JPH07107669A - 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 - Google Patents
力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法Info
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- JPH07107669A JPH07107669A JP5242839A JP24283993A JPH07107669A JP H07107669 A JPH07107669 A JP H07107669A JP 5242839 A JP5242839 A JP 5242839A JP 24283993 A JP24283993 A JP 24283993A JP H07107669 A JPH07107669 A JP H07107669A
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- factor improving
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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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 系統電源１の電圧ＶS に高調波が含まれてい
ても、既設設備である力率改善用コンデンサ４に流入す
る高調波電流を減少することができる、力率改善用コン
デンサの高調波電流抑制方法を提供する。 【構成】 配電系統中に設けられている力率改善用コン
デンサ４と並列に設けたアクティブフィルタ５であっ
て、その制御装置９は、前記アクティブフィルタ５と力
率改善用コンデンサ４との合成電流ＩSCを検出する電流
検出器12を備え、該電流検出器は、電流検出器用負荷抵
抗器122 と、該抵抗器122 並列に設けられたリアクトル
123 とを具備して、該抵抗器とリアクトルとの並列接続
の両端出力により高調波電流を求め、前記アクティブフ
ィルタの補償電流指令値Ｉc * を演算することを特徴と
する力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法であ
る。
ても、既設設備である力率改善用コンデンサ４に流入す
る高調波電流を減少することができる、力率改善用コン
デンサの高調波電流抑制方法を提供する。 【構成】 配電系統中に設けられている力率改善用コン
デンサ４と並列に設けたアクティブフィルタ５であっ
て、その制御装置９は、前記アクティブフィルタ５と力
率改善用コンデンサ４との合成電流ＩSCを検出する電流
検出器12を備え、該電流検出器は、電流検出器用負荷抵
抗器122 と、該抵抗器122 並列に設けられたリアクトル
123 とを具備して、該抵抗器とリアクトルとの並列接続
の両端出力により高調波電流を求め、前記アクティブフ
ィルタの補償電流指令値Ｉc * を演算することを特徴と
する力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配電系統中に設けられ
ている力率改善用コンデンサに、外部あるいは上位系統
における高調波の増加に伴う高調波電流の流入によって
発生している障害、例えば異常騒音あるいは加熱等の異
常状態を防止する力率改選用コンデンサの高調波抑制方
法に関するものである。
ている力率改善用コンデンサに、外部あるいは上位系統
における高調波の増加に伴う高調波電流の流入によって
発生している障害、例えば異常騒音あるいは加熱等の異
常状態を防止する力率改選用コンデンサの高調波抑制方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、半導体応用変換装置の普及に伴
い、それらの発生する高調波が同一系統に接続されてい
る他の機器、例えば力率改善用コンデンサに高調波電流
を流し込み、異常騒音を発生させたり、あるいは加熱焼
損等の障害を引き起こすことが増加している。
い、それらの発生する高調波が同一系統に接続されてい
る他の機器、例えば力率改善用コンデンサに高調波電流
を流し込み、異常騒音を発生させたり、あるいは加熱焼
損等の障害を引き起こすことが増加している。
【０００３】これらの高調波による障害を抑制する方法
として、直列リアクトルをコンデンサに追加することに
より、例えば第５高調波に対して力率改善用コンデンサ
を遅相インピーダンスにすることにより、高調波の流入
を防止していた。
として、直列リアクトルをコンデンサに追加することに
より、例えば第５高調波に対して力率改善用コンデンサ
を遅相インピーダンスにすることにより、高調波の流入
を防止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
制御方法では、対象としている高調波発生負荷機器以外
からの高調波、例えば外部あるいは上位系統での高調波
の増加のあった場合、その高調波電流が重畳して流入す
るため、再び同じ障害が発生する上に、追加した６％の
