JPH04352014A - 瞬時無効電力補償装置 - Google Patents
瞬時無効電力補償装置Info
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- JPH04352014A JPH04352014A JP3125863A JP12586391A JPH04352014A JP H04352014 A JPH04352014 A JP H04352014A JP 3125863 A JP3125863 A JP 3125863A JP 12586391 A JP12586391 A JP 12586391A JP H04352014 A JPH04352014 A JP H04352014A
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- current
- voltage
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- load
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
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- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、負荷で消費する無効
電力及び負荷に流れる高調波電流を補償するための瞬時
無効電力補償装置に関するものである。
電力及び負荷に流れる高調波電流を補償するための瞬時
無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】瞬時無効電力補償装置は、電源と負荷と
の間の系統ラインに設けられ、電源から送られる３相の
電圧，電流の瞬時値から負荷の無効電力及び高調波電流
を補償するための瞬時補償電流を算出し、この瞬時補償
電流を用いて無効電力及び高調波電流を補償することに
より、良好な電力を負荷に供給するものである。
の間の系統ラインに設けられ、電源から送られる３相の
電圧，電流の瞬時値から負荷の無効電力及び高調波電流
を補償するための瞬時補償電流を算出し、この瞬時補償
電流を用いて無効電力及び高調波電流を補償することに
より、良好な電力を負荷に供給するものである。
【０００３】従来、上記のような瞬時無効電力補償装置
の一例としては、図２に示されるような装置が提案され
ている。図２は、例えば電気学会の半導体電力変換研究
会の資料、１９８４年（ＳＰＣ−８４−８０）「ＰＷＭ
制御電力変換器による瞬時無効電力補償の非干渉制御に
ついて」に開示された、従来の瞬時無効電力補償装置の
構成を示すブロック図である。図において、１は３相の
交流電源、２は交流電源１より電力が供給される負荷、
３は補償電流を交流電源１と負荷２との間の系統ライン
にリアクトル４を通して流すための電圧を発生する電力
変換器であり、この電力変換器３は自己消弧素子を用い
て構成されている。５及び６は負荷電流及び補償電流を
検出するための負荷電流検出器及び補償電流検出器、７
は負荷電流検出器５及び補償電流検出器６で検出される
３相の信号を、同期回転座標系の２相の信号へ変換する
際とその逆変換を行う際に、必要となる関数を交流電源
１の電圧に同期させて発生する電圧同期信号発生器、８
及び９は負荷電流検出器５及び補償電流検出器６で検出
される３相の信号をγ軸とδ軸で表わされる同期回転座
標系の２相の信号へ変換する３相／２相変換器であり、
特に３相／２相変換器８は、負荷電流検出器５によって
検出される負荷電流及び電圧同期信号発生器７によって
検出される電圧同期信号とから無効電力と高調波電流を
演算する瞬時電力演算器としての作用を行う。１０は直
流分を遮断するためのハイパスフィルタ、１１は電力変
換器３の直流母線電圧を検出するための電圧検出器、１
２は補償電流をリアクトル４を通して流すための電力変
換器３の出力電圧を演算する電流制御回路、１３は電流
制御回路１２から出力される同期回転座標系の２相の信
号を３相の信号に変換するための２相／３相変換器、１
４は２相／３相変換器１３から出力される３相の電圧指
令に応じた電圧を電力変換器３を用いて発生させるため
の電力変換制御器である。
の一例としては、図２に示されるような装置が提案され
ている。図２は、例えば電気学会の半導体電力変換研究
会の資料、１９８４年（ＳＰＣ−８４−８０）「ＰＷＭ
制御電力変換器による瞬時無効電力補償の非干渉制御に
ついて」に開示された、従来の瞬時無効電力補償装置の
構成を示すブロック図である。図において、１は３相の
交流電源、２は交流電源１より電力が供給される負荷、
３は補償電流を交流電源１と負荷２との間の系統ライン
にリアクトル４を通して流すための電圧を発生する電力
変換器であり、この電力変換器３は自己消弧素子を用い
て構成されている。５及び６は負荷電流及び補償電流を
検出するための負荷電流検出器及び補償電流検出器、７
は負荷電流検出器５及び補償電流検出器６で検出される
３相の信号を、同期回転座標系の２相の信号へ変換する
際とその逆変換を行う際に、必要となる関数を交流電源
１の電圧に同期させて発生する電圧同期信号発生器、８
及び９は負荷電流検出器５及び補償電流検出器６で検出
される３相の信号をγ軸とδ軸で表わされる同期回転座
標系の２相の信号へ変換する３相／２相変換器であり、
特に３相／２相変換器８は、負荷電流検出器５によって
