特許 6117851 計器用変圧器の偏差補償方法

(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】6117851

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】計器用変圧器の偏差補償方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/42 20060101AFI20170410BHJP

   H01F 41/00 20060101ALI20170410BHJP

   H02M 7/515 20070101ALI20170410BHJP

   H02M 7/5387 20070101ALI20170410BHJP

【ＦＩ】

   H01F27/42 501

   H01F41/00 D

   H02M7/515

   H02M7/5387

【請求項の数】7

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2015-96281(P2015-96281)

(22)【出願日】2015年5月11日

(65)【公開番号】特開2015-220460(P2015-220460A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2015年5月11日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0057360

(32)【優先日】2014年5月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】593121379

【氏名又は名称】エルエス産電株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100165191

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 章

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】チェ ヨン キル

【審査官】 井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−３０２７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０７４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２５２１４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２５４０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６４４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００８５１４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−２３５６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２１８３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２３６０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２４８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１６７１３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１３５１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０６３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８０７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５４６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１３２９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５２９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６０２７１８１（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１５−２２０４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２０４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ２７／４２

Ｈ０１Ｆ ４１／００

Ｈ０２Ｍ ７／５１５

Ｈ０２Ｍ ７／５３８７

Ｇ０１Ｒ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

偏差補償器が超高圧電流送電システムの互いに異なる位置にそれぞれ設置された第１乃至Ｎ計器用変圧器から測定される電圧値の偏差を標準化するための基準値を設定及び記憶するステップと、
前記偏差補償器が前記基準値を基準に前記第１乃至Ｎ計器用変圧器にそれぞれ適用される補償値を決定するステップと、
前記偏差補償器が前記第１乃至Ｎ計器用変圧器のうち第１計器用変圧器の出力電圧値を検出するステップと、
前記偏差補償器が前記第１計器用変圧器に適用された補償値を確認するステップと、
前記偏差補償器が前記補償値を基準に前記出力電圧値を補償し、前記第１計器用変圧器が設置された位置の第２の実際の電圧値を測定して、中央制御器に前記第２の実際の電圧値を伝送するステップと、
前記中央制御器が前記第２の実際の電圧値の有効性を検証するステップと、
前記中央制御器が前記第２の実際の電圧値が有効でないと検証すれば、前記第２の実際の電圧値を測定する前記偏差補償器をリセットするステップと、を含み、
前記補償値を決定するステップは、
前記超高圧直流送電システムにＮ+１計器用変圧器が新しく連結されれば、前記偏差補償器が前記基準値を基準に前記Ｎ+１計器用変圧器の補償値を決定するステップを含む、計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項2】

前記補償値を決定するステップは、
前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に同じ第１電圧を供給するステップと、
前記偏差補償器が前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値を測定するステップと、
前記偏差補償器が前記測定された電圧値の間に偏差が発生したか否かを判断するステップと、
前記偏差が発生したら、前記偏差補償器が前記基準値を基準に補償値を決定するステップを含む、請求項１に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項3】

前記基準値は、
前記偏差補償器から測定された第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値の平均値又は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に供給される第１電圧のうちの一つである、請求項２に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項4】

前記第１乃至Ｎ計器用変圧器には、
多数の区間に区分された電圧範囲内に属する電圧が順次に供給され、
前記補償値は、
前記順次に供給されるそれぞれの区間に対する電圧範囲に対して決定される、請求項２に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項5】

前記補償値は、
前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に適用される変圧比、オフセット及びゲイン値のうち少なくともいずれか一つである、請求項２に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項6】

前記有効性を検証するステップは、
前記中央制御器が現時点で測定された前記第１計器用変圧器の第２の実際の電圧値と前記現時点より以前時点で測定された前記第１計器用変圧器が設置された位置の第１の実際の電圧値の差の値を計算するステップと、
前記中央制御器が前記差の値が予め設定された基準範囲を逸脱したか否かを判断するステップと、
前記差の値が基準範囲に属すれば、前記第２の実際の電圧値が有効であると検証し、前記差の値が前記基準範囲に属さなければ、前記第２の実際の電圧値が有効でないと検証するステップとを含む、請求項１に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【請求項7】

前記中央制御器が前記偏差補償器のリセット以降の時点に再測定された第１計器用変圧器が設置された位置の第３の実際の電圧値の有効性を検証し、前記第３の実際の電圧値が有効でなければ前記第１計器用変圧器の交換を要求する信号又は前記第１計器用変圧器に適用された補償値の再決定を要求する信号を出力するステップが更に含まれる、請求項６に記載の計器用変圧器の偏差補償方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は計器用変圧器に関するものであり、特に高電圧直流送電システムに設置される複数の計器用変圧器を介して測定された電圧値の偏差を補償する計器用変圧器の偏差補償方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高電圧直流送電システム（ＨＩＧＨ ＶＯＬＴＡＧＥ ＤＩＲＥＣＴ ＣＵＲＲＥＮＴ，ＨＶＤＣ）とは、送電所が発電所で生産される交流電力を直流に変換して送電した後、受電所で交流に再変換して電力を供給する送電方式をいう。

【0003】

ＨＶＤＣシステムは海底ケーブル送電、大容量長距離送電、交流系統間連携などに適用される。また、ＨＶＤＣシステムは互いに異なる周波数系統連携及び非同期（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓｍ）連携を可能にする。

【0004】

送電所は交流電力を直流電力に変換する。即ち、交流電力を海底ケーブルなどを利用して伝送する情況は非常に危ないため、送電所は交流電力を直流電力に変換して受電所に伝送する。

【0005】

一方、ＨＶＤＣシステムに利用される電圧型コンバータには多様な種類があり、最近モジュール型マルチレベル形態の電圧型コンバータが最も注目されている。

【0006】

モジュール型マルチレベルコンバータ（Ｍｏｄｕｌａｒ Ｍｕｌｔｉ−Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＭＭＣ）は多数のサブモジュール（Ｓｕｂ−Ｍｏｄｕｌｅ）を利用して直流電力を交流電力に変換する装置であり、それぞれのサブモジュールを充電、放電、バイパス状態に制御して動作する。

【0007】

このようなＨＶＤＣシステムには、システム制御及びシステム保護などの目的のために多くの箇所に計器用変圧器が設置される。

【0008】

しかし、前記のような計器用変圧器は同じ製品であっても電圧測定範囲に応じて互いに異なる測定値を感知することで測定エラーが発生し、これはシステム故障と認識されて深刻な場合にはシステムの運転を中断せざるを得ない情況が発生する恐れがある。

