JP2002165366A - 配電系統の電圧制御装置の制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置の動作に協調し
て電圧制御装置を運転制御することにより、電圧制御装
置の能力を最大限活用し、かつＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ
装置の電圧補償を活かすこと。 【解決手段】 配電線の電圧変化が緩やかで、配電線電
圧が電圧制御装置の制御目標電圧の不感帯内にあるとき
は、電圧制御装置は無効電力出力を目標値に戻す制御を
行い、配電系統の電圧変化が緩やかで、電圧が不感帯外
にあるときは、電圧制御装置は制御目標電圧を配電線の
電圧変化に追随して変動させ、無効電力出力を目標値に
戻す制御を行い、配電線の電圧変化が急であるときは電
圧制御装置は制御目標電圧を変更しないで電圧一定制御
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配電系統の電圧を
補償する電圧制御装置の協調制御方法に関し、特にイン
バータ回路，コンデンサ及び変圧器を具備する電圧制御
装置をＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ等の電圧補償装置の動作
に協調させて運転制御する方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】配電線には、一般需要家の様々な負荷が
接続されており、それらの負荷設備が配電線に接続され
ると、負荷と配電線とのリアクトル成分によって、電圧
低下が発生する。このリアクトル成分によって発生する
電圧低下を抑制させるため、従来は配電線の途中にＳＶ
Ｒ（負荷時タップ切換変圧器装置）を、配電線末端には
ＳＳＣ装置（段階制御式コンデンサ装置）を、また需要
家工場内においては力率改善コンデンサを設置し、この
電圧低下を抑制していた。

【０００３】また、需要家工場内に設置された力率改善
コンデンサ装置による夜間の電圧上昇を抑制するため、
配電線末端にＳＳＲ（段階制御式リアクトル装置）を設
置し、電圧の上昇を抑制していた。図１１は配電系統の
電圧制御例を図示したものである。図中、１は配電用変
電所、２は配電線、３は負荷、４はＳＶＲ、５はＳＳ
Ｃ、６は電圧制御装置、７は電圧補償装置を制御するた
めに配電線の電圧を検出する計器用変圧器を表してい
る。この例ではＳＳＲは設置されていない。

【０００４】これらのＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲの電圧補
償装置は、搭載している機械式接点やコンデンサ等の寿
命により、１日の動作回数は限られており、頻繁に動作
させることができない。従って、ある程度大きな電圧変
動が、ある程度長い時間継続しないと動作を開始しない
ように、低速度で動作するように設定・運用されてい
た。すなわち、急激な電圧変動を補償できないという問
題があった。

【０００５】このため、トランジスタ（ＩＧＢＴ）を使
用して、交流電圧を直流電圧より作りだし、それを多重
変圧器を介して配電線電圧ＶＳと接続させることによ
り、無効電力を発生する構造の電圧制御装置６が配電線
末端に設置されている。電圧制御装置は、配電線電圧Ｖ
Ｓを取り込んで、配電線電圧が固定基準電圧Ｖ１となる
ように、ＰＩ制御を用いて、配電線電圧との位相角を算
出し、インバ−タの位相角θを制御して無効電力Ｑを配
電系統に供給することにより瞬時に配電線の電圧制御を
行なっていた。

【０００６】電圧制御装置は、１日の制御回数に制限が
なく、何回でも制御を行なうことができるので、従来の
ＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置に比べて、圧倒的に高速な
電圧補償が可能になった。電圧制御装置により高速な電
圧補償を行わせると、電圧変動がその補償可能範囲であ
る限りにおいて、配電線の電圧変動が殆どなくなり、一
定とすることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＶ
Ｒ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置は、それぞれ配電系統電圧と設
定基準電圧とを比較し、両者の電圧が所定時間離れてい
る場合に制御を行なう制御方式となっているため、電圧
変化が殆ど一定となってしまうと、これら既設のＳＶ
Ｒ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置は全く動作しなくなる。

【０００８】そこで、電圧制御装置に高速な電圧補償を
行なわせると、電圧変化が電圧制御装置の補償範囲内で
ある限りにおいて、高速応動の電圧制御装置が結果とし
て電圧補償を負担することになる。電圧制御装置の補償
がその調整限度を超えて初めて、ＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳ
Ｒ装置が電圧補償を負担することになる。これでは、電
圧制御装置を設置したことにより、ＳＶＲ，ＳＳＣ，Ｓ
ＳＲ装置の能力が活かせなくなり、配電系統に設置した
電圧補償装置の総合補償能力が低下し、急激でかつ小さ
な電圧変動なら補償できるが、急激でかつ大きな電圧変
動に対して、電圧制御装置では補償できなくなるという
問題があった。

