(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流系統に直列に直列変圧器を接続し、この直列変圧器を介してインバータの交流電力を前記交流系統に供給するものであって、前記交流系統の位相と前記インバータの電圧指令に基づき得られるゲート指令により前記インバータの交流電圧を制御する電力変換装置の制御装置において、
前記直列変圧器のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を補償するインピーダンス降下補償電圧に基づき、前記インバータの交流電圧を制御する制御手段、
を具備したことを特徴とする電力変換装置の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記交流系統の母線電圧又は母線電流から位相情報を検出する位相情報検出部と、
前記交流系統の母線電流、前記直列変圧器のインピーダンス及び前記位相情報検出部により検出された位相情報に基づいて前記直列変圧器のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、これを出力するインピーダンス降下補償部と、
前記インピーダンス降下補償部により求められた電圧降下分をｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分に対する指令電圧から減算して前記インバータの電圧指令として出力する加算器と、
を備えた請求項１記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項３】
前記直列変圧器を介して前記交流系統に供給する直列補償電圧を座標変換して前記交流系統の母線電圧のｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分を出力する座標変換部と、
この座標変換部から出力されるｄ軸及びｑ軸電圧成分とこれらの指令電圧との各偏差を求め、これらの偏差を小さくする各電圧を前記各指令電圧として前記加算器に送る電圧制御部と、
を有する請求項２記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項４】
前記交流系統の母線電流と予め設定されたしきい値とを比較し、前記交流系統の母線電流がしきい値よりも小さい場合に前記交流系統の母線電圧を前記位相情報検出部に与え、かつ前記母線電流がしきい値よりも大きい場合に前記交流系統の母線電流を前記位相情報検出部に与える信号切替部を備え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。
【請求項５】
前記交流系統の母線電流から振幅を検出し、この振幅の大きさに応じて前記交流系統の母線電圧又は前記母線電流を前記位相情報検出部に与え、かつ前記振幅が所定の領域から変化しない場合に過去に使用していた信号と同一種類の信号を前記位相情報検部に与える信号切替部を備え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。
【請求項６】
前記位相情報検出部は、
前記交流系統の母線電圧の位相情報を検出する第１の位相検出器と、
前記交流系統の母線電流の位相情報を検出する第２の位相検出器と、
前記交流系統の母線電流の大きさに応じて位相選択信号を出力する位相選択部と、
前記交流系統の母線電圧の位相又は前記交流系統の母線電流の位相と少なくとも前記インピーダンス降下補償部に与える位相情報との差又は一次遅れ特性の出力を得るフィルタ手段と、
前記位相選択部から出力された位相選択信号に応じて前記フィルタ手段の出力を選択する位相切替部と、
を有する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。
【請求項７】
前記交流系統に前記直列変圧器を介して供給する電圧のうち前記交流系統の母線電圧に対してｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分に対する各指令電圧を演算し、これらの指令電圧を前記電圧制御部に与える第２の電圧成分演算部を備えたことを特徴とする請求項３記載の電力変換装置の制御装置。
【請求項８】
前記交流系統の母線電流と前記交流系統の母線電圧の位相情報、及び前記交流系統のインピーダンスを等価的に変えるためのインピーダンス補償指令に基づいて前記交流系統に前記直列変圧器を介して供給する電圧における前記ｄ軸及びｑ軸電圧成分を演算し、これらのｄ軸及びｑ軸電圧成分を前記電圧制御部に与える電圧指令演算部を備えたことを特徴とする請求項３記載の電力変換装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流系統に直列に接続した変圧器を介して交流出力を供給し、この交流系統の電圧、電流又は電力を変える電力変換装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交流系統は、巨大な回路網であり、送電線は分布定数回路と見られる。この送電線が長くなると、インピータンス降下は大きくなり、電流の位相遅れも大きくなるので、送電可能な電力は減少する。
【０００３】
このため、既設の交流システムと直列に電圧源を設け、この電圧源から交流システムに印加する電圧の大きさと位相を変化させ、交流システムによって送られる電力を負荷の要求に応じて増強するために、交流システムの有効電力と無効電力とを制御する電力調整装置がある。
【０００４】
図１１はかかる電力調整装置を含んだ交流系統の構成図である。
これは一般の交流系統を簡略化したものであり、送電端１に送電線２が接続され、この送電線２に電圧型のインバータ３を用いた電力調整装置４が接続されている。
【０００５】
ここで、送電端１の電圧と位相とはＥ１  、θ１  であり、受電端５の電圧と位相とはＥ２  、θ２  である。
電力調整装置４が無い場合について説明すると、交流系統に送電される電力Ｐは、進んだ位相から遅れた位相の方向に送られ、次式で表現される。なお、δは相差角である。
【０００６】
Ｐ＝（Ｅ1 ・Ｅ2 ／Ｘ）・ sinδ                                …(1)
δ＝θ1 −θ2 、Ｘは交流系統のインピーダンス
このような電力調整装置４が無い交流系統では、受電端５で大きな有効電力や遅れ無効電力が要求された場合、送電線２の電圧降下が大きくなる。上記式(1) では、受電端５の電圧Ｅ2 が小さくなると、送電電力を維持するために位相θ2 が遅れて相差角δを大きくする。
【０００７】
しかし、安定した電力を供給するためには、相差角δは９０°以内でなければならない。さらに、実際には、相差角９０°に余裕を持って運転する必要があり、その意味で送電電力には限界が存在する。
【０００８】
又、送電端１側に負荷が存在し、受電端５側にも発電設備がある場合、これら送電端１と受電端５とを繋ぐ送電線２に送られる電力を調整して電力の融通を行う場合もある。この際は、送電端１と受電端５との各々の発電設備で電圧と位相とを調整して協調を取りながら運転しなければならず、目的とする電力を正確に送ることは非常に困難である。
【０００９】
しかるに、上記電力調整装置４は、直流電源６により制御された直流コンデンサ７の電圧をインバータ３により交流に変換し、この交流を送電線２に直列に挿入された直列変圧器８を介して送電線２に印加し、これにより交流系統との有効電力及び無効電力の授受を行い、交流系統の有効電力と無効電力とを調整する機能を有している。
【００１０】
以下具体的に説明すると、受電端５の電圧Ｅ２  と同位相の座標をｄ軸とし、９０°進んだ位相をｑ軸とした回転座標系上に受電端５の電圧Ｅ２  及び母線電流ＩＢ  を変換したものをｄｑ軸電圧Ｅ２ｄ、Ｅ２ｑ及びｄｑ軸電流ＩＢｄ、ＩＢｑとすると、ｑ軸電圧Ｅ２ｑは零となる。このときの受電端５の有効電力Ｐと無効電力Ｑは次式で表される。
