JP2002171667A - 系統安定化装置 - Google Patents
系統安定化装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 系統運用変更があっても、手動による変更操
作を必要とすることなく、常に電圧変動を適正に補償し
得る系統安定化装置を提供することにある。 【解決手段】 風力発電機などの分散電源１１を連系さ
せた配電系統に電力変換器１４を接続し、前記分散電源
１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制する系
統安定化装置１２において、前記電力変換器１４により
配電系統に次数間高調波電流を注入し、その次数間高調
波電流に基づいて系統インピーダンスを常時計測し、そ
の系統インピーダンスによって決まる制御パラメータを
配電系統に応じて自動調整する制御回路１５を具備す
る。
作を必要とすることなく、常に電圧変動を適正に補償し
得る系統安定化装置を提供することにある。 【解決手段】 風力発電機などの分散電源１１を連系さ
せた配電系統に電力変換器１４を接続し、前記分散電源
１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制する系
統安定化装置１２において、前記電力変換器１４により
配電系統に次数間高調波電流を注入し、その次数間高調
波電流に基づいて系統インピーダンスを常時計測し、そ
の系統インピーダンスによって決まる制御パラメータを
配電系統に応じて自動調整する制御回路１５を具備す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は系統安定化装置に関
し、例えば、風力発電機などの分散電源やアーク炉、電
鉄などの負荷を系統電源に連系させた配電系統に設けら
れ、分散電源や負荷の出力変動による配電系統の電圧変
動を抑制する系統安定化装置に関する。
し、例えば、風力発電機などの分散電源やアーク炉、電
鉄などの負荷を系統電源に連系させた配電系統に設けら
れ、分散電源や負荷の出力変動による配電系統の電圧変
動を抑制する系統安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、風力発電機などの分散電源や
アーク炉、電鉄などの負荷を系統電源に連系させた配電
系統では、分散電源や負荷の出力変動による配電系統の
電圧変動を抑制するための系統安定化装置を設置してい
る。
アーク炉、電鉄などの負荷を系統電源に連系させた配電
系統では、分散電源や負荷の出力変動による配電系統の
電圧変動を抑制するための系統安定化装置を設置してい
る。
【０００３】例えば風力発電機の出力は風速などの自然
条件に応じて時々刻々と変動する。また、風力発電機は
電力系統の末端、例えば僻地や離島などに設置されるの
が一般的であるため、風力発電機の出力変動が頻繁に現
出すると、電力系統に電圧変動を招くことがある。さら
に、近年の風力発電機は大容量化の傾向にある。そこ
で、配電系統における電圧変動対策の一つとして、無効
電力補償装置（ＳＶＣ）と称される系統安定化装置を設
置している。
条件に応じて時々刻々と変動する。また、風力発電機は
電力系統の末端、例えば僻地や離島などに設置されるの
が一般的であるため、風力発電機の出力変動が頻繁に現
出すると、電力系統に電圧変動を招くことがある。さら
に、近年の風力発電機は大容量化の傾向にある。そこ
で、配電系統における電圧変動対策の一つとして、無効
電力補償装置（ＳＶＣ）と称される系統安定化装置を設
置している。
【０００４】図３は風力発電機などの分散電源１を配電
系統に連系させ、その連系点Ａに系統安定化装置２を設
置した概略構成を示す。分散電源１は、二つの系統電源
Ｖｓ 1，Ｖｓ2を有する配電系統に連系される場合があ
り、その連系点Ａが二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2を具備
した配電系統の中間点に位置する。なお、Ｒ1，ｊＸ1は
一方の系統電源Ｖｓ1の系統インピーダンス、ＣＢ1は一
方の系統電源Ｖｓ1の遮断器であり、Ｒ2，ｊＸ2は他方
の系統電源Ｖｓ2の系統インピーダンス、ＣＢ2は他方の
系統電源Ｖｓ2の遮断器である。
系統に連系させ、その連系点Ａに系統安定化装置２を設
置した概略構成を示す。分散電源１は、二つの系統電源
Ｖｓ 1，Ｖｓ2を有する配電系統に連系される場合があ
り、その連系点Ａが二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2を具備
した配電系統の中間点に位置する。なお、Ｒ1，ｊＸ1は
一方の系統電源Ｖｓ1の系統インピーダンス、ＣＢ1は一
方の系統電源Ｖｓ1の遮断器であり、Ｒ2，ｊＸ2は他方
の系統電源Ｖｓ2の系統インピーダンス、ＣＢ2は他方の
系統電源Ｖｓ2の遮断器である。
【０００５】この場合、分散電源１は、二つの系統電源
Ｖｓ1，Ｖｓ2のいずれか一方と連系するようになってい
る。つまり、一方の系統電源Ｖｓ1と分散電源１とが連
系されている状態で、その系統電源Ｖｓ1に停電が発生
した場合、分散電源１を一方の系統電源Ｖｓ1から他方
の系統電源Ｖｓ2へ切り替え制御し、分散電源１を他方
の系統電源Ｖｓ2に連系させて電力の授受が行われる。
Ｖｓ1，Ｖｓ2のいずれか一方と連系するようになってい
る。つまり、一方の系統電源Ｖｓ1と分散電源１とが連
系されている状態で、その系統電源Ｖｓ1に停電が発生
