JPH06217462A - 無効電力制御装置の起動方式 - Google Patents
無効電力制御装置の起動方式Info
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- JPH06217462A JPH06217462A JP5003472A JP347293A JPH06217462A JP H06217462 A JPH06217462 A JP H06217462A JP 5003472 A JP5003472 A JP 5003472A JP 347293 A JP347293 A JP 347293A JP H06217462 A JPH06217462 A JP H06217462A
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- JP
- Japan
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- reactive power
- voltage
- inverter
- starting
- control device
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力系統に接続し系統の安定化を目的として
設置される自励式無効電力補償装置において、起動時に
発生する過電流を抑えることを目的とする。 【構成】 インバータの発生すべき有効電力Ｐの指令２
１と無効電力Ｑの指令２２に対し、起動リミッタ７，８
をかけたあと、系統電圧６を加算器９に加える。 【効果】 不要な過電流を抑えることにより、装置の過
電流リレーの不要な動作を防止する。
設置される自励式無効電力補償装置において、起動時に
発生する過電流を抑えることを目的とする。 【構成】 インバータの発生すべき有効電力Ｐの指令２
１と無効電力Ｑの指令２２に対し、起動リミッタ７，８
をかけたあと、系統電圧６を加算器９に加える。 【効果】 不要な過電流を抑えることにより、装置の過
電流リレーの不要な動作を防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自励式インバータ装置
を交流リアクトルを介して電源に接続し、インバータ装
置の出力電圧と電圧位相の調整により、発生する有効電
力と無効電力の種類と大きさを調整する装置の起動方式
に関するものである。
を交流リアクトルを介して電源に接続し、インバータ装
置の出力電圧と電圧位相の調整により、発生する有効電
力と無効電力の種類と大きさを調整する装置の起動方式
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無効電力補償装置に対する起動は、従来
より、例えば、停止中は指令値のリミッタを閉じてお
き、起動と同時にリミッタを所定の時定数で開いて行っ
ている。リミッタを閉じたときの指令値は常に同じであ
るため、起動時の指令値初期値は一定となる。
より、例えば、停止中は指令値のリミッタを閉じてお
き、起動と同時にリミッタを所定の時定数で開いて行っ
ている。リミッタを閉じたときの指令値は常に同じであ
るため、起動時の指令値初期値は一定となる。
【０００３】また、電力系統の無効電力を制御する手段
としては、図５に示すように、連系する電力系統１と可
変電圧源３との間にリアクトル２を設け、可変電圧源３
の出力ＶIを、系統電圧ＶSに対して増減させることによ
り、電力系統１に進相、遅相の任意の無効電力を供給す
るようにしたものがある。図６、図７はその動作原理を
示すベクトル図である。
としては、図５に示すように、連系する電力系統１と可
変電圧源３との間にリアクトル２を設け、可変電圧源３
の出力ＶIを、系統電圧ＶSに対して増減させることによ
り、電力系統１に進相、遅相の任意の無効電力を供給す
るようにしたものがある。図６、図７はその動作原理を
示すベクトル図である。
【０００４】図６は可変電圧源が遅れの無効電力を供給
しているベクトル図である。図６において、系統電圧Ｖ
Sと出力電圧ＶIは同相となっており、ＶIをＶSより小さ
くさせることによりリアクトル２にはΔＶの電圧が印加
され、リアクトル２に流れる電流はΔＶに対し９０°位
相が遅れてＩとなり、あたかも可変電源３がリアクトル
２と同じ働きをしている。また、図７は、可変電圧源出
力電圧ＶIが同相であるが系統電圧ＶSより大きくした場
合を示すものである。この場合、リアクトル２に電圧Δ
Ｖが印加され、９０°位相が遅れた電流Ｉが流れて、あ
たかも可変電圧源３がコンデンサと同じ働きをしてい
る。
しているベクトル図である。図６において、系統電圧Ｖ
Sと出力電圧ＶIは同相となっており、ＶIをＶSより小さ
くさせることによりリアクトル２にはΔＶの電圧が印加
され、リアクトル２に流れる電流はΔＶに対し９０°位
相が遅れてＩとなり、あたかも可変電源３がリアクトル
２と同じ働きをしている。また、図７は、可変電圧源出
力電圧ＶIが同相であるが系統電圧ＶSより大きくした場
合を示すものである。この場合、リアクトル２に電圧Δ
Ｖが印加され、９０°位相が遅れた電流Ｉが流れて、あ
たかも可変電圧源３がコンデンサと同じ働きをしてい
る。
【０００５】このような無効電力制御装置を実現させる
方法として、可変電源に自励式インバータを用い、イン
バータ装置の出力電圧の大きさと位相を調整することに
より上記の如く無効電力を供給するものがある。さら
に、インバータ装置に対して出力電圧の大きさと位相を
