特許 6193915 高電圧直流送電システムの制御装置

(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】6193915

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】高電圧直流送電システムの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F03D 7/00 20060101AFI20170828BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20170828BHJP

   H02J 3/36 20060101ALI20170828BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20170828BHJP

   H02P 9/00 20060101ALI20170828BHJP

   H02P 101/15 20150101ALN20170828BHJP

【ＦＩ】

   F03D7/00

   H02J3/38 160

   H02J3/36

   H02J1/00 301B

   H02P9/00 F

   H02P101:15

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-98268(P2015-98268)

(22)【出願日】2015年5月13日

(65)【公開番号】特開2015-218730(P2015-218730A)

(43)【公開日】2015年12月7日

【審査請求日】2015年5月13日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0057372

(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

(72)【発明者】

【氏名】チェ ホ ソク

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０７５２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３２６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３００５１０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０３Ｄ ７／００

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｊ ３／３６

Ｈ０２Ｊ １／００

Ｈ０２Ｐ ９／００

Ｈ０２Ｐ １０１／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

風力発電装置、送電側交流パート、送電側変電パート、直流送電パート、需要側変電パート、需要側交流パート、エネルギー貯蔵装置、電力変換装置及び制御パートを含む高電圧直流送電システムにおいて、
前記制御パートは、
前記風力発電装置から前記送電側交流パートに供給される交流電力に対する感知されたＡＣ電圧及び電流に基づいて前記風力発電装置の風力発電量を予測する風力発電量予測部と、
前記予測された風力発電量に基づいて所定時間の間に前記風力発電装置から発電して生成される発電可能量を予測する発電可能量予測部と、
前記発電可能量に基づいて、前記所定時間の間に同一に又は時点ごとに異なるように前記エネルギー貯蔵装置の充放電量を決定する充放電量決定部と、
前記充放電量を基に前記エネルギー貯蔵装置に貯蔵された直流電力に対応するエネルギーが前記所定時間の間に同一に又は時点ごとに異なるように電力変換装置に送電される送電容量を決定し、前記電力変換装置に前記送電容量に応じたエネルギーが供給されるように前記エネルギー貯蔵装置を制御する制御部と、を含み、
前記電力変換装置は、前記エネルギー貯蔵装置から供給されるエネルギーを直流変換して前記直流送電パートに出力する、高電圧直流送電システム。

【請求項2】

前記制御部は前記電力変換装置の正常稼動可否を確認する、請求項１に記載の高電圧直流送電システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記送電容量に応じて前記電力変換装置が稼動すると、前記電力変換装置から出力される直流変換されたエネルギーに対応するＤＣ電圧が設定された基準電圧の範囲であり、前記電力変換装置から出力される直流変換されたエネルギーに対応する電流が設定された基準電流の範囲であれば、前記ＤＣ電圧及び電流に応じた稼動電力量で前記電力変換装置の正常稼動可否を確認する、請求項２に記載の高電圧直流送電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施例は高電圧直流送電システムに関するものであり、特に発電エネルギーシステムに連携された高電圧直流送電システムの制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

風力発電は風力タービンを利用するため風速の変化など風力発電のための様々な条件などが可変的であり、その風力発電から出力される発電量が一定ではないため電力利用が難しい。

【0003】

このような問題点を解決するため、通常風力発電の出力変化に対応するためにエネルギー貯蔵装置を構成し、一定量の出力で電力を供給する方式を使用している。

【0004】

しかし、上述した従来の方法は風力発電の変化、電力需要の変動、需要変動による電力料金の変動、無効電力の使用量変化など系統の情況は考慮されない方式である。よって、系統の安定性は一部維持されるが、系統で要求する電力を安定的に供給することはできず、電力供給の最適化も提供することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本実施例では、風力発電及び電力貯蔵装置が連携された電力システムにおいて、その電力システムのエネルギーを効率的に活用する高電圧直流送電システム及びその制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施例による高電圧直流送電システム制御装置は、所定時間の間に風力発電装置から発電されるエネルギーを印加され、前記印加されたエネルギーに基づいて発電量を測定する風力発電量予測部と、前記予測された風力発電量に基づいて所定時間の間に前記風力発電装置から発電するエネルギー量及びそれに対応する送電容量を決定する発電可能量予測部と、前記発電可能量予測部で予測される発電エネルギー量及び送電容量に基づいて電力変換装置にエネルギーを出力する制御部と、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施例による高電圧直流送電（ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＨＶＤＣ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）システムのブロック構成図である。

【図2】本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図である。

【図3】本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図である。

【図4】本実施例による変圧器３相バルブブリッジの結線図である。

【図5】本実施例による高電圧直流送電システムの制御パートのブロック構成図である。

【図6】本発明の実施例による高電圧直流送電システムの制御動作のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は通常的であるか辞書的な意味に限定して解析されてはならず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に立脚して本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解析されるべきである。

【0009】

よって、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本実施例の技術的思想を全て代弁するものではないため、本出願時点でそれらを代替する多様な均等物と変形例が存在する可能性があることを理解すべきである。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。本発明の実施例による発電パート１０１は風力発電である。

【0013】

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。

【0014】

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）。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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１９０、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。