【0009】

即ち、一般に単一計器用変圧器の電圧測定誤差は０．２〜０．５％範囲を有するべきである。しかし、ＨＶＤＣシステムに適用される計器用変圧器は超高圧測定の際に誤差範囲が相当大きくなり、また多くの箇所に複数の計器用変圧器が設置されればそれぞれの計器用変圧器が有する測定誤差から引き起こされるエラーの範囲が更に広くならざるを得ない実情である。

【0010】

また、そのためにより精密なセンシング機器を使用してもよいが、精密なセンシング機器を使用するためには設置コストと技術的な問題が存在する。

【発明の概要】

【0011】

本発明による実施例は、複数の計器用変圧器で測定される電圧値の偏差を補償する計器用変圧器の偏差補償方法に関する。

【0012】

また、本発明による実施例は、複数の計器用変圧器に適用された補償値のエラーによって発生する非常状況を事前に防止する計器用変圧器の偏差補償方法に関する。

【0013】

提案される実施例で成そうとする技術的課題は上述した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は以下の記載から提案される実施例が属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるはずである。

【0014】

実施例による計器用変圧器の偏差補償方法は、第１計器用変圧器の出力電圧値を検出するステップと、前記第１計器用変圧器に適用された補償値を確認するステップと、前記補償値を基準に前記出力電圧値を補償して前記第１計器用変圧器が設置された位置の実際の電圧値を測定するステップと、前記測定された実際の電圧値の有効性を検証するステップと、前記実際の電圧値に対する有効性の検証結果に応じて前記実際の電圧値を測定する偏差補償器をリセットするステップと、を含む。

【0015】

また、前記高圧直流送電システムの互いに異なる位置にそれぞれ設置された第１乃至Ｎ計器用変圧器の測定偏差を基準に前記第１乃至Ｎ計器用変圧器にそれぞれ適用される補償値を決定するステップを更に含む。

【0016】

また、前記補償値を決定するステップは、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に同じ第１電圧を供給するステップと、前記供給された第１電圧によって前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値を測定するステップと、前記測定された電圧値の間に偏差が発生したか否かを判断するステップと、前記偏差が発生したら前記測定された電圧値を同じ電圧値に補償するための補償値を決定するステップと、を含む。

【0017】

また、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器は一つの前記偏差補償器に共通連結され、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値は前記偏差補償器を介して測定される。

【0018】

また、前記補償値は前記測定された第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値の平均値又は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に供給される第１電圧のうち少なくともいずれか一つを基準に前記測定された電圧値を標準化するための値である。

【0019】

また、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器には多数の区間に区分された電圧範囲内に属する電圧が順次に供給され、前記補償値は前記順次に供給されるそれぞれの区間に対する電圧範囲に対して決定される。

【0020】

また、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に適用される変圧比、オフセット及びゲイン値のうち少なくともいずれか一つである。

【0021】

また、前記有効性を検証するステップは、以前(過去）の時点に測定された前記第１計器用変圧器が設置された位置の第１の実際の電圧値と現時点に測定された前記第１計器用変圧器が設置された位置の第２の実際の電圧値の差の値を計算するステップと、前記差の値が予め設定された基準範囲を逸脱したか否かを判断するステップと、前記差の値が基準範囲以内に存在すれば前記第２の実際の電圧値が有効であると判断するステップと、前記差の値が基準範囲を逸脱すれば前記第２の実際の電圧値にエラーが発生したと判断するステップを含む。

【0022】

また、前記偏差補償器のリセット以降の時点に再測定された第１計器用変圧器が設置された位置の第３の実際の電圧値の有効性を検証し、前記第３の実際の電圧値が有効でなければ前記第１計器用変圧器の交換を要求する信号又は前記第１計器用変圧器に適用された補償値の再決定を要求する信号を出力するステップが更に含まれる。

【発明の効果】

【0023】

前記のような本発明の実施例によると、ＨＶＤＣシステムの互いに異なる位置に設置された計器用変圧器間の測定偏差を補償することで、ＨＶＤＣシステムの信頼性を向上することができる。

【0024】

また、本発明の実施例によると同じ偏差補償器を使用して多数の計器用変圧器の偏差を補償することができ、それによって測定器による前記多数の計器用変圧器の測定電圧値の偏差をなくすことができるだけでなく、ＨＶＤＣの制御が容易で電圧偏差保護などに関する正確な動作を行うことができる。

【0025】

また、本発明の実施例によると電力を伝送するＨＶＤＣシステムでは測定偏差によって発生する損失を最小化することができ、それによるシステム損失を改善することができる。

【0026】

また、本発明の実施例によると特定計器用変圧器に問題が発生し交換する必要がある場合、以前に多数の計器用変圧器の偏差を補償するのに使用した情報が記憶されているため前記特定計器用変圧器の交換を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施例による高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。

【図2】本発明の一実施例によるモノポーラ方式の高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。

【図3】本発明の一実施例によるバイポーラ方式の高電圧直流送電システムの構成を説明するための図である。

【図4】本発明の一実施例による変圧器と３相バルブブリッジの結線を説明するための図である。

【図5】本発明の一実施例によるモジュール型マルチレベルコンバータの構成ブロック図である。

【図6】本発明の一実施例によるモジュール型マルチレベルコンバータの具体的な構成を示す構成ブロック図である。

【図7】本発明の一実施例による複数のサブモジュールの連結を示す図である。

【図8】本発明の一実施例によるサブモジュールの構成を示す例示図である。

【図9】本発明の一実施例による計器用変圧器の偏差補償装置を示す図である。

【図10】本発明の第１実施例による計器用変圧器の偏差補償方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【図11】本発明の第２実施例による計器用変圧器の偏差補償方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【図12】図１０及び図１１における補償値の決定過程をより具体的に説明するためのフローチャートである。

【図13】本発明の実施例によって決定された補償値を利用した電圧測定方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【図14】本発明の実施例によって測定された実際の電圧値の有効性の有無を判断する方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に関する実施例について図面を参照してより詳細に説明する。以下に説明で使用される構成要素の末尾に用いられる用語「パート」、「モジュール」及び「部」は明細書作成の容易性のみが考慮されて付与されるか混用されるものであって、それ自体として互いに区別される意味又は役割を有することはない。

