JP2000132252A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JP2000132252A JP10301135A JP30113598A JP2000132252A JP 2000132252 A JP2000132252 A JP 2000132252A JP 10301135 A JP10301135 A JP 10301135A JP 30113598 A JP30113598 A JP 30113598A JP 2000132252 A JP2000132252 A JP 2000132252A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用
変圧器を必要とせず、低コスト化を図りながら設置時の
高電圧配線という危険な作業工数を低減できる無効電力
補償装置を提供する。 【解決手段】電力系統３の無効電力発生回路２と、電力
系統３の電圧検出部１１と、実効値演算部１５と、設定
電圧記憶部１２と、実効値演算部１５の出力を入力し電
力系統３の電圧が設定電圧になるように無効電力発生回
路２を制御する電圧一定制御部１３とを備え、電圧検出
部１１は３巻線トランス４を用い、その１次巻線を電力
系統３に接続し、２次巻線を無効電力発生回路２に接続
し、３次巻線から電力系統３の電圧を変圧して出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統に接続
する無効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大容量モータ等が接続されている電力系
統においては、大容量モータの起動時等に大きな電圧変
動が生じる。
【０００３】このような大容量で急変な負荷変動による
電圧変動を抑制するのに有効な装置の一つが静止形無効
電力補償装置であり、系統電圧が低下している場合には
進み無効電力負荷として動作し、また、系統電圧が上昇
している場合には遅れ無効電力負荷として動作して系統
の電圧変動を補償するものである。
【０００４】以下に従来の静止形無効電力補償装置（Ｓ
ＶＣ）について説明する。図１２は従来の静止形無効電
力補償装置を示すものである。２は無効電力制御回路で
ある無効電力発生回路、３は電力系統、１は制御装置、
５は電圧計測用変圧器、６は無効電力発生回路用トラン
ス、２２は第１のリアクトル、２３は第２のリアクト
ル、２４は位相制御スイッチ手段、２５はコンデンサ、
１１は電圧検出部、１５は実効値演算部、１２は設定電
圧記憶部、１３は電圧一定制御部である。
【０００５】以上のように構成された従来の静止形無効
電力補償装置について、以下その動作について説明す
る。まず、無効電力負荷として動作する無効電力発生回
路２は電力系統３と無効電力発生回路用トランス６を介
して低圧側に接続されている。電圧計測用変圧器５に印
加された電力系統３の系統電圧に対応した電圧実効値を
電圧検出部１１及び実効値演算部１５で検出し、系統電
圧が低下した場合は、電圧一定制御部１３により無効電
力発生回路２の位相制御スイッチ手段２４を制御して、
進み無効電力負荷として動作し、逆に電圧が上昇した場
合には、遅れ無効電力負荷として動作して系統電圧が設
定電圧記憶部１２の設定電圧を維持するように電圧一定
制御を行う。具体的には、電圧計測用変圧器５の出力は
電圧検出部１１を通して電圧時間波形に変換後、実効値
演算部１５に入力され系統電圧値に変換され、その出力
は電圧一定制御部１３に入力し電力系統３の電圧が設定
電圧になるように無効電力発生回路２を制御する。具体
的には実効値演算部１５の出力が設定電圧記憶部１２の
電圧設定値と比較され、その差分が電圧一定制御部１３
に入力される。電圧一定制御部１３では電圧差分値が０
になるように位相制御スイッチ手段２４を制御して無効
電力制御を行う。
【０００６】このようにして無効電力を電力系統に供給
することにより、電力系統３の系統電圧の変動を抑制す
ることができる。
【０００７】以上のように、静止形無効電力補償装置に
よって電力系統３の電圧を一定にするためには電力系統
３の電圧を検出することが不可欠であり、高電圧対応の
電圧計測用変圧器５をトランス６の一次側に接続する必
要があった。通常この電圧計測用変圧器自身が高価であ
るとともに高電圧のかかる一次側に絶縁設計が必要なた
め無効電力補償装置のコスト低減のネックとなってい
た。また、電圧計測用変圧器５を外付けの場合、無効電
力補償装置を電力系統３に設置するときに電圧計測用変
圧器５を高電圧線に接続する作業が発生し危険を伴って
いた。
【０００８】以上、静止形無効電力補償装置について述
べたが、他の自励式無効電力補償装置（ＳＶＧ）や段階
的な電圧制御を行う機器、たとえば単体或いは複数のコ
ンデンサとスイッチ素子で電圧制御を行う装置や、単体
或いは複数のリアクトルとスイッチ素子で電圧制御を行
う装置などでも同様な問題が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で説明した
ように、無効電力補償装置によって電力系統の電圧を一
定にするためには電力系統の電圧を検出することが不可
欠であり、高電圧対応の電圧計測用変圧器を電力系統に
接続する必要がある。通常この電圧計測用変圧器自身が
高価であるとともに高電圧のかかる一次側に絶縁設計が
必要なため無効電力補償装置のコスト低減及び小型化の
課題となっていた。また、電圧計測用変圧器を外付けの
場合、無効電力補償装置を電力系統に設置するときには
電圧計測用変圧器を高電圧線に接続する作業が発生し危
険を伴う問題点があった。
【００１０】この発明は、上記従来の問題点を解決する
もので、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用
変圧器を必要としない無効電力補償装置を提供し、低コ
スト化を図りながら設置時の高電圧配線という危険な作
業工数を低減できる無効電力補償装置を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の無効電力
補償装置は、電力系統に接続されて無効電力発生量を制
御する無効電力制御回路と、前記電力系統の電圧を検出
する電圧検出部と、前記電圧検出部の出力より前記電力
系統の電圧実効値を演算する実効値演算部と、設定電圧
を記憶し前記設定電圧を変更可能な設定電圧記憶部と、
前記実効値演算部の出力を入力し前記電力系統の電圧が
前記設定電圧になるように前記無効電力制御回路を制御
する電圧一定制御部とを備え、前記電圧検出部は３巻線
トランスを用い、その１次巻線を電力系統に接続し、２
次巻線を前記無効電力制御回路に接続し、３次巻線から
前記電力系統の電圧を変圧して出力するものである。
【００１２】請求項１記載の無効電力補償装置によれ
ば、３巻線トランスを用いることにより、電力系統上の
設置点電圧を計測する電圧計測用変圧器を使用せずに電
力系統の電圧を制御することができ、低コスト化をはか
りながら設置時の高電圧配線という危険な作業工数を低
減できる無効電力補償装置を提供することができる。
【００１３】請求項２記載の無効電力補償装置は、電力
系統に接続されて無効電力発生量を制御する無効電力制
御回路と、電力系統の電圧を検出する電圧検出部と、無
効電力制御回路の無効電流を検出する電流検出部と、設
定電圧を記憶し設定電圧を変更可能な設定電圧記憶部
と、電圧検出部の出力および電流検出部の出力より電力
系統の電圧予測値を演算する検出電圧予測部と、この検
出電圧予測部の出力する電圧予測値を入力し電力系統の
電圧が設定電圧になるように無効電力制御回路を制御す
る電圧一定制御部とを備え、電圧検出部は、電力系統に
接続した１次巻線と、無効電力制御回路に接続した２次
巻線と、電力系統の電圧を変圧して出力する３次巻線か
らなる３巻線トランスを用いたものである。
【００１４】請求項２記載の無効電力補償装置によれ
ば、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用変圧
器を使用せずに電力系統の電圧を制御することができ、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。
【００１５】また、その際に問題となる電力系統の電圧
を計測するための３巻線トランスの３次側出力電圧がト
ランスの通過電流に依存して変動する場合にもその電圧
変動分を補正することで正確な電力系統上の電圧を予測
することができる。すなわち、無効電力補償装置の無効
電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で
正確に制御することができる。
【００１６】請求項３記載の無効電力補償装置は、請求
項２において、検出電圧予測部が、電圧検出部の出力に
より電圧実効値を演算する電圧実効値演算部と、電流検
出部の出力より電流実効値を演算する電流実効値演算部
と、電流検出部の出力および電圧検出部の出力の電圧電
流位相差を演算する電圧電流位相差演算部の少なくとも
１つ以上からなる第１の演算手段と、電圧実効値演算部
の出力と電流実効値演算部の出力と電圧電流位相差演算
部の出力を補正して電力系統の電圧予測値を出力する補
正手段を備えたものである。
【００１７】請求項３記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項２と同様な効果のほか、請求項２における検
出電圧予測部の演算処理過程を第１の演算手段と補正手
段に独立分離化できるため、システム構成の目標に合わ
せて検出電圧の補正方式を演算処理部単位で入れ替えが
容易となる。例えば、検出電圧予測部をハードウェアで
実現する場合に第１の演算手段と補正手段間の信号線仕
様を定めて補正手段を単純に入替えるだけで、補正手段
を目標の処理速度や処理精度に変更することが自由にで
きる。
【００１８】すなわち、無効電力補償装置の無効電力出
力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で正確に
制御することができると同時に、制御処理の高速化や高
精度化への変更を低コストで実現できる無効電力補償装
置を提供することができる。
【００１９】請求項４記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、第１の演算手段が、電圧検出部の出力よ
