JPS6369431A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

Info

Publication number
JPS6369431A
JPS6369431A JP61212552A JP21255286A JPS6369431A JP S6369431 A JPS6369431 A JP S6369431A JP 61212552 A JP61212552 A JP 61212552A JP 21255286 A JP21255286 A JP 21255286A JP S6369431 A JPS6369431 A JP S6369431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
signals
voltage
signal
calculating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61212552A
Other languages
English (en)
Inventor
嶋村 武夫
内野 広
黒沢 良一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61212552A priority Critical patent/JPS6369431A/ja
Publication of JPS6369431A publication Critical patent/JPS6369431A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は無効電力補償装置に係シ、交流電源系統の電圧
変動の抑制や、電圧の不平衡の抑制を行い電源系統の安
定化を計るための、効果的な無効電力補償装置に関する
(従来の技術) 近年、交流電車等の単相電力を取る負荷が電源系統に接
続されるようになシ、これによる不平衡電流と電源系統
のインピーダンスとの作用で電源系統の電圧に不平衡を
生じ問題になっておシ、また、電源系統の無効電力の変
化による電圧の変動が問題になっている。このため、電
源系統に無効電力補償装置を設置し、これにより、電源
系統の無効電力を補償し電圧変動を抑制し、及び、電源
系統の不平衡電流を補償し電圧の不平衡成分を除去する
試みがなされている。
とのような無効電力補償装置を備えた電力供給システム
については、例えば、昭和60年(1985)7月に電
気学会・電力技術研究会にて発表された論文「ディジタ
ル制御装置を用いたSvCによる系統安定化のためのシ
ミエレータ試験」に詳述されておシ、その基本的な構成
は第5図に示す構成になる。
即ち、同図において、10.11は交流電車等の負荷へ
の支線の電力供給母線であシ、100は無効電力補償装
置であり、リアクトル部300と進相コンデンサ200
で構成される。リアクトル部300はリアクトル302
U〜302Wとそれに直列接続された逆並列サイリスタ
301U〜301Wと、電圧検出用トランス70と、そ
の制御回路350よシなシ、電源母線6の電圧を検出し
その検出値に応じてサイリスタ301U〜301Wの導
通角が調整され、リアクトル−流が制御される。3は三
相交流電源系統に存在するインピーダンス、1は幹線の
三相交流電源系統である。ここで無効電力補償装置10
0のリアクトル300の電力容量(遅れ容t)は1通常
、進相コンデンサ200の電力容量(進相容量)の2倍
に設定されておシ、従って、第6図に示すように、リア
クトル電流IRを零から最大まで変化させることによシ
、無効電力補償装置100として発生する電力Qを進相
から遅相まで滑らかに変化することができる。
以上の構成の電源系において、母線6の無効電流(又は
無効電力)が変化するとそれとインピーダンス30作用
で母線6の電圧が変動し、また、電車等の単相負荷によ
って発生される不平衡電流が母線6に流れるとインピー
ダンス3との作用で母線6の電圧に不平衡を生ずる。こ
のような電圧の変動、電圧の不平衡を抑制補償するのに
無効電力補償装置を用いるが、装置の性能は電圧変動を
いかに検出するか、電圧の不平衡をいかに検出するかに
かかっている。この制御回路の一例を第7&Iに承十〇 即ち、第7図は前掲文献記載の主旨を示したものであシ
、まず母線電圧を各々の相ごとに個別に検出しく eR
5” 8T # eTR) 、それを絶対値回路(AB
S )を通して整流し、それをフィルタ回路FILに通
して直流信号eDRt eDS l eDTを得る。
eDIE ”””DTは母線電圧の各糾問の電圧値に比
例する。一方vRは交流母線が維持すべき電圧値を指示
する信号であシ、とれと信号eDRI” DIl j 
eDTを比較器CR、C3、CTで個別に比較し、偏差
を増幅器腑で増幅しりアクドルの電流指令1 * 、 
1 *。
u     v IXを作る。”u、■v、工vに基づいて第5図のりア
クドル回路300の電流を制御すると、交流母線の無効
電力が変化し母線電圧が変化しようとすると無効電力補
償装置100がそれを補償し電圧を一定に維持し、また
、交流母線に不平衡電流が流れ電圧に不平衡が生じた場
合にはやはシ無効電力補償装置100がそれを補償し電
圧の不平衡を是正する方向で動作する。
その他、種々の電圧検出法を備えて無効電力補償装置が
提案されているがその主旨は前掲文献に記載の方法に帰
着できる。
(発明が解決しようとする問題点) 以上が従来の無効電力補償装置の説明であるが、この装
置には次のような欠点がある。即ち、交流母線の電圧変
動には正相電流の変化に起因する成分(正相電圧変動)
と、逆相電流に起因する電圧の不平衡成分(逆相電圧変
動)とが含まれるが、従来の電圧検出法ではこれら正相
電圧変動/逆相電圧変動を明確に分離するという概念が
なく、そのため母線の電圧を、正相/逆相の電圧変動が
渾然一体と混った形の単なる変動分としてのみとらえ、
