特表 2022-530712 送電ネットワークの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-30

(54)【発明の名称】送電ネットワークの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/36 20060101AFI20220623BHJP

   H02J 3/38 20060101ALI20220623BHJP

【ＦＩ】

H02J3/36

H02J3/38

【審査請求】有

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2021577356

(86)(22)【出願日】2020-06-25

(85)【翻訳文提出日】2022-02-22

(86)【国際出願番号】 EP2020067927

(87)【国際公開番号】W WO2020260519

(87)【国際公開日】2020-12-30

(31)【優先権主張番号】1906968

(32)【優先日】2019-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517202755

【氏名又は名称】スーパーグリッド インスティテュート

【住所又は居所原語表記】２３ ＲＵＥ ＣＹＰＲＩＡＮ， ６９１００ ＶＩＬＬＥＵＲＢＡＮＮＥ， ＦＲＡＮＣＥ

(71)【出願人】

【識別番号】518039545

【氏名又は名称】サントラルスペレック

【氏名又は名称原語表記】ＣＥＮＴＲＡＬＥＳＵＰＥＬＥＣ

【住所又は居所原語表記】３ ＲＵＥ ＪＯＬＩＯＴ‐ＣＵＲＩＥ， ９１１９０ ＧＩＦ‐ＳＵＲ‐ＹＶＥＴＴＥ， ＦＲＡＮＣＥ

(71)【出願人】

【識別番号】506316557

【氏名又は名称】サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィック

(71)【出願人】

【識別番号】511230347

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ パリ－サクレー

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】ゴンサレス ジュアン カルロス

(72)【発明者】

【氏名】コスタン ヴァレンチン

(72)【発明者】

【氏名】ダム ギルネイ

(72)【発明者】

【氏名】ベンチャイブ アブデルクリム

(72)【発明者】

【氏名】ラムナビ－ラガリーグ フランソワーズ

(72)【発明者】

【氏名】ルスカン ブルーノ

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066AB01

5G066AD14

5G066AE01

5G066CA09

5G066DA06

5G066HB03

5G066MA01

5G066MA06

(57)【要約】

本発明は、送電ネットワーク（１）の制御方法に関し、当該送電ネットワークは、複数の高電圧直流線（３２０）と、個別の添え字ｉによって識別され、高電圧直流線によって相互に接続された少なくとも３つのＡＣ／ＤＣコンバータ（２１，２２，２３，２４，２５）とを含み、ＡＣ／ＤＣコンバータ（３２１）のそれぞれは、個別の添え字ｉによって識別される交流電圧バス（１１）と、高電圧直流線（３２０）の１つに接続され、この方法は、添え字ｉのコンバータのそれぞれが、電力設定値Ｐｄｃ_ｉ［数４８］（Ｉ）を適用し、Ｐｃｏｎｘ_ｉｊは、送電ネットワーク（１）を介して添え字ｉのバスと添え字ｊのバスとの間で交換される電力基準であり、ｎは、交流電圧バスに接続されるコンバータの数である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電ネットワーク（１）の制御方法であって、前記送電ネットワーク（１）は、複数の高電圧直流線（３２０）と、個別の添え字ｉで識別されるｎ個のＡＣ／ＤＣコンバータ（２１，２２，２３，２４，２５）とを含み、ｎは３以上であり、前記コンバータは、前記高電圧直流線によって相互に接続され、前記ＡＣ／ＤＣコンバータ（３２１）のそれぞれは、一方が、個別の添え字ｉで識別される交流電圧バス（１１）に接続され、他方が、前記高電圧直流線（３２０）の１つに接続され、前記制御方法は、
添え字ｉの各コンバータが、電力設定値Ｐｄｃ_ｉ