した場合、分散電源１を一方の系統電源Ｖｓ1から他方
の系統電源Ｖｓ2へ切り替え制御し、分散電源１を他方
の系統電源Ｖｓ2に連系させて電力の授受が行われる。
【０００６】前記系統安定化装置２は、配電系統の連系
点Ａに連系用変圧器３を介して接続された電力変換器４
を具備し、無効電力により電圧調整する無効電力補償機
能を有する。
点Ａに連系用変圧器３を介して接続された電力変換器４
を具備し、無効電力により電圧調整する無効電力補償機
能を有する。
【０００７】この系統安定化装置２では、変圧器および
変流器により分散電源１から出力される有効電力および
無効電力を検出し、それら有効電力および無効電力から
分散電源１の出力変動による配電系統の電圧変動量を算
出し、その電圧変動量に応じた補償電流指令信号を電力
変換器４に送出する。この補償電流指令信号に基づいて
電力変換器４から補償電流を出力し、その補償電流によ
り、分散電源１の出力変動による配電系統の電圧変動を
抑制するようにしている。
変流器により分散電源１から出力される有効電力および
無効電力を検出し、それら有効電力および無効電力から
分散電源１の出力変動による配電系統の電圧変動量を算
出し、その電圧変動量に応じた補償電流指令信号を電力
変換器４に送出する。この補償電流指令信号に基づいて
電力変換器４から補償電流を出力し、その補償電流によ
り、分散電源１の出力変動による配電系統の電圧変動を
抑制するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに分散電源１である風力発電機は、例えば僻地や離島
など配電系統の末端に設置されるのが一般的であるた
め、系統安定化装置２が設置される分散電源１の連系点
Ａと系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2間の系統インピーダンスの抵
抗分Ｒ1，Ｒ2が大きい。以下、系統電源Ｖｓ1とＶｓ2に
ついて共通する場合には、系統インピーダンスの抵抗分
をＲ、リアクタンス分をＸと称して説明する。
うに分散電源１である風力発電機は、例えば僻地や離島
など配電系統の末端に設置されるのが一般的であるた
め、系統安定化装置２が設置される分散電源１の連系点
Ａと系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2間の系統インピーダンスの抵
抗分Ｒ1，Ｒ2が大きい。以下、系統電源Ｖｓ1とＶｓ2に
ついて共通する場合には、系統インピーダンスの抵抗分
をＲ、リアクタンス分をＸと称して説明する。
【０００９】つまり、配電系統での電圧変動をΔＶ、系
統インピーダンスの抵抗分をＲ、リアクタンス分をＸ、
分散電源１の有効電力をＰ、無効電力をＱとした場合、
配電系統での電圧変動ΔＶは、ΔＶ＝Ｒ・Ｐ＋Ｘ・Ｑと
なる。従って、前述したように系統インピーダンスの抵
抗分Ｒが大きいと、無効電力Ｑだけではなく、有効電力
Ｐによっても電圧変動ΔＶが生じる場合が多い。
統インピーダンスの抵抗分をＲ、リアクタンス分をＸ、
分散電源１の有効電力をＰ、無効電力をＱとした場合、
配電系統での電圧変動ΔＶは、ΔＶ＝Ｒ・Ｐ＋Ｘ・Ｑと
なる。従って、前述したように系統インピーダンスの抵
抗分Ｒが大きいと、無効電力Ｑだけではなく、有効電力
Ｐによっても電圧変動ΔＶが生じる場合が多い。
【００１０】そこで、系統安定化装置２では、有効電力
の電圧変動分も補償する目的から、補償電力をＱｃとし
た場合、理想的には電圧変動を零にするため、ΔＶ＝Ｒ
・Ｐ＋Ｘ（Ｑ＋Ｑｃ）＝０より、系統安定化装置２で補
償すべき補償電力Ｑｃは、Ｑｃ＝−｛Ｑ＋（Ｒ／Ｘ）・
Ｐ｝となる。これは理想的な状態を意味するものであ
り、実際上は、電圧変動を所定の範囲内に抑制するよう
に制御できればよいことから、補償ゲインをｋとして、
Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝に基づいた制御ア
ルゴリズムにより電圧変動を補償するように運用してい
る。
の電圧変動分も補償する目的から、補償電力をＱｃとし
た場合、理想的には電圧変動を零にするため、ΔＶ＝Ｒ
・Ｐ＋Ｘ（Ｑ＋Ｑｃ）＝０より、系統安定化装置２で補
償すべき補償電力Ｑｃは、Ｑｃ＝−｛Ｑ＋（Ｒ／Ｘ）・
Ｐ｝となる。これは理想的な状態を意味するものであ
り、実際上は、電圧変動を所定の範囲内に抑制するよう
に制御できればよいことから、補償ゲインをｋとして、
Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝に基づいた制御ア
ルゴリズムにより電圧変動を補償するように運用してい
る。
【００１１】系統安定化装置２では、上式の制御アルゴ
リズムに基づいて電圧変動を補償するように動作する
が、その制御演算において系統インピーダンスの抵抗分
Ｒおよびリアクタンス分Ｘからなる制御パラメータ（Ｒ
／Ｘ）が存在する。ここで、配電系統における系統イン
ピーダンスが変わらなければ、特に問題はないが、図３
に示すように系統インピーダンスが異なる二つの系統電
源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらかと連系される場合、いずれの
系統電源と連系されているかによって、系統インピーダ
ンスが異なる。
リズムに基づいて電圧変動を補償するように動作する
が、その制御演算において系統インピーダンスの抵抗分
Ｒおよびリアクタンス分Ｘからなる制御パラメータ（Ｒ
