JPH02241328A - 交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置 - Google Patents
交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置Info
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- JPH02241328A JPH02241328A JP1061272A JP6127289A JPH02241328A JP H02241328 A JPH02241328 A JP H02241328A JP 1061272 A JP1061272 A JP 1061272A JP 6127289 A JP6127289 A JP 6127289A JP H02241328 A JPH02241328 A JP H02241328A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 241000142710 Isla Vista hantavirus Species 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
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- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (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
本発明は、高調波発生負荷から発生する高調波電流が電
力系統に流出するのを抑制するための交流フィルタと電
力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置に関
するものである。
力系統に流出するのを抑制するための交流フィルタと電
力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置に関
するものである。
従来の技術
単一Xw4波に共振するコンデンサCおよびり7クトル
Lの直列回路からなる同調フィルタBPF。
Lの直列回路からなる同調フィルタBPF。
抵抗Rおよびり7クトルLの並列回路とコンデンサCと
の直列回路などからなるバイパスフィルタHPFで構成
される交流フィルタACFと、高速スイッチング素子H
Sで構成される電力用アクティブフィルタAFとを併用
した高調波抑制装置には、第3図および第4図に示す回
路方式がある。
の直列回路などからなるバイパスフィルタHPFで構成
される交流フィルタACFと、高速スイッチング素子H
Sで構成される電力用アクティブフィルタAFとを併用
した高調波抑制装置には、第3図および第4図に示す回
路方式がある。
これらは昭和63年8月電気学会産業応用部門全国大会
論文集No、64、No、65に発表されている公知の
ものである。
論文集No、64、No、65に発表されている公知の
ものである。
第3図は電力系統と直列に電力用アクティブフィルタA
Fを接続した回路方式であり、第4図は交流フィルタA
CFと直列に電力用アクティブフィルタAFを接続した
回路方式である。これらは、制御方式が同一であれば電
力系統へ流出する高調波電流の抑制効果は全く同一にな
る。
Fを接続した回路方式であり、第4図は交流フィルタA
CFと直列に電力用アクティブフィルタAFを接続した
回路方式である。これらは、制御方式が同一であれば電
力系統へ流出する高調波電流の抑制効果は全く同一にな
る。
ここで、従来のX1Iil波抑制装置は高調波検出回路
(伝達関数G)を用いて電力系統に含まれる高調波電流
f5hを検出し、これをゲインに倍し、かつ逆位相の補
償電圧Vc” (=Kigh)を電圧指令値として電
力用アクティブフィルタAFを制御しようとするもので
ある。
(伝達関数G)を用いて電力系統に含まれる高調波電流
f5hを検出し、これをゲインに倍し、かつ逆位相の補
償電圧Vc” (=Kigh)を電圧指令値として電
力用アクティブフィルタAFを制御しようとするもので
ある。
発明が解決しようとする問題点
しかし従来の高調波抑制装置では負荷の発生するX!l
il波電流が特電流々変化している場合や、過渡時には
補償電圧Vc’″に過大の基本波電圧が発生する。
il波電流が特電流々変化している場合や、過渡時には
補償電圧Vc’″に過大の基本波電圧が発生する。
このため電力用アクティブフィルタAFの容量増加は避
けられず、初期コストや運転コストに問題がある。
けられず、初期コストや運転コストに問題がある。
問題点を解決するための手段
本発明は上述したような点に鑑みなされたものである。
すなわち、電力系統に接続した高調波発生負荷から電力
