JP2021100301A - Power conversion system and control device - Google Patents

Abstract

To provide a power conversion system in which when recovering one of two control devices from a stopped state, the control device is recovered in earlier timing, and the control device.SOLUTION: A power conversion system comprises: a main circuit unit which performs A/C conversion; and two control devices that control the operation of the main circuit unit and in which even in the case where one of them is stopped, operation of the main circuit unit is continued by the other control device. Each of the two control devices includes: a command value calculation section which calculates a DC power command value for making DC power closer to a target value of the DC power on the basis of the target value and a predetermined rate velocity; a communication section which enables a DC power command value of the other control device to be acquired; and a control section by which in the case of recovery from a state in which control relating to the operation of the main control unit is stopped to a state in which the control is performed, the DC power command value of the other control device is acquired via the communication section and a DC power command value calculated by the command value calculation section is matched with the DC power command value of the other control device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明の実施形態は、電力変換システム及び制御装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to power conversion systems and control devices.

交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、主回路部の動作を制御する制御装置と、を備えた電力変換システムが知られている。こうした電力変換システムにおいて、２つの制御装置を設けることにより、一方の制御装置に故障などが生じた場合にも、他方の制御装置で運転を継続できるようにすることが行われている。 A power conversion system including a main circuit unit that performs at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power and a control device that controls the operation of the main circuit unit is known. .. In such a power conversion system, by providing two control devices, even if a failure occurs in one control device, the operation can be continued by the other control device.

制御装置には、直流電力の目標値が入力される。制御装置は、入力された目標値に対応する直流電力指令値を演算し、直流電力指令値を出力することにより、直流電力が目標値に近づくように主回路部の動作を制御する。 The target value of DC power is input to the control device. The control device calculates the DC power command value corresponding to the input target value and outputs the DC power command value to control the operation of the main circuit unit so that the DC power approaches the target value.

２つの制御装置を備えた電力変換システムでは、一方の制御装置を停止させ、他方の制御装置で運転を継続している状態で、停止させた制御装置を復帰させる場合に、２つの制御装置のそれぞれから出力される直流電力指令値を一致させる必要がある。一方で、制御装置は、直流電力指令値の急激な変化を抑制するため、直流電力指令値を目標値に対してスロープ状に変化させるレート処理を行っている。このため、直流電力指令値を一致させるまでに時間がかかり、結果として、制御装置の復帰の完了までに時間がかかってしまう場合がある。例えば、レート処理のレート速度が１ＭＷ／ｓで目標値が３００ＭＷである場合には、３００／６０で、制御装置に復帰の完了までに５分程度の時間がかかってしまう。 In a power conversion system equipped with two control devices, when one control device is stopped and the stopped control device is restored while the other control device continues to operate, the two control devices are used. It is necessary to match the DC power command values output from each. On the other hand, in order to suppress a sudden change in the DC power command value, the control device performs rate processing for changing the DC power command value in a slope shape with respect to the target value. Therefore, it takes time to match the DC power command values, and as a result, it may take time to complete the restoration of the control device. For example, when the rate speed of rate processing is 1 MW / s and the target value is 300 MW, it takes about 5 minutes to complete the return to the control device at 300/60.

このため、２つの制御装置を備えた電力変換システムでは、停止させた制御装置をより早期に復帰できるようにすることが望まれる。 Therefore, in a power conversion system including two control devices, it is desired that the stopped control device can be restored earlier.

特開２０１８−１２９９６３号公報JP-A-2018-129963

実施形態は、２つの制御装置の一方を停止させた状態から復帰させる場合に、より早期に復帰させることができる電力変換システム及び制御装置を提供する。 The embodiment provides a power conversion system and a control device that can be restored earlier when one of the two control devices is restored from the stopped state.

実施形態に係る電力変換システムは、交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、前記主回路部の動作に関する制御を行い、一方が停止した場合にも他方で前記主回路部の運転を継続できるようにする２つの制御装置と、を備え、前記２つの制御装置は、前記直流電力の目標値と所定のレート速度とを基に、前記直流電力を前記目標値に近付けるための直流電力指令値を演算する指令値演算部と、通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得可能とする通信部と、前記主回路部の動作に関する前記制御を停止した状態から前記制御を行う状態に復帰する際に、前記通信部を介して他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得し、前記指令値演算部の演算する前記直流電力指令値を、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値に合わせ込む制御部と、を有する。 The power conversion system according to the embodiment controls the operation of a main circuit unit that performs at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power, and one of the main circuit units is stopped. On the other hand, the two control devices are provided with two control devices that enable the operation of the main circuit unit to be continued even in such a case, and the two control devices are based on the target value of the DC power and a predetermined rate and speed. A command value calculation unit that calculates a DC power command value for bringing the DC power closer to the target value, and a communication unit that can acquire the DC power command value of the other control device by communicating with the communication unit. When returning from the state in which the control regarding the operation of the main circuit unit is stopped to the state in which the control is performed, the DC power command value of the other control device is acquired via the communication unit, and the command value calculation is performed. It has a control unit that adjusts the DC power command value calculated by the unit to the DC power command value of the other control device.

本実施形態では、２つの制御装置の一方を停止させた状態から復帰させる場合に、より早期に復帰させることができる電力変換システム及び制御装置が提供される。 In the present embodiment, there is provided a power conversion system and a control device that can be restored earlier when one of the two control devices is restored from the stopped state.

