特許 6043505 磁気飽和抑制装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6043505

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】磁気飽和抑制装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/537 20060101AFI20161206BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20161206BHJP

   H01F 41/00 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/537 D

   H02M7/48 M

   H01F41/00 F

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-102444(P2012-102444)

(22)【出願日】2012年4月27日

(65)【公開番号】特開2013-233006(P2013-233006A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2014年12月24日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 智宏

(72)【発明者】

【氏名】飯島 由紀久

(72)【発明者】

【氏名】川上 紀子

【審査官】 津久井 道夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０６５４２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８− ７／９８

Ｈ０１Ｆ４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

変圧器を介して交流電力を供給するインバータを制御し、前記変圧器の磁気飽和を抑制する磁気飽和抑制装置であって、
前記変圧器の励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、
前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流に基づいて、前記変圧器の偏磁を抑制するように前記インバータを制御する偏磁抑制手段と、
事故を検出する事故検出手段と、
前記事故検出手段により事故を検出した場合及び前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流が予め設定された値以上の場合、前記インバータから出力する電流の位相を前記変圧器の磁束が減磁する方向に制御する減磁制御手段と
を備えたことを特徴とする磁気飽和抑制装置。

【請求項2】

前記変圧器の偏磁が抑制されたことを検出する偏磁抑制検出手段と、
前記偏磁抑制検出手段により前記偏磁が抑制されたことを検出した場合、前記減磁制御手段による制御を停止する減磁制御停止手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気飽和抑制装置。

【請求項3】

変圧器を介して交流電力を供給するインバータを制御し、前記変圧器の磁気飽和を抑制する磁気飽和抑制方法であって、
前記変圧器の励磁電流を検出し、
検出した前記励磁電流に基づいて、前記変圧器の偏磁を抑制するように前記インバータを制御し、
事故を検出し、
事故を検出した場合及び検出した前記励磁電流が予め設定された値以上の場合、前記インバータから出力する電流の位相を前記変圧器の磁束が減磁する方向に減磁制御すること
を含むことを特徴とする磁気飽和抑制方法。

【請求項4】

前記変圧器の偏磁が抑制されたことを検出し、
前記偏磁が抑制されたことを検出した場合、前記減磁制御を停止すること
を含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気飽和抑制方法。

【請求項5】

変圧器と、
前記変圧器を介して交流電力を供給するインバータと、
前記インバータを制御して、前記変圧器の磁気飽和を抑制する磁気飽和抑制装置とを備え、
前記磁気飽和抑制装置は、
前記変圧器の励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、
前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流に基づいて、前記変圧器の偏磁を抑制するように前記インバータを制御する偏磁抑制手段と、
事故を検出する事故検出手段と、
前記事故検出手段により事故を検出した場合及び前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流が予め設定された値以上の場合、前記インバータから出力する電流の位相を前記変圧器の磁束が減磁する方向に制御する減磁制御手段とを備えること
を特徴とする磁気飽和抑制システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変圧器の磁気飽和を抑制する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、変圧器の偏磁を抑制するために、インバータから変圧器に磁束の飽和を打ち消すように電流の直流成分を出力することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０４−１２１０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、過大な直流電流を変圧器の出力側に流せない場合（例えば、出力側に商用系統が接続されている場合）、直流電流を出力する電力変換装置の制御系のゲインを上げることができない。従って、系統事故などが起こった場合に、変圧器の偏磁を抑制するまでに比較的長い時間を要する。このように偏磁を抑制するまでに時間を要すると、飽和により過大な電流が流れるため、電力変換装置が停止することがある。

【0005】

そこで、本発明の目的は、変圧器の飽和を早期に抑制することのできる磁気飽和抑制装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の観点に従った磁気飽和抑制装置は、変圧器を介して交流電力を供給するインバータを制御し、前記変圧器の磁気飽和を抑制する磁気飽和抑制装置であって、前記変圧器の励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流に基づいて、前記変圧器の偏磁を抑制するように前記インバータを制御する偏磁抑制手段と、事故を検出する事故検出手段と、前記事故検出手段により事故を検出した場合及び前記励磁電流検出手段により検出された前記励磁電流が予め設定された値以上の場合、前記インバータから出力する電流の位相を前記変圧器の磁束が減磁する方向に制御する減磁制御手段とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、変圧器の飽和を早期に抑制することのできる磁気飽和抑制装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る磁気飽和抑制装置が適用された電力供給システムの構成を示す構成図。

