JPH11174100A - 高調波計測装置 - Google Patents
高調波計測装置Info
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- JPH11174100A JPH11174100A JP34125297A JP34125297A JPH11174100A JP H11174100 A JPH11174100 A JP H11174100A JP 34125297 A JP34125297 A JP 34125297A JP 34125297 A JP34125297 A JP 34125297A JP H11174100 A JPH11174100 A JP H11174100A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電力系統内の高調波発生源を簡便な方法で算出
し特定する。 【解決手段】電力系統３から高調波発生源２に流出入す
る高調波電流および該高調波発生源の高調波電圧を検出
する検出手段１１と、前記検出された高調波電流および
高調波電圧を演算して高調波発生源を算出する計測手段
１２と、を備える高調波計測装置１において、前記検出
される高調波電流および高調波電圧を変化させる可変手
段１３を備え、前記計測手段１３は、前記可変手段を可
変することによって得られる、検出された複数の高調波
電流および高調波電圧を演算して高調波発生源２を算出
することを特徴とする。
し特定する。 【解決手段】電力系統３から高調波発生源２に流出入す
る高調波電流および該高調波発生源の高調波電圧を検出
する検出手段１１と、前記検出された高調波電流および
高調波電圧を演算して高調波発生源を算出する計測手段
１２と、を備える高調波計測装置１において、前記検出
される高調波電流および高調波電圧を変化させる可変手
段１３を備え、前記計測手段１３は、前記可変手段を可
変することによって得られる、検出された複数の高調波
電流および高調波電圧を演算して高調波発生源２を算出
することを特徴とする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高調波計測装置に
係わり、特に、高調波発生源を容易に算出し特定するこ
とを可能にした高調波計測装置に関する。
係わり、特に、高調波発生源を容易に算出し特定するこ
とを可能にした高調波計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平６−３０８１７８号公報には、３
相３線式回路における高調波発生源を特定する方法が記
載されている。この方法はパワーフロー法といわれるも
ので、その探索原理は、図７に示すように、計測対象の
第ｎ次高調波の電流Ｉａｎおよび電圧Ｖａｂｎを第１の
高調波分析器で、また第ｎ次高調波の電流Ｉｃｎおよび
電圧Ｖｃｂｎを第２の高調波分析器でそれぞれ計測し、
その計測結果から高調波の有効電力Ｐｎ＝Ｖａｂｎ・Ｉ
ａｎ・ｃｏｓθｎ＋Ｖｃｂｎ・Ｉｃｎ・ｃｏｓφｎを算
出し、有効電力Ｐｎが正の値の場合は、第１および第２
の高調波分析器より電源側に第ｎ次の高調波発生源があ
ることを特定し、有効電力Ｐｎが負の値の場合は、第１
および第２の高調波分析器より負荷側に第ｎ次の高調波
発生源があることを特定しようとするものである。な
お、ここでθｎは線間電圧Ｖａｂｎと電流Ｉａｎとの位
相差、φｎは線間電圧Ｖｃｂｎと電流Ｉｃｎとの位相差
である。
相３線式回路における高調波発生源を特定する方法が記
載されている。この方法はパワーフロー法といわれるも
ので、その探索原理は、図７に示すように、計測対象の
第ｎ次高調波の電流Ｉａｎおよび電圧Ｖａｂｎを第１の
高調波分析器で、また第ｎ次高調波の電流Ｉｃｎおよび
電圧Ｖｃｂｎを第２の高調波分析器でそれぞれ計測し、
その計測結果から高調波の有効電力Ｐｎ＝Ｖａｂｎ・Ｉ
ａｎ・ｃｏｓθｎ＋Ｖｃｂｎ・Ｉｃｎ・ｃｏｓφｎを算
出し、有効電力Ｐｎが正の値の場合は、第１および第２
の高調波分析器より電源側に第ｎ次の高調波発生源があ
ることを特定し、有効電力Ｐｎが負の値の場合は、第１
および第２の高調波分析器より負荷側に第ｎ次の高調波
発生源があることを特定しようとするものである。な
お、ここでθｎは線間電圧Ｖａｂｎと電流Ｉａｎとの位
相差、φｎは線間電圧Ｖｃｂｎと電流Ｉｃｎとの位相差
である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記パワーフ
ロー法は、高調波発生源が単一の電力系統では、発生源
を簡便に探索できるよい方法であるが、高調波発生源が
複数存在する場合には、計測される高調波には、対象需
要家の発生する高調波と他の需要家から発生する高調波
とが重畳されるため、計測された高調波の電力量（潮
流）からは高調波発生源を特定することは困難である。
ロー法は、高調波発生源が単一の電力系統では、発生源
を簡便に探索できるよい方法であるが、高調波発生源が
複数存在する場合には、計測される高調波には、対象需
要家の発生する高調波と他の需要家から発生する高調波
とが重畳されるため、計測された高調波の電力量（潮
流）からは高調波発生源を特定することは困難である。
【０００４】例えば、図８に示すように、複数の外部需
要家、即ち、インピーダンスＺａｎおよび高調波発生源
Ｉａｎを有する外部需要家１０１、およびインピーダン
スＺｂｎおよび高調波発生源Ｉｂｎを有する外部需要家
１０２が存在する場合、インピーダンスＺｃｎおよび高
調波発生源Ｉｃｎを有する評価対象需要家１０３におい
て計測される高調波電流は、外部需要家１０１および１
０２の発生する高調波電流の絶対値並びにその発生位相
の影響を受ける。また、計測される高調波電圧も、外部
需要家１０１および１０２の発生する高調波電圧が重畳
される。このため、評価対象需要家１０３で計測した高
