(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流（ＡＣ）電力システム（１０２）を直流（ＤＣ）電力システム（１０３）に結合するように構成されたインターフェース装置（１００）であって、追加の補助機器はなく、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するための少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）であって、前記少なくとも１つの変換器が、前記変換器を前記ＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および前記変換器を前記ＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）と、
トランス（１０９）であって、前記トランスを前記ＡＣ電力システムに結合するための１次側、および前記トランスを前記少なくとも１つの変換器に結合するための２次側を含むトランス（１０９）と、
前記トランスと前記ＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器（１１０）であって、前記電流経路が、前記ＡＣ電力システムを前記ＤＣ電力システムに結合するための複数の導体を含む多段階の電流経路を備え、前記回路遮断器は、前記回路遮断器の接点が開路すると、前記複数の導体のうち他の導体とは無関係に、前記電流経路の前記複数の導体のそれぞれにおいて電流の流れを制御可能なように停止するように構成される、回路遮断器（１１０）と、
前記インターフェース装置内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニット（１６０）と、
前記障害検知ユニットと通信可能なように結合された制御／処理モジュール（１５０）と
を備え、
前記制御／処理モジュールが、少なくとも前記回路遮断器の開路に関して前記回路遮断器の動作を制御するように構成され、前記インターフェース装置内に障害が発生したと判定される場合、前記制御／処理モジュールが、前記回路遮断器の前記接点を開路するように構成され、
前記障害検知ユニットによって検知される前記インターフェース装置内の障害が、前記複数の導体のうち１つの導体について、前記インターフェース装置の既定部分での電流経路で発生する場合、前記制御／処理モジュールは、障害が検知される前記導体について、選択された遅延期間だけ前記回路遮断器の前記接点の開路を遅延させて、前記既定部分とは異なる前記インターフェース装置の一部分で前記障害が発生した場合と比較して、選択された遅延期間だけ前記導体内の電流の流れの停止を遅れて実行し、その他の導体については遅延がないようにさらに構成され、前記障害検知ユニットによって検知される前記インターフェース装置内の前記障害が、地絡に至る段階であり、前記選択された遅延期間が約２０ｍｓ〜１００ｍｓの間であり、前記選択された遅延期間だけ遅延されて前記障害の検出の後に発行された命令を送信するように構成された前記制御／処理モジュールを介して前記遅延が実施され、前記インターフェース装置の前記既定部分が、前記トランスの前記２次側と少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側との間の電流経路である、インターフェース装置（１００）。
【請求項２】
前記障害検知ユニットが、
前記少なくとも１つの変換器の前記ＤＣ側および／または前記少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側での電流を検知し、
前記ＡＣ電力システムと前記少なくとも１つの変換器の前記ＤＣ側との間において、前記少なくとも１つの変換器の前記ＤＣ側および／または前記少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側での電流の前記検知とは異なる位置で電流を検知する
ように構成された電流検知ユニット（１６１、１６２）を備える、請求項１に記載のインターフェース装置。
【請求項３】
前記電流検知ユニットが、
少なくとも１つの変換器の前記ＤＣ側および／または前記少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側での電流を検知するように構成された第１の電流センサ（１６１）と、
前記ＡＣ電力システムと前記少なくとも１つの変換器の前記ＤＣ側との間での、前記第１の電流センサとは異なる位置で電流を検知するように構成された第２の電流センサ（１６２）とを備える、請求項２に記載のインターフェース装置。
【請求項４】
前記障害検知ユニットが、前記電流検知ユニットによって検知される前記電流に基づいて差動電流を決定し、前記差動電流に基づいて、前記インターフェース装置内に障害があると判定するように構成される、請求項２または３に記載のインターフェース装置。
【請求項５】
前記障害検知ユニットは、既定の期間において前記差動電流の大きさが既定の差動電流閾値を超えるという条件で、前記インターフェース装置内に障害が存在すると判定するように構成される、請求項４に記載のインターフェース装置。
【請求項６】
交流（ＡＣ）電力システム（１０２）を直流（ＤＣ）電力システム（１０３）結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置（１００）の制御／処理モジュール（１５０）で実行されるように構成されたコンピュータプログラム製品であって、前記インターフェース装置が、追加の補助機器をもたず、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するための少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）であって、前記少なくとも１つの変換器が、前記変換器を前記ＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および前記変換器を前記ＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）と、
トランス（１０９）であって、前記トランスを前記ＡＣ電力システムに結合するための１次側、および前記トランスを前記少なくとも１つの変換器に結合するための２次側を含むトランス（１０９）と、
前記トランスと前記ＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器（１１０）であって、前記電流経路が、前記ＡＣ電力システムを前記ＤＣ電力システムに結合するための複数の導体を含む多段階の電流経路を備え、前記回路遮断器は、前記回路遮断器の接点が開路すると、前記複数の導体のうち他の導体とは無関係に、前記電流経路の前記複数の導体のそれぞれにおいて電流の流れを制御可能なように停止するように構成される、回路遮断器（１１０）と、
前記インターフェース装置内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニット（１６０）であって、前記制御／処理モジュールと通信可能なように結合された障害検知ユニット（１６０）と
を備え、
前記コンピュータプログラム製品は、前記制御／処理モジュールで実行されると、
少なくとも前記回路遮断器の開路に関して前記回路遮断器の動作を制御し、前記インターフェース装置内に障害が発生したと判定される場合、前記回路遮断器の前記接点が開路され、
前記障害検知ユニットによって検知される前記インターフェース装置内の障害が、前記複数の導体のうち１つの導体について、前記インターフェース装置の既定部分での電流経路で発生する場合、障害が検知される前記導体について、選択された遅延期間だけ前記回路遮断器の前記接点の開路を遅延させて、前記既定部分とは異なる前記インターフェース装置の一部分で前記障害が発生した場合と比較して、選択された遅延期間だけ前記導体内の電流の流れの停止を遅れて実行し、その他の導体については遅延がないように構成されたコンピュータプログラムコードを有するコンピュータ読取り可能な手段を含み、
前記障害検知ユニットによって検知される前記インターフェース装置内の前記障害が、地絡に至る段階であり、前記選択された遅延期間が約２０ｍｓ〜１００ｍｓの間であり、前記選択された遅延期間だけ遅延されて前記障害の検出の後に発行された命令の送信を介して前記遅延が実施され、前記インターフェース装置の前記既定部分が、前記トランスの前記２次側と少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側との間の電流経路である、コンピュータプログラム製品。