【図2】本実施形態に係る自励式電力変換装置の出力電流の波形を示す波形図。

【図3】本実施形態に係る磁気飽和抑制装置による変圧器励磁電流の平均値の推移を示すグラフ図。

【図4】本実施形態に係る自励式電力変換装置のｄｑ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。

【図5】従来の偏磁抑制方法による電力変換装置の出力電流の波形を示す波形図。

【図6】従来の偏磁抑制方法による変圧器励磁電流の平均値の推移を示すグラフ図。

【図7】従来の偏磁抑制方法による電力変換装置のｄ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

【0010】

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る磁気飽和抑制装置１が適用された電力供給システムの構成を示す構成図である。なお、図面における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。

【0011】

電力供給システムは、２つの磁気飽和抑制装置１と、４つの二次電池２と、２つの自励式電力変換装置３と、連系変圧器４と、３つの電流検出器５ａ，５ｂ，５ｃと、電圧検出器６と、昇圧変圧器７と、電力系統９とを備える。

【0012】

なお、ここでは、１つの磁気飽和抑制装置１の構成について主に説明し、もう１つの磁気飽和抑制装置１は、同様に構成されているものとして説明を適宜省略する。

【0013】

２つの磁気飽和抑制装置１は、それぞれ対応する自励式電力変換装置３から出力される交流電力を制御する。

【0014】

二次電池２は、自励式電力変換装置３の直流側に接続されている。１つの自励式電力変換装置３には、直列に接続された２つの二次電池２が接続されている。直列に接続された二次電池２の接続点は、中性点として抵抗接地されている。二次電池２には、電気エネルギーが蓄えられている。蓄えられる電気エネルギーは、例えば夜間に発電される電力である。二次電池２は、自励式電力変換装置３に直流電力を供給する。

【0015】

自励式電力変換装置３は、二次電池２から供給される直流電力を三相交流電力に変換して、連系変圧器４に出力するインバータである。自励式電力変換装置３は、それぞれ対応する磁気飽和抑制装置１による制御により出力電力が制御される。自励式電力変換装置３は、例えば、ＰＣＳ(power conditioning system)である。

【0016】

自励式電力変換装置３は、電力変換回路３０１と、平滑コンデンサ３０２と、電流検出器３０３とを備えている。電力変換回路３０１は、直流電力を三相交流電力に変換する回路である。平滑コンデンサ３０２は、電力変換回路３０１に印加される直流電圧を平滑化する。電流検出器３０３は、電力変換回路３０１の出力電流ｉｏｕｔを相毎に検出する。電流検出器３０３は、直流成分を含む交流電流を検出する。例えば、電流検出器３０３は、相毎に設けられた３つのホールＣＴ(current transformer)を備える。電流検出器３０３は、検出した相毎の出力電流ｉｏｕｔを対応する磁気飽和抑制装置１に出力する。

【0017】

連系変圧器４は、２つの自励式電力変換装置３からそれぞれ供給される三相交流電力を１つの三相交流電力に合成する。連系変圧器４は、合成した三相交流電力を昇圧変圧器７に供給する。

【0018】

昇圧変圧器７は、連系変圧器４から供給される三相交流電力を電力系統９に供給するための電圧に昇圧する。昇圧変圧器７は、昇圧した三相交流電力を電力系統９に供給する。

【0019】

電力系統９は、自励式電力変換装置３の交流負荷である。電力系統９は、例えば商用系統である。

【0020】

電流検出器５ａは、連系変圧器４の二次側（電力系統９側）の三相交流電流を相毎に検出する。電流検出器５ｂは、連系変圧器４から出力された三相交流電流を相毎に検出する。電流検出器５ｃは、昇圧変圧器７の二次側（電力系統９側）の三相交流電流を相毎に検出する。電流検出器５ａ，５ｂ，５ｃは、検出した三相交流電流を２つの自励式電力変換装置３に出力する。例えば、電流検出器５ａ，５ｂ，５ｃは、相毎に設けられた３つのＣＴを備える。

