JPH0553668A - 無効電力補償装置 - Google Patents
無効電力補償装置Info
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- JPH0553668A JPH0553668A JP3209548A JP20954891A JPH0553668A JP H0553668 A JPH0553668 A JP H0553668A JP 3209548 A JP3209548 A JP 3209548A JP 20954891 A JP20954891 A JP 20954891A JP H0553668 A JPH0553668 A JP H0553668A
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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
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 系統電圧の変化に対応させて、進み・遅れの
無効電力を指令どうりに高速かつ安定に制御することに
ある。 【構成】 電力系統に無効電力を供給する自励式インバ
−タ５と、無効電力の指令値Ｑ＊と検出値Ｑの差を入力
し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力
電圧の振幅指令ｋを演算して出力する無効電力制御手段
２０と、この振幅指令ｋに基づいて前記インバータのス
イッチング素子を制御するインバータ制御手段２１とを
含み、系統電圧の検出値Ｖｓに応じて振幅指令ｋを補正
する補正手段２５，２６，２７を設けた。 【効果】系統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御
していることから、無効電力制御の応答性を高速化でき
るとともに、安定な制御を行わせることができる。
無効電力を指令どうりに高速かつ安定に制御することに
ある。 【構成】 電力系統に無効電力を供給する自励式インバ
−タ５と、無効電力の指令値Ｑ＊と検出値Ｑの差を入力
し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力
電圧の振幅指令ｋを演算して出力する無効電力制御手段
２０と、この振幅指令ｋに基づいて前記インバータのス
イッチング素子を制御するインバータ制御手段２１とを
含み、系統電圧の検出値Ｖｓに応じて振幅指令ｋを補正
する補正手段２５，２６，２７を設けた。 【効果】系統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御
していることから、無効電力制御の応答性を高速化でき
るとともに、安定な制御を行わせることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無効電力補償装置に係
り、特に進み遅れの無効電力を高速かつ安定に制御する
ものに関する。
り、特に進み遅れの無効電力を高速かつ安定に制御する
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模電力系統において、系統の電圧安
定性を確保することは益々重要な課題となってきてお
り、各種の安定化対策がとられている。その一つとして
無効電力の供給、制御がある。無効電力の供給法には従
来から同期調相機、電力用コンデンサ、変圧器の負荷時
電圧切換等の方法があるが、最近は、優れた高速制御機
能を有する、インバ−タ方式またはサイリスタによるリ
アクトル制御方式等による静止形無効電力補償装置が着
目されている。
定性を確保することは益々重要な課題となってきてお
り、各種の安定化対策がとられている。その一つとして
無効電力の供給、制御がある。無効電力の供給法には従
来から同期調相機、電力用コンデンサ、変圧器の負荷時
電圧切換等の方法があるが、最近は、優れた高速制御機
能を有する、インバ−タ方式またはサイリスタによるリ
アクトル制御方式等による静止形無効電力補償装置が着
目されている。
【０００３】この理由はは自励式直交変換装置の大容量
化等の実用化性能が高まり、電力機器への適用が可能に
なってきた点と、他の方式よりも高速制御が可能な点に
ある。この第１ステップとして電圧型の自励式インバ−
タを備えた進み及び遅れの無効電力を任意に制御できる
静止形無効電力補償装置の開発が行われている。
化等の実用化性能が高まり、電力機器への適用が可能に
なってきた点と、他の方式よりも高速制御が可能な点に
ある。この第１ステップとして電圧型の自励式インバ−
タを備えた進み及び遅れの無効電力を任意に制御できる
静止形無効電力補償装置の開発が行われている。
【０００４】図６に、この無効電力補償装置を含む電力
系統の１例を示す。図において、交流電源１は送電線２
