JP2003061250A - 電圧変動補償装置 - Google Patents
電圧変動補償装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変圧器１の２次巻線Ｍ座、Ｔ座の有効電力の
均等化と無効電力補償の制御により３相電圧の平衡化お
よび力率改善を行う電力変動補償装置において、有害な
高調波電流が３相交流電源に流出するのを防ぎ、また、
き電の運用状態に合わせた最適な制御を可能にする。 【解決手段】 有効電力融通制御回路２１、無効電力補
償回路２０および高調波補償回路１７を備え、それぞれ
の制御目標により決定された各指令信号に対し、き電の
運用状態によって最適な補償容量配分設定をＰＱ配分回
路２２およびリミッタ回路１８にて行い、その出力を一
括統合し、その指令信号に基づいて電流制御回路２４は
各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力電流を制御すること
により、有効電力の均等化と、無効電力および高調波電
流の補償とを行う。
均等化と無効電力補償の制御により３相電圧の平衡化お
よび力率改善を行う電力変動補償装置において、有害な
高調波電流が３相交流電源に流出するのを防ぎ、また、
き電の運用状態に合わせた最適な制御を可能にする。 【解決手段】 有効電力融通制御回路２１、無効電力補
償回路２０および高調波補償回路１７を備え、それぞれ
の制御目標により決定された各指令信号に対し、き電の
運用状態によって最適な補償容量配分設定をＰＱ配分回
路２２およびリミッタ回路１８にて行い、その出力を一
括統合し、その指令信号に基づいて電流制御回路２４は
各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力電流を制御すること
により、有効電力の均等化と、無効電力および高調波電
流の補償とを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば交流電気
鉄道のき電回路に設置される３相交流電圧の変動を補償
する電圧変動補償装置に関するものである。
鉄道のき電回路に設置される３相交流電圧の変動を補償
する電圧変動補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】新幹線等電気車両は単相交流電源で運転
している。このき電システムは通常系統側３相交流電源
にスコット結線トランスを接続し、その２次側のＭ座、
Ｔ座巻線をそれぞれ上り、下り電車用に使用し、３相の
平衡化をしている。図５は、例えば特開平６−４６５２
９号公報に記載された従来の３相交流電圧平衡化と無効
電力補償機能を備えた電圧変動補償装置（３相平衡装
置）を示す構成図である。図において、１は３相／２相
変換用変圧器としてのスコット結線トランス（以下、変
圧器１と称す）、２Ｍは変圧器１の２次側Ｍ座に接続さ
れたインバータ、２Ｔは変圧器１の２次側Ｔ座に接続さ
れたインバータ、３Ｍおよび３Ｔはインバータ２Ｍ、２
Ｔの制御回路で同じ回路構成である。４は、制御回路３
Ｍ（３Ｔ）において負荷側の電圧変成器ＰＴML（ＰＴT
L）と変流器ＣＴML（ＣＴTL）、およびインバータ２
Ｍ、２Ｔ側の変流器ＣＴMi（ＣＴTi）で検出した電圧、
電流が入力し、負荷有効電力ＰML（ＰTL）、インバータ
有効電力ＰMi（ＰTi）、負荷無効電力ＱML（ＱTL）およ
びインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）を検出する有効電
力、無効電力検出器、５は電力検出器４からの負荷有効
電力ＰML（ＰTL）と他方の制御回路３Ｔ（３Ｍ）からの
負荷有効電力ＰTL（ＰML）を加算し、１／２にする平均
値演算回路である。また９は、負荷有効電力ＰML（ＰT
L）から平均値演算回路５出力の平均値を引きその値を
インバータの有効分出力量の設定量Ｐ ＳＥＴとしてイン
バータ有効電力ＰMi（ＰTi）をつき合わせてその偏差を
増幅する電力制御アンプ、６は位相制御回路であり、負
荷電圧ＶML（ＶTL）が入力し同期信号を出力する位相検
出回路である同期回路７と、この同期信号と電力制御ア
ンプ９の電力とを比較し位相信号を出力する位相器８と
で構成される。また１０は、電力検出器４からの負荷無
効電力ＱML（ＱTL）とインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）
との差が入力する電圧制御回路、１１は、位相器８から
の位相信号および電圧制御回路１０からの電圧制御信号
を入力しインバータ２Ｍ（２Ｔ）のゲートを駆動するゲ
ート制御回路である。
している。このき電システムは通常系統側３相交流電源
にスコット結線トランスを接続し、その２次側のＭ座、
Ｔ座巻線をそれぞれ上り、下り電車用に使用し、３相の
平衡化をしている。図５は、例えば特開平６−４６５２
９号公報に記載された従来の３相交流電圧平衡化と無効
電力補償機能を備えた電圧変動補償装置（３相平衡装
置）を示す構成図である。図において、１は３相／２相
変換用変圧器としてのスコット結線トランス（以下、変
圧器１と称す）、２Ｍは変圧器１の２次側Ｍ座に接続さ
れたインバータ、２Ｔは変圧器１の２次側Ｔ座に接続さ
れたインバータ、３Ｍおよび３Ｔはインバータ２Ｍ、２
Ｔの制御回路で同じ回路構成である。４は、制御回路３
Ｍ（３Ｔ）において負荷側の電圧変成器ＰＴML（ＰＴT
L）と変流器ＣＴML（ＣＴTL）、およびインバータ２
Ｍ、２Ｔ側の変流器ＣＴMi（ＣＴTi）で検出した電圧、
電流が入力し、負荷有効電力ＰML（ＰTL）、インバータ
有効電力ＰMi（ＰTi）、負荷無効電力ＱML（ＱTL）およ
びインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）を検出する有効電
力、無効電力検出器、５は電力検出器４からの負荷有効
電力ＰML（ＰTL）と他方の制御回路３Ｔ（３Ｍ）からの
負荷有効電力ＰTL（ＰML）を加算し、１／２にする平均
値演算回路である。また９は、負荷有効電力ＰML（ＰT
L）から平均値演算回路５出力の平均値を引きその値を
インバータの有効分出力量の設定量Ｐ ＳＥＴとしてイン
バータ有効電力ＰMi（ＰTi）をつき合わせてその偏差を
増幅する電力制御アンプ、６は位相制御回路であり、負
荷電圧ＶML（ＶTL）が入力し同期信号を出力する位相検
出回路である同期回路７と、この同期信号と電力制御ア
ンプ９の電力とを比較し位相信号を出力する位相器８と
で構成される。また１０は、電力検出器４からの負荷無
効電力ＱML（ＱTL）とインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）
との差が入力する電圧制御回路、１１は、位相器８から
の位相信号および電圧制御回路１０からの電圧制御信号
を入力しインバータ２Ｍ（２Ｔ）のゲートを駆動するゲ
ート制御回路である。
【０００３】次に動作について説明する。負荷の無効電
力ＱML（ＱTL）とインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）との