それに基づいて無効電力補償装置を制御している。その
ため、従来の無効電力補償装置では補償対象を何にする
か、即ち、正相の電圧変動(特に正相の無効電流による
変動)を制御しているのか、または、逆相の電圧変動、
即ち電圧の不平衡成分を制御しているのか、の識別が原
理的にできず、よp高度な制御への展開が不可能であっ
た。
近年、交流電力系統の電力品質の向上が強く求められて
おシ、よシ高度な制御が可能な電力系統・安定化対策用
・無効電力補償装置の出現が求められてお夕、これに応
するための新規な制御概念に基づく精度の良い電圧検出
法(正相電圧変動検出、逆相電圧変動検出法)を備えた
無効電力補償装置の開発が急がれている。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は交流電源系統の電圧変動、及び、電圧の不平
衡の補償を行う装置においで、電源系統の電圧変動を正
相分と逆相分とに分離検出し、それKjニジ補償対象を
明確にして制御を行うことにより、高精度の電圧補償制
御をおこなえるようにした無効電力補償装置を提供する
ことにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の概要を第1図、第2図によシ説明する。系統電
圧を検出し、第1図の要素403゜404.405,4
06に導く。406では系統電圧の第1相、第2相、第
3相の各々に同期したe實r1 y e5q )を発生
する。一方、403では第1相の電圧にd軸を合わせて
3相電圧の2相!換を行ない、404では第2相に、4
05では第3相に合わせて2相変換をおこなう(e、、
、 、 e、q8゜e2dg l e2q81 3dl
 l ’3qB) @ ”il素410k(D内容を第
2図に示す。要12411に、412k。
413にではそれぞれ第1相、第2相、第3相の瞬時電
力を演算する( plP、 pユp QIN * P2
N tQ2N # P5N I Q5N )。要素42
1−4;#では、それぞれ入力の瞬時電力信号の中から
直流分をとシだす(PlPD:正相基本波電圧信号、P
、ND 、 QIND”第1相の逆相電圧信号、P2N
D P Q2ND ”第2相の逆相電圧信号”AND 
# Q3ND ”第3相の逆相電圧信号)。447は保
持されるべき電源系統の電圧値を設定する。440人で
は信号p   、p   。
1m’D      1ND QlND t P2ND I Q2ND I P3ND
 P Q3NDを用いて、電圧偏差信号ΔEulΔEv
、ΔEwを演算する。増幅器461U、461V、46
1Wで、信号ΔEu、ΔEv。
ΔE−,を僧α+スジリアクトルの譬流均全L−、L、
 −* 贈が得られ、これに基づいて無効電力補償装置を制御す
る。
(作用) 以上の制御回路を使用すると、系統電圧の情報が正相分
(P、PD)、逆相分(PIND # QIND IP
2ND j Q2ND j P5ND # Q5ND 
)の形に明確に分離検出される。従って、これらの信号
によシ無効電力補償装置を制御することによシ補償の対
象を明確にでき、高精度の装置が実現できる。
[発明の実施例コ 本発明の無効電力補償装置を備えた電力供給システムは
第5図のものと同一であシ、前述の従来例の説明で言及
した要素については、ここでは説明を省略する。
第5図において7Qは電圧検出器であ夛補償対象の交流
母線60線間電圧(’R8j e8T + eTR)を
検出し制御回路SSOに導く。300はリアクトル部で
あシ通常はデルタ結線され、サイリスタ301u〜30
1wの点弧角の調整により電流の大きさが調整される。
リアクトルTM、流は通常、基本渡の他に高調波を含ん
だ歪波形と々る。
400は本発明を盛込んだ演算回路であシ、電圧信号e
□# emT t eTBを入力し種々の演算を行い、
リアクトル部300が流すべき基本波電流を指示するだ
めの直流値の電流指令I、 、 Iv、 I、、を出力
する。
500は点弧制御器であシ、電流指令値■ 。
I、 # I、、を受けて動作し、Iu、 IY、 I
Wで指示された電流(基本波成分)をリアクトル302
u。
302マ、302wが流すようサイリスタ301u #
soiマ、301wを点弧制御する。
演算回路400と点弧制御器500を合わせたものを制
御回路350と称し、この回路の詳細を第1図に示す。
次に本発明の主要部を第1図、第2図によシ説明する。
第1図と第5図の同一記号カ所は同一要素同一信号を表
わす。
第1図において、第5図の交流母線電圧信号eR11#
 eBT # eTBは、2相変換器403,404゜
405と、2相宿号発生器406に入力される。
406の2相宿号発生器はフェイズロククループ回路で
構成されており、電圧信号e181 eIIT # e
TBを入力しその出力として第5図において第1相をR
相、第2相をS相、第3相をT相とすると、第1相と第
2相の線間電圧e。に同期した単位正弦波信号e 1a
とそれより90°位相が遅れた単位正弦波信号e 、及
び第2相と第3相の線間電圧eIITq に同期した単位正弦波信号θ2dと90°位相が遅れた
単位正弦波信号e24、及び第3相と第1相の線間電圧
eTBに同期した単位正弦波信号θ3dと90°位相が
遅れた単位正弦波信号es qをそれぞれ式(1)の如
く発生する。
403は2相変換器であシミ圧信号eR11l eBT
 #eTRを、第1相と第2相の線間電圧e□(即ち、
式(1)の01d)にd軸を合わせた式(2)K基づく
2相変換を行い、第1相用の2相電圧信号Stag @
 elqaを演算する。同様に404も2相変換器であ
多信号eR111eBT l e□を、第2相と第3相
の線間電圧e8T(即ち、式(1)の02.)にd軸を
合わせた式(3)に基づく2相変換を行い、第2相用の
2相電圧信号e2d8 ”2qlを演算する。及び40
5も2相変換器であ多信号eRg l eIl’r #