を介して負荷３へ電力を供給している。コンデンサ４は
電圧型の自励式インバータ（以下、単にインバータとい
う）５の直流端に接続されている。インバ−タ５は自己
消弧機能を持ったＧＴＯ等のスイッチング素子６乃至１
１と、これらに逆並列に接続されたダイオ−ド１２乃至
１７で構成される。このインバ−タ５の交流端は変圧器
１８を介して電力系統の送電線２に接続されている。コ
ンデンサ４とインバ−タ５と変圧器１８とで無効電力補
償装置を構成する。また、制御回路として、直流電圧制
御回路１９と無効電力制御回路２０とＰＷＭ（パルス幅
変調）制御回路２１とを設けている。
系統の１例を示す。図において、交流電源１は送電線２
を介して負荷３へ電力を供給している。コンデンサ４は
電圧型の自励式インバータ（以下、単にインバータとい
う）５の直流端に接続されている。インバ−タ５は自己
消弧機能を持ったＧＴＯ等のスイッチング素子６乃至１
１と、これらに逆並列に接続されたダイオ−ド１２乃至
１７で構成される。このインバ−タ５の交流端は変圧器
１８を介して電力系統の送電線２に接続されている。コ
ンデンサ４とインバ−タ５と変圧器１８とで無効電力補
償装置を構成する。また、制御回路として、直流電圧制
御回路１９と無効電力制御回路２０とＰＷＭ（パルス幅
変調）制御回路２１とを設けている。
【０００５】直流電圧制御回路１９は、加算器２２によ
りコンデンサ４の端子電圧の目標値Ｅｃ＊と検出値Ｅｃ
の差を入力し、比例積分演算処理等により、その差を零
または零近傍にするに必要なインバータ５の出力電圧Ｖ
ｉの位相指令θを演算して出力するようになっている。
また無効電力制御回路２０は、加算器２３により無効電
力の目標値Ｑ＊と検出値Ｑの差を入力し、比例積分演算
処理等により、その差を零または零近傍にするに必要な
インバータ５の出力電圧Ｖｉの振幅指令ｋを演算して出
力するようになっている。但し、振幅指令ｋは上記差が
零のときは「１」であり、その差の極性に応じて「１」
から増又は減するとともに、その差の大きさに応じた大
きさに制御される。これらの位相指令θと振幅指令ｋは
ＰＷＭ制御回路２１に入力される。ＰＷＭ制御回路２１
では、入力される位相指令θに合わせて搬送波および変
調波の位相を調整するとともに、振幅指令ｋに比例させ
て変調波の振幅を制御する。そして、調整された搬送波
を変調波と比較してゲートパルスを生成し、このゲート
パルスに合わせてスイッチング素子６乃至１１をオン・
オフ制御する。これにより、進み・遅れの無効電力を制
御するようになっている。
りコンデンサ４の端子電圧の目標値Ｅｃ＊と検出値Ｅｃ
の差を入力し、比例積分演算処理等により、その差を零
または零近傍にするに必要なインバータ５の出力電圧Ｖ
ｉの位相指令θを演算して出力するようになっている。
また無効電力制御回路２０は、加算器２３により無効電
力の目標値Ｑ＊と検出値Ｑの差を入力し、比例積分演算
処理等により、その差を零または零近傍にするに必要な
インバータ５の出力電圧Ｖｉの振幅指令ｋを演算して出
力するようになっている。但し、振幅指令ｋは上記差が
零のときは「１」であり、その差の極性に応じて「１」
から増又は減するとともに、その差の大きさに応じた大
きさに制御される。これらの位相指令θと振幅指令ｋは
ＰＷＭ制御回路２１に入力される。ＰＷＭ制御回路２１
では、入力される位相指令θに合わせて搬送波および変
調波の位相を調整するとともに、振幅指令ｋに比例させ
て変調波の振幅を制御する。そして、調整された搬送波
を変調波と比較してゲートパルスを生成し、このゲート
パルスに合わせてスイッチング素子６乃至１１をオン・
オフ制御する。これにより、進み・遅れの無効電力を制
御するようになっている。
【０００６】ここで、振幅指令ｋについて詳しく説明す
る。いま、交流系統電圧をＶｓ、インバータ出力電圧を
Ｖｉ、変圧器１８のリアクタンスをＸとすると無効電力
補償装置に流れる電流Ｉ（すなわち、無効電流）は次式
で表わされる。
る。いま、交流系統電圧をＶｓ、インバータ出力電圧を
Ｖｉ、変圧器１８のリアクタンスをＸとすると無効電力
補償装置に流れる電流Ｉ（すなわち、無効電流）は次式
で表わされる。
【０００７】
【数１】Ｉ＝（Ｖｉ−Ｖｓ）／Ｘ 一般に交流系統の電圧位相に対する無効電力補償装置の
出力電圧の位相差θは小さいと考えられるので、振幅指
令をｋとするとＶｉは次式で表わされる。
出力電圧の位相差θは小さいと考えられるので、振幅指
令をｋとするとＶｉは次式で表わされる。
【０００８】
【数２】Ｖｉ＝ｋ・Ｖｓ したがって、数３が成立する。
【０００９】
【数３】Ｉ＝（ｋ−１）Ｖｓ／Ｘ 数３から、ｋ＝１のときは電流は零、ｋ＞１のときは進
み電流、ｋ＜１のときは遅れ電流となり、進み無効電力
はｋ＞１の範囲、遅れ無効電力はｋ＜１の範囲で連続的
に制御できる。
み電流、ｋ＜１のときは遅れ電流となり、進み無効電力
