JP6301976B2 - 高圧直流送電システムにおける電力値測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、高圧直流送電システムに関し、特に、電流センサ及び電圧センサにより測定された値を用いて電力値を計算する方法に関する。

高圧直流送電（High Voltage Direct Current, High Voltage Direct Current transmission; HVDC）とは、発電所で生産される交流電力を送電所で直流電力に変換して送電するようにし、その後受電所で交流に再び変換するようにして電力を供給する送電方式をいう。

高圧直流送電システムは、海底ケーブル送電、大容量長距離送電、交流系統間の連系などに適用される。また、高圧直流送電システムは、異なる周波数系統の連系及び非同期（asynchronism）連系を可能にする。

送電所は交流電力を直流電力に変換する。すなわち、海底ケーブルなどを用いて交流電力を送信することは非常に危険であるので、送電所は交流電力を直流電力に変換して受電所に送電する。

一方、高圧直流送電システムに用いられる電圧形コンバータには様々な種類があり、近年最も注目されているのはモジュラーマルチレベル電圧形コンバータである。

モジュラーマルチレベルコンバータ（Modular Multi-Level Converter; MMC）は、複数のサブモジュールを用いて直流電力を交流電力に変換する装置であって、それぞれのサブモジュールが充電、放電、バイパス状態となるように制御して動作する。

このような高圧直流送電システムには、システム制御やシステム保護などの目的のために複数箇所に計器用変圧器が設置される。

しかし、計器用変圧器は、同じ製品であっても電圧測定範囲によって異なる測定値を検知するので測定エラーが発生することがあり、これはシステム故障と認識されて深刻な場合はシステム運転を中断せざるを得ない状況が発生することがある。

すなわち、一般に単一の計器用変圧器の電圧測定誤差は０．２〜０．５％の範囲でなければならない。しかし、高圧直流送電システムに適用される計器用変圧器は、高圧測定時に誤差範囲が非常に大きくなり、また、複数箇所に複数の計器用変圧器が設置された場合は、各計器用変圧器の測定誤差によるエラーの範囲がさらに広くならざるを得ない。

このために、より精密な検知機器を用いることもできるが、精密な検知機器を用いるには設置コストと技術的な問題がある。

本発明の一目的は、高圧直流送電システムに設けられたセンサなどの測定誤差による電力計算誤差を補正することのできる高圧直流送電システムにおける電力値測定方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、インピーダンス値を用いて電流及び電圧の測定誤差の推移を比較し、誤差が小さい測定値を用いて電力を計算することのできる高圧直流送電システムにおける電力値測定方法を提供することにある。

上記本発明の一目的又は他の目的を達成するために、本発明の一実施形態による高圧直流送電（ＨＶＤＣ）システムにおける電力値測定方法は、変電所の特定の位置に設けられたセンサ群から測定された電流値及び電圧値を受信する段階と、前記センサ群が設けられた位置の線路インピーダンスを確認する段階と、前記電流値及び前記電圧値を用いて前記変電所の第１電力値を計算する段階と、前記電流値及び前記線路インピーダンスを用いて前記変電所の第２電力値を計算する段階と、前記電圧値及び前記線路インピーダンスを用いて前記変電所の第３電力値を計算する段階と、前記第１電力値と前記第２電力値及び前記第３電力値とを比較し、前記第２電力値及び前記第３電力値のいずれかの電力値を前記変電所の実際の電力値として決定する段階とを含む。

また、前記センサ群は、前記特定の位置の電流を測定する電流センサと、前記特定の位置の電圧を測定する電圧センサとを含む。

また、前記線路インピーダンスは、前記電流センサと前記電圧センサとを接続する線路のインピーダンスを含む。

また、前記高圧直流送電システムにおける電力値測定方法は、前記変電所の運転条件が送電運転条件であるか受電運転条件であるかを判断する段階をさらに含み、前記センサ群が設けられた位置の線路インピーダンスを確認する段階は、前記判断された運転条件に対応する線路インピーダンスを確認する段階を含む。

また、前記変電所の実際の電力値として決定する段階は、前記第１電力値と前記第２電力値及び前記第３電力値とを比較し、前記電圧値の測定誤差及び前記電流値の測定誤差のうち測定誤差が小さい測定値を確認する段階と、前記測定誤差が小さいものと確認された測定値を用いて計算された電力値を確認する段階と、前記測定誤差が小さいものと確認された測定値を用いて計算された電力値を前記変電所の実際の電力値として決定する段階とを含む。

また、前記高圧直流送電システムにおける電力値測定方法は、前記測定誤差が大きい測定値を測定したセンサの交換を要求する信号を出力する段階をさらに含む。

本発明の一実施形態によれば、様々な方式で電力量を計算して電流及び電圧の測定誤差の推移を比較し、誤差が小さい測定値を用いて電力を計算するので、高圧直流送電システムにおける電流及び電圧の測定誤差により発生する電力計算誤差を最小限に抑えることができる。

また、本発明の一実施形態によれば、電流及び電圧の測定誤差に起因する変換所の電力計算誤差を補正することにより、高圧直流送電システムの性能を向上させ、電力測定の精度及び動作信頼性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるモノポーラ方式の高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるバイポーラ方式の高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるトランスフォーマと三相バルブブリッジの結線を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるモジュラーマルチレベルコンバータの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるモジュラーマルチレベルコンバータの構成の他の例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による複数のサブモジュールの接続を示す図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの等価モデルを示す図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるサブモジュールの動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態による電力値補正装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による高圧直流送電システムにおける電力値測定方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による高圧直流送電システムにおける電力値測定方法を示すフローチャートである。

本発明の利点及び特徴、並びにそれらを達成する方法は添付の図面と共に後述する実施形態を参照することにより明らかになるであろう。

しかし、本発明は、後述する実施形態に限定されるものではなく、異なる様々な形態で実現することができる。後述する実施形態は、本発明を開示し、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に本発明を理解させるためのものにすぎず、本発明は、請求の範囲により定義されるものである。本明細書全体にわたって同一の構成要素には同一の符号を付す。

本発明の実施形態について説明する上で、公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。なお、後述する用語は本発明の実施形態における機能を考慮して定義したものであり、これは使用者、運用者の意図や慣例などによって他の用語に置き換えることができる。よって、その定義は本明細書全体の内容に基づいて下されるべきである。