差がなくなるように電圧制御回路１０によりインバータ
２Ｍ（２Ｔ）を電圧制御し負荷の無効電力ＱML（ＱTL）
をインバータ２Ｍ（２Ｔ）から供給し、無効電力を補償
する。また、負荷側の有効電力ＰML（ＰTL）の差の１／
２を検出してこの量をインバータ２Ｍ（２Ｔ）の有効分
出力の設定量ＰSETとし、この設定量ＰSETとインバータ
有効電力ＰMi（ＰTi）をつき合わせてその偏差を増幅し
てインバータ２Ｍ（２Ｔ）を位相制御する。ＰSET＞０
の場合はインバータ２Ｍ（２Ｔ）の位相を進めてインバ
ータ２Ｍ（２Ｔ）から有効電力を出力し、逆にＰSET＜
０の場合はインバータ２Ｍ（２Ｔ）の位相を遅らせてイ
ンバータ２Ｍ（２Ｔ）に有効電力を取り込む。この様に
インバータ２Ｍ（２Ｔ）を制御して有効電力を融通し、
変圧器１の２次巻線Ｍ座、Ｔ座の有効電力が等しくな
る。これにより無効電力の補償と系統の３相電圧の平衡
化ができる。
力ＱML（ＱTL）とインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）との
差がなくなるように電圧制御回路１０によりインバータ
２Ｍ（２Ｔ）を電圧制御し負荷の無効電力ＱML（ＱTL）
をインバータ２Ｍ（２Ｔ）から供給し、無効電力を補償
する。また、負荷側の有効電力ＰML（ＰTL）の差の１／
２を検出してこの量をインバータ２Ｍ（２Ｔ）の有効分
出力の設定量ＰSETとし、この設定量ＰSETとインバータ
有効電力ＰMi（ＰTi）をつき合わせてその偏差を増幅し
てインバータ２Ｍ（２Ｔ）を位相制御する。ＰSET＞０
の場合はインバータ２Ｍ（２Ｔ）の位相を進めてインバ
ータ２Ｍ（２Ｔ）から有効電力を出力し、逆にＰSET＜
０の場合はインバータ２Ｍ（２Ｔ）の位相を遅らせてイ
ンバータ２Ｍ（２Ｔ）に有効電力を取り込む。この様に
インバータ２Ｍ（２Ｔ）を制御して有効電力を融通し、
変圧器１の２次巻線Ｍ座、Ｔ座の有効電力が等しくな
る。これにより無効電力の補償と系統の３相電圧の平衡
化ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の３相平衡装置は
以上のように構成されているので、変圧器１の２次巻線
Ｍ座、Ｔ座の有効電力の均等化と無効電力補償の制御に
より３相電圧の平衡化および力率改善についてはその機
能を発揮する。しかしながら、交流電気車ではその運転
により有害な高調波電流が発生するもので、有害な高調
波電流が３相交流電源に流出し、制御に悪影響を及ぼす
という問題点があった。また有効電力融通と無効電力補
償の制御量は、個別に可変になっておらず、き電の運用
状態に合わせたきめ細かな制御ができないものであっ
た。
以上のように構成されているので、変圧器１の２次巻線
Ｍ座、Ｔ座の有効電力の均等化と無効電力補償の制御に
より３相電圧の平衡化および力率改善についてはその機
能を発揮する。しかしながら、交流電気車ではその運転
により有害な高調波電流が発生するもので、有害な高調
波電流が３相交流電源に流出し、制御に悪影響を及ぼす
という問題点があった。また有効電力融通と無効電力補
償の制御量は、個別に可変になっておらず、き電の運用
状態に合わせたきめ細かな制御ができないものであっ
た。
【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ために成されたものであって、有効電力の融通制御と無
効電力補償制御の機能を備えると共に、高調波電流の抑
制も可能な電圧変動補償装置を得ることを目的とする。
また、このような電圧変動補償装置を、き電の運用状態
に合わせて最適に制御することを目的とする。
ために成されたものであって、有効電力の融通制御と無
効電力補償制御の機能を備えると共に、高調波電流の抑
制も可能な電圧変動補償装置を得ることを目的とする。
また、このような電圧変動補償装置を、き電の運用状態
に合わせて最適に制御することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
記載の電圧変動補償装置は、１次側が３相交流電源に接
続され２次側がそれぞれ第１および第２の単相交流負荷
に接続された３相／２相変換用変圧器と、直流側が互い
に接続され交流側がそれぞれ上記第１および第２の単相
交流負荷に接続された第１および第２の電力変換器と、
上記両単相交流負荷の有効電力を比較し上記両単相交流
負荷の有効電力が等しくなるように、上記両電力変換器
を制御してその交流側相互間で上記有効電力を融通する
有効電力融通制御回路と、上記第１および第２の単相交
流負荷の無効電力を求め上記第１および第２の電力変換
器をそれぞれ制御して上記無効電力を補償する無効電力
補償回路と、第１および第２の単相交流負荷の高調波電
流を検出し、第１および第２の電力変換器をそれぞれ制
御して上記高調波電流を補償するものである。
記載の電圧変動補償装置は、１次側が３相交流電源に接
続され２次側がそれぞれ第１および第２の単相交流負荷
に接続された３相／２相変換用変圧器と、直流側が互い
に接続され交流側がそれぞれ上記第１および第２の単相
交流負荷に接続された第１および第２の電力変換器と、
上記両単相交流負荷の有効電力を比較し上記両単相交流
負荷の有効電力が等しくなるように、上記両電力変換器
を制御してその交流側相互間で上記有効電力を融通する
有効電力融通制御回路と、上記第１および第２の単相交
流負荷の無効電力を求め上記第１および第２の電力変換
器をそれぞれ制御して上記無効電力を補償する無効電力
補償回路と、第１および第２の単相交流負荷の高調波電
流を検出し、第１および第２の電力変換器をそれぞれ制
御して上記高調波電流を補償するものである。
【０００７】またこの発明に係る請求項２記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、第１および第２の電
力変換装置の互いの直流側が、該各電力変換装置と双方
向の電力授受を行う直流コンデンサから成る直流中間回
路を介して接続され、該直流中間回路の電圧を一定に制
御する電圧制御回路を備え、該電圧制御回路からの制御
信号、上記各電力変換装置の電流指令信号および出力電
流を入力として、該各電力変換装置を制御するものであ
る。
動補償装置は、請求項１において、第１および第２の電
力変換装置の互いの直流側が、該各電力変換装置と双方
向の電力授受を行う直流コンデンサから成る直流中間回
路を介して接続され、該直流中間回路の電圧を一定に制
御する電圧制御回路を備え、該電圧制御回路からの制御
信号、上記各電力変換装置の電流指令信号および出力電
流を入力として、該各電力変換装置を制御するものであ
る。
【０００８】またこの発明に係る請求項３記載の電圧変
動補償装置は、請求項１または２において、有効電力融
通制御回路、無効電力補償回路および高調波補償回路か
らの各出力信号に個別にゲインおよびリミッタを設定す
る手段を備え、上記各出力信号を統合して各電力変換装
置の電流指令信号を生成し、該電流指令信号により上記
各電力変換装置の出力電流をそれぞれ制御するものであ
