(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器は少なくとも第１と第２の群に分割されており，前記第１の群の直流送電線と前記第２の群の直流送電線と間に開閉器を備えており，前記第１の群の直流送電線と前記第２の群の直流送電線とが共に送電状態であって該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記交直変換器のうち少なくとも１つが，直流電圧を制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出した際に，前記開閉器制御手段が前記開閉器を投入する機能を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置において，前記開閉器が開放されている際に前記第１の群に含まれる交直変換器のうちの１つが直流電圧を制御するように運転しており，他の交直変換器が，直流電流を制御するように運転しており，前記第２の群に含まれる交直変換器のうちの１つが直流電圧を制御するようにＡＶＲモードで運転しており，他の交直変換器が，直流電流を制御するようにＡＰＲモードで運転しており，前記開閉器が投入された後，ＡＶＲモードで運転していた交直変換器のうちの１つをＡＰＲモードに変更する機能を有する運転制御手段を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置において，前記の運転制御手段が，前記開閉器が投入された後にＡＶＲモードで運転する交直変換器として，交流電圧振幅や周波数を制御する手段を持たないシステムに接続している交直変換器以外の交直変換器のうち１つを選択する機能を有することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器を少なくとも第１と第２の群に分割する開閉器を備えており，前記第１と第２の群を接続する直流回路にＤＣ−ＤＣ変換器を備えており，該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記交直変換器のうち少なくとも１つを制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器を少なくとも第１と第２の群に分割する開閉器を備えており，前記第１と第２の群を接続する直流回路にＤＣ−ＤＣ変換器を備えており，該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記ＤＣ−ＤＣ変換器が直流電圧を制御することを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の電力変換装置において，前記開閉器が主単極開閉器，補助単極開閉器と限流手段を備えており，前記補助単極開閉器と前記限流手段が直列回路を形成しており，前記直列回路が前記主単極開閉器に並列接続していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換装置において，前記補助単極開閉器が投入した後に，前記主単極開閉器を投入する機能を有する開閉器タイミング制御手段を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電力変換装置に係り，特に，複数の交直変換器の直流側を互いに接続したときに好適な電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離に亘って大電力を送電する場合，交流送電に比較して直流送電が有利であることが知られている。
【０００３】
例えば，第１の交流系統から第２の交流系統に送電する場合，第１の交流系統に接続する第１の交直変換器と，第２の交流系統に連系する第２の交直変換器を設け，前記２つの交直変換器の直流側を直流送電線によって接続する。
【０００４】
本明細書では，以下，上記のように２個の交直変換器を直流送電線によって接続した構成を「２端子ＨＶＤＣ」と称する。
【０００５】
同様に，ｎ個の交直変換器の直流側を直流送電線によって互いに接続した構成を「ｎ端子ＨＶＤＣ」と称する。
【０００６】
例えば，３端子直流送電システムにおいて，第１，第２の交直変換器が運転しており，残る第３の交直変換器が停止しており，直流送電線から切り離されているという運転状態が有り得る。
【０００７】
例えば〔特許文献１〕は，停止中の第３の交直変換器を，運転中の第１，第２の交直変換器に接続する場合において，第３の交直変換器の直流側と並列に接続されているコンデンサを並列接続した複数個のコンデンサに分割し，それぞれに時間差を設けて投入することによって突入電流を防止する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１６４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
４端子以上のＨＶＤＣでは，通常，４個の交直変換器の直流側が全て接続されて運転している。
【００１０】
しかし，直流送電線のメンテナンス等に伴って，例えば４個の交直変換器が２群に分かれる，すなわち，第１，第２の交直変換器が第１の２端子ＨＶＤＣ（第１の群）を形成し，第３，第４の交直変換器が第２の２端子ＨＶＤＣ（第２の群）を形成しながらそれぞれ運転しているという状態があり得る。
【００１１】
この状態から，再び４個の交直変換器の直流側を接続し，１個の４端子ＨＶＤＣとして運転する場合，前記第１，第２の２端子ＨＶＤＣの運転状態が一般には異なることから，前記第１の群と前記第２の群を接続する開閉器の両端の直流電圧が異なる可能性がある。
【００１２】
直流電圧が異なる状態で，前記第１，第２の群を接続する開閉器を投入すると，一方の群から他方の群に突入電流が流れ，交直変換器，直流送電線，開閉器等の機器に悪影響を及ぼす恐れがあるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上の課題を解決するために，本発明は，複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器は少なくとも第１と第２の群に分割されており，前記第１の群の直流送電線と前記第２の群の直流送電線と間に開閉器を備えており，前記第１の群の直流送電線と前記第２の群の直流送電線とが共に送電状態であって該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記交直変換器のうち少なくとも１つが，直流電圧を制御するように構成した。