調波電流および高調波電圧は、評価対象需要家１０３が
発生する真の高調波電圧および高調波電流とは大きく異
なったものとなる。
要家、即ち、インピーダンスＺａｎおよび高調波発生源
Ｉａｎを有する外部需要家１０１、およびインピーダン
スＺｂｎおよび高調波発生源Ｉｂｎを有する外部需要家
１０２が存在する場合、インピーダンスＺｃｎおよび高
調波発生源Ｉｃｎを有する評価対象需要家１０３におい
て計測される高調波電流は、外部需要家１０１および１
０２の発生する高調波電流の絶対値並びにその発生位相
の影響を受ける。また、計測される高調波電圧も、外部
需要家１０１および１０２の発生する高調波電圧が重畳
される。このため、評価対象需要家１０３で計測した高
調波電流および高調波電圧は、評価対象需要家１０３が
発生する真の高調波電圧および高調波電流とは大きく異
なったものとなる。
【０００５】このように、高調波発生源が多数存在する
電力系統において、高調波の有効電力の潮流の方向を判
定して発生源の探索を行うパワーフロー法では、実際に
計測される高調波がその電力系統に接続される他の高調
波発生源からの影響を受ける点が考慮できず、計測対象
の真の高調波を厳密に評価できない問題があった。
電力系統において、高調波の有効電力の潮流の方向を判
定して発生源の探索を行うパワーフロー法では、実際に
計測される高調波がその電力系統に接続される他の高調
波発生源からの影響を受ける点が考慮できず、計測対象
の真の高調波を厳密に評価できない問題があった。
【０００６】本発明は、上記の問題点を鑑みて、評価対
象需要家の高調波量を他の需要家の発生する高調波量と
分離して評価対象需要家の真の高調波量を求め、配電系
統等の高調波管理に資するとともに高調波発生源を明確
に特定し高調波低減抑制策に寄与しようとするものであ
る。
象需要家の高調波量を他の需要家の発生する高調波量と
分離して評価対象需要家の真の高調波量を求め、配電系
統等の高調波管理に資するとともに高調波発生源を明確
に特定し高調波低減抑制策に寄与しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
達成するために、次のような手段を採用した。
達成するために、次のような手段を採用した。
【０００８】電力系統から高調波発生源に流出入する高
調波電流および該高調波発生源の高調波電圧を検出する
検出手段と、前記検出された高調波電流および高調波電
圧を演算して高調波発生源を算出する計測手段と、を備
える高調波計測装置において、前記検出される高調波電
流および高調波電圧を変化させる可変手段を備え、前記
計測手段は、前記可変手段を可変することによって得ら
れる、検出された複数の高調波電流および高調波電圧を
演算して高調波発生源を算出することを特徴とする。
調波電流および該高調波発生源の高調波電圧を検出する
検出手段と、前記検出された高調波電流および高調波電
圧を演算して高調波発生源を算出する計測手段と、を備
える高調波計測装置において、前記検出される高調波電
流および高調波電圧を変化させる可変手段を備え、前記
計測手段は、前記可変手段を可変することによって得ら
れる、検出された複数の高調波電流および高調波電圧を
演算して高調波発生源を算出することを特徴とする。
【０００９】また、請求項１に記載の高調波計測装置に
おいて、前記可変手段は、インピーダンスを前記高調波
発生源に対して並列に挿脱することであることを特徴と
する。
おいて、前記可変手段は、インピーダンスを前記高調波
発生源に対して並列に挿脱することであることを特徴と
する。
【００１０】また、請求項２に記載の高調波計測装置に
おいて、前記インピーダンスは、前記高調波発生源の高
調波次数の高調波に対して低く、前記電力系統の基本波
に対して高い、インピーダンスであることを特徴とす
る。
おいて、前記インピーダンスは、前記高調波発生源の高
調波次数の高調波に対して低く、前記電力系統の基本波
に対して高い、インピーダンスであることを特徴とす
る。
【００１１】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項記載の高調波計測装置において、前記高
調波発生源と前記電力系統間に、前記高調波発生源の高
調波次数の高調波に対して高く、前記電力系統の基本波
に対して低い、インピーダンスを設けたことを特徴とす
る。
か１つの請求項記載の高調波計測装置において、前記高
調波発生源と前記電力系統間に、前記高調波発生源の高
調波次数の高調波に対して高く、前記電力系統の基本波
に対して低い、インピーダンスを設けたことを特徴とす
る。
【００１２】また、請求項１に記載の高調波計測装置に
おいて、前記可変手段は、高調波発生手段を前記高調波
発生源に対して並列に挿脱することであることを特徴と
する。
おいて、前記可変手段は、高調波発生手段を前記高調波
発生源に対して並列に挿脱することであることを特徴と
する。
【００１３】また、請求項５に記載の高調波計測装置に
おいて、前記高調波発生手段は、アクティブフィルタで
あることを特徴とする。
おいて、前記高調波発生手段は、アクティブフィルタで
あることを特徴とする。
【００１４】また、電力系統に接続される高調波発生源
に流出入する高調波電流および該高調波発生源の高調波
電圧を検出し、前記検出された高調波電流および高調波
電圧を演算して高調波発生源を算出する高調波計測方法
において、前記高調波電流および高調波電圧を検出する
第１の工程と、前記高調波電流および高調波電圧を変化
させ、該変化させられた前記高調波電流および高調波電
圧を検出する第２の工程と、少なくとも、前記第１の工
程と第２の工程で検出されたそれぞれの前記高調波電流
および高調波電圧を演算して前記高調波発生源を算出す
ることを特徴とする。
に流出入する高調波電流および該高調波発生源の高調波
電圧を検出し、前記検出された高調波電流および高調波