る。
動補償装置は、請求項１または２において、有効電力融
通制御回路、無効電力補償回路および高調波補償回路か
らの各出力信号に個別にゲインおよびリミッタを設定す
る手段を備え、上記各出力信号を統合して各電力変換装
置の電流指令信号を生成し、該電流指令信号により上記
各電力変換装置の出力電流をそれぞれ制御するものであ
る。
【０００９】またこの発明に係る請求項４記載の電圧変
動補償装置は、請求項３において、高調波補償回路は、
各高調波次数毎に高調波電流を検出して補償すべき高調
波次数を選択して補償し、各高調波次数毎に高調波補償
のゲインおよびリミッタが個別に設定されるものであ
る。
動補償装置は、請求項３において、高調波補償回路は、
各高調波次数毎に高調波電流を検出して補償すべき高調
波次数を選択して補償し、各高調波次数毎に高調波補償
のゲインおよびリミッタが個別に設定されるものであ
る。
【００１０】またこの発明に係る請求項５記載の電圧変
動補償装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、３相
／２相変換用変圧器の２次側単相交流電圧の電圧降下を
検出して、それぞれ上記第１および第２の電力変換器を
制御して上記電圧降下を補償する電圧降下補償回路を備
えたものである。
動補償装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、３相
／２相変換用変圧器の２次側単相交流電圧の電圧降下を
検出して、それぞれ上記第１および第２の電力変換器を
制御して上記電圧降下を補償する電圧降下補償回路を備
えたものである。
【００１１】またこの発明に係る請求項６記載の電圧変
動補償装置は、請求項５において、電圧降下補償中は、
有効電力融通制御回路および無効電力補償回路から出力
される、第１および第２の電力変換装置を制御するため
の信号を遮断する切替回路を備えたものである。
動補償装置は、請求項５において、電圧降下補償中は、
有効電力融通制御回路および無効電力補償回路から出力
される、第１および第２の電力変換装置を制御するため
の信号を遮断する切替回路を備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１による電圧変動補償装置を示す構成図で
ある。図において、１は３相／２相変換用変圧器として
のスコット結線トランス（以下、変圧器１と称す）、１
２Ｍは変圧器１の２次側Ｍ座に接続された第１の電力変
換器、１２Ｔは変圧器１の２次側Ｔ座に接続された第２
の電力変換器で、１３Ｍおよび１３Ｔは第１、第２の電
力変換器１２Ｍ、１２Ｔの制御回路で同じ回路構成であ
る。この場合、第１、第２の電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ
は、いわゆるＰＷＭ制御の単相自励式電圧型の電力変換
器を採用する。１４は、直流コンデンサで構成され、第
１、第２の電力変換器１２Ｍ、１２Ｔのそれぞれの直流
側が接続された直流中間回路、１５は直流中間回路の電
圧を検出する電圧センサ、１６は直流中間回路１５の電
圧を一定に制御する直流電圧制御回路である。
実施の形態１を図について説明する。図１は、この発明
の実施の形態１による電圧変動補償装置を示す構成図で
ある。図において、１は３相／２相変換用変圧器として
のスコット結線トランス（以下、変圧器１と称す）、１
２Ｍは変圧器１の２次側Ｍ座に接続された第１の電力変
換器、１２Ｔは変圧器１の２次側Ｔ座に接続された第２
の電力変換器で、１３Ｍおよび１３Ｔは第１、第２の電
力変換器１２Ｍ、１２Ｔの制御回路で同じ回路構成であ
る。この場合、第１、第２の電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ
は、いわゆるＰＷＭ制御の単相自励式電圧型の電力変換
器を採用する。１４は、直流コンデンサで構成され、第
１、第２の電力変換器１２Ｍ、１２Ｔのそれぞれの直流
側が接続された直流中間回路、１５は直流中間回路の電
圧を検出する電圧センサ、１６は直流中間回路１５の電
圧を一定に制御する直流電圧制御回路である。
【００１３】また、１７は制御回路１３Ｍ（１３Ｔ）に
おいて、負荷側の電圧変成器ＰＴML（ＰＴTL）と変流器
ＣＴML（ＣＴTL）で検出した電圧、電流が入力し、高調
波電流成分を検出してそれを補償する指令信号を各電力
変換装置１２Ｍ、１２Ｔに対して出力する高調波補償回
路、１７は高調波補償におけるゲインおよびリミッタ値
を設定するリミッタ回路である。１９は、負荷側の電圧
変成器ＰＴML（ＰＴTL）と変流器ＣＴML（ＣＴTL）で検
出した電圧、電流が入力し、負荷有効電力ＰML（ＰT
L）、インバータ有効電力ＰMi（ＰTi）、負荷無効電力
ＱML（ＱTL）およびインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）を
検出する有効電力、無効電力検出器となるＰＱ演算回
路、２０はＰＱ演算回路１９の出力から無効電力成分を
抽出して、それを補償するための各電力変換装置１２
Ｍ、１２Ｔに対する指令信号を出力する無効電力補償回
路である。また、２１は各制御回路１３Ｍ（１３Ｔ）の
ＰＱ演算回路１９の出力からＭ座とＴ座とのそれぞれの
有効電力成分ＰTL、ＰMLを抽出し、それらを加算して１
／２を演算した値を有効電力指令値として、各電力変換
装置１２Ｍ、１２Ｔに対する指令信号を出力する有効電
力融通制御回路である。
おいて、負荷側の電圧変成器ＰＴML（ＰＴTL）と変流器
ＣＴML（ＣＴTL）で検出した電圧、電流が入力し、高調
波電流成分を検出してそれを補償する指令信号を各電力
変換装置１２Ｍ、１２Ｔに対して出力する高調波補償回
路、１７は高調波補償におけるゲインおよびリミッタ値
を設定するリミッタ回路である。１９は、負荷側の電圧
変成器ＰＴML（ＰＴTL）と変流器ＣＴML（ＣＴTL）で検
出した電圧、電流が入力し、負荷有効電力ＰML（ＰT
L）、インバータ有効電力ＰMi（ＰTi）、負荷無効電力
ＱML（ＱTL）およびインバータ無効電力ＱMi（ＱTi）を
検出する有効電力、無効電力検出器となるＰＱ演算回
路、２０はＰＱ演算回路１９の出力から無効電力成分を
抽出して、それを補償するための各電力変換装置１２
Ｍ、１２Ｔに対する指令信号を出力する無効電力補償回
路である。また、２１は各制御回路１３Ｍ（１３Ｔ）の
ＰＱ演算回路１９の出力からＭ座とＴ座とのそれぞれの
有効電力成分ＰTL、ＰMLを抽出し、それらを加算して１
／２を演算した値を有効電力指令値として、各電力変換
装置１２Ｍ、１２Ｔに対する指令信号を出力する有効電
力融通制御回路である。
【００１４】また、２２は制御回路１３Ｍ（１３Ｔ）に
おいて、有効電力融通制御回路２１の出力信号と無効電
力補償回路２０の出力信号から、有効電力成分および無
効電力成分の補償容量配分を設定し、それぞれに対して
ゲインおよびリミッタを設定するＰＱ配分回路、２３は
ＰＱ配分回路２２およびリミッタ回路１８からの出力信
号を一括統合して、各電力変換装置１２Ｍ、１２Ｔに対
