(57)【要約】      （修正有）【課題】電力融通を行う複数の変換器に適切な電力分担を行わせる手段を提供する。【解決手段】電力変換システム１は、複数の変換器システム２０-１〜２０-ｎと、出力分担装置１００とを有する。複数の変換器システムは、第１の交流系統１０と第２の交流系統１２との間に並列に接続される。複数の変換器システムのそれぞれは、交流側が第１の交流系統に接続され、直流側が直流リンクに接続される変換器２２−１〜２２−ｎと、交流側が第２の交流系統に接続され、直流側が直流リンクに接続される変換器２３−１〜２３−ｎと、それぞれの変換器の出力を制御する一以上の制御装置２４-１〜２４-ｎと２５-１〜２５-ｎとを含む。出力分担装置は、複数の変換器システムが複数の自励式変換器を有する場合、自励式の変換器のそれぞれが入出力する電力が均一化するように、一以上の制御装置に指令信号を出力する。【選択図】図１
2019103252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の交流系統と第２の交流系統との間に並列に接続される複数の変換器システムを備え、
前記複数の変換器システムのそれぞれは、交流側が前記第１の交流系統に接続され、直流側が直流リンクに接続される変換器と、交流側が前記第２の交流系統に接続され、直流側が前記直流リンクに接続される変換器と、それぞれの変換器の出力を制御する一以上の制御装置とを含み、
前記複数の変換器システムは、第１種類の変換器を含む少なくとも一つの変換器システムを含み、
前記第１種類の変換器を含む変換器システムが複数存在する場合、前記第１種類の変換器を含む変換器システムのそれぞれが入出力する電力が均一化するように、前記一以上の制御装置に指令信号を出力する分担装置を備える、
電力変換システム。
【請求項２】
前記分担装置は、前記複数の変換器システムが調整できる無効電力の合計値が最大となるように、前記一以上の制御装置に指令信号を出力する、
請求項１に記載の電力変換システム。
【請求項３】
前記第１種類の変換器は、自励式変換器であり、
前記分担装置は、前記複数の変換器システムのそれぞれの変換器の接続端の短絡容量を取得し、取得したそれぞれの変換器の接続端の短絡容量のうち、少なくとも一つの短絡容量が第１閾値より小さい場合に、前記短絡容量が第１閾値以上である場合に比して、前記第１種類の変換器を含む変換器システムの分担率を上げるように前記一以上の制御装置に指令信号を出力する、
請求項１または２に記載の電力変換システム。
【請求項４】
前記分担装置は、前記複数の変換器システムのそれぞれの変換器に付随する複数の調相設備の投入量の合計が最小となるように、前記複数の変換器で融通する電力の分担量を決定する、
請求項１から３のうち何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項５】
前記第１種類の変換器は、自励式変換器であり、
前記分担装置は、前記複数の変換器システムのそれぞれの変換器端の電圧歪みを取得し、取得したそれぞれの変換器の接続端の電圧歪みのうち、少なくとも一つの電圧歪みが第２閾値を超えた場合に、前記電圧歪みが第２閾値以下である場合に比して、前記第１種類の変換器を含む変換器システムの分担率を上げるように前記一以上の制御装置に指令信号を出力する、
請求項１から４のうち何れか１項に記載の電力変換システム。
【請求項６】
前記分担装置は、前記第１の交流系統または前記第２の交流系統に関する所定の事象が発生するタイミングに基づいて、前記複数の変換器で融通する電力の分担を決定する、
請求項１から５のうち何れか１項に記載の電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、連系強化や再生可能エネルギー導入促進等を目的とした直流送電システムや周波数変換システムの導入が進んでいる。これに伴って、同一変電所内に複数の直流送電システムや周波数変換システムを導入することが検討されている。これらのシステムを使用して電力融通を行う場面において、システム内の装置の送電可能容量未満の電力を融通する場合に、どのシステムで、どの程度の電力を融通するかについての設定に関しては、自由度が高い。一般的な方法としては、損失が最小となるように出力を分担する方法があるが、再生可能エネルギー等の導入が進むことにより、システム端の短絡容量が低下することによる電圧変動幅の増大の抑制やシステムの運転継続性の観点において、適切な電力分担をすることができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７２１２４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３９２２７号公報
【特許文献３】特開平３−０２７７３０号公報
【特許文献４】特開平８−２２３９４０号公報
【特許文献５】特開平１１−３０８８６８号公報
【特許文献６】特開２００３−０３３０３９号公報
