电力变换装置制造方法及图纸

伴随着直流系统３０的长距离化和电压型电力变换器１０１的电容器电容量的减少，直流电压控制特性变坏，对交流系统也产生不良影响。为解决上述课题，本发明专利技术的电力变换装置具有：输出电压型电力变换器１０１的第一有效电功率指令的电功率控制装置１２０；输出电压型电力变换器１０１的第二有效电功率指令的直流电压控制装置１１０；和根据第一及第二有效电功率指令对电压型电力变换器１０１的元件进行点弧的门控电路１０８。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及这样的电力变换装置，在提高在直流线路中连接有多个电压型电力变换器的直流多端子送电系统的稳定性的同时，当由于电压型电力变换器或系统故障发生端子脱落时也能够靠余下的端子继续运转。图9是例如“特开平1-238430号”公报所示的一种现有的电力变换装置的构成图。图9中表示直流线路里接有多台电力变换装置中的1个电力变换装置。图中300是从交流到直流或从直流到交流进行电力变换的电力变换装置。20是交流系统，30是直流系统。301是电压型电力变换器，302是交流电抗器或者是变压器，303是电容器，304是检测交流系统20电压用的电压检测器，305是检测交流系统20电流用的电流检测器，306是检测直流系统30电压用的电压检测器，307则是根据交流电压检测器304和交流电流检测器305测出的电压和电流检测电功率用的电功率检测电路。308是门控电路，310是直流电压控制电路，320是电功率控制电路。311,321是减法器，312,322是补偿器，330是选择器。下面对图9所示的现有电力变换装置的动作加以说明。在电功率检测电路307中，由电压检测器测出的各相交流电压Vu,Vv,Vw，以及电流检测器测出的各相交流电流Iu,Iv,Iw，输出交流有效电功率P=Vu*Iu+Vv*Iv+Vw*Iw(式中*表示乘法)。在这里交流有效电功率P，与电压型电力变换装置301从交流变换成直流的电功率大体上相等。把检测出的有效电功率P输入到电功率控制电路320中，经减法器321计算出与电功率指令值Pref之间的电功率偏差，补偿器322根据其电功率偏差的大小，对电压型电力变换装置301的电功率进行调节。该补偿器322当电功率检测电路307所测出的交流有效电功率P比电功率指令值Pref小时，就使电压型电力变换装置301变换出来的电功率增大；反之，交流有效电功率P比电功率指令值Pref大时，就使电压型电力变换装置301变换出来的电功率减小，其动作使交流有效电功率P与电功率指令值Pref保持一致。另外，由直流电压检测器306检测出的直流电压Vd，由减法器311计算出与直流电压指令值Vdref之间的偏差，补偿器312根据其偏差的大小，对电压型电力变换装置301的电功率进行调节。由于电压型电力变换装置301的电功率是双向可调的，所以补偿器312在直流电压降低时，增加从交流方面向直流方面的电功率，并给电容器充电，而当直流电压上升时，又反过来增加从直流方面向交流方面的电功率，使电力电容器303放电，其动作使直流电压Vd与直流电压指令值Vdref保持一致。这样，补偿器312,322两者共同对电压型电力变换装置301的电功率作如上的调节，而这些补偿器312,322的输出，由选择器330挑选，把其中最小值挑选出来，该结构使直流电压控制电路310，或是电功率控制电路320的某一方面进行动作。门控电路308根据为电压型电力变换装置而设的有功功率指令Pac及无功功率指令Qac，使电压型电力变换装置301内的元件点弧。附图说明图10是电压型电力变换装置经过交流电抗器连接到交流电源时的构成图。此时交流电源的电压为Vs，电力变换装置的调制度(率)为k，交流电抗器的感抗为X，电压型电力变换装置的交流电压与交流电源电压的相位差为ψ时，则众所周知有功功率和无功功率，将分别是P=k*Sinψ*VS2/X(1)Q=(k*cosψ-1)*VS2/X(2)门控电路308根据(1)式及(2)式，随着调制度K、相角差ψ，来确定电压型电力变换装置301的元件的ON-OFF时间，使元件点弧。由此动作，根据选择器330所选定的补偿器312或补偿器322的输出，对电压型电力变换装置301的电功率进行调节。图11是表示对图9所示的电力变换装置的动作的说明图。在图11中，横轴表示电压型电力变换装置301的交流有功功率P，从交流向直流变换的电功率规定为正方向。纵轴则是电压型电力变换装置301的直流电压Vd。在图11中，P＜Pref的领域里，电压呈现恒定的直线特性。这时电功率检测电路307所检测出的交流有功功率P比电功率指令值Pref要小，补偿器322由于其放大功能，使补偿器322的输出变成大的数值，一直到达输出的限制值为止。而直流电压Vd在直流电压指令值Vdref的附近，因为补偿器312对输出限制值以内的值进行输出，所以只选最小值的选择器330选择补偿器312的输出，而使直流电压控制进行动作，电压型电力变换装置131的直流电压被直流电压指令值Vdref所控制。而交流有功功率P比电功率指令Pref附近的值要大的时候，那末补偿器322反过来输出小的数值，而另一方面，补偿器312由于直流电压Vd比直流电压指令值Vdref要小而输出较大的值。