【００１１】
Ｐ＝Ｅ２ｄ・ＩＢｄ                                                …（２）
Ｑ＝−Ｅ２ｄ・ＩＢｑ                                              …（３）
交流系統の電圧はそれほど大きくは変化しないように制御されているため、上記式（２）  及び式（３）  から有効電力Ｐは、ｄ軸電流ＩＢｄに比例し、無効電力Ｑはｑ軸電流ＩＢｑに比例することがいえる。つまり、母線電流を制御すれば、交流系統の有効電力Ｐと無効電力Ｑとが制御できる。
【００１２】
交流系統のインピーダンスＸは、殆どインダクタンス成分なので、電力調整装置４の出力電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  を調整すれば、母線電流のｑ軸電流ＩＢｑが制御でき、又出力電圧ＶＣのｑ軸成分ＶＣｑ  を調整すれば、母線電流のｄ軸電流ＩＢｄが制御できる。
【００１３】
このような事から電力検出部９は、送電線２に送られる電力の有効電力Ｐと無効電力Ｑとを検出し、それぞれ有効電力制御部１０、無効電力制御部１１に送出する。
【００１４】
これら有効電力制御部１０、無効電力制御部１１は、比例積分制御器等から構成され、それぞれ電力検出部９により検出された有効電力Ｐ、無効電力Ｑを指令値に近付けるように、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を出力する。
【００１５】
一方、位相情報検出部１２は、母線電流ＩＢ  の位相情報を検出し、この位相情報を座標逆変換部１３に送出する。
この座標逆変換部１３は、位相情報検出部１２により検出された位相情報を用い、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換してインバータ３の出力する３相の電圧指令に変換し、その３相の電圧指令をゲート制御部１４に与える。
【００１６】
このゲート制御部１４は、座標逆変換部１３からのインバータ３の電圧指令にに従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００１７】
但し、直列変圧器８は、インピーダンスがあるために、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊と実際のｄｑ軸成分ＶＣｄ  、ＶＣｑ  とには誤差があるが、有効電力制御部１０及び無効電力制御部１１の働きにより交流系統の有効電力Ｐと無効電力Ｑとの制御を可能としている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを十分に制御するためには、非常に大容量の電力調整装置が必要になる。大容量の電力調整装置は、非常に高価な装置であるとともに、現在の技術では作製すること自体困難である。
【００１９】
又、交流系統に接続される電力調整装置には、交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑの制御のほかに、交流系統が動揺したときの安定化を行う機能を付加することが望まれている。
【００２０】
この安定化の機能は、交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを十分に制御するに必要な容量に対して少ない容量の電力調整装置で可能となる。このため、限られた電力調整装置の容量で、交流系統の安定化を行う機能と交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを制御する必要がある。
【００２１】
交流系統の送電容量に対して小容量の電力調整装置で、上記のような交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑの制御を行うと、その制御できる幅は非常に小さい範囲である。この制御可能な範囲内で、電力調整装置に交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑの指令を与えることは非常に困難である。
そこで本発明は、限られた容量で効果的に交流系統の有効電力又は無効電力を安定に調整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。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、交流系統に直列に直列変圧器を接続し、この直列変圧器を介してインバータの交流電力を前記交流系統に供給するものであって、前記交流系統の位相と前記インバータの電圧指令に基づき得られるゲート指令により前記インバータの交流電圧を制御する電力変換装置の制御装置において、前記直列変圧器のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を補償するインピーダンス降下補償電圧に基づき、前記インバータの交流電圧を制御する制御手段、を具備したことを特徴とする電力変換装置の制御装置である。
【００２３】
請求項２に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記制御手段は、前記交流系統の母線電圧又は母線電流から位相情報を検出する位相情報検出部と、前記交流系統の母線電流、前記直列変圧器のインピーダンス及び前記位相情報検出部により検出された位相情報に基づいて前記直列変圧器のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、これを出力するインピーダンス降下補償部と、前記インピーダンス降下補償部により求められた電圧降下分をｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分に対する指令電圧から減算して前記インバータの電圧指令として出力する加算器とを備えた請求項１記載の電力変換装置の制御装置である。
【００２４】
請求項３に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記直列変圧器を介して前記交流系統に供給する直列補償電圧を座標変換して前記交流系統の母線電圧のｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分を出力する座標変換部と、この座標変換部から出力されるｄ軸及びｑ軸電圧成分とこれらの指令電圧との各偏差を求め、これらの偏差を小さくする各電圧を前記各指令電圧として前記加算器に送る電圧制御部と、
を有する請求項２記載の電力変換装置の制御装置である。
【００２５】
請求項４に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記交流系統の母線電流と予め設定されたしきい値とを比較し、前記交流系統の母線電流がしきい値よりも小さい場合に前記交流系統の母線電圧を前記位相情報検出部に与え、かつ前記母線電流がしきい値よりも大きい場合に前記交流系統の母線電流を前記位相情報検出部に与える信号切替部を備え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である。
【００２６】
請求項５に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記交流系統の母線電流から振幅を検出し、この振幅の大きさに応じて前記交流系統の母線電圧又は前記母線電流を前記位相情報検出部に与え、かつ前記振幅が所定の領域から変化しない場合に過去に使用していた信号と同一種類の信号を前記位相情報検部に与える信号切替部を備え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である。
