图9是例如“特开平1-238430号”公报所示的一种现有的电力
变换装置的构成图。图9中表示直流线路里接有多台电力变换装置
中的1个电力变换装置。图中300是从交流到直流或从直流到交流
进行电力变换的电力变换装置。20是交流系统，30是直流系统。
301是电压型电力变换器，302是交流电抗器或者是变压器，303是
电容器，304是检测交流系统20电压用的电压检测器，305是检测交
流系统20电流用的电流检测器，306是检测直流系统30电压用的
电压检测器，307则是根据交流电压检测器304和交流电流检测器
305测出的电压和电流检测电功率用的电功率检测电路。308是门
控电路，310是直流电压控制电路，320是电功率控制电路。311,321
是减法器，312,322是补偿器，330是选择器。
下面对图9所示的现有电力变换装置的动作加以说明。
在电功率检测电路307中，由电压检测器测出的各相交流电压
Vu,Vv,Vw，以及电流检测器测出的各相交流电流Iu,Iv,Iw，输出
交流有效电功率P=Vu*Iu+Vv*Iv+Vw*Iw(式中*表示乘
法)。
在这里交流有效电功率P，与电压型电力变换装置301从交流
变换成直流的电功率大体上相等。把检测出的有效电功率P输入
到电功率控制电路320中，经减法器321计算出与电功率指令值
Pref之间的电功率偏差，补偿器322根据其电功率偏差的大小，对电
压型电力变换装置301的电功率进行调节。该补偿器322当电功率
检测电路307所测出的交流有效电功率P比电功率指令值Pref小
时，就使电压型电力变换装置301变换出来的电功率增大；反之，交
流有效电功率P比电功率指令值Pref大时，就使电压型电力变换装
置301变换出来的电功率减小，其动作使交流有效电功率P与电功
率指令值Pref保持一致。
另外，由直流电压检测器306检测出的直流电压Vd，由减法器
311计算出与直流电压指令值Vdref之间的偏差，补偿器312根据其
偏差的大小，对电压型电力变换装置301的电功率进行调节。由于
电压型电力变换装置301的电功率是双向可调的，所以补偿器312
在直流电压降低时，增加从交流方面向直流方面的电功率，并给电容
器充电，而当直流电压上升时，又反过来增加从直流方面向交流方面
的电功率，使电力电容器303放电，其动作使直流电压Vd与直流电
压指令值Vdref保持一致。这样，补偿器312,322两者共同对电压
型电力变换装置301的电功率作如上的调节，而这些补偿器312,
322的输出，由选择器330挑选，把其中最小值挑选出来，该结构使
直流电压控制电路310，或是电功率控制电路320的某一方面进行
动作。
门控电路308根据为电压型电力变换装置而设的有功功率指令
Pac及无功功率指令Qac，使电压型电力变换装置301内的元件点
弧。
图10是电压型电力变换装置经过交流电抗器连接到交流电源
时的构成图。此时交流电源的电压为Vs，电力变换装置的调制度
(率)为k，交流电抗器的感抗为X，电压型电力变换装置的交流电压
与交流电源电压的相位差为ψ时，则众所周知有功功率和无功功率，
将分别是：
P=k*Sinψ*VS2/X (1)
Q=(k*cosψ-1)*VS2/X (2)
门控电路308根据(1)式及(2)式，随着调制度K、相角差ψ，来
确定电压型电力变换装置301的元件的ON-OFF时间，使元件点
弧。由此动作，根据选择器330所选定的补偿器312或补偿器322
的输出，对电压型电力变换装置301的电功率进行调节。
图11是表示对图9所示的电力变换装置的动作的说明图。在
图11中，横轴表示电压型电力变换装置301的交流有功功率P，从
交流向直流变换的电功率规定为正方向。纵轴则是电压型电力变换
装置301的直流电压Vd。在图11中，P＜Pref的领域里，电压呈现
恒定的直线特性。这时电功率检测电路307所检测出的交流有功功
率P比电功率指令值Pref要小，补偿器322由于其放大功能，使补
偿器322的输出变成大的数值，一直到达输出的限制值为止。而直
流电压Vd在直流电压指令值Vdref的附近，因为补偿器312对输出
限制值以内的值进行输出，所以只选最小值的选择器330选择补偿
