JPH11143561A - 電圧変動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自励式変換器の容量を低減して、低価格化を図
ること。 【解決手段】電源系統１から電力変動の大きい負荷３に
電力を供給するシステムにおける、電源系統１の電圧変
動を抑制する装置において、負荷３と並列に設けられた
電圧変動抑制手段である自励式変換器４と、負荷３の電
力変動に応じて自励式変換器４の定格容量を超過する過
負荷の大きさと継続時間を制限して、負荷３の電力変動
を補償する制御手段10とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源系統（以下、
単に電源と称する）から電力変動の大きい負荷に電力を
供給するシステムにおいて、負荷の電力変動に起因して
発生する電源系統の電圧変動を抑制する電圧変動抑制装
置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、電源から電力変動の大きい負荷
（以下、変動負荷と称する）に電力を供給するシステム
に、従来の電圧変動抑制装置を備えた場合の構成例を示
す概要図である。

【０００３】図９において、系統には、電源１から送電
線２を介して電力が供給される。この系統は、電圧変動
の発生要因である変動負荷３と、電圧変動抑制手段であ
る自励式変換器４とが、並列接続して構成され、自励式
変換器４は、その制御回路１０によって制御されるよう
になっている。

【０００４】なお、この自励式変換器４と制御回路１０
とから、電圧変動抑制装置が構成される。このような系
統において、自励式変換器４がない場合には、変動負荷
３の電力変動によって母線電圧が変動する。電圧変動
は、主に無効電力変動に起因することが知られている。

【０００５】そして、その大きさΔＶＬは、変動負荷３
の無効電力変動をΔＱＬ、送電線２のリアクタンスをＸ
Ｓとすると、次のような式で表わされる。 ΔＶＬ＝ＸＳ・ΔＱＬ ……（１） なお、上記の計算式では、特に断らない限りＰＵ法を用
いて表現し、電圧、リアクタンス、および電力の単位に
はＰＵを用いる。

【０００６】この電圧変動は、同一系統に接続されてい
る一般負荷に悪影響を及ぼし、例えば照明のちらつき、
電子機器の誤動作等を引き起こす原因となる。電圧変動
抑制手段である自励式変換器４は、上記無効電力変動Δ
ＱＬを補償することによって、電圧変動ΔＶＬを抑制す
るものである。この自励式変換器４には、各種回路方式
のものがあるが、その代表的なものとして、例えば“特
開平３−１８３３２４号”に記載されている電圧形ＰＷ
Ｍインバ一タを用いた装置がある。

【０００７】これは、図９に示すように、計器用変圧器
６によって検出される母線電圧と、変流器７によって出
される変動負荷３の電流とを用いて、無効電力変動ΔＱ
Ｌを検出し、それを打ち消すように、自励式変換器４の
出力無効電力ＱＣを制御することにより、電源１から供
給される無効電力の変動分ΔＱＳを小さくすることで、
電圧変動ΔＶＳを抑制するものである。

【０００８】これを式で表わすと、以下のようになる。 ＱＣ＝−ΔＱＬ …（２） ΔＱＳ＝ΔＱＬ＋ＱＣ＝０ …（３） ΔＶＳ＝ＸＳ・ΔＱＳ＝０ …（４） また、変動負荷３の逆相電流および高調波電流について
も、同様に母線電圧の変動を引き起こすが、自励式変換
器４によって抑制することが可能である。

【０００９】なお、ここでは、無効電力、逆相電流およ
び高調波電流に起因する電力を総称して、電力変動と呼
ぶことにする。さて、上述のような補償を行なうための
自励式変換器４の制御回路１０は、以下に述べるように
機能する。

【００１０】ｐ，ｑ検出検出回路１１により、変動負荷
３の瞬時実電力、虚電力を検出する。この瞬時実電力、
虚電力は、“電気学会誌論文５１６０，Ｐ．４１〜４８
「瞬時無効電力の一般化理論とその応用」”において定
義されているもので、上記無効電力、逆相電流および高
調波電流に起因する電力を包含するものである。

【００１１】また、補償電流演算回路１２により、自励
式変換器４の電流基準ｉ_c ^* を演算する。図１０は、従
来の補償電流演算回路１２の構成例を示すブロック図で
あり、以下にその機能を説明する。

【００１２】すなわち、ｐ，ｑ検出回路１１により検出
された変動負荷３の瞬時実電力ｐ_Lおよび瞬時虚電力ｑ_L
は、補償成分抽出回路１２Ａに入力され、自励式変換
器４で補償すべき成分ｐ_L ' ，ｑ_L ' が抽出される。

