JP2000261964A - アクティブフィルタの制御装置 - Google Patents

アクティブフィルタの制御装置

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JP2000261964A
JP2000261964A JP11058932A JP5893299A JP2000261964A JP 2000261964 A JP2000261964 A JP 2000261964A JP 11058932 A JP11058932 A JP 11058932A JP 5893299 A JP5893299 A JP 5893299A JP 2000261964 A JP2000261964 A JP 2000261964A
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sine wave
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wave signal
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JP11058932A
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Inventor
Hirokazu Tokuda
寛和 徳田
Isao Amano
功 天野
Hisashi Fujimoto
久 藤本
Tokuo Kawamura
篤男 河村
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電力系統の負荷として接続される高調波電流発
生源の高調波電流を補償しつつ、例えば、負荷として接
続されたＬＣフィルタなどの共振要素に起因する「高調
波電流増大現象」の発生を抑制するアクティブフィルタ
の制御装置を提供する。 【解決手段】アクティブフィルタ１０の制御装置２０に
備える信号発生手段２６，加算演算手段２７，振幅演算
手段２８，関数値整定手段２９により、補償関数回路２
４の関数値を整定し、その後、電流検出器５の検出値Ｉ
S に検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２
３，補償関数回路２４を介した値をアクティブフィルタ
１０への電流指令値ＩC * とする。

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、電力系統に対し
て高調波電流を発生させる高調波電流発生源としての負
荷と並列に接続され、該高調波電流を補償するアクティ
ブフィルタの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、インバータなどの半導体電力変換
装置が普及するのに伴い、これらの装置が発生する高調
波電流が増大しており、該高調波電流によって引き起こ
される様々な障害が問題となっている。
【０００３】この高調波電流が電力系統に流出するのを
抑制する装置として、ＬＣフィルタや電力用のアクティ
ブフィルタが設置されているが、該アクティブフィルタ
の適用方法は下記，の二つに大別される。
【０００４】．一つの高調波電流発生源を対象にし
て、該高調波電流発生源の高調波電流が電力系統に流出
するのを抑制する個別補償方法。 ．複数または不特定多数の高調波電流発生源を対象に
して、該高調波電流発生源の高調波電流が電力系統に流
出するのを抑制する一括補償方法。
【０００５】図２６は、上述の一括補償方法に適用され
るアクティブフィルタの制御装置の従来例を示す回路構
成図である。図２６において、１ａは上位の電力系統、
１ｂは下位の電力系統、２ａ，２ｂは下位の電力系統１
ｂの負荷としての高調波電流発生源、４は上位の電力系
統１ａと下位の電力系統１ｂとの間に設置された変圧
器、５は電流検出器、６は下位の電力系統１ｂの負荷、
７は下位の電力系統１ｂの高調波電流を抑制するＬＣフ
ィルタ、１０は後述の図２７に示す回路構成のアクティ
ブフィルタ、１３はアクティブフィルタ１０への各相の
電流指令値ＩC * を生成する制御装置である。
【０００６】図２７はアクティブフィルタ１０の詳細回
路構成図であり、図示の如くＩＧＢＴとダイオードとの
逆並列回路を三相ブリッジ接続してなる電力変換回路
と、この電力変換回路の直流側に接続されるコンデンサ
および該回路の交流側に接続される複数個のリアクト
ル，コンデンサ，抵抗からなる出力フィルタとから形成
されるアクティブフィルタ主回路１１と、制御装置１３
からの電流指令値に基づく各相電流をアクティブフィル
タ主回路１１から出力するための電流制御ループ，ＰＷ
Ｍ演算回路，ゲート駆動回路などから形成される変換器
制御回路１２とを備えている。
【０００７】図２８は、図２６に示した回路構成におけ
る高調波電流に対する等価回路図を示す。この図におい
ては電力系統側は無歪みとして等価回路から除外し、下
位の電力系統１ｂから見た電力系統側のインピーダンス
をＺS とし、下位の電力系統１ｂから見た負荷側のイン
ピーダンスをＺF とし、下位の電力系統１ｂの電流をＩ
S とし、負荷側の一括電流をＩLTとし、前記インピーダ
ンスＺF に流れる電流をＩF とし、高調波電流発生源２
ａ，２ｂの高調波電流をＩLHとし、アクティブフィルタ
１０の出力電流をＩC とし、アクティブフィルタ１０の
設置点の電圧をＶL とすると、それぞれの値には下記式
（１）の関係がある。
【０００８】
【数１】 ＩS ＝ＩC ＋ＩLT ＩLH＝ＩF ＋ＩLT ＩF ＝ＶL ／ＺF ＩC ＝−ＧAF・ＩS …（１） ここで、ＧAFはアクティブフィルタの検出から出力まで
の伝達関数である。
【０００９】すなわち図２６に示した従来の制御装置１
３では、上述のＧAFを一定値Ｋと見做し、下位の電力系
統１ｂの電流を一括して検出する電流検出器５の検出値
ＩSから周知の技術により各相の高調波電流成分ＩSHを
抽出し、この抽出した高調波電流成分ＩSHに前記Ｋを乗
じ、このＫ倍値の逆位相の値「−Ｋ・ＩSH」を各相の電
流指令値ＩC * として図２７に示した変換器制御回路１
２に送出している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図２９は、図２８に示
した等価回路をブロック線図化した構成図である。図２
９においては、アクティブフィルタ１０は下位の電力系
統１ｂに流出する高調波電流ＩSHを０にする装置と考え
て、仮想的な指令値ＩS * （＝０）を設け、一般的なフ
ィードバックループと同形のブロック線図に表してい
る。
【００１１】すなわち、アクティブフィルタ１０の補償
特性を表す該アクティブフィルタを含めた電力系統の周
波数−ゲイン特性「ＩS ／ＩLH」は、一例として図３０
に示すボード線図で示される。
【００１２】図３０において、ゲインが０ｄＢを超える
周波数帯が生じているが、この周波数帯は図２６に示し
たＬＣフィルタ７や図示しない力率改善コンデンサなど
の共振要素に起因して発生するものであり、その結果、
高調波電流発生源２ａ，２ｂの高調波電流ＩLHよりも下
位の電力系統１ｂに流出する高調波電流ＩSHが大きくな
ってしまう「高調波電流増大現象」が生ずることを示し
ている。
【００１３】すなわち従来の制御装置１３では、上述の
ＧAFを一定値Ｋと見做してアクティブフィルタ１０への
制御量としているが、この制御方法では前記「高調波電
流増大現象」が生ずる場合があった。この発明の目的
は、上記問題点を解決するアクティブフィルタの制御装
置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】電力系統に対して高調波
電流を発生させる高調波電流発生源としての負荷と並列
に接続され、該高調波電流を補償するアクティブフィル
タの制御装置において、この制御装置が電力系統側電流
の検出値から該電力系統へ流出する高調波電流を抽出
し、この抽出値をゲイン（Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関