する電流指令信号を出力する電流指令回路、２４は、こ
の２３からの電流指令信号、直流電圧制御回路からの出
力信号、および各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ側の変流器
ＣＴMi（ＣＴTi）からの出力電流が入力し、出力電流を
電流指令信号に追従させるように各電力変換器１２Ｍ、
１２Ｔの出力電流制御を行う電流制御回路、２５は電流
制御回路からの信号に基づいて各電力変換器１２Ｍ、１
２Ｔ内のスイッチング素子の駆動制御を行うＰＷＭ制御
回路である。これら１７〜２０および２２〜２５の各回
路が各制御回路１３Ｍ、１３Ｔに備えられ、制御回路１
３Ｍと制御回路１３Ｔとは同様の働きをする。
おいて、有効電力融通制御回路２１の出力信号と無効電
力補償回路２０の出力信号から、有効電力成分および無
効電力成分の補償容量配分を設定し、それぞれに対して
ゲインおよびリミッタを設定するＰＱ配分回路、２３は
ＰＱ配分回路２２およびリミッタ回路１８からの出力信
号を一括統合して、各電力変換装置１２Ｍ、１２Ｔに対
する電流指令信号を出力する電流指令回路、２４は、こ
の２３からの電流指令信号、直流電圧制御回路からの出
力信号、および各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ側の変流器
ＣＴMi（ＣＴTi）からの出力電流が入力し、出力電流を
電流指令信号に追従させるように各電力変換器１２Ｍ、
１２Ｔの出力電流制御を行う電流制御回路、２５は電流
制御回路からの信号に基づいて各電力変換器１２Ｍ、１
２Ｔ内のスイッチング素子の駆動制御を行うＰＷＭ制御
回路である。これら１７〜２０および２２〜２５の各回
路が各制御回路１３Ｍ、１３Ｔに備えられ、制御回路１
３Ｍと制御回路１３Ｔとは同様の働きをする。
【００１５】次に動作について説明する。電力変換器１
２Ｍは、３相／２相変換用変圧器１の２次側のＭ座電源
回路の交流電力と直流コンデンサで構成される直流中間
回路１４の直流電力との間で双方向の電力授受を行う機
能を持ち、また、電力変換器１２Ｔは、変圧器１の２次
側のＴ座電源回路の交流電力と直流中間回路１４の直流
電力との間で双方向の電力授受を行う機能を持ち、これ
により、各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔを制御することに
より、Ｍ座電源回路とＴ座電源回路のと間で有効電力の
授受を直流中間回路１４を介して行うことができる。ま
た、直流中間回路１４の電圧を直流電圧制御回路１６で
常に一定に制御した状態で、Ｍ座単相交流負荷およびＴ
座単相交流負荷の電力を比較し、有効電力融通制御回路
２１による制御で、負荷の少ない方の電源回路に接続さ
れた電力変換器１２Ｍ（１２Ｔ）はこの電源回路から有
効電力を取り込んで直流中間回路１４に電力を供給し、
負荷の多い方の電源回路に接続された電力変換器１２Ｔ
（１２Ｍ）は直流中間回路１４から有効電力を取り込ん
でこの電源回路に供給する。この結果、Ｍ座電源回路お
よびＴ座電源回路との有効電力を安定して信頼性良く均
等化することができ、変圧器１次側の３相交流電源の少
なくともその有効分は平衡する。
２Ｍは、３相／２相変換用変圧器１の２次側のＭ座電源
回路の交流電力と直流コンデンサで構成される直流中間
回路１４の直流電力との間で双方向の電力授受を行う機
能を持ち、また、電力変換器１２Ｔは、変圧器１の２次
側のＴ座電源回路の交流電力と直流中間回路１４の直流
電力との間で双方向の電力授受を行う機能を持ち、これ
により、各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔを制御することに
より、Ｍ座電源回路とＴ座電源回路のと間で有効電力の
授受を直流中間回路１４を介して行うことができる。ま
た、直流中間回路１４の電圧を直流電圧制御回路１６で
常に一定に制御した状態で、Ｍ座単相交流負荷およびＴ
座単相交流負荷の電力を比較し、有効電力融通制御回路
２１による制御で、負荷の少ない方の電源回路に接続さ
れた電力変換器１２Ｍ（１２Ｔ）はこの電源回路から有
効電力を取り込んで直流中間回路１４に電力を供給し、
負荷の多い方の電源回路に接続された電力変換器１２Ｔ
（１２Ｍ）は直流中間回路１４から有効電力を取り込ん
でこの電源回路に供給する。この結果、Ｍ座電源回路お
よびＴ座電源回路との有効電力を安定して信頼性良く均
等化することができ、変圧器１次側の３相交流電源の少
なくともその有効分は平衡する。
【００１６】また、Ｍ座単相交流負荷およびＴ座単相交
流負荷の無効電力および高調波電流の補償は、Ｍ座電源
側とＴ座電源側とでそれぞれ独立して各電力変換器１２
Ｍ（１２Ｔ）により行うことができる。無効電力補償回
路２０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）から成る無効電
力検出回路を有し、ＰＱ演算回路１９の出力信号から無
効電力成分を抽出して、補償対象の無効電力信号を出力
する。ＰＱ演算回路１９の演算過程で電流の基本波成分
が直流となっているので無効電力検出回路における基本
波無効成分の抽出が確実高精度にできる。
流負荷の無効電力および高調波電流の補償は、Ｍ座電源
側とＴ座電源側とでそれぞれ独立して各電力変換器１２
Ｍ（１２Ｔ）により行うことができる。無効電力補償回
路２０は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）から成る無効電
力検出回路を有し、ＰＱ演算回路１９の出力信号から無
効電力成分を抽出して、補償対象の無効電力信号を出力
する。ＰＱ演算回路１９の演算過程で電流の基本波成分
が直流となっているので無効電力検出回路における基本
波無効成分の抽出が確実高精度にできる。
【００１７】高調波補償回路１７の詳細を図２に示す。
図に示すように、Ｍ座（Ｔ座）負荷電流２６は負荷電流
検出回路２８に入力され、Ｍ座（Ｔ座）電源電圧２７は
電圧同期回路２９に入力されてこの電圧に同期したＳＩ
Ｎ信号およびＣＯＳ信号を発生する。負荷電流検出回路
２８および電圧同期回路２９の出力信号はそれぞれ有効
分演算回路３０および無効分演算回路３１に入力され、
ここでＭ座（Ｔ座）負荷電流の有効成分および無効成分
が演算される。３２はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）から
成る高調波検出回路で、有効分演算回路３０および無効
分演算回路３１の出力信号から高調波成分を抽出して補
償対象の高調波電流信号を出力する。有効分演算回路３
０および無効分演算回路３１の演算過程で電流の基本波
成分が直流となっているので、高調波検出回路３２にお
ける高調波成分の抽出が確実高精度にできる。なお、上
記では負荷電流から有効分と無効分との演算を行った
後、高調波電流を検出したが、負荷電流からＨＰＦ３２
で直接高調波成分を抽出することもできる。
図に示すように、Ｍ座（Ｔ座）負荷電流２６は負荷電流
検出回路２８に入力され、Ｍ座（Ｔ座）電源電圧２７は