検出される負荷電流及び電圧同期信号発生器７によって
検出される電圧同期信号とから無効電力と高調波電流を
演算する瞬時電力演算器としての作用を行う。１０は直
流分を遮断するためのハイパスフィルタ、１１は電力変
換器３の直流母線電圧を検出するための電圧検出器、１
２は補償電流をリアクトル４を通して流すための電力変
換器３の出力電圧を演算する電流制御回路、１３は電流
制御回路１２から出力される同期回転座標系の２相の信
号を３相の信号に変換するための２相／３相変換器、１
４は２相／３相変換器１３から出力される３相の電圧指
令に応じた電圧を電力変換器３を用いて発生させるため
の電力変換制御器である。
【０００４】次に、上記従来の瞬時無効電力補償装置の
動作について説明する。負荷電流検出器５及び補償電流
検出器６によって検出された３相の信号を、３相／２相
変換器８及び９を用いてγ軸，δ軸で表わされる同期回
転座標系の２相の信号へ変換する。この同期回転座標系
は交流電源１の３相電圧の合成電圧の方向をδ軸、それ
よりも左回りにπ／２ｒａｄ（ラジアン）ずれた方向を
γ軸としたものであり、固定座標に対して電源電圧の角
周波数ωで右回転する座標系である。この座標系では有
効電流はδ軸電流の直流分のみで表わされ、その他のδ
軸電流の交流分及びγ軸電流のすべてが瞬時無効電流と
なる。従って、負荷電流のδ軸成分をハイパスフィルタ
１０を通し、直流分を除去することによって瞬時無効電
流が得られる。
動作について説明する。負荷電流検出器５及び補償電流
検出器６によって検出された３相の信号を、３相／２相
変換器８及び９を用いてγ軸，δ軸で表わされる同期回
転座標系の２相の信号へ変換する。この同期回転座標系
は交流電源１の３相電圧の合成電圧の方向をδ軸、それ
よりも左回りにπ／２ｒａｄ（ラジアン）ずれた方向を
γ軸としたものであり、固定座標に対して電源電圧の角
周波数ωで右回転する座標系である。この座標系では有
効電流はδ軸電流の直流分のみで表わされ、その他のδ
軸電流の交流分及びγ軸電流のすべてが瞬時無効電流と
なる。従って、負荷電流のδ軸成分をハイパスフィルタ
１０を通し、直流分を除去することによって瞬時無効電
流が得られる。
【０００５】このようにして得られた瞬時無効電流と、
この瞬時無効電流を打ち消すために流す補償電流とが一
致するように、電力変換器３で発生する電圧を制御して
いるのが電流制御回路１２である。電流制御回路１２で
は、電力変換器３の出力電圧を安定させるために電力変
換器３の直流母線電圧が一定となるような制御も同時に
行っている。そして、電流制御回路１２によって得られ
た制御指令は同期回転座標系の２相の信号である電圧指
令のために、これを２相／３相変換器１３を用いて、３
相の電圧指令を得る。
この瞬時無効電流を打ち消すために流す補償電流とが一
致するように、電力変換器３で発生する電圧を制御して
いるのが電流制御回路１２である。電流制御回路１２で
は、電力変換器３の出力電圧を安定させるために電力変
換器３の直流母線電圧が一定となるような制御も同時に
行っている。そして、電流制御回路１２によって得られ
た制御指令は同期回転座標系の２相の信号である電圧指
令のために、これを２相／３相変換器１３を用いて、３
相の電圧指令を得る。
【０００６】電力変換制御器１４では２相／３相変換器
１３から出力された電圧指令に応じた電圧を電力変換器
３を用いて出力させるべく、上記電圧指令に応じた時間
で電力変換器３の各相の正側アームと負側アームの自己
消弧素子をそれぞれ交互にオンするように制御する。
１３から出力された電圧指令に応じた電圧を電力変換器
３を用いて出力させるべく、上記電圧指令に応じた時間
で電力変換器３の各相の正側アームと負側アームの自己
消弧素子をそれぞれ交互にオンするように制御する。
【０００７】そして、電力変換器３の出力電圧と交流電
源１の電源電圧との電位差をリアクトル４にかけ、この
リアクトル４を通して補償電流を流すように構成したも
のが瞬時無効電力補償装置である。
源１の電源電圧との電位差をリアクトル４にかけ、この
リアクトル４を通して補償電流を流すように構成したも
のが瞬時無効電力補償装置である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の瞬時無
効電力補償装置は以上のように構成されているので、無
効電力と高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−
負荷間の系統ラインにほとんど流さない状態においても
電力変換器３は動作を継続しており、そのために、電力
変換器３におけるスイッチングによる不要なリップル電
流が系統ラインに流れて歪率の悪化等の起こる恐れがあ
るという問題点があった。
効電力補償装置は以上のように構成されているので、無
効電力と高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−
負荷間の系統ラインにほとんど流さない状態においても
電力変換器３は動作を継続しており、そのために、電力
変換器３におけるスイッチングによる不要なリップル電
流が系統ラインに流れて歪率の悪化等の起こる恐れがあ
るという問題点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、補償電流が少ない場合に、電力
変換器におけるスイッチングによる不要なリップル電流
を無くした瞬時無効電力補償装置を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、補償電流が少ない場合に、電力
