JPH01148024A - Higher harmonic compensator - Google Patents
Higher harmonic compensatorInfo
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- JPH01148024A JPH01148024A JP62303404A JP30340487A JPH01148024A JP H01148024 A JPH01148024 A JP H01148024A JP 62303404 A JP62303404 A JP 62303404A JP 30340487 A JP30340487 A JP 30340487A JP H01148024 A JPH01148024 A JP H01148024A
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は電源系統の負荷設備に並列に接続され負荷設備
に流入する高調波電流を電源系統へ補償するアクティブ
フィルタ形の高調波補償装置の改良に関するものである
。
〔従来の技術〕
高速スイッチング素子で構成される3相PWMコンバー
タ、該3相PWMコンバータの交流側に直列に電源系統
に接続される交流リアクトル、前記3相PWMコンバー
タの直流端子間に接続される直流コンデンサ等を基本構
成とする高調波補償装置は、昭和61年8月に日本自動
制御協会発行の「システム制御J vof、30. N
o、8に掲載された「電力用アクティブフィルタの原理
と制御法」等でも解説されている通り公知である。
以下、上記従来の高調波補償装置について説明する。第
3図は従来の高調波補償装置を具えた3相交流系統の主
回路構成図であり、第4図は高調波補償装置の制御装置
のブロック図である・3相交流系統電源1はサイリスタ
レオナード装置等の負荷2に電力を供給しており、系統
ラインには高調波電流が流れる・この系統ラインに交流
側の各相に交流リアクトル4を直列に挿入して3相PW
Mコンバータ5が接続され、該3相PWMコンバータ5
の直流側には直流コンデンサ6が接続されている。
3相PWMコンバータ5はオン、オフ可能なスイッチン
グ素子S1〜S@およびダイオードD1−Dsから構成
され、各スイッチング素子S1〜S6はそれぞれダイオ
ードD1〜D・と並列接続された上、3相ブリ、ジ回路
として接続され、第4図に示す制御装置で生成されるト
リガ信号vGによりスイッチング素子揖〜S6がオン、
オフされて高調波補償を行うものである。
なお、3相PWMコンバータ5の交流側に直列に挿入さ
れた交流リアクトル4は、3相PWMコンバータ5の電
流の立ち上りを制限するためのものであり1直流側に接
続された直流コンデンサ6は、3相PWMコンバータ5
の直流側の電圧を安定化させるためのものであって、通
常は3相交流系統電源1の2倍程度の電圧に充電される
。
すなわち、高調波補償装置は、3相PWMコンバータ5
.交流リアクトル4.直流コンデンサ6および3相PW
Mコンバータ5のスイッチング素子をオン、オフするた
めの第4図に示した制御装置から構成されている。
今、第3図に示した主回路構成において、負荷2に流入
する負荷電流をiLυ+ ILV + ILWとし、高
調波補償装置に流入する電流を’U + iv + i
wとすると、系統電源1には負荷電流および補償電流を
それぞれの相でベクトル的に加算した電流iLU+1t
r t ihv+iv * it、w+iwが流れる。
従って、高調波補償装置に流入する補償電流t、、 I
tv l IWはそれぞれ負荷電流ILU s IL
V s ILWの高調波成分を打ち消す成分となってい
ればよい。
上述のような高調波補償を行うため、ここでは以下に説
明するような3相〜2相変換を行い、実電力および虚電
力なる概念を導入しているOこの概念は、まず次の0〜
0式を用いて3相の負荷電流ILU * tt、v l
ILWおよび系統電圧eH* eV * eVを2相
の電流ha t ILβおよび電圧e6.eβに変換す
るものである。
上記0〜0式により求めた2相の電圧および電流を使う
と、次の0式により瞬時実電力pおよびこれら瞬時実電
力pおよび虚電力qが従来の有効電力および無効電力に
対応するものであり、瞬時実電力pおよび虚電力qは次
の■、■式によりそれぞれ直流分p、qと交流会p、q
に分解される0
p=p+p ・パ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・■q = q + q
”’ ”’ ”” ”’ ”’ ”’ ”’°
°°°°°゛°■ここで、2相の負荷電流iLα、IL
βの基本渡分は直流分p、qに、高調波分は交流会p、
qに変換され、これら直流分と交流会は一般にバイパス
フィルタを通して分離することができる。
次に、以上述べた原理に基づいて構成された制御装置の
一例を第4図によって説明する。
電力演算回路11は系統電圧eU * ey I ey
と負荷電流tt、tr l ’LV * ILWの検出
値から、0〜0式に従って瞬時実電力pおよび虚電力q
を演算し、これラヲバイパスフィルター2へ送ル・
バイパスフィルター2はこれらから直流分を除去して、
瞬時実電力の交流分pおよび瞬時虚電力の交流分qを符
号反転回路13へ送出する。符号反転回路13はこれら
の符号を反転し、実電力指令信号♂および虚電力指令信
号qとして電力指令値演算回路14へ出力する。
p =−p ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■* 〜
q =−q ”’ ”’ ”’ ”’ ””
”” ”’ ”’ ”’ ”’■これらは電流指令値
演算回路14において生成する電流指令信号の原形をな
すものである。すなわち、0式により得られる実電力指
令信号pを基に高調波有効電力が制御され、0式により
得られる*
虚電力指令信号qを基に高調波無効電力が制御される。
*
電流指令値演算回路14は、実電力指令信号p。
*
虚電力指令信号qおよび系統電圧eTJ * 4!V
# eWを受けて、前記0式および次の0〜■式に従っ
て、2相電流指令信号la*、 i/*を得、2相〜3
相変換***
を行って3相の電流指令信号iυ e iv I t