器312的输出，而使直流电压控制进行动作，电压型电力变换装置
131的直流电压被直流电压指令值Vdref所控制。而交流有功功率
P比电功率指令Pref附近的值要大的时候，那末补偿器322反过来
输出小的数值，而另一方面，补偿器312由于直流电压Vd比直流电
压指令值Vdref要小而输出较大的值。这时选择器330选择补偿器
322的输出，使电功率控制电路320进行动作。
在图11中，在Vd＜Vdref所示的领域内，Pref形成恒定的直线
就显示出该特性。所以按图9的现有例，其结构是在直流电压的关
系方面，在某个领域里直流电压控制电路310动作，而在另外的领域
中则电功率控制电路320进行动作。
图12是现有的把3个电力变换装置接入直流系统时的构成图。
这里，300,400,500是电力变换装置，电力变换装置400及500与电
力变换装置300构成相同。即与具有图9所示结构的电力变换装置
300的构成相同。
在图12中，201,211,221是交流电源，各自经交流系统20,21,
22与电力变换装置300,400,500相连接。
图13与图11所示的说明图相同，是表示图12所示结构的电力
变换装置的动作的说明图。在图13中，实线a是电力变换装置300,
虚线b是电力变换装置400，而点划线c则是电力变换装置500的特
性曲线。在这里，对电力变换装置300,400,500的直流电压指令值
Vdref1,Vdref2,Vdref3按Vdref1＞Vdref2＞Vdref3的关系进行设
置。而电功率指令值Pref1,Pref2,Pref3则按Pref1＜Pref2＜Pref3
的关系进行设置。
如图12所示，3个电力变换装置300,400,500与直流系统30
连接着，在其工作中电功率的总和必须等于0。例如假设直流电压
在直流电压指令值Vdref1附近时，在电力变换装置400与500中的
动作使电压产生下降趋势，使从交流向直流变换的电功率减小。于
是直流电压降低，电力变换装置300的电功率控制电路320就进行
工作。
同样地，假设直流电压在直流电压指令值Vdref2附近，此时电
力变换装置500使从交流向直流变换的电功率减小，其动作使直流
电压下降，电力变换装置400按照电功率控制电路120的控制而进
行工作。
这样，当具有图12所示的3个电力变换装置连接在直流系统上
的结构的电力变换装置具有图13所示的特性时，电力变换装置500
产生动作使直流电压值保持在直流电压指令值Vdref3上，而余下的
电力变换装置300和400，则由电功率控制电路120的动作使各自
的电功率值分别保持在Pref1及Pref2上。从而电力变换装置300
和400从交流向直流变换电功率；而电力变换装置500把电功率与
电力变换装置300和400的电功率总和(Pref1+pref2)相等的电功
率从直流向交流进行变换。电力变换装置300,400和500的动作点
在图13中分别为a’,b’,c’。
具有图12所示构成的电力变换装置，可以考虑具有图13所示
特性的情况。例如假设电力变换装置500停止工作了，由于从直流
向交流的变换不能进行了，这时直流电压上升，电力变换装置400进
行动作以使直流电压与直流电压Vdref2指令值保持一致。这时电
力变换装置300和400的动作点分别移到a”和b”。电力变换装置
300的电功率控制电路120动作，同时电力变换装置400的直流电
压控制电路110动作，把等于电力变换装置300的电功率指令值
Pref1的电功率从直流向交流变换来继续运转。
这样，在现有的电力变换装置中，直流系统30中接有多个的电
力变换装置时，在某一个电力变换装置中直流电压控制电路110发
生动作，而余下的电力变换装置中电功率控制电路120发生动作。
这时考虑从直流向交流进行电力变换的电力变换装置是因电功率控
制电路120而动作的情况。当直流系统30的电压发生下降时，为保
持电功率的恒定使电流流过使直流电压进一步降低的方向，而反之
直流系统30的电压上升时，其动作会使直流电压进一步上升。
图14表示对现有的电力变换装置的上述动作进行说明的电路
图。在图14中，使各电力变换装置A,B,C的构成，与图9中所示的