電圧を演算して高調波発生源を算出する高調波計測方法
において、前記高調波電流および高調波電圧を検出する
第１の工程と、前記高調波電流および高調波電圧を変化
させ、該変化させられた前記高調波電流および高調波電
圧を検出する第２の工程と、少なくとも、前記第１の工
程と第２の工程で検出されたそれぞれの前記高調波電流
および高調波電圧を演算して前記高調波発生源を算出す
ることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態を
図１、図２および図３を用いて説明する。
図１、図２および図３を用いて説明する。
【００１６】図１は本実施形態および後述する第２〜第
４の実施形態に係わる高調波計測装置を計測対象に適用
した状態を示すブロック図である。
４の実施形態に係わる高調波計測装置を計測対象に適用
した状態を示すブロック図である。
【００１７】１は高調波計測装置、１１は高調波電流や
高調波電圧を検出する高調波センサー部、１２は検出さ
れた高調波電流や高調波電圧に基づいて後述する計測対
象自身の真の高調波電流やインピーダンスを算出する高
調波計測部、１３は計測対象と並列または直列に、イン
ピーダンスや高調波発生源等の既知の回路要素を付加ま
たは削除して、前記高調波センサーで検出される高調波
電流や高調波電圧を変化させる高調波可変部、２は評価
対象となる高調波電流源やインピーダンス等から成る高
調波発生源を有する評価対象需要家のとしての計測対
象、３は評価対象需要家以外に基本波成分の電力供給源
や、他の需要家が接続されている電力系統である。
高調波電圧を検出する高調波センサー部、１２は検出さ
れた高調波電流や高調波電圧に基づいて後述する計測対
象自身の真の高調波電流やインピーダンスを算出する高
調波計測部、１３は計測対象と並列または直列に、イン
ピーダンスや高調波発生源等の既知の回路要素を付加ま
たは削除して、前記高調波センサーで検出される高調波
電流や高調波電圧を変化させる高調波可変部、２は評価
対象となる高調波電流源やインピーダンス等から成る高
調波発生源を有する評価対象需要家のとしての計測対
象、３は評価対象需要家以外に基本波成分の電力供給源
や、他の需要家が接続されている電力系統である。
【００１８】ここで、計測対象２自身が発生している真
の高調波電流や高調波電圧は、高調波可変部１３を可変
し、可変前後の高調波電流および高調波電圧を、高調波
センサーで検出して、それぞれの検出結果に基づいて高
調波計測部１２で演算することにより求められる。
の高調波電流や高調波電圧は、高調波可変部１３を可変
し、可変前後の高調波電流および高調波電圧を、高調波
センサーで検出して、それぞれの検出結果に基づいて高
調波計測部１２で演算することにより求められる。
【００１９】次に、電力系統に高調波発生源を有する需
要家が多数接続されている状態において、評価対象需要
家自身が発生している真の高調波電流および高調波電圧
の算出法について、図２〜図３に基づいて説明する。
要家が多数接続されている状態において、評価対象需要
家自身が発生している真の高調波電流および高調波電圧
の算出法について、図２〜図３に基づいて説明する。
【００２０】図２（ａ）は電力系統に評価対象需要家お
よび多数の外部需要家が接続されている状態を示す回路
図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す回路図と等価な回路
図である。
よび多数の外部需要家が接続されている状態を示す回路
図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す回路図と等価な回路
図である。
【００２１】これらの図において、１０はインピーダン
スおよび高調波発生源を有する評価対象需要家、１１，
１２，１３はそれぞれのインピーダンスおよび高調波発
生源を有する外部需要家、１４は複数の外部需要家１１
〜１３を１つの等価な外部需要家で表した外部需要家、
Ｉａｎは評価対象需要家１０の第ｎ次高調波発生源とし
ての高調波電流、Ｚａｎは評価対象需要家１０の第ｎ次
高調波成分に対するインピーダンス、Ｉｂｎは等価な外
部需要家１４の第ｎ次高調波発生源としての高調波電
流、Ｚｂｎは等価な外部象需要家１４の第ｎ次高調波成
分に対するインピーダンスである。
スおよび高調波発生源を有する評価対象需要家、１１，
１２，１３はそれぞれのインピーダンスおよび高調波発
生源を有する外部需要家、１４は複数の外部需要家１１
〜１３を１つの等価な外部需要家で表した外部需要家、
Ｉａｎは評価対象需要家１０の第ｎ次高調波発生源とし
ての高調波電流、Ｚａｎは評価対象需要家１０の第ｎ次
高調波成分に対するインピーダンス、Ｉｂｎは等価な外
部需要家１４の第ｎ次高調波発生源としての高調波電
流、Ｚｂｎは等価な外部象需要家１４の第ｎ次高調波成
分に対するインピーダンスである。
【００２２】図２（ａ）から図２（ｂ）に示すように、
複数の外部需要家１１〜１３は需要家間を結ぶ線路イン
ピーダンスが各需要家のインピーダンスに比べて充分小
さい場合は、１つの等価な外部需要家１４として表すこ
とができる。例えば、外部需要家が２つの場合、それぞ
れの外部需要家の第ｎ次高調波成分に対するインピーダ
ンスおよび第ｎ次高調波電流をそれぞれＺｂｎ’，Ｚｂ
ｎ”，Ｉｂｎ’Ｉｂｎ”とすると、等価な外部需要家の
第ｎ次高調波成分に対するインピーダンスＺａｎおよび
第ｎ次高調波電流Ｉｂｎは、それぞれ下式で１つにまと
めて表される。
複数の外部需要家１１〜１３は需要家間を結ぶ線路イン
ピーダンスが各需要家のインピーダンスに比べて充分小
さい場合は、１つの等価な外部需要家１４として表すこ
とができる。例えば、外部需要家が２つの場合、それぞ
れの外部需要家の第ｎ次高調波成分に対するインピーダ
ンスおよび第ｎ次高調波電流をそれぞれＺｂｎ’，Ｚｂ
ｎ”，Ｉｂｎ’Ｉｂｎ”とすると、等価な外部需要家の
