JP5338353B2 - 並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置 - Google Patents

並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置 Download PDF

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Description

本発明は、並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置に関する。
一般に、電力系統(以下、系統という)においては、負荷急変や落雷等が原因の瞬時電圧低下(以下、瞬低という)による機器の停止や誤動作などを防止する目的で並列型瞬低補償装置が用いられている。このような並列型瞬低補償装置の一例が下記特許文献1に開示されている。
図7は、並列型瞬低補償装置の回路構成例を示した図である。なお、図7中、Cはコンデンサ、L1,L2はコイル、VSは系統電圧、ISは系統電流、VLは負荷電圧、ILは負荷電流、Vdcは直流電圧、IINVはインバータ電流、VINVはインバータ電圧、ICはフィルタコンデンサ(以下、コンデンサという)電流、VCはコンデンサ電圧、IOUTは出力電流、gateSWは後述する高速スイッチ5のゲート、gateINVは後述するインバータ3のゲートを意味する。
図7に示すように、並列型瞬低補償装置は、インバータ3と、LCL型又はLC型のACフィルタ4と、高速スイッチ5とにより構成されている。
ここで、並列型瞬低補償装置の動作について説明する。
並列型瞬低補償装置は、瞬低が発生していない平常時は、高速スイッチ5を閉じて系統6と連系して待機するか、蓄電部7を充電する。そして、並列型瞬低補償装置は、瞬低が発生すると瞬低を検出し、高速スイッチ5を開放してインバータ3から負荷8へ電力を供給する。
図8は、並列型瞬低補償装置の制御ブロックを示した図である。
図8に示すように、並列型瞬低補償装置は、平常時は系統6と連系するため、系統電圧VSの検出値に位相同期回路(以下、PLL(Phese−locked loop)という)12を介し正弦波発生器13により得られた位相から、定格電圧に相当する系統電圧VSに同期した三相の基準電圧VBASEを作成する。また、系統電圧VSにおける瞬低検出時に瞬低検出ブロック14から出力される瞬低検出信号dipdetを作成する。
瞬低検出信号dipdetの出力に基づき高速スイッチ5のゲート信号gateSWと、ACRブロック15における自動電流調整器(以下、ACR(Automatic current Regulater)という)10の電流制御のゲインgACRから、AVRブロック16における自動電圧調整器(以下、AVR(Automatic voltage Regulater)という)11の電圧制御のゲインgAVRに切り換える。
図9は、並列型瞬低補償装置のタイミングチャートを示した図である。なお、図9においては、系統電圧VSは定格値を1とした単位法で表す。
図9に示すように、t1において瞬低が発生した後、t2の時間で瞬低を検出すると同時にgateSWをゼロにして高速スイッチ5を遮断し、gACRをゼロに、gAVRを1に切り換える動作を行う。なお、瞬低の誤検出を防止するために、瞬低発生と瞬低検出にはタイムラグを設ける。このタイムラグは、例えば、瞬低を所定のN回検出したときに瞬低検出と判定するなどとして設定する。
インバータ3のゲートgateINVは、ACR10又はAVR11の出力に基準電圧VBASEを加算し、リミッタ17を施して作成した電圧指令V*PWM変調器18によりパルス幅変調(以下、PWMという)を施して作成する。瞬低検出時には、電圧指令値VREFと負荷電圧VLとの偏差がゼロになるようにAVR11を動作させる。
特開平9−182316号公報
しかしながら、従来の並列型瞬低補償装置は、瞬低を検出してから高速スイッチ5を遮断して、ACR10による電流調整からAVR11による電圧調整に切り換えている。ここで、従来の並列型瞬低補償装置において、瞬低が発生してから瞬低を検出するまでの間の動作を考えると、従来の並列型瞬低補償装置は、系統6と連系して待機しているか、蓄電部7を充電する動作を行っている。
そして、従来の並列型瞬低補償装置は、瞬低発生と瞬低検出との間にタイムラグがあるため、瞬低発生時から瞬低検出時までの時間は、負荷8に電力を供給することができない。このため、負荷電流IL及び負荷電圧VLに瞬断やひずみが生ずるという問題がある。
図10は、従来の並列型瞬低補償装置における瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。
図10に示すように、時間t1で瞬低が発生し、系統電圧VSと系統電流ISが低下する。このとき、コンデンサ電流ICは、瞬低の影響を緩和する方向に放電した後、振動する波形になる。
次に、従来の並列型瞬低補償装置は、時間t2で瞬低を検出してから高速スイッチ5を遮断し、ACR10による電流調整からAVR11による電圧調整に切り換えるので、インバータ電流IINVが立ち上がり、コンデンサ電流ICとインバータ電流IINVとを加算した電流が出力電流IOUTとなり出力される。