电力变换装置的构成相同。
图14所示电力变换装置A,B,C当中，在电力变换装置B直流
电压控制电路110产生动作而成为电压源，而电力变换装置A和C
的电功率控制电路120动作而成为电流源。假设电力变换装置A
的交流有功功率P＜0保持恒定，则其直流电流是P/Vd。而假设直
流系统30的电压Ed由于电力变换装置C停止工作等原因而下降
时，电力变换装置B则发生动作，调节电功率来对其补偿，以保持电
压的恒定。但在电力变换装置A，对直流电压的下降，其动作进一步
使电容器Ca向放电的方向(由于P＜0是从直流向交流的方向)流
出电流，这样，电力变换装置B就必须向电容器Ca供出充电电流。
然而在直流系统很长等的情况下，电力变换装置B以和电力变
换装置A的电容器不同的电压(B的电容器电压)来进行调节，会出
现直流电压的控制性能变坏的情况。特别是直流系统的感抗成分与
各电力变换装置的电容器的谐振，会出现容易产生大的迟相，具有减
振性能很差的电压控制特性的情况。由于这种现象，随着直流系统
距离的加长，必须充电的电容器电压与直流电压控制电路110所调
节的电压之间差距就增大，该控制系统的稳定性受到损坏。另外由
于随电力电容器C的容量的减少放电时间减短，虽然与此相应地必
须由直流电压控制电路110供给充电电流，但是必须充电的电容器
电压，与直流电压控制电路110所调节的电压之间的差距更进一步
加大，同样会出现控制特性恶化和稳定性的降低。
因为现有的电力变换装置是按上述那样构成的，所以在多个电
力变换装置中只有一个作直流电压控制，其余的电力变换装置则对
各自的电功率进行控制。因此在从直流系统30向交流系统进行电
力变换的电力变换装置中，一旦直流系统30的电压下降，那末流过
的电流会促使直流电压更加下降；反之直流系统30的电压上升时，
其动作会更促使直流电压的上升。其结果是出现了这样的课题，即
随直流系统的长距离化，及电压型电力变换装置301的电容器电容
量的减少，直流电压控制特性变坏，特别对直流系统30的谐振造成
的直流电压的波动不能充分抑制，对交流系统也产生恶劣影响，等。
下面，对本发明的实施例(实施形态)进行说明。
实施例1
在下述的各实施例(实施形态)中，都是以使用控制电路来实现
电力变换的装置为代表而加以说明的，但是本发明却不受此限。例
如在把处理器与软件程序的组合用在电力变换装置上的情况下，也
可以与以下的实施例同样地来实现本发明的电力变换装置。
图1是表示本发明的实施例1的电力变换装置的构成图。特别
是在图1中，表示接在直流线路里的多台电力变换装置中的1个电
力变换装置。在图中，10是从交流向直流，或从直流向交流进行电
力变换的电力变换装置，20是交流系统，30是直流系统(直流线路)。
101是电压型电力变换器，102是交流电抗器或变压器，103是电容
器，104是检测交流系统20的电压用的电压检测器，105是检测交流
系统20的电流用的电流检测器，106是检测直流系统30的电压用
的电压检测器(直流电压检测装置)，107是根据用电压检测器104
及交流电流检测器105所检测出的电压和电流检测电功率用的电功
率检测电路(电功率检测装置)，108是对电压型电力变换器101的
元件点弧用的门控电路(门控装置)，110是根据直流电压的指令值
Vdref与直流电压检测器106的检测值，输出电压型电力变换装置
101的第二有效电功率指令的直流电压控制电路(直流电压控制装
置)，120是根据电功率的指令值Pref与电功率检测电路的检测值，
输出电压型电力变换装置101的第一有效电功率指令的电功率控制
电路(电功率控制装置)。111,121是减法器，112,122是补偿器，131
是加法器。
下面就实施例1的电力变换装置的动作进行说明。
在图1所示的实施例1的电力变换装置内的电功率检测电路
107中，根据电压检测器104所检测出的各相交流电压Vu,Vv,Vw
与电流检测器105所检测出的各相交流电流Iu,Iv,Iw，输出有效电
功率P=Vu*Iu+Vv*Iv+Vw*Iw(这里，*表示乘法)。这里的
交流有效电功率P，与电压型电力变换器101从交流到直流所变换