【特許文献７】特開２００８−１３１７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、電力融通を行う複数の変換器に適切な電力分担を行わせることができる電力変換システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電力変換システムは、複数の変換器システムと、分担装置とを持つ。複数の変換器システムは、第１の交流系統と第２の交流系統との間に並列に接続される。前記複数の変換器システムのそれぞれは、交流側が前記第１の交流系統に接続され、直流側が直流リンクに接続される変換器と、交流側が前記第２の交流系統に接続され、直流側が前記直流リンクに接続される変換器と、それぞれの変換器の出力を制御する一以上の制御装置とを含む。前記複数の変換器システムは、第１種類の変換器を含む少なくとも一つの変換器システムを含む。分担装置は、前記第１種類の変換器を含む変換器システムが複数存在する場合、前記第１種類の変換器を含む変換器システムのそれぞれが入出力する電力が均一化するように、前記一以上の制御装置に指令信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る電力変換システム１の全体構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態の出力分担装置１００の機能構成図。
【図３】第１の実施形態の出力分担装置１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態の出力分担装置１００Ａの構成図。
【図５】第２の実施形態の出力分担装置１００Ａにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図６】他励式変換器における有効電力と無効電力との関係を示す図。
【図７】第３の実施形態における出力分担装置１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】第４の実施形態の出力分担装置１００Ｂの構成図。
【図９】取得部１１０Ｂの処理の一例について説明するための図。
【図１０】第４の実施形態の出力分担装置１００Ｂにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１１】第５の実施形態の出力分担装置１００Ｃの構成図。
【図１２】第５の実施形態の出力分担装置１００Ｃにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の電力変換システムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電力変換システム１の全体構成例を示す図である。電力変換システム１は、例えば、第１の交流系統１０と第２の交流系統１２との間に並列に接続される複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎと、出力分担装置（分担装置の一例）１００とを備える。以下の説明では、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎは、それぞれ同様の構成とし、何れの変換器システムであるかを区別しないときは、何れの変換器システムであるかを示すハイフン以降の符号を省略し、「変換器システム２０」と称して説明する。また、ハイフンを用いて説明する他の構成についても同様とする。
【０００９】
変換器システム２０は、例えば、変換器２２および２３と、変換器２２および２３のそれぞれの出力を制御する一以上の制御装置２４および２５とを備える。図１の例では、変換器ごとに制御装置が設けられているが、例えば一つの制御装置が複数の変換器を制御してもよい。変換器２２は、交流側が第１の交流系統１０に接続され、直流側が直流リンク２１に接続される。変換器２３は、交流側が第２の交流系統１２に接続され、直流側が直流リンク２１に接続される変換器２２である。制御装置２４および２５は、出力分担装置１００により出力された融通電力の出力分担量の指令信号に基づいて、変換器２２および２３の出力を制御する。変換器２２および２３は、制御装置２４および２５から入力される指令信号に基づいて、スイッチング動作を行い、直流と交流とを相互に変換する。
【００１０】
複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎは、第１種類の変換器を含む少なくとも一つの変換器システムを含む。第１種類の変換器は、例えば、自励式変換器である。以下、変換器２２および２３が共に第１種類の変換器、すなわち自励式変換器である変換器システムを「変換器システム（自励）」と称する。自励式変換器は、自己消弧型素子を用いた変換器である。自励式変換器は、電流遮断能力を持ち、交流系統側の交流電圧に拘わらず運転可能である。自己消弧型素子として、例えば、電圧駆動自己消弧型素子であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＩＥＧＴ（Injection Enhanced Gate Transistor）等が用いられる。また、自励式変換器は、例えば、多重に接続することで系統の高調波成分を抑制することができるため、系統に接続される高調波フィルタの容量が小さい。
【００１１】
また、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎは、第２種類の変換器を含む少なくとも一つの変換器システムを含んでよい。第２種類の変換器は、例えば、他励式変換器である。以下、変換器２２および２３が共に第２種類の変換器、すなわち他励式変換器である変換器システムを「変換器システム（他励）」と称する。他励式変換器は、電流をオンオフする際に第１の交流系統１０または第２の交流系統１２の交流電圧を必要とする変換器である。また、他励式変換器は、高調波フィルタの必要容量が大きいため、調相用コンデンサや調相用リアクトルと共用される。以下では、自励式変換器および他励式変換器を用いて説明する。