 e□を、第3相と第1相の線間電圧e□(即ち、式(
1)の03.)にd軸を合わせた式(4)に基づく2相
変換を行い、第3相用の2相電圧信号03dll # 
e3qlを演算する。
410Aは演算分配器であシその詳細は後述の第2図で
説明するが、信号e1dg a elqB l e2d
li lクトル部300が流す電流を指示するための電
流*** 指令値札’ 工v ’ 工wを出力する。
れた電流(基本波成分)をす7クトル部300が流すよ
うサイリスタ301 u 、 301 v 、 301
vrを点弧制御する。
次に第2図によシ演算分配器410人を説明する。第1
図と第2図の同一記号の信号は記号に合わせて接続され
る。第2図において411人は演算器であり信号e、d
s # e1q8及びe、d、θ、qを入力し、式(5
)により信号P1p t QIN + PINを演算す
る。
系統電圧eRB l eBT P eTRが正相分と逆
相分を含む場合、PIP J q1N# PINは直流
分と基本波の2倍の周波数で振動する交流分を含んだ脈
流となる。
412A、413にも演算器であシ、それぞれ* と051.e3qを受けて式(6) 、 (7)の演算
によシ信号Q  、P  及びQ  、P  を出力す
る。これらの2N      2N        3
N      5NM 号Q2N t P2N及U Q
5He P5Nも、系統電圧eR11$6  、e  
か正相分と逆相分を含む場合、直流分BT     T
l と基本波の2倍の周波数で振動する交流分を含んだ脈流
となる。
421〜427は直流検出フィルタであシ、それぞれ信
号PIF・PlN・QIN・PlN・Q2N・P5N・
Q3Nc+直流成分を検出し、それぞれ信号Pipゎ。
P、ND・QIND・P2ND・Q2ND I P5N
D・Q5 NDとして出力する。このようにして得られ
た直流量の信号は次の量を表わす。即ち、信号P1po
は系統電圧enB I e8ア# eTRが含む正相基
本波電圧を表わす。
及び、信号PIND I QINDは第1相・第2相の
線間電圧eR8が含む逆相電圧を、第1相と第2相の線
間電圧の正相基本波成分に同相の成分(P、HD )と
それと900位相の異なる成分(QIND)に分解した
時の各成分の電圧を表わしておシ、ここではP、NDを
第1相の同相逆相電圧信号、QINDを第1相の90°
逆相電圧信号と呼ぶことにする。同様に、信号P2ND
 * Q2NDは第2相・第3相の線間電圧e8Tが含
む逆相成分を、第2相と第3相の線間電圧の正相基本波
成分に同相の成分とそれと90゜位相の異なる成分に分
解した時の同相成分電圧(P2ND)、90’位相の異
なる電圧成分(Q2ND)を表わしている。及び、信号
P3ND I QSNDは第3相・第1相の線間電圧e
TRが含む逆相成分を第3相と第1相の線間電圧の正相
基本波成分に同相の成分とそれと90°位相の異なる成
分に分解した時の同相成分電圧(P3ND)、90°位
相の異なる電圧成分(Q3ND)を表わしている。ここ
ではP2NOr Q2ND及びP5ND I QSND
を第2相の同相逆相電圧信号(P2ND)、第2相の9
0°逆相電圧信号(Q2ND)、及び、第3相の同相逆
相電圧信号(P、ND)、第3相の90°逆相電圧信号
(QSND )と呼んでおく。
こうして得られた信号PIFD I ’hND I P
、ND IQ2ND・P2ND・Q5 ND・P5ND
は次の振分器440Aに入力される。
次に447は設定器であり交流母線6の維持されるべき
電圧を指示するための電圧設定信号”p、ieyを出力
する。
440Aは振分器であシ、この中では交流母線電圧から
検出された正相基本波電圧信号PIPD m第1相、第
2相、第3相の90°逆相電圧信号QIND I Q2
ND # QSNDと同相逆相電圧信号”IND IP
2ND I P3ND及び電圧設定信号ERIFを入力
し、これらの信号に基づいて式(8)の演算を行い、電
圧偏差信号ΔEulΔEV、ΔEWを出力する。46i
U。
461V、461Wは比例・積分器等で構成された増幅
器であシ、偏差Δ孔、ΔEvlΔEWを増幅し、その結
果を信号−” v ” vとして出力する。ここで得ら
れた信号工。、 Iv、 I□はそ肛ぞれ第5図のりア
クドル部300の第1相のりアクドル302uの発生す
べき電流を指示するだめの第工相の電流指令! 、及び
同様にリアクトル302マU のために第2相の電流指令!及びリアクトルマ J 02wのための第3相の電流指令工である。ことて
振分器440kを構成するものとして次の要素がある。
即ち、4411.4421.443には係数器であシ入
力信号を1/V/T倍して出力する。
444に、445に、446には加算器であシ係数器4
41人、442に、44:Hkの出力を図示の極性で加
算する。加算器4441.445k。
446Aの出力は式(8)の第3項の演算に相当する。
448人は加算器であシ設定信号E□2と信号P、FD
を図示極性で演算する。即ち加算器448人の出力は式
(8)の第1項の演算に相当する。4491゜450A
、451人は加算器であシ信号P、NOjP2ND I
 P3NDと加算器448人の出力信号及び加算器44
4に、445A、446にの出力信号を図示の極性で加
算する。
以上の演算で得られた信号I、 、 I、 、 IWは
直流量の信号となシ、この信号の中には正相電圧に関す
る情報及び逆相電圧に関する情報が全て含まれている。
従って、このIu、 I、 、 1.に基づいて第5図
のりアクドル部300を制御することによシ、第5図の
支線給電系統10.11の発生する正相無効電流と母線
インピーダンス3とに起因して生ずる母線6の電圧変動
、及び、給電系統10.11の発生する逆相電流と母線
インピーダンス3に起因して生ずる母線6の電圧の不平
衡を、自在に安定化、平衡化できる。
以上が本発明の代表的構成である。