的电功率大体上相等。检测出来的交流有效电功率P被输入到电
功率控制电路120，由减法器121求出与电功率指令值Pref之间的
电功率偏差，经放大作为电压型电力变换器101的有效功率指令值
(第一有效电功率指令)Pac而输出。由于这个动作，交流有效电功
率P被调节到与电功率指令值Pref相一致。下面再来说明对电压
型电力变换器101的直流电压的调节动作。由于电压型电力变换器
101的有效电功率P与直流电功率大体上相等(一般电功率变换器
的损失很小，这个假定是妥当的)，因此，从电压型电力变换器101向
电容器103流出的电流为Pac/Vd(这里Vd是直流系统的电压)。因
此，当有效功率指令值Pac在正的方向增加时，向电容器103流过充
电电流而电压上升；反之，当有效功率指令值Pac向负的方向增加
时，电容器103放电而电压降低。补偿器112的作用是根据直流电
压指令值Vdref，当直流电压检测器106检测出的直流电压Vd比该
直流电压指令值小的时候使电压型电力变换器101的有效功率指令
值Pac增大；反之，当直流电压Vd比该直流电压指令值Vdref大的
时候使有效功率Pac指令值减小，这样的动作使直流电压Vd与直
流电压指令值Vdref趋于一致(第二有效电功率指令)。
图2是表示电压型电力变换器101动作的等价电路图，图3是
其等价的框图。图3(a)是电压型电力变换器101的从有效功率指
令值Pac到直流线路的Id的框图。有效功率指令值Pac是电压型
电力变换器101的交流侧的输入电功率，当从交流向直流变换时(正
向变换动作)为正值；而从直流向交流变换时(反向变换动作)为负
值。当无视电压型电力变换器101的损失时，电压型电力变换器
101的交流侧与直流侧电功率相等，则电压型电力变换器101的直
流电流就具有Ic=Pac/Vd的关系(在图3(a)中的参考符号“÷”所
表示的除法运算方框)。
方框1/Cs，表示因电压型电力变换器101的直流电流Ic与直流
系统30的电流Id之差对电容器103进行充或放电时电压Vd变化
的情况。其后的方框1/Lds和方框Rd则表示电力电容器103的电
压Vd与其它的端子间(即直流系统上连接的其它电力变换装置的
端子)的电压Ed之差加到直流系统30的感抗和电阻之上时直流电
流Id的流动。
为了评价图3(a)所示的等价框图的稳定性，采用除法的泰勒展
开在动作点附近线形化以后，便成为图3(b)所示的等价框图。但使
动作点为(Vd0,Ic0,Id0,Ed0,Pac0)，微量变化为(ΔVd,ΔIc,ΔId,
ΔEd,ΔPac)，则Vd=Vd0+ΔVd,Ic=Ic0+ΔIc,Id=Id0+ΔId,Ed=
Ed0+ΔEd,Pac=Pac0+ΔPac。
从图3(b)的等价框图中可以看出：从电力电容器电压ΔVd，向
电力电容器103的电流(即1/Cs框图的输入)，存在以Ic0/Vd0为系
数的闭环。
在无视电压型电力变换器101损失的条件下，由于Ic0=Pac0/
Vdc0，就有Ic0/Vd0=Pac0/(Vd0*Vd0)的关系。于是，这个系数会
随着电压型电力变换器101所变换的电功率的方向而改变其符号。
在正变换动作时为正值，而反变换动作时为负值。
例如：直流电压为正Vd0＞0，电压型电力变换器101进行反变
换动作时，(Ic0/Vd0)＜0。当电压型电力变换器101的直流电压(等
于电容器的电压)下降时，变化ΔVd＜0，即取负值，则(Ic0/Vd0)*
ΔVd＞0，其作用是使电容器的电流减小，进而使电压型电力变换器
101的直流电压下降。反之，电压上升时，由于ΔVd＞0故(Ic0/
Vd0)*ΔVd＜0，其作用是使电容器的电流加大，进而使电压型电力
变换器101的直流电压上升。也就是说，电压型电力变换器101在
进行反变换动作时，系统中产生正反馈，对此怎样补偿决定图2系统
的稳定性。
在图9所示的现有的电力变换装置里，当电功率控制电路120
正在动作中时，如图3(c)所示的等价框图那样，等价于在该系统中
接入了补偿器Gp(s)的情况。在其它的端子(即连接于直流系统中
的其它电力变换装置)上，电压控制电路120动作以保持电压Ed的
恒定。在现有的电力变换装置里，电功率控制电路120与能成为正
