JPH0833785B2 - 無効電力発生装置の制御方法および無効電力発生装置 - Google Patents

無効電力発生装置の制御方法および無効電力発生装置

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JPH0833785B2
JPH0833785B2 JP1104140A JP10414089A JPH0833785B2 JP H0833785 B2 JPH0833785 B2 JP H0833785B2 JP 1104140 A JP1104140 A JP 1104140A JP 10414089 A JP10414089 A JP 10414089A JP H0833785 B2 JPH0833785 B2 JP H0833785B2
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修一 大西
美恵 石崎
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Mitsubishi Electric Corp
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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、電力系統の電圧に応じて可変容量の無効
電力を発生する無効電力発生装置(SVG)の制御方法お
よび無効電力発生装置(SVG)に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は、例えば昭和53年電気学会東京支部(新潟地
区)大会の論文集第187頁に示された従来の無効電力発
生装置(SVG)を示す概略構成図であり、図において、
1は電力系統、Vsは電力系統1の系統電圧、2は電力系
統1に接続された自励式電圧型インバータ(以下、単に
インバータと称する)、Lは電力系統1とインバータ2
との間のインダクタ、Rは同じく抵抗、Viはインバータ
2の出力電圧、3はインバータ2に接続された直流平滑
用のコンデンサ、4は電力系統1の電流の実際値を検出
する電流検出器、5は電力系統1の電圧位相を検出する
位相検出器、6は電流検出器4で検出した電流の実際値
と位相検出器5で検出した電圧位相とから、無効電流の
実際値を算出する無効電流演算器、7は無効電流演算器
6で算出した無効電流実際値より、インバータ2の出力
電圧Viを制御する制御信号を算出する無効電流制御器で
ある。8は無効電流制御器7で算出した制御信号に基づ
いてインバータ2に供給するゲートパルス信号を発生す
るパルス制御器である。
第5図は第4図の無効電流制御器7の構成図であり、
第4図と同一部分には同一符号が付されている。なお、
この第5図の構成は、上記無効電力発生装置(SVG)を
制御する従来の方法として、例えば特公昭56-47564号広
報に示されている。第5図において、7aは無効電流の目
標値を設定する設定器、7bは無効電流演算器6で算出し
た無効電流実際値と上記無効電流目標値との減算を行う
減算要素、7cは減算要素7bの出力に基づいて、上記制御
信号を作り、上記パルス制御器8に供給する無効電流調
節器である。
次に動作について説明する。この装置は、無効電流演
算器6で算出した無効電流実際値を設定器7aで設定した
無効電流目標値に一致させようと制御する。まず、電流
検出器4で検出された電力系統1の電流の実際値と、位
相検出器5で検出された電力系統1の電圧位相とに基づ
いて、無効電流演算器6は無効電流実際値を算出する。
次に、第5図において、減算要素7bは上記無効電流実際
値と無効電流目標値との差を算出し、この差に応じて無
効電流調節器7cはインバータ2の出力電圧Viを制御する
制御信号を算出する。この制御信号に基づいてパルス制
御器8はインバータ2を直接に制御するゲートパルス信
号を発生する。これによってインバータ2の出力電圧Vi
は、無効電流実際値が無効電流目標値に一致するように
制御される。なお、インバータ2に接続されたコンデン
サ3はインバータ2内の直流電圧を平滑する。
第6図は、定常状態における無効電力発生装置(SV
G)の動作を説明するものであり、Viはインバータ2の
出力電圧、Vsは電力系統1の系統電圧、Xはインバータ
2と電力系統1間のインダクタL,抵抗Rから成るリアク
タンスである。出力電圧Viは系統電圧Vsと位相を等しく
し、その大きさのみ制御される。この時、電力系統1か
らの無効電流実際値1qは略次式となる。
よって、無効電流実際値1qが無効電流目標値より小さ
いときは、インバータ2の出力電圧Viを増加するような
制御信号を無効電流調節器7cから発生して、無効電流実
際値Iqを増加させ、逆に、無効電流実際値が無効電流目
標値より大きいときは、出力電圧Viを減少させて無効電
流実際値Iqを減少させる。