はｋ＞１の範囲、遅れ無効電力はｋ＜１の範囲で連続的
に制御できる。
【００１０】このことを図２に示す。図２（ａ）に示す
ように、振幅指令ｋに対するインバ−タの出力電圧Ｖｉ
との間は直線関係であり、その時の振幅指令ｋと無効電
力の関係を系統電圧をパラメータとして表わしたものは
図２（ｂ）に示すようになる。図２にて、Ｌａ、Ｌｂ及
びＬｃは系統電圧を示し、その大きさの関係は、Ｌｂ＞
Ｌａ＞Ｌｃである。
ように、振幅指令ｋに対するインバ−タの出力電圧Ｖｉ
との間は直線関係であり、その時の振幅指令ｋと無効電
力の関係を系統電圧をパラメータとして表わしたものは
図２（ｂ）に示すようになる。図２にて、Ｌａ、Ｌｂ及
びＬｃは系統電圧を示し、その大きさの関係は、Ｌｂ＞
Ｌａ＞Ｌｃである。
【００１１】いま、系統電圧をＬａとすると、無効電力
補償装置は図２（ｂ）のように基準点Ｏａを境にｋの大
きい方では進み、小さい方では遅れの無効電力を発生す
る。したがって、ｋを調整することにより、無効電力の
進み、遅れと大きさを調整できることになる。
補償装置は図２（ｂ）のように基準点Ｏａを境にｋの大
きい方では進み、小さい方では遅れの無効電力を発生す
る。したがって、ｋを調整することにより、無効電力の
進み、遅れと大きさを調整できることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
技術では、系統電圧がＬａで運転されている状態から、
急激にＬｂ又はＬｃのように変化すると、フィードバッ
ク制御されるｋの値の追従変化が遅れることになる。し
たがって、図２（ｂ）に示す関係から明らかなように、
発生する無効電力Ｑが進み、遅れを含めて目標値Ｑ＊か
ら大きくはずれてしまい、無効電力制御の応答性及び安
定性が悪いという解決すべき課題がある。
技術では、系統電圧がＬａで運転されている状態から、
急激にＬｂ又はＬｃのように変化すると、フィードバッ
ク制御されるｋの値の追従変化が遅れることになる。し
たがって、図２（ｂ）に示す関係から明らかなように、
発生する無効電力Ｑが進み、遅れを含めて目標値Ｑ＊か
ら大きくはずれてしまい、無効電力制御の応答性及び安
定性が悪いという解決すべき課題がある。
【００１３】本発明の目的は、系統電圧の変化に対応さ
せて、進み、遅れの無効電力を指令どおりに、高速かつ
安定に制御できる無効電力補償装置を提供することにあ
る。
せて、進み、遅れの無効電力を指令どおりに、高速かつ
安定に制御できる無効電力補償装置を提供することにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タの出力電圧の大きさを制御して、進み・遅れを
含む無効電力を制御する無効電力制御装置において、前
記電力系統の系統電圧に応じて前記インバータ出力電圧
を補正する補正手段を設けたことを特徴とする。
に、本発明は、電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タの出力電圧の大きさを制御して、進み・遅れを
含む無効電力を制御する無効電力制御装置において、前
記電力系統の系統電圧に応じて前記インバータ出力電圧
を補正する補正手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】この場合において、無効電力の指令値と検
出値の差を入力し、その差を低減すべくその差に応じた
インバータ出力電圧の振幅指令を演算して出力する無効
電力制御手段と、この振幅指令に基づいて前記インバー
タのスイッチング素子を制御するインバータ制御手段と
を含んでなるときは、電力系統の系統電圧の検出値を入
力し、この検出値に応じて前記振幅指令を補正する補正
手段を設ける。
出値の差を入力し、その差を低減すべくその差に応じた
インバータ出力電圧の振幅指令を演算して出力する無効
電力制御手段と、この振幅指令に基づいて前記インバー
タのスイッチング素子を制御するインバータ制御手段と
を含んでなるときは、電力系統の系統電圧の検出値を入
力し、この検出値に応じて前記振幅指令を補正する補正
手段を設ける。
【００１６】また、無効電力は電圧と電流の積であり、
一般に電圧の変動は小さいから、上記無効電力指令に代
えて無効電流指令に基づく制御にすることができる。す
なわち、無効電力制御手段を、無効電流の指令値と検出
値の差を入力し、その差を低減すべくその差に応じたイ
ンバータ出力電圧の振幅指令を演算して出力するもので
あってもよい。
一般に電圧の変動は小さいから、上記無効電力指令に代
えて無効電流指令に基づく制御にすることができる。す
なわち、無効電力制御手段を、無効電流の指令値と検出
値の差を入力し、その差を低減すべくその差に応じたイ
ンバータ出力電圧の振幅指令を演算して出力するもので
あってもよい。
【００１７】また、コンデンサを直流電源とし電力系統
に無効電力を供給する自励式インバ−タの場合であっ