反馈的闭环是独立构成的，因而与系统的稳定性无关。因此，对系统
的稳定化有用的是其它端子的直流电压控制电路110。然而，其它
端子的直流电压控制电路110，仅检测自端的电压(图3(c)内的Ed
所表示的电压)，其动作也只是对此电压进行调节。因此，就必须有
这样的过程，即ΔVd的变化使直流线路电流ΔId变化，进而在其它
端子的电压发生变化之后直流电压控制电路110才工作以抑制其
ΔEd的变化。由于这个过程，动作被延迟。
反之，既使其它端子的直流电压控制电路110发生动作，给其端
子的电容器进行了充、放电时，那也要在直流线路电流变化后，ΔVd
才变化，所以产生延迟。特别当直流系统30变长，电感Ld变大时，
延迟量也变大，其影响就更显著。就这样，由于在现有例里，正反馈
闭环的补偿是间接进行的，很难确保充分的稳定性。
与此相对照，图1所示的实施例1的电力变换装置的框图，如图
3(d)所示。在实施1的电力变换装置中，即使是把电功率调节为恒
定的端子，也设有直流电压控制电路110，其动作使电压Vd与指令
值相一致。
在稳定状态下，电压指令Vd*是恒定的，故ΔVd*=0。这时
假设电压Vd下降了，由于ΔVd＜0，则ΔVd*-ΔVd＞0，由补偿器
Gv(s)所放大，其动作使ΔIc＞0的电流流过，给电容器103充电。由
此在反向变换动作时，则可以直接补偿从Vd经图3(c)所示的方框
(Ic0/Vd0)反馈和放电的正反馈闭环中的电流。
当电压Vd上升时，ΔVd*-Vd＜0的条件得到满足，电流ΔIc
按进行放电流通，同样可以对正反馈闭环的电流直接进行补偿。因
此，具有图1的构成的电力变换装置可以对正反馈闭环直接补偿，并
且可以确保系统的稳定性。
如上所述，采用本实施例1，则直流电压控制电路110的动作使
连接在直流系统30上的多个电力变换装置10的各自的直流电压成
为恒定，抑制起因于进行从直流向交流变换的电力变换装置10的特
性的不稳定性，并能够稳定地进行电力输送。
实施例2
图4是本发明实施例2的电力变换装置的构成图。在图中，电
功率控制电路120里，在补偿器122设有输出限制。其上限值设定
为Pmax，下限值为Pmin。
此外在实施例2的电力变换装置中与实施例1的电力变换装置
里的构成要素相同的附有相同的符号，对于这些均省略说明。
下面将对实施例2的电力变换装置的动作加以说明。
在图4所示的实施例2的电力变换装置中，由于电功率控制电
路120的补偿器122具有输出限制，当电功率指令值Pref与交流有
效电功率P之间产生偏差时，可在输出限制值以内的有效电功率进
行调节。假设补偿器122要输出超越输出限制的信号，则该输出与
上限值Pmax或者下限值Pmin相比较，而受到限制。这里直流电压
控制电路110的动作优先，而使交流有效电功率P与电功率指令值
Pref之间存在偏差。特别在Pmax=Pmin时，电力变换装置10的动
作使电压经常保持恒定。
其次，在接有多个端子的情况，对由于故障或事故造成某个端子
脱落时，实施例2的电力变换装置的动作进行说明。
现在假设连接有n个端子，其各自的电功率为Pi，由于没有来自
各端子之外的其它电功率，所以
∑Pi=0 (3)
是成立的。这里，假设第n号的端子脱落了，则直流电压和电功率将
产生偏差。
假设端子脱落前直流电压的偏差等于0，电功率被调节成恒定
的。而当端子脱落后，假定直流电压的偏差为ΔVd，相对于电功率
控制电路120的输出端子在脱落前的值Pi的偏差为ΔPi时，在稳定
情况下端子脱落后的有效电功率Pi’将是：
Pi’=(Pi+ΔPi)+Kvi*ΔVd (4)
式中Kvi是直流电压控制电路110的补偿器112的直流放大倍
率，而Kvi*ΔVd则是直流电压控制电路110的输出。
由于端子脱落后的电功率也必须保持平衡，因此关于Pi’余下的
n-1个端子的总和也是0。即：
∑Pi’=-Pn+∑ΔPi+ΔVd*∑Kvi=0 (5)
是成立的。由(5)式求出ΔVd而代入(4)式，则有：
Pi’=Pi+ΔPi+Kvi*(Pn-∑ΔPk)/(∑Kvk) (6)
例如，假定各端子的直流电压控制电路110的补偿器112的直
流放大率相等，即Kvi*Kv，又假定其极限值被设定得使直流电压控