【請求項７】
交流（ＡＣ）電力システム（１０２）を直流（ＤＣ）電力システム（１０３）結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置（１００）で使用するための方法（３００）であって、前記インターフェース装置が、追加の補助機器をもたず、
ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するための少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）であって、前記少なくとも１つの変換器が、前記変換器を前記ＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および前記変換器を前記ＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む少なくとも１つの変換器（１０４、１０５、１０８、１４０）と、トランス（１０９）であって、前記トランスを前記ＡＣ電力システムに結合するための１次側、および前記トランスを前記少なくとも１つの変換器に結合するための２次側を含むトランス（１０９）と、前記トランスと前記ＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器（１１０）であって、前記電流経路が、前記ＡＣ電力システムを前記ＤＣ電力システムに結合するための複数の導体を含む多段階の電流経路を備え、前記回路遮断器は、前記回路遮断器の接点が開路すると、前記複数の導体のうち他の導体とは無関係に、前記電流経路の前記複数の導体のそれぞれにおいて電流の流れを制御可能なように停止するように構成される、回路遮断器（１１０）と
を備え、
前記方法が、
前記インターフェース装置内で発生する障害を障害検知ユニットによって検知すること（３０１）と、
少なくとも前記回路遮断器の開路に関して前記回路遮断器の動作を制御すること（３０２）であって、前記インターフェース装置内に障害が発生したと判定される場合、前記回路遮断器の前記接点を開路することを含む制御することと、
前記インターフェース装置内の障害が、前記複数の導体のうち１つの導体について、前記インターフェース装置の既定部分での電流経路で発生すると検知される場合、障害が検知される前記導体について、選択された遅延期間だけ前記回路遮断器の前記接点の開路を遅延させること（３０３）であって、それにより、前記既定部分とは異なる前記インターフェース装置の一部分で前記障害が発生した場合と比較して、選択された遅延期間だけ前記導体内の電流の流れの停止を遅れて実行し、その他の導体については遅延がないようにすることと
を含み、
前記障害検知ユニットによって検知される前記インターフェース装置内の前記障害が、地絡に至る段階であり、前記選択された遅延期間が約２０ｍｓ〜１００ｍｓの間であり、前記選択された遅延期間だけ遅延されて前記障害の検出の後に発行された命令の送信を介して前記遅延が実施され、前記インターフェース装置の前記既定部分が、前記トランスの前記２次側と少なくとも１つの変換器の前記ＡＣ側との間の電流経路である、方法（３００）。
【請求項８】
交流電力システム（１０２）を直流電力システム（１０３）に結合するように構成された変換器ステーション（１００）であって、請求項１から５のいずれか一項に記載のインターフェース装置（１００）を備える変換器ステーション（１００）。
【請求項９】
交流（ＡＣ）電力システム（１０２）、および直流（ＤＣ）電力システム（１０３）を備える電力システム（１００、１０２、１０３）であって、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合するように構成された、請求項１から５のいずれか一項に記載のインターフェース装置（１００）を備える、電力システム（１００、１０２、１０３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、送電システム、たとえば高電圧直流（ＨＶＤＣ）送電システムの分野に関する。詳細には、本発明は、交流（ＡＣ）電力システムと直流（ＤＣ）電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の回路遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給システムすなわち送電システム、ならびに相互接続された送電システムおよび配電システムの必要性が増しているので、ＨＶＤＣ送電がますます重要になってきている。配電システムまたは送電システムなどの電力システムは一般に、この電力システムに含まれる他の構成要素の動作および／または機能を保護し、監視し、制御するための保護システムを備える（このため、上記他の構成要素は、保護ユニットと呼ばれ得る）。このような保護システムは、たとえば電力システムの電力線、トランス、および／または他の部品もしくは構成要素における回路短絡、過電流、および過電圧を検出することができてもよい。保護システムは、たとえば、回路遮断器を開路すなわちトリップすることによって送電線および配電線で発生する、起こり得るどんな障害をも隔離するための、回路遮断器などの保護機器を備えることができる。たとえば、障害が検出された構成部品に、修理および／または保守を実行することによって障害が取り除かれた後に、回路遮断器を閉じることによって電力潮流を回復することができる。
【０００３】
ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間に、インターフェース装置を接続することが知られている。このような装置は通常、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、電圧源変換器などの変換器を備える。インターフェース装置は、ＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、およびＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を有する。この装置は、ＡＣシステムに接続された１次側、および変換器に結合するための２次側を有するトランスを備えることが多い。
【０００４】
たとえば、ＨＶＤＣ電力システムでは一般に、高電圧のＤＣをＡＣに変換し、またはその逆方向に変換するように構成された事業所の一種であるＨＶＤＣ変換器ステーションを含むか、またはこれを構成するインターフェース装置が含まれる。ＨＶＤＣ変換器ステーションは、変換器それ自体（もしくは、直列もしくは並列に接続された複数の変換器）、１つもしくは複数のトランス、キャパシタ、フィルタ、および／または他の補助要素など、複数の要素を含んでもよい。コンバータは、半導体デバイスなど複数のソリッドステートベースのデバイスを含んでもよく、スイッチとしてたとえばサイリスタを使用する他励式変換器、またはスイッチ（もしくはスイッチング装置）として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのトランジスタを使用する電圧源変換器として分類してもよい。サイリスタまたはＩＧＢＴなど複数のソリッドステート半導体デバイスを、たとえば直列にして互いに接続して、ＨＶＤＣ変換器の構成単位すなわちセルを形成してもよい。変換器のセルは、代わりに、（ＨＶＤＣ）変換器バルブと呼んでもよい。
【０００５】
インターフェース装置には交流遮断器を備えてもよく、この遮断器は、たとえばトランスの１次巻線とＡＣ電力システムの間に配置して、ＡＣ電力システムから変換器を遮断することにより、障害が発生した場合に変換器を保護してもよい。しかし、場合によっては、故障電流は比較的大きいＤＣ成分を含むことがあり、これにより、故障電流が交流遮断器を通ってゼロ交差する前に比較的長い遅延を必要とする場合があり、この遅延期間中、交流遮断器は故障電流を遮断することができない。このような状況は一般に望ましくなく、これを遅延ゼロ交差と呼んでもよい。遅延ゼロ交差は、交流遮断器の開路を困難にし、または不可能にさえすることがあり、交流遮断器の劣化、または機能不良にすら至る場合がある。
【発明の概要】
【０００６】
たとえば、非対称の単極構成または双極構成（実質的には２つの非対称単極構成の組合せ）を有する変換器ステーションなどのインターフェース装置では、地絡に至る段階において、特にこのような障害が、トランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間のＡＣ側での電流経路で発生するときに、故障電流の遅延ゼロ交差が発生するリスクが存在する場合もある。場合によっては、地絡に至る段階において、また対称の単極構成を有する変換器ステーションなどのインターフェース装置では、たとえばＤＣ極の地絡が発生した後に、故障電流の遅延ゼロ交差が発生するリスクが存在する場合もある。