この結果、負荷電流ILと負荷電圧VLは図10に示すような波形となる。図10より時間t1から時間t2の間と時間t2付近において、負荷電流ILと負荷電圧VLに歪が生じていることが分かる。そして、負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみは、コンデンサ電流ICに振動があること、瞬低が発生してから瞬低を検出するまでの時間に遅れがあること、瞬低を検出してからでないとインバータ電流IINVが立ち上がらないことことに起因して生じている。
以上のことから、本発明は、瞬低発生時から瞬低検出時までの負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみを抑制することができる並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する本発明の並列型瞬低補償装置の電圧制御方法の構成は、
系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
電流指令値(I REF )と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
を備えた並列型瞬低補償装置の電圧制御方法において、
前記インバータ電流(I INV )に微分と二次遅れを施して得た振動抑制信号(I dump )を求め、
前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算したものから、前記振動抑制信号(I dump )を減算して前記電圧指令(V * )を求めることを特徴とする。
また本発明の並列型瞬低補償装置の構成は、
系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
電流指令値(I REF )と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
を備えた並列型瞬低補償装置において、
前記インバータ電流(I INV )に微分と二次遅れを施して得た振動抑制信号(I dump )を求める第1の制御ブロックと、
前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算したものから、前記振動抑制信号(I dump )を減算して前記電圧指令(V * )を求める減算部とを備えたことを特徴とする。
また本発明の並列型瞬低補償装置の電圧制御方法の構成は、
系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
入力された信号と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算して得た電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
を備えた並列型瞬低補償装置の電圧制御方法において、
前記ACフィルタの前記コンデンサのコンデンサ電流(I C )と前記コンデンサの瞬時電圧実効値の変動分(ΔV C RMS)とゲイン(Kp)を乗算した電流指令値(I C assist)を求め、
前記電流指令値(I C assist)と電流指令値(I REF )とを加算し、この加算した信号を前記自動電流調整ブロックに入力することを特徴とする。
また本発明の並列型瞬低補償装置の構成は、
系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
入力された信号と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算して得た電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
を備えた並列型瞬低補償装置において、
前記ACフィルタの前記コンデンサのコンデンサ電流(I C )と前記コンデンサの瞬時電圧実効値の変動分(ΔV C RMS)とゲイン(Kp)を乗算した電流指令値(I C assist)を求めて出力する第2の制御ブロックと、
前記電流指令値(I C assist)と電流指令値(I REF )とを加算し、この加算した信号を前記自動電流調整ブロックに入力する加算部とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、瞬低発生時から瞬低検出時までの負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみを抑制することができる並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置を提供することができる。
本発明の実施例に係る並列型瞬低補償装置の制御ブロックを示した図である。 INVからVCまでの伝達関数を示した図である。 第1の制御ブロックを追加したVINVからVCまでの伝達関数を示した図である。 式(1)と、第1の制御ブロックを追加して改善した式(6)の伝達関数、及び、式(5)の伝達関数のボード線図である。 瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。 第1の制御ブロックと第2の制御ブロックを用いたときの瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。 並列型瞬低補償装置の回路構成例を示した図である。 並列型瞬低補償装置の制御ブロックを示した図である。 並列型瞬低補償装置のタイミングチャートを示した図である。 従来の並列型瞬低補償装置における瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。