wをなお、[Industrial Field of Application] The present invention relates to an improvement in an active filter type harmonic compensator that is connected in parallel to load equipment of a power supply system and compensates for harmonic current flowing into the load equipment into the power supply system. [Prior Art] A three-phase PWM converter composed of high-speed switching elements, an AC reactor connected to a power supply system in series on the AC side of the three-phase PWM converter, and an AC reactor connected between DC terminals of the three-phase PWM converter. The harmonic compensator, whose basic configuration is a DC capacitor, etc., was published in August 1985 by the Japan Automatic Control Association, "System Control J vof, 30. N.
It is well known as explained in "Principle and control method of power active filter" published in Vol. 8, Vol. The conventional harmonic compensation device described above will be explained below. Figure 3 is a main circuit configuration diagram of a three-phase AC system equipped with a conventional harmonic compensation device, and Figure 4 is a block diagram of a control device for the harmonic compensation device.The three-phase AC system power supply 1 is a thyristor Power is supplied to load 2 such as Leonard equipment, and harmonic current flows in the system line. AC reactor 4 is inserted in series in each phase on the AC side of this system line to create a 3-phase PW.
M converter 5 is connected, and the three-phase PWM converter 5
A DC capacitor 6 is connected to the DC side. The three-phase PWM converter 5 is composed of switching elements S1 to S@ and diodes D1 to Ds that can be turned on and off, and each of the switching elements S1 to S6 is connected in parallel with the diodes D1 to D. The switching elements S6 are turned on by the trigger signal vG, which is connected as a circuit and generated by the control device shown in FIG.
It is turned off to perform harmonic compensation. The AC reactor 4 inserted in series on the AC side of the 3-phase PWM converter 5 is for limiting the rise of current in the 3-phase PWM converter 5, and the DC capacitor 6 connected to the 1 DC side is 3 phase PWM converter 5
This is to stabilize the voltage on the DC side of the AC power supply 1, and is normally charged to a voltage about twice that of the three-phase AC system power supply 1. That is, the harmonic compensator is a three-phase PWM converter 5.
.. AC reactor 4. DC capacitor 6 and 3 phase PW
It consists of a control device shown in FIG. 4 for turning on and off the switching elements of the M converter 5. Now, in the main circuit configuration shown in Fig. 3, the load current flowing into the load 2 is iLυ + ILV + ILW, and the current flowing into the harmonic compensator is 'U + iv + i
When w, the grid power supply 1 has a current iLU+1t, which is the sum of the load current and the compensation current in each phase in a vectorial manner.
r t ihv+iv * it, w+iw flow. Therefore, the compensation current t, flowing into the harmonic compensator, I
tv l IW is the load current ILU s IL
It suffices if it is a component that cancels out the harmonic components of V s ILW. In order to perform harmonic compensation as described above, we perform three-phase to two-phase conversion as described below, and introduce the concepts of real power and imaginary power.