【0021】

本発明の実施例による制御パート１９０は風力発電の発電量を予想し、発電量に基づいた発電可能量に対する予測を実行する。また、エネルギーの充放電量に対する予測及びそれによる発電制御を行う。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

図５は、本発明の実施例による高電圧直流送電システムの制御パートのブロック構成図である。

【0091】

図５を参照すると、本発明の実施例による制御パート１９０は風力発電量予測部１９２、発電可能量予測部１９４、充放電量決定部１９６及び制御部１９８を含んで構成される。

【0092】

風力発電予測部１９２は所定時間の間の風力発電量を予測する。風力発電量予測部１９２は風力発電装置で風向及び風速の影響によって生成される電気エネルギー、即ち、送電側交流パート１１０から制御部１９８に印加されるＡＣ電圧及び電流、を制御部１９８から伝達されて、ＡＣ電圧及び電流を基に風力発電量を予測する。

【0093】

発電可能量予測部１９４は風力発電量予測部１９２で予測する風力発電量を基に、風力発電装置で所定時間（期間）の間の生成可能な発電可能量を予測する。

【0094】

充放電量決定部１９６は発電可能量予測部１９４で予測される発電可能量に基づいて、所定時間（期間）の間に同じ又は時点ごとに異なる量となるようにエネルギー貯蔵装置の充電量及び放電量を決定する。

【0095】

制御部１９８は送電側交流パート１１０から印加されるＡＣ電圧及び電流を測定し、ＡＣ電圧及び電流を風力発電量予測部１９２に伝達して風力発電量を予測するように制御する。ＡＣ電圧及び電流は風力発電装置が作動して風力エネルギーがブレードを回転させ、回転軸に連結された発電機を回転して生成される電気エネルギーに対する値である。また、制御部１９８は、充放電量決定部１９６で決定された充電量及び放電量を基に、エネルギー貯蔵装置に貯蔵されたエネルギーが所定時間（期間）の間に同じに又は時点ごとに異なるように電力変換装置に送電される送電容量を決定し、送電容量に応じて電力変換装置が稼動すると、電力変換装置から出力されるＤＣ電圧が設定された基準電圧の範囲内であり、電力変換装置から出力される電流が設定された基準電流の範囲内であれば、ＤＣ電圧及び電流に応じた稼動電力量で電力変換装置の正常稼動可否を確認する。

【0096】

本発明の実施例では制御部１９８とは別途に風力発電量予測部１９２、発電可能量予測部１９４及び充放電量決定部１９６を別途の装置に区分して例に挙げて説明した。しかし、構成部は制御部１９８に含まれる一つの装置として構成される。装置の構成は限定されず、構成方法によって流動的である。

【0097】

図６は、本発明の実施例による高電圧直流送電システムの制御動作のフローチャートである。

【0098】

図６を参照すると、本発明の実施例による制御部１９８は送電側交流パート１１０から印加されるＡＣ電圧及び電流を測定するＳ６１０。

【0099】

制御部１９８は測定されるＡＣ電圧及び電流を風力発電量予測部１９２に伝達して、風力発電量予測部１９２が風力発電量を予測するように制御する。即ち、風力発電量予測部１９２は風力発電装置から印加される風力発電量を測定するＳ６２０。制御部１９８は発電可能量予測部１９４を制御して、風力発電量を基に風力発電装置で所定時間（期間）の間に生成する発電可能量を予測するＳ６３０。

【0100】

制御部１９８は充放電量決定部１９６を制御して、充放電量決定部１９６が発電可能量に基づいて所定時間（期間）の間に同一に又は時点ごとに異なるようにエネルギー貯蔵装置の充電量及び放電量を決定するＳ６４０。

【0101】

制御部１９８は充放電量決定部１９６にて充電量及び放電量が決定されると、エネルギー貯蔵装置に貯蔵されるエネルギーが所定時間の間に同一に又は時点ごとに異なるように電力変換装置に送電される送電容量を決定するＳ６５０。

【0102】

制御部１９８は決定された送電容量に対応するようにエネルギー貯蔵装置に貯蔵されたエネルギーを出力して電力変換装置の稼動を確認するＳ６６０。

【0103】

制御部１９８は電力変換装置の稼動に応じて出力されるＤＣ電圧及び電流を測定しＳ６７０、測定された電圧及び電流値が基準電圧及び電流値の範囲内に存在するのかを確認して電力変換装置の正常稼動可否を確認する。

【0104】

制御部１９８は電力変換装置の駆動によって出力されるＤＣ電圧及び電流値に応じて送電電力指令値（稼動電力量）を確認するＳ６８０。詳しくは、制御部１９８は測定されたＤＣ電圧及び電流値に対する電力量を確認し、それに応じた電力変換装置の正常稼動可否を確認する。

【0105】

よって、制御部１９８は確認された送電電力量に基づいて正常的な電力変換装置の稼動可否を確認するＳ６９０。

【0106】

これまで本発明についてその好ましい実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎないものであって本発明を限定するものではなく、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で前記に例示されていない様々な変形と応用が可能であることを理解できるはずである。例えば、本発明の実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に関する差は添付した特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解析されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】