添付の図面における各ブロック又は各段階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り行ってもよい。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、又はプログラム可能なデータプロセッシング装置のプロセッサに搭載することができるので、コンピュータ又はプログラム可能なデータプロセッシング装置のプロセッサにより行われるインストラクションが図面における各ブロック又は各段階で説明される機能を実行する手段を生成するようにすることができる。コンピュータプログラムインストラクションは特定の方式で機能を実行するためにコンピュータ又はプログラム可能なデータプロセッシング装置と連携するコンピュータ使用可能又はコンピュータ可読メモリに保存することもできるので、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読メモリに保存されたインストラクションが図面における各ブロック又は各段階で説明される機能を実行するインストラクション手段を含む製品を生産するようにすることもできる。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プログラム可能なデータプロセッシング装置に搭載することもできるので、コンピュータ又はプログラム可能なデータプロセッシング装置において一連の動作が行われてコンピュータで実行されるプロセスが生成されることによりコンピュータ又はプログラム可能なデータプロセッシング装置の実行を行うインストラクションが図面における各ブロック又は各段階で説明される機能を実行するためのステップを提供するようにすることもできる。

また、各ブロック又は各段階は、特定の論理的機能を実行するための少なくとも１つ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ようにしてもよい。さらに、いくつかの代替実施形態においては、ブロック又は段階で言及された機能の順序を変えてもよい。例えば、図面における連続する２つのブロック又は段階は、実質的に同時に行われるようにしてもよく、その機能によっては逆順に行われるようにしてもよい。

図１は本発明の一実施形態による高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態による高圧直流送電システム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、送電側トランスフォーマパート１２０及び送電側交流／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及び需要側トランスフォーマパート１６０を含む。

発電パート１０１は三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んでもよい。

送電側交流パート１１０は、発電パート１０１により生成された三相交流電力を送電側トランスフォーマパート１２０及び送電側交流／直流コンバータパート１３０を含むＤＣ変電所に出力する。

送電側トランスフォーマパート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）。

送電側交流／直流コンバータパート１３０は、送電側トランスフォーマパート１２０からの三相交流電力を直流電力に変換して直流送電パート１４０に出力する。

直流送電パート１４０は、送電側の直流電力を需要側に出力する。

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からの直流電力を三相交流電力に変換して需要側トランスフォーマパート１６０に出力する。

需要側トランスフォーマパート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及び直流送電パート１４０から隔離する。

需要側交流パート１７０は、需要側トランスフォーマパート１６０からの三相交流電力を需要パート１８０に供給する。

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及び需要側直流／交流コンバータパート１５０の少なくとも１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及び需要側直流／交流コンバータパート１５０における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とができる。ここで、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 Transistor; IGBT）であってもよい。

図２は本発明の一実施形態によるモノポーラ方式の高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。

なお、図２は単極の直流電力を送電するシステムを示し、以下では単極を陽極と仮定して説明するがこれに限定されるものではない。

送電側交流パート１１０は、交流送電線１１１及び交流フィルタ１１３を含む。

交流送電線１１１は、発電パート１０１により生成された三相交流電力を送電側変電パート１０３に送電する。

交流フィルタ１１３は、発電パート１０１により生成された三相交流電力から、送電側変電パート１０３が用いる周波数成分以外の周波数成分を除去する。

送電側トランスフォーマパート１２０は、陽極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２１を含む。送電側交流／直流コンバータパート１３０は、陽極直流電力を生成する交流／陽極直流コンバータ１３１を含み、交流／陽極直流コンバータ１３１は、陽極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２１にそれぞれ対応する少なくとも１つの三相バルブブリッジ１３１ａを含む。

１つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて６個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

２つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて１２個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１２１は、一方のトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

３つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて１８個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。

直流送電パート１４０は、送電側陽極直流フィルタ１４１、陽極直流送電線１４３及び需要側陽極直流フィルタ１４５を含む。

送電側陽極直流フィルタ１４１は、インダクタＬ１及びコンデンサＣ１を含み、交流／陽極直流コンバータ１３１から出力される陽極直流電力を直流フィルタリングする。

陽極直流送電線１４３は、陽極直流電力の送信のための１つのＤＣラインを有し、電流帰還経路としては大地を用いることができる。前記ＤＣライン上には少なくとも１つのスイッチが配置される。

需要側陽極直流フィルタ１４５は、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２を含み、陽極直流送電線１４３を介して送電された陽極直流電力を直流フィルタリングする。

需要側直流／交流コンバータパート１５０は陽極直流／交流コンバータ１５１を含み、陽極直流／交流コンバータ１５１は少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５１ａを含む。

需要側トランスフォーマパート１６０は、陽極のために少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する少なくとも１つのトランスフォーマ１６１を含む。

１つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて６個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

２つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて１２個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１６１は、一方のトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

３つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて１８個のパルスを有する交流電力を生成することができる。

需要側交流パート１７０は、交流フィルタ１７１及び交流送電線１７３を含む。

交流フィルタ１７１は、需要側変電パート１０５により生成された交流電力から、需要パート１８０が用いる周波数成分（例えば６０Ｈｚ）以外の周波数成分を除去する。

交流送電線１７３は、フィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に送電する。

図３は本発明の一実施形態によるバイポーラ方式の高圧直流送電システムの構成を示すブロック図である。

なお、図３は二極の直流電力を送電するシステムを示し、以下では二極を陽極及び陰極と仮定して説明するがこれに限定されるものではない。

送電側交流パート１１０は、交流送電線１１１及び交流フィルタ１１３を含む。

交流送電線１１１は、発電パート１０１により生成された三相交流電力を送電側変電パート１０３に送電する。

交流フィルタ１１３は、発電パート１０１により生成された三相交流電力から、送電側変電パート１０３が用いる周波数成分以外の周波数成分を除去する。

送電側トランスフォーマパート１２０は、陽極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２１と、陰極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２２とを含む。送電側交流／直流コンバータパート１３０は、陽極直流電力を生成する交流／陽極直流コンバータ１３１と、陰極直流電力を生成する交流／陰極直流コンバータ１３２とを含み、交流／陽極直流コンバータ１３１は、陽極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２１にそれぞれ対応する少なくとも１つの三相バルブブリッジ１３１ａを含み、交流／陰極直流コンバータ１３２は、陰極のための少なくとも１つのトランスフォーマ１２２にそれぞれ対応する少なくとも１つの三相バルブブリッジ１３２ａを含む。