【数36】

を適用し、
ｊは、交流電圧バスｉとそれに接続されたコンバータとは異なる、交流電圧バスとそれに接続されたｎ個のうちのいずれかのコンバータを示す添え字であり、Ｐｃｏｎｘ_ｉｊは、ｎ個の前記コンバータが前記交流電圧バスに接続された状態で、前記送電ネットワーク（１）を介して、添え字ｉのバスと添え字ｊのバスとの間で交換される電力基準であり、
添え字ｉの各コンバータが、他のコンバータのそれぞれについて、前記送電ネットワークを介してバスｉからバスｊに送られた最大電力基準

【数37】

を保存し、
添え字ｉの各コンバータが、他のコンバータのそれぞれについて、前記送電ネットワークを介してバスｊからバスｉによって受けられた最大電力基準

【数38】

を保存し、
添え字ｉの各コンバータが、送られて保存された最大電力の値と、受けて保存された最大電力の値を監視できるように、前記電力基準Ｐｃｏｎｘ_ｉｊを規定する、
送電ネットワークの制御方法。

【請求項2】

添え字ｉの各コンバータが、前記送電ネットワークに送られた、その最大有効電力

【数39】

を保存し、
添え字ｉの各コンバータが、前記送電ネットワークによって受けられた、その最大有効電力

【数40】

を保存し、
添え字ｉの各コンバータが、以下の関係が保証されるように、電力基準Ｐｃｏｎｘ_ｉｊを規定する、

【数41】

【数42】

【数43】

請求項１に記載の送電ネットワークの制御方法。

【請求項3】

添え字ｉの各コンバータについて、送電ネットワークのオペレータによって適用された所望の有効電力Ｐｄｃ０_ｉが回復され、
添え字ｉの各コンバータが、Ｐｄｃ０_ｉ＋ΔＰ_ｉ＝Ｐｄｃ_ｉに基づき、値ΔＰ_ｉを用いて、所望の有効電力Ｐｄｃ０_ｉを修正する、請求項１又は２に記載の送電ネットワークの制御方法。

【請求項4】

添え字ｉのバスの電圧Ｖ_ｉの瞬時値と、前記電圧の角度θ_ｉの瞬時値又は周波数ｆ_ｉの瞬時値を回復し、
添え字ｉの各コンバータが、項ΔＰｄｃｓ_ｉ又は項ΔＰｄｃａ_ｉを含む値ΔＰ_ｉを用いて、所望の有効電力Ｐｄｃ０_ｉを修正し、ここで、

【数44】

【数45】

であり、
ここで、ｋδ_ｉｊは、寄与調整パラメータであり、θｒｅｆ_ｉｊは、定常状態におけるバスｉとバスｊとの角度差の基準であり、ｋｆ_ｉｊは、寄与調整パラメータである、請求項３に記載の送電ネットワークの制御方法。

【請求項5】

θｒｅｆ_ｉｊがゼロでない値である、請求項４に記載の送電ネットワーク（３）の制御方法。

【請求項6】

項ΔＰｄｃｓ_ｉ又は項ΔＰｄｃａ_ｉは、添え字ｉのコンバータの演算回路によって算出されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の送電ネットワークの制御方法。

【請求項7】

前記添え字ｉのコンバータは、数式４７が示す条件であるときに、
前記送電ネットワーク（１）を介して添え字ｉのバスと添え字ｋのバスとの間で交換される電力値

【数46】

が、添え字ｉのコンバータが他の各コンバータに出力した個別の電力値よりも大きいコンバータｋを決定する、

【数47】

請求項１～６のいずれか１項に記載の送電ネットワーク（３）の制御方法。

【請求項8】

前記交流電圧バスの少なくとも２つが相互に接続される、請求項１～７のいずれか１項に記載の送電ネットワーク（３）の制御方法。

【請求項9】

前記コンバータのうちの少なくとも２つが、高電圧直流線を介してポイントツーポイント接続された、それらのＤＣインタフェースを備えていない、請求項１～８のいずれか１項に記載の送電ネットワークの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気ネットワークの制御方法に関し、特に、複数の交流バスの間の電力交換を可能にするように設計された、いくつかの直流電力線を介して接続されたメッシュ型直流ネットワークのいくつかのコンバータステーションを含む電気ネットワークの安定性を確保するための制御方法に関する。