制电路110的补偿器112的输出偏差也相对于端子脱落前的值在增
加、减少方向上相等，即ΔPimax=±ΔPmax。
即在图1所示的电力变换装置里的电功率控制电路的限制值
是：Pmax=Pi+ΔPmax以及Pmin=Pi-ΔPmax。
假定正向变换端子脱落而且直流电压比端子脱落前降低，直流
电压控制电路110将与偏差ΔVd成比例地，在正方向(正向变换的
方向)来加大电功率。因此，虽然直流电压控制电路110的动作反过
来使电功率减小，但是由于受极限值的限制就成为ΔPi=-ΔPmax。
反之，假定反向变换端子脱落而且直流电压上升，直流电压控制
电路110的动作使电功率减小，电功率控制电路120受极限值的限
制就成为ΔPi=+ΔPmax。
因此，就有
P＇i=Pi+Pn/(n-1) (7)
于是，即使某个端子脱落，也能够由各端子来分担进行电力互换，自
动地移到新的动作点而继续维持运转。在这里为了简化说明，就
Kvi和ΔPi的大小相等时的情况进行了说明，但是这些数值即使不
同也同样可以移到新的动作点。另外多个端子脱落时，也同样可以
继续运转。
如上所述，采用实施例2的电力变换装置时，由于设定了电功率
控制电路120的输出限制值，即使某一个电力变换装置10停止工作
靠余下的电力变换装置10也可以继续运转，并且自动地向新的动作
点转移。
实施例3
在本实施例3的电力变换装置中，在具有图4所示结构的实施
例2的电力变换装置内的电力控制电路120中的限制值，对每个端
子被设定为不同的值。关于直流电压的稳定性，和实施例1具有相
同的构成和动作。因此实施例3的电力变换装置与实施例1和实施
例2的电力变换装置的构成要素相同，故这里省去说明。
以下对连接有多个端子的情况下某个端子由于故障或事故脱落
了时的动作加以说明。
电功率控制电路120，是为了使交流有效电功率P与电功率指
令值Pref相一致而动作的。但其能力由限制值Pmax与Pmin所限
制。
为此，限制值大的端子其电功率控制电路120的能力就大；与限
制值小的端子相比较，其交流有效电功率P与电功率指令值Pref之
间的偏差则小。
因此限制值大的端子，发生端子脱落后的电功率与脱落前的电
功率相比变化较小，故能够减小对交流系统20的影响。
例如(6)式中，假定各端子的直流放大的倍率Kvk相等，则由
于：
∑Kvk=(n-1)Kv,Kvi=Kv所以：
Pi’=Pi+ΔPi+(Pn-∑ΔPk)*1/(n-1)
假定ΔP的平均值为ΔPdv=∑ΔPk/n-1，并定义ΔPi=ΔPav+
ΔPdi，则有：
Pi’=Pi+(ΔPav+/ΔPdi)+Pn/(n-1)-ΔPav=Pi+ΔPdi+Pn/(n-1)
(8)
假定反向变换端子脱落了，则Pn＜0，由于直流电压上升，直流
电压控制电路110使电功率减小，并由于电功率控制电路120的动
作使电功率增加，所以ΔPi是正方向的。
因此，当电功率控制电路的极限值被设置为
ΔPi＞-Pn/(n-1) (9)
的时候，电功率控制电路120不饱和，其端子的电功率被控制在与端
子脱落以前相等的水平。
即使在电功率控制装置120饱和而被限制的情况下，ΔPdi大、
上限的极限值大的端子，其互换的电力功率变小。而电功率控制电
路120的上限的极限值小的端子，相反移动到互换电功率变大的动
作点。
正向变换端子脱落了的时候有Pn＞0，由于直流电压降低所以
直流电压控制电路110发生动作以使电功率增加，而电功率控制电
路120发生动作以使电功率降低，所以ΔPi为负的方向。因此，当各
端子的电功率控制电路120的极限值被设置为
ΔPdi＜-Pn/(n-1) (10)
的时候，电功率控制电路120不饱和，被保持在脱落前的电功率。而
即使当电功率控制电路120饱和时，下限的极限值小(在负的方向
大)的端子所互换的电功率小；而下限的极限值大的端子移动到电功
率互换大的动作点。
如上所述，采用实施例3的电力变换装置时，由于电功率控制电
路120的输出限制值在不同的电力变换装置10中设置为各不相同
的值，故当1个或多个电力变换装置停止运转而由余下的电力变换
装置10继续运转时，就能够设置使电功率变化小的端子，和设置电