【０００９】本発明は、電圧制御装置の運転制御をＳＶ
Ｒ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置の動作と協調させてそれぞれの
装置の機能を活かした制御をすることにより、上記問題
を解決する制御方法及び装置に関する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電圧制御装置の
制御方法は、配電系統の電圧変化が緩やかなときは無効
電力を目標値に戻す制御を行い、電圧変化が急なときに
は所定時間電圧一定制御を行なうように構成することに
より、外部のＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置の動作を阻害
しないように、制御する方法を提供する。

【００１１】さらに、本発明の制御方法は、配電系統の
電圧変化が緩やかなときは、電圧が制御目標電圧の不感
帯内外を問わず、電圧制御装置の制御目標電圧を配電系
統の電圧変化に追随させて変動させ、無効電力を目標値
に戻す制御を行い、電圧変化が急であるときは、電圧制
御装置の制御目標電圧を変更しないで電圧一定制御を行
なう方法を提供する。

【００１２】また、配電系統の電圧変化が急で、配電系
統の基準電圧の方向に向かうときは、電圧制御装置の制
御目標電圧を配電系統の電圧に、基準電圧を超えるとき
は基準電圧にそれぞれ変更して、電圧改善の行き過ぎを
防止する。配電系統の電圧変化が緩やかで、電圧が配電
系統の基準電圧の上限値、下限値を超えるときは、電圧
制御装置の制御目標電圧を配電系統の基準電圧の上限
値、下限値に変更して、電圧制御装置の協調運転を解除
して、電圧補償を速やかに行なう。

【００１３】本発明の制御装置は、電圧制御装置の出力
側の配電系統電圧を検出する電圧検出部と、電圧制御装
置の出力無効電力を算出する無効電力算出部と、電圧一
定制御部と、算出された無効電力を所定速度で目標無効
電力に復帰制御させる電力復帰制御部と、インバータ回
路、コンデンサ及び変圧器を含む電圧制御装置のインバ
ータ回路のスイッチング手段を導通制御するスイッチン
グ信号発生部と、配電系統の電圧変化の緩急を判定し、
電圧一定制御部の制御目標電圧を変更し、かつ前記スイ
ッチング信号発生部への出力信号を電力復帰制御部と電
圧一定制御部の制御出力を切換え指令を出力する協調制
御部とを具備する配電系統の電圧制御装置の制御装置で
あって、配電系統の電圧変化が緩やかなときは電力復帰
制御部により無効電力を目標値に戻す制御を行い、配電
系統の電圧変化が急なときには電圧一定制御部により所
定時間電圧一定制御を行なう制御装置を提供する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図９の実施例を参
照して説明する。図１は本発明の電圧制御装置の一制御
装置例の概念図を示している。図中、１０は本発明の制
御装置を、１１は配電線の電圧を検出する電圧検出部、
１２は本発明の制御をコントロールする協調制御部、１
３は配電系統の基準電圧を固定基準電圧（Ｖ１）として
記憶される固定基準電圧（Ｖ１）設定値、１４は電圧制
御装置の制御目標電圧値である変動基準電圧（Ｖ０）を
記憶する変動基準電圧（Ｖ０）記憶部、１５はコンデン
サ６ｂの電圧を検出する電圧検出部、１６は無効電力算
出部、１７は電圧一定制御部、１８は電力復帰制御部、
１９は電力復帰制御部１８に設定、記憶される目標無効
電力（Ｑ０）設定値、２０は電圧制御装置のインバ−タ
回路のトランジスタに導通信号を供給するスイッチング
信号発生部、２１は協調制御部１２の切換え指令により
電圧一定制御部１７の出力信号と電力復帰制御部１８の
出力信号とを切り換えてスイッチング信号発生部２０に
出力するスイッチング手段を表し、１１〜２１は制御装
置１０の構成部品である。なお、６ａ，６ｂ，６ｃは電
圧制御装置６のインバータ回路、コンデンサ、多重接続
変圧器を表している。以下、本明細書及び図面で同一参
照符号を付したものは同一のものを意味している。

【００１５】電圧検出部１１は配電線の電圧を計器用変
圧器７で変換した測定可能な電圧波形から電圧の実効値
を算出し、ＶＳを出力する。電圧検出部１５はコンデン
サ６ｂの電圧ＶＩの電圧値を検出し、出力する。無効電
力算出部１６は電圧検出部１１，１５から入力された電
圧値ＶＳ，ＶＩをもとに、インバータ回路から発生して
いる無効電力ＱＩを計算する。

【００１６】電圧一定制御部１７は電圧検出部１１から
入力される配電線の電圧ＶＳが変動基準電圧（Ｖ０）記
憶部１４に記憶された変動基準電圧Ｖ０と等しくなるよ
うな位相角をＰＩ制御による所定速度でスイッチング信
号発生部２０に出力する。電力復帰制御部１８は無効電
力算出部１６から入力される無効電力ＱＩを目標無効電
力Ｑ０（例えば、０kvarや遅れ２００ kｖarに設定す
る。また、プログラマブルコントロール的に単位時間毎
に、かつ３パターンで設定することができる。）にＰＩ
制御による所定速度で復帰させる位相角信号θを出力す
る（ＱをＱ０に戻す制御）。

