JPS63283430A - 確率型最適制御による無効電力補償方式 - Google Patents
確率型最適制御による無効電力補償方式Info
- Publication number
- JPS63283430A JPS63283430A JP62116944A JP11694487A JPS63283430A JP S63283430 A JPS63283430 A JP S63283430A JP 62116944 A JP62116944 A JP 62116944A JP 11694487 A JP11694487 A JP 11694487A JP S63283430 A JPS63283430 A JP S63283430A
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- JP
- Japan
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- reactive power
- signal
- tcr
- optimal control
- stochastic
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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]
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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１０１１ｚ近
傍の電圧変動（フリッカ）を、少なくともサイリスク位
相制御リアクトル方式の無効電力補償装置（ＴＣＲ）と
、自助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、公知の確率型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。
傍の電圧変動（フリッカ）を、少なくともサイリスク位
相制御リアクトル方式の無効電力補償装置（ＴＣＲ）と
、自助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、公知の確率型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。
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１０１１ｚ近傍の電圧変動（以下、
電圧変動をΔ■、１０Ｈｚ近傍の電圧変動をΔ■１゜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１０１１ｚ近傍の電圧変動（以下、
電圧変動をΔ■、１０Ｈｚ近傍の電圧変動をΔ■１゜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５図の如（、ＴＣＲ２の出力
信号ΔＱＴｃ、ｌによって変動負荷１からの外乱信号（
以下、単にＡＱＦとも略記する。）を除去しΔ■、特に
Δ■、。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。
信号ΔＱＴｃ、ｌによって変動負荷１からの外乱信号（
以下、単にＡＱＦとも略記する。）を除去しΔ■、特に
Δ■、。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。
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
Δ■、特にΔ■１゜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
Δ■、特にΔ■１゜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Δ■、。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。
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。
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ク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（Ａ
Ｆ）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（ＡＱＦ）とし、ＴＣＲの出力
信号（Ｑｖｃ＋＋）。
対し、少なくともサイリスク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（Ａ
Ｆ）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（ＡＱＦ）とし、ＴＣＲの出力
信号（Ｑｖｃ＋＋）。
変動負荷以外の並列負荷の無効電力信号（ΔＱＬ）。
ＡＦによる無効電力信号（ΔＱＡＦ）、および１０Ｈｚ
近傍の電圧変動信号（Δ■１゜）を評価するための視感
度係数曲線の特性を状態方程式で表現し、Δ■、。の抑
制とＴＣＲへの無効電力操作指令値（Ｕ ｔ ｃ ＊
）の低減、およびＡＦによるＡＱＦとＵ ＴＣＲとの誤
差の最小化に着目した２次形式評価関数を用いた確率型
最適制御演算によりｕ ｙｅｔを求めてＴＣＲに与える
と＼もに、該ＵＴＣ＊とＱＦとの誤差をＡＦに与えて総
合的に無効電力を補償する。
近傍の電圧変動信号（Δ■１゜）を評価するための視感
度係数曲線の特性を状態方程式で表現し、Δ■、。の抑
制とＴＣＲへの無効電力操作指令値（Ｕ ｔ ｃ ＊
）の低減、およびＡＦによるＡＱＦとＵ ＴＣＲとの誤
差の最小化に着目した２次形式評価関数を用いた確率型
最適制御演算によりｕ ｙｅｔを求めてＴＣＲに与える
と＼もに、該ＵＴＣ＊とＱＦとの誤差をＡＦに与えて総
合的に無効電力を補償する。
変動負荷による外乱信号ΔＱＬと、ＴＣＲへの無効電力
操作指令値ＵＴｃＲおよびＡＦによる無効電力信号ΔＱ
ＡＦならびにΔｖ１゜を評価関数とする確率型最適制御
原理にもとづき演算されるＴＣＲ信号ＱＴＣ＊との誤差
信号をＡＦの動作にて瞬時に補正し、ＴＣＲとＡＦの補
償量を調整しつ＼自動的にΔＶ、特にΔＶＩ６信号を抑
制する。
操作指令値ＵＴｃＲおよびＡＦによる無効電力信号ΔＱ
ＡＦならびにΔｖ１゜を評価関数とする確率型最適制御
原理にもとづき演算されるＴＣＲ信号ＱＴＣ＊との誤差
信号をＡＦの動作にて瞬時に補正し、ＴＣＲとＡＦの補
償量を調整しつ＼自動的にΔＶ、特にΔＶＩ６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、確率型最適制
御演算部７、アクティブフィルタ８および加減算器９．