制御する方法として、二軸変換を用いたベクトル制御を
行う方法が広く用いられている。図８に、そのような一
般的なベクトル制御のブロック図を示す。また、図９に
は原理ベクトル図を示す。
方法として、可変電源に自励式インバータを用い、イン
バータ装置の出力電圧の大きさと位相を調整することに
より上記の如く無効電力を供給するものがある。さら
に、インバータ装置に対して出力電圧の大きさと位相を
制御する方法として、二軸変換を用いたベクトル制御を
行う方法が広く用いられている。図８に、そのような一
般的なベクトル制御のブロック図を示す。また、図９に
は原理ベクトル図を示す。
【０００６】図９において、ＶS，ＶIは各々系統および
インバータの電圧ベクトルである。Ｉはインバータの電
流ベクトル、Ｉrは電流ベクトルＩの実電流成分、Ｉiは
虚電流成分で、実電流成分を系統電圧と同じ方向に、虚
電流成分はそれより９０°遅れの方向にとる。ＸLは変
圧器（リアクトル）のインピーダンスである。電流を系
統からインバータの方向にとると、次式の関係が成り立
つ。
インバータの電圧ベクトルである。Ｉはインバータの電
流ベクトル、Ｉrは電流ベクトルＩの実電流成分、Ｉiは
虚電流成分で、実電流成分を系統電圧と同じ方向に、虚
電流成分はそれより９０°遅れの方向にとる。ＸLは変
圧器（リアクトル）のインピーダンスである。電流を系
統からインバータの方向にとると、次式の関係が成り立
つ。
【０００７】
【０００８】前述したように、定常状態では無効電力を
制御することはできるが、起動時は電流が流れていない
ため制御が働かない。このため、図８において、起動リ
ミッタ４，５を閉じて制御指令を出さない状態にしてお
き、起動と同時に起動リミッタ４，５を開いて制御を生
かすようにしていた。
制御することはできるが、起動時は電流が流れていない
ため制御が働かない。このため、図８において、起動リ
ミッタ４，５を閉じて制御指令を出さない状態にしてお
き、起動と同時に起動リミッタ４，５を開いて制御を生
かすようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
無効電力制御装置は、系統電圧とインバータ電圧の差電
圧で無効電力を制御しているため、起動時に差電圧があ
ると大きな電流が流れ、大きな無効電力が可変電圧源と
系統の間に流れることとなる。このような大きな無効電
力が流れると可変電圧源を構成するインバータのサイリ
スタやダイオードが破壊したり、転流が不可能となった
り、さらに電力系統に対して擾乱を与えることになるな
ど、種々の好ましくない現象を生じる。
無効電力制御装置は、系統電圧とインバータ電圧の差電
圧で無効電力を制御しているため、起動時に差電圧があ
ると大きな電流が流れ、大きな無効電力が可変電圧源と
系統の間に流れることとなる。このような大きな無効電
力が流れると可変電圧源を構成するインバータのサイリ
スタやダイオードが破壊したり、転流が不可能となった
り、さらに電力系統に対して擾乱を与えることになるな
ど、種々の好ましくない現象を生じる。
【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、無効電力制御装置の起動
時に流れる過電流の発生を抑制することを可能にし、前
記不具合を解消することのできる無効電力制御装置を提
供することである。
たものであって、その目的は、無効電力制御装置の起動
時に流れる過電流の発生を抑制することを可能にし、前
記不具合を解消することのできる無効電力制御装置を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、本発明に係わる無効電力制御装置の起動方式は、系
統にリアクトルを介して接続されるインバータ装置の出
力電圧を制御することにより系統電圧の調整及び無効電
力の調整を行う無効電力制御装置の起動方式において、
前記インバータ装置の起動時に、インバータ装置に対す
る指令値の初期値を、連系する系統電圧の大きさに合わ
せて変動させることを特徴としている。
く、本発明に係わる無効電力制御装置の起動方式は、系
統にリアクトルを介して接続されるインバータ装置の出
力電圧を制御することにより系統電圧の調整及び無効電
力の調整を行う無効電力制御装置の起動方式において、
前記インバータ装置の起動時に、インバータ装置に対す
る指令値の初期値を、連系する系統電圧の大きさに合わ
せて変動させることを特徴としている。
【００１２】
【作用】無効電力制御装置の起動時の指令値を系統電圧
の大きさに応じて変動させることにより、起動時の過電
流の発生を抑え無効電流を制御する。
の大きさに応じて変動させることにより、起動時の過電
流の発生を抑え無効電流を制御する。
【００１３】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例を説明す
る。図１は本発明の無効電力制御装置に係わるベクトル
制御ブロック図、図２は本発明による自励式インバータ
を用いた無効電力制御装置の回路図、図３はインバータ
の出力波形である。
る。図１は本発明の無効電力制御装置に係わるベクトル
制御ブロック図、図２は本発明による自励式インバータ
を用いた無効電力制御装置の回路図、図３はインバータ
の出力波形である。
【００１４】図１において、本発明の構成は基本的には
図８で示した従来例と同じだが、θ，ｋに対する起動リ
ミッタを廃し、系統電圧ＶS６を加算器９に加えるとと
もに、新たに起動リミッタ７，８を、有効電力Ｐの指令