【0029】

本発明の利点及びその特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付した図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると明確になるはずである。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限らず互いに異なる多様な形態に具現されてもよいが、但し、本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は請求項の範疇によって定義されるのみである。明細書全体にわたって、同じ参照符号は同じ構成要素を指す。

【0030】

本発明の実施例を説明するに当たって、関連する公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は本発明の実施例における機能を考慮して定義された用語であって、これはユーザ、運用者の意図又は慣例などによって異なり得る。よって、その定義は本明細書全般にわたる内容に基づいてなされるべきである。

【0031】

添付した図面の各ブロックとフローチャートの各ステップの組み合わせはコンピュータプログラムインストラクションによって行われてもよい。これらのコンピュータプログラムインストラクションは汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサに搭載可能であるため、コンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサを介して行われるそのインストラクションが図面の各ブロック又はフローチャートの各ステップで説明された機能を行う手段を生成するようになる。これらのコンピュータプログラムインストラクションは特定方式に機能を具現するためにコンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備の指向するコンピュータで利用可能な又はコンピュータで判読可能なメモリに記憶されることもできるため、そのコンピュータで利用可能な又はコンピュータで判読可能なメモリに記憶されたインストラクションは図面の各ブロック又はフローチャートの各ステップで説明された機能を行うインストラクション手段を内包する製造品目を生産することもできる。コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備上に搭載することもできるため、コンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備上で一連の動作ステップが行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成してコンピュータ又はその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備を行うインストラクションは図面の各ブロック又はフローチャートの各ステップで説明された機能を行うためのステップを提供することもできる。

【0032】

また、各ブロック又は各ステップは特定の論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメント又はコードの一部を示す。また、いくつかの代替実施例ではブロック又はステップで言及した機能が順番を逸脱して発生することもできることに注目すべきである。例えば、引き続き図示されている２つのブロック又はステップは実は実質的に同時に行われてもよく、或いはそのブロック又はステップが時々当たる機能に応じて逆順に行われてもよい。

【0033】

図１は、本発明の実施例による高電圧直流送電システムを示す図である。

【0034】

図１に示したように、本発明の実施例によるＨＶＤＣシステム１００は発電パート１０１、送電側交流パート１１０、送電側変電パート１０３、直流送電パート１４０、需要側変電パート１０５、需要側交流パート１７０、需要パート１８０及び制御パート１９０を含む。送電側変電パート１０３は送電側変圧器パート１２０、送電側交流−直流コンバータパート１３０を含む。需要側変電パート１０５は需要側直流−交流コンバータパート１５０、需要側変圧器パート１６０を含む。

【0035】

発電パート１０１は３相交流電力を生成する。発電パート１０１は複数の発電所を含む。送電側交流パート１１０は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側変圧器パート１２０と送電側交流−直流コンバータパート１３０を含むＤＣ変電所に伝達する。

【0036】

送電側変圧器パート１２０は送電側交流パート１１０を送電側交流−直流コンバータパート１３０及び直流送電パート１４０から隔離する（ｉｓｏｌａｔｅ）。

【0037】

送電側交流−直流コンバータパート１３０は送電側変圧器パート１２０の出力に当たる３相交流電力を直流電力に変換する。
直流送電パート１４０は送電側の直流電力を需要側に伝達する。

【0038】

需要側直流−交流コンバータパート１５０は直流送電パート１４０によって伝達された直流電力を３相交流電力に変換する。

【0039】

需要側変圧器パート１６０は需要側交流パート１７０を需要側直流−交流コンバータパート１５０と直流送電パート１４０から隔離する。

【0040】

需要側交流パート１７０は需要側変圧器パート１６０の出力に当たる３相交流電力を需要パート１８０に提供する。

【0041】

制御パート１９０は発電パート１０１、送電側交流パート１１０、送電側変電パート１０３、直流送電パート１４０、需要側変電パート１０５、需要側交流パート１７０、需要パート１８０、制御パート、送電側交流−直流コンバータパート１３０、需要側直流−交流コンバータパート１５０のうち少なくとも一つを制御する。特に、制御パート１９０は送電側交流−直流コンバータパート１３０と需要側直流−交流コンバータパート１５０内の複数のバルブのターンオン及びターンオフのタイミングを制御する。この際、バルブはサイリスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）に当たる。

【0042】

図２は、本発明の実施例によるモノポーラ方式の高電圧直流送電システムを示す図である。特に、図２は単一極の直流電力を送電するシステムを示す。以下の説明では単一極は正極（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｅ）であると仮定して説明するが、それに限る必要はない。

【0043】

送電側交流パート１１０は交流送電ライン１１１と交流フィルタ１１３を含む。
交流送電ライン１１１は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側変電パート１０３に伝達する。

【0044】

交流フィルタ１１３は直流変電パート１０３が利用する周波数成分以外の残りの周波数成分を伝達された３相交流電力から除去する。

【0045】

送電側変圧器パート１２０は正極のために一つ以上の変圧器１２１を含む。正極のために送電側交流−直流コンバータパート１３０は正極直流電力を生成する交流−正極直流コンバータ１３１を含み、この交流−正極直流コンバータ１３１は一つ以上の変圧器１２１にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３１ａを含む。

【0046】

一つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して６つのパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0047】

２つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１２個のパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0048】

３つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１８個のパルスを有する正極直流電力を生成する。正極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0049】

直流送電パート１４０は送電側正極直流フィルタ１４１、正極直流送電ライン１４３、需要側正極直流フィルタ１４５を含む。

【0050】

送電側正極直流フィルタ１４１はインダクタＬ１とキャパシタＣ１を含み、交流−正極直流コンバータ１３１が出力する正極直流電力を直流フィルタリングする。

【0051】

正極直流送電ライン１４３は正極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地（接地）を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。

【0052】

需要側正極直流フィルタ１４５はインダクタＬ２とキャパシタＣ２を含み、正極直流送電ライン１４３を介して伝達された正極直流電力を直流フィルタリングする。

【0053】

需要側直流−交流コンバータパート１５０は正極直流−交流コンバータ１５１を含み、正極直流−交流コンバータ１５１は一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａを含む。

【0054】

需要側変圧器パート１６０は正極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６１を含む。

【0055】

一つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0056】

２つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0057】

３つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１８つのパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0058】

需要側交流パート１７０は交流フィルタ１７１と交流送電ライン１７３を含む。
交流フィルタ１７１は需要パート１８０が利用する周波数成分（例えば、６０Ｈｚ）以外の残りの周波数成分を需要側変電パート１０５が生成する交流電力から除去する。交流送電ライン１７３はフィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に伝達する。

