JP6521325B2 - 電圧安定化装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る電力システム及び電圧安定化装置を模式的に表すブロック図である。
図1に表したように、電力システム2は、電力系統の系統母線4と、発電装置5と、電圧安定化装置10と、を備える。発電装置5は、連系変圧器6及び二次母線8を介して系統母線4に接続されている。発電装置5は、交流電力の発電を行い、発電した交流電力を系統母線4に供給する。電力システム2は、発電装置5で発電された交流電力を系統母線4を介して需要家などに供給する。
図2に表したように、SVC31は、例えば、リアクトル71と、インバータ回路72と、コンデンサ73と、ドライバ74と、を有する。
図3に表したように、電圧安定化装置10の制御部34は、運転を開始すると、各電圧検出器12、14、36及び各電流検出器16、38の各検出値を基に、交流電圧VEPSと電圧目標値Vrefとの差分ΔVと、SVC31の無効電力QSVCと、発電装置5の有効電力Pg及び無効電力Qgと、を取得する(図3のステップS101)。取得された差分ΔV、無効電力QSVC、有効電力Pg、及び無効電力Qgは、切替機能部54に入力される。
図4(a)は、SVC31の無効電力QSVCが、SVC31の装置定格に張り付いているか否かの判定結果の一例を表している。図4(a)では、張り付いている状態を「1」、張り付いていない状態を「0」として表している。
図4(b)は、差分ΔVの絶対値が設定値ΔVS1よりも大きいか否かの判定結果の一例を表している。図4(b)では、設定値ΔVS1よりも大きい状態を「1」、設定値ΔVS1よりも小さい状態を「0」として表している。
図4(c)は、有効電力Pg及び無効電力Qgが安定しているか否かの判定結果の一例を表している。図4(c)では、安定している状態を「1」、安定していない状態を「0」として表している。
図4(d)は、差分ΔVの絶対値が設定値ΔVS2以下か否かの判定結果の一例を表している。図4(d)では、設定値ΔVS2以下の状態を「1」、設定値ΔVS2よりも大きい状態を「0」として表している。
図4(e)は、SVC31の状態の一例を表している。図4(e)では、SVC31の運転状態を「0」、SVC31の停止状態を「1」として表している。図4(e)の「1」の状態は、換言すれば、SC32又はS−Re33の投入状態である。この場合、無効電力QSVC、差分ΔV、有効電力Pg及び無効電力Qgのそれぞれの判定結果が「1」の時に、SVC31の状態も「1」になる。
図4(f)は、交流電圧VEPSの一例を表している。
図4(g)は、無効電力QSVCの一例を表している。
「差分ΔVが設定値ΔVS1よりも大きい=供給無効電力が十分ではなく」かつ「SVC31が装置定格に張り付いている」ということは、SVC31が装置定格を出しているにもかかわらず、差分ΔVを埋め合わせるだけの無効電力が未だに供給不足している、ということであるから、差分ΔVが大きいほど、SVC31の出力が装置定格に張り付いた状態は長く継続するであろうことが予想される。逆にいえば、差分ΔVが小さいなら、たまたまSVC31の出力が装置定格に張り付いていたとしても、その状態は、いつ解除され変動出力を要求されるか分からない、ということである。
図5(a)に表したように、この例において、SVC31は、リアクトル81と、一対のサイリスタ82、83(スイッチング素子)と、を有する。
図6は、第2の実施形態に係る電力システム及び電圧安定化装置を模式的に表すブロック図である。
図6に表したように、電圧安定化装置100の制御部34は、発電量予測部102をさらに備える。なお、上記第1の実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。
図7に表したように、電圧安定化装置100の制御部34は、運転を開始すると、各電圧検出器12、14、36及び各電流検出器16、38の各検出値を基に、交流電圧VEPSと電圧目標値Vrefとの差分ΔVと、SVC31の無効電力QSVCと、を取得するとともに、発電量予測部102から発電装置5の発電量の予測値を取得する(図7のステップS201)。取得された差分ΔV、無効電力QSVC、及び予測値は、切替機能部54に入力される。
Claims (7)
- 進相コンデンサ及び分路リアクトルの少なくとも一方と、静止型無効電力補償装置と、を有し、交流電力を供給する発電装置と並列に系統母線に接続され、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方による固定された無効電力、及び、前記静止型無効電力補償装置による変動可能な無効電力を選択的に前記系統母線に供給する無効電力供給部と、
前記無効電力供給部による前記系統母線への無効電力の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記系統母線の交流電圧と前記系統母線の電圧目標値との差分と、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給された無効電力と、前記発電装置の有効電力及び無効電力と、を取得し、
前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給していない状態において、前記静止型無効電力補償装置から出力する前記無効電力の指令値を前記差分から算出し、前記指令値に応じた前記無効電力を前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給し、