実施形態に係る電力変換システムを模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る制御装置を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control device which concerns on embodiment.実施形態に係る指令値演算部を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the command value calculation part which concerns on embodiment.図４（ａ）及び図４（ｂ）は、オンライン復旧時の直流電力指令値の時間変化の一例を模式的に表すグラフ図である。4 (a) and 4 (b) are graphs schematically showing an example of a time change of the DC power command value at the time of online restoration.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the modification of the power conversion system which concerns on embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the sizes between the parts, and the like are not necessarily the same as the actual ones. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings.
In the specification of the present application and each of the drawings, the same elements as those described above with respect to the above-described drawings are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図１は、実施形態に係る電力変換システムを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、電力変換システム１０は、主回路部１２と、２つの制御装置１４、１６と、を備える。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a power conversion system according to an embodiment.
As shown in FIG. 1, thepower conversion system 10 includes amain circuit unit 12 and twocontrol devices 14 and 16.

主回路部１２は、交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う。主回路部１２の構成は、上記の変換を行うことが可能な任意の構成でよい。 Themain circuit unit 12 performs at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power. The configuration of themain circuit unit 12 may be any configuration capable of performing the above conversion.

電力変換システム１０は、例えば、直流電力で送電を行うことにより、２つの交流電力系統を連系させる直流送電システムや、周波数の異なる２つの交流電力系統を連系させる周波数変換システムなどに用いられる。 Thepower conversion system 10 is used, for example, in a DC power transmission system that connects two AC power systems by transmitting power with DC power, a frequency conversion system that connects two AC power systems with different frequencies, and the like. ..

２つの制御装置１４、１６は、主回路部１２の動作に関する制御を行う。２つの制御装置１４、１６は、例えば、主回路部１２による電力の変換を制御する。２つの制御装置１４、１６は、一方が停止した場合にも他方で主回路部１２の運転を継続できるようにする。これにより、例えば、制御装置１４を修理などで停止させた場合にも、制御装置１６によって主回路部１２の運転を継続でき、電力変換システム１０の動作安定性を高めることができる。 The twocontrol devices 14 and 16 control the operation of themain circuit unit 12. The twocontrol devices 14 and 16 control, for example, the conversion of electric power by themain circuit unit 12. The twocontrol devices 14 and 16 enable the operation of themain circuit unit 12 to be continued even if one of them stops. Thereby, for example, even when thecontrol device 14 is stopped for repair or the like, the operation of themain circuit unit 12 can be continued by thecontrol device 16, and the operation stability of thepower conversion system 10 can be improved.

２つの制御装置１４、１６は、例えば、主回路部１２の一部の動作を制御する。制御装置１４は、主回路部１２の第１モジュールの動作を制御する。制御装置１６は、主回路部１２の第２モジュールの動作を制御する。制御装置１４、１６が正常に動作している場合には、第１モジュール及び第２モジュールの出力を等配分する。例えば、直流電力の目標値が３００ＭＷである場合、第１モジュール及び第２モジュールのそれぞれの直流電力を１５０ＭＷとして制御を行う。制御装置１４が動作を停止し、制御装置１６のみで運転を継続する場合には、第１モジュールを休止させ、第２モジュールの直流電力を３００ＭＷとして制御を行う。これにより、一方が停止した場合にも他方で主回路部１２の運転を継続することができる。但し、制御装置１４、１６は、それぞれが主回路部１２の全体の動作を制御してもよい。制御装置１４、１６が正常に動作している場合には、制御装置１４、１６のいずれか一方の制御信号で主回路部１２の動作を制御してもよい。 The twocontrol devices 14 and 16 control, for example, the operation of a part of themain circuit unit 12. Thecontrol device 14 controls the operation of the first module of themain circuit unit 12. Thecontrol device 16 controls the operation of the second module of themain circuit unit 12. When thecontrol devices 14 and 16 are operating normally, the outputs of the first module and the second module are equally distributed. For example, when the target value of the DC power is 300 MW, the DC power of each of the first module and the second module is set to 150 MW for control. When thecontrol device 14 stops the operation and the operation is continued only by thecontrol device 16, the first module is suspended and the DC power of the second module is set to 300 MW for control. As a result, even if one of them stops, the operation of themain circuit unit 12 can be continued on the other. However, thecontrol devices 14 and 16 may each control the overall operation of themain circuit unit 12. When thecontrol devices 14 and 16 are operating normally, the operation of themain circuit unit 12 may be controlled by the control signal of any one of thecontrol devices 14 and 16.

図２は、実施形態に係る制御装置を模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、２つの制御装置１４、１６は、指令値演算部２０と、通信部２２と、制御部２４と、を有する。２つの制御装置１４、１６の構成は、実質的に同じである。FIG. 2 is a block diagram schematically showing the control device according to the embodiment.
As shown in FIG. 2, the twocontrol devices 14 and 16 include a commandvalue calculation unit 20, acommunication unit 22, and acontrol unit 24. The configurations of the twocontrol devices 14 and 16 are substantially the same.

２つの制御装置１４、１６には、主回路部１２から供給する又は主回路部１２に供給される直流電力の目標値が入力される。目標値は、例えば、上位装置（上位のコントローラ）などから制御装置１４、１６に入力される。目標値は、例えば、操作部などを介して手動で入力できるようにしてもよい。 The target values of the DC power supplied from themain circuit unit 12 or supplied to themain circuit unit 12 are input to the twocontrol devices 14 and 16. The target value is input to thecontrol devices 14 and 16 from, for example, a higher-level device (upper-level controller). The target value may be manually input via, for example, an operation unit.