／Ｘ）が存在する。ここで、配電系統における系統イン
ピーダンスが変わらなければ、特に問題はないが、図３
に示すように系統インピーダンスが異なる二つの系統電
源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらかと連系される場合、いずれの
系統電源と連系されているかによって、系統インピーダ
ンスが異なる。
【００１２】このことから、上式による制御アルゴリズ
ムにおける演算で制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）が異なる。
つまり、系統電源Ｖｓ1，と連系している場合には、制
御パラメータが（Ｒ1／Ｘ1）となり、系統電源Ｖｓ2と
連系している場合には、制御パラメータが（Ｒ2／Ｘ2）
となる。そのため、二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどち
らと連系されているかによってその系統運用に応じて制
御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を変更する必要がある。
ムにおける演算で制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）が異なる。
つまり、系統電源Ｖｓ1，と連系している場合には、制
御パラメータが（Ｒ1／Ｘ1）となり、系統電源Ｖｓ2と
連系している場合には、制御パラメータが（Ｒ2／Ｘ2）
となる。そのため、二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどち
らと連系されているかによってその系統運用に応じて制
御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を変更する必要がある。
【００１３】その場合、系統安定化装置２の管理者は、
電力会社から系統停電などによる系統運用変更の連絡を
受ける必要があり、その系統運用変更の連絡に基づいて
制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を変更して制御アルゴリズム
を再構築することに非常に手間がかかる。また、系統安
定化装置２は、無人で使用されている場合が多く、その
場合には、系統運用変更があるたびに手動による変更操
作が必要となり、煩雑な作業となっていた。
電力会社から系統停電などによる系統運用変更の連絡を
受ける必要があり、その系統運用変更の連絡に基づいて
制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を変更して制御アルゴリズム
を再構築することに非常に手間がかかる。また、系統安
定化装置２は、無人で使用されている場合が多く、その
場合には、系統運用変更があるたびに手動による変更操
作が必要となり、煩雑な作業となっていた。
【００１４】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、系統運用変更
があっても、手動による変更操作を必要とすることな
く、常に電圧変動を適正に補償し得る系統安定化装置を
提供することにある。
されたもので、その目的とするところは、系統運用変更
があっても、手動による変更操作を必要とすることな
く、常に電圧変動を適正に補償し得る系統安定化装置を
提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、請求項１に係る発明は、電力変動
源を連系させた配電系統に電力変換器を接続し、前記電
力変動源の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制す
る系統安定化装置において、前記電力変換器により配電
系統に次数間高調波電流を注入し、その次数間高調波電
流に基づいて系統インピーダンスを常時計測し、その系
統インピーダンスによって決まる制御パラメータを配電
系統に応じて自動調整する制御回路を具備したことを特
徴とする。
の技術的手段として、請求項１に係る発明は、電力変動
源を連系させた配電系統に電力変換器を接続し、前記電
力変動源の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制す
る系統安定化装置において、前記電力変換器により配電
系統に次数間高調波電流を注入し、その次数間高調波電
流に基づいて系統インピーダンスを常時計測し、その系
統インピーダンスによって決まる制御パラメータを配電
系統に応じて自動調整する制御回路を具備したことを特
徴とする。
【００１６】請求項１の発明に係る系統安定化装置で
は、通常、配電系統に存在しない次数間高調波電流をそ
の配電系統に注入することにより、系統電圧にその次数
間高調波電圧を発生させ、それら次数間高調波電流およ
び電圧から系統インピーダンスを算出する。この系統イ
ンピーダンスを常時計測し、その系統インピーダンスに
よって決まる制御パラメータを配電系統に応じて自動調
整する。
は、通常、配電系統に存在しない次数間高調波電流をそ
の配電系統に注入することにより、系統電圧にその次数
間高調波電圧を発生させ、それら次数間高調波電流およ
び電圧から系統インピーダンスを算出する。この系統イ
ンピーダンスを常時計測し、その系統インピーダンスに
よって決まる制御パラメータを配電系統に応じて自動調
整する。
【００１７】これにより、配電系統の系統インピーダン