【００１３】この抽出される成分ｐ_L ' ，ｑ_L ' は、変
動負荷３の種類、電圧変動抑制の目的によって異なり、
無効電力、逆相電流に起因する電力、高調波電流に起因
する電力の中から補償すべき成分を選択する。

【００１４】上記成分ｐ_L ' ，ｑ_L ' は、、リミッタ回
路１２Ｂに入力され、自励式変換器４の定格容量を超え
ないようにリミッタがかけられ、成分ｐ_c ^* ，ｑ_c ^* が
得られる。

【００１５】さらに、瞬時電流演算回路１２Ｃにより、
成分ｐ_c ^* ，ｑ_c ^* と系統電圧とを用いて、ｐ，ｑ検出
回路１１の逆関数演算によって、自励式変換器４の電流
基準ｉ_c ^* が演算される。

【００１６】一方、誤差検出回路１３により、電流基準
ｉ_c ^* と変流器８にて検出される自励式変換器４の出力
電流ｉ_c との偏差を検出し、その偏差が零となるよう
に、電流制御回路１４により電圧形ＰＷＭインバータの
制御信号Ｅ_c を演算する。また、ＰＷＭ回路１５によ
り、自励式変換器４を構成するＰＷＭインバ一タのゲ一
卜信号を生成する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の電圧変動抑制装置においては、電源系統の電圧変
動を完全に抑制するためには、上記（２）式に示すよう
に、変動負荷３の電力変動と同等の装置容量が必要であ
る。

【００１８】しかしながら、変動負荷３の電力変動量
は、一定ではなく変化するものであることから、最大負
荷電力変動に見合った電圧変動抑制装置を設置すると、
自励式変換器４の容量が大きなものとなって経済的でな
く、また負荷変動が小さい時には、電圧変動抑制装置が
充分に活用されないという課題がある。

【００１９】図１１は、変動負荷３の無効電力変動とそ
れに起因する電圧変動の一例を示す波形図である。これ
は、製鋼用交流アーク炉の実測結果であるが、溶解期と
精錬期とでは、無効電力変動および電圧変動の大きさに
２倍程度の差があることがわかる。

【００２０】また、溶解期においては、電極とスクラッ
プとの短絡が生じ、無効電力、電圧変動が突発的に大き
くなることがある。この場合、電圧変動抑制装置は、溶
解期の大きな電圧変動を抑制することが目的であるの
で、自励式変換器４の容量は変動負荷３の最大無効電力
変動に見合ったものとなり、大きな装置が必要であり、
装置価格が高くなる。

【００２１】さらに、精錬期においては、変動負荷３の
電力変動が小さいので、自励式変換器４の出力も定格の
２分の１程度であり、電圧変動抑制装置が充分に活用さ
れていない。本発明の目的は、自励式変換器の容量を低
減して、低価格化を図ることが可能な電圧変動抑制装置
を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、電源系統から電力変動の大きい負荷に電力を供給
するシステムにおける、電源系統の電圧変動を抑制する
装置において、請求項１の発明では、負荷と並列に設け
られた電圧変動抑制手段である自励式変換器と、負荷の
電力変動に応じて自励式変換器の定格容量を超過する過
負荷の大きさと継続時間を制限して、負荷の電力変動を
補償する制御手段とを備えている。

【００２３】従って、請求項１の発明の電圧変動抑制装
置においては、負荷の電力変動が自励式変換器の定格容
量を超過して過負荷となった時には、負荷の電力変動に
応じて過負荷の大きさと継続時間を制限するように作用
して、自励式変換器を過負荷領域で短時間使用すること
が可能となり、自励式変換器の定格容量を低減すること
ができる。

【００２４】また、請求項２の発明では、負荷と並列に
設けられた電圧変動抑制手段である自励式変換器と、負
荷の電力変動と自励式変換器の定格容量との差分を積分
し、当該積分出力の大きさに反比例して決定される係数
を負荷の電力変動量に乗じて、自励式変換器の補償電力
を制御する制御手段とを備えている。

【００２５】従って、請求項２の発明の電圧変動抑制装
置においては、負荷の電力変動が自励式変換器の定格容
量を超過した大きさと継続時間によって、過負荷の状態
を制限するように作用して、自励式変換器を過負荷領域
で短時間使用することが可能となり、自励式変換器の定
格容量を低減することができる。