第5図において交流母線の電圧が信号e0゜el!T 
# eTnとして検出されるが、この電圧は通常、正相
分と逆相分を含んだ不平衡電圧となっている。
この電圧は、まず、2相発生器406に導入され式(1
)に基づく2相信号e  、e  (第1相・第1d 
  1q 2相の線間電圧e□の正相基本波成分に同期)、及び、
2相信号e  、e  (第2相・−第3相の線2d 
  2q 閾電圧e8Tの正相基本波成分に同期)、及び、2相信
号e  、e  (第3相・第1相の線間電圧3d  
 3q eTRの正相基本波成分に同期)が発生される。ここで
、2相発生器406は電圧信号eR81eIIT 1e
TRの正相基本波成分のみに応動するよう調整されてお
シ、従りて2相信号e1d ” 1q ”2d e* e2. e3. 、 e、  には電圧の正相基本波に
関するq 情報だけが含まれている。
一方、電圧信号e□l egT l eTRは次の2相
変換器403,404,405の中で式(2) # (
3) l (4)による変換が行われ、第1相と第2相
の線間電圧e にd軸を合わせた2相電圧信号e、dl
 l  1q8、s 及び第2相と第3相の線間電圧eBTKd軸を合わせた
2相電圧信号e2dll ”2ql! ’及び、第3相
と第1相の線間電圧eTRKd軸を合わせた2相電圧信
号03dll ”5nmが得られる。こうして得られた
信号e1dg ” 1q8 ”2dli ” 2q5 
” 3dS ’ ”5qli及びeld ” 1q l
 e:d ” 2q ” 3d ” 3qは演算分配器
410kに入力される。
次に、第2図の演算分配器410Aの中では、演算器4
11人では信号e  、e  、e  、eld   
1q   1dg  1qmが入力され式(5)の演算
によシ信号PIP P PjN IQINが得られ、及
び演算器412人では信号e2.。
e*、e、e  が入力された式(6)の演算によ2q
    2d8   2qll シ信号P2N I Q2Nが得られ、及び、演算器41
3Aでは信号e3d ”3q ”3da l e3qa
が入力され式(7)の演算によシ信号Psw r Q5
Nが得られる。これらの信号PIP # PIN・QI
N e P2N I Q2N * P5N IQ5Nは
次の直流検出フィルタ421,422゜423.424
.425.426.427に入力され信号の中の直流成
分が検出され直流量の信号PI PD・PIND I 
QIND I P2ND t Q2ND・P5ND t
Q3NDが得られる。
こうして得られた直流量の信号P、PDは系統電圧e□
t eIT l eTRの中に含まれる正相基本波電圧
を表わし、また、信号PIND I QINDは第1相
・第2相の線間電圧elsが含む逆相電圧を、第1相と
第2相の線間電圧の正相基本波成分と同相の成分とそれ
と、90°位相の異なる成分に分解した場合の各成分電
圧即ち、同相電圧成分PIND (第1相の同相逆相電
圧)及び90’位相の異なる電圧成分QIND(第1相
の90’逆相電圧)を表わしている。及びP2ND I
 Q2NDは第2相の同相逆相電圧P2ND、第2相の
900逆相電圧Q2NDである。同様に、P3ND P
 Q3NDは第3相の同相逆相電圧P5ND、第3相の
90°逆相電圧Q3NDである。
以上のようにして得られた信号PI PDは系統電圧e
  、e  、e  の中に含まれる正相基本波電圧R
B     ST     TR だけに関係する信号であシ、さらに言えば正相基本波電
圧と同相の成分だけに関係する信号である。
なお、電圧の正相分に関する諸量の演算、例えば式(5
)のPlP等の変換では、どの相に基準を合わせて演算
を行っても全く同じ量が演算される。従って正相分に関
する演算は1つの相について行えばよい。
また、信与P、ND I QIND及びP2No t 
Q2ND及びP3ND # Q5Npに着目すると、こ
れらの信号は系統電圧’Ra P eBT # eTR
の中に含まれる逆相分電圧だけに関係する信号であシ、
さらに言えばPIND’Q1NDV!、を圧08Bの逆
相分のみに、P2ND # Q2NDはeIiTの逆相
分のみに、P5HD* Q5ND J’J:電圧e4の
逆相分のみに関係する信号であシ、さらに詳しく言えば
P、HD、Q、NDを例にすると、PINDは電圧θR
8の逆相分の中の線間電圧の正相基本波成分と同相の電
圧成分であり、Q、NDは正相基本波電圧と90°位相
のずれた電圧成分のみに関係する信号である。
以上、系統電圧elali l emT I eオのあ
らゆる情報が直流の信号P1m’D・PIND・P2N
D・P5ND・Q、ゎp Q2ND p Q3ゎの形で
独立して分離検出さtlていることが明らかであろう。
こうして得られた信号を第2図の振分器430にの中で
式(8)に沿って演算し電圧偏差信号ΔE 。
ΔEv、ΔEwを作り、それを増幅すると電流指令稲’
 ”v ’ ”wが得られる。
この電流指令”u ” v ’ ■vrに基づいて第5
図のリアクトル電流を制御する無効電力補償装置100
は次のように作動する。
例えば、系統に逆相電流が流れて電圧の不平衡が発生す
ると、それが制御回路で検出され(第2図の信ぢPIN
D I QIND・P2ND・Q2ND I P3ND
・Q4ND)、それに基づいてリアクトル部SOOがこ
れを打消すような補償の逆相電流(負荷から系統に注入
された逆相amと丁度位相が逆になるよう発生される)
を発生するから、従って第5図のインビーダンス30所
には見かけ正逆相電流が流れなくなシ逆相電流による電
圧の不平衡は除去される。なおこの補償作用は、第2図
の制御回路が比例積分器からなる増幅器451U、45
1V、451Wを含んでいるため、系統の逆相電圧が完
全に零になるまで実行される。
次に、系統に無効電流が流れて系統の電圧が変化した場
合にはそれが制御回路で検出され(第2図の信号P、P