て、コンデンサの端子電圧の基準値と検出値の差を入力
し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力
電圧の位相指令を演算して出力する直流電圧制御手段
と、この位相指令と前記振幅指令に基づいて前記インバ
ータのスイッチング素子を制御するインバータ制御手段
とを含んでなる無効電力補償装置の場合は、前記電力系
統の系統電圧の検出値を入力し、この検出値に応じて前
記振幅指令を補正する補正手段と、この補正された振幅
指令を前記位相指令に応じて更に補正して前記インバー
タ制御手段に入力する振幅指令を生成する振幅指令生成
手段と、前記位相指令を前記補正手段により補正された
振幅指令により補正して前記インバータ制御手段に入力
する位相指令を生成する位相指令生成手段とを設けるこ
とが好ましい。
に無効電力を供給する自励式インバ−タの場合であっ
て、コンデンサの端子電圧の基準値と検出値の差を入力
し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力
電圧の位相指令を演算して出力する直流電圧制御手段
と、この位相指令と前記振幅指令に基づいて前記インバ
ータのスイッチング素子を制御するインバータ制御手段
とを含んでなる無効電力補償装置の場合は、前記電力系
統の系統電圧の検出値を入力し、この検出値に応じて前
記振幅指令を補正する補正手段と、この補正された振幅
指令を前記位相指令に応じて更に補正して前記インバー
タ制御手段に入力する振幅指令を生成する振幅指令生成
手段と、前記位相指令を前記補正手段により補正された
振幅指令により補正して前記インバータ制御手段に入力
する位相指令を生成する位相指令生成手段とを設けるこ
とが好ましい。
【００１８】
【作用】このように構成されることから、次の作用によ
り上記目的が達成される。系統電圧が変化すると、基本
的には無効電力の検出値がそれに応じて変化し、無効電
力制御手段のフィードバック制御によりその変化を減少
させる方向に振幅指令ｋが調整される。しかし、フィー
ドバック制御であるから、系統電圧の急激な変化に対し
ては制御が遅れ、しかも安定な制御ができない場合があ
る。この点、本発明によれば、系統電圧の検出値に応じ
て直接振幅指令を補正していることから、言い換えれば
系統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御している
ことから、無効電力制御の応答性を高速化できるととも
に、安定な制御を行わせることができるのである。
り上記目的が達成される。系統電圧が変化すると、基本
的には無効電力の検出値がそれに応じて変化し、無効電
力制御手段のフィードバック制御によりその変化を減少
させる方向に振幅指令ｋが調整される。しかし、フィー
ドバック制御であるから、系統電圧の急激な変化に対し
ては制御が遅れ、しかも安定な制御ができない場合があ
る。この点、本発明によれば、系統電圧の検出値に応じ
て直接振幅指令を補正していることから、言い換えれば
系統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御している
ことから、無効電力制御の応答性を高速化できるととも
に、安定な制御を行わせることができるのである。
【００１９】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図示のよう
に、本実施例の主回路構成は、図６の従来例と同一であ
り、同一部品に同一符号を付して説明を省略する。
に、本実施例の主回路構成は、図６の従来例と同一であ
り、同一部品に同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】本実施例が、従来例と異なる点は、交流系
統電圧を交流電圧検出器２４で検出し、これを整流回路
２５で整流して交流電圧ｅｏを求め、これを関数発生回
路２６に入力して後述する関数に従って振幅指令ｋの補
正値ｅａを求め、これを加算器２７を介して振幅指令ｋ
に加算するようにした点である。
統電圧を交流電圧検出器２４で検出し、これを整流回路
２５で整流して交流電圧ｅｏを求め、これを関数発生回
路２６に入力して後述する関数に従って振幅指令ｋの補
正値ｅａを求め、これを加算器２７を介して振幅指令ｋ
に加算するようにした点である。
【００２１】したがって、ＰＷＭ制御回路２１は振幅指
令ｋとその補正値ｅａの加算値を振幅指令ｋ’として、
インバータ５の出力電圧Ｖｉを制御する。ここで、ＰＷ
Ｍ制御方式はインバータの出力制御に多く用いられてい
る周知の技術であり、図３にそのＰＷＭ制御回路２１に
おける１相分の信号波形の１例を示す。図３（ａ）は搬
送波Ｃと変調波Ｍの波形例を示し、図３（ｂ）はスイッ
チング素子の制御パルスである。図示のように、搬送波
Ｃ＜変調波Ｍのとき「１」となり、Ｃ＞Ｍのとき「０」