【０００７】
故障電流の遅延ゼロ交差を軽減するために、たとえばトランスのＡＣ側の補助抵抗器を利用してもよい。この補助抵抗器は、補助交流遮断器を介してトランスのＡＣ側に接続してもよい。変換器のＡＣバス障害が検出される場合、補助交流遮断器を閉じることができ、これにより抵抗器を介して変換器のＡＣバスがアース（大地）に短絡する。このようにして、対称の電流成分を故障電流に加えてもよく、これにより、「メイン」交流遮断器を通る故障電流のゼロ交差が比較的速く出現することを、容易にまたは確実にすることができ、メインの交流遮断器が故障電流を遮断できるようになる。好ましくは、メイン交流遮断器が開く前に、補助交流遮断器を閉じなければならない。しかし、故障電流の遅延ゼロ交差を処理するためのこのような解決策または同様の解決策は一般に、インターフェース装置（たとえば変換器ステーション）に追加の補助機器を設置することを必要とする。
【０００８】
上記に鑑み、本発明の課題は、インターフェース装置内で発生することのある様々な障害を処理することに関して、ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の「メイン」交流遮断器の保護を改善するための手段を提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる課題は、ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の「メイン」交流遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための手段を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる課題は、ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の「メイン」交流遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための手段を提供するが、インターフェース装置内に設置される追加の補助機器が全く必要ないか、または少なくともそれほど必要ではなくなることである。
【００１１】
本発明のさらなる課題は、トランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間のＡＣ側の電流経路で発生する可能性のある地絡に至る段階が発生する場合に、ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の「メイン」交流遮断器の保護を改善するための手段を提供することである。
【００１２】
本発明のさらなる課題は、トランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間のＡＣ側の電流経路において発生する可能性のある地絡に至る段階が発生する場合に、ＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間のインターフェース装置、たとえばＡＣ電力システムとＤＣ電力システムの間の変換器ステーション内の「メイン」交流遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための手段を提供することである。
【００１３】
これらの課題および他の課題のうちの少なくとも１つに取り組むために、独立クレームによる、制御／処理モジュール、コンピュータプログラム製品、インターフェース装置での方法、ならびにインターフェース装置が提供される。好ましい実施形態は、従属クレームによって定義される。
【００１４】
第１の態様によれば、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置で使用するための、制御／処理モジュールが提供される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器を備える。この少なくとも１つの変換器は、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置は、少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器を備える。この回路遮断器は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。インターフェース装置は、このインターフェース装置内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニットを備える。この障害検知ユニットは、制御／処理モジュールに通信可能なように結合される。この制御／処理モジュールは、少なくとも回路遮断器の開路に関して、回路遮断器の動作を制御するように構成され、またインターフェース装置内で障害が発生したと判定される場合には、回路遮断器の接点を開くように構成される。制御／処理モジュールは、障害検知ユニットによって検知されるインターフェース装置内の障害が、このインターフェース装置の既定部分で発生する場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分に障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路を遅延させるように構成される。
【００１５】
たとえば、インターフェース装置が、非対称の単極構成または双極構成によって構成される場合、少なくとも地絡に至る段階がインターフェース装置に存在する場合に、たとえばＡＣ側のトランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間のＡＣ側での電流経路内で発生する故障電流の遅延ゼロ交差が発生するリスクが存在することもある。
【００１６】
第１の態様は、回路遮断器を通り、発生することがある故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための手段を提供する。第１の態様により、回路遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差が生じる場合、回路遮断器に対する損傷または回路遮断器の機能の劣化のリスクを少なくすることができ、または全くなくすこともできる。
【００１７】
一般に、インターフェース装置の既定部分に障害が発生する場合は、故障電流の遅延ゼロ交差のリスクが存在することがある。前述の通り、既定部分は、たとえばＡＣ側のトランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間のＡＣ側の電流経路を含んでもよく、またはそれによって構成してもよい。したがって、このような既定部分に障害がある場合（したがってこの既定部分は、回路遮断器を通る故障電流に遅延ゼロ交差が生じるという（場合によっては著しい）リスクに関連していることがある）、他の任意の障害が発生する場合、すなわちインターフェース装置のどこか他の位置で障害が発生する場合と比較して、回路遮断器（の接点）の開路を遅延させることができる。
【００１８】
本発明の実施形態の原理を説明するための一例によれば、この回路遮断器は、個々の段階制御で構成してもよい。すなわち、回路遮断器は、この回路遮断器の接点を開路すると、他の段階または電流経路とは無関係に、複数の段階または電流経路のそれぞれにおいて電流の流れを制御可能なように停止できるようにしてもよい。インターフェース装置の既定部分、たとえばＡＣ側のトランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間で障害が発生する場合、回路遮断器を通る故障電流に遅延ゼロ交差が発生するというリスクの存在することがある。複数の導体のうちの少なくとも１つの導体について、このような障害が検知される場合、回路遮断器を開路すなわちトリップして、少なくとも１つの導体で電流の流れを停止することを、選択された遅延期間だけ遅延させることができる。この遅延は、既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分に障害が存在していた場合と比較される。（障害が発生しない可能性のある）その他の導体については、回路遮断器を開路すなわちトリップして、それぞれの導体で電流の流れを停止する際には遅延がなくてもよい。
【００１９】