【００２６】一方、請求項３の発明では、負荷と並列に
設けられた電圧変動抑制手段である自励式変換器と、自
励式変換器の出力電力と定格容量との差分を積分し、当
該積分出力の大きさに反比例して決定される係数を負荷
の電力変動量に乗じて、自励式変換器の補償電力を制御
する制御手段とを備えている。

【００２７】従って、請求項３の発明の電圧変動抑制装
置においては、自励式変換器の出力電力がその定格容量
を超過した大きさと継続時間によって、過負荷の状態を
制限するように作用して、自励式変換器を過負荷領域で
短時間使用することが可能となり、自励式変換器の定格
容量を低減することができる。

【００２８】また、請求項４の発明では、負荷と並列に
設けられた電圧変動抑制手段である自励式変換器と、自
励式変換器の冷却媒体温度に反比例して決定される係数
を負荷の電力変動量に乗じて、自励式変換器の補償電力
を制御する制御手段とを備えている。

【００２９】従って、請求項４の発明の電圧変動抑制装
置においては、自励式変換器の冷却媒体温度の上昇の仕
方によって、過負荷の状態を制限するように作用して、
自励式変換器を過負荷領域で短時間使用することが可能
となり、自励式変換器の定格容量を低減することができ
る。

【００３０】さらに、請求項５の発明では、負荷と並列
に設けられた電圧変動抑制手段である自励式変換器と、
負荷の無効電力変動と前記自励式変換器の定格容量との
差分を積分し、当該積分出力の大きさに反比例して決定
される数値を前記自励式変換器の補償無効電力リミッタ
値として、自励式変換器の補償電力を制御する制御手段
とを備えている。

【００３１】従って、請求項５の発明の電圧変動抑制装
置においては、負荷の無効電力変動が自励式変換器の定
格容量を超過した大きさと継続時間によって、過負荷の
状態を制限するように作用して、自励式変換器を過負荷
領域で短時間使用することが可能となり、自励式変換器
の定格容量を低減することができる。

【００３２】以上により、装置の過熱を引き起こすこと
なく自励式変換器を過負荷領域で短時間使用することが
可能となり、自励式変換器の定格容量を低減して、低価
格化を図ることが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態：請求項１に対応）図１は、本実施
の形態による電圧変動抑制装置における補償電流演算回
路の構成例を示すブロック図であり、図９および図１０
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。

【００３４】すなわち、本実施の形態の補償電流演算回
路は、図１に示すように、図１０にリミッタ演算回路１
２Ｅを新たに付加し、リミッタ回路１２Ｂのリミッタ値
を可変とした構成としている。

【００３５】リミッタ演算回路１２Ｅは、変動負荷３の
電力変動に応じて、自励式変換器４の定格容量を超過す
る過負荷の大きさと継続時間を制限して、変動負荷３の
電力変動を補償するように、リミッタ回路１２Ｂのリミ
ッタ値を決定する。

【００３６】次に、以上のように構成した本実施の形態
の補償電流演算回路を備えた電圧変動抑制装置の動作に
ついて説明する。なお、電圧変動抑制装置の全体的な動
作については、前述した図９および図１０の場合と同様
であるのでその説明を省略し、ここでは異なる部分の動
作についてのみ述べる。

【００３７】図１において、リミッタ演算回路１２Ｅで
は、変動負荷３の電力変動に応じて変化するリミッタ値
を、リミッタ回路１２Ｂに出力する。すなわち、変動負
荷３の電力変動が、自励式変換器４の定格容量よりも小
さい時には、リミッタ回路１２Ｂのリミッタ値は定格容
量の値となり、また変動負荷３の電力変動が、自励式変
換器４の定格容量を超えた時には、その大きさと継続時
間に応じて、リミッタ回路１２Ｂのリミッタ値が小さく
なる。

【００３８】このように、リミッタ回路１２Ｂのリミッ
タ値を変化させることによって、変動負荷３の電力変動
が自励式変換器４の定格容量を超えると、一時的に過負
荷領域での出力となるが、その状態が継続すると出力が
暫時小さくなり、定格容量以下の出力となるように作用
する。

【００３９】すなわち、変動負荷３の電力変動が自励式
変換器４の定格容量を超過して過負荷となった時には、
変動負荷３の電力変動に応じて、自励式変換器４の過負
荷の大きさと継続時間を制限するように作用する。

【００４０】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用するこ
とが可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減する
ことができる。

