JP2000020151A - Ｐｗｍ制御無効電力発生装置 - Google Patents
Ｐｗｍ制御無効電力発生装置Info
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- JP2000020151A JP2000020151A JP10182211A JP18221198A JP2000020151A JP 2000020151 A JP2000020151 A JP 2000020151A JP 10182211 A JP10182211 A JP 10182211A JP 18221198 A JP18221198 A JP 18221198A JP 2000020151 A JP2000020151 A JP 2000020151A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 搬送波の周期を小さくすることなく、従っ
て、インバータ装置としての電圧利用率を高く保ち、か
つ、系統事故時の急峻な電圧変化に高速応答して過電流
を発生せず運転の継続を可能とするＰＷＭ制御無効電力
発生装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 系統事故検出回路１８．１は系統電圧の
逆相成分を検出し、この逆相成分が所定の設定値を越え
ると、そのワンショット回路２２がパルス信号を出力す
る。このパルス信号の出力により、ＰＷＭ制御回路１
６．１のラッチ回路１６ｃがリセットされ、コンパレー
タ１６ａによる、事故電圧と搬送波との比較出力に基づ
くゲートパルスが送出される。この結果、インバータ出
力電圧が事故電圧に速応する。
て、インバータ装置としての電圧利用率を高く保ち、か
つ、系統事故時の急峻な電圧変化に高速応答して過電流
を発生せず運転の継続を可能とするＰＷＭ制御無効電力
発生装置を得ることを目的とする。 【解決手段】 系統事故検出回路１８．１は系統電圧の
逆相成分を検出し、この逆相成分が所定の設定値を越え
ると、そのワンショット回路２２がパルス信号を出力す
る。このパルス信号の出力により、ＰＷＭ制御回路１
６．１のラッチ回路１６ｃがリセットされ、コンパレー
タ１６ａによる、事故電圧と搬送波との比較出力に基づ
くゲートパルスが送出される。この結果、インバータ出
力電圧が事故電圧に速応する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＰＷＭ制御によ
る電力変換器を備え、電力系統の無効電力を調整するＰ
ＷＭ制御無効電力発生装置に関するものである。
る電力変換器を備え、電力系統の無効電力を調整するＰ
ＷＭ制御無効電力発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、例えば、三菱電機技報ｖｏ
ｌ．６２，Ｎｏ．６，１９８８，ｐ１５〜ｐ２０に開示
されたこの種の従来のアクティブフィルタ装置の一応用
例として、系統電圧変動に応じて無効電力を発生する、
ＰＷＭ制御無効電力発生装置の構成と電力系統を示す回
路図である。図１０において、１は系統電源、２は送電
線のリアクタンス、１７は系統電圧変動に応じて無効電
力を発生する無効電力発生装置である。
ｌ．６２，Ｎｏ．６，１９８８，ｐ１５〜ｐ２０に開示
されたこの種の従来のアクティブフィルタ装置の一応用
例として、系統電圧変動に応じて無効電力を発生する、
ＰＷＭ制御無効電力発生装置の構成と電力系統を示す回
路図である。図１０において、１は系統電源、２は送電
線のリアクタンス、１７は系統電圧変動に応じて無効電
力を発生する無効電力発生装置である。
【０００３】無効電力発生装置１７は、図１０の一点鎖
線の枠内の要素から構成されている。同図の上記枠内に
おいて、６はＰＴ、７は電流変成器、３はインバータ変
圧器、４は自励式インバータ、８はＰＬＬ回路、９は加
減算器、１０は３相２相変換回路、１１は系統電圧制御
回路、１２は２相３相変換回路、１３は電流制御回路、
１４はコンデンサ電圧制御回路、１５は搬送波発生回
路、１６はＰＷＭ制御回路である。なお、図中で信号線
に表示された数字（３）は、３相信号の信号線である。
線の枠内の要素から構成されている。同図の上記枠内に
おいて、６はＰＴ、７は電流変成器、３はインバータ変
圧器、４は自励式インバータ、８はＰＬＬ回路、９は加
減算器、１０は３相２相変換回路、１１は系統電圧制御
回路、１２は２相３相変換回路、１３は電流制御回路、
１４はコンデンサ電圧制御回路、１５は搬送波発生回
路、１６はＰＷＭ制御回路である。なお、図中で信号線
に表示された数字（３）は、３相信号の信号線である。
【０００４】図１１〜１７はＰＷＭ制御回路１６の動作
とインバータ出力波形の詳細を示す。図１１は複数イン
バータユニットの１段１相分を示す回路の一例を示す単
相インバータブリッジ回路であり、４ａは自己消弧素
子、例えばＧＴＯであり、４ｂは還流ダイオード、４ｃ
は直流コンデンサを２分割して考えた場合の仮想中性点
であり、３はインバータ変圧器の１段１相分を示す。
とインバータ出力波形の詳細を示す。図１１は複数イン
バータユニットの１段１相分を示す回路の一例を示す単
相インバータブリッジ回路であり、４ａは自己消弧素
子、例えばＧＴＯであり、４ｂは還流ダイオード、４ｃ
は直流コンデンサを２分割して考えた場合の仮想中性点
であり、３はインバータ変圧器の１段１相分を示す。
【０００５】図１２は搬送波を発生する回路であり、系
統電圧に同期した角速度θに対して三角搬送波１５ａを
作る搬送波発生回路１５である。
統電圧に同期した角速度θに対して三角搬送波１５ａを
作る搬送波発生回路１５である。
【０００６】図１３は前記単相インバータブリッジを駆
動するためのＰＷＭ制御回路１６であり、１６ａは出力
電圧指令と搬送波とを比較するコンパレータ、１６ｂは
反転回路、１６ｃはコンパレータ出力の変化をラッチす
るラッチ回路、１６ｄはラッチ回路１６ｃを搬送波周期
Ｔ／２に同期してリセットするためにリセットパルスを
発生する回路、そしてラッチ回路１６ｃの出力信号が各
素子Ｓ１ｕ，Ｓ２ｕ，Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘのゲートパルスと
なる。
動するためのＰＷＭ制御回路１６であり、１６ａは出力
電圧指令と搬送波とを比較するコンパレータ、１６ｂは
反転回路、１６ｃはコンパレータ出力の変化をラッチす
るラッチ回路、１６ｄはラッチ回路１６ｃを搬送波周期
Ｔ／２に同期してリセットするためにリセットパルスを
発生する回路、そしてラッチ回路１６ｃの出力信号が各
素子Ｓ１ｕ，Ｓ２ｕ，Ｓ１ｘ，Ｓ２ｘのゲートパルスと
なる。
【０００７】図１４は単相インバータブリッジの各素子
のスイッチング状態と出力電圧の関係を示す表であり、
表中Ｖｕ，Ｖｘは仮想中性点４ｃを基準にした出力電圧
を示し、その線間電圧Ｖｕｘが出力電圧となる。
のスイッチング状態と出力電圧の関係を示す表であり、
表中Ｖｕ，Ｖｘは仮想中性点４ｃを基準にした出力電圧
を示し、その線間電圧Ｖｕｘが出力電圧となる。
【０００８】図１５は系統電圧Ｖｓとインバータ発生電
圧ＶIとインバータ変圧器３のリアクタンスＸをモデル
化した構成図を示し、系統電圧Ｖｓに対してインバータ
発生電圧ＶIの大きさを調整することで、両者間に電流
ｌｃが流れ進相・遅相無効電力が発生する。
圧ＶIとインバータ変圧器３のリアクタンスＸをモデル
化した構成図を示し、系統電圧Ｖｓに対してインバータ
発生電圧ＶIの大きさを調整することで、両者間に電流
ｌｃが流れ進相・遅相無効電力が発生する。
【０００９】図１６は遅相無効電力を発生するときの前
記図１１に示す単相インバータ回路のＰＷＭ制御回路の
動作と単相インバータ出力電圧および電流波形および系
統電圧Ｖｓとインバータ発生電圧ＶIと出力電流のベク
トル図を示す。図中、（ａ）は出力電圧指令Ｖ*と搬送
波Ｖｃｕｒｒの波形、（ｂ）は素子Ｓ１ｕのＯＮ／ＯＦ
Ｆタイミング、（ｃ）は出力電圧指令−Ｖ*と搬送波Ｖ
ｃｕｒｒの波形、（ｄ）は素子Ｓ１ｘのＯＮ／ＯＦＦタ
イミング、（ｅ）は出力電圧Ｖｕｘ、（ｆ）は出力電流
ｌｃ、（ｇ）は系統電圧Ｖｓとインバータ出力電圧ＶI
と出力電流ｌｃのベクトル図を示す。