Three-phase load current ILU * tt, v l using formula 0
ILW and grid voltage eH* eV * eV are expressed as two-phase current ha t ILβ and voltage e6. This is to convert it into eβ. Using the two-phase voltage and current obtained from the above equations 0 to 0, the instantaneous real power p and the instantaneous real power p and imaginary power q correspond to the conventional active power and reactive power using the following equation 0. Yes, the instantaneous real power p and imaginary power q are calculated by the following formulas ■ and ■, respectively: DC components p, q and alternating current components p, q
Decomposed into 0 p=p+p ・Pa・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・■q = q + q
”' ”’ ”” ”’ ”’ ”’ ”'°
°°°°°゛°■ Here, the two-phase load current iLα, IL
The fundamental distribution of β is the DC component p, q, and the harmonic component is the alternating current p,
q, and these DC components and AC components can generally be separated through a bypass filter. Next, an example of a control device constructed based on the principle described above will be explained with reference to FIG. 4. The power calculation circuit 11 calculates the system voltage eU * ey I ey
From the detected values of load current tt, tr l 'LV * ILW, instantaneous real power p and imaginary power q according to formula 0 to 0.
The bypass filter 2 removes the DC component from these and sends it to the raw bypass filter 2.
The AC component p of the instantaneous real power and the AC component q of the instantaneous imaginary power are sent to the sign inversion circuit 13. The sign inverting circuit 13 inverts these signs and outputs them to the power command value calculation circuit 14 as a real power command signal ♂ and an imaginary power command signal q. p=−p・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・■*〜q=−q ”'”'”'”' ””
”” ”’ ”’ ”’ ”’■These are the original form of the current command signal generated in the current command value calculation circuit 14. That is, the harmonic active power is controlled based on the real power command signal p obtained by the 0 formula, and the harmonic reactive power is controlled based on the imaginary power command signal q obtained by the 0 formula. *The current command value calculation circuit 14 receives the actual power command signal p. * Imaginary power command signal q and grid voltage eTJ * 4! V
# Upon receiving eW, obtain two-phase current command signals la*, i/* according to the above formula 0 and the following formulas 0 to ■, and
Perform phase conversion *** and generate three-phase current command signal iυ e iv I t
In addition, w.
〔0〕 は[0] is
〔0〕の逆変換行列である。
電流制御回路15はヒステリシスコンパレータを*
*
具え、電流指令信号IU e IV @ IW と
補償電流員11V t twの検出値を比較し、例えば
1υ≧0 で且つ IU≦員ゝ
*
なるとき、3相PWMコンバータ5のスイッチング素子
S4をオンし、
lυ≧0 で且つ iv>itr*
*
