JPH0777490B2 - 確率システムの最適制御による無効電力補償方式 - Google Patents
確率システムの最適制御による無効電力補償方式Info
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- JPH0777490B2 JPH0777490B2 JP62116945A JP11694587A JPH0777490B2 JP H0777490 B2 JPH0777490 B2 JP H0777490B2 JP 62116945 A JP62116945 A JP 62116945A JP 11694587 A JP11694587 A JP 11694587A JP H0777490 B2 JPH0777490 B2 JP H0777490B2
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- tcr
- optimal control
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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
- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、変動負荷から発生する、特に10Hz近傍の電
圧変動（フリッカ）を、少なくともサイリスタ位相制御
リアクトル方式の無効電力補償装置（TCR）と、自励式
の静止形電力変換器からなるアクティブフィルタ（AF）
とを用い、公知の確率システムの最適制御理論を適用
し、無効電力で補償する補償方式に関する。
圧変動（フリッカ）を、少なくともサイリスタ位相制御
リアクトル方式の無効電力補償装置（TCR）と、自励式
の静止形電力変換器からなるアクティブフィルタ（AF）
とを用い、公知の確率システムの最適制御理論を適用
し、無効電力で補償する補償方式に関する。
なお、この公知の確率システムの最適制御理論について
は、「自動制御ハンドブック基礎編」（昭和58年10月30
日第１版，社団法人 計測自動制御学会編，オーム社出
版）のP553〜557,「7.6確率システムの最適制御」に記
載されている。
は、「自動制御ハンドブック基礎編」（昭和58年10月30
日第１版，社団法人 計測自動制御学会編，オーム社出
版）のP553〜557,「7.6確率システムの最適制御」に記
載されている。
一般に、アーク炉や圧延機の如く変動が大きな負荷によ
って電圧変動、特に10Hz近傍の電圧変動（以下、電圧変
動をΔＶ、10Hz近傍の電圧変動をΔV10とも略記す
る。）が確率的に生起し、これが電力系統の一般需要家
に波及する。
って電圧変動、特に10Hz近傍の電圧変動（以下、電圧変
動をΔＶ、10Hz近傍の電圧変動をΔV10とも略記す
る。）が確率的に生起し、これが電力系統の一般需要家
に波及する。
このため、従来は例えば第３図の如く、TCR2の出力信号
ΔQTCRによって変動負荷１からの外乱信号（以下、単に
ΔQFとも略記する。）を除去しΔＶ、特にΔV10信号を
抑制する、いわゆるフィードフォワード制御方式が採ら
れている。なお、同図において、３は系統リアクタン
ス、４は並列負荷、５は視感度係数関数、６は加減算器
である。
ΔQTCRによって変動負荷１からの外乱信号（以下、単に
ΔQFとも略記する。）を除去しΔＶ、特にΔV10信号を
抑制する、いわゆるフィードフォワード制御方式が採ら
れている。なお、同図において、３は系統リアクタン
ス、４は並列負荷、５は視感度係数関数、６は加減算器
である。
しかしながら、上述の如き方式では無効電力補償装置と
してTCRを用いており、これは入力から出力までに遅れ
時間を持つため、外乱信号ΔQFとTCRの出力信号ΔQTCR
との間に誤差信号を生じ易くなる。特にフィードフォワ
ード制御方式では、微分性の高い制御特性を持つために
ノイズ信号に敏感となり、誤差信号が生じてΔＶ、特に
ΔV10の抑制効果が低いと云う問題がある。
してTCRを用いており、これは入力から出力までに遅れ
時間を持つため、外乱信号ΔQFとTCRの出力信号ΔQTCR
との間に誤差信号を生じ易くなる。特にフィードフォワ
ード制御方式では、微分性の高い制御特性を持つために
ノイズ信号に敏感となり、誤差信号が生じてΔＶ、特に
ΔV10の抑制効果が低いと云う問題がある。
したがって、この発明はΔV,特にΔV10成分を従来より
も大幅に抑制し得る無効電力補償方式を提供することを
目的とする。
も大幅に抑制し得る無効電力補償方式を提供することを
目的とする。
変動の大きな負荷によって系統に生じる無効電力変動に
対し、少なくともサイリスタ位相制御リアクトル方式の
無効電力補償装置（TCR）とアクティブフィルタ（AF）
とによって無効電力を補償すべく、急激な確率的無効電
力変動を外乱信号（ΔQF）とし、TCRの出力信号
（QTCR），変動負荷以外の並列負荷の無効電力信号（Δ
QL）,AFによる無効電力信号（ΔQAF），および10Hz近傍
の電圧変動信号（ΔV10）を評価するための視感度係数
曲線の特性，すべての信号系を状態方程式で表現し、Δ
V10の抑制とTCRへの無効電力操作指令値（UTCR）および
AFへの無効電力操作指令値（UAF）の低減に着目した２
次形式評価関数により、TCR補償量およびAF補償量との
分担が適正となるよう確率システムの最適制御演算をし
てUTCRおよびUAFを求め、それぞれTCRおよびAFに与えて
総合的に無効電力補償を行なう。
対し、少なくともサイリスタ位相制御リアクトル方式の
無効電力補償装置（TCR）とアクティブフィルタ（AF）
とによって無効電力を補償すべく、急激な確率的無効電
力変動を外乱信号（ΔQF）とし、TCRの出力信号