以下、本発明に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置について、図面を参照しながら説明する。
本発明に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置は、従来の並列型瞬低補償装置において、瞬低発生時の負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみは、コンデンサ電流ICに振動があること、瞬低が発生してから瞬低を検出するまでの時間に遅れがあること、瞬低を検出してからでないとインバータ電流IINVが立ち上がらないことことに起因して生じている問題を解決することを目的としている。そして、課題を解決するための手段として、以下の2つの手段を提案する。
瞬低が発生するとコンデンサは瞬低の影響を緩和する方向に放電し、その後コンデンサ電流ICは振動する。この振動が原因で負荷電流ILと負荷電圧VLにひずみが生じる。このため、第1の解決手段として、インバータにより常時コンデンサ電流ICの振動を抑制する制御を行う。これにより、コンデンサ電流ICの過渡的な振動を抑制し、瞬低発生時から瞬低検出時までの負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみを抑制する。
また、第2の解決手段として、コンデンサ電流ICの振動を常時抑制しておき、さらに、瞬低発生時のコンデンサの放電を検出し、インバータからコンデンサの電流と同じ方向の電流を出力する制御を行うことで、瞬低の影響を緩和する制御を行うことで、瞬低発生時から瞬低検出時までの負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみを抑制する。
以下、本発明に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置の実施例について説明する。
図1は、本発明の実施例に係る並列型瞬低補償装置の制御ブロックを示した図である。
図1に示すように、本発明の実施例に係る並列型瞬低補償装置は、コンデンサ電流ICの振動を抑制する制御を行う第1の制御ブロック1、及び、瞬低が発生したときのコンデンサによる放電を検出して、インバータ3からコンデンサと同じ方向に放電させる制御を行う第2の制御ブロック2を追加した構成となっている。
はじめに、第1の制御ブロック1の原理について説明する。
インバータ3がACR10による電流調整を行っているとき、系統電圧VSとインバータ電圧VINVから電流を制御しているため、インバータ3は電圧を発生させている。そこで、インバータ3が発生させている電圧とコンデンサ電圧VCの関係を考えるため、図7に示す負荷8をオープンとし、入力をインバータ電圧、出力をコンデンサ電圧VCとしたときの伝達関数を求めると下記式(1)となる。また、この共振周波数は下記式(2)により表すことができる。
Figure 0005338353
これにより、インバータ3から発生させた電圧によって、コンデンサの電圧が式(2)の共振周波数で振動しやすいということが分かる。インバータ電圧VINVは、電圧指令V*をPWM変調器18を介して得られたgateINVによりインバータ3に発生させたパルス電圧であり、電圧指令V*とインバータ電圧VINVの平均電圧は一致するものとする。なお、式(1)は図2に示すようなブロック図に表すことができる。
次に、図1に示す第1の制御ブロック1を追加した場合を考える。まず、式(2)の共振周波数から時定数T0を下記式(3)のように求める。
Figure 0005338353
そして、T0から第1の制御ブロック1の時定数T1とT2を下記式(4)のように求める。
Figure 0005338353
ここで、nは非ゼロの正の実数(n>0,n≠0)である。
第1の制御ブロック1は、インバータ電流検出値IINVに下記式(5)のように微分、二次遅れ(一遅れを2回)を施して得たフィードバック信号I dump を、減算器21により、電圧指令V*負帰還でフィードバックする制御をする。
リアクトルのインダクタンス設計値L1と、実際のインダクタンス値に誤差が無い理想的な条件においては、T1とT2は基本的にはT0を用いればよい。しかし、インダクタンス設計値L1に誤差がある場合、式(5)のゲインを下げるなどの対策が必要となる。このように、式(5)のゲインを変えたい場合は、T1を1/n倍、T2をn倍した時定数を用いることで、遮断周波数と通過周波数の帯域幅を変えることなく、容易にゲインを変えることができる。なお、n=1のとき、式(5)のゲインが最大でn=1を中心にn>1,n<1で対称にゲインを下げることができる。
図2において、インバータ電流検出値IINVに式(5)のフィルタを施して電圧指令V*にフィードバックするループを追加すると図3に示すようなブロック図に表すことができる。これを伝達関数で表すと下記式(6)のようになる。なお、下記式(6)は理想的な条件、すなわちn=1として計算した。
Figure 0005338353
式(1)と式(6)の伝達関数をボード線図にすると図4に示すようになる。なお、図4は、リアクトルのインダクタンス設計値L1を装置容量の6%、コンデンサを装置容量の5%、T1=T2=174μsとしたときのボード線図である。
図4に示すように、式(1)と比較して式(5)は、共振周波数付近のゲインのピーク及び位相の急変が改善されることが分かる。なお、式(5)は、図4に示すようなバンドパスフィルタである。