り検出電圧実効値を演算する検出電圧実効値演算部と、
電流検出部の出力及び電圧検出部の出力より有効電流値
を演算する有効電流演算手段と、電流検出部の出力及び
電圧検出部の出力より遅れ無効電流であるか進み無効電
流であるかを考慮した無効電流値を演算する無効電流演
算手段を備えたものである。
【００２０】請求項４記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、請求項２に記載の３
巻線トランス３次側出力電圧のトランスの通過電流に依
存した電圧変動分を補正することができ、無効電力補償
装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の
設定電圧で正確に制御することができる。またその際に
通過電流中の有効電流成分も考慮した高精度な補正演算
をすることができる。また、無効電力補償装置以外の発
電装置など電力供給装置にも一般的に適用することがで
きる。
【００２１】請求項５記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、第１の演算手段が、電圧検出部の出力を
入力し検出電圧実効値を出力する検出電圧実効値演算部
と、電流検出部の出力を入力し検出電流実効値を出力す
る検出電流実効値演算手段と、電流検出部の出力及び電
圧検出部の出力を入力し無効電力発生回路が発生してい
る無効電流が進みまたは遅れのどちらであるかという進
み遅れ判定結果を出力する電流位相判定手段を備えたも
のである。
【００２２】請求項５記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、通常の無効電力補償
装置のように３巻線トランスの通過電流中の有効電流成
分が少ない場合、演算処理を飛躍的に軽減しながら、請
求項２に記載の３巻線トランス３次側出力電圧のトラン
スの通過電流に依存した電圧変動分を補正することがで
き、無効電力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に
電力系統を目標の設定電圧で正確に制御することができ
る。
【００２３】請求項６記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、第１の演算手段が、電圧検出部の出力を
入力し検出電圧実効値を出力する検出電圧実効値演算部
と、電流検出部の出力を入力し検出電流実効値を出力す
る検出電流実効値演算手段と、電流検出部の出力及び電
圧検出部の出力を入力し、その電圧電流位相差を出力す
る電圧電流位相差演算手段を備えたものである。
【００２４】請求項６記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、第１の演算手段にお
いて、有効電流及び無効電流を演算せずに請求項２に記
載の３巻線トランス３次側出力電圧のトランスの通過電
流に依存した電圧変動分を補正することができ、無効電
力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を
目標の設定電圧で正確に制御することができる。また、
特定の条件下、例えば３巻線トランスを通過する電流の
力率がほぼ一定である場合や、電流中の有効電流成分が
少ない場合において第１の演算手段での演算負担を大幅
に軽減することができる。
【００２５】請求項７記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、第１の演算手段が、電圧検出部の出力を
入力し検出電圧実効値を出力する検出電圧実効値演算部
と、電流検出部の出力を入力し検出電流実効値を出力す
る検出電流実効値演算手段と、電流検出部の出力及び電
圧検出部の出力を入力し、その無効電力値に遅れ無効電
力であるか進み無効電力であるの情報を符号として加え
た符号付無効電力値を出力する符号付無効電力演算手段
と、３巻線トランスを通過する有効電流値を記憶する有
効電流記憶部と、検出電流実効値、符号付無効電力値、
及び有効電流値を入力し無効電流値に遅れ無効電流であ
るか進み無効電流であるかの情報を符号として加えた符
号付無効電流値を出力する符号付無効電流演算部を備え
たものである。
【００２６】請求項７記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、請求項４における有
効電流及び無効電流を演算する一般的な演算手段に比べ
て特定の条件下例えば３巻線トランスを通過する有効電
流がほぼ一定である場合や、特に電流中の有効電流成分
が少ない場合において、検出電圧補正部での演算負担を
大幅に軽減することができる。また、無効電力計測装置
などの一般的な機器類を処理過程に利用することができ
る。
【００２７】請求項８記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、補正手段が、３巻線トランスの通過電流
により発生する３巻線トランスの３次側検出電圧の変化
値をモデル化した際に電力系統の予測電圧演算式中に定
数として現れる定数パラメータを設定保持する第１の電
圧補正データ記憶部と、第１の演算手段より出力される
変数値の組合せ及び定数パラメータを入力し、予測電圧
演算式にあてはめることで電力系統の電圧予測値を出力
する第１の電圧補正手段を備えたものである。
【００２８】請求項８記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、３巻線トランスの通
過電流により発生する３巻線トランスの３次側検出電圧
の変化値をモデル化した際の電力系統の予測電圧演算式
と３巻線トランスのインピーダンス設計値から電力系統
の直接的な電圧予測が可能となる。また、特定の条件下
での予測電圧演算式の近似式を作成し適用することで目
的とする精度に合わせた電圧予測を理論的に無駄無く高
速に演算可能である。また、３巻トランスを他の特性を
持つものに変更した場合にも、インピーダンス設計値を
設定し直すだけで対処可能となる。
【００２９】請求項９記載の無効電力補償装置は、請求
項３において、補正手段が、第１の演算手段より出力さ
れる変数値の組合せを変数とした３巻線トランス３次側
の出力電圧変化値を出力電圧変化値テーブルとして保持
する第２の電圧補正データ記憶部と、第１の演算手段よ
り出力される変数値の組合せ及び出力電圧変化値テーブ
ルを入力し３巻線トランスの通過電流により発生する３
巻線トランス３次側の出力電圧変化分を補正し電力系統
の電圧予測値を出力する第４の電圧補正手段を備えたも
のである。
【００３０】請求項９記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、第１の演算手段より
出力される３巻線トランスを通過する電圧電流情報であ
る変数値の組合せ値を変数とする３巻線トランス３次側
の出力電圧変化値テーブルを保持するだけで、３巻線ト
ランスの通過電流が大きくなった場合など、トランスの
インピーダンス降下に線形性が失われてそのインピーダ
ンス降下を簡単な数式では表現できない場合、高速かつ
容易に、請求項２に記載の３巻線トランス３次側出力電
圧のトランスの通過電流に依存した電圧変動分を補正す
ることができ、無効電力補償装置の無効電力出力量に関
係なく常に電力系統を目標の設定電圧で正確に制御する
ことができる。また、実測値をテーブルとして保持した
場合には上記に加えて３巻線トランスの設計値からのず
れを容易に吸収できる。
【００３１】請求項１０記載の無効電力補償装置は、請
求項３において、補正手段が、補正手段は、第１の演算
手段より出力される変数値の組合せに対する３巻線トラ
ンスの３次側出力電圧及び電力系統の電圧を実測して決
定した、第１の演算手段より出力される１組の変数値か
ら電力系統の予測電圧を算出する多項式関数の係数群を
保持する第３の電圧補正データ記憶部と、第１の演算手
段より出力される変数値の組合せ及び多項式関数の係数
群とを入力し多項式関数にあてはめることで電力系統の
電圧予測値を出力する第５の電圧補正手段を備えたもの
である。
【００３２】請求項１０記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、３巻線トランスの通
過電流が存在する時の３巻線トランスの３次側出力電圧
から電力系統の電圧を予測する予測電圧演算式が理論的
に導き出せない場合や、理論モデルより導き出された予
測電圧演算式が実際と合わない場合や、実機の設計値か
らのずれが発生している場合などに、必要な精度に合わ
せて電力系統の電圧予測が可能となり、無効電力補償装
置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設
定電圧で正確に制御することができる。また、テーブル
方式などで必要な補間処理を行わなくても連続的に電力
系統の電圧予測が可能となる。
【００３３】請求項１１記載の無効電力補償装置は、無
効電力発生量を制御できる無効電力制御回路と、１次巻
線を電力系統に接続し、２次巻線を無効電力制御回路に
接続し、３次巻線で電力系統の電圧を変圧出力する３巻
線トランスと、この３巻線トランスの１次側または２次
側に設置された変流器と、３巻線トランスのインピーダ
ンス特性を模擬する等価抵抗及び等価リアクタンスで構
成され変流器の出力を入力することで回路両端間にイン
ピーダンス降下電圧を発生するインピーダンス降下検出
回路と、インピーダンス降下電圧を入力し３巻線トラン
スのインピーダンス降下電圧を出力する検出部と、３巻
線トランスの３次側出力電圧とインピーダンス降下電圧
とを入力してベクトル合成電圧を出力する電圧加算部
と、ベクトル合成電圧を入力する電圧検出部と、電圧検
出部の出力を入力し電力系統の電圧実効値を出力する実
効値演算部と、設定電圧を記憶し設定電圧を変更可能な
設定電圧記憶部と、実効値演算部の出力を入力し電力系
統の電圧が設定電圧になるように無効電力制御回路を制
御する電圧一定制御部とを備えたものである。
【００３４】請求項１１記載の無効電力補償装置によれ
ば、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用変圧
器を使用せずに電力系統の電圧を制御することができ、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。
【００３５】また、その際に問題となる電力系統の電圧