あるいは，複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器を少なくとも第１と第２の群に分割する開閉器を備えており，前記第１と第２の群を接続する直流回路にＤＣ−ＤＣ変換器を備えており，該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記交直変換器のうち少なくとも１つを制御するように構成した。
複数の交直変換器の直流端子を接続した電力変換装置であって，前記複数の交直変換器を少なくとも第１と第２の群に分割する開閉器を備えており，前記第１と第２の群を接続する直流回路にＤＣ−ＤＣ変換器を備えており，該開閉器の両端の電圧が大略一致したことを検出した際に該開閉器を投入する機能を有する開閉器制御手段を備えており，前記開閉器制御手段が前記開閉器の両端の電圧の一致を検出するように，前記ＤＣ−ＤＣ変換器が直流電圧を制御するように構成した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば，突入電流を生じさせることなく，運転中の２個のｎ端子ＨＶＤＣを接続できるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態
【図２】交直変換器の詳細構成例
【図３】双方向チョッパ形単位変換器
【図４】フルブリッジ形単位変換器
【図５】ウィンドファームの詳細構成例
【図６】タイミングチャート例その１
【図７】タイミングチャート例その２
【図８】開閉器制御手段の別の構成例
【図９】開閉器の別の構成例
【図１０】交直変換器の別の構成例その１
【図１１】交直変換器の別の構成例その２
【図１２】交直変換器の別の構成例その３
【図１３】本発明の第２の実施形態
【図１４】本発明の第３の実施形態
【図１５】本発明の第４の実施形態
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
以下，本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１７】
実施例１は，４個の交直変換器の直流側を直流送電線で接続した４端子ＨＶＤＣにおいて，前記４個の交直変換器が２個ずつの２群に分かれ，２個の２端子ＨＶＤＣとして運転している状態から，２つの群を接続する箇所の開閉器の両端の電圧を一致させてから，該開閉器を投入するための開閉器制御手段を設けた構成である。
【００１８】
また，実施例１では，４個の交直変換器の運転モードを制御する運転制御手段を備えている。
【００１９】
前記開閉器が開放している状態において，前記２群のそれぞれに含まれる２個の交直変換器のうち，一方の交直変換器は直流電圧を制御し（後述するＡＶＲモード），他方の交直変換器は直流電流を制御している（後述するＡＰＲモード）が，運転制御手段は前記開閉器を投入した後，速やかに一方の群に含まれる直流電圧を制御していた交直変換器の動作を，直流電流を制御するように遷移させる機能を有する。
【００２０】
実施例１では，前記２個の２端子ＨＶＤＣを接続し，１個の４端子ＨＶＤＣとして運転しようとする際に，突入電流を生じることなく，すなわち，交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。
【００２１】
以下，図１を参照して実施例１の全体構成を説明する。
【００２２】
電力変換装置１０３は３個の交流系統１０１ａ，ｂ，ｃと１個ウィンドファーム１０２に接続している。
【００２３】
交流系統１０１ａ，ｂ，ｃ，ウィンドファーム１０２にはそれぞれ交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄが接続している。
【００２４】
交直変換器１０７ａの交流側は，交流系統１０１ａに接続しており，直流側は開閉器１０９を介して直流母線１０８ａに接続している。
【００２５】
また，交直変換器１０７ｂの交流側は，交流系統１０１ｂに接続しており，直流側は開閉器１０９を介して直流母線１０８ｂに接続している。
【００２６】
同様に，交直変換器１０７ｃの交流側は，交流系統１０１ｃに接続しており，直流側は開閉器１０９を介して直流母線１０８ｃに接続している。
【００２７】
交直変換器１０７ｄの交流側は，ウィンドファーム１０２に接続しており，直流側は開閉器１０９を介して直流母線１０８ｄに接続している。
【００２８】
ウィンドファーム１０２は複数の風力発電装置１１３によって構成されているが，以下では，個々の風力発電装置１１３が，ウィンドファーム１０２の交流電圧振幅や周波数を制御する機能を備えておらず，該交流電圧振幅と該周波数は，交直変換器１０７ｄによって制御されるとして説明する。ウィンドファーム１０２の詳細構成については図５を用いて後述する。
【００２９】
直流母線１０８ａと１０８ｂは開閉器１０９と直流送電線１１０を介して接続している。
【００３０】
また，直流母線１０８ｃと１０８ｄは開閉器１０９と直流送電線１１０を介して接続している。
【００３１】
さらに，直流母線１０８ａと１０８ｄは開閉器１０５ｘ，直流送電線１０６，開閉器１０５ｙを介して接続している。
【００３２】
ここで，図１は，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの交流側，直流側ともに単線結線図として描いている。したがって，前記の交流側は三相あるいは単相交流であり，前記の直流側はモノポーラまたはバイポーラ送電である。なお，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの詳細構成例については，図２を参照して後述する。
【００３３】
以下，開閉器１０９は全て投入されており，開閉器１０５ｘ，ｙが開放されている状態を「独立運転状態」と称する。
【００３４】
すなわち，独立運転状態とは，交直変換器１０７ａ，ｂが第１の群１０４ｘとして第１の２端子ＨＶＤＣを構成して運転しており，交直変換器１０７ｃ，ｄが第２の群１０４ｙとして第２の２端子ＨＶＤＣを構成して運転している状態である。
【００３５】
一方，開閉器１０９，１０５ｘ，ｙが投入されており，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄを１つの４端子ＨＶＤＣとして運転している状態を「連系運転状態」と称する。
【００３６】
本実施例では，図１に示すように，例えば開閉器１０５ｙの両端の直流電圧を測定する２つの電圧検出手段１１１が設けられている。
【００３７】
開閉器制御手段１１２は，前記２つの電圧検出手段１１１の測定値ＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２の差であるＶｅｒｒを演算するとともに，開閉器１０５ｙの投入・開放を制御する機能を有する。
【００３８】
また，開閉器制御手段１１２は，例えば前記のＶｅｒｒを交直変換器１０７ｃに伝達する。