となる。なお、変調波Ｍは１２０度づつずれて他の２相
に対応するものが存在するがここでは省略されている。
インバータ５は、ゲートパルスが「１」のとき、スイッ
チング素子６(他の２相では夫々対応する制御パルスに
より８または１０)をオン、スイッチング素子７(他の２
相では夫々対応する制御パルスにより９または１１)を
オフ、制御パルス「０」のときスイッチング素子７(前
記と同じく他の２相では９または１１)をオン、スイッ
チング素子６(前記と同じく他の２相では８または１０)
をオフするように動作する。
令ｋとその補正値ｅａの加算値を振幅指令ｋ’として、
インバータ５の出力電圧Ｖｉを制御する。ここで、ＰＷ
Ｍ制御方式はインバータの出力制御に多く用いられてい
る周知の技術であり、図３にそのＰＷＭ制御回路２１に
おける１相分の信号波形の１例を示す。図３（ａ）は搬
送波Ｃと変調波Ｍの波形例を示し、図３（ｂ）はスイッ
チング素子の制御パルスである。図示のように、搬送波
Ｃ＜変調波Ｍのとき「１」となり、Ｃ＞Ｍのとき「０」
となる。なお、変調波Ｍは１２０度づつずれて他の２相
に対応するものが存在するがここでは省略されている。
インバータ５は、ゲートパルスが「１」のとき、スイッ
チング素子６(他の２相では夫々対応する制御パルスに
より８または１０)をオン、スイッチング素子７(他の２
相では夫々対応する制御パルスにより９または１１)を
オフ、制御パルス「０」のときスイッチング素子７(前
記と同じく他の２相では９または１１)をオン、スイッ
チング素子６(前記と同じく他の２相では８または１０)
をオフするように動作する。
【００２２】図４（ａ）に整流回路２５の１例を示す。
交流電圧検出器２４で検出された三相交流電圧ｅｕ，ｅ
ｖ，ｅｗがダイオ−ドブリッジで整流されたのち、抵抗
Ｒ21とＲ22で分圧されて、出力電圧ｅｏが得られる。図
４（ｂ）は関数発生回路２６の特性例を示す。横軸に整
流回路２５の出力電圧ｅｏの大きさ、縦軸に出力である
補正値ｅａを示す。ここではｅｏに対してｅａは線形関
係に設定したが、ステップ的あるいは曲線などの非線形
特性にしてもよい。図４（ｃ）はこの特性例を得る回路
である。整流回路２５で得られた出力電圧ｅｏは図４
（ｃ）の演算増幅器ＡＭＰの１つの入力に導かれる。回
路はリニア増幅回路であり演算増幅器ＡＭＰのゲインが
Ｒ12／Ｒ11であるのでポテンショメ−タＶＲをＲ11・ｅ
ｓ／Ｒ12の値に設定することにより図４（ｂ）に示した
特性が得られる。
交流電圧検出器２４で検出された三相交流電圧ｅｕ，ｅ
ｖ，ｅｗがダイオ−ドブリッジで整流されたのち、抵抗
Ｒ21とＲ22で分圧されて、出力電圧ｅｏが得られる。図
４（ｂ）は関数発生回路２６の特性例を示す。横軸に整
流回路２５の出力電圧ｅｏの大きさ、縦軸に出力である
補正値ｅａを示す。ここではｅｏに対してｅａは線形関
係に設定したが、ステップ的あるいは曲線などの非線形
特性にしてもよい。図４（ｃ）はこの特性例を得る回路
である。整流回路２５で得られた出力電圧ｅｏは図４
（ｃ）の演算増幅器ＡＭＰの１つの入力に導かれる。回
路はリニア増幅回路であり演算増幅器ＡＭＰのゲインが
Ｒ12／Ｒ11であるのでポテンショメ−タＶＲをＲ11・ｅ
ｓ／Ｒ12の値に設定することにより図４（ｂ）に示した
特性が得られる。
【００２３】このように構成される実施例の動作につい
て次に説明する。基本的な無効電力制御の動作は、前述
したように、無効電力制御回路２０により、予め設定さ
れた制御特性（例えば、図２（ｂ）のＬａに示すＱ−ｋ
特性）に従い、無効電力の指令値と検出値の差に応じて
振幅指令ｋが制御される。
て次に説明する。基本的な無効電力制御の動作は、前述
したように、無効電力制御回路２０により、予め設定さ
れた制御特性（例えば、図２（ｂ）のＬａに示すＱ−ｋ
特性）に従い、無効電力の指令値と検出値の差に応じて
振幅指令ｋが制御される。
【００２４】今、系統電圧ＶｓがＬａ、無効電力の指令
値Ｑ＊が零、無効電力補償装置が図２（ｂ）の基準点Ｏ
ａで運転されていたとき、何らかの原因により系統電圧
ＶｓがＬｂに急変したとする。この場合、前述したよう
に無効電力制御回路２０から出力される振幅指令ｋの値
は急には変化しないので、無効電力制御の動作特性は図
２（ｂ）のＬｂの特性に移行し、Ａ点が動作点になって
しまい、無効電力Ｑが零から遅れの方に増大して、指令
値Ｑ＊から外れしまうことになる。しかし、本実施例で
は、系統の電圧変化に応じて補正値ｅａが増加し、ＰＷ
Ｍ制御回路２１に入力される振幅指令ｋ’が増加するの
で、動作点はＡからＯｂ点に移り、速やかに無効電力が
指令値Ｑ＊＝０に制御される。すなわち、関数発生回路
２６は、系統電圧がＬａからＬｂに変化したとき、（Ｏ
ｂ−Ｏａ）に相当する補正値ｅａを出力するように設定
されているのである。
値Ｑ＊が零、無効電力補償装置が図２（ｂ）の基準点Ｏ
ａで運転されていたとき、何らかの原因により系統電圧