直列リアクトルと力率改善用コンデンサが第4.1 次高調
波に対して零次インピーダンスとなり、特に、増設され
た高調波発生負荷がサイクロコンバータのような場合に
は、発生する高調波の周波数がサイクロコンバータの出
力周波数に応じて変化するため、第4.1 次高調波が無限
大に流れるといういわゆる反共振が発生し、高調波電流
の拡大現象を引き起こすという問題点があった。
制御方法では、対象としている高調波発生負荷機器以外
からの高調波、例えば外部あるいは上位系統での高調波
の増加のあった場合、その高調波電流が重畳して流入す
るため、再び同じ障害が発生する上に、追加した６％の
直列リアクトルと力率改善用コンデンサが第4.1 次高調
波に対して零次インピーダンスとなり、特に、増設され
た高調波発生負荷がサイクロコンバータのような場合に
は、発生する高調波の周波数がサイクロコンバータの出
力周波数に応じて変化するため、第4.1 次高調波が無限
大に流れるといういわゆる反共振が発生し、高調波電流
の拡大現象を引き起こすという問題点があった。
【０００５】本発明は、前述のような問題点を解決する
ためになされたもので、系統電源の電圧に高調波が含ま
れていても、既設設備である力率改善用コンデンサに流
入する高調波電流を減少することができる、力率改善用
コンデンサの高調波電流抑制方法を提供することを目的
としている。
ためになされたもので、系統電源の電圧に高調波が含ま
れていても、既設設備である力率改善用コンデンサに流
入する高調波電流を減少することができる、力率改善用
コンデンサの高調波電流抑制方法を提供することを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、アクティブフ
ィルタを適用して、力率改善用コンデンサへ流入する高
調波電流を減少せしめるようにしたものである。すなわ
ち、配電系統中に設けられている力率改善用コンデンサ
と並列に設けたアクティブフィルタであって、その制御
装置は、前記アクティブフィルタと力率改善用コンデン
サとのの合成電流を検出する電流検出器を備え、該電流
検出器は、電流検出器用抵抗器と、該抵抗器並立にもう
けられたリアクトルとを具備し、該抵抗器とリアクトル
との並列接続の両端出力により高調波電流を求め、前記
アクティブフィルタの補償電流指令値を演算することを
特徴とする。
ィルタを適用して、力率改善用コンデンサへ流入する高
調波電流を減少せしめるようにしたものである。すなわ
ち、配電系統中に設けられている力率改善用コンデンサ
と並列に設けたアクティブフィルタであって、その制御
装置は、前記アクティブフィルタと力率改善用コンデン
サとのの合成電流を検出する電流検出器を備え、該電流
検出器は、電流検出器用抵抗器と、該抵抗器並立にもう
けられたリアクトルとを具備し、該抵抗器とリアクトル
との並列接続の両端出力により高調波電流を求め、前記
アクティブフィルタの補償電流指令値を演算することを
特徴とする。
【０００７】
【作用】かくのごとき解決手段により、系統電源の電圧
に高調波が含まれていても、アクティブフィルタを制御
することによって、力率改善用コンデンサに流入する高
調波電流を減少することができる。
に高調波が含まれていても、アクティブフィルタを制御
することによって、力率改善用コンデンサに流入する高
調波電流を減少することができる。
【０００８】
【実施例】以下、実施例について、図面に基づいて本発
明を詳細に説明する。図１は本発明が適用されたアクテ
ィブフィルタ制御装置の補償電流指令用入力回路の要部
構成を示し、図２は本発明に係るアクティブフィルタ主
回路の一例を示している。
明を詳細に説明する。図１は本発明が適用されたアクテ
ィブフィルタ制御装置の補償電流指令用入力回路の要部
構成を示し、図２は本発明に係るアクティブフィルタ主
回路の一例を示している。
【０００９】図２において、１は交流の系統電源、２は
電源インピーダンス、３は自家負荷機器、４は力率改善
用コンデンサ、５はアクティブフィルタ装置である。ア
クティブフィルタ装置５は、ＰＷＭコンバータ７と、こ
のＰＷＭコンバータの直流側に接続された直流コンデン
サ８と、ＰＷＭコンバータ７へスイッチング指令を出力
する制御装置９とを備え、系統へは交流リアクトル６を
介して接続される。また交流リアクトル６と系統電源１
との間には、ＰＷＭコンバータ７と並列に高周波フィル
タ10を備えて、ＰＷＭコンバータ７のスイッチングリッ
プルの流出を抑制している。
電源インピーダンス、３は自家負荷機器、４は力率改善
用コンデンサ、５はアクティブフィルタ装置である。ア
クティブフィルタ装置５は、ＰＷＭコンバータ７と、こ
のＰＷＭコンバータの直流側に接続された直流コンデン
サ８と、ＰＷＭコンバータ７へスイッチング指令を出力
する制御装置９とを備え、系統へは交流リアクトル６を
介して接続される。また交流リアクトル６と系統電源１
との間には、ＰＷＭコンバータ７と並列に高周波フィル
タ10を備えて、ＰＷＭコンバータ７のスイッチングリッ
プルの流出を抑制している。
【００１０】制御装置９においては、アクティブフィル
タ５と力率改善用コンデンサ４との合成電流を検出する