記図１１に示す単相インバータ回路のＰＷＭ制御回路の
動作と単相インバータ出力電圧および電流波形および系
統電圧Ｖｓとインバータ発生電圧ＶIと出力電流のベク
トル図を示す。図中、（ａ）は出力電圧指令Ｖ*と搬送
波Ｖｃｕｒｒの波形、（ｂ）は素子Ｓ１ｕのＯＮ／ＯＦ
Ｆタイミング、（ｃ）は出力電圧指令−Ｖ*と搬送波Ｖ
ｃｕｒｒの波形、（ｄ）は素子Ｓ１ｘのＯＮ／ＯＦＦタ
イミング、（ｅ）は出力電圧Ｖｕｘ、（ｆ）は出力電流
ｌｃ、（ｇ）は系統電圧Ｖｓとインバータ出力電圧ＶI
と出力電流ｌｃのベクトル図を示す。
【００１０】図１７は進相無効電力を発生するときの前
記図１１に示す単相インバータ回路のＰＷＭ制御回路の
動作と単相インバータ出力電圧および電流波形および系
統電圧Ｖｓとインバータ発生電圧ＶIと出力電流のベク
トル図を示す。図中、（ａ）は出力電圧指令Ｖ*と搬送
波Ｖｃｕｒｒの波形、（ｂ）は素子Ｓ１ｕのＯＮ／ＯＦ
Ｆタイミング、（ｃ）は出力電圧指令−Ｖ*と搬送波Ｖ
ｃｕｒｒの波形、（ｄ）は素子Ｓ１ｘのＯＮ／ＯＦＦタ
イミング、（ｅ）は出力電圧Ｖｕｘ、（ｆ）は出力電流
ｌｃ、（ｇ）は系統電圧Ｖｓとインバータ出力電圧ＶI
と出力電流ｌｃのベクトル図を示す。
記図１１に示す単相インバータ回路のＰＷＭ制御回路の
動作と単相インバータ出力電圧および電流波形および系
統電圧Ｖｓとインバータ発生電圧ＶIと出力電流のベク
トル図を示す。図中、（ａ）は出力電圧指令Ｖ*と搬送
波Ｖｃｕｒｒの波形、（ｂ）は素子Ｓ１ｕのＯＮ／ＯＦ
Ｆタイミング、（ｃ）は出力電圧指令−Ｖ*と搬送波Ｖ
ｃｕｒｒの波形、（ｄ）は素子Ｓ１ｘのＯＮ／ＯＦＦタ
イミング、（ｅ）は出力電圧Ｖｕｘ、（ｆ）は出力電流
ｌｃ、（ｇ）は系統電圧Ｖｓとインバータ出力電圧ＶI
と出力電流ｌｃのベクトル図を示す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰＷＭ制御無効
電力発生装置、特にそのＰＷＭ制御回路１６は以上のよ
うに構成されているので、以下に示す問題点が存在す
る。まず、ポイントとなるＰＷＭ制御回路について説明
する。図１３のＰＷＭ制御回路１６において、出力電圧
指令Ｖ*と搬送波Ｖｃｕｒｒとの大小を比較するコンパ
レータ１６ａの出力信号から、各スイッチング素子への
ゲートパルス信号を作成するが、特に、出力電圧指令Ｖ
*は系統電圧Ｖｓを基に作成しているため、歪が生じる
可能性があり、コンパレータ１６ａの出力極性が反転す
るタイミング付近では、上述した電圧歪の影響により、
極く短時間内にコンパレータ１６ａの出力極性が反転を
繰り返す恐れがある。このため、コンパレータ１６ａの
出力を一旦、ラッチ回路１６ｃで保持し、この保持状態
をリセットパルス発生回路１６ｄからのリセットパルス
（周期は搬送波Ｔの１／２）で解除する方式として、上
記電圧歪に基づくゲートパルス信号の不安定化を防止し
ている。
電力発生装置、特にそのＰＷＭ制御回路１６は以上のよ
うに構成されているので、以下に示す問題点が存在す
る。まず、ポイントとなるＰＷＭ制御回路について説明
する。図１３のＰＷＭ制御回路１６において、出力電圧
指令Ｖ*と搬送波Ｖｃｕｒｒとの大小を比較するコンパ
レータ１６ａの出力信号から、各スイッチング素子への
ゲートパルス信号を作成するが、特に、出力電圧指令Ｖ
*は系統電圧Ｖｓを基に作成しているため、歪が生じる
可能性があり、コンパレータ１６ａの出力極性が反転す
るタイミング付近では、上述した電圧歪の影響により、
極く短時間内にコンパレータ１６ａの出力極性が反転を
繰り返す恐れがある。このため、コンパレータ１６ａの
出力を一旦、ラッチ回路１６ｃで保持し、この保持状態
をリセットパルス発生回路１６ｄからのリセットパルス
（周期は搬送波Ｔの１／２）で解除する方式として、上
記電圧歪に基づくゲートパルス信号の不安定化を防止し
ている。
【００１２】次に、図１３のＰＷＭ制御回路１６を備え
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、系統事故（例
えば、送電線の３線地絡事故）が発生した場合の各部の
動作波形を図１８に示す。ここでは、系統事故発生前
は、系統電圧Ｖｓに等しいインバータ発生電圧ＶIを出
力しており、出力電流Ｉｃ（ｆ）は零レベルを保ってい
る。この状態から、図１８に示すタイミングで系統事故
が発生して出力電圧指令Ｖ*が瞬間的に零になったとす
ると、本来なら、インバータ発生電圧ＶIも出力電圧指
令Ｖ*の低下に応じて低下させねばならないところ、先
述した通り、ＰＷＭ制御回路１６では、コンパレータ１
６ａの出力はラッチ回路１６ｃで保持され、搬送波の周
期Ｔの１／２の時間が過ぎるまで解除されない。
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、系統事故（例
えば、送電線の３線地絡事故）が発生した場合の各部の
動作波形を図１８に示す。ここでは、系統事故発生前
は、系統電圧Ｖｓに等しいインバータ発生電圧ＶIを出
力しており、出力電流Ｉｃ（ｆ）は零レベルを保ってい
る。この状態から、図１８に示すタイミングで系統事故
が発生して出力電圧指令Ｖ*が瞬間的に零になったとす
ると、本来なら、インバータ発生電圧ＶIも出力電圧指
令Ｖ*の低下に応じて低下させねばならないところ、先
述した通り、ＰＷＭ制御回路１６では、コンパレータ１
６ａの出力はラッチ回路１６ｃで保持され、搬送波の周
期Ｔの１／２の時間が過ぎるまで解除されない。
【００１３】この結果、図１８に示すように、例えば素
子Ｓ１ｕへのＯＮ信号は事故発生後も継続して出力さ
れ、インバータ発生電圧ＶIが系統電圧Ｖｓの急減に追
従できず、両電圧差から出力電流Ｉｃが急増大し、この
電流が変換器過電流値まで増加して過電流保護によりゲ
ートブロックして装置の運転を停止する形となる。
子Ｓ１ｕへのＯＮ信号は事故発生後も継続して出力さ
れ、インバータ発生電圧ＶIが系統電圧Ｖｓの急減に追
従できず、両電圧差から出力電流Ｉｃが急増大し、この
電流が変換器過電流値まで増加して過電流保護によりゲ
ートブロックして装置の運転を停止する形となる。
【００１４】この場合、搬送波の周期を小さくする、即
ち、スイッチング周波数を高くすることで、ＰＷＭ制御
の無駄時間を小さくすることは可能であるが、定常的に
素子のスイッチングに存在する損失が増加し、インバー
タ装置の電圧利用率が低下し、必要な出力を得るために
はその損失分だけ装置容量が増加するので高価な装置と
なるなどの問題点があった。
ち、スイッチング周波数を高くすることで、ＰＷＭ制御
の無駄時間を小さくすることは可能であるが、定常的に
素子のスイッチングに存在する損失が増加し、インバー
タ装置の電圧利用率が低下し、必要な出力を得るために
はその損失分だけ装置容量が増加するので高価な装置と
なるなどの問題点があった。
【００１５】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、搬送波の周期を小さくするこ
となく、従って、インバータ装置としての電圧利用率を
高く保ち、かつ、系統事故時の急峻な電圧変化に高速応
答して過電流を発生せず運転の継続を可能とするＰＷＭ
制御無効電力発生装置を得ることを目的とする。
るためになされたもので、搬送波の周期を小さくするこ
となく、従って、インバータ装置としての電圧利用率を
高く保ち、かつ、系統事故時の急峻な電圧変化に高速応
答して過電流を発生せず運転の継続を可能とするＰＷＭ
制御無効電力発生装置を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＰＷＭ制
御無効電力発生装置は、インピーダンス要素を介して電
力系統に接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を
検出する電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電
圧指令を発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の
出力に同期した搬送波を発生する搬送波発生回路、およ
び上記電圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷ
Ｍ制御回路を備え、上記ＰＷＭ制御回路は、上記電圧指
令と搬送波とを比較する比較回路、この比較回路の出力
を保持し上記駆動信号として出力する保持回路、および
上記搬送波と同期し上記搬送波の周期未満の周期で上記
保持回路をリセットするリセット回路を備えたものとし
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電力系統
の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの系統事
故検出手段の検出出力のタイミングで上記保持回路をリ
セットするリセット手段を備えたものである。
御無効電力発生装置は、インピーダンス要素を介して電
力系統に接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を
検出する電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電
圧指令を発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の
出力に同期した搬送波を発生する搬送波発生回路、およ
び上記電圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷ
Ｍ制御回路を備え、上記ＰＷＭ制御回路は、上記電圧指
令と搬送波とを比較する比較回路、この比較回路の出力
を保持し上記駆動信号として出力する保持回路、および
上記搬送波と同期し上記搬送波の周期未満の周期で上記
保持回路をリセットするリセット回路を備えたものとし
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電力系統
の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの系統事
故検出手段の検出出力のタイミングで上記保持回路をリ
セットするリセット手段を備えたものである。
【００１７】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置は、インピーダンス要素を介して電力系統に接
続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する電
圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を発
生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同期
した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電圧
指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素子
をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回路
を備えたＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電
力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの
系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記搬送波
と事故直後の上記電圧指令とが一致するよう上記搬送波
の位相をシフトさせる位相シフト手段を備えたものであ
る。
発生装置は、インピーダンス要素を介して電力系統に接
続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する電
圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を発
生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同期
した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電圧
指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素子
をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回路
を備えたＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電
力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの
系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記搬送波
と事故直後の上記電圧指令とが一致するよう上記搬送波
の位相をシフトさせる位相シフト手段を備えたものであ
る。
【００１８】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の逆相
成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するも
のである。
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の逆相
成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するも
のである。
【００１９】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の正相
成分が所定の設定値未満となったとき系統事故と判断す
るものである。
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の正相
成分が所定の設定値未満となったとき系統事故と判断す
るものである。
【００２０】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置は、電力系統の電流を検出する電流検出器を備
え、系統事故検出手段は、上記電力系統の電流の零相成
分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するもの
である。
発生装置は、電力系統の電流を検出する電流検出器を備
え、系統事故検出手段は、上記電力系統の電流の零相成
分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するもの
である。
【００２１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置を
示す構成図である。図において、１は電力系統である系
統電源、２は送電線のリアクタンス、３は後述する多重
の自励式インバータを合成して系統電源１に接続するイ
ンバータ変圧器、４は複数台のインバータユニットから
構成され、直流電圧源用コンデンサ５に充電された直流
電圧を交流電圧に変換してインバータ変圧器３へ出力す
る自励式インバータ、６は系統電圧Ｖｓを検出するＰ
Ｔ、７はインバータ変圧器３から系統への出力電流Ｉｃ
を検出する電流変成器である。
の実施の形態１におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置を
示す構成図である。図において、１は電力系統である系
統電源、２は送電線のリアクタンス、３は後述する多重
の自励式インバータを合成して系統電源１に接続するイ
ンバータ変圧器、４は複数台のインバータユニットから
構成され、直流電圧源用コンデンサ５に充電された直流
電圧を交流電圧に変換してインバータ変圧器３へ出力す
る自励式インバータ、６は系統電圧Ｖｓを検出するＰ
Ｔ、７はインバータ変圧器３から系統への出力電流Ｉｃ
を検出する電流変成器である。
【００２２】８は系統電圧Ｖｓに同期した角速度θ（基
準波の周波数）を検出するＰＬＬ回路、９は各部に設け
られた加減算器、１０はＰＴ６からの系統電圧３相信号
（Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ）をＰＬＬ回路８からの角速
度θに基づき、系統電圧の大きさに相当する回転座標系
の２相の直流信号Ｖｓｐに変換する３相２相変換回路、