陽極のために１つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて６個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陽極のために２つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて１２個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１２１は、一方のトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１２１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陽極のために３つの三相バルブブリッジ１３１ａが用いられる場合、交流／陽極直流コンバータ１３１は、交流電力を用いて１８個のパルスを有する陽極直流電力を生成することができる。

陰極のために１つの三相バルブブリッジ１３２ａが用いられる場合、交流／陰極直流コンバータ１３２は、６個のパルスを有する陰極直流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１２２の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陰極のために２つの三相バルブブリッジ１３２ａが用いられる場合、交流／陰極直流コンバータ１３２は、１２個のパルスを有する陰極直流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１２２は、一方のトランスフォーマ１２２の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１２２の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陰極のために３つの三相バルブブリッジ１３２ａが用いられる場合、交流／陰極直流コンバータ１３２は、１８個のパルスを有する陰極直流電力を生成することができる。

直流送電パート１４０は、送電側陽極直流フィルタ１４１、送電側陰極直流フィルタ１４２、陽極直流送電線１４３、陰極直流送電線１４４、需要側陽極直流フィルタ１４５及び需要側陰極直流フィルタ１４６を含む。

送電側陽極直流フィルタ１４１は、インダクタＬ１及びコンデンサＣ１を含み、交流／陽極直流コンバータ１３１から出力される陽極直流電力を直流フィルタリングする。

送電側陰極直流フィルタ１４２は、インダクタＬ３及びコンデンサＣ３を含み、交流／陰極直流コンバータ１３２から出力される陰極直流電力を直流フィルタリングする。

陽極直流送電線１４３は、陽極直流電力の送信のための１つのＤＣラインを有し、電流帰還経路としては大地を用いることができる。前記ＤＣライン上には少なくとも１つのスイッチが配置される。

陰極直流送電線１４４は、陰極直流電力の送信のための１つのＤＣラインを有し、電流帰還経路としては大地を用いることができる。前記ＤＣライン上には少なくとも１つのスイッチが配置される。

需要側陽極直流フィルタ１４５は、インダクタＬ２及びコンデンサＣ２を含み、陽極直流送電線１４３を介して送電された陽極直流電力を直流フィルタリングする。

需要側陰極直流フィルタ１４６は、インダクタＬ４及びコンデンサＣ４を含み、陰極直流送電線１４４を介して送電された陰極直流電力を直流フィルタリングする。

需要側直流／交流コンバータパート１５０は陽極直流／交流コンバータ１５１及び陰極直流／交流コンバータ１５２を含み、陽極直流／交流コンバータ１５１は少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５１ａを含み、陰極直流／交流コンバータ１５２は少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５２ａを含む。

需要側トランスフォーマパート１６０は、陽極のために少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５１ａにそれぞれ対応する少なくとも１つのトランスフォーマ１６１を含み、陰極のために少なくとも１つの三相バルブブリッジ１５２ａにそれぞれ対応する少なくとも１つのトランスフォーマ１６２を含む。

陽極のために１つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて６個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陽極のために２つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて１２個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１６１は、一方のトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１６１の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陽極のために３つの三相バルブブリッジ１５１ａが用いられる場合、陽極直流／交流コンバータ１５１は、陽極直流電力を用いて１８個のパルスを有する交流電力を生成することができる。

陰極のために１つの三相バルブブリッジ１５２ａが用いられる場合、陰極直流／交流コンバータ１５２は、陰極直流電力を用いて６個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その１つのトランスフォーマ１６２の１次側コイル及び２次側コイルは、Ｙ−Ｙ結線を有するようにしてもよく、Ｙ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陰極のために２つの三相バルブブリッジ１５２ａが用いられる場合、陰極直流／交流コンバータ１５２は、陰極直流電力を用いて１２個のパルスを有する交流電力を生成することができる。この場合、その２つのトランスフォーマ１６２は、一方のトランスフォーマ１６２の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Ｙ結線を有するようにし、他方のトランスフォーマ１６２の１次側コイル及び２次側コイルがＹ−Δ結線を有するようにしてもよい。

陰極のために３つの三相バルブブリッジ１５２ａが用いられる場合、陰極直流／交流コンバータ１５２は、陰極直流電力を用いて１８個のパルスを有する交流電力を生成することができる。

需要側交流パート１７０は、交流フィルタ１７１及び交流送電線１７３を含む。

交流フィルタ１７１は、需要側変電パート１０５により生成された交流電力から、需要パート１８０が用いる周波数成分（例えば６０Ｈｚ）以外の周波数成分を除去する。

交流送電線１７３は、フィルタリングされた交流電力を需要パート１８０に送電する。

図４は本発明の一実施形態によるトランスフォーマと三相バルブブリッジの結線を説明するための図である。

なお、図４は陽極のための２つのトランスフォーマ１２１と陽極のための２つの三相バルブブリッジ１３１ａの結線を示す。陰極のための２つのトランスフォーマ１２２と陰極のための２つの三相バルブブリッジ１３２ａの結線、陽極のための２つのトランスフォーマ１６１と陽極のための２つの三相バルブブリッジ１５１ａの結線、陰極のための２つのトランスフォーマ１６２と陰極のための２つの三相バルブブリッジ１５２ａの結線、陽極のための１つのトランスフォーマ１２１と陽極のための１つの三相バルブブリッジ１３１ａの結線、陽極のための１つのトランスフォーマ１６１と陽極のための１つの三相バルブブリッジ１５１ａの結線などについては、図４の実施形態から容易に導き出せるのでその図面と説明を省略する。

図４において、Ｙ−Ｙ結線を有するトランスフォーマ１２１を上側トランスフォーマ、Ｙ−Δ結線を有するトランスフォーマ１２１を下側トランスフォーマ、上側トランスフォーマに接続される三相バルブブリッジ１３１ａを上側三相バルブブリッジ、下側トランスフォーマに接続される三相バルブブリッジ１３１ａを下側三相バルブブリッジという。