前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記発電装置の前記有効電力及び前記無効電力が安定している場合には、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給する前記無効電力を低下させ、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給する電圧安定化装置。 - 前記制御部は、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線への前記無効電力の供給を開始した後、前記差分の絶対値が前記第1設定値よりも小さい第2設定値以下になった場合に、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線への前記無効電力の供給を停止させ、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線への前記指令値に応じた前記無効電力の供給を再開させる請求項1記載の電圧安定化装置。
- 前記静止型無効電力補償装置は、変動する進み無効電力及び遅れ無効電力を前記系統母線に供給可能であり、
前記無効電力供給部は、前記進相コンデンサと前記分路リアクトルとの双方を有し、
前記制御部は、前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記発電装置の前記有効電力及び前記無効電力が安定している際に、前記系統母線の前記交流電圧が前記電圧目標値よりも低い場合には、前記進相コンデンサの進み無効電力を前記系統母線に供給し、前記系統母線の前記交流電圧が前記電圧目標値よりも高い場合には、前記分路リアクトルの遅れ無効電力を前記系統母線に供給する請求項1又は2に記載の電圧安定化装置。 - 前記制御部は、前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記発電装置の前記有効電力及び前記無効電力が安定している場合に、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線への前記無効電力の供給を停止させる請求項1〜3のいずれか1つに記載の電圧安定化装置。
- 前記制御部は、前記発電装置の発電量に関連する予測値をさらに取得し、前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記発電装置の前記有効電力と前記無効電力と前記予測値とのそれぞれが安定している場合に、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給する前記無効電力を低下させ、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給する請求項1〜4のいずれか1つに記載の電圧安定化装置。
- 進相コンデンサ及び分路リアクトルの少なくとも一方と、静止型無効電力補償装置と、を有し、交流電力を供給する発電装置と並列に系統母線に接続され、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方による固定された無効電力、及び、前記静止型無効電力補償装置による変動可能な無効電力を選択的に前記系統母線に供給する無効電力供給部と、
前記無効電力供給部による前記系統母線への無効電力の供給を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記系統母線の交流電圧と前記系統母線の電圧目標値との差分と、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給された無効電力と、前記発電装置の発電量に関連する予測値と、を取得し、
前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給していない状態において、前記静止型無効電力補償装置から出力する前記無効電力の指令値を前記差分から算出し、前記指令値に応じた前記無効電力を前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給し、
前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記予測値が安定している場合には、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給する前記無効電力を低下させ、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給する電圧安定化装置。 - 進相コンデンサ及び分路リアクトルの少なくとも一方と、静止型無効電力補償装置と、を有し、交流電力を供給する発電装置と並列に系統母線に接続され、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方による固定された無効電力、及び、前記静止型無効電力補償装置による変動可能な無効電力を選択的に前記系統母線に供給する無効電力供給部と、
前記無効電力供給部による前記系統母線への無効電力の供給を制御する制御部と、
を備えた電圧安定化装置の制御方法であって、
前記系統母線の交流電圧と前記系統母線の電圧目標値との差分と、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給された無効電力と、前記発電装置の有効電力及び無効電力と、を取得する工程と、
前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給していない状態において、前記静止型無効電力補償装置から出力する前記無効電力の指令値を前記差分から算出し、前記指令値に応じた前記無効電力を前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給する工程と、
前記静止型無効電力補償装置の前記無効電力が、前記静止型無効電力補償装置の装置定格に張り付き、前記差分の絶対値が第1設定値よりも大きく、かつ、前記発電装置の前記有効電力及び前記無効電力が安定している場合には、前記静止型無効電力補償装置から前記系統母線に供給する前記無効電力を低下させ、前記進相コンデンサ及び前記分路リアクトルの前記少なくとも一方から前記系統母線に前記無効電力を供給する工程と、
を有する電圧安定化装置の制御方法。
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