【００１２】
出力分担装置１００は、変換器２２および２３の無効電力の調整可能量が最大となるように、変換器２２および２３で融通する融通電力の分担量を決定する。また、出力分担装置１００は、決定した融通電力の分担量に関する指令信号を、制御装置２４および２５に出力する。
【００１３】
図２は、第１の実施形態の出力分担装置１００の機能構成図である。出力分担装置１００は、例えば、取得部１１０と、判定部１２０と、融通電力導出部１３０と、分担量決定部１４０と、記憶部１５０とを備える。取得部１１０、判定部１２０、融通電力導出部１３０、および分担量決定部１４０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。また、記憶部１５０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶装置によって実現される。記憶部１５０には、例えば、変換器情報１５２、およびその他の情報が格納される。変換器情報１５２は、例えば、変換器２２および２３のそれぞれを識別する変換器識別情報に、自励式変換器または他励式変換器のどちらであるかを識別する変換器種別と、変換器システムを識別するシステム識別情報と、変換器の送電可能容量とが対応付けられた情報である。
【００１４】
取得部１１０は、例えば、系統運用者等により設定される融通指令を取得する。また、取得部１１０は、取得した融通指令に基づいて、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎで融通すべき融通電力を取得する。
【００１５】
判定部１２０は、取得部１１０により取得された融通電力と、記憶部１５０に記憶された変換器情報１５２から得られる複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎの送電可能容量の合計値とを比較し、融通電力が送電可能容量の合計値以下であるか否かを判定する。
【００１６】
融通電力導出部１３０は、判定部１２０により融通電力が複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎの送電可能容量の合計値を超えると判定された場合、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの融通電力（有効電力）を、送電可能容量と等しくする。この結果、変換器２２および２３は、融通電力を最大出力することになる。また、融通電力導出部１３０は、融通電力が複数の変換器システム２０の送電可能容量の合計値以下である場合、以下に示す出力分担方法に基づいて、複数の変換器システム２０のそれぞれが出力する融通電力を導出する。
【００１７】
例えば、融通電力導出部１３０は、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに複数の変換器システム（自励）が含まれる場合に、それぞれの変換器システム（自励）が入出力する電力が均一化するように融通電力を導出する。例えば、融通電力導出部１３０は、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに複数の変換器システム（自励）が含まれる場合に、複数の変換器システム（自励）の融通電力と、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎの含まれる変換器システム（自励）の数とに基づいて、式（１）により複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの融通電力を導出する。
変換器システム２０−ｍの融通電力＝変換器システム（自励）の融通電力／変換器システム（自励）の数（ｍ＝１、２、…ｎ）  ・・・（１）
【００１８】
なお、全融通電力は、例えば、変換器システム（自励）の合計融通電力と、変換器システム（他励）の合計融通電力との和で算出される。また、変換器システム（他励）は、無効電力を調整できない。そのため、変換器システム（他励）の融通電力を最大にすることで、無効電力の調整力は、さらに向上する。
【００１９】
分担量決定部１４０は、融通電力導出部１３０により導出された融通電力に基づいて、それぞれの変換器システム（自励）に対する融通電力の出力分担量を決定する。このように、変換器システム（自励）が入出力する電力が均一化することで、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎが出力できる無効電力の調整量を最大にすることができる。また、分担量決定部１４０は、決定した分担量を出力させるための指令信号を制御装置２４および２５に送信する。
【００２０】
図３は、第１の実施形態の出力分担装置１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示す処理は、例えば、所定の時間間隔（例えば、３０［分］間隔）または第１の交流系統１０または第２の交流系統１２の需給調整が行われるタイミング等の所定のタイミングで実行される。
【００２１】