上側三相バルブブリッジは直流電力を出力する第１出力端ＯＵＴ１を有し、下側三相バルブブリッジは直流電力を出力する第２出力端ＯＵＴ２を有する。

上側三相バルブブリッジは６つのバルブＤ１〜Ｄ６を含み、下側三相バルブブリッジは６つのバルブＤ７〜Ｄ１２を含む。

バルブＤ１は、第１出力端ＯＵＴ１に接続されるカソードと、上側トランスフォーマの２次側コイルの第１端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ２は、バルブＤ５のアノードに接続されるカソードと、バルブＤ６のアノードに接続されるアノードとを有する。

バルブＤ３は、第１出力端ＯＵＴ１に接続されるカソードと、上側トランスフォーマの２次側コイルの第２端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ４は、バルブＤ１のアノードに接続されるカソードと、バルブＤ６のアノードに接続されるアノードとを有する。

バルブＤ５は、第１出力端ＯＵＴ１に接続されるカソードと、上側トランスフォーマの２次側コイルの第３端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ６は、バルブＤ３のアノードに接続されるカソードを有する。

バルブＤ７は、バルブＤ６のアノードに接続されるカソードと、下側トランスフォーマの２次側コイルの第１端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ８は、バルブＤ１１のアノードに接続されるカソードと、第２出力端ＯＵＴ２に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ９は、バルブＤ６のアノードに接続されるカソードと、下側トランスフォーマの２次側コイルの第２端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ１０は、バルブＤ７のアノードに接続されるカソードと、第２出力端ＯＵＴ２に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ１１は、バルブＤ６のアノードに接続されるカソードと、下側トランスフォーマの２次側コイルの第３端子に接続されるアノードとを有する。

バルブＤ１２は、バルブＤ９のアノードに接続されるカソードと、第２出力端ＯＵＴ２に接続されるアノードとを有する。

一方、需要側直流／交流コンバータパート１５０は、モジュラーマルチレベルコンバータ２００から構成されてもよい。

モジュラーマルチレベルコンバータ２００は、複数のサブモジュール２１０を用いて直流電力を交流電力に変換するようにしてもよい。

以下、図５及び図６を参照して本発明の一実施形態によるモジュラーマルチレベルコンバータの構成について説明する。

図５及び図６は本発明の一実施形態によるモジュラーマルチレベルコンバータの構成を示すブロック図である。

本発明の一実施形態によるモジュラーマルチレベルコンバータ２００は、メインコントローラ２５０、複数のサブコントローラ２３０及び複数のサブモジュール２１０を含む。

メインコントローラ２５０は複数のサブコントローラ２３０を制御し、それぞれのサブコントローラ２３０はサブコントローラ２３０自身に接続されたサブモジュール２１０を制御するようにしてもよい。

ここで、図５に示すように、１つのサブコントローラ２３０を１つのサブモジュール２１０に接続し、サブコントローラ２３０が、メインコントローラ２５０により送信される制御信号に基づいてサブコントローラ２３０自身に接続された１つのサブモジュール２１０のスイッチング動作を制御するようにしてもよい。

また、図６に示すように、１つのサブコントローラ２３０を複数のサブモジュール２１０に接続し、サブコントローラ２３０が、メインコントローラ２５０により送信される複数の制御信号からサブコントローラ２３０自身に接続された複数のサブモジュール２１０のそれぞれに対する制御信号を確認し、その確認した制御信号に基づいて複数のサブモジュール２１０をそれぞれ制御するようにしてもよい。

メインコントローラ２５０は、複数のサブモジュール２１０の動作条件を決定し、前記決定した動作条件に基づいて複数のサブモジュール２１０の動作を制御するための制御信号を生成する。

また、メインコントローラ２５０は、前記生成した制御信号をサブコントローラ２３０に送信する。

ここで、複数のサブコントローラ２３０にはアドレスが割り当てられており、メインコントローラ２５０は、それぞれのサブモジュール２１０に対する制御信号を生成し、前記割り当てられたアドレスに基づいて前記生成した制御信号をサブコントローラ２３０に送信する。

例えば、第１サブモジュール２１０と第１サブコントローラ２３０とが接続されて第１サブコントローラ２３０により第１サブモジュール２１０のスイッチング制御が行われ、第１サブモジュール２１０に割り当てられたアドレス情報が「１」の場合、メインコントローラ２５０は、第１サブモジュール２１０に対応する制御信号を前記「１」というアドレスが割り当てられた第１サブモジュール２１０に送信する。

また、第１サブコントローラ２３０は、メインコントローラ２５０により送信される制御信号を受信し、前記受信した制御信号に基づいて第１サブコントローラ２３０自身に接続されたサブモジュール２１０を制御する。

ここで、メインコントローラ２５０からサブコントローラ２３０に送信される制御信号は、サブモジュール２１０のスイッチング条件情報と共に、前記スイッチング条件情報がいずれのサブモジュール２１０に適用される情報であるかを示す識別情報を含んでもよい。

よって、サブコントローラ２３０は、前記制御信号に含まれる識別情報を用いてメインコントローラ２５０から受信した制御信号がサブコントローラ２３０自身に接続されたサブモジュール２１０に対応する制御信号であるか否かを確認し、それによって前記制御信号に含まれるスイッチング条件情報に基づいて前記サブモジュールのスイッチング条件を制御することができる。

ここで、前記受信した制御信号に含まれる識別情報がサブコントローラ２３０自身に接続されたサブモジュール２１０に対応しない場合、サブコントローラ２３０は、前記受信した制御信号に含まれるスイッチング条件をサブモジュール２１０に適用しない。

また、サブコントローラ２３０は、前記受信した制御信号を、前記制御信号に含まれる識別情報に対応するサブモジュールを制御する他のサブコントローラに伝達する。

以下、サブモジュール２１０、サブコントローラ２３０及びメインコントローラ２５０についてより具体的に説明する。

サブモジュール２１０は、直流電力が入力されることにより充電、放電及びバイパス動作のいずれかの動作を行うようにしてもよい。

サブモジュール２１０は、ダイオードを含むスイッチング素子で構成され、スイッチング動作とダイオードの整流動作によりサブモジュール２１０の充電、放電及びバイパス動作のいずれかの動作を行うようにしてもよい。