前述の通り、インターフェース装置の既定部分は、ＡＣ側のトランスと変換器のＡＣ側または変換器のＤＣ側との間にあってもよい。インターフェース装置の既定部分でインターフェース装置内の障害が発生する場合に、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路を遅延させることによって、回路遮断器の各接点間でのアーク放電の持続時間が２（電流）サイクルよりも長くならないことを確実にできることが、電力システムシミュレーションによって（たとえば、２１１  Ｃｏｍｍｅｒｃｅ  Ｄｒｉｖｅ、Ｗｉｎｎｉｐｅｇ、Ｍａｎｉｔｏｂａ、Ｃａｎａｄａ、Ｒ３Ｐ  １  Ａ３の、Ｍａｎｉｔｏｂａ  ＨＶＤＣ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒが開発したＰＳＣＡＤを使用して）確認されてきた。これにより、回路遮断器の動作を保護し、回路遮断器の機能の劣化を軽減または回避することさえできる。これにより、インターフェース装置の既定部分でインターフェース装置内の障害が発生する場合に、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の回路を遅延させることによって、故障電流の遅延ゼロ交差が発生する場合に、回路遮断器、およびたとえば変換器を保護することができる。
【００２０】
本出願においては、２つの構成要素が通信可能なように結合されることにより、この２つの構成要素間に通信経路が存在しており、これによってこの２つの構成要素間で情報、データ、信号などを転送できるようになることを意味する。この通信経路は、当技術分野で知られている有線または無線の通信技法に従って実装される、有線および／または無線でもよい。
【００２１】
第２の態様によれば、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置で使用するための、制御／処理モジュールにおいて実行されるように構成されたコンピュータプログラム製品が提供される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器を備える。この少なくとも１つの変換器は、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置は、少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器を備える。この回路遮断器は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。インターフェース装置は、このインターフェース装置内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニットを備える。この障害検知ユニットは、制御／処理モジュールに通信可能なように結合される。このコンピュータプログラム製品は、制御／処理モジュールで実行されると、少なくとも回路遮断器の開路に関して、回路遮断器の動作を制御するように構成されたコンピュータプログラムコードを有するコンピュータ読取り可能な手段を備え、インターフェース装置内で障害が発生したと判定される場合には回路遮断器の接点が開く。コンピュータプログラムコードは、制御／処理モジュールで実行されると、障害検知ユニットによって検知されるインターフェース装置内の障害が、このインターフェース装置の既定部分で発生する場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部において障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路を遅延させるように構成される。
【００２２】
第３の態様によれば、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置で使用するための方法が提供される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器を備える。この少なくとも１つの変換器は、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置は、少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器を備える。この回路遮断器は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。インターフェース装置で発生する障害を検知することができる。少なくとも回路遮断器の開路に関して、回路遮断器の動作が制御される。インターフェース装置で障害が発生したと判定される場合、回路遮断器の接点が開路される。インターフェース装置内の障害が、このインターフェース装置の既定部分で発生したと検知される場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分で障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路が遅延される。
【００２３】
第４の態様によれば、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成されたインターフェース装置が提供される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器を備える。この少なくとも１つの変換器は、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置は、少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器を備える。この回路遮断器は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。インターフェース装置は、このインターフェース装置内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニットを備える。インターフェース装置は、第１の態様による制御／処理モジュールを備え、これが障害検知ユニットと通信可能なように結合されている。
【００２４】
第５の態様によれば、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合するように構成された変換器ステーションが提供される。この変換器ステーションは、第４の態様によるインターフェース装置を備えるか、またはそれから構成される。
【００２５】
第６の態様によれば、ＡＣ電力システムおよびＤＣ電力システムを備える電力システムが提供される。第６の態様による電力システムは、第４の態様によるインターフェース装置を備え、これがＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合するように構成される。
【００２６】
インターフェース装置は、トランスをＡＣ電力システムに結合するための１次側、およびトランスを少なくとも１つの変換器に結合するための２次側を含むトランスを備えてもよい。回路遮断器は、たとえば、トランスとＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置してもよい。一例によると、インターフェース装置の既定部分は、トランスの２次側と少なくとも１つの変換器のＡＣ側との間の電流経路を含んでもよい。
【００２７】
障害検知ユニットによって検知されるインターフェース装置内の障害は、たとえば地絡に至る段階でもよく、またはそれを含んでもよい。
【００２８】
一例によれば、インターフェース装置は、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合するための複数の導体を含む、多段階の電流経路を含んでもよい。障害検知ユニットは、複数の導体のうち任意の１つでの障害を検知するように構成してもよい。回路遮断器は、この回路遮断器の接点を開路すると、複数の導体のうちの他の導体とは無関係に、複数の導体のそれぞれにおいて電流の流れを制御可能なように停止できるように構成してもよい。制御／処理モジュールは、複数の導体のうち少なくとも１つの導体において、障害検知ユニットによって検知されるインターフェース装置内の障害が、このインターフェース装置の既定部分での電流経路で発生する場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分に障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路を遅延して、少なくとも１つの導体内の電流の流れを停止するように構成してもよい。選択された遅延期間は、たとえば約２０ｍｓ〜１００ｍｓの間でもよい。