系統に流出する高調波電流を抑制する交流フィルタと電
力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置にお
いて、負荷電流に含まれる高調波電流を検出する高調波
検出回路と、交流フィルタ電流に含まれる高調波電流を
検出する高調波検出回路とを用いて検出した高調波電流
を加算してゲインに倍し、かつ逆位相の補償電圧を (イ)電力系統と直列に接続した電力用アクティブフィ
ルタによって発生 または (ロ)交流フィルタと直列に接続した電力用アクティブ
フィルタによって発生 し、高調波電流の流出を抑制することを特徴とする交流
フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波
抑制装置である。
系統に流出する高調波電流を抑制する交流フィルタと電
力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置にお
いて、負荷電流に含まれる高調波電流を検出する高調波
検出回路と、交流フィルタ電流に含まれる高調波電流を
検出する高調波検出回路とを用いて検出した高調波電流
を加算してゲインに倍し、かつ逆位相の補償電圧を (イ)電力系統と直列に接続した電力用アクティブフィ
ルタによって発生 または (ロ)交流フィルタと直列に接続した電力用アクティブ
フィルタによって発生 し、高調波電流の流出を抑制することを特徴とする交流
フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波
抑制装置である。
作用
第2図において、負荷電流iLに含まれる高調波電流t
Ll、を検出する高調波検出回路の伝達関数をGLとし
、交流フィルタに流れる電流tpの高調波電流irhを
検出する高調波検出回路の伝達関数をG、とする。本発
明の高調波抑制装置では、電力用アクティブフィルタA
Fが出力する補償電圧の指令値Vc’″は次式で与えら
れる。
Ll、を検出する高調波検出回路の伝達関数をGLとし
、交流フィルタに流れる電流tpの高調波電流irhを
検出する高調波検出回路の伝達関数をG、とする。本発
明の高調波抑制装置では、電力用アクティブフィルタA
Fが出力する補償電圧の指令値Vc’″は次式で与えら
れる。
Vc” :K (GLi L +Gpt p )
(1)(1)式において、システムの安定性にはG
、のみが関係し、GLには関係しないことや過渡特性に
はG、よりもGLが関係することに着目し、GLとG、
を適切に設計することによって過渡特性を大幅に改善で
きる。なお、従来の高調波抑制装置(昭和63年電気学
会産業応用部門全国大会論文集Nα64)はGL=GF
=Gであり、本発明の特別の場合と考えることができ
る。
(1)(1)式において、システムの安定性にはG
、のみが関係し、GLには関係しないことや過渡特性に
はG、よりもGLが関係することに着目し、GLとG、
を適切に設計することによって過渡特性を大幅に改善で
きる。なお、従来の高調波抑制装置(昭和63年電気学
会産業応用部門全国大会論文集Nα64)はGL=GF
=Gであり、本発明の特別の場合と考えることができ
る。
実施例
本発明の実施例を第1図および第2図に基づいて説明す
る。交流フィルタACFは通常の交流フィルタと同様に
高調波発生源HG(第1図では20kVAの3相すイリ
スタ整流回路SO)の近傍に設置されている。0.5k
VAの電力用アクティブフィルタAF(主回路は3相電
圧形PWM変換器)が3台の単相変圧器(巻数比1:2
0)を介して電力系統と直列に接続されている。進相容
量10kVAの交流フィルタACFは5次共振フィルタ
RF5.7次共振フィルタRF7とバイパスフィルタH
PFから構成されている。3相電圧形PWM変換器の出
力側(交流側)に接続されているLl−1CトはMOS
FETのオン、オフに起因するスイッチングリップルを
除去するためのり7クトル、コンデンサである。第1図
の電力用アクティブフィルタAFはサイリスタ整流回路
SOが発生する高調波を直接補償するのではなく、交流
フィルタACFの補償特性を改善し、交流フィルタAC
Fの問題点である***振や上位系統からの高調波電流の
流入を抑制するものである。すなわち、電力用アクティ
ブフィルタAFの出力電圧を上記(1)式で制御すれば
、電力用アクティブフィルタAFは基本波に対しては零
インピーダンスとして、高調波に対しては純抵抗として
動作する。
る。交流フィルタACFは通常の交流フィルタと同様に
高調波発生源HG(第1図では20kVAの3相すイリ
スタ整流回路SO)の近傍に設置されている。0.5k
VAの電力用アクティブフィルタAF(主回路は3相電
圧形PWM変換器)が3台の単相変圧器(巻数比1:2
0)を介して電力系統と直列に接続されている。進相容