しかし、過渡状態においては、出力電圧Viを急激に変
化させると、電力系統1とインバータ2との間に有効電
流が流れ、その結果、直流平滑用のコンデンサ3の充放
電が行われる。従って、このコンデンサ3の両端電圧が
変動し、これに伴いインバータ2の出力電圧Viが変動し
てしまい、所望の無効電流が得られなくなる。そのた
め、無効電流目標値はゆっくり変化させる必要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の無効電力発生装置(SVG)は以上のように構成
されているので、設定器7aで設定される無効電流目標値
が急激に変化したとき、無効電流実際値が無効電流目標
値に一致するまでの応答時間が遅くなり、また、この応
答時間を速くしようとすると、無効電流実際値が不安定
になり、さらにコンデンサ3にかかる電圧変動が大きい
ために、このコンデンサ3の容量を大きくする必要があ
る等の問題点があった。
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、設定器で設定される無効電流目標値が急
激に変化したとき、無効電流実際値を速やかに且つ安定
して無効電流目標値に一致させることができると共に、
コンデンサ3にかかる電圧変動を小さくし、このコンデ
ンサの容量を小さくすることのできる無効電力発生装置
(SVG)の制御方法および無効電力発生装置を得ること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1の請求項の発明に係る無効電力発生装置の制御方
法は、自励式電圧型インバータが入出力する有効電流を
検出すると共に、この有効電流により上記制御信号を補
正するようにしたものである。
第2の請求項の発明に係る無効電力発生装置は、検出
手段により検出された有効電流を所定倍する乗算器と、
この乗算器からの出力信号と制御信号とを加算し、補正
制御信号とする加算器とを備えたものである。
〔作用〕
第1の請求項に係る無効電力発生装置の制御方法は、
補正制御信号により、インバータの出力電圧が制御され
るので、直流平滑用のコンデンサの充放電が抑制され、
インバータの出力電圧の変動が低減される。
第2の請求項に係る無効電力発生装置は、乗算器で有
効電流を所定倍した信号と、制御信号とを加算器で加算
し、補正制御信号となし、この補正制御信号によりイン
バータの出力電圧が制御されるので、直流平滑用のコン
デンサの充放電が抑制され、インバータの出力電圧の変
動が低減される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
1図においては第4図と対応する部分には同一符号を付
して説明を省略する。9は電流検出器4で検出した電流
の実際値と位相検出器5で検出した電圧位相とに基づい
て、電力系統1の有効電流実際値を算出する有効電流演
算器である。この有効電流演算器9と電流検出器4,位相
検出器5により有効電流実際値を検出する検出手段が構
成されている。
10は無効電流制御器7から得られる制御信号を上記有
効電流実際値に応じて補正し、この補正された制御信号
をパルス制御器8に供給する補正手段で、この実施例で
は無効電流補助制御器10が用いられている。
第2図は無効電流補助制御器10の構成と他の関連部分
を示し、第1図および第5図と同一部分には同一符号が
付されている。第2図において、10aは有効電流演算器
9から得られる有効電流実際値を所定の定数K倍する乗
算器、10bは乗算器10aの出力信号と無効電流調節器7cか
ら得られる制御信号とを加算し、その加算信号を補正さ
れた制御信号(補正制御信号)としてパルス制御器8に
供給する加算器である。
次に動作について説明する。この装置は、従来と同様
に、無効電流演算器6で算出した無効電流実際値を設定
器7aで設定した無効電流目標値に一致させようと制御す
る。このために従来と同様にして、無効電流調節器7cか
らは無効電流実際値を無効電流目標値に一致させるよう
な制御信号が得られる。一方、有効電流演算器9は上記
電流の実際値と電圧位相とに基づいて、電力系統1の有
効電流実際値を算出して、第2図の乗算器10aに加え
る。乗算器10aは上記有効電流実際値をK倍し、その積
の値が加算要素10bにおいて、無効電流調節器7cから得
られる上記制御信号に加算されることにより、この制御
信号が補正される。この補正された制御信号(補正制御
信号)に応じてパルス制御器8はゲートパルス信号を発
生し、これによってインバータ2の出力電圧Viが制御さ
れる。
定常状態において、無効電力発生装置(SVG)は第6
図について前述したように動作し、この時電力系統1の
無効電流実際値Iqは前記式で表される。
よって、インバータ2の出力電圧Viを増加すれば無効
電流実際値Iqは増加し、出力電圧Viを減少すれば無効電
流実際値Iqは減少する。
しかし、過渡状態においては、出力電圧Viを急激に変