図３の例において、まず、取得部１１０は、系統運用者等からの融通指令を取得し（ステップＳ１００）、取得した融通指令に基づいて、電力変換システム１内の全変換器で融通すべき融通電力を取得する（ステップＳ１０２）。次に、判定部１２０は、取得した融通電力が、複数の変換器システム２０のそれぞれの送電可能容量の合計値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。融通電力が合計値以上である場合、融通電力導出部１３０は、全ての変換器システム２０の融通電力を各変換器の送電可能容量と等しくなるように分担量を決定する（ステップＳ１０６）。また、融通電力が複数の変換器システム２０の送電可能容量の合計値未満である場合、融通電力導出部１３０は、変換器システム（自励）のそれぞれが入出力する融通電力が均一化するように分担量を導出する（ステップＳ１０８）。次に、分担量決定部１４０は、導出された分担量に対応する指令信号を生成し、生成した指令信号を制御装置２４および２５に出力する（ステップＳ１１０）。これにより、本フローチャートの処理は、終了する。
【００２２】
上述したように第１の実施形態によれば、電力融通を行う複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに対して適切な電力分担を行うことができる。また、第１の実施形態によれば、自励式変換器が調整可能な無効電力を最大にすることができ、電圧変動を抑制できる能力を向上させることができる。したがって、電力変換システムにおいて、電圧変動幅の増大を抑制し、電力変換システム１の運転継続性を高めることができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の出力分担装置について説明する。以下の説明において、第１の実施形態で説明した内容と同様の機能を有する部分については、同様の名称および符号を付するものとし、その機能に関する具体的な説明は省略する。後述する他の実施形態についても同様とする。
【００２４】
第２の実施形態は、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの変換器システムの接続端の短絡容量のうち、少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さい場合に、変換器システム（自励）に対する融通電力の分担の割合（分担率）を、短絡容量が第１閾値Ｔｈ１以上である場合に比して上げるものである。短絡容量とは、例えば、電力系統で短絡故障等が発生した場合に、系統に接続した発電機から短絡地点に向かって流れる短絡電流に線間電圧を乗じた値である。
【００２５】
図４は、第２の実施形態の出力分担装置１００Ａの構成図である。出力分担装置１００Ａは、第１の実施形態の出力分担装置１００と比較して、取得部１１０、判定部１２０、および融通電力導出部１３０に代えて、取得部１１０Ａ、判定部１２０、および融通電力導出部１３０Ａを備える。したがって、以下では、主に、取得部１１０Ａ、判定部１２０、および融通電力導出部１３０Ａを中心に説明する。
【００２６】
取得部１１０Ａは、融通指令を取得し、取得した融通指令に基づいて、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれで融通すべき融通電力を取得する。また、取得部１１０Ａは、それぞれの変換器システム２０の接続端の短絡容量を取得する。例えば、取得部１１０Ａは、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの接続端に流れる電流値に基づいて短絡電流を推定し、推定した短絡電流と線間電圧とに基づいて、短絡容量を推定する。また、取得部１１０は、系統全体の情報を把握する管理システム（不図示）等から短絡容量を取得してもよい。
【００２７】
判定部１２０Ａは、取得部１１０Ａにより取得されたそれぞれの変換器システム２０における短絡容量のうち、少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいか否かを判定する。
【００２８】
融通電力導出部１３０Ａは、判定部１２０Ａにより複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎの全ての短絡容量が第１閾値Ｔｈ１以上であると判定された場合、第１の実施形態と同様の手法で融通電力を導出する。また、融通電力導出部１３０Ａは、判定部１２０Ａにより複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの短絡容量のうち少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定された場合に、システム全体で必要な融通電力に対して、変換器システム（他励）が出力する融通電力の分担率を、少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定されない場合に比して下げるように融通電力を導出する。また、融通電力導出部１３０Ａは、変換器システム（自励）が出力する融通電力の分担率を、短絡容量のうち少なくとも一つが第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定されない場合に比して上げるように融通電力を導出する。例えば、システム全体で必要な融通電力に対する分担率が、変換器システム（他励）と、変換器システム（自励）とで共に５０［％］である場面において、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの短絡容量のうち少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定された場合に、変換器システム（他励）が出力する融通電力の分担率を４５［％］に下げ、変換器システム（自励）が出力する融通電力の分担率を５５［％］に上げるように、融通電力を設定する。
