記載の電力変換装置の制御装置。   The limiter value calculation means sets the limiter value for the reactive power command value limiter means to the power capacity of the power converter, and sets the limiter value for the active power command value limiter means as 2 of the power capacity of the power converter. 5. The control device for a power converter according to claim 4, wherein the control unit is set to a square root of a value obtained by subtracting a square value of a reactive power command value whose value is limited from a multiplier value.
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