功率互换(能力)大的端子。
实施例4
图5是表示本发明的实施例4的电力变换装置的构成图。在图
5中，113是变化率抑制电路(变化率抑制装置)，它被设置在直流电
压控制电路110中，对关于输入信号的时间的变化率进行抑制。另
外在实施例4的电力变换装置中，与实施例1及实施例2的电力变
换装置的构成部件相同的构成部件被附有相同符号，对这些则省略
说明。
下面就实施例4的电力变换装置的动作进行说明。
在实施例4的电力变换装置中，抑制直流系统的谐振所引起的
波动的直流电压控制电路110，被设定得对于端子脱落了的情况等
急剧的直流电压波动也能够响应。
在直流电压控制电路110的补偿器112，对直流电压指令值
Vdref与直流电压Vd之间的偏差进行放大，当直流电压Vd急剧变
化时，其输出也随之变化。
变化率抑制电路113，当补偿器112的输出变化率超过了予置
的最大变化率时，其动作把变化抑制在最大变化率的水平上。当补
偿器112的输出变化率小于设定的最大变化率时，就原样输出；这时
与补偿器112的输出相等的信号就成为有效电功率指令。因此在稳
定状态下，直流电压控制电路110的直流电压波动抑制效果并不降
低，可以抑制过渡性的波动。
与此相对照，虽然即使把补偿器做成具有滤波器效果的结构也
能够抑制过渡性的波动，但对直流控制系统的常态稳定性却有损坏
的可能。
图6是表示变化率抑制电路动作的信号波形的例子。横轴为时
间，纵轴是信号的振幅。
图6(a)是输入信号(实线)具有超过最大变化率的变化率的情
形，输出如虚线所示，变化率已被抑制。而图6(b)是输入信号的变
化率比最大变化率小的情况，输出信号与输入信号相一致。从而有
效地抑制了有效电功率的急剧波动，能够减小直流系统30的过渡性
的波动对交流系统20的影响。
另外，由于电功率控制电路120的动作对电压控制系统的稳定
性没有任何关连，因此对于在电功率控制电路120中的有效电功率
的急剧波动，在补偿器122内装进滤波器，使补偿器122具有滤波的
效果是没有问题的。
如上所述，采用实施例4的电力变换装置，用在直流电压控制电
路110中设置的变化率抑制电路113可以抑制有效电功率的过渡性
的波动。
实施例5
在本实施例5的电力变换装置中，图5的直流电压控制电路
110的变化率抑制电路113的设定值，对每个端子被设定为不同的
值。因此实施例5的电力变换装置与实施例4的电力变换装置的构
成部件相同，这里省略对它们的说明。
在实施例5的电力变换装置中，当某个端子脱落，直流电压急剧
变化时，变化率抑制电路113的最大变化率的设定值大的电力变换
装置10优先工作，其动作使过渡性的直流电压的波动得到抑制。
反之，在那些最大变化率的设定值小的端子，即其它电力变换装
置10中，对过渡性的电压变化的响应已被抑制，为维持直流电压稳
定所必要的过渡性的电功率互换量小，于是对交流系统的影响小。
如上所述，当采用实施例5的电力变换装置时，通过把变化率抑
制电路113的设定值，在各端子里设定为不同的值，对当1个或多个
端子脱落时等情况下产生的直流电压波动，能够设置对该电压波动
优先地进行抑制的端子。
实施例6
图7是表示本发明的实施例6的电力变换装置的构成图。图
中，10,11,12分别是电力变换装置，它具有例如图4所示的电力变
换装置的构成。另外，20,21,22是交流系统，40是设定各电力变换
装置10,11,12中的电功率控制电路120里的补偿器122的限制值
用的限制值设定电路。201,211,221是交流电源。
下面对实施例6的电力变换装置的动作加以说明。
在图4所示的电功率控制电路120中的补偿器122中设定有输
出限制值。在该实施例6的构成的限制值设定电路40中，与各个电
力变换装置10,11,12里所连接的交流系统20,21,22获得能容许的
电功率范围PACmax和PACmin，而输出各电力变换装置10,11,12
的电功率控制电路120的补偿器122的限制值Pmax和Pmin。
在图4所示的实施例2的电力变换装置的结构中，包含具有小
的输出限制值的补偿器122的电功率控制电路120的动作受到限
制，而为了维持直流电压的稳定，电力变换装置产生动作以进行电功