１１は系統電圧基準Ｖｐ*と３相２相変換回路１０から
の信号Ｖｓｐとの偏差に基づき系統電圧の変動に相当す
る無効分電流指令Ｉｑ*を算出する系統電圧制御回路、
１２はＰＬＬ回路８からの角速度θに基づき、ｄ−ｑ軸
の２相信号を固定座標系の３相信号に変換して無効分交
流電流指令Ｉｃ*を出力する２相３相変換回路である。
なお、３相２相変換回路１０における、３相の交流信号
［Ａ，Ｂ，Ｃ］を２相（２軸）の直流信号［Ｑ，Ｐ］に
変換する３相２相変換式を（１）式に、また、２相３相
変換回路１２における、２相３相変換式を（２）式にそ
れぞれ示す。
準波の周波数）を検出するＰＬＬ回路、９は各部に設け
られた加減算器、１０はＰＴ６からの系統電圧３相信号
（Ｖｓａ，Ｖｓｂ，Ｖｓｃ）をＰＬＬ回路８からの角速
度θに基づき、系統電圧の大きさに相当する回転座標系
の２相の直流信号Ｖｓｐに変換する３相２相変換回路、
１１は系統電圧基準Ｖｐ*と３相２相変換回路１０から
の信号Ｖｓｐとの偏差に基づき系統電圧の変動に相当す
る無効分電流指令Ｉｑ*を算出する系統電圧制御回路、
１２はＰＬＬ回路８からの角速度θに基づき、ｄ−ｑ軸
の２相信号を固定座標系の３相信号に変換して無効分交
流電流指令Ｉｃ*を出力する２相３相変換回路である。
なお、３相２相変換回路１０における、３相の交流信号
［Ａ，Ｂ，Ｃ］を２相（２軸）の直流信号［Ｑ，Ｐ］に
変換する３相２相変換式を（１）式に、また、２相３相
変換回路１２における、２相３相変換式を（２）式にそ
れぞれ示す。
【００２３】
【数１】
【００２４】１３は２相３相変換回路１２からの無効分
交流電流指令Ｉｃ*と電流変成器７からの出力電流検出
値Ｉｃとの偏差ΔＩおよびコンデンサ５の電圧を制御す
るコンデンサ電圧制御回路１４からの出力信号に基づき
電圧指令Ｖl *を算出する電流制御回路、１５は系統電圧
Ｖｓに同期した角速度θ（基本波の周波数）に基づきＰ
ＷＭ制御のための搬送波Ｖｃｕｒｒを発生する搬送波発
生回路、１６は電流制御回路１３からの電圧指令ＶI *と
ＰＴ６からの系統電圧検出値Ｖｓとを加減算器９で加算
した変圧器出力電圧指令Ｖ*と搬送波発生回路１５から
の搬送波Ｖｃｕｒｒとから自励式インバータ４のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号であるゲートパ
ルスを出力するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）制御回路である。
交流電流指令Ｉｃ*と電流変成器７からの出力電流検出
値Ｉｃとの偏差ΔＩおよびコンデンサ５の電圧を制御す
るコンデンサ電圧制御回路１４からの出力信号に基づき
電圧指令Ｖl *を算出する電流制御回路、１５は系統電圧
Ｖｓに同期した角速度θ（基本波の周波数）に基づきＰ
ＷＭ制御のための搬送波Ｖｃｕｒｒを発生する搬送波発
生回路、１６は電流制御回路１３からの電圧指令ＶI *と
ＰＴ６からの系統電圧検出値Ｖｓとを加減算器９で加算
した変圧器出力電圧指令Ｖ*と搬送波発生回路１５から
の搬送波Ｖｃｕｒｒとから自励式インバータ４のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号であるゲートパ
ルスを出力するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）制御回路である。
【００２５】１８はこの発明で新たに設けた系統事故検
出手段としての系統事故検出回路で、後述する各実施の
形態で説明するように、ＰＴ６からの系統電圧検出値Ｖ
ｓ、電流変成器７からの出力電流検出値Ｉｃ、また、Ｐ
ＬＬ回路８からの角速度θの情報を基に系統事故発生の
タイミングを検出する。そして、その検出出力信号は、
搬送波発生回路１５またはＰＷＭ制御回路１６に送出さ
れる。
出手段としての系統事故検出回路で、後述する各実施の
形態で説明するように、ＰＴ６からの系統電圧検出値Ｖ
ｓ、電流変成器７からの出力電流検出値Ｉｃ、また、Ｐ
ＬＬ回路８からの角速度θの情報を基に系統事故発生の
タイミングを検出する。そして、その検出出力信号は、
搬送波発生回路１５またはＰＷＭ制御回路１６に送出さ
れる。
【００２６】図１中、一点鎖線で囲んだ１７は無効電力
発生装置の全体を示し、点線で囲んだ１９は、説明の便
宜上設けた発明の主要構成部分で後述する本願発明の各
実施の形態の要部を総括的に示している。
発生装置の全体を示し、点線で囲んだ１９は、説明の便
宜上設けた発明の主要構成部分で後述する本願発明の各
実施の形態の要部を総括的に示している。
【００２７】そもそも、無効電力発生装置１７は、系統
安定化のために、系統電圧の変動を検出し、これを抑制
する方向に無効電力に発生する装置である。すなわち系
統電圧変動から無効分交流電流Ｉｃ*を算出し、系統電
圧に対抗して前記電流指令Ｉｃ*に相当する電流Ｉｃを
出力するための電圧を発生する自励式インバータ装置で
ある。
安定化のために、系統電圧の変動を検出し、これを抑制
する方向に無効電力に発生する装置である。すなわち系
統電圧変動から無効分交流電流Ｉｃ*を算出し、系統電
圧に対抗して前記電流指令Ｉｃ*に相当する電流Ｉｃを
出力するための電圧を発生する自励式インバータ装置で
ある。
【００２８】以下、この発明の実施の形態１における主
要構成部分１９の詳細について図２により説明する。図
２において、１８．１は系統事故検出回路で、その１
８．１ａは系統電圧Ｖｓの逆相成分を検出する逆相電圧
検出回路である。その内、９は加減算器、１０ａは正相
３相２相変換回路、１０ｂは逆相３相２相変換回路で、
上記（１）式のθを−θに置き換えることで算出され
る。１２ａは正相２相３相変換回路、１２ｂは逆相２相
３相変換回路で、上記（２）式のθを−θに置き換える
ことで算出される。１９ａ、１９ｂはリップル分を除去
するローパスフィルタ、２０ａ、２０ｂはゲイン増幅器
である。
要構成部分１９の詳細について図２により説明する。図
２において、１８．１は系統事故検出回路で、その１
８．１ａは系統電圧Ｖｓの逆相成分を検出する逆相電圧
検出回路である。その内、９は加減算器、１０ａは正相
３相２相変換回路、１０ｂは逆相３相２相変換回路で、
上記（１）式のθを−θに置き換えることで算出され
る。１２ａは正相２相３相変換回路、１２ｂは逆相２相
３相変換回路で、上記（２）式のθを−θに置き換える
ことで算出される。１９ａ、１９ｂはリップル分を除去
するローパスフィルタ、２０ａ、２０ｂはゲイン増幅器
である。
【００２９】逆相電圧検出回路１８．１は、系統電圧を
３相２相変換回路１０ａと１０ｂとで個別に２相に変換
してリップル分を除去した後、再び２相３相変換回路１
２ａおよび１２ｂで３相に逆変換してそれぞれ元の３相
分から差し引く構成とすることで、系統電圧Ｖｓの逆相
成分を検出する（正相成分も求まる）。
３相２相変換回路１０ａと１０ｂとで個別に２相に変換
してリップル分を除去した後、再び２相３相変換回路１
２ａおよび１２ｂで３相に逆変換してそれぞれ元の３相
分から差し引く構成とすることで、系統電圧Ｖｓの逆相
成分を検出する（正相成分も求まる）。
【００３０】１８．１ｂは逆相電圧検出回路１８．１ａ
からの逆相成分の大きさから系統事故の発生を判別す
る。事故判別回路で、その内、１６ｆはコンパレータで
逆相電圧検出回路１８．１ａからの逆相成分の大きさＶ
ｓ２ｐが所定の設定値２１を越えたとき出力を立上げ
る。２２はコンパレータ１６ｆの出力の立上がりでワン
ショットパルス信号を出力するワンショット回路であ
る。
からの逆相成分の大きさから系統事故の発生を判別す
る。事故判別回路で、その内、１６ｆはコンパレータで
逆相電圧検出回路１８．１ａからの逆相成分の大きさＶ
ｓ２ｐが所定の設定値２１を越えたとき出力を立上げ
る。２２はコンパレータ１６ｆの出力の立上がりでワン
ショットパルス信号を出力するワンショット回路であ
る。
【００３１】１６．１は加減算器９からの変換器出力電
圧指令Ｖ*と搬送波発生回路１５からの搬送波Ｖｃｕｒ
ｒ、更に逆相電圧検出回路１８．１からの事故検出信号
から自励式インバータ４の各スイッチング素子にゲート
パルスを送出するＰＷＭ制御回路である。その内、１６
ａは変換器出力電圧指令Ｖ*と搬送波Ｖｃｕｒｒとを比