１０からなり、演算部７における人、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。
。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、確率型最適制
御演算部７、アクティブフィルタ８および加減算器９．
１０からなり、演算部７における人、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。
ｘ＝ Ａ ｘ ＋ Ｂ ｕ ＋ Ｓ ｎ
−（１）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。
−（１）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。
＊
ｘ（ｋ＋１） ＝ Ａ ｘ（ｋ） ＋ Ｂ ｕ（ｋ
） ＋ Ｓ ｎこ＼に、 ＊ Ａ （ｎＸｎ）：離散形伝達マトリックス＊ ｆ３ （ｎＸｍ）；離散形制御マトリックスＳ （ｎ
ｘｎ） ；離数形外乱マトリックスｘ （ｋ）
；離散形状態度数マトリックスであり、「＊」印を
付してマトリックスを示す。
） ＋ Ｓ ｎこ＼に、 ＊ Ａ （ｎＸｎ）：離散形伝達マトリックス＊ ｆ３ （ｎＸｍ）；離散形制御マトリックスＳ （ｎ
ｘｎ） ；離数形外乱マトリックスｘ （ｋ）
；離散形状態度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の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。
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）（ｍＸ１）；離数形操作変数ベクトルであり、
Ｔを付して転置行列を示す。
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Δ■とΔ■１゜信号を抑制するような、ＴＣ
Ｒ操作量とアクティブフィルタ補償量が適正に分担され
る。確率型最適制御理論により、リカッチ方程弐である
次の（４）式を反復法で演算して最適ゲインを示す（５
）式が得られる。
、電圧変動Δ■とΔ■１゜信号を抑制するような、ＴＣ
Ｒ操作量とアクティブフィルタ補償量が適正に分担され
る。確率型最適制御理論により、リカッチ方程弐である
次の（４）式を反復法で演算して最適ゲインを示す（５
）式が得られる。
・・・・・・（４） 、
＊Ｔ
Ｆ ＝ Ｒ−’ Ｂ Ｐ
・・・・・・（５）（５）式を用いたＴ
ＣＲの最適操作信号は、本Ｔ Ｕｒｃ＊ ＝ Ｆ ｘ（ｋ） ＝
Ｒ−’ Ｂ Ｐ ｘ（ｋ）・・・・・・（
６） となる、（６）式の演算ブロック図を第２図に示す。
・・・・・・（５）（５）式を用いたＴ
ＣＲの最適操作信号は、本Ｔ Ｕｒｃ＊ ＝ Ｆ ｘ（ｋ） ＝
Ｒ−’ Ｂ Ｐ ｘ（ｋ）・・・・・・（
６） となる、（６）式の演算ブロック図を第２図に示す。
なお、同図の状態変数ベクトルｘ （ｋ）は次の通りで
あり、７１はフィードバックゲイン行列、７２Ａ〜７２
Ｇは加減算器、７３は極性反転器である。
あり、７１はフィードバックゲイン行列、７２Ａ〜７２
Ｇは加減算器、７３は極性反転器である。
Ｘ ＋（ｋ） ； Ｔ ＣＲ内部変数
ｘｇ（ｋ）；ＴＣＲ内部変数
ｘｓ（ｋ）；ＴＣＲ出力信号（ΔＱ ｔ ＣＲ）ｘｎ（
ｋ）；電圧変動（Δ■） ｘｓ（ｋ）；視感度係数の内部変数 Ｘ６（ｋ）；視感度係数出力信号（Δ■１゜）Ｘｔ（ｋ
）；外乱信号（ΔＱ、） ｘｓ（ｋ）；アクティブフィルタ出力信号（ΔＱＡＦ）
次に、外乱信号とＴＣＲ最適操作信号との誤差信号は、
完全には零にできない、これはディジタル回路には一定
のサンプリング周期の遅れがあるために、連続的に変化
している外乱信号に対して誤差が生じやすいからであり
、それに対して瞬時に補償でるアクティブフィルタを用
いれば高速に△ 誤差信号を抑制するような補正制御が可能となる。
ｋ）；電圧変動（Δ■） ｘｓ（ｋ）；視感度係数の内部変数 Ｘ６（ｋ）；視感度係数出力信号（Δ■１゜）Ｘｔ（ｋ
）；外乱信号（ΔＱ、） ｘｓ（ｋ）；アクティブフィルタ出力信号（ΔＱＡＦ）
次に、外乱信号とＴＣＲ最適操作信号との誤差信号は、
完全には零にできない、これはディジタル回路には一定
のサンプリング周期の遅れがあるために、連続的に変化
している外乱信号に対して誤差が生じやすいからであり
、それに対して瞬時に補償でるアクティブフィルタを用
いれば高速に△ 誤差信号を抑制するような補正制御が可能となる。
（７）式に補正制御演算を示し、第３図にそのブロック
図を示す。外乱信号ｘ？ （Ｑ Ｆ） 、Ｔ ＣＲ出力
信号ＵＴＣＩ −、Ｘｔ Ｕｔｃ＊の誤差信号、及
びアクティブフィルタ出力信号（ｘｓ ＝ ＱＡＦ）の
波形例を第４図に示す。
図を示す。外乱信号ｘ？ （Ｑ Ｆ） 、Ｔ ＣＲ出力
信号ＵＴＣＩ −、Ｘｔ Ｕｔｃ＊の誤差信号、及
びアクティブフィルタ出力信号（ｘｓ ＝ ＱＡＦ）の
波形例を第４図に示す。
ここに、
ｘ７ ；外乱信号
ｘ、；アクティブフィルタ出力信号
Ｕｔｃｍ ； Ｔ ＣＲ最適操作信号ｋＡＦ；ゲイン
ＴＡＦ；１次遅れ時定数
Ｓ；ラプラス演算子
である。
なお、以上ではＡＦとＴＣＲを用いるようにしたが、Ｔ
ＣＲ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＼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。
ＣＲ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＼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、ＵＴＣＲ１ΔＱＡＦ、およびΔ■、
。を評価関数にした確率型最適制御方式としたので、Ｔ
ＣＲ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Δ■とΔＶ、。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。
。を評価関数にした確率型最適制御方式としたので、Ｔ
ＣＲ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Δ■とΔＶ、。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図の確率型最適制御によるＴＣＲ操作量演算部
を示すブロック図、第３図はアクティブフィルタによる
補正制御部を示すブロック図、第４図は第３図で示した
信号波形例を示す波形図、第５図はフォードフォワード
制御による従来例を示す構成図である。 符号説明 ■・・・変動負荷、２・・・サイリスク位相制御リアク
トル方式の無効電力補償装置（ＴＣＲ） 、３・・・系
統リアクタンス、４・・・並列負荷、５・・・視感度係