【0002】

メッシュ型直流ネットワークを交流ネットワークに統合することにより、有効電力及び無効電力を制御することができ、これは、再生可能電源から交流ネットワークへの電力入力を容易にする有望な技術である。

【0003】

ネットワークの誤動作は、時折、或る発電機が加速し、他の発電機が減速する一時的な電力の不均衡によって生じる。そして、我々は、ネットワークの複数の交流電圧バスの間の位相シフトの変化を監視できる。外乱の後にシステムが平衡状態に戻らない場合、発電機が非同期で動作し、電力交換が保証できなくなるため、システムが不安定になる。例えば、発電機は、ネットワークから切り離すことができる。

【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、このようなメッシュ型直流ネットワークの統合により、実際には、これらの交流ネットワークの一時的な安定性のゆとりが減少する。これにより、このようなネットワークは、大規模な障害の後に不安定になり易い。

【0005】

Javier Renedo等による「Active Power Control Strategies for Transient Stability Enhancement of AC/DC Grids With VSC－HVDC Multi－Terminal Systems」というタイトルの刊行物は、２０１６年１１月のIEEE Transactions on Power Systems，vol．31，no．6，4595～4605ページにおいて、交流ネットワークの一時的な安定性を改善する制御手段について記載している。この解決手段では、様々な変換ポイントのコンバータが、高電圧直流線によって相互に接続され、コンバータの各対の間にポイントツーポイントリンクが形成される。特に、この刊行物は、各交流バスの周波数を測定して、各直流ネットワークコンバータの有効電力設定値を補正することを提案しており、コンバータの有効電力の補正は、このコンバータに接続された交流ネットワークバスの周波数の測定に応じて行われる。交流バスの周波数は、電圧の角速度として識別することもできる。位相ベクトル測定ユニットを用いて、瞬時角速度を測定することができる。

【0006】

このような制御方法は、特に、特定の外乱において、一時的な安定性のゆとりを十分に増やすことができない。一般的に、電力をコンバータに速やかに設定して、ネットワークのニーズに合わせつつ、複数のコンバータと、これらのコンバータを接続する高電圧直流線の電気的な制限を考慮することは困難である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、これらの欠点の１つ以上を解決することを目的とする。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に規定するように、送電ネットワークの制御方法に関する。

【0008】

また、本発明は、従属クレームの変形例に関する。当業者であれば、明細書又は従属クレームの各特徴は、独立クレームの特徴と独立して組み合わせることができ、これは中間的な一般化を構成しないことを理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本発明の他の特徴及び利点は、限定的ではなく、添付図面を参照して、以下に示す説明から明らかになるであろう。