電圧同期回路２９に入力されてこの電圧に同期したＳＩ
Ｎ信号およびＣＯＳ信号を発生する。負荷電流検出回路
２８および電圧同期回路２９の出力信号はそれぞれ有効
分演算回路３０および無効分演算回路３１に入力され、
ここでＭ座（Ｔ座）負荷電流の有効成分および無効成分
が演算される。３２はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）から
成る高調波検出回路で、有効分演算回路３０および無効
分演算回路３１の出力信号から高調波成分を抽出して補
償対象の高調波電流信号を出力する。有効分演算回路３
０および無効分演算回路３１の演算過程で電流の基本波
成分が直流となっているので、高調波検出回路３２にお
ける高調波成分の抽出が確実高精度にできる。なお、上
記では負荷電流から有効分と無効分との演算を行った
後、高調波電流を検出したが、負荷電流からＨＰＦ３２
で直接高調波成分を抽出することもできる。
【００１８】図１に示すように、有効電力融通制御回路
２１，無効電力補償回路２０および高調波補償回路１７
はそれぞれの制御目標により決定された指令信号を出力
するが、実際には、電圧変動補償装置の補償容量は限ら
れているため、全ての指令信号に応じて各電力変換器１
２Ｍ、１２Ｔが出力できるとは限らない。このため、き
電の運用状態によって最適な補償容量配分設定をＰＱ配
分回路２２およびリミッタ回路１８にて行う。ＰＱ配分
回路２２の出力およびリミッタ回路１８の出力は電流指
令回路２３にて一括統合され、その指令信号に基づいて
電流制御回路２４は各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力
電流を制御する。また、このときに、直流電圧制御回路
１６からの出力信号も電流制御回路２４に入力して制御
信号を出力するため、直流中間回路１４の電圧を常に一
定に制御した状態で、各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出
力電流は制御できる。この制御信号によりＰＷＭ制御回
路２５では、各各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ内のスイッ
チング素子に対して駆動信号を生成してスイッチング素
子の駆動制御を行う。
２１，無効電力補償回路２０および高調波補償回路１７
はそれぞれの制御目標により決定された指令信号を出力
するが、実際には、電圧変動補償装置の補償容量は限ら
れているため、全ての指令信号に応じて各電力変換器１
２Ｍ、１２Ｔが出力できるとは限らない。このため、き
電の運用状態によって最適な補償容量配分設定をＰＱ配
分回路２２およびリミッタ回路１８にて行う。ＰＱ配分
回路２２の出力およびリミッタ回路１８の出力は電流指
令回路２３にて一括統合され、その指令信号に基づいて
電流制御回路２４は各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力
電流を制御する。また、このときに、直流電圧制御回路
１６からの出力信号も電流制御回路２４に入力して制御
信号を出力するため、直流中間回路１４の電圧を常に一
定に制御した状態で、各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出
力電流は制御できる。この制御信号によりＰＷＭ制御回
路２５では、各各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔ内のスイッ
チング素子に対して駆動信号を生成してスイッチング素
子の駆動制御を行う。
【００１９】このように、Ｍ座電源回路およびＴ座電源
回路でそれぞれ無効電力を補償することにより無効電力
をなくすようにするため、３相交流電源の出力を力率１
に近づけることができる。同時に両電源回路において負
荷電流に含まれる高調波成分を補償して３相交流電源へ
の高調波電流の流出を防ぎ、電源電圧の高調波ひずみを
低減することができる。これにより３相電圧、電流の平
衡化の安定性、信頼性が高まり、ほぼ完全な平衡化が可
能になる。
回路でそれぞれ無効電力を補償することにより無効電力
をなくすようにするため、３相交流電源の出力を力率１
に近づけることができる。同時に両電源回路において負
荷電流に含まれる高調波成分を補償して３相交流電源へ
の高調波電流の流出を防ぎ、電源電圧の高調波ひずみを
低減することができる。これにより３相電圧、電流の平
衡化の安定性、信頼性が高まり、ほぼ完全な平衡化が可
能になる。
【００２０】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態
２による電圧変動補償装置の各制御回路１３Ｍ、１３Ｔ
内の高調波補償回路３３を示す構成図である。図３にお
いて、３４は、Ｍ座（Ｔ座）負荷電流２６、Ｍ座（Ｔ
座）電源電圧２７が入力されその値を検出する検出回
路、３５は負荷電流の検出値をｐ−ｑ成分に変更するた
めの３次調波用ｐ−ｑ変換回路、５次調波用ｐ−ｑ変換
回路、７次調波用ｐ−ｑ変換回路、・・・ｎ次調波用
（ｎは奇数）ｐ−ｑ変換回路であり、３６は、各次数毎
のｐ−ｑ変換回路３５の出力から直流分のみを検出する
交換除去フィルタ、３７はそれぞれ交換除去フィルタ３
６の出力を交流に変換し、補償高調波次数選択回路３８
に供給する３次調波用逆変換回路、５次調波用逆変換回
路、７次調波用逆変換回路、・・・ｎ次調波用逆変換回
路である。３９は補償高調波次数選択回路３８の出力を
加算する加算回路である。
態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態
２による電圧変動補償装置の各制御回路１３Ｍ、１３Ｔ
内の高調波補償回路３３を示す構成図である。図３にお
いて、３４は、Ｍ座（Ｔ座）負荷電流２６、Ｍ座（Ｔ
座）電源電圧２７が入力されその値を検出する検出回
路、３５は負荷電流の検出値をｐ−ｑ成分に変更するた
めの３次調波用ｐ−ｑ変換回路、５次調波用ｐ−ｑ変換
回路、７次調波用ｐ−ｑ変換回路、・・・ｎ次調波用
（ｎは奇数）ｐ−ｑ変換回路であり、３６は、各次数毎
のｐ−ｑ変換回路３５の出力から直流分のみを検出する
交換除去フィルタ、３７はそれぞれ交換除去フィルタ３
６の出力を交流に変換し、補償高調波次数選択回路３８
に供給する３次調波用逆変換回路、５次調波用逆変換回
路、７次調波用逆変換回路、・・・ｎ次調波用逆変換回
路である。３９は補償高調波次数選択回路３８の出力を
加算する加算回路である。
【００２１】次に動作について説明する。高調波補償回
路３３では、入力された交流負荷電流を検出回路３４に
て検出し、その検出信号を次数毎のｐ−ｑ変換回路３５
にて次数毎にｐ−ｑ成分に変換する。なおここでは、一
般に高調波成分が多く発生しやすい奇数次数のみ扱った
が、偶数次数を含んでも良い。このｐ−ｑ変換において
は、検出信号に含まれる高調波成分が直流信号になるよ
うに変換を行う。例えば、３次調波用ｐ−ｑ変換回路３
５では、３次調波を直流で検出するように３次ＳＩＮ信
号のｓｉｎ３ωｔを掛けてｐ成分を求め、３次ＣＯＳ信