を計測するための３巻線トランスの３次側出力電圧がト
ランスの通過電流に依存して変動する場合にもその電圧
変動分を補正することで正確な電力系統上の電圧を予測
することができる。すなわち、無効電力補償装置の無効
電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で
正確に制御することができる。
【００３６】また、３巻線トランスの通過電流によるイ
ンピーダンス降下をアナログ回路的に模擬し、３巻線ト
ランスの３次側計測電圧をベクトル的に補正している
為、請求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項
７、請求項９、請求項１０で不可欠な検出電圧補正部で
の数値演算処理を不要としながら、３巻線トランスの通
過電流中に有効電流成分及び無効電流成分が任意に含ま
れていても高速かつ正確に計測電圧の補正処理を行うこ
とができる。
【００３７】さらに、本請求項の方式は、従来の制御装
置にインピーダンス降下検出回路と、検出部と、電圧加
算部のみを追加するだけでその他の変更無しに電圧計測
用変圧器を無くすことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）この発明の
第１の実施の形態を図１に基づいて説明する。図１はこ
の発明の第１の実施の形態を示し、これは請求項１から
請求項１０に対応するものである。
【００３９】図１において、１は制御装置、２は無効電
力制御回路である無効電力発生回路、３は電力系統、１
１は電圧検出部、１５は実効値演算部、１２は設定電圧
記憶部、１３は電圧一定制御部であり、以上は従来の構
成と同様なものである。また無効電力発生回路２の構成
も従来例と同じであり、同じ要素に同一符号を付してい
る。従来の構成と異なるのは、無効電力発生回路用２巻
線トランス６の代わりに３巻線トランス４を使用し、従
来の電圧計測用変圧器５を無くしたことである。
【００４０】すなわち、３巻線トランス４は電力系統３
と無効電力発生回路２とを接続するとともに電力系統３
の電圧を変圧して電圧検出部１１に出力している。この
実施の形態では、３巻線トランス４の１次側を電力系統
に、２次側を無効電力発生回路２に、３次側を電圧検出
部１１にそれぞれ接続しているが、２次側と３次側は呼
び方の違いにより入れ替え可能である。無効電力発生回
路２は、３巻線トランス４の２次側に接続されて無効電
力発生量を制御するもので、実施の形態ではコンデンサ
２５とリアクトル２２，２３と半導体スイッチ手段であ
る位相制御スイッチ手段２４とからなる。電圧検出部１
１は、電力系統３の電圧を検出するもので、電力系統３
の電圧を変圧する３巻線トランス４の３次側出力を入力
している。設定電圧記憶部１２は設定電圧を記憶し設定
電圧を変更可能なものである。実効値演算部１５は、電
圧検出部１１が出力する電圧時間波形を入力し、その実
効値を出力する。電圧一定制御部１３は、実効値演算部
１５の出力を入力し電力系統３の電圧が設定電圧になる
ように位相制御スイッチ手段２４を制御する。
【００４１】上記のように構成された第１の実施の形態
では、静止形無効電力補償装置（ＳＶＣ）は、３巻線ト
ランス４の３次側に変圧出力される電力系統電圧を電圧
検出部１１及び実効値演算部１５で実効値検出し、設定
電圧記憶部１２の設定電圧を基準値として電圧一定制御
部１３で電圧一定制御を行う。これにより、従来でも必
要であった無効電力発生回路用トランスを３巻線トラン
ス６に置き換えるだけで、従来では不可欠であった電力
系統３の電圧計測用の変圧器が不要となる。すなわち、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。
【００４２】（第２の実施の形態）この発明の第２の実
施の形態を図２、図３、図４、及び図５に基づいて説明
する。図２及び図３はこの発明の第２の実施の形態を示
し、これは請求項２、請求項３、請求項４、及び請求項
８に対応するものである。図２において、７は制御装
置、２は無効電力発生回路、３は電力系統、１１は電圧
検出部、１２は設定電圧記憶部、１３は電圧一定制御
部、以上は従来の構成と同様なものである。また無効電
力発生回路２の構成は従来例と同じであり、同じ要素に
同一符号を付している。従来の構成と異なるのは、無効
電力発生回路用の２巻線トランス６の代わりに３巻線ト
ランス４を使用し、従来の電圧計測用変圧器５を無くし
たこと、並びに変流器８と、電流検出部１４と、検出電
圧予測部である検出電圧補正部７５とを追加したことで
ある。また、図３において、７５は検出電圧補正部、９
０は第１の演算手段、９１は補正手段、７６は電流検出
部１４の出力に含まれる電流実効値情報および電流検出
部１４と電圧検出部１１の両出力から演算される電圧電
流位相差情報をもとに有効電流値を演算する有効電流演
算手段、７７は検出電圧実効値演算部、７８は第１の電
圧補正データ記憶部、８０は電流検出部１４の出力に含
まれる電流実効値情報および電流検出部１４と電圧検出
部１１の両出力から演算される電圧電流位相差情報をも
とに進みまたは遅れの符号情報を付加した無効電流値を
演算する符号付無効電流演算手段、７９は第１の電圧補
正手段である。
【００４３】すなわち、３巻線トランス４は電力系統３
と無効電力発生回路２とを接続するとともに電力系統３
の電圧を変圧して電圧検出部１１に出力している。この
実施の形態では、３巻線トランス４の１次側を電力系統
３に、２次側を無効電力発生回路２に、３次側を電圧検
出部１１にそれぞれ接続しているが２次側と３次側は呼
び方の違いにより入れ替え可能である。無効電力発生回
路２は、３巻線トランス４の２次側に接続されて無効電
力発生量を制御するもので、実施の形態ではコンデンサ
２５とリアクトル２２，２３と半導体スイッチ手段であ
る位相制御スイッチ手段２４とからなる。電圧検出部１
１は、電力系統３の電圧を検出するもので、電力系統３
の電圧を変圧する３巻線トランス４の３次側出力を入力
している。電流検出部１４は無効電力発生回路２の入力
電流を検出するもので変流器８の出力を入力している。
検出電圧補正部７５は３巻線トランス４を通過する電流
による３巻線トランス４の３次側出力の電圧変化を補正
するもので、電流検出部１４の出力及び電圧検出部１１
の出力を入力し、電力系統３の正確な予測電圧値を出力
している。検出電圧実効値演算部７７は、電圧検出部１
１が出力する電圧時間波形を入力し、その実効値Ｖ1 を
出力する。有効電流演算手段７６は、電圧検出部１１が
出力する電圧時間波形及び電流検出部１４が出力する電
流時間波形を入力して両時間波形より有効電流値Ｉｐを
出力する。符号付無効電流演算手段８０は、電圧検出部
１１が出力する電圧時間波形及び電流検出部１４が出力
する電流時間波形を入力して両時間波形よりその無効電
流値に遅れ無効電流であるか進み無効電流であるかの情
報を符号として加えた符号付無効電流値Ｉｑを出力す
る。第１の電圧補正データ記憶部７８は、３巻線トラン
ス４の通過電流により発生する３巻線トランス４の３次
側検出電圧の変化値をモデル化した際に電力系統３の予
測電圧演算式中に定数として現れる定数パラメータを設
定保持する。第１の電圧補正手段７９は、第１の演算手
段９０より出力される変数値（Ｉｐ，Ｉｑ，Ｖ1 ）の組
合せ及び第１の電圧補正データ記憶部７８に保持された
定数パラメータを入力し、電力系統３の予測電圧値を出
力する。設定電圧記憶部１２は設定電圧を記憶し設定電
圧を変更可能なものである。電圧一定制御部１３は、検
出電圧補正部７５の出力を入力し電力系統３の電圧が設
定電圧になるように位相制御スイッチ手段２４を制御す
る。
【００４４】すなわち、無効電力発生回路２に入力され
る電流が３巻線トランス４に流れることにより発生する
電圧検出部１１での電圧計測誤差を検出電圧補正部７５
で補正することで、電力系統３の正確な電圧値を予測
し、電力系統３を常に設定電圧記憶部１２に設定された
電圧に制御する。
【００４５】図４に検出電圧補正部７５の処理原理を示
す。図４は、３巻線トランス４の１次側に電力系統３を
接続し、同様に無効電力発生回路２を２次側に、同様に
電圧検出部１１を３次側に接続した場合を示す。また、
３巻線トランス４は理想トランス要素４１及び等価イン
ピーダンス４２で表現している。等価インピーダンス４
２は等価抵抗Ｒ（４３）と等価リアクタンスＸ（４４）
とから構成される。３巻線トランス４の１次側に電圧Ｖ
T （４７）が加えられ、無効電力発生回路２への入力電
流Ｉ2 （４６）が発生している時、３巻線トランス４の
１次側の通過電流がＩ（３巻線トランス４を通過する皮
相電流：４５）であり、理想トランス４１の１次側電圧
をＶ1 （４９）とする。この時、１次側電圧Ｖ1 （４
９）のトランス３次側出力電圧Ｖ3 （４８）を電圧検出
部１１に入力している。３巻線トランス４の３次側電流
は電圧検出部１１で消費されるだけなのでほぼ０であ
り、Ｖ 1 ＝ａＶ3 で表されるので（ａは３巻線トランス
１次側／３次側巻線比）、Ｖ3（４８）でＶ1 （４９）
を正確に測定可能である。この場合、電力系統３の電圧
ＶT （４７）を３巻線トランス３次側での計測電圧Ｖ1
で表現すると、予測電圧演算式すなわち電圧補正式は、
式又は式となる。
【００４６】 ＶT ＝｛（V1 cosφ＋RI)2＋( −V1 sinφ＋XI)2｝1/2 … ＶT ＝｛V1 2 ＋(R2 ＋X2)(Ip2 ＋Iq2)＋2V1 (IpR−IqX)｝1/2 … ＶT ≒ V1 ＋RIp −XIq … φは理想トランス４１の１次側電圧Ｖ１（４９）と１次
側通過電流Ｉ（４５）との力率角度（符号は進み側を正
とする）、ＩｐはＩの有効電流、ＩｑはＩの符号（進み
を正とする）付無効電流とする。また、電力系統３の電
圧が十分大きい場合は、式のように近似できる。すな
わち、３巻線トランス４の等価インピーダンス値４２を
定数とし、３巻線トランス４の１次側通過電流Ｉ（４
５）、電圧検出部１１により計測した３巻線トランス４
の１次側電圧Ｖ1 （４９）及びＩ（４５）とＶ1 （４
９）との位相角を変数として、電力系統３の電圧Ｖ
T （４７）を正確に演算することができる。図５は３巻
線トランス出力電圧降下の通過電流特性（出力電圧降下
率（％））、すなわち３巻線トランス４の通過電流が変
動した場合の３巻線トランス４の１次側電圧Ｖ１（４
９）と電力系統３との電圧差グラフを示す（通過電流の
力率はほぼ０の状態とする）。