指令値演算部２０は、入力された直流電力の目標値と所定のレート速度とを基に、直流電力を目標値に近付けるための直流電力指令値を演算する。レート速度は、例えば、１ＭＷ／ｓである。指令値演算部２０は、例えば、現在の直流電力指令値を所定のレート速度で目標値に近付けるように、直流電力指令値を演算する。指令値演算部２０は、例えば、現在の直流電力指令値が１００ＭＷで、目標値が３００ＭＷで、レート速度が１ＭＷ／ｓである場合、１０１ＭＷと直流電力指令値を演算し、その１秒後に１０２ＭＷと演算する。このように、指令値演算部２０は、所定のレート速度に基づいて直流電力指令値を順次更新する。 The commandvalue calculation unit 20 calculates a DC power command value for bringing the DC power closer to the target value based on the input target value of the DC power and a predetermined rate speed. The rate rate is, for example, 1 MW / s. The commandvalue calculation unit 20 calculates the DC power command value so that the current DC power command value approaches the target value at a predetermined rate and speed, for example. For example, when the current DC power command value is 100 MW, the target value is 300 MW, and the rate speed is 1 MW / s, the commandvalue calculation unit 20 calculates 101 MW and the DC power command value, and 102 MW one second later. Is calculated as. In this way, the commandvalue calculation unit 20 sequentially updates the DC power command value based on the predetermined rate and speed.

制御装置１４、１６は、例えば、指令値演算部２０によって演算された直流電力指令値を基に、主回路部１２の動作を制御する。これにより、主回路部１２から供給する又は主回路部１２に供給される直流電力を目標値に近付けることができる。 Thecontrol devices 14 and 16 control the operation of themain circuit unit 12, for example, based on the DC power command value calculated by the commandvalue calculation unit 20. As a result, the DC power supplied from themain circuit unit 12 or supplied to themain circuit unit 12 can be brought close to the target value.

通信部２２は、通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を取得可能とする。この例において、通信部２２は、他方の制御装置１４、１６と通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を他方の制御装置１４、１６から直接的に取得する。すなわち、制御装置１４の通信部２２は、制御装置１６の通信部２２と通信を行うことにより、制御装置１６の直流電力指令値を制御装置１６から直接的に取得する。同様に、制御装置１６の通信部２２は、制御装置１４の通信部２２と通信を行うことにより、制御装置１４の直流電力指令値を制御装置１４から直接的に取得する。 Thecommunication unit 22 makes it possible to acquire the DC power command values of theother control devices 14 and 16 by performing communication. In this example, thecommunication unit 22 directly acquires the DC power command value of theother control devices 14 and 16 from theother control devices 14 and 16 by communicating with theother control devices 14 and 16. That is, thecommunication unit 22 of thecontrol device 14 communicates with thecommunication unit 22 of thecontrol device 16 to directly acquire the DC power command value of thecontrol device 16 from thecontrol device 16. Similarly, thecommunication unit 22 of thecontrol device 16 communicates with thecommunication unit 22 of thecontrol device 14 to directly acquire the DC power command value of thecontrol device 14 from thecontrol device 14.

制御部２４は、主回路部１２の動作に関する制御を停止した状態から制御を行う状態に復帰する際に、通信部２２を介して他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を取得する。電力変換システム１０では、前述のように、制御装置１４を修理などで停止させた場合にも、制御装置１６によって主回路部１２の運転を継続することができる。このように、システムとして電力供給を継続している状態（主回路部１２が変換を行っている状態）での制御装置１４又は制御装置１６の復帰は、オンライン復旧などと呼ばれる場合もある。制御部２４は、換言すれば、制御装置１４、１６のオンライン復旧の際に、通信部２２を介して他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を取得する。 Thecontrol unit 24 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via thecommunication unit 22 when returning from the state in which the control related to the operation of themain circuit unit 12 is stopped to the state in which the control is performed. In thepower conversion system 10, as described above, even when thecontrol device 14 is stopped for repair or the like, thecontrol device 16 can continue the operation of themain circuit unit 12. As described above, the restoration of thecontrol device 14 or thecontrol device 16 in the state where the power supply is continued as the system (the state in which themain circuit unit 12 is performing conversion) is sometimes called online restoration or the like. In other words, when thecontrol devices 14 and 16 are restored online, thecontrol unit 24 acquires the DC power command value of theother control devices 14 and 16 via thecommunication unit 22.

制御部２４は、通信部２２を介して他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を取得した後、指令値演算部２０の演算する直流電力指令値を、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値に合わせ込む。すなわち、制御装置１４の制御部２４は、制御装置１４のオンライン復旧の際に、通信部２２を介して制御装置１６の直流電力指令値を取得し、指令値演算部２０の演算する直流電力指令値を、制御装置１６の直流電力指令値に合わせ込む。同様に、制御装置１６の制御部２４は、制御装置１６のオンライン復旧の際に、通信部２２を介して制御装置１４の直流電力指令値を取得し、指令値演算部２０の演算する直流電力指令値を、制御装置１４の直流電力指令値に合わせ込む。 Thecontrol unit 24 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via thecommunication unit 22, and then transfers the DC power command values calculated by the commandvalue calculation unit 20 to theother control devices 14 and 16. Adjust to the DC power command value. That is, thecontrol unit 24 of thecontrol device 14 acquires the DC power command value of thecontrol device 16 via thecommunication unit 22 when thecontrol device 14 is restored online, and the DC power command calculated by the commandvalue calculation unit 20. The value is adjusted to the DC power command value of thecontrol device 16. Similarly, thecontrol unit 24 of thecontrol device 16 acquires the DC power command value of thecontrol device 14 via thecommunication unit 22 when thecontrol device 16 is restored online, and the DC power calculated by the commandvalue calculation unit 20. The command value is adjusted to the DC power command value of thecontrol device 14.