号のｃｏｓ３ωｔを掛けてｑ成分を求める。このように
してｐおよびｑに変換した結果は３次調波が直流とな
り、交流成分の他の調波成分との分離が容易である。ま
た、直流であるので交換除去フィルタ３６による位相ず
れがなく、ゲイン変更およびリミッタ操作が容易であ
る。ここでは３次調波用について説明したが、他の次数
調波用についても同様であり、ｐ−ｑ変換を行い、各調
波成分を直流で検出し、交換除去フィルタ３６において
個別に補償ゲインおよび補償容量リミッタを設定する。
これにより、各高調波の補償率を容易に設定できる。交
流除去フィルタ３６の出力は、各次数毎のｐ−ｑ変換の
逆変換回路３７に入力され、交流電流指令信号に変換さ
れる。これら次数毎の電流指令信号は補償高調波次数選
択回路３８に入力され、補償すべき次数の信号のみ出力
され、加算回路３９で加算され、高調波補償電流指令と
して出力される。
路３３では、入力された交流負荷電流を検出回路３４に
て検出し、その検出信号を次数毎のｐ−ｑ変換回路３５
にて次数毎にｐ−ｑ成分に変換する。なおここでは、一
般に高調波成分が多く発生しやすい奇数次数のみ扱った
が、偶数次数を含んでも良い。このｐ−ｑ変換において
は、検出信号に含まれる高調波成分が直流信号になるよ
うに変換を行う。例えば、３次調波用ｐ−ｑ変換回路３
５では、３次調波を直流で検出するように３次ＳＩＮ信
号のｓｉｎ３ωｔを掛けてｐ成分を求め、３次ＣＯＳ信
号のｃｏｓ３ωｔを掛けてｑ成分を求める。このように
してｐおよびｑに変換した結果は３次調波が直流とな
り、交流成分の他の調波成分との分離が容易である。ま
た、直流であるので交換除去フィルタ３６による位相ず
れがなく、ゲイン変更およびリミッタ操作が容易であ
る。ここでは３次調波用について説明したが、他の次数
調波用についても同様であり、ｐ−ｑ変換を行い、各調
波成分を直流で検出し、交換除去フィルタ３６において
個別に補償ゲインおよび補償容量リミッタを設定する。
これにより、各高調波の補償率を容易に設定できる。交
流除去フィルタ３６の出力は、各次数毎のｐ−ｑ変換の
逆変換回路３７に入力され、交流電流指令信号に変換さ
れる。これら次数毎の電流指令信号は補償高調波次数選
択回路３８に入力され、補償すべき次数の信号のみ出力
され、加算回路３９で加算され、高調波補償電流指令と
して出力される。
【００２２】以上のように、この実施の形態２では、負
荷電流から検出した高調波電流の各高調波次数毎に補償
ゲインおよび補償容量のリミッタを設定することが容易
にできる。これにより、き電の運用状態に応じて特定次
数の高調波だけを補償することができ、小さな容量で効
率良く高調波を補償することができる。
荷電流から検出した高調波電流の各高調波次数毎に補償
ゲインおよび補償容量のリミッタを設定することが容易
にできる。これにより、き電の運用状態に応じて特定次
数の高調波だけを補償することができ、小さな容量で効
率良く高調波を補償することができる。
【００２３】実施の形態３．次にこの発明の実施の形態
３について説明する。３相交流電源が正常である場合に
は、上記実施の形態１で示したように有効電力融通制御
および無効電力補償制御による補償動作を行うが、３相
交流電源が異常である場合、き電の運用状態が変更され
て変電所母線延長により給電され、き電電圧に電圧降下
が発生しき電運用に支障をきたすことがある。このよう
に、き電電圧に電圧降下が発生する場合、その電圧降下
分を補償する必要が生じる。図４は、この発明の実施の
形態３による電圧変動補償装置を示す構成図である。こ
の実施の形態３では、図１で示した電圧変動補償装置
に、変圧器１の２次側単相交流電圧の電圧降下分を補償
する機能を設けたものである。図において、４０は、変
圧器１の２次側単相交流電圧を検出して、電圧降下分を
補償するための電圧降下補償回路、４１は電圧降下補償
のための電圧基準である。また、４２は電圧降下補償指
令切替回路、４３は有効電力融通制御指令切替回路、４
４は無効電力補償指令切替回路である。
３について説明する。３相交流電源が正常である場合に
は、上記実施の形態１で示したように有効電力融通制御
および無効電力補償制御による補償動作を行うが、３相
交流電源が異常である場合、き電の運用状態が変更され
て変電所母線延長により給電され、き電電圧に電圧降下
が発生しき電運用に支障をきたすことがある。このよう
に、き電電圧に電圧降下が発生する場合、その電圧降下
分を補償する必要が生じる。図４は、この発明の実施の
形態３による電圧変動補償装置を示す構成図である。こ
の実施の形態３では、図１で示した電圧変動補償装置
に、変圧器１の２次側単相交流電圧の電圧降下分を補償
する機能を設けたものである。図において、４０は、変
圧器１の２次側単相交流電圧を検出して、電圧降下分を
補償するための電圧降下補償回路、４１は電圧降下補償
のための電圧基準である。また、４２は電圧降下補償指
令切替回路、４３は有効電力融通制御指令切替回路、４
４は無効電力補償指令切替回路である。
【００２４】次に、動作について説明する。電圧降下補
償回路４０では、２次側単相交流電圧を検出し、電圧基
準４１を参照して電圧降下補償するのに必要な無効電流
指令を出力する。この無効電流指令を電流制御回路２４
に入力して、この指令信号に基づいて電流制御回路２４
は各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力電流を制御する。
これにより、２次側単相交流電圧の電圧降下を補償する
ことができる。なお、この場合、き電の運用状態が変更
になっているので、有効電力融通制御および無効電力補
償制御は行わない。即ち、上記電圧降下補償中は、電圧
降下補償指令切替回路４２をオンして電圧降下補償回路
４０からの無効電流指令は電流制御回路２４に入力し、
替わりに、有効電力融通制御指令切替回路４３および無
効電力補償指令切替回路４４はオフして、有効電力融通
制御回路２１および無効電力補償回路２０からの出力指
令は遮断する。
償回路４０では、２次側単相交流電圧を検出し、電圧基
準４１を参照して電圧降下補償するのに必要な無効電流
指令を出力する。この無効電流指令を電流制御回路２４
に入力して、この指令信号に基づいて電流制御回路２４
は各電力変換器１２Ｍ、１２Ｔの出力電流を制御する。
これにより、２次側単相交流電圧の電圧降下を補償する
ことができる。なお、この場合、き電の運用状態が変更
になっているので、有効電力融通制御および無効電力補
償制御は行わない。即ち、上記電圧降下補償中は、電圧
降下補償指令切替回路４２をオンして電圧降下補償回路
４０からの無効電流指令は電流制御回路２４に入力し、
替わりに、有効電力融通制御指令切替回路４３および無
効電力補償指令切替回路４４はオフして、有効電力融通
制御回路２１および無効電力補償回路２０からの出力指
令は遮断する。
【００２５】以上のように、この実施の形態３では、検
出した２次側単相交流電圧から電圧降下補償するのに必
要な無効電流指令を求め、２次側単相交流電圧の電圧降
下を補償する。また、この間は有効電力融通制御および