【００４７】上記のように構成された静止形無効電力補
償装置について、以下その動作を説明する。すなわち、
この第２の実施の形態でも従来例と同じように設定電圧
記憶部１２の設定電圧を基準値として、電圧一定制御部
１３で電圧一定制御を常時行う。それに加えて第２の実
施の形態では、無効電力発生回路用２巻線トランス６の
代わりに３巻線トランス４を使用し、その３次側出力電
圧を電圧検出部１１にてレベル変換し、電圧時間波形を
計測すると同時に電流検出部１４にて変流器８により検
出した３巻線トランス４の１次側通過電流を電圧変換し
た電流時間波形を検出する。そして、検出電圧補正部７
５の有効電流演算手段７６で上記の電圧時間波形及び電
流時間波形からその有効電流成分Ｉｐを演算し、同様に
符号付無効電流演算手段８０で電圧時間波形及び電流時
間波形から、無効電流成分Ｉｑを演算すると同時にその
無効電流が遅れ無効電流であるか進み無効電流であるか
を判定し、進みであれば正符号の無効電流値を出力し、
反対に遅れであれば負符号の無効電流値を出力する。ま
た、検出電圧補正部７５の検出電圧実効値演算部７７で
上記の電圧時間波形から３巻線トランス４の１次側電圧
Ｖ1 （４９）を演算する。そして、３巻線トランス４の
３次側検出電圧の降下をモデル化した際に電圧補正式
（式、式、式など）中に定数として現れる定数パ
ラメータ（図４の例では３巻線トランス４の等価インピ
ーダンスの抵抗成分Ｒ及びリアクタンス成分Ｘ）を第１
の電圧補正データ記憶部７８に予め設定保持しておき、
第１の電圧補正手段７９において、上記の定数パラメー
タと、電圧補正式（式、式、式など）に含まれる
変数（図３の例では有効電流成分Ｉｐ、無効電流成分Ｉ
ｑ及び３巻線トランス４の１次側電圧Ｖ1 ）からモデル
の電圧補正式（図３の例では式）に基づいて電力系統
３の電圧ＶT （４７）を演算するという特徴がある。
【００４８】これにより、電力系統３の電圧を計測する
ための３巻線トランス４の３次側出力電圧がトランス４
の通過電流に依存して変動する場合にもその電圧変動分
を補正することで正確な電力系統３上の電圧を予測する
ことができる。
【００４９】またその際に、請求項４のように有効電流
値を検出することにより、通過電流中の有効電流成分も
考慮した高精度な補正演算をすることができる。すなわ
ち、無効電力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に
電力系統３を目標の設定電圧で正確に制御することがで
きる。また、無効電力補償装置以外の発電装置などの電
力供給装置にも一般的に適用することができる。
【００５０】また、請求項８のように、３巻線トランス
４の３次側検出電圧の変化値をモデル化し電力系統電圧
の予測演算式中に現れる定数をパラメータ保持する方式
にすることで、３次側電圧変動値を実測せずとも、３巻
線トランス４のインピーダンス設計値のみから電力系統
３の直接的な電圧予測が可能となる。また、３巻トラン
ス４を他の特性を持つものに変更した場合にも、インピ
ーダンス設計値を設定し直すだけで対処可能となる。ま
た電力系統３の電圧が通常の配電系統の定格電圧（６６
００Ｖ程度）以上の場合では電力系統３の電圧ＶT （４
７）を演算する際に式の１次近似式を用いることがで
きるように、特定の条件下での予測電圧演算式の近似式
を作成し適用することで：目的とする精度に合わせた電
圧予測を理論的に無駄無く高速に演算可能である。すな
わち、演算処理の負担を大幅に軽減することができる。
【００５１】また、請求項３のように、検出電圧補正部
７５を第１の演算手段９０と補正手段９１に演算処理過
程を独立分離するため、システム構成の目標に合わせて
検出電圧の補正方式（請求項８、請求項９、請求項１０
など）を演算処理部単位で入れ替えが容易となる。例え
ば、検出電圧補正部７５をハードウェアで実現する場合
に第１の演算手段９０と補正手段９１間の信号線仕様を
定めて補正手段９１を単純に入替えるだけで、補正手段
９１を目標の処理速度や処理精度に変更することが自由
にできる。すなわち、制御処理の高速化や高精度化への
変更を低コストで実現できる無効電力補償装置を提供す
ることができる。
【００５２】また、通常の無効電力補償装置のように３
巻線トランス４の通過電流に有効電流成分が極端に少な
い場合や、無効電力補償装置以外の電力供給装置で有効
電力または無効電力の何れかが一定の場合などは図５の
３巻線トランス出力電圧降下の通過電流特性は単純な線
形関数のグラフになる。すなわち、３巻線トランス出力
電圧を２点以上実測することにより、容易に電圧補正用
定数パラメータを決定できると共に、３巻線トランス４
の設計値を用いる場合よりも、製造誤差を含まないより
正確な電力系統３の電圧予測も可能となる。
【００５３】以上のように、第２の実施の形態によれ
ば、電力系統３上の設置点電圧を計測する電圧計測用変
圧器を使用せずに電力系統の電圧を制御することがで
き、低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線とい
う危険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供
することができる。また、その際に問題となる電力系統
の電圧を計測するための３巻線トランス４の３次側出力
電圧がトランス４の通過電流に依存して変動する場合に
もその電圧変動分を補正することで正確な電力系統上の
電圧を予測することができる。すなわち、無効電力補償
装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統３を目標
の設定電圧で正確に制御することができる。
【００５４】（第３の実施の形態）この発明の第３の実
施の形態を図２及び図６に基づいて説明する。図６はこ
の発明の第３の実施の形態を示し、これは請求項５に対
応するものである。
【００５５】図２及び図６において、各構成は検出電圧
補正部７５の一部を除いて第２の実施の形態と同じであ
り、検出電圧補正部７５での有効電流演算手段７６、符
号付無効電流演算手段８０、及び、第１の電圧補正手段
７９の機能を検出電流実効値演算手段６１、電流位相判
定手段６２、及び第２の電圧補正手段７９１で実現して
いることを特徴としている。
【００５６】この第３の実施の形態における検出電圧補
正部７５は通常の無効電力補償装置のように３巻線トラ
ンス４を通過する電流の有効電流成分が少ない場合、３
巻線トランス４の３次側出力の電圧変化を効率的に補正
するもので、検出電流実効値演算手段６１は電流検出部
１４の出力する電流時間波形を入力し検出電流の実効値
Ｉを出力する。電流位相判定手段６２は電流検出部１４
の出力する電流時間波形と電圧検出部１１の出力する電
圧時間波形を入力して電流時間波形が電圧時間波形に対
して進みまたは遅れのどちらであるかという進み遅れ判
定結果を出力する。検出電圧実効値演算部７７は電圧検
出部が出力した電圧時間波形の実効値を出力する。第１
の電圧補正データ記憶部７８は３巻線トランス４のイン
ピーダンス特性パラメータを設定保持する。第２の電圧
補正手段７９１は第１の演算手段９０から出力される検
出電圧実効値、検出電流実効値、進み遅れ判定結果及び
３巻線トランス４のインピーダンス特性パラメータを入
力し、通過電流により発生する３巻線トランス３次側の
出力電圧変化分を補正する。
【００５７】第３の実施の形態によれば、通常の無効電
力補償装置、すなわち３巻線トランス４を通過する電流
の有効電流成分が少ない場合において、第２の電圧補正
手段７９に入力する変数、すなわち検出電流実効値、検
出電圧実効値及び進み遅れ判定結果）を以下のように演
算する。
【００５８】まず、検出電流実効値演算手段６１では、
入力した電流時間波形から電圧時間波形との位相は考慮
せずに独立に検出電流実効値を算出する。同様に検出電
圧実効値演算部７７では、入力した電圧時間波形から電
流時間波形との位相は考慮せずに独立に検出電圧実効値
を算出する。また、電流位相判定手段では、電流時間波
形が電圧時間波形に対して進みまたは遅れのどちらであ
るかという進み遅れ判定結果を演算する。その際、検出
電圧時間波形及び検出電流時間波形の特定のタイミン
グ、例えば電圧時間波形の位相角度０の時での電流時間
波形値の正負判定を行い、判定が正の場合には進み無効
電流とみなし、逆に負の場合には遅れ無効電流とみな
す。次に、第２の電圧補正手段７９１では、検出電流実
効値、検出電圧実効値、進み遅れ判定結果及び３巻線ト
ランス４のインピーダンス特性パラメータ値を式また
は式または式の何れかの補正式に代入して電力系統
の予測電圧を求める。但し、の補正式を用いる場合に
はｃｏｓφの項は０となるため省略し、進み遅れ判定結
果が進みの場合は力率角φがπ／２よりｓｉｎφ＝１と
し、進み遅れ判定結果が遅れの場合は力率角φが−π／
２よりｓｉｎφ＝−１とした補正式を使用する。同様に
式または式の補正式を用いる場合にはＩｐの項は０
となるため省略し、進み遅れ判定結果が進みの場合は符
号付無効電流Ｉｑ＝Ｉとし、進み遅れ判定結果が遅れの
場合は符号付無効電流Ｉｑ＝−Ｉとした補正式を使用す
る。
【００５９】以上のことから、電流実効値、電圧実効
値、電流位相差判定及び電圧補正という検出電圧補正部
７５すべての演算処理を飛躍的に軽減しながら電力系統
の正確な電圧を予測することができる。更に、検出する
電流時間波形や電圧時間波形に歪みが少ない場合、もし
くは検出部で歪みをカットした場合では検出電流実効値
や検出電圧実効値を演算する際、各時間波形のピーク値
から実効値を求めればさらにトータル演算負担が軽減さ
れる。
【００６０】以上のように、第３の実施の形態によれ
ば、通常の無効電力補償装置、すなわち３巻線トランス
４を通過する電流の有効電流成分が少ない場合におい
て、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用変圧
器を使用せずに電力系統の電圧を制御することができ、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。また、その際に問題となる電力系統の電
圧を計測するための３巻線トランス４の３次側出力電圧
がトランスの通過電流に依存して変動する場合にもその
電圧変動分を補正することで正確な電力系統上の電圧を
演算処理を飛躍的に軽減しながら予測することができ
る。
【００６１】（第４の実施の形態）この発明の第４の実