第ｎ次高調波成分に対するインピーダンスＺａｎおよび
第ｎ次高調波電流Ｉｂｎは、それぞれ下式で１つにまと
めて表される。
【００２３】 Ｉｂｎ＝Ｉｂｎ’＋Ｉｂｎ” Ｚｂｎ＝（Ｚｂｎ’×Ｚｂｎ”）／（Ｚｂｎ’＋Ｚｂｎ”） 図３は、評価対象需要家１０自身の真の高調波電流およ
び等価的な外部需要家１４の真の高調波電流を算出する
ための回路図である。
び等価的な外部需要家１４の真の高調波電流を算出する
ための回路図である。
【００２４】この図において、１５はスイッチ、Ｚｓｎ
は評価対象需要家１０の計測対象と並列にスイッチ１５
によって付加または除去可能に設けられた既知のインピ
ーダンス、Ｉｘは評価対象需要家１０の計測対象に流出
入し計測される高調波電流、Ｖｘは評価対象需要家１０
の計測対象間で計測される高調波電圧である。
は評価対象需要家１０の計測対象と並列にスイッチ１５
によって付加または除去可能に設けられた既知のインピ
ーダンス、Ｉｘは評価対象需要家１０の計測対象に流出
入し計測される高調波電流、Ｖｘは評価対象需要家１０
の計測対象間で計測される高調波電圧である。
【００２５】この回路図は、評価対象需要家１０自身の
真の高調波電流および高調波電圧を算出するために、図
２（ｂ）に示す回路図に、既知の第ｎ次高調波に対する
インピーダンスＺｓｎを付加または除去可能に設けたも
のである。
真の高調波電流および高調波電圧を算出するために、図
２（ｂ）に示す回路図に、既知の第ｎ次高調波に対する
インピーダンスＺｓｎを付加または除去可能に設けたも
のである。
【００２６】はじめに、この回路図において、スイッチ
１５を開いて、インピーダンスＺｓｎを計測対象に接続
しない状態における、高調波電流Ｉｘの計測値をＩｘ
ｏ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｏとすると、
次式が得られる。
１５を開いて、インピーダンスＺｓｎを計測対象に接続
しない状態における、高調波電流Ｉｘの計測値をＩｘ
ｏ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｏとすると、
次式が得られる。
【００２７】 Ｉｘｏ＝（Ｚｂ×Ｉｂｎ−Ｚａｎ×Ｉａｎ）／（Ｚｂｎ＋Ｚａｎ）（１） Ｖｘｏ＝｛Ｚｂｎ×Ｚａｎ×（Ｉａｎ＋Ｉｄｎ）｝／ （Ｚｂｎ＋Ｚａｎ） （２） 次に、スイッチ１５を閉じて、インピーダンスＺｓｎを
計測対象に接続した状態における、高調波電流Ｉｘの計
測値をＩｘｓ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｓ
とすると、次式が得られる。
計測対象に接続した状態における、高調波電流Ｉｘの計
測値をＩｘｓ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｓ
とすると、次式が得られる。
【００２８】 Ｉｘｓ＝｛（１／Ｚｓｎ＋１／Ｚａｎ）×Ｉｂｎ−（１／Ｚｄｎ）× Ｉａｎ｝／（１／Ｚｂｎ＋１／Ｚａｎ＋１／Ｚｓｎ） （３） Ｖｘｓ＝（Ｉａｎ＋Ｉｂｎ）／ （１／Ｚｂｎ＋１／Ｚａｎ＋１／Ｚｓｎ） （４） ここで、上式の未知数は、Ｉａｎ、Ｉｂｎ、Ｚａｎ、Ｚ
ｂｎの４つであるが、方程式は（１）〜（４）の４式が
存在するので、方程式（１）〜（４）を連立して解くこ
とにより、評価対象需要家１０が発生する真の高調波電
流Ｉａｎおよび外部需要家１４が発生する真の高調波電
流Ｉｂｎを算出することができる。
ｂｎの４つであるが、方程式は（１）〜（４）の４式が
存在するので、方程式（１）〜（４）を連立して解くこ
とにより、評価対象需要家１０が発生する真の高調波電
流Ｉａｎおよび外部需要家１４が発生する真の高調波電
流Ｉｂｎを算出することができる。
【００２９】途中の計算を省略するが、高調波電流Ｉａ
ｎおよび高調波電流Ｉｂｎは次のように求められる。
ｎおよび高調波電流Ｉｂｎは次のように求められる。
【００３０】 Ｉａｎ＝（Ｖｘｏ×Ｖｘｓ／Ｚｓｎ−Ｉｘｏ×Ｉｘｓ＋ Ｖｘｓ×Ｉｘｏ＋Ｖｘｓ×Ｉｘｏ）／（Ｖｘｏ−Ｖｘｓ） Ｉｂｎ＝（Ｖｘｏ×Ｉｘｓ−Ｖｘｓ×Ｉｘｏ）／（Ｖｘｏ−Ｖｘｓ） このように、本実施形態によれば、図１および図３に示
すように、高調波可変部１３として、既知のインピーダ
ンスＺｓｎを計測対象２に並列に付加または除去する毎
に、高調波センサー部１１によって、その時のそれぞれ
の高調波電流Ｉｘｏ，Ｉｘｓおよび高調波高調波電圧Ｖ
ｘｏ，Ｖｘｓを検出し、高調波計測部１２で、その検出
結果に基づいて演算することによって評価対象需要家１
０が発生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家
１４が発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求めることがで
きる。
すように、高調波可変部１３として、既知のインピーダ
ンスＺｓｎを計測対象２に並列に付加または除去する毎
に、高調波センサー部１１によって、その時のそれぞれ
の高調波電流Ｉｘｏ，Ｉｘｓおよび高調波高調波電圧Ｖ
ｘｏ，Ｖｘｓを検出し、高調波計測部１２で、その検出
結果に基づいて演算することによって評価対象需要家１
０が発生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家
１４が発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求めることがで
きる。
【００３１】次に、本発明の第２の実施形態を図４を用
いて説明する。
いて説明する。
【００３２】図４は、本実施形態に係わる評価対象需要
家１０自身の高調波電流および外部需要家１４の高調波
電流を算出するための回路図である。
家１０自身の高調波電流および外部需要家１４の高調波
電流を算出するための回路図である。
【００３３】本実施形態は、第１の実施形態に比べて、