無効電力補償制御を停止させる。このため、き電の運用
状態が変化しても対応でき、制御の信頼性が向上する。
出した２次側単相交流電圧から電圧降下補償するのに必
要な無効電流指令を求め、２次側単相交流電圧の電圧降
下を補償する。また、この間は有効電力融通制御および
無効電力補償制御を停止させる。このため、き電の運用
状態が変化しても対応でき、制御の信頼性が向上する。
【００２６】
【発明の効果】以上にようにこの発明に係る請求項１記
載の電圧変動補償装置は、１次側が３相交流電源に接続
され２次側がそれぞれ第１および第２の単相交流負荷に
接続された３相／２相変換用変圧器と、直流側が互いに
接続され交流側がそれぞれ上記第１および第２の単相交
流負荷に接続された第１および第２の電力変換器と、上
記両単相交流負荷の有効電力を比較し上記両単相交流負
荷の有効電力が等しくなるように、上記両電力変換器を
制御してその交流側相互間で上記有効電力を融通する有
効電力融通制御回路と、上記第１および第２の単相交流
負荷の無効電力を求め上記第１および第２の電力変換器
をそれぞれ制御して上記無効電力を補償する無効電力補
償回路と、第１および第２の単相交流負荷の高調波電流
を検出し、第１および第２の電力変換器をそれぞれ制御
して上記高調波電流を補償するため、有効電力の融通制
御と無効電力補償制御の機能を備えると共に、負荷電流
に含まれる高調波成分を補償して３相交流電源への高調
波電流の流出を防ぎ、電圧歪みが低減でき、力率をさら
に改善し、３相電圧、電流の平衡化もさらに良好とな
り、安定性、信頼性の高い電圧変動補償装置が得られ
る。
載の電圧変動補償装置は、１次側が３相交流電源に接続
され２次側がそれぞれ第１および第２の単相交流負荷に
接続された３相／２相変換用変圧器と、直流側が互いに
接続され交流側がそれぞれ上記第１および第２の単相交
流負荷に接続された第１および第２の電力変換器と、上
記両単相交流負荷の有効電力を比較し上記両単相交流負
荷の有効電力が等しくなるように、上記両電力変換器を
制御してその交流側相互間で上記有効電力を融通する有
効電力融通制御回路と、上記第１および第２の単相交流
負荷の無効電力を求め上記第１および第２の電力変換器
をそれぞれ制御して上記無効電力を補償する無効電力補
償回路と、第１および第２の単相交流負荷の高調波電流
を検出し、第１および第２の電力変換器をそれぞれ制御
して上記高調波電流を補償するため、有効電力の融通制
御と無効電力補償制御の機能を備えると共に、負荷電流
に含まれる高調波成分を補償して３相交流電源への高調
波電流の流出を防ぎ、電圧歪みが低減でき、力率をさら
に改善し、３相電圧、電流の平衡化もさらに良好とな
り、安定性、信頼性の高い電圧変動補償装置が得られ
る。
【００２７】またこの発明に係る請求項２記載の電圧変
動補償装置は、請求項１において、第１および第２の電
力変換装置の互いの直流側が、該各電力変換装置と双方
向の電力授受を行う直流コンデンサから成る直流中間回
路を介して接続され、該直流中間回路の電圧を一定に制
御する電圧制御回路を備え、該電圧制御回路からの制御
信号、上記各電力変換装置の電流指令信号および出力電
流を入力として、該各電力変換装置を制御するため、信
頼性の高い制御が行える。
動補償装置は、請求項１において、第１および第２の電
力変換装置の互いの直流側が、該各電力変換装置と双方
向の電力授受を行う直流コンデンサから成る直流中間回
路を介して接続され、該直流中間回路の電圧を一定に制
御する電圧制御回路を備え、該電圧制御回路からの制御
信号、上記各電力変換装置の電流指令信号および出力電
流を入力として、該各電力変換装置を制御するため、信
頼性の高い制御が行える。
【００２８】またこの発明に係る請求項３記載の電圧変
動補償装置は、請求項１または２において、有効電力融
通制御回路、無効電力補償回路および高調波補償回路か
らの各出力信号に個別にゲインおよびリミッタを設定す
る手段を備え、上記各出力信号を統合して各電力変換装
置の電流指令信号を生成し、該電流指令信号により上記
各電力変換装置の出力電流をそれぞれ制御するため、き
電の運用状態に応じた最適な制御が効率よく行え、電力
変換器容量が低減でき、装置構成も安価となる。
動補償装置は、請求項１または２において、有効電力融
通制御回路、無効電力補償回路および高調波補償回路か
らの各出力信号に個別にゲインおよびリミッタを設定す
る手段を備え、上記各出力信号を統合して各電力変換装
置の電流指令信号を生成し、該電流指令信号により上記
各電力変換装置の出力電流をそれぞれ制御するため、き
電の運用状態に応じた最適な制御が効率よく行え、電力
変換器容量が低減でき、装置構成も安価となる。
【００２９】またこの発明に係る請求項４記載の電圧変
動補償装置は、請求項３において、高調波補償回路は、
各高調波次数毎に高調波電流を検出して補償すべき高調
波次数を選択して補償し、各高調波次数毎に高調波補償
のゲインおよびリミッタが個別に設定されるため、ゲイ
ンおよびリミッタの設定が容易であり、また、所望の高
調波のみ補償でき効率よく高調波補償が行える。
動補償装置は、請求項３において、高調波補償回路は、
各高調波次数毎に高調波電流を検出して補償すべき高調
波次数を選択して補償し、各高調波次数毎に高調波補償
のゲインおよびリミッタが個別に設定されるため、ゲイ
ンおよびリミッタの設定が容易であり、また、所望の高
調波のみ補償でき効率よく高調波補償が行える。
【００３０】またこの発明に係る請求項５記載の電圧変
動補償装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、３相
／２相変換用変圧器の２次側単相交流電圧の電圧降下を
検出して、それぞれ上記第１および第２の電力変換器を
制御して上記電圧降下を補償する電圧降下補償回路を備
えたため、き電の運用状態に変化を生じても対応でき、
信頼性の高い電圧変動補償装置が得られる。
動補償装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、３相
／２相変換用変圧器の２次側単相交流電圧の電圧降下を
検出して、それぞれ上記第１および第２の電力変換器を
制御して上記電圧降下を補償する電圧降下補償回路を備
えたため、き電の運用状態に変化を生じても対応でき、
信頼性の高い電圧変動補償装置が得られる。
【００３１】またこの発明に係る請求項６記載の電圧変
動補償装置は、請求項５において、電圧降下補償中は、
有効電力融通制御回路および無効電力補償回路から出力
される、第１および第２の電力変換装置を制御するため
の信号を遮断する切替回路を備えたため、き電の運用状
態の変化に応じて、切り換え制御により確実に信頼性良
く電圧変動補償が行える。
動補償装置は、請求項５において、電圧降下補償中は、
有効電力融通制御回路および無効電力補償回路から出力
される、第１および第２の電力変換装置を制御するため
の信号を遮断する切替回路を備えたため、き電の運用状
態の変化に応じて、切り換え制御により確実に信頼性良
く電圧変動補償が行える。