ＶｓがＬｂに急変したとする。この場合、前述したよう
に無効電力制御回路２０から出力される振幅指令ｋの値
は急には変化しないので、無効電力制御の動作特性は図
２（ｂ）のＬｂの特性に移行し、Ａ点が動作点になって
しまい、無効電力Ｑが零から遅れの方に増大して、指令
値Ｑ＊から外れしまうことになる。しかし、本実施例で
は、系統の電圧変化に応じて補正値ｅａが増加し、ＰＷ
Ｍ制御回路２１に入力される振幅指令ｋ’が増加するの
で、動作点はＡからＯｂ点に移り、速やかに無効電力が
指令値Ｑ＊＝０に制御される。すなわち、関数発生回路
２６は、系統電圧がＬａからＬｂに変化したとき、（Ｏ
ｂ−Ｏａ）に相当する補正値ｅａを出力するように設定
されているのである。
【００２５】一方、位相指令θは交流系統の電圧位相に
対する搬送波Ｃ及び変調波Ｍの位相を制御して主にイン
バ-タの直流電圧を基準値に一定に保持制御する。無効
電力の制御は、この直流電圧を一定とした状態で振幅指
令ｋを制御することにより行う。
対する搬送波Ｃ及び変調波Ｍの位相を制御して主にイン
バ-タの直流電圧を基準値に一定に保持制御する。無効
電力の制御は、この直流電圧を一定とした状態で振幅指
令ｋを制御することにより行う。
【００２６】上述したように、本実施例によれば、系統
電圧の変動に拘らず、進み、遅れの無効電力を指令どう
りに高速かつ安定に制御することができる。
電圧の変動に拘らず、進み、遅れの無効電力を指令どう
りに高速かつ安定に制御することができる。
【００２７】上記の実施例では、インバ−タ出力電圧の
振幅を無効電力制御回路出力で制御する場合について説
明したが、無効電力制御を無効電力制御に代え、無効電
流制御回路の出力で制御しても同一の効果が得られる。
この場合、必要な無効電力を得るための無効電流の指令
値は、無効電力指令値を交流電圧で除して作られた値と
すればよく、無効電流制御回路により事故時の電流変動
が制限できるメリットがある。
振幅を無効電力制御回路出力で制御する場合について説
明したが、無効電力制御を無効電力制御に代え、無効電
流制御回路の出力で制御しても同一の効果が得られる。
この場合、必要な無効電力を得るための無効電流の指令
値は、無効電力指令値を交流電圧で除して作られた値と
すればよく、無効電流制御回路により事故時の電流変動
が制限できるメリットがある。
【００２８】次に、本発明の他の実施例を図５に示す。
加算器２８は、前記直流電圧制御回路１９の出力θと前
記関数発生回路２６の出力ｅａを加算してθ’を得、こ
のθ’と前記無効電力制御回路２０の出力ｋとから、位
相指令値作成回路２９により次式に従い前記ＰＷＭ制御
回路２１への位相指令θ”を作成する。
加算器２８は、前記直流電圧制御回路１９の出力θと前
記関数発生回路２６の出力ｅａを加算してθ’を得、こ
のθ’と前記無効電力制御回路２０の出力ｋとから、位
相指令値作成回路２９により次式に従い前記ＰＷＭ制御
回路２１への位相指令θ”を作成する。
【００２９】
【数４】ｔａｎθ”＝ｋ／θ’ 振幅指令値作成回路３０は、無効電力制御回路２０の出
力ｋと加算器２８の出力θ’から次式の如くｋとθ’の
自乗平均によりＰＷＭ制御回路２１への振幅指令ｋ”を
作成する。
力ｋと加算器２８の出力θ’から次式の如くｋとθ’の
自乗平均によりＰＷＭ制御回路２１への振幅指令ｋ”を
作成する。
【００３０】
【数５】ｋ”＝√（ｋｘｋ＋θ’ｘθ’） 上式のｋとθ’に応じてＰＷＭ制御回２１によってイン
バータ５の制御パルスがつくられる。この場合は図１の
実施例に比べると、インバータの出力電圧の位相と振幅
の指令が無効電力制御回路２０と直流電圧制御回路１９
の出力とから合成して作られるので各々の制御回路から
振幅指令と位相指令を作る場合よりも制御系の応答を早
くできる特徴がある。
バータ５の制御パルスがつくられる。この場合は図１の
実施例に比べると、インバータの出力電圧の位相と振幅
の指令が無効電力制御回路２０と直流電圧制御回路１９
の出力とから合成して作られるので各々の制御回路から
振幅指令と位相指令を作る場合よりも制御系の応答を早
くできる特徴がある。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、系
統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御しているこ
とから、系統電圧の変化にかかわらず、無効電力制御の
応答性を高速化できるとともに、安定な制御を行わせる
ことができるという効果がある。
統電圧の変化に合わせて振幅指令を先行制御しているこ
とから、系統電圧の変化にかかわらず、無効電力制御の
応答性を高速化できるとともに、安定な制御を行わせる
ことができるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例である無効電力補償装置を含