量10kVAの交流フィルタACFは5次共振フィルタ
RF5.7次共振フィルタRF7とバイパスフィルタH
PFから構成されている。3相電圧形PWM変換器の出
力側(交流側)に接続されているLl−1CトはMOS
FETのオン、オフに起因するスイッチングリップルを
除去するためのり7クトル、コンデンサである。第1図
の電力用アクティブフィルタAFはサイリスタ整流回路
SOが発生する高調波を直接補償するのではなく、交流
フィルタACFの補償特性を改善し、交流フィルタAC
Fの問題点である***振や上位系統からの高調波電流の
流入を抑制するものである。すなわち、電力用アクティ
ブフィルタAFの出力電圧を上記(1)式で制御すれば
、電力用アクティブフィルタAFは基本波に対しては零
インピーダンスとして、高調波に対しては純抵抗として
動作する。
したがって、第1図に示すようにサイリスタ整流回路S
Oの容量20kVAに対して電力用アクティブフィルタ
AFの容量は0,5kVAで済む。
Oの容量20kVAに対して電力用アクティブフィルタ
AFの容量は0,5kVAで済む。
次に制御回路について説明する。
第2図に示した制御回路の高調波検出回路には種々の回
路構成が考えられる。例えば、オペアンプを用いたノツ
チフィルタによる方法や高速フーリエ変換による方法な
どがあるが、ここでは電気学会論文誌B(昭和58年7
月号)に発表されている「瞬時無効電力の一般化理論」
を応用した回路構成について説明する。
路構成が考えられる。例えば、オペアンプを用いたノツ
チフィルタによる方法や高速フーリエ変換による方法な
どがあるが、ここでは電気学会論文誌B(昭和58年7
月号)に発表されている「瞬時無効電力の一般化理論」
を応用した回路構成について説明する。
まず交流フィルタACFのU相、■相、W相の端子電圧
V pus V Pvs V FW、U相、■相、W相
の負荷電流I LII% I LV% ! Lmを
(2)、(3)式により3相から2相に変換する。
V pus V Pvs V FW、U相、■相、W相
の負荷電流I LII% I LV% ! Lmを
(2)、(3)式により3相から2相に変換する。
次に負荷の瞬時有効電力pL1負荷の瞬時無効電力CI
Lを次式で演算する。
Lを次式で演算する。
ここで制御用バイパスフィルタ(伝達関数GL)を用い
てpL%qLから高調波成分1)Lh%qLhを抽出す
る。すなわち、 1)ch=GLpし、 qLh=GL CIL
−(5)そして上記(2)〜〔4〕式の逆演算を行う
ことによって負荷電流iLu% ILVs!工に含まれ
る窩周波電流! lah% f LV1+、i Lw
hが求められる。
てpL%qLから高調波成分1)Lh%qLhを抽出す
る。すなわち、 1)ch=GLpし、 qLh=GL CIL
−(5)そして上記(2)〜〔4〕式の逆演算を行う
ことによって負荷電流iLu% ILVs!工に含まれ
る窩周波電流! lah% f LV1+、i Lw
hが求められる。
交流フィルタACFに流れる電流i、い 1.vlpw
に対しても上記(2)〜(6)式と同様の演算を行い、
X1il波電流! FLIh s ’ FVl+、i
pvhを求めることができる。ここで、上記(5)式
に対応した交流フィルタの瞬時有効電力1)P%交流フ
ィルタの瞬時無効電力Qpから高調波成分を抽出する制
御用バイパスフィルタの伝達関数をG、とする。
に対しても上記(2)〜(6)式と同様の演算を行い、
X1il波電流! FLIh s ’ FVl+、i
pvhを求めることができる。ここで、上記(5)式
に対応した交流フィルタの瞬時有効電力1)P%交流フ
ィルタの瞬時無効電力Qpから高調波成分を抽出する制
御用バイパスフィルタの伝達関数をG、とする。
最後に負荷電流と交流フィルタ電流のX1il波電流を
各相ごとに加算し、増幅回路でゲインKを乗じて電力用
アクティブフィルタAFの電圧指令■。。、V、v 、
VC,”が作られる。
各相ごとに加算し、増幅回路でゲインKを乗じて電力用
アクティブフィルタAFの電圧指令■。。、V、v 、
VC,”が作られる。
これらの電圧指令値と三角波キャリアを比較して3相電
圧形PWM変換器のオン、オフ信号が作られ、電力用ア
クティブフィルタAFは電圧指令値と相似でかつ逆位相
の補償電圧を出力する。
圧形PWM変換器のオン、オフ信号が作られ、電力用ア
クティブフィルタAFは電圧指令値と相似でかつ逆位相
の補償電圧を出力する。
第5図は負荷電流iしに含まれるX1IiI波電流が時
々刻々変化している場合の抑制効果を示したものである
。ここで、電源周波数は50Hzで、上記(5)式のG
Lとこれと対応するGFは GL:2ケバターワース形バイパスフィルタ(カットオ
フ周波数35Hz) GF :1次バイパスフィルタ (カットオフ周波数20Hz) とした。第6図は従来の高調波抑制装置における抑制効
果を示したもので、第5図と第6図の電力用アクティブ