なるとき、スイッチング素子S4をオフし、また員 〈
0 で且つ lυ≦lυ*
なるとき1スイツチング素子S1をオフするようなトリ
ガ信号vGを生成するものであり、このトリガ信号Vo
によってスイッチング素子81〜S6がオン。
オフされ、高調波補償装置の各相の電流瞬時値が制御さ
れる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第3図に示した従来の高調波補償装置においては、それ
を構成する3相PWMコンバータの容量は、3相交流系
統電源1の電圧値と負荷電流中の高調波分の大きさによ
り決定されていた。
3相PWMコンバータ5の定格電圧は系統電源1の基本
波電圧の最大値より十分高くしておかねばならず、この
定格電圧を下げるために高調波補償装置と電源系統との
間に変圧器を挿入することも可能であるが、この場合に
は電圧の低下に逆比例して取り扱うべき電流が増大する
という不具合があった・
〔問題点を解決するための手段〕
本発明にかかる高調波補償装置は、それを構成する3相
PWMコンバータの交流側に印加される無駄な基本波電
圧をカットするように、電源系統周波数に共振する並列
共振回路を利用したものである。
すなわち、本発明にかかる高調波補償装置は電源系統に
負荷設備と並列に接続されるものであって、3相PWM
コンバータと、該3相PWMコンバータの交流側の各相
に直列に挿入された交流リアクトルと、前記3相PWM
コンバータの直流端子間に接続された直流コンデンサと
、前記3相PWMコンバータを制御する制御装置より構
成され、前記負荷設備に流入する3相電流および各相電
圧をそれぞれ直交座標軸上でのd、q2軸成分に分解し
、両軸電力を演算の上その交流分のみを高調波分として
3相各相補償電流指令に換算し電源系統へ補償する高調
波補償装置において、電源系統にYY結線変圧器の1次
側を接続し、第1のリアクトルとコンデンサが電源周波
数に並列共振するよう構成された回路を前記高調波補償
装置の交流リアクトルと変圧器2次側各相端子間に直列
に接続し、第2のリアクトルを前記並列共振回路と交流
リアクトルの接続点と変圧器2次側の中性点間に接続し
、前記変圧器の漏れインピーダンスと前記並列共振回路
のインピーダンスと第2のリアクトルのインピーダンス
の和を第2のリアクトルのインピーダンスで除したもの
を伝達関数の形とじt前記補償電流指令を入力とし前記
伝達関数により補正補償電流指令を得て前記3相PWM
コンバータのスイッチングを行うことを特徴とするもの
でアクドルの電源系統側に第1のリアクトルとコンデン
サが電源系統周波数に並列共振するよう構成された回路
が直列に挿入されているので、電源系統の電圧は並列共
振回路より高調波補償装置側に接続された第2のリアク
トルの端子間にはほとんど現れない。
すなわち、交流リアクトルを介して接続される3相PW
Mコンバータの交流端子間には電源系統の基本波電圧は
印加されなくなり、3相PWMコンバータの直流端子間
に接続される直流コンデンサの電圧値も大幅に減少させ
ることができる。
このようにして、3相PWMコンバータノ定格電圧は系
統ラインに含まれる高調波分に見合う程度に低下し、取
り扱う電流も負荷電流中の高調波分のみであるから、3
相PWMコンバータの容量を大幅に減少させることがで
きる。
しかしながら、高調波補償装置の交流側の相間電圧を安
定させるために接続した第2のリアクトルが存在するた
め、高調波補償装置の出力である補償電流の一部がこれ
に流れ、電源系統側へ流入しない。そのために、以下の
述べるように伝達関数1こよって補償電流の補正を行う
。
変圧器の漏れインダクタンスLtと並列共振回路の第1
のリアクトルのインダクタンスLh、コンデンサのキャ
パシタンスOhで構成される第1のインピーダンスをZ
l、第2のリアクトルのインダクタンスLgで構成され
る第2のインピーダンスヲz雪、電源インピーダンスを
zsとし、負荷電流高調波分を一13相PWMコンバー
タの出力補償電流をICとすると1電源電流高調波分を
零とするためには次の式が成立しなければならない。
故に、補償電流ICは次式で表される。
これを伝達関数の形で表すと次式のごとくなる。
、*
1wは[相]式の工。に相当するものであるから、先の
電流指令信号に対し[相]式右辺の()内の伝達関数、
すなわち、変圧器の漏れインピーダンスと並列共振回路
のインピーダンスと第2のリアクトルのインピーダンス
の和を第2のインピーダンスにより除したものを伝達関
数の形とし、補償電流指令をこの伝達関数に入力して補
正補償電流指令を得て、これにより3相PWMインバー
タを制御するととIこより、適切な高調波補償を行うこ
とができる。
〔実 施 例〕
以下、実施例について図面を参照しつつ説明する。第1
図は本発明にかかる高調波補償装置の一実施例の主回路
構成図、第2図は本発明にかかる高調波補償装置の制御
装置のプロ、り図であって、第3図、第4図と同一の符
号は同一機能を有する部分を示す。
サイリスタレオナード装置等の負荷2に電力を供給して
いる3相交流系統電源1のライン各相にYY結線変圧器
7の1次側を接続し、このYY結線変圧器7の2次側各
相端子と高調波補償装置の各相交流リアクトル4の間に
、第1のリアクトル22とコンデンサ21が電源周波数
に並列共振するよう構成された並列共振回路3を直・列
に接続し、この並列共振回路3と交流リアクトル4の接
続点と変圧器7の2次側中性点の間に第2のリアクトル
23を並列接続しである。
第3図で説明したと同様にスイッチング素子とダイオー
ドから構成された3相PWMコンバータ5の直流側には
、直流コンデンサ6が端子間に接続されており、第2図
で説明する制御装置の生成するトリガ信号vGによりて
3相PWMコンバータ5のスイッチング素子がオン、オ
フされる。
このように構成された高調波補償装置の動作について、
各回路構成素子が理想の状態であるものとして以下に説
明する。第1のリアクトル22とコンデンサ21を並列
接続した並列共振回路3は、3相交流系統電源1の基本
波周波数に同調した並列共振回路になっているので、並
列共振回路3と第2のリアクトル23で構成される回路
のインピーダンスは基本波に対しては無限大となり、3
相交流系統電源1の基本周波数の電圧は並列共振回路3
の両端に現れ、第2のリアクトル23の両端には基本波
周波数以外の周波数の電圧しか現れない。
一般に、負荷2によって発生する高調波成分は3次以上
の高調波成分から成るため、これらの高調波成分に対す