数回路を介した値を前記アクティブフィルタへの電流指
令値として生成するために、第１の発明は前記制御装置
に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦波信号を発生
する信号発生手段と、この正弦波信号を前記Ｋ倍値に加
算する加算演算手段と、この加算演算手段の出力を新た
な電流指令値として、前記アクティブフィルタを動作さ
せたときの前記電力系統側電流の検出値に基づく振幅を
求める振幅演算手段と、該振幅演算手段で求めた振幅を
前記正弦波信号の振幅で除算演算した値と、該正弦波信
号の周波数とに基づき前記補償関数回路の関数値を整定
する関数値整定手段とを付加したことを特徴とし、第２
の発明は前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波
数の正弦波信号を発生する信号発生手段と、この正弦波
信号を前記Ｋ倍値に加算する加算演算手段と、この加算
演算手段の出力を新たな電流指令値として、前記アクテ
ィブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電流の
検出値に基づく振幅を求める振幅演算手段と、該振幅演
算手段で求めた振幅を前記アクティブフィルタの出力電
流の検出値と前記Ｋ倍値との差から得られる振幅で除算
演算した値と、前記正弦波信号の周波数とに基づき前記
補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付
加したことを特徴とし、第３の発明は前記制御装置に、
予め定めた振幅，位相，周波数の正弦波信号を発生する
信号発生手段と、この正弦波信号を新たな電流指令値と
して、前記アクティブフィルタを動作させたときの前記
電力系統側電流の検出値に基づく振幅を求める振幅演算
手段と、該振幅演算手段で求めた振幅を前記正弦波信号
の振幅で除算演算した値と、該正弦波信号の周波数とに
基づき前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定
手段とを付加したことを特徴とし、第４の発明は前記制
御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦波信号
を発生する信号発生手段と、この正弦波信号を新たな電
流指令値として、前記アクティブフィルタを動作させた
ときの前記電力系統側電流の検出値に基づく振幅を求め
る振幅演算手段と、該振幅演算手段で求めた振幅を前記
アクティブフィルタの出力電流の検出値の振幅で除算演
算した値と、前記正弦波信号の周波数とに基づき前記補
償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付加
したことを特徴とし、第５の発明は前記制御装置に、予
め定めた振幅，位相，周波数の正弦波信号を発生する信
号発生手段と、この正弦波信号を新たな電流指令値とし
て、前記アクティブフィルタを動作させたときの前記Ｋ
倍値の振幅を求める振幅演算手段と、該振幅演算手段で
求めた振幅を該アクティブフィルタの出力電流の検出値
の振幅で除算演算した値と前記正弦波信号の周波数とに
基づき前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定
手段とを付加したことを特徴とし、第６の発明は前記制
御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦波信号
を発生する信号発生手段と、この正弦波信号を新たな電
流指令値として、前記アクティブフィルタを動作させた
ときの前記電力系統側電流の検出値をフーリエ変換して
前記正弦波信号の周波数と等しい周波数成分を抽出し、
この抽出値の振幅を求める振幅演算手段と、該振幅演算
手段で求めた振幅を前記正弦波信号の振幅で除算演算し
た値と、該正弦波信号の周波数とに基づき前記補償関数
回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付加したこ
とを特徴とする。
【００１５】第７の発明は前記第１〜第６のいずれかの
発明において、前記振幅演算手段は、前記信号発生手段
を動作させたときの前記電力系統側電流の検出値と、前
記信号発生手段を動作せさないときの前記電力系統側電
流の検出値との差に基づく振幅を求めることを特徴とす
る。
【００１６】また、電力系統に対して高調波電流を発生
させる高調波電流発生源としての負荷と並列に接続さ
れ、該高調波電流を補償するアクティブフィルタの制御
装置において、この制御装置が電力系統側電流の検出値
から該電力系統へ流出する高調波電流を抽出し、この抽
出値をゲイン（Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介
した値を前記アクティブフィルタへの電流指令値として
生成するために、第８の発明は前記制御装置に、予め定
めた周波数で振幅，位相が固定値の第１正弦波信号を発
生する第１信号発生手段と、前記第１正弦波信号と同じ
周波数で、その振幅が前記第１正弦波信号より周波数が
低い正弦波変調信号と変調基準値とに基づいて変調さ
れ、その位相が正弦波変調信号より長い周期で前記段階
的に変化する第２正弦波信号を発生する第２信号発生手
段と、この第２正弦波信号を新たな電流指令値として、
前記アクティブフィルタを動作させたときの前記電力系
統側電流の検出値と前記第１正弦波信号とを乗算演算
し、この演算値をフーリエ変換して前記正弦波変調信号
の周波数と等しい周波数成分を抽出し、この抽出値の２
倍値に基づく最大振幅を求める振幅演算手段と、該振幅
演算手段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除算演算
した値と、前記第２正弦波信号の周波数とに基づき前記
補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付
加したことを特徴とし、第９の発明は前記制御装置に、
段階的に変化する予め定めた周波数で振幅，位相が固定
値の第１正弦波信号を発生する第１信号発生手段と、前
記第１正弦波信号と同じ周波数で、その振幅が前記第１
正弦波信号より周波数が低い正弦波変調信号と変調基準
値とに基づいて変調され、その位相が正弦波変調信号よ
り長い周期で段階的に変化する第２正弦波信号を発生す
る第２信号発生手段と、この第２正弦波信号を前記Ｋ倍
値に加算する加算演算手段と、この加算演算手段の出力
を新たな電流指令値として、前記アクティブフィルタを
動作させたときの前記電力系統側電流の検出値から抽出
された高調波電流と前記第１正弦波信号とを乗算演算
し、この演算値をフーリエ変換して前記正弦波変調信号
の周波数と等しい周波数成分を抽出し、この抽出値の２
倍値に基づく最大振幅を求める振幅演算手段と、該振幅
演算手段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除算演算
した値と、前記第２正弦波信号の周波数とに基づき前記
補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付
加したことを特徴とし、第１０の発明は前記制御装置
に、段階的に変化する予め定めた周波数で振幅，位相が
固定値の第１正弦波信号を発生する第１信号発生手段
と、前記第１正弦波信号と同じ周波数で、その振幅が前
記第１正弦波信号より周波数が低い正弦波変調信号と変
調基準値とに基づいて変調され、その位相が正弦波変調
信号より長い周期で段階的に変化する第２正弦波信号を
発生する第２信号発生手段と、この第２正弦波信号を新
たな電流指令値として、前記アクティブフィルタを動作
させたときの前記電力系統側電流の検出値から抽出され
た高調波電流と前記第１正弦波信号とを乗算演算し、こ
の演算値をフーリエ変換して前記正弦波変調信号の周波
数と等しい周波数成分を抽出し、この抽出値の２倍値に
基づく最大振幅を求める振幅演算手段と、該振幅演算手
段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除算演算した値