【００１７】協調制御部１２は、本発明の制御方法に基
づいて、配電線電圧ＶＳの電圧変化とその緩急を判定
し、電圧一定制御部１７及び電力復帰制御部１８の出力
の選択及び変動基準電圧Ｖ０を設定し、変動基準電圧
（Ｖ０）記憶部１４に設定されたＶ０を記憶させる。固
定基準電圧（Ｖ１）設定値１３は、接続される配電系統
の基準電圧、例えば６，６００Ｖに設定される。

【００１８】図２，図３は本発明の電圧制御装置の制御
波形例を模式的に表した図で、図２が負荷変動が緩やか
なとき、図３が負荷変動が急なときにおける電圧制御装
置の制御例である。図のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ欄は、それ
ぞれ負荷量、配電線電圧ＶＳ、ＳＳＣ装置の動作（ステ
ップアップ）・復帰（ステップダウン）状態、電圧制御
装置の無効電力出力Ｑ・目標無効電力Ｑ０、変動基準電
圧Ｖ０＝制御目標電圧、時間を表している。

【００１９】図２，３により本発明の基本的原理を説明
する。図２のように負荷変動が緩やかなときには、電圧
制御装置の目標制御電圧である変動基準電圧Ｖ０を配電
線電圧ＶＳに追随させて変動させ（図２，Ｄ欄の変動基
準電圧Ｖ０参照）、無効電力を目標値Ｑ０だけ配電系統
に供給する（図２，Ｄ欄の出力Ｑ参照）ことで、電圧制
御装置は緩やかな電圧変化に対応する電圧は補償せず、
ＳＳＣ（ＳＶＲ，ＳＳＲ）装置に受け持たさせる（図
２，Ｂ欄の配電線電圧ＶＳ，Ｃ欄のＳＳＣ装置の動作・
復帰状態参照）。

【００２０】図３のような急峻な電圧変化であるときは
最初の所定期間（図３，Ｅ欄の制御時間Ｔｋｅｅｐ：ｔ
７〜ｔ８，ｔ１１〜ｔ１２）中、電圧制御装置の変動基
準電圧Ｖ０を変更せず、電圧制御装置の無効電力供給に
より高速に電圧を補償する（図３のＤ欄の出力Ｑ，Ｂ欄
の配電線電圧ＶＳ参照）。次いで、最初の所定期間（制
御時間Ｔｋｅｅｐ）後は、無効電力を目標値Ｑ０に戻す
制御を行なうので、配電線電圧ＶＳは変化する。ＳＳＣ
装置の動作電圧以上の電圧変化になるとＳＳＣ装置が動
作して、配電線電圧を補償する（図３のＣ欄、ｔ９〜ｔ
１０，ｔ１３〜ｔ１４におけるＳＳＣ装置動作、Ｂ欄の
配電線電圧ＶＳ参照）。なお、図２，図３ではＳＳＣ装
置の復帰と電圧制御装置の無効電力出力の目標値Ｑ０に
戻る時点がたまたま一致している場合である。

【００２１】図４〜図７は本発明による制御方法例を示
すフロー図を示し、図４はフロー全体を示し、図５は初
期設定ブロック，電圧変化までの時間カウントブロッ
ク，制御期間中判定ブロックを、図６は分岐Ａブロック
（処理Ｂブロックを含む）を、図７は処理Ａブロック，
処理Ｃブロックを、図８は分岐Ｂブロック（処理Ｂブロ
ックを含む）に含まれるフローを示している。図４中、
３０は開始ステップ、３１は初期設定ブロック、３２は
電圧変化までの時間カウントブロック、３３は制御中か
否かの判定ブロック、３４は分岐Ａブロック、３５は処
理Ａブロック、３６は分岐Ｂブロック、３７は処理Ｃブ
ロックを表している。

【００２２】処理Ａは電圧制御装置の「ＱをＱ０に戻す
制御」で制御をし、処理Ｃは電圧制御装置の目標制御電
圧設定値である変動基準電圧Ｖ０で電圧一定にする制御
である。図９は、分岐Ａブロック３４による電圧変化の
判定例を、図１０は分岐Ｂブロックと処理Ｃブロックに
よる電圧一定制御における変動基準電圧Ｖ０の判定例、
制御例を示す。

【００２３】図５における、初期設定ブロック３１のス
テップＳ１は変動基準電圧Ｖ０を例えば６，６００Ｖに
初期設定、ステップＳ２，Ｓ３は制御直後からの経過時
間の監視カウンタＪ，電圧変化までの時間カウンタＩの
カウント値をそれぞれ「０」に初期設定するステップで
ある。カウンタＩは所定間隔時間、例えば１／６サイク
ル（６０Ｈｚで２．８ｍＳ）毎に電圧検出部１１で演算
記憶された配電線電圧ＶＳの実効値を協調制御部１２、
電圧一定制御部１７、電力復帰制御部１８及び無効電力
算出部１６に取込み、取込んだ配電線電圧ＶＳの実効値
を制御部及び演算部に取込み、取込んだ配電線電圧ＶＳ
の緩急変化の判定に使用される。