【００２９】
障害検知ユニットは、たとえば電流検知ユニットを備えてもよい。
【００３０】
この電流検知ユニットは、少なくとも１つの変換器のＤＣ側および／または少なくとも１つの変換器のＡＣ側での電流を検知し、またＡＣ電力システムと少なくとも１つの変換器のＤＣ側との間において、少なくとも１つの変換器のＤＣ側および／または少なくとも１つの変換器のＡＣ側での電流の検知とは異なる位置で電流を検知するように構成してもよい。一例によれば、この電流検知ユニットは、少なくとも１つの変換器のＤＣ側および／または少なくとも１つの変換器のＡＣ側での電流を検知するように構成された第１の電流センサ、ならびに、ＡＣ電力システムと少なくとも１つの変換器のＤＣ側との間での、第１の電流センサとは異なる位置で電流を検知するように構成された第２の電流センサを備えてもよい。
【００３１】
障害検知ユニットは、たとえば、電流検知ユニットによって検知された電流に基づいて差動電流を決定するように構成してもよい。障害検知ユニットは、この差動電流に基づいて、インターフェース装置内に障害が存在すると判定するように構成してもよい。一例によれば、障害検知ユニットは、既定の期間において差動電流の大きさが既定の差動電流閾値を超えるという条件で、インターフェース装置内に障害が存在すると判定するように構成してもよい。
【００３２】
各実施形態の例を示すことによって、本発明のさらなる目的および利点を以下に説明する。本発明は、特許請求の範囲に記載の特徴の実現可能な全ての組合せに関することに留意されたい。添付の特許請求の範囲および本明細書における説明を検討すれば、本発明のさらなる特徴およびその利点が明白になろう。本発明の様々な特徴を組み合わせて、本明細書に記載の実施形態以外の実施形態を創出できることが当業者には理解できる。
【００３３】
添付図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態によるインターフェース装置の概略回路図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインターフェース装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による方法の概略流れ図である。
【図４】本発明の各実施形態による、コンピュータプログラムコードを有するコンピュータ読取り可能な手段の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
これら全ての図は概略的なものであって、必ずしも一定の縮尺で描かれたものではなく、本発明の実施形態を説明するのに必要な部品を概ね示すだけであり、他の部品は割愛するか、または単にそれとなく言及するだけの場合もある。
【００３６】
次に、本発明の例示的な実施形態が示してある添付図面を参照して、以下に本発明を説明する。しかし、本発明は、多くの様々な形態で実施してもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろ、本開示が本発明の範囲を当業者に伝えるように、これらの実施形態が例として提供される。
【００３７】
図１は、本発明の一実施形態によるインターフェース装置１００の概略回路図である。インターフェース装置１００は、ＡＣ電力システム１０２をＤＣ電力システム１０３に結合し、またはその逆方向に結合するように構成される。インターフェース装置１００、ＡＣ電力システム１０２、およびＤＣ電力システム１０３は、電力システムに含まれていてもよく、またはそれを構成してもよい。インターフェース装置１００は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための少なくとも１つの変換器を備えており、これは、参照番号１０４および１０５で概略的に示してある２つの変換器アームまたは変換器セルによって図１に表してあり、この各セルは、それぞれ３つの段階１０６、１０７を有し、直列接続された複数の変換器ユニット１０８を備える。しかし、本発明の１つまたは複数の実施形態では、変換器ユニット１０８のうちのいくつかまたは全ては、さらにまたは代替的に、たとえば互いと並列に接続してもよい。それぞれの変換器アーム１０４、１０５での各段階のうちの１つの段階のみが、参照番号１０６、１０７で示してある。４つの変換器ユニット１０８が、図１の変換器アーム１０４、１０５の段階１０６、１０７のそれぞれにおいて表してあるが、変換器アーム１０４、１０５のそれぞれの段階１０６、１０７には、それより多いまたは少ない数の変換器ユニットを含んでもよいことが理解されよう。変換器ユニット１０８のうちのほんのいくつかが、図１に参照番号で示してある。図１には、ＡＣ電力システム１０２をＤＣ電力システム１０３に結合するための３つの導体を含む３段階のシステムが示してあるが、これは一例によるものであることが理解されよう。本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インターフェース装置１００は、２段階もしくは３段階以上の構成、または１段階の構成でさえ有する多段階構成を含んでもよい。さらに、図１には２つの変換器アーム１０４、１０５が示してあるが、別の数の変換器アーム、たとえば単一の変換器アーム、または３つ以上の変換器アームを想定してもよく、これらのそれぞれが、図１に示した変換器アーム１０４、１０５などのように構成しても、しなくてもよいことが理解されよう。
【００３８】
各変換器ユニット１０８は、サイリスタまたはＩＧＢＴなど複数のソリッドステート半導体デバイスを含んでもよい。図１には、それぞれの変換器アーム１０４、１０５のそれぞれ（の段階１０６、１０７）での直列接続の変換器ユニット１０８が示してあるが、それぞれの変換器アーム１０４、１０５のそれぞれ（の段階１０６、１０７）での変換器ユニット１０８の少なくともいくつかは、たとえば並列に互いと接続して、変換器アーム１０４、１０５またはセル（のそれぞれの段階）を形成してもよいことを理解されたい。
【００３９】
少なくとも１つの変換器、または図１に示すように２つの変換器アーム１０４、１０５は、変換器をＤＣ電力システム１０３に結合するためのＤＣ側を含む。変換器アーム１０４、１０５はさらに、変換器をＡＣ電力システム１０２に結合するためのＡＣ側を含む。図１に示す本発明の実施形態によれば、変換器のＤＣ電力システム１０３への結合は、２つの変換器アーム１０４、１０５に対応する端子Ｔ２およびＴ３経由であり、変換器のＡＣ電力システム１０２への結合は端子Ｔ１経由である。
【００４０】
図１に示す本発明の実施形態によれば、インターフェース装置１００はトランス１０９を備え、このトランスは、トランス１０９をＡＣ電力システム１０２に結合するための１次側、およびトランス１０９を変換器（アーム１０４、１０５）に結合するための２次側を含む。トランス１０９の１次側は、ＡＣ電力システム１０２に結合するように構成された１組の１次巻線を備えてもよい。トランス１０９の２次側は、変換器または変換器アーム１０４、１０５に結合するように構成された１組の２次巻線を備えてもよい。
【００４１】
インターフェース装置は、２つの変換器アーム１０４、１０５のＡＣ側またはＡＣバスと、ＡＣ電力システム１０２との間の電流経路内に配置された回路遮断器１１０を備える。したがって、回路遮断器１１０は、交流遮断器でもよい。図１に示す本発明の実施形態によれば、回路遮断器１１０は、トランス１０９とＡＣ電力システム１０２との間の電流経路内に配置される。この回路遮断器１１０は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。回路遮断器１１０の接点は、図１に示されていない。回路遮断器１１０は、たとえば、トランス１０９の１次巻線のセットとＡＣ電力システム１０２の間の電流経路内に配置してもよい。
【００４２】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、冗長性をもたせるため、インターフェース装置１００は、２つの変換器アーム１０４、１０５のＡＣ側またはＡＣバスと、ＡＣ電力システム１０２との間の電流経路内に配置された、１つまたは複数の追加の回路遮断器を備えてもよい。
【００４３】
回路遮断器１１０は、少なくとも、回路遮断器１１０の開路、および場合によっては閉路に関しても制御可能でよい。
【００４４】