【００３９】
運転制御手段１１３は，電力変換装置１０３の運転状態を，独立運転状態から連系運転状態に，あるいはその逆に遷移させるための指令信号Ｏｐを開閉器制御手段１１２に与える。
【００４０】
さらに，運転制御手段１１３は，各交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄにそれぞれ運転モード指令Ｏｐａ，Ｏｐｂ，Ｏｐｃ，Ｏｐｄを送信する。運転モードについては後述する。
【００４１】
以下，図２を参照して交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの一例として，交直変換器１０７ｄとその近傍の詳細構成例を説明する。
【００４２】
交直変換器１０７ｄの交流側は，変圧器２０１を介してウィンドファーム１０２に接続している。より詳しくは，変圧器２０１の１次巻線２０１ｐがウィンドファーム１０２に接続している。また，交直変換器１０７ｄの直流側は，開閉器１０９を介して直流母線１０８ｄに接続している。
【００４３】
変圧器２０１の２次巻線２０１ｓとｕ相レグ２０２ｕ，ｖ相レグ２０２ｖ，ｗ相レグ２０２ｗはそれぞれＵ点，Ｖ点，Ｗ点で接続している。
【００４４】
ｕ相レグ２０２ｕ，ｖ相レグ２０２ｖ，ｗ相レグ２０２ｗは直流母線１０８ｄのＰ点，Ｎ点で並列接続している。
【００４５】
ｕ相レグ２０２ｕは，ｕ相正側アーム２０３ｕｐ，２つのリアクトル２０４，ｕ相負側アーム２０３ｕｎの直列回路であり，前述のＵ点は，前記２つのリアクトル２０４の接続点である。
【００４６】
ｖ相レグ２０２ｖは，ｖ相正側アーム２０３ｖｐ，２つのリアクトル２０４，ｖ相負側アーム２０３ｖｎの直列回路であり，前述のＶ点は，前記２つのリアクトル２０４の接続点である。
【００４７】
ｗ相レグ２０２ｗは，ｗ相正側アーム２０３ｗｐ，２つのリアクトル２０４，ｗ相負側アーム２０３ｗｎの直列回路であり，前述のＷ点は，前記２つのリアクトル２０４の接続点である。
【００４８】
各アーム２０３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎはそれぞれ１つまたは複数の単位変換器２０５の直列回路である。単位変換器２０５の詳細構成については図３，図４を参照して後述する。
【００４９】
以上を換言すると，交直変換器１０７ｄは，H, Akagi, “Classification, terminology, and application of the modular multilevel cascade converter (MMCC),” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 11, Nov. 2011, pp. 3119-3129に記載されているＭＭＣＣ−ＤＳＣＣあるいはＭＭＣＣ−ＤＳＢＣである。
【００５０】
交直変換器制御手段２０６は，制御通信線２０７を介して，各単位変換２０５にゲート信号ｇｕｋ，ｇｖｋ，ｇｗｋを送信する。また，制御通信線２０８を介して，各単位変換器２０５のコンデンサ電圧ＶＣｕｋ，ＶＣｖｋ，ＶＣｗｋを受信する。
【００５１】
以下，説明のため，図２各部の電圧，電流を定義する。
【００５２】
ウィンドファーム１０２の交流相電圧をＶＦｕ，ＶＦｖ，ＶＦｗと表記する
【００５３】
変圧器２０１の２次巻線２０１ｓからＵ点，Ｖ点，Ｗ点に流入する電流をそれぞれＩＵ，ＩＶ，ＩＷと表記する。
【００５４】
また，各アーム２０３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎの出力電圧をそれぞれＶｕｐ，Ｖｖｐ，Ｖｗｐ，Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎと表記する。
【００５５】
さらに，交直変換器１０７ｄのＰ点とＮ点の間の電圧をＶＤＣｄ，Ｐ点から流出する電流をＩＤＣｄと表記する。
【００５６】
また，直流母線１０８ｄの電圧をＶＤＣｄ１と表記し，直流送電線１０６と開閉器１０５ｙの間の直流電圧をＶＤＣｄ２と表記する。
【００５７】
なお，交直変換器１０７ｄと直流母線１０８ｄの間の開閉器１０９が投入されている場合，ＶＤＣｄ＝ＶＤＣｄ１である。
【００５８】
変圧器２０１の漏れインダクタンスをＬｔと表記し，リアクトル２０４のインダクタンスのＬＢと表記する。
【００５９】
図２では，開閉器１０５ｙの詳細構成を描いており，開閉器１０５ｙは，直流母線１０８ｄのＰ点に接続する単極開閉器２０９ｙｐと，Ｎ点に接続する単極開閉器２０９ｙｎを備えている。
【００６０】
同様に，開閉器１０５ｘの詳細構成を描いており，開閉器１０５ｘは，単極開閉器２０９ｘｐと，単極開閉器２０９ｘｎを備えている。
【００６１】
以下，交直変換器１０７ｄがウィンドファーム１０２に交流電圧ＶＦｕ，ＶＦｖ，ＶＦｗを供給できる原理を説明する。
【００６２】
Ｕ相に着目すると，ＶＦｕは（１）式を満足する。
〔数１〕
ＶＦｕ＝（−Ｖｕｐ＋Ｖｕｎ）／２
＋（Ｌｔ＋ＬＢ／２）×ｄ／ｄｔ×ＩＵ            （１）
【００６３】
したがって，ｕ相正側アーム２０３ｕｐ，ｕ相負側アーム２０３ｕｎの出力電圧Ｖｕｐ，Ｖｕｎを制御することによって，ＶＦｕを制御できる。また，同様の原理で，ＶＦｖ，ＶＦｗも制御できる。
【００６４】
以下，交直変換器１０７ｄが直流母線１０８ｄに直流電圧ＶＤＣｄを供給できる原理を説明する。
【００６５】
ＶＤＣｄは（２）式を満足する。
〔数２〕
ＶＤＣｄ＝（Ｖｕｐ＋Ｖｖｐ＋Ｖｗｐ＋Ｖｕｎ＋Ｖｖｎ＋Ｖｗｎ）／６
−（２／３）×Ｌｂ×ｄ／ｄｔ×ＩＤＣｄ            （２）
【００６６】
したがって，各アーム２０３の出力電圧を制御することによって，ＶＤＣｄを制御できる。
【００６７】
ここで，各アーム２０３はそれぞれ１個または複数の単位変換器２０５を直列接続した回路であることから，各アーム２０３に含まれる単位変換器２０５の出力電圧を制御できれば，該アーム２０３の出力電圧を制御できる。
【００６８】
以下，図３を参照して，単位変換器２０５の構成例の１つ，およびその出力電圧制御原理を説明する。
【００６９】
図３は，単位変換器２０５の１つの構成例である双方向チョッパ形単位変換器２０５ｃの構成を示している。
【００７０】
正側スイッチング素子３０１ｐと正側環流ダイオード３０２ｐを逆並列接続した回路と，負側スイッチング素子３０１ｎと負側環流ダイオード３０２ｎを逆並列接続した回路が直列回路を形成している。また，直列接続点をａ点と表記することとする。
【００７１】
前記の直列回路とコンデンサ３０３をｐ点，ｎ点で並列接続している。コンデンサの両端電圧をＶＣｊｋと表記する。ただし，ｊ＝ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎ，ｋ＝１，２，…，Ｎであり，Ｎは各アームにおける単位変換器２０５の個数を表わす。