【００２７】
請求項６に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記位相情報検出部は、前記交流系統の母線電圧の位相情報を検出する第１の位相検出器と、前記交流系統の母線電流の位相情報を検出する第２の位相検出器と、前記交流系統の母線電流の大きさに応じて位相選択信号を出力する位相選択部と、前記交流系統の母線電圧の位相又は前記交流系統の母線電流の位相と少なくとも前記インピーダンス降下補償部に与える位相情報との差又は一次遅れ特性の出力を得るフィルタ手段と、前記位相選択部から出力された位相選択信号に応じて前記フィルタ手段の出力を選択する位相切替部とを有する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である。
【００２８】
請求項７に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記交流系統に前記直列変圧器を介して供給する電圧のうち前記交流系統の母線電圧に対してｄ軸電圧成分及びｑ軸電圧成分に対する各指令電圧を演算し、これらの指令電圧を前記電圧制御部に与える第２の電圧成分演算部を備えたことを特徴とする請求項３記載の電力変換装置の制御装置である。
【００２９】
請求項８に対応する発明は、次のようにしたものである。すなわち、前記交流系統の母線電流と前記交流系統の母線電圧の位相情報、及び前記交流系統のインピーダンスを等価的に変えるためのインピーダンス補償指令に基づいて前記交流系統に前記直列変圧器を介して供給する電圧における前記ｄ軸及びｑ軸電圧成分を演算し、これらのｄ軸及びｑ軸電圧成分を前記電圧制御部に与える電圧指令演算部を備えたことを特徴とする請求項３記載の電力変換装置の制御装置である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（１）  以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図１は電力変換装置の制御装置の構成図である。
【００３１】
この電力変換装置の制御装置には、直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を補償するようにインバータ３の出力を制御するフィードバック制御手段２０が備えられている。
【００３２】
すなわち、位相情報検出部２１は、交流系統（以下、送電線２として説明する）の母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出する機能を有している。
座標変換部２２は、送電線２に直列変圧器８を介して直列に挿入する直列補償電圧ＶＣを座標変換して送電線２の母線電圧Ｅ２  と同位相のｄ軸成分ＶＣｄ  （第１の電圧成分）と、このｄ軸成分ＶＣｄ  の位相から９０°進んだ位相のｑ軸成分ＶＣｑ  （第２の電圧成分）とを出力する機能を有している。
【００３３】
電圧制御部２３は、座標変換部２２から出力される直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊とを比較してその各偏差を求め、これら偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力し、それぞれ加算器２４、２５に送る機能を有している。
【００３４】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報検出部２１により検出された位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求める、すなわち下記式（４）  の右辺を演算する機能を有している。
【００３５】
すなわち、直流変圧器８を巻線比＝１とし、抵抗ＲとインダクタンスＬとで等価的に表現した場合、インバータ３の出力電圧ＶＩと直列補償電圧ＶＣとの間には次式の関係が存在する。
【００３６】
【数１】
0003583586.tif 000002
【００３７】
このうち、ｓは微分演算子、ＩＢ  は母線電流、ＶＩ、ＶＣ、ＩＢ  の添字ｄ、ｑは、上記同様に各電圧・電流の母線電圧Ｅ２  と同相のｄ軸成分、９０°進んだｑ軸成分を表している。
【００３８】
上記式（４）  から分かるように、直列変圧器８に含まれるインピーダンスとそのインピーダンスに流れる電流ＩＢ  によって生じる電圧降下の分だけ差が生じる。なお、インピーダンス降下補償部２６では、母線電流ＩＢ  からｄｑ軸電流ＩＢｄ、ＩＢｑを演算するのに位相情報θを使用する。
【００３９】
上記各加算器２４、２５は、それぞれ電圧制御部２３から出力された各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑを入力し、これら指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する機能を有している。
【００４０】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
位相情報検出部２１は、送電線２の母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出し、この位相情報θを座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【００４１】
このうち座標変換部２２は、直列変圧器８から送電線２に供給する直列補償電圧ＶＣを座標変換して母線電圧Ｅ２  と同位相のｄ軸成分ＶＣｄ  と、このｄ軸成分ＶＣｄ  の位相から９０°進んだ位相のｑ軸成分ＶＣｑ  とを出力する。
【００４２】
電圧制御部２３は、座標変換部２２から出力される直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊とを比較してその各偏差を求め、これら偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【００４３】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報検出部２１により検出された位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を各加算器２４、２５に送出する。
【００４４】
これら加算器２４、２５は、それぞれ電圧制御部２３から出力された各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【００４５】
この座標逆変換部１３は、位相情報検出部１２により検出された位相情報θを用い、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換してインバータ３の出力する３相の電圧指令に変換し、その３相の電圧指令をゲート制御部１４に与える。
【００４６】
このゲート制御部１４は、座標逆変換部１３からのインバータ３の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００４７】
このように上記第１の実施の形態においては、直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を補償するようにインバータ３の出力電圧を制御するので、直列変圧器８を通して送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分ＶＣｄ  、ＶＣｑ  を独立にかつ高速にしかも安定に制御できる、すなわち限られた容量で効果的に交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを安定に調整できる。
【００４８】