と、前記第２正弦波信号の周波数とに基づき前記補償関
数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを付加した
ことを特徴とする。
【００１７】第１１の発明は前記第１〜第１０のいずれ
かの発明において、前記補償関数回路の関数値は〔ω2 2
ｓ2 ＋２ζ1 ω1 ｓ＋ω1 2〕／〔ω1 2ｓ2＋２ζ2 ω2
ｓ＋ω2 2〕とし、ω2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2 それぞれの値
を前記関数値整定手段により導出することを特徴とす
る。
【００１８】この発明によれば、前記補償関数回路の関
数値は前記関数値整定手段により導出し、この補償関数
回路を介した値を前記アクティブフィルタへの電流指令
値として該アクティブフィルタを動作させることで、先
述の「高調波電流増大現象」の発生を抑制しつつ，前記
高調波電流を補償することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施の
形態を示すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図
であり、図２６に示した従来例構成と同一機能を有する
ものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００２０】すなわち図１に示した回路構成では、電流
検出器５の検出値（ＩS ）に基づきアクティブフィルタ
１０への電流指令値（ＩC * ）を生成する制御装置２
０，４０，５０，５２，６０，６６，７０，８０，８３
のいずれかを備えている。
【００２１】図２は、この発明の第２の実施の形態を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図であり、
図２６に示した従来例構成と同一機能を有するものには
同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】すなわち図２に示した回路構成では、電流
検出器５の検出値（ＩS ）と電流検出器１４の検出値
（ＩC ）とに基づきアクティブフィルタ１０への電流指
令値（ＩC * ）を生成する制御装置３０，４２のいずれ
かを備えている。
【００２３】図３は、この発明の第３の実施の形態を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図であり、
図２６に示した従来例構成と同一機能を有するものには
同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】すなわち図３に示した回路構成では、電流
検出器８の検出値（ＩL ）と電流検出器１４の検出値
（ＩC ）とに基づきアクティブフィルタ１０への電流指
令値（ＩC * ）を生成する制御装置３４，４５のいずれ
かを備えている。
【００２５】図４は、この発明の第４の実施の形態を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図であり、
図２６に示した従来例構成と同一機能を有するものには
同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】すなわち図４に示した回路構成では、電流
検出器８の検出値（ＩL ）に基づきアクティブフィルタ
１０への電流指令値（ＩC * ）を生成する制御装置３６
を備えている。図５は、この発明の第１の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
１に示した制御装置２０の詳細回路構成図である。
【００２７】この制御装置２０では電流検出器５の検出
値（ＩS ）に含まれるノイズ成分およびアクティブフイ
ルタ１０が補償しない高調波電流成分を検出フィルタ２
１で除去し、この除去した値から高調波抽出回路２２を
介して、アクティブフイルタ１０が補償する高調波電流
成分（ＩSH）を抽出し、このＩSHに乗算器２３のゲイン
（Ｋ）を介してＫ・ＩSHとし、このＫ・ＩSHに補償関数
回路２４の関数Ｇ(S)を介した値を切替スイッチ２５を
介してアクティブフイルタ１０への電流指令値
（ＩC * ）を生成するために、先ず、切替スイッチ２５
を紙面下側に閉路し、予め定めた振幅（Ａm ），位相
（θ），周波数（ωd ）の正弦波信号Ｓ1 を信号発生手
段２６で生成し、この正弦波信号Ｓ1 と前記Ｋ・ＩSHと
を加算演算手段２７で加算し、切替スイッチ２５を介し
た加算演算手段２７の出力「Ｋ・ＩSH＋Ｓ1 」を電流指
令値（ＩC * ）として、アクティブフィルタ１０を動作
させたときの検出フィルタ２１の出力の振幅を振幅演算
手段２８で求め、関数値整定手段２９では除算演算器２
９ａにより振幅演算手段２８で求めた振幅を前記Ａm で
除算演算し、この除算演算値と前記ωd とに基づいてパ
ラメータ算定回路２９ｂは補償関数回路２４の関数Ｇ
(S) を整定する。
【００２８】すなわちパラメータ算定回路２９ｂでは、
先述の図２９に示したブロック線図におけるＩS * が
「０」であることから、図２９に示したブロック線図を
図６に示す如く変形すると、乗算演算器２３の出力に補
償関数回路２４の関数Ｇ(S) を整定するための正弦波信
号Ｓ1 を加算しているので、図７に示す如く更に変形さ
れ、正弦波信号Ｓ1 に対する電流検出器５の検出値ＩS
の応答は、図７に示す前記ＩLHに対する前記ＩS の応
答、すなわち、アクティブフィルタ１０を含めた補償特
性「ＩLH／ＩS 」に等しいことから、前記ωd を変化さ
せたときの前記電流指令値ＩC * に対応する除算演算器
２９ａの除算演算値と、該ωd とにより補償関数回路２
４の関数Ｇ(S) を〔ｓＴ〕，〔１／ｓＴ〕，〔α／（１
＋ｓＴ）〕，〔α（１＋ｓＴ1 ）／（１＋ｓＴ2 ）〕，
〔ω2 2ｓ2 ＋２ζ1 ω1 ｓ＋ω1 2〕／〔ω1 2ｓ2 ＋２ζ
2 ω2 ｓ＋ω2 2〕などの関数式とし、このときの前記
Ｔ，α，Ｔ1 ，Ｔ2 ，ω2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2 それぞれ
の値が導出できる。
【００２９】その後、切替スイッチ２５を紙面上側に閉
路し、検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器
２３，補償関数回路２４の経路による電流指令値（ＩC
* ）でアクティブフィルタ１０を動作させることによ
り、先述の「高調波電流増大現象」の発生を抑制しつ
つ，下位の電力系統１ｂに流出する高調波電流を補償す
ることができる。
【００３０】図８は、この発明の第２の実施例を示すア
クティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図２
に示した制御装置３０の詳細回路構成図であり、この図
において、図５に示した実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】すなわち図８に示した制御装置３０には検
出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，補
償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，加算演算手段２７，振幅演算手段２８，関数値整定
手段２９の他に、検出フィルタ２１と同機能の検出フィ
ルタ３１と、加算演算器３２と、振幅演算手段２８と同
機能の振幅演算手段３３とを備えている。
【００３２】この制御装置３０では、電流検出器１４の
検出値（ＩC ）に検出フィルタ３１を介した値から前記
Ｋ・ＩSHを加算演算器３２で減算し、この減算値の振幅
を振幅演算手段２８で求めている。すなわち、振幅演算
手段２８で得られた振幅は、前記Ａm にほぼ等しいこと
に着目した回路構成である。
【００３３】図９は、この発明の第３の実施例を示すア
クティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図３
に示した制御装置３４の詳細回路構成図であり、この図
