JPH02189610A - 静止形無効電力補償装置 - Google Patents

静止形無効電力補償装置

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JPH02189610A
JPH02189610A JP1008948A JP894889A JPH02189610A JP H02189610 A JPH02189610 A JP H02189610A JP 1008948 A JP1008948 A JP 1008948A JP 894889 A JP894889 A JP 894889A JP H02189610 A JPH02189610 A JP H02189610A
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JP
Japan
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voltage
svc
dead zone
range
output
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Application number
JP1008948A
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English (en)
Inventor
Nobufumi Ohashi
大橋 信冨美
Shoichi Irokawa
彰一 色川
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Electric Power Co Inc filed Critical Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は他の調相設備と協調をとって運転する静止形無
効電力補償装置に関する。
(従来の技術) 第3図は従来の静止形無効電力補償装置(以下SVCと
略記; 5tatic Var Conpensato
r)の−般的な構成を示す図である。第3図において、
変圧器lは高圧母線電圧を降圧し、低圧母線にコンデン
サ2及びリアクトル3が接続され、更にリアクトル3に
は逆並列に接続されたサイリスタ4^とサイリスタ4B
とが直列に接続されている。コンデンサ2は固定した進
みの無効電力を消費(遅れの無効電力を発生)する一方
、リアクトル3は遅れの無効電力を消費する。この中で
リアクトル3、及びサイリスタ4A、 4Bとから構成
される要素はサイリスタ制御形リアクトル(以下TCR
と略記:Thyristor Controlled 
Reactor) 5と呼ばれ、SvCの中でも最も一
般的に適用されている構成要素の一つであり、リアクト
ル3で消費する遅れの無効電力はサイリスタ4Aとサイ
リスタ4Bの点弧角を変化させることにより高速に連続
的に制御される。TCR5の電流ILがコンデンサ2の
電流Icより小さいときはSvC全体として進相負荷と
なり、TCR5の電流を増大させコンデンサ2の電流よ
り大きくすればSVC全体として遅相負荷となる。この
ように第3図におけるSVCは、TCR5に流れる電流
を高速に制御することにより高圧母線電圧の変動を制御
する。次に第3図に図示されているSvCの制御回路に
ついて説明する。高圧母線BUSに設けられた計器用変
圧器6を介して電圧検出器7から得られる高圧母線電圧
検出値Vから、設定器8で設定される電圧基準値■、。
1と、変流器9を介して電流検出器10から得られるS
VCの出力電流の検出値IにスロープリアクタンスXs
を掛ける掛算器11の出力とを差し引く加算器12を具
備し、さらにその加算器12の出力が零になるようにT
CR5の制御角αを求める演算器13と、低圧母線電圧
の電圧位相を計器用変圧器14と位相検出器15により
検出して、比例積分回路などから構成される演算器13
の出力である制御角αに相当するタイミングで、サイリ
スタ4^。
4Bに点弧パルスを与える点弧パルス発生器16とから
成る。
第3図に示すSvCの制御特性を第4図で説明する。第
3図からもわかるように、SVCは系統の電圧■と、S
VCの出力電流I(遅れの無効電力を消費する方向を正
)とを検出して V=V、ef+xs −1 となるように制御する。従ってSVCの電圧−電流特性
は第4図に示すように、縦軸のvrefを通り、SVC
の容量の範囲以内では傾きがX、の右上がりの直線とな
る。制御角αを最大にしてリアクトル3に流れる電流を
零にするとSVCの出力電流■はコンデンサ2に流れる
電流値Ic   と1aX なり、その時の電圧は、■2となる。逆に制御角αを最
小にするとSVCの出力電流Iはリアクトル3に流れる
最大電流からコンデンサ2に流れる電流を差し引いたI
L   となり、その時の電圧aX は■1となる。従って、電圧においてはVlから■2の
間がSVCの可制御範囲となり、この可制御範囲を越え
るとSVCは単なるコンデンサまたはりアクドルと同じ
ことになってしまう。
通常は、系統電圧を制御するのは前述したような高速な
SVCだけでなく、低速で連続的ではないが、SVCよ
りも安価な調相設備も系統電圧を制御するために併設さ
れる。第5図はその調相設備の一例を示す図であり、変
圧器17と、しゃ断器18^、 188 、18C、1
8Dと、前記骨しゃ断器にそれぞれ接続されるコンデン
サ19A 、 19B 、リアクトル2OA 、 20
Bとから構成される。この調相設備の開閉制御は第6図
に示すように行なわれる。第6図において、加算器21
により系統電圧■の電圧基準V   (VQ)からの偏
差を求め、系統電圧ef ■がV   (VQ)より高く不感帯22A  (AV
l )ef を越える偏差がある場合は、その偏差を積分器23^に
より積分し、積分器23^の出力がレベル検出器24A
を越えた場合は、コンデンサ19A 、 19Bを解放
するかりアクドル20^、20Bを投入する。同様に系
統電圧がvrefより低く不感帯22B(ΔV2)を越
える偏差がある場合は、その偏差を積分器23Bにより
積分し、積分器23Bの出力がレベル検出器24B ?