る並列共振回路3のインピーダンスは減少し、第2のリ
アクトル23のインピーダンスは増大するため、交流リ
アクトル4から流出する高調波補償装置による電流Ip
υ+ IPV + ”PWは第2のリアクトル23には
僅かに流れるのみで、そのほとんどは並列共振回路3を
通って3相交流系統電源!へ流れる。
この第2のリアクトル23に僅かiこ流れる補償電流を
補正するために、第2図の電流指令値演算回路14の出
力である[相]式で示される補償電流指令IU*+ i
V” 、 iw*を[相]式の()内テ示すfL ;6
伝達関数を内蔵する補正回路16に出力し、補正回路
16は[相]式に基づいて補正された補正補償電流指令
IU’ * IV’・l W /を電流制御回路15へ
出力する。
このようにして、本発明にかかる高調波補償装置におい
ては、3相交流系統電源1の基本波電圧が3相PWMコ
ンバータ5に印加されないため、直流コンデンサ6の充
電電圧が低くても、第2図により説明した制御装置によ
って生成されるトリガ信号V、)によって、3相PWM
コンバータ5を構成するスイッチング素子をオン、オフ
せしめることにより、適切な高調波補償を行うことがで
きる。
本発明では3相変圧器としてYY結線のものを使用した
が、ΔΔ結線としてもほぼ同様の効果を得ることができ
る。
〔発明の効果〕
以上、実施例によって詳細に説明したように、本発明に
かかる高調波補償装置は、第1のリアクトル22トコン
デンサ21からなる並列共振回路3の作用によって、3
相PWMコンバータ5に印加される基本波電圧をカット
しているので、直流コンデンサ6の充V、W:圧が低い
状態で動作させることカテキ、3相PWMコンバータ5
の装置容量を減少させることができる。
更ニ、3相PWMコンバータ5の交流側電圧を安定させ
るために挿入した第2のリアクトル23に僅かに分流さ
れる補償電流を、補正伝達関数を内蔵する補正回路16
によって補正することにより、完全な高調波補償を行う
ことができる。It is an inverse transformation matrix of [0]. The current control circuit 15 has a hysteresis comparator*
* Compare the detected value of the current command signal IU e IV @ IW and the compensation current member 11V t tw, and when, for example, 1υ≧0 and IU≦member *, turn on the switching element S4 of the three-phase PWM converter 5. When lυ≧0 and iv>itr* *, the switching element S4 is turned off, and the member 〈
0 and lυ≦lυ*, a trigger signal vG is generated that turns off one switching element S1, and this trigger signal Vo
The switching elements 81 to S6 are turned on. is turned off, and the instantaneous current values of each phase of the harmonic compensator are controlled. [Problems to be solved by the invention] In the conventional harmonic compensator shown in FIG. It was determined by the magnitude of the harmonic components. The rated voltage of the three-phase PWM converter 5 must be sufficiently higher than the maximum value of the fundamental wave voltage of the power supply system 1, and in order to lower this rated voltage, a transformer is installed between the harmonic compensator and the power supply system. It is also possible to insert a power supply, but in this case, there is a problem that the current to be handled increases in inverse proportion to the voltage drop. [Means for solving the problem] Harmonic compensation according to the present invention The device utilizes a parallel resonant circuit that resonates with the power system frequency so as to cut unnecessary fundamental wave voltage applied to the AC side of the three-phase PWM converter that constitutes the device. That is, the harmonic compensator according to the present invention is connected to a power supply system in parallel with load equipment, and is a three-phase PWM
a converter, an AC reactor inserted in series with each phase on the AC side of the three-phase PWM converter, and the three-phase PWM converter.