において、図５に示した実施例回路と同一機能を有する
ものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００３４】すなわち図９に示した制御装置３４には検
出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，補
償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，加算演算手段２７，振幅演算手段２８，関数値整定
手段２９の他に、加算演算器３５を備えている。
【００３５】この制御装置３４では電流検出器８の検出
値（ＩL ）から電流検出器１４の検出値（ＩC ）を加算
演算器３５で減算している。すなわち加算演算器３５の
出力は、図１に示した電流検出器５の検出値（ＩS ）に
ほぼ等しいことに着目した回路構成である。
【００３６】図１０は、この発明の第４の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
４に示した制御装置３６の詳細回路構成図であり、この
図において、図５に示した実施例回路と同一機能を有す
るものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】すなわち図１０に示した制御装置３６には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，加算演算手段２７，振幅演算手段２８，関数値整定
手段２９の他に、加算演算器３７を備えている。
【００３８】この制御装置３６では電流検出器８の検出
値（ＩL ）から電流指令値（ＩC *）を加算演算器３７
で減算している。すなわち加算演算器３５の出力は、図
１に示した電流検出器５の検出値（ＩS ）にほぼ等しい
ことに着目した回路構成である。
【００３９】図１１は、この発明の第５の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
１に示した制御装置４０の詳細回路構成図であり、この
図において、図５に示した実施例回路と同一機能を有す
るものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】すなわち図１１に示した制御装置４０には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，振幅演算手段２８の他に、関数値整定手段４１を備
えている。
【００４１】この制御装置４０では電流検出器５の検出
値（ＩS ）に含まれるノイズ成分およびアクティブフイ
ルタ１０が補償しない高調波電流成分を検出フィルタ２
１で除去し、この除去した値から高調波抽出回路２２を
介して、アクティブフイルタ１０が補償する高調波電流
成分（ＩSH）を抽出し、このＩSHに乗算器２３のゲイン
（Ｋ）を介してＫ・ＩSHとし、このＫ・ＩSHに補償関数
回路２４の関数Ｇ(S)を介した値を切替スイッチ２５を
介してアクティブフイルタ１０への電流指令値
（ＩC * ）を生成するために、先ず、切替スイッチ２５
を紙面下側に閉路し、予め定めた振幅（Ａm ），位相
（θ），周波数（ωd ）の正弦波信号Ｓ1 を信号発生手
段２６で生成し、この正弦波信号Ｓ1 を電流指令値（Ｉ
C * ）として、アクティブフィルタ１０を動作させるこ
とが図５，図８〜図１０に示した実施例回路と異なって
いる。このときの検出フィルタ２１の出力の振幅を振幅
演算手段２８で求め、図５に示した関数値整定手段１９
と同機能の関数値整定手段４１では除算演算器４１ａに
より振幅演算手段２８で求めた振幅を前記Ａm で除算演
算し、この除算演算値と前記ωd とに基づいてパラメー
タ算定回路４１ｂは補償関数回路２４の関数Ｇ(S) を整
定する。
【００４２】すなわちパラメータ算定回路４１ｂでは、
先述の図２９に示したブロック線図におけるＩS * が
「０」であることから、図２９に示したブロック線図が
図１２に示す如く変形され、正弦波信号Ｓ1 に対する電
流検出器５の検出値ＩS の応答は、図１２に示す前記Ｉ
LHに対する前記ＩS の応答、すなわち、アクティブフィ
ルタ１０を含まない補償特性「ＩLH／ＩS 」に等しいこ
とから、前記正弦波信号Ｓ1 を前記電流指令値ＩC * と
してアクティブフィルタ１０を動作させ、前記ω d を変
化させたときの電流指令値ＩC * に対応する除算演算器
４１ａの除算演算値と、該ωd とにより補償関数回路２
４の関数Ｇ(S) を〔ｓＴ〕，〔１／ｓＴ〕，〔α／（１
＋ｓＴ）〕，〔α（１＋ｓＴ1 ）／（１＋ｓＴ2 ）〕，
〔ω2 2ｓ2＋２ζ1 ω1 ｓ＋ω1 2〕／〔ω1 2ｓ2 ＋２ζ
2 ω2 ｓ＋ω2 2〕などの関数式とし、このときの前記
Ｔ，α，Ｔ1 ，Ｔ2 ，ω2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2 それぞれ
の値を導出できる。
【００４３】その後、切替スイッチ２５を紙面上側に閉
路し、検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器
２３，補償関数回路２４の経路による電流指令値（ＩC
* ）でアクティブフィルタ１０を動作させることによ
り、先述の「高調波電流増大現象」の発生を抑制しつ
つ，下位の電力系統１ｂに流出する高調波電流を補償す
ることができる。
【００４４】図１３は、この発明の第６の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
２に示した制御装置４２の詳細回路構成図であり、この
図において、図１１に示した実施例回路と同一機能を有
するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】すなわち図１３に示した制御装置４２には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，振幅演算手段２８，関数値整定手段４１の他に、検
出フィルタ２１と同機能の検出フィルタ４３と、振幅演
算手段２８と同機能の振幅演算手段４４とを備えてい
る。
【００４６】この制御装置４２では、電流検出器１４の
検出値（ＩC ）に検出フィルタ４３を介した値の振幅を
振幅演算手段４４で求めている。すなわち、振幅演算手
段４４で得られた振幅は、前記Ａm にほぼ等しいことに
着目した回路構成である。
【００４７】図１４は、この発明の第７の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
３に示した制御装置４５の詳細回路構成図であり、この
図において、図１１に示した実施例回路と同一機能を有
するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００４８】すなわち図１４に示した制御装置４５には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，振幅演算手段２８，関数値整定手段４１の他に、加
算演算器４６を備えている。
【００４９】この制御装置４５では電流検出器８の検出
値（ＩL ）から電流検出器１４の検出値（ＩC ）を加算
演算器４６で減算している。すなわち加算演算器４６の
出力は、図１に示した電流検出器５の検出値（ＩS ）に
ほぼ等しいことに着目した回路構成である。
【００５０】なお図５，図８〜図１１，図１３，図１４
に示した実施例回路は、上述の如く下位の電力系統１ａ
に流出する高調波電流（ＩSH）が比較的少ないときに好
適な回路構成である。
【００５１】図１５は、この発明の第８の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
１に示した制御装置５０の詳細回路構成図であり、この
図において、図１１に示した実施例回路と同一機能を有
するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】すなわち図１５に示した制御装置５０には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，関数値整定手段４１の他に、振幅演算手段５１を備
