JPH01144362A - 交直変換装置 - Google Patents
交直変換装置Info
- Publication number
- JPH01144362A JPH01144362A JP29991187A JP29991187A JPH01144362A JP H01144362 A JPH01144362 A JP H01144362A JP 29991187 A JP29991187 A JP 29991187A JP 29991187 A JP29991187 A JP 29991187A JP H01144362 A JPH01144362 A JP H01144362A
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- power
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、電力系統に連系して使用する電池電力貯蔵設
備等を用いられる系統連系用の交直変換装置に関する。
備等を用いられる系統連系用の交直変換装置に関する。
（従来の技術）
電力需要の１日の中での変化に対応して、夜間等の電力
需要旦の小さい時には、系統から吸収した電力エネルギ
ーを貯え、日中の電力需要母が大きい時に、このエネル
ギーを系統へ放出することにより、基幹となる発電所の
発電電力や送電電力のピークの高さを緩和し、電力系統
の効率的な運用を行なうことが可能である。
需要旦の小さい時には、系統から吸収した電力エネルギ
ーを貯え、日中の電力需要母が大きい時に、このエネル
ギーを系統へ放出することにより、基幹となる発電所の
発電電力や送電電力のピークの高さを緩和し、電力系統
の効率的な運用を行なうことが可能である。
その電力貯蔵方式として、鉛電池及びその他の充放電が
可能な二次電池を用いる方法と、超電導コイルに永久電
流を流して貯ねえ、これを充放電させる方法が現在考え
られている。これはいずれも、貯わえられるエネルギー
は直流電力の形をとるので、これを取り出して交流電力
系統へ送り込んだり、逆に交流電力系統からエネルギー
を吸収して貯わえるためには、交流電力と直流電力を相
互に変換できる交直変換装置が必要である。この交直変
換装置は、ターンオフサイリスタ等を用いた自励式の変
換装置で構成すれば、交流側への出力の有効電力弁のみ
ならず、無効電力力も自由に制御できるという利点があ
るので、近年は、他励式に較べて多く採用されるように
なっている。
可能な二次電池を用いる方法と、超電導コイルに永久電
流を流して貯ねえ、これを充放電させる方法が現在考え
られている。これはいずれも、貯わえられるエネルギー
は直流電力の形をとるので、これを取り出して交流電力
系統へ送り込んだり、逆に交流電力系統からエネルギー
を吸収して貯わえるためには、交流電力と直流電力を相
互に変換できる交直変換装置が必要である。この交直変
換装置は、ターンオフサイリスタ等を用いた自励式の変
換装置で構成すれば、交流側への出力の有効電力弁のみ
ならず、無効電力力も自由に制御できるという利点があ
るので、近年は、他励式に較べて多く採用されるように
なっている。
自励式交直変換器による出力電力制御を行なうたるめに
は、系統連系用リアクトルが用いられる。
は、系統連系用リアクトルが用いられる。
第４図に）は従来の交直変換装置の例を示す構成図であ
る。第４図に）において、交流電力系統には、系統連系
用リアクトル２が接続され、これに交直変換装置３及び
二次電池４が接続されている。自励式の交直変換装置３
の交流出力電圧の系統電圧との位相差及び交流出力電圧
値を調整することによって、系統へ出力される有効電力
及び無効電力の聞を制御することができる。出力電流ｉ
は、第４図（ハ）に示すように交直変換装置３の出力電
圧つｌと、系統電圧Ｖｏのベクトル差Δウー（Ｖ＋ −
９ｏ）に対して９０’位相が遅れる電流となる。すなわ
ら、第４図（Ｃ）に示すように交直変換装置３の出力電
圧、及び系統電圧の電圧振幅をそれぞれ、Ｖ＋ 、Ｖｏ
とし、電圧ベクトルＱ１と９０の位相差をθとすると、
交流系統へ供給される有効電力Ｐ、無効電力Ｑは次式で
求められる。（Ｘは系統連系用リアクトルのインピーダ
ンスである。
る。第４図に）において、交流電力系統には、系統連系
用リアクトル２が接続され、これに交直変換装置３及び
二次電池４が接続されている。自励式の交直変換装置３
の交流出力電圧の系統電圧との位相差及び交流出力電圧
値を調整することによって、系統へ出力される有効電力
及び無効電力の聞を制御することができる。出力電流ｉ
は、第４図（ハ）に示すように交直変換装置３の出力電
圧つｌと、系統電圧Ｖｏのベクトル差Δウー（Ｖ＋ −
９ｏ）に対して９０’位相が遅れる電流となる。すなわ
ら、第４図（Ｃ）に示すように交直変換装置３の出力電
圧、及び系統電圧の電圧振幅をそれぞれ、Ｖ＋ 、Ｖｏ
とし、電圧ベクトルＱ１と９０の位相差をθとすると、
交流系統へ供給される有効電力Ｐ、無効電力Ｑは次式で
求められる。（Ｘは系統連系用リアクトルのインピーダ
ンスである。
Ｐ＝ （Ｖｏ −Ｖ＋ ／ｘ ） Ｓｉｎθ。
Ｑ＝ （Ｖｏ ／ｘ）（Ｖｏ Ｖ＋ ｃｏｓθ）（発
明が解決しようとする問題点） ここにおいて、交直変換器３が接続される交流系統電力