It consists of a DC capacitor connected between the DC terminals of the converter and a control device that controls the three-phase PWM converter, and the three-phase current and each phase voltage flowing into the load equipment are expressed as d and q2 on orthogonal coordinate axes, respectively. In a harmonic compensator that decomposes the power into shaft components, calculates the power on both shafts, converts only the alternating current component into a three-phase compensation current command as a harmonic component, and compensates the power supply system, a YY connection transformer is installed in the power supply system. A circuit configured such that the first reactor and the capacitor resonate in parallel with the power frequency is connected in series between the AC reactor of the harmonic compensator and each phase terminal on the secondary side of the transformer. , a second reactor is connected between the connection point of the parallel resonant circuit and the AC reactor and a neutral point on the secondary side of the transformer, and the leakage impedance of the transformer, the impedance of the parallel resonant circuit, and the second reactor are The transfer function is obtained by dividing the sum of impedances by the impedance of the second reactor.The above compensation current command is input, and the corrected compensation current command is obtained by the above transfer function, and the above three-phase PWM
It is characterized by switching the converter, and a circuit in which the first reactor and the capacitor are configured to resonate in parallel with the power system frequency is inserted in series on the power system side of the accelerator, so that the voltage of the power system is hardly appears between the terminals of the second reactor connected closer to the harmonic compensator than the parallel resonant circuit. In other words, the three-phase PW connected via the AC reactor
The fundamental wave voltage of the power supply system is no longer applied between the AC terminals of the M converter, and the voltage value of the DC capacitor connected between the DC terminals of the three-phase PWM converter can also be significantly reduced. In this way, the rated voltage of the three-phase PWM converter is reduced to an extent commensurate with the harmonics included in the grid line, and the current handled is only the harmonics in the load current.
The capacity of the phase PWM converter can be significantly reduced. However, since there is a second reactor connected to stabilize the phase-to-phase voltage on the AC side of the harmonic compensator, a part of the compensation current that is the output of the harmonic compensator flows through this and flows to the power system side. No inflow. To this end, the compensation current is corrected using the transfer function 1 as described below. Leakage inductance Lt of the transformer and the first of the parallel resonant circuit
The first impedance consisting of the inductance Lh of the reactor and the capacitance Oh of the capacitor is Z
l, second impedance consisting of the inductance Lg of the second reactor, the power supply impedance is zs, the load current harmonic is 1, and the output compensation current of the 13-phase PWM converter is IC, then 1 power supply current harmonic In order to make the wave component zero, the following equation must hold. Therefore, the compensation current IC is expressed by the following equation. This can be expressed in the form of a transfer function as shown in the following equation. , * 1w is the [phase] formula. Therefore, for the previous current command signal, the transfer function in parentheses on the right side of the [phase] equation is
In other words, the sum of the leakage impedance of the transformer, the impedance of the parallel resonant circuit, and the impedance of the second reactor divided by the second impedance is taken as a transfer function, and the compensation current command is input into this transfer function for correction. By obtaining a compensation current command and controlling the three-phase PWM inverter using this command, appropriate harmonic compensation can be performed. [Example] Hereinafter, an example will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a main circuit configuration diagram of one embodiment of the harmonic compensator according to the present invention, FIG. 2 is a professional diagram of the control device for the harmonic compensator according to the present invention, and FIGS. The same reference numerals as in the figure indicate parts having the same function. The primary side of the YY connection transformer 7 is connected to each phase of the line of the three-phase AC power supply 1 that supplies power to