【００４１】図２は、以上の応動を示す模式図である。
上述したように、本実施の形態の電圧変動抑制装置で
は、変動負荷３の電力変動に応じて、変動負荷３と並列
に設けられた自励式変換器４の定格容量を超過する過負
荷の大きさと継続時間を制限して、変動負荷３の電力変
動を補償するようにしているので、変動負荷３の電力変
動が自励式変換器４の定格容量を超過して過負荷となっ
た時には、変動負荷３の電力変動に応じて過負荷の大き
さと継続時間が制限されるため、自励式変換器４を過負
荷領域で短時間使用することが可能となり、自励式変換
器４の定格容量を低減することができる。

【００４２】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用すること
が可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減して、
低価格化を図ることが可能となる。

【００４３】（第２の実施の形態：請求項２に対応）図
３は、本実施の形態による電圧変動抑制装置における補
償電流演算回路の構成例を示すブロック図であり、図１
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。

【００４４】すなわち、本実施の形態の補償電流演算回
路は、図３に示すように、図１におけるリミッタ回路１
２Ｂおよびリミッタ演算回路１２Ｅを、電力検出回路１
２Ｆと、差分検出回路１２Ｇと、積分回路１２Ｈと、反
限時特性回路１２Ｉと、乗算器１２Ｊとから構成したも
のである。

【００４５】電力検出回路１２Ｆは、前記補償成分抽出
回路１２Ａにより検出された瞬時実電力ｐ_L ^' および瞬
時虚電力ｑ_L ^' を入力し、補償電力Ｐを算出する。差分
検出回路１２Ｇは、電力検出回路１２Ｆにより算出され
た補償電力Ｐと、自励式変換器４の定格容量との差（超
過量）ΔＰを算出する。

【００４６】積分回路１２Ｈは、差分検出回路１２Ｇに
より算出された超過量ΔＰを積分し、過負荷の度合を決
定する。反限時特性回路１２Ｉは、積分回路１２Ｈによ
り決定された過負荷の度合を入力し、その大きさに反比
例するリミッタ値を決定する。

【００４７】乗算器１２Ｊは、補償成分抽出回路１２Ａ
により検出された瞬時実電力ｐ_L ^'および瞬時虚電力ｑ_L
^' に、反限時特性回路１２Ｉにより決定されたリミッ
タ値を乗じ、前記瞬時電流演算回路１２Ｃへの補償量ｐ
_c ^* ，ｑ_c ^* を算出する。

【００４８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の補償電流演算回路を備えた電圧変動抑制装置の動作に
ついて説明する。なお、電圧変動抑制装置の全体的な動
作については、前述した図１の場合と同様であるのでそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の動作についての
み述べる。

【００４９】図３において、電力検出回路１２Ｆでは、
補償成分抽出回路１２Ａで検出された瞬時実電力ｐ_L ^'
および瞬時虚電力ｑ_L ^' から、次式によりその大きさを
補償電力Ｐとして算出する。

【００５０】 Ｐ＝√（ｐ_L ^{' 2} ＋ｑ_L ^{' 2} ） ……（５） 次に、差分検出回路１２Ｇでは、この補償電力Ｐと自励
式変換器４の定格容量との差が演算され、自励式変換器
４の定格容量に対する超過量ΔＰを算出する。

【００５１】次に、積分回路１２Ｈでは、この超過量Δ
Ｐを積分することによって過負荷の度合が決定、すなわ
ち超過量ΔＰの大きさとその継続時間によって過負荷の
度合が決定され、装置の過負荷状況を判断する。

【００５２】なお、超過量ΔＰが負の時、すなわち補償
電力Ｐが自励式変換器４の定格容量よりも小さい場合
に、積分回路１２Ｈの積算出力が負となることを防止す
るためリミッタを設けている。

【００５３】次に、反限時特性回路１２Ｉでは、過負荷
の度合を入力としてリミッタ値を出力する。その特性
は、自励式変換器４の過負荷耐量から決定され、過負荷
の度合に反比例する特性を示す。

【００５４】そして、乗算器１２Ｊでは、このようにし
て反限時特性回路１２Ｉで決定されたリミッタ値を、補
償成分の瞬時実電力ｐ_L ^' および瞬時虚電力ｑ_L ^' に乗
じることによって、補償量ｐ_c ^* ，ｑ_c ^* を算出する。