１側の交流電圧Ω０に、三相間の不平衡が必る場合があ
る。このような時に、上記のような出′力電力の制御を
行なおうとすると以下の問題がある。系統連系用リアク
トル２の三相用各巻線のインピーダンスは互いにできる
限り近くなるように製作され、かつ交直変換器３の三相
の交流出力電圧Ｖ＋ も平衡させているので、系統連系
用リアクトル２の系統側と交直変換器３側の両端間の電
圧（ΔＱ）には、系統側電圧の三相不平衡に従って、三
相間で互いに差を生じる。ここで交直変換器３の出力電
圧Ｖ＋を徐々に上げていくと、系統電圧Ｖｏとの差ΔＱ
は、系統電圧−Ｖｏの三相電圧のうちで最も低いものに
対して最大となりこの相へ無効電力が多く流出する。そ
して、三相の合計の出力電力を交直変換器３の定格出力
まで上げようとしても、その前に、この三相不平衡によ
って、電圧が低くなっていて、出力電流が多く流出する
相における交流出力電流値が交直変換器３め定格電流値
を上まわるので、出力電力を定格値まで−Ｆ昇すること
ができなくなってしまう。このような、系統電圧の三相
不平衡が原因となって生じる過電流をさけるために、交
直変換器の電流定格を上げることは、交直変換器の素子
構成が大きくなり、また常時に定格までの電流値が使用
されない相が必るので経済的に不利である。
明が解決しようとする問題点） ここにおいて、交直変換器３が接続される交流系統電力
１側の交流電圧Ω０に、三相間の不平衡が必る場合があ
る。このような時に、上記のような出′力電力の制御を
行なおうとすると以下の問題がある。系統連系用リアク
トル２の三相用各巻線のインピーダンスは互いにできる
限り近くなるように製作され、かつ交直変換器３の三相
の交流出力電圧Ｖ＋ も平衡させているので、系統連系
用リアクトル２の系統側と交直変換器３側の両端間の電
圧（ΔＱ）には、系統側電圧の三相不平衡に従って、三
相間で互いに差を生じる。ここで交直変換器３の出力電
圧Ｖ＋を徐々に上げていくと、系統電圧Ｖｏとの差ΔＱ
は、系統電圧−Ｖｏの三相電圧のうちで最も低いものに
対して最大となりこの相へ無効電力が多く流出する。そ
して、三相の合計の出力電力を交直変換器３の定格出力
まで上げようとしても、その前に、この三相不平衡によ
って、電圧が低くなっていて、出力電流が多く流出する
相における交流出力電流値が交直変換器３め定格電流値
を上まわるので、出力電力を定格値まで−Ｆ昇すること
ができなくなってしまう。このような、系統電圧の三相
不平衡が原因となって生じる過電流をさけるために、交
直変換器の電流定格を上げることは、交直変換器の素子
構成が大きくなり、また常時に定格までの電流値が使用
されない相が必るので経済的に不利である。
本発明はこのような点を考え、系統側電圧に三相不平衡
がおる場合にも、不平衡電流を生じることなく交直変換
器の出力電力の定格値まで運転できる系統連系用交直変
換装置を提供するものである。
がおる場合にも、不平衡電流を生じることなく交直変換
器の出力電力の定格値まで運転できる系統連系用交直変
換装置を提供するものである。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明は、交直変換器の交流出力の三相の電流の不平衡
を検出する手段と、系統連系用リアクｌ〜ルの三相個別
に備えた、系統連系用リアクトルのインピーダンスを調
整する機構と、インピーダンスを三相電流が平衡するよ
うに制御する回路を何することを特徴とする。
を検出する手段と、系統連系用リアクｌ〜ルの三相個別
に備えた、系統連系用リアクトルのインピーダンスを調
整する機構と、インピーダンスを三相電流が平衡するよ
うに制御する回路を何することを特徴とする。
（作 用）
これによって、交直変換装置３の出力電流及び出力電圧
は三相間で平衡する。
は三相間で平衡する。
（実施例）
第゛１図に、本発明による系統連系用交直変換装置の構
成例を示す。第１図において、交直変換装置は、可変式
抵抗６ａ、 ６ｂ、 ６ｃを接続した２次巻線を有する
系統連系用リアクトル５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ可変式抵抗
の制御装置７、交直変換器の交流出力電流検出器８、及
び自励式の交直変換器３より成り、交流電力系統１及び
二次電池４に接続して使用される。
成例を示す。第１図において、交直変換装置は、可変式
抵抗６ａ、 ６ｂ、 ６ｃを接続した２次巻線を有する
系統連系用リアクトル５ａ、 ５ｂ、 ５ｃ可変式抵抗
の制御装置７、交直変換器の交流出力電流検出器８、及
び自励式の交直変換器３より成り、交流電力系統１及び
二次電池４に接続して使用される。
今、系統電力の電圧で、Ｘ、Ｙ、７相のうちＸ相だけが
、他の相よりも低い場合を考える。交直変換器３の交流
出力電圧は三相が平衡しているので、Ｘ相の出力電流だ
けが大きくなる。この電流の不平衡を、交流出力電流検
出器８によって検出すると、三相のうちで最も電流が大
きい相の系統連系用リアクトルの２次側の可変式抵抗６
ａを大きくし、他の２つ（６ｂと６ｃ）を小さくするよ
うに可変式抵抗制御装胃７によって制御する。この制御
により、交直変換装置３の出力電流、電圧は共に三相間
で平衡するので、交直変換器３は、その定格出カー杯ま