the load 2 such as a thyristor Leonard device, and the secondary side of each phase of the YY connection transformer 7 is A parallel resonant circuit 3 configured such that the first reactor 22 and the capacitor 21 resonate in parallel with the power frequency is connected in series between the terminal and each phase AC reactor 4 of the harmonic compensator, and this parallel resonance A second reactor 23 is connected in parallel between the connection point between the circuit 3 and the AC reactor 4 and the secondary neutral point of the transformer 7. A DC capacitor 6 is connected between the terminals on the DC side of the three-phase PWM converter 5, which is composed of switching elements and diodes in the same way as explained in FIG. The switching elements of the three-phase PWM converter 5 are turned on and off by the trigger signal vG. Regarding the operation of the harmonic compensator configured in this way,
The following description assumes that each circuit component is in an ideal state. Since the parallel resonant circuit 3 in which the first reactor 22 and the capacitor 21 are connected in parallel is a parallel resonant circuit tuned to the fundamental frequency of the three-phase AC power supply 1, the parallel resonant circuit 3 and the second reactor 23 The impedance of the circuit consisting of is infinite for the fundamental wave, and 3
The fundamental frequency voltage of the phase AC system power supply 1 is the parallel resonant circuit 3.
The voltage appears at both ends of the second reactor 23, and only voltages of frequencies other than the fundamental wave frequency appear at both ends of the second reactor 23. Generally, the harmonic components generated by the load 2 are composed of third-order or higher harmonic components, so the impedance of the parallel resonant circuit 3 with respect to these harmonic components decreases, and the impedance of the second reactor 23 increases. Current Ip flowing out from the AC reactor 4 due to the harmonic compensator
Only a small amount of υ+ IPV + ”PW flows into the second reactor 23, and most of it flows through the parallel resonant circuit 3 to the three-phase AC power supply! In order to correct the current, a compensation current command IU*+i expressed by the [phase] formula, which is the output of the current command value calculation circuit 14 in FIG.
V”, iw* is shown in parentheses of the [phase] formula fL; 6
The correction circuit 16 outputs a correction circuit 16 containing a transfer function, and the correction circuit 16 outputs a correction compensation current command IU'*IV'·l W / corrected based on the [phase] formula to the current control circuit 15. In this manner, in the harmonic compensator according to the present invention, since the fundamental wave voltage of the three-phase AC power supply 1 is not applied to the three-phase PWM converter 5, even if the charging voltage of the DC capacitor 6 is low, the second The three-phase PWM
Appropriate harmonic compensation can be performed by turning on and off the switching elements that constitute the converter 5. In the present invention, a YY connection is used as the three-phase transformer, but substantially the same effect can be obtained by using a ΔΔ connection. [Effects of the Invention] As described above in detail with reference to the embodiments, the harmonic compensator according to the present invention has three
Since the fundamental wave voltage applied to the phase PWM converter 5 is cut, the DC capacitor 6 should be operated with low voltage and voltage, and the three-phase PWM converter 5
equipment capacity can be reduced. Furthermore, a compensation circuit 16 having a built-in compensation transfer function controls the compensation current to be slightly shunted to the second reactor 23 inserted in order to stabilize the AC side voltage of the three-phase PWM converter 5.
Complete harmonic compensation can be achieved by correcting by .
第1図は本発明にかかる高調波補償装置の一実施例の主
回路構成図、第2図はその制御装置のプロ、り図であり
、第3図は従来の高調波補償装置を具えた3相交流系統
の主回路構成図、第4図はその制御装置のブロック図で
ある。
1・・・・・・3相交流系統電源、2・・・・・・負荷
、3・・・・・・並列共振回路、4・・・・・・交流リ
アクトル、5・・・・・・3相PWMコンバータ、6・
・・・・・直流コンデンサ、7・・・・・・3相変圧器
、16・・・・・・補正伝達関数を内蔵する補正回路、
21・・・・・・コンデンサ、22・・・・・・第1の
リアクトル、23・・・・・・第2のリアクトル。Fig. 1 is a main circuit configuration diagram of an embodiment of the harmonic compensator according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram of the control device thereof, and Fig. 3 is a diagram of the main circuit of an embodiment of the harmonic compensator according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the main circuit configuration of the three-phase AC system and its control device. 1... Three-phase AC power supply, 2... Load, 3... Parallel resonant circuit, 4... AC reactor, 5... 3-phase PWM converter, 6.