電流検出器12により検出された電流に基づいて、三相二
相変換を用いて高調波のみを演算した補償電流指令値Ｉ
c * と、ＰＷＭコンバータ７への電流を検出する電流検
出器11により検出される補償電流Ｉc とが比較され、Ｐ
ＷＭコンバータ７の電流瞬時値が制御される。
タ５と力率改善用コンデンサ４との合成電流を検出する
電流検出器12により検出された電流に基づいて、三相二
相変換を用いて高調波のみを演算した補償電流指令値Ｉ
c * と、ＰＷＭコンバータ７への電流を検出する電流検
出器11により検出される補償電流Ｉc とが比較され、Ｐ
ＷＭコンバータ７の電流瞬時値が制御される。
【００１１】なお、図１において、121 は電流検出器12
を検出電流源として示したもので、その負荷として電流
検出用負荷抵抗器122 と、これと並列に接続されたリア
クトル123 とが接続れており、このリアクトル123 は電
流検出器12で検出した電流の微分を行うためのものであ
る。
を検出電流源として示したもので、その負荷として電流
検出用負荷抵抗器122 と、これと並列に接続されたリア
クトル123 とが接続れており、このリアクトル123 は電
流検出器12で検出した電流の微分を行うためのものであ
る。
【００１２】ここで本発明の電流補償方法の基本技術思
想を図３を用いて説明する。図３はアクティブフィルタ
が設けられた系統ラインのブロック図で、ＶS は系統電
圧、ＺS は系統インピーダンス、ＩS は系統インピーダ
ンスを流れる電流、ＩLCは自家負荷電流ＩL を発生する
自家負荷電流源であって、ＩCCはＰＷＭコンバータ７に
よる補償電流ＩC を発生する補償電流源であり、ＺC は
力率改善用コンデンサ４のインピーダンスを示してい
る。
想を図３を用いて説明する。図３はアクティブフィルタ
が設けられた系統ラインのブロック図で、ＶS は系統電
圧、ＺS は系統インピーダンス、ＩS は系統インピーダ
ンスを流れる電流、ＩLCは自家負荷電流ＩL を発生する
自家負荷電流源であって、ＩCCはＰＷＭコンバータ７に
よる補償電流ＩC を発生する補償電流源であり、ＺC は
力率改善用コンデンサ４のインピーダンスを示してい
る。
【００１３】ＩSCは電流検出器12で検出される電流であ
り、式（１）のように表せる。
り、式（１）のように表せる。
【数１】 ＩSC＝ＩC ＋（ＶS −ＺS ＩS ）／ＺC （１） 一方、電源電流ＩS は式（２）のように表せる。
【数２】 ＩS ＝ＩL ＋ＩSC （２）
【００１４】（１）式と（２）式より、
【数３】 ＩSC＝ＶS ／（ＺS ＋ＺC ） ＋（ＺC ＩC −ＺS ＩL ）／（ＺS ＋ＺC ） （３）
【００１５】式（３）において、右辺第１項は、系統電
圧ＶS に高調波電圧がある場合に、系統から高調波電流
が注入されることを示している。そこで、電流検出器12
で検出される電流ＩSCから基本波電流を除去して、補償
すべき高調波電流を求めてＰＷＭコンバータ７を制御す
ると、補償電流ＩC は式（４）で表せる。
圧ＶS に高調波電圧がある場合に、系統から高調波電流
が注入されることを示している。そこで、電流検出器12
で検出される電流ＩSCから基本波電流を除去して、補償
すべき高調波電流を求めてＰＷＭコンバータ７を制御す
ると、補償電流ＩC は式（４）で表せる。
【数４】 ＩC ＝−ＧN （Ｓ）・Ｇ（Ｓ）・ＩSC （４） ここで、ＧN （Ｓ）は基本波に対するノッチフィルタ
で、Ｇ（Ｓ）は伝達関数である。
で、Ｇ（Ｓ）は伝達関数である。
【００１６】従って、式（３）は式（５）のように表せ
る。
る。
【数５】 ＩSC＝ＶS ／〔ＺS ＋ＺC ｛１＋ＧN （Ｓ）・Ｇ（Ｓ）｝〕 −ＺS ＩL ／〔ＺS ＋ＺC ｛１＋ＧN （Ｓ）・Ｇ（Ｓ）｝〕 （５） 一方、Ｇ（Ｓ）は図１に示したように微分特性を持たせ
てあるために、式（６）で表せる。
てあるために、式（６）で表せる。
【数６】 Ｇ（Ｓ）＝ＫＳ （６） 式（６）においてＫは制御ゲインである。
【００１７】以上の条件より式（５）において高調波に
ついてのみ着目すると、系統電圧に高調波電圧ＶSHがあ
った場合、力率改善用コンデンサ４に流入する高調波電
流をＩSCH とすると、ＩSCH は、式（７）のように表せ
る。
ついてのみ着目すると、系統電圧に高調波電圧ＶSHがあ
った場合、力率改善用コンデンサ４に流入する高調波電
流をＩSCH とすると、ＩSCH は、式（７）のように表せ
る。
【数７】 ＩSCH ＝ＶSH／｛（ＺS ＋ＺC ）＋ＫＳＺC ｝ −ＺS ＩLH／｛（ＺS ＋ＺC ）＋ＫＳＺC ｝ （７） 式（７）においてＩLHは負荷電流含有高調波電流であ
る。
る。
【００１８】ここで、
【数８】 ＺC ＝１／ＣＳ （８） より、
【数９】 ＫＳＺC ＝Ｋ／Ｃ （９） （但し、Ｃはコンデンサの容量である）となり、純抵抗
の効果となって、系統電圧に高調波電圧があっても高調
波電流を減少できるとともに、高調波発生源がサイクロ
コンバータであっても反共振を抑制できる。更に、自家
負荷電流含有高調波による影響も軽減できる。
の効果となって、系統電圧に高調波電圧があっても高調
波電流を減少できるとともに、高調波発生源がサイクロ