スが変更されても、その系統インピーダンスを自動的に
同定し、前記系統インピーダンスと対応した制御パラメ
ータを自動的に設定変更することができ、制御パラメー
タの変更操作なしに適正な電圧補償を実行することがで
きる。
スが変更されても、その系統インピーダンスを自動的に
同定し、前記系統インピーダンスと対応した制御パラメ
ータを自動的に設定変更することができ、制御パラメー
タの変更操作なしに適正な電圧補償を実行することがで
きる。
【００１８】請求項２に記載したように系統安定化装置
は、系統インピーダンスが異なる二つの系統電源を具備
した配電系統に適用することが望ましい。この場合、分
散電源の配電系統を二つの系統電源のいずれに切り替え
ても、その系統運用変更による系統インピーダンスの同
定を自動的に行えるので、分散電源を二つの系統電源の
いずれと連系させた場合であっても適正な電圧補償を実
行することができる。
は、系統インピーダンスが異なる二つの系統電源を具備
した配電系統に適用することが望ましい。この場合、分
散電源の配電系統を二つの系統電源のいずれに切り替え
ても、その系統運用変更による系統インピーダンスの同
定を自動的に行えるので、分散電源を二つの系統電源の
いずれと連系させた場合であっても適正な電圧補償を実
行することができる。
【００１９】請求項３に記載したように前記電力変動源
が分散電源の場合、前記制御回路により、系統停電発生
時の前記分散電源の単独運転を、電力変換器により配電
系統に注入された次数間高調波電流でもって検出可能と
すれば、無効電力により電圧調整する無効電力補償機能
と次数間高調波電流の注入による単独運転保護機能の両
機能を発揮させることができる。
が分散電源の場合、前記制御回路により、系統停電発生
時の前記分散電源の単独運転を、電力変換器により配電
系統に注入された次数間高調波電流でもって検出可能と
すれば、無効電力により電圧調整する無効電力補償機能
と次数間高調波電流の注入による単独運転保護機能の両
機能を発揮させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明に係る系統安定化装置の実
施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、
電力変動源として風力発電機などの分散電源を対象とし
た場合について説明するが、本発明はこれに限定される
ことなく、アーク炉や電鉄などの負荷のような他の電力
変動源にも適用可能である。図３と同一対象物には同一
参照符号を付して重複説明は省略する。
施形態を以下に詳述する。なお、以下の実施形態では、
電力変動源として風力発電機などの分散電源を対象とし
た場合について説明するが、本発明はこれに限定される
ことなく、アーク炉や電鉄などの負荷のような他の電力
変動源にも適用可能である。図３と同一対象物には同一
参照符号を付して重複説明は省略する。
【００２１】図１は、風力発電機などの分散電源１１
を、系統インピーダンスが異なる二つの系統電源Ｖ
ｓ1，Ｖｓ2（例えばＡ変電所とＢ変電所）を具備した配
電系統に連系させ、それら二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2
の中間点に位置する連系点Ａに系統安定化装置１２を接
続した概略構成を示す。
を、系統インピーダンスが異なる二つの系統電源Ｖ
ｓ1，Ｖｓ2（例えばＡ変電所とＢ変電所）を具備した配
電系統に連系させ、それら二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2
の中間点に位置する連系点Ａに系統安定化装置１２を接
続した概略構成を示す。
【００２２】この系統安定化装置１２は、同図に示すよ
うに配電系統の連系点Ａに連系用変圧器１３を介して接
続された電力変換器１４およびその制御回路１５を具備
し、この制御回路１５は、無効電力により電圧調整する
無効電力補償機能の他、後述するように系統停電発生時
の分散電源１１の単独運転を、電力変換器１４により配
電系統に注入された次数間高調波電流により検出する単
独運転保護機能を発揮する。
うに配電系統の連系点Ａに連系用変圧器１３を介して接
続された電力変換器１４およびその制御回路１５を具備
し、この制御回路１５は、無効電力により電圧調整する
無効電力補償機能の他、後述するように系統停電発生時
の分散電源１１の単独運転を、電力変換器１４により配
電系統に注入された次数間高調波電流により検出する単
独運転保護機能を発揮する。
【００２３】この系統安定化装置１２では、図２に示す
ように変圧器１６および変流器１７に基づいて、制御回
路１５により、系統電圧ＶSおよび負荷電流ＩLから分散
電源１１の有効電力Ｐおよび無効電力Ｑを電力検出回路
１９で検出し、それら有効電力Ｐおよび無効電力Ｑから
分散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動量を
算出し、その電圧変動量に応じた補償指令信号Ｓを補償
電力演算回路２０から電力変換器１４に出力する。
ように変圧器１６および変流器１７に基づいて、制御回
路１５により、系統電圧ＶSおよび負荷電流ＩLから分散
電源１１の有効電力Ｐおよび無効電力Ｑを電力検出回路
１９で検出し、それら有効電力Ｐおよび無効電力Ｑから
分散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動量を
算出し、その電圧変動量に応じた補償指令信号Ｓを補償