えている。
【００５３】この制御装置５０では電流検出器５の検出
値ＩS の高調波成分ＩSHのＫ倍値の振幅を振幅演算手段
５１で求めて、この振幅値の１／Ｋを出力している。従
って、前記正弦波信号Ｓ1 に基づく微小振幅も精度よく
求めることができ、特に先述の「高調波電流増大現象」
が生ずる周波数を正確に検知するのに好適である。
【００５４】図１６は、この発明の第９の実施例を示す
アクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ図
１に示した制御装置５２の詳細回路構成図であり、この
図において、図１１に示した実施例回路と同一機能を有
するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００５５】すなわち図１６に示した制御装置５２には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，関数値整定手段４１の他に、フーリエ変換器５３
と、振幅演算手段５４とを備えている。
【００５６】この制御装置５０では電流検出器５の検出
値ＩS からフーリエ変換器５３により前記正弦波信号Ｓ
1 に基づく成分のみを抽出し、この抽出値の振幅を振幅
演算手段５４で求めていることから、関数値整定手段４
１による補償関数回路２４の関数Ｇ(S) の整定をより容
易にすることができる。
【００５７】図１７は、この発明の第１０の実施例を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ
図１に示した制御装置６０の詳細回路構成図であり、こ
の図において、図１１に示した実施例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００５８】すなわち図１７に示した制御装置６０には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，関数値整定手段４１の他に、切替スイッチ６１ａ，
６１ｂと、波形保持回路６２，６３と、加算演算器６４
と、振幅演算手段６５とを備えている。
【００５９】この制御装置６０では切替スイッチ２５を
示し紙面下側に閉路した状態で、先ず、切替スイッチ６
１ａ，６１ｂそれぞれを紙面右側に閉路し、このときの
電流検出器５の検出値ＩS の波形を、前記正弦波信号Ｓ
1 の１サイクル分の区間だけ波形保持回路６２に記憶す
る。次に、切替スイッチ６１ａ，６１ｂそれぞれを紙面
左側に閉路し、このときの電流検出器５の検出値ＩS の
波形を、前記正弦波信号Ｓ1 の１サイクル分の区間だけ
波形保持回路６３に記憶する。
【００６０】その後、波形保持回路６２，６３それぞれ
から順次出力される記憶値の差を加算演算器６４で求
め、この差の振幅を振幅演算手段６５で求めることによ
り、前記正弦波信号Ｓ1 に基づく電流検出器５の検出値
ＩS に元からある成分を除去でき、関数値整定手段４１
による補償関数回路２４の関数Ｇ(S) の整定をより容易
にすることができる。
【００６１】図１８は、この発明の第１１の実施例を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ
図１に示した制御装置６６の詳細回路構成図であり、こ
の図において、図１７に示した実施例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００６２】すなわち図１８に示した制御装置６６には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，信号発生手段２
６，関数値整定手段４１，切替スイッチ６１ａ，切替ス
イッチ６１ｂ，波形保持回路６２，波形保持回路６３，
加算演算器６４，振幅演算手段６５の他に、フーリエ変
換器６７を備えている。
【００６３】この制御装置６６では切替スイッチ２５を
示し紙面下側に閉路した状態で、先ず、切替スイッチ６
１ａ，６１ｂそれぞれを紙面右側に閉路し、このときの
電流検出器５の検出値ＩS の前記ωd 成分をフーリエ変
換器６７で抽出し、この抽出した波形を、前記正弦波信
号Ｓ1 の１サイクル分の区間だけ波形保持回路６２に記
憶する。次に、切替スイッチ６１ａ，６１ｂそれぞれを
紙面左側に閉路し、このときのフーリエ変換器６７の出
力の波形を、前記正弦波信号Ｓ1 の１サイクル分の区間
だけ波形保持回路６３に記憶する。
【００６４】その後、波形保持回路６２，６３それぞれ
から順次出力される記憶値の差を加算演算器６４で求
め、この差の振幅を振幅演算手段６５で求めることによ
り、前記正弦波信号Ｓ1 に基づく電流検出器５の検出値
ＩS に元からある前記ωd 成分を除去でき、関数値整定
手段４１による補償関数回路２４の関数Ｇ(S) の整定を
より正確，容易にすることができる。
【００６５】図１９は、この発明の第１２の実施例を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ
図１に示した制御装置７０の詳細回路構成図であり、こ
の図において、図５に示した実施例回路と同一機能を有
するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００６６】すなわち図１９に示した制御装置７０には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５の他に、第１信号
発生手段７１と、第２信号発生手段７２と、振幅生成回
路７３と、乗算演算器７４と、フーリエ変換器７５と、
乗算器７６と、振幅演算手段７７と、関数値整定手段７
８とを備えている。
【００６７】この第１信号発生手段７１では予め定めた
周波数（ωd ）で振幅１，位相０の固定値の第１正弦波
信号Ｓ71を発生し、また第２信号発生手段７２では前記
ωdと、振幅生成回路７３に設定される前記ωd より低
い正弦波変調信号ωm と変調基準値ＩC0とから生成され
る振幅Ａm と、前記ωm より長い周期で図示の如く段階
的に変化する位相θとに基づいた第２正弦波信号Ｓ72を
発生させる。この第２正弦波信号Ｓ72は下記式（２）で
表される。
【００６８】
【数２】 Ｓ72＝ＩC0（１−ｃｏｓωm ｔ）ｃｏｓ（ωd ｔ＋θ） …（２） すなわち、図１９に示した制御装置７０では電流検出器
５の検出値（ＩS ）に含まれるノイズ成分およびアクテ
ィブフィルタ１０が補償しない高調波電流成分を検出フ
ィルタ２１で除去し、この除去した値から高調波抽出回
路２２を介して、アクティブフィルタ１０が補償する高
調波電流成分（ＩSH）を抽出し、このＩ SHに乗算器２３
のゲイン（Ｋ）を介してＫ・ＩSHとし、このＫ・ＩSHに
補償関数回路２４の関数Ｇ(S) を介した値を切替スイッ
チ２５を介してアクティブフィルタ１０への電流指令値
（ＩC * ）を生成するために、先ず、切替スイッチ２５
を紙面下側に閉路し、第２正弦波信号Ｓ72を電流指令値
（ＩC * ）として、アクティブフィルタ１０を動作させ
る。このときの電流検出器５の検出値ＩS は下記式
（３）で表される。
【００６９】
【数３】 ＩS ＝Ａｃｏｓ（ωd ｔ＋φ’） ＋Ｂ（１−ｃｏｓωm ｔ）ｃｏｓ（ωd ｔ＋θ＋φ） …（３） 上記式（３）における右辺第１項は下位の電力系統１ｂ
に元からある高調波成分であり、右辺第２項が第２正弦
波信号Ｓ72に基づく値である。そこで、前記式（３）の
値と第１正弦波信号Ｓ71（＝ｃｏｓωd ｔ）とを乗算演
算する乗算演算器７４の出力Ｉ74は、下記式（４）で表
される。
【００７０】
【数４】 Ｉ74＝−（Ｂ／２）ｃｏｓ（θ＋φ）ｃｏｓωm ｔ …（４） 前記Ｉ74にフーリエ変換器７５を介することにより周波
数ωm 成分が抽出され、この抽出値の２倍値が振幅演算
手段７７に入力される。振幅演算手段７７では、上述の
如く第２正弦波信号Ｓ72の位相θを段階的に変化させて
いることから、この段階的変化に基づく周波数ωm 成分
の最大振幅を求め、この最大振幅値を関数値整定手段７
８へ出力している。