D)、それと電圧設定値ERXFの比較の結果に基づい
てリアクトル部300の電流が調整JJ−+Z    
 釣14  νゼ 3て 玄零 tm  令h  口:
 −^r  /! τI   −L  +n  Δ I
/F  ra  IIアクドル電流が小さくなシ、従っ
て第6図の説明25jらも分るようは無効電流補償装置
200の発生する電流が進相的となシ系絖6の電圧が引
き上げられ(インダクタンスに進相電流を流すと電圧が
上がる)設定値に維持される。また電圧が上昇しようと
した場合には無効電力補償装置100が遅れ電流を発生
し系統電圧引き下げるよう作用し、従って系統電圧は設
定値に維持されることとなる。
以上の説明から明らかなよ5K、本発明の無効電力補償
装置を備えた電力供給システムでは、負荷の無効電力変
動が原因して生ずる電圧変動が発生しようとしても、ま
た逆相電流に起因する電圧不平衡が発生しようとしても
、それらが無効η;カ補償装置によって補償されるため
、従って電圧変動が少なく、電圧が平衡化された品質の
良い電力を供給できる。
以上が本発明の代表的な実施例である。
次に本発明の他の実施例を第3図にょシ説明する。即ち
、第3図は前述した発明の第2図の分配器420Aの馨
刑伺lで九h 知Q Ii糾飴11爵直へ八配器420
Aの中に挿入され使用される。従りて、本変形例は前に
説明した発明と重複する部分が多多あシ、重複する部分
については説明を省略する。
第3図と第1図の同一記号カ所は記号に合わせて接続さ
れる。
第3図において、411Bは演算器であシ前記した第1
相の2相電圧信号e、e  8及び第11da    
1q 相の2相電圧信号e  、e  を入力し式(9)によ
シId    1q 信号p  、p  が演算される。
H’      IN このP  、P  は前記説明の式(5)で得られた信
1P      1)1 号p  、p  と同じものである。412B、413
BIP      IN も演算器であシ、それぞれ前記した第2相の2相電圧信
号e2dg ’  2q11.2相電圧信号e 、e*
2d    2q と第3相の2相電流信号e5ds l  3q11.2
相電圧* 信号e  、e  が入力され、式(11,α力によシ
信号3d    5q P  、P  が演算される。
2’N     5N P5N ” 05tl ” ’5d8−034 ” e
3q8   °゛値カのP2NIP、Nは前記説明の式
(6) 、 (7)で得られた信号p  、p  と同
じものである。
2N      5N 次にこれらの信号Pl l PIN I P2N I 
P3Nを直流検出フィルタ421.422.424.4
26に通して直流成分の信号PIPD I P、ND 
I P2ND IP5NDが得られる。
ここでP、FDは正相基本波電圧信号であ!’ % P
INDは第1相の同相逆相電圧信号、P2NDは第2相
の同相逆相電圧信号、P3NDは第3相の同相逆相電圧
信号である。
447は設定器であシ、電圧設定信号E□2を出力する
。440Bは振分器であシ、正相基本波電圧信号P  
第1相、第2相、第3相の同相逆IPD% 相電圧信号PjND # P2ND # P3ND及び
電圧設定信号* E□2を入力し、これらの信号に基づいて式(2)の演
算を行い、電圧偏差信号ΔEu、ΔEv、ΔEwを出力
する。461U、461V、461Wは比例・積分器等
で構成された増幅器であシ、偏差ΔEu、ΔEv。
ΔI、を増幅し、その結果を信号r、 、 Iv、 1
.として出力する。ここで得られた信号Iu、 I、 
l 1.は第1相、第2相、第3相の電流指令である。
ここで453B 、454B 、41;5Bは係数器で
あシ入力信号を2倍して出力する。また、4481゜4
49B、450B、451Bは加算器であシ図示の極性
で加算する。
電流指令■。’ Iv ”wは前述した図2で得られる
電流指令値と全く同一のものであシ、従ってこのI、 
、 I、 、 1.に基づいて第5図のりアクドル部S
OOの電流を制御すると、前述した第1図、第2図によ
る発明と全く同じ補償効果が得られる。
以上、本実施例では第3図の演算器411B。
412B、413Bの演算が、第2図の演算器4111
.412に、413Aより簡略化できる。
次に本発明のもう1つの実施例を第4図によシ説明する
。本実施例もやはシ前述した発明の第2図の変形例に関
するものであシ、第4図は第1図の演算分配器410A
に挿入される。従って前述した発明と重複する部分はそ
の説明を省略する。
第4図において、411Cは演算器であシ第1相の2相
電圧信号e、e、及び第1相の2相Idol     
lq 電圧信号eId ”Iqを入力し式勾によシ信号p、、
 。
Q、Nが演算される。
この”Ip y QINは前記説明の式(5)で得られ
た信号PIF I QINと同じものである。412 
C,413Cも演算器であシ、それぞれ前記した第2相
の2相電圧信号e2dll ” 2qll、2相電圧信
号e21.e2゜と第3相の2相電圧信号e  、e 
8.2相電圧3dl    3q 信号e、e3.が入力され、弐〇、0υによシ信号d Q2N I Q3Nが演算される。
957M −e3d ” 03q8 ” e3q ”3
ds   °°°に)このQ2N I Q3Nは前記説
明の式(6) 、 (7)で得られた信号Q  、Q 
 と同じものである。
2N      3N 次にこれらの信号P1p t QIN t Q2N #
 Q5Ht”直流検出フィルタ421.423.425
.427に通して直流成分の信号P   、Q   、
Q   。
IPD      IND      2NDQ3ND
が得られる。
ここでPlPDは正相基本波重圧信号であり、QIND
は第1相の90°逆相電圧信号、Q2 NDは第2相の
90°逆相電圧信号、QSNDは第3相の90°逆相電
圧信号である。
447は設定器であ夛、電圧設定信号EIEFを出力す