変換器におけるスイッチングによる不要なリップル電流
を無くした瞬時無効電力補償装置を得ることを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る瞬時無効
電力補償装置は、負荷に流れる電流を検出する負荷電流
検出器と、電源電圧と位相の同期した電圧同期信号を発
生する電圧同期信号発生器と、検出された負荷電流及び
発生された電圧同期信号とから無効電力及び高調波電流
を演算する瞬時電力演算器と、演算された無効電力及び
高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−負荷間の
系統ラインに流す電力変換器と、補償電流を流すために
電力変換器を制御する電力変換制御器と、瞬時電力演算
器の出力により動作する出力制御器とを備え、この出力
制御器の出力を電力変換制御器へ入力し、この電力変換
制御器によって電力変換器を停止させるように制御する
ものである。
電力補償装置は、負荷に流れる電流を検出する負荷電流
検出器と、電源電圧と位相の同期した電圧同期信号を発
生する電圧同期信号発生器と、検出された負荷電流及び
発生された電圧同期信号とから無効電力及び高調波電流
を演算する瞬時電力演算器と、演算された無効電力及び
高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−負荷間の
系統ラインに流す電力変換器と、補償電流を流すために
電力変換器を制御する電力変換制御器と、瞬時電力演算
器の出力により動作する出力制御器とを備え、この出力
制御器の出力を電力変換制御器へ入力し、この電力変換
制御器によって電力変換器を停止させるように制御する
ものである。
【００１１】
【作用】この発明における瞬時無効電力補償装置では、
負荷電流検出器によって検出された負荷電流及び電圧同
期信号発生器によって発生された電源電圧と位相の同期
した電圧同期信号とから無効電力と高調波電流を瞬時電
力演算器によって演算し、演算された無効電力と高調波
電流を打ち消すための補償電流を、電力変換器によって
電源−負荷間の系統ラインに流すようにする。ところで
、補償電流が少ない場合には、出力制御器はその出力に
よって電力変換制御器を介して電力変換器を停止させ、
この電力変換器におけるスイッチングによる不要なリッ
プル電流を系統ラインに流されないように制御する。
負荷電流検出器によって検出された負荷電流及び電圧同
期信号発生器によって発生された電源電圧と位相の同期
した電圧同期信号とから無効電力と高調波電流を瞬時電
力演算器によって演算し、演算された無効電力と高調波
電流を打ち消すための補償電流を、電力変換器によって
電源−負荷間の系統ラインに流すようにする。ところで
、補償電流が少ない場合には、出力制御器はその出力に
よって電力変換制御器を介して電力変換器を停止させ、
この電力変換器におけるスイッチングによる不要なリッ
プル電流を系統ラインに流されないように制御する。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例である瞬時無効電力補償
装置の構成を示すブロック図で、図１の符号１〜１４は
上記図２に示す従来例と同一のものであるため、その詳
細な説明は省略する。図において、１５は無効電力と高
調波電流を打ち消すための補償電流の値とある基準値と
を比較し、その比較結果により電力変換器３の停止／動
作を制御する出力制御器である。
する。図１はこの発明の実施例である瞬時無効電力補償
装置の構成を示すブロック図で、図１の符号１〜１４は
上記図２に示す従来例と同一のものであるため、その詳
細な説明は省略する。図において、１５は無効電力と高
調波電流を打ち消すための補償電流の値とある基準値と
を比較し、その比較結果により電力変換器３の停止／動
作を制御する出力制御器である。
【００１３】次に、上記この発明の実施例である瞬時無
効電力補償装置の動作について説明する。図１の符号１
〜１４については上記図２に示す従来例と同一のもので
あり、またそれらの動作も同一であるから詳細な説明は
省略する。負荷電流検出器５によって検出され、３相／
２相変換器８で同期回転座標系へ変換された負荷電流は
、そのγ軸成分はそのまま、そのδ軸成分はハイパスフ
ィルタ１０を通して補償すべき電流量として得られる。 この補償すべき電流量は電流制御回路１２だけでなく、
出力制御器１５へも入力する。出力制御器１５では入力
された上記補償すべき電流量とある基準値とを比較し、
この補償すべき電流量がある基準値よりも少ない時には
、その電圧指令を電力変換制御器１４へ出力する。 そのために、電力変換制御器１４は電力変換器３を制御
し、この電力変換器３を構成する自己消弧素子のすべて
を閉状態にして電力変換器３の動作を停止させる。
効電力補償装置の動作について説明する。図１の符号１
〜１４については上記図２に示す従来例と同一のもので
あり、またそれらの動作も同一であるから詳細な説明は
省略する。負荷電流検出器５によって検出され、３相／
２相変換器８で同期回転座標系へ変換された負荷電流は
、そのγ軸成分はそのまま、そのδ軸成分はハイパスフ
ィルタ１０を通して補償すべき電流量として得られる。 この補償すべき電流量は電流制御回路１２だけでなく、
出力制御器１５へも入力する。出力制御器１５では入力
された上記補償すべき電流量とある基準値とを比較し、
この補償すべき電流量がある基準値よりも少ない時には