【００７２】
前記のａ点とｎ点を双方向チョッパ形単位変換器２０５ｃの出力端子とし，出力電圧をＶｊｋと表記する。
【００７３】
電圧検出手段３０４は，コンデンサ３０３の電圧ＶＣｊｋを検出し，単位変換器制御手段３０５に送信する。
【００７４】
単位変換器制御手段３０５は，交直変換器制御手段２０６から制御通信線２０７を介して受信したゲート信号ｇｊｋに基づいてスイッチング素子３０１ｐ，ｎのゲート・エミッタ間電圧を印加し，スイッチング素子３０１ｐ，ｎのオン，オフを制御する。
【００７５】
また，コンデンサ３０３の電圧ＶＣｊｋを，制御通信線２０８を介して交直変換器制御手段２０６に送信する。
【００７６】
以下，双方向チョッパ形単位変換器２０５ｃの出力電圧Ｖｊｋを制御する方法について説明する。
【００７７】
正側スイッチング素子３０１ｐをオンとし，負側スイッチング素子３０１ｎがオフとした場合，概ねＶｊｋ＝ＶＣｊｋに制御できる。
【００７８】
また，正側スイッチング素子３０１ｐをオフとし，負側スイッチング素子３０１ｎがオンとした場合，概ねＶｊｋ＝０に制御できる。
【００７９】
したがって，スイッチング素子３０１ｐ，ｎのオン・オフ状態を制御することによって，双方向チョッパ形単位変換器２０５ｃの出力電圧を制御できる。
【００８０】
以下，図４を参照して，単位変換器２０５の構成例の別の１つを説明する。
【００８１】
図４は，単位変換器２０５の１つの構成例であるフルブリッジ形単位変換器２０５ｆの構成を示している。
【００８２】
ａ相正側スイッチング素子３０１ａｐとａ相正側環流ダイオード３０２ａｐを逆並列接続した回路と，ａ相負側スイッチング素子３０１ａｎとａ相負側環流ダイオード３０２ａｎを逆並列接続した回路が第１の直列回路を形成している。また，直列接続点をａ点と表記することとする。
【００８３】
同様に，ｂ相正側スイッチング素子３０１ｂｐとｂ相正側環流ダイオード３０２ｂｐを逆並列接続した回路と，ｂ相負側スイッチング素子３０１ｂｎとｂ相負側環流ダイオード３０２ｂｎを逆並列接続した回路が第２の直列回路を形成している。また，直列接続点をｂ点と表記することとする。
【００８４】
前記の第１，第２の直列回路とコンデンサ３０３をｐ点，ｎ点で並列接続している。コンデンサの両端電圧をＶＣｊｋと表記する。ただし，ｊ＝ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎ，ｋ＝１，２，…，Ｎであり，Ｎは各アームにおける単位変換器２０５の個数を表わす。
【００８５】
前記のａ点とｂ点をフルブリッジ形単位変換器２０５ｆの出力端子とし，出力電圧をＶｊｋと表記する。
【００８６】
電圧検出手段３０４は，コンデンサ３０３の電圧ＶＣｊｋを検出し，単位変換器制御手段３０５に送信する。
【００８７】
単位変換器制御手段３０５は，交直変換器制御手段２０６から制御通信線２０７を介して受信したゲート信号ｇｊｋに基づいてスイッチング素子３０５ａｐ，ａｎ，ｂｎ，ｂｎのゲート・エミッタ間電圧を印加し，スイッチング素子３０５ａｐ，ａｎ，ｂｎ，ｂｎのオン，オフを制御する。
【００８８】
また，コンデンサ３０３の電圧ＶＣｊｋを，制御通信線２０８を介して交直変換器制御手段２０６に送信する。
【００８９】
以下，フルブリッジ形単位変換器２０５ｆの出力電圧Ｖｊｋを制御する方法について説明する。
【００９０】
ａ相正側スイッチング素子３０１ａｐをオンとし，ａ相負側スイッチング素子３０１ａｎをオフとし，ｂ相正側スイッチング素子３０１ｂｐをオンとし，ｂ相負側スイッチング素子３０１ｂｎをオフとした場合，概ねＶｊｋ＝０に制御できる。
【００９１】
ａ相正側スイッチング素子３０１ａｐをオンとし，ａ相負側スイッチング素子３０１ａｎをオフとし，ｂ相正側スイッチング素子３０１ｂｐをオフとし，ｂ相負側スイッチング素子３０１ｂｎをオンとした場合，概ねＶｊｋ＝ＶＣｊｋに制御できる。
【００９２】
ａ相正側スイッチング素子３０１ａｐをオフとし，ａ相負側スイッチング素子３０１ａｎをオンとし，ｂ相正側スイッチング素子３０１ｂｐをオフとし，ｂ相負側スイッチング素子３０１ｂｎをオンとした場合，概ねＶｊｋ＝０に制御できる。
【００９３】
ａ相正側スイッチング素子３０１ａｐをオフとし，ａ相負側スイッチング素子３０１ａｎをオンとし，ｂ相正側スイッチング素子３０１ｂｐをオンとし，ｂ相負側スイッチング素子３０１ｂｎをオフとした場合，概ねＶｊｋ＝−ＶＣｊｋに制御できる。
【００９４】
したがって，スイッチング素子３０１ａｐ，ａｎ，ｂｎ，ｂｎのオン・オフ状態を制御することによって，フルブリッジ形単位変換器２０５ｆの出力電圧を制御できる。
【００９５】
以下，図５を参照して，ウィンドファーム１０２の詳細構成例を説明する。
【００９６】
１個または複数の風力発電装置１１３が集電母線５０８に接続している。
【００９７】
図５では，風力発電装置１１３の例として，３種類の風力発電装置１１３ａ，ｂ，ｃを描いている。
【００９８】
風力発電装置１１３ａは，例えば風力タービン５０１，ギアボックス５０２，発電機５０３ｐ，発電機側交直変換器５０４，コンデンサ５０５，集電母線側交直変換器５０６，変圧器５０７を備えている。
【００９９】
発電機側交直変換器５０４は，発電機からの交流電力を直流電力に変換する。また，集電母線側交直変換器５０６は，直流電力を交流電力に変換し，集電母線５０８に出力する。
【０１００】
具体的には，各風力発電装置１１３の集電母線側交直変換器５０６が，交直変換器１０７ｄによって供給された電圧ＶＦｕ，ＶＦｖ，ＶＦｗと同位相の電流を出力することによって，風力タービン５０１，ギアボックス５０２，発電機を介して得られた発電電力を集電母線に出力する。
【０１０１】
集電母線に出力された電力は，図２の変圧器２０１を介して交直変換器１０７ｄによって直流電力に変換される。
【０１０２】
風力発電装置１１３ｂは，風力発電装置１１３ａとは異なり，ギアボックス５０２を用いておらず，風力タービン５０１と発電機５０３ｐを直接結合した風力発電装置である。
【０１０３】
風力発電装置１１３ｃは，例えば風力タービン５０１，ギアボックス５０２，発電機５０３ｄ，発電機側交直変換器５０４，コンデンサ５０５，集電母線側交直変換器５０６，変圧器５０７を備えている。
【０１０４】
発電機５０３ｄの固定子巻線は変圧器５０７を介して集電母線５０８に接続しており，発電機５０３ｄの回転子巻線は発電機側交直変換器５０４，コンデンサ５０５，集電母線側交直変換器５０６，変圧器５０７を介して集電母線に接続している。
【０１０５】
なお，図５はウィンドファーム１０２の１つの構成例であり，以上で述べた風力発電装置１１３ａ，ｂ，ｃや，他の方式の風力発電装置を少なくとも１個以上含む構成であってもよい。