率互换。因此，限制值设定电路40对限制值Pmax和Pmin是这样
设定的，即连接有电力变换装置10,11,12的交流系统20,21,22的
电功率容许范围PACmax和PACmin大的，其限制值被设定得小。
这样当某个电力变换装置停止工作时，电力变换装置的动作使得能
够进行电力互换。
反之那些电力容许范围小的，就把限制值设置成大的，使电功率
控制电路120能产生动作。由此交流有效电功率P与电功率指令值
Pref相一致，电力的供给减少。
如上所述，当采用该实施例6的电力变换装置时，一个或多个电
力变换装置停止后的电力互换，可以根据交流系统的能力来设定，故
可以减少对交流系统的影响。在图7所示的构成中，只表示了3个
电力变换装置10,11,12与直流系统30连接的情况，而本发明并不
限于此，例如在2个以上的电力变换装置的情况下，具有同样的效
果。
实施例7
图8是表示本发明按实施例7的电力变换装置的构成的构成
图。在图中50是设定各个电力变换装置10,11,12的直流电压控制
电路110内的最大变化率的最大变化率设定电路。
另外实施例7的构成部件中，与实施例6的电力变换装置的构
成相同的部件采用了同一符号，对这些省略说明。
下面对具有实施例7的构成的电力变换装置的动作加以说明。
实施例7的构成中的各电力变换装置10,11,12的构造，与例如
图5所示的实施例4的电力变换装置的构造相同。
在图5所示的实施例4的直流电压控制电路110里，装有变化
率抑制电路113。
在最大变化率设定电路50中，与各电力变换装置10,11,12所
连接的交流系统20,21,22获得可以容许的电功率范围PACmax及
PACmin，并输出各个电力变换装置10,11,12的直流电压控制电路
110的最大变化率DPDT。
在图5所示的实施例4的电力变换装置的构成中，最大变化率
越小的电力变换装置，越能抑制过渡性的电力互换，而大的则进行电
力互换。从而最大变化率DPDT，其接在电力变换装置上的交流系
统的电功率容许范围PACmax与PACmin大的被设定得大，其动作
使得当一个或多个电力变换装置停止工作时能够进行过渡性的电功
率互换。
反之，电力容许范围小的，把最大变化率也设定得小，以抑制过
渡性的电力互换。
如上所述，采用该实施例7的构成的电力变换装置，当一个或多
个电力变换装置停止工作时，能根据交流系统的能力来设定过渡性
的电力互换，因此可以减小对交流系统的影响。图8所示的构成，是
三个电力变换装置10,11,12与直流系统30连接的情况，但本发明
并不限于此，例如对2个以上的构成，也可发挥同等的效果。
实施例8
在该实施例8的构成的电力变换装置中，图4所示构成的电力
变换装置内的直流电压控制电路110的补偿器直流放大倍率Kvi，
在各个端子里被设定成各不相同的值。从而实施例8的构成的电力
变换装置与实施例7的构成部件相同，故这里省略其说明。
下面，为了简化说明，认为直流电压控制电路110的ΔPi，在所
有端子里都是相同的。
各端子的直流放大倍率Kvi的平均值以Kvav表示，定义Kvav
=∑Kvk/(n-1),Kvi=Kvav*Kvdi，则(6)式成为：
Pi’=Pi+ΔPi+Kvav*Kvdi*(Pn-(n-1)ΔPi)/(n-1)Kvav
=Pi+(1-Kvdi)ΔPi+Kvdi*Pn/(n-1) (11)
当正向变换端子脱落时(Pn＞0)，由于ΔPi＜0，故当补偿器112
的直流放大倍率比平均值大时(Kvdi＞1)，其动作使更多的电力进行
互换。
反之，当直流放大倍率比平均值小时(Kvdi＜1)，互换电力向小
的动作点移动。当反向变换端子(Pn＜0)脱落时，ΔPi＞0，其动作相
同。
如上所述，当采用实施例8的构成的电力变换装置时，由于把直
流电压控制电路110的补偿器112的直流放大倍率，在各个电力变
换装置10,11,12里设定成各不相同的值，所以当一个或多个电力变
换装置停止工作靠余下的电力变换装置继续运转时，能够设定使电
力互换变小的端子和变大的端子。另外在实施例8的构成中，认为
直流电压控制电路110的余裕量(ΔPi)在所有端子里都是相同的，但
即使该值不同也可以获得同样的效果。