電力演算回路２０から電力変換器１４に出力する。
【００２４】この補償指令信号Ｓに基づいて電力変換器
１４から補償電力Ｑｃ（補償電流）を出力し、この電力
変換器１４から出力される補償電力Ｑｃにより、前記分
散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制
する。
１４から補償電力Ｑｃ（補償電流）を出力し、この電力
変換器１４から出力される補償電力Ｑｃにより、前記分
散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制
する。
【００２５】ここで、前述したように系統安定化装置１
２が設置される分散電源１１の連系点Ａと系統電源Ｖｓ
1，Ｖｓ2間の系統インピーダンスの抵抗分Ｒ1，Ｒ2が大
きい場合、系統安定化装置１２では、有効電力の電圧変
動分も補償する目的から、補償電力Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋
（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝に基づいた制御アルゴリズムにより電
圧変動を補償するように運用している。
２が設置される分散電源１１の連系点Ａと系統電源Ｖｓ
1，Ｖｓ2間の系統インピーダンスの抵抗分Ｒ1，Ｒ2が大
きい場合、系統安定化装置１２では、有効電力の電圧変
動分も補償する目的から、補償電力Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋
（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝に基づいた制御アルゴリズムにより電
圧変動を補償するように運用している。
【００２６】上式の制御演算において系統インピーダン
スの抵抗分Ｒおよびリアクタンス分Ｘからなる制御パラ
メータ（Ｒ／Ｘ）は、図１に示すように系統インピーダ
ンスが異なる二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらかと
連系される場合、いずれの系統電源と連系されているか
によって、系統インピーダンスが異なるため、上式によ
る制御アルゴリズムにおける演算で制御パラメータ（Ｒ
／Ｘ）が異なることになる。つまり、系統電源Ｖｓ1，
と連系している場合には、制御パラメータが（Ｒ1／
Ｘ1）となり、系統電源Ｖｓ2と連系している場合には、
制御パラメータが（Ｒ2／Ｘ2）となる。したがって、二
つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらと連系されているか
によってその系統運用に応じて制御パラメータ（Ｒ／
Ｘ）を変更する必要がある。
スの抵抗分Ｒおよびリアクタンス分Ｘからなる制御パラ
メータ（Ｒ／Ｘ）は、図１に示すように系統インピーダ
ンスが異なる二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらかと
連系される場合、いずれの系統電源と連系されているか
によって、系統インピーダンスが異なるため、上式によ
る制御アルゴリズムにおける演算で制御パラメータ（Ｒ
／Ｘ）が異なることになる。つまり、系統電源Ｖｓ1，
と連系している場合には、制御パラメータが（Ｒ1／
Ｘ1）となり、系統電源Ｖｓ2と連系している場合には、
制御パラメータが（Ｒ2／Ｘ2）となる。したがって、二
つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のどちらと連系されているか
によってその系統運用に応じて制御パラメータ（Ｒ／
Ｘ）を変更する必要がある。
【００２７】そこで、この実施形態の系統安定化装置１
２では、前記電力変換器１４から出力される補償電力Ｑ
ｃ（補償電流）に、通常、配電系統に存在しない次数間
高調波電流を重畳させて配電系統に注入し、この次数間
高調波電流の注入により発生する次数間高調波電圧と前
記次数間高調波電流とから系統インピーダンスを常時計
測し、その系統インピーダンスによって決まる制御パラ
メータ（Ｒ／Ｘ）を配電系統に応じて自動調整可能とす
る。
２では、前記電力変換器１４から出力される補償電力Ｑ
ｃ（補償電流）に、通常、配電系統に存在しない次数間
高調波電流を重畳させて配電系統に注入し、この次数間
高調波電流の注入により発生する次数間高調波電圧と前
記次数間高調波電流とから系統インピーダンスを常時計
測し、その系統インピーダンスによって決まる制御パラ
メータ（Ｒ／Ｘ）を配電系統に応じて自動調整可能とす
る。
【００２８】前記制御回路１５では、変圧器１６により
系統電圧Ｖｓを検出し、配電系統の基本波電圧周波数と
同期した非整数倍の周波数を持つ次数間高調波電流を生
成して電力変換器１４に出力する。この制御回路１５か
ら出力された次数間高調波指令信号により電力変換器１
４から電力系統に次数間高調波電流を注入する。
系統電圧Ｖｓを検出し、配電系統の基本波電圧周波数と
同期した非整数倍の周波数を持つ次数間高調波電流を生
成して電力変換器１４に出力する。この制御回路１５か
ら出力された次数間高調波指令信号により電力変換器１
４から電力系統に次数間高調波電流を注入する。
【００２９】つまり、図２に示すように変流器１８によ
り検出された補償電流Ｉｃに基づいて、制御回路１５に
より、配電系統に注入された次数間高調波電流を高調波
電流検出回路２１により検出すると共に、変圧器１６に