施の形態を図２及び図７に基づいて説明する。図７はこ
の発明の第４の実施の形態を示し、これは請求項６に対
応するものである。
【００６２】図７において、各構成は検出電圧補正部７
５の一部を除いて第２の実施の形態と同じであり、検出
電圧補正部７５を構成する第１の演算手段９０の有効電
流演算手段７６及び符号付無効電流演算手段８０を、検
出電流実効値演算手段６１及び電圧電流位相差演算手段
６３で実現し、また、補正手段９１における第１の電圧
補正手段７９を第３の電圧補正手段７９２で実現してい
ることを特徴としている。
【００６３】この第４の実施の形態における検出電圧補
正部７５は第２の実施の形態と同様に３巻線トランス４
を通過する電流による３巻線トランス４の３次側出力の
電圧変化を補正するもので、検出電流実効値演算手段６
１は電流検出部１４の出力する電流時間波形を入力し検
出電流の実効値Ｉを出力する。電圧電流位相差演算手段
６３は電流検出部１４の出力する電流時間波形と電圧検
出部１１の出力する電圧時間波形を入力して電流時間波
形の電圧時間波形に対する位相差φを出力する。第３の
電圧補正手段７９２は第１の演算手段９０から出力され
る検出電流の実効値Ｉ、位相差φ、電圧実効値Ｖ１及び
第１の電圧補正データ記憶部７８に保持された定数パラ
メータを入力し、式、式、または式により演算し
て、電力系統３の電圧予測値を出力する。
【００６４】第４の実施の形態によれば、第２の実施の
形態の第１の演算手段９０のように検出電圧及び検出電
流よりその有効電流及び無効電流を演算すること無く電
圧補正をすることができる。また、（ａ）特定の条件
下、例えば３巻線トランス４を通過する電流の力率がほ
ぼ一定である場合において、検出電圧と検出電流の位相
差φは固定となり、演算処理負担を軽減できる。特に電
流歪みが少ない場合では検出電流の時間波形のピーク値
から実効値を求めればさらにトータル演算負担が削減で
きる。また、（ｂ）特定の条件下、例えば３巻線トラン
ス４を通過する電流中の有効電流成分が無視できる場合
（多くの無効電力補償装置）において、検出電圧時間波
形及び検出電流時間波形の特定のタイミングでの波形値
の簡単な比較処理で電圧及び電流の位相差φがπ／２、
または−π／２のどちらであるかを判定するだけで良
い。このため、第１の演算手段９０における演算負担が
飛躍的に軽減できる。
【００６５】すなわち、請求項２のような有効電流及び
無効電流を演算すること無く電圧補正することができる
とともに、特定の条件下（３巻線トランスを通過する電
流の力率がほぼ一定である場合や、電流中の有効電流成
分が少ない場合）において、第１の演算手段９０での演
算負担を飛躍的に軽減することができる。
【００６６】（第５の実施の形態）この発明の第５の実
施の形態を図２及び図８に基づいて説明する。図８はこ
の発明の第５の実施の形態を示し、これは請求項７に対
応するものである。
【００６７】図８において、各構成は検出電圧補正部７
５の一部を除いて第２の実施の形態と同じであり、検出
電圧補正部７５を構成する第１の演算手段９０の有効電
流演算手段７６及び符号付無効電流演算手段８０を、検
出電流実効値演算手段６１、符号付無効電力演算手段８
１、有効電流記憶部８３及び符号付無効電流演算部８２
で実現していることを特徴としている。
【００６８】この第５の実施の形態における検出電圧補
正部７５は第２の実施の形態と同様に３巻線トランス４
を通過する電流による３巻線トランス４の３次側出力の
電圧変化を補正するもので、検出電流実効値演算手段６
１は電流検出部１４の出力する電流時間波形を入力し検
出電流の実効値Ｉを出力する。符号付無効電力演算手段
８１は、電圧検出部１１が出力する電圧時間波形及び電
流検出部１４が出力する電流時間波形を入力して両時間
波形よりその無効電流値に遅れ無効電流であるか進み無
効電流であるかの情報を符号として加えた符号付無効電
力値Ｑを出力する。有効電流記憶部８３は３巻線トラン
ス４の通過電流の有効電流Ｉｐを設定保持して出力す
る。符号付無効電流演算部８２は、入力した検出電流の
実効値Ｉ、符号付無効電力Ｑ、有効電流Ｉｐを入力して
検出電流の無効電流Ｉｑを出力する。検出電圧実効値演
算部７７は電圧検出部１１が出力した電圧時間波形の実
効値Ｖ１を出力する。第１の電圧補正手段７９は、有効
電流Ｉｐ、符号付無効電流Ｉｑ、検出電圧の実効値Ｖ１
及び第１の電圧補正データ記憶部７８に保持された定数
パラメータを入力して電力系統３の正確な予測電圧を出
力する。
【００６９】この第５の実施の形態では第２の実施の形
態において、３巻線トランス４の通過電流の有効電流Ｉ
ｐがほぼ一定の場合に適用され、符号付無効電流演算部
８２において符号付無効電流Ｉｑの絶対値は入力する検
出電流の実効値ＩとＩｐから簡単に求まる。
【００７０】 Ｉｑ＊Ｉｑ ＝ Ｉ＊Ｉ − Ｉｐ＊Ｉｐ …式 Ｉｑの符号は入力する符号付無効電力Ｑと同じにする。
【００７１】以上のように、第５の実施の形態によれ
ば、（ａ）特定の条件下、例えば３巻線トランス４を通
過する電流の有効電流成分がほぼ一定である場合におい
て、無効電流Ｉｑを演算する場合、電流検出部１１から
出力される電流時間波形から電圧との位相を考慮せずに
独立に電流実効値Ｉを算出し、式により無効電流Ｉｑ
を演算できるので演算処理負担を軽減できる。特に電流
歪みが少ない場合では検出電流の時間波形のピーク値か
ら実効値を求めればさらにトータル演算負担が削減でき
る。また、（ｂ）特定の条件下、例えば３巻線トランス
４を通過する電流中の有効電流成分がほぼ０の場合（多
くの無効電力補償装置）においては、（ａ）で演算のＩ
とＱの符号判定とよりＩｑを簡単に求めることができ
る。
【００７２】すなわち、第５の実施の形態によれば、第
２の実施の形態における有効電流演算手段７６や符号付
無効電流演算手段８０による演算に比べて特定の条件下
（３巻線トランスを通過する有効電流がほぼ一定ある場
合や、特に電流中の有効電流成分がほぼ０の場合）にお
いて有効電流値及び無効電流値の演算負担を飛躍的に軽
減することができる。また、無効電力計測装置などの一
般的な機器類を符号付無効電力演算部８１の処理過程に
活用することができ、無効電力補償装置開発の省力化が
可能である。
【００７３】（第６の実施の形態）この発明の第６の実
施の形態を図９及び図２に基づいて説明する。図９はこ
の発明の第４の実施の形態を示し、これは請求項９に対
応するものである。図９において、各構成は検出電圧補
正部７５の補正手段９１を除いて第２の実施の形態と同
じであり、補正手段９１での第１の電圧補正データ記憶
部７８及び第１の電圧補正手段７９を、第２の電圧補正
データ記憶部７８１及び第４の電圧補正手段７９３で実
現していることを特徴としている。
【００７４】この実施の形態では第２の実施の形態と同
様に、第１の演算手段９０は検出電流時間波形と検出電
圧時間波形を入力して有効電流成分Ｉｐ、符号付無効電
流Ｉｑ及び３巻線トランス４の１次側電圧Ｖ1 を出力す
る。第２の電圧補正データ記憶部７８１は、第１の演算
手段９０から出力されるパラメータを変数とする３巻線
トランス４の３次側検出電圧の電圧降下量ΔＶの特性テ
ーブルを予め設定保持しておく。第４の電圧補正手段７
９３は、第１の演算手段９０から出力されるパラメータ
（有効電流成分Ｉｐ、符号付無効電流Ｉｑ及び３巻線ト
ランス４の１次側電圧Ｖ１）及び３次側検出電圧の電圧
降下量ΔＶの特性テーブルを入力して３巻線トランス４
の電圧降下量ΔＶを離散的なテーブル値より補完演算し
て決定する。そして、３巻線トランス４の１次側電圧Ｖ
1 に上記のΔＶを加えることにより電力系統３の電圧Ｖ
T （４７）を決定する。
【００７５】すなわち、この発明の第４の実施の形態に
よれば、図５に示すグラフデータのような３巻線トラン
ス４を通過する有効電流値及び符号付無効電流値に対応
する３巻線トランス３次側の出力電圧変化値テーブルを
保持するだけで３巻線トランス４の通過電流が大きくな
った場合などトランスのインピーダンス降下量に線形性
が失われて３巻線トランス４の通過電流の簡単な数式で
は表現できない場合、高速かつ容易に、請求項２に記載
の３巻線トランス３次側出力電圧のトランスの通過電流
に依存した電圧変動分を補正することができ、無効電力
補償装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を目
標の設定電圧で正確に制御することができる。
【００７６】なお、実測値をテーブルとして保持した場
合には上記に加えて３巻線トランス４の設計値からのず
れを容易に吸収できる。また、請求項８に記載のモデル
から決定される電力系統の予測電圧演算式からテーブル
を作成することもできる。
【００７７】（第７の実施の形態）この発明の第７の実
施の形態を図１０及び図２に基づいて説明する。図１０
はこの発明の第７の実施の形態を示し、これは請求項１
０に対応するものである。
【００７８】図１０において、各構成は検出電圧補正部
７５の補正手段９１を除いて第２の実施の形態と同じで
あり、補正手段９１での第１の電圧補正データ記憶部７
８及び第１の電圧補正手段７９を、第３の電圧補正デー
タ記憶部７８２及び第５の電圧補正手段７９４で実現し
ていることを特徴としている。
【００７９】この実施の形態では第２の実施の形態と同
様に、第１の演算手段９０は検出電流時間波形と検出電
圧時間波形を入力して有効電流成分Ｉｐ、符号付無効電
流Ｉｑ及び３巻線トランス４の１次側電圧Ｖ1 を出力す
る。第３の電圧補正データ記憶部７８２は、第１の演算
手段９０より出力される複数のパラメータ値から電力系
統の電圧を予測補正する多項式関数の係数を設定保持す
る。第５の電圧補正手段７９４は、第１の演算手段９０
から出力されるパラメータ値（有効電流成分Ｉｐ、符号
付無効電流Ｉｑ及び３巻線トランス４の１次側電圧
Ｖ1 ）及び多項式関数の係数を入力して電力系統電圧を
算出する多項式に入力パラメータ値を代入して電力系統
３の電圧ＶT （４７）を決定する。
【００８０】この実施の形態では、第１の演算手段９０
から出力されるパラメータ値（この例では有効電流成分
Ｉｐ、符号付無効電流Ｉｑ及び３巻線トランス４の１次
側電圧Ｖ1 を選択しているが、最低限、３巻線トランス
通過電流の皮相電流値及びその電流の電圧との位相関係
を含む情報であれば良い）を変化させた時の３巻線トラ
ンス４の１次側電圧Ｖ1 と実際の電力系統３の電圧を同
時に計測し、選定した入力パラメータから電力系統３の