【００２４】変動基準電圧Ｖ０を例えば６，６００Ｖに
初期設定し、カウンタＩ，Ｊを初期設定「０」にする
と、ステップＳ４で配電線電圧ＶＳを取り込み、ステッ
プＳ５で１／６サイクル前に取込んだ配電線電圧ＶＳ１
と比較し（｜ＶＳ−ＶＳ１｜）、ＶＳ＝ＶＳ１ならば電
圧変化なしとしてステップＳ６に進み、ステップＳ６で
カウンタＩのカウント値ｉを「１」増やし、ステップＳ
７でカウンタＩのカウント値ｉが「２０」以上であれ
ば、ステップＳ８でカウンタＩのカウント値ｉを「２
０」とする。また配電線電圧が変化する（ＶＳはＶＳ１
と等しくない。）とステップＳ９に進み、ｉ１の値を１
／６サイクル前のカウンタＩの値ｉとし、その後、ステ
ップＳ１０で、カウンタの値ｉを０にリセットして、制
御期間中判定ブロック３３のステップＳ１１に進む。

【００２５】ステップＳ１１で、変動基準電圧Ｖ０で電
圧を一定にする制御期間中であるか否かをカウンタＪの
カウンタ値（この制御期間の時間Ｔｋｅｅｐに相当する
カウント値でリセット）で監視する。該制御期間中と判
断されると、処理Ｃブロック３７に進み、そうでないな
らば、分岐Ａブロック３４（図６）のステップＳ１２に
進む。

【００２６】上記制御時間Ｔｋｅｅｐは、電圧制御装置
が配電線電圧を変動基準電圧Ｖ０に復帰させるのに必要
な時間（ＰＩ制御係数の選び方と、配電系統の定数等に
よって決まる。）に基づいて設定される。例えば、電圧
制御装置による変動基準電圧Ｖ０への復帰時間は約１０
０ｍＳ程度であることから、Ｔｋｅｅｐは普通２００ｍ
Ｓに設定される。ＰＩ制御係数を変更して、より高速な
制御に変更したいときは、Ｔｋｅｅｐを変更する。ま
た、負荷量の増加速度が比較的遅く、又長時間継続する
特性を有する負荷である場合には、制御を２００ｍＳで
終了すると都合が悪い場合がある。このような場合Ｔｋ
ｅｅｐを調整して、Ｖ０制御が長時間実施されるように
設定する。

【００２７】分岐Ａブロック３４（図６）のステップＳ
１２で、配電線電圧ＶＳと１／６サイクル前の配電線電
圧ＶＳ１とを比較し（｜ＶＳ−ＶＳ１｜）、ＶＳ＝ＶＳ
１であるならば電圧変化なしとし分岐経由で、ステッ
プＳ１８でＶＳは不感帯内と判断され（判断分岐）、
処理Ａブロック３５へ進む。また配電線電圧ＶＳが変化
するとステップＳ１３に進み、ｉ１が電圧変化の緩急を
判定するためのカウンタ設定値ｉｓより大きいとき、電
圧変化が緩やかである可能性があるとしてステップＳ１
４へ進む。ｉｓより小さいときは電圧変化が急であると
判断され（判断分岐）、ＶＳが不感帯内（判断分岐
）であれば処理Ａブロック３５に進み、ＶＳが不感帯
外（判断分岐）であれば分岐Ｂブロック３６へ進む。

【００２８】ステップＳ１４で、１回の電圧変化が所定
値より大きいとき、例えば１２Ｖ以上のときは、直ちに
電圧変化が急であると判断される（判断分岐）とＶＳ
が不感帯内（判断分岐）であれば処理Ａブロック３５
へ進み、ＶＳが不感帯外（判断分岐）であれば分岐Ｂ
ブロック３６へ進む。

【００２９】また、１２Ｖ未満のときは、電圧変化が緩
やかとして（判断分岐）ステップＳ１５に進み，変動
基準電圧（Ｖ０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０
の値を、配電線電圧ＶＳの値に変更し、ステップＳ１６
に進む。続く、ステップＳ１６で、変更後の制御目標電
圧Ｖ０が配電線電圧の上下限値を超過している場合はス
テップＳ１７に進み、変動基準電圧（Ｖ０）記憶部に記
憶された制御目標電圧Ｖ０を上下限値に変更し、ＶＳが
不感帯内（判断分岐）であれば処理Ａブロック３５へ
進み、ＶＳが不感帯外（判断分岐）であれば分岐Ｂブ
ロック３６へ進む。変更後の制御目標電圧Ｖ０が配電線
電圧の上下限値を超過していない場合は、ＶＳは不感帯
内と判断され（判断分岐）、処理Ａブロック３５へ進
む。配電系統電圧ＶＳが６，６００Ｖの場合、Ｖ０の上
限値は７，２６０Ｖ、下限値は５，９４０Ｖに設定され
る。