回路遮断器１１０（および、場合によっては任意のさらなる回路遮断器）は、ゼロ交差またはゼロポイント消失の回路遮断器でもよく、この回路遮断器は、開路すなわちトリップのコマンドを受信すると接点を開路し、このコマンドは、電力システムの何らかの部品または部分、たとえばＡＣ電力システム１０２と変換器アーム１０４、１０５のＡＣ側との間に障害状態または故障電流を検出した後に生成してもよく、または発行される。回路遮断器１１０の接点を開路した後、故障電流波形がゼロ交差するまで、回路遮断器１１０の開いた接点間にアークが存在することがある。故障電流波形がゼロ交差すると、ポテンシャルエネルギーがゼロになり、アークが消失し、これによって、回路遮断器１１０を通る電流の流れ、したがって回路遮断器１１０が配置される電流経路内の電流の流れを停止することができる。故障電流は一般に、ＤＣ成分およびＡＣ成分を有する。ＤＣ成分がＡＣ成分と比較して相対的に大きい場合、回路遮断器１１０の接点が開路した時点と、故障電流波形がゼロ交差する時点との間の時間が相対的に長くなる場合がある。先に述べたように遅延ゼロ交差または消失ゼロ交差と呼ばれることがある、このような状況により、回路遮断器１１０は、損傷のリスクなしに開路することが困難または不可能になることさえあり、回路遮断器１１０、ならびにたとえば変換器１０４、１０５の機能の劣化につながることがある。図１に示す本発明の実施形態に関しては、たとえば地絡に至る段階において発生する故障電流の遅延ゼロ交差のリスクが存在することがあり、この地絡は、トランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間の（たとえば、端子Ｔ２およびＴ３それぞれに近いインターフェース装置１００での）電流経路内で発生することがある。
【００４５】
インターフェース装置１００では、インターフェース装置１００で障害が発生しているかどうか検知または検出するための機器または構成部品を含んでもよく、同様に、少なくとも回路遮断器１１０の開路に関して、回路遮断器１１０の動作を制御するための機器または構成部品を含んでもよい。回路遮断器１１０の動作を制御することは、たとえば、インターフェース装置１００で障害が発生していると判定される場合、回路遮断器１１０が、その接点を開路するよう、この回路遮断器１１０を制御することを含む。
【００４６】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インターフェース装置１００に障害が生じると故障電流の遅延ゼロ交差が発生する場合に、回路遮断器１１０および場合によっては変換器１０４、１０５への損傷のリスクを軽減または回避するために、（場合によっては、地絡に至る段階が存在するそれぞれの段階での電流の流れを停止するため）回路遮断器１１０の接点の開路を、選択された遅延期間だけ遅延させることができる。
【００４７】
トランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間の電流経路、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間の電流経路で（たとえば、段階または導体で）地絡に至る段階が発生する場合、（場合によっては、地絡に至る段階が存在するそれぞれの段階での電流の流れを停止するため）回路遮断器１１０の接点の開路を、選択された遅延期間だけ遅延させることができる。
【００４８】
回路遮断器１１０の接点の開路における遅延は、他の任意の障害が検知または検出されることになる場合と比較して、たとえば、トランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間の電流経路、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間の電流経路では発生していない障害である。
【００４９】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インターフェース装置１００において、このインターフェース装置１００の既定部分で障害が発生していると判定、検知、または検出される場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置１００の一部分で障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路が遅延される。
【００５０】
前述の通り、インターフェース装置１００の既定部分は、たとえば、トランス１０９の２次側と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間の一部分、区域、または領域でもよい。トランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間、またはトランス１０９の２次側と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間で地絡に至る段階が発生している間、回路遮断器１１０を通る故障電流に遅延ゼロ交差のリスクが存在することがある。したがって、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させることにより、インターフェース装置１００において、このインターフェース装置１００の既定部分で障害が発生していると判定、検知、または検出され、回路遮断器１１０の動作を保護することができ、回路遮断器１１０の機能の劣化を軽減または排除することさえできる。
【００５１】
インターフェース装置１００で障害が発生するかどうか検知または検出するための機器または構成部品は、障害検知ユニット（図１には示しておらず、図２を参照）を備えてもよく、このユニットは、図１に示す本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの電流検知ユニット（図１には示しておらず、図２を参照）を備えてもよく、図１では２つの変換器アーム１０４および１０５で表される変換器のＤＣ側、ならびに／または変換器１０４、１０５のＡＣ側で電流を検知するように構成される。障害検知ユニットはさらに、ＡＣ電力システム１０２と変換器１０４、１０５のＤＣ側との間において、変換器１０４、１０５のＤＣ側、および／または変換器１０４、１０５のＡＣ側での電流が検知されたのとは異なる位置で、電流を検知するように構成される。一例によれば、この電流検知ユニットは、少なくとも、変換器のＤＣ側および／または変換器のＡＣ側での電流を検知するように構成された第１の電流センサ、ならびに、ＡＣ電力システム１０２と変換器のＤＣ側との間での、第１の電流センサとは異なる位置で電流を検知するように構成された第２の電流センサを備えてもよい。
【００５２】
たとえば、変換器（アーム）１０４では、この変換器（アーム）１０４の３つの段階または導体のそれぞれに対応する１２０、１２１、および１２２で示す位置に配置された電流センサによって、そのＡＣ側で電流を検知してもよい。代替的にまたはさらに、変換器（アーム）１０４では、この変換器（アーム）１０４の３つの段階または導体のそれぞれに対応する１２３、１２４、および１２５で示す位置に配置された電流センサによって、そのＤＣ側で電流を検知してもよい。
【００５３】
また一例によれば、変換器（アーム）１０５では、この変換器（アーム）１０５の３つの段階または導体のそれぞれに対応する１３０、１３１、および１３２で示す位置に配置された電流センサによって、そのＡＣ側で電流を検知してもよい。代替的にまたはさらに、変換器（アーム）１０５では、この変換器（アーム）１０５の３つの段階または導体のそれぞれに対応する１３３、１３４、および１３５で示す位置に配置された電流センサによって、そのＤＣ側で電流を検知してもよい。
【００５４】
ＡＣ電力システム１０２と変換器１０４、１０５のＤＣ側との間の電流は、一例によれば、トランス１０９の変換器側、またはたとえば１４０で示す２次側に近接した位置に配置された電流センサによって検知してもよい。
【００５５】
先に述べたように、インターフェース装置１００において、このインターフェース装置１００の既定部分で障害が発生していると判定、検知、または検出される場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置１００の一部分で障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させることができる。本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、選択された遅延期間は、約２０ｍｓ〜１００ｍｓの間、たとえば約２５ｍｓまたは約５０ｍｓでもよい。
【００５６】