また、制御部２４は、オンライン復旧の処理を開始した後、復帰する制御装置の直流電流指令値が、健全な制御装置の直流電流指令値と一致した際に、オンライン復旧の処理が完了したと判断する。制御装置１４、１６は、オンライン復旧の処理が完了した後、通常の処理を開始する。 Further, thecontrol unit 24 says that the online recovery process is completed when the DC current command value of the returning control device matches the DC current command value of the sound control device after starting the online recovery process. to decide. Thecontrol devices 14 and 16 start a normal process after the online recovery process is completed.

図３は、実施形態に係る指令値演算部を模式的に表すブロック図である。
図３に表したように、指令値演算部２０は、レート処理回路３０と、リミッタ３２と、を有する。レート処理回路３０は、前述のように、直流電力の目標値と所定のレート速度とを基に、直流電力を目標値に近付けるための直流電力指令値を演算する。FIG. 3 is a block diagram schematically showing a command value calculation unit according to the embodiment.
As shown in FIG. 3, the commandvalue calculation unit 20 includes arate processing circuit 30 and alimiter 32. As described above, therate processing circuit 30 calculates the DC power command value for bringing the DC power closer to the target value based on the target value of the DC power and the predetermined rate.

リミッタ３２は、レート処理回路３０によって演算された直流電力指令値の上限値及び下限値を設定する。リミッタ３２は、レート処理回路３０によって演算された直流電力指令値が下限値よりも小さい場合に、直流電力指令値を下限値に制限する。また、リミッタ３２は、レート処理回路３０によって演算された直流電力指令値が上限値よりも大きい場合に、直流電力指令値を上限値に制限する。すなわち、リミッタ３２は、直流電力指令値を下限値以上及び上限値以下の範囲に制限する。指令値演算部２０は、リミッタ３２を通過した後の直流電力指令値を、最終的な直流電力指令値として出力する。 Thelimiter 32 sets the upper limit value and the lower limit value of the DC power command value calculated by therate processing circuit 30. Thelimiter 32 limits the DC power command value to the lower limit value when the DC power command value calculated by therate processing circuit 30 is smaller than the lower limit value. Further, thelimiter 32 limits the DC power command value to the upper limit value when the DC power command value calculated by therate processing circuit 30 is larger than the upper limit value. That is, thelimiter 32 limits the DC power command value to the range of the lower limit value or more and the upper limit value or less. The commandvalue calculation unit 20 outputs the DC power command value after passing through thelimiter 32 as the final DC power command value.

この例において、指令値演算部２０は、演算器３４を有する。指令値演算部２０には、リミッタ３２の上下限値が入力される。指令値演算部２０は、入力された上下限値をリミッタ３２の上限値として設定するとともに、上下限値に演算器３４で「−１」をかけたものをリミッタ３２の下限値として設定する。リミッタ３２の上限値及び下限値は、上記に限ることなく、例えば、上限値及び下限値を個別に設定してもよい。リミッタ３２の上限値及び下限値は、制御装置１４、１６に設けられた操作部などを介して指令値演算部２０に入力してもよいし、上位装置や下位装置などから指令値演算部２０に入力してもよい。リミッタ３２の上限値及び下限値は、予め決められた固定値でもよい。 In this example, the commandvalue calculation unit 20 has acalculation unit 34. The upper and lower limit values of thelimiter 32 are input to the commandvalue calculation unit 20. The commandvalue calculation unit 20 sets the input upper and lower limit values as the upper limit value of thelimiter 32, and sets the upper and lower limit values multiplied by "-1" by thecalculator 34 as the lower limit value of thelimiter 32. The upper limit value and the lower limit value of thelimiter 32 are not limited to the above, and for example, the upper limit value and the lower limit value may be set individually. The upper limit value and the lower limit value of thelimiter 32 may be input to the commandvalue calculation unit 20 via the operation units provided in thecontrol devices 14 and 16, or the commandvalue calculation unit 20 may be input from the upper device, the lower device, or the like. You may enter in. The upper limit value and the lower limit value of thelimiter 32 may be a predetermined fixed value.

制御部２４は、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値（健全系の直流電力指令値）を取得した後、リミッタ３２の上限値及び下限値を他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値に設定することにより、指令値演算部２０の演算する直流電力指令値を、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値に合わせ込む。 After acquiring the DC power command value (healthy DC power command value) of theother control devices 14 and 16, thecontrol unit 24 sets the upper limit value and the lower limit value of thelimiter 32 to the DC power of theother control devices 14 and 16. By setting the command value, the DC power command value calculated by the commandvalue calculation unit 20 is adjusted to the DC power command value of theother control devices 14 and 16.