む電力系統図である。
む電力系統図である。
【図２】（ａ）は振幅指令とインバータ出力電圧の関係
を、（ｂ）は振幅指令と無効電力の関係を示す図であ
る。
を、（ｂ）は振幅指令と無効電力の関係を示す図であ
る。
【図３】ＰＷＭ制御回路１相分の信号波形図であり、
（ａ）は搬送波と変調波の関係を、（ｂ）はゲートパル
スを示す。
（ａ）は搬送波と変調波の関係を、（ｂ）はゲートパル
スを示す。
【図４】（ａ）は整流回路を、（ｂ）は関数発生回路の
特性を、（ｃ）は関数発生回路の構成を示す図である。
特性を、（ｃ）は関数発生回路の構成を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例の無効電力補償装置の主要
部である制御回路の構成図である。
部である制御回路の構成図である。
【図６】従来例の無効電力補償装置を含む電力系統図で
ある。
ある。
４ コンデンサ ５ インバ−タ １８ 変圧器 １９ 直流電圧制御回路 ２０ 無効電力制御回路 ２１ ＰＷＭ制御回路 ２４ 交流電圧検出器 ２５ 整流回路 ２６ 関数発生回路 ２７ 加算回路 ２８ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 常盤 幸生 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 中島 達人 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タの出力電圧の大きさを制御して、進み・遅れを
含む無効電力を制御する無効電力制御装置において、前
記電力系統の系統電圧に応じて前記インバータ出力電圧
を補正する補正手段を設けたことを特徴とする無効電力
補償装置。 - 【請求項２】 電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タと、無効電力の指令値と検出値の差を入力し、
その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力電圧
の振幅指令を演算して出力する無効電力制御手段と、こ
の振幅指令に基づいて前記インバータのスイッチング素
子を制御するインバータ制御手段とを含んでなる無効電
力補償装置において、前記電力系統の系統電圧の検出値
を入力し、この検出値に応じて前記振幅指令を補正する
補正手段を設けたことを特徴とする無効電力補償装置。 - 【請求項３】 電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タと、無効電流の指令値と検出値の差を入力し、
その差を低減すべくその差に応じたインバータ出力電圧
の振幅指令を演算して出力する無効電流制御手段と、こ
の振幅指令に基づいて前記インバータのスイッチング素
子を制御するインバータ制御手段とを含んでなる無効電
力補償装置において、前記電力系統の系統電圧の検出値
を入力し、この検出値に応じて前記振幅指令を補正する
補正手段を設けたことを特徴とする無効電力補償装置。 - 【請求項４】 電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タと、このインバータの直流端に接続されたコン
デンサと、無効電力の指令値と検出値の差を入力し、そ
の差を低減すべくその差に応じた前記インバータの出力
電圧の振幅指令を演算して出力する無効電力制御手段
と、前記コンデンサの端子電圧の基準値と検出値の差を
入力し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ
出力電圧の位相指令を演算して出力する直流電圧制御手
段と、この位相指令と前記振幅指令に基づいて前記イン
バータのスイッチング素子を制御するインバータ制御手
段とを含んでなる無効電力補償装置において、前記電力
系統の系統電圧の検出値を入力し、この検出値に応じて
前記振幅指令を補正する補正手段を設けたことを特徴と
する無効電力補償装置。 - 【請求項５】 電力系統に無効電力を供給する自励式イ
ンバ−タと、このインバータの直流端に接続されたコン
デンサと、無効電力の指令値と検出値の差を入力し、そ
の差を低減すべくその差に応じた前記インバータの出力
電圧の振幅指令を演算して出力する無効電力制御手段
と、前記コンデンサの端子電圧の基準値と検出値の差を
入力し、その差を低減すべくその差に応じたインバータ
出力電圧の位相指令を演算して出力する直流電圧制御手
段と、この位相指令と前記振幅指令に基づいて前記イン
バータのスイッチング素子を制御するインバータ制御手
段とを含んでなる無効電力補償装置において、前記電力
系統の系統電圧の検出値を入力し、この検出値に応じた
補正値を出力する補正手段と、前記直流電圧制御手段か
ら出力される位相指令と前記補正値とに基づいて前記イ
ンバータ制御手段に入力する振幅指令を生成する振幅指