インターフェース装置１００の既定部分で障害が発生するのに応答して、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させることは、たとえば、インターフェース装置１００で使用するための保護システムまたは制御／処理モジュール（図２参照）が発行してもよい、命令またはコマンドの送出が遅延されることを意味する場合がある。この命令またはコマンドは、回路遮断器１１０の能力および／または構成に応じて、回路遮断器１１０に直接送信してもよく、または回路遮断器１１０の動作を制御する何らかの構成要素に送信してもよい。代替的に、制御／処理モジュール（図２参照）によって回路遮断器１１０を制御するためのこうしたメッセージまたは命令の送信を、選択された遅延期間だけ遅延させることができる。別の例によれば、回路遮断器１１０、または回路遮断器１１０の動作を制御する何らかの構成要素への命令またはコマンドの送信は、このように遅延しなくてもよい。その場合、この命令およびコマンドは、受信するとただちに回路遮断器１１０の接点の開路を実行してはならず、実質的には、命令またはコマンドを受信した後、選択された遅延期間が期限切れになった後にのみ実行すべきであるとの情報または命令を含んでもよい。
【００５７】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、（ほぼ）全ての場合に（すなわち、インターフェース装置１００の既定部分、またはインターフェース装置１００の互いに異なる部分で障害が発生しているかどうかに関係なく）、何らかの既定期間だけ、たとえば約２ｍｓ〜５ｍｓの間で回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させてもよい。たとえば、トランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間の（たとえば、端子Ｔ２およびＴ３それぞれに近いインターフェース装置１００での）電流経路内で、地絡に至る段階が発生する場合、この既定期間は、インターフェース装置１００の既定部分で障害が発生するかどうか識別するために確保される期間でもよい。
【００５８】
本発明の一実施形態によれば、障害検知ユニットは、電流検知ユニットによって検知された電流に基づいて差動電流を決定するように構成してもよい。インターフェース装置１００が多段階構成である場合、場合によっては各段階または導体について決定してもよい差動電流に基づいて、障害、たとえばインターフェース装置１００（での１つまたは複数の段階）で地絡に至る障害が存在すると判定してもよい。たとえば、差動電流に基づいて、トランス１０９と変換器１０４、１０５のＡＣバスもしくはＡＣ側との間の電流経路、またはトランス１０９と変換器１０４、１０５のＤＣバスもしくはＤＣ側との間の電流経路で地絡に至る段階が存在すると判定してもよい。障害検知ユニットは、既定の期間において差動電流の大きさが既定の差動電流閾値を超えるという条件で、インターフェース装置１００内に障害が存在すると判定するように構成してもよい。
【００５９】
障害検知ユニットは、検知された電流を利用する、障害の検出または検知に限定されず、障害検出または検知に基づく差動電流を利用することにも限定されないことが理解されよう。障害検知ユニットの能力または機能を実現してインターフェース装置で発生する障害を検知するため、障害検知ユニットの他の実装形態が企図され、これは本発明の実施形態の範囲内にある。たとえば、ＡＣ電力システム１０２とＤＣ電力システム１０３の間での、インターフェース装置１００の電流経路に沿った適切な位置で、たとえば電流経路とアースの間で、電圧を検知してもよい。本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インターフェース装置１００内で発生することがある任意の障害は、このように検知された電圧に基づいて検知または検出してもよい。
【００６０】
インターフェース装置１００は、変換器ステーション、たとえばＨＶＤＣ変換器ステーションに含まれていてもよく、またはそれを構成してもよい。インターフェース装置１００または変換器ステーションは、たとえば、非対称の単極構成または双極構成に従って構成してもよい。
【００６１】
インターフェース装置１００には、図１に示していない様々な構成要素を含んでもよいことを理解されたい。したがって図１に示していないこのような構成要素には、たとえば、抵抗器、キャパシタ、フィルタ、追加のトランス、および／または他の補助要素が含まれ得る。
【００６２】
図２は、本発明の一実施形態によるインターフェース装置１００の概略ブロック図である。
【００６３】
インターフェース装置１００は、ＡＣ電力システム１０２をＤＣ電力システム１０３に結合し、またはその逆方向に結合するように構成される。インターフェース装置１００は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器１４０を備える。この少なくとも１つの変換器１４０は、変換器１４０をＤＣ電力システム１０３に結合するためのＤＣ側、および変換器１４０をＡＣ電力システム１０２に結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置１００は、少なくとも１つの変換器１４０のＡＣ側とＡＣ電力システム１０２の間の電流経路内に配置された回路遮断器を備えており、これが１１０で概略的に示してある。この回路遮断器１１０は、その接点（図２には示さず）が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。
【００６４】
インターフェース装置１５０は、このインターフェース装置１００内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニット１６０、およびこの障害検知ユニット１６０に通信可能なように結合された制御／処理モジュール１５０を備える。
【００６５】
図２に示す本発明の実施形態によれば、障害検知ユニット１６０は、１６３で示す変換器１４０のＤＣ側もしくはＤＣバス、および／または１６４で示す変換器１４０のＡＣ側もしくはＡＣバスで電流を検知するように構成された、第１の電流センサ１６１を含む電流検知ユニットを備える。電流検知ユニットはさらに、１６５で示す、ＡＣ電力システム１０２と変換器１４０のＤＣ側またはＤＣバスとの間の、第１の電流センサ１６１とは異なる位置で電流を検知するように構成された、第２の電流センサ１６２を備える。たとえば、位置１６５は、（実質的に）トランス（図２では示さず）の変換器１４０側でもよく、またはそれに近接していてもよい。トランスは、たとえば回路遮断器１１０と変換器１４０の間に配置してもよい。このようなトランスは、このトランスをＡＣ電力システム１０２に結合するための１次側、およびこのトランスを変換器１４０に結合するための２次側を備えてもよく、回路遮断器１１０が、トランスとＡＣ電力システム１０２の間の電流経路内に配置される。
【００６６】
少なくとも回路遮断器１１０の開路に関しては、制御／処理モジュール１５０が、回路遮断器１１０の動作を制御するように構成される。インターフェース装置１００に障害が発生していると（障害検知ユニット１６０によって）判定される場合、制御／処理モジュール１１０は、回路遮断器１１０の接点を開路するように構成される。
【００６７】
制御／処理モジュール１５０は、障害検知ユニット１６０によって検知されるインターフェース装置１００内の障害が、このインターフェース装置１００の既定部分で発生する場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置１００の一部分に障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させるように構成される。
【００６８】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、インターフェース装置１００の既定部分は、たとえば、トランスの２次側と変換器１４０のＡＣ側またはＡＣバスとの間の電流経路を含んでもよい。
【００６９】
図２に示す制御／処理モジュール１５０、または本発明の他の任意の実施形態による制御／処理モジュールは、たとえば、任意の適切な中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など、またはその任意の組合せを含んでもよく、またはこれらによって構成されてもよい。制御／処理モジュールは、場合によっては、たとえばメモリの形態でのコンピュータプログラム製品に記憶された、ソフトウェア命令を実行することができてもよい。たとえば、このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とリードオンリメモリ（ＲＯＭ）の任意の組合せでもよい。メモリは永続記憶装置を含んでもよく、これは、たとえば磁気記憶装置、光学記憶装置、固体記憶装置、もしくは遠隔取付けメモリ、またはその任意の組合せとすることができる。