較する比較回路としてのコンパレータ、１６ｂは反転回
路、１６ｃはコンパレータ１６ａの出力の変化をラッチ
する保持回路としてのラッチ回路、１６ｄはラッチ回路
１６ｅを搬送波周期Ｔ／２に同期してリセットするため
にリセットパルスを発生するリセット回路としてのリセ
ットパルス発生回路、１６ｅはリセットパルス発生回路
１６ｄからの信号とワンショット回路２２からの信号と
を入力として動作する論理和回路で、その出力がラッチ
回路１６ｃのリセット端入力となる。
圧指令Ｖ*と搬送波発生回路１５からの搬送波Ｖｃｕｒ
ｒ、更に逆相電圧検出回路１８．１からの事故検出信号
から自励式インバータ４の各スイッチング素子にゲート
パルスを送出するＰＷＭ制御回路である。その内、１６
ａは変換器出力電圧指令Ｖ*と搬送波Ｖｃｕｒｒとを比
較する比較回路としてのコンパレータ、１６ｂは反転回
路、１６ｃはコンパレータ１６ａの出力の変化をラッチ
する保持回路としてのラッチ回路、１６ｄはラッチ回路
１６ｅを搬送波周期Ｔ／２に同期してリセットするため
にリセットパルスを発生するリセット回路としてのリセ
ットパルス発生回路、１６ｅはリセットパルス発生回路
１６ｄからの信号とワンショット回路２２からの信号と
を入力として動作する論理和回路で、その出力がラッチ
回路１６ｃのリセット端入力となる。
【００３２】次に動作について説明する。図３は系統事
故（例えば、送電線の３線地絡事故）が発生した場合の
各部の動作波形を示す図で、従来の図１８に対応するも
のである。図３において、系統事故発生前は、系統電圧
に等しいインバータ発生電圧を出力しており、出力電流
Ｉｃ（同図（ｆ））は零レベルを保っている。事故発生
直前のタイミングで、コンパレータ１６ａの出力が反転
して素子Ｓｌｕ用ゲートパルス（同図（ｂ））がＯＮに
立上がり、その直後に３線地絡が発生して系統電圧が零
に低下し、コンパレータ１６ａの比較出力はその極性が
反転する。
故（例えば、送電線の３線地絡事故）が発生した場合の
各部の動作波形を示す図で、従来の図１８に対応するも
のである。図３において、系統事故発生前は、系統電圧
に等しいインバータ発生電圧を出力しており、出力電流
Ｉｃ（同図（ｆ））は零レベルを保っている。事故発生
直前のタイミングで、コンパレータ１６ａの出力が反転
して素子Ｓｌｕ用ゲートパルス（同図（ｂ））がＯＮに
立上がり、その直後に３線地絡が発生して系統電圧が零
に低下し、コンパレータ１６ａの比較出力はその極性が
反転する。
【００３３】ここで、従来の場合は、リセットパルス発
生回路１６ｄから次のリセットパルスが出力されるタイ
ミングまでは、ラッチ回路１６ｃがリセットされないの
で、コンパレータ１６ａの出力は反転してもその結果は
反映されず、素子Ｓｌｕ用ゲートパルスはＯＮを継続
し、結果として過電流が生じてゲートブロックに至るこ
とになった（図１８）。
生回路１６ｄから次のリセットパルスが出力されるタイ
ミングまでは、ラッチ回路１６ｃがリセットされないの
で、コンパレータ１６ａの出力は反転してもその結果は
反映されず、素子Ｓｌｕ用ゲートパルスはＯＮを継続
し、結果として過電流が生じてゲートブロックに至るこ
とになった（図１８）。
【００３４】これに対し、この発明では、事故発生と同
時に系統事故検出回路１８．１がパルス信号を立上げ、
これが論理和回路１６ｅを経てラッチ回路１６ｃをリセ
ットする。この結果、事故発生直後の系統電圧に基づく
コンパレータ１６ａの比較出力によるゲートパルスが送
出される。即ち、コンパレータ１６ａの比較出力が直ち
に反映され、素子Ｓｌｕ用ゲートパルスはＯＦＦとな
り、以後、スイッチング動作は続くがインバータ出力電
圧は零となって装置としての運転は支障なく継続するこ
とになる。
時に系統事故検出回路１８．１がパルス信号を立上げ、
これが論理和回路１６ｅを経てラッチ回路１６ｃをリセ
ットする。この結果、事故発生直後の系統電圧に基づく
コンパレータ１６ａの比較出力によるゲートパルスが送
出される。即ち、コンパレータ１６ａの比較出力が直ち
に反映され、素子Ｓｌｕ用ゲートパルスはＯＦＦとな
り、以後、スイッチング動作は続くがインバータ出力電
圧は零となって装置としての運転は支障なく継続するこ
とになる。
【００３５】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。実施の形態１と異なるとこ
ろは、系統事故検出回路１８．２で、ここでは系統電圧
Ｖｓの正相成分を検出して出力している。電力系統にお
ける３相平衡事故では、系統電圧の逆相成分が現れない
ので、実施の形態２においては、正相電圧検出回路１
８．２ａで系統電圧の正相成分を検出し、事故判別回路
１８．２ｂにより、この値Ｖｓｌｐが所定の設定値２１
未満となったとき、コンパレータ１６ｆがこの変化を検
出しワンショット回路２２からワンショットパルス信号
を出力する。
態２におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。実施の形態１と異なるとこ
ろは、系統事故検出回路１８．２で、ここでは系統電圧
Ｖｓの正相成分を検出して出力している。電力系統にお
ける３相平衡事故では、系統電圧の逆相成分が現れない
ので、実施の形態２においては、正相電圧検出回路１
８．２ａで系統電圧の正相成分を検出し、事故判別回路
１８．２ｂにより、この値Ｖｓｌｐが所定の設定値２１
未満となったとき、コンパレータ１６ｆがこの変化を検
出しワンショット回路２２からワンショットパルス信号
を出力する。
【００３６】その他の構成および上記系統事故検出回路
１８．２からのワンショットパルス信号に基づく動作は
先の実施の形態１の場合と全く同様であるのでその説明
は省略する。従って、この場合も、系統事故が発生して
もＰＷＭ制御無効電力発生装置としては支障なく運転を
継続することができる。
１８．２からのワンショットパルス信号に基づく動作は
先の実施の形態１の場合と全く同様であるのでその説明
は省略する。従って、この場合も、系統事故が発生して
もＰＷＭ制御無効電力発生装置としては支障なく運転を
継続することができる。
【００３７】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。電力系統の事故の内、１線
地絡などの比較的小さな不平衡事故の場合には、系統電
圧の正相成分や逆相成分の変動量が小さく系統事故の検
出が難しくなることがある。
態３におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。電力系統の事故の内、１線
地絡などの比較的小さな不平衡事故の場合には、系統電
圧の正相成分や逆相成分の変動量が小さく系統事故の検
出が難しくなることがある。
【００３８】そこで、図５では、出力電流Ｉｃの３相分
の和より零相電流Ｉｃｏを算出する零相電流算出回路２
３と算出した零相電流の絶対値を演算する絶対値回路２
４とを備えた零相電流検出回路１８．３ａおよびこの検
出された零相電流が所定の設定値２１を越えたとき出力
を立上げるコンパレータ１６ｆとその比較出力でワンシ
ョットパルス信号を出力するワンショット回路２２とを
備えた事故判別回路１８．３ｂから構成される系統事故
検出回路１８．３を設けている。
の和より零相電流Ｉｃｏを算出する零相電流算出回路２
３と算出した零相電流の絶対値を演算する絶対値回路２
４とを備えた零相電流検出回路１８．３ａおよびこの検
出された零相電流が所定の設定値２１を越えたとき出力
を立上げるコンパレータ１６ｆとその比較出力でワンシ
ョットパルス信号を出力するワンショット回路２２とを
備えた事故判別回路１８．３ｂから構成される系統事故
検出回路１８．３を設けている。
【００３９】そして、この系統事故検出回路１８．３か
らの検出信号と先の図４の系統事故検出回路１８．２か
らの検出信号とのいずれかの立上がりでＰＷＭ制御回路
１６．１へ検出信号を出力する論理和回路１６ｇを設け
ている。以上により、系統事故をより確実に検出するこ
とが可能となり、これら系統事故に伴う装置の停止等の
不具合を未然に防止することができる。
らの検出信号と先の図４の系統事故検出回路１８．２か
らの検出信号とのいずれかの立上がりでＰＷＭ制御回路
１６．１へ検出信号を出力する論理和回路１６ｇを設け