数関数、６，９，１０，１１．７２Ａ〜７２Ｇ・・・加
減算器、７・・・確率型最適制御演算部、８・・・アク
ティブフィルタ（ＡＦ） 、１２．７３・・・極性判定
器、７１・・・フィードバックゲイン行列。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 宵 ３ 図 第２ 図 第 ４ 図 冨 ５ 図
図は第１図の確率型最適制御によるＴＣＲ操作量演算部
を示すブロック図、第３図はアクティブフィルタによる
補正制御部を示すブロック図、第４図は第３図で示した
信号波形例を示す波形図、第５図はフォードフォワード
制御による従来例を示す構成図である。 符号説明 ■・・・変動負荷、２・・・サイリスク位相制御リアク
トル方式の無効電力補償装置（ＴＣＲ） 、３・・・系
統リアクタンス、４・・・並列負荷、５・・・視感度係
数関数、６，９，１０，１１．７２Ａ〜７２Ｇ・・・加
減算器、７・・・確率型最適制御演算部、８・・・アク
ティブフィルタ（ＡＦ） 、１２．７３・・・極性判定
器、７１・・・フィードバックゲイン行列。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 宵 ３ 図 第２ 図 第 ４ 図 冨 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、 急激な確率的無効電力変動を外乱信号（ΔＱ＿Ｆ）とし
、前記ＴＣＲの出力信号（ΔＱ＿Ｔ＿Ｃ＿Ｒ）、該変動
負荷以外の並列負荷の無効電力信号（ΔＱ＿Ｌ）、前記
ＡＦによる無効電力信号（ΔＱ＿Ａ＿Ｆ）、および１０
Ｈｚ近傍の電圧変動信号（ΔＶ＿Ｉ＿Ｏ）を評価するた
めの視感度係数曲線の特性を状態方程式で表現し、ΔＶ
＿Ｉ＿Ｏの抑制とＴＣＲへの無効電力操作指令値（Ｕ＿
Ｔ＿Ｃ＿Ｒ）の低減、およびＡＦによるΔＱ＿ＦとＵ＿
Ｔ＿Ｃ＿Ｒとの誤差の最小化に着目した２次形式評価関
数を用いた確率型最適制御演算によりＵ＿Ｔ＿Ｃ＿Ｒを
求めて、ＴＣＲに与えるとゝもに、該ＵＴ＿Ｃ＿ＲとＱ
＿Ｆとの誤差を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型最適制御による無効電力補
償方式。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の確率型最適制御によ
る無効電力補償方式において、前記ＴＣＲのかわりにＴ
ＣＲ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型最適
制御による無効電力補償方式。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の確率型
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（ΔＱ＿Ｌ
）を無視することを特徴とする確率型最適制御による無
効電力補償方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116944A JPS63283430A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率型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 |
|---|---|---|---|
| JP62116944A JPS63283430A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率型最適制御による無効電力補償方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63283430A true JPS63283430A (ja) | 1988-11-21 |
Family
ID=14699584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62116944A Pending JPS63283430A (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 確率型最適制御による無効電力補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63283430A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103166233A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-19 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于卡尔曼布希滤波的连续时间状态估计方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53116802U (ja) * | 1978-02-09 | 1978-09-18 | ||
| JPS599183U (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-20 | 株式会社スギノマシン | ２段プランジヤポンプ |
| JPS6218401U (ja) * | 1985-07-17 | 1987-02-03 | ||
| JPS6293174U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-13 |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62116944A patent/JPS63283430A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53116802U (ja) * | 1978-02-09 | 1978-09-18 | ||
| JPS599183U (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-20 | 株式会社スギノマシン | ２段プランジヤポンプ |
| JPS6218401U (ja) * | 1985-07-17 | 1987-02-03 | ||
| JPS6293174U (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-13 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103166233A (zh) * | 2013-03-13 | 2013-06-19 | 中冶南方工程技术有限公司 | 基于卡尔曼布希滤波的连续时间状态估计方法 |
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