【0059】

図３は、本発明の実施例によるバイポーラ方式の高電圧直流送電システムを示す図である。

【0060】

特に、図３は２つの極の直流電力を送電するシステムを示す。以下の説明では２つの極は正極と負極（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｏｌｅ）であると仮定して説明するが、それに限る必要はない。

【0061】

送電側交流パート１１０は交流送電ライン１１１と交流フィルタ１１３を含む。
交流送電ライン１１１は発電パート１０１が生成した３相交流電力を送電側変電パート１０３に伝達する。

【0062】

交流フィルタ１１３は変電パート１０３が利用する周波数成分以外の残りの周波数成分を伝達された３相交流電力から除去する。

【0063】

送電側変圧器パート１２０は正極のための一つ以上の変圧器１２１を含み、負極のための一つ以上の変圧器１２２を含む。送電側交流−直流コンバータパート１３０は正極直流電力を生成する交流−正極直流コンバータ１３１と負極直流電力を生成する交流−負極直流コンバータ１３２を含み、交流−正極直流コンバータ１３１は正極のための一つ以上の変圧器１２１にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３１ａを含み、交流−負極直流コンバータ１３２は負極のための一つ以上の変圧器１２２にそれぞれ対応する一つ以上の３相バルブブリッジ１３２ａを含む。

【0064】

正極のために一つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して６つのパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0065】

正極のために２つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１２個のパルスを有する正極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0066】

正極のために３つの３相バルブブリッジ１３１ａが利用される場合、交流−正極直流コンバータ１３１は交流電力を利用して１８個のパルスを有する正極直流電力を生成する。正極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0067】

負極のために一つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は６つのパルスを有する負極直流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0068】

負極のために２つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は１２個のパルスを有する負極直流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１２２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0069】

負極のために３つの３相バルブブリッジ１３２ａが利用される場合、交流−負極直流コンバータ１３２は１８個のパルスを有する負極直流電力を生成する。負極直流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0070】

直流送電パート１４０は送電側正極直流フィルタ１４１、送電側負極直流フィルタ１４２、正極直流送電ライン１４３、負極直流送電ライン１４４、需要側正極直流フィルタ１４５、需要側負極直流フィルタ１４６を含む。

【0071】

送電側正極直流フィルタ１４１はインダクタＬ１とキャパシタＣ１を含み、交流−正極直流コンバータ１３１が出力する正極直流電力を直流フィルタリングする。

【0072】

送電側負極直流フィルタ１４２はインダクタＬ３とキャパシタＣ３を含み、交流−負極直流コンバータ１３２が出力する負極直流電力を直流フィルタリングする。

【0073】

正極直流送電ライン１４３は正極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。

【0074】

負極直流送電ライン１４４は負極直流電力を伝送するための一つのＤＣラインを有し、電流の帰還通路としては大地を利用する。このＤＣラインの上には一つ以上のスイッチが配置される。

【0075】

需要側正極直流フィルタ１４５はインダクタＬ２とキャパシタＣ２を含み、正極直流送電ライン１４３を介して伝達された正極直流電力を直流フィルタリングする。

【0076】

需要側負極直流フィルタ１４６はインダクタＬ４とキャパシタＣ４を含み、負極直流送電ライン１４４を介して伝達された負極直流電力を直流フィルタリングする。

【0077】

需要側直流−交流コンバータパート１５０は正極直流−交流コンバータ１５１と負極直流−交流コンバータ１５２を含み、正極直流−交流コンバータ１５１は一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａを含み、負極直流−交流コンバータ１５２は一つ以上の３相バルブブリッジ１５２ａを含む。

【0078】

需要側変圧器パート１６０は正極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６１を含み、負極のために一つ以上の３相バルブブリッジ１５２ａにそれぞれ対応する一つ以上の変圧器１６２を含む。

【0079】

正極のために一つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0080】

正極のために２つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６１の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0081】

正極のために３つの３相バルブブリッジ１５１ａが利用される場合、正極直流−交流コンバータ１５１は正極直流電力を利用して１８個のパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0082】

負極のために一つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して６つのパルスを有する交流電力を生成する。この際、その一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、Ｙ−デルタ（Δ）形状の結線を有してもよい。

【0083】

負極のために２つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して１２個のパルスを有する交流電力を生成する。この際、２つのうち一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Ｙ形状の結線を有してもよく、残りの一つの変圧器１６２の１次側のコイルと２次側のコイルはＹ−Δ形状の結線を有してもよい。

【0084】

負極のために３つの３相バルブブリッジ１５２ａが利用される場合、負極直流−交流コンバータ１５２は負極直流電力を利用して１８個のパルスを有する交流電力を生成する。交流電力のパルスの数が多いほどフィルタの価格が下がる。

【0085】

需要側交流パート１７０は交流フィルタ１７１と交流送電ライン１７３を含む。
交流フィルタ１７１は需要パート１８０が利用する周波数成分（例えば、６０Ｈｚ）以外の残りの周波数成分を需要側変電パート１０５が生成する交流電力から除去する。

【0086】

交流送電ライン１７３はフィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に伝達する。

【0087】

図４は、本発明の実施例による変圧器と３相バルブブリッジの結線を示す図である。

【0088】

特に、図４は正極のための２つの変圧器１２１と正極のための２つの３相バルブブリッジ１３１ａの結線を示す。負極のための２つの変圧器１２２と負極のための２つの３相バルブブリッジ１３２ａの結線、正極のための２つの変圧器１６１と正極のための２つの３相バルブブリッジ１５１ａの結線、負極のための２つの変圧器１６２と負極のための２つの３相バルブブリッジ１５２ａの結線、正極のための１つの変圧器１２１と正極のための１つの３相バルブブリッジ１３１ａ、正極のための１つの変圧器１６１と正極のための１つの３相バルブブリッジ１５１ａの結線などは図４の実施例から容易に導出されるため、その図面と説明は省略する。

【0089】

図４において、Ｙ−Ｙ形状の結線を有する変圧器１２１を上側変圧器、Ｙ−Δ形状の結線を有する変圧器１２１を下側変圧器、上側変圧器に連結される３相バルブブリッジ１３１ａを上側３相バルブブリッジ、下側変圧器に連結される３相バルブブリッジ１３１ａを下側３相バルブブリッジと称する。

