JP7181760B2 - Protection control device for AC/DC converter station, protection control system for DC power transmission system, and protection control method for AC/DC converter station - Google Patents
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Description
本発明は、再生可能エネルギー電源などの発電システムを、電力変換器および直流線路を介して連系する、交直変換所の保護制御装置、直流送電システムの保護制御システム、並びに交直変換所の保護制御方法に関する。 The present invention relates to a protection control device for an AC/DC converter station, a protection control system for a DC power transmission system, and a protection control for an AC/DC converter station that interconnects a power generation system such as a renewable energy power supply via a power converter and a DC line. Regarding the method.
長距離送電や、海底送電の高効率化のために、直流送電システムが用いられる。一般の電力系統は交流系統であるので、直流送電システムでは、交流系統の電力を交直変換器で直流に変換して送電する。 DC power transmission systems are used for long-distance power transmission and for improving the efficiency of submarine power transmission. Since a general electric power system is an AC system, in a DC power transmission system, the power of the AC system is converted to DC by an AC/DC converter and transmitted.
従来、直流送電システムは、2つの交直変換器を直流送電で接続する、1対1送電の直流送電システムが主であったが、近年、直流送電システムの大容量化に伴い、大規模送電に適した直流送電システムの形態として、3箇所以上の交直変換器から構成される多端子直流送電システムの開発が進められている。 In the past, DC power transmission systems were mainly one-to-one power transmission systems in which two AC/DC converters were connected by DC power transmission. As a form of a suitable DC power transmission system, a multi-terminal DC power transmission system composed of AC/DC converters at three or more locations is being developed.
多端子直流送電システムの運用形態として、洋上に複数の風車を建設してウインドファームを構成し、その発電電力を洋上変電所で集電し、多端子直流送電システムで複数の陸上系統に送電する洋上ウインドファーム連系多端子直流送電システムが注目されている。 As a form of operation of the multi-terminal DC transmission system, multiple wind turbines are constructed offshore to form a wind farm, the generated power is collected at an offshore substation, and the multi-terminal DC transmission system is used to transmit power to multiple onshore grids. An offshore wind farm interconnection multi-terminal DC power transmission system is attracting attention.
多端子直流送電システムの運用上の課題の一つとして、交流系統及び直流線路の地絡あるいは短絡などの系統事故時の保護が挙げられる。 One of the problems in the operation of a multi-terminal DC power transmission system is protection against system faults such as ground faults or short circuits in AC systems and DC lines.
このうち交流系統における事故についてみると、交流送電線路での地絡事故発生時の事故検出や保護に関して、保護リレーによる事故線路の検出や、交流遮断器による事故線路の開放、事故除去および再閉路などの技術が、既に一般に用いられている。なお、交流系統の事故検出や保護は、高速再閉路方式の場合、商用周波数の3サイクルから5サイクル程度、時間にすると50ミリ秒から100ミリ秒程度で、事故検出および事故線路の開放が完了し、事故発生から約1秒程度で、再閉路を完了することができる。 Regarding faults in the AC system, regarding fault detection and protection in the event of a ground fault in the AC transmission line, faulty lines are detected by protective relays, and faulty lines are opened, cleared, and reclosed by AC circuit breakers. techniques are already in common use. In the case of the high-speed reclosing method, the fault detection and protection of the AC system is about 3 to 5 cycles of the commercial frequency, and the time is about 50 to 100 milliseconds, and the fault detection and fault line opening are completed. Then, the reclosing can be completed in about one second after the occurrence of the accident.
これに対し直流線路における事故についてみると、特に多端子直流送電システムでは、半導体素子を使用した交直変換器を用いて構成されるため、半導体素子の過電流および過電圧保護の観点から、直流事故の検出および事故点の切り離しを、事故発生から数ミリ秒以内に行う必要がある。 On the other hand, when looking at faults in DC lines, multi-terminal DC power transmission systems in particular are configured using AC/DC converters that use semiconductor devices. Detection and fault point isolation should occur within milliseconds of fault occurrence.
この点に関し特許文献1は、「直流送電網の各端子に接続される電流検出器を内蔵した電力変換器と、前記電力変換器の交流側に接続される交流電流遮断器と、前記直流送電網の節点に接続される直流電流遮断器及び電流検出器と、前記電力変換器と前記節点を接続する直流送電線路と、を有することを特徴とする直流送電システムにおいて、系統事故発生時において、健全端の高速な潮流制御運転再開または潮流制御運転継続を、低コストで実現する信頼性の高い直流送電システム」とすることを提案している。 Regarding this point, Patent Document 1 describes "a power converter incorporating a current detector connected to each terminal of a DC power transmission network, an AC current circuit breaker connected to the AC side of the power converter, and the DC power transmission A DC transmission system comprising a DC current circuit breaker and a current detector connected to a node of a network, and a DC transmission line connecting the power converter and the node, in the event of a grid fault, It proposes a highly reliable DC power transmission system that realizes high-speed resumption of power flow control operation or continuation of power flow control operation at the healthy end at low cost.
直流線路での地絡事故の発生時に事故線路を切り離す方法として、近年、直流遮断器の実用化に向けた技術開発が進められているが、地絡事故の検出および事故線路の同定については、直流線路の長さは100km以上となる場合もあり、通信遅延も含めた時間制約の厳しさゆえ、交流系統の事故検出や保護に比べ、技術的な障壁は高いといえる。 In recent years, as a method of disconnecting faulty lines in the event of a ground fault on a DC line, technological development has been progressing toward the practical use of DC circuit breakers. The length of a DC line can be 100 km or more, and due to the severe time constraints including communication delays, it can be said that the technical barriers are high compared to fault detection and protection in AC systems.
また直流線路の構成についてみると、特許文献1では、直流送電網がY型のように分岐点を持つ構成について説明されているが、直流送電網の構成は、常に分岐点を持つとは限らない。例えば4端子直流送電システムで、四角形の各頂点に電力変換器があり、四角形を描くように送電網が構成されるループ構成の場合、分岐点は持たない。また電力変換器は、一つの直流線路にのみ接続されるとは限らず、電力変換器の出力が複数の直流線路に分岐されて送電されることもある。 Regarding the configuration of the DC line, Patent Document 1 describes a configuration in which the DC power transmission network has a branch point like a Y-shape, but the configuration of the DC power transmission network does not always have a branch point. do not have. For example, in the case of a four-terminal DC power transmission system, a loop configuration in which a power converter is located at each vertex of a square and a power transmission network is configured to draw a square does not have a branch point. Moreover, the power converter is not necessarily connected to only one DC line, and the output of the power converter may be branched to a plurality of DC lines for transmission.
このように直流送電網の構成が多様であることを想定すると、特に多端子直流送電システムを構成する場合に、複雑な直流送電網のいずれかで発生した地絡事故が、当該直流線路の遮断のみならず、他の直流線路にまで波及するような事態は避ける必要がある。 Assuming that the configuration of the DC power transmission network is diverse in this way, especially in the case of configuring a multi-terminal DC power transmission system, a ground fault that occurs in any of the complex DC power transmission networks will cause the DC line to be cut off. In addition, it is necessary to avoid a situation that spreads to other DC lines.
以上のことから本発明においては、交直変換所、直流送電システムにおける事故時に適正な範囲の直流線路保護を確実に行い得る交直変換所の保護制御装置、直流送電システムの保護制御システム、並びに交直変換所の保護制御方法を提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention provides an AC/DC converter station, a protection control device for an AC/DC converter station that can reliably protect a DC line within an appropriate range in the event of an accident in a DC power transmission system, a protection control system for a DC power transmission system, and an AC/DC converter. The purpose is to provide a protection control method for the place.