【図1】図１は、本発明の実施のための配電ネットワークの一例の概略図である。

【図2】図２は、図１のネットワークでエミュレート可能な仮想的な交流接続を示す。

【図3】図３は、複数の交流ネットワークバスの間の相互接続を有する単純化されたネットワークを表す。

【図4】図４は、本発明に係るシステムにおけるコンバータの制御方法の一例を示す図である。

【図5】図５は、シミュレーションを実行するために用いられる基準ネットワークを表す。

【図6】図６は、本発明を実施したときの基準ネットワークの発電機の速度の変化を示す図である。

【図7】図７は、本発明を実施したときの基準ネットワークの発電機の間の位相シフトの変化を示す図である。

【図8】図８は、基準ネットワークにおいて、本発明に係る制御方法で使用されるコンバータの電力の変化を示す図である。

【図9】図９は、最新技術にしたがって動作する、図５のネットワークの発電機の非同期化を示す図である。

【図10】図１０は、本発明の特定の実施形態におけるコンバータの制御方法の一例を示す図である。

【図11】図１１は、図１０に示す特定の場合のコンバータ制御方法を採用したネットワークの実施形態のための角度差の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、配電ネットワーク１の一例を概略的に示しており、これは、複数のコンバータステーションを有する高電圧直流ネットワークを含む。このように、配電ネットワークは、複数のコンバータステーションを含み、それぞれが個別のＡＣ／ＤＣコンバータを含む。これらのコンバータステーションはそれぞれ、コンバータ２１～２５を含む。コンバータ２１～２５は、例えば、モジュラーマルチレベルコンバータである。各コンバータ２１～２５は、高電圧直流線を介して他のコンバータの少なくとも１つのＤＣインタフェースに接続されたＤＣインタフェースを有する。これにより、コンバータ２１，２５のＤＣインタフェースは、高電圧線１１５を介して接続され、コンバータ２４，２５のＤＣインタフェースは、高電圧線１４５を介して接続され、コンバータ２１，２３のＤＣインタフェースは、高電圧線１２３を介して接続され、コンバータ２２，２４のＤＣインタフェースは、高電圧線１２４を介して接続され、コンバータ２３，２４のＤＣインタフェースは、高電圧線１２３を介して接続される。

【0011】

したがって、本発明は、各対のコンバータのＤＣインタフェースの間にポイントツーポイントの高電圧ＤＣリンクがない場合に実施することができる。したがって、コンバータ２１とコンバータ２２の間、コンバータ２１とコンバータ２３の間、コンバータ２１とコンバータ２４の間、コンバータ２２とコンバータ２３の間、コンバータ２２と２５コンバータの間、及びコンバータ２３と２５との間には、直流高電圧線が存在しない。

【0012】

また、各コンバータ２１～２５は、個別のＡＣインタフェースを有する。各コンバータ２１～２５のＡＣインタフェースは、それぞれ交流電圧バス５１～５５に接続される。各交流電圧バス５１～５５は、それぞれ交流ネットワーク４１～４５に接続される。図に示す例では、交流ネットワーク４１～４５の間には、相互接続が存在しない。しかしながら、図３に示す簡略化した例のように、いくつかの交流ネットワークの間に相互接続を設けてもよい。したがって、図３の例では、リンク５２３が、交流電圧バス５３を交流電圧バス５２に接続する。ここでは、２つのマシン４２，４２２が、交流電圧バス５２に接続される。

【0013】

本発明によれば、ネットワークの２つのコンバータ（高電圧直流線によって直接的又は間接的に接続される）の間の有効電力は、これら２つのコンバータの電力制限を考慮して、これらの各コンバータに保存されたルールに従って変調される。したがって、ネットワークにおいて有効電力の変調を非常に速やかに行うことができると共に、コンバータ及び高電圧直流線の電気的な大きさのルールを遵守することができる。

【0014】

より詳細には、添え字ｉのコンバータのそれぞれは、電力設定値Ｐｄｃ_ｉを適用する。

【0015】

【数13】

【0016】

ここで、Ｐｃｏｎｘ_ｉｊは、送電ネットワーク１を介して、添え字ｉのバスと添え字ｊのバスとの間で交換される電力基準であり、ｎは、交流電圧バス４１～４５に接続されるコンバータの数である。