電圧が必要な精度で求まるように適切な次数で多項式近
似式を想定し、最小二乗法などによりその係数を決定
後、第３の電圧補正データ記憶部７８２に設定保持す
る。一例として、設計値通りのインピーダンスを持つ３
巻線トランス４の場合、入力パラメータを有効電流成分
Ｉｐ、符号付無効電流Ｉｑ及び３巻線トランス４の１次
側電圧Ｖ1 として選定し一次近似式を想定すると、式
と等価な補正式として多項式係数が決定される。そし
て、第５の電圧補正手段７９４では、入力した有効電流
成分Ｉｐ、符号付無効電流Ｉｑ及び３巻線トランス４の
１次側電圧Ｖ1 のパラメータ値を、電力系統電圧を算出
する多項式関数に代入して電力系統３の電圧ＶT （４
７）を決定する。
【００８１】例えば、多項式関数をｆ（Ｖ1 ，Ｉｐ，Ｉ
ｑ）と置いた場合、 ＶT ＝ｆ（Ｖ1 ，Ｉｐ，Ｉｑ） ＝ａ0 ＋ａ11Ｖ1 ＋ａ12Ｉｐ＋ａ13Ｉｑ ＋ａ21Ｖ1 2 ＋ａ22Ｉｐ2 ＋ａ23Ｉｑ2 ＋ａ24Ｖ1 Ｉｐ＋ａ25Ｖ1 Ｉｑ＋ａ26ＩｐＩｑ … において、上記の一次近似式例の場合、二次以上の係数
を０と置き、その他の係数はつぎの通り計算され、ａ0
＝０、ａ11＝１、ａ12＝Ｒ、ａ13＝−Ｘであるから、Ｖ
T ＝Ｖ1 ＋Ｒ・Ｉｐ−Ｘ・Ｉｑとなる。
【００８２】すなわち、この発明の第７の実施の形態に
よれば、３巻トランス４の３次側出力電圧から電力系統
３の電圧を補正する補正式が理論的に導き出せない場合
や、電圧補正モデルより導き出された補正式が実際と異
なる場合や、実機の設計値からのずれが発生している場
合などに、必要な電圧補正精度に合わせて電力系統の電
圧予測が可能となる。また、テーブル方式などで必要な
補間処理を行わなくても連続的に電力系統の電圧予測が
可能となる。
【００８３】（第８の実施の形態）この発明の第８の実
施の形態を図１１及び図４に基づいて説明する。図１１
はこの発明の第８の実施の形態を示し、これは請求項１
１に対応するものである。
【００８４】図１１において、２は無効電力発生回路、
３は電力系統、１１は電圧検出部、１５は実効値演算
部、１２は設定電圧記憶部、１３は電圧一定制御部、以
上は従来の構成と同様なものである。また無効電力発生
回路２の構成は従来例と同じであり、同じ要素に同一符
号を付している。従来の構成と異なるのは、無効電力発
生回路用２巻線トランス６の代わりに３巻線トランス４
を使用し、従来の電圧計測用変圧器５を無くしたこと及
び、変流器８と、インピーダンス降下検出回路９４と、
検出部９７と、電圧加算部９８とを追加したことであ
る。
【００８５】すなわち、３巻線トランス４は電力系統３
と無効電力発生回路２とを接続するとともに電力系統の
電圧を変圧して電圧加算部９８に出力している。この実
施の形態では、３巻線トランス４の１次側を電力系統
に、２次側を無効電力発生回路に、３次側を電圧検出部
にそれぞれ接続しているが２次側と３次側は呼び方の違
いにより入れ替え可能である。無効電力発生回路２は、
３巻線トランス４の２次側に接続されて無効電力発生量
を制御するもので、実施の形態ではコンデンサ２５とリ
アクトル２２，２３と半導体スイッチ手段である位相制
御スイッチ手段２４とからなる。インピーダンス降下検
出回路９４は無効電力発生回路２の入力電流が３巻線ト
ランス４を通過する時に発生するインピーダンス降下を
模擬出力するもので変流器８の出力を入力しており、検
出部９７ではそのインピーダンス降下量を検出し出力す
る。電圧加算部９８は電力系統３の電圧を検出するもの
で、電力系統３の電圧を変圧する３巻線トランス４の３
次側出力と検出部９７から出力されるインピーダンス降
下量を入力してそれらをベクトル加算し、電力系統３の
正確な予測電圧を電圧検出部１１に出力している。電圧
検出部１１は、電力系統３の電圧を検出するもので、電
力系統３の電圧を変圧する３巻線トランス４の３次側出
力を入力している。設定電圧記憶部１２は設定電圧を記
憶し設定電圧を変更可能なものである。実効値演算部１
５は、電圧検出部が出力する電圧時間波形を入力し、そ
の実効値を出力する。電圧一定制御部１３は、実効値演
算部１５の出力を入力し電力系統３の電圧が設定電圧に
なるように位相制御スイッチ手段２４を制御する。
【００８６】すなわち、無効電力発生回路２に入力され
る電流が３巻線トランス４に流れることにより発生する
３巻線トランス４のインピーダンス降下分をインピーダ
ンス降下検出回路９４及び検出部９７で模擬的に検出
し、３巻線トランス４の３次側電圧にベクトル加算補正
することで電力系統３の正確な電圧を予測し、電力系統
３を常に設定電圧記憶部１２に設定された電圧に制御す
る。
【００８７】上記のように構成された静止形無効電力補
償装置について、以下その動作を説明する。すなわち、
この第８の実施の形態でも従来例と同じように設定電圧
記憶部１２の設定電圧を基準値として電圧一定制御部１
３で電圧一定制御を常時行う。それに加えて第８の実施
の形態では、無効電力発生回路用２巻線トランス６の代
わりに３巻線トランス４を使用し、その３次側出力電圧
を電圧加算部９８に出力する。また、第２の実施の形態
で説明の３巻線トランス４の等価抵抗Ｒ４３と等価リア
クタンスＸ４４とから構成される等価インピーダンス４
２と、３巻線トランス４の１次側の通過電流Ｉ（４５）
により発生するインピーダンス降下を、３巻線トランス
４の１次側通過電流を変流器８により変流出力して、イ
ンピーダンス降下回路９４に流すことで模擬する。そし
て、インピーダンス降下回路９４の両端間に発生するイ
ンピーダンス降下分（ベクトル量）を検出部９７により
検出する。この際、インピーダンス降下回路９４の両端
間に発生するインピーダンス降下分が３巻線トランス４
の３次側電圧レベルで模擬出力できるように、変流器８
の変流比及びインピーダンス降下回路９４の等価抵抗９
５の値と等価リアクタンス９６の値を設定しておく。電
圧加算部９８で３巻線トランス４の３次側出力電圧と３
巻線トランス４によるインピーダンス降下電圧とをベク
トル加算したものを電力系統３の電圧として電圧検出部
１１に出力し、電圧検出部１１は入力した電圧を検出し
て電圧時間波形を実効値演算部１５に出力する。実効値
演算部１５は入力した電圧時間波形より電力系統３の電
圧実効値ＶT （４７）を演算出力する。
【００８８】これにより、電力系統の電圧を計測するた
めの３巻線トランス４の３次側出力電圧がトランスの通
過電流に依存して変動する場合にもその電圧変動分を補
正することで正確な電力系統上の電圧を予測することが
できる。すなわち、無効電力補償装置の無効電力出力量
に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で正確に制御
することができる。
【００８９】以上のことより、電力系統上の設置点電圧
を計測する電圧計測用変圧器を使用せずに電力系統の電
圧を制御することができる。また、その際に問題となる
電力系統の電圧を計測するための３巻線トランス４の３
次側出力電圧がトランスの通過電流に依存して変動する
場合にもその電圧変動分を補正することで正確な電力系
統上の電圧を予測することができる。すなわち、無効電
力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を
目標の設定電圧で正確に制御することができる。
【００９０】また、３巻線トランス４の通過電流による
インピーダンス降下をアナログ回路的に模擬し、３巻線
トランス４の３次側計測電圧をベクトル的に補正してい
る為、請求項２、請求項４、請求項９、請求項６、請求
項７で不可欠な電圧補正のための演算処理を不要としな
がら、３巻線トランス４の通過電流中に有効電流成分及
び無効電流成分が任意に含まれていても高速かつ正確に
計測電圧の補正処理を行うことができる。
【００９１】また、本請求項（第４の実施の形態）の方
式は、従来の制御装置にインピーダンス降下検出回路９
４と、検出部９７と、電圧加算部９８のみを追加するだ
けでその他の変更無しに電圧計測用変圧器無くすことが
できる。
【００９２】なお、本実施の形態ではインピーダンス降
下をアナログ回路的に模擬しているが、変流器８からの
出力を電流検出回路を通してマイクロコンピュータなど
に取り込み、あらかじめ設定した等価抵抗値及び等価リ
アクタンス値からソフトウェア的にインピーダンス降下
量を演算することで電力系統３の電圧を予測することも
可能である。
【００９３】なお、本発明の各実施の形態では無効電力
発生回路２をＴＣＲ方式の回路例で説明して来たが、他
の回路構成においても本発明は適用可能である。例え
ば、２２、２３のリアクトルとトランス間にさらにリア
クトルを追加した回路や、コンデンサやリアクトルを入
り切りすることによる無効電力発生回路や、さらに、イ
ンバータ制御の無効電力発生回路等である。また、発電
機や負荷等の系統連系点の電圧計測にも活用できる。
【００９４】
【発明の効果】請求項１記載の無効電力補償装置によれ
ば、３巻線トランスを用いることにより、電力系統上の
設置点電圧を計測する電圧計測用変圧器を使用せずに電
力系統の電圧を制御することができ、低コスト化をはか
りながら設置時の高電圧配線という危険な作業工数を低
減できる無効電力補償装置を提供することができる。
【００９５】請求項２記載の無効電力補償装置によれ
ば、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用変圧
器を使用せずに電力系統の電圧を制御することができ、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。
【００９６】また、その際に問題となる電力系統の電圧
を計測するための３巻線トランスの３次側出力電圧がト
ランスの通過電流に依存して変動する場合にもその電圧
変動分を補正することで正確な電力系統上の電圧を予測
することができる。すなわち、無効電力補償装置の無効
電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で
正確に制御することができる。
【００９７】請求項３記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項２と同様な効果のほか、請求項２における検
出電圧予測部の演算処理過程を第１の演算手段と補正手
段に独立分離化できるため、システム構成の目標に合わ
せて検出電圧の補正方式を演算処理部単位で入れ替えが