より検出された系統電圧Ｖｓに基づいて、その次数間高
調波電流の注入により発生した次数間高調波電圧を高調
波電圧検出回路２２により検出する。このようにして検
出された次数間高調波電流および次数間高調波電圧から
配電系統の系統インピーダンスをインピーダンス検出回
路２３により算出し、さらに、この系統インピーダンス
によって決まる制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）をパラメータ
演算回路２４により算出する。
り検出された補償電流Ｉｃに基づいて、制御回路１５に
より、配電系統に注入された次数間高調波電流を高調波
電流検出回路２１により検出すると共に、変圧器１６に
より検出された系統電圧Ｖｓに基づいて、その次数間高
調波電流の注入により発生した次数間高調波電圧を高調
波電圧検出回路２２により検出する。このようにして検
出された次数間高調波電流および次数間高調波電圧から
配電系統の系統インピーダンスをインピーダンス検出回
路２３により算出し、さらに、この系統インピーダンス
によって決まる制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）をパラメータ
演算回路２４により算出する。
【００３０】この制御回路１５では、電力検出回路１９
から出力される分散電源１１の有効電力Ｐおよび無効電
力Ｑと、パラメータ演算回路２４から出力される制御パ
ラメータ（Ｒ／Ｘ）とに基づいて、Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋
（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝の制御アルゴリズムから補償電力Ｑｃ
を補償電力演算回路２０で算出し、それら有効電力Ｐお
よび無効電力Ｑから分散電源１１の出力変動による配電
系統の電圧変動量を算出し、その電圧変動量および系統
インピーダンスに応じた補償指令信号Ｓを前記補償電力
演算回路２０から電力変換器１４に出力する。二つの系
統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のうち、一方の系統電源Ｖｓ1と連
系する場合は、補償電力は、Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ1
／Ｘ1）・Ｐ｝の制御アルゴリズムから算出され、他方
の系統電源Ｖｓ2と連系する場合は、補償電力は、Ｑｃ
＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ2／Ｘ2）・Ｐ｝の制御アルゴリズム
から算出される。
から出力される分散電源１１の有効電力Ｐおよび無効電
力Ｑと、パラメータ演算回路２４から出力される制御パ
ラメータ（Ｒ／Ｘ）とに基づいて、Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋
（Ｒ／Ｘ）・Ｐ｝の制御アルゴリズムから補償電力Ｑｃ
を補償電力演算回路２０で算出し、それら有効電力Ｐお
よび無効電力Ｑから分散電源１１の出力変動による配電
系統の電圧変動量を算出し、その電圧変動量および系統
インピーダンスに応じた補償指令信号Ｓを前記補償電力
演算回路２０から電力変換器１４に出力する。二つの系
統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のうち、一方の系統電源Ｖｓ1と連
系する場合は、補償電力は、Ｑｃ＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ1
／Ｘ1）・Ｐ｝の制御アルゴリズムから算出され、他方
の系統電源Ｖｓ2と連系する場合は、補償電力は、Ｑｃ
＝−ｋ×｛Ｑ＋（Ｒ2／Ｘ2）・Ｐ｝の制御アルゴリズム
から算出される。
【００３１】この補償指令信号Ｓに基づいて電力変換器
１４から補償電力Ｑｃ（補償電流）を出力し、この電力
変換器１４から出力される補償電力Ｑｃにより、前記分
散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制
する。
１４から補償電力Ｑｃ（補償電流）を出力し、この電力
変換器１４から出力される補償電力Ｑｃにより、前記分
散電源１１の出力変動による配電系統の電圧変動を抑制
する。
【００３２】この系統安定化装置１２では、通常、配電
系統に存在しない次数間高調波電流をその配電系統に注
入することにより、系統電圧にその次数間高調波電圧を
発生させ、それら次数間高調波電流および電圧から系統
インピーダンスを算出する。この系統インピーダンスを
常時計測し、その系統インピーダンスによって決まる制
御パラメータを配電系統に応じて自動調整する。
系統に存在しない次数間高調波電流をその配電系統に注
入することにより、系統電圧にその次数間高調波電圧を
発生させ、それら次数間高調波電流および電圧から系統
インピーダンスを算出する。この系統インピーダンスを
常時計測し、その系統インピーダンスによって決まる制
御パラメータを配電系統に応じて自動調整する。
【００３３】これにより、分散電源１１の配電系統を二
つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のいずれかに切り替える場
合、例えば、一方の系統電源Ｖｓ1が停電したことによ
り、その一方の系統電源Ｖｓ1から他方の系統電源Ｖｓ2
へ切り替える場合、配電系統の系統インピーダンスが変