フィルタAFの補償電圧■。の波形を比較することによ
り、本発明の高調波抑制装置が優れた過渡特性を有して
いることがわかる。
々刻々変化している場合の抑制効果を示したものである
。ここで、電源周波数は50Hzで、上記(5)式のG
Lとこれと対応するGFは GL:2ケバターワース形バイパスフィルタ(カットオ
フ周波数35Hz) GF :1次バイパスフィルタ (カットオフ周波数20Hz) とした。第6図は従来の高調波抑制装置における抑制効
果を示したもので、第5図と第6図の電力用アクティブ
フィルタAFの補償電圧■。の波形を比較することによ
り、本発明の高調波抑制装置が優れた過渡特性を有して
いることがわかる。
発明の効果
本発明の交流フィルタとアクティブフィルタを併用した
高調波抑制装置は、負荷電流の高調波を検出する高調波
検出回路と交流フィルタ電流の高調波を検出する高調波
検出回路を有し、これらを適切に設計することによって
安定で、かつ過渡特性が優れているという効果があり、
工業的ならびに実用的価値が大である。
高調波抑制装置は、負荷電流の高調波を検出する高調波
検出回路と交流フィルタ電流の高調波を検出する高調波
検出回路を有し、これらを適切に設計することによって
安定で、かつ過渡特性が優れているという効果があり、
工業的ならびに実用的価値が大である。
第1図は本発明の交流フィルタと電力用アクティブフィ
ルタを併用した高調波抑制装置の実施例の回路図、第2
図は本発明にかかる制御回路の一例の説明図、第3図お
よび第4図は従来の交流フィルタと電力用アクティブフ
ィルタを併用した高調波抑制装置の回路図で、第3図は
電力系統と直列に電力用アクティブフィルタを接続した
場合、第4図は交流フィルタと直列に電力用アクティブ
フィルタを接続した場合、第5図は本発明の制御方式に
おける高調波抑制効果を示す波形図、第6図は従来の制
御方式における高調波抑制効果を示す波形図である。 ■、:電源電圧 L、:路線インピーダンスAF:電
力用アクティブフィルタ M丁=整合変圧器 L1
ニスイツチングリップル除去用り7クトル C,ニス
イツチングリップル除去用コンデンサ ACF :交
流フィルタ C:コンデンサ L:す7クトル
R:抵抗 BPF:同調フィルタ RF5 : 5次
共振フィルタRF7 : 7次共振フィルタ HPF
:バイパスフィルタ HG:高調波発生源 SO
:サイリスタ整流回路 F % Fl+%!gV
%isW:電源電流 Vl %VFLJ% Vpv
s VvW’交流フィルタ端子電圧 f L %
! LLI% ! LV% f LW”負荷電流
■。 :電力用アクティブフィルタの補償電圧
12 :交流フィルタ電流 HS:高速スイッチン
グ素子 iLh:負荷電流iLに含まれる高調波電流
i ph :交流フィルタ電流、に含まれる高調波電
流
ルタを併用した高調波抑制装置の実施例の回路図、第2
図は本発明にかかる制御回路の一例の説明図、第3図お
よび第4図は従来の交流フィルタと電力用アクティブフ
ィルタを併用した高調波抑制装置の回路図で、第3図は
電力系統と直列に電力用アクティブフィルタを接続した
場合、第4図は交流フィルタと直列に電力用アクティブ
フィルタを接続した場合、第5図は本発明の制御方式に
おける高調波抑制効果を示す波形図、第6図は従来の制
御方式における高調波抑制効果を示す波形図である。 ■、:電源電圧 L、:路線インピーダンスAF:電
力用アクティブフィルタ M丁=整合変圧器 L1
ニスイツチングリップル除去用り7クトル C,ニス
イツチングリップル除去用コンデンサ ACF :交
流フィルタ C:コンデンサ L:す7クトル
R:抵抗 BPF:同調フィルタ RF5 : 5次
共振フィルタRF7 : 7次共振フィルタ HPF
:バイパスフィルタ HG:高調波発生源 SO
:サイリスタ整流回路 F % Fl+%!gV
%isW:電源電流 Vl %VFLJ% Vpv
s VvW’交流フィルタ端子電圧 f L %
! LLI% ! LV% f LW”負荷電流
■。 :電力用アクティブフィルタの補償電圧
12 :交流フィルタ電流 HS:高速スイッチン
グ素子 iLh:負荷電流iLに含まれる高調波電流
i ph :交流フィルタ電流、に含まれる高調波電
流
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電力系統に接続した高調波発生負荷から電力系統に流出
する高調波電流を抑制する交流フィルタと電力用アクテ
ィブフィルタを併用した高調波抑制装置において、負荷
電流に含まれる高調波電流を検出する高調波検出回路と
、交流フィルタ電流に含まれる高調波電流を検出する高
調波検出回路とを用いて検出した高調波電流を加算して
ゲインK倍し、かつ逆位相の補償電圧を (イ)電力系統と直列に接続した電力用アクティブフィ