指令値演算部２０は、例えば、切替器３６、３８を有する。切替器３６は、所定の上限値をリミッタ３２の上限値に設定する状態と、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値をリミッタ３２の上限値に設定する状態と、を切り替える。切替器３８は、所定の下限値をリミッタ３２の下限値に設定する状態と、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値をリミッタ３２の下限値に設定する状態と、を切り替える。 The commandvalue calculation unit 20 has, for example, switches 36 and 38. Theswitch 36 switches between a state in which a predetermined upper limit value is set as the upper limit value of thelimiter 32 and a state in which the DC power command value of theother control devices 14 and 16 is set as the upper limit value of thelimiter 32. Theswitch 38 switches between a state in which a predetermined lower limit value is set as the lower limit value of thelimiter 32 and a state in which the DC power command values of theother control devices 14 and 16 are set as the lower limit value of thelimiter 32.

制御部２４は、オンライン復旧の際に、復旧指令を指令値演算部２０に入力する。制御部２４から指令値演算部２０への復旧指令の入力は、オンライン復旧の状態か否かを制御部２４で判断し、オンライン復旧の状態と判断したことに応答して制御部２４から指令値演算部２０に自動的に入力してもよいし、制御装置１４、１６に設けられた操作部、上位装置、あるいは下位装置などから制御部２４にオンライン復旧の処理の実行が指示されたことに応答して制御部２４から指令値演算部２０に入力してもよい。 Thecontrol unit 24 inputs a recovery command to the commandvalue calculation unit 20 at the time of online recovery. When a recovery command is input from thecontrol unit 24 to the commandvalue calculation unit 20, thecontrol unit 24 determines whether or not it is in the online recovery state, and in response to the determination in the online recovery state, the command value is commanded by thecontrol unit 24. It may be automatically input to thecalculation unit 20, or thecontrol unit 24 is instructed to execute the online recovery process by the operation unit, the upper device, the lower device, or the like provided in thecontrol devices 14 and 16. In response, thecontrol unit 24 may input the commandvalue calculation unit 20.

復旧指令は、例えば、オンライン復旧の際にＬｏｗからＨｉに切り替わるパルス状の信号である。切替器３６、３８は、復旧指令が入力された際（復旧指令がＨｉになった際）に、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値をリミッタ３２の下限値に設定する状態に切り替える。これにより、指令値演算部２０の演算する直流電力指令値を、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値に合わせ込むことができる。 The recovery command is, for example, a pulse-like signal that switches from Low to Hi during online recovery. When the recovery command is input (when the recovery command becomes Hi), theswitches 36 and 38 switch to a state in which the DC power command value of theother control devices 14 and 16 is set to the lower limit value of thelimiter 32. .. As a result, the DC power command value calculated by the commandvalue calculation unit 20 can be adjusted to the DC power command value of theother control devices 14 and 16.

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、オンライン復旧時の直流電力指令値の時間変化の一例を模式的に表すグラフ図である。
図４（ａ）は、実施形態に係る制御装置１４、１６の動作の一例を模式的に表す。図４（ｂ）は、直流電力指令値の合わせ込みを行わない参考の制御装置の動作の一例を模式的に表す。なお、ここでは、主回路部１２の運転を継続する制御装置の直流電力指令値を健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１、オンライン復旧を行う制御装置の直流電力指令値を復帰系の直流電力指令値Ｐｄｐ２として説明を行う。4 (a) and 4 (b) are graphs schematically showing an example of a time change of the DC power command value at the time of online restoration.
FIG. 4A schematically shows an example of the operation of thecontrol devices 14 and 16 according to the embodiment. FIG. 4B schematically shows an example of the operation of the reference control device that does not adjust the DC power command value. Here, the DC power command value of the control device that continues the operation of themain circuit unit 12 is the DC power command value Pdp1 of the sound system, and the DC power command value of the control device that performs online restoration is the DC power command value of the recovery system. The description will be given as Pdp2.

直流電力指令値のレート処理を行う制御装置において、直流電力指令値の合わせ込みを行わない場合には、図４（ｂ）に表したように、各指令値Ｐｄｐ１、Ｐｄｐ２の差やレート速度などに応じて、復帰系の直流電力指令値Ｐｄｐ２が、健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１と一致するまでに時間がかかってしまう可能性がある。前述のように、制御装置１４、１６（制御部２４）は、復帰系の直流電力指令値Ｐｄｐ２が、健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１と一致した際に、オンライン復旧が完了したと判断する。従って、この場合には、オンライン復旧が完了するまでに時間がかかってしまう。 When the DC power command value is not adjusted in the control device that performs the rate processing of the DC power command value, the difference between the command values Pdp1 and Pdp2, the rate speed, etc., as shown in FIG. 4 (b). Therefore, it may take time for the DC power command value Pdp2 of the return system to match the DC power command value Pdp1 of the sound system. As described above, thecontrol devices 14 and 16 (control unit 24) determine that the online restoration is completed when the DC power command value Pdp2 of the return system matches the DC power command value Pdp1 of the sound system. Therefore, in this case, it takes time to complete the online recovery.

これに対し、実施形態に係る制御装置１４、１６では、制御部２４が、通信部２２を介して健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１を取得し、指令値演算部２０の演算する復帰系の直流電力指令値Ｐｄｐ２を、健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１に合わせ込む。従って、図４（ａ）に表したように、オンライン復旧の開始の後、すぐに復帰系の直流電力指令値Ｐｄｐ２を健全系の直流電力指令値Ｐｄｐ１と一致させることができる。すなわち、オンライン復旧をすぐに完了させることができる。 On the other hand, in thecontrol devices 14 and 16 according to the embodiment, thecontrol unit 24 acquires the DC power command value Pdp1 of the sound system via thecommunication unit 22, and the DC of the return system calculated by the commandvalue calculation unit 20. The power command value Pdp2 is adjusted to the DC power command value Pdp1 of the sound system. Therefore, as shown in FIG. 4A, the DC power command value Pdp2 of the return system can be made to match the DC power command value Pdp1 of the sound system immediately after the start of the online restoration. That is, the online recovery can be completed immediately.