【００３０】図９の模式図により分岐Ａブロック３４の
電圧変化判定の原理を説明する。カウンタＩのカウント
値ｉは「２０」（６０Ｈｚで５５．５ｍＳ）で飽和し、
ステップＳ１３のｉｓを「４」に設定した例である。電
圧変化を検出したときのカウント値ｉ１により、電圧変
化の緩急が判定できる。カウンタＩのカウント値の飽和
値はこの飽和値以上の時間を表し、１回の電圧変化が所
定値（図中の例では「１２Ｖ」で、１２Ｖ以上のとき
（図６のステップＳ１４の分岐の場合）以外は全て電
圧変化は緩やかであると判定する。

【００３１】分岐Ａブロック３４（図６）のステップＳ
１８において、配電線電圧ＶＳが制御目標電圧Ｖ０の不
感帯内（分岐Ａブロックの判断分岐）の場合、処理Ａ
ブロック３５（図７）のステップＳ１９へ進む。ステッ
プＳ１９で配電線電圧ＶＳが配電線の上下限値を超過し
ていると判断されると、そのまま電圧変化までの時間カ
ウントブロック３２のステップＳ４に戻る。また、超過
していないと判断されるとステップＳ２０に進む。

【００３２】ステップＳ２０で電圧制御装置が発生して
いる無効電力Ｑが目標無効電力Ｑ０に等しいと判断され
ると、そのまま電圧変化までの時間カウントブロック３
２のステップＳ４に戻る。等しくない場合は、協調制御
部１２は、スイッチ２１を切り換えて電力復帰制御部１
８の出力をスイッチング信号発生部２０に接続して、電
力復帰制御部１８によりＱをＱ０に戻す制御が行われ、
電圧変化までの時間カウントブロック３２（図５）のス
テップＳ４に戻る。

【００３３】配電線電圧ＶＳが制御目標電圧Ｖ０の不感
帯外（分岐Ａブロック３４の判断分岐）の場合、分岐
Ｂブロック３６（図８）のステップＳ２２へ進む。ステ
ップＳ２２で制御目標電圧Ｖ０と設定基準電圧Ｖ１とを
比較し、両者が等しいと判断すると処理Ｃブロック３７
へ進む。等しくなければステップＳ２３へ進む。ステッ
プＳ２３で、電圧変化が配電線の設定基準電圧Ｖ１に向
かって変化していると判断される（電圧改善方向）とス
テップＳ２６に進み、ステップＳ２６で、変動基準電圧
（Ｖ０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線
電圧ＶＳに変更し、電圧変化までの時間カウントブロッ
ク３２（図５）のステップＳ４に戻る。そうでないとき
（電圧悪化方向）は、変動基準電圧（Ｖ０）記憶部に記
憶された制御目標電圧Ｖ０を変更することなくステップ
Ｓ２４へ進む。

【００３４】ステップＳ２４で配電線電圧ＶＳが固定基
準電圧Ｖ１を超えたと判断されたとき、ステップＳ２５
に進む（分岐）。ステップＳ２５で、変動基準電圧
（Ｖ０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を固定基
準電圧Ｖ１に変更し、処理Ｃブロック３７（図７）へ進
む。超えないと判断されれば、変動基準電圧〈Ｖ０）記
憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を変更することな
く、処理Ｃブロック３７（図７（ｂ））へ進む。

【００３５】処理Ｃブロック３７のステップＳ２９へ進
むと、ステップＳ２９で協調制御部１２は電圧一定制御
部１７の出力をスイッチング信号発生部２０に接続し
て、電圧一定制御部１７によりＶ０は変更されず又はＶ
１に変更された変動基準電圧（Ｖ０）記憶部に記憶され
た目標電圧値Ｖ０（その時点で配電線電圧ＶＳとは異な
る。）で電圧制御装置を制御する。

【００３６】ステップＳ３０でカウンタＪが「１」カウ
ントし、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１でカウ
ンタＪのカウント値が制御期間の設定値Ｔｋｅｅｐに相
当するカウント値を超えたか否かを判断され、超えたと
判断されたときはステップＳ３２に進み「０」にリセッ
トして、超えていないと判断されたときそのまま電圧変
化までの時間カウントブロック３２（図５）のステップ
Ｓ４に戻る。