ルタによって発生 または (ロ)交流フィルタと直列に接続した電力用アクティブ
フィルタによって発生 し、高調波電流の流出を抑制することを特徴とする交流
フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波
抑制装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1061272A JP2778976B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1061272A JP2778976B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02241328A true JPH02241328A (ja) | 1990-09-26 |
JP2778976B2 JP2778976B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=13166415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1061272A Expired - Fee Related JP2778976B2 (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 交流フィルタと電力用アクティブフィルタを併用した高調波抑制装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2778976B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04289734A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH04334930A (ja) * | 1991-05-07 | 1992-11-24 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 直列形アクティブフィルタ |
KR20030066035A (ko) * | 2002-02-04 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | 병렬형 하이브리드 능동 파워 필터 |
JP2021029070A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 国立大学法人東京工業大学 | 電力系統用アクティブフィルタ装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6169333A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-09 | 株式会社東芝 | 高調波電流補償装置 |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP1061272A patent/JP2778976B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6169333A (ja) * | 1984-09-12 | 1986-04-09 | 株式会社東芝 | 高調波電流補償装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04289734A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JP3133772B2 (ja) * | 1991-03-15 | 2001-02-13 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置 |
JPH04334930A (ja) * | 1991-05-07 | 1992-11-24 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 直列形アクティブフィルタ |
KR20030066035A (ko) * | 2002-02-04 | 2003-08-09 | 삼성전자주식회사 | 병렬형 하이브리드 능동 파워 필터 |
JP2021029070A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-25 | 国立大学法人東京工業大学 | 電力系統用アクティブフィルタ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2778976B2 (ja) | 1998-07-23 |
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