なお、直列変圧器８の抵抗Ｒ及びインダクタンスＬを正確に知ることは困難である為に、現実には直列変圧器８の設計値として得られる抵抗Ｒ及びインダクタンスＬを使用したり、装置を調整しながら抵抗Ｒ及びインダクタンスＬを求めたりする。このようにして得られる抵抗Ｒ及びインダクタンスＬの値を使用したとしても、本発明の趣旨を逸脱するものでない。
【００４９】
又、上記式（４）  の右辺には母線電流ＩＢ  を微分する項が含まれているが、この項の省略や簡略化を行って制御装置を構成しても実用上大きな問題とならない場合には、母線電流ＩＢ  を微分する項を省略又は簡略化してもよい。
（２）  次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００５０】
図２は電力変換装置の制御装置の構成図である。
各加算器２４、２５は、それぞれ送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分ＶＣｄ  、ＶＣｑ  の各指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を入力し、これら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊からインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令として出力する機能を有している。
【００５１】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
位相情報検出部２１は、母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出し、この位相情報θをインピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【００５２】
このうちインピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報検出部２１により検出された位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を各加算器２４、２５に送出する。
【００５３】
これら加算器２４、２５は、それぞれ送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分ＶＣｄ  、ＶＣｑ  の各指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を入力し、これら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊からインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令として座標逆変換部１３に送出する。
【００５４】
この座標逆変換部１３は、位相情報検出部２１により検出された位相情報θを用い、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣd ＊、ＶＣq ＊を母線電流と同期した交流に逆変換してインバータ３の出力する３相の電圧指令に変換し、その３相の電圧指令をゲート制御部１４に与える。
【００５５】
このゲート制御部１４は、座標逆変換部１３からのインバータ３の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００５６】
このように上記第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様に、送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分ＶＣｄ  、ＶＣｑ  を独立にかつ高速にしかも安定に制御できる、すなわち限られた容量で効果的に交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを安定に調整できる。
（３）  次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００５７】
図３は電力変換装置の制御装置の構成図である。
位相情報検出部２７は、送電線２の母線電流ＩＢ  から位相情報θを検出し、この位相情報θを座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する機能を有している。
【００５８】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
位相情報検出部２７は、送電線２の母線電流ＩＢ  から位相情報θを検出し、この位相情報θを座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【００５９】
このうち座標変換部２２は、送電線２に供給する直列補償電圧ＶＣを座標変換して母線電圧Ｅ２  と同位相のｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  を出力し、電圧制御部２３は、これらｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊との偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【００６０】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報検出部２１により検出された位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を各加算器２４、２５に送出する。
【００６１】
これら加算器２４、２５は、それぞれ電圧制御部２３から出力された各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【００６２】
この座標逆変換部１３は、位相情報検出部１２により検出された位相情報θを用い、直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換してインバータ３の出力する３相の電圧指令に変換してゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００６３】
このように上記第３の実施の形態によれば、母線電流ＩＢ  から位相情報θを求め、この位相情報θを用いて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求め、この電圧降下分を補償するようにインバータ３の出力電圧を制御するので、送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣの母線電流ＩＢ  と同相の成分ＶＣｄ  と９０°進んだ成分ＶＣｑ  を独立にかつ高速にしかも安定に制御できる、すなわち限られた容量で効果的に交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを安定に調整できる。
（４）  次に本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６４】
図４は電力変換装置の制御装置の構成図である。
信号切替部２８は、母線電流ＩＢ  と予め設定されたしきい値とを比較し、母線電流ＩＢ  がしきい値よりも小さい場合に母線電圧Ｅ２  を位相情報検出部２９に与え、かつ母線電流ＩＢ  がしきい値よりも大きい場合に母線電流ＩＢ  を位相情報検出部２９に与える機能を有している。
【００６５】
この位相情報検出部２９は、信号切替部２８の切り替え動作により母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  を入力し、これら母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出して座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する機能を有している。