容易となる。例えば、検出電圧予測部をハードウェアで
実現する場合に第１の演算手段と補正手段間の信号線仕
様を定めて補正手段を単純に入替えるだけで、補正手段
を目標の処理速度や処理精度に変更することが自由にで
きる。
【００９８】すなわち、無効電力補償装置の無効電力出
力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で正確に
制御することができると同時に、制御処理の高速化や高
精度化への変更を低コストで実現できる無効電力補償装
置を提供することができる。
【００９９】請求項４記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、請求項２に記載の３
巻線トランス３次側出力電圧のトランスの通過電流に依
存した電圧変動分を補正することができ、無効電力補償
装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の
設定電圧で正確に制御することができる。またその際に
通過電流中の有効電流成分も考慮した高精度な補正演算
をすることができる。また、無効電力補償装置以外の発
電装置など電力供給装置にも一般的に適用することがで
きる。
【０１００】請求項５記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、通常の無効電力補償
装置のように３巻線トランスの通過電流中の有効電流成
分が少ない場合、演算処理を飛躍的に軽減しながら、請
求項２に記載の３巻線トランス３次側出力電圧のトラン
スの通過電流に依存した電圧変動分を補正することがで
き、無効電力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に
電力系統を目標の設定電圧で正確に制御することができ
る。
【０１０１】請求項６記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、第１の演算手段にお
いて、有効電流及び無効電流を演算せずに請求項２に記
載の３巻線トランス３次側出力電圧のトランスの通過電
流に依存した電圧変動分を補正することができ、無効電
力補償装置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を
目標の設定電圧で正確に制御することができる。また、
特定の条件下、例えば３巻線トランスを通過する電流の
力率がほぼ一定である場合や、電流中の有効電流成分が
少ない場合において第１の演算手段での演算負担を大幅
に軽減することができる。
【０１０２】請求項７記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、請求項４における有
効電流及び無効電流を演算する一般的な演算手段に比べ
て特定の条件下例えば３巻線トランスを通過する有効電
流がほぼ一定である場合や、特に電流中の有効電流成分
が少ない場合において、検出電圧補正部での演算負担を
大幅に軽減することができる。また、無効電力計測装置
などの一般的な機器類を処理過程に利用することができ
る。
【０１０３】請求項８記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、３巻線トランスの通
過電流により発生する３巻線トランスの３次側検出電圧
の変化値をモデル化した際の電力系統の予測電圧演算式
と３巻線トランスのインピーダンス設計値から電力系統
の直接的な電圧予測が可能となる。また、特定の条件下
での予測電圧演算式の近似式を作成し適用することで目
的とする精度に合わせた電圧予測を理論的に無駄無く高
速に演算可能である。また、３巻トランスを他の特性を
持つものに変更した場合にも、インピーダンス設計値を
設定し直すだけで対処可能となる。
【０１０４】請求項９記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、第１の演算手段より
出力される３巻線トランスを通過する電圧電流情報であ
る変数値の組合せ値を変数とする３巻線トランス３次側
の出力電圧変化値テーブルを保持するだけで、３巻線ト
ランスの通過電流が大きくなった場合など、トランスの
インピーダンス降下に線形性が失われてそのインピーダ
ンス降下を簡単な数式では表現できない場合、高速かつ
容易に、請求項２に記載の３巻線トランス３次側出力電
圧のトランスの通過電流に依存した電圧変動分を補正す
ることができ、無効電力補償装置の無効電力出力量に関
係なく常に電力系統を目標の設定電圧で正確に制御する
ことができる。また、実測値をテーブルとして保持した
場合には上記に加えて３巻線トランスの設計値からのず
れを容易に吸収できる。
【０１０５】請求項１０記載の無効電力補償装置によれ
ば、請求項３と同様な効果のほか、３巻線トランスの通
過電流が存在する時の３巻線トランスの３次側出力電圧
から電力系統の電圧を予測する予測電圧演算式が理論的
に導き出せない場合や、理論モデルより導き出された予
測電圧演算式が実際と合わない場合や、実機の設計値か
らのずれが発生している場合などに、必要な精度に合わ
せて電力系統の電圧予測が可能となり、無効電力補償装
置の無効電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設
定電圧で正確に制御することができる。また、テーブル
方式などで必要な補間処理を行わなくても連続的に電力
系統の電圧予測が可能となる。
【０１０６】請求項１１記載の無効電力補償装置によれ
ば、電力系統上の設置点電圧を計測する電圧計測用変圧
器を使用せずに電力系統の電圧を制御することができ、
低コスト化をはかりながら設置時の高電圧配線という危
険な作業工数を低減できる無効電力補償装置を提供する
ことができる。
【０１０７】また、その際に問題となる電力系統の電圧
を計測するための３巻線トランスの３次側出力電圧がト
ランスの通過電流に依存して変動する場合にもその電圧
変動分を補正することで正確な電力系統上の電圧を予測
することができる。すなわち、無効電力補償装置の無効
電力出力量に関係なく常に電力系統を目標の設定電圧で
正確に制御することができる。
【０１０８】また、３巻線トランスの通過電流によるイ
ンピーダンス降下をアナログ回路的に模擬し、３巻線ト
ランスの３次側計測電圧をベクトル的に補正している
為、請求項２、請求項４、請求項５、請求項６、請求項
７、請求項９、請求項１０で不可欠な検出電圧補正部で
の数値演算処理を不要としながら、３巻線トランスの通
過電流中に有効電流成分及び無効電流成分が任意に含ま
れていても高速かつ正確に計測電圧の補正処理を行うこ
とができる。
【０１０９】さらに、本請求項の方式は、従来の制御装
置にインピーダンス降下検出回路と、検出部と、電圧加
算部のみを追加するだけでその他の変更無しに電圧計測
用変圧器を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の無効電力補償装
置の構成図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態の無効電力補償装
置の構成図である。
【図３】その検出電圧補正部の構成図である。
【図４】その３巻線トランスの通過電流により発生する
３次側検出電圧の変化値をモデル化した説明図である。
【図５】３巻線トランス出力電圧降下の通過電流特性、
すなわち３巻線トランスの通過電流により発生する３次
側検出電圧の出力電圧降下率（％）のグラフ例である。
【図６】この発明の第３の実施の形態の無効電力補償装
置の検出電圧補正部の構成図である。
【図７】この発明の第４の実施の形態の無効電力補償装
置の検出電圧補正部の構成図である。
【図８】この発明の第５の実施の形態の無効電力補償装
置の検出電圧補正部の構成図である。
【図９】この発明の第６の実施の形態の無効電力補償装
置の検出電圧補正部の構成図である。
【図１０】この発明の第７の実施の形態の無効電力補償
装置の検出電圧補正部の構成図である。
【図１１】この発明の第８の実施の形態の無効電力補償
装置の構成図である。
【図１２】従来の無効電力補償装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 制御装置 ２ 無効電力発生回路 ３ 電力系統 ４ ３巻線トランス ７ 制御装置 ８ 変流器 １１ 電圧検出部 １２ 設定電圧記憶部 １３ 電圧一定制御部 １４ 電流検出部 １５ 実効値演算部 ２２ 第１のリアクトル ２３ 第２のリアクトル ２４ 位相制御スイッチ ２５ コンデンサ ７５ 検出電圧補正部 ９０ 第１の演算手段 ９１ 補正手段 ９４ インピーダンス降下検出回路 ９５ 等価抵抗 ９６ 等価リアクタンス ９７ 検出部 ９８ 電圧加算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山形 知之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 FA01 FB09 FC12 5H420 BB02 BB03 BB12 BB16 CC04 DD03 DD06 EA03 EA27 EA44 EB05 EB38 FF03 FF04 FF22

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電力系統に接続されて無効電力発生量を
    制御する無効電力制御回路と、前記電力系統の電圧を検
    出する電圧検出部と、この電圧検出部の出力より前記電
    力系統の電圧実効値を演算する実効値演算部と、設定電
    圧を記憶し前記設定電圧を変更可能な設定電圧記憶部
    と、前記実効値演算部の出力を入力し前記電力系統の電
    圧が前記設定電圧になるように前記無効電力制御回路を
    制御する電圧一定制御部とを備え、前記電圧検出部は３
    巻線トランスを用い、その１次巻線を電力系統に接続
    し、２次巻線を前記無効電力制御回路に接続し、３次巻
    線から前記電力系統の電圧を変圧して出力する無効電力
    補償装置。
  2. 【請求項２】 電力系統に接続されて無効電力発生量を
    制御する無効電力制御回路と、前記電力系統の電圧を検
    出する電圧検出部と、前記無効電力制御回路の無効電流
    を検出する電流検出部と、設定電圧を記憶し前記設定電
    圧を変更可能な設定電圧記憶部と、前記電圧検出部の出