ている。以上により、系統事故をより確実に検出するこ
とが可能となり、これら系統事故に伴う装置の停止等の
不具合を未然に防止することができる。
【００４０】なお、図５では、電流変成器７からのイン
バータ出力電流Ｉｃの零相成分を検出するようにした
が、別途系統側に電流変成器を追設し、当該電流変成器
からの電流の零相成分を検出するようにしてもよい。ま
た、図５では、系統電圧の正相成分および系統電流の零
相成分に基づく事故検出信号を用いたが、更に、系統電
圧の逆相成分に基づく事故検出信号を加えるようにして
もよく、また、これら３つの検出信号を任意に組み合わ
せて得られる信号をＰＷＭ制御回路１６．１へ送出する
ようにしてもよい。
バータ出力電流Ｉｃの零相成分を検出するようにした
が、別途系統側に電流変成器を追設し、当該電流変成器
からの電流の零相成分を検出するようにしてもよい。ま
た、図５では、系統電圧の正相成分および系統電流の零
相成分に基づく事故検出信号を用いたが、更に、系統電
圧の逆相成分に基づく事故検出信号を加えるようにして
もよく、また、これら３つの検出信号を任意に組み合わ
せて得られる信号をＰＷＭ制御回路１６．１へ送出する
ようにしてもよい。
【００４１】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。上記各形態では、電力系統
の事故を検出して、ＰＷＭ制御のスイッチングタイミン
グを変更できるように、ラッチ回路１６ｃをリセットす
る方式としたが、系統電圧の変動が小さい、または事故
発生のタイミングによっては出力電圧指令Ｖ*と三角波
搬送波Ｖｃｕｒｒとが交差しない場合があり、系統電圧
変動に対してＰＷＭ制御のスイッチングタイミングを変
更できないという問題があった。
態４におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。上記各形態では、電力系統
の事故を検出して、ＰＷＭ制御のスイッチングタイミン
グを変更できるように、ラッチ回路１６ｃをリセットす
る方式としたが、系統電圧の変動が小さい、または事故
発生のタイミングによっては出力電圧指令Ｖ*と三角波
搬送波Ｖｃｕｒｒとが交差しない場合があり、系統電圧
変動に対してＰＷＭ制御のスイッチングタイミングを変
更できないという問題があった。
【００４２】実施の形態４は、上記問題を解決するため
のものである。図６において、主要構成部分１９は、逆
相電圧より系統事故検出回路１８．１と系統電圧変動に
応じて搬送波位相をシフトする方式とした搬送波発生回
路１５．１とＰＷＭ制御回路１６より構成される。搬送
波発生回路１５．１は、搬送波をシフトさせる位相差φ
を算出する回路１５．１ａと系統事故検出回路１８．１
からの信号を受けて前記位相差φをサンプルホールドす
る回路１５．１ｂと前記位相差φを角速度φに加算して
搬送波を発生する回路１５ａとからなり、搬送波位相を
系統電圧変動に対応してシフトする構成とした。
のものである。図６において、主要構成部分１９は、逆
相電圧より系統事故検出回路１８．１と系統電圧変動に
応じて搬送波位相をシフトする方式とした搬送波発生回
路１５．１とＰＷＭ制御回路１６より構成される。搬送
波発生回路１５．１は、搬送波をシフトさせる位相差φ
を算出する回路１５．１ａと系統事故検出回路１８．１
からの信号を受けて前記位相差φをサンプルホールドす
る回路１５．１ｂと前記位相差φを角速度φに加算して
搬送波を発生する回路１５ａとからなり、搬送波位相を
系統電圧変動に対応してシフトする構成とした。
【００４３】次に動作について説明する。シフト位相差
算出回路１５．１ａは、系統事故発生点θ2において系
統電圧Ｖｓ（Ｖｓ１ｐ）が変動し、変動後の電圧値に対
する搬送波との交差点θ1を算出し、位相差φ（θ2−θ
1）を算出する。図７に系統事故時のＰＷＭ制御のスイ
ッチングタイミングと出力電圧の波形を示す。系統事故
時の系統電圧変動に対して、電圧指令Ｖ*と搬送波Ｖｃ
ｕｒｒが一致するように、即ち、両波形の交差点を作る
ことができ、ＰＷＭ制御回路１６によりスイッチングタ
イミングを一時的に変更し、出力電圧を系統事故時の系
統電圧の大きさに応じて、速やかに変更することができ
る。
算出回路１５．１ａは、系統事故発生点θ2において系
統電圧Ｖｓ（Ｖｓ１ｐ）が変動し、変動後の電圧値に対
する搬送波との交差点θ1を算出し、位相差φ（θ2−θ
1）を算出する。図７に系統事故時のＰＷＭ制御のスイ
ッチングタイミングと出力電圧の波形を示す。系統事故
時の系統電圧変動に対して、電圧指令Ｖ*と搬送波Ｖｃ
ｕｒｒが一致するように、即ち、両波形の交差点を作る
ことができ、ＰＷＭ制御回路１６によりスイッチングタ
イミングを一時的に変更し、出力電圧を系統事故時の系
統電圧の大きさに応じて、速やかに変更することができ
る。
【００４４】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。系統事故検出回路として系
統電圧の正相成分が所定の設定値未満になったことで系
統事故を検出する方式の系統事故検出回路１８．２を採
用している点が異なるのみで、他は実施の形態４の図６
と同様であり、詳細な説明は省略する。これにより、電
力系統における３相平衡事故も、確実に検出することが
でき、その検出出力により搬送波の位相をシフトしてイ
ンバータ出力電圧を事故発生後の系統電圧の変動に速や
かに追従させることが可能となる。
態５におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。系統事故検出回路として系
統電圧の正相成分が所定の設定値未満になったことで系
統事故を検出する方式の系統事故検出回路１８．２を採
用している点が異なるのみで、他は実施の形態４の図６
と同様であり、詳細な説明は省略する。これにより、電
力系統における３相平衡事故も、確実に検出することが
でき、その検出出力により搬送波の位相をシフトしてイ
ンバータ出力電圧を事故発生後の系統電圧の変動に速や
かに追従させることが可能となる。
【００４５】実施の形態６．図９はこの発明の実施の形
態６におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。系統事故検出回路として系
統電圧の正相成分により検出する方式の系統事故検出回
路１８．２および系統電流の零相成分が所定の設定値を
越えたことで系統事故を検出する方式の系統事故検出回
路１８．３を採用している点が異なるのみで、他は実施
の形態４の図６と同様であり、詳細な説明は省略する。
これにより、１線地絡など比較的小さな系統事故も確実
に検出することができ、その検出出力により搬送波の位
相をシフトしてインバータ出力電圧を事故発生後の系統
電圧の変動に速やかに追従させることが可能となる。
態６におけるＰＷＭ制御無効電力発生装置の主要構成部
分１９を示す構成図である。系統事故検出回路として系
統電圧の正相成分により検出する方式の系統事故検出回
路１８．２および系統電流の零相成分が所定の設定値を
越えたことで系統事故を検出する方式の系統事故検出回
路１８．３を採用している点が異なるのみで、他は実施
の形態４の図６と同様であり、詳細な説明は省略する。
これにより、１線地絡など比較的小さな系統事故も確実
に検出することができ、その検出出力により搬送波の位
相をシフトしてインバータ出力電圧を事故発生後の系統
電圧の変動に速やかに追従させることが可能となる。
【００４６】系統事故検出方式として、系統電圧の逆相
成分、正相成分、更に、系統電流の零相成分を用いる系
統事故検出回路１８．１、１８．２および１８．３をす
べて採用する方式としてもよいことは勿論である。
成分、正相成分、更に、系統電流の零相成分を用いる系
統事故検出回路１８．１、１８．２および１８．３をす
べて採用する方式としてもよいことは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るＰＷＭ制
御無効電力発生装置は、インピーダンス要素を介して電
力系統に接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を