【００６６】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
信号切替部２８は、母線電流ＩＢ  と予め設定されたしきい値とを比較し、母線電流ＩＢ  がしきい値よりも小さい場合に母線電圧Ｅ２  を位相情報検出部２９に与え、かつ母線電流ＩＢ  がしきい値よりも大きい場合に母線電流ＩＢ  を位相情報検出部２９に与える。
【００６７】
すなわち、母線電流ＩＢ  が小さくなると、母線電流ＩＢ  の検出器の誤差や電磁ノイズなどにより正確な母線電流ＩＢ  の位相情報θを得ることが困難になる。正確な母線電流ＩＢ  の位相情報θが得られない場合、交流系統に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣの母線電流ＩＢ  と同相の成分ＶＣｄ  と９０°進んだ成分ＶＣｑ  を独立にかつ安定に制御することが不可能になる。
【００６８】
交流系統において母線電流ＩＢ  は負荷状態などによりその大きさが著しく変化するのに対し、母線電圧Ｅ２  は殆ど一定に保たれる。
そこで、信号切替部２８により母線電流ＩＢ  がしきい値よりも小さい場合に母線電圧Ｅ２  を位相情報検出部２９に与えることで、母線電流ＩＢ  が少ない状態において交流系統に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣが不安定なることを防ぐことができる。
【００６９】
従って、位相情報検出部２９は、信号切替部２８の切り替え動作により母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  を入力し、これら母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出して座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【００７０】
以下、上記第１の実施の形態の動作と同様に、座標変換部２２は、直列補償電圧ＶＣを座標変換してｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  を出力し、電圧制御部２３は、これらｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊との偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【００７１】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求めて各加算器２４、２５に送出する。
【００７２】
これら加算器２４、２５は、上記各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【００７３】
この座標逆変換部１３は、位相情報θを用いて直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換して３相の電圧指令としてゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００７４】
このように上記第４の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、送電線２に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣの母線電流ＩＢ  と同相の成分ＶＣｄ  と９０°進んだ成分ＶＣｑ  を独立にかつ高速にしかも安定に制御でき、限られた容量で効果的に交流系統の有効電力Ｐ又は無効電力Ｑを安定に調整でき、そのうえ信号切替部２８により母線電流ＩＢ  がしきい値よりも小さい場合に母線電圧Ｅ２  を位相情報検出部２９に与えることで、母線電流ＩＢ  が少ない状態において交流系統に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣが不安定なることを防止できる。
（５）  次に本発明の第５の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００７５】
信号切替部３０は、母線電流ＩB から振幅ＩＢＭを検出し、この振幅ＩＢＭの大きさに応じて母線電圧Ｅ2 又は母線電流ＩB を位相情報検出部２９に与え、かつ振幅ＩＢＭが所定の領域から変化しない場合に過去に使用していた信号と同一種類の信号を位相情報検出部２９に与える機能を有している。
【００７６】
具体的に信号切替部３０は、母線電流ＩB から振幅ＩＢＭを検出し、この振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも小さい領域にある場合には母線電圧Ｅ2 を位相情報検出部２９に与え、振幅ＩＢＭが第２のしきい値Ｒ2 （＞Ｒ1 ）よりも大きい領域にある場合には母線電圧ＩB を位相情報検出部２９に与える機能を有している。
【００７７】
又、信号切替部３０は、振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも小さい状態から大きい状態へと変化した場合には母線電圧Ｅ2 を位相情報検出部２９に与え続け、かつ振幅ＩＢＭが第２のしきい値Ｒ2 よりも大きい状態から小さい状態へと変化した場合には母線電流ＩB を位相情報検出部２９に与え続け、さらに振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも大きく第２のしきい値Ｒ2 よりも小さい領域から変化しない場合には過去に使用していた信号と同一種類の信号を位相情報検出部２９に与え続ける機能を有している。
【００７８】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
上記の如く信号切替部３０は、母線電流ＩB から振幅ＩＢＭを検出し、この振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも小さい領域にある場合には母線電圧Ｅ2 を位相情報検出部２９に与え、振幅ＩＢＭが第２のしきい値Ｒ2 （＞Ｒ1 ）よりも大きい領域にある場合には母線電圧ＩB を位相情報検出部２９に与える。
【００７９】
又、信号切替部３０は、振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも小さい状態から大きい状態へと変化した場合には母線電圧Ｅ2 を位相情報検出部２９に与え続け、振幅ＩＢＭが第２のしきい値Ｒ2 よりも大きい状態から小さい状態へと変化した場合には母線電流ＩB を位相情報検出部２９に与え続け、さらに振幅ＩＢＭが第１のしきい値Ｒ1 よりも大きく第２のしきい値Ｒ2 よりも小さい領域から変化しない場合には過去に使用していた信号と同一種類の信号を位相情報検出部２９に与え続ける。
【００８０】
このように母線電流ＩB からの振幅ＩＢＭの大きさに応じて母線電圧Ｅ2 又は母線電流ＩB が切り替えられて位相情報検出部２９に与えられると、この位相情報検出部２９は、切り替えられた母線電圧Ｅ2 又は母線電流ＩB から位相情報θを検出し、この位相情報θを座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【００８１】