【００５５】このように、変動負荷３の電力変動が自励
式変換器４の定格容量を超過した大きさと継続時間によ
って、自励式変換器４の過負荷の状態を制限するように
作用する。

【００５６】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用するこ
とが可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減する
ことができる。

【００５７】図４は、以上の応動を示す模式図である。
上述したように、本実施の形態の電圧変動抑制装置で
は、変動負荷３の電力変動と変動負荷３と並列に設けら
れた自励式変換器４の定格容量との差分を積分し、この
積分出力の大きさに反比例して決定される係数を変動負
荷３の電力変動量に乗じて、自励式変換器４の補償電力
を制御するようにしているので、変動負荷３の電力変動
が自励式変換器４の定格容量を超過した大きさと継続時
間によって、過負荷の状態が制限されるため、自励式変
換器４を過負荷領域で短時間使用することが可能とな
り、自励式変換器４の定格容量を低減することができ
る。

【００５８】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用すること
が可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減して、
低価格化を図ることが可能となる。

【００５９】（第３の実施の形態：請求項３に対応）図
５は、本実施の形態による電圧変動抑制装置における補
償電流演算回路の構成例を示すブロック図であり、図３
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。

【００６０】すなわち、本実施の形態の補償電流演算回
路は、図５に示すように、図３にｐ，ｑ検出回路１２Ｋ
を新たに付加し、さらにこのｐ，ｑ検出回路１２Ｋの出
力を、前記補償成分抽出回路１２Ａにより検出された瞬
時実電力ｐ_L ^' および瞬時虚電力ｑ_L ^' に代えて、電力
検出回路１２Ｆへ入力する構成としている。

【００６１】ｐ，ｑ検出回路１２Ｋは、前記計器用変圧
器６により検出された系統電圧ｖと、前記変流器８によ
り検出された自励式変換器４の出力電流ｉ_c とを入力
し、自励式変換器４の瞬時実電力ｐ_c と虚電力ｑ_c を検
出する。

【００６２】次に、以上のように構成した本実施の形態
の補償電流演算回路を備えた電圧変動抑制装置の動作に
ついて説明する。なお、電圧変動抑制装置の全体的な動
作については、前述した図３の場合と同様であるのでそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の動作についての
み述べる。

【００６３】図５において、ｐ，ｑ検出回路１２Ｋで
は、計器用変圧器６で検出された系統電圧ｖと、変流器
８で検出された自励式変換器４の出力電流ｉ_c とから、
自励式変換器４の瞬時実電力ｐ_c および虚電力ｑ_c を検
出する。

【００６４】電力検出回路１２Ｆでは、この自励式変換
器４の瞬時実電力ｐ_c および虚電力ｑ_c から、次式によ
り自励式変換器４の出力電力Ｐ_c を算出する。 Ｐ_c ＝√（ｐ_c ² ＋ｑ_c ² ） ……（６） 次に、差分検出回路１２Ｇでは、この自励式変換器４の
出力電力Ｐ_c と自励式変換器４の定格容量との差が演算
され、自励式変換器４の定格容量に対する超過量ΔＰを
算出する。

【００６５】次に、この超過量ΔＰは、積分回路１２Ｈ
に入力され、以下前述した図３の場合と同様に作用す
る。このように、自励式変換器４の出力電力Ｐ_c がその
定格容量を超過した大きさと継続時間によって、自励式
変換器４の過負荷の状態を制限するように作用する。

【００６６】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用するこ
とが可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減する
ことができる。

【００６７】図６は、以上の応動を示す模式図である。
上述したように、本実施の形態の電圧変動抑制装置で
は、変動負荷３と並列に設けられた自励式変換器４の出
力電力と定格容量との差分を積分し、この積分出力の大
きさに反比例して決定される係数を変動負荷３の電力変
動量に乗じて、自励式変換器４の補償電力を制御するよ
うにしているので、自励式変換器４の出力電力がその定
格容量を超過した大きさと継続時間によって、過負荷の
状態が制限されるため、自励式変換器４を過負荷領域で
短時間使用することが可能となり、自励式変換器４の定
格容量を低減することができる。

【００６８】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用すること
が可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減して、
低価格化を図ることが可能となる。

【００６９】（第４の実施の形態：請求項４に対応）図
７は、本実施の形態による電圧変動抑制装置における補
償電流演算回路の構成例を示すブロック図であり、図３
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。