検出する電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電
圧指令を発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の
出力に同期した搬送波を発生する搬送波発生回路、およ
び上記電圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷ
Ｍ制御回路を備え、上記ＰＷＭ制御回路は、上記電圧指
令と搬送波とを比較する比較回路、この比較回路の出力
を保持し上記駆動信号として出力する保持回路、および
上記搬送波と同期し上記搬送波の周期未満の周期で上記
保持回路をリセットするリセット回路を備えたものとし
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電力系統
の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの系統事
故検出手段の検出出力のタイミングで上記保持回路をリ
セットするリセット手段を備えたので、搬送波の周期を
小さくすることなく、従って、電力変換器の電圧利用率
を低下させることなく、かつ、系統事故時の急峻な電圧
変化に速やかに追従して装置の運転を支障なく継続する
ことができる。
御無効電力発生装置は、インピーダンス要素を介して電
力系統に接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を
検出する電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電
圧指令を発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の
出力に同期した搬送波を発生する搬送波発生回路、およ
び上記電圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッ
チング素子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷ
Ｍ制御回路を備え、上記ＰＷＭ制御回路は、上記電圧指
令と搬送波とを比較する比較回路、この比較回路の出力
を保持し上記駆動信号として出力する保持回路、および
上記搬送波と同期し上記搬送波の周期未満の周期で上記
保持回路をリセットするリセット回路を備えたものとし
たＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電力系統
の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの系統事
故検出手段の検出出力のタイミングで上記保持回路をリ
セットするリセット手段を備えたので、搬送波の周期を
小さくすることなく、従って、電力変換器の電圧利用率
を低下させることなく、かつ、系統事故時の急峻な電圧
変化に速やかに追従して装置の運転を支障なく継続する
ことができる。
【００４８】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置は、インピーダンス要素を介して電力系統に接
続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する電
圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を発
生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同期
した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電圧
指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素子
をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回路
を備えたＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電
力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの
系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記搬送波
と事故直後の上記電圧指令とが一致するよう上記搬送波
の位相をシフトさせる位相シフト手段を備えたので、搬
送波の周期を小さくすることなく、従って、電力変換器
の電圧利用率を低下させることなく、かつ、系統事故時
の急峻な電圧変化に速やかに追従して装置の運転を支障
なく継続することができる。
発生装置は、インピーダンス要素を介して電力系統に接
続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する電
圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を発
生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同期
した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電圧
指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素子
をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回路
を備えたＰＷＭ制御無効電力発生装置において、上記電
力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およびこの
系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記搬送波
と事故直後の上記電圧指令とが一致するよう上記搬送波
の位相をシフトさせる位相シフト手段を備えたので、搬
送波の周期を小さくすることなく、従って、電力変換器
の電圧利用率を低下させることなく、かつ、系統事故時
の急峻な電圧変化に速やかに追従して装置の運転を支障
なく継続することができる。
【００４９】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の逆相
成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するの
で、特に、電力系統の不平衡事故を確実に検出すること
ができる。
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の逆相
成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するの
で、特に、電力系統の不平衡事故を確実に検出すること
ができる。
【００５０】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の正相
成分が所定の設定値未満となったとき系統事故と判断す
るので、特に、電力系統の平衡事故も確実に検出するこ
とができる。
発生装置の系統事故検出手段は、電力系統の電圧の正相
成分が所定の設定値未満となったとき系統事故と判断す
るので、特に、電力系統の平衡事故も確実に検出するこ
とができる。
【００５１】また、この発明に係るＰＷＭ制御無効電力
発生装置は、電力系統の電流を検出する電流検出器を備
え、系統事故検出手段は、上記電力系統の電流の零相成
分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するの
で、特に、電力系統の小規模事故も確実に検出すること
ができる。
発生装置は、電力系統の電流を検出する電流検出器を備
え、系統事故検出手段は、上記電力系統の電流の零相成
分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するの
で、特に、電力系統の小規模事故も確実に検出すること
ができる。
【図１】 この発明の実施の形態１におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置を示す構成図である。