以上のことから本発明においては、「交流と直流を相互に変換する交直変換器の一方端が交流送電系統に連系され、他方端がそれぞれ直流遮断器を介して1または複数の直流線路に連系される交直変換所が互いに接続されて直流送電システムを構成する、交直変換所の保護制御装置であって、保護制御装置は、当該交直変換所に接続された1または複数の直流線路のそれぞれにおける事故を判定し、最も早く事故検出した1つの直流線路の直流遮断器を開放し、最も早く事故検出した1つの直流線路以外の直流線路の直流遮断器の開放を阻止することを特徴とする交直変換所の保護制御装置」としたものである。 From the above, in the present invention, "one end of an AC/DC converter that mutually converts AC and DC is connected to an AC power transmission system, and the other end is connected to one or more DC lines via a DC circuit breaker. A protection control device for an AC/DC converter station, in which interconnected AC/DC converter stations are connected to each other to form a DC power transmission system, wherein the protection control device controls one or more DC lines connected to the AC/DC converter station. It is characterized by judging the fault in each, opening the DC circuit breaker of the DC line that detected the fault earliest , and preventing the opening of the DC circuit breaker of the DC line other than the DC line that detected the fault earliest. A protection control device for an AC/DC converter station that
また本発明においては、「交流と直流を相互に変換する交直変換器の一方端が交流送電系統に連系され、他方端がそれぞれ直流遮断器を介して1または複数の直流線路に連系される交直変換所が互いに接続された直流送電システムの保護制御システムであって、各交直変換所は、交直変換所の保護制御装置を備えていることを特徴とする直流送電システムの保護制御システム」としたものである。 Further, in the present invention, "one end of an AC/DC converter for mutually converting AC and DC is connected to an AC transmission system, and the other end is connected to one or more DC lines via a DC circuit breaker. A protection and control system for a DC transmission system in which AC/DC converter stations are connected to each other , and each AC/DC converter station is equipped with a protection control device for the AC/DC converter station. and
また本発明においては、「交流と直流を相互に変換する交直変換器の一方端が交流送電系統に連系され、他方端がそれぞれ直流遮断器を介して1または複数の直流線路に連系される交直変換所が互いに接続されて直流送電システムを構成する、交直変換所の保護制御方法であって、当該交直変換所に接続された1または複数の直流線路のそれぞれにおける事故を判定し、最も早く事故検出した1つの直流線路の直流遮断器を開放し、最も早く事故検出した1つの直流線路以外の直流線路の直流遮断器の開放を阻止することを特徴とする交直変換所の保護制御方法」としたものである。 Further, in the present invention, "one end of an AC/DC converter for mutually converting AC and DC is connected to an AC transmission system, and the other end is connected to one or more DC lines via a DC circuit breaker. AC /DC converter stations are connected to each other to form a DC power transmission system, wherein a fault is determined in each of one or more DC lines connected to the AC/DC converter station, and the most A protection control method for an AC/DC converter station characterized by opening a DC circuit breaker of one DC line on which a fault is detected early and preventing opening of DC circuit breakers of DC lines other than the one DC line on which a fault is detected earliest. ”.
本発明によれば、直流線路の地絡ないし短絡事故の発生時に、交直変換所で計測可能な情報のみで、直流事故の事故検出と事故線路同定と事故線路両端の直流遮断器の開放を行い、システム全体の事故波及を極力抑えることができる。 According to the present invention, when a ground fault or short-circuit fault occurs in a DC line, only information measurable at the AC/DC converter station is used to detect the DC fault, identify the faulty line, and open the DC circuit breakers at both ends of the faulty line. , the spread of accidents to the entire system can be suppressed as much as possible.
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
なお、以下の実施例は本発明の一形態を示すものであり、本発明は要旨を逸脱しない限り、他の形態を含むものである。また以下の説明で、特に断りがない限り、「交流」は三相交流を指す。さらに以下の説明で、直流遮断器の開放と投入という表記を用いるが、開放とは、直流遮断器の両端を電気的に切り離すことを指し、投入とは、直流遮断器の両端を電気的に接続することを指す。 The following examples show one embodiment of the present invention, and the present invention includes other embodiments as long as they do not deviate from the gist of the invention. Also, in the following description, unless otherwise specified, "AC" refers to three-phase AC. Furthermore, in the explanation below, the notation of opening and closing the DC circuit breaker is used. Opening refers to electrically disconnecting both ends of the DC circuit breaker, and closing refers to electrically disconnecting both ends of the DC circuit breaker. means to connect.
本発明の実施例1においては、多端子直流送システムを保護の対象として説明するが、この一例として3端子直流送電システムを図1に図示して説明する。ここでは、3端子直流送電システムで直流線路の地絡事故が発生した場合に、電気所である交直変換所で計測可能な情報のみで、直流事故の事故検出と事故線路同定と事故線路両端の直流遮断器の開放を行い、さらには直流送電システムの運転を再開する、一連の動作を説明する。 In Embodiment 1 of the present invention, a multi-terminal DC transmission system will be described as an object to be protected. As an example of this, a three-terminal DC transmission system will be illustrated in FIG. 1 and described. Here, when a ground fault occurs in a DC line in a three-terminal DC power transmission system, only the information measurable at the AC/DC converter station, which is an electrical station, is used to detect the DC fault, identify the faulty line, and identify the faulty line. A series of operations for opening the DC circuit breaker and restarting the operation of the DC power transmission system will be described.
図1は電気所である交直変換所がTA、TB、TCの各端子による3端子直流送電システムを構成した事例である。各端子の交直変換所TA、TB、TCは、その一方端が交流送電線Laを介して交流系統Gに接続され、その他方端を直流線路Ldに接続している。 FIG. 1 shows an example in which an AC/DC converter station, which is an electrical station, has configured a three-terminal DC power transmission system with terminals TA, TB, and TC. The AC/DC converter stations TA, TB, and TC of each terminal are connected at one end to the AC system G via the AC transmission line La, and at the other end to the DC line Ld.
また各端子の交直変換所TA、TB、TCは、交流送電線Laと直流母線Busの間に配置された交直変換器CONにおいて交直変換を行い、直流母線Busを直流線路Ldに連系する。各直流線路Ldには直流遮断器DCCBと直流リアクトルDCLが直列接続されている。 The AC/DC conversion stations TA, TB, and TC of each terminal perform AC/DC conversion in an AC/DC converter CON arranged between the AC transmission line La and the DC bus line Bus, and connect the DC bus line Bus to the DC line Ld. A DC circuit breaker DCCB and a DC reactor DCL are connected in series to each DC line Ld.
なお図1並びに以降の図において、上記の各記号に付したA、B、Cはこの記号の機器が交直変換所TA、TB、TCのいずれの端子に属する機器であるかを区別して表記したものであり、さらに各記号に付した数値は当該の機器が複数ある場合にこれを区別するために使用したものである。したがって、上記記号は各端子などを区別して説明する必要がない場合、あるいは複数の機器を区別して説明する必要がない場合には、A、B、Cの記号や数値を省略して説明するものとする。 In FIG. 1 and subsequent figures, A, B, and C attached to each of the above symbols indicate to which terminal of AC/DC conversion stations TA, TB, and TC the equipment with this symbol belongs. In addition, the numerical value attached to each symbol is used to distinguish between multiple devices. Therefore, the symbols and numerical values of A, B, and C are omitted when there is no need to distinguish between each terminal, or when there is no need to distinguish between multiple devices. and
図1から明らかなように、図1内の3つの交流系統GA、GB、GCはそれぞれ、交流送電線LaA、LaB、LaCを介して、交直変換所TA、TB、TCと接続されている。 As is clear from FIG. 1, the three AC systems GA, GB, and GC in FIG. 1 are connected to AC/DC converter stations TA, TB, and TC via AC transmission lines LaA, LaB, and LaC, respectively.