【００７０】すなわち、本実施の形態の補償電流演算回
路は、図７に示すように、図３における電力検出回路１
２Ｆと、差分検出回路１２Ｇと、積分回路１２Ｈとを省
略し、さらに自励式変換器４の冷却媒体温度を、前記積
分回路１２Ｈの出力に代えて、前記反限時特性回路１２
Ｉへ入力する構成としている。

【００７１】反限時特性回路１２Ｉは、自励式変換器４
の冷却媒体温度を入力し、その大きさに反比例するリミ
ッタ値を決定する。次に、以上のように構成した本実施
の形態の補償電流演算回路を備えた電圧変動抑制装置の
動作について説明する。

【００７２】なお、電圧変動抑制装置の全体的な動作に
ついては、前述した図３の場合と同様であるのでその説
明を省略し、ここでは異なる部分の動作についてのみ述
べる。

【００７３】図７において、反限時特性回路１２Ｉで
は、過負荷の度合として、自励式変換器４の冷却媒体温
度を入力としてリミッタ値を出力する。その特性は、自
励式変換器４の冷却媒体温度から決定され、過負荷の度
合に反比例する特性を示す。

【００７４】すなわち、自励式変換器４を構成する機器
としては、インバ一タとその変圧器が主なものである
が、これらを冷却する媒体としては、空気、水、油等が
使用される。そして、その温度は自励式変換器４の出力
に比例するので、この冷却媒体温度を計測することによ
って、過負荷の状況を知ることができる。従って、この
冷却媒体温度を計測して、反限時特性回路１２１に入力
し、リミッタ値を出力する。

【００７５】そして、このようにして反限時特性回路１
２Ｉで決定されたリミッタ値は、乗算器１２Ｊに入力さ
れ、以下前述した図３の場合と同様に作用する。このよ
うに、自励式変換器４の冷却媒体温度の上昇の仕方によ
って、自励式変換器４の過負荷の状態を制限するように
作用する。

【００７６】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用するこ
とが可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減する
ことができる。

【００７７】上述したように、本実施の形態の電圧変動
抑制装置では、変動負荷３と並列に設けられた自励式変
換器４の冷却媒体温度に反比例して決定される係数を変
動負荷３の電力変動量に乗じて、自励式変換器４の補償
電力を制御するようにしているので、自励式変換器４の
冷却媒体温度の上昇の仕方によって、過負荷の状態が制
限されるため、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使
用することが可能となり、自励式変換器４の定格容量を
低減することができる。

【００７８】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用すること
が可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減して、
低価格化を図ることが可能となる。

【００７９】（第５の実施の形態：請求項５に対応）図
８は、本実施の形態による電圧変動抑制装置における補
償電流演算回路の構成例を示すブロック図であり、図１
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。

【００８０】すなわち、本実施の形態の補償電流演算回
路は、図８に示すように、図１におけるリミッタ演算回
路１２Ｅを、差分検出回路１２Ｇと、積分回路１２Ｈ
と、反限時特性回路１２Ｉとから構成し、さらに前記補
償成分抽出回路１２Ａにより検出される瞬時実電力ｐ_L
^' を零として、補償成分を変動負荷３の無効電力Ｑ_L と
し、この変動負荷３の無効電力Ｑ_L を、前記リミッタ回
路１２Ｂへ入力するようにしている。

【００８１】差分検出回路１２Ｇは、前記補償成分抽出
回路１２Ａにより検出された変動負荷３の無効電力Ｑ_L
と、自励式変換器４の定格容量との差（超過量）ΔＱを
算出する。

【００８２】積分回路１２Ｈは、差分検出回路１２Ｇに
より算出された超過量ΔＱを積分し、過負荷の度合を決
定する。反限時特性回路１２Ｉは、積分回路１２Ｈによ
り決定された過負荷の度合を入力し、その大きさに反比
例するリミッタ回路１２Ｂのリミッタ値、すなわち補償
無効電力リミッタ値を決定する。

【００８３】次に、以上のように構成した本実施の形態
の補償電流演算回路を備えた電圧変動抑制装置の動作に
ついて説明する。なお、電圧変動抑制装置の全体的な動
作については、前述した図１の場合と同様であるのでそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の動作についての
み述べる。

【００８４】図８において、差分検出回路１２Ｇでは、
補償成分抽出回路１２Ａにより検出された変動負荷３の
無効電力Ｑ_L と、自励式変換器４の定格容量との差が演
算され、自励式変換器４の定格容量に対する超過量ΔＱ
を算出する。