【００７１】従って、関数値整定手段７８の除算演算器
７８ａにより前記最大振幅値を前記変調基準値ＩC0で除
算演算することで周波数ωd におけるゲイン特性値が得
られ、パラメータ算定回路７７ｂでは、前記ωd を変化
させたときのそれぞれのゲイン特性値から補償関数回路
２４の関数Ｇ(S) を〔ｓＴ〕，〔１／ｓＴ〕，〔α／
（１＋ｓＴ）〕，〔α（１＋ｓＴ1 ）／（１＋ｓ
Ｔ2 ）〕，〔ω2 2ｓ2 ＋２ζ1ω1 ｓ＋ω1 2〕／〔ω1 2
ｓ2 ＋２ζ2 ω2 ｓ＋ω2 2〕などの関数式とし、このと
きの前記Ｔ，α，Ｔ1 ，Ｔ2 ，ω2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2
それぞれの値を導出することができる。
【００７２】図２０は、この発明の第１３の実施例を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ
図１に示した制御装置８０の詳細回路構成図であり、こ
の図において、図１９に示した実施例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００７３】すなわち図２０に示した制御装置８０には
検出フィルタ２１，高調波抽出回路２２，乗算器２３，
補償関数回路２４，切替スイッチ２５，第２信号発生手
段７２，振幅生成回路７３，乗算演算器７４，フーリエ
変換器７５，乗算器７６，振幅演算手段７７，関数値整
定手段７８の他に、加算演算手段８１と、第１信号発生
手段８２とを備えている。
【００７４】この第１信号発生手段８２では、図示の如
く段階的に変化させる周波数（ωd）で振幅１，位相０
の固定値の第１正弦波信号Ｓ82を発生させる。従って、
第２信号発生手段７２からの第２正弦波信号Ｓ72もその
周波数ωd が段階的に変化する。また制御装置８０で
は、切替スイッチ２５が紙面下側に閉路されているとき
に上述の第２正弦波信号Ｓ72と前記Ｋ・ＩSHとを加算演
算手段８１で加算演算し、この加算値をアクティブフィ
ルタ１０への電流指令値（ＩC * ）としている。
【００７５】すなわち図２０に示した制御装置８０によ
れば、段階的に周波数（ωd ）が変化する第１正弦波信
号Ｓ82と、段階的に周波数ωd と位相θが変化する第２
正弦波信号Ｓ72とによりアクティブフィルタ１０を含め
た該ωd に対するゲイン特性値が得られ、それぞれのゲ
イン特性値から補償関数回路２４の関数Ｇ(S) を導体す
ることができる。
【００７６】図２１は、この発明の第１４の実施例を示
すアクティブフィルタの制御装置の回路構成図で、且つ
図１に示した制御装置８３の詳細回路構成図であり、こ
の図において、図２０に示した実施例回路と同一機能を
有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００７７】すなわち図２１に示した制御装置８３で
は、図２０に示した加算演算手段８１が省略され、切替
スイッチ２５が紙面下側に閉路されているときに上述の
第２正弦波信号Ｓ72をアクティブフィルタ１０への電流
指令値（ＩC * ）としている。
【００７８】すなわち図２１に示した制御装置８３によ
れば、段階的に周波数（ωd ）が変化する第１正弦波信
号Ｓ82と、段階的に周波数ωd と位相θが変化する第２
正弦波信号Ｓ72とにより、アクティブフィルタ１０を含
まない該ωd に対するゲイン特性値が得られ、それぞれ
のゲイン特性値から補償関数回路２４の関数Ｇ(S) を導
体することができる。
【００７９】なお、上述の関数値整定手段４１および関
数値整定手段７８において、前記周波数ωd を変化さ
せ、それぞれの関数値整定手段が内蔵する除算演算器か
ら得られるゲイン特性値が所定の値を超えたときに、該
ωd またはその近辺で先述の「高調波電流増大現象」が
発生すると判定できる。
【００８０】例えば、図２１に示した制御装置８３で前
記「高調波電流増大現象」が発生している場合には、ア
クティブフィルタ１０を含まない前記周波数ωd に対す
るゲイン特性値および位相特性は図２２に示すようにな
る。
【００８１】この特性図と、先述の図３０で示したアク
ティブフィルタ１０を含めた前記周波数ωd に対するゲ
イン特性値との比較から明らかなように、アクティブフ
ィルタ１０を含んだときの前記「高調波電流増大現象」
が発生している周波数は、アクティブフィルタ１０を含
まないとき前記周波数はそのゲイン特性値が最大点と最
小点との間にあり、この周波数区間では図２２に示す如
く位相が約−１８０°回転している。
【００８２】そこで図２１に示した制御装置８３におい
て、補償関数回路２４の関数Ｇ(S)を〔ω2 2ｓ2 ＋２ζ
1 ω1 ｓ＋ω1 2〕／〔ω1 2ｓ2 ＋２ζ2 ω2 ｓ＋ω2 2〕
とし、このときの前記ω2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2 それぞれ
の値を関数値整定手段７８のパラメータ算定回路７８ｂ
で整定したときの動作を以下に説明する。
【００８３】図２３は補償関数回路２４の関数Ｇ(S) を
上述の関数式としたときのボード線図例であり、図２３
に示したボード線図から明らかなように、前記「高調波
電流増大現象」が発生している周波数付近における位相
は約＋４５°回転している。
【００８４】すなわち制御装置８３において、補償関数
回路２４の関数Ｇ(S) を上述の関数式としたときは、前
記周波数ωd に対するゲイン特性値は図２４に示すよう
になり、その結果、前記「高調波電流増大現象」を抑制
することができる。
【００８５】この「高調波電流増大現象」を抑制する動
作を図２５に示すベクトル図を用いて、さらに詳細に説
明する。なお、図２５（ａ）〜（ｃ）それぞれにおい
て、下記ＩLHベクトルの大きさは同じくした状態を示
す。
【００８６】図２５（ａ）はアクティブフィルタ１０の
図２６に示した制御装置１３によるＩS ，ＩC ，ＩLT，
ＩF ，ＩLH，ＶL （図２８参照）それぞれのベクトル図
を示し、前記「高調波電流増大現象」が生じていること
からＩLHに対してＩS が大きくなっている。図２５
（ｂ）はこの発明の制御装置８３による前記ＩS ，
ＩC ，ＩLT，ＩF ，ＩLH，ＶL それぞれのベクトル図を
示し、該ＩC の位相を図２５（ａ）に対して９０°回転
させることによりＩLHに対してＩS が小さくなってお
り、前記「高調波電流増大現象」が抑制されている。ま
た、図２５（ｃ）はこの発明の制御装置８３による前記
ＩS ，ＩC ，ＩLT，ＩF ，ＩLH，ＶL それぞれのベクト
ル図を示し、該ＩC の位相を図２５（ａ）に対して１３
５°（図２５（ｂ）のＩC に対してさらに４５°）回転
させることによりＩLHに対してＩS が小さくなってお
り、前記「高調波電流増大現象」が抑制されている。
【００８７】すなわち図２５のベクトル図に示すごと
く、この発明のアクティブフィルタの制御装置におい
て、前記電流ＩS の位相に対して前記電流ＩC の位相を
回転させることにより前記「高調波電流増大現象」が抑
制されることから、該「高調波電流増大現象」が生ずる
周波数における前記電流ＩS に対して前記電流ＩC の位
相を回転させるべく補償関数回路の関数式とそのパラメ
ータを整定すればよい。
【００８８】
【発明の効果】この発明によれば、電力系統の電流の位
相に対してアクティブフィルタの出力電流の位相を回転
させるように、補償関数回路の関数値を関数値整定手段
により整定することにより、先述の「高調波電流増大現
象」を抑制しつつ、電力系統に流出する高調波電流を補
償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すアクティブ
フィルタの回路構成図
【図２】この発明の第２の実施の形態を示すアクティブ
フィルタの回路構成図
【図３】この発明の第３の実施の形態を示すアクティブ
フィルタの回路構成図
【図４】この発明の第４の実施の形態を示すアクティブ
フィルタの回路構成図
【図５】この発明の第１の実施例を示すアクティブフィ
ルタの制御装置の回路構成図
【図６】図５の動作を説明するブロック線図