このうち、交直変換所TAは、直流線路Ld1を介して交直変換所TBと接続され、直流線路Ld2とLd3を介して、交直変換所TCと接続される。これにより交直変換所TAは3回線の直流線路による送電を行っている。また交直変換所TBは1回線の直流線路による送電を行っており、交直変換所TCは2回線の直流線路による送電を行っている。 Of these, AC/DC converter station TA is connected to AC/DC converter station TB via DC line Ld1, and to AC/DC converter station TC via DC lines Ld2 and Ld3. As a result, the AC/DC converter station TA transmits power through three DC lines. The AC/DC converter station TB carries out power transmission through a single DC line, and the AC/DC converter station TC carries out power transmission through a two-circuit DC line.
本発明においては、電力変換器CONの出力が複数の直流線路Ldにより電力を送るように構成されている電気所である交直変換所、つまり複数回線構成の直流送電をおこなう電気所である交直変換所を制御の対象とする。この意味において、本発明の直流送電システムの保護制御装置は交直変換所TAとTCを保護の適用対象とするものである。なお1回線の直流線路による送電を行う交直変換所TBは、既存の考えによる保護が行われているが、本発明の保護装置がそのまま適用可能である。 In the present invention, the AC/DC conversion station, which is an electrical station configured to transmit power through a plurality of DC lines Ld, from the output of the power converter CON, that is, the AC/DC conversion station, which is an electrical station performing DC power transmission with a multi-circuit configuration. place is subject to control. In this sense, the DC power transmission system protection control device of the present invention is intended to protect the AC/DC converter stations TA and TC. The AC/DC converter station TB, which transmits power through a single DC line, is protected according to the existing concept, but the protection device of the present invention can be applied as it is.
なお図1の設備において、交直変換器CONは、自己消弧素子とコンデンサを用いて構成され、自交直変換器CONを通流する電力を、交流および直流に相互に変換が可能な、一般に自励式交直変換器と言われる構成であり、例えば2レベル変換器やモジュラーマルチレベル変換器などが適用可能である。 In the equipment of FIG. 1, the AC/DC converter CON is composed of a self arc-extinguishing element and a capacitor. This configuration is called an excitation type AC/DC converter, and for example, a two-level converter or a modular multi-level converter can be applied.
また図1において直流遮断器DCCBは、遮断部以外に計測部、保護制御部を含む直流線路保護機能を備えたものとして記述されているが、必ずしも直流遮断器DCCBに付随して装置構成されるものではなく、回線ごとに近傍に設置されていればよいことは言うまでもない。 In FIG. 1, the DC circuit breaker DCCB is described as having a DC line protection function including a measurement unit and a protection control unit in addition to the breaking unit, but it is not necessarily configured as a device attached to the DC circuit breaker DCCB. Needless to say, it is sufficient that each line is installed near each line.
ここで直流線路保護機能における計測部とは、事故発生を判断するための電力系統の物理量を計測するものであり、具体的には各回線を流れる直流電流であり、あるいは各回線の電圧(直流リアクトルDCLの直流線路側電圧)である。これら各回線の電流、電圧から保護制御部ではその変化分、あるいは時間変化率が所定の閾値を超えて変動したことをもって事故判定する過電流リレーあるいは不足電圧リレーで構成されている。遮断部では、当該回線の保護制御部の判断結果に従い直流線路を開放する。 Here, the measurement unit in the DC line protection function measures the physical quantity of the power system for determining the occurrence of an accident. DC line side voltage of the reactor DCL). Based on the current and voltage of each line, the protection control unit is composed of an overcurrent relay or an undervoltage relay that determines an accident based on the amount of change or the time rate of change exceeding a predetermined threshold value. The breaker opens the DC line according to the determination result of the line protection controller.
また図1には図示していないが、直流線路Ldはその一部がアース接続されたものであってもよい。また直流線路Ldは、海底に設置される場合と、陸上の架線上に設置される場合とがある。直流線路Ldの保護を行うにあたり、海底設置と架線設置では、特に再閉路処理の実行可否の処理を区別して実施するのがよい。海底設置の場合には、地絡事故は永久事故と定義するのが妥当であることから再閉路処理は実行せず、架線設置の場合のみ再閉路処理を実行するものとするのがよい。 Further, although not shown in FIG. 1, the DC line Ld may be partially grounded. In addition, the DC line Ld may be installed on the seabed or on an overhead wire on land. In order to protect the DC line Ld, it is preferable to distinguish between the submarine installation and the overhead wire installation, in particular, whether or not the reclosing process can be executed. In the case of installation on the seabed, it is appropriate to define a ground fault as a permanent accident, so reclosing processing should not be executed, and reclosing processing should be executed only in the case of overhead line installation.
また図1において、保護制御部は、それぞれ、自交直変換所内の直流母線Busに接続されるすべての直流遮断器DCCBの運転状態を監視し、直流線路Ldの異常検出時に、変換所中央保護装置Cに自保護装置内の直流遮断器DCCBの開放状態を送信し、変換所中央保護装置Cから自保護装置内の直流遮断器DCCBの開放指令を受け取り、直流遮断器DCCBを開放ないし投入する機能を有する。 In FIG. 1, each protection control unit monitors the operating state of all the DC circuit breakers DCCB connected to the DC bus Bus in the AC/DC converter station, and when an abnormality is detected in the DC line Ld, the converter station central protection device Function to transmit the open state of the DC circuit breaker DCCB in the self-protection device to C, receive the command to open the DC circuit breaker DCCB in the self-protection device from the conversion station central protection device C, and open or close the DC circuit breaker DCCB have
この結果、各直流遮断器DCCBは、自己内の保護制御部や遮断部の状態を変換所中央保護装置Cに送信し、変換所中央保護装置Cからの指令によって遮断部が作動し、直流遮断器DCCBを開放ないし投入する。これにより変換所中央保護装置Cは、複数の回線に接続された複数の直流遮断器DCCBの中の1つの直流遮断器DCCBのみを開放制御し、他の直流遮断器DCCBが開放制御されることを確実に阻止する。 As a result, each DC circuit breaker DCCB transmits the state of its own protection control unit and breaking unit to the conversion station central protection device C, and the breaking unit operates according to a command from the conversion station central protection device C to break the DC. Open or turn on the device DCCB. As a result, the converter station central protection device C controls the opening of only one DC circuit breaker DCCB among the plurality of DC circuit breakers DCCB connected to the plurality of lines, and the other DC circuit breakers DCCB are controlled to open. definitely prevent.
なお図1内における電流方向として、交直変換所TA内の、直流遮断器DCCBA1から直流線路Ld1に向かって流れる電流をIAと表記し、直流遮断器DCCBA2から直流線路Ld2に向かって流れる電流をIBと表記し、直流遮断器DCCBA3から直流線路Ld3に向かって流れる電流をICと表記している。 1, the current flowing from the DC circuit breaker DCCBA1 toward the DC line Ld1 in the AC/DC converter station TA is denoted as IA, and the current flowing from the DC circuit breaker DCCBA2 toward the DC line Ld2 is denoted as IB. , and the current flowing from the DC circuit breaker DCCBA3 toward the DC line Ld3 is denoted as IC.
なお、交直変換所TA、TB、TC内の各機器は、1つの交直変換所内に備えられる機器であり、通信距離は短いため、1つの変換所の中で、互いにリアルタイムでの通信が可能である。 Each device in AC/DC converter stations TA, TB, and TC is installed in one AC/DC converter station, and since the communication distance is short, it is possible to communicate with each other in real time within one converter station. be.
なお、図1では、直流母線Busが直流リアクトルDCLの一端と接続され、直流リアクトルDCLのもう一端が、直流遮断器DCCBの一端と接続され、直流遮断器DCCBのもう一端が、直流線路Ldに接続される構成となっているが、直流母線Busが直流遮断器DCCBの一端と接続され、直流遮断器DCCBのもう一端が、直流リアクトルDCLの一端と接続され、直流リアクトルDCLのもう一端が、直流線路Ldに接続される構成であってもよい。 In FIG. 1, the DC bus Bus is connected to one end of the DC reactor DCL, the other end of the DC reactor DCL is connected to one end of the DC circuit breaker DCCB, and the other end of the DC circuit breaker DCCB is connected to the DC line Ld. The DC bus line Bus is connected to one end of the DC circuit breaker DCCB, the other end of the DC circuit breaker DCCB is connected to one end of the DC reactor DCL, and the other end of the DC reactor DCL is connected to It may be configured to be connected to the DC line Ld.