【0090】

上側３相バルブブリッジと下側３相バルブブリッジは直流電力を出力する２つの出力端である第１出力端ＯＵＴ１と第２出力端ＯＵＴ２を有する。

【0091】

上側３相バルブブリッジは６つのバルブＤ１−Ｄ６を含み、下側３相バルブブリッジは６つのバルブＤ７−Ｄ１２を含む。

【0092】

バルブＤ１は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第１端子に連結されるアノードを有する。

【0093】

バルブＤ２はバルブＤ５のアノードに連結されるカソードとバルブＤ６のアノードに連結されるアノードを有する。

【0094】

バルブＤ３は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第２端子に連結されるアノードを有する。

【0095】

バルブＤ４はバルブＤ１のアノードに連結されるカソードとバルブＤ６のアノードに連結されるアノードを有する。

【0096】

バルブＤ５は第１出力端ＯＵＴ１に連結されるカソードと上側変圧器の２次側コイルの第３端子に連結されるアノードを有する。

【0097】

バルブＤ６はバルブＤ３のアノードに連結されるカソードを有する。

【0098】

バルブＤ７はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２ 次側コイルの第１端子に連結されるアノードを有する。

【0099】

バルブＤ８はバルブＤ１１のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。

【0100】

バルブＤ９はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２次側コイルの第２端子に連結されるアノードを有する。

【0101】

バルブＤ１０はバルブＤ７のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。

【0102】

バルブＤ１１はバルブＤ６のアノードに連結されるカソードと下側変圧器の２次側コイルの第３端子に連結されるアノードを有する。

【0103】

バルブＤ１２はバルブＤ９のアノードに連結されるカソードと第２出力端ＯＵＴ２に連結されるアノードを有する。

【0104】

一方、需要側直流−交流コンバータパート１５０はモジュール型マルチレベルコンバータ（Ｍｏｄｕｌａｒ Ｍｕｌｔｉ−Ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２００で構成される。

【0105】

モジュール型マルチレベルコンバータ２００は複数のサブモジュール２１０を利用して直流電力を交流電力に変換する。

【0106】

図５を参照してモジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成を説明する。
図５は、モジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成ブロック図である。

【0107】

モジュール型マルチレベルコンバータ２００は制御器２５０、複数のアーム制御器２３０、複数のサブモジュール２１０を含む。

【0108】

制御器２５０は複数のアーム制御器２３０を制御し、それぞれのアーム制御器２３０は複数のサブモジュール２１０を制御する。

【0109】

図６を参照してモジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成を詳細に説明する。
図６は、モジュール型マルチレベルコンバータ２００の構成を示す構成ブロック図である。

【0110】

モジュール型マルチレベルコンバータ２００はサブモジュール２１０、アーム制御器２３０、制御器２５０を含む。

【0111】

サブモジュール２１０は直流電力を入力されて充電、放電及びバイパス動作を行い、サブモジュールセンサ２１１、サブモジュール制御部２１３、スイッチング部２１７、記憶部２１９を含む。
サブモジュールセンサ２１１はサブモジュール２１０の電流、電圧のうち一つ以上を測定する。

【0112】

サブモジュール制御部２１３はサブモジュール２１０の先般的な動作を制御する。
詳しくは、サブモジュール制御部２１３はサブモジュールセンサ２１１の電流、電圧測定動作、スイッチング部２１７のスイッチング動作などを制御する。

【0113】

スイッチング部２１７はサブモジュール２１０に入出力される電流をスイッチングする。

【0114】

スイッチング部２１７は少なくとも一つ以上のスイッチを含み、サブモジュール制御部２１３の制御信号に応じてスイッチング操作をする。

【0115】

また、スイッチング部２１７はダイオードを含み、スイッチング動作とダイオードの整流動作でサブモジュール２１０の充電、放電及びバイパス動作を行う。

【0116】

記憶部２１９はサブモジュール２１０に入力される電流に基づいてエネルギーを充電する充電動作を行う。また、記憶部２１９は充電されたエネルギーに基づいて電流を出力する放電動作を行う。

【0117】

図７を参照してモジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０の連結を説明する。

【0118】

図７は、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０の連結を示す。

【0119】

図７を参照すると複数のサブモジュール２１０は直列に連結され、一つの相（Ｐｈａｓｅ）の正極又は負極に連結された複数のサブモジュール２１０を一つのアーム（Ａｒｍ）として構成する。

【0120】

３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００は一般的に６つのアームで構成され、Ａ，Ｂ，Ｃの３相それぞれに対して正極と負極で構成されて６つのアームで構成される。

【0121】

それによって、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００はＡ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第１アーム２２１、Ａ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第２アーム２２２、Ｂ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第３アーム２２３、Ｂ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第４アーム２２４、Ｃ相正極に対する複数のサブモジュールで構成される第５アーム２２５、Ｃ相負極に対する複数のサブモジュール２１０で構成される第６アーム２２６で構成される。

【0122】

そして、一つの相に対する複数のサブモジュール２１０はレッグ（Ｌｅｇ）を構成する。

【0123】

それによって、３相モジュール型マルチレベルコンバータ２００はＡ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＡ相レッグ２２７と、Ｂ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＢ相レッグ２２８と、Ｃ相に対する複数のサブモジュール２１０を含むＣ相レッグ２２９で構成される。

【0124】

よって、第１アーム２２１乃至第６アーム２２６はそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ相レッグ２２７，２２８，２２０に含まれる。

【0125】

詳しくは、Ａ相レッグ２２７にはＡ相の正極アームである第１アーム２２１と負極アームである第２アーム２２２が含まれ、Ｂ相レッグ２２８にはＢ相の正極アームである第３アーム２２３と負極アームである第４アーム２２４が含まれる。そして、Ｃ相レッグ２２９にはＣ相の正極アームである第５アーム２２５と負極アームである第６アーム２２６が含まれる。

【0126】

また、複数のサブモジュール２１０は極性に応じて正極アーム２２７と負極アーム２２８を構成する。

【0127】

詳しくは、図７を参照するとモジュール型マルチレベルコンバータ２００に含まれる複数のサブモジュール２１０は中性線ｎを基準に正極に対応する複数のサブモジュール２１０と負極に対応する複数のサブモジュール２１０とで分類される。

【0128】

よって、モジュール型マルチレベルコンバータ２００は正極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される正極アーム２２７、負極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される負極アーム２２８で構成される。

【0129】

よって、正極アーム２２７は第１アーム２２１、第３アーム２２３、第５アーム２２５で構成され、負極アーム２２８は第２アーム２２２、第４アーム２２４、第６アーム２２６で構成される。