る。440Cは振分器であシ、正相基本波電圧信号PH
’D%第1相、第2相、第3相の90゜逆相電圧信号Q
IND I Q2ND I QSND及び電圧設定信号 号E□2を入力し、これらの信号に基づいて式aQの演
算を行い、電圧偏差信号ΔEu、ΔEvjΔE−を出力
する。461U、461V、461Wは比例・積分器等
で構成された増幅器であり、偏差Δ孔。
ΔEvIΔEwを増幅し、その結果を信号工。”v”w
として出力する。ここで得られた信号I、 r Iv*
 I、。
は第1相、第2相、第3相の電流指令である。ここで、
441k 、44,2A 、443Aは係数器であシ入
力信号を115倍して出力する。4s s B e45
4B 、455Bも係数器であり入力信号を2倍して出
力する。また、4441.4451゜4461.448
に、449B、450B、451Bは加算器であシ図示
の信号を図示の極性で加算する。
電流指令’ u ’ Iy r IWは前述した図2で
得た電流指令値と全く同一のものであシ、従ってこの1
、 、 I、 、 I、に基づいて第5図のりアクドル
部300の電流を制御すると、前述した第1図、第2図
による発明と全く同じ補償効果が得られる。
以上、本実施例では第4図の演算器411C。
412C,413Cの演14が第2図の演算器411A
、412に、413Aよシ簡略化できる。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明の無効電力補償
装置では次のような効果が得られる。
即ち、 (1)交流電源系統に変動負荷や不平衡負荷が接続され
ると、交流母線の電圧変動及び電圧の不平衡が問題にな
るが、本発明ではこれらの変動を正相分によるものか逆
相分によるものかを明確に分離検出できることから、無
効電力補償装置の補償対象が何であるか明確になシ、従
って、系統の電圧変動だけに着目した制御(電圧変動抑
制制御)、系統の不平衡電圧だけに着目した制御(電圧
平衡化制御)、及び両者に着目した制御等々の制御が自
在に構成でき、従来のものに比しよシ高度な電圧補償制
御が簡単に実現できる。
(2)系統電圧の正相分・逆相分を直流信号の形で連続
的に検出でき、従って制御に不連続性が入夛込まないこ
とから安定な制御が実現できる。
(3)また、制御回路においては電圧の正相分、逆相分
を検出する場合、信号処理手段として係数器、加算器、
乗算器等々の簡単な素子を用い、単純な演算を行って所
用の信号を得るだけであり、検出信号にあいまいさが入
夛込まず、正確で高精度の信号(正相分、逆相分に関す
る)を得ることができる。また回路が簡単なため、コス
トも安くなる。
以上述べたように本発明の無効電力補償装置では従来の
制御には無い、1正相分と逆相分を分離検出しそれに基
づいて補償制御を行う”という全く新しい制御概念が取
入れられているため、よって今後の複雑・高度化する無
効電力補償制御への要求にも充分答えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図乃
至第4図は本発明のそれぞれ異る他の実施例を示すブロ
ック図、第5図は、本発明が適用される無効電力補償装
置の主回路図、第6図は無動電力補償装置の動作説明図
、第7図は従来の無効電力補償装置に採用されている電
圧制御回路のブロック図である。 1・・・幹線の交流電源系統、3・・・系統インピーダ
ンス、10.11・・・支線の交流電源系統、100・
・・無効電力補償装置、200・・・進相コンデンサ、
300・・・リアクトル部、350・・・制御回路、4
00・・・演算回路、500・・・点弧制御回路、40
3〜405・・・2相変換器、406・・・2相発生器
、410A・・・演算分配器、SOO・・・点弧制御器
、411A〜4131.411B〜413B、411C
〜413C・・・演算器、421〜427・・・直流検
出フィルタ、4401.440B、440C・・・振分
器、447・・・設定器、441A〜443に、453
B〜455B・・・係数器、444A〜446に、44
8A〜451 A ・・・加算器、461U、4erV
。 461W・・・増幅器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多相交流電源系統の不平衡電圧及び電圧変動を補
    償する無効電力補償装置において、 N相・多相交流電源の電圧の第1相、第2相、第3相〜
    第N相の電圧に同期した単位正弦波信号e^*_1_d
    、e^*_2_d、e^*_3_d・・・e^*_N_
    dと、それに対して90°位相の遅れた単位正弦波信号
    e^*_1_q、e^*_2_q、e^*_3_q・・
    ・e^*_N_qを得る手段と、 N相・多相電圧e_1_s、e_2_s、e_3_s・
    ・・e_N_sを検出し、これら電圧から、それぞれ、
    第1相の電圧にd軸を合わせた2相変換を行い2相電圧
    信号e_1_d_s、e_1_q_sを得て、第2相の
    電圧にd軸を合わせた2相変換により2相電圧信号e_
    2_d_s、e_2_q_sを得て、第3相の電圧にd
    軸を合わせた2相変換により2相電圧信号e_3_d_
    s、e_3_q_sを得て、及び、同様の変換を順次行
    い第N相の2相電圧信号e_N_d_s、e_N_q_
    sまで得る手段と、 前記信号e^*_1_d、e^*_2_d、e^*_3
    _d〜e^*_N_d、e^*_1_q、e^*_2_
    q、e^*_3_q〜e^*_N_q及びe_1_d_
    s、e_1_q_s、e_2_d_s、e_2_q_s
    、e_3_d_s、e_3_q_s〜e_N_d_s、
    e_N_q_sを入力信号として演算を行いN相・多相
    交流の第1相、第2相、第3相〜第N相の電流指令を作