【0017】

添え字ｉの各コンバータは、他のコンバータのそれぞれについて、送られた最大電力基準を保存する。

【0018】

【数14】

【0019】

この最大電力基準は、送電ネットワーク１を介して、バスｉからバスｊに送られる。

【0020】

添え字ｉの各コンバータは、他のコンバータのそれぞれについて、受けた最大電力基準を保存する。

【0021】

【数15】

【0022】

この最大電力基準は、送電ネットワーク１を介して、バスｊからバスｉによって受信される。

【0023】

添え字ｉの各コンバータは、送られて保存された最大電力値と、受けて保存された最大電力値を監視できるように、各電力基準Ｐｃｏｎｘ_ｉｊを規定する。

【0024】

以下とすることが有利である。

【0025】

【数16】

【0026】

各電力基準Ｐｃｏｎｘ_ｉｊを規定するために、添え字ｉの各コンバータは、送電ネットワークを介して送られた最大有効電力を保存することが有利である。

【0027】

【数17】

【0028】

そして、添え字ｉの各コンバータは、送電ネットワーク１を介して受けた、その最大有効電力を保存する。

【0029】

【数18】

【0030】

ここで、添え字ｉの各コンバータは、以下の関係が証明されるように、電力基準Ｐｃｏｎｘ_ｉｊを規定する。

【0031】

【数19】

【0032】

【数20】

【0033】

【数21】

【0034】

送電ネットワーク１のオペレータに関連する動作モードによれば、この制御方法は、
添え字ｉの各コンバータについて、送電ネットワーク１のオペレータによって適用された有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉが回復され、
添え字ｉの各コンバータが、Ｐｄｃ０_ｉ＋ΔＰ_ｉ＝Ｐｄｃ_ｉに基づき、値ΔＰｉを用いて、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉを修正する。

【0035】

したがって、Ｐｄｃ_ｉ値に関する従前のルールが遵守されるように、有効電力設定値の修正ΔＰ_ｉが行われる。

【0036】

本発明の変形例を実現するコンバータ２を含むコンバータステーションにおける機能が、図４の図に示される。この代替例では、同期電力補正及び減衰電力補正が用いられる。この代替例では、同期電力補正のみを用い、又は減衰電力補正のみを用いることもできる。

【0037】

以下の処理が、コンバータステーションのコンバータ２のそれぞれについて実行される。コンバータステーション内の添え字ｉのコンバータ２に対し、オペレータは、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉを供給する。これにより、コンバータ２の制御回路６は、この有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉを回復する。制御回路６は、交流ネットワーク４に接続された交流電圧バス５の電圧Ｖ_ｉの瞬時値、電圧角度θ_ｉの瞬時値を回復し、また、この電圧の周波数ｆ_ｉの瞬時値を回復することが有利である。これらの瞬時値Ｖ_ｉ、θ_ｉ及びｆ_ｉは、交流電圧バス５の位相同期ループによって回復できる。この場合、コンバータ２の連続するインタフェースは、高電圧直流線３１及び３２に接続され、他のコンバータステーションの他のコンバータとポイントツーポイント接続をする。

【0038】

制御回路６は、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉをコンバータ２に適用し、項ΔＰｄｃｓ_ｉを有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉに加算することにより、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉを修正する。

【0039】

【数22】

【0040】

ここで、ｎは、交流電圧バスに接続されるコンバータの数であり、ｋδ_ｉｊは、同期の補正電力に対する寄与調整パラメータであり、θｒｅｆ_ｉｊは、定常状態におけるバスｉとバスｊの角度差の基準である。θｒｅｆ_ｉｊは、バスｉとｊとの間の基準位相シフトを考慮し、ゼロ以外の値とすることが有利である。

【0041】

このような動作モードでは、各ペアのコンバータの間にポイントツーポイント高電圧リンクが存在しない場合でも、少なくとも１つの同期電力項（terme de puissance synvhronisante, synchronizing power term）を、各ペアのコンバータの間に追加することができる。このような動作モードでは、送電ネットワーク１のオペレータは、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉと角度θｒｅｆ_ｉｊの基準値を、コンバータに供給するだけでよい。

【0042】

添え字ｉのコンバータは、数式２３に示す条件のときに、送電ネットワーク１を介して添え字ｉのバスと添え字ｋのバスとの間で交換された電力値Ｐｃｏｎｘ_ｉｋが、添え字ｉのコンバータが他のコンバータのそれぞれに出力した個別の電力値よりも大きいコンバータｋを決定することが有利である。

【0043】

【数23】

【0044】

制御回路６は、有効電力設定値Ｐｄｃ_ｉをコンバータ２に適用し、項ΔＰｄｃａ_ｉを有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉに加算することによって、有効電力設定値Ｐｄｃ０_ｉを修正することが有利である。