!−越えた場合は、リアクトル20^、20Bを解放す
るかコンデンサ19A 、 19Bを投入する。
(発明が解決しようとする課題) SVCと第5図に示す調相設備とは協調のとれた運転を
行なわなければならないのは当然であり、SvCの可制
御範囲と調相設備の不感帯を適切に選択する必要がある
。SVCが極端な進相運転をしている時に調相設備が極
端な遅相運転をしなり、またその逆の運転をしたりする
ことは好ましくない、また一般には第5図に示すような
調相設備よりSVCの方が高価であるため、設備容量的
には第5図に示す調相設備より第3図に示すSvCの方
が小さいことが多い、従ってSVCの可制御範囲(Vl
からV2)を他の調相設備の不感帯の中に設定すると、
SVCの出力は常にIc   か1aX IL   の上下限にはりつき、SvCの高速連続la
X 性という特質が生かせなくなる虞れがある。このような
問題を解決すべく、SVCの出力が上下限に達したとき
、その信号を基に他の調相設備のコンデンサまたはりア
クドルを開閉する方法も考えられるが、SVCと他の調
相設備との間の信号のやり取りが煩雑になってシステム
として複雑になるばかりでなく、コンデンサやりアクド
ルの開閉が不必要に多頻度になり開閉器のか命に悪影響
を与える虞れもある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、並列に
接続される他の調相設備と協調をとった運転が行なわれ
る静止形無効電力補償装置を堤供することを目的として
いる。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では電力系統の電圧が
所定の範囲外にある場合は前記電圧が所定の範囲内にな
るように制御する調相設備と並列して接続する静止形無
効電力補償装置において、電力系統の電圧が前記所定の
範囲内にある場合は、電圧基準値を系統電圧検出値にフ
ィルタをかけて得、電力系統の電圧が前記所定の範囲の
上限より高い場合は前記上限値を電圧基準値とし、また
電力系統の電圧が前記所定の範囲の下限より低い場合は
前記下限値を電圧基準値として定電圧制御を行なうよう
構成した。
(作 用) 要するに、定常的に系統電圧が不感帯の範囲内になるよ
うにするのは他の弱相設備が行ない、SVCは過渡的な
電圧変動の抑制と不感帯の範囲外での電圧変動を抑制し
、かつ他の調相設備が容量−杯の出力を出しているとき
はSVCも容量−杯の出力を出し、各々の役割分担を各
々の特質に合ったものとする。
(実施例) 以下図面を参照して実1@例を説明する。
第1図は本発明による静止形無効電力補償装置の一実施
例の構成図であり、第3図と同一部分については同一符
号を付して説明を省略する。第1図において一次遅れ回
路25は系統電圧のゆっくりした変動にのみ追従した値
を出力する。その出力は加算器12に入力され系統電圧
検出値■がらの偏差を得ると共に、加算器26にも入力
され電圧基準値vr8fとの偏差を不感帯27に入力す
る。不感帯27は加算器26の出力が671以上の時、
または加算器26の出力がΔ■2以下の時に出力を出し
、その出力を加算器28により加算器12の出力に加算
する。演算i!i13は加算B28の出力が零になるよ
うに制御角αを求めるのは第3図と同じである。第2図
における不感帯27のΔV1とΔV2を、第6図に示す
従来の他の調相設備の不感帯22^のΔ■1と不感帯2
2BのΔ■2とにそれぞれ一致させ、SvCと他の調相
設備の不感帯を一致させる。
第1図に示す制御装置の特性を第2図を用いて説明する
。まず定常状態での系統電圧が不感帯27を越えない範
囲、即ち” ref−Δ■2以上がっVref−Δv1
以下にある場合を考える。−次遅れ回路25の出力は系
統電圧■と一致するため、加算器12の出力は(Xs−
I)となる。不感帯27の出力も系統電圧が不感帯の範
囲内にあるため零となっている。従って加算器28の出
力は加算器12の出力と同じ(Xs ・■)となり、演
算器13はXs・I=0 を満足するように、SvCの出力電流Tが零となるよう
な制御角αを演算する。即ち、系統の電圧−電流特性が
第2図におけるCI−DIとすると、SvCの特性はA
1−B1であり運転点は01となる。この状態で系統電
圧が急激にΔE低下して、系統の電圧−電流特性が第2
図におけるC2−D2となったとする。−次遅れ回1i
IIG25の出力は運転点01の電圧値にしばらく保持
されているため、外乱直接のSVCの過渡特性は01を
通りスローブリアクアンスXsの傾きを持ったA−Bの
ままであるから、運転点はOl ′に移り電圧変動を抑
制する。しかし時間が経過しても系統の電圧−電流特性
がC2−D2のままであると、−次遅れ回!@25の出
力は徐々に低下し、最終的にSVCの出力電流Iが零に
なる運転点02に落ち着き、SVCの特性も02を通り
傾きXsのA2−B2となり、定常時のSVCの出力が
一方向に偏ることがなく、系統電圧の更なる急変に対し
ては進相方向にも遅相方向にもどちらの方向にでも応答
できるよう待機する。