更されても、その系統運用変更による系統インピーダン
スの同定を自動的に行えるので、前記系統インピーダン
スと対応した制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を、例えば（Ｒ
1／Ｘ1）から（Ｒ2／Ｘ2）へ自動的に設定変更すること
ができ、分散電源１１を二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2の
いずれと連系させた場合であっても、制御パラメータ
（Ｒ／Ｘ）の変更操作なしに適正な電圧補償を実行する
ことができる。
つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2のいずれかに切り替える場
合、例えば、一方の系統電源Ｖｓ1が停電したことによ
り、その一方の系統電源Ｖｓ1から他方の系統電源Ｖｓ2
へ切り替える場合、配電系統の系統インピーダンスが変
更されても、その系統運用変更による系統インピーダン
スの同定を自動的に行えるので、前記系統インピーダン
スと対応した制御パラメータ（Ｒ／Ｘ）を、例えば（Ｒ
1／Ｘ1）から（Ｒ2／Ｘ2）へ自動的に設定変更すること
ができ、分散電源１１を二つの系統電源Ｖｓ1，Ｖｓ2の
いずれと連系させた場合であっても、制御パラメータ
（Ｒ／Ｘ）の変更操作なしに適正な電圧補償を実行する
ことができる。
【００３４】なお、前述したように系統インピーダンス
の抵抗分が大きい配電系統の末端に大容量の分散電源１
１が接続されていると、系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2の停電
時、分散電源１１の単独運転によりその有効電力が系統
電源Ｖｓ1又はＶｓ2へ逆潮流することがあり、系統電源
側において感電事故などが発生する虞がある。これを防
止するため、系統停電時における分散電源１１の単独運
転を検出して開閉器ＣＢ1又はＣＢ2を遮断する必要があ
る。
の抵抗分が大きい配電系統の末端に大容量の分散電源１
１が接続されていると、系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2の停電
時、分散電源１１の単独運転によりその有効電力が系統
電源Ｖｓ1又はＶｓ2へ逆潮流することがあり、系統電源
側において感電事故などが発生する虞がある。これを防
止するため、系統停電時における分散電源１１の単独運
転を検出して開閉器ＣＢ1又はＣＢ2を遮断する必要があ
る。
【００３５】そこで、この実施形態の系統安定化装置１
２では、分散電源１１の単独運転を次数間高調波電流に
より検出する単独運転保護機能を具備する。つまり、前
述したように配電系統に存在しない非整数次の次数間高
調波電流を配電系統に注入し、系統停電時に生じる系統
インピーダンスの変化から系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2の停
止による分散電源１１の単独運転を検出する。この単独
運転の検出に基づいて制御回路１５から遮断信号を出力
することにより、開閉器ＣＢ1又はＣＢ2を遮断して分散
電源１１を系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2から切り離す。これ
により、分散電源１１の単独運転を未然に防止すること
ができ、安全性に富んだ系統安定化装置を提供すること
ができる。
２では、分散電源１１の単独運転を次数間高調波電流に
より検出する単独運転保護機能を具備する。つまり、前
述したように配電系統に存在しない非整数次の次数間高
調波電流を配電系統に注入し、系統停電時に生じる系統
インピーダンスの変化から系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2の停
止による分散電源１１の単独運転を検出する。この単独
運転の検出に基づいて制御回路１５から遮断信号を出力
することにより、開閉器ＣＢ1又はＣＢ2を遮断して分散
電源１１を系統電源Ｖｓ1又はＶｓ2から切り離す。これ
により、分散電源１１の単独運転を未然に防止すること
ができ、安全性に富んだ系統安定化装置を提供すること
ができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、電力変動源を連系させ
た配電系統に電力変換器を接続し、前記電力変動源の出
力変動による配電系統の電圧変動を抑制する系統安定化
装置において、前記配電系統に次数間高調波電流を注入
して系統インピーダンスを常時計測し、その系統インピ
ーダンスによって決まる制御パラメータを配電系統に応
じて自動調整可能としたことにより、配電系統の系統イ
ンピーダンスが変更されても、その系統インピーダンス
を自動的に同定し、前記系統インピーダンスと対応した
制御パラメータを自動的に設定変更することができ、制
御パラメータの変更操作なしに適正な電圧補償を実行す
ることができる。
た配電系統に電力変換器を接続し、前記電力変動源の出
力変動による配電系統の電圧変動を抑制する系統安定化
装置において、前記配電系統に次数間高調波電流を注入
して系統インピーダンスを常時計測し、その系統インピ
ーダンスによって決まる制御パラメータを配電系統に応
じて自動調整可能としたことにより、配電系統の系統イ
ンピーダンスが変更されても、その系統インピーダンス
を自動的に同定し、前記系統インピーダンスと対応した