（QTCR），変動負荷以外の並列負荷の無効電力信号（Δ
QL）,AFによる無効電力信号（ΔQAF），および10Hz近傍
の電圧変動信号（ΔV10）を評価するための視感度係数
曲線の特性，すべての信号系を状態方程式で表現し、Δ
V10の抑制とTCRへの無効電力操作指令値（UTCR）および
AFへの無効電力操作指令値（UAF）の低減に着目した２
次形式評価関数により、TCR補償量およびAF補償量との
分担が適正となるよう確率システムの最適制御演算をし
てUTCRおよびUAFを求め、それぞれTCRおよびAFに与えて
総合的に無効電力補償を行なう。
確率システムの最適制御理論にもとづきTCRおよびAFに
対する無効電力操作指令値UTCRおよびUAFを求め、TCRと
AFの補償量を調整しながらΔＶ、特にΔV10信号を抑制
する。
対する無効電力操作指令値UTCRおよびUAFを求め、TCRと
AFの補償量を調整しながらΔＶ、特にΔV10信号を抑制
する。
第１図はこの発明の実施例を示すシステム構成図であ
る。本システムは変動負荷１、TCR2、系統リアクタンス
３、並列負荷４、視感度係数関数５、確率システムの最
適ゲイン演算部７、アクティブフィルタ８および加減算
器９からなり、演算部７における入，出力の関係は、次
の（１）式に示す確率微分方程式で表現できる。
る。本システムは変動負荷１、TCR2、系統リアクタンス
３、並列負荷４、視感度係数関数５、確率システムの最
適ゲイン演算部７、アクティブフィルタ８および加減算
器９からなり、演算部７における入，出力の関係は、次
の（１）式に示す確率微分方程式で表現できる。
次に、ディジタル制御の立場から、（１）式を連続系か
ら離散系に変換すると、（２）式になる。
ら離散系に変換すると、（２）式になる。
こゝに、 ｘ（ｋ）；離散形状態変数マトリックス であり、「＊」印を付してマトリックスを示す。
（２）式から、TCR、アクティブフィルタ最適操作量を
求めるための最適ゲインは、（３）式の評価関数Ｊを最
小化することによって得られる。
求めるための最適ゲインは、（３）式の評価関数Ｊを最
小化することによって得られる。
ここに、 E;期待値 Q;荷重行列 R;荷重行列 ｕ（ｋ）；離散形操作変数ベクトル であり、Ｔを付して転置行列を示す。
（３）式において、荷重行列ＱとＲを調整する事によ
り、電圧変動ΔＶとΔV10信号を抑制するような、TCR操
作量とアクティブフィルタ操作量が適正に分担される。
確率システムの最適制御理論により、リカッチ方程式で
ある次の（４）式を反復法で演算して最適ゲインＦを示
す（５）式が得られる。
り、電圧変動ΔＶとΔV10信号を抑制するような、TCR操
作量とアクティブフィルタ操作量が適正に分担される。
確率システムの最適制御理論により、リカッチ方程式で
ある次の（４）式を反復法で演算して最適ゲインＦを示
す（５）式が得られる。
（５）式を用いたTCRとアクティブフィルタの最適操作
信号は、 となる。（４），（５）式に基づく確率システムの最適
ゲインＦを求めて、（６）式の演算を行うためのブロッ
ク図を第２図に示す。
信号は、 となる。（４），（５）式に基づく確率システムの最適
ゲインＦを求めて、（６）式の演算を行うためのブロッ
ク図を第２図に示す。
第２図において、71はフィードバックゲイン行列,72A〜
72G,73A〜73Gは加減算器,74A,74Bは極性反転器、72は
（４），（５）式による最適ゲインＦの演算部、76は制
御のための操作量演算部である。71のフィードバックゲ
イン行列は演算部75において（５）式により求められた
最適ゲインにより与えられる。
72G,73A〜73Gは加減算器,74A,74Bは極性反転器、72は
（４），（５）式による最適ゲインＦの演算部、76は制
御のための操作量演算部である。71のフィードバックゲ
イン行列は演算部75において（５）式により求められた
最適ゲインにより与えられる。
第２図の状態変数ベクトルｘ（ｋ）は次のとおりである
が、第１図に示すように与えられる。そして、第２図に
おいて演算された無効電力操作指令値UTCR,UAFがTCR,AF
へ出力される。
が、第１図に示すように与えられる。そして、第２図に
おいて演算された無効電力操作指令値UTCR,UAFがTCR,AF
へ出力される。
x1（ｋ）;TCR内部変数 x2（ｋ）;TCR内部変数 x3（ｋ）;TCR出力信号（ΔQTCR） x4（ｋ）；電圧変数（ΔＶ） x5（ｋ）；視感度係数の内部変数 x6（ｋ）；視感度係数出力信号（ΔV10） x7（ｋ）；外乱信号（ΔQF） x8（ｋ）；アクティブフィルタ出力信号（ΔQAF） なお、以上ではAFとTCRを用いるようにしたが、TCRのか
わりにTCRと固定コンデンサ、またはTCRとコンデンサ開
閉式無効電力補償装置（TSC）を用いることができる。
また、こゝでは系統に並列負荷が設けられている場合に
ついて説明したが、設けられない場合はその無効電力信
号ΔQLは無視されることになる。
わりにTCRと固定コンデンサ、またはTCRとコンデンサ開
閉式無効電力補償装置（TSC）を用いることができる。
また、こゝでは系統に並列負荷が設けられている場合に
ついて説明したが、設けられない場合はその無効電力信
号ΔQLは無視されることになる。
この発明によれば、UTCR、UAF、ΔV10を評価関数にした
確率システムの最適制御方式としたので、TCRとアクテ
ィブフィルタの容量分担が適正となり、電圧変動ΔＶの
うち特にΔV10を従来より大幅に抑制することができる
効果が得られる。
確率システムの最適制御方式としたので、TCRとアクテ
ィブフィルタの容量分担が適正となり、電圧変動ΔＶの
うち特にΔV10を従来より大幅に抑制することができる
効果が得られる。
第１図はこの発明の実施例を示すシステム構成図、第２
図は第１図の確率システムの最適制御方式によるTCR操