【０１０６】
以下，図６を参照して，本発明の特徴である開閉器制御手段１１２と開閉器１０５ｙの動作を説明する。
【０１０７】
図６は概略タイミングチャートであり，交直変換器１０７ａ，ｂが構成する群１０４ｘと，交直変換器１０７ｃ，ｄが構成する群１０４ｙが独立運転状態にある場合，すなわち，開閉器１０５ｙが開放されている状態から，開閉器１０５ｙを投入し，４個の交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄを連系運転状態に遷移させるまでの期間を示している。
【０１０８】
時刻ｔ＝ｔ１以前において，群１０４ｘ，ｙは独立運転状態にあった。
【０１０９】
また，時刻ｔ＝ｔ１以前において，運転制御手段１１３から各交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄに送信されている運転モード指令Ｏｐａ，Ｏｐｂ，Ｏｐｃ，Ｏｐｄが，Ｏｐａ＝ＡＶＲ，Ｏｐｂ＝ＡＰＲ，ＯＰｃ＝ＡＶＲ，ＯＰｄ＝ＡＰＲであった。
【０１１０】
すなわち，群１０４ｘでは，交直変換器１０７ａが自動電圧制御（ＡＶＲ：automatic voltage regulator）として，交直変換器１０７ｂが自動電力制御（ＡＰＲ：automatic power regulator）として運転している。
【０１１１】
また，群１０４ｙでは，交直変換器１０７ｃがＡＶＲモードで，交直変換器１０７ｄがＡＰＲモードで運転している。
【０１１２】
以下，ＡＶＲモードとＡＰＲモードを総称して「運転モード」と称する。
【０１１３】
図６では，時刻ｔ＝ｔ１以前において，交直変換器１０７ａ，ｃがＡＶＲモードで，交直変換器１０７ｂ，ｄがＡＰＲモードで運転している場合を想定している。
【０１１４】
ＡＶＲモードで運転している交直変換器は，与えられた指令値に従って，直流母線の電圧が概ね一定になるように制御する。
【０１１５】
ＡＰＲモードで運転している交直変換器は，与えられた指令値にしたがって直流電流を制御し，結果として直流電力を制御する。
【０１１６】
以下，ＡＶＲモードとＡＰＲモードを総称して「運転モード」と称する。
【０１１７】
群１０４ｘと群１０４ｙが独立運転状態にある場合，当然，各群の運転状態が異なる。したがって，連系運転状態に遷移するにあたって投入する開閉器１０５ｙの両端の直流電圧ＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２は必ずしも等しくない。
【０１１８】
時刻ｔ＝ｔ１において，運転制御手段１１３から開閉器制御手段１１２に連系運転指令が与えられる。すなわち，ＯＰ＝ＩＳからＯｐ＝ＣＮに遷移する。
【０１１９】
開閉器制御手段１１２は，電圧検出手段１１１を介してＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２を検出し，その差Ｖｅｒｒを演算してＡＶＲとして運転している交直変換器１０７ｃに送信する。
【０１２０】
交直変換器１０７ｃは，（２）式に示した原理にしたがって，各アーム２０３の出力電圧を制御することによって，直流母線１０８ｃの直流電圧ＶＤＣｃを制御する。
【０１２１】
（３）式に示すように，ＶＤＣｃを制御することによってＶＤＣｄを制御できる。
〔数３〕
ＶＤＣｄ１＝ＶＤＣｃ＋２×ＩＤＣｄ×Ｒ                （３）
【０１２２】
ここで，Ｒは直流送電線１１０ｙの１条あたりの抵抗値である。
【０１２３】
交直変換器１０７ｃはＶｅｒｒ＝ＶＤＣ１−ＶＤＣ２が概ね零になるように，ＶＤＣｃの制御を介して，ＶＤＣｄ１を制御する。
【０１２４】
時刻ｔ＝ｔ２において，Ｖｅｒｒを概ね零に制御できたため，開閉器制御手段１１２は，開閉器１０５ｙに与える開閉器制御指令ＳＣをＯｆｆからＯｎに遷移させる。
【０１２５】
本発明によれば，時刻ｔ＝ｔ２おいて，概ねＶＤＣｄ１＝ＶＤＣｄ２となっていることから，開閉器１０５ｙを投入した際の突入電流を防止できるという効果が得られる。
【０１２６】
開閉器１０５ｙは，ＳＣ＝Ｏｎを受信すると投入される。これによって，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄは１つの４端子ＨＶＤＣとして運転することになる。
【０１２７】
時刻ｔ＝ｔ３において，運転制御手段１１３は，交直変換器１０７ｃの運転モード指令ＯｐｃをＡＶＲからＡＰＲに切り替える。これによって，交直変換器１０７ｃはＡＶＲモードからＡＰＲモードに切り替わり，４つの交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄのうち，交直変換器１０７ａのみがＡＶＲモードで運転する。
【０１２８】
換言すれば，交直変換器１０７ｃは，その制御対象を直流電圧ＶＤＣｃから，交直変換器１０７ｃと直流母線１０８ｃの間を流れる直流電流ＩＤＣｃに変化させる。
【０１２９】
ＡＶＲモードとなる交直変換器１０７が１つとなることによって，複数の交直変換器１０７が同時に直流電圧の制御を試みるというような制御の衝突を回避できる。
【０１３０】
なお，ＡＶＲモードで運転できる交直変換器１０７は交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃのみである。交直変換器１０７ｄはウィンドファーム１０２の発電電力に従って直流側に出力する電力を制御する必要があるため，ＡＶＲモードでは運転できず，ＡＰＲモードで運転する必要がある。
【０１３１】
したがって，運転制御手段１１３は，ウィンドファーム１０２のように，その内部に交流電圧振幅や周波数を制御する機能を持たない系統に接続している交直変換器１０７以外の交直変換器から，ＡＶＲモードとなる交直変換器１０７を選択する機能を有する。
【０１３２】
以上より，図６のタイムチャートに従えば，群１０４ｘ，ｙを独立運転状態から連系運転状態に，突入電流を防止しつつ遷移できることが分かる。
【０１３３】
図７に，概略タイミングチャートの別の例を示す。
【０１３４】
図７と図６の相違点は，時刻ｔ＝ｔ３において，運転モードがＡＶＲとなる交直変換器が交直変換器１０７ａではなく交直変換器１０７ｃである点である。
【０１３５】
図７のタイムチャートに従った場合にも，群１０４ｘ，ｙを独立運転状態から連系運転状態に，突入電流を防止しつつ遷移できる。
【０１３６】
以下，図８を参照して，開閉器１０５ｙと電圧検出手段１１１の別の接続の例を示す。
【０１３７】
図２においては，電圧検出手段１１１はＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２を個別に検出していたが，図８においては，電圧検出手段１１１は，開閉器２０９ｙｐ，ｙｎの両端電圧をそれぞれ検出する。