制御パラメータを自動的に設定変更することができ、制
御パラメータの変更操作なしに適正な電圧補償を実行す
ることができる。
【図１】本発明に係る系統安定化装置の実施形態で、分
散電源を二つの系統電源を有する配電系統に連系させた
概略構成を示す回路図である。
散電源を二つの系統電源を有する配電系統に連系させた
概略構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態における系統安定化装置の制
御ブロック図である。
御ブロック図である。
【図３】従来の系統安定化装置で、二つの系統電源を有
する配電系統に分散電源を連系させた概略構成を示す回
路図である。
する配電系統に分散電源を連系させた概略構成を示す回
路図である。
１１ 電力変動源（分散電源） １２ 系統安定化装置 １４ 電力変換器 １５ 制御回路
Claims (3)
- 【請求項１】 電力変動源を連系させた配電系統に電力
変換器を接続し、前記電力変動源の出力変動による配電
系統の電圧変動を抑制する系統安定化装置において、前
記電力変換器により配電系統に次数間高調波電流を注入
し、その次数間高調波電流に基づいて系統インピーダン
スを常時計測し、その系統インピーダンスによって決ま
る制御パラメータを配電系統に応じて自動調整する制御
回路を具備したことを特徴とする系統安定化装置。 - 【請求項２】 前記電力変動源を連系させた配電系統
は、系統インピーダンスが異なる二つの系統電源を具備
したことを特徴とする請求項１に記載の系統安定化装
置。 - 【請求項３】 前記電力変動源が分散電源であり、前記
制御回路は、系統停電発生時の前記分散電源の単独運転
を、電力変換器により配電系統に注入された次数間高調
波電流により検出可能としたことをを特徴とする請求項
１又は２に記載の系統安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000365734A JP2002171667A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 系統安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000365734A JP2002171667A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 系統安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002171667A true JP2002171667A (ja) | 2002-06-14 |
Family
ID=18836452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000365734A Pending JP2002171667A (ja) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | 系統安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002171667A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006060983A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-02 | Matsushita Ecology Systems Co Ltd | 電源装置 |
| JP2006067672A (ja) * | 2004-08-25 | 2006-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置 |
| JP2006158179A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-06-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 分散型電源、配電設備及び電力供給方法 |
| JP2007124779A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Hitachi Ltd | 分散型電源システム及び系統安定化方法 |
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| JP2020010546A (ja) * | 2018-07-11 | 2020-01-16 | 愛知電機株式会社 | 自励式無効電力補償装置 |
| JP2021103920A (ja) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | 愛知電機株式会社 | 自励式無効電力補償装置 |
-
2000
- 2000-11-30 JP JP2000365734A patent/JP2002171667A/ja active Pending
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| WO2011135822A1 (ja) * | 2010-04-27 | 2011-11-03 | パナソニック株式会社 | 電圧制御装置、電圧制御方法及び電圧制御プログラム |
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