コンバータであっても反共振を抑制できる。更に、自家
負荷電流含有高調波による影響も軽減できる。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、外部あるいは上部系統において高調波の増加があ
った場合、その影響を顕著に受けていた、例えば力率改
善コンデンサに、比較的小容量のアクティブフィルタを
接続することによって、高調波電流の流入を減少させる
ことができ、その障害を抑制することができる。
れば、外部あるいは上部系統において高調波の増加があ
った場合、その影響を顕著に受けていた、例えば力率改
善コンデンサに、比較的小容量のアクティブフィルタを
接続することによって、高調波電流の流入を減少させる
ことができ、その障害を抑制することができる。
【図１】本発明が適用されたアクティブフィルタ制御装
置の補償電流指令用入力回路の要部構成である。
置の補償電流指令用入力回路の要部構成である。
【図２】本発明に係るアクティブフィルタ主回路の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】アクティブフィルタが設けられた系統ラインの
ブロック図を示している。
ブロック図を示している。
１ 交流の系統電源 ２ 電源インピーダンス ３ 自家負荷機器 ４ 力率改善用コンデンサ ５ アクティブフィルタ装置 ６ 交流リアクトル ７ ＰＷＭコンバータ ８ 直流コンデンサ ９ 制御装置 10 高周波フィルタ 11 電流検出器 12 電流検出器 121 電流検出器を検出電流源として示したもの 122 電流検出用負荷抵抗器 123 リアクトル Ｉc 補償電流 ＩCC 補償電流ＩC を発生する補償電流源 ＩL 自家負荷電流 ＩLC 自家負荷電流を発生する自家負荷電流源 ＩS 系統インピーダンスを流れる電流 ＩSC 電流検出器で検出される電流 ＶS 系統電圧 ＺS 系統インピーダンス ＺC 力率改善用コンデンサのインピーダンス
Claims (1)
- 【請求項１】 配電系統中に設けられている力率改善用
コンデンサと並列に設けたアクティブフィルタであっ
て、その制御装置は、前記アクティブフィルタと力率改
善用コンデンサとの合成電流を検出する電流検出器を備
え、該電流検出器は、電流検出器用抵抗器と、該抵抗器
並列に設けられたリアクトルとを具備して、該抵抗器と
リアクトルとの並列接続の両端出力により高調波電流を
求め、前記アクティブフィルタの補償電流指令値とした
ことを特徴とする力率改善用コンデンサの高調波電流抑
制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242839A JPH07107669A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242839A JPH07107669A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107669A true JPH07107669A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17095065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5242839A Pending JPH07107669A (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | 力率改善用コンデンサの高調波電流抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107669A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104253436A (zh) * | 2014-10-17 | 2014-12-31 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多模块并联式大容量有源滤波器控制系统及其实现方法 |
| CN110678824A (zh) * | 2017-05-30 | 2020-01-10 | 大金工业株式会社 | 电源品质管理系统及空调装置 |
-
1993
- 1993-09-29 JP JP5242839A patent/JPH07107669A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104253436A (zh) * | 2014-10-17 | 2014-12-31 | 佛山市顺德区胜业电气有限公司 | 一种多模块并联式大容量有源滤波器控制系统及其实现方法 |
| CN110678824A (zh) * | 2017-05-30 | 2020-01-10 | 大金工业株式会社 | 电源品质管理系统及空调装置 |
| CN110678824B (zh) * | 2017-05-30 | 2022-05-27 | 大金工业株式会社 | 电源品质管理系统及空调装置 |
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