【図１】 この発明の実施の形態１による電圧変動補償
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電圧変動補償
装置の高調波補償回路を示す構成図である。
装置の高調波補償回路を示す構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による電圧変動補償
装置の高調波補償回路を示す構成図である。
装置の高調波補償回路を示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態３による電圧変動補償
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図５】 従来の電圧変動補償装置を示す構成図であ
る。
る。
１ ３相／２相変換用変圧器、１２Ｍ，１２Ｔ 単相電
力変換器、１４ 直流中間回路、１６ 電流電圧制御回
路、１７ 高調波補償回路、１８ リミッタ回路、２０
無効電力補償回路、２１ 有効電力融通制御回路、２
２ ゲイン、リミッタ設定回路となるＰＱ配分回路、２
３ 電流指令回路、２４ 電流制御回路、３２ 高調波
検出回路、３３ 高調波補償回路、３５ ｐ−ｑ変換回
路、３６ ゲイン、リミッタ設定回路となる交換除去フ
ィルタ、３８ 選択回路、４０ 電圧降下補償回路、４
１ 電圧基準、４２ 電圧降下補償指令切替回路、４３
有効電力融通制御指令切替回路、４４ 無効電力補償
指令切替回路。
力変換器、１４ 直流中間回路、１６ 電流電圧制御回
路、１７ 高調波補償回路、１８ リミッタ回路、２０
無効電力補償回路、２１ 有効電力融通制御回路、２
２ ゲイン、リミッタ設定回路となるＰＱ配分回路、２
３ 電流指令回路、２４ 電流制御回路、３２ 高調波
検出回路、３３ 高調波補償回路、３５ ｐ−ｑ変換回
路、３６ ゲイン、リミッタ設定回路となる交換除去フ
ィルタ、３８ 選択回路、４０ 電圧降下補償回路、４
１ 電圧基準、４２ 電圧降下補償指令切替回路、４３
有効電力融通制御指令切替回路、４４ 無効電力補償
指令切替回路。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｇ０５Ｆ 1/70 Ｇ０５Ｆ 1/70 Ｆ
Ｆターム(参考） 5G066 DA04 DA08 EA03 FA01 FB13
FC11 GA02 GC02 HA08 HB03
5H420 BB15 BB18 CC04 DD03 EA04
EA47 EB09 EB38 FF03 FF06
FF07 FF09 FF23 FF24 FF25
LL01 LL04
Claims (6)
- 【請求項１】 １次側が３相交流電源に接続され２次側
がそれぞれ第１および第２の単相交流負荷に接続された
３相／２相変換用変圧器と、直流側が互いに接続され交
流側がそれぞれ上記第１および第２の単相交流負荷に接
続された第１および第２の電力変換器と、上記両単相交
流負荷の有効電力を比較し上記両単相交流負荷の有効電
力が等しくなるように、上記両電力変換器を制御してそ
の交流側相互間で上記有効電力を融通する有効電力融通
制御回路と、上記第１および第２の単相交流負荷の無効
電力を求め上記第１および第２の電力変換器をそれぞれ
制御して上記無効電力を補償する無効電力補償回路と、
上記第１および第２の単相交流負荷の高調波電流を検出
し、上記第１および第２の電力変換器をそれぞれ制御し
て上記高調波電流を補償する高調波補償回路とを備えた
ことを特徴とする電圧変動補償装置。 - 【請求項２】 第１および第２の電力変換装置の互いの
直流側が、該各電力変換装置と双方向の電力授受を行う
直流コンデンサから成る直流中間回路を介して接続さ
れ、該直流中間回路の電圧を一定に制御する電圧制御回
路を備え、該電圧制御回路からの制御信号、上記各電力
変換装置の電流指令信号および出力電流を入力として、
該各電力変換装置を制御することを特徴とする請求項１
記載の電圧変動補償装置。 - 【請求項３】 有効電力融通制御回路、無効電力補償回
路および高調波補償回路からの各出力信号に個別にゲイ
ンおよびリミッタを設定する手段を備え、上記各出力信
号を統合して各電力変換装置の電流指令信号を生成し、
該電流指令信号により上記各電力変換装置の出力電流を
それぞれ制御することを特徴とする請求項１または２記
載の電圧変動補償装置。 - 【請求項４】 高調波補償回路は、各高調波次数毎に高
調波電流を検出して補償すべき高調波次数を選択して補
償し、各高調波次数毎に高調波補償のゲインおよびリミ
ッタが個別に設定されることを特徴とする請求項３記載
の電圧変動補償装置。 - 【請求項５】 ３相／２相変換用変圧器の２次側単相交
流電圧の電圧降下を検出して、それぞれ上記第１および
第２の電力変換器を制御して上記電圧降下を補償する電
圧降下補償回路を備えたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の電圧変動補償装置。 - 【請求項６】 電圧降下補償中は、有効電力融通制御回
路および無効電力補償回路から出力される、第１および
第２の電力変換装置を制御するための信号を遮断する切
替回路を備えたことを特徴とする請求項５記載の電圧変
動補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243835A JP2003061250A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 電圧変動補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243835A JP2003061250A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 電圧変動補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003061250A true JP2003061250A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19073865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243835A Pending JP2003061250A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 電圧変動補償装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003061250A (ja) |
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-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243835A patent/JP2003061250A/ja active Pending
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