での出力電力を系統に対して供給することができる。
、他の相よりも低い場合を考える。交直変換器３の交流
出力電圧は三相が平衡しているので、Ｘ相の出力電流だ
けが大きくなる。この電流の不平衡を、交流出力電流検
出器８によって検出すると、三相のうちで最も電流が大
きい相の系統連系用リアクトルの２次側の可変式抵抗６
ａを大きくし、他の２つ（６ｂと６ｃ）を小さくするよ
うに可変式抵抗制御装胃７によって制御する。この制御
により、交直変換装置３の出力電流、電圧は共に三相間
で平衡するので、交直変換器３は、その定格出カー杯ま
での出力電力を系統に対して供給することができる。
ここで、述べた可変式抵抗によって、系統連系用リアク
トルのインピーダンスを三相個別に制御する方式では、
その可変抵抗をモータ等で駆動する必要があり、また、
抵抗器での発熱分が損失となる点が好ましくないので、
可変式抵抗器を、逆並列接続したサイリスク等のスイッ
チング素子で置きかえることも考えられる。
トルのインピーダンスを三相個別に制御する方式では、
その可変抵抗をモータ等で駆動する必要があり、また、
抵抗器での発熱分が損失となる点が好ましくないので、
可変式抵抗器を、逆並列接続したサイリスク等のスイッ
チング素子で置きかえることも考えられる。
第２図は、この点を考慮した、本発明の他の実施例を示
す構成図でおる。第２図において、９ａ 。
す構成図でおる。第２図において、９ａ 。
９ｂ、９Ｃはそれぞれ逆並列接続したサイリスクであり
、制御装置７によってその点弧タイミングを調整して、
系統連系用リアクルト５ａ、 ５ｂ、 ５ｃの等価的な
インピーダンスを制御し、交直変換器３の三相出力電流
を平衡させる。ざらに、このようなサイリスタによるス
イッチングが原因となって系統側へ流出する高次周波電
流が問題となる場合には、系統連系用リアクトルにタッ
プを設【プで、これを調整することでも、同様の効果を
持たせることができる。
、制御装置７によってその点弧タイミングを調整して、
系統連系用リアクルト５ａ、 ５ｂ、 ５ｃの等価的な
インピーダンスを制御し、交直変換器３の三相出力電流
を平衡させる。ざらに、このようなサイリスタによるス
イッチングが原因となって系統側へ流出する高次周波電
流が問題となる場合には、系統連系用リアクトルにタッ
プを設【プで、これを調整することでも、同様の効果を
持たせることができる。
第３図は、この点を考慮した本発明の他の実施例の一部
示す説明図でおる。第３図において、これまでに述べた
系統連系用リアクトルと同じ位置せ接続されるリアクト
ル１０ａ、 ｉｏｂ、 １０Ｃはそれぞれタップを有し
ており、交直変換器の交流出力電流の不平衡が最小とな
るようなタップが、制御装置７によって選択される。
示す説明図でおる。第３図において、これまでに述べた
系統連系用リアクトルと同じ位置せ接続されるリアクト
ル１０ａ、 ｉｏｂ、 １０Ｃはそれぞれタップを有し
ており、交直変換器の交流出力電流の不平衡が最小とな
るようなタップが、制御装置７によって選択される。
また、将来において、電力貯蔵設備の客足が系統内で大
きな割合いを占めるようになった時には、逆に、不平衡
な系統電圧に対して、選択的に無効電力を送り込んで、
電力が不足している相の電圧を、他の相と同レベルまで
引き上げるような運転もまた、同一の構成によって実施
可能である。また、ここに）ホべた可変抵抗やタップは
、手動によって調整しても、同様の効果が１３られる。
きな割合いを占めるようになった時には、逆に、不平衡
な系統電圧に対して、選択的に無効電力を送り込んで、
電力が不足している相の電圧を、他の相と同レベルまで
引き上げるような運転もまた、同一の構成によって実施
可能である。また、ここに）ホべた可変抵抗やタップは
、手動によって調整しても、同様の効果が１３られる。
ざらに本発明は、燃料電池や太陽光発電、風力発電等の
、系統に連系して、これに電力を供給する設備の交直変
換装置に関して適用しても同様の効果を得ることができ
ることは熱論である。
、系統に連系して、これに電力を供給する設備の交直変
換装置に関して適用しても同様の効果を得ることができ
ることは熱論である。
以上述べたように本発明によれば、系統電圧に三相不平
衡がある場合でも、系統連系用リアクトルのインピーダ
ンスを三相個別に調整できるようにしたので、交直変換
器の定格−杯までの出力電力で運転を行なえる系統連系
用交直変換装置を得ることができる。
衡がある場合でも、系統連系用リアクトルのインピーダ
ンスを三相個別に調整できるようにしたので、交直変換
器の定格−杯までの出力電力で運転を行なえる系統連系
用交直変換装置を得ることができる。
第１図は本発明による交直変換装置の一実施例を示す構
成図、第２図及び第３図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第４図（２）は従来の交直変換装置の例を示す構
成図、第４図（ハ）、（Ｃ）はその特性図である。 １・・・交流電力系統 ２・・・系統連系用リアクトル ３・・・交直変換器 ４・・・二次電池 ５ａ〜５Ｃ・・・系統連系用リアクトル６ａ〜６Ｃ・・
・可変式抵抗 ７・・・制御装置 ８・・・交流出力電流検出器 ９ａ〜９Ｃ・・・サイリスタ １０ａ〜１０ｃ・・・タップ付系統連系用リアクトル代