化させると、電力系統1とインバータ2との間に有効電
流が流れる。そこで、この有効電流実際値を有効電流演
算器9で算出して所定の定数Kと掛け合わせ、この積の
値を無効電流調節器7cから得られる制御信号に加えて、
この制御信号を補正する。その結果、直流平滑用のコン
デンサ3の充放電が制御信号に加えられた上記積の値の
分だけ抑制されるため、このコンデンサ3の両端電圧は
余り変動しなくなり、従って、インバータ2の出力電圧
Viの変動も小さくなる。すなわち、無効電流目標値が急
変した場合も、高速に所望の無効電流が得られるように
制御することが可能となる。
なお、上記実施例においては、電力系統1の有効電流
実際値を有効電流演算器9で検出する例を示したが、第
3図に示すように、直流平滑用のコンデンサ3へ流れる
コンデンサ電流を検出する検出器11を検出手段として設
けてもよい。何故ならば、有効電流が流れる時は、これ
に応じた大きさのコンデンサ電流が流れるので、第3図
のように、検出器11で検出したコンデンサ電流に定数K
を乗算して制御信号を補正しても、上記実施例と同様の
効果が得られる。
また、上記実施例では、直流平滑用のコンデンサ3の
コンデンサ電流を直接に検出する例について説明した
が、このコンデンサ3の両端にかかる直流電圧を検出
し、その検出値を微分してコンデンサ電流を算出しても
同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上のように、この第1の請求項に係る発明によれ
ば、インバータの出力電圧を制御する制御信号を、自励
式電圧型インバータが入出力する有効電流に応じて補正
するように構成したので、無効電流実際値を速く且つ安
定に無効電流目標値に一致させることができ、また、直
流電圧変動も小さくできるので、直流平滑用のコンデン
サを小容量にすることができ、装置が小型で安価となる
効果がある。
また、第2の請求項に係る発明によれば、有効電流を
乗算器で所定倍にした信号と制御信号とを加算器で加算
して補正制御信号とする構成にしたので、無効電流実際
値を速く且つ安定に無効電流目標値に一致させることが
でき、また、直流電圧変動も小さくできるので、直流平
滑用のコンデンサを小容量にすることができ、装置が小
型で安価となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による無効電力発生装置
(SVG)を示す概略構成図、第2図は同装置の無効電流
制御器を示す構成図、第3図はこの発明の他の実施例に
よる無効電力発生装置(SVG)を示す概略構成図、第4
図は従来の無効電力発生装置(SVG)を示す概略構成
図、第5図は同装置の無効電流制御器を示す構成図、第
6図は同装置の動作を説明するための概略構成図であ
る。 1は電力系統、2は自励式電圧型インバータ、4は電流
検出器、5は位相検出器、6は無効電流演算器、7は無
効電流制御器、9は有効電流演算器、10は無効電流補助
制御器。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石崎 美恵 兵庫県神戸市兵庫区浜山通6丁目1番2号 三菱電機コントロールソフトウエア株式 会社内 (72)発明者 細川 靖彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町1丁目1番2 号 三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−118414(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力系統と自励式電圧型インバータとを接
    続し、上記電力系統の無効電流実際値が無効電流目標値
    に一致するように、上記自励式電圧型インバータの出力
    電圧を制御する制御信号を得る無効電力発生装置の制御
    方法において、上記自励式電圧型インバータが入出力す
    る有効電流を検出し、この検出された有効電流に応じて
    上記制御信号を補正することを特徴とする無効電力発生
    装置の制御方法。
  2. 【請求項2】電力系統と自励式電圧型インバータとを接
    続し、上記電力系統の無効電流実際値が無効電流目標値
    に一致するように、上記自励式電圧型インバータの出力
    電圧を制御する制御信号を得る無効電力発生装置におい
    て、上記自励式電圧型インバータが入出力する有効電流
    を検出する検出手段と、上記検出手段で検出した有効電
    流に所定の定数を乗算する乗算器と、上記乗算器の出力
    信号と上記制御信号とを加算し、その加算出力信号を補
    正制御信号とする加算器とを備えたことを特徴とする無
    効電力発生装置。
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