...DC capacitor, 7... Three-phase transformer, 16... Correction circuit with built-in correction transfer function,
21... Capacitor, 22... First reactor, 23... Second reactor.
Claims (1)
であって、3相PWMコンバータと、該3相PWMコン
バータの交流側の各相に直列に挿入された交流リアクト
ルと、前記3相PWMコンバータの直流端子間に接続さ
れた直流コンデンサと、前記3相PWMコンバータを制
御する制御装置より構成され、前記負荷設備に流入する
3相電流および各相電圧をそれぞれ直交座標軸上でのd
、q2軸成分に分解し、両軸電力を演算の上その交流分
のみを高調波分として3相各相補償電流指令に換算し電
源系統へ補償する高調波補償装置において、電源系統に
YY結線変圧器の1次側を接続し、第1のリアクトルと
コンデンサが電源周波数に並列共振するよう構成された
回路を前記高調波補償装置の交流リアクトルと変圧器2
次側各相端子間に直列に接続し、第2のリアクトルを前
記並列共振回路と交流リアクトルの接続点と変圧器2次
側の中性点間に接続し、前記変圧器の漏れインピーダン
スと前記並列共振回路のインピーダンスと第2のリアク
トルのインピーダンスの和を第2のリアクトルのインピ
ーダンスで除したものを伝達関数の形とし、前記補償電
流指令を入力とし前記伝達関数により補正補償電流指令
を得て前記3相PWMコンバータのスイッチングを行う
ことを特徴とする高調波補償装置。A harmonic compensation facility connected in parallel to a load facility in a power supply system, comprising a three-phase PWM converter, an AC reactor inserted in series with each phase on the AC side of the three-phase PWM converter, and the three-phase PWM converter. It consists of a DC capacitor connected between the DC terminals of the converter and a control device that controls the three-phase PWM converter, and the three-phase current and each phase voltage flowing into the load equipment are expressed as d on the orthogonal coordinate axes.
In the harmonic compensator, which decomposes into two axis components, q, calculates the power of both axes, and converts only the alternating current component into a three-phase compensation current command as a harmonic component to compensate for the power supply system, YY connection is used in the power supply system. The primary side of the transformer is connected, and a circuit configured such that the first reactor and the capacitor resonate in parallel with the power frequency is connected to the AC reactor of the harmonic compensator and the transformer 2.
A second reactor is connected between the connection point of the parallel resonant circuit and the AC reactor and a neutral point on the secondary side of the transformer, and the leakage impedance of the transformer and the The sum of the impedance of the parallel resonant circuit and the impedance of the second reactor divided by the impedance of the second reactor is in the form of a transfer function, the compensation current command is input, and a corrected compensation current command is obtained by the transfer function. A harmonic compensation device characterized in that it performs switching of the three-phase PWM converter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303404A JPH0685622B2 (en) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | Harmonic compensator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP62303404A JPH0685622B2 (en) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | Harmonic compensator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01148024A true JPH01148024A (en) | 1989-06-09 |
| JPH0685622B2 JPH0685622B2 (en) | 1994-10-26 |
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ID=17920618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62303404A Expired - Lifetime JPH0685622B2 (en) | 1987-12-02 | 1987-12-02 | Harmonic compensator |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685622B2 (en) |
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| CN112730942A (en) * | 2020-12-21 | 2021-04-30 | 江苏华网融智科技有限公司 | Circuit for improving load capacity of voltage sensor and circuit element constant value method |
-
1987
- 1987-12-02 JP JP62303404A patent/JPH0685622B2/en not_active Expired - Lifetime
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| CN108521126B (en) * | 2018-05-28 | 2023-06-27 | 南京南瑞继保电气有限公司 | Hybrid compensator and control method and device thereof |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685622B2 (en) | 1994-10-26 |
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