２１が入力される有効電力一定制御部と、無効電力Ｑの
指令２２が入力される無効電力一定制御部とにそれぞれ
設けた点で相違する。このようにして、指令値最終段の
リミッタを設けずに、系統電圧ＶSを用いて装置の起動
時の指令値ｋをＶSに応じて変化させ、起動時の過電流
の発生を抑えようとするものである。
図８で示した従来例と同じだが、θ，ｋに対する起動リ
ミッタを廃し、系統電圧ＶS６を加算器９に加えるとと
もに、新たに起動リミッタ７，８を、有効電力Ｐの指令
２１が入力される有効電力一定制御部と、無効電力Ｑの
指令２２が入力される無効電力一定制御部とにそれぞれ
設けた点で相違する。このようにして、指令値最終段の
リミッタを設けずに、系統電圧ＶSを用いて装置の起動
時の指令値ｋをＶSに応じて変化させ、起動時の過電流
の発生を抑えようとするものである。
【００１５】図１において、まず装置の停止中の状態を
説明する。装置の起動前は電流が流れていないため二軸
変換の演算出力は０である。また起動リミッタ８が閉じ
ているためＢθ＝０となる。起動リミッタ７は閉じてい
るがＶSがあるため加算器９の出力Ａθ＝ＶSとなる。し
たがって５式よりθ＝４、４式よりｋ＝ＶSとなる。つ
まり起動時のインバータ出力電圧の大きさが、系統電圧
ＶSと等しくできる。起動時に、起動リミッタ７，８を
開けば上述の原理の如く制御系が働き、無効電力を制御
できる。加算器９に加えているＶSについては、図８に
おける加算器１０に加えている１．０に相当しているの
で問題ない。
説明する。装置の起動前は電流が流れていないため二軸
変換の演算出力は０である。また起動リミッタ８が閉じ
ているためＢθ＝０となる。起動リミッタ７は閉じてい
るがＶSがあるため加算器９の出力Ａθ＝ＶSとなる。し
たがって５式よりθ＝４、４式よりｋ＝ＶSとなる。つ
まり起動時のインバータ出力電圧の大きさが、系統電圧
ＶSと等しくできる。起動時に、起動リミッタ７，８を
開けば上述の原理の如く制御系が働き、無効電力を制御
できる。加算器９に加えているＶSについては、図８に
おける加算器１０に加えている１．０に相当しているの
で問題ない。
【００１６】図２において、インバータ本体は公知であ
り、主サイリスタ素子１１、ダイオード１２、転流コン
デンサ１３により構成されており、３相出力が端子１
４，１５，１６により取り出せる。この出力はリアクト
ルを兼ねたトランス１７により系統１８へも接続され
る。図３に示すように、このインバータ出力相電圧波形
は矩形波である。実際の無効電力制御装置に用いるイン
バータは、パルスを多重化するなどして出力電圧波形を
正弦波に近づけることはいうまでもない。ここでは簡単
に動作説明をするために図３を用いている。上述の制御
装置からの指令である位相θと振幅ｋは、インバータの
出力電圧ＶIを作り出すための要素として、θはＶSより
の位相差、ｋはパルスの振幅として用いられる。
り、主サイリスタ素子１１、ダイオード１２、転流コン
デンサ１３により構成されており、３相出力が端子１
４，１５，１６により取り出せる。この出力はリアクト
ルを兼ねたトランス１７により系統１８へも接続され
る。図３に示すように、このインバータ出力相電圧波形
は矩形波である。実際の無効電力制御装置に用いるイン
バータは、パルスを多重化するなどして出力電圧波形を
正弦波に近づけることはいうまでもない。ここでは簡単
に動作説明をするために図３を用いている。上述の制御
装置からの指令である位相θと振幅ｋは、インバータの
出力電圧ＶIを作り出すための要素として、θはＶSより
の位相差、ｋはパルスの振幅として用いられる。
【００１７】また、図４に他の実施例を示す。図１の、
系統電圧ＶSを加算器９に加えるところに特に注目し、
その部分のみ図示している。系統電圧はリップルを含ん
でいるため、フィルタ１９を用いて平滑化し制御の安定
性を図っている。また、自励式インバータでは、出力電
圧ＶIは直流電圧Ｖdの影響により次式のようになる。
系統電圧ＶSを加算器９に加えるところに特に注目し、
その部分のみ図示している。系統電圧はリップルを含ん
でいるため、フィルタ１９を用いて平滑化し制御の安定
性を図っている。また、自励式インバータでは、出力電
圧ＶIは直流電圧Ｖdの影響により次式のようになる。
【００１８】 ＶI＝ａ・ｋ・Ｖd ……………６式 ６式においてのａは比例定数である。このように、直流
電圧Ｖdが低下すればそれに比例してインバータ出力電
圧も低下してしまう。このため積算器２０を用いてＶd
の変動分だけ補償してやるのである。
電圧Ｖdが低下すればそれに比例してインバータ出力電
圧も低下してしまう。このため積算器２０を用いてＶd
の変動分だけ補償してやるのである。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明によれば、自励式無効電力補償装置の起動時に流れる
過電流の発生を抑えることができる。
明によれば、自励式無効電力補償装置の起動時に流れる
過電流の発生を抑えることができる。
【図１】 本発明に係わるベクトル制御ブロック図。
【図２】 自励式インバータを用いた無効電力制御装置
の構成図。
の構成図。
【図３】 インバータの出力波形。
【図４】 自励式インバータの他の実施例。
【図５】 従来の無効電力制御装置の構成図。
【図６】 無効電力制御装置が遅相の無効電力を供給し
ている時のベクトル図。
ている時のベクトル図。
【図７】 無効電力制御装置が進相の無効電力を供給し
ている時のベクトル図。
ている時のベクトル図。