【0021】

電圧検出器６は、連系変圧器４から出力された三相交流電圧を相毎に検出する。即ち、電圧検出器６は、電流検出器５ｂにより電流を検出する箇所に印加される電圧を検出する。電圧検出器６は、検出した電圧を２つの磁気飽和抑制装置１に出力する。

【0022】

磁気飽和抑制装置１は、電力計測回路２１と、有効電力制御回路２２ｄと、無効電力制御回路２２ｑと、切替スイッチ２３と、切替指令回路２４と、一次遅れ回路２５と、電流制御回路２６と、電流ｄｑ変換回路２７と、電圧ｄｑ変換回路２８と、２つの加算器２９ｄ，２９ｑと、逆ｄｑ変換回路３０と、２つの減算器３１，３２と、偏磁抑制制御回路３３と、ＰＷＭ(pulse width modulation)制御回路３４とを備える。

【0023】

ここで、ｄｑ座標系は、回転座標系である。ｄ軸は、有効電力成分である。ｑ軸は、無効電力成分である。

【0024】

電力計測回路２１は、電流検出器５ｂにより検出された三相交流電流及び電圧検出器６により検出された三相交流電圧に基づいて、連系変圧器４から出力される各相の有効電力測定値Ｐｏｕｔ及び無効電力測定値Ｑｏｕｔを演算する。電力計測回路２１は、演算した有効電力測定値Ｐｏｕｔを有効電力制御回路２２ｄに出力する。電力計測回路２１は、演算した無効電力測定値Ｑｏｕｔを無効電力制御回路２２ｑに出力する。

【0025】

有効電力制御回路２２ｄには、有効電力指令値Ｐｒｅｆ及び電力計測回路２１により演算された有効電力測定値Ｐｏｕｔが入力される。有効電力指令値Ｐｒｅｆは、例えば、上位制御系から送信される。有効電力制御回路２２ｄは、有効電力指令値Ｐｒｅｆと有効電力測定値Ｐｏｕｔとの差がゼロになるようなｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１を生成する。有効電力制御回路２２ｄは、生成したｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１を切替スイッチ２３の「１」側の端子に出力する。

【0026】

無効電力制御回路２２ｑには、無効電力指令値Ｑｒｅｆ及び電力計測回路２１により演算された無効電力測定値Ｑｏｕｔが入力される。無効電力指令値Ｑｒｅｆは、例えば、上位制御系から送信される。無効電力制御回路２２ｑは、無効電力指令値Ｑｒｅｆと無効電力測定値Ｑｏｕｔとの差がゼロになるようなｑ軸電流指令値ｉｑｒｅｆ１を生成する。無効電力制御回路２２ｑは、生成したｑ軸電流指令値ｉｑｒｅｆ１を切替スイッチ２３の「１」側の端子に出力する。

【0027】

切替スイッチ２３の「１」側の端子には、有効電力制御回路２２ｄ及び無効電力制御回路２２ｑにより生成されたｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１が入力される。切替スイッチ２３の「０」側の端子には、予め設定されているｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０が入力される。ｑ軸電流指令値ｉｑｒｅｆ０には、連系変圧器４が減磁する方向に自励式電力変換装置３の出力電流ｉｏｕｔを流すように進み方向に１［ｐ．ｕ．］（定格電流）が設定されている。ｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０には、ゼロが設定されている。ここでは、ｑ軸電流指令値ｉｑｒｅｆ０に１［ｐ．ｕ．］が設定されているため、ｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０をゼロに設定したが、ｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０は、ゼロでなくてもよい。