【００３７】ＳＳＣ装置の動作や負荷量の増減によって
配電線電圧ＶＳが改善される方向に変化したとき、電圧
制御装置が動作して、この改善方向を相殺するように動
作しＳＳＣ装置と電圧制御装置との間でハンチングが発
生する（ＳＳＣ装置が電圧を改善→電圧制御装置がそれ
を相殺→ＳＳＣ装置が電圧をさらに改善→電圧制御装置
がそれをさらに相殺→・・・）可能性も考えられる。分
岐Ｂブロック３６（図８）のステップＳ２３の急な電圧
変化が「電圧改善方向」である判断（分岐）は、この
ような現象を防止するために、Ｖ０変更、ＶＳに追随と
いうループを設けて、変動基準電圧（Ｖ０）記憶部に記
憶された目標電圧Ｖ０値を変更せずに制御するのをキャ
ンセルしている。

【００３８】ステップＳ２３で、電圧変化が配電線の固
定基準電圧Ｖ１に向かって変化していると判断される
（電圧改善方向、判断分岐）とステップＳ２６に進
み、ステップＳ２６で、変動基準電圧（Ｖ０）記憶部に
記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線電圧ＶＳに変更
し、電圧変化までの時間カウントブロック３２（図５）
のステップＳ４に戻る。このループでは、処理Ｃブロッ
ク３７を経由しないので協調制御部１２はスイッチ２１
をいわば中立状態にして、スイッチング信号発生部２０
に位相角制御信号を出力しないことにより、電圧制御装
置を無制御（１／６サイクル前の出力状態）とする。こ
れは電圧改善方向の急激な電圧変化がＳＳＣ装置の動作
とのハンチングを発生するのを抑制するためである。

【００３９】分岐Ｂブロックと処理Ｃブロックによる電
圧制御装置の電圧制御例を、配電線の電圧変化が固定基
準電圧Ｖ１を超えないとき（イ）、電圧変化がＶ１を超
えるとき（ロ）、電圧変化がＶ１から離れる方向（電圧
悪化傾向）であるとき（ハ）の例を図１０に示す。

【００４０】配電線電圧ＶＳが緩やかに変化しても、配
電線電圧ＶＳが極端に上昇／下降するときは、電圧制御
装置のＶ０はＶＳに追随して変更制御され、目標無効電
力以上の無効電力は配電系統に供給されない。しかし、
配電線電圧ＶＳが極端に上昇／下降ということは、電圧
制御装置以外の電圧補償装置の能力では配電線電圧ＶＳ
が復旧できなかったことを意味し、このとき、電圧制御
装置は協調運転を解除し、フル運転して配電線電圧ＶＳ
の復旧に努める必要がある。

【００４１】このため、分岐Ａブロック（図６）のステ
ップＳ１７及び分岐Ｂブロック（図８）のステップＳ２
８で、電圧制御装置のＶ０を上限値又は下限値に固定す
ることにより、追随を中止し、電圧変化が緩やかであっ
ても、電圧制御装置は無効電力を配電系統に供給し、配
電線電圧ＶＳを補償させる。

【００４２】次に、図２，図３の負荷変動例に基づく電
圧変化における電圧制御装置の制御（Ｄ欄）を説明す
る。時間ｔ１までは、電圧変化がなく、配電線電圧ＶＳ
＝目標制御電圧Ｖ０＝配電線電圧の固定基準電圧Ｖ１
で、電圧変化までの時間カウントブロック３２のステッ
プＳ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ１１→分岐Ａブロ
ック３４のステップＳ１２→Ｓ１８→処理Ａブロック３
５のステップＳ１９→Ｓ２０→Ｓ２１→電圧変化までの
時間カウントブロック３２のステップＳ４のループを回
っている。

【００４３】図２の負荷が緩やかに増加するｔ１〜ｔ３
期間では、配電線電ＶＳは緩やかに下降する。この期間
の初期では、配電線電圧ＶＳは不感帯内にあるので、分
岐Ａブロック３４のステップＳ１２→ステップＳ１８→
分岐経由で処理Ａブロック３５により、電圧制御装置
の無効電力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻す制御が行われ
る。この例ではｔ１まで電圧制御装置の無効電力Ｑ＝目
標無効電力Ｑ０なので、この状態を維持する。

【００４４】暫らくすると、配電線電圧ＶＳの変化で、
分岐Ａブロック３４のステップＳ１２→ステップＳ１３
→ステップＳ１４→ステップＳ１５で変動基準電圧（Ｖ
０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線電圧
ＶＳに変更する。引続き、ステップＳ１６→ステップＳ
１８→分岐 経由で処理Ａブロックにより、電圧制御装
置の無効電力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻す制御が行われ
る。

【００４５】この例ではｔ１まで電圧制御装置の無効電
力Ｑ＝目標無効電力Ｑ０なので、この状態を維持する。
これらを繰返すことにより変動基準電圧（Ｖ０）記憶部
に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線電圧ＶＳに追随
させながら、電圧制御装置の無効電力Ｑを目標無効電力
Ｑ０に戻す制御が行われる。