【００７０】
インターフェース装置１００には、図２に示していない様々な構成要素を含んでもよいことを理解されたい。したがって図２に示していないこのような構成要素には、たとえば、抵抗器、キャパシタ、フィルタ、追加のトランス、および／または他の補助要素が含まれ得る。
【００７１】
次に図３を参照すると、本発明の一実施形態による方法３００の概略流れ図が示してある。方法３００は、図１または図２に関して先に説明したインターフェース装置１００などのインターフェース装置で使用するための方法である。このインターフェース装置は、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器を備える。この少なくとも１つの変換器は、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置は、少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に配置された回路遮断器を備える。この回路遮断器は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。
【００７２】
方法３００によれば、インターフェース装置で発生する障害が検知される（３０１）。少なくとも回路遮断器の開路に関して、回路遮断器の動作が制御され（３０２）、インターフェース装置内で障害が発生したと判定される場合には回路遮断器の接点が開く。インターフェース装置内の障害が、このインターフェース装置の既定部分で発生したと検知される場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分で障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路が遅延される（３０３）。
【００７３】
次に図４を参照すると、本発明の各実施形態による、コンピュータプログラムコードを有するコンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２の概略図が示してある。コンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２、またはコンピュータプログラムコードは、図２を参照して先に説明した制御／処理モジュール１５０など、本発明の一実施形態による制御／処理モジュールで実行されるように構成される。
【００７４】
たとえば図２を参照すると、コンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２、またはコンピュータプログラムコードは、インターフェース装置１００で使用するための制御／処理モジュール１５０で実行されるように構成される。インターフェース装置１００は、ＡＣ電力システム１０２をＤＣ電力システム１０３に結合し、またはその逆方向に結合するように構成される。インターフェース装置１００は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための、少なくとも１つの変換器１４０を備える。この少なくとも１つの変換器１４０は、変換器１４０をＤＣ電力システム１０３に結合するためのＤＣ側、および変換器１４０をＡＣ電力システム１０２に結合するためのＡＣ側を含む。インターフェース装置１００は、少なくとも１つの変換器１４０のＡＣ側とＡＣ電力システム１０２の間の電流経路内に配置された回路遮断器を備えており、これが１１０で概略的に示してある。この回路遮断器１１０は、その接点が開路すると、電流経路内の電流の流れを制御可能なように停止するように構成される。インターフェース装置１５０は、このインターフェース装置１００内で発生する障害を検知するように構成された障害検知ユニット１６０を備える。この障害検知ユニット１６０は、制御／処理モジュール１５０に通信可能なように結合される。
【００７５】
コンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２は、制御／処理モジュール１５０で実行されると、少なくとも回路遮断器１１０の開路に関して、回路遮断器１１０の動作を制御するように構成されたコンピュータプログラムコードを有し、インターフェース装置１００内で障害が発生したと判定される場合には回路遮断器１１０の接点が開く。コンピュータプログラムコードは、制御／処理モジュール１５０で実行されると、障害検知ユニット１５０によって検知されるインターフェース装置１００内の障害が、このインターフェース装置１００の既定部分で発生する場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置１００の一部分に障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器１１０の接点の開路を遅延させるように構成される。
【００７６】
コンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２、または図４に示すコンピュータ読取り可能な記憶媒体には、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）４０１、およびフロッピーディスク４０２が含まれ、これらは、コンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２、または本発明の各実施形態によるコンピュータ読取り可能な記憶媒体の非限定的で例示的な例である。具体的な２つのタイプのコンピュータ読取り可能な手段４０１、４０２が図４に示してあるが、本発明は、たとえば不揮発性メモリ、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、フラッシュメモリ、磁気テープ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）記憶装置、Ｚｉｐドライブなどだが、それらに限定されない、他の任意の適したタイプのコンピュータ読取り可能な手段、またはコンピュータ読取り可能なデジタル記憶媒体を利用する実施形態を包含する。
【００７７】
結論として、回路遮断器を通る故障電流の遅延ゼロ交差を処理するための方法および装置が開示される。インターフェース装置は、ＡＣ電力システムをＤＣ電力システムに結合し、またはその逆方向に結合するように構成される。インターフェース装置は、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換し、またはその逆方向に変換するための少なくとも１つの変換器を備え、これは、変換器をＤＣ電力システムに結合するためのＤＣ側、および変換器をＡＣ電力システムに結合するためのＡＣ側を含む。少なくとも１つの変換器のＡＣ側とＡＣ電力システムの間の電流経路内に、回路遮断器が配置される。インターフェース装置の既定部分に障害が発生する場合に生じる、故障電流の遅延ゼロ交差リスクの存在することがある。インターフェース装置内の、このインターフェース装置の既定部分で障害が発生したと検知される場合、この既定部分とは異なるインターフェース装置の一部分で障害が発生していた場合と比較して、選択された遅延期間だけ回路遮断器の接点の開路を遅延させることができる。
【００７８】
本発明は、添付図面および前述の説明において説明してきたが、こうした説明は、説明的または例示的であり、制限的ではないと考えるべきである。すなわち、本発明は、開示された実施形態には限定されない。開示された各実施形態に対する他の変形形態は、各図面、本開示および添付の特許請求の範囲を検討することから、特許請求される本発明を実施する中で、当業者には理解でき、実現できる。添付の特許請求の範囲においては、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、他の要素またはステップを排除することなく、また不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は複数のものを排除しない。ある手段が、相互に異なる従属クレームで説明されている事実だけで、これらの手段の組合せを効果的に使用できないことを示すものではない。特許請求の範囲でのいかなる参照符号も、その範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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