【0028】

切替スイッチ２３は、切替指令回路２４から入力される切替信号Ｓｔに応じて、２つの電力制御回路２２ｄ，２２ｑにより生成されたｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１と予め設定されているｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０のいずれかを選択する。切替スイッチ２３は、選択したｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０，ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１を一次遅れ回路２５に出力する。通常時は、切替スイッチ２３は、「１」側の端子を選択して、２つの電力制御回路２２ｄ，２２ｑにより生成されたｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１を選択する。系統事故を検出したときは、切替スイッチ２３は、「０」側の端子を選択して、予め設定されているｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０を選択する。

【0029】

一次遅れ回路２５は、切替スイッチ２３により選択されたｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０，ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１を一次遅れの演算処理をして、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を生成する。一次遅れ回路２５は、生成したｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊を電流制御回路２６に出力する。

【0030】

電流ｄｑ変換回路２７は、電流検出器３０３により検出された三相の出力電流ｉｏｕｔが入力される。電流ｄｑ変換回路２７は、入力された三相の出力電流ｉｏｕｔをｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑに変換する。電流ｄｑ変換回路２７は、変換したｄｑ軸電流ｉｄ，ｉｑを電流制御回路２６に出力する。

【0031】

電圧ｄｑ変換回路２８は、電圧検出器６により検出された三相交流電圧が入力される。電圧ｄｑ変換回路２８は、入力された三相交流電圧をｄ軸電圧ｖｄとｑ軸電圧ｖｑに変換する。電圧ｄｑ変換回路２８は、変換したｄｑ軸電圧ｖｄ，ｖｑをそれぞれ対応する加算器２９ｄ，２９ｑに出力する。

【0032】

電流制御回路２６は、電流ｄｑ変換回路２７から入力されたｄｑ軸電流ｉｄ，ｉｑが一次遅れ回路２５から入力されたｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に追従するように制御処理をする。電流制御回路２６は、制御処理されたｄｑ軸の制御値をそれぞれ加算器２９ｄ，２９ｑに出力する。

【0033】

加算器２９ｄは、電圧ｄｑ変換回路２８から入力されたｄ軸電圧ｖｄに、電流制御回路２６により演算されたｄ軸の制御値を加算して、ｄ軸電圧指令値ｖｄ＊を生成する。加算器２９ｑは、電圧ｄｑ変換回路２８から入力されたｑ軸電圧ｖｑに、電流制御回路２６により演算されたｑ軸の制御値を加算して、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を生成する。２つの加算器２９ｄ，２９ｑにより生成されたｄｑ軸電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を逆ｄｑ変換回路３０に出力する。

【0034】

逆ｄｑ変換回路３０は、２つの加算器２９ｄ，２９ｑから入力されたｄｑ軸電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を三相交流電圧指令値Ｖ３＊に変換する。三相交流電圧指令値Ｖ３＊には、自励式電力変換装置３から出力される三相交流電圧の各相に対する指令値が含まれている。逆ｄｑ変換回路３０は、演算した三相交流電圧指令値Ｖ３＊を減算器３１に出力する。

【0035】

減算器３２には、電流検出器３０３により検出された三相出力電流ｉｏｕｔ及び電流検出器５ａにより検出された連系変圧器４の二次側の三相交流電流が入力される。減算器３２は、三相出力電流ｉｏｕｔから二次側の三相交流電流を相毎に減算する。減算器３２により演算された電流差が変圧器励磁電流となる。減算器３２は、演算した三相の変圧器励磁電流を偏磁抑制制御回路３３に出力する。このように、偏磁抑制制御回路３３は、各相の変圧器励磁電流を検出する。

【0036】

偏磁抑制制御回路３３は、平均値演算回路３３１と、比例積分（ＰＩ：proportional-plus-integral）回路３３２とを備えている。平均値演算回路３３１は、減算器３２から入力された三相の変圧器励磁電流の平均値ｉａを相毎に演算する。平均値演算回路３３１は、演算した各相の変圧器励磁電流の平均値ｉａを比例積分回路３３２に出力する。比例積分回路３３２は、入力された各相の変圧器励磁電流の平均値ｉａを比例積分演算する。比例積分回路３３２は、演算した各相の値を連系変圧器４の偏磁を抑制するための出力電圧補正信号Ｖｃとして、減算器３１に出力する。また、平均値演算回路３３１は、演算した各相の変圧器励磁電流の平均値ｉａを、切替スイッチ２３を切り替えるための条件となる信号として切替指令回路２４に出力する。