    成する手段とを備え、 該手段により得られた電流指令に基づいて 前記無効電力補償装置を制御することを特徴とする無効
    電力補償装置。
  2. (2)前記電流指令を作成する手段が、 無効電力補償装置の作用で維持すべき電源系統の電圧値
    を指示するための系統電圧設定信号E^*_R_E_F
    を設定する手段と、 前記信号e^*_1_d、e^*_1_qとe_1_d
    _s、e_1_q_sを用いて P_1_P=e^*_1_d・e_1_d_s+e^*
    _1_q・e_1_q_s P_1_N=e^*_1_d・e_1_d_s−e^*
    _1_q・e_1_q_s Q_1_N=e^*_1_d・e_1_q_s+e^*
    _1_q・e_1_d_s の演算を行い信号P_1_P、P_1_N、Q_1_N
    を得る手段と、 前記信号e^*_2_d、e^*_2_qとe_2_d
    _s、e_2_q_sを用いて P_2_N=e^*_2_d・e_2_d_s−e^*
    _2_q・e_2_q_s Q_2_N=e^*_2_d・e_2_q_s+e^*
    _2_q・e_2_d_s の演算を行い信号P_2_N、Q_2_Nを得る手段と
    、 前記信号e^*_3_d、e^*_3_qとe_3_d
    _s、e_3_q_sを用いて P_3_N=e^*_3_d・e_3_d_s−e^*
    _3_q・e_3_q_s Q_3_N=e^*_3_d・e_3_q_s+e^*
    _3_q・e_3_d_s の演算を行い信号P_3_N、Q_3_Nを得る手段と
    、 前記信号P_1_P、P_1_N、Q_1_N、P_2
    _N、Q_2_N、P_3_N、Q_3_Nの直流成分
    を検出し信号P_1_P_D、P_1_N_D、Q_1
    _N_D、P_2_N_D、Q_2_N_D、P_3_
    N_D、Q_3_N_Dを得る手段と、 前記信号E^*_R_E_F、P_1_P_D、Q_1
    _N_D、Q_2_N_D、Q_3_N_D、P_1_
    N_D、P_2_N_D、P_3_N_Dに基づいて ΔE_u=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+P
    _1_N_D+(1/√3)(Q_2_N_D−Q_3
    _N_D) ΔE_v=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+P
    _2_N_D+(1/√3)(Q_3_N_D−Q_1
    _N_D) ΔE_w=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+P
    _3_N_D+(1/√3)(Q_1_N_D−Q_2
    _N_D) の演算をし、電圧偏差信号ΔE_u、ΔE_v、ΔE_
    wを作成する手段と、前記信号ΔE_u、ΔE_v、Δ
    E_wを増幅し、電流指令信号I^*_u、I^*_v
    、I^*_wを作成する手段とから成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の無効電力補償装置。
  3. (3)前記電流指令を作成する手段が、 無効電力補償装置の作用で維持すべき電源系統の電圧値
    を指示するための系統電圧設定信号E^*_R_E_F
    を設定する手段と、 前記信号e^*_1_d、e^*_1_qとe_1_d
    _s、e_1_q_sを用いて P_1_P=e^*_1_d・e_1_d_s+e^*
    _1_q・e_1_q_s P_1_N=e^*_1_d・e_1_d_s−e^*
    _1_q・e_1_q_s の演算を行い信号P_1_P、P_1_Nを得る手段と
    、 前記信号e^*_2_d、e^*_2_qとe_2_d
    _s、e_2_q_s及びe^*_3_d、e^*_3
    _qとe_3_d_s、e_3_q_sを用いて P_2_N=e^*_2_d・e_2_d_s−e^*
    _2_q・e_2_q_s P_3_N=e^*_3_d・e_3_d_s−e^*
    _3_q・e_3_q_s の演算を行い信号P_2_N、P_3_Nを得る手段と
    、 前記信号P_1_P、P_1_N、P_2_N、P_3
    _Nの直流成分を検出し信号P_1_P_D、P_1_
    N_D、P_2_N_D、P_3_N_Dを得る手段と
    、 前記信号E^*_R_E_F、P_1_P_D、P_1
    _N_D、P_2_N_D、P_3_N_Dに基づいて ΔE_u=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+2
    ・P_1_N_D ΔE_v=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+2
    ・P_2_N_D ΔE_w=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+3
    ・P_3_N_D の演算をし電圧偏差信号ΔE_u、ΔE_v、ΔE_w
    を作成する手段と、前記信号ΔE_u、ΔE_v、ΔE
    _wを増幅し、電流指令信号I_u^*、I_v^*、
    I^*_wを作成する手段とから成ることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の無効電力補償装置。
  4. (4)前記電流指令を作成する手段が、 無効電力補償装置の作用で維持すべき電源系統の電圧値
    を指示するための、系統電圧設定信号E^*_R_E_
    Fを設定する手段と、 前記信号e^*_1_d、e^*_1_qとe_1_d
    _s、e_1_q_sを用いて P_1_P=e^*_1_d・e_1_d_s+e^*
    _1_q・e_1_q_s Q_1_N=e^*_1_d・e_1_q_s+e^*