サブコントローラ２３０のそれぞれは、サブモジュール２１０に関する情報を取得し、前記取得した情報をアドレス情報中に挿入する。また、サブコントローラ２３０のそれぞれは、メインコントローラ２５０の要求に応じて前記取得した情報が挿入されたアドレス情報をメインコントローラ２５０に送信する。

このために、サブコントローラ２３０のそれぞれは、少なくとも１つのセンサを含む。サブコントローラ２３０のセンサは、サブモジュール２１０の電流及び電圧の少なくとも一方を測定するようにしてもよい。

また、サブコントローラ２３０は、前記測定したサブモジュール２１０の電流及び電圧の少なくとも一方の情報を前記アドレス情報中に挿入するようにしてもよい。前記測定した情報は、サブモジュール２１０に充電された電圧の情報であってもよい。

さらに、サブコントローラ２３０は、メインコントローラ２５０から送信されるレファレンス情報を前記アドレス情報中に挿入するようにしてもよい。前記レファレンス情報は、基準直流電圧及びスイッチングキャリア信号を含んでもよい。

さらに、サブコントローラ２３０は、サブモジュール２１０のスイッチングヒストリ情報を前記アドレス情報中に挿入するようにしてもよい。前記スイッチングヒストリ情報とは、サブモジュール２１０により行われた充電、放電及びバイパス動作に関するヒストリ情報を意味する。

すなわち、サブコントローラ２３０は、サブモジュール２１０に関して現在のスイッチング情報及び以前の時点でのスイッチング情報を確認し、前記確認したスイッチング情報を前記アドレス情報中に挿入するようにしてもよい。

また、サブコントローラ２３０のそれぞれにはアドレスが割り当てられ、前記アドレス情報中には前記割り当てられたアドレスに対応する識別情報が含まれるようにしてもよい。

さらに、サブコントローラ２３０は、メインコントローラ２５０からサブコントローラ２３０自身のアドレスの確認を要求する信号を受信すると、前記受信した要求信号に応じて前記アドレス情報をメインコントローラ２５０に送信するようにしてもよい。

ここで、前記送信されるアドレス情報中には、前述した識別情報だけでなく、サブモジュール２１０に関する様々な情報が含まれる。

メインコントローラ２５０は、前記アドレスの確認だけで、サブコントローラ２３０が制御しているサブモジュール２１０の状態情報まで確認することができる。

また、メインコントローラ２５０は、前記確認した状態情報に基づいて、複数のサブモジュール２１０のスイッチング状態を制御することができる。

例えば、サブモジュール２１０は、複数で構成され、特定のサブモジュールは継続して充電動作のみを行い、他のサブモジュールは放電動作又はバイパス動作のみを行うようにしてもよい。よって、メインコントローラ２５０は、前記確認したアドレス情報中に含まれるスイッチングヒストリ情報を用いて、現時点で充電動作を行うサブモジュール、放電動作を行うサブモジュール及びバイパス動作を行うサブモジュールをそれぞれ決定する。

また、メインコントローラ２５０は、前記アドレス情報中に含まれる充電電圧情報を用いて、現時点で必要な電力に応じて放電動作を行うサブモジュールの数を決定するようにしてもよい。

すなわち、メインコントローラ２５０は、モジュラーマルチレベルコンバータ２００の全般的な動作を制御することができる。

メインコントローラ２５０は、メインコントローラ２５０自身と連携している、交流パート１１０、１７０の電流、電圧、及び直流送電パート１４０の電流、電圧を測定するようにしてもよい。

また、メインコントローラ２５０は、全ての制御値を算出するようにしてもよい。

ここで、全ての制御値は、モジュラーマルチレベルコンバータ２００の出力交流電力の電圧、電流、周波数の大きさの目標値であってもよい。

メインコントローラ２５０は、モジュラーマルチレベルコンバータ２００と連携している、交流パート１１０、１７０の電流、電圧、及び直流送電パート１４０の電流、電圧の少なくとも１つに基づいて、全ての制御値を算出するようにしてもよい。

一方、メインコントローラ２５０は、通信装置（図示せず）を介して上位コントローラ（図示せず）から受信した基準有効電力、基準無効電力、基準電流及び基準電圧の少なくとも１つに基づいて、モジュラーマルチレベルコンバータ２００の動作を制御するようにしてもよい。

メインコントローラ２５０は、サブコントローラ２３０とのデータ交換により前記アドレス情報が提供されるようにしてもよい。

以下、図７を参照して三相モジュラーマルチレベルコンバータに含まれる複数のサブモジュールの接続について説明する。

図７は本発明の一実施形態による複数のサブモジュールの接続を示す図である。

図７に示すように、複数のサブモジュール２１０は、直列に接続され、１つの相の陽極又は陰極に接続された複数のサブモジュール２１０が１つのアームを構成するようにしてもよい。

三相モジュラーマルチレベルコンバータ２００は、一般に６つのアームから構成されるが、Ａ、Ｂ、Ｃの三相のそれぞれにおいて陽極及び陰極で構成されて６つのアームから構成されるようにしてもよい。

例えば、三相モジュラーマルチレベルコンバータ２００は、Ａ相の陽極における複数のサブモジュール２１０で構成される第１アーム２２１と、Ａ相の陰極における複数のサブモジュール２１０で構成される第２アーム２２２と、Ｂ相の陽極における複数のサブモジュール２１０で構成される第３アーム２２３と、Ｂ相の陰極における複数のサブモジュール２１０で構成される第４アーム２２４と、Ｃ相の陽極における複数のサブモジュール２１０で構成される第５アーム２２５と、Ｃ相の陰極における複数のサブモジュール２１０で構成される第６アーム２２６とから構成されるようにしてもよい。

また、１つの相における複数のサブモジュール２１０がレッグを構成するようにしてもよい。

例えば、三相モジュラーマルチレベルコンバータ２００は、Ａ相における複数のサブモジュール２１０を含むＡ相のレッグ２２１Ａと、Ｂ相における複数のサブモジュール２１０を含むＢ相のレッグ２２３Ａと、Ｃ相における複数のサブモジュール２１０を含むＣ相のレッグ２２５Ａとから構成されるようにしてもよい。

この場合、第１〜第６アーム２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６は、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ相のレッグ２２１Ａ、２２３Ａ、２２５Ａに含まれる。

具体的には、Ａ相のレッグ２２１Ａは陽極アームである第１アーム２２１と陰極アームである第２アーム２２２とを含み、Ｂ相のレッグ２２３Ａは陽極アームである第３アーム２２３と陰極アームである第４アーム２２４とを含み、Ｃ相のレッグ２２５Ａは、陽極アームである第５アーム２２５と陰極アームである第６アーム２２６とを含む。

さらに、複数のサブモジュール２１０が極性によって陽極アーム２２７と陰極アーム２２８を構成するようにしてもよい。

具体的には、図７に示すように、モジュラー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を基準として、陽極に対応する複数のサブモジュール２１０と、陰極に対応する複数のサブモジュール２１０に分けられるようにしてもよい。

つまり、モジュラーマルチレベルコンバータ２００は、陽極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される陽極アーム２２７と、陰極に対応する複数のサブモジュール２１０で構成される陰極アーム２２８とから構成されるようにしてもよい。

この場合、陽極アーム２２７は、第１アーム２２１、第３アーム２２３及び第５アーム２２５から構成され、陰極アーム２２８は、第２アーム２２２、第４アーム２２４及び第６アーム２２６から構成される。

以下、図８を参照して本発明の一実施形態によるサブモジュールの構成について説明する。

図８は本発明の一実施形態によるサブモジュールの構成の一例を示す図である。

図８に示すサブモジュール２１０は、２つのスイッチ、２つのダイオード、コンデンサを含むが、このようなタイプをハーフブリッジ（half bridge）形又は半波インバータ（half wave inverter）ともいう。

スイッチング部２１７に含まれるスイッチは、電力半導体を含んでもよい。

前記電力半導体は電力用半導体素子をいい、電力の変換や制御用に最適化することができる。また、前記電力半導体はバルブ装置ともいう。

例えば、スイッチング部２１７に含まれるスイッチは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor; IGBT）、ゲートターンオフサイリスタ（Gate Turn-Off thyristor; GTO）、集積化ゲート転流型サイリスタ（Integrated Gate Commutated Thyristor; IGCT）などで構成されてもよい。

保存部２１９は、コンデンサを含んでおり、エネルギーを充電又は放電することができる。一方、サブモジュール２１０の構成及び動作に基づいてサブモジュール２１０を等価モデルで示すことができる。

図９は本発明の一実施形態によるサブモジュールの等価モデルを示す図である。

図９に示すように、サブモジュール２１０は、スイッチとコンデンサとから構成されたエネルギー充放電装置にすることができる。

これにより、サブモジュール２１０は出力電圧がＶｓｍであるエネルギー充放電装置と同じであることを確認することができる。

以下、図１０〜図１３を参照して本発明の一実施形態によるサブモジュールの動作について説明する。

図１０〜図１３に示すサブモジュール２１０のスイッチ部２１７は複数のスイッチＴ１、Ｔ２を含み、それぞれのスイッチＴ１、Ｔ２はそれぞれのダイオードＤ１、Ｄ２に接続される。また、サブモジュール２１０の保存部２１９はコンデンサを含む。

図１０及び図１１を参照してサブモジュール２１０の充放電動作について説明する。

図１０及び図１１はサブモジュール２１０のコンデンサ電圧Ｖｓｍの形成を示す。

図１０及び図１１を参照すると、スイッチ部２１７のスイッチＴ１はターンオン状態であり、スイッチ部２１７のスイッチＴ２はターンオフ状態である。よって、サブモジュール２１０は、それぞれのスイッチＴ１、Ｔ２の動作によってコンデンサ電圧を形成することができる。

具体的には、図１０に示すように、サブモジュール２１０に流入する電流はダイオードＤ１を介してコンデンサに流れてコンデンサ電圧を形成し、形成されたコンデンサ電圧によりコンデンサにエネルギーが充電される。

また、サブモジュール２１０は、充電されたエネルギーを放出することができる。

具体的には、図１１に示すように、サブモジュール２１０に充電されたエネルギーであるコンデンサの蓄積エネルギーはスイッチＴ１を介して出力される。よって、サブモジュール２１０は、蓄積されたエネルギーを放出することができる。

図１２及び図１３を参照してサブモジュール２１０のバイパス動作について説明する。

図１２及び図１３はサブモジュール２１０のゼロ電圧の形成を示す。

図１２及び図１３を参照すると、スイッチ部２１７のスイッチＴ１はターンオフ状態であり、スイッチ部２１７のスイッチＴ２はターンオン状態である。よって、サブモジュール２１０のコンデンサに電流が流れなくなり、サブモジュール２１０はゼロ電圧を形成することができる。

具体的には、図１２に示すように、サブモジュール２１０に流入する電流がスイッチＴ２を介して出力され、サブモジュール２１０はゼロ電圧を形成することができる。

また、図１３を参照すると、サブモジュール２１０に流入する電流がダイオードＤ２を介して出力され、サブモジュール２１０はゼロ電圧を形成することができる。

このように、サブモジュール２１０は、ゼロ電圧を形成することができ、流れる電流がサブモジュール２１０に流入しないで通過するバイパス動作を行うことができる。

図１４は本発明の一実施形態による電力値補正装置の構成を示すブロック図である。

図１４に示すように、本発明の一実施形態による高圧直流送電システムにおける電力値補正装置は、複数のセンサ群３１０及び電力値補正部３２０を含む。

各センサ群３１０は、電流測定のための電流センサと電圧測定のための電圧センサとから構成され、前記高圧直流送電システム内の測定地点にそれぞれ設けられる。

例えば、複数のセンサ群３１０は第１センサ群、第２センサ群及び第３センサ群を含み、前記第１センサ群は需要側又は送電側トランスフォーマパートに設けられ、前記第２センサ群は需要側又は送電側コンバータパートに設けられ、前記第３センサ群は直流送電パートに設けられるようにしてもよい。

電力値補正部３２０は、複数のセンサ群３１０によりそれぞれ測定された電流及び電圧値を用いて電力値を計算する。

ここで、電力値補正部３２０は、各センサ群３１０により測定された電流及び電圧、並びに各センサ群３１０の線路インピーダンスを用いて前記電力値を計算する。

前記線路インピーダンスとは、各センサ群３１０を構成する電流センサと電圧センサとを接続する線路のインピーダンスを意味する。

前記線路インピーダンスはシステム設計時に設定され、電力値補正部３２０は前記システム設計時に設定された線路インピーダンスを用いて前記電力値を計算する。

また、これとは異なり、電力値補正部３２０は、現状態での線路インピーダンスを測定及び計算し、前記測定及び計算された線路インピーダンスを用いて前記電力値を計算するようにしてもよい。

前記電力値は、次のように計算することができる。

ここで、Ｐ＿１は電力値であり、Ｖ＿１はセンサ群の電圧センサにより測定された電圧値であり、Ｉ＿１はセンサ群の電流センサにより測定された電流値であり、ｔは電力送電時間又は電力受電時間である。

すなわち、上記数式１によれば、高圧直流送電システムを構成する変換所の電力値は、時間に応じた電圧値と電流値の積で計算される。

前記高圧直流送電システムは、送電変換所、受電変換所、及びそれらを接続する送電線路を含む。

ここで、前記センサ群が前記送電変換所に設けられたセンサ群の場合、電力値補正部３２０は、前記送電変換所から前記受電変換所に送電した電力値を計算する。

また、前記センサ群が前記受電変換所に設けられたセンサ群の場合、電力値補正部３２０は、前記受電変換所で受電した電力値を計算する。

状況に応じて、前記送電変換所が前記受電変換所から送電する電力を受電する変換所として動作することもでき、前記受電変換所が前記送電変換所に電力を送電する変換所として動作することもできる。

また、前記線路インピーダンスは、該当変換所が受電変換所として動作するか送電変換所として動作するかによって異なる。

よって、電力値補正部３２０は、変換所の運転状態（送電状態及び受電状態）による線路インピーダンスを確認し、それに対応するインピーダンスを適用して電力値を計算する。

一方、従来技術によれば、Ｃ＆Ｐ（Control & Protection system）では上記数式１によってのみ電力値を計算している。

しかし、前記電圧を測定する電圧センサ及び前記電流を測定する電流センサにおいては測定誤差が生じる。よって、前記電圧を測定する電圧センサ及び前記電流を測定する電流センサの測定誤差により、前記計算された電力値に差が生じることがあり、前記差はシステムにおいて電力損失と認識される。

例えば、前記電圧センサ及び前記電流センサの誤差がそれぞれ±０．５％であり、前記測定された電圧誤差が＋０．５％であり、前記測定された電流誤差が−０．５％である場合、前記電力値の誤差は、次のように計算することができる。

ここで、前記高圧直流送電システムの運転電力が非常に大きいので、前記生じる測定誤差は非常に大きい。

よって、本実施形態においては、上記数式１に加え、他の数式をさらに用いて電力値を計算し、電流測定誤差のほうが大きいか電圧測定誤差のほうが大きいかを確認する。

すなわち、上記数式１において、電流は電圧／抵抗で表され、電圧は電流×抵抗で表される。

ここで、前記抵抗は前記線路インピーダンスを意味するので、本実施形態においては、前記測定された電流値及び電圧値の両方を用いるのではなく、一方の値のみを用いて前記電力値を計算する。

ここで、Ｐ＿２は電力値であり、Ｉ＿１はセンサ群の電流センサにより測定された電流値であり、Ｚ＿１は該当運転状態での線路インピーダンスであり、ｔは電力送電時間又は電力受電時間である。

つまり、電力値補正部３２０は、上記数式１ではなく、上記数式３を用いて電力値を計算することができる。

上記数式３による電力値の計算においては、前記センサ群の電圧センサにより測定された電圧値は用いておらず、前記センサ群の電流センサにより測定された電流値及び前記線路インピーダンスのみを用いている。

ここで、Ｐ＿３は電力値であり、Ｖ＿１はセンサ群の電圧センサにより測定された電圧値であり、Ｚ＿１は該当運転状態での線路インピーダンスであり、ｔは電力送電時間又は電力受電時間である。

また、電力値補正部３２０は、上記数式１及び上記数式３ではなく、上記数式４を用いて電力値を計算することができる。

上記数式４による電力値の計算においては、前記センサ群の電流センサにより測定された電流値は用いておらず、前記センサ群の電圧センサにより測定された電圧値及び前記線路インピーダンスのみを用いている。

上記数式１により計算された電力値を第１電力値とし、上記数式３により計算された電力値を第２電力値とし、上記数式４により計算された電力値を第３電力値とすると、前記第１〜３電力値は異なる値を有する。

これは、前記センサ群の電流センサにより測定された電流値の測定誤差、及び前記センサ群の電圧センサにより測定された電圧値の測定誤差が異なるからである。

よって、前記第１〜３電力値のうち２つの電力値は差が大きくなく、前記２つの電力値を除く残りの１つの電力値は前記２つの電力値との差が大きい。

すなわち、前記電流値の測定誤差と前記電圧値の測定誤差がそれぞれ存在し、前記電流値の測定誤差の方が前記電圧値の測定誤差より大きい場合、前記測定誤差の大きい電流値を主として計算された第２電力値は、前記第１及び第３電力値との差が大きい。

逆に、前記電圧値の測定誤差の方が前記電流値の測定誤差より大きい場合、前記測定誤差の大きい電圧値を主として計算された第３電力値は、前記第１及び第２電力値との差が大きい。

よって、電力値補正部３２０は、前記電圧値の測定誤差の方が大きいと判断された場合、前記電圧値ではなく前記電流値を主として電力値を計算した上記数式３の結果値が該当変換所の実際の電力値となるように補正する。

それに対して、電力値補正部３２０は、前記電流値の測定誤差の方が大きいと判断された場合、前記電流値ではない前記電圧値を主として電力値を計算した上記数式４の結果値が該当変換所の実際の電力値となるように補正する。

また、電力値補正部３２０は、前述した特定の測定値の誤差を確認し、それに基づいて当該測定値を測定したセンサの交換や測定値の補正を要求する信号を出力する。

さらに、電力値補正部３２０は、前述した特定の測定値の誤差が基準値を超えると、当該測定値は無視し、他の測定値を用いて電力値を計算する。

すなわち、本実施形態においては、上記数式３の計算方式では電圧測定値を用いることなく電流測定値を用い、上記数式４の計算方式では電流測定値を用いることなく電圧測定値を用いるので、運転電流及び電圧の変化時に上記数式１の方式よりも誤差の原因が明らかになり、それに基づいて測定誤差による電力計算誤差を低減し続けることができる。

すなわち、測定誤差において電流による誤差が大きければ、測定された電圧値に基づいて計算された電力値が実際の電力値となるように補正し、測定誤差において電圧による誤差が大きければ、測定された電流値に基づいて計算された電力値が実際の電力値となるように補正するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、このような方式を送電変換所と受電変換所とで共通に用いるので、測定誤差を補正して電力計算誤差を最小限に抑えることができる。

さらに、前述したように、送電変換所と受電変換所とで測定した電流値及び電圧値の測定誤差の推移を比較することができ、より大きな誤差が生じた変換所の電力を補正することができる。また、実際に電流センサと電圧センサは誤差範囲を有するので、誤差範囲から外れた測定値をメンテナンスしたり無視して電力を計算することができる。

図１５及び図１６は本発明の一実施形態による高圧直流送電システムにおける電力値測定方法を示すフローチャートである。

図１５を参照すると、まず、高圧直流送電システムの特定の位置に設けられたセンサ群は、当該位置における電流値及び電圧値をそれぞれ測定する（Ｓ１１０）。

次に、電力値補正部３２０は、前記測定された電流値及び電圧値を上記数式１に代入して第１電力値を計算する（Ｓ１２０）。

次に、電力値補正部３２０は、前記測定された電流値及び前記センサ群の電流センサと電圧センサとの間の線路インピーダンスを上記数式３に代入して第２電力値を計算する（Ｓ１３０）。

ここで、前記線路インピーダンスは運転モードによって異なる値を有するので、電力値補正部３２０は、現在の運転モードを確認し、前記確認された運転モードにおける前記センサ群の線路インピーダンスを確認する。

そして、電力値補正部３２０は、前記確認された線路インピーダンス及び前記測定された電流値に基づいて第２電力値を計算する。

次に、電力値補正部３２０は、前記測定された電圧値及び前記線路インピーダンスを上記数式４に代入して第３電力値を計算する（Ｓ１４０）。

次に、電力値補正部３２０は、前記第１電力値と前記第２電力値及び前記第３電力値とを比較し、前記測定された電流値及び電圧値のうち測定誤差が小さい測定値を確認する（Ｓ１５０）。

すなわち、前記第１〜３電力値のうち１つの特定の電力値は他の２つの電力値との差が大きい。これは、前記測定された電流値及び電圧値のうち測定誤差が大きい特定の測定値に基づいて前記電力値が計算されているからである。つまり、前記第２電力値及び前記第３電力値のいずれかは他の２つの電力値との差が大きい。

よって、電力値補正部３２０は、前記第２電力値及び前記第３電力値のうち測定誤差が小さい測定値に基づいて計算された電力値を最終の電力値として決定する（Ｓ１６０）。

すなわち、電力値補正部３２０は、前記第２電力値と前記第１及び第３電力値との差が大きい場合、前記電流値の測定誤差の方が前記電圧値の測定誤差より大きいことを確認し、それに基づいて前記測定誤差が小さい電圧値に基づいて計算された第３電力値を最終の電力値として決定する。

それに対して、電力値補正部３２０は、前記第３電力値と前記第１及び第２電力値との差が大きい場合、前記電圧値の測定誤差の方が前記電流値の測定誤差より大きいことを確認し、それに基づいて前記測定誤差が小さい電流値に基づいて計算された第２電力値を最終の電力値として決定する。

以下、前記測定誤差を確認する過程についてより具体的に説明する。

図１６を参照すると、まず、電力値補正部３２０は、前記計算された第１電力値、第２電力値及び第３電力値を比較し、他の２つの電力値との差が大きい特定の電力値を確認する（Ｓ２１０）。

次に、電力値補正部３２０は、前記確認された特定の電力値の計算に用いられた測定値を確認する（Ｓ２２０）。

前記確認の結果、電力値補正部３２０は、前記測定値が電流値であるか否かを判断する（Ｓ２３０）。

次に、前記測定値が電流値であれば、電力値補正部３２０は、前記電流値の測定誤差の方が前記電圧値の測定誤差より大きいものと判断する（Ｓ２４０）。

それに対して、前記測定値が電流値ではなく電圧値であれば、電力値補正部３２０は、前記電圧値の測定誤差の方が前記電流値の測定誤差より大きいものと判断する（Ｓ２５０）。

３１０ センサ群
３２０ 電力値補正部

Claims (3)

1. 高圧直流送電（ＨＶＤＣ）システムにおける電力値測定方法において、
   変電所の特定の位置に設けられたセンサ群から測定された電流値及び電圧値を受信する段階であって、前記センサ群は、前記特定の位置の電流を測定する電流センサと、前記特定の位置の電圧を測定する電圧センサとを含む、段階と、
   前記電流センサと前記電圧センサとを接続する線路の線路インピーダンスを確認する段階と、
   前記電流値及び前記電圧値を用いて前記変電所の第１電力値を計算する段階と、
   前記電流値及び前記線路インピーダンスを用いて前記変電所の第２電力値を計算する段階と、
   前記電圧値及び前記線路インピーダンスを用いて前記変電所の第３電力値を計算する段階と、
   前記第１電力値と前記第２電力値とを比較し、且つ前記第１電力値と前記第３電力値とを比較する段階と、
   前記第２電力値及び前記第３電力値のうち前記第１電力値との差が小さい方の電力値を前記変電所の実際の電力値として決定する段階とを含む、高圧直流送電システムにおける電力値測定方法。
2. 前記変電所の運転条件が送電運転条件であるか受電運転条件であるかを判断する段階をさらに含み、
   前記センサ群が設けられた位置の線路インピーダンスを確認する段階は、前記判断された運転条件に対応する線路インピーダンスを確認する段階を含む、請求項１に記載の高圧直流送電システムにおける電力値測定方法。
3. 前記測定誤差が大きい測定値を測定したセンサの交換を要求する信号を出力する段階をさらに含む、請求項１に記載の高圧直流送電システムにおける電力値測定方法。

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