【0045】

【数24】

【0046】

ｋｆ_ｉｊは、補正減衰電力に対する寄与調整パラメータである。

【0047】

この場合、有効電力設定値Ｐｄｃ_ｉは、以下の値とすることができる。

【0048】

【数25】

【0049】

図３に示す簡略化されたネットワークの例では、コンバータ２１～２３の有効電力設定値は、以下の通りである。

【0050】

【数26】

【0051】

【数27】

【0052】

【数28】

【0053】

パラメータｋδ_ｉｊ及びｋｆ_ｉｊの計算では、高電圧直流ネットワークのダイナミクスが、交流ネットワークと、交流ネットワークに接続された電気機械のダイナミクスよりも遥かに大きいという事実が考慮される。したがって、高電圧直流ネットワークの挙動を規定する代数方程式は、各コンバータステーションを、その電流入力モデルで表現することにより、後者のダイナミクスを無視できる。

【0054】

高電圧直流ネットワークに重要なエネルギー蓄積装置がない場合、この高電圧直流ネットワークに供給される電力の合計は、この高電圧直流ネットワークから出力される電力の合計に等しいと定義される。図３の例では、次の方程式を遵守する必要がある。

【0055】

【数29】

【0056】

さらに、通常の動作時には、電流制御及び電圧制御により、次の方程式が保証される。

【0057】

【数30】

【0058】

そして、寄与調整パラメータは、以下のルールに従う必要がある。

【0059】

【数31】

【0060】

補正項がある場合でも、設定値電力の和が常に０であることを保証することにより、どのような種類の制御においても、高いレイヤにおいて、そのような計算を行うことができる。したがって、本発明は、高電圧直流ネットワークがマスター／スレーブシステムとして構成される場合と、コンバータステーションが電圧ドループ制御で動作するように、高電圧直流ネットワークが構成された場合の双方において、容易に実施することができる。

【0061】

同期電力項は、コンバータｉとコンバータｊとの間の送電線として機能する。コンバータｉとコンバータｊとの間の送電線をエミュレートするために必要とされるのは、適切なゲインｋδ_ｉｊの計算のみである。

【0062】

複数の交流バスの間に接続が存在しない場合でも、マルチポイントの高電圧直流ネットワーク１から、交流バスに接続された仮想的なアドミタンスのネットワークをエミュレートすることができる。したがって、ｎ個のコンバータステーションを有する高電圧直流ネットワークは、ｎ－１個の自由度があることに留意すべきである。したがって、図２は、説明した制御方法を用いて、図１のネットワーク１によってエミュレートすることができる仮想的な交流接続を示す。したがって、コンバータステーション２１～２５のうちの１つのＡＣインタフェースと、その他のコンバータステーション２１～２５の各ＡＣインタフェースとの間のＡＣリンクをエミュレートすることができる。以下のことが、図に示されている。

【0063】

一方のコンバータ２１のＡＣインタフェースと、各コンバータ２２～２５の個別のＡＣインタフェースとの間のＡＣリンク３１２～３１５をエミュレートすることができる。

【0064】

一方のコンバータ２２のＡＣインタフェースと、各コンバータ２３～２５の個別のＡＣインタフェースとの間のＡＣリンク３２３～３２５をエミュレートすることができる。

【0065】

一方のコンバータ２３のＡＣインタフェースと、各コンバータ２４及び２５の個別のＡＣインタフェースとの間のＡＣリンク３３４及び３３５をエミュレートすることができる。

【0066】

一方のコンバータ２４のＡＣインタフェースとコンバータ２５の個別のＡＣインタフェースとの間のＡＣリンク３４５をエミュレートすることができる。

【0067】

したがって、ネットワーク１の２つのコンバータステーションの間にポイントツーポイントの高電圧ＤＣリンクが存在しない場合でも、これらのコンバータステーションの間で、補正同期電力又は補正減衰電力を、常に統合することができる。

【0068】

一般に、外部システムに接続されたｍ個のノードを有する、そのようなマルチポイントの交流ネットワークは、クロン縮約法を用いて、これらのｍ個のノードの間のラインのパターンに縮小できる。