【００４６】時間ｔ３で外部のＳＳＣ装置が動作し、配
電線電圧ＶＳが急激に復帰（上昇）する。このとき、配
電線電圧ＶＳの変化は急なので、分岐Ａブロック３４の
分岐又は分岐に分岐し、ステップＳ１８で不感帯外
と判断され、分岐経由で分岐Ｂブロック３６の分岐
に進み、ステップＳ２６で、変動基準電圧（Ｖ０）記憶
部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線電圧ＶＳに変
更する。次の処理以降では、Ｖ０＝ＶＳとなるため、ｔ
１〜ｔ３期間と同様の制御を行う。

【００４７】図３の時間ｔ７で、配電線に接続された負
荷が急激に増加し、配電線電圧ＶＳが急激に下降してい
る。このとき、配電線電圧ＶＳの変化は急なので，分岐
Ａブロック３４の分岐又は分岐に分岐し、ステップ
Ｓ１８で不感帯外と判断され、分岐経由で分岐Ｂブロ
ック３６のステップＳ２３で電圧変化はＶ１の方向に向
いていない（電圧悪化傾向）と判断され、分岐経由で
処理Ｃブロック３７に進み、制御目標電圧Ｖ０は変更さ
れず、電圧制御装置は制御目標電圧Ｖ０が一定で（変更
せず）制御が行われる。

【００４８】制御期間Ｔｋｅｅｐが経過するまでのｔ７
〜ｔ８の期間では、ステップＳ１１の判断により、処理
Ｃの制御ループが繰返される。この期間電圧制御装置に
より電圧上昇に必要な無効電力は、電圧一定制御部での
制御により、配電線に供給されるので、配電線電圧ＶＳ
は上昇し、配電線電圧ＶＳ制御目標電圧Ｖ０の不感帯内
まで引き戻されることになる。

【００４９】時間ｔ８になると配電線電圧ＶＳは制御目
標電圧Ｖ０の不感帯内まで引き戻されているので、ｔ８
以降、この例では負荷が変動せず、かつｔ８〜ｔ１０期
間の初期では、配電線電圧ＶＳは不感帯内で、分岐Ａブ
ロック３４のステップＳ１２→ステップＳ１８→分岐
経由で処理Ａブロック３５により、電圧制御装置の無効
電力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻す制御が行われる。

【００５０】暫くすると、無効電力Ｑを目標無効電力Ｑ
０に戻す制御により配電線電圧ＶＳの変化で、分岐Ａブ
ロック３４のステップＳ１２→ステップＳ１３→ステッ
プＳ１４の分岐と進み、次にステップＳ１５で変動基
準電圧（Ｖ０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を
配電線電圧ＶＳに変更する。引続き、ステップＳ１６→
ステップＳ１８→分岐経由で処理Ａブロック３５によ
り、電圧制御装置の無効電力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻
す制御が行われる。これらを繰返すことにより変動基準
電圧（Ｖ０）記憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配
電線電圧ＶＳに迫随させながら、電圧制御装置の無効電
力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻す制御が行われ、時間ｔ１
０でＱ＝Ｑ０となる。

【００５１】時間ｔ１０で外部のＳＳＣ装置が動作し、
配電線電圧ＶＳが急激に復帰（上昇）する。このとき、
配電線電圧ＶＳの変化は急なので、分岐Ａブロック３４
の分岐又は分岐に分岐し、ステップＳ１８で不感帯
外と判断され、分岐経由で分岐Ｂブロック３６の分岐
に進み、ステップＳ２６で、変動基準電圧（Ｖ０）記
憶部に記憶された制御目標電圧Ｖ０を配電線電圧ＶＳに
変更する。

【００５２】次の処理以降では、Ｖ０＝ＶＳとなるた
め、配電線電圧ＶＳは不感帯内にあるので、分岐Ａブロ
ック３４のステップＳ１２→分岐→ステップＳ１８→
分岐経由で処理Ａブロック３５により、電圧制御装置
の無効電力Ｑを目標無効電力Ｑ０に戻す制御が行われ
る。この例では時間ｔ１１まで電圧制御装置の無効電力
Ｑ＝目標無効電力Ｑ０なので、この状態を維持する。

【００５３】

【発明の効果】本発明の制御方法及び装置は、急な配電
系統の電圧変化に対しては，高速応動の電圧制御装置に
より所定時間、配電系統の基準電圧からの電圧変化に相
当する無効電力を速やかに供給して、電圧を補償させ、
その後に無効電力Ｑを目標値に戻す制御を行うことによ
りＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置を動作させ、また、緩や
かな配電系統の電圧変化に対しては遅い動作のＳＶＲ，
ＳＳＣ，ＳＳＲ装置を動作させて、配電線の電圧を補償
することにより、ＳＶＲ，ＳＳＣ，ＳＳＲ装置の能力を
十分活かせることができ、配電線に設置した電圧補償機
器装置の総合補償能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御装置を概念的に示す図である。