【００２９】
図５は、第２の実施形態の出力分担装置１００Ａにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図５に示す処理は、例えば、所定の時間間隔（例えば、３０［分］間隔）または第１の交流系統１０または第２の交流系統１２の需給調整が行われるタイミング等の所定のタイミングで実行される。まず、出力分担装置１００Ａは、変換器情報１５２を参照し、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに、変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれると判定された場合、取得部１１０Ａは、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの短絡容量を取得する（ステップＳ１３０）。次に、判定部１２０Ａは、取得した短絡容量のうち、少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいか否かを判定する（ステップＳ１４０）。少なくとも一つの短絡容量が第１閾値Ｔｈ１より小さいと判定された場合、融通電力導出部１３０Ａは、変換器システム２０のうち、変換器システム（他励）の分担率を下げ、変換器システム（自励）の分担率を上げるように融通電力の分担量を導出する（ステップＳ１５０）。
【００３０】
また、ステップＳ１２０の処理において、変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれていない場合、またはステップＳ１４０の処理において、全ての短絡容量が第１閾値Ｔｈ１以上である場合、融通電力導出部１３０Ａは、例えば、第１の実施形態と同様の手法で分担量を導出する（ステップＳ１６０）。
【００３１】
次に、分担量決定部１４０は、ステップＳ１５０またはステップＳ１６０の処理により導出された分担量に対応する指令信号を生成し、生成した指令信号を制御装置２４および２５に出力する（ステップＳ１７０）。これにより、本フローチャートは、終了する。
【００３２】
上述したように第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、短絡容量に基づいて変換器システム（他励）の分担率を下げ、変換器システム（自励）の分担率を上げることで、他励式変換器の転流失敗が発生しづらくなる。その結果、変換器システムの運転継続性を向上させることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の出力分担装置について説明する。第３の実施形態では、上述した第１の実施形態と同様の出力分担装置１００を用いることとする。この場合、取得部１１０は、融通指令に加えて、後述する調相設備の投入量を取得する。第３の実施形態では、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの変換器システムの変換器２２，２３に付随する調相設備の投入量を取得し、取得したそれぞれの投入量の合計値が最小となるように出力を分担するものである。変換器に付随するとは、例えば、変換器２２、２３のそれぞれの性能等に対応付けられて系統内に設置されることである。調相設備とは、送電系統の無効電力の流れを調整することで、送電損失を軽減すると共に、電圧を一定の状態にするための設備である。調相設備は、例えば、重負荷時に生ずる電圧降下を抑制するスタティックコンデンサ、軽負荷時に生ずる電圧上昇を抑制するシャントリアクトル等がある。投入量とは、例えば、スタティックコンデンサまたはシャントリアクトルによる無効電力の吸収量または発生量である。
【００３４】
図６は、他励式変換器における有効電力と無効電力との関係を示す図である。図６に示すように、例えば、他励式変換器では、有効電力（融通電力）の増加に伴い消費する無効電力が変化するため、シャントリアクトルやスタティックコンデンサ等の調相設備によって、消費する無効電力を補償している。図６の例において、（１）の区間はシャントリアクトルの補償区間を示し、（２）の区間はスタティックコンデンサの補償区間を示している。また、他励式変換器により発生された交流側高調波は、高調波フィルタにより除去されている。
【００３５】
ここで、系統事故等により他励式変換器が一時的に停止した場合に、他励式変換器で消費する無効電力がなくなるため、調相設備からの無効電力が余剰となり、過電圧が引き起こされる可能性がある。そこで、第３実施形態において、出力分担装置１００は、調相設備の投入量が少なくなるように融通電力の出力量を分担させる。例えば、図６において、他励式変換器から出力される無効電力（Ｌ性、Ｃ性）がゼロ（０）となった場合に調相設備の投入量が最小となる。したがって、分担量決定部１４０は、変換器システム（他励）において、有効電力値Ｐ１が融通電力として出力されるように、変換器システム（他励）における融通電力の分担量を決定する。また、分担量決定部１４０は、取得部１１０により取得された融通電力から変換器システム（他励）における融通電力の分担量を引いた残りの融通電力に基づいて、変換器システム（自励）の分配量を決定する。