【0130】

次に、図８を参照してサブモジュール２１０の構成を説明する。
図８は、サブモジュール２１０の構成に関する例示図である。

【0131】

図８を参照すると、サブモジュール２１０は２つのスイッチ、２つのダイオード、キャパシタを含む。このようなサブモジュール２１０の形態をハーフブリッジ（ｈａｌｆ−ｂｒｉｄｇｅ）形態又はハーフブリッジインバータ（ｈａｌｆ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ）とも称する。

【0132】

そして、スイッチング部２１７に含まれるスイッチは電力半導体を含む。
ここで電力半導体とは電力装置用半導体素子をいい、電力の変換や制御用に最適化されている。そして、電力半導体はバルブ装置とも称する。

【0133】

それによってスイッチング部２１７に含まれるスイッチは電力半導体と構成されるが、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）、ＩＧＣＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成される。

【0134】

記憶部２１９はキャパシタを含んでいるためエネルギーを充電又は放電する。

【0135】

前記のようなモジュール型マルチレベルコンバータのようなＨＶＤＣシステムには多数のセンサが装着される。

【0136】

即ち、上述したようにＨＶＤＣシステムにはアームセンサ１３やサブモジュールセンサ２１１が設置される。前記図面上にはアームセンサ２３１とサブモジュールセンサ２１１が一つずつのみ設置されると示されているが、これは説明の便宜のために過ぎず、実質的に前記アームセンサやサブモジュールセンサ２１１は複数個に設置されている。

【0137】

この際、前記のようなアームセンサ２３１やサブモジュールセンサ２１１は計器用変圧器で具現される。しかし、前記計器用変圧器は製品ごとに互いに異なる誤差範囲を有するため、同じ電圧に対してもそれを測定する計器用変圧器に応じて互いに異なる電圧値が出力される可能性がある。

【0138】

よって、本発明では前記のようにＨＶＤＣシステムの互いに異なる位置にそれぞれ設置された多数の計器用変圧器の偏差を補償するようにする。

【0139】

図９は、本発明の一実施例による計器用変圧器の偏差補償装置を示す図である。
図９を参照すると、計器用変圧器の偏差補償装置は前記ＨＶＤＣシステムの互いに異なる位置に設置された多数の計器用変圧器３１０と、前記多数の計器用変圧器３１０を介して出力される電圧値を測定し、前記測定した電圧値を利用して前記多数の計器用変圧器３１０間の測定偏差を確認し、前記確認した測定偏差を基準に前記測定偏差を補償するための補償値を決定する偏差補償器３２０と、前記偏差補償器３２０を介して前記補償値が適用された多数の計器用変圧器３１０の電圧値を受信し、前記受信した電圧値を基準に前記偏差補償器３２０のリセット可否を決定する中央制御器３４０を含む。

【0140】

計器用変圧器３１０は第１乃至Ｎ計器用変圧器を含む。
前記第１乃至Ｎ変圧器は同じ製造会社で製造されたものであってもよく、それとは異なって互いに異なる製造会社で製造されたものであってもよい。

【0141】

前記のような計器用変圧器は同じ箇所に同じ製品が設置される場合であっても測定される電圧値に偏差が発生する。

【0142】

偏差補償器３２０は前記多数の計器用変圧器３１０を介して出力される電圧値を測定し、前記測定された電圧値に偏差が発生すればそれを補償するための補償値を設定する。

【0143】

この際、偏差補償器３２０は前記多数の計器用変圧器３１０それぞれに対する補償値が設定されると、前記設定された補償値を記憶するためのメモリ３３０を含む。

【0144】

また、前記偏差補償器３２０は前記決定された補償値を利用して第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して出力される電圧値を補償し、前記補償された電圧値を利用して前記第１乃至Ｎ計器用変圧器が設置されたそれぞれの位置に対する実際の電圧値を測定する。

【0145】

そして、前記偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器が設置された位置に対する実際の電圧値が測定されると、前記測定された実際の変圧値を中央制御器３４０に伝送する。

【0146】

中央制御器３４０は前記偏差補償器３２０を介して伝送される実際の電圧値を利用して前記第１乃至Ｎ計器用変圧器が設置された位置の電圧値を確認し、前記確認された電圧値を基準にＨＶＤＣシステムの全般的な動作を制御する。

【0147】

この際、中央制御器３４０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器が設置された各位置の電圧値を基準に前記偏差補償器３２０を介して提供される実際の電圧値に対するエラーの有無を判断する。

【0148】

例えば、前記偏差補償器３２０の動作エラーや補償値の誤適用によって前記偏差補償器３２０を介して測定された第１乃至Ｎ計器用変圧器の設置位置に対する実際の電圧値のエラーが発生する恐れがある。

【0149】

この際、前記エラーが発生した実際の電圧値によって前記中央制御器３４０によるＨＶＤＣシステムの制御が行われると前記ＨＶＤＣシステムの動作エラーが発生する。

【0150】

それによって中央制御器３４０は前記実際の電圧値に基づいて前記ＨＶＤＣシステムの動作を制御するが、この際、前記エラーが発生した実際の電圧値を提供されることで前記ＨＶＤＣシステムの正常動作状態でも前記ＨＶＤＣシステムの故障が発生したと誤認識する恐れがあり、それによる警報を発生するか又はシステムの運転を中断するようになる。

【0151】

よって、前記中央制御器３４０は前記偏差補償器３２０を介して提供される第１乃至Ｎ計器用変圧器の各位置に対する実際の電圧値に対する有効性を検証する。

【0152】

例えば、中央制御器３４０は第１計器用変圧器の設置位置に対する実際の電圧値が提供されると、以前（過去）の時点に提供された前記第１計器用変圧器の設置位置に対する第１の実際の電圧値と現時点に提供された前記第１計器用変圧器の設置位置に対する第２の実際の電圧値を比較し、前記第１の実際の電圧値と第２の実際の電圧値の差の値が予め設定された基準範囲を超過したか否かを判断する。

【0153】

そして、前記第１の実際の電圧値と第２の実際の電圧値の差の値が予め設定された基準範囲を超過したのであれば前記中央制御器３４０は前記偏差補償器３２０にエラーが発生したことを認知し、それによって前記偏差補償器３２０をリセットする。