【００８５】次に、積分回路１２Ｈでは、この超過量Δ
Ｑを積分することによって過負荷の度合が決定、すなわ
ち超過量ΔＱの大きさとその継続時間によって過負荷の
度合が決定され、装置の過負荷状況を判断する。

【００８６】次に、反限時特性回路１２Ｉでは、過負荷
の度合を入力としてリミッタ値をリミッタ回路１２Ｂに
出力する。その特性は、自励式変換器４の過負荷耐量か
ら決定され、過負荷の度合に反比例する特性を示す。

【００８７】そして、リミッタ回路１２Ｂでは、このよ
うにして反限時特性回路１２Ｉで決定されたリミッタ値
で、補償成分抽出回路１２Ａにより検出された変動負荷
３の無効電力Ｑ_L を制限し、Ｑ_c ^* として前記瞬時電流
演算回路１２Ｃへ出力する。

【００８８】このように、変動負荷３の無効電力変動が
自励式変換器４の定格容量を超過した大きさと継続時間
によって、自励式変換器４の過負荷の状態を制限するよ
うに作用する。

【００８９】これにより、装置の過熱を引き起こすこと
なく、自励式変換器４を過負荷領域で短時間使用するこ
とが可能となり、自励式変換器４の定格容量を低減する
ことができる。

【００９０】上述したように、本実施の形態の電圧変動
抑制装置では、変動負荷３の無効電力変動と変動負荷３
と並列に設けられた自励式変換器４の定格容量との差分
を積分し、この積分出力の大きさに反比例して決定され
る数値を、自励式変換器４の補償無効電力リミッタ値と
して、自励式変換器４の補償電力を制御するようにして
いるので、変動負荷３の無効電力変動が自励式変換器４
の定格容量を超過した大きさと継続時間によって、過負
荷の状態が制限されるため、自励式変換器４を過負荷領
域で短時間使用することが可能となり、自励式変換器４
の定格容量を低減することができる。

【００９１】また、この場合には、前述した第２の実施
の形態に比べて、電力検出器１２Ｆが不要となり、乗算
器１２Ｊの代りにリミッタ回路１２Ｂを用いることがで
きるため、装置構成を簡略化することが可能となる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
電圧変動抑制装置によれば、負荷の電力変動に応じて、
負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自励式
変換器の定格容量を超過する過負荷の大きさと継続時間
を制限して、負荷の電力変動を補償するようにしている
ので、装置の過熱を引き起こすことなく自励式変換器を
過負荷領域で短時間使用することが可能となり、自励式
変換器の容量を低減して、低価格化を図ることが可能と
なる。

【００９３】また、請求項２の発明の電圧変動抑制装置
によれば、負荷の電力変動と、負荷と並列に設けられた
電圧変動抑制手段である自励式変換器の定格容量との差
分を積分し、当該積分出力の大きさに反比例して決定さ
れる係数を負荷の電力変動量に乗じて、自励式変換器の
補償電力を制御するようにしているので、装置の過熱を
引き起こすことなく自励式変換器を過負荷領域で短時間
使用することが可能となり、自励式変換器の容量を低減
して、低価格化を図ることが可能となる。

【００９４】一方、請求項３の発明の電圧変動抑制装置
によれば、負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段で
ある自励式変換器の出力電力と定格容量との差分を積分
し、当該積分出力の大きさに反比例して決定される係数
を負荷の電力変動量に乗じて、自励式変換器の補償電力
を制御するようにしているので、装置の過熱を引き起こ
すことなく自励式変換器を過負荷領域で短時間使用する
ことが可能となり、自励式変換器の容量を低減して、低
価格化を図ることが可能となる。

【００９５】また、請求項４の発明の電圧変動抑制装置
によれば、負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段で
ある自励式変換器の冷却媒体温度に反比例して決定され
る係数を負荷の電力変動量に乗じて、自励式変換器の補
償電力を制御するようにしているので、装置の過熱を引
き起こすことなく自励式変換器を過負荷領域で短時間使
用することが可能となり、自励式変換器の容量を低減し
て、低価格化を図ることが可能となる。

【００９６】さらに、請求項５の発明の電圧変動抑制装
置によれば、負荷の無効電力変動と、負荷と並列に設け
られた電圧変動抑制手段である自励式変換器の定格容量
との差分を積分し、当該積分出力の大きさに反比例して
決定される数値を前記自励式変換器の補償無効電力リミ
ッタ値として、自励式変換器の補償電力を制御するよう
にしているので、装置の過熱を引き起こすことなく自励
式変換器を過負荷領域で短時間使用することが可能とな
り、装置構成を簡略化すると共に、自励式変換器の容量
を低減して、低価格化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電圧変動抑制装置における補償電
流演算回路の第１の実施の形態を示すブロック図。