以下、上記第１の実施の形態の動作と同様に、座標変換部２２は、直列補償電圧ＶＣを座標変換してｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  を出力し、電圧制御部２３は、これらｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊との偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【００８２】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求めて各加算器２４、２５に送出する。
【００８３】
これら加算器２４、２５は、上記各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【００８４】
この座標逆変換部１３は、位相情報θを用いて直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換して３相の電圧指令としてゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【００８５】
このように上記第５の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、例えば母線電流ＩＢ  が１つのしきい値付近では、母線電流ＩＢ  の大きさとしきい値との比較結果が短時間で多数回変化するハンチング現象を起こす場合があるが、母線電流ＩＢ  から振幅ＩＢＭを検出し、この振幅ＩＢＭの大きさに応じて母線電圧Ｅ２  又は母線電流ＩＢ  を位相情報検出部３１に与え、かつ振幅ＩＢＭが所定の領域から変化しない場合に過去に使用していた信号と同一種類の信号を位相情報検出部３１に与えるようにヒステリシス特性を持たせたので、母線電流ＩＢ  の大きさとしきい値との比較結果が短時間で多数回変化するハンチング現象を抑制でき、交流系統に挿入する直列補償電圧ＶＣの安定した制御ができる。
（６）  次に本発明の第６の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００８６】
図６は電力変換装置の制御装置に適用する位相情報検出手段の構成図であり、この位相情報検出手段は例えば上記第４の実施の形態の信号切替部２８及び位相情報検出部２９の代わりに用いられる。
【００８７】
すなわち、上記第４の実施の形態では、母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  の位相情報θを用いて交流系統に直列に挿入する直列補償電圧ＶＣを制御しており、ここで母線電流ＩＢ  又は母線電圧Ｅ２  の位相が大きく違う場合には、使用する位相情報θを切り替えたときに大きな過渡現象が生じて直列補償電圧ＶＣが大きく変化し、直列補償電圧ＶＣの安定性や交流系統の潮流に過渡的な影響を与える。
【００８８】
従って、図６に示す位相情報検出手段を用いて過渡的な影響を軽減するものである。
第１の位相検出器４０は、母線電圧Ｅ２  の位相情報θＶを検出する機能を有するものであり、第２の位相検出器４１は、母線電流ＩＢ  の位相情報θＣを検出する機能を有している。
【００８９】
又、位相選択部４２は、母線電流ＩＢ  の大きさに応じた位相選択信号ＳＥＬ、例えば母線電流ＩＢ  が予め設定されたしきい値に対して小さい場合は「１」の位相選択信号ＳＥＬを出力し、大きい場合には「０」の位相選択信号ＳＥＬを出力する機能を有している。
【００９０】
この位相選択部４２から出力された位相選択信号ＳＥＬは、第１の一次遅れフィルタ回路４３及び位相切替部４４に送られるとともに、反転部４５を通して第２の一次遅れフィルタ回路４６に送られている。
【００９１】
又、第１の減算器４７は、第１の位相検出器４０から出力される母線電圧Ｅ2 の位相θＶと位相情報検出手段の出力である位相信号θＩとの差を求め、これを第１の一次遅れフィルタ回路４３に送出する機能を有している。
【００９２】
第２の減算器４８は、第２の位相検出部４１から出力される母線電流ＩＢ  の位相θＣと位相情報検出手段の出力である位相信号θＩとの差を求め、これを第２の一次遅れフィルタ回路４６に送出する機能を有している。
【００９３】
第１の一次遅れフィルタ回路４３は、位相選択信号ＳＥＬが「０」のとき、第１の減算器４７の出力、すなわち第１の位相検出部４０からの母線電圧Ｅ２  の位相θＶと位相信号θＩとの差を出力し、かつ位相選択信号ＳＥＬが「１」になると、母線電圧Ｅ２  の位相θＶと位相信号θＩとの差を初期値として零を最終値とする一次遅れの特性で出力変化させる機能を有している。
【００９４】
第２の一次遅れフィルタ回路４６は、位相選択信号ＳＥＬが「０」のとき、第１の減算器４７の出力、すなわち第２の位相検出器４０からの母線電流ＩB の位相θＣと位相信号θＩとの差を出力し、かつ位相選択信号ＳＥＬが「１」になると、母線電流ＩB の位相θＣと位相信号θＩとの差を初期値として零を最終値とする一次遅れの特性で出力変化させる機能を有している。
【００９５】
第３の減算器４９は、第１の位相検出器４０からの母線電圧Ｅ2 の位相θＶと第１の一次遅れフィルタ回路４３の出力との差θＩＶを求め、これを位相切替部４４に送出する機能を有している。
【００９６】
第４の減算器５０は、第２の位相検出器４１からの母線電流ＩB の位相θＣと第２の一次遅れフィルタ回路４６の出力との差θＩＣを求め、これを位相切替部４４に送出する機能を有している。
【００９７】
この位相切替部４４は、位相選択信号ＳＥＬが「１」のとき、第３の減算器４９から出力された差θＩＶを位相信号θＩとして出力し、かつ位相選択信号ＳＥＬが「０」のとき、第４の減算器５０から出力された差θＩＣを位相信号θＩとして出力する機能を有している。
【００９８】
なお、この位相切替部４４から出力される位相信号θＩは、座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送られるものとなっている。
【００９９】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
位相選択部４２は、母線電流ＩＢ  のしきい値に対する大きさを判断し、母線電流ＩＢ  がしきい値に対して小さい場合は「１」の位相選択信号ＳＥＬを出力し、大きい場合には「０」の位相選択信号ＳＥＬを出力する。
【０１００】
このうち母線電流ＩB がしきい値に対して小さい場合、第１の一次遅れフィルタ回路４３は、位相選択信号ＳＥＬ「１」が入力することにより、母線電圧Ｅ2 の位相θＶと位相信号θＩとの差を初期値として零を最終値とする一次遅れの特性で出力変化し、第３の減算器４９は、第１の位相検出器４０からの母線電圧Ｅ2 の位相θＶと第１の一次遅れフィルタ回路４３の出力との差θＩＶを求め、これを位相切替部４４に送出する。
【０１０１】
これと共に第２の一次遅れフィルタ回路４６は、反転部４５を通して位相選択信号ＳＥＬ「０」が入力することにより、第１の減算器４７の出力、すなわち第２の位相検出器４１からの母線電流ＩB の位相θＣと位相信号θＩとの差を出力する。
【０１０２】
従って、位相切替部４４から出力される位相信号θＩは、母線電流ＩＢ  の位相θＣから第２の一次遅れフィルタ回路４６の時定数で母線電圧Ｅ２  の位相θＶへと徐々に変化する。
【０１０３】
一方、母線電流ＩB がしきい値に対して大きくなった場合、第１の一次遅れフィルタ回路４３は、位相選択信号ＳＥＬ「０」が入力することにより、第１の一次遅れフィルタ回路４３は、第１の位相検出器４０からの母線電圧Ｅ2 の位相θＶと位相信号θＩとの差を出力し、これと共に第２の一次遅れフィルタ回路４６は、位相選択信号ＳＥＬが「０」のとき、第１の位相検出器４０からの母線電流ＩB の位相θＣと位相信号θＩとの差を出力する。
【０１０４】
従って、位相切替部４４から出力される位相信号θＩは、母線電圧Ｅ２  の位相θＶから第１の一次遅れフィルタ回路４３の時定数で母線電流ＩＢ  の位相θＣへと徐々に変化する。
【０１０５】
そして、これら位相信号θＩは、座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送られる。