そして、コンデンサ電圧VCとコンデンサ電流ICとの関係は下記式(7)により示されるから、コンデンサ電圧VCの振動を抑制すればコンデンサ電流ICの振動も抑制することができる。
Figure 0005338353
以上の原理から、図1に示す第1の制御ブロック1を追加して振動抑制信号I dump
出力することで、インバータ3が常時コンデンサ電流ICの振動を抑制する動作を行うことができる。
次に、第2の制御ブロック2の原理について説明する。
図5は、瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。
図5に示す瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形において、コンデンサ電圧VC、コンデンサ電流IC及びインバータ電流IINVの波形に着目する。瞬低が発生すると、コンデンサは急峻な放電をした後に振動する波形になる。このとき、コンデンサは、急峻な放電によってエネルギーを放出するのでコンデンサ電圧VCが低下する。
その後、瞬低を検出してACR10からAVR11に切り換えてインバータ電流IINVが立ち上がる。しかし、瞬低を検出する前にインバータ電流IINVが立ち上がらないので負荷電流ILと負荷電圧VLにひずみが生じている。
そこで、瞬低を検出してからではなく、瞬低が発生したときに放電するコンデンサに合わせてインバータ3からコンデンサと同方向の電流を出力し、瞬低による負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみを抑制する図1に示す第2の制御ブロック2を追加する。
第2の制御ブロック2は、下記式(8)に示すようにコンデンサの電流IC、コンデンサの瞬時電圧実行値の変動分ΔVCRMS及びゲインKpを乗算した電流指令値ICassistを演算しこれを、加算器22により電流指令値IREFに加算することでインバータ3からコンデンサの放電と同方向の電流を出力させる。ゲインKpによりICassistを増幅すればコンデンサの放電量よりも大きい電流をインバータから出力することができる。
Figure 0005338353
式(8)のように、コンデンサ電流ICとコンデンサの瞬時電圧実行値ΔVCRMSから電流指令値ICassistを作成することで、瞬低が発生していないときにコンデンサの瞬時電圧実行値ΔVCRMSに変動がなければ式(8)の電流指令値ICassistはゼロとなる。つまり、このような場合はインバータ3から電流を出力しない。しかし、実際に瞬低が発生したときにはコンデンサの瞬時電圧実行値ΔVCRMSが変動するため電流指令値ICassistに値が出る。
したがって、実際に瞬低が発生したときのみ、電流指令値ICassistに応じた電流をインバータ3から出力させることができる。なお、図1においては、電流指令値ICassistに元の電流指令値IREFを加算し、過電流を防止するため電流指令値IREFにリミッタ19を施してからACR10に入力している。
また、下記式(9)のように、コンデンサ電圧VCをdq変換して求めた有効分(d軸)の変動分の絶対値|ΔVCd|を用いても、瞬低が発生してコンデンサから有効電力が放電されたときにのみ、コンデンサの放電と同じ方向の電流をインバータ3から出力させることができる。
Figure 0005338353
ここで、式(8)の電流指令値ICassistを実現する一例を述べる。
図1に示す第2の制御ブロック2では、下記式(10)に示すコンデンサ電圧VCとコンデンサ電流ICとの関係式にしたがって、コンデンサの電流ICからコンデンサ電圧VCを推定する。
Figure 0005338353
次に、式(10)で推定したコンデンサ電圧VCから、式(8)で用いる瞬時電圧実効値の変動分ΔVCRMSを演算する。下記式(11)に示すように、推定したコンデンサ電圧VCをdq変換してd軸とq軸の電圧の二乗和の平方根を演算し、瞬時電圧実行値の変動分ΔVCRMSを演算することができる。
Figure 0005338353
同様に、式(9)の|ΔVCd|は下記式(12)のように演算する。
Figure 0005338353
図6は、第1の制御ブロック1と第2の制御ブロック2を用いたときの瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形を示した図である。図6においては、ACR10に比例積分(PI)制御を用いたときの簡易的な波形を示している。
図6に示すように、時間t1で瞬低が発生し、これと同時にコンデンサは瞬低を緩和する方向に放電する。さらに、図1に示す第2の制御ブロック2によってコンデンサの放電と同じ方向にインバータ電流IINVが立ち上がる。このとき、図1に示す第1の制御ブロック1により、コンデンサ電流ICに生じる振動は抑制されている。そして、瞬低を検出して高速スイッチ5を遮断し、ACR10からAVR11に切り換わる。
図6に示した本発明に係る第1の制御ブロック1と第2の制御ブロック2を用いたときの瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形と、図10に示した従来の技術を用いたときの瞬低発生時の各部の電流波形及び電圧波形とを比較すると、本発明に係る第1の制御ブロック1と第2の制御ブロック2を用いた場合、瞬低発生時から瞬低検出時、及び、瞬低検出後の負荷電流ILと負荷電圧VLのひずみ又は瞬断を抑制することができていることが分かる。