【００３６】
図７は、第３の実施形態における出力分担装置１００において実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図７に示す処理は、上述した図５に示す処理と比較すると、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０の処理に代えて、ステップＳ１３２およびＳ１５２の処理を有する。したがって、以下では、主にステップＳ１３２およびＳ１５２の処理を中心に説明する。
【００３７】
図７の例において、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに、変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれる場合、取得部１１０は、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの変換器システムの変換器２２，２３に付随する調相設備の投入量を取得する（ステップＳ１３２）。融通電力導出部１３０は、取得したそれぞれの調相設備の投入量に基づき、変換器システム（他励）の調相設備の投入量の合計が最小となるように、各変換器の分担量を導出する（ステップＳ１５２）。
【００３８】
上述したように第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、系統事故等により他励式変換器が一時的に停止された場合に、調相設備からの無効電力が余剰となることがないため、過電圧を抑制することができる。
【００３９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態の出力分担装置について説明する。第４の実施形態では、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれに対する所定の観測値を計測し、計測した観測値と第２閾値Ｔｈ２との比較結果に基づいて、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの融通電力の分担率を調整するものである。所定の観測値は、例えば、変換器端の電圧歪みである。
【００４０】
図８は、第４の実施形態の出力分担装置１００Ｂの構成図である。出力分担装置１００Ｂは、第２の実施形態の出力分担装置１００Ａと比較して、取得部１１０、判定部１２０、および融通電力導出部１３０に代えて、取得部１１０Ｂ、判定部１２０Ｂ、および融通電力導出部１３０Ｂを備える。したがって、以下では、主に、取得部１１０Ｂ、判定部１２０Ｂ、および融通電力導出部１３０Ｂを中心に説明する。
【００４１】
取得部１１０Ｂは、融通指令を取得し、取得した融通指令に基づいて、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎで融通すべき融通電力を取得する。また、取得部１１０Ｂは、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれから変換器端における三相交流の電圧歪みを取得する。図９は、取得部１１０Ｂの処理の一例について説明するための図である。図９の例では、三相の基本波形（ａ〜ｃ）と、三相の観測値による波形（ａ１〜ｃ１）とが示されている。取得部１１０Ｂは、例えば、高調波メータリレー等の高調波計測監視装置（不図示）において、観測された相ごとの電圧波形をフーリエ変換することで、各次高調波成分に分解する。そして、取得部１１０Ｂは、分解した各次高調波の高周波成分を切り取る等の処理を行ってから逆フーリエ変換を行い、逆フーリエ変換によって得られる波形を、基本波形と比較することで電圧歪みを取得する。
【００４２】
判定部１２０Ｂは、取得部１１０Ｂにより取得されたそれぞれの変換器の接続端の電圧歪みのうち、少なくとも一つの電圧歪みが第２閾値を超えるか否かを判定する。
【００４３】
融通電力導出部１３０Ｂは、判定部１２０Ｂにより全ての電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２以下であると判定された場合、例えば、第１の実施形態と同様の手法で融通電力を導出する。また、融通電力導出部１３０Ｂは、判定部１２０Ｂにより少なくとも一つの電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２を超えると判定された場合に、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに含まれる変換器システム（自励）の分担率を、電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２以下である場合に比して、所定率だけ上げた融通電力を導出する。また、融通電力導出部１３０Ｂは、変換器システム（自励）の分担率に対応させて複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに含まれる変換器システム（他励）の分担率を下げた融通電力を導出する。