【図２】同第１の実施の形態の電圧変動抑制装置におけ
る動作を説明するため模式図。

【図３】本発明による電圧変動抑制装置における補償電
流演算回路の第２の実施の形態を示すブロック図。

【図４】同第２の実施の形態の電圧変動抑制装置におけ
る動作を説明するため模式図。

【図５】本発明による電圧変動抑制装置における補償電
流演算回路の第３の実施の形態を示すブロック図。

【図６】同第３の実施の形態の電圧変動抑制装置におけ
る動作を説明するため模式図。

【図７】本発明による電圧変動抑制装置における補償電
流演算回路の第４の実施の形態を示すブロック図。

【図８】本発明による電圧変動抑制装置における補償電
流演算回路の第５の実施の形態を示すブロック図。

【図９】変動負荷に電力を供給するシステムに、従来の
電圧変動抑制装置を備えた場合の構成例を示す概要図。

【図１０】従来の電圧変動抑制装置における補償電流演
算回路の構成例を示すブロック図。

【図１１】変動負荷の無効電力変動とそれに起因する電
圧変動の一例を示す波形図。

【符号の説明】

１…電源、 ２…送電線。 ３…変動負荷、 ４…自励式変換器、 ６…計器用変圧器、 ７，８…変流器、 １０…制御回路、 １１…ｐ，ｑ検出回路、 １２…補償電流演算回路、 １３…誤差検出回路、 １４…電流制御回路、 １５…ＰＷＭ回路、 １２Ａ…補償成分抽出回路、 １２Ｂ…リミッタ回路、 １２Ｃ…瞬時電流演算回路、 １２Ｅ…リミッタ演算回路、 １２Ｆ…電力検出回路、 １２Ｇ…差分検出回路、 １２Ｈ…積分回路、 １２Ｉ…反限時特性回路、 １２Ｊ…乗算器、 １２Ｋ…ｐ，ｑ検出回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源系統から電力変動の大きい負荷に電
   力を供給するシステムにおける、前記電源系統の電圧変
   動を抑制する装置において、 前記負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自
   励式変換器と、 前記負荷の電力変動に応じて前記自励式変換器の定格容
   量を超過する過負荷の大きさと継続時間を制限して、前
   記負荷の電力変動を補償する制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧変動抑制装置。
2. 【請求項２】 電源系統から電力変動の大きい負荷に電
   力を供給するシステムにおける、前記電源系統の電圧変
   動を抑制する装置において、 前記負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自
   励式変換器と、 前記負荷の電力変動と前記自励式変換器の定格容量との
   差分を積分し、当該積分出力の大きさに反比例して決定
   される係数を前記負荷の電力変動量に乗じて、前記自励
   式変換器の補償電力を制御する制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧変動抑制装置。
3. 【請求項３】 電源系統から電力変動の大きい負荷に電
   力を供給するシステムにおける、前記電源系統の電圧変
   動を抑制する装置において、 前記負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自
   励式変換器と、 前記自励式変換器の出力電力と定格容量との差分を積分
   し、当該積分出力の大きさに反比例して決定される係数
   を前記負荷の電力変動量に乗じて、前記自励式変換器の
   補償電力を制御する制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧変動抑制装置。
4. 【請求項４】 電源系統から電力変動の大きい負荷に電
   力を供給するシステムにおける、前記電源系統の電圧変
   動を抑制する装置において、 前記負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自
   励式変換器と、 前記自励式変換器の冷却媒体温度に反比例して決定され
   る係数を前記負荷の電力変動量に乗じて、前記自励式変
   換器の補償電力を制御する制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧変動抑制装置。
5. 【請求項５】 電源系統から電力変動の大きい負荷に電
   力を供給するシステムにおける、前記電源系統の電圧変
   動を抑制する装置において、 前記負荷と並列に設けられた電圧変動抑制手段である自
   励式変換器と、 前記負荷の無効電力変動と前記自励式変換器の定格容量
   との差分を積分し、当該積分出力の大きさに反比例して
   決定される数値を前記自励式変換器の補償無効電力リミ
   ッタ値として、前記自励式変換器の補償電力を制御する
   制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電圧変動抑制装置。