【0154】

この際、前記偏差補償器３２０のリセットだけで前記偏差補償器３２０に発生したエラーが解決される。

【0155】

それによって、前記偏差補償器３２０は前記リセット要求に応じてリセット動作を行い、前記リセットが完了されることで前記第１乃至Ｎ計器用変圧器の設置位置に対する実際の電圧値を前記中央制御器３４０に再伝送する。
そして、前記中央制御器３４０は前記再伝送される実際の電圧値の有効性の有無を再検証する。

【0156】

前記再検証した実際の電圧値が有効であれば、前記中央制御器３４０は前記有効な実際の電圧値を利用してＨＶＤＣシステムの制御動作を行う。しかし、中央制御器３４０は前記再伝送される実際の電圧値も有効でなければ前記有効ではない実際の電圧値が検出された特定計器用変圧器に故障が発生したことを認知し、それによって前記特定計器用変圧器の交換を要求するメッセージを出力する。

【0157】

また、前記中央制御器３４０は前記特定計器用変圧器の交換を要求する前に前記特定計器用変圧器に適用された補償値の異常の有無を優先的に判断し、前記補償値に異常があれば前記特定計器用変圧器に適用される補償値の再決定が行われるようにする。

【0158】

以下、添付した図面を参照して前記のような計器用変圧器の偏差補償装置の動作についてより具体的に説明する。

【0159】

図１０は本発明の第１実施例による計器用変圧器の偏差補償方法を段階別に説明するためのフローチャートであり、図１１は本発明の第２実施例による計器用変圧器の偏差補償方法を段階別に説明するためのフローチャートであり、図１２は図１０及び図１１における補償値の決定過程をより具体的に説明するためのフローチャートである。

【0160】

まず、図１０を参照すると、偏差補償器３２０は第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生する電圧値を測定するＳ１００。この際、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器には全て同じ電圧が供給され、それによって前記第１乃至Ｎ計器用変圧器は前記供給された同じ電圧に対する電圧測定動作を行う。

【0161】

また、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器はＨＶＤＣシステムで互いに異なる位置にそれぞれ設置されており、それによって前記互いに異なる位置にそれぞれ設置された第１乃至Ｎ計器用変圧器に前記同じ電圧を供給する。

【0162】

次に、前記偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値の間に偏差が発生したか否かを判断する（Ｓ１１０）。即ち、偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値が全て同じ電圧値であるか或いは互いに異なる電圧値であるかを判断する。

【0163】

次に、偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値の間に偏差が発生したのであれば、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値の平均値を計算する（Ｓ１２０）。そして、第１実施例では前記平均値が基準値となり、前記基準値によって前記第１乃至Ｎ計器用変圧器間の偏差が補償される。

【0164】

前記平均値が計算されれば、前記偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値を全て前記平均値に標準化するための補償値を決定する（Ｓ１３０）。

【0165】

この際、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値に応じて互いに異なるように決定される。例えば、前記平均値が４で第１計器用変圧器で発生した電圧値が５であれば前記補償値を「−１」のような値に設定する。

【0166】

また、前記第１乃至Ｎ変圧器を介して発生した電圧値が全て異なる値を有するため、前記平均値によって決定される前記第１乃至Ｎ計器用変圧器のそれぞれの補償値も互いに異なる値に決定される。

【0167】

この際、前記平均値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した全ての電圧値の平均値ではなく特定計器用変圧器のみを介して発生した電圧値の平均値である可能性がある。

【0168】

例えば、前記平均値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値のうち特定電圧値が他の電圧値に比べて大きい差が存在すれば、前記大きい差が存在する電圧値を含ませて前記平均値を計算する場合、前記補償値の正確性が下がる恐れがある。

【0169】

それによって、本発明による実施例では前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値のうち特定電圧値のみを利用して平均値を計算し、前記計算した平均値を利用して前記第１乃至Ｎ計器用変圧器それぞれに対する補償を決定するようにする。

【0170】

次に、前記偏差補償器３２０は前記決定された第１乃至Ｎ計器用変圧器それぞれに対する補償値を記憶する（Ｓ１４０）。

【0171】

一方、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器の電圧測定特定を標準化するためのものであり、それによって前記補償値は変圧比、オフセット及びゲイン値のうち少なくともいずれか一つを含む。

【0172】

例えば、前記補償値は１００Ｖの１次電圧値が１０Ｖの２次電圧値として検出されるべきであるが、前記２次電流値が１５Ｖである場合、前記１５Ｖの２次電圧値を１０Ｖの２次電圧値に補償するためのものである。この際、元の電圧変化割合は１００：１０であるが、前記では１００：１５であると認識し、それによって前記のような１００Ｖの電圧が印加される範囲内で１５Ｖの電圧が検出される場合、それの１次電圧値は１００Ｖと認識する。同じく、前記電圧変化割合ではなくオフセット値やゲイン値を利用して前記補償値を構成することもできる。

【0173】

次に、図１１を参照すると、偏差補償器３２０は基準電圧値を発生する（Ｓ２００）。

【0174】

そして、偏差補償器３２０は前記発生した基準電圧値を測定する第１乃至Ｎ計器用変圧器の出力電圧値を測定する（Ｓ２１０）。

【0175】

次に、前記偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値の間に偏差が発生したか否かを判断する（Ｓ２２０）。即ち、偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値が全て同じ電圧値であるか或いは互いに異なる電圧値であるのかを判断する。

【0176】

次に、前記偏差補償器３２０は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値の間に偏差が発生したのであれば、前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値を前記基準電圧値に補償するための補償値を決定する（Ｓ２３０）。

【0177】

この際、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生した電圧値に応じて互いに異なるように決定される。例えば、前記平均値が４で第１計器用変圧器で発生した電圧値が５であれば前記補償値を「−１」のような値に設定する。

【0178】

また、前記第１乃至Ｎ変圧器を介して発生した電圧値が全て異なる値を有するため、前記平均値によって決定される前記第１乃至Ｎ計器用変圧器のそれぞれの補償値も互いに異なる値に決定される。

【0179】

次に、前記偏差補償器３２０は前記決定された第１乃至Ｎ計器用変圧器のそれぞれに対する補償値を記憶する（Ｓ２４０）。

【0180】

一方、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用電圧測定特性を標準化するためのものであり、それによって前記補償値は変圧比、オフセット及びゲイン値のうち少なくともいずれか一つを含む。