このように、本実施形態に係る電力変換システム１０及び制御装置１４、１６では、２つの制御装置１４、１６の一方を停止させた状態から復帰させる場合に、より早期に復帰させることができる。 As described above, in thepower conversion system 10 and thecontrol devices 14 and 16 according to the present embodiment, when one of the twocontrol devices 14 and 16 is returned from the stopped state, it can be returned earlier.

図５は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。 なお、上記実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。
図５に表したように、電力変換システム１０ａは、上位装置５０をさらに備える。上位装置５０は、２つの制御装置１４、１６に目標値を入力する。FIG. 5 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment. The same reference numerals are given to those having substantially the same functions and configurations as those of the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 5, thepower conversion system 10a further includes a higher-level device 50. Thehost device 50 inputs target values to the twocontrol devices 14 and 16.

通信部２２は、上位装置５０と通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を上位装置５０を介して取得する。このように、健全系の直流電力指令値は、上位装置５０を介して取得してもよい。この場合、通信部２２は、必ずしも他方の制御装置１４、１６の通信部２２と通信する機能を有していなくてもよい。 By communicating with thehost device 50, thecommunication unit 22 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via thehost device 50. In this way, the DC power command value of the sound system may be acquired via thehost device 50. In this case, thecommunication unit 22 does not necessarily have to have a function of communicating with thecommunication unit 22 of theother control devices 14 and 16.

図６は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。 図６に表したように、電力変換システム１０ｂは、２つの上位装置５１、５２をさらに備える。２つの上位装置５１、５２は、２つの制御装置１４、１６のそれぞれに目標値を入力する。 FIG. 6 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment. As shown in FIG. 6, thepower conversion system 10b further includes two higher-level devices 51 and 52. The two higher-level devices 51 and 52 input target values to the twocontrol devices 14 and 16, respectively.

この場合、通信部２２は、２つの上位装置５１、５２のいずれか一方と通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値をいずれか一方の上位装置５１、５２を介して取得する。このように、制御装置１４、１６に対して複数の上位装置が接続されている場合には、複数の上位装置のいずれかを介して健全系の直流電力指令値を取得してもよい。 In this case, thecommunication unit 22 communicates with one of the two higher-level devices 51 and 52 to transmit the DC power command value of theother control device 14 and 16 via the higher-level device 51 and 52. To get. In this way, when a plurality of higher-level devices are connected to thecontrol devices 14 and 16, the DC power command value of the sound system may be acquired via any of the plurality of higher-level devices.

図７は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。 図７に表したように、電力変換システム１０ｃでは、２つの上位装置５１、５２が、２つの制御装置１４、１６に個別に目標値を入力する。また、２つの上位装置５１、５２は、互いに通信を行う。 FIG. 7 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment. As shown in FIG. 7, in thepower conversion system 10c, the two higher-level devices 51 and 52 individually input the target values to the twocontrol devices 14 and 16. Further, the two higher-level devices 51 and 52 communicate with each other.

この場合、通信部２２は、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を２つの上位装置５１、５２を介して取得する。このように、制御装置１４、１６のそれぞれに上位装置５１、５２が接続されている場合には、各上位装置５１、５２を介して健全系の直流電力指令値を取得してもよい。 In this case, thecommunication unit 22 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via the two higher-level devices 51 and 52. In this way, when thehost devices 51 and 52 are connected to thecontrol devices 14 and 16, respectively, the DC power command value of the sound system may be acquired via thehost devices 51 and 52, respectively.

図８は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。 図８に表したように、電力変換システム１０ｄは、下位装置６０をさらに備える。下位装置６０は、２つの制御装置１４、１６から入力される直流電力指令値を基に、主回路部１２の動作に関する制御を行う。下位装置６０は、例えば、直流電力指令値を基に、主回路部１２の動作を制御する。但し、下位装置６０の行う制御は、主回路部１２の動作に関する任意の制御でよい。 FIG. 8 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment. As shown in FIG. 8, the power conversion system 10d further includes alower device 60. Thelower device 60 controls the operation of themain circuit unit 12 based on the DC power command values input from the twocontrol devices 14 and 16. Thelower device 60 controls the operation of themain circuit unit 12 based on, for example, the DC power command value. However, the control performed by thelower device 60 may be arbitrary control related to the operation of themain circuit unit 12.

通信部２２は、下位装置６０と通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を下位装置６０を介して取得する。このように、健全系の直流電力指令値は、下位装置６０を介して取得してもよい。この場合も、通信部２２は、必ずしも他方の制御装置１４、１６の通信部２２と通信する機能を有していなくてもよい。 By communicating with thelower device 60, thecommunication unit 22 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via thelower device 60. In this way, the DC power command value of the sound system may be acquired via thelower device 60. In this case as well, thecommunication unit 22 does not necessarily have to have a function of communicating with thecommunication unit 22 of theother control devices 14 and 16.

図９は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。 図９に表したように、電力変換システム１０ｅは、２つの下位装置６１、６２をさらに備える。２つの下位装置６１、６２は、２つの制御装置１４、１６のそれぞれから入力される直流電力指令値を基に、主回路部１２の動作に関する制御を行う。 FIG. 9 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment. As shown in FIG. 9, thepower conversion system 10e further includes twosubordinate devices 61 and 62. The twolower devices 61 and 62 control the operation of themain circuit unit 12 based on the DC power command values input from the twocontrol devices 14 and 16 respectively.