以下、上記第１の実施の形態の動作と同様に、座標変換部２２は、直列補償電圧ＶＣを座標変換してｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  を出力し、電圧制御部２３は、これらｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊との偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【０１０６】
一方、インピーダンス降下補償部２６は、送電線２の母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求めて各加算器２４、２５に送出する。
【０１０７】
これら加算器２４、２５は、上記各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【０１０８】
この座標逆変換部１３は、位相情報θを用いて直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換して３相の電圧指令としてゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【０１０９】
このように上記第６の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、直列補償電圧ＶＣの制御に用いる位相情報θが急変しなくなり、直列補償電圧ＶＣの制御に使用する位相情報θを切り替えたときに生じる直列補償電圧ＶＣの安定性や交流系統の潮流への過渡的な影響を軽減できる。
（７）  次に本発明の第７の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１１０】
図７は電力変換装置の制御装置の構成図である。
ｄ軸指令（第２の電圧成分）演算部５１は、送電線２に直列変圧器８を介して供給する直列補償電圧ＶＣのうちｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  に対する各指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を演算し、これら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を電圧制御部２３に与える機能を有している。
【０１１１】
図８は母線電圧Ｅ２  を基準（ｄ軸）にとり、直列変圧器８の両端の母線電圧Ｅ２  、Ｅ３  と直列補償電圧ＶＣを描いたベクトル図である。
ここで、母線電圧Ｅ２  の大きさＥ２ｍと母線電圧Ｅ３  の大きさＥ３ｍを等しくするための関係は、次式で表される。
【０１１２】
【数２】
0003583586.tif 000003
【０１１３】
この式（５）  に示すように直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  を母線電圧Ｅ２  の大きさＥ２ｍと直列補償電圧ＶＣのｑ軸成分ＶＣｑ  から計算されうるような値に制御すれば、母線電圧Ｅ２  の大きさＥ２ｍと母線電圧Ｅ３  の大きさＥ３ｍを等しくすることが可能である。よって、次式（６）  及び（７）  からｄ軸指令値ＶＣｄ ＊を演算することで、直列変圧器８の両端の母線電圧の大きさを等しくできる。
【０１１４】
【数３】
0003583586.tif 000004
【０１１５】
上記式（６）  は直列補償電圧ＶＣのｄ軸指令値ＶＣｄ ＊を母線電圧Ｅ２  の大きさＥ２ｍと直列補償電圧ＶＣのｑ軸成分ＶＣｑ  の検出値から計算する式であり、式（７）  は母線電圧Ｅ２  の大きさＥ２ｍの検出値と直列補償電圧ＶＣのｑ軸成分ＶＣｑ  の指令値から計算する式である。
【０１１６】
しかるに、ｄ軸指令演算部５１は、上記式（７）  からｄ軸指令値ＶＣｄ ＊を演算し求める機能を有している。但し、ｄ軸指令演算部５１の入力の一つであるｄ軸指令値ＶＣｄ ＊の代わりに直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  を入力とし、上記式（６）  からｄ軸指令値ＶＣｄ ＊を演算するようにしてもよい。
【０１１７】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
位相情報検出部２１は、母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出して座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出する。
【０１１８】
このうち座標変換部２２は、直列変圧器８から送電線２に加わる直列補償電圧ＶＣを座標変換してｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とを出力する。
又、ｄ軸指令演算部５１は、直列補償電圧ＶＣのうちｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  に対する各指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を演算し、これら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を電圧制御部２３に与える。
【０１１９】
この電圧制御部２３は、直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  及びｑ軸成分ＶＣｑ  とこれら指令電圧ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊とを比較してその各偏差を求め、これら偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【０１２０】
以下、上記第１の実施の形態の動作と同様に、インピーダンス降下補償部２６は、母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求めて各加算器２４、２５に送出する。
【０１２１】
これら加算器２４、２５は、上記各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【０１２２】
この座標逆変換部１３は、位相情報θを用いて直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換して３相の電圧指令としてゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【０１２３】
このように上記第７の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、直列変圧器８の両端の母線電圧の大きさを等しくでき、直列補償電圧ＶＣを交流系統に直列に挿入したことによる母線電圧の変動を少なくできる。
（８）  次に本発明の第８の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【０１２４】
図９は電力変換装置の制御装置の構成図である。
電圧指令演算部５２は、母線電流ＩＢ  と母線電圧Ｅ２  の位相情報θ、及直列変圧器８のインピーダンス補償指令値Ｒ＊、Ｌ＊に基づいて送電線２に直列変圧器８を介して供給する直列補償電圧ＶＣにおけるｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を演算し、これらｄｑ軸成分指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を電圧制御部２３に与える機能を有している。
【０１２５】