【図７】図５の動作を説明するブロック線図
【図８】この発明の第２の実施例を示すアクティブフィ
ルタの制御装置の回路構成図
【図９】この発明の第３の実施例を示すアクティブフィ
ルタの制御装置の回路構成図
【図１０】この発明の第３の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１１】この発明の第４の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１２】図１１の動作を説明するブロック線図
【図１３】この発明の第５の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１４】この発明の第６の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１５】この発明の第７の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１６】この発明の第８の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１７】この発明の第９の実施例を示すアクティブフ
ィルタの制御装置の回路構成図
【図１８】この発明の第１０の実施例を示すアクティブ
フィルタの制御装置の回路構成図
【図１９】この発明の第１２の実施例を示すアクティブ
フィルタの制御装置の回路構成図
【図２０】この発明の第１３の実施例を示すアクティブ
フィルタの制御装置の回路構成図
【図２１】この発明の第１４の実施例を示すアクティブ
フィルタの制御装置の回路構成図
【図２２】図２１の動作を説明する特性図
【図２３】図２１の動作を説明する特性図
【図２４】図２１の動作を説明する特性図
【図２５】図２１の動作を説明するベクトル図
【図２６】従来例を示すアクティブフィルタの制御装置
の回路構成図
【図２７】図２６のアクティブフィルタの詳細回路構成
図
【図２８】図２６の動作を説明する等価回路図
【図２９】図２６の動作を説明するブロック線図
【図３０】図２６の動作を説明する特性図
【符号の説明】
１ａ…上位の電力系統、１ｂ…下位の電力系統、２ａ，
２ｂ…高調波電流発生源、４…変圧器、５…電流検出
器、６…負荷、７…ＬＣフィルタ、８…電流検出器、１
０…アクティブフィルタ、１１…アクティブフィルタ主
回路、１２…変換器制御回路、１３…制御装置、１４…
電流検出器、２０…制御装置、２１…検出フィルタ、２
２…高調波抽出回路、２３…乗算器、２４…補償関数回
路、２５…切替スイッチ、２６…信号発生手段、２７…
加算演算手段、２８…振幅演算手段、２９…関数値整定
手段、２９ａ…除算演算器、２９ｂ…パラメータ算定回
路、３０…制御装置、３１…検出フィルタ、３２…加算
演算器、３３…振幅演算手段、３４…制御装置、３５…
加算演算器、３６…制御装置、３７…加算演算器、４０
…制御装置、４１…関数値整定手段、４１ａ…除算演算
器、４１ｂ…パラメータ算定回路、４２…制御装置、４
３…検出フィルタ、４４…振幅演算手段、４５…制御装
置、４６…加算演算器、５０…制御装置、５１…振幅演
算手段、５２…制御装置、５３…フーリエ変換器、５４
…振幅演算手段、６０…制御装置、６１ａ，６１ｂ…切
替スイッチ、６２，６３…波形保持回路、６４…加算演
算器、６５…振幅演算手段、６６…制御装置、６７…フ
ーリエ変換器、７０…制御装置、７１…第１信号発生手
段、７２…第２信号発生手段、７３…振幅生成回路、７
４…乗算演算器、７５…フーリエ変換器、７６…乗算
器、７７…振幅演算手段、７８…関数値整定手段、７８
ａ…除算演算器、７８ｂ…パラメータ算定回路、８０…
制御装置、８１…加算演算手段、８２…第１信号発生手
段、８３…制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 久 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 河村 篤男 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町353の56 Ｆターム(参考） 5G066 EA03 5H740 BA11 BB09 NN03 5J098 AA02 AA04 AA11 AA14 AB25 AD21 CA06 CB03

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を前記Ｋ倍値に加算する加算演算手段
    と、 この加算演算手段の出力を新たな電流指令値として、前
    記アクティブフィルタを動作させたときの前記電力系統
    側電流の検出値に基づく振幅を求める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を前記正弦波信号の振幅で
    除算演算した値と、該正弦波信号の周波数とに基づき前
    記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを
    付加したことを特徴とするアクティブフィルタの制御装
    置。
  2. 【請求項２】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を前記Ｋ倍値に加算する加算演算手段
    と、 この加算演算手段の出力を新たな電流指令値として、前
    記アクティブフィルタを動作させたときの前記電力系統
    側電流の検出値に基づく振幅を求める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を前記アクティブフィルタ
    の出力電流の検出値と前記Ｋ倍値との差から得られる振
    幅で除算演算した値と、前記正弦波信号の周波数とに基
    づき前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手
    段とを付加したことを特徴とするアクティブフィルタの
    制御装置。
  3. 【請求項３】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を新たな電流指令値として、前記アクテ
    ィブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電流の
    検出値に基づく振幅を求める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を前記正弦波信号の振幅で
    除算演算した値と、該正弦波信号の周波数とに基づき前
    記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを
    付加したことを特徴とするアクティブフィルタの制御装
    置。
  4. 【請求項４】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を新たな電流指令値として、前記アクテ
    ィブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電流の
    検出値に基づく振幅を求める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を前記アクティブフィルタ
    の出力電流の検出値の振幅で除算演算した値と、前記正
    弦波信号の周波数とに基づき前記補償関数回路の関数値
    を整定する関数値整定手段とを付加したことを特徴とす
    るアクティブフィルタの制御装置。
  5. 【請求項５】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を新たな電流指令値として、前記アクテ
    ィブフィルタを動作させたときの前記Ｋ倍値の振幅を求
    める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を該アクティブフィルタの
    出力電流の検出値の振幅で除算演算した値と、前記正弦
    波信号の周波数とに基づき前記補償関数回路の関数値を