【０１３８】
群１０４ｘ，ｙが独立運転状態である場合，単極開閉器２０９ｙｐ，ｙｎの両端電圧が零であれば，開閉器２０９ｙｐ，ｙｎ，すなわち開閉器１０５ｙを投入した場合の突入電流を防止できる。
【０１３９】
したがって，図８の構成を用いても，本発明の効果を得ることができる。
【０１４０】
以下，図９を参照して，開閉器１０５ｙの詳細構成例を説明する。
【０１４１】
前述の通り，開閉器１０５ｙは単極開閉器２０９ｙｐ，ｙｎを備えている。
【０１４２】
単極開閉器２０９ｙｐ，ｙｎは，それぞれ，主単極開閉器９０１と並列に，補助単極開閉器９０２と限流手段９０３からなる直列回路が接続している構成である。また，主単極開閉器９０１と補助単極開閉器９０２の投入・開放を制御するため，開閉器タイミング制御手段９０４を備えている。
【０１４３】
このような構成とすることによって，電圧検出手段１１１による検出電圧や，開閉器制御手段１１２による演算結果に誤差がある場合においても，開閉器１０５ｙを投入した際の突入電流を防止できるという効果を得られる。
【０１４４】
以下，図９右側のタイミングチャートに従って，単極開閉器２０９ｙｐ，ｙｎの動作を説明する。
【０１４５】
時刻ｔ＝ｔ３において，開閉器制御指令ＳＣをＯｆｆからＯｎに遷移させる。
【０１４６】
すると，時刻ｔ＝ｔ３１において，開閉器タイミング制御手段９０４は，補助単極開閉器９０２を投入する。
【０１４７】
これによって，群１０４ｘと群１０４ｙは，限流手段９０３を介して接続されることになる。
【０１４８】
電圧検出手段１１１や開閉器制御手段１１２に誤差がある場合においても，開閉器１０５ｙの両端での直流電圧が異なる場合においても，限流手段９０３によって突入電流を防止できるという効果を得られる。
【０１４９】
その後，時刻ｔ＝ｔ３２において，開閉器タイミング制御手段９０４は主単極開閉器９０１を投入する。
【０１５０】
これによって，群１０４ｘと群１０４ｙは独立運転状態から連系運転状態に遷移する。
【０１５１】
以下，図１０を参照して，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの別の構成例について説明する。
【０１５２】
図１０に示す交直変換器１００１は，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの別の構成例である。以下では，交直変換器１０７ｄを交直変換器１００１に置き換えたことを想定して説明するが，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃの一部，あるいは全てに交直変換器１００１を使用することができる。
【０１５３】
ｕ相正側スイッチング素子１００３ｕｐとｕ相正側環流ダイオード１００４ｕｐを逆並列接続した回路と，ｕ相負側スイッチング素子１００３ｕｎとｕ相負側環流ダイオード１００４ｕｎを逆並列接続した回路が第１の直列回路を形成している。また，直列接続点をＵ点と表記する。
【０１５４】
ｖ相正側スイッチング素子１００３ｖｐとｖ相正側環流ダイオード１００４ｖｐを逆並列接続した回路と，ｖ相負側スイッチング素子１００３ｖｎとｕ相負側環流ダイオード１００４ｖｎを逆並列接続した回路が第２の直列回路を形成している。また，直列接続点をＶ点と表記する。
【０１５５】
ｗ相正側スイッチング素子１００３ｗｐとｗ相正側環流ダイオード１００４ｗｐを逆並列接続した回路と，ｗ相負側スイッチング素子１００３ｗｎとｗ相負側環流ダイオード１００４ｗｎを逆並列接続した回路が第３の直列回路を形成している。また，直列接続点をＷ点と表記する。
【０１５６】
前記第１，第２，第３の直列回路をコンデンサ１００５とＰ点，Ｎ点で並列接続している。
【０１５７】
変圧器１００２の２次巻線１００２ｓは，Ｕ点，Ｖ点，Ｗ点に接続している。
【０１５８】
以上を換言すると，交直変換器１００１は，三相２レベル変換器の交流側１００２に変圧器を接続した構成である。
【０１５９】
例えば交直変換器１００１が交直変換器１０７ｄである場合，変圧器１００２の１次巻線１００２ｐは，ウィンドファーム１０２に接続している。あるいは例えば交直変換器１００１が交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃである場合，変圧器１００２の１次巻線１００２ｐは交流系統１０１ａ，ｂ，ｃに接続している。
【０１６０】
交直変換器制御手段１００７は，制御通信線２０７を介して，各スイッチング素子１００３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎにｇｕｋ，ｇｖｋ，ｇｗｋを送信する。また，制御通信線２０８を介して，コンデンサ１００６の電圧，すなわちＰ点とＮ点の間の電圧ＶＤＣｄを受信する。
【０１６１】
交直変換器１００１は，交流系統１０１ａ，ｂ，ｃ，あるいは直流送電線１０６，１１０と電力を授受することによって，コンデンサ１００６の電圧を制御できる。
【０１６２】
したがって，交直変換器１００１を用いても，図６あるいは図７のタイミングチャートに従った運転が可能であるから，本発明の効果を得ることができる。
【０１６３】
以下，図１１を参照して，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの別の構成例について説明する。以下では，交直変換器１０７ｄを交直変換器１１０１に置き換えることを想定して説明するが，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃの一部，あるいは全てに交直変換器１１０１を使用することができる。
【０１６４】
図１１の交直変換器１１０１は，図２に示した交直変換器１０７ｄにおいて，変圧器２０１を３巻線変圧器１１０２に置き換えた構成である。換言すれば，交直変換器１１０１は，特開２０１３−９９０５４の図１にて開示されている交直変換器である。
【０１６５】
交直変換器制御手段１１０３は，制御通信線２０７を介して，各単位変換２０５にゲート信号ｇｕｋ，ｇｖｋ，ｇｗｋを送信する。また，制御通信線２０８を介して，各単位変換器２０５のコンデンサ電圧ＶＣｕｋ，ＶＣｖｋ，ＶＣｗｋを受信する。
【０１６６】
３巻線変圧器１１０２の２次巻線１１０２ｓ，３次巻線１１０２ｔはそれぞれＹ結線であり，互いの中性点を接続している。
【０１６７】
ｕ相正側アーム２０３ｕｐは３巻線変圧器１１０２の２次巻線１１０２ｓのＵｐ点に接続している。同様に，ｕ相負側アーム２０３ｕｎは３巻線変圧器１１０２の３次巻線１１０２ｔのＵｎ点に接続している。
【０１６８】
ｖ相正側アーム２０３ｖｐは３巻線変圧器１１０２の２次巻線１１０２ｓのＶｐ点に接続している。同様に，ｖ相負側アーム２０３ｖｎは３巻線変圧器１１０２の３次巻線１１０２ｔのＶｎ点に接続している。