【0069】

特に、交流ネットワークへの同期電力の入力は、本発明に係る２つの方法で実現できる。

【0070】

第１の解決手段

【0071】

【数32】

【0072】

θｒｅｆ_ｉｊは、電力フローの計算によって算出される基準角度差であり、制御レイヤ、例えば、第２の制御によって決定される。

【0073】

第２の解決手段によれば、所望の平衡点を得るために、ゲインｋδ_ｉｊが算出される。したがって、ネットワークオペレータが、定常状態で電力Ｐｄｃ_０を得たい場合、オペレータは、添え字ｉのバスと添え字ｊのバスとの間にのみ、同期電力を入力することを望むであろう。この電力は、次のように分類できる。

【0074】

【数33】

【0075】

したがって、値Ｐ_０及びｋδ_ｉｊは、定常状態でＰｄｃｓ_０の所望の値を得るように定義できる。

【0076】

仮想的な送電線又はエミュレートされた送電線について、コンバータステーションｉとコンバータステーションｊの間で送られる電力は、以下のように定義できる。

【0077】

【数34】

【0078】

ここで、Ｙ_ｉｊは、コンバータステーションｉ及びコンバータステーションｊのＡＣインタフェースの間のエミュレートされた仮想的なアドミタンス値である。

【0079】

Ｖ_ｉ及びＶ_ｊは、既知の値であるため、アドミタンス値Ｙ_ｉｊについて、所望の挙動をエミュレートすることができる。

【0080】

ネットワーク１のオペレータが所望する基準電力は、以下のように定義することができる。

【0081】

【数35】

【0082】

ここで、ｋδ_ｉｊ＝Ｖ_ｉ×Ｖ_ｊ×Ｙ_ｉｊである。ネットワーク１のオペレータは、項Ｐ_０のみを算出し、又は、Ｐ_０＝０と設定してもよい。

【0083】

添え字ｉのコンバータにおいて、電力制限、減衰電力補正、及び同期電力補正を行うことにより、４つのコンバータステーションを有するネットワークを制御する実施例を、図１０に示す。

【0084】

図１１は、誤動作の場合における、ネットワークの特定の事例に適用するための複数の交流電圧バスの間の位相シフトと、図１０を参照して説明した制御方法とを示す図である。全ての位相シフトは収束しており、これは、非常に短い時間でネットワークが安定したことを意味することに留意すべきである。

【0085】

図５に示すように、３９個の交流バスと１０個の発電機４０１～４１０を含むIEEE New England Power Grid Modelの例についてシミュレーションを行った。このシミュレーションの例では、ネットワークは、３つのＡＣ－ＤＣコンバータステーションを有する。このモデルでは、コンバータステーションのＡＣインタフェースが、参照符号３９のバスに接続される。別のコンバータステーションのＡＣインタフェースが、参照符号１６のバスに接続される。別のコンバータステーションのＡＣインタフェースが、参照符号１９のバスに接続される。

【0086】

参照符号５のバス及び参照符号８のバスの間のラインで発生する障害が想定されている。コンバータの電力設定値を一定にすることにより、図９の結果に示すように、参照符号３１のバス及び参照符号１０のバスに接続された発電機が、徐々に非同期になり、最終的には、システムからの切り離しが監視される。図９における値θ_ｉは、図５の発電機４０ｉに対応する。

【0087】

本発明の制御方法を適用すると、図６に示す結果が得られた。図６は、参照符号５のバスと参照符号８のバスの間のラインでの故障の発生後の、発電機の速度の時間変化を示す。故障の後、全ての発電機が振動することに留意されたい。しかしながら、この振動は減衰し、発電機の回転速度は、数秒後に安定値に達する。

【0088】

図７は、本発明に係る制御方法を使用する場合の基準発電機１と他の発電機との間の角度位相シフトを示す。故障後、位相シフトは振動するが、限定的であることに留意すべきである。他の各発電機について、数秒後に、位相シフトの振動は速やかに減衰し、一定の値で安定する。

【0089】

図８は、本発明に係る制御処理を実行する場合に、コンバータによって変調された電力を示す図である。３つのコンバータステーションにおいて、補正項を用いて実現される電力の変調により、上述の結果を得ることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】