作量およびアクティブフィルタ操作量の演算部を示すブ
ロック図、第３図は従来のフィードフォワード制御方式
を示すシステム構成図である。 符号説明 １……変動負荷、２……TCR、３……系統リアクタン
ス、４……並列負荷、５……視感度係数関数、6,9,72A
〜72G,73A〜73G……加減算器、７……確率システムのた
めの最適制御演算部、８……アクティブフィルタ（A
F）、71……フィードバックゲイン行列、74A,74B……極
性反転器、75……最適ゲイン演算部、76……操作量演算
部。
図は第１図の確率システムの最適制御方式によるTCR操
作量およびアクティブフィルタ操作量の演算部を示すブ
ロック図、第３図は従来のフィードフォワード制御方式
を示すシステム構成図である。 符号説明 １……変動負荷、２……TCR、３……系統リアクタン
ス、４……並列負荷、５……視感度係数関数、6,9,72A
〜72G,73A〜73G……加減算器、７……確率システムのた
めの最適制御演算部、８……アクティブフィルタ（A
F）、71……フィードバックゲイン行列、74A,74B……極
性反転器、75……最適ゲイン演算部、76……操作量演算
部。
Claims (3)
- 【請求項１】変動の大きな負荷によって系統に生じる無
効電力変動に対し、少なくともサイリスタ位相制御リア
クトル方式の無効電力補償装置（TCR）とアクティブフ
ィルタ（AF）とによって無効電力を補償すべく、 急激な勝率的無効電力変動を外乱信号（ΔQF）とし、前
記TCRの出力信号（ΔQTCR），該変動負荷以外の並列負
荷の無効電力信号（ΔQL），前記AFによる無効電力信号
（ΔQAF），および10Hz近傍の電圧変動信号（ΔV10）を
評価するための視感度係数曲線の特性，すべての信号系
を状態方程式で表現し、ΔV10の抑制とTCRへの無効電力
操作指令値（UTCR）およびAFへの無効電力操作指令値
（UAF）の低減に着目した２次形式評価関数により、TCR
補償容量およびAF補償容量との分担が適正となるよう確
率システムの最適制御演算をしてUTCRおよびUAFを求
め、それぞれTCRおよびAFに与えて総合的に無効電力補
償を行なうことを特徴とする確率システムの最適制御に
よる無効電力補償方式。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の確率システ
ムの最適制御による無効電力補償方式において、前記TC
RのかわりにTCRと固定コンデンサまたはTCRとコンデン
サ開閉式無効電力補償装置を用いることを特徴とする確
率システムの最適制御による無効電力補償方式。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項に記載
の確率システムの最適制御による無効電力補償方式にお
いて、系統に並列負荷が設けられないときはその無効電
力信号（ΔQL）を無視することを特徴とする確率システ
ムの最適制御による無効電力補償方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116945A JPH0777490B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率システムの最適制御による無効電力補償方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116945A JPH0777490B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率システムの最適制御による無効電力補償方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283431A JPS63283431A (ja) | 1988-11-21 |
| JPH0777490B2 true JPH0777490B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14699613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62116945A Expired - Fee Related JPH0777490B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率システムの最適制御による無効電力補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777490B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4843519B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2011-12-21 | 財団法人電力中央研究所 | 電圧解析方法、装置並びにプログラム |
| CN103746390B (zh) * | 2014-02-07 | 2016-03-02 | 国家电网公司 | 配变低压无功补偿设备状态评估的方法及系统 |
| CN104810834B (zh) * | 2015-04-14 | 2017-09-15 | 国家电网公司 | 基于电压灵敏度的多断面500kV电网无功补偿投切策略优化方法 |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62116945A patent/JPH0777490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63283431A (ja) | 1988-11-21 |
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