令生成手段と、前記無効電力制御手段から出力される振
幅指令と前記補正値とに基づいて前記インバータ制御手
段に入力する位相指令を生成する位相指令生成手段とを
設けたことを特徴とする無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209548A JPH0553668A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3209548A JPH0553668A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 無効電力補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553668A true JPH0553668A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16574639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3209548A Pending JPH0553668A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0553668A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011055591A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Daihen Corp | インバータ制御回路、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステム |
| KR101125795B1 (ko) * | 2010-09-20 | 2012-03-28 | 한국전력공사 | 정지형 보상기의 제어 장치 및 정지형 보상기의 안정화 제어 방법 |
| JP2012135194A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | 電力変換システム及び変換方法 |
| JP2012143053A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Origin Electric Co Ltd | 単相電圧型交直変換装置及び系統連系システム |
| WO2012160646A1 (ja) | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 株式会社日立製作所 | 無効電力補償装置、及びそのシステムと方法 |
| CN103825287A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-05-28 | 武汉理工大学 | 复合电力负载的动态无功快速补偿方法 |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP3209548A patent/JPH0553668A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011055591A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Daihen Corp | インバータ制御回路、このインバータ制御回路を備えた系統連系インバータシステム |
| KR101125795B1 (ko) * | 2010-09-20 | 2012-03-28 | 한국전력공사 | 정지형 보상기의 제어 장치 및 정지형 보상기의 안정화 제어 방법 |
| JP2012135194A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | General Electric Co <Ge> | 電力変換システム及び変換方法 |
| JP2012143053A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Origin Electric Co Ltd | 単相電圧型交直変換装置及び系統連系システム |
| WO2012160646A1 (ja) | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 株式会社日立製作所 | 無効電力補償装置、及びそのシステムと方法 |
| CN103825287A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-05-28 | 武汉理工大学 | 复合电力负载的动态无功快速补偿方法 |
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