【００４４】
図１０は、第４の実施形態の出力分担装置１００Ｂにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートの処理は、例えば、短い時間間隔で繰り返し実行される。図１０の処理では、上述した図５に示す処理と比較して、ステップＳ１３０、Ｓ１４０、およびＳ１５０の処理に代えて、ステップＳ１３４、Ｓ１４４、およびＳ１５４の処理を有する。したがって、以下では、主にステップＳ１３４、Ｓ１４４、およびＳ１５４の処理を中心に説明する。
【００４５】
図１０の例において、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに、変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれる場合、取得部１１０Ｂは、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの変換器システムの変換器端の電圧歪みを取得する（ステップＳ１３４）。次に、判定部１２０Ｂは、少なくとも一つの電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２を超えるか否かを判定する（ステップＳ１４４）。電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２を超えると判定された場合、融通電力導出部１３０Ｂは、変換器システム（自励）の分担率を上げ、変換器システム（他励）の分担率を下げるように融通電力の分担量を導出する（ステップＳ１５２）。また、ステップＳ１２０の処理において、変換器システム（他励）と変換器システム（自励）とが含まれていない場合、またはステップＳ１４４の処理において、全ての電圧歪みが第２閾値Ｔｈ２以下である場合、融通電力導出部１３０Ｂは、例えば、第１の実施形態と同様の手法で分担量を導出する（ステップＳ１６０）。
【００４６】
上述したように第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、他励式変換器における転流失敗の可能性を抑制することができるため、変換器システムの運転継続性を向上させることができる。
【００４７】
また、第４の実施形態では、所定の観測値として、それぞれの変換器システムの変換器端の電圧値にしてもよい。この場合、判定部１２０Ｂは、電圧の変動量が所定の第３閾値Ｔｈ３を超えたか否かを判定する。分担量決定部１４０は、電圧の変動量が所定の第３閾値Ｔｈ３を超えた場合に、上述した式（１）の変換器システム（自励）の調整可能な無効電力の最大値を所定量だけ増加させるような分担量を決定する。これにより、変換器システムの電圧変動をより抑制しやすくなり、電力品質を向上させることができる。
【００４８】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態における出力分担装置について説明する。第５の実施形態では、例えば変換器の近傍で変圧器が投入される等の事象が判明している場合に、その事象が発生するよりも所定時間前に融通電力の分担量を見直し、見直した分担量に関する指令信号を各制御装置に出力するものである。近傍とは、例えば、電力変換システム１を中心として所定の距離以内の領域である、また、近傍とは、電力変換システム１が存在する変電所がある領域内であってもよい。また、投入されるとは、例えば、新たに第１の交流系統１０または第２の交流系統１２に機器が接続され、その接続された機器が稼働されることである。また、投入される以外の事象としては、例えば、第１の交流系統１０または第２の交流系統１２に接続された機器に対して運転状態が変化するような操作がなされることが挙げられる。
【００４９】
図１１は、第５の実施形態の出力分担装置１００Ｃの構成図である。出力分担装置１００Ｃは、第４の実施形態の出力分担装置１００Ｂと比較して、取得部１１０Ｂ、判定部１２０Ｂ、および融通電力導出部１３０Ｂに代えて、取得部１１０Ｃ、判定部１２０Ｃ、および融通電力導出部１３０Ｃを備える。したがって、以下では、主に、取得部１１０Ｃ、判定部１２０Ｃ、および融通電力導出部１３０Ｃを中心に説明する。
【００５０】
取得部１１０Ｃは、融通指令を取得し、取得した融通指令に基づいて、複数の変換器システム２０で融通すべき融通電力を取得する。また、取得部１１０Ｃは、将来実施される事象に関する情報を取得する。将来実施される事象に関する情報とは、例えば、複数の変換器システム２０の近傍で投入される変圧器等の機器の種類、投入される時期等に関する情報である。
【００５１】
判定部１２０Ｃは、現在時刻から所定の事象が実施される（例えば、系統に新たに変圧器等が投入される）までの時間が第１の所定時間以内であるか否かを判定する。また、判定部１２０Ｃは、所定の事象が実施されてから第２の所定時間が経過したか否かを判定してもよい。
【００５２】
融通電力導出部１３０Ｃは、判定部１２０Ｃにより現在時刻から事象が実施されるまでの時間が第１の所定時間以内であると判定された場合に、事象が実施されたことを想定して、投入後の状態に基づいて複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎで融通すべき融通電力を見直す。また、融通電力導出部１３０Ｃは、投入後の状態に基づくことに代えて、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎに含まれる変換器システム（他励）の分担率を現在の分担率より下げ、変換器システム（自励）の分担率を現在の分担率より上げるように融通電力を見直してもよい。