第ｎ次高調波に対する既知のインピーダンスＺｓｎを、
この第ｎ次高調波に対してはインピーダンスが低く（第
ｎ次高調波電流を短絡）、電力系統の基本波に対しては
高インピーダンスなるように構成、即ち、第ｎ次高調波
短絡（吸収）フィルタとして構成した点で相違する。
第ｎ次高調波に対する既知のインピーダンスＺｓｎを、
この第ｎ次高調波に対してはインピーダンスが低く（第
ｎ次高調波電流を短絡）、電力系統の基本波に対しては
高インピーダンスなるように構成、即ち、第ｎ次高調波
短絡（吸収）フィルタとして構成した点で相違する。
【００３４】その他の構成は第１の実施形態の図３に示
す回路図と同じであり、また、評価対象需要家が１０発
生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家１４が
発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求める原理も第１の実
施形態の場合と同じであるので説明を省略する。
す回路図と同じであり、また、評価対象需要家が１０発
生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家１４が
発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求める原理も第１の実
施形態の場合と同じであるので説明を省略する。
【００３５】本実施形態では、インピーダンスＺｓｎと
して、第ｎ次高調波短絡（吸収）フィルタを用いること
により、インピーダンスＺｓｎへの電力系統からの基本
波成分の流入を阻止し、このフィルタでの基本波成分に
対する損失を軽減することができる。
して、第ｎ次高調波短絡（吸収）フィルタを用いること
により、インピーダンスＺｓｎへの電力系統からの基本
波成分の流入を阻止し、このフィルタでの基本波成分に
対する損失を軽減することができる。
【００３６】次に、本発明の第３の実施形態を図５を用
いて説明する。
いて説明する。
【００３７】図５は、本実施形態に係わる評価対象需要
家１０自身の高調波電流を計測するための回路図であ
る。
家１０自身の高調波電流を計測するための回路図であ
る。
【００３８】本実施形態は、第２の実施形態に比べて、
評価対象需要家１０自身の高調波電流を計測する時、評
価対象需要家１０が接続される電力系統との間に、第ｎ
次高調波阻止（ブロッキング）フィルタ１６を介在させ
た点で相違する。
評価対象需要家１０自身の高調波電流を計測する時、評
価対象需要家１０が接続される電力系統との間に、第ｎ
次高調波阻止（ブロッキング）フィルタ１６を介在させ
た点で相違する。
【００３９】１７は第ｎ次高調波阻止（ブロッキング）
フィルタ１６を挿脱するためのスイッチ、１８は第ｎ次
高調波阻止（ブロッキング）フィルタ１６が挿入された
時、開放されるスイッチである。
フィルタ１６を挿脱するためのスイッチ、１８は第ｎ次
高調波阻止（ブロッキング）フィルタ１６が挿入された
時、開放されるスイッチである。
【００４０】その他の構成は第２の実施形態の図４に示
す回路図と同じであるので説明を省略する。
す回路図と同じであるので説明を省略する。
【００４１】評価対象需要家１０の真の高調波電流Ｉａ
ｎの計測は、はじめに、スイッチ１８を開いて、スイッ
チ１７を閉じて第ｎ次高調波阻止（ブロッキング）フィ
ルタ１６を挿入する。次いで、スイッチ１５を閉じて第
ｎ次高調波短絡（吸収）フィルタＺｓｎを挿入し、高調
波電流Ｉｘを計測する。
ｎの計測は、はじめに、スイッチ１８を開いて、スイッ
チ１７を閉じて第ｎ次高調波阻止（ブロッキング）フィ
ルタ１６を挿入する。次いで、スイッチ１５を閉じて第
ｎ次高調波短絡（吸収）フィルタＺｓｎを挿入し、高調
波電流Ｉｘを計測する。
【００４２】本実施形態よれば、第ｎ次高調波阻止（ブ
ロッキング）フィルタ１６を評価対象需要家１０と外部
需要家１４との間に介在させることになるので、評価対
象需要家１０と外部需要家１４との間の第ｎ次高調波成
分を電気的に分離することができ、評価対象需要家１０
には外部需要家１４からの高調波電流は流入せず、また
評価対象需要家１０から外部需要家１４に高調波電流も
流出しないので、外部需要家の真の高調波電流Ｉｂｎは
算出することはできないが、評価対象需要家の真の高調
波電流Ｉａｎを、検出された高調波電流Ｉｘから直接計
測することができる。
ロッキング）フィルタ１６を評価対象需要家１０と外部
需要家１４との間に介在させることになるので、評価対
象需要家１０と外部需要家１４との間の第ｎ次高調波成
分を電気的に分離することができ、評価対象需要家１０
には外部需要家１４からの高調波電流は流入せず、また
評価対象需要家１０から外部需要家１４に高調波電流も
流出しないので、外部需要家の真の高調波電流Ｉｂｎは
算出することはできないが、評価対象需要家の真の高調
波電流Ｉａｎを、検出された高調波電流Ｉｘから直接計
測することができる。
【００４３】上記のごとく、本実施形態によれば、演算
をすることなく検出された高調波電流Ｉｘから直接、評
価対象需要家１０の高調波電流Ｉａｎを容易に求めるこ
とができる。
をすることなく検出された高調波電流Ｉｘから直接、評
価対象需要家１０の高調波電流Ｉａｎを容易に求めるこ
とができる。
【００４４】次に、本発明の第４の実施形態を図６を用
いて説明する。
いて説明する。
【００４５】図６は、本実施形態に係わる評価対象需要
家１０自身の高調波電流および外部需要家１４の高調波
電流を算出するための回路図である。
家１０自身の高調波電流および外部需要家１４の高調波
電流を算出するための回路図である。
【００４６】本実施形態は、第１の実施形態に比べて、
第ｎ次高調波に対する既知のインピーダンスＺｓｎに代
えて、高調波可変手段として高調波注入源Ｉｓｎを用い
た点で相違する。
第ｎ次高調波に対する既知のインピーダンスＺｓｎに代