【図８】 従来のベクトル制御のブロック図。
【図９】 インバータのベクトル制御の原理ベクトル
図。
図。
１…連系する系統、２…連系リアクトル、３…可変電圧
源、４…起動リミッタ、５…起動リミッタ、６…系統電
圧、７…起動リミッタ、８…起動リミッタ、９…加算
器、１０…加算器、１１…サイリスタ、１２…ダイオー
ド、１３…転流用直流コンデンサ、１４，１５，１６…
インバータ出力端子、１７…トランス、１８…連系用出
力端子、１９…フィルタ、２０…積算器、２１…有効電
力指令、２２…無効電力指令。
源、４…起動リミッタ、５…起動リミッタ、６…系統電
圧、７…起動リミッタ、８…起動リミッタ、９…加算
器、１０…加算器、１１…サイリスタ、１２…ダイオー
ド、１３…転流用直流コンデンサ、１４，１５，１６…
インバータ出力端子、１７…トランス、１８…連系用出
力端子、１９…フィルタ、２０…積算器、２１…有効電
力指令、２２…無効電力指令。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健一 東京都調布市西つつじヶ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】系統にリアクトルを介して接続されるイン
バータ装置の出力電圧を制御することにより系統電圧の
調整及び無効電力の調整を行う無効電力制御装置の起動
方式において、前記インバータ装置の起動時に、インバ
ータ装置に対する指令値の初期値を、連系する系統電圧
の大きさに合わせて変動させることを特徴とする無効電
力制御装置の起動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003472A JPH06217462A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 無効電力制御装置の起動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003472A JPH06217462A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 無効電力制御装置の起動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217462A true JPH06217462A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11558280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003472A Pending JPH06217462A (ja) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | 無効電力制御装置の起動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06217462A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8876019B2 (en) | 2005-06-24 | 2014-11-04 | Continental Automotive Gmbh | Cleaning device for a lens of a headlight of a motor vehicle |
| CN108599181A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-28 | 华南理工大学 | 一种基于局部量测的配电网dg逆变器无功控制方法 |
| CN112701917A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-23 | 大唐可再生能源试验研究院有限公司 | 减少变换器无功功率的方法及装置 |
-
1993
- 1993-01-12 JP JP5003472A patent/JPH06217462A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8876019B2 (en) | 2005-06-24 | 2014-11-04 | Continental Automotive Gmbh | Cleaning device for a lens of a headlight of a motor vehicle |
| CN108599181A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-28 | 华南理工大学 | 一种基于局部量测的配电网dg逆变器无功控制方法 |
| CN108599181B (zh) * | 2018-04-09 | 2021-09-21 | 华南理工大学 | 一种基于局部量测的配电网dg逆变器无功控制方法 |
| CN112701917A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-23 | 大唐可再生能源试验研究院有限公司 | 减少变换器无功功率的方法及装置 |
| CN112701917B (zh) * | 2020-12-17 | 2024-01-23 | 大唐可再生能源试验研究院有限公司 | 减少变换器无功功率的方法及装置 |
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