系統電圧がゆっくりと大きく低下しC3−D3の特性に
なると、−次遅れ回路25の出力も追従して低下するが
、加算器26の出力が不感帯27を越えると不感帯27
の出力は ■−(■、of−ΔV2 ) となり加算器28の出力は v−v−x9− I +V−(V、、f−ΔV2 )=
v−(vref−ΔV2)−XS−Iとなる。つまり第
3図において電圧基準値が(V、。、−ΔV2 )とな
ったのと同じであり、電圧基準値はこの値以下には下が
らずSVCの特性はA3−83となって、運転点もまず
03に移り系統の電圧低下を抑制する。しかし、この運
転点では第6図に示す他の調相設備の制御装置において
も不感帯範囲を越えているため調相設備の容量に余裕が
有れば時間が経過するにつれ第6図の不感帯22Bの出
力を積分した積分器23Bの出力がレベル検出器24B
の設定を越え、コンデンサ19^または19Bを投入す
るなどにより系統電圧を不感帯の範囲内に戻す、系統電
圧が不怒帯内に入れば先に説明したように、SVCの運
転点も零に戻りSVCは次の系統外乱に備えることがで
きる。調相設備の容量に余裕が無ければ、SVCは03
の運転を継続し、系統電圧の低下の抑制に引き続き貢献
する。逆に系統電圧がゆっくりと大きく上昇し・C4−
C4の特性になった場合も同様で、電圧基準値が(Vr
ef+ΔV1 )以上には上がらずに、まずSvCが系
統電圧の上昇を抑制するように働き、調相設備の容量に
余裕が有れば調相設備により系統電圧は不感帯の範囲内
に戻され、既に余裕がなければSVCはそのままSVC
の容量−杯に電圧維持に努めることになる。
なお、調相設備としては第5図に示すものに限定されず
、変圧器のタップ制御などのように不感帯を持ったもの
であればよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば系統電圧が許容範
囲内にある時は、過渡的な系統電圧の急変に対してはS
VCが電圧動揺を抑制するように働くと共に、定常的に
はSVCが更なる電圧変動に対して応答できるように定
常時の運転点を零に戻す。許容範囲を越えるような電圧
変動に対しては、先ず、高速なSVCが応答した後に、
他の調相設備の容量に余裕が有れば他の調相設備が不感
帯からの偏差を無くすように制御を行ない、系統電圧を
不感帯の範囲内に戻すと共に、定常状態のSvCの運転
点を電流零に戻す。つまり互いの信号の授受が無くとも
それぞれ性質の異なる調相設備のそれぞれの特質が生か
せて、協調のとれた運用が行なえる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による静止形無効電力補償装置の一実施
例を示す図、第2図は第1図に示す本発明の詳細な説明
するための図、第3図は従来の装置を示す図、第4図は
第3図の従来の装置の特性を示すための図、第5図は本
発明と組み合わせて用いられる従来の調相装置を示す図
、第6図は第5図の制御回路の一例を示す図である。 1・・・変圧器      2・・・コンデンサ3・・
・リアクトル    4八、 4B・・・サイリスタ5
・・・TCR6,14・・・計器用変圧器7・・・電圧
検出器    8・・・設定器9・・・変流器 11・・・掛算器 13・・・演算器 16・・・点弧パルス発生器 10・・・電流検出器 12・・・加算器 15・・・位相検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電力系統の電圧が所定の範囲外にある場合は前記電圧が
    所定の範囲内になるように制御する調相設備と並列して
    接続する静止形無効電力補償装置において、電力系統の
    電圧が前記所定の範囲内にある場合は、電圧基準値を系
    統電圧検出値にフィルタをかけて得、電力系統の電圧が
    前記所定の範囲の上限より高い場合は前記上限値を電圧
    基準値とし、また電力系統の電圧が前記所定の範囲の下
    限より低い場合は前記下限値を電圧基準値として定電圧
    制御を行なうことを特徴とする静止形無効電力補償装置
JP1008948A 1989-01-18 1989-01-18 静止形無効電力補償装置 Pending JPH02189610A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040733A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Mitsubishi Electric Corp 無効電力制御装置及び無効電力補償装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008040733A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Mitsubishi Electric Corp 無効電力制御装置及び無効電力補償装置

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