えて、高調波可変手段として高調波注入源Ｉｓｎを用い
た点で相違する。
【００４７】その他の構成は第１の実施形態の図３に示
す回路図と同じであるので説明を省略する。
す回路図と同じであるので説明を省略する。
【００４８】評価対象需要家が１０発生する真の高調波
電流Ｉａｎ、および外部需要家１４が発生する真の高調
波電流Ｉｂｎは以下のようにして求められる。
電流Ｉａｎ、および外部需要家１４が発生する真の高調
波電流Ｉｂｎは以下のようにして求められる。
【００４９】はじめに、スイッチ１５を開いて、高調波
注入源Ｉｓｎを計測対象に接続しない状態における、高
調波電流Ｉｘの計測値をＩｘｏ、および高調波電圧Ｖｘ
の計測値をＶｘｏとすると、次式が得られる。
注入源Ｉｓｎを計測対象に接続しない状態における、高
調波電流Ｉｘの計測値をＩｘｏ、および高調波電圧Ｖｘ
の計測値をＶｘｏとすると、次式が得られる。
【００５０】 Ｉｘｏ＝（Ｚｂ×Ｉｂｎ−Ｚａｎ×Ｉａｎ）／（Ｚｂｎ＋Ｚａｎ）（５） Ｖｘｏ＝｛Ｚｂｎ×Ｚａｎ×（Ｉａｎ＋Ｉｄｎ）｝／ （Ｚｂｎ＋Ｚａｎ） （６） 次に、スイッチ１５を閉じて、高調波注入源Ｉｓｎを計
測対象に接続した状態における、高調波電流Ｉｘの計測
値をＩｘｓ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｓと
すると、次式が得られる。
測対象に接続した状態における、高調波電流Ｉｘの計測
値をＩｘｓ、および高調波電圧Ｖｘの計測値をＶｘｓと
すると、次式が得られる。
【００５１】 Ｉｘｓ＝｛Ｉｂｎ／Ｚａｎ−（Ｉａｎ＋Ｉｘｓ）／Ｚｂｎ｝／ （１／Ｚｂｎ＋１／Ｚａｎ） （７） Ｖｘｓ＝（Ｉａｎ＋Ｉｘｓ＋Ｉｂｎ）／ （１／Ｚｂｎ＋１／Ｚａｎ＋） （８） ここで、上式の未知数は、Ｉａｎ、Ｉｂｎ、Ｚａｎ、Ｚ
ｂｎの４つであるが、方程式（５）〜（８）を連立して
解くことにより、評価対象需要家１０が発生する真の高
調波電流Ｉａｎおよび外部需要家１４が発生する真の高
調波電流Ｉｂｎを算出できる。
ｂｎの４つであるが、方程式（５）〜（８）を連立して
解くことにより、評価対象需要家１０が発生する真の高
調波電流Ｉａｎおよび外部需要家１４が発生する真の高
調波電流Ｉｂｎを算出できる。
【００５２】演算の結果、高調波電流Ｉａｎおよび高調
波電流Ｉｂｎは次式のように求められる。
波電流Ｉｂｎは次式のように求められる。
【００５３】 Ｉａｎ＝（−Ｖｘｏ×Ｉｘｓ＋Ｖｘｓ×Ｉｘｏ＋Ｖｘｓ×Ｉｘｏ）／（Ｖ ｘｏ−Ｖｘｓ）−Ｉｓｎ Ｉｂｎ＝（Ｖｘｏ×Ｉｘｓ−Ｖｘｓ×Ｉｘｏ）／（Ｖｘｏ−Ｖｘｓ） このように、本実施形態によれば、図１および図６に示
すように、高調波可変部１３として高調波注入源Ｉｓｎ
を計測対象２に並列に付加または除去する毎に、高調波
センサー部１１によって、その時のそれぞれの高調波電
流Ｉｘｏ，Ｉｘｓおよび高調波高調波電圧Ｖｘｏ，Ｖｘ
ｓを検出し、高調波計測部１２において、その検出結果
に基づいて演算し、評価対象需要家１０の計測対象２が
発生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家１４
が発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求めることができ
る。
すように、高調波可変部１３として高調波注入源Ｉｓｎ
を計測対象２に並列に付加または除去する毎に、高調波
センサー部１１によって、その時のそれぞれの高調波電
流Ｉｘｏ，Ｉｘｓおよび高調波高調波電圧Ｖｘｏ，Ｖｘ
ｓを検出し、高調波計測部１２において、その検出結果
に基づいて演算し、評価対象需要家１０の計測対象２が
発生する真の高調波電流Ｉａｎ、および外部需要家１４
が発生する真の高調波電流Ｉｂｎを求めることができ
る。
【００５４】なお、本実施形態において、高調波注入源
Ｉｓｎとして電力用のアクティブフイルタを用いること
により、高調波計測用の高調波注入源として、また同時
に、高調波の低減装置として利用することができる。
Ｉｓｎとして電力用のアクティブフイルタを用いること
により、高調波計測用の高調波注入源として、また同時
に、高調波の低減装置として利用することができる。
【００５５】以上のごとく、上記各実施形態によれば、
評価需要家の高調波発生源を容易に算出することができ
るとともに、評価対象需要家の高調波発生源と外部需要
家等の高調波発生源とを明確に特定できるので、より正
確な高調波の低減策を講ずることができ、電力系統の各
所に設けられる高圧コンデンサの焼損や高調波による障
害を回避して安全性の高い電力系統の運用を実現するこ
とができる。
評価需要家の高調波発生源を容易に算出することができ
るとともに、評価対象需要家の高調波発生源と外部需要
家等の高調波発生源とを明確に特定できるので、より正
確な高調波の低減策を講ずることができ、電力系統の各
所に設けられる高圧コンデンサの焼損や高調波による障
害を回避して安全性の高い電力系統の運用を実現するこ
とができる。
【００５６】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、可変手
段を設けて、電力系統と計測対象となる高調波発生源に
流出入する高調波電流と当該高調波発生源の高調波電圧
を可変させ、可変されたそれぞれの高調波電流および高
調波電圧を検出し、検出した高調波電流および高調波電
圧に基づいて高調波発生源を演算するように構成したの
で、計測対象の高調波発生源を容易に算出することがで
きる。また、評価対象需要家の高調波発生源と外部需要
家等の高調波発生源とを明確に特定できるので、より正
確な高調波の低減策を講ずることができる。
段を設けて、電力系統と計測対象となる高調波発生源に
流出入する高調波電流と当該高調波発生源の高調波電圧
を可変させ、可変されたそれぞれの高調波電流および高
調波電圧を検出し、検出した高調波電流および高調波電
圧に基づいて高調波発生源を演算するように構成したの