無効電力発生装置を示す構成図である。
【図２】 図１の主要構成部分を示す構成図である。
【図３】 図２の装置の系統事故時における各部動作波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態２におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態３におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態４におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
【図７】 図６の装置の系統事故時における各部動作波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図８】 この発明の実施の形態５におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
【図９】 この発明の実施の形態６におけるＰＷＭ制御
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
無効電力発生装置の主要構成部分を示す構成図である。
【図１０】 従来のＰＷＭ制御無効電力発生装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図１１】 図１０の自励式インバータ４を示す構成図
である。
である。
【図１２】 図１０の搬送波発生回路を示す構成図であ
る。
る。
【図１３】 図１０のＰＷＭ制御回路を示す構成図であ
る。
る。
【図１４】 図１１の自励式インバータのスイッチング
状態と出力電圧との関係を表の形で示す図である。
状態と出力電圧との関係を表の形で示す図である。
【図１５】 系統電圧とインバータ発生電圧とリアクタ
ンスをモデル化して示す図である。
ンスをモデル化して示す図である。
【図１６】 遅相無効電力発生時のＰＷＭ制御回路の各
部動作波形を示す図である。
部動作波形を示す図である。
【図１７】 正相無効電力発生時のＰＷＭ制御回路の各
部動作波形を示す図である。
部動作波形を示す図である。
【図１８】 従来の系統事故時における各部動作波形を
示す図である。
示す図である。
１ 系統電源、３ インバータ変圧器、４ 自励式イン
バータ、５ コンデンサ、６ ＰＴ、７ 電流変成器、
１５，１５．１ 搬送波発生回路、１７ 無効電力発生
装置、１８，１８．１，１８．２，１８．３ 系統事故
検出回路、１９ 主要構成部分。
バータ、５ コンデンサ、６ ＰＴ、７ 電流変成器、
１５，１５．１ 搬送波発生回路、１７ 無効電力発生
装置、１８，１８．１，１８．２，１８．３ 系統事故
検出回路、１９ 主要構成部分。
Claims (5)
- 【請求項１】 インピーダンス要素を介して電力系統に
接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する
電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を
発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同
期した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電
圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素
子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回
路を備え、上記ＰＷＭ制御回路は、上記電圧指令と搬送
波とを比較する比較回路、この比較回路の出力を保持し
上記駆動信号として出力する保持回路、および上記搬送
波と同期し上記搬送波の周期未満の周期で上記保持回路
をリセットするリセット回路を備えたものとしたＰＷＭ
制御無効電力発生装置において、 上記電力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およ
びこの系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記
保持回路をリセットするリセット手段を備えたことを特
徴とするＰＷＭ制御無効電力発生装置。 - 【請求項２】 インピーダンス要素を介して電力系統に
接続された電力変換器、上記電力系統の電圧を検出する
電圧検出器、この電圧検出器の出力に基づき電圧指令を
発生する電圧指令発生手段、上記電圧検出器の出力に同
期した搬送波を発生する搬送波発生回路、および上記電
圧指令と搬送波とから上記電力変換器のスイッチング素
子をオンオフ制御する駆動信号を出力するＰＷＭ制御回
路を備えたＰＷＭ制御無効電力発生装置において、 上記電力系統の事故を検出する系統事故検出手段、およ
びこの系統事故検出手段の検出出力のタイミングで上記
搬送波と事故直後の上記電圧指令とが一致するよう上記
搬送波の位相をシフトさせる位相シフト手段を備えたこ
とを特徴とするＰＷＭ制御無効電力発生装置。 - 【請求項３】 系統事故検出手段は、電力系統の電圧の
逆相成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断す
るものとしたことを特徴とする請求項１または２記載の
ＰＷＭ制御無効電力発生装置。 - 【請求項４】 系統事故検出手段は、電力系統の電圧の
正相成分が所定の設定値未満となったとき系統事故と判
断するものとしたことを特徴とする請求項１また２記載
のＰＷＭ制御無効電力発生装置。 - 【請求項５】 電力系統の電流を検出する電流検出器を
備え、系統事故検出手段は、上記電力系統の電流の零相
成分が所定の設定値を越えたとき系統事故と判断するも
のとしたことを特徴とする請求項１または２記載のＰＷ
Ｍ制御無効電力発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182211A JP2000020151A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｐｗｍ制御無効電力発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10182211A JP2000020151A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｐｗｍ制御無効電力発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000020151A true JP2000020151A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16114304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10182211A Pending JP2000020151A (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | Ｐｗｍ制御無効電力発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000020151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103490652A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-01 | 国电南瑞吉电新能源（南京）有限公司 | 载波移相脉宽调制方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP10182211A patent/JP2000020151A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103490652A (zh) * | 2013-08-27 | 2014-01-01 | 国电南瑞吉电新能源（南京）有限公司 | 载波移相脉宽调制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |