報告書番号

R11021

タイトル（和文）

フルブリッジセルを用いたモジュラーマルチレベル変換器による直流送電システムの制御保護方式 -直流事故時の事故電流を抑制可能な制御方式の提案-

タイトル（英文）

Control and Protection Scheme of HVDC System with Modular Multilevel Converter using Full Bridge Cell -Control of Fault Current in DC Fault Condition-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

従来の自励式変換器を用いた直流送電システムは，直流事故時に変換器による事故電流の抑制が困難である。そのため，交流遮断器を用いて事故を除去する必要があり，送電再開までに要する時間が長い。
そこで，遮断器操作無しで直流事故を除去できるフルブリッジセルMMCを適用した直流送電システムにおいて，直流事故時の事故電流を抑制可能な制御方式を提案した。提案制御は，直流事故が発生した際には受電端，送電端ともに定電流制御に自動で移行する。この定電流制御の動作により，交流出力電圧を保ったまま直流出力電圧を0とできるため，直流事故電流を抑制できる。
提案制御を適用した直流送電システムは，以下のメリットを実現可能である。
①高速な事故検出を必要としないため，直流送電線保護用の電流差動リレーなど既存のリレーが利用できる。
②交流遮断器の操作が不要であるため，他励式システムと同等の事故発生後500 msでの高速な再起動が可能となる。

概要 （英文）

Practical application of the VSC HVDC system is progressing recently due to its superior control performance over the conventional line commutated converter type HVDC system. At present, AC circuit breaker is tripped to clear fault when a DC fault occurs at a VSC HVDC system. Tripping AC circuit breaker delays recovery from the fault. The full bridge cell MMC is considered as one of the solutions to clear the fault without tripping AC circuit breaker. However, the specific control scheme for the full bridge cell has not been proposed. To solve this problem, we are conducting a development of a novel control scheme for the HVDC system.
By employing the dc current control, the proposed control scheme for the HVDC system can suppress DC fault current. The converter can clear DC fault without tripping AC circuit breaker through reducing the current order to zero and then making gate block. The additional advantage of the control scheme is that the control of each terminal does not need a fast fault detection and the information of the other terminal.
We verified performance of the control through transient simulation. MMC can maintain stable operation without overcurrent and overvoltage on semiconductor devices during entire AC and DC fault period. It was confirmed that HVDC system with the control can restore power transmission quickly after both AC and DC system faults.

報告者

キーワード