这时选择器330选择补偿器322的输出，使电功率控制电路320进行动作。在图11中，在Vd＜Vdref所示的领域内，Pref形成恒定的直线就显示出该特性。所以按图9的现有例，其结构是在直流电压的关系方面，在某个领域里直流电压控制电路310动作，而在另外的领域中则电功率控制电路320进行动作。图12是现有的把3个电力变换装置接入直流系统时的构成图。这里，300,400,500是电力变换装置，电力变换装置400及500与电力变换装置300构成相同。即与具有图9所示结构的电力变换装置300的构成相同。在图12中，201,211,221是交流电源，各自经交流系统20,21,22与电力变换装置300,400,500相连接。图13与图11所示的说明图相同，是表示图12所示结构的电力变换装置的动作的说明图。在图13中，实线a是电力变换装置300,虚线b是电力变换装置400，而点划线c则是电力变换装置500的特性曲线。在这里，对电力变换装置300,400,500的直流电压指令值Vdref1,Vdref2,Vdref3按Vdref1＞Vdref2＞Vdref3的关系进行设置。而电功率指令值Pref1,Pref2,Pref3则按Pref1＜Pref2＜Pref3的关系进行设置。如图12所示，3个电力变换装置300,400,500与直流系统30连接着，在其工作中电功率的总和必须等于0。例如假设直流电压在直流电压指令值Vdref1附近时，在电力变换装置400与500中的动作使电压产生下降趋势，使从交流向直流变换的电功率减小。于是直流电压降低，电力变换装置300的电功率控制电路320就进行工作。同样地，假设直流电压在直流电压指令值Vdref2附近，此时电力变换装置500使从交流向直流变换的电功率减小，其动作使直流电压下降，电力变换装置400按照电功率控制电路120的控制而进行工作。这样，当具有图12所示的3个电力变换装置连接在直流系统上的结构的电力变换装置具有图13所示的特性时，电力变换装置500产生动作使直流电压值保持在直流电压指令值Vdref3上，而余下的电力变换装置300和400，则由电功率控制电路120的动作使各自的电功率值分别保持在Pref1及Pref2上。从而电力变换装置300和400从交流向直流变换电功率；而电力变换装置500把电功率与电力变换装置300和400的电功率总和(Pref1+pref2)相等的电功率从直流向交流进行变换。电力变换装置300,400本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力变换装置，是把多台从交流电力到直流电力或从直流电力到交流电力进行变换的电压型电力变换器连接在直流线路、相互间进行电力的送出或接受的电力变换装置，其特征在于：具有对应各个上述电压型电力变换器检测上述电压型电力变换器的直流电压的直流电压检测装置；检测上述电压型电力变换器从交流到直流或从直流到交流进行变换的电功率的电功率检测装置；根据电功率的指令值和上述电功率检测装置的检测值输出上述电压型电力变换器的第一有效电功率指令的电功率控制装置；根据直流电压的指令值和上述直流电压检测装置的检测值输出上述电压型电力变换装置的第二有效电功率指令的直流电压控制装置；和根据上述第一有效电功率指令和上述第二有效电功率指令对上述电压型电力变换器的元件进行点弧的门控装置。

【技术特征摘要】
JP 1997-10-3 271775/971．一种电力变换装置，是把多台从交流电力到直流电力或从直流电力到交流电力进行变换的电压型电力变换器连接在直流线路、相互间进行电力的送出或接受的电力变换装置，其特征在于具有对应各个上述电压型电力变换器检测上述电压型电力变换器的直流电压的直流电压检测装置；检测上述电压型电力变换器从交流到直流或从直流到交流进行变换的电功率的电功率检测装置；根据电功率的指令值和上述电功率检测装置的检测值输出上述电压型电力变换器的第一有效电功率指令的电功率控制装置；根据直流电压的指令值和上述直流电压检测装置的检测值输出上述电压型电力变换装置的第二有效电功率指令的直流电压控制装置；和根据上述第一有效电功率指令和上述第二有效电功率指令对上述电压型电力变换器的元件进行点弧的门控装置。2．按照权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于对于从上述电功率控制装置输出的第一有效电功率指令，设定规定的输出限制值。3．按照权利要求2所述的电力变换装置，其特征在于在上述电功率控制装置内设定的上述输出限制值，对于各个上述电力变换装置内的各个上述电压型电力变换器，设定为不同的值。4．根据权利要求1至权利要求3之任一所述的电力变换装置，其特征在于在上述的各个电压型电力变换器中，上述直流电压控制装置中设有变化率抑制装置；上述变化率抑制装置进行控制以抑制从上述直流电压检测装置输出的信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤井俊行，玉井伸三，森田惠，田中愁佳夫，
申请(专利权)人：关西电力株式会社，三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]