【図２】本発明の制御例（負荷変動緩の場合）を模式的
に示した図である。

【図３】本発明の制御例（負荷変動急の場合）を模式的
に示した図である。

【図４】本発明の制御フロー全体を示す図である。

【図５】本発明の制御フローの初期設定，電圧変化まで
の時間カウントブロック，制御期間中判定ブロックのフ
ローを示す図である。

【図６】本発明の分岐Ａブロックのフローを示す図であ
る。

【図７】本発明の処理Ａブロック，処理Ｃブロックのフ
ローを示す図である。

【図８】本発明による分岐Ｂブロックのフロー図を示す
図である。

【図９】分岐Ａブロックよる電圧変化判別を説明する図
である。

【図１０】分岐Ｂブロックと処理Ｃブロックによる電圧
一定制御例を示す図である。

【図１１】配電系統の電圧制御を説明する図である。

【符号の説明】

２ 配電線 ６ 電圧制御装置 １０ 制御装置 １２ 協調制御部 １６ 無効電力算出部 １７ 電圧一定制御部 １８ 電力復帰制御部 ２０ スイッチング信号発生部 ３１ 初期設定ブロック ３２ 電圧変化までの時間カウントブロック ３３ 制御期間中判定ブロック ３４ 分岐Ａブロック（処理Ｂを含む） ３５ 処理Ａブロック ３６ 分岐Ｂブロック（処理Ｂを含む） ３７ 処理Ｃブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝畑 豊 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社内 (72)発明者 大原 久征 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社内 (72)発明者 濱中 俊二 広島県広島市南区大州４丁目４番32号 中 国電機製造株式会社内 (72)発明者 庄畑 幸雄 広島県広島市南区大州４丁目４番32号 中 国電機製造株式会社内 (72)発明者 蔵本 英憲 広島県広島市南区大州４丁目４番32号 中 国電機製造株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 DA04 DA08 FA01 FB13 FC11 5H420 BB03 BB12 BB16 CC04 DD03 EA30 EB39 EB40 FF03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも負荷時タップ切換変圧器装
   置、段階制御式コンデンサ装置、段階制御式リアクトル
   装置のいずれかの装置とインバータ回路、コンデンサ及
   び変圧器を具備する電圧制御装置とにより電圧を補償す
   る配電系統において、 配電系統の電圧変化が緩やかなときは無効電力を目標値
   に戻す制御を行い、 電圧変化が急なときには所定時間電圧一定制御を行なう
   ことを特徴とする配電系統の電圧制御装置の制御方法。
2. 【請求項２】 少なくとも負荷時タップ切換変圧器装
   置、段階制御式コンデンサ装置、段階制御式リアクトル
   装置のいずかの装置とインバータ回路、コンデンサ及び
   変圧器を具備する電圧制御装置とにより電圧を補償する
   配電系統において、 配電系統の電圧変化が緩やかなときは、電圧が電圧制御
   装置の制御目標電圧の不感帯内外を問わず、電圧制御装
   置の制御目標電圧を配電系統の電圧変化に追随させ、無
   効電力を目標値に戻す制御を行い、 電圧変化が急であるときは、電圧制御装置の制御目標電
   圧を変更しないで電圧一定制御を行なうことを特徴とす
   る配電系統の電圧制御装置の制御方法。
3. 【請求項３】 配電系統の電圧変化が急で、配電系統の
   基準電圧の方向に向かうときは、電圧制御装置の制御目
   標電圧を配電系統の電圧に、基準電圧を超えるときは基
   準電圧にそれぞれ変更することを特徴とする請求項２記
   載の配電系統の電圧制御装置の制御方法。
4. 【請求項４】配電系統の電圧変化が緩やかで、電圧が配
   電系統の基準電圧の上限値、下限値を超えるときは、電
   圧制御装置の制御目標電圧を配電系統の基準電圧の上限
   値、下限値に変更することを特徴とする請求項２ないし
   請求項３記載の配電系統の電圧制御装置の制御方法。
5. 【請求項５】電圧制御装置の出力側の配電系統電圧を検
   出する電圧検出部と、 電圧制御装置の出力無効電力を算出する無効電力算出部
   と、 電圧一定制御部と、 算出された無効電力を所定速度で目標無効電力に復帰制
   御させる電力復帰制御部と、 インバータ回路、コンデンサ及び変圧器を含む電圧制御
   装置のインバータ回路のスイッチング手段を導通制御す
   るスイッチング信号発生部と、 配電系統の電圧変化の緩急を判定し、電圧一定制御部の
   制御目標電圧を変更し、かつ前記スイッチング信号発生
   部への出力信号を電力復帰制御部と電圧一定制御部の制
   御出力を切換え指令を出力する協調制御部とを具備する
   配電系統の電圧制御装置の制御装置であって、 配電系統の電圧変化が緩やかなときは電力復帰制御部に
   より無効電力を目標値に戻す制御を行い、 配電系統の電圧変化が急なときには電圧一定制御部によ
   り所定時間電圧一定制御を行なうことを特徴とする配電
   系統の電圧制御装置の制御装置。