    整定する関数値整定手段とを付加したことを特徴とする
    アクティブフィルタの制御装置。
  6. 【請求項６】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた振幅，位相，周波数の正弦
    波信号を発生する信号発生手段と、 この正弦波信号を新たな電流指令値として、前記アクテ
    ィブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電流の
    検出値をフーリエ変換して前記正弦波信号の周波数と等
    しい周波数成分を抽出し、この抽出値の振幅を求める振
    幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた振幅を前記正弦波信号の振幅で
    除算演算した値と、該正弦波信号の周波数とに基づき前
    記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段とを
    付加したことを特徴とするアクティブフィルタの制御装
    置。
  7. 【請求項７】請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の
    アクティブフィルタの制御装置において、 前記振幅演算手段は、前記信号発生手段を動作せさたと
    きの前記電力系統側電流の検出値と、前記信号発生手段
    を動作させないときの前記電力系統側電流の検出値との
    差に基づく振幅を求めることを特徴とするアクティブフ
    ィルタの制御装置。
  8. 【請求項８】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、予め定めた周波数で振幅，位相が固定
    値の第１正弦波信号を発生する第１信号発生手段と、 前記第１正弦波信号と同じ周波数で、その振幅が前記第
    １正弦波信号より周波数が低い正弦波変調信号と変調基
    準値とに基づいて変調され、その位相が正弦波変調信号
    より長い周期で前記段階的に変化する第２正弦波信号を
    発生する第２信号発生手段と、 この第２正弦波信号を新たな電流指令値として、前記ア
    クティブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電
    流の検出値と前記第１正弦波信号とを乗算演算し、この
    演算値をフーリエ変換して前記正弦波変調信号の周波数
    と等しい周波数成分を抽出し、この抽出値の２倍値に基
    づく最大振幅を求める振幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除
    算演算した値と、前記第２正弦波信号の周波数とに基づ
    き前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段
    とを付加したことを特徴とするアクティブフィルタの制
    御装置。
  9. 【請求項９】電力系統に対して高調波電流を発生させる
    高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該高
    調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置にお
    いて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、段階的に変化する予め定めた周波数で
    振幅，位相が固定値の第１正弦波信号を発生する第１信
    号発生手段と、 前記第１正弦波信号と同じ周波数で、その振幅が前記第
    １正弦波信号より周波数が低い正弦波変調信号と変調基
    準値とに基づいて変調され、その位相が正弦波変調信号
    より長い周期で段階的に変化する第２正弦波信号を発生
    する第２信号発生手段と、 この第２正弦波信号を前記Ｋ倍値に加算する加算演算手
    段と、 この加算演算手段の出力を新たな電流指令値として、前
    記アクティブフィルタを動作させたときの前記電力系統
    側電流の検出値から抽出された高調波電流と前記第１正
    弦波信号とを乗算演算し、この演算値をフーリエ変換し
    て前記正弦波変調信号の周波数と等しい周波数成分を抽
    出し、この抽出値の２倍値に基づく最大振幅を求める振
    幅演算手段と、 該振幅演算手段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除
    算演算した値と、前記第２正弦波信号の周波数とに基づ
    き前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手段
    とを付加したことを特徴とするアクティブフィルタの制
    御装置。
  10. 【請求項１０】電力系統に対して高調波電流を発生させ
    る高調波電流発生源としての負荷と並列に接続され、該
    高調波電流を補償するアクティブフィルタの制御装置に
    おいて、 この制御装置が電力系統側電流の検出値から該電力系統
    へ流出する高調波電流を抽出し、この抽出値をゲイン
    （Ｋ）倍し、該Ｋ倍値に補償関数回路を介した値を前記
    アクティブフィルタへの電流指令値として生成するため
    に、 前記制御装置に、段階的に変化する予め定めた周波数で
    振幅，位相が固定値の第１正弦波信号を発生する第１信
    号発生手段と、 前記第１正弦波信号と同じ周波数で、その振幅が前記第
    １正弦波信号より周波数が低い正弦波変調信号と変調基
    準値とに基づいて変調され、その位相が正弦波変調信号
    より長い周期で段階的に変化する第２正弦波信号を発生
    する第２信号発生手段と、 この第２正弦波信号を新たな電流指令値として、前記ア
    クティブフィルタを動作させたときの前記電力系統側電
    流の検出値から抽出された高調波電流と前記第１正弦波
    信号とを乗算演算し、この演算値をフーリエ変換して前
    記正弦波変調信号の周波数と等しい周波数成分を抽出
    し、この抽出値の２倍値に基づく最大振幅を求める振幅
    演算手段と、 該振幅演算手段で求めた最大振幅を前記変調基準値で除
    算演算した値と、前記第２の正弦波信号の周波数とに基
    づき前記補償関数回路の関数値を整定する関数値整定手
    段とを付加したことを特徴とするアクティブフィルタの
    制御装置。
  11. 【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれかに記
    載のアクティブフィルタの制御装置において、 前記補償関数回路の関数値は〔ω2 2ｓ2 ＋２ζ1 ω1 ｓ
    ＋ω1 2〕／〔ω1 2ｓ2＋２ζ2 ω2 ｓ＋ω2 2〕とし、ω
    2 ，ω1 ，ζ1 ，ζ2 それぞれの値を前記関数値整定手
    段により導出することを特徴とするアクティブフィルタ
    の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108233374A (zh) * 2017-12-21 2018-06-29 虞吉荣 一种预装式箱变的冲击性负荷谐波的抑制方法及系统
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

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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
JP7274209B2 (ja) 2019-08-09 2023-05-16 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

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