【００５３】
また、融通電力導出部１３０Ｃは、判定部１２０Ｃにより事象が実施されてから第２の所定時間が経過したと判定された場合に、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎで融通すべき融通電力を見直す。この場合、融通電力導出部１３０Ｃは、例えば、第１〜第４に示す実施形態を適用して複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの融通電力を見直す。また、融通電力導出部１３０Ｃは、現在時刻から事象が実施されるまでの時間が第１の所定時間以内であると判定された場合に見直された融通電力を、見直す前の融通電力に戻してもよい。
【００５４】
図１２は、第５の実施形態の出力分担装置１００Ｃにおいて実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１２の例において、取得部１１０Ｃは、変換器の近傍で将来実施される事象を取得する（ステップＳ１８０）。次に、判定部１２０Ｃは、事象が実施されるまでの時間が第１の所定時間以内となるまで待機する（ステップＳ１８２）。事象が実施されるまでの時間が第１の所定時間以内となった場合に、融通電力導出部１３０Ｃは、所定の事象が発生する前に、事象が実施されたことを想定して融通電力の分担量を見直す（ステップＳ１８４）。次に、分担量決定部１４０は、見直した分担量に対応する指令信号を生成し、生成した指令信号を制御装置２４および２５に出力する（ステップＳ１８６）。
【００５５】
次に、判定部１２０Ｃは、所定の事象が実施されてから第２の所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ１８８）。所定の事象が実施されてから第２の所定時間が経過したと判定された場合、融通電力導出部１３０Ｃは、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれの融通電力の分担量を見直し（ステップＳ１９０）。次に、分担量決定部１４０は、見直した分担量に対応する指令信号を生成し、生成した指令信号を制御装置２４および２５に出力する（ステップＳ１９２）。
【００５６】
上述したように第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏する他、事象が発生する前後で適切な融通電力の調整を行うことができるため、変換器による転流失敗の可能性を低減することができ、変換器システムの運転継続性を向上させることができる。
【００５７】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、第１の交流系統１０と第２の交流系統１２との間に並列に接続される複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎを備え、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎのそれぞれは、交流側が第１の交流系統１０に接続され、直流側が直流リンク２１に接続される変換器２２と、交流側が第２の交流系統１２に接続され、直流側が直流リンク２１に接続される変換器２３と、それぞれの変換器２２、２３の出力を制御する一以上の制御装置２４および２５とを含み、複数の変換器システム２０−１〜２０−ｎは、第１種類の変換器を含む少なくとも一つの変換器システム（自励）を含み、第１種類の変換器を含む変換器システム（自励）が複数存在する場合、第１種類の変換器を含む変換器システム（自励）のそれぞれが入出力する電力が均一化するように、一以上の制御装置２４、２５に指令信号を出力する出力分担装置１００を備えることにより、電力融通を行う複数の変換器に適切な電力分担を行わせることができる。なお、上述した第１〜第５の実施形態の一部または全部は、他の実施形態に含めてもよい。また、第１〜第５の実施形態において、変換器システム（自励）には、二つの変換器２２および２３のうち、一方が自励式変換器の場合が含まれてもよい。
【００５８】
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。これら実施形態は、その他の様々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同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１…電力変換システム、１０…第１の交流系統、１２…第２の交流系統、２０…変換器システム、２１…直流リンク、２２、２３…変換器、２４、２５…制御装置、１００…出力分担装置、１１０…取得部、１２０…判定部、１３０…融通電力導出部、１４０…分担量決定部、１５０…記憶部
【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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【図１２】
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