で、計測対象の高調波発生源を容易に算出することがで
きる。また、評価対象需要家の高調波発生源と外部需要
家等の高調波発生源とを明確に特定できるので、より正
確な高調波の低減策を講ずることができる。
【図１】本発明の各実施形態に係わる高調波計測装置を
計測対象に適用した状態を示すブロック図である。
計測対象に適用した状態を示すブロック図である。
【図２】電力系統に評価対象需要家以外の多数の外部需
要家が接続されている状態を示す回路図およびそれと等
価な回路図である。
要家が接続されている状態を示す回路図およびそれと等
価な回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる評価対象需要
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係わる評価対象需要
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係わる評価対象需要
家自身の高調波電流を計測するための回路図である。
家自身の高調波電流を計測するための回路図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係わる評価対象需要
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
家自身の高調波電流および外部需要家の高調波電流を算
出するための回路図である。
【図７】従来技術に係わる高調波発生源を特定するため
の回路図である。
の回路図である。
【図８】従来技術に係わる高調波発生源の特定方法の問
題点を説明するための回路図である。
題点を説明するための回路図である。
１ 高調波計測装置 １０ 評価対象需要家 １１ 高調波センサー部 １２ 高調波計測部 １３ 高調波可変部 ２ 計測対象 ３ 電力系統 １４ 外部需要家 １６ 第ｎ次高調波阻止（ブロッキング）フィルタ Ｉａｎ 評価対象需要家の高調波電流源 Ｚａｎ 評価対象需要家のインピーダンス Ｉｂｎ 外部需要家の高調波電流源 Ｚｂｎ 外部需要家のインピーダンス Ｚｓｎ 第ｎ次高調波短絡（吸収）フィルタ Ｉｓｎ 高調波注入源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 義明 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 熊木 慎一 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 蓮実 忠夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番３号 東 京電力株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 電力系統から高調波発生源に流出入する
高調波電流および該高調波発生源の高調波電圧を検出す
る検出手段と、 前記検出された高調波電流および高調波電圧を演算して
高調波発生源を算出する計測手段と、 を備える高調波計測装置において、 前記検出される高調波電流および高調波電圧を変化させ
る可変手段を備え、 前記計測手段は、前記可変手段を可変することによって
得られる、検出された複数の高調波電流および高調波電
圧を演算して高調波発生源を算出することを特徴とする
高調波計測装置。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、 前記可変手段は、インピーダンスを前記高調波発生源に
対して並列に挿脱することであることを特徴とする高調
波計測装置。 - 【請求項３】 請求項２の記載において、 前記インピーダンスは、前記高調波発生源の高調波次数
の高調波に対して低く、前記電力系統の基本波に対して
高い、インピーダンスであることを特徴とする高調波計
測装置。 - 【請求項４】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
つの請求項記載において、 前記高調波発生源と前記電力系統間に、前記高調波発生
源の高調波次数の高調波に対して高く、前記電力系統の
基本波に対して低い、インピーダンスを設けたことを特
徴とする高調波計測装置。 - 【請求項５】 請求項１の記載において、 前記可変手段は、高調波発生手段を前記高調波発生源に
対して並列に挿脱することであることを特徴とする高調
波計測装置。 - 【請求項６】 請求項５の記載において、 前記高調波発生手段は、アクティブフィルタであること
を特徴とする高調波計測装置。 - 【請求項７】 電力系統に接続される高調波発生源に流
出入する高調波電流および該高調波発生源の高調波電圧
を検出し、 前記検出された高調波電流および高調波電圧を演算して
高調波発生源を算出する高調波計測方法において、 前記高調波電流および高調波電圧を検出する第１の工程
と、 前記高調波電流および高調波電圧を変化させ、該変化さ
せられた前記高調波電流および高調波電圧を検出する第
２の工程と、 少なくとも、前記第１の工程および第２の工程で検出さ
れたそれぞれの前記高調波電流および高調波電圧を演算
して前記高調波発生源を算出することを特徴とする高調
波計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34125297A JP3347995B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 高調波計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34125297A JP3347995B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 高調波計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174100A true JPH11174100A (ja) | 1999-07-02 |