【0181】

一方、前記補償値は測定される電圧区間に対してそれぞれ異なるように設定されるべきである。

【0182】

例えば、１００Ｖの電圧を測定する場合に発生する偏差と２００Ｖの電圧を測定する場合に発生する偏差は互いに異なるように示される。

【0183】

よって、本発明は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器それぞれに対して測定電圧区間別に互いに異なる補償値をそれぞれ決定するようにする。

【0184】

そのために、図１２を参照すると、まず第１電圧範囲（例えば１Ｖ〜２０Ｖ）に属する電圧値のうちいずれか一つの電圧値を発生する（Ｓ３００）。

【0185】

そして、前記発生した電圧値による第１乃至Ｎ計器用変圧器の出力電圧値を測定し、前記測定された電圧値を利用して前記第１乃至Ｎ計器用変圧器に対する補償値をそれぞれ決定する（Ｓ３１０）。この際、前記決定された補償値は前記設定された第１電圧値の範囲に対する補償値である。

【0186】

この際、前記補償値は前記第１乃至Ｎ計器用変圧器を介して発生する電圧値の平均値を基準に決定され、それとは異なって前記発生した第１電圧範囲内に属する電圧値を基準に決定されてもよい。

【0187】

次に、偏差補償器３２０は電圧範囲を次の電圧範囲に設定する（Ｓ３２０）。例えば、偏差補償器３２０は前記電圧範囲を第２電圧範囲（２１Ｖ〜４０Ｖ）に設定する。

【0188】

そして、前記偏差補償器３２０は前記設定された次の電圧範囲に属する電圧値のうちいずれか一つの電圧値を発生する（Ｓ３３０）。

【0189】

次に、前記偏差補償器３２０は前記設定された電圧範囲に対して前記発生した電圧値を基準に補償値を決定する（Ｓ３４０）。

【0190】

次に、前記偏差補償器３２０は全ての電圧範囲に対して補償値が決定されたか否かを確認し、全ての電圧範囲に対する電圧値が決定されたのであれば終了し、そうではなければ以前のステップＳ３２０に復帰して次の電圧範囲に対する補償値を決定する（Ｓ３５０）。

【0191】

一方、前記偏差補償器３２０は前記のような補償値を決定するのに基準となる基準値を記憶する。

【0192】

そして、前記のように補償値が決定された第１乃至Ｎ計器用変圧器のうちいずれか一つの変圧器に故障が発生し、それを新しい計器用変圧器に交換する情況が発生すれば、前記記憶した基準値を基準に新しい一つの計器用変圧器に対する補償値を決定する。

【0193】

図１３は、本発明の実施例によって決定された補償値を利用した電圧測定方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【0194】

偏差補償器３２０は、第１乃至Ｎ計器用変圧器のうち特定計器用変圧器を介して出力される電圧値を測定する（Ｓ４００）。

【0195】

次に、前記偏差補償器３２０は前記測定された電圧値に対する電圧範囲を確認する（Ｓ４１０）。

【0196】

そして、偏差補償器３２０は前記特定計器用変圧器の補償値のうち前記確認された電圧範囲に対応する補償値を確認する（Ｓ４２０）。

【0197】

次に、前記偏差補償器３２０は前記確認した補償値を適用し、前記特定計器用変圧器を介して測定された電圧値を補償する（Ｓ４３０）。

【0198】

そして、前記偏差補償器３２０は前記補償された電圧値を利用して、前記特定計器用変圧器が設置された位置の実際の電圧値を計算する（Ｓ４４０）。次に、偏差補償器３２０は前記計算された実際の電圧値を中央制御器に伝送する（Ｓ４５０）。

【0199】

図１４は、本発明の実施例によって測定された実際の電圧値の有効性可否を判断する方法を段階別に説明するためのフローチャートである。

【0200】

図１４を参照すると、中央制御器３４０は第１時点で第１乃至Ｎ計器用変圧器のうちいずれか一つの特定計器用変圧器を介して測定された第１実際の電圧値を受信する（Ｓ５００）。

【0201】

次に、中央制御器３４０は前記第１時点の以降の時点である第２時点で前記特定計器用変圧器を介して測定された第２実際の電圧値を受信する（Ｓ５１０）。

【0202】

前記中央制御器３４０は前記受信した第１実際の電圧値と第２実際の電圧値の間の差の値を計算する（Ｓ５２０）。

【0203】

そして、中央制御器３４０は前記計算した差の値が予め設定された基準範囲を逸脱したか否かを判断する（Ｓ５３０）。

【0204】

前記判断結果Ｓ５３０、前記計算した差の値が予め設定された基準範囲を逸脱したのであれば前記中央制御器３４０は前記電圧値を補償する偏差補償器３２０にエラーが発生したことを認知し、それによって前記偏差補償器３２０をリセットする（Ｓ５４０
。

【0205】

次に、中央制御器３４０は前記リセットされた偏差補償器３２０を介して前記特定計器用変圧器が設置された位置に対する実際の電圧値を再要求する（Ｓ５５０）。

【0206】

本発明の実施例によると、ＨＶＤＣシステムの互いに異なる位置に設置された計器用変圧器間の測定偏差を補償することで、ＨＶＤＣシステムの信頼性を向上することができる。

【0207】

また、本発明の実施例によると同じ偏差補償器を使用して多数の計器用変圧器の偏差を補償することができ、それによって測定器による前記多数の計器用変圧器の測定電圧値の偏差をなくすことができるだけでなく、ＨＶＤＣの制御が容易で電圧偏差保護などに関する正確な動作を行うことができる。

【0208】

また、本発明の実施例によると電力を伝送するＨＶＤＣシステムでは測定偏差によって発生する損失を最小化することができ、それによるシステム損失を改善することができる。

【0209】

また、本発明の実施例によると特定計器用変圧器に問題が発生し交換する必要がある場合、以前に多数の計器用変圧器の偏差を補償するのに使用した情報が記憶されているため前記特定計器用変圧器の交換を容易に行うことができる。

【符号の説明】

【0210】

１００ ＨＶＤＣシステム
１０１ 発電パート
１０３ 送電側変電パート
１０５ 需要側変電パート
１１０ 送電側交流パート
１２０ 送電側変圧器パート
１３０ 送電側交流−直流コンバータパート
１４０ 直流送電パート
１５０ 需要側直流−交流コンバータパート
１６０ 需要側変圧器パート
１７０ 需要側交流パート
１８０ 需要パート
１９０ 制御パート
２１０ 制御器
２３０ アーム制御器
２５０ サブモジュール
３１０ 計器用変圧器
３２０ 偏差補償器
３３０ メモリ
３４０ 中央制御器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】