、その電圧指令を電力変換制御器１４へ出力する。 そのために、電力変換制御器１４は電力変換器３を制御
し、この電力変換器３を構成する自己消弧素子のすべて
を閉状態にして電力変換器３の動作を停止させる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、この発明の瞬時無効電力
補償装置によれば、負荷に流れる電流を検出する負荷電
流検出器と、電源電圧と位相の同期した電圧同期信号を
発生する電圧同期信号発生器と、検出された負荷電流及
び発生されて電圧同期信号とから無効電力及び高調波電
流を演算する瞬時電力演算器と、演算された無効電力及
び高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−負荷間
の系統ラインに流す電力変換器と、補償電流を流すため
に電力変換器を制御する電力変換制御器と、瞬時電力演
算器の出力により動作する出力制御器とを備え、この出
力制御器の出力を電力変換制御器へ入力し、この電力変
換制御器によって電力変換器を停止させるように制御す
る構成としたので、補償電流が少なく補償する必要が無
い時には、電力変換器におけるスイッチングによる不要
なリップル電流を系統ラインに流さないようにすること
ができる瞬時無効電力補償装置が得られるという優れた
効果を奏する。
補償装置によれば、負荷に流れる電流を検出する負荷電
流検出器と、電源電圧と位相の同期した電圧同期信号を
発生する電圧同期信号発生器と、検出された負荷電流及
び発生されて電圧同期信号とから無効電力及び高調波電
流を演算する瞬時電力演算器と、演算された無効電力及
び高調波電流を打ち消すための補償電流を電源−負荷間
の系統ラインに流す電力変換器と、補償電流を流すため
に電力変換器を制御する電力変換制御器と、瞬時電力演
算器の出力により動作する出力制御器とを備え、この出
力制御器の出力を電力変換制御器へ入力し、この電力変
換制御器によって電力変換器を停止させるように制御す
る構成としたので、補償電流が少なく補償する必要が無
い時には、電力変換器におけるスイッチングによる不要
なリップル電流を系統ラインに流さないようにすること
ができる瞬時無効電力補償装置が得られるという優れた
効果を奏する。
【図１】この発明の実施例である瞬時無効電力補償装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の瞬時無効電力補償装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
１ 交流電源
２ 負荷
３ 電力変換器
４ リアクトル
５ 負荷電流検出器
６ 補償電流検出器
７ 電圧同期信号発生器
８ ３相／２相変換器
９ ３相／２相変換器
１０ ハイパスフィルタ
１１ 電圧検出器
１２ 電流制御回路
１３ ２相／３相変換器
１４ 電力変換制御器
１５ 出力制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷に流れる電流を検出する負荷電流
検出器と、電源電圧と位相の同期した電圧同期信号を発
生する電圧同期信号発生器と、上記負荷電流検出器によ
って検出される負荷電流及び上記電圧同期信号発生器に
よって発生される電圧同期信号とから無効電力と高調波
電流を演算する瞬時電力演算器と、この瞬時電力演算器
によって得られる無効電力と高調波電流を打ち消すため
の補償電流を電源−負荷間の系統ラインに流す電力変換
器と、上記補償電流を流すべく上記電力変換器を制御す
る電力変換制御器と、上記瞬時電力演算器の出力によっ
て上記電力変換器を停止させるべく上記電力変換制御器
を制御する出力制御器とを備えたことを特徴とする瞬時
無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125863A JPH04352014A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 瞬時無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3125863A JPH04352014A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 瞬時無効電力補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04352014A true JPH04352014A (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=14920804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3125863A Pending JPH04352014A (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 瞬時無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04352014A (ja) |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3125863A patent/JPH04352014A/ja active Pending
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