この場合、通信部２２は、２つの下位装置６１、６２のいずれか一方と通信を行うことにより、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値をいずれか一方の下位装置６１、６２を介して取得する。このように、制御装置１４、１６に対して複数の下位装置が接続されている場合には、複数の下位装置のいずれかを介して健全系の直流電力指令値を取得してもよい。 In this case, thecommunication unit 22 communicates with one of the twolower devices 61 and 62 to transmit the DC power command value of theother control devices 14 and 16 via thelower device 61 and 62. To get. In this way, when a plurality of lower-level devices are connected to thecontrol devices 14 and 16, the DC power command value of the sound system may be acquired via any of the plurality of lower-level devices.

図１０は、実施形態に係る電力変換システムの変形例を模式的に表すブロック図である。
図１０に表したように、電力変換システム１０ｆでは、２つの下位装置６１、６２が、２つの制御装置１４、１６のそれぞれに対応して設けられ、２つの制御装置１４、１６の一方から入力される直流電力指令値を基に、主回路部１２の動作に関する制御を行う。また、２つの下位装置６１、６２は、互いに通信を行う。FIG. 10 is a block diagram schematically showing a modified example of the power conversion system according to the embodiment.
As shown in FIG. 10, in thepower conversion system 10f, twosubordinate devices 61 and 62 are provided corresponding to the twocontrol devices 14 and 16, respectively, and input is input from one of the twocontrol devices 14 and 16. Based on the DC power command value to be output, the operation of themain circuit unit 12 is controlled. Further, the twolower devices 61 and 62 communicate with each other.

この場合、通信部２２は、他方の制御装置１４、１６の直流電力指令値を２つの下位装置６１、６２を介して取得する。このように、制御装置１４、１６のそれぞれに下位装置６１、６２が接続されている場合には、各下位装置６１、６２を介して健全系の直流電力指令値を取得してもよい。 In this case, thecommunication unit 22 acquires the DC power command values of theother control devices 14 and 16 via the twolower devices 61 and 62. In this way, when thelower devices 61 and 62 are connected to thecontrol devices 14 and 16, respectively, the DC power command value of the sound system may be acquired via thelower devices 61 and 62, respectively.

なお、上記各実施形態では、２つの制御装置１４、１６を備えた電力変換システムを表しているが、電力変換システムの備える制御装置の数は、２つに限ることなく、３つ以上でもよい。３つ以上の制御装置を備える場合にも、オンライン復旧の際に、健全系の直流電力指令値を取得し、復帰系の直流電力指令値を健全系の直流電力指令値に合わせ込むことで、上記と同様に、復帰系の制御装置を早期に復帰させ、オンライン復旧をすぐに完了させることができる。２つの制御装置１４、１６は、３つ以上の制御装置のうちの２つの制御装置でもよい。 Although each of the above embodiments represents a power conversion system including twocontrol devices 14 and 16, the number of control devices included in the power conversion system is not limited to two and may be three or more. .. Even when three or more control devices are provided, the DC power command value of the sound system is acquired at the time of online restoration, and the DC power command value of the recovery system is adjusted to the DC power command value of the sound system. Similar to the above, the control device of the return system can be restored at an early stage, and the online restoration can be completed immediately. The twocontrol devices 14 and 16 may be two of the three or more control devices.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims. Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.

１０、１０ａ〜１０ｆ 電力変換システム、 １２ 主回路部、 １４ 制御装置、 １６ 制御装置、 ２０ 指令値演算部、 ２２ 通信部、 ２４ 制御部、 ３０ レート処理回路、 ３２ リミッタ、 ３４ 演算器、 ３６ 切替器、 ３８ 切替器、 ５０、５１、５２ 上位装置、 ６０、６１、６２ 下位装置 10, 10a to 10f power conversion system, 12 main circuit unit, 14 control unit, 16 control unit, 20 command value calculation unit, 22 communication unit, 24 control unit, 30 rate processing circuit, 32 limiter, 34 arithmetic unit, 36 switching Instrument, 38 switch, 50, 51, 52 upper device, 60, 61, 62 lower device

Claims (10)