本実施例に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置は、瞬低が発生すると、コンデンサは瞬低の影響を緩和する方向に放電し、その後コンデンサ電流ICは振動するので、常時インバータにより、コンデンサ電流ICの振動を抑制する制御を行っておく。これにより、コンデンサ電流ICの過渡的な振動を常時抑制できる。
これを実現するために、インバータ電流IINV検出値に微分、二次遅れ(一次遅れを2回)を施して電圧指令V*にフィードバックする制御を追加している。この制御を追加しない場合と比較して、入力をインバータ電圧VINV、出力をコンデンサ電圧VCとしたときの伝達関数において共振周波数付近のゲインのピーク及びゲインの位相の急変を改善することができる。
さらに、本実施例に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法及び並列型瞬低補償装置は、常時、コンデンサ電流ICの振動を抑制しておいて、瞬低発生時のコンデンサの放電を検出して並列型瞬低補償装置が同じ方向の電流を出力することで、瞬低による負荷電流ILと負荷電圧IVのひずみを抑制することができる。瞬低検出前でも瞬低が発生していればインバータ3からコンデンサの放電と同方向の電流を出力させることができる。
これを実現するため,式(8)に示すようにコンデンサ電流IC、コンデンサの電圧実効値の変動分ΔVCRMS及びゲインKpを乗算して作成した電流指令値ICassistを電流指令値に加算する制御を追加している。コンデンサの電圧実効値の変動分ΔVCRMSは式(11)のように作成する。
また、式(8)のように、コンデンサ電圧VCをdq変換して求めた有効分(d軸)の変動分の絶対値|ΔVCd|を用いても、瞬低が発生してコンデンサから有効電力が放電されたときにのみ、コンデンサの放電と同じ方向の電流をインバータ3から出力させることができる。なお、|ΔVCd|は式(12)から演算することができる。
以上説明したように本発明に係る並列型瞬低補償装置の電圧制御方法は、コイル及びコンデンサを用いLC又はLCLにより構成されるACフィルタ4を介してインバータ3が負荷8側に接続される並列型瞬低補償装置において、インバータ3により常時コンデンサ電流ICの振動を抑制する制御を行うことにより、常時コンデンサ電流ICの振動を抑制することができる。
さらに、瞬低発生時のコンデンサの放電を検出し、インバータ3からコンデンサ電流ICと同じ方向の電流を出力する制御を行うことにより、瞬低による負荷電流ILと負荷電圧IVのひずみを抑制することができる。また、瞬低検出前であっても、実際に瞬低が発生していればインバータ3からコンデンサの放電と同方向の電流を出力させることができる。
また、本発明に係る並列型瞬低補償装置は、コイル及びコンデンサを用いLC又はLCLにより構成されるACフィルタ4を介してインバータ3が負荷8側に接続される並列型瞬低補償装置において、インバータ3により常時コンデンサ電流ICの振動を抑制する制御を行う第1の制御手段として第1の制御ブロック1を備えることにより、常時コンデンサ電流ICの振動を抑制することができる。
さらに、瞬低発生時のコンデンサの放電を検出し、インバータ3からコンデンサ電流ICと同じ方向の電流を出力する制御を行う第2の制御手段として第2の制御ブロック2を備えることにより、瞬低による負荷電流ILと負荷電圧IVのひずみを抑制することができる。また、瞬低検出前であっても、実際に瞬低が発生していればインバータ3からコンデンサの放電と同方向の電流を出力させることができる。
本発明は、例えば、並列型瞬低補償装置とその制御方法に利用することが可能である。
1 第1の制御ブロック
2 第2の制御ブロック
3 インバータ
4 ACフィルタ
5 高速スイッチ
6 系統
7 蓄電部
8 負荷
10 ACR
11 AVR
12 PLL
13 正弦波発生器
14 瞬低検出ブロック
15 ACRブロック
16 AVRブロック
17 リミッタ
18 PWM変調器
19 リミッタ

Claims (4)

  1. 系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
    前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
    gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
    コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
    前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
    電流指令値(I REF )と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
    電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
    電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
    を備えた並列型瞬低補償装置の電圧制御方法において、
    前記インバータ電流(I INV )に微分と二次遅れを施して得た振動抑制信号(I dump )を求め、