    _1_q・e_1_d_s の演算を行い信号P_1_P、Q_1_Nを得る手段と
    、 前記信号e^*_2_d、e^*_2_qとe_2_d
    _s、e_2_q_s、及びe^*_3_d、e^*_
    3_qとe_3_d_s、e_3_q_sを用いて Q_2_N=e^*_2_d・e_2_q_s+e^*
    _2_q・e_2_d_s Q_3_N=e^*_3_d・e_3_q_s+e^*
    _3_q・e_3_d_s の演算を行い信号Q_2_N、Q_3_Nを得る手段と
    、 前記信号P_1_P、Q_1_N、Q_2_N、Q_3
    _Nの直流成分を検出し信号P_1_P_D、Q_1_
    N_D、Q_2_N_D、Q_3_N_Dを得る手段と
    、 前記信号E^*_R_E_F、P_1_P_D、Q_1
    _N_D、Q_2_N_D、Q_3_N_Dに基づいて ΔE_u=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+(
    2/√3)(Q_2_N_D−Q_3_N_D) ΔE_v=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+(
    2/√3)(Q_3_N_D−Q_1_N_D) ΔE_w=−E^*_R_E_F+P_1_P_D+(
    2/√3)(Q_1_N_D−Q_2_N_D) の演算をし、電圧偏差信号ΔE_u、ΔE_v、ΔE_
    wを作成する手段と、前記信号ΔE_u、ΔE_v、Δ
    E_wを増幅し、電流指令信号I^*_u、I^*_v
    、I^*_wを作成する手段とから成ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の無効電力補償装置。
JP61212552A 1986-09-11 1986-09-11 無効電力補償装置 Pending JPS6369431A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61212552A JPS6369431A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 無効電力補償装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61212552A JPS6369431A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 無効電力補償装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6369431A true JPS6369431A (ja) 1988-03-29

Family

ID=16624574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61212552A Pending JPS6369431A (ja) 1986-09-11 1986-09-11 無効電力補償装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6369431A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4555755A (en) AC Current control system
EP0510601B1 (en) Parallel operation system of AC output inverters
KR910009763B1 (ko) 교류출력변환기의 병렬운전시스템
EP0214661A2 (en) Reactive power compensation apparatus
US4755738A (en) Reactive power compensation apparatus
JPH09233701A (ja) アクティブフィルタの制御装置
Le Roux et al. Integrated active rectifier and power quality compensator with reduced current measurement
JP2887013B2 (ja) 3相交流出力変換器の並列運転制御装置
JPS6369431A (ja) 無効電力補償装置
JPH0515070A (ja) 並列運転制御装置
JP3611235B2 (ja) アクティブフィルタ制御方法
JP2674402B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転制御装置
JPS6260015A (ja) 無効電力補償装置
JPH0956170A (ja) 系統連系用インバータの制御装置
JP3135600B2 (ja) 不平衡補償装置
JPS6369430A (ja) 無効電力補償装置
JP2730383B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転制御装置
JPS6369433A (ja) 無効電力補償装置
JP2017005859A (ja) 分散電源の単独運転検出装置
JPS6369432A (ja) 無効電力補償装置
JPH01126704A (ja) 変圧器の直流偏磁抑制装置
JPS6260014A (ja) 無効電力補償装置
Syed et al. Active power filtering in asymmetric power system by modified synchronous detection algorithm
JPH096446A (ja) 自励式無効電力補償装置の制御方法
JPS62268364A (ja) 多相サイクロコンバ−タの出力電圧制御装置