理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 叶 ＠ １ 図 第 ３ 図 （Ｑ）
成図、第２図及び第３図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第４図（２）は従来の交直変換装置の例を示す構
成図、第４図（ハ）、（Ｃ）はその特性図である。 １・・・交流電力系統 ２・・・系統連系用リアクトル ３・・・交直変換器 ４・・・二次電池 ５ａ〜５Ｃ・・・系統連系用リアクトル６ａ〜６Ｃ・・
・可変式抵抗 ７・・・制御装置 ８・・・交流出力電流検出器 ９ａ〜９Ｃ・・・サイリスタ １０ａ〜１０ｃ・・・タップ付系統連系用リアクトル代
理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 叶 ＠ １ 図 第 ３ 図 （Ｑ）
Claims (4)
- （１）系統連系用リアクトルと交直変換器とを有し、交
流電力系統及び直流電力発生用又は貯蔵用の装置と接続
される交直変換装置において、交直変換器の交流出力の
三相の電流の不平衡を検出する手段と、系統連系用リア
クトルの三相個別に備えた系統連系用リアクトルのイン
ピーダンスを調整する機構と、このインピーダンスを三
相電流が平衡するように制御する回路を有することを特
徴とする交直変換装置。 - （２）前記インピーダンス調整機構は、遠隔操作又は手
動式の可変抵抗器で構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の交直変換装置。 - （３）前記インピーダンス調整機構は、半導体スイッチ
ング素子を用いて構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の交直変換装置。 - （４）前記インピーダンス調整機構は、遠隔操作又は手
動式のタップ切換装置付リアクトルとして構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交直変換装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29991187A JPH01144362A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 交直変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29991187A JPH01144362A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 交直変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01144362A true JPH01144362A (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=17878417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29991187A Pending JPH01144362A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 交直変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01144362A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0595091A3 (en) * | 1992-10-26 | 1994-09-07 | Hughes Aircraft Co | Active three phase power conditioner |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121756A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-25 | Toshiba Corp | Controller for voltage fluctuation |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP29991187A patent/JPH01144362A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51121756A (en) * | 1975-04-18 | 1976-10-25 | Toshiba Corp | Controller for voltage fluctuation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0595091A3 (en) * | 1992-10-26 | 1994-09-07 | Hughes Aircraft Co | Active three phase power conditioner |
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