    前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算したものから、前記振動抑制信号(I dump )を減算して前記電圧指令(V * )を求めることを特徴とする並列型瞬低補償装置の電圧制御方法。
  2. 系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
    前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
    gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
    コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
    前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
    電流指令値(I REF )と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
    電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
    電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
    を備えた並列型瞬低補償装置において、
    前記インバータ電流(I INV )に微分と二次遅れを施して得た振動抑制信号(I dump )を求める第1の制御ブロックと、
    前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算したものから、前記振動抑制信号(I dump )を減算して前記電圧指令(V * )を求める減算部と、
    を備えたことを特徴とする並列型瞬低補償装置。
  3. 系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
    前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
    gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
    コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
    前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
    入力された信号と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
    電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
    前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算して得た電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
    を備えた並列型瞬低補償装置の電圧制御方法において、
    前記ACフィルタの前記コンデンサのコンデンサ電流(I C )と前記コンデンサの瞬時電圧実効値の変動分(ΔV C RMS)とゲイン(Kp)を乗算した電流指令値(I C assist)を求め、
    前記電流指令値(I C assist)と電流指令値(I REF )とを加算し、この加算した信号を前記自動電流調整ブロックに入力することを特徴とする並列型瞬低補償装置の電圧制御方法。
  4. 系統電圧(V S )に瞬低が検出されていないときには投入状態となって系統電圧(V S )を負荷に供給すると共に、前記系統電圧(V S )に瞬低が検出されると遮断される高速スイッチと、
    前記系統電圧(V S )の瞬低時に電圧指令(V * )をパルス幅変調して得たゲート(
    gate INV )に応じたインバータ電圧(V INV )及びインバータ電流(I INV )により負荷へ電力を供給するインバータと、
    コイル及びコンデンサを用いて構成されており、前記インバータと前記負荷との間に接続されたACフィルタと、
    前記瞬低を検出する瞬低検出ブロックと、
    入力された信号と前記インバータ電流(I INV )との偏差を零にする自動電流調整指令を瞬低検出前において出力する自動電流調整ブロックと、
    電圧指令値(V REF )と負荷電圧(V L )との偏差を零にする自動電圧調整指令を瞬低検出後において出力する自動電圧調整ブロックと、
    前記自動電流調整指令と前記自動電圧調整指令と基準電圧(V BASE )とを加算して得た電圧指令(V * )をパルス幅変調して前記インバータに前記ゲート(gate INV )を送るパルス幅変調器と、
    を備えた並列型瞬低補償装置において、
    前記ACフィルタの前記コンデンサのコンデンサ電流(I C )と前記コンデンサの瞬時電圧実効値の変動分(ΔV C RMS)とゲイン(Kp)を乗算した電流指令値(I C assist)を求めて出力する第2の制御ブロックと、
    前記電流指令値(I C assist)と電流指令値(I REF )とを加算し、この加算した信号を前記自動電流調整ブロックに入力する加算部と、
    を備えたことを特徴とする並列型瞬低補償装置。
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