次に、直流遮断器DCCBの構成例について、図2を用いて説明する。直流遮断器DCCBは、遮断部である直流遮断部201、計測部である電流センサ202、保護制御部である直流遮断器制御部203から構成されている。なお、図2の直流遮断器DCCBの周囲には、本発明を説明するために必要な機器のみを図示しており、他に、高調波フィルタや電圧センサ、断路器、避雷器など、本発明の要旨を逸脱しない限り、他の機器を含んでいてもよい。
Next, a configuration example of the DC circuit breaker DCCB will be described with reference to FIG. The DC circuit breaker DCCB is composed of a
ここで直流遮断部201は、直流遮断器制御部203からの動作指令に基づいて、自遮断器を開放ないし投入する機能を有する。電流センサ202は、自電流センサを通流する電流を計測するものであるが、電圧センサであってもよい。
Here, the
直流遮断器制御部203は、電流センサ202の電流検出値を基に、自直流線路Ldで事故が発生しているかどうか判定する機能と、変換所中央保護装置Cに直流遮断器の運転状態を送信する機能と、直流事故が発生していると判定した場合に、自直流線路保護装置の開放許可の要求を変換所中央保護装置Cに送信する機能と、変換所中央保護装置Cから送信される直流遮断器の開放ないし投入指令に基づいて、自直流線路保護装置内の直流遮断器を開放ないし投入させる機能を有する。
The DC circuit
次に直流事故時の保護動作シーケンスを、図1から図4を用いて、説明する。本発明の実施例では、図1内の3つの交直変換所TA、TB、TCが独立して、直流事故の除去および保護動作を行う。なお以下の説明では、交直変換所TAの保護動作シーケンスを例に、直流事故時の保護動作シーケンスを説明する。 Next, a protection operation sequence at the time of a DC fault will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. In the embodiment of the present invention, the three AC/DC converter stations TA, TB, TC in FIG. 1 independently carry out DC fault elimination and protection operations. In the following description, the protection operation sequence at the time of a DC fault will be described using the protection operation sequence of the AC/DC converter station TA as an example.
図3は、交直変換所TAにおける一連の保護動作シーケンスであり、事故発生処理ステップS301、直流線路Ld1事故判定処理ステップS302A、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302C、遮断器開放判定処理ステップS303、事故除去確認処理ステップS304、遮断器再閉路処理ステップS305、遮断器開放禁止状態の解除処理ステップS306、完了処理ステップS307から構成される。 FIG. 3 shows a series of protective operation sequences in the AC/DC converter station TA, including an accident occurrence processing step S301, a DC line Ld1 accident determination processing step S302A, a DC line Ld2 accident determination processing step S302B, a DC line Ld3 accident determination processing step S302C, It consists of a circuit breaker opening judgment processing step S303, an accident removal confirmation processing step S304, a circuit breaker reclosing processing step S305, a circuit breaker opening inhibition state release processing step S306, and a completion processing step S307.
事故発生処理ステップS301は、直流事故が発生したことを示す。 Accident occurrence processing step S301 indicates that a DC accident has occurred.
直流線路Ld1事故判定処理ステップS302Aは、交直変換所TA内の直流遮断器DCCBA1の直流遮断器制御部203にて、直流線路Ld1で、直流事故が起こっているか、判定を行う。直流線路Ld2事故判定処理ステップS302Bは、交直変換所TA内の、直流遮断器DCCBA2の直流遮断器制御部203にて直流線路Ld2で、直流事故が起こっているか、判定を行う。直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cは、交直変換所TA内の、直流遮断器DCCBA3の直流遮断器制御部203にて直流線路Ld3で、直流事故が起こっているか、判定を行う。
In the DC line Ld1 accident determination processing step S302A, the DC circuit
なお直流線路Ld1事故判定処理ステップS302A、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cは、基本的に同様の判定方法を用いて直流事故が起こっているか、判定を行う。 The DC line Ld1 accident determination processing step S302A, the DC line Ld2 accident determination processing step S302B, and the DC line Ld3 accident determination processing step S302C basically use the same determination method to determine whether a DC accident has occurred.
以下では、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cを例に説明する。 The DC line Ld3 accident determination processing step S302C will be described below as an example.
直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cでは、直流遮断器DCCBA3にて検出している電流ICの情報を基に、地絡事故が起きたと判定した場合には、変換所中央保護装置Cに、自遮断器の開放要求を送信する。 In the DC line Ld3 accident determination processing step S302C, when it is determined that a ground fault has occurred based on the information of the current IC detected by the DC circuit breaker DCCBA3, the conversion station central protection device C self-interrupts. send a device release request.
地絡事故の判定基準としては、例えば、地絡電流ICの時間変化率が、予め定められたしきい値dIthを超えた場合に、事故と判定する方法が挙げられる。 As a criterion for determining a ground fault, for example, there is a method of determining an accident when the time rate of change of the ground fault current IC exceeds a predetermined threshold value dIth.
図4は、本発明の実施例における直流遮断器制御部203の構成例であり、例えば直流遮断器DCCBA3の直流遮断器制御部203の構成例を示している。直流遮断器制御部203は、加算器401、微分器402、しきい値判定403から構成される。
FIG. 4 shows a configuration example of the DC circuit
図4内の記号について、Imeasは直流遮断器DCCBA3で検出される直流電流値であり、I*は、直流遮断器DCCBA1を流れる直流電流の計画値であり、Ifは、直流遮断器DCCBA3を流れる直流電流のうち、直流線路の地絡事故に起因して流れる電流成分であり、dIf/dtはIfの時間変化率であり、dIthは直流電流の事故判定をするための判定しきい値である。これにより、直流電流が急増した事象を把握して事故と判定する。 Regarding the symbols in FIG. 4, Imeas is the DC current value detected by the DC circuit breaker DCCBA3, I * is the planned value of the DC current flowing through the DC circuit breaker DCCBA1, and If is the DC current flowing through the DC circuit breaker DCCBA3. dIf/dt is the rate of change of If over time, and dIth is the determination threshold value for determining a DC current fault. . As a result, an event in which the direct current increases rapidly is grasped and determined as an accident.
なお直流遮断器制御部203における事故検知の動作原理としては、他に地絡電流ICの変化分を評価するものであってもよい。また線路電圧の電圧低下について、時間変化率あるいは変化分を評価するものであってもよい。
In addition, as the operation principle of accident detection in the DC circuit
以上が図4の説明である。なお、交直変換器TB、交直変換器TC内の変換所中央保護装置Cについても、図4と同様である。 The above is the description of FIG. The conversion station central protective device C in the AC/DC converter TB and the AC/DC converter TC is the same as that shown in FIG.
なお、以降の説明では、直流遮断器DCCBを流れる直流電流のうち、直流線路の地絡事故に起因して流れる電流成分のことを、直流遮断器DCCBを流れる事故電流と呼称する。 In the following description, of the DC current flowing through the DC circuit breaker DCCB, the current component flowing due to a ground fault in the DC line is referred to as a fault current flowing through the DC circuit breaker DCCB.
以上が、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cの動作の説明であり、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld1事故判定処理ステップS302Aについても、それぞれ、自直流遮断器DCCBにて検出している電流情報を基に、同様の判定および自遮断器の開放要求を中央保護装置Cに送信する。 The above is the description of the operation of the DC line Ld3 accident determination processing step S302C. Based on the current information, a similar judgment and a request to open the own circuit breaker are sent to the central protection device C.
中央保護装置C内の処理である図3の遮断器開放判定処理ステップS303では、直流線路Ld1事故判定処理ステップS302A、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cから送信される各遮断器の開放要求指令に基づいて、開放する遮断器を選択し、該当する直流遮断器DCCBに、開放指令を送信する。 In the circuit breaker open determination processing step S303 of FIG. 3, which is the processing in the central protection device C, it is transmitted from the DC line Ld1 accident determination processing step S302A, the DC line Ld2 accident determination processing step S302B, and the DC line Ld3 accident determination processing step S302C. The circuit breaker to be opened is selected based on the opening request command of each circuit breaker, and the opening command is sent to the corresponding DC circuit breaker DCCB.
本発明の実施例では、1つの交直変換所の中に備えられる1つ以上の直流遮断器DCCBの中で、直流事故を一番早く検出した直流遮断器のみを開放する。これにより、3回線構成の交直変換所TA、あるいは2回線構成の交直変換所TCでは、最も早く直流事故を検知した直流遮断器DCCBのみを開放して他の直流遮断器DCCBの開放を阻止する。また、1回線構成の交直変換所TBでは、そのまま当該の直流遮断器DCCBを開放することになる。 In the embodiment of the present invention, among one or more DC circuit breakers DCCB provided in one AC/DC converter station, only the DC circuit breaker that detected the DC fault earliest is opened. As a result, in the AC/DC converter station TA with a three-line configuration or the AC/DC converter station TC with a two-line configuration, only the DC circuit breaker DCCB that has detected a DC fault the earliest is opened to prevent the opening of the other DC circuit breakers DCCB. . In addition, in the AC/DC converter station TB having a single line configuration, the corresponding DC circuit breaker DCCB is opened as it is.
本発明においては、事故発生により1つの直流遮断器DCCBを開放したときに他の直流遮断器DCCBの開放を阻止している。このため、以降の説明では、交直変換所内に備えられた1つ以上の直流遮断器DCCBが全て投入状態である状態を「遮断器開放許可状態」と呼称し、直流遮断器DCCBが1つでも開放状態である場合を「遮断器開放禁止状態」と呼称する。 In the present invention, when one DC circuit breaker DCCB is opened due to the occurrence of an accident, the opening of the other DC circuit breakers DCCB is prevented. For this reason, in the following description, the state in which all one or more DC circuit breakers DCCB provided in the AC/DC converter station are closed will be referred to as a "circuit breaker open permission state", and even if only one DC circuit breaker DCCB The open state is referred to as "breaker open prohibition state".
なお、交直変換所内に備えられた1つ以上の直流遮断器DCCBが全て投入状態であるという状態は、直流事故の発生の直前に投入されていた直流遮断器が全て投入状態であるという状態を指し、直流送電システムの送電経路の切替やメンテナンスなど、計画的に開放されている直流遮断器DCCBについては、遮断器開放許可状態と遮断器開放禁止状態の判別の対象外である。 Note that the state in which one or more DC circuit breakers DCCB provided in the AC/DC converter station are all closed means the state in which all the DC circuit breakers that were closed immediately before the occurrence of the DC accident are in a closed state. However, the DC circuit breaker DCCB, which is opened systematically for purposes such as switching of the power transmission path of the DC power transmission system and maintenance, is not subject to the discrimination between the circuit breaker opening permission state and the circuit breaker opening prohibition state.
従って例えば、交直変換所TA内の3つの直流遮断器DCCBA1、DCCBA2、DCCBA3がすべて投入状態であるとき中央保護装置Cは遮断器開放許可状態と認識しており、この状態において例えば直流遮断器DCCBA3の直流遮断器制御部203が直流事故を検知して直流遮断器DCCBA3の開放要求を送信してきた場合、中央保護装置Cは現状が遮断器開放許可状態であることから、直ちに直流遮断器DCCBA3の開放要求を許可する。また同時に中央保護装置Cは、1つの直流遮断器DCCBが開放状態であることから、現状を遮断器開放禁止状態と認識し、従って、以降に他の直流遮断器DCCBA1、DCCBA2から開放要求を送信してきたとしても、この開放要求を許可しない。
Therefore, for example, when the three DC circuit breakers DCCBA1, DCCBA2, and DCCBA3 in the AC/DC converter station TA are all closed, the central protection device C recognizes that the circuit breakers are permitted to open. When the DC circuit
これにより事故発生後は、3回線構成の交直変換所TAは、以降2回線運用されることになり、2回線構成の交直変換所TCは、以降1回線運用されることになり、1回線構成の交直変換所TBは、以降運用停止されることになる。 As a result, after the accident occurs, the AC/DC converter station TA with a three-line configuration will be operated with two lines, and the AC/DC converter station TC with a two-line configuration will be operated with one line. AC/DC converter station TB will be out of operation thereafter.
図3に戻り、事故除去確認処理ステップS304では、遮断器開放指令処理ステップS303における直流遮断器開放処理の結果として、直流事故が除去されたことを判定する。具体的には事故除去確認処理ステップS304の処理においては、例えば、直流送電システム全体を監視するのがよい。図示しない直流送電システム全体制御装置において、各直流線路Ldの状態を監視し、直流線路の電流や電圧の情報を基に、事故除去を判定する方法が挙げられる。 Returning to FIG. 3, in fault removal confirmation processing step S304, it is determined that the DC fault has been removed as a result of the DC circuit breaker opening processing in circuit breaker opening command processing step S303. Specifically, in the processing of the fault removal confirmation processing step S304, for example, it is preferable to monitor the entire DC power transmission system. A DC power transmission system overall control device (not shown) monitors the state of each DC line Ld and determines whether to remove the fault based on the information on the current and voltage of the DC line.
遮断器再閉路処理ステップS305では、直流送電システムの構成を地絡事故の発生前に戻すために、遮断器開放判定処理ステップS303にて開放した直流遮断器に、投入指令を与え、いわゆる再閉路処理を実行する。なお、直流線路の事故において、永久事故が予め想定される場合(海底送電の場合など)や、直流送電システムの運用上、再閉路が不要な場合には、遮断器再閉路処理ステップS305は不要である。 In the circuit breaker reclosing process step S305, in order to restore the configuration of the DC power transmission system to the state before the occurrence of the ground fault, a closing command is given to the DC circuit breaker opened in the circuit breaker open determination process step S303. Execute the process. In addition, when a permanent fault is assumed in advance in the DC line fault (such as in the case of submarine power transmission), or when reclosing is unnecessary for the operation of the DC power transmission system, the circuit breaker reclosing processing step S305 is unnecessary. is.
遮断器開放禁止状態の解除処理ステップS306では、直流送電システム内で遮断器開放禁止状態となっている交直変換所がある場合に、遮断器開放禁止状態を解除する。これにより中央保護装置Cは、現状が再度遮断器開放許可状態に戻されたものと認識する。 In the step S306 of canceling the breaker-opening prohibition state, the breaker-opening prohibition state is canceled when there is an AC/DC converter station in which the breaker-opening prohibition state exists in the DC power transmission system. As a result, the central protection device C recognizes that the current state has returned to the circuit breaker opening permission state.
遮断器開放禁止状態の解除処理ステップS306を経て、完了処理ステップS307で、図3の一連のシーケンスが完了する。以上が、本発明の実施例1における交直変換所TAの保護動作シーケンスである。また交直変換所TB、交直変換所TCについても、同様の保護動作シーケンスである。 After the circuit breaker opening prohibition state release processing step S306, the series of sequences in FIG. 3 is completed in a completion processing step S307. The above is the protection operation sequence of the AC/DC converter station TA in the first embodiment of the present invention. The same protective operation sequence is applied to AC/DC converter station TB and AC/DC converter station TC.
次に図6から図8を用いて、図1の直流送電システムに直流事故F1が発生した場合の事故電流について説明する。なお直流送電システムの構成や機器配置は図1と同じであり、直流線路Ld3に地絡事故F1が発生したものとする。 Next, the fault current when the DC fault F1 occurs in the DC power transmission system of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. The configuration and equipment arrangement of the DC power transmission system are the same as in FIG. 1, and it is assumed that a ground fault F1 has occurred in the DC line Ld3.
図5は、直流線路Ld3内の事故点F1で直流事故が発生した場合を図示している。また図6から図8は、直流線路Ld3の事故点F1で直流事故が発生した場合に、交直変換所TAを通流する事故電流を3つの成分I0、I1、I2に分類し、各々の電流経路を図示したものである。 FIG. 5 illustrates a case where a DC fault occurs at fault point F1 in DC line Ld3. 6 to 8 classify the fault current flowing through the AC/DC converter station TA into three components I0, I1, and I2 when a DC fault occurs at the fault point F1 of the DC line Ld3, and each current The route is illustrated.
図6内のI0は、交直変換所TAの交直変換器CONAから、母線BusA、直流線路Ld3に接続された直流リアクトルDCLA3、直流遮断器DCCBA3を通って、事故点F1に向かって流れる事故電流である。 I0 in FIG. 6 is the fault current that flows from the AC/DC converter CONA of the AC/DC converter station TA through the bus BusA, the DC reactor DCLA3 connected to the DC line Ld3, and the DC circuit breaker DCCBA3 toward the fault point F1. be.
図7内のI1は、交直変換所TBの交直変換器CONBから、母線BusB、直流リアクトルDCLB1、直流遮断器DCCBB1、直流線路Ld1、直流遮断器DCCBA1、直流リアクトルDCLA1、交直変換所TAの母線BusA、直流線路Ld3に接続された直流リアクトルDCLA3、直流遮断器DCCBA3を通って事故点F1に向って流れる事故電流である。 I1 in FIG. 7 is from the AC/DC converter CONB of the AC/DC converter station TB to the bus line BusB, the DC reactor DCLB1, the DC circuit breaker DCCBB1, the DC line Ld1, the DC circuit breaker DCCBA1, the DC reactor DCLA1, and the bus line BusA of the AC/DC converter station TA. , the DC reactor DCLA3 connected to the DC line Ld3 and the DC circuit breaker DCCBA3 toward the fault point F1.
図8内のI2は、交直変換所TCの交直変換器CONCから、母線BusC、直流リアクトルDCLC1、直流遮断器DCCBC1、直流線路Ld2、直流遮断器DCCBA2、直流リアクトルDCLA2、交直変換所TAの母線BusA、直流線路Ld3に接続された直流リアクトルDCLA3、直流遮断器DCCBA3を通って事故点F1に向って流れる事故電流である。 I2 in FIG. 8 is from the AC/DC converter CONC of the AC/DC converter station TC to the bus line BusC, the DC reactor DCLC1, the DC circuit breaker DCCBC1, the DC line Ld2, the DC circuit breaker DCCBA2, the DC reactor DCLA2, and the bus line BusA of the AC/DC converter station TA. , the DC reactor DCLA3 connected to the DC line Ld3 and the DC circuit breaker DCCBA3 toward the fault point F1.
事故電流I0と事故電流I1、I2の電流経路を比較すると、事故電流I0は1つの直流遮断器DCCBを通過する電流であるのに対し、事故電流I1、I2は直流線路と3つの直流遮断器DCCBを通過する電流である。 Comparing the current paths of the fault current I0 and the fault currents I1 and I2, the fault current I0 is the current that passes through one DC circuit breaker DCCB, whereas the fault currents I1 and I2 are the DC line and the three DC circuit breakers. is the current through DCCB.
上記のように、直流事故の発生時に、ある交直変換所を通過して流れる事故電流は、I0のように、直流事故が発生した直流線路に接続された交直変換所から、1つの直流線路保護装置のみを通って事故点に流れる事故電流Ifxと、I1やI2のように、直流事故が発生した直流線路に接続された交直変換所以外の交直変換所から、1つ以上の直流線路と3つ以上の直流線路保護装置を通って事故点に流れる事故電流Ifyの2種類に分けられる。なお事故電流Ifxを直接事故電流、事故電流Ifyを回り込み事故電流と呼ぶことにする。 As described above, when a DC fault occurs, the fault current flowing through a certain AC/DC converter station is transferred from the AC/DC converter station connected to the DC line where the DC fault occurred to one DC line protection line, such as I0. One or more DC lines and 3 There are two types of fault current Ify that flow through one or more DC line protection devices to the fault point. The fault current Ifx is called the direct fault current, and the fault current Ify is called the wraparound fault current.
直流線路Ldには直流リアクトルDCCLがあるため、直接事故電流Ifxの電流経路には1つのみ直流リアクトルがある回路であるのに対し、回り込み事故電流Ifyの電流経路には、少なくとも3つの直流リアクトルが、直列に接続される回路である。 Since the DC line Ld has a DC reactor DCCL, the current path of the direct fault current Ifx has only one DC reactor, whereas the current path of the intrusion fault current Ify has at least three DC reactors. is a circuit connected in series.
また、直接事故電流Ifxは、図4の場合、直流事故が発生した直流線路Ld3の両端に接続される、交直変換所TAと交直変換所TCにのみ流れる。 Further, in the case of FIG. 4, the direct fault current Ifx flows only to the AC/DC converter stations TA and TC connected to both ends of the DC line Ld3 where the DC fault occurred.
電流経路内に含まれる直流リアクトルDCCLの数が多いほど、直流リアクトルDCCLのインダクタンスによって、事故電流の時間変化率はより小さくなるため、直接事故電流Ifxと回り込み事故電流Ifyの事故電流の時間変化率を比較すると、直接事故電流Ifxの方が大きいと言える。また事故電流の大きさや変化分についても直接事故電流Ifxの方が大きいと言える。 As the number of DC reactors DCCL included in the current path increases, the time rate of change of the fault current becomes smaller due to the inductance of the DC reactor DCCL. , it can be said that the direct fault current Ifx is larger. In addition, it can be said that the direct fault current Ifx is larger in terms of the magnitude and variation of the fault current.
上記のように、直流事故の発生時に、ある交直変換所を通過して流れる事故電流は、図1のICのように、直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ifyの両方が、同一方向に流れるような事故電流と、図1のIA、IBのように、回り込み事故電流Ifyのみ流れる事故電流の2種類に分けられる。 As described above, when a DC fault occurs, the fault current flowing through an AC/DC converter station is such that both the direct fault current Ifx and the loop fault current Ify flow in the same direction, as in the IC in FIG. 1, and a fault current in which only the wraparound fault current Ify flows like IA and IB in FIG.
また、直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ifyと、図1内のIA、IB、ICを比較すると、交直変換所TA内のIA、IBには回り込み事故電流Ifyの電流が流れるのに対し、ICには、直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ifyの両方の電流が、同一方向に流れる。 Comparing the direct fault current Ifx and the sneak fault current Ify with IA, IB, and IC in FIG. , both the direct fault current Ifx and the detour fault current Ify flow in the same direction.
つまり、直流事故の発生時のIA、IB、ICの時間変化率を比較すると、ICが最も大きいと言える。またまた事故電流の大きさや変化分についてもICが最もが大きいと言える。 In other words, it can be said that IC is the largest when the time rate of change of IA, IB, and IC is compared when a DC fault occurs. In addition, it can be said that the IC has the largest magnitude and change in the fault current.
直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ifyの大きさは、直流リアクトルDCLのインダクタンスと直流線路のインピーダンスおよび事故点によって決まるものであり、オフライン解析などで事前に評価可能である。 The magnitudes of the direct fault current Ifx and the detour fault current Ify are determined by the inductance of the DC reactor DCL, the impedance of the DC line, and the fault point, and can be evaluated in advance by off-line analysis or the like.
直流リアクトルDCLのインダクタンスを、例えば、「直接事故電流Ifxの時間変化率dIfx/dtが、予め定められたdIthより大きく、かつ、Ifyの時間変化率dIfy/dtが、予め定められたdIthより小さく」なるようなインダクタンスとすることで、直接事故電流Ifxと回り込み事故電流Ifyの時間変化率の違いによる直流事故時の事故線路の同定が可能である。 For example, the inductance of the DC reactor DCL is set such that the time rate of change dIfx/dt of the direct fault current Ifx is greater than a predetermined dIth, and the time rate of change dIfy/dt of Ify is less than a predetermined dIth. , it is possible to identify the fault line at the DC fault based on the difference in the rate of change with time between the direct fault current Ifx and the detour fault current Ify.
これらのことは、直接事故電流Ifxを検知する回線の事故検知は、回り込み事故電流Ifyを検知する回線の事故検知よりも早い段階で検知することが可能であることを意味している。 These facts mean that the line fault detection that directly detects the fault current Ifx can be detected at an earlier stage than the line fault detection that detects the loop fault current Ify.
本発明の実施例では、直流事故F1が発生した場合、図3の直流線路Ld1事故判定処理ステップS302A、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cに従って、各直流遮断器DCCBの直流遮断器制御部203で、直流事故の判定を行い、事故と判定した場合、自遮断器の開放要求を送信する。
In the embodiment of the present invention, when a DC fault F1 occurs, each DC circuit breaker follows DC line Ld1 accident determination processing step S302A, DC line Ld2 accident determination processing step S302B, and DC line Ld3 accident determination processing step S302C in FIG. The DC circuit
このとき、3回線構成の交直変換所TAでは、各回線の直流遮断器DCCBの直流遮断器制御部203において、直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ify、あるいはこれらの合成電流を検知して事故判定を行っており、直流遮断器DCCBA1、DCCBA2、DCCBA3のいずれの直流遮断器制御部203も事故検知し、中央制御装置CAに遮断器の開放要求を送信している可能性が高い。
At this time, in the AC/DC converter station TA with a three-line configuration, the DC circuit
同様に2回線構成の交直変換所TCでは、各回線の直流遮断器DCCBの直流遮断器制御部203において、直接事故電流Ifx、回り込み事故電流Ify、あるいはこれらの合成電流を検知して事故判定を行っており、直流遮断器DCCBC1、DCCBC2のいずれの直流遮断器制御部203も事故検知し、中央制御装置CCに遮断器の開放要求を送信している可能性が高い。
Similarly, in the AC/DC converter station TC with a two-line configuration, the DC circuit
なお1回線構成の交直変換所TBでは、直流遮断器DCCBB1の直流遮断器制御部203において、回り込み事故電流Ifyを検知して事故判定を行っており、中央制御装置CBに遮断器の開放要求を送信している可能性が高い。
In the AC/DC converter station TB with a single-line configuration, the DC circuit
然るに、直流事故発生に伴う3回線構成の交直変換所TAでは、IA、IB、ICの時間変化率は、上記した理由によりICが最も大きく、換言すると、直流遮断器DCCBA1の直流遮断器制御部203、直流遮断器DCCBA2の直流遮断器制御部203、直流遮断器DCCBA3の直流遮断器制御部203の中で、直流遮断器DCCBA3の直流遮断器制御部203が、一番先に自遮断器の開放要求を、中央保護装置CAに送信することになる。
However, in the AC/DC converter station TA with a three-circuit configuration associated with the occurrence of a DC fault, the rate of change over time of IA, IB, and IC is the largest for the reason described above. 203, among the DC circuit
同様に2回線構成の交直変換所TCでは、直流遮断器DCCBC1の直流遮断器制御部203、直流遮断器DCCBC2の直流遮断器制御部203の中で、直流遮断器DCCBC1の直流遮断器制御部203が、一番先に自遮断器の開放要求を、中央保護装置CCに送信することになる。
Similarly, in the AC/DC converter station TC having a two-line configuration, the DC circuit
なお1回線構成の交直変換所TBの場合、直流遮断器DCCBB1の直流遮断器制御部203は、回り込み電流Ifyを検知して事故判定をする可能性が高いが、直接事故電流Ifxの場合よりも検知時間が遅れるあるいは時間変化率が小さいことなどから、自端子、自回線における事故であるか否かを判別し、自端子、自回線における事故でないことを検知して直流遮断器の開放を阻止することが可能である。
In the case of the AC/DC converter station TB with a single line configuration, the DC circuit
このようにして直流線路Ld3に接続された直流遮断器DCCBA3、DCCBC2からの開放要求を受けた変換所中央保護装置CA、CCでは、開放する遮断器を選択し、該当する直流遮断器DCCBA3、DCCBC2の保護装置に、開放指令を送信し、他の直流遮断器の開放動作を阻止する。 In this way, the converter station central protection devices CA and CC, which have received the opening requests from the DC circuit breakers DCCBA3 and DCCBC2 connected to the DC line Ld3, select the circuit breakers to be opened and select the corresponding DC circuit breakers DCCBA3 and DCCBC2. Sends an opening command to the other protective device to prevent the other DC circuit breakers from opening.
以降、図3のシーケンスに従い、最終的に、完了処理ステップS307で、図3の一連のシーケンスが完了する。 Thereafter, according to the sequence of FIG. 3, the series of sequences of FIG. 3 is finally completed in completion processing step S307.
実施例2においては、本発明を実施する上でのいくつかの変形事例を説明する。 In Example 2, several modified examples for carrying out the present invention will be described.
まず実施例1では、直流遮断器側に計測部、保護制御部、遮断部からなる保護制御装置を備え、保護制御装置から中央保護装置に開放要求を報告し、中央保護装置の承認を得てから保護制御部が実際の遮断動作に入るという、中央制御型の処理を実行したものである。 First, in Example 1, a protection control device consisting of a measurement unit, a protection control unit, and a breaker is provided on the DC circuit breaker side, and an opening request is reported from the protection control device to the central protection device, and the approval of the central protection device is obtained. This is a central control type process in which the protection control unit starts the actual shut-off operation.
この中央制御型の処理に代えて、複数の保護制御装置による協調制御型の処理とすることができる。複数の保護制御装置による協調制御型の処理では、各保護制御装置は開放要求を相互に交換し合い、自分が開放要求を生成する前に他から開放要求が来た場合には自分の開放動作を阻止するように機能させたものである。要するに1つの交直変換所の中で、複数の回線ごとに事故検知し、最も早い時点で事故検知した1つの回線のみを開放し、他の回線の開放を阻止するように構成すればよい。 Instead of this central control type processing, cooperative control type processing by a plurality of protection control devices can be used. In cooperative control type processing by a plurality of protection control devices, each protection control device exchanges open requests with each other, and if an open request comes from another before it generates its own open request, its own open operation is performed. It functions to prevent In short, in one AC/DC conversion station, it is sufficient to detect an accident for each of a plurality of lines, open only one line for which an accident is detected at the earliest point, and prevent other lines from being opened.
また、本発明の他の実施例では、図3の直流線路Ld1事故判定処理ステップS302A、直流線路Ld2事故判定処理ステップS302B、直流線路Ld3事故判定処理ステップS302Cにおける直流事故判定のために、直流電流の時間変化率を基にして、事故判定を行う方法は、本方法に限定されるものではなく、直流電流の振幅を基にして、判定する方法でもよい。また不足電圧の変化分や、時間変化率を用いて事故判定するものであってもよい。 Further, in another embodiment of the present invention, for DC accident determination in the DC line Ld1 accident determination processing step S302A, the DC line Ld2 accident determination processing step S302B, and the DC line Ld3 accident determination processing step S302C in FIG. The method of determining an accident based on the rate of change over time is not limited to this method, and a determination method based on the amplitude of the direct current may also be used. Further, the fault may be determined using the amount of change in the undervoltage or the rate of change over time.
また、本発明の他の実施例では、直流事故の発生時に、機器の運用や過電流耐量などが許す範囲で、交直変換器はゲートブロックしてもよいし、しなくてもよい。直流事故の発生時に交直変換器がゲートブロックした場合には、図3に示す一連のシーケンスが完了した後、ゲートデブロックし、運用を再開すればよい。また、直流事故に伴う、交直変換器の運転指令の変更については、本発明の要旨を逸脱しない限り、任意に変更してもよい。 In another embodiment of the present invention, when a DC fault occurs, the AC/DC converter may or may not be gate blocked as long as the operation of the equipment and the overcurrent tolerance allow. If the AC/DC converter becomes gate-blocked when a DC fault occurs, the gate-deblocking is performed after the series of sequences shown in FIG. 3 are completed, and the operation can be resumed. Further, the change of the operation command for the AC/DC converter due to the DC fault may be changed arbitrarily as long as it does not deviate from the gist of the present invention.
また交流系統Gは、風力発電や太陽光発電など、再生可能エネルギー電源および複数の再生可能エネルギー電源から構成される再生可能エネルギー電源群であってもよい。 Alternatively, the AC system G may be a renewable energy power supply group including a renewable energy power supply such as wind power generation and solar power generation, and a plurality of renewable energy power supplies.
G:交流系統
La:交流送電線
TA、TB、TC:交直変換所
Ld:直流線路
CON:交直変換器
Bus:直流母線
C:変換所中央保護装置
DCL:直流リアクトル
201:直流遮断部
202:直流センサ
203:直流遮断器制御部
Ld:直流線路
G: AC system La: AC transmission lines TA, TB, TC: AC/DC converter station Ld: DC line CON: AC/DC converter Bus: DC bus C: Converter station central protection device DCL: DC reactor 201: DC breaker 202: DC Sensor 203: DC circuit breaker control unit
Ld: DC line
Claims (10)
保護制御装置は、当該交直変換所に接続された1または複数の直流線路のそれぞれにおける事故を判定し、最も早く事故検出した1つの前記直流線路の前記直流遮断器を開放し、前記最も早く事故検出した1つの直流線路以外の前記直流線路の前記直流遮断器の開放を阻止することを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 An AC/DC converter that mutually converts AC and DC is interconnected at one end with an AC transmission system and at the other end with one or more DC lines through a DC circuit breaker. A protection control device for an AC/DC converter station that constitutes a DC power transmission system ,
The protection control device determines a fault in each of the one or more DC lines connected to the AC/DC converter station , opens the DC circuit breaker of the DC line that detected the fault earliest , and detects the fault earliest. A protection control device for an AC/DC converter station, characterized in that it prevents opening of the DC circuit breakers of the DC lines other than the one detected DC line.
前記交直変換器の他方端は、それぞれ直流遮断器並びに直流リアクトルを介して直流線路に連系されていることを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 1,
A protection control device for an AC/DC converter station, wherein the other end of the AC/DC converter is connected to a DC line through a DC circuit breaker and a DC reactor, respectively.
前記直流線路における事故の判定は、前記直流線路を流れる電流増加の時間変化率または変化分を用いて行うことを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 1 ,
A protection control apparatus for an AC/DC converter station, wherein the determination of a fault in the DC line is performed using a time rate of change or a change in an increase in current flowing through the DC line.
前記直流線路における事故の判定は、前記直流線路の電圧低下の時間変化率または変化分を用いて行うことを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 1 ,
A protection control apparatus for an AC/DC converter station, wherein the determination of a fault in the DC line is performed using a time rate of change or a change in voltage drop in the DC line.
前記直流線路における事故の判定は、前記直流線路に設置した直流リアクトルの相手端側における電圧低下の時間変化率または変化分を用いて行うことを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 4,
A protection control apparatus for an AC/DC converter station, wherein the determination of an accident in the DC line is performed using a time rate of change or a change in a voltage drop at the other end of a DC reactor installed in the DC line.
複数の直流線路のそれぞれに設けられ、前記直流線路の物理量を計測する計測部と、物理量から前記直流線路における事故を判定する保護制御部と、保護制御部からの指令により前記直流遮断器を操作する遮断部とを備えた複数の保護制御装置と、
前記複数の保護制御装置の前記保護制御部からの事故判定の情報を用いて、1つの保護制御装置を選択し、選択した保護制御装置の前記保護制御部、前記遮断部を介してその直流遮断器を操作させるとともに、選択しなかった他の保護制御装置における直流遮断器の開放を阻止する中央保護装置とを備えることを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 1 ,
A measurement unit provided in each of a plurality of DC lines, which measures physical quantities of the DC lines, a protection control unit which determines an accident on the DC line from the physical quantities, and operates the DC circuit breaker according to commands from the protection control unit. a plurality of protection control devices each comprising a blocking unit that
One protection control device is selected using information on accident determination from the protection control units of the plurality of protection control devices, and the direct current is cut off via the protection control unit and the cutoff unit of the selected protection control device. A protection control device for an AC/DC converter station, comprising: a central protection device for operating a DC converter and preventing opening of a DC circuit breaker in a non-selected protection control device.
複数の直流線路のそれぞれに、前記直流線路の物理量を計測する計測部と、物理量から前記直流線路における事故を判定する保護制御部と、保護制御部からの指令により前記直流遮断器を操作する遮断部とを備えた複数の保護制御装置を備え、
各保護制御装置は、前記保護制御部における事故判定の情報を相互に交換し、自己の前記保護制御部における事故判定の生成前に他の前記保護制御部における事故判定の情報を得たときに自己の前記直流遮断器の開放を阻止することを特徴とする交直変換所の保護制御装置。 The protection control device for an AC/DC converter station according to claim 1 ,
For each of a plurality of DC lines, a measurement unit for measuring the physical quantity of the DC line, a protection control unit for determining an accident in the DC line from the physical quantity, and a break that operates the DC circuit breaker according to a command from the protection control unit. a plurality of protective control devices comprising
Each protection control device mutually exchanges the information of the accident determination in the protection control unit, and when the information of the accident determination in the other protection control unit is obtained before the generation of the accident determination in the self protection control unit. 1. A protection control device for an AC/DC converter station, characterized in that it prevents opening of said DC circuit breaker of its own.
各交直変換所は、請求項1に記載の交直変換所の保護制御装置を備えていることを特徴とする直流送電システムの保護制御システム。 An AC/DC converter that mutually converts AC and DC is interconnected at one end with an AC transmission system and at the other end with one or more DC lines through a DC circuit breaker. A protection control system for a direct current transmission system, comprising:
A protection control system for a DC transmission system, wherein each AC/DC converter station is provided with the AC/DC converter station protection control device according to claim 1 .
当該交直変換所に接続された1または複数の直流線路のそれぞれにおける事故を判定し、最も早く事故検出した1つの前記直流線路の前記直流遮断器を開放し、前記最も早く事故検出した1つの直流線路以外の前記直流線路の前記直流遮断器の開放を阻止することを特徴とする交直変換所の保護制御方法。 An AC/DC converter that mutually converts AC and DC is interconnected at one end with an AC transmission system and at the other end with one or more DC lines through a DC circuit breaker. A protection control method for an AC/DC converter station that constitutes a DC power transmission system by
Determining a fault in each of one or more DC lines connected to the AC/DC converter station , opening the DC circuit breaker of the DC line that detected the fault earliest , and detecting the fault earliest A protection control method for an AC/DC converter station, characterized by preventing opening of the DC circuit breaker of the DC line other than the line.
開放する1つの直流遮断器を選択するにあたり、複数の直流線路において検出した事故電流が、当該交直変換所からの直接事故電流であるか、当該交直変換所に隣接する交直変換所からの回り込みによる事故電流かを弁別して、直接事故電流であることをもって前記開放する1つの直流遮断器として選択することを特徴とする交直変換所の保護制御方法。 A protection control method for an AC/DC converter station according to claim 9,
When selecting one DC circuit breaker to open, the fault current detected in multiple DC lines is either a direct fault current from the AC/DC converter station, or a wraparound current from an AC/DC converter station adjacent to the AC/DC converter station. A protection control method for an AC/DC converter station, characterized by distinguishing between fault currents and selecting direct fault currents as one of the DC circuit breakers to be opened.
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