| JP3347995B2 JP3347995B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=18344599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34125297A Expired - Fee Related JP3347995B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 高調波計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3347995B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002014120A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Hitachi Ltd | 高調波計測装置 |
| CN100383537C (zh) * | 2004-05-20 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 基于自适应神经元在线整定的谐波检测方法 |
| KR101105294B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2012-01-17 | 한국전력공사 | 고조파 전류 방출 제한값 산출 장치 및 방법 |
| WO2012052190A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Decomposition and mitigation of a disturbance being present at an electric connection between an electric power generating system and a power grid |
| CN103969552A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 河海大学 | 一种分布式发电系统的谐波源定位分析方法 |
| JP2024124009A (ja) * | 2023-03-02 | 2024-09-12 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 検出装置、検出方法、およびプログラム |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP34125297A patent/JP3347995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002014120A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Hitachi Ltd | 高調波計測装置 |
| CN100383537C (zh) * | 2004-05-20 | 2008-04-23 | 上海交通大学 | 基于自适应神经元在线整定的谐波检测方法 |
| KR101105294B1 (ko) * | 2009-12-31 | 2012-01-17 | 한국전력공사 | 고조파 전류 방출 제한값 산출 장치 및 방법 |
| WO2012052190A1 (en) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Decomposition and mitigation of a disturbance being present at an electric connection between an electric power generating system and a power grid |
| CN103154760A (zh) * | 2010-10-19 | 2013-06-12 | 西门子公司 | 对电功率生成系统和电网之间的电连接处存在的扰动的分解和减轻 |
| US9071132B2 (en) | 2010-10-19 | 2015-06-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Decomposition and mitigation of a disturbance being present at an electric connection between an electric power generating system and a power grid |
| CN103154760B (zh) * | 2010-10-19 | 2016-07-13 | 西门子公司 | 减轻电连接处电信号扰动的系统和方法、电功率生成系统 |
| CN103969552A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-06 | 河海大学 | 一种分布式发电系统的谐波源定位分析方法 |
| JP2024124009A (ja) * | 2023-03-02 | 2024-09-12 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 検出装置、検出方法、およびプログラム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3347995B2 (ja) | 2002-11-20 |
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