【０１６９】
ｗ相正側アーム２０３ｗｐは３巻線変圧器１１０２の２次巻線１１０２ｓのＷｐ点に接続している。同様に，ｗ相負側アーム２０３ｗｎは３巻線変圧器１１０２の３次巻線１１０２ｔのＷｎ点に接続している。
【０１７０】
以下，説明のため，３巻線変圧器１１０２の２次巻線１１０２ｓと３次巻線１１０２ｔの間の漏れインダクタンスをＬｔと表記する。
【０１７１】
ここで，Ｐ点とＮ点の間の電圧ＶＤＣｄは（３）式を満足する。
〔数３〕
ＶＤＣｄ＝（Ｖｕｐ＋Ｖｖｐ＋Ｖｗｐ＋Ｖｕｎ＋Ｖｖｎ＋Ｖｗｎ）／６
−（２／３）×Ｌｔ×ｄ／ｄｔ×ＩＤＣｄ            （３）
【０１７２】
したがって，各アーム２０３の出力電圧を制御することで，ＶＤＣｄを制御できる。
【０１７３】
ＶＤＣｄを制御できるため，交直変換器１１０１を用いても，図６あるいは図７のタイミングチャートに従った運転が可能であるから，本発明の効果を得ることができる。
【０１７４】
以下，図１２を参照して，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄの別の構成例について説明する。以下では，交直変換器１０７ｄを交直変換器１２０１に置き換えることを想定して説明するが，交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃの一部，あるいは全てに交直変換器１２０１を使用することができる。
【０１７５】
図１２の交直変換器１２０１は，図２に示した交直変換器１０７ｄにおいて，変圧器２０１を千鳥結線変圧器１２０２に置き換え，アーム２０３ｕ，ｖ，ｗが，千鳥結線変圧器１２０２の２次巻線１２０２ｓのそれぞれＵ点，Ｖ点，Ｗ点とＰ点の間に接続している構成である。
【０１７６】
また，千鳥結線変圧器１２０２の２次巻線１２０２ｓの中性点はＮ点に接続している。
【０１７７】
換言すれば，交直変換器１１０１は，特開２０１０−２３３４１１の図１２にて開示されている交直変換器である。
【０１７８】
例えば交直変換器１２０１が交直変換器１０７ｄである場合，変圧器１２０２の１次巻線１２０２ｐは，ウィンドファーム１０２に接続している。あるいは例えば交直変換器１２０１が交直変換器１０７ａ，ｂ，ｃである場合，変圧器１２０２の１次巻線１２０２ｐは交流系統１０１ａ，ｂ，ｃに接続している。
【０１７９】
交直変換器制御手段１２０３は，制御通信線２０７を介して，各単位変換２０５にゲート信号ｇｕｋ，ｇｖｋ，ｇｗｋを送信する。また，制御通信線２０８を介して，各単位変換器２０５のコンデンサ電圧ＶＣｕｋ，ＶＣｖｋ，ＶＣｗｋを受信する。
【０１８０】
アーム２０３ｕ，ｖ，ｗの出力電圧をそれぞれＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗと表記する。
【０１８１】
以下，説明のため，千鳥結線変圧器１２０２の２次巻線１２０２ｓの零相電流に対する  インダクタンスをＬ０と表記する。
【０１８２】
ここで，Ｐ点とＮ点の間の電圧ＶＤＣｄは（４）式を満足する。
〔数４〕
ＶＤＣｄ＝（Ｖｕ＋Ｖｖ＋Ｖｗ）／３
−（１／３）×Ｌ０×ｄ／ｄｔ×ＩＤＣｄ            （４）
【０１８３】
したがって，各アーム２０３の出力電圧を制御することで，ＶＤＣｄを制御できる。
【０１８４】
ＶＤＣｄを制御できるため，交直変換器１１０１を用いても，図６あるいは図７のタイミングタイミングチャートに従った運転が可能であるから，本発明の効果を得ることができる。
【０１８５】
なお，本実施例では，スイッチング素子３０１ｐ，ｎ，ａｐ，ａｎ，ｂｐ，ｂｎ，およびスイッチング素子１００３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎにＩＧＢＴ（insulated-gate bipolar transistor）の記号を用いているが，ＩＧＢＴに限定されるものではなく，ＪＦＥＴ（junction field-effect transistor），ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor），ＧＣＴ（gate-commutated thyristor）等のオン・オフ制御半導体デバイス，およびこれらを直列接続，並列接続あるいは直並列接続した回路を用いても，  本発明の効果を得ることができる。
【０１８６】
また，変圧器２０１，１１０２，１２０２の説明に用いた「１次巻線」，「２次巻線」という呼称は，説明を容易にするための便宜的なものであり，「１次巻線」，「２次巻線」以外の呼称を用いている場合にも本発明の効果を得ることができる。
【実施例２】
【０１８７】
以下，本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１８８】
実施例２は，実施例１と同様に，４個の交直変換器の直流側を直流送電線で接続した４端子ＨＶＤＣにおいて，前記４個の交直変換器が２個ずつの２群に分かれ，２個の２端子ＨＶＤＣとして運転している状態から，前記２個の２端子ＨＶＤＣを接続する箇所の開閉器の両端の電圧を一致させてから，該開閉器を投入するための開閉器制御手段を設けた構成である。
【０１８９】
実施例２では，実施例１と同様に，前記２個の２端子ＨＶＤＣを接続し，１個の４端子ＨＶＤＣとして運転しようとする際に，突入電流を生じることなく，すなわち，交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。
【０１９０】
以下，図１３を参照して実施例２の全体構成を説明する。
【０１９１】
ただし，実施例１の交直変換装置１０３と実施例２の交直変換装置１３０１の相違点についてのみ説明する。
【０１９２】
実施例１においては，開閉器制御手段１１２が開閉器１０５ｙの両端の直流電圧を電圧検出手段１１１によって検出し，その差が零となったことをもって開閉器１０５ｙを投入していた。
【０１９３】
一方，実施例２においては，開閉器制御手段１１２に代えて開閉器制御手段１３０１を備えており，開閉器制御手段１３０２は，交直変換器１０７ｃから電圧一致検出信号ＶＥＱを受信し，ＶＥＱ＝ＥＱであり，かつ，運転制御手段１１３からの運転指令Ｏｐ＝ＣＮであれば，開閉器１０５ｙを投入する。
【０１９４】
なお，ＩＤＣｃは，電流検出手段１３０３によって検出する。
【０１９５】
また，運転制御手段１１３は，直流母線１０８ａの電圧ＶＤＣａの電圧を交直変換器１０７ｃに送信する。
【０１９６】
以下，交直変換器１０７ｃが電圧一致検出信号ＶＥＱを出力する際の演算について説明する。
【０１９７】