図１０はリアクトルＬと抵抗Ｒとから成るインピーダンスが含まれている３相の交流母線を示している。
母線電流ＩＢ  とインピータンスによる電圧降下ＶＬとの間には、次式の関係が成り立つ。
【０１２６】
【数４】
0003583586.tif 000005
【０１２７】
ここで、ｓは微分演算子、ωは交流母線の各周波数である。
従って、上記式（８）  から計算される電圧降下ＶＬと等しい電圧を交流母線に直列に挿入すれば、交流系統のインピーダンスを等価的に変えることができる。
【０１２８】
しかるに、電圧指令演算部５２は、位相情報検出部２１によって得られる母線電圧Ｅ２  の位相情報θを用い、母線電流ＩＢ  のｄｑ軸成分ＩＢｄ、ＩＢｑを抽出し、インピーダンス補償指令値Ｒ＊、Ｌ＊から次式を用いて直列補償電圧指令ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を演算する機能を有している。
【０１２９】
【数５】
0003583586.tif 000006
【０１３０】
但し、上記式（９）  に含まれる過渡項ｓＬ＊は、交流系統を不安定にすることが考えられるため省略してもよい。
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【０１３１】
位相情報検出部２１は、母線電圧Ｅ２  から位相情報θを検出して座標変換部２２、インピーダンス降下補償部２６及び座標逆変換部１３に送出し、このうち座標変換部２２は、直列変圧器８から送電線２に供給する直列補償電圧ＶＣを座標変換してｄ軸成分ＶＣｄ  とｑ軸成分ＶＣｑ  とを出力する。
【０１３２】
又、電圧指令演算部５２は、位相情報検出部２１によって得られる母線電圧Ｅ２  の位相情報θを用い、母線電流ＩＢ  のｄｑ軸成分ＩＢｄ、ＩＢｑを抽出し、インピーダンス補償指令値Ｒ＊、Ｌ＊から直列補償電圧指令ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を演算して求め、電圧制御部２３に送出する。
【０１３３】
この電圧制御部２３は、直列補償電圧ＶＣのｄ軸成分ＶＣｄ  、ｑ軸成分ＶＣｑ  と直列補償電圧指令ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊とを比較してその各偏差を求め、これら偏差が小さくなるように各々の偏差を比例積分した結果を指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑとして出力する。
【０１３４】
以下、上記第１の実施の形態の動作と同様に、インピーダンス降下補償部２６は、母線電流ＩＢ  、直列変圧器８のインピーダンス及び位相情報θに基づいて直列変圧器８のインピーダンスより生じる電圧降下分を求めて各加算器２４、２５に送出する。
【０１３５】
これら加算器２４、２５は、上記各指令電圧Ｖ１ｄ、Ｖ１ｑからインピーダンス降下補償部２６により求められた電圧降下分を減算し、インバータ３の電圧指令のｄ軸成分とｑ軸成分としてそれぞれ座標逆変換部１３に送出する。
【０１３６】
この座標逆変換部１３は、位相情報θを用いて直列補償電圧ＶＣのｄｑ軸成分の指令値ＶＣｄ ＊、ＶＣｑ ＊を母線電流と同期した交流に逆変換して３相の電圧指令としてゲート制御部１４に与え、このゲート制御部１４は、これら３相の電圧指令に従い、インバータ３を構成するスイッチング素子のゲートをオン・オフコントロールする。
【０１３７】
ここで、電圧指令演算部５２に入力するインピーダンス補償指令値Ｒ＊、Ｌ＊を負の値にすることで交流母線のインピーダンスを等価に下げ、正の値にすることで、交流系統のインピーダンスを等価に下げることができる。
【０１３８】
このように上記第８の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、インピーダンス補償指令値Ｒ＊、Ｌ＊を負の値にすることで交流母線のインピーダンスを等価に下げ、正の値にすることで交流系統のインピーダンスを等価に上げることができ、交流母線の潮流の調整や送電限界を向上させることができる。
【０１３９】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明の請求項１〜８によれば、限られた容量で効果的に交流系統の有効電力又は無効電力を安定に調整可能にできる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【０１４０】
又、本発明の請求項４によれば、母線電流が少ない状態において交流系統に直列に挿入する直列補償電圧が不安定なることを防止できる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【０１４１】
又、本発明の請求項５によれば、母線電流の大きさとしきい値との比較結果が短時間で多数回変化するハンチング現象を抑制でき、交流系統に挿入する直列補償電圧の安定した制御ができる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【０１４２】
又、本発明の請求項６によれば、直列補償電圧の制御に使用する位相情報を切り替えたときに生じる直列補償電圧の安定性や交流系統の潮流への過渡的な影響を軽減できる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【０１４３】
又、本発明の請求項７によれば、直列変圧器の両端の母線電圧の大きさを等しくでき、直列補償電圧を交流系統に直列に挿入したことによる母線電圧の変動を少なくできる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【０１４４】
又、本発明の請求項８によれば、交流母線のインピーダンスを等価に下げたり、又等価に上げることができ、交流母線の潮流の調整や送電限界を向上できる電力変換装置の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第３の実施の形態を示す構成図。
【図４】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第４の実施の形態を示す構成図。
【図５】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第５の実施の形態を示す構成図。
【図６】本発明に係わる電力変換装置の制御装置に適用する位相情報検出手段の第６の実施の形態を示す構成図。
【図７】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第７の実施の形態を示す構成図。
【図８】母線電圧を基準として直列変圧器の両端の母線電圧と直列補償電圧ＶＣを描いたベクトル図。
【図９】本発明に係わる電力変換装置の制御装置の第８の実施の形態を示す構成図。
【図１０】リアクトル及び抵抗のインピーダンスを含む３相の交流母線を示す図。
【図１１】従来の電力調整装置を含んだ交流系統の構成図。
【符号の説明】
１…送電端、
２…送電線、
３…インバータ、
５…受電端、
６…直流電源、
８…直列変圧器、
１３…座標逆変換部、
１４…ゲート制御部、
２０…フィードバック制御手段、
２１…位相情報検出部、
２２…座標変換部、
２３…電圧制御部、
２４，２５…加算器、
２６…インピーダンス降下補償部、
２７，２９…位相情報検出部、
２８…振動切替部、
３０…信号切替部、
４０，４１…位相検出器、
４２…位相選択部、
４３，４６…一次遅れフィルタ回路、
４４…位相切替部、
４７，４８，４９，５０…減算器、
５１…ｄ軸指令演算部、
５２…電圧指令演算部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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