Translated fromJapanese

交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、
前記主回路部の動作に関する制御を行い、一方が停止した場合にも他方で前記主回路部の運転を継続できるようにする２つの制御装置と、
を備え、
前記２つの制御装置は、
前記直流電力の目標値と所定のレート速度とを基に、前記直流電力を前記目標値に近付けるための直流電力指令値を演算する指令値演算部と、
通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得可能とする通信部と、
前記主回路部の動作に関する前記制御を停止した状態から前記制御を行う状態に復帰する際に、前記通信部を介して他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得し、前記指令値演算部の演算する前記直流電力指令値を、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値に合わせ込む制御部と、
を有する電力変換システム。A main circuit unit that performs at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power,
Two control devices that control the operation of the main circuit unit so that the operation of the main circuit unit can be continued even if one of them stops.
With
The two control devices are
A command value calculation unit that calculates a DC power command value for bringing the DC power closer to the target value based on the target value of the DC power and a predetermined rate and speed.
A communication unit capable of acquiring the DC power command value of the other control device by performing communication, and
When returning from the state in which the control regarding the operation of the main circuit unit is stopped to the state in which the control is performed, the DC power command value of the other control device is acquired via the communication unit, and the command value calculation is performed. A control unit that adjusts the DC power command value calculated by the unit to the DC power command value of the other control device.
Power conversion system with. 前記指令値演算部は、前記直流電力指令値の上限値及び下限値を設定するリミッタを有し、
前記制御部は、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得した後、前記リミッタの前記上限値及び前記下限値を他方の前記制御装置の前記直流電力指令値に設定することにより、前記指令値演算部の演算する前記直流電力指令値を、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値に合わせ込む請求項１記載の電力変換システム。The command value calculation unit has a limiter for setting an upper limit value and a lower limit value of the DC power command value.
After acquiring the DC power command value of the other control device, the control unit sets the upper limit value and the lower limit value of the limiter to the DC power command value of the other control device. The power conversion system according to claim 1, wherein the DC power command value calculated by the command value calculation unit is matched with the DC power command value of the other control device. 前記通信部は、他方の前記制御装置と通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を他方の前記制御装置から直接的に取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。 The power conversion according to claim 1 or 2, wherein the communication unit directly acquires the DC power command value of the other control device from the other control device by communicating with the other control device. system. 前記２つの制御装置に前記目標値を入力する上位装置をさらに備え、
前記通信部は、前記上位装置と通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を前記上位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。The two control devices are further provided with a higher-level device for inputting the target value.
The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the communication unit acquires the DC power command value of the other control device via the higher-level device by communicating with the higher-level device. 前記２つの制御装置のそれぞれに前記目標値を入力する２つの上位装置をさらに備え、
前記通信部は、前記２つの上位装置のいずれか一方と通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値をいずれか一方の前記上位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。Each of the two control devices is further provided with two higher-level devices for inputting the target value.
Claim 1 or 2 in which the communication unit communicates with one of the two higher-level devices to acquire the DC power command value of the other control device via the higher-level device. The power conversion system described in. 前記２つの制御装置に個別に前記目標値を入力する２つの上位装置をさらに備え、
前記２つの上位装置は、互いに通信を行い、
前記通信部は、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を前記２つの上位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。Two higher-level devices for individually inputting the target values to the two control devices are further provided.
The two higher-level devices communicate with each other and
The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the communication unit acquires the DC power command value of the other control device via the two higher-level devices. 前記２つの制御装置から入力される前記直流電力指令値を基に、前記主回路部の動作に関する制御を行う下位装置をさらに備え、
前記通信部は、前記下位装置と通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を前記下位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。A subordinate device that controls the operation of the main circuit unit based on the DC power command value input from the two control devices is further provided.
The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the communication unit acquires the DC power command value of the other control device via the lower device by communicating with the lower device. 前記２つの制御装置のそれぞれから入力される前記直流電力指令値を基に、前記主回路部の動作に関する制御を行う２つの下位装置をさらに備え、
前記通信部は、前記２つの下位装置のいずれか一方と通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値をいずれか一方の前記下位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。It further includes two lower-level devices that control the operation of the main circuit unit based on the DC power command value input from each of the two control devices.
Claim 1 or 2 in which the communication unit acquires the DC power command value of the other control device via one of the lower devices by communicating with one of the two lower devices. The power conversion system described in. 前記２つの制御装置のそれぞれに対応して設けられ、前記２つの制御装置の一方から入力される前記直流電力指令値を基に、前記主回路部の動作に関する制御を行う２つの下位装置をさらに備え、
前記２つの下位装置は、互いに通信を行い、
前記通信部は、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を前記２つの下位装置を介して取得する請求項１又は２に記載の電力変換システム。Two lower-level devices that are provided corresponding to each of the two control devices and that control the operation of the main circuit unit based on the DC power command value input from one of the two control devices are further added. Prepare,
The two subordinate devices communicate with each other and
The power conversion system according to claim 1 or 2, wherein the communication unit acquires the DC power command value of the other control device via the two lower devices. 交流電力から直流電力への変換及び直流電力から交流電力への変換の少なくとも一方を行う主回路部と、
前記主回路部の動作に関する制御を行い、一方が停止した場合にも他方で前記主回路部の運転を継続できるようにする２つの制御装置と、
を備えた電力変換システムに用いられる制御装置であって、
前記直流電力の目標値と所定のレート速度とを基に、前記直流電力を前記目標値に近付けるための直流電力指令値を演算する指令値演算部と、
通信を行うことにより、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得可能とする通信部と、
前記主回路部の動作に関する前記制御を停止した状態から前記制御を行う状態に復帰する際に、前記通信部を介して他方の前記制御装置の前記直流電力指令値を取得し、前記指令値演算部の演算する前記直流電力指令値を、他方の前記制御装置の前記直流電力指令値に合わせ込む制御部と、
を備えた制御装置。A main circuit unit that performs at least one of conversion from AC power to DC power and conversion from DC power to AC power,
Two control devices that control the operation of the main circuit unit so that the operation of the main circuit unit can be continued even if one of them stops.
It is a control device used in a power conversion system equipped with
A command value calculation unit that calculates a DC power command value for bringing the DC power closer to the target value based on the target value of the DC power and a predetermined rate and speed.
A communication unit capable of acquiring the DC power command value of the other control device by performing communication, and
When returning from the state in which the control regarding the operation of the main circuit unit is stopped to the state in which the control is performed, the DC power command value of the other control device is acquired via the communication unit, and the command value calculation is performed. A control unit that adjusts the DC power command value calculated by the unit to the DC power command value of the other control device.
Control device equipped with.

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