交直変換器１０７ｃは，ＡＶＲモードで自ら制御している直流母線１０８ｃの電圧ＶＤＣｃと，直流送電線１１０から直流母線１０８ｃに流入する電流ＩＤＣｃと，直流送電線１１０の抵抗値から開閉器１０５ｙの直流母線１０８ｄ側の直流電圧ＶＤＣｄを，（５）式に基づいて推定する。ここで，ＶＤＣｄの推定値を＜ＶＤＣｄ＞と表記する。
〔数５〕
＜ＶＤＣｄ＞＝ＶＤＣｃ＋Ｒ×ＩＤＣｃ                  （５）
【０１９８】
推定した＜ＶＤＣｄ＞と，運転制御手段１１３から受信したＶＤＣａの差の絶対値がある閾値ＶＤＣｔｈを下回った場合，ＶＥＱ＝ＥＱとし，上回った場合にはＶＥＱ＝ＵＥとする。すなわち，ＶＥＱは（６）式である。
〔数６〕
0006411925.tif 000002
【０１９９】
ＶＤＣｔｈとしては，例えばＶＤＣｄの０．１％〜５％程度の値を設定する。
【０２００】
ＶＥＱ＝ＥＱとなっている状態で開閉器１０５ｙを投入すれば，突入電流を防止できるという効果が得られる。
【実施例３】
【０２０１】
以下，本発明の第３の実施形態について説明する。
【０２０２】
実施例３は，実施例１の電力変換装置１０３において，２個の２端子ＨＶＤＣを接続する直流送電線にＤＣ−ＤＣ変換器が挿入されている構成である。
【０２０３】
実施例３では，実施例１と同様に，前記２個の２端子ＨＶＤＣを接続し，１個の４端子ＨＶＤＣとして運転しようとする際に，突入電流を生じることなく，すなわち，交直変換器や直流送電線に悪影響を及ぼすことなく接続できるという効果を得られる。
【０２０４】
また，２個の２端子ＨＶＤＣを接続する直流送電線に直流送電線ＤＣ−ＤＣ変換器を挿入しているため，前記の２個の２端子ＨＶＤＣが異なる電圧を運用されている場合にも，２個の２端子ＨＶＤＣを接続することができる。
【０２０５】
以下，図１４を参照して実施例３の全体構成を説明する。ただし，実施例１との相違点についてのみ説明する。
【０２０６】
電力変換装置１４０１は，実施例１の電力変換装置１０３の直流送電線１０６にＤＣ−ＤＣ変換器１４０２を挿入した構成である。
【０２０７】
実施例１において説明したように，電圧検出手段１１１，開閉器制御手段１１２，交直変換器１０７ｃの動作によって，開閉器１０５ｙの両端の直流電圧ＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２が概ね一致したことを検出してから開閉器１０５ｙを投入する。
【０２０８】
以下，図１５を参照して，個の２端子ＨＶＤＣを接続する直流送電線にＤＣ−ＤＣ変換器が挿入されている構成の別の例を説明する。
【０２０９】
図１６の電力変換装置１５０１では，開閉器制御手段１１２に代えて，開閉器制御手段１５０２を備えている。
【０２１０】
開閉器制御手段１５０２は，実施例１の開閉器制御手段１１２と同様に，開閉器１０５ｙの両端の直流電圧ＶＤＣｄ１とＶＤＣｄ２の差Ｖｅｒｒ（＝ＶＤＣｄ１−ＶＤＣｄ２）を演算する。
【０２１１】
ただし，開閉器制御手段１５０２は，開閉器制御手段１１２とは異なり，ＶｅｒｒをＤＣ−ＤＣ変換器１４０２に送信する。
【０２１２】
ＤＣ−ＤＣ変換器１４０２は，直流送電線１０６と授受する電力を制御することによって直流電圧ＶＤＣｄ２を制御し，ＶＤＣｄ２がＶＤＣｄ１と概ね一致するように，すなわちＶｅｒｒが概ね零となるように制御する。
【０２１３】
開閉器制御手段１１２は，Ｖｅｒｒが概ね零となったことを検出し，開閉器１０５ｙに与える開閉器制御指令ＳＣをＯｆｆからＯｎに遷移させる。
【０２１４】
本発明によれば，開閉器１０５ｙを投入する前に，概ねＶＤＣｄ１＝ＶＤＣｄ２となっていることから，開閉器１０５ｙを投入した際の突入電流を防止できるという効果が得られる。
【０２１５】
また，図１５の構成では，群１０４ｙにおける直流送電線の電圧に影響を与えることなく，２個の２端子ＨＶＤＣを接続できるという効果を得られる。
【符号の説明】
【０２１６】
１０１ａ，ｂ，ｃ・・・交流系統
１０２・・・ウィンドファーム
１０３・・・電力変換装置
１０４ｘ，ｙ・・・群
１０５ｘ，ｙ・・・開閉器
１０６・・・直流送電線
１０７ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・交直変換装置
１０８ａ，ｂ，ｃ，ｄ・・・直流母線
１０９・・・開閉器
１１０・・・直流送電線
１１１・・・電圧検出手段
１１２・・・開閉器制御手段
１１３・・・運転制御手段
２０１・・・変圧器
２０１ｐ・・・変圧器１次巻線
２０１ｓ・・・変圧器２次巻線
２０２ｕ，ｖ，ｗ・・・レグ
２０３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎ・・・アーム
２０４・・・リアクトル
２０５・・・単位変換器
２０５ｃ・・・双方向チョッパ形単位変換器
２０５ｆ・・・フルブリッジ形単位変換器
２０６・・・交直変換器制御手段
２０７，２０８・・・制御通信線
２０９ｙｐ，ｙｎ・・・単極開閉器
３０１ｐ，ｎ，ａｐ，ａｎ，ｂｐ，ｂｎ・・・スイッチング素子
３０２ｐ，ｎ，ａｐ，ａｎ，ｂｐ，ｂｎ・・・環流ダイオード
３０３・・・コンデンサ
３０４・・・電圧検出手段
３０５・・・単位変換器制御手段
５０１・・・風力タービン
５０２・・・ギアボックス
５０３・・・発電機
５０４・・・発電機側交直変換器
５０５・・・コンデンサ
５０６・・・集電母線側交直変換器
５０７・・・変圧器
５０８・・・集電母線
９０１・・・主単極開閉器
９０２・・・補助単極開閉器
９０３・・・限流手段
９０４・・・開閉器タイミング制御手段
１００１・・・交直変換装置
１００２・・・変圧器
１００２ｐ・・・変圧器１次巻線
１００２ｓ・・・変圧器２次巻線
１００３ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎ・・・スイッチング素子
１００４ｕｐ，ｖｐ，ｗｐ，ｕｎ，ｖｎ，ｗｎ・・・環流ダイオード
１００５・・・コンデンサ
１００６・・・電圧検出手段
１００７・・・交直変換器制御手段
１１０１・・・交直変換装置
１１０２・・・３巻線変圧器
１１０２ｐ・・・変圧器１次巻線
１１０２ｓ・・・変圧器２次巻線
１１０２ｔ・・・変圧器３次巻線
１１０３・・・交直変換器制御手段
１２０１・・・交直変換装置
１２０２・・・千鳥結線変圧器
１２０２ｐ・・・千鳥結線変圧器１次巻線
１２０２ｓ・・・千鳥結線変圧器２次巻線
１２０３・・・交直変換器制御手段
１３０１・・・電力変換装置
１３０２・・・開閉器制御手段
１３０３・・・電流検出手段
１４０１・・・電力変換装置
１４０２・・・ＤＣ−ＤＣ変換器
１５０１・・・電力変換装置
１５０２・・・開閉器制御手段
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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