[其他]交直变换器的控制装置

说明书

本发明是关于交流变直流或直流变交流的交直变换器控制装置。而交直变换器是通过直流回路相互连接而构成的。此控制装置能适用于直流馈电设备或者频率变换设备。

交直变换器通过直流回路相互连接构成的直流馈电设备（或频率变换设备）的一般结构如第2图所示。图中11，12是交流系统;21，22是变压器;31，32分别是交流变直流，直流变交流的交直变换器;40是直流馈电线等直流回路（电路）;50是对直流馈电设备工作状态发出指令的运行指令电路;61，62分别是前述交直变换器31，32的控制装置。电可以从交流系统11经过变压器21、交直变换器31、32和变压器22送到交流系统12。反之，也可以从交流系统12向交流系统11输送。

第3图是对应于交直变换器的直流电流Id和直流电压Vd的特性。（以下称为电压电流特性）交流变直流的正变换器和直流变交流的逆变换器。分别设置有如第3图所示特性的定电流控制电路。如图所示，正变换器的定电流控制电路的电流设定值IP，逆变换器的电流设定值为IP₁。通常，正变换器是用定电流控制。逆变换器是采用相补角（即控制角）控制。此时的动作点是O点，由此，电流被控制在IP值。

在这种情况下，如果直流馈电线上发生接地时，直流馈电线电压下降，正变换器和逆变换器上流过的电流分别为设定的定电流值IP，IP₁，此即定电流控制，由于接地，使直流馈电线电压下降至零，在此情况下，为第3图所示，动作点为O′和O″两点。所以在接地点流过的电流是正变换器和逆变换器的电流设定值之差△I（称为电流差值）。一般，△I取为额定电流值IP的10%，这样，接地点流过的电流△I虽然很小，可是正变换器，逆变换器中无功功率却增加了。

变换器上必需的无功功率Q由下式确定：

Q＝3]]> e_2·Id·Sinψ……（1）

其中e₂：变换器的外施电压

Id：流过变换器的电流，对于正变换器为IP，逆变换器为IP₁。

Sinψ：变换器的无功功率因数。

由于在接地时、短路时，直流回路的电压几乎趋于零，功率因数角ψ或者控制角α大致为90°，因此Sinψ＝1。另一方面，e₂和Id大体上保持不变，从（1）式明显看出，由于Sinψ增加，无功功率Q也增加，通常可取Sinψ＝0.53。由于无功功率Q的增加，便出现了使得交流系统的电压稳定性，暂态稳定性下降的问题。

因此，为了使接地时的无功功率Q减小，提出使（1）式中的电流Id减小的方案。根据这一方案，在直流电压Vd较低的时候，正变换器的电流设定值从IP变化到I₁，这时形成的正变换器的电压电流特性为第4图所示。如采用这种方案时，在直流馈电线40上发生接地或短路情况下，由于正变换器一侧的电流减小至I₁，逆变换器侧电流减小为I₂，由（1）式看出，把（1）式中的Id用I₁和I₂代入后各变换器必需的无功功率Q值大为改善。但是，在这种电压电流特性情况下，当直流电压Vd在规定值V₁以下时，由于直流电流Id阶跃地急剧下降，无功功率也急剧下降，在交流系统上连接的交流滤波器和调相器（电容元件上）贮备的相位超前的无功功率，有时会使交流系统上发生过电压等问题。另外，由于轻度的直流回路的短路、接地，直流电压尚未下降到V₁以下时，接地点上流过的是正变换器和逆变换器的设定电流值之差△I′，此△I′值是比较大的，这很不适当。关于第4图的特性，请参看文献〔MultiterminalHvpcControlTechniquesForFutureIntegratedAC-DCNetworks〕，载CIGREStudyComittee14-01，1982.9。

本发明的目的是在于消除上述技术中的缺点，提供一种在接地时直流电压即使下降，变换器无功功率也不会很大，而且交流系统不受外界干扰的交直变换器控制装置。