    力および前記電流検出部の出力より前記電力系統の電圧
    予測値を演算する検出電圧予測部と、この検出電圧予測
    部の出力する電圧予測値を入力し前記電力系統の電圧が
    前記設定電圧になるように前記無効電力制御回路を制御
    する電圧一定制御部とを備え、前記電圧検出部は、前記
    電力系統に接続した１次巻線と、前記無効電力制御回路
    に接続した２次巻線と、前記電力系統の電圧を変圧して
    出力する３次巻線からなる３巻線トランスを用いた無効
    電力補償装置。
  3. 【請求項３】 検出電圧予測部は、電圧検出部の出力に
    より電圧実効値を演算する電圧実効値演算部と、電流検
    出部の出力より電流実効値を演算する電流実効値演算部
    と、前記電流検出部の出力および前記電圧検出部の出力
    の電圧電流位相差を演算する電圧電流位相差演算部の少
    なくとも１つ以上からなる第１の演算手段と、 前記電圧実効値演算部の出力と前記電流実効値演算部の
    出力と前記電圧電流位相差演算部の出力を補正して電力
    系統の電圧予測値を出力する補正手段を備えた請求項２
    記載の無効電力補償装置。
  4. 【請求項４】 第１の演算手段は、電圧検出部の出力よ
    り検出電圧実効値を演算する検出電圧実効値演算部と、
    電流検出部の出力及び前記電圧検出部の出力より有効電
    流値を演算する有効電流演算手段と、前記電流検出部の
    出力及び前記電圧検出部の出力より遅れ無効電流である
    か進み無効電流であるかを考慮した無効電流値を演算す
    る無効電流演算手段を備えた請求項３記載の無効電力補
    償装置。
  5. 【請求項５】 第１の演算手段は、電圧検出部の出力よ
    り検出電圧実効値を演算する検出電圧実効値演算部と、
    電流検出部の出力より検出電流実効値を演算する検出電
    流実効値演算手段と、前記電流検出部の出力及び前記電
    圧検出部の出力より無効電力制御回路が制御している無
    効電流が進みまたは遅れのどちらであるかを判定する電
    流位相判定手段を備えた請求項３記載の無効電力補償装
    置。
  6. 【請求項６】 第１の演算手段は、前記電圧検出部の出
    力を入力し検出電圧実効値を出力する検出電圧実効値演
    算部と、前記電流検出部の出力を入力し検出電流実効値
    を出力する検出電流実効値演算手段と、前記電流検出部
    の出力及び前記電圧検出部の出力を入力し、その電圧電
    流位相差を出力する電圧電流位相差演算手段を備えた請
    求項３記載の無効電力補償装置。
  7. 【請求項７】 第１の演算手段は、前記電圧検出部の出
    力を入力し検出電圧実効値を出力する検出電圧実効値演
    算部と、前記電流検出部の出力を入力し検出電流実効値
    を出力する検出電流実効値演算手段と、前記電流検出部
    の出力及び前記電圧検出部の出力を入力し、その無効電
    力値に遅れ無効電力であるか進み無効電力であるの情報
    を符号として加えた符号付無効電力値を出力する符号付
    無効電力演算手段と、前記３巻線トランスを通過する有
    効電流値を記憶する有効電流記憶部と、前記検出電流実
    効値、前記符号付無効電力値、及び前記有効電流値を入
    力し無効電流値に遅れ無効電流であるか進み無効電流で
    あるかの情報を符号として加えた符号付無効電流値を出
    力する符号付無効電流演算部を備えた請求項３記載の無
    効電力補償装置。
  8. 【請求項８】 補正手段は、３巻線トランスの通過電流
    により発生する前記３巻線トランスの３次側検出電圧の
    変化値をモデル化した際に電力系統の予測電圧演算式中
    に定数として現れる定数パラメータを設定保持する第１
    の電圧補正データ記憶部と、第１の演算手段より出力さ
    れる変数値の組合せ及び前記定数パラメータを入力し、
    前記予測電圧演算式にあてはめることで前記電力系統の
    電圧予測値を出力する第１の電圧補正手段を備えた請求
    項３記載の無効電力補償装置。
  9. 【請求項９】 補正手段は、第１の演算手段より出力さ
    れる変数値の組合せを変数とした前記３巻線トランス３
    次側の出力電圧変化値を出力電圧変化値テーブルとして
    保持する第２の電圧補正データ記憶部と、第１の演算手
    段より出力される変数値の組合せ及び前記出力電圧変化
    値テーブルを入力し前記３巻線トランスの通過電流によ
    り発生する前記３巻線トランス３次側の出力電圧変化分
    を補正し前記電力系統の電圧予測値を出力する第４の電
    圧補正手段を備えた請求項３記載の無効電力補償装置。
  10. 【請求項１０】 補正手段は、第１の演算手段より出力
    される変数値の組合せに対する前記３巻線トランスの３
    次側出力電圧及び電力系統の電圧を実測して決定した、
    第１の演算手段より出力される１組の変数値から前記電
    力系統の予測電圧を算出する多項式関数の係数群を保持
    する第３の電圧補正データ記憶部と、第１の演算手段よ
    り出力される変数値の組合せ及び前記多項式関数の係数
    群とを入力し前記多項式関数にあてはめることで前記電
    力系統の電圧予測値を出力する第５の電圧補正手段を備
    えた請求項３記載の無効電力補償装置。
  11. 【請求項１１】 無効電力発生量を制御できる無効電力
    発生回路と、１次巻線を電力系統に接続し、２次巻線を
    前記無効電力発生回路に接続し、３次巻線で前記電力系
    統の電圧を変圧出力する３巻線トランスと、前記３巻線
    トランスの１次側または２次側に設置された変流器と、
    前記３巻線トランスのインピーダンス特性を模擬する等
    価抵抗及び等価リアクタンスで構成され前記３巻線トラ
    ンスの１次側または２次側に設置された前記変流器の出
    力を入力することで回路両端間にインピーダンス降下電
    圧を発生するインピーダンス降下検出回路と、前記イン
    ピーダンス降下電圧を入力し前記３巻線トランスのイン
    ピーダンス降下電圧を出力する検出部と、前記３巻線ト
    ランスの３次側出力電圧と前記インピーダンス降下電圧
    とを入力してベクトル合成電圧を出力する電圧加算部
    と、前記ベクトル合成電圧を入力する電圧検出部と、前
    記電圧検出部の出力を入力し前記電力系統の電圧実効値
    を出力する実効値演算部と、設定電圧を記憶し前記設定
    電圧を変更可能な設定電圧記憶部と、前記実効値演算部
    の出力を入力し前記電力系統の電圧が前記設定電圧にな
    るように前記無効電力発生回路を制御する電圧一定制御
    部とを備えた無効電力補償装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1310392C (zh) * 2002-12-11 2007-04-11 中钢设备公司 无功功率补偿方法
US8295988B2 (en) 2009-05-01 2012-10-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Generating apparatus and control method thereof
CN103501005A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 国网湖南省电力公司 一种适用于风电的变压器感应滤波及无功补偿集成装置
JP2016043768A (ja) * 2014-08-21 2016-04-04 西日本旅客鉄道株式会社 直流き電システム
KR101876667B1 (ko) * 2016-12-08 2018-07-09 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무효전력 보상 장치 및 그 제어 방법
WO2018127967A1 (ja) * 2017-01-06 2018-07-12 株式会社東芝 無効電力制御装置、及び無効電力制御方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1310392C (zh) * 2002-12-11 2007-04-11 中钢设备公司 无功功率补偿方法
US8295988B2 (en) 2009-05-01 2012-10-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Generating apparatus and control method thereof
KR101204545B1 (ko) 2009-05-01 2012-11-23 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 발전 장치 및 그 제어 방법
CN103501005A (zh) * 2013-09-30 2014-01-08 国网湖南省电力公司 一种适用于风电的变压器感应滤波及无功补偿集成装置
JP2016043768A (ja) * 2014-08-21 2016-04-04 西日本旅客鉄道株式会社 直流き電システム
KR101876667B1 (ko) * 2016-12-08 2018-07-09 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤 무효전력 보상 장치 및 그 제어 방법
WO2018127967A1 (ja) * 2017-01-06 2018-07-12 株式会社東芝 無効電力制御装置、及び無効電力制御方法
JPWO2018127967A1 (ja) * 2017-01-06 2019-04-25 株式会社東芝 無効電力制御装置、及び無効電力制御方法
US10862304B2 (en) 2017-01-06 2020-12-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Reactive power control device and reactive power control method

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