【0037】

減算器３１は、相毎に、三相交流電圧指令値Ｖ３＊から三相の出力電圧補正信号Ｖｃを減算して、三相交流電圧指令値Ｖ３ｃ＊を補正する。減算器３１は、補正した三相交流電圧指令値Ｖ３ｃ＊をＰＷＭ制御回路３４に出力する。

【0038】

ＰＷＭ制御回路３４は、減算器３１から入力された三相交流電圧指令値Ｖ３ｃ＊に基づいて、自励式電力変換装置３の電力変換回路３０１を構成するスイッチング素子を駆動するためのパルス波形を生成する。ＰＷＭ制御回路３４は、生成したパルス波形を電力変換回路３０１に出力する。これにより、自励式電力変換装置３の出力が三相交流電圧指令値Ｖ３ｃ＊に従うように制御される。

【0039】

切替指令回路２４には、電流検出器５ｃにより検出された昇圧変圧器７の二次側の三相交流電流及び偏磁抑制制御回路３３の平均値演算回路３３１により演算された各相の変圧器励磁電流の平均値ｉａが入力される。切替指令回路２４は、昇圧変圧器７の二次側電流及び変圧器励磁電流の平均値ｉａに基づいて、切替スイッチ２３を切り替えるための切替信号Ｓｔを出力する。

【0040】

切替指令回路２４は、昇圧変圧器７の二次側電流に基づいて、地絡又は短絡などの系統事故の発生を検出する。切替指令回路２４は、例えば、昇圧変圧器７の二次側電流が過電流（例えば、１．５［ｐ．ｕ．］以上の電流）の場合、系統事故が発生していると判断する。切替指令回路２４は、系統事故の発生を検出すると、予め設定されているｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ０，ｉｑｒｅｆ０を選択する切替信号Ｓｔを出力する。これにより、自励式電力変換装置３は、連系変圧器４の磁束を減磁するような電流を出力する。

【0041】

切替指令回路２４は、系統事故の発生を検出しておらず、かつ三相の全て変圧器励磁電流の平均値ｉａが予め設定された電流値（例えば、０．０５［ｐ．ｕ．］）以下の場合、通常時のｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１（「１」側の端子）を選択する切替信号Ｓｔを出力する。通常時のｄｑ軸電流指令値ｉｄｒｅｆ１，ｉｑｒｅｆ１を選択するための予め設定される電流値は、連系変圧器４の偏磁が抑制されたと判断できる上限の電流値である。これにより、自励式電力変換装置３は、連系変圧器４の磁束を減磁するような電流の出力を停止させ、偏磁を抑制しながら負荷に電力供給する通常（系統事故検出前と同じ運転）の電流出力をする。

【0042】

本実施形態によれば、系統事故が発生した場合であっても、系統事故の検出により自励式電力変換装置３から減磁方向に電流を流すことにより、連系変圧器４の磁束のピークが飽和領域に到達することを防ぐことができる。また、系統事故などが生じていない時に生じる偏磁は、偏磁抑制制御回路３３により抑制することができる。

【0043】

図２から図７を参照して、磁気飽和抑制装置１による作用効果ついて説明する。

【0044】

まず、比較のため、図５から図７を参照して、従来の偏磁抑制方法による作用効果について説明する。従来の偏磁抑制方法とは、系統事故発生時に電力変換装置から減磁方向に出力電流ｉｏｕｔを出力することをしない方法である。

【0045】

図５は、電力変換装置の出力電流ｉｏｕｔ０の波形を示す波形図である。図６は、変圧器励磁電流の平均値ｉａの推移を示すグラフ図である。図７は、電力変換装置の出力電流ｉｏｕｔ０に対するｄ軸電流指令値ｉｄ０＊の推移を示すグラフ図である。時刻ｔ２１は、地絡事故発生時である。時刻ｔ２２は、事故点除去時である。

【0046】

時刻ｔ２１に地絡事故が発生しても、電力変換装置のｄ軸電流指令値ｄ０＊は、１［ｐ．ｕ．］のままである。従って、電力変換装置の出力電流ｉｏｕｔ０に変化はない。地絡事故発生後に、連系変圧器４の偏磁により変圧器励磁電流が流れる。時刻ｔ２２の事故点除去直後に、連系変圧器４が磁気飽和することにより、変圧器励磁電流の平均値ｉａが増大する。これにより、電力変換装置は、過電流を検出してゲートブロックにより停止する。

【0047】

次に、図２から図４を参照して、磁気飽和抑制装置１による作用効果について説明する。

【0048】

図２は、自励式電力変換装置３の出力電流ｉｏｕｔの波形を示す波形図である。図３は、変圧器励磁電流の平均値ｉａの推移を示すグラフ図である。図４は、自励式電力変換装置３の出力電流ｉｏｕｔに対するｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊の推移を示すグラフ図である。時刻ｔ１１は、地絡事故発生時である。時刻ｔ１２は、事故点除去時である。時刻ｔ１３は、磁気飽和抑制装置１の制御を通常に戻した時（切替スイッチ２３の端子を「１」側にした時）である。

【0049】

時刻ｔ１１に地絡事故が発生すると、磁気飽和抑制装置１は、切替スイッチ２３の端子を「０」側にして、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊を０［ｐ．ｕ．］にし、ｑ軸電流指令値ｉｑ＊を減磁方向に１［ｐ．ｕ．］にする。ｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊の変更に従って、自励式電力変換装置３の出力電流ｉｏｕｔが変化する。これにより、連系変圧器４の磁気飽和は、抑制されるため、変圧器励磁電流ｉｏｕｔの平均値ｉａの増加も軽減される。従って、地絡事故が発生しても、自励式電力変換装置３が過電流によりゲートブロックする事態を避けることができる。

【0050】

その後、偏磁抑制制御回路３３により変圧器励磁電流ｉｏｕｔの平均値ｉａが減少し、予め設定された電流値（０．０５［ｐ．ｕ．］）以下になると（時刻ｔ１３）、磁気飽和抑制装置１は、切替スイッチ２３の端子を「１」側にして、通常のｄｑ軸電流指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に戻す。これにより、自励式電力変換装置３は、電力系統に電力供給する通常の運転に戻る。

【0051】

なお、実施形態では、２つの自励式電力変換装置３による構成について説明したが、自励式電力変換装置３はいくつ設けてもよい。例えば、自励式電力変換装置３を６つ設けた場合、連系変圧器４を６つの自励式電力変換装置３に対応する変圧器に代え、６つの自励式電力変換装置３をそれぞれ制御するための６つの磁気飽和抑制装置１を設けることで、実施形態と同様に構成することができる。

【0052】

また、実施形態では、電力系統に流れる電流に基づいて系統事故を検出したが、系統事故は、どのように検出してもよい。例えば、系統事故は、系統電圧に基づいて検出してもよいし、地絡継電器などの他の装置により検出された系統事故を受信してもよい。即ち、必ずしも磁気飽和抑制装置１で、事故の発生を判断する必要はなく、事故を検出できればよい。

【0053】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0054】

１…磁気飽和抑制装置、２…二次電池、３…自励式電力変換装置、４…連系変圧器、５ａ，５ｂ，５ｃ…電流検出器、６…電圧検出器、７…昇圧変圧器、８…系統インピーダンス、９…電力系統、２１…電力計測回路、２２ｄ…有効電力制御回路、２２ｑ…無効電力制御回路、２３…切替スイッチ、２４…切替指令回路、２５…一次遅れ回路、２６…電流制御回路、２７…電流ｄｑ変換回路、２８…電圧ｄｑ変換回路、２９ｄ，２９ｑ…加算器、３０…逆ｄｑ変換回路、３１，３２…減算器、３３…偏磁抑制制御回路、３４…ＰＷＭ制御回路